(주)일진기건의 온·냉수 겸용 히트펌프 에너지 절약 시스템으로 고유가 시대를 거스르다 (주)일진기건의 온·냉수 겸용 히트펌프 에너지 절약 시스템으로 고유가 시대를 거스르다 김진아 기자 2008-10-26 00:00:00

친환경적인 히트펌프가 강세를 보이는 요즘, 자연적인 순환구조를 이용하여 비용은 절감하고 에너지효율을 최대로 높이고 있는 히트펌프 제조업체가 있다. 에너지 절약 시스템으로 주목받고 있는 (주)일진기건이 그 주인공인데, 본 내용에서는 그들의 다양한 히트펌프 시스템에 대해서 살펴보았다. <편집자 주>

 

공기열원 히트펌프

 

공기열원 히트펌프시스템은 난방 시에는 대기에서 필요한 열량을 흡수하며 냉방 시에는 별도의 냉각탑 없이 대기로 실내열(응축열량)을 버림으로써 한 대의 장비로 냉난방이 가능한 첨단기술의 시스템이다.

 

공기열원 히트펌프는 100%의 에너지를 얻기 위해 기기에 25%의 전기가 투입되고 대기에서 60~80%의 에너지를 흡수하므로 전력비를 대폭 절감할 수 있다.

 

또한 지열이나 폐열이 없는 장소에 적용할 수 있고 냉·난방 운전으로 경제성이 탁월하다는 장점 외에도 동절기 제상 특성이 우수하고 심야전기 및 각종 지원혜택이 동일하다. 또한 GHP, EHP의 단점을 보완함으로써 외기온도 변화 시 실내온도 정온을 유지하고, 바닥 난방, 공조기, FCU 등에 100% 적용하여 대형시스템 설치를 가능하게 만들었다. 그리고 냉·난방 및 급탕온수를 동시에 해결하여 환경 오염률을 낮추어 친환경 설비로서 각광받고 있을 뿐 아니라, 지열 히트펌프에 비해 투자비가 저렴하다는 장점이 있다.

 

공기열원 히트펌프는 응축부와 증발부로 나뉘어 원리가 설명되는데, 응축부에서는 실내 열을 대기로 방출하고 증발부에서는 저온저압의 냉매와 열 교환을 하여 냉수공급을 한다. 냉방 시에는 실내 열을 흡수하여 응축부에서 대기로 방출하고, 저온 저압의 냉매와 증발수에서 물과 열 교환을 한 후 냉수(5℃)를 공급하여 냉방을 한다.

 

난방은 반대로 응축부에서 압축기 토출을 하여 고온 고압 냉매와 열 교환을 한 후 온수를 공급하고 증발부에서는 대기에서 열 흡수를 한다. 난방 시에는 증발부에서 대기의 열을 흡수하고 압축기에서 열량을 더하여 고온 고압의 냉매를 하고, 응축부에서 물과 열 교환 후 온수(55℃)를 공급하여 난방이 되는 원리인 것이다.

 

공기열원 히트펌프는 개개의 모듈로 구성되어 용량 확대 시 조합이 용이하고, 하나의 시스템으로 냉난방 및 급탕이 가능하며, 압축기 및 부품이 국내외 유명제품으로 안정적이어서 성능이 우월할 뿐만 아니라 냉방 시 냉각탑, 냉각수 펌프 및 배관이 필요하지 않다는 특징을 갖고 있다. 또한 스크롤 식 콤프레셔와 고효율, 저소음 축류송풍기 사용으로 조용히 운행될 뿐만 아니라, 육상 및 적합한 옥외에 설치하므로 건축공간이 축소되어 공간절약이 된다.

 

또한 호텔, 빌딩, 상가, 극장 등 냉각탑 및 보일러 설치가 곤란한 곳에서도 설치가 가능하여 설치범위가 범용적라고 할 수 있다.

 

특히, (주)일진기건 장비의 특 장점으로는 고압을 일정하게 유지하기 때문에 불응축 가스의 발생이 없어 소음과 진동이 약 50% 이상 감소한다는 점이 손꼽힌다. 일정한 고압과 저압이 유지되어 C.O.P(성적계수)향상 및 압축비가 일정하게 되어 냉·난방 효과의 상승으로 전력소모량이 약 20% 절감되고, 유압의 설정이 DIGITAL(0.1kg/cm2 단위) 방식으로 되어, 설정압력과 이상 압력 시 정확한 시간에 작동되므로 압축기의 보호성능이 뛰어나다. 냉매누설과 같은 이상 운전을 할 때, 일정시간(2분) 이내 5회 이상 발정(급속한 ON/OFF) 시 시스템 정지로 인하여 압축기를 보호하는 성능이 있다. 압축기의 비정상적인 운전을 미연에 방지하여 수명연장이 가능한 것이다.

