정부 및 지자체의 건축기준이 강화되며 신재생에너지 생산량 의무비율이 상향되고 있다. 관련 산업에서는 이를 충족시킬 방안으로 지열이 주목받고 있다.

다만 지열은 통상 50℃ 내외의 온수를 생산해 겨울철 한랭기 효율과 공동주택 적용성 측면에서 개선이 필요하다는 지적이 있다.

이에 대한 대안으로 냉난방공조 토탈솔루션기업 엠티이에스(MTES, 대표 김종헌)가 글로벌 공조기업 에어맥(Aermec)의 고온출수 지열히트펌프 솔루션 ‘W-nxp’를 제시했다.

W-nxp는 80℃의 고온수 출수가 가능해 한국 기후조건에 적합한 솔루션으로 냉난방·급탕·환기가 가능하다. 난방 시 기존 보일러대비 27.5%, 냉방 시 에어컨대비 17.5%의 에너지비용을 절약할 수 있다.

시스템구성은 △난방용 히트펌프 보일러 ‘WWB’ △냉난방 다목적 멀티히트펌프 ‘NXP’ △급탕유닛 ‘SET 40 PLUS’ △환기장치 ‘레쁘로(RePuro)’ 등으로 이뤄진다.

냉난방·급탕·환기 통합 지열시스템

WWB는 난방전용 히트펌프로 물대물(water to water) 방식으로 구동한다. 모델은 용량에 따라 0300~0900 등 총 9개 라인업으로 구성됐다.

단일 사이클로 한랭지 조건인 외기온 –20℃, -25℃에서 각각 70℃, 80℃의 고온수를 출수할 수 있어 이상기후에 따른 겨울철 한파가 예상되는 국내 기후에 적합하다.

WWB 900모델의 경우 용량 270kW, 출수온도 70~80℃, 소비전력 67kW이며 냉매는 오존파괴지수(ODP)가 0인 R134A를 사용한다.

이와 함께 시스템을 구성하는 핵심장비는 다목적 멀티히트펌프 NXP다. NXP는 지열, 수열 등 연계를 목적으로 설계된 다기능 히트펌프 모델이다. W-nxp 솔루션에서는 지열원과 WWB의 중간위치에서 냉·온수의 밸런스를 조절하는 역할을 수행한다.

다단스크롤 압축기를 적용해 부분부하에서도 높은 COP를 유지할 수 있으며 설계에 따라 4배관·2배관 등을 선택적으로 적용할 수 있다.

NXP 0900모델은 용량 282kW, 출수온도 냉방 시 7~12℃ 및 난방 시 30~35℃, 소비전력 61kW다. WWB와 결합하면 80℃ 고온급탕, 55℃ 난방, 7℃ 냉방 등 다양한 조합으로 활용할 수 있다.

급탕은 SET 40 PLUS가 담당한다. 수도사용 시 펌프가 작동해 80℃의 온수를 끌어오고 이를 직수와 열교환시켜 45℃ 이상의 급탕수를 안정적으로 공급할 수 있다.

특히 여름철에는 급탕이 히트펌프의 리커버리모드로 동작하기 때문에 에너지사용량 없이 급탕을 이용할 수 있다. SET 40 PLUS는 펌프 80W, 1차측 온수 2,800ℓ/h, 최대급탕량 100ℓ/min 등의 성능을 갖추고 있다.

환기장치 레쁘로는 히트펌프시스템 계통과 연결돼 보조냉방과 제습을 담당한다. 레쁘로는 이탈리아 공조시장 점유율 1위를 차지하는 열회수 환기장치다. 모델에 따라 난방 시 현열교환효율이 87~92%, 냉방 시 78~86%를 나타낸다. 650모델의 경우 풍량 650㎥/h, 정압 100Pa, 소비전력 1,015W/y 성능을 나타낸다.

김종헌 MTES 대표는 “W-nxp는 MTES와 에어맥이 2년여의 준비기간을 거쳐 기존 지열시스템보다 성능과 효율을 개선하고 시스템설계를 특화한 솔루션”이라며 “‘쁘란코 복사냉난방’에 이은 양 사의 두 번째 콜라보인 이번 솔루션을 기대해 달라”고 밝혔다.