에코에너지기술연구소(대표 이재근)는 에너지 및 공기청정분야 Global Best Research 전문가집단 구축을 목표로 하는 연구전문기업이다.
히트펌프 특화기술 연구소로서 전문연구인력 36명이 근무하고 있다. 이를 통해 관련특허 31건 보유, 기술개발 용역 170건 수행, 논문 453건(해외논문 268건) 등 우수한 성과를 이뤄냈다.
에코에너지기술연구소는 △공기청정 및 필터·집진설비 △가전제품 에너지기술 △히트펌프 설계기술 △Cleaning·위생기술 △에너지부품 기술개발 △성능평가 및 자문 등 다양한 영역에서 활동하고 있다.
에코에너지기술연구소는 부산교통공사와 함께 지난 2017년 12월부터 2021년 2월까지 산업부 연구과제로 유출지하수활용 히트펌프 냉난방설비 설계 및 성능평가를 진행했다. 이를 통해 개발된 시스템을 부산도시철도 3, 4호선 미남역에 설치해 운영 중이다.
미남역의 기존 냉방시스템은 부하변동 대응이 미흡했으며 전기요금 부담으로 인해 제대로 가동되지 못하고 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 일부는 직팽식 히트펌프로 대체하고 있었다.
그러나 직팽식 히트펌프 또한 한계를 가지고 있어 실외온도 변화에 따라 성능이 변하고 혹서기 등 부하부담이 큰 시기에 성능이 저하되는 문제를 가지고 있었다.
해당 과제는 이러한 문제에 효과적으로 대응하고자 연중 일정한 온도를 유지하는 특성을 가진 유출지하수를 활용한 고효율 냉방시스템을 개발하기 위해 추진됐다.
유출지하수 특화 냉난방시스템 개발미남역에 설치된 유출지하수 활용 냉난방시스템은 유출지하수 펌프를 제외할 경우 COP 7.79 이상을 기록했으며 기존 터보냉동기 에너지사용량대비 약 41% 절감효과를 달성했다.
과제를 통해 얻은 △COP 7.79 △미활용 에너지이용량 4.44kW/RT △에너지 절감효과 41.14% △자동세정효율 99.5% 등 의 성과들은 부산테크노파크와 에너지인증연구소의 검증을 통해 입증받았다.
특히 유출지하수 활용 냉난방시스템 구성 중 열교환기에서 유출지하수에 포함된 오염물로 인한 열교환기 파울링현상이 발생해 열교환기의 성능이 저하되고 수명이 단축되는 문제를 확인했다.
이러한 문제를 해결하기 위해 에코에너지연구소는 파울링 저감용 Automatic Self Cleaning System과 세정가능한 수냉식 쉘코일형 열교환기를 적용해 유지보수 용이성과 내구성을 향상시킴으로써 유지관리비 절감이 가능한 유출지하수 활용 고효율 냉난방 히트펌프시스템을 개발했다.
에코에너지기술연구소의 관계자는 “유출지하수 활용 냉난방시스템은 유출지하수의 열을 히트펌프시스템을 통해 이용함으로써 40% 이상의 에너지를 절감할 수 있으며 연중 일정한 온도로 유지되는 유출지하수의 특성으로 안정적인 효율을 유지할 수 있는 친환경기술”이라며 “다만 높은 에너지절감효과를 가지고 있는 유출지하수 활용 냉난방시스템은 유출지하수 발생량에 따라 냉난방 효율 및 대응부하가 결정되는 한계점이 있다”고 밝혔다.
이어 “이러한 유출지하수 활용 냉난방시스템의 한계점을 극복하기 위해 적은 유출지하수량으로 높은 냉난방효과를 거둘 수 있도록 히트펌프 냉매의 열교환이 이뤄지는 열교환기의 효율 증가연구를 지속하고 있다”고 밝혔다.
유출지하수 특화 냉난방시스템 개발
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