친환경에너지 전문기업 센도리는 지난 1월 지열히트펌프의 효율을 향상시킨 신기술인 ‘냉온열원이 분리된 심정을 활용한 지열히트펌프시스템 기술’로 최근 농림식품신기술(NET) 인증을 획득했다고 밝혔다. 이번 신기술인정으로 국가기관·지자체 우선구매 추천과 중소기업 기술개발제품 우선구매대상 성능인증 대상 심사 시 가산점 부여 등의 지원을 받을 수 있다. 

지열히트펌프시스템은 지하를 구성하는 토양, 암반, 지하수가 가지고 있는 열을 이용하는 시스템이다. 지표면에 가까운 땅속 온도는 10~20℃ 정도로 연중 일정하게 유지돼 냉난방·급탕에 활용되고 있다.

기존 개방형 지열히트펌프시스템은 냉온열원이 동일한 심정을 활용함에 따라 열배출이 제한돼 소비전력이 증가해 시스템효율이 감소하는 문제점이 있었다. 문제해결을 위해서는 시스템 추가설치가 필요해 운영 및 ㅣ유지비와 초기투자비 상승원인이 됐다.

센도리는 성능한계를 극복하기 위해 운전 중 효율저하를 방지하며 기존 시스템보다 높은 효율을 유지하는 지열히트펌프시스템을 개발했다.

냉온열원이 분리된 심정을 활용한 지열히트펌프시스템 기술은 냉온열원 심정이 분리돼 히트펌프에 공급한 지하수와 회수한 지하수가 섞이지 않아 지하수 온도가 변하지 않는다.

냉수정과 온수정에 축열된 열은 계절별로 활용할 수 있어 효율이 더욱 향상되며 열원주입 중 과부하 발생 시 우회주입이 가능한 시스템이다.

또한 필터와 세정장치를 통해 여과와 세정이 진행되며 지하수 이물질 처리기술과 지하수위 변화에 대응하는 기술도 적용됐다.

유사경쟁기술과 비교실증, 소비전력·온도 안정적 유지
센도리는 자사 공장 복지동에 20RT 냉온열원 분리심정 지열히트펌프시스템을 설치했으며 지난 2020년 4월29일부터 2022년 12월31일까지 농림수산식품부 농업에너지자립형 산업모델 기술개발사업 ‘융복합에너지 생산관리·실증모델 구축’ 과제에 참여했다. 

연구 주관기관인 한국에너지기술연구원은 ‘0.3hr급 온실에너지 관리기술’ 개발·총괄을 맡았으며 센도리는 공동연구자로 참여해 대수층·하천수 이용 융복합 신재생에너지 히트펌프시스템 설비 설계·구축을 진행했다.

또한 전라북도 완주군에 80RT급 냉온열원 분리심정 지열히트펌프시스템 실증을 진행해 ATES(대수층 활용 개방형 지열시스템)히트펌프 4대와 하천수열 히트펌프 1대 등을 설치했다.

최근 한국기계연구원에 냉방성능시험을 의뢰한 결과 8시간 운전 후에도 심정지하수 온도가 18℃ 수준으로 유지됐으며 히트펌프 소비전력도 5kW로 일정하게 나타났다.

센도리의 관계자는 “유사 경쟁기술과 비교결과 냉방에너지 공급효율이 53.4% 향상됐으며 시스템 소비전력도 34% 절감된 것으로 나타났다”라며 “신기술을 통해 온실농가 에너지자립화와 건물에너지제로화에 기여할 것”이라고 말했다.