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난방 전기화로 동계 전력피크 우려…히트펌프 350만대 영향 점검 필요

난방철을 앞두고 히트펌프 보급 확대에 따른 전력수요 증가와 동계 전력피크 영향이 과제로 제기되고 있다. 정부가 2035년까지 히트펌프 350만대 보급을 목표로 제시하면서, 전력계통 영향 점검과 수요관리 방안 마련이 필요하다는 의견이 전력업계에서 나온다. 히트펌프는 공기·하천·지열 등의 열을 끌어와 투입 전력보다 많은 열에너지를 생산하지만 가동에는 전력이 필요해, 기존 화석연료가 담당하던 에너지 수요가 전력수요로 전환되는 구조다. 국내 출시된 가정용 공기열 히트펌프 8~16kW급을 기준으로 성능계수(COP) 3.3 정격 난방 시 한 대당 약 2.4~4.8kW, COP 2.75 시 약 2.9~5.8kW의 전력이 필요하다. 이를 350만대에 단순 적용해 동시 정격 운전할 경우 COP 3.3 기준 8.5~17.0GW, COP 2.75 기준 10.2GW 이상의 전력이 소요되는 것으로 계산된다.

9월 28일

효율·산업 탈탄소pv magazine

환기장치 배기·증발냉각 결합으로 가정용 히트펌프 COP 7.3~15.2% 향상

한양대학교와 한국건설기술연구원 연구팀이 에너지회수환기장치(ERV) 배기를 직접증발냉각기(DEC)와 결합한 가정용 공기열원 히트펌프(ASHP) 시스템을 제안했다. 실험에서 이 방식은 실외기 입구 공기온도를 최대 6.4C 낮췄고, 고온다습 조건에서 COP를 7.3~15.2% 개선했다. 실험 설비는 R410A 냉매를 쓰는 3kW ASHP와 150mm 두께 젖음패드, 분무노즐 4개, 물받이, 3L/min을 공급하는 21W 순환펌프로 구성된 직접증발냉각기를 실외기 앞에 설치한 형태다. 외기온도 30~33C, 상대습도 60~70% 조건에서 시험했으며, 32C·절대습도 19g/kg 조건에서 기존 방식 대비 응축온도 6.8K 하락, 압축비 7.6% 감소, 압축일 13.8% 감소, 방열량 2.8% 감소가 나타났다. 연구팀은 실제 ERV를 연결하지 않고 배기 풍량 100m3/h를 가정해 계산한 혼합공기 조건을 챔버에서 재현했으며, 결과는 Journal of Building Engineering에 게재됐다.

9월 24일

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