 

지열원 히트펌프 시스템

 

지열원 히트펌프 시스템은 지하 약 150~500m까지의 지중 온도를 히트펌프의 열원으로 이용하여 냉방, 난방 및 급탕에 활용하는 시스템이다. 지열은 연 평균 15~20℃의 온도를 유지하는 안정적인 열원으로서 공기 열원과는 달리 지역에 관계없이 전국 어느 장소에서든 히트펌프 적용이 가능하다.

 

지열원 히트펌프 시스템은 동절기에는 대지로부터 얻은 열을 시스템을 통해 건물 내로 전달하고(난방), 하절기에는 히트펌프에서 발생되는 열을 지중으로 방출시키는 시스템(냉방)이다. 지열원 히트펌프 유닛과 수축열조, 지열교환파이프로 구성되어 있는 지열원 시스템은 지열을 히트펌프의 열원으로 사용하기 위해서 지하수나 지하에 열 교환용 파이프(PE)를 매설하고, 파이프 내로 물 또는 부동액을 순환시키는 원리를 이용한다.

 

지열교환시스템을 설계하는데 있어 가장 중요한 점은 냉난방용 히트펌프에서 필요한 지열량을 확보하기 위하여 매설되는 BHE의 크기, 수량, 그리고 매설 깊이를 결정하는 것이다.

 

지중열 응답 측정은 해당지역의 암석종류와 지하수량 암석분포 등에 따라 지중에서 얻을 수 있는 열량이 달라지므로, 열 교환 능력을 파악하는 것이 매우 중요하다. 또한 1개의 홀에 BHE를 매설하고 여기에 히터로 가열된 물을 순환시키면서 약 50시간의 입·출구 온도차를 분석하여 지중의 이용 가능한 열량을 산출한다.

 

지열시스템의 설계는 독일에서 개발한 지열시스템 설계프로그램 “EED”를 이용하고, 열 응답 측정 장치를 분석한 데이터와 건물의 월별 냉·난방 필요 열량을 “EED”에 입력하여 매설해야 할 열 교환 파이프의 크기와 수량, 매설깊이를 결정한다.

 

지열원 수축열식 히트펌프 냉난방 시스템의 적용대상은 지열교환파이프를 지중에 매설할 수 있는 충분한 주위공간을 확보하고 있는 건물(학교, 병원, 교회, 호텔, 찜질방, 대형 음식점 등)이다. 급탕 다량 공급 장소(호텔, 목욕탕)의 경우는 생활 폐수열 이용 히트펌프 시스템과 연계 구성 가능성이 있다.

 

또한 화훼, 양식 등 농수산 분야에도 냉·온열 공급에 지열원 히트펌프 시스템을 적용할 경우에도 에너지 절감 효과가 우수하다.

 

폐수열원 히트펌프

 

폐수열원 히트펌프 시스템은 목욕탕이나 공장 등에서 방출하는 폐수를 이용하여 온수 또는 냉수를 생산하는 시스템으로 환경오염이 없는 에너지절약 시스템이다.

 

폐수열원 히트펌프의 장점은 기존 유류나 도시가스에 비해 대단히 경제적이어서 비용이 약 50~70% 정도 절감되고, 경유, 석유 등 인화물질이나 가스 등의 폭발 위험이 없는 안전한 시스템이라는 점이다. 또한 버려지는 폐열을 활용하여 경제성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라, 타 시스템에 비해 투자 회수기간이 매우 빠르고 에너지비용 감소효과와 안정성이 높다.

 

냉방 시 응축기 배열을 냉각탑 대신 급탕으로 활용함으로써 냉방 기간의 급탕 에너지 비용이 전혀 들지 않고, 급탕 시 히트펌프의 열원으로 목욕탕이나 공장에서 배출되는 폐열을 회수함으로써 공기열원에 비하여 급탕 에너지 비용의 30% 이상 절감 효과가 있다. 또한 버려지는 폐열을 이용하기 때문에 에너지 및 비용절감 효과를 극대화시킨 시스템이라는 점이 특징이다.

 

급탕공급량과 생활배수량은 동일하므로 히트펌프 증발기 측에서 필요한 폐열량을 충분히 확보하여 안정적으로 운전할 수 있고, CO2, Nox, Sox 등 배출가스가 없어 공기오염이 없는 청정에너지에 지하수, 수질오염이 없을 뿐만 아니라, 소음 등 주거 환경 파괴요인이 없어 청정한 주거 공간을 조성하고 환경을 보전하는 시스템이다.

 

또한, IJS 900W 설치 후 타 에너지와의 경제성을 비교한 결과, 같은 양의 열을 발생시키는데 드는 연료 단가와 1일 연료비, 월 연료비가 확연히 차이가 나는 것을 알 수 있다. 연간 연료별 총 소비금액을 비교해보면, 보일러 등유(364%)가 가장 많고 도시가스(329%), 벙커C유(244%), 히트펌프(100%) 순으로 히트펌프 사용 시 소비금액이 가장 적다는 것을 알 수 있었다.

