히트펌프를 활용 가능한 열원은

히트펌프를 사용해 에너지를 생산하기 위해 필요한 열원은 대표적으로 `수열원`과 `공기열원`으로 구분된다. 히트펌프의 에너지원을 물 타입으로 흡수하는 방식인 지열 · 하수열 · 하천수열 · 해수열원 등이 수열원에 속하며 공기 중 또는 대기 중의 열원을 공기형태로 흡수해 공기 또는 물 형태로 방출하는 방식을 공기열원이라고 한다. 공기열의 대표적인 제품이 전기를 이용한 에어컨 제품인 전기히트펌프(EHP), 가스를 이용한 가스히트펌프(GHP) 시스템이다.

수열원 중에는 목욕폐수 · 산업폐수 · 냉각수 · 건조기 배기열 · 폐증기 등 다양한 `폐열원` 히트펌프, 건물의 냉 · 난방 및 급탕용으로 활발히 개발되고 있는 `지열원` 히트펌프가 있다. 국내에는 아직 도입 초기단계인 하수도에 흐르는 `하수열`을 이용한 히트펌프와 인근 하천이나 호수 주변에 있는 건물에서 활용하기 좋은 `하천수열` 히트펌프도 최근 검토되고 있는 추세다.

국내에는 양식장 및 콘도의 온수생산 공급 및 냉 · 난방용으로 소량 보급된 `해수열원` 히트펌프도 향후 이용 가능성이 높은 수열원 중 하나다. 노르웨이 등 북유럽지역에서는 해수열을 이용한 양식이나 냉 · 난방 및 대단위 지역난방 등을 실시하고 있다. 해수열 직접이용 방식과 바다매립지에 지하 해수열 이용 시 경제성을 높일 수 있기 때문이다.

공기열 히트펌프 중 `공기-공기` 방식은 실내 · 외 열교환기 모두 공랭식을 사용하고 있다. 직접 공기를 냉난방하는 타입으로 공냉히트펌프식 패키지에어컨이 이것에 해당한다. 실내 · 외 열교환기가 동일한 유닛인 형태와 별도의 유닛으로 냉매배관으로 접속하는 형태가 있으며 별도형태가 일반적이다. 냉 · 난방의 전환은 사방밸브에 의해 이뤄지고 실내공기온도 · 외기온도 · 냉매배관길이 · 고저차에 제약이 있다.

`공기-물` 방식은 실내측(부하측)에 공기열교환기, 실외측(방열, 흡열측)에 수열교환기를 사용하며 직접 공기를 냉 · 난방하는 형태로, 수냉히트펌프식 패키지에어컨에 해당한다. 일반적으로는 우물물을 사용하는 형태가 많지만 최근에는 수온 사용범위가 넓은 열회수타입이 늘어나고 있다. 냉방 · 난방의 전환은 사방밸브에 의해 이뤄지며 수온 · 유량 · 실내공기온도에 제약이 있다.



함봉균기자 hbkone@etnews.co.kr