프라운호퍼 ISE, 160°C 증기 생산 고온 히트펌프 실증

pv magazine · 2026년 10월 9일 · EnergyNews 요약

프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE)가 최대 160°C의 공정 증기와 가압 온수를 공급하는 고온 히트펌프를 평가하고, 지역난방망에 통합된 대형 히트펌프 5기의 성능도 분석했다. 연구소는 부품·수력학적 통합·제어 시스템·운전 전략이 적절히 설계되고 용량이 산정될 경우 목표 운전 조건 달성이 가능하다고 밝혔으며, 냉동 또는 건물 HVAC용 부품을 단순히 대형화하는 것만으로는 불충분하다고 설명했다.

시험은 부탄을 냉매로 사용하는 히트펌프를 중심으로 진행됐고, 가연성을 고려해 안전 요건과 설치 조건도 함께 검토됐다. 2023년부터 운전 데이터를 수집한 Reallabor GroßWP 프로젝트에서는 하천을 열원으로 쓰는 설비의 경우 수온이 약 6°C 아래로 떨어지면 열 출력이 감소하는 현상이 관찰됐다.

또한 초기의 계절별 운전 구상과 달리 일간 수요 프로파일과 전력시장 상황에 맞춘 운전이 늘어나면서 기동·정지 주기와 설비 가동률에 대한 요구가 커졌다.

이 글에 나온 용어

히트펌프COP

heat pump

히트펌프는 전기로 냉매를 압축·팽창시켜 낮은 온도의 열을 끌어올려 높은 온도의 공간으로 옮기는 장치다. 열을 만들어내는 것이 아니라 옮기는 것이므로, 투입한 전력량보다 더 많은 열을 공급할 수 있다. 이 성능을 나타내는 지표가 COP(성적계수)로, COP = 공급한 열에너지 / 투입한 전기에너지 로 정의되는 무차원 값이다. 전기 저항식 히터의 COP 가 1 인 데 비해 히트펌프는 조건에 따라 1 보다 크며, 바깥 공기가 차가울수록 끌어올려야 할 온도차가 커져 COP 는 낮아진다. 실무에서는 정격 조건의 COP 뿐 아니라 한 계절 전체 평균 성능을 나타내는 SCOP 나 냉방 기준 지표도 함께 본다. 건물 난방을 전기로 전환하는 수단으로 다뤄져 제로에너지건축물 설계에서 자주 등장한다.

지역난방

district heating

지역난방은 한 곳의 열생산시설에서 만든 온수를 배관망으로 여러 건물에 보내 난방과 급탕에 쓰는 방식이다. 각 세대나 건물이 개별 보일러를 두는 대신 중앙에서 열을 만들어 나눠 쓰기 때문에, 개별 연소 설비와 그에 따른 배기가 아파트 단지 안에서 사라진다. 열원으로는 열병합발전소의 회수열, 소각장 폐열, 산업체 폐열, 첨두부하용 보일러 등이 쓰인다. 각 건물에는 열교환기와 열량계가 설치되어 사용한 열량(Gcal 또는 MWh) 만큼 요금이 부과된다. 배관 길이가 길수록 수송 중 열손실이 생기므로, 열수요가 밀집한 신도시나 대규모 단지에 적합하다.

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반도체 공장은 대규모 전력·용수 수요를 수반하는 시설로, 부지 선정 단계에서 전력 공급 여건이 주요 점검 항목으로 다뤄졌다. 용인과 전남광주 병행 건설 가능성이 언급된 만큼 해당 지역의 전력 인프라 확보 계획이 후속 과제로 거론된다.

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10월 9일

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