히트펌프 작동 원리 도해 (냉방·난방 모드)
히트펌프 작동 원리 도해 (냉방·난방 모드)

 

[투데이에너지 김은국 기자]

히트펌프(Heat Pump)는 전기 에너지를 활용해 외부의 공기·지열·수열 등으로부터 열을 흡수하고 전달하는 고효율 난방 기술이다.

일반 보일러처럼 연료를 연소하지 않고, 열을 '이동'시켜 활용하는 원리를 갖기 때문에 투입 전력 대비 최대 3~4배의 열에너지를 생산할 수 있다. 이론상 300%가 넘는 계절 성능계수(COP)를 기록하는 ‘효율의 절대 강자’로 불린다.

■ 기후위기 속 탈탄소 난방의 핵심 솔루션

히트펌프는 탄소중립 목표 달성에 있어 난방 부문의 전기화(electrification)를 실현하는 가장 유력한 기술이다. 유럽연합(EU)은 2030년까지 가정·상업 부문 화석연료 보일러 퇴출을 추진하고 있으며, 프랑스·독일·스웨덴 등은 이미 가정용 히트펌프 보급률이 50%를 넘어섰다.

한국도 산업부의 ‘전기기반 냉난방 보급 로드맵’을 통해 히트펌프를 대규모 보급할 계획이며, 노후 보일러 교체 시 국고보조 확대, 열원 다변화, 수열·지열 시스템 구축 등도 함께 추진된다.

■ 냉난방 통합·에너지 절감 효과도 탁월

히트펌프는 하나의 장비로 냉방과 난방이 모두 가능하다. 여름에는 에어컨처럼 열을 외부로 배출하고, 겨울에는 반대로 열을 유입시킨다. 이로 인해 공조 설비 통합, 설치 공간 절약, 시스템 유지비 감소 효과까지 동시에 발생한다.

또한 도심 지역의 미세먼지 저감, 열공급 분산화, 재생에너지 전력과의 결합을 통해 건물 부문의 ‘제로에너지’ 구현에도 핵심 역할을 할 수 있다.

■ 효율은 높지만 한계도 분명…정책적 후방 지원 필요

히트펌프의 가장 큰 단점은 외부 온도에 민감하다는 점이다. 영하 10℃ 이하에서는 성능이 급격히 저하되며, 보조히터를 가동하게 되는 경우 에너지 소비가 증가한다. 초기 설치 비용이 보일러 대비 1.5~2배 수준으로, 일반 가정의 도입장벽도 존재한다.

이에 따라 각국 정부는 보조금·세액공제·저리 융자 등 다양한 지원 정책을 동반해야 보급 확대가 가능하다는 분석이다. 특히 신축 건물 의무화보다 기존 건물 리트로핏 대상 확대가 단기 파급력이 크다는 지적도 나온다.

히트펌프는 단순한 냉난방 기기가 아닌, ‘전기화된 탈탄소 인프라’의 핵심 기술로 자리매김하고 있다. 향후 배터리·태양광·열저장 기술과의 연계를 통해, 완전한 분산형 에너지 시스템을 구현하는 데 필수 축이 될 전망이다.

저작권자 © 투데이에너지 무단전재 및 재배포 금지