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월드이엔씨, 흡수식 히트펌프 개발

냉수·스팀 동시 생산…청운시스템·생기연·전북대 참여


흡수식 냉온수기 전문기업 월드이엔씨(대표 김경영)는 에너지기술평가원의 2017년도 하반기 에너지수요관리핵심기술개발 과제 중 ‘저온 폐열원 구동 산업공정용 냉수, 스팀 생산 흡수식 히트펌프 개발’ 총괄주관기업으로 선정됐다고 밝혔다. 참여기업 및 기관은 청운시스템, 한국생산기술연구원, 전북대학교 등이다. 

흡수식 히트펌프란
흡수식 히트펌프는 산업체 공정상 발생하는 다양한 형태의 90℃내외 중·저온 폐열을 이용해 산업체 공정에서 필요한 8℃의 냉수와 120℃의 스팀을 1대의 기기로 발생하는 장치를 말한다.  

압축식 히트펌프에서 압축행정 대신 흡수액 가열에 의한 냉매의 고압·증발 프로세스를 이용한 것으로 보통 냉매로 물, 흡수액으로는 주로 리튬브로마이드(LiBr: Lithium Bromide)가 이용된다. 

냉매(물) 증기를 흡수해 묽어진 LiBr 수용액은 펌프에 의해 재생기로 이송되며 여기에서 열(버너, 폐열 등)을 가해 냉매(물)를 증발시키고 수용액은 다시 농축된다. 이 농축된 수용액은 다시 증발기에서 증기를 흡수하는 과정을 반복한다.

이번 과제는 2종 1단 흡수식 히트펌프와 1중 효용 흡수식 냉동기를 결합해 1대의 기기로 구동해 스팀과 냉수를 생산하는 흡수식 히트펌프·냉동기 시스템을 개발하는 것으로 산업체 현장의 수요에 따라 필요한 냉수 열량과 스팀량을 가변적으로 생산, 공급이 가능한 시스템이다.

기대효과는 
산업공정용 제1종 및 2종 흡수식 히트펌프는 현재 일본, 독일 등 해외에서는 상용화됐으나 국내에서는 전량 수입에 의존하고 있으며 산업부문에서 히트펌프와 냉동기 각각 운용하고 있다.

특히 산업공정에서는 다양한 다중 폐열원이 발생되나 대부분 버려지고 있는 실정으로 이를 회수해 열원으로 사용하고 한 기기로 스팀과 냉수를 동시에 생산할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
 
흡수식 히트펌프는 산업부문의 높은 에너지비중 탈피와 온실가스 규제 확대정책에 대응해야 하는 제조업 중 온실가스 배출이 높은 업종을 중심으로 보급을 확대할 수 있는 제품이다. 특히 친환경산업으로 전환할 수 있으며 버려지는 열이나 냉기를 사용하는 신산업을 창출할 수 있을 것으로 기대된다. 

월드이엔씨의 관계자는 “산업에서 실질적으로 필요한 8℃ 냉수 및 120℃ 이상의 스팀이 동시에 발생되는 흡수식 히트펌프를 개발하는 과제”라며 “효과적인 폐열회수기술 개발로 마이크로 가스터빈 열병합발전, 연료전지 배열회수 및 신재생에너지보급이 가속화될 것”이라고 강조했다.