태양열 히트펌프 온수기 전문기업 에너지패널코리아는 최근 ‘냉매 직접팽창 방식의 태양열과 공기열을 열원(Heat Source)으로 하는 히트펌프 온수기’(이하 태양열 히트펌프)가 국가산업융합지원센터로부터 친환경에너지융합분야 ‘산업융합품목’으로 확인받았다고 밝혔다.
태양열 히트펌프는 기존 재생에너지설비인 태양열 집열시스템과 에너지효율향상 제품인 히트펌프 기술을 융합한 신상품으로 태양의 일사조건 하에서만 에너지획득이 가능하던 기존 태양열 제품의 근본적 한계를 극복하고 고효율사이클인 히트펌프사이클을 융합, 적용함으로써 재생에너지인 태양열과 공기열(대기열)을 최대한 이용할 수 있는 융합신제품으로 평가받고 있다.
에너지패널의 관계자는 “기존 태양열 제품의 가장 큰 단점인 항시성 부족을 극복해 외부환경에 크게 구애없이 수요자가 항시적으로 사용할 수 있는 시스템”이라며 “같은 외부환경 조건에서 공기열히트펌프(COP 2~4)보다 높은 효율(COP 3~7)을 달성할 수 있는 제품”이라고 밝혔다.
운전사이클은
액체이자 저온·저압상태의 작동유체(냉매)가 집열기(패널: Evaporator) 내부를 통과하면서 태양복사에너지와 주변 대기열(공기열)을 ‘증발’이라는 상태변화(액체에서 기체로)과정을 통해 증발잠열 형태로 흡열하게 되며 또다시 압축기에서 압축과정을 겪으며 고온·고압의 과열증기 상태로 변화된다.
이후 작동유체는 응축기(열교환기: Condenser)에서 역으로 기체에서 액체로
상변화 과정을 반복하며 응축잠열과 현열의 형태로 외부유체(물)에 열전달(방열)한 후 팽창밸브(E/V, 교축과정)를 통해 저온·저압의 액체 상태로 처음 집열기 입구상태로 변화된다.
작동유체는 반복 순환사이클하며 연속적으로 저온영역(Heat Source)에서 고온영역(Heat Sink)으로 열을 운반하는 열펌프(Heat Pump) 역할을 수행하며 이 사이클과정 중 외부 에너지투입은 압축기 구동을 위해 전기에너지로 공급된다.
에너지패널의 관계자는 “태양열 히트펌프는 기존의 태양열설비의 핵심부분인 집열기를 히트펌프시스템 증발기로 사용함으로써 저온영역의 이용도가 낮은 열(에너지)을 보다 높은 이용도를 가진 열로 생산 가능한 제품”이라며 “기존 태양열 집열기의 대표적인 문제인 태양복사의 전적인 의존성에서 자유로울 뿐만 아니라 대기 중 현열을 이용하기에 연중 외기조건에 크게 관계없이 운전이 가능한 제품”이라고 설명했다.
기존 설비대비 우위성 확보
에너지패널의 관계자는 “기존 재생에너지설비인 지열히트펌프 설비와 비교해도 안정적인 열원으로 사용할 수 있는 태양열 및 공기열을 이용하기에 시공 및 유지보수측면에서는 큰 장점이 있다”라며 “여러 요소에서 경쟁우위를 확보하고 있으며 태양열설비와 비교해 같은 열생산 시 설비단가 및 시공성, 운전성 등에서는 현격한 비교우위에 있다”고 강조했다.
태양열 히트펌프는 EU는 물론 북미, 중남미, 오세아니아, 아프리카 등 50여 개국에서 급탕 및 난방용으로 상용화돼 에너지효율성에서 이미 입증됐으며 국내에 처음으로 도입된 제품으로 시장성과 파급효과가 클 것으로 예상된다.
에너지패널의 관계자는 “신재생에너지설비인 태양열, 지열, 풍력 등의 설비보다 설치요건이 까다롭지 않고 간편하게 설치할 수 있으며 시설비 또한 기존 설비보다 저렴하다”라며 “신재생에너지설비로 인증을 받을 경우 정부 및 지자체의 보조금이 추가되면 기존의 히트펌프설비보다 저렴하게 설치가 가능한 만큼 렌탈 및 세어링서비스 등의 마케팅도 함께 고려하고 있다”고 밝혔다.
목록
