지열원 히트펌프시스템 관련 강소기업 유천써모텍(대표 김철영)은 2008년 법인설립 이래 실험시설과 연구소를 갖추고 매출액의 일정부분을 지속적으로 연구개발에 투자해 왔다. 이를 통해 현재 히트펌프 및 시공 관련 24건의 특허와 신재생에너지 KS인증은 물론 신기술인증(NET), 녹색기술인증, 녹색기술제품확인, 조달우수제품지정, 환경표지인증 등 기술력과 품질을 증명하는 국가인증을 획득했다.
특히 특허를 위한 특허가 아니라 생산제품에 직접 개발기술들을 적용해 실제 사용자들이 만족하는 제품을 생산, 공급하면서 현재는 대기업 제품과 성능을 비교해도 비슷하거나 능가하는 품질을 갖췄다는 평가를 받고 있다.
유천써모텍은 ‘사계절 급탕이 가능한 고온용 지열히트펌프 시스템’과 ‘냉매 과냉각 및 과열증기 냉각을 위한 복합열원 히트펌프시스템’ 등 보급에 주력하고 있다.
공정단절·열교환기 파손 문제점 해결
유천써모텍은 지중열교환기 사전 설치에 따른 건축 공정단절 및 열교환기 파손 등 문제점을 해결하기 위해 ‘관막힘 H형 연결소켓을 이용한 지중열교환기의 선시공 공법’을 특허출원했다.
이 공법의 핵심장점은 토목 터파기공사 전 지상에서 지중열교환기를 선 시공함으로써 공정간 간섭을 피할 수 있으며 토목 및 건축공정의 연속성으로 공기 단축이 가능하다.
또한 천공 시 발생하는 침출수 및 부상토 처리가 용이하고 토목 터파기 후 기초레벨까지 천공장비 및 자재 투입을 위한 별도의 장비가 불필요해 공사비를 절감할 수 있다. 특히 관 파손에 따른 이물질 유입을 방지할 수 있어 세종대로 특화공원, 스페이스살림 조성사업, 중곡동 종합의료복합단지, 고려대 구로병원 외래센터 등 다수 현장에 적용했다.
새로 개발한 ‘냉매 과냉각 및 과열증기 냉각을 위한 복합열원 히트펌프시스템’은 압축기 토출가스를 고온 열교환 영역과 냉동능력 증가를 위한 냉매 과냉각 저온열교환 영역의 2단 구역으로 나눠 응축열을 방열한다. 먼저 고온 열교환 영역에서는 급탕이 필요한 경우 토출가스 온도를 90℃까지 고온으로 승온해 급탕에 필요한 온수를 60℃로 열교환함으로써 고온의 압축기 토출가스를 응축시킨다.
저온 열교환 영역에서는 급탕에 공급되는 성층화 탱크의 저온 보급수 열원을 이용하거나 일반 냉방 시 지중열원 또는 지하 저수조 열원 등을 활용해 냉매를 저온으로 과냉각해 냉동능력을 증대한다. 이와 같이 복합열원을 이용함에 따른 가장 큰 장점은 지중열원의 이용량이 30% 이하로 감소해 지중열교환기 천공수량을 감소시키거나 지중열원의 온도를 저온(20℃ 이하)으로 유지할 수 있어 냉방성능을 크게 증대할 수 있다.
유천써모텍의 관계자는 “제로에너지하우스는 급탕에너지 소비가 증가되는 상황으로 공동주택에 적용 가능한 지중열원 히트펌프시스템을 개발 중”이라고 밝혔다.
공동주택에서 개별 히트펌프를 적용해 냉난방 및 급탕을 공급하는 경우 급탕 순시부하 특성에 기인해 히트펌프의 용량이 과다하게 증가되고 이에 비례해 지중열원열교환기 소요 수량이 대폭 증가되는 문제점이 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 급탕 순시부하 및 고온 특성에 대응이 가능하고 에너지소요량을 현저하게 감소시킬 수 있는 지중열원히트펌프시스템을 개발하고 있다.
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