기술ㆍ연재


실사용 조건에서의 히트펌프 효율

월간 에너지관리
2019-02-08


실사용 조건에서의 히트펌프 효율

히트펌프가 실생활에서 어느 정도 성능을 발휘하는지 정확한 데이터가 필요하다는 데에는 이의가 없을 것이 다. 우리가 아무리 기술 발전에 대해 얘기를 한다 해도 히트펌프의 효율과 부담에 대해서는 많은 논란이 존재한다. 이런 부분이나 그 밖의 다른 이유로 Fraunhofer 태양에너지 시스템연구소(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) ISE (독일 프라이브루크)는 10년 동안 대규모 모니터링 프로젝트를 진행했다. 1세대용 주택의 히트펌프를 중심으로 히트펌프 약 200대를 모니터링 했다. 효율을 평가하는 것 외에도 작동 동작까지 분석하여 중요한 질문에 대한 답을 주었다.

M. Miara, D. Gunther, R. Langner, Fraunhofer-Institute for Sola r Energy Systems ISE, 독일 주거용 히트펌프 효율평가

본고는 2005년부터 각기 다른 시기에 진행한 세 건의 모니터링 프로젝트 결과를 바탕으로 했다. 현재 HP 모니터링 프로젝트(HP Monitor)는 종료했고 "HP 모니터링 플러스(HP Monitor PLUS)"로 실용성이 가장 뛰어난 히트펌프를 평가할 것이다. 프로젝트의 공통 목적은 주거용 건물의 히트펌프 효율을 평가하고 히트펌프 시스템과 설치 및 제어 시스템을 최적화 하는 방안을 찾는 것이다.

이런 이유로 분당 체적유량, 온도, 열량, 전기 소비량 값을 수집하여 Fraunhofer ISE 본사로 매일 이 데이터를 보내 타당성을 확인했다. 아래는 지열히트펌프 (GSHP)와 공기열 히트펌프 (ASHP)의 모니터링 결과이다.

모니터링 프로젝트

<그림 1>에 건물 유형, 측정한 히트펌프, 프로젝트 진행 기간 별로 세 프로젝트를 비교했다.

‘기존 건물의 히트펌프’ 프로젝트에서는 E.ON Energy AG의 기금으로 재건축하지 않은 건물의 히트펌프 약 80대를 조사했다. 이 히트펌프는 원래 기름 보일러를 사용하던 E.ON 고객의 거주 건물에 설치했다. 이 프로젝트에서는 오래된 건물에서 흔히 사용하는 고온 열분배 시스템으로 히트펌프가 건물에 열을 공급하는 성능을 조사했다. 나아가 기름보일러를 사용할 때와 환경 및 경제적 면에서 비교했다.

HP 효율 현장 시험에서는 신규 단독주택의 히트펌프 100대의 성능을 조사했다. 7개 히트펌프 제조사와 2개 전력회사 (EnBW 와 E.ON Energy)의 협조 하에 전기 히트펌프가 신규 설치 주택의 난방 요건을 어느 정도 충족하는지 조사했다. 이 프로젝트는 연방 경제기술부 (기금 번호 0327401A)에서 50% 지원을 받았다. 중략 2013년 8월호 해외기술동향