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#산업 공정열

산업용 히트펌프, 400℃ 이하 공정열 탈탄소 수단으로 부상

에너지경제연구원은 '산업용 히트펌프 기술 동향과 시사점' 자료를 통해 폐열회수 기반 히트펌프가 산업부문 에너지 전환 수단으로 확대되고 있다고 분석했다. IEA는 2021년 'Net Zero by 2050'에서 경공업 분야 400℃ 이하 공정열 탈탄소화에 히트펌프가 중요한 역할을 할 것으로 전망했고, IRENA는 2022년 보고서에서 1.5℃ 경로상 히트펌프 보급이 2050년 건물부문 2억9000만대, 산업부문 8000만대에 이를 것으로 예측했다. 현재 개발 중인 히트펌프 모델은 공급 온도 120∼200℃, 가열능력 1∼10MW 범위에 집중돼 있으며, IEA HPT Project 68 보고서에 따르면 160℃ 이상 초고온 히트펌프 비중이 증가하고 있다. 일본은 2011년 상용화된 KOBELCO-SGH165가 MVR 연계로 165℃ 증기를 공급했고, Mayekawa는 암모니아·펜테인 냉매 기반 145℃ 캐스케이드 히트펌프를 개발했으며, 미국은 MVR을 활용한 185∼300℃ 증기 생산에 중점을 두고 있다. 실증은 식음료·재료소재·펄프제지 산업이 전체의 약 68%를 차지하며, 국내는 연구개발은 진행 중이나 독일·덴마크·일본 대비 산업공정·지역난방 설치 운영 사례가 부족한 것으로 지적됐다.

9월 21일

효율·산업 탈탄소pv magazine

존슨콘트롤스, 122도 고온수 공급 산업용 히트펌프 출시

존슨콘트롤스가 최고 122도의 온수를 공급하는 산업용 히트펌프 'Sabroe HitemHP'를 출시했다. 식음료·제약·바이오·화학·첨단제조 분야의 화석연료 및 전기 보일러 대체와 살균·간접 증기 생산 용도로 제시됐으며, 공칭 난방용량 약 100kW~1MW 범위의 10개 구성으로 제공된다. 단단 왕복동식 SMC 압축기와 직팽창 증발기를 적용했고 냉매는 R600(n-부탄)과 R600a(이소부탄)이며 냉매 회로 압력은 28barg 미만이다. 증발기 50→45도, 응축기 100→120도 기준조건에서 난방용량 125~511kW, 축동력 45~173kW로 난방 COP는 2.8~3.0이며, 응축기 65→103도 조건에서는 240~964kW에 COP 4.1~4.4를 나타낸다. 정격 대비 18%까지 부분부하 운전이 가능하고, 제조사는 한 고객 사례에서 냉동설비 폐열과 결합해 전기 보일러 대비 최대 3배 효율, 에너지 비용 91% 이상 절감, 현장 CO2 배출 최대 82% 감축을 추정했다고 밝혔다. 제품은 덴마크 홀메 공장에서 생산된다.

9월 18일

효율·산업 탈탄소이투뉴스

에기평, 산업용 대용량 히트펌프 실증 현장 점검

한국에너지기술평가원은 15일 LG전자 평택 칠러공장을 방문해 산업용 대용량 히트펌프시스템 핵심기술 및 실증·운영 기술개발 과제의 개발 현황을 점검했다. 해당 기술개발은 화석연료 보일러에 의존해 온 산업 공정열을 폐열 회수와 전기 기반 히트펌프로 대체하기 위한 것으로 2023년부터 추진되고 있다. 과제는 열교환기, 압축기, 히트펌프시스템 등 핵심 요소기술을 개발해 제지 건조공정에서 실증하는 것을 목표로 한다. 이승재 에기평 원장은 이날 LG전자로부터 개발 현황을 보고받고 연구자들을 격려했다.

9월 17일