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스페셜리포트

[온실 에너지효율화 전문기업] 지엔에스엔지니어링

지하수층 계간축열시스템 개발
수자원·에너지분야 노하우 적극 활용

(주)지엔에스엔지니어링(대표 박성민)은 산·학·연 연계를 통한 기술의 끊임없는 연구개발을 통해 인간활동에 필수적인 수자원 및 환경·에너지를 효율적으로 모으고 보전·관리해 미래의 후손들에게 나눠주는 것을 이념으로 한 수자원개발·환경·에너지전문 컨설팅기업이다.


특히 수자원·에너지에 대한 풍부한 경험과 축적된 기술력을 바탕으로 수자원·에너지의 효율적 이용과 보전·관리를 위해 활동하고 있다. △지반조사 △토양지하수 오염조사 △지하수 영향조사 등을 위한 수리지질시험 및 모델링 △지하수개발이용시설 사후관리사업 △주택·시설재배지 지열에너지사업 등 부문에 높은 기술력과 노하우를 확보한 우수 전문기술팀이 과학적인 컨설팅을 제공한다.


기존 지열대비 30% 설치비 절감

지엔에스엔지니어링은 수자원, 토양정화 및 지반조사 영역에서 키워온 노하우를 지열분야에 접목시킴으로써 더욱 에너지효율적이고 경제적인 시스템구축이 가능했다.


농촌진흥청과 공동으로 개발한 ‘지하수층 계절간 축열 온실냉난방시스템’을 농가에 성공적으로 설치 및 운영해 지난 3월14일 현장시연회를 열고 기술의 우수성을 인정받았다.


‘지하수층 계절간 축열 온실냉난방시스템’은 대용량 열저장이 가능한 충적대수층을 이용한 에너지저장 및 이용기술로 두 개의 지하수층에 여름에는 온수를 저장하고 겨울에 사용, 겨울에는 냉수를 저장하고 여름에 사용하는 원리다.


여름철 냉방 시 히트펌프의 응축기를 통해 배출되는 25∼30℃의 온수 3,000ton(30Gcal)을 지하수층에 저장한 후 60%를 회수해 겨울철 온실난방에 사용한다. 겨울철에는 이와 반대로 히트펌프 증발기에서 배출되는 7∼12℃의 냉수 7,100ton(43Gcal)을 지하수층에 저장하고 30%를 회수, 온실냉방에 사용한다.


△히트펌프 70RT △축열조 40ton △냉온수정(ø200mm)×2 △보조주입정(ø50mm)×12으로 구성됐으며 충적대수층 냉온수 주입량을 증대시키기 위해 다중관정 주입시스템을 적용, 냉·온수정 간절기 물 온도는 15±(5~7)℃를 유지한다.


충적대수층 계간축열 온실냉난방시스템의 성능은 지하수층 축열 이후의 히트펌프 난방COP가 3.8로 축열 이전 COP 3.2보다 약 18% 높은 성능을 보였으며 냉방 COP는 지하수층 축냉이후 4.8로 축냉 이전 COP 4.0보다 20% 높은 성능을 보였다.


기존 지열히트펌프는 지중열을 이용하므로 외기온에 관계없이 안정적인 난방성능이 유지되나 지중열교환기 매설을 위한 천공비용이 설치비의 약 40%를 차지하는 등 초기투자비(온실 1ha당 13∼17억원)가 높으며 열교환기 매설을 위한 추가적인 토지면적이 요구되는 단점이 있다.


충적대수층 계간축열 온실냉난방시스템은 초기설치비가 기존의 지열시스템보다 약 30% 저렴하지만 하천 주변 충적대수층이 잘 발달된 지역에 설치해야 하는 제한이 있다.


해외사례로는 네덜란드에 2,000기가 넘는 지하수층 계간축열 냉난방시스템을 설치해 공항 청사, 호텔 및 농업시설에 이용하고 있다.