16가지의 성공적인 프로젝트
유럽히트펌프협회(EHPA)
유럽히트펌프협회(EHPA)가 유럽 주요국의 산업체 및 지역난방 등에 적용된 대형 히트펌프 프로젝트를 조사, 발표했다. 그중 성공적인 16가지 사례를 통해 유럽 내 대형 히트펌프 시장 동향 및 경제적, 기술적 성장 가능성을 전망해본다. 이번 호에서는 오스트리아 비엔나, 핀란드 맨챌래, 스위스 로잔, 헝가리 부다페스트, 독일 바이에른 등의 도시에서 사용된 대형 히트펌프의 현황을 담았다.
헝가리 부다페스트
오스트리아 비엔나의 지역난방
도시의 지역난방 시스템 용량 향상을 높이기 위해 사용된 고온 히트펌프
비엔나는 약 180만 명의 인구가 거주하고 있는 오스트리아의 수도이자 최대 도시이다. 비엔나시의 전체 거주지 중 3분의 1은 지역난방을 통해 난방 및 온수가 공급되고 있다. 비엔나시는 오스트리아의 히트펌프 업체 오크스 너(Ochsner)가 공급하는 255kW 고온 히트펌프를 사용해 보일러의 발전소 용량을 확대하지 않고도 비엔나 지역난방 시스템의 용량과 효율을 향상시키는 결과를 얻었다.
따라서 이 사례에서 지역난방 시스템의 반환 라인은 약 45°C의 온도 수준이 히트펌프의 열원으로 사용된다. 히트펌프의 가열 능력은 보조 시스템의 공급 라인으로 사용되며 온도는 70~85°C이지만, 동일한 장치는 최대 98°C의 유동 온도를 공급할 수도 있다. 또한 비엔나 지역난방에 사용된 히트펌프는 연간 COP 5, 3을 달성하고 비인화성 및 비독성 냉매인 ÖKO1을 사용해 뛰어난 효율과 친환경성을 자랑한다.
핀란드 맨챌래(Mäntsälä) 시의 폐열을 활용한 지역 난방
데이터 센터의 폐열을 히트펌프로 변환해 지역난방 네트워크에 열 공급
핀란드 남부 우시마 지역에 위치한 맨챌래(Mäntsälä) 는 2만 명 이상의 인구가 거주하고 있는 면적 596.10km2 의 도시이다. 이곳에서는 도시에 열을 공급하기 위 해 지역 데이터 센터의 폐열을 활용한 우수 사례를 보여주고 있다. 현재 도시의 약 1,500가구에 지역난방을 사용해 열을 공급하고 있지만, 앞으로 4,000가구가 이 네트워크에 연결될 예정이다.
첫 번째 단계에서는 열 교환기를 사용해 데이터 센터의 열을 수집해 따뜻한 공기를 액체로 변환한다. 이어 두 번째 단계에서 지역난방 플랜트의 4MW 히트펌프는 물의 온도를 40℃에서 85℃로 상승시킨다. 히트펌프는 4 이상의 고온 및 고COP를 달성하도록 최적화되어 있다. 첫 번째 단계에서 제공되는 열은 여름에 기저 부하를 제공하기에 충분하므로 도시에 공급되는 열의 약 75%는 청정에너지원에서 비롯된 것으로 추정된다. 따라서 화석 연료에 대한 필요성이 크게 줄어들며, 프로젝트 완료 시 CO2 배출량은 22,000 톤/년 감소할 것으로 예상된다.
스위스 로잔의 히트펌프 플랜트
1985년에 설치된 히트펌프로 학교와 대학에 열 공급
2대의 4,5MW 히트펌프는 레만 호수의 물을 열원으로 사용하고 있다. 히트펌프는 6~7°C의 일정한 온도로 약 260 l/s의 유량의 물을 추출하여 2개의 지역난방 네트워크와 저장 탱크에서 열을 공급할 수 있다. 히트펌프는 지역난방 시스템의 수요가 적은 경우에도 저장 탱크를 채우며 전체 용량으로 작동한다. 저장 옵션은 히트펌프의 시동을 제한해 기계적 마모를 제한하는 역할을 한다.