 

하이브리드 히트펌프

 

하이브리드(공기열 수열) 히트펌프는 난방 시에는 대기나 수열원 중 높은 열량에서 필요한 열량을 흡수하고, 냉방 시에는 별도의 냉각탑 없이 대기나 수열원으로 실내열(응축열량)을 버림으로써 한 대의 장비로 냉·난방이 가능한 첨단기술의 시스템이다.

 

편리한 설치와 뛰어난 내구성, 친환경적인 시스템과 획기적인 경제성, 저소음, 고효율의 특징을 가진 하이브리드 히트펌프는 파프리카, 원예농장, 농작물 하우스 등 냉방과 난방 또는 온수가 필요한 모든 곳에 적용 가능하다.

 

(주)일진기건의 하이브리드 히트펌프는 에너지 절감효과가 우수하고 시공비와 유지관리비가 저렴한 시스템으로 시공되었을 뿐만 아니라, 자동운전이 용이하며 조작과 관리가 하나가 되는 편리한 시스템을 자랑한다. 또한 정부 에너지 합리화 정책에 부응하는 에너지 절약형 시스템으로 견고하고 안전하며, 공기열원 및 수열원의 열량 회수가 최대로 가능한 시스템이다.

 

수열원 히트펌프시스템

 

수열원(육상수조식 양만장) 히트펌프 시스템은 해수나 하천수, 지표수 등에서 열을 흡수 또는 방출하여 온수 또는 냉수를 생산하는 시스템으로 환경오염이 없고 에너지 절약 측면에서 고객이나 국가적으로 적극 권장하는 에너지 절약 시스템이다.

 

수열원 히트펌프 시스템은 폐수열원 히트펌프와 같이 기존 유류나 도시가스에 비해 경제적이고, 인화물질이나 가스 등의 폭발 위험이 없는 안전한 시스템이다. 또한 상온의 해수나 지표수열을 활용하여 경제성이 뛰어나고, 타 시스템에 비하여 투자회수 기간이 빠르다는 장점을 갖고 있다.

 

이 펌프는 육상(민물) 양식장과 해수 양식장, 해변가, 사우나 등 냉온수가 필요한 모든 곳에 적용이 가능하다.

 

 

 

 

·공기열원 히트펌프 _ 공기열원 히트펌프시스템은 난방 시에는 대기에서 필요한 열량을 흡수하며 냉방 시에는 별도의 냉각탑 없이 대기로 실내열(응축열량)을 버림으로써 한 대의 장비로 냉난방이 가능한 첨단기술의 시스템

 

 

·하이브리드 히트펌프 _ 하이브리드(공기열 수열) 히트펌프는 난방 시에는 대기나 수열원 중 높은 열량에서 필요한 열량을 흡수하고, 냉방 시에는 별도의 냉각탑 없이 대기나 수열원으로 실내열(응축열량)을 버림으로서 한 대의 장비로 냉·난방이 가능한 첨단기술의 시스템

 

·폐수열원 히트펌프 _ 폐수열원 히트펌프 시스템은 목욕탕이나 공장 등에서 방출하는 폐수를 이용하여 온수 또는 냉수를 생산하는 시스템으로 환경오염이 없는 에너지절약 시스템

 

 

·수열원 히트펌프시스템 _ 수열원(육상수조식 양만장) 히트펌프 시스템은 해수나 하천수, 지표수 등에서 열을 흡수 또는 방출하여 온수 또는 냉수를 생산하는 시스템으로 환경오염이 없고 에너지 절약 측면에서 고객이나 국가적으로 적극 권장하는 에너지 절약 시스템

 

 

·지열원 히트펌프 시스템 _ 지열원 히트펌프 시스템은 지하 약 150~500m까지의 지중 온도를 히트펌프의 열원으로 이용하여 냉방, 난방 및 급탕에 활용하는 시스템

 

 

[ZOOM]

(주)일진기건은 10여년간 히트펌프 기술개발에 혼신을 다해온 기업으로, 에너지절약 사업으로 창업 이래 지속적인 기술개발, 품질개선, 축적된 기술력, 완벽한 설계시공 및 경험기술을 바탕으로 일진의 혼을 담아 고객 중심으로 나아가는 미래형 기업을 지향하고 있다.

 

또한 전문기술과 에너지 분야의 신기술 개발에 대한 적극적인 투자를 통한 연구개발로 히트펌프 업계에서 가장 앞서가는 기업이 되기 위해 노력하고 있다.

 

국제품질규격인 ISO9001, ISO2000 인증을 획득한 벤처기업에서 [INNO-BIZ] 기술혁신중소기업으로 나아가며, 기획, 설계, 시공 및 A/S-B/S 고객감동 서비스에 이르기까지 엄격한 기술표준화를 토대로 공정 전반에 걸쳐 지속적인 품질개선 및 연구개발을 위해 끊임없이 노력하고 있는 에너지산업 선도 기업이다.