고등기술연구원은 소·중견기업, 대학, 출연연과 함께 프로젝트기반 협력을 통해 기술확산과 강소기업 육성에 기여하고 있는 산업기술전문연구기관이다.

에너지·환경 플랜트, 기계설계·용접, 폐자원 리사이클링분야 등에 핵심역량을 보유하고 있으며 탈탄소시대 녹색에너지기술을 선도하고 있다. 최근에는 분산에너지 활성화를 위한 열네트워크 시스템과 탄소중립형 ATW 히트펌프 기술개발·최적화에 주력하고 있다.

고등기술연구원은 에너지·환경플랜트·열시스템설계·최적화분야에서 축적된 기술역량을 바탕으로 탄소중립 실현을 위한 고효율 히트펌프 개발을 진행한다.

HP기술실증 통한 E전환 기여
주요 역할은 분산에너지기반 저온 열네트워크 시스템 개발경험과 연계한 ATW 히트펌프의 성능 향상·시스템통합 및 최적화를 통한 실용화된 기술을 개발하는 것이다.

고등기술연구원은 고효율·저탄소 히트펌프기술을 실증하고 향후 산업·건물부문 에너지전환에 핵심적인 기술로 확산시키는 것을 목표로 과제를 수행할 계획이다.

1차연도에는 실증대상 건물의 에너지 사용 부하패턴을 정량적으로 분석하고 기존 시스템 현황을 조사해 건물유형별 특성에 맞는 ATW 히트펌프 통합시스템의 개념을 설계한다. 이를 위해 ATW 히트펌프 설치 방식 및 운전 사례를 분석하고 Steady-state와 Dynamic 모델링 기반 기초해석을 병행할 예정이다.

2차연도에는 실증지별 에너지수요와 시스템조건을 반영한 시뮬레이션기반 최적운전방안을 도출하고 이를 실증지에 적용해 운전효율성과 성능개선효과를 정량적으로 검증하는 동시에 히트펌프 통합시스템 실증지지원을 통해 운영데이터를 확보하고 신재생에너지 연계가능성에 대한 기술적 분석도 함께 수행한다.

3차연도에는 실제 실증지의 초기 열부하와 에너지사용데이터를 바탕으로 통합시스템의 최적 운전 방안 검증을 수행하며 히트펌프기술 보급 시 전력망·에너지시스템 등에 미치는 영향을 분석하고 기술의 현실 적용성을 검토할 예정이다.

4차연도에는 앞선 실증 결과와 성능데이터를 기반으로 최적운전방안의 경제성과 에너지효율성을 종합적으로 평가하고 이를 기반으로 신재생에너지 연계가 가능한 통합 열에너지 시스템의 사업화 모델을 구체화한다. 또한 기술의 실증성과 확산성을 확보하기 위한 정책적·제도적 연계방안도 도출될 것으로 기대된다.

각 연차별 주요 연구성과를 기반으로 기술적 기여도가 높은 내용을 중심으로 특허 출원 및 등록을 추진할 계획이며, 시스템 설계, 최적화 및 경제성 평가 결과는 학술적 가치가 높은 국제 저널에 논문으로 발표할 계획이다.

고등기술연구원의 관계자는 “이번 과제를 통해 친환경 냉매를 적용한 ATW 히트펌프의 국산화를 실현하고 고효율·저탄소 열에너지공급시스템 개발을 통해 국내 분산에너지와 건물에너지전환분야에서 기술적 선도역량을 확보할 수 있을 것”이라며 “실증지기반 통합 열에너지시스템 테스트베드를 구축함으로써 향후 다양한 건물 유형 및 지역 특성을 반영한 후속 연구와 상용화 실증에 활용가능한 기반을 마련해 이를 통해 탄소중립 목표 달성과 함께 관련 산업의 기술경쟁력 강화와 시장확대에 기여할 것”이라고 말했다.