히트펌프는 평균 온도 네트워크에서 28~65°C, 저온 네트워크에서 26~50°C를 공급하여 온도가 16°C 미만인 경우에만 작동한다. 그러나 피크 부하의 경우 외부 온도가 매우 낮으면 히트펌프는 2개의 가스 터빈에 의해 지원된다. 실험실 및 환기를 위한 냉각 용량은 동일한 히트펌프로 보장되며, 사용된 냉매는 NH3이고 달성된 COP 는 4, 8이다.
헝가리 부다페스트의 군 병원
병원의 냉난방을 위해 사용되 는 하수도 폐수
하수는 1년 내내 10~20℃의 안정적인 온도를 제공하는 열원이다. 헝가리 업체인 더모와트(Thermowatt)는 이 유리한 조건을 활용해 대체 열원을 사용할 수 있는 히트펌프 시스템을 개발했다. 지난 2014년 7월부터 이와 같은 폐수를 활용한 히트펌프 시스템은 부다페스트에 있는 대형 NATO 군 병원의 일부인 4만m2의 건물 단지에 난방 및 냉 방을 제공하고 있다.
이 시스템은 2대의 거의 동일한 크기의 캐리어 수열 히트펌프를 사용하여 3,8MW의 난방 및 3,3MW 의 냉각을 제공한다. 그 중 하나는 인버터로, 더 효과적인 시스템 작업과 높은 효율을 제공하고 있다. 여과 장치를 포함한 전체 시스템은 주차장 아래에 있는 콘크리트 지하 구조물에 설치되어 있으며 약 210m2를 차지할 정도의 규모다. 가열과 냉각은 대형 열교환기를 포함하고 단지 32°C에서 작동하는 공기 취급 장치를 통해 이루어지므로 높은 시스템 COP 6, 5-7, 1에 기여한다. 시스템은 중력을 사용해 수집기에서 공급되며, 그 크기는 이용 가능한 폐수의 양(11,000m3/일)에 의해 결정된다.
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16가지의 성공적인 프로젝트
유럽히트펌프협회(EHPA)
유럽히트펌프협회(EHPA)가 유럽 주요국의 산업체 및 지역난방 등에 적용된 대형 히트펌프 프로젝트를 조사, 발표했다. 그중 성공적인 16가지 사례를 통해 유럽 내 대형 히트펌프 시장 동향 및 경제적, 기술적 성장 가능성을 전망해본다. 이번 호에서는 오스트리아 비엔나, 핀란드 맨챌래, 스위스 로잔, 헝가리 부다페스트, 독일 바이에른 등의 도시에서 사용된 대형 히트펌프의 현황을 담았다.
헝가리 부다페스트
오스트리아 비엔나의 지역난방
도시의 지역난방 시스템 용량 향상을 높이기 위해 사용된 고온 히트펌프
비엔나는 약 180만 명의 인구가 거주하고 있는 오스트리아의 수도이자 최대 도시이다. 비엔나시의 전체 거주지 중 3분의 1은 지역난방을 통해 난방 및 온수가 공급되고 있다. 비엔나시는 오스트리아의 히트펌프 업체 오크스 너(Ochsner)가 공급하는 255kW 고온 히트펌프를 사용해 보일러의 발전소 용량을 확대하지 않고도 비엔나 지역난방 시스템의 용량과 효율을 향상시키는 결과를 얻었다.
따라서 이 사례에서 지역난방 시스템의 반환 라인은 약 45°C의 온도 수준이 히트펌프의 열원으로 사용된다. 히트펌프의 가열 능력은 보조 시스템의 공급 라인으로 사용되며 온도는 70~85°C이지만, 동일한 장치는 최대 98°C의 유동 온도를 공급할 수도 있다. 또한 비엔나 지역난방에 사용된 히트펌프는 연간 COP 5, 3을 달성하고 비인화성 및 비독성 냉매인 ÖKO1을 사용해 뛰어난 효율과 친환경성을 자랑한다.
