귀뚜라미범양냉방, 증기히트펌프 본격 개발
귀뚜라미범양냉방, 증기히트펌프 본격 개발
  • 강은철 기자
  • 승인 2014.07.02
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

산기평과 ‘300kW급 고온토출형 히트펌프’ 개발 협약

▲ 증기히트펌프 개발 참여기관 및 역할.
[투데이에너지 강은철 기자] 귀뚜라미범양냉방(대표 이영수)이 차세대 히트펌프로 각광받을 것으로 전망되는 ‘증기히트펌프’ 개발에 본격 나선다.

귀뚜라미범양냉방은 최근 산업기술평가관리원과 ‘산업공정용 120℃ 이상 스팀공급이 가능한 300kW급 고온토출형 히트펌프 개발’ 연구과제 진행을 위한 협약을 체결했다고 밝혔다. 이번 과제는 2018년 6월까지 총 48개월간 진행되며 정부출연금 80억원을 포함한 총 106억원이 투입된다. 참여기관은 △진솔터보기계 △고려대학교 △전북대학교 △한국기계연구원 △한국생산기술연구원 △한국에너지기술연구원 등 6개 기업 및 기관이다.

이번에 개발되는 히트펌프는 산업공정에서 다량의 온수(25℃~70℃)형태로 배출되는 공정폐열이나 미이용 열원수에서 열을 회수해 산업공정에 120℃ 이상의 고압 고온수 또는 스팀을 직접 생산해 공급하는 증기히트펌프 기술이다.

석탄, 석유, 가스, 전기 등에서 얻어진 열을 산업공정에서 사용한 후 온도가 낮아 버려지거나 사용할 수 없는 열을 회수해 재사용할 수 있도록 하는 것이 고온용 히트펌프다. 이는 재생에너지 활용으로 공정 열효율을 높임으로써 고효율에너지 공급시스템을 구축할 수 있는 최적의 기술로 평가받고 있다.

귀뚜라미범양냉방의 관계자는 “산업공정에서 배출되는 고밀도에너지인 산업폐열과 배열은 이용되지 않고 1/3 정도가 열손실로 버려지고 있다”라며 “이와 같이 버려지는 막대한 에너지를 증발열원으로 활용해 120℃ 이상의 증기를 생산하는 히트펌프를 적용할 경우 산업부문 열수요의 약 43%까지 공급 가능하며 산업부분 에너지절약과 CO₂저감에 크게 기여할 것”이라며 개발배경을 밝혔다.

생산공정에서 발생하는 온배수의 열을 회수해 종이·펄프, 식품·음료, 고무·플라스틱, 화학 등 산업분야의 가열, 건조, 증발, 증류, 응축 등 증기를 사용하는 많은 공정에서 이번에 개발되는 히트펌프를 적용할 수 있다. 국내에서 전기모터 구동의 일반적인 히트펌프의 공급수 온도는 70℃ 내외이며 파생상품으로 80℃급이 있지만 일반적이지 않다.

귀뚜라미범양냉방의 관계자는 “고온에 적합한 냉매와 압축기의 불량발생요소를 근원적으로 제거할 수 있는 무급유 베어링을 사용한 원심압축기를 개발해 지금까지 히트펌프로는 달성하지 못한 120℃ 이상의 고압 고온수 및 증기공급이 가능하다”라며 “증기히트펌프는 보일러와 다르게 열을 발생하지 않으며 배기가스 처리도 불필요하기 때문에 생산공정 근처에 설치할 수 있어 수백에 달하는 배관비용 및 배관열손실 비용을 줄일 수 있으며 스마트그리드적용도 가능하다”고 밝혔다.

현재 증기히트펌프는 세계 최초로 일본에서 용적식 압축기로 상용화했지만 귀뚜라미범양냉방은 용적식 스크류 압축기대비 높은 압축효율과 대용량화가 가능한 원심식 냉매압축기를 고온히트펌프용으로 개발, 이미 출시된 일본의 증기히트펌프와 차별화할 계획이다.

용적식 압축기는 Oil 윤활방식의 베어링을 사용함으로써 고온에서 제품 불량발생이 많은 것으로 알려지고 있지만 새로 개발되는 증기히트펌프용 원심식 압축기는 Oil-less 베어링을 사용함으로써 압축기의 불량발생요소를 근원적으로 제거할 수 있어 히트펌프 사용 중 제품불량을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

특히 생산공정에 사용하는 증기히트펌프는 ‘생산공정 안정’이 무엇보다 중요함에 따라 연속생산공정 특성을 갖는 석유화학, 화학, 식품, 펄프산업 등에서는 Stand-by 용도로 대기하고 있는 주변설비를 줄일 수 있어 원가절감에도 기여할 수 있을 것으로 전망된다. 

귀뚜라미범양냉방의 관계자는 “터보형의 경우 국내에서 유럽 및 북미 업체들과 동등한 기술수준 확보가 가능하며 향후 수출전략 제품화도 기대된다”라며 “2014년 기준 일본 제품의 국내 판매가격보다 동급용량기준 20~30% 낮은 가격으로 판매가 가능할 것으로 보고 있다”고 강조했다.

이 관계자는 “초고온 히트펌프 기술 확보로 지역난방 등 온수공급분야의 히트펌프 적용도 확대할 수 있을 것”이라며 “고온히트펌프에 적합한 냉매 및 히트펌프 사이클 기술 경험으로 ORC(Organic Rankine Cycle) 등 파생기술분야에 전력사 및 도시가스사와 공동 대응해 발전사업 및 에너지절약사업 등에 접근이 용이할 수 있다”고 덧붙였다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

해당 언어로 번역 중 입니다.