전 세계는 온실가스와의 전쟁에 한창이다. 온실가스 감축수단으로 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 열병합발전이 주목받고 있다.
IEA(국제에너지기구)가 2008년 발표한 ‘Combined heat and power: Evaluating the benefits of greater global’ 보고서는 유럽에서의 1990~2005년 사이의 온실가스 저감성과를 분석했다. 보고서에 의하면 신재생에너지에 의한 온실가스 감축효과가 가장 큰 것으로 나타났으며 2위는 N₂O산업(농업관련), 3위가 CHP(열병합발전)이다.
열병합발전이 높은 효율을 가질 때는 생산되는 전기와 열을 모두 사용할 수 있을 때다. 하지만 우리나라는 중위도 지역에 위치해 겨울철에는 열 사용 수단이 많지만 여름철 수요가 없어 열병합발전 가동률이 저조한 상황이다.
하절기 남는 열을 이용해 냉방할 수 있다면 여름철 열수요를 늘릴 수 있고 열병합발전소를 효율적으로 가동할 수 있다.
현재 국내 산업·상업용 집단에너지사용지역에는 흡수식 냉동기를 이용한 지역냉방이 이뤄지고 있지만 우리나라에서는 주택용 열이 전체 수요의 90%를 차지하기 때문에 공동주택에서 사용할 수 있는 냉방수단을 마련하는 것이 시급하다.
7개 제습냉방기술 특허허여
한국지역난방공사는 지역난방을 이용해 공동주택에서 냉방을 할 수 있는 방안에 대해 한국과학기술원(KIST), 경동나비엔, 귀뚜라미 등 연구기관 및 기업과 협업해 기술개발을 진행해왔다.
이를 통해 다수의 의미있는 특허기술을 획득했으며 이를 기반으로 기술고도화에 매진하고 있다.
△지역난방용 제습냉방장치A △지역난방용 제습냉방장치B △제습냉방기를 이용한 제습냉방시스템 △지역냉난방용 제습냉방시스템의 사용자시설에 대한 미세유량 제어장치 △공동주택 지역냉방을 위한 제습냉장시스템의 외기습도 보상운전장치 △공동주택 지역냉방을 위한 환기겸용 스탠드형 제습냉방시스템 △냉방과 환기 및 가습이 가능한 지역냉방용 제습냉방시스템 등 연구가 완료된 기술들에 대한 특허권을 기술허여하고 있다.
이번 사업은 통상실시권 또는 전용실시권으로 허여가 가능하고 제습냉방을 포함한 각 특허기술마다 2개 업체를 선정, 기술이전을 받는 중소기업은 해당기술을 개발 및 상용화할 수 있다.
현재 신청접수를 진행하고 있으며 특허건당 2개 기업 모집완료 시 종료될 예정이다. 제습냉방시스템과 관련된 모든 기술에 대한 허여신청을 받고 있다.
신청자격은 중소기업기본법 제2조에 따른 중소기업으로 향후 2년 내 비독점적 통상실시권(유상) 허여특허를 활용한 상용제품 제조계획을 가진 사업자가 해당되며 심사를 거쳐 지역난방공사와 계약을 체결하게 된다.
신청서는 이메일과 우편으로 접수받고 있으며 자세한 내용은 지역난방공사 미래개발원 연구전략부(김수진 주임: 031-8014-9614)로 문의하면 된다.
제습냉방시스템
‘제습냉방기를 이용한 제습냉방시스템’은 온수를 이용해 공기중의 습기를 제거, 잠열부하를 처리한다. 제습된 공기 속에서 물을 증발시켜 공기온도를 낮춰 냉방을 공급하는 제습냉방기를 포함하는 시스템이다.
이러한 제습냉방시스템은 하절기 폐열 및 잉여열을 이용해 냉방을 수행함으로써 열병합발전의 에너지이용효율을 개선하고 하절기 전력피크 저감에 기여할 수 있다. 또한 지역난방 온수, 소규모 지역난방 온수, 각 세대에 설치된 가스·기름 보일러의 온수를 공급해 단독주택, 공동주택, 빌딩 등에서 냉방을 효과적으로 공급할 수 있다.