핀란드 맨챌래(Mäntsälä) 시의 폐열을 활용한 지역 난방
데이터 센터의 폐열을 히트펌프로 변환해 지역난방 네트워크에 열 공급
핀란드 남부 우시마 지역에 위치한 맨챌래(Mäntsälä) 는 2만 명 이상의 인구가 거주하고 있는 면적 596.10km2 의 도시이다. 이곳에서는 도시에 열을 공급하기 위 해 지역 데이터 센터의 폐열을 활용한 우수 사례를 보여주고 있다. 현재 도시의 약 1,500가구에 지역난방을 사용해 열을 공급하고 있지만, 앞으로 4,000가구가 이 네트워크에 연결될 예정이다.
첫 번째 단계에서는 열 교환기를 사용해 데이터 센터의 열을 수집해 따뜻한 공기를 액체로 변환한다. 이어 두 번째 단계에서 지역난방 플랜트의 4MW 히트펌프는 물의 온도를 40℃에서 85℃로 상승시킨다. 히트펌프는 4 이상의 고온 및 고COP를 달성하도록 최적화되어 있다. 첫 번째 단계에서 제공되는 열은 여름에 기저 부하를 제공하기에 충분하므로 도시에 공급되는 열의 약 75%는 청정에너지원에서 비롯된 것으로 추정된다. 따라서 화석 연료에 대한 필요성이 크게 줄어들며, 프로젝트 완료 시 CO2 배출량은 22,000 톤/년 감소할 것으로 예상된다.
스위스 로잔의 히트펌프 플랜트
1985년에 설치된 히트펌프로 학교와 대학에 열 공급
2대의 4,5MW 히트펌프는 레만 호수의 물을 열원으로 사용하고 있다. 히트펌프는 6~7°C의 일정한 온도로 약 260 l/s의 유량의 물을 추출하여 2개의 지역난방 네트워크와 저장 탱크에서 열을 공급할 수 있다. 히트펌프는 지역난방 시스템의 수요가 적은 경우에도 저장 탱크를 채우며 전체 용량으로 작동한다. 저장 옵션은 히트펌프의 시동을 제한해 기계적 마모를 제한하는 역할을 한다.
히트펌프는 평균 온도 네트워크에서 28~65°C, 저온 네트워크에서 26~50°C를 공급하여 온도가 16°C 미만인 경우에만 작동한다. 그러나 피크 부하의 경우 외부 온도가 매우 낮으면 히트펌프는 2개의 가스 터빈에 의해 지원된다. 실험실 및 환기를 위한 냉각 용량은 동일한 히트펌프로 보장되며, 사용된 냉매는 NH3이고 달성된 COP 는 4, 8이다.
헝가리 부다페스트의 군 병원
병원의 냉난방을 위해 사용되 는 하수도 폐수
하수는 1년 내내 10~20℃의 안정적인 온도를 제공하는 열원이다. 헝가리 업체인 더모와트(Thermowatt)는 이 유리한 조건을 활용해 대체 열원을 사용할 수 있는 히트펌프 시스템을 개발했다. 지난 2014년 7월부터 이와 같은 폐수를 활용한 히트펌프 시스템은 부다페스트에 있는 대형 NATO 군 병원의 일부인 4만m2의 건물 단지에 난방 및 냉 방을 제공하고 있다.
이 시스템은 2대의 거의 동일한 크기의 캐리어 수열 히트펌프를 사용하여 3,8MW의 난방 및 3,3MW 의 냉각을 제공한다. 그 중 하나는 인버터로, 더 효과적인 시스템 작업과 높은 효율을 제공하고 있다. 여과 장치를 포함한 전체 시스템은 주차장 아래에 있는 콘크리트 지하 구조물에 설치되어 있으며 약 210m2를 차지할 정도의 규모다. 가열과 냉각은 대형 열교환기를 포함하고 단지 32°C에서 작동하는 공기 취급 장치를 통해 이루어지므로 높은 시스템 COP 6, 5-7, 1에 기여한다. 시스템은 중력을 사용해 수집기에서 공급되며, 그 크기는 이용 가능한 폐수의 양(11,000m3/일)에 의해 결정된다.
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