국내 냉동공조산업의 선두를 달리며 기술발전을 이끌고 있는 센추리는 Smart ZEC 프로젝트의 2세부과제 ‘Cascade 열활용 지역냉난방 최적화’에 참여해 저온열 네트워크 구축을 위한 연구개발에 기여 하고 있다.
이번 과제에서 센추리는 m-CHP 배열 및 지역난방 공급수 연계 ORC(유기랭킨사이클) 발전시스템 시뮬레이터를 개발하고 이를 적용한 H2P(Heat-to-Power) 실증을 담당하고 있다. 이를 통해 ORC발전효율을 10% 달성하는 것이 목표다.
2차연도인 2019년 과제목표는 △ORC 성능예측 △배관시스템 최적설계 △주 제어시스템 및 알고리즘 설계 △DATA 분석을 통한 최적 설계조건 확인 및 ORC, 열교환기 선정이었으며 로드맵 상의 모든 세부목표를 달성했다.
ORC 성능예측을 위해 최적 운영함수를 개발했으며 회수열 활용에 대한 연구를 진행했다. 배관시스템은 회수열 활용연구 결과를 토대로 개념설계 재검토를 실시했고 제어알고리즘 설계 및 ORC 선정 및 제작발주 단계에서는 실시설계 용역을 추진했다.
센추리의 관계자는 “열원의 온도를 고려해 100˚C 이하 구간에는 R134a를, 150˚C 정도에는 R245fa를 ORC 적용냉매로 선정했다”라며 “열원의 온도가 높고 방열기의 온도가 낮을 때 ORC의 효율이 높아지며 발전량의 크기와 비례하지는 않았다”고 설명했다.
3차연도인 2020년에는 실증후보지인 귀뚜라미 냉난방 기술연구소(마곡 소재)에 45kW급 ORC를 설치하고 시스템을 구축할 계획이다. 이용열원으로는 m-CHP 배열(92˚C)과 지역난방 공급수(105˚C, 32.4ton/h)를 활용한다.
또한 ORC 및 주변장치를 설치하고 이를 포함한 전체 성능 모니터링시스템을 구축한다. 최적의 배관시스템 제작 및 시공으로 중앙제어시스템 및 알고리즘을 설계할 예정이다. 또한 모니터링 제어로직 개발과 제어알고리즘 디버깅 및 오동작 방지를 위한 장시간 신뢰성 테스트를 진행할 계획이다.