제습냉방 미세유량 제어
‘지역냉난방용 제습냉방시스템의 사용자시설에 대한 미세유량 제어장치’는 제습냉방의 사용부하가 낮을 때도 제습냉방에 필요한 적정온도와 유량을 형성토록 해 냉방성능 유지와 불필요한 과유량에 대한 에너지낭비를 줄이는 기술이다.
또한 별도의 소용량 미세유량조절용온도제어밸브를 부착해 하절기 유량감소시에도 온수의 정밀제어가 가능하다는 장점이 있다.
미세유량 제어를 통해 최소유량을 형성시켜 열손실을 최소화할 수 있다. 에너지절감은 물론 온수의 정밀한 유량제어를 통해 제습성능을 확보할 수 있다. 특히 맥동현상을 방지해 배관계통의 진동과 소음을 줄이고 안정적인 유량을 지속시켜 기기의 신뢰성 확보에도 기여한다.
스탠드형 제습냉방기
‘공동주택 지역냉방을 위한 환기겸용 스탠드형 제습냉방시스템’은 제습냉방시스템의 냉방가동과 함께 상시 외기도입환기가 가능하다. 또한 1실 제습냉방 외환기덕트를 이용한 각 방의 선택적 환기를 할 수 있다.
이 시스템은 냉방·환기·제습·공기청정을 한꺼번에 수행할 수 있으며 특히 냉방 중에도 실내공기질 저하 없는 쾌적한 환경을 유지시킬 수 있다. 향후 보급형 제습냉방시스템 개발을 통해 공동주택을 대상으로 보급확대가 기대된다.
냉방·환기·가습 겸용 기술‘냉방과 환기 및 가습이 가능한 지역냉방용 제습냉방시스템’은 하절기 제습냉방시스템의 냉방과 환기기능을 동시에 수행할 수 있는 시스템으로 동절기에 제습로터, 온수코일 및 댐퍼를 이용한 난방 및 가습기능을 사용할 수 있다.
가습기능을 추가해 동절기 난방으로 인한 피부건조 및 호흡기질환을 효과적으로 감소시킬 수 있으며 타 냉방방식에 비해 다수의 기능확보로 제습냉방 상품성을 강화할 수 있는 장점이 있다.
외기조건 보상 제습냉방‘공동주택 지역냉방을 위한 제습냉방시스템의 외기습도 보상운전 장치’는 제습냉방시스템의 외기습도 변화에 대한 최적운전 제어를 수행할 수 있다. 제습냉방시스템의 외기조건 영향에 대한 냉방성능을 변화시켜 가변적 제어로 최적운전을 수행한다.
이번 기술은 제습냉방시스템의 최적운전을 통한 에너지절감 및 소비자 만족도 증대에 기여할 것으로 기대된다.
‘제습냉방기를 이용한 제습냉방시스템’은 온수를 이용해 공기중의 습기를 제거, 잠열부하를 처리한다. 제습된 공기 속에서 물을 증발시켜 공기온도를 낮춰 냉방을 공급하는 제습냉방기를 포함하는 시스템이다.
‘지역냉난방용 제습냉방시스템의 사용자시설에 대한 미세유량 제어장치’는 제습냉방의 사용부하가 낮을 때도 제습냉방에 필요한 적정온도와 유량을 형성토록 해 냉방성능 유지와 불필요한 과유량에 대한 에너지낭비를 줄이는 기술이다.
‘공동주택 지역냉방을 위한 환기겸용 스탠드형 제습냉방시스템’은 제습냉방시스템의 냉방가동과 함께 상시 외기도입환기가 가능하다. 또한 1실 제습냉방 외환기덕트를 이용한 각 방의 선택적 환기를 할 수 있다.
냉방·환기·가습 겸용 기술
외기조건 보상 제습냉방
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