2018.01.10 (수)

  • -동두천 -3.3℃
  • -강릉 -1.9℃
  • 맑음서울 -5.3℃
  • 대전 -3.6℃
  • 구름조금대구 -1.6℃
  • 구름조금울산 0.6℃
  • 광주 -3.8℃
  • 맑음부산 1.6℃
  • -고창 -4.3℃
  • 구름많음제주 2.4℃
  • -강화 -5.9℃
  • -보은 -5.0℃
  • -금산 -6.1℃
  • -강진군 0.6℃
  • -경주시 0.2℃
  • -거제 -0.2℃
기상청 제공

센도리, 지하유출수 활용 냉난방기술 개발

한난·서울교통公·에너지硏·한양대·KAIST 등 참여

에너지융합리딩기업 센도리(대표 박문수)가 공공시설(지하철, 지하상가 등)의 미활용에너지 중 하나인 지하유출수를 적극 활용하는 냉난방 및 급탕시스템 개발에 나선다. 이를 통해 지역냉난방 수요자에게 열을 공급해 기존 대비 30%의 화석연료를 절감하고 온실가스를 감축할 수 있을 것으로 기대된다.

센도리는 최근 한국에너지기술평가원으로부터 ‘공공시설(지하철, 지하상가) 내 미활용에너지를 이용한 냉난방시스템 개발’ 연구용역을 수주했다고 밝혔다. 이번 연구에는 한국지역난방공사, 서울교통공사, 한국에너지기술연구원, 한양대학교, 한국과학기술원(KAIST) 등이 참여한다.
  


에너지경제연구원에 따르면 국가 에너지소비의 18.3%가 가정·상업부문에서 소비되고 있다. 이를 절감하기 위해서는 다양한 유형의 미활용에너지를 회수해 재활용하는 기술개발이 시급하다. 

특히 도시지역은 인구 및 산업이 밀집된 곳으로 에너지 사용밀도가 매우 높고 환경오염이 심각한 지역으로 도심지역에서 미활용되고 있는 각종 에너지를 회수해 인근 지역의 냉난방, 급탕용 열원으로 사용하는 것은 경제적 측면뿐만 아니라 사회적 및 환경적 측면에서 기여도도 매우 높다.

지하철이나 터널과 같은 지하구조물 시설에는 다량의 지하수 유출이 빈번하게 발생하며 대규모 건축물의 경우에도 지하주차장과 같은 지하시설물이 있을 시 다량의 유출 지하수가 발생하고 있다. 

서울시에서 발생하는 유출 지하수는 크게 건축물, 전력구, 통신구 및 지하철로 분류된다. 이중 지하철은 1~9호선, 분당선 및 공항철도 등 건축물 612개 중 505개소, 전력구 109개 중 99개소, 통신구 47개 중 46개소에서 유출 지하수가 발생하고 있다. 



지하유출수와 같은 미활용에너지를 히트펌프의 열원으로 이용하면 급탕, 난방 및 냉방 등의 용도로 재활용이 가능하며 기존의 보일러, 냉동기보다 높은 효율로 냉난방에너지를 공급할 수 있다. 

국내에는 아직 미활용에너지를 이용한 지역열공급 사업이 활성화되지 못하고 있지만 해외에서는 이미 100여곳에 가까운 구축 사례가 있으며 이중 수열원을 이용한 사업은 약 절반 가까운 비중을 차지하고 있다. 

센도리의 관계자는 “지하철 역사의 실내 환경 조건을 만족하고 미활용 열원의 재사용이 가능한 고효율 냉난방시스템 기술과 열회수시스템 기술이 개발되면 에너지절감 및 온실가스 감축에 기여할 수 있다”라며 “특히 역사 주변 열에너지 수요처까지 포함하는 미활용에너지 신산업도 창출할 수 있다”고 강조했다. 

기술개발 목표는
 
공공시설 내 미활용에너지를 이용한 냉난방시스템의 성공적인 개발을 위해서는 시스템의 경제성 확보와 공공시설의 쾌적성 향상을 모두 달성하는 기술개발이 필요하다. 또한 역사의 냉난방시스템은 에어컨과 온풍기를 이용한 공기유동 기반의 공조시스템이기 때문에 시민들은 인체에 전달되는 과도한 유동에 열적불쾌감을 느끼게 된다. 지하역사는 미세먼지 농도가 쉽게 높아지기 때문에 실내 환경 문제를 해결하는 기술이 주로 이뤄질 계획이다. 이를 위해 복사냉난방 적용 적용이 검토되고 있으며 실증사이트도 구축될 예정이다.

먼저 환기열, 터널내부열, 지하유출수열 등 다양한 미활용 열원과 연계된 냉난방시스템 구축을 위해 양방향 통신 모듈 활용 및 IoT기술 융합 히트펌프시스템(200RT 이상)과 실시간 미활용열회수 성능평가, 실내 공기질, 열부하 모니터링을 통한 시스템 최적운전로직을 개발한다. 



센도리의 관계자는 “IoT 융합형 히트펌프 시스템은 관리자가 히트펌프를 효과적으로 유지관리하기 위해 히트펌프 내부에 운전 중 발생되는 다양한 데이터를 원격에 설치된 서버에 송신하고 이를 관리자에게 전달하는 시스템”이라며 “비콘기술이 접목돼 히트펌프의 정보를 수신할 수 있는 어플리케이션이 설치된 모바일기기를 갖는 사용자가 히트펌프에 접근하면 비콘의 고유한 식별정보를 감지해 통합서버에서 사용자에게 히트펌프의 운전상태를 확인할 수 있다”고 밝혔다.

또한 지하철 역사 내 미활용 열원 환경에 대응 가능한 최적 열회수시스템과  냉난방 요구 열원 생산이 가능한 IoT기술 융합 고효율 히트펌프 등 지하철역사 환경 특성에 대응할 수 있는 공조시스템이 기술개발 대상이다.  



특히 역사 인근 수요처, 지역냉난방 등과 연계 가능한 미활용에너지 기반 냉난방시스템 비즈니스 모델을 수립해 미활용에너지를 이용하는 냉난방시스템 경제성 극대화를 추진한다. 

지하철 역사 내 미활용 열원 환경에 대응 가능한 최적 열회수시스템 개발을 위해 미활용 지하 유출수로부터 효과적으로 열을 취수할 수 있는 전처리 시스템 및 열교환 기술, 열교환기 수명 확보를 위한 지하수 오염물질 부착(파울링) 저감 및 내부식성 향상 기술 등도 개발한다.

센도리의 관계자는 “목표 달성을 위해 미활용 수열이용 냉난방시스템 구축, IoT기술 융합 등 첨단IT기술이 도입된 열펌프 최적제어 시스템 개발, 열원수에 적합한 열교환기 발 굴 설계 및 생산 기술 확보, 실내 쾌적감 차별화 위한 복사냉난방 및 공기세정기술, 지하철 역사 및 인근 수요처를 대상으로한 열판매 비즈니스 모델 수립을 수행했다”라며 “미활용에너지를 이용해 기존 화석연료 기반 설비대비 에너지비용을 30% 이상 저감하는 한편 인근 수요처와의 냉온열 네트워크를 구축해 경제성도 확보하는 도전적인 기술개발 과제”라고 강조했다.