히트펌프 시스템

지열 히트펌프 시스템


  개요

 천부지열을 히트펌프의 열원으로 활용하여 건물 냉방, 난방 및 급탕을 할 수 있는 시스템입니다.

 천부지열을 얻는 방법은 지중에 심정펌프를 설치하여 지하수의 열을 취득하는 개방형, PE 배관을 지중에 매설하여 배관 내 물을 순환시켜 지열을 취득하는 밀폐형이 있습니다.



  시스템 열원흐름도



  장점

 | 에너지 효율 우수

 연중 일정한 온도를 유지하는 *지열을 사용함으로써 에너지 효율이 매우 우수합니다.

 *지표면으로부터 100~200m 깊이의 천부지열의 지중온도는 연중 10~20℃ 로 일정합니다.


 | 효용성이 가장 뛰어난 신재생에너지 설비

 지열 시스템은 건물의 냉난방 및 급탕설비로 활용될 수 있어 한국에너지공단에서 인정하는 신재생에너지 설비 중 가장 효용성이 뛰어납니다.



  단점

 | 높은 공사비용

 모든 신재생에너지 설비의 공사비는 높습니다. 지열시스템 또한 150m 이상 굴착하는 지중열교환기 공사로 인해 공사비가 다소 높은 편입니다.


 | 지중열교환기 설치공간에 대한 제약

 지중열교환기 설치공사를 위한 대지 면적이 필요하며, 면적이 제한적일 경우 필요한 만큼의 지열 용량을 확보할 수 없는 경우가 발생할 수 있습니다.



  특허기술

 | 히트펌프 시스템

 다수의 히트펌프가 설치된 현장에 아래 그림과 같이 시스템을 구성하면, 건물 수요에 따라 일부 히트펌프는 냉방 혹은 난방운전, 일부 히트펌프는 급탕으로 분할하여 사용할 수 있는 기술을 개발하였습니다. 본 기술로 건물 에너지 이용효율을 극대화 할 수 있습니다.




공기열 히트펌프 시스템


  개요

 건물 외부에 히트펌프를 설치하여 대기의 열을 히트펌프의 열원으로 활용하여 건물 냉방, 난방 및 급탕을 할 수 있는 시스템입니다.



  시스템 열원흐름도



  장점

 | 저렴한 공사비용

 지중열교환기 공사를 해야 하는 지열, 취수 설비 공사가 필요한 해수열/폐열 시스템과 달리 대기열을 취득하기 위한 별도의 장치 설치공사가 없으므로 공사비용이 저렴합니다.


 | 기계실 설치공간 절약

 히트펌프를 건물 외부에 설치하므로 기계실 공간이 절약됩니다.




  단점

 | 장비 효율 저하

 연중 변화 폭이 큰 대기 온도의 영향을 직접 받으므로 지열 및 폐열 시스템에 비해 에너지 효율이 낮습니다.


 | 건물 미관 저해 요소

 히트펌프가 건물 외부에 설치되므로 건물 미관에 영향을 줄 수 있습니다.



미활용 에너지 시스템


  개요

 표층부의 해수 또는 건물 오배수의 열을 히트펌프의 열원으로 활용하여 건물 냉방, 난방 및 급탕을 할 수 있는 시스템입니다. 주로 사용되지 않고 버려지는 에너지를 활용하는 친환경적인 시스템 입니다.



  해수열 시스템



 | 설치의무화사업 적용가능

 해수열 시스템의 경우, 공공기관에서 신축하는 건물의 신재생에너지 설비 설치의무화사업(해수온도차에너지)에 적용이 가능합니다.

신․재생에너지원 단위 에너지생산량 원별 보정계수
태양광 고정식 1,358 kWh/kW․yr 4.14
추적식 1,765 3.59
BIPV 923 11.70
태양열 평판형 596 kWh/㎡․yr 1.92
단일진공관형 745 1.76
이중진공관형 745 1.56
지열 수직밀폐형 2,045 kWh/㎡․yr 0.70
개방형 2,045 0.64
집광채광 프리즘 94.7 kWh/set․yr 11.70
광덕트 139.7 11.70
연료전지 PEMFC 9,392 kWh/kW․yr 6.35
해수 온도차 2,045 kWh/kW․yr 0.62

 | 해수 취수시설 공사

 해수 열원을 활용하기 위해 해수 취수 설비가 필요한데, 내식성 자재를 사용해야 하고 이물질 여과장치를 적용해야 하므로 비용이 다소 높을 수 있습니다.




  *폐열 시스템

 *폐열원이란 하수열, 중수열, Dewatering 등을 열원으로 하는 시스템입니다.

 | 저렴한 공사비용

 비용이 높은 지중열교환기 공사가 필요한 지열에 비해 간단한 취수 설비 공사로 공사비용이 저렴합니다.


 | 친환경적인 시스템

 버려지는 에너지를 활용하므로 친환경적이며, 효율이 우수하므로 에너지 및 운전비를 절감할 수있습니다.