• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.199-199
• /
• 2011

ATES(Aquifer Thermal Energy Storage) 열펌프 시스템은 기존의 다양한 열원 적용 시스템 대비 효율이 우수한 것으로 알려져 유럽과 미국에서 건물 냉난방 시스템으로 적용되고 있다. 특히, ATES 시스템은 기존의 냉난방 시스템 대비 경제성이 우수한 것으로 알려져 있으나 국내에서는 이에 대한 연구 결과는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 결과를 분석하였으며, LNG 보일러와 에어컨을 사용하는 기존의 냉난방 시스템을 비교시스템으로 ATES 열펌프 시스템의 경제성 평가를 수행하였다. ATES 시스템의 연간 실증 성능 실험결과 ATES 시스템은 외기온도와 무관하게 연중 안정적인 성능을 나타내었다. 경제성 평가시에 생애주기법(Life Cycle Cost)을 적용하여 ATES 열펌프 시스템의 설치 및 운전에 필요한 총 소요비용을 산정하고, 이 결과를 바탕으로 투자회수기간법을 통해 ATES 시스템의 투자회수 기간을 산정하였다. 생애주기법 적용 시에 현재가치법을 사용하였으며, 현재가치법은 수명주기에 발생하는 모든 투자비용과 절감액을 일정한 시점을 기준으로 등가환산하는 방법을 의미한다. 현재가치법에 사용되는 현재가치는 초기비용과 현재가치계수의 곱으로 나타나는데, 여기에서 현재가치계수는 임의의 이자율로 일정기간 동안 정기적인 할부금액이 적립될 때의 현재금액을 구하기 위해 사용하는 계수를 의미한다. 전기와 LNG는 각각 2009년 7월의 (주)한국전력공사와 (주)한국가스공사의 고시요금을 적용하였다. 본 시스템은 실증 설비용량인 20RT를 대상 건물로 가정하였고, 초기투자비는 크게 공사비와 냉난방 설비 구입비로 구성되어 있으며, 기본적인 물가지표는 (사)한국물가정보(KPI)의 고시 데이터를 참조하였다. 각 시스템의 초기투자비는 ATES 시스템이 비교대상 기존 냉난방 시스템 대비 5.7배 높게 나타났다. 일일 8시간 사용기준으로 계절별 전력요금을 고려한 연간운전 비용은 ATES 시스템이 기존 시스템 대비 냉난방 시에 각각 77%와 16%를 나타내어 운전비용이 연간 절감되었고, 난방 운전 시 절감 비율이 냉방시보다 크게 나타났다. 두 시스템에 대한 생애주기비용을 산정하기 위하여 에어컨과 보일러의 기존시스템과 ATES 시스템의 가용연수를 모두 20년으로 설정하였고, 유지보수 비용은 초기투자비용의 2%로 설정하고, 할인율은 은행 예금이자를 기준으로 5%로 설정하였다. 전기와 LNG의 요금 상승률은 (사)한국물가정보를 바탕으로 각각 2%와 8%로 가정하였다. 이러한 조건에서 생애주기법을 이용한 경제성평가는 ATES 시스템의 경우 생애운전비용이 초기투자비용보다 작게 나타났으며, 기존 냉난방 시스템은 생애운전비용이 초기투자비용에 비하여 높게 나타났다. 본 연구 대상 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 데이터와 기존 문헌으로부터 얻은 냉난방 시스템의 성능 결과를 이용하여 생애주기 비용을 적용한 결과 ATES 시스템의 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 6.62년으로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 ATES 시스템이 국내 최초로 적용됨에 따라 스크린 등의 부품을 다소 고가의 제품으로 시스템에 적용하였으므로 ATES 시스템의 신뢰성과 안정성이 확보되면 초기 투자비 감소가 가능할 것으로 예상되며, 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 더욱 감소될 수 있을 것으로 예상된다.

• 지질공학
• /
• 제25권4호
• /
• pp.599-612
• /
• 2015

신재생에너지는 지금까지 화석연료의 잔량과 환경적인 면에서 그 중요성이 부각되었지만, 경제성에 대한 요구도 점차 커져가고 있다. 특히, 지열 냉난방시스템은 초기 투자비가 큰 점이 단점으로 부각되어 경제성 분석을 통한 결과 제시가 더욱 중요해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 지열 냉난방시스템의 경제성과 이산화탄소 발생량을 경유보일러, 도시가스 보일러, 수직밀폐형 및 SCW형의 4가지 방식으로 비교하여 분석을 수행하였다. 생애주기비용분석 결과, 지열 냉난방시스템의 경제성이 높게 나타났으며, 이중 SCW형 지열 냉난방시스템을 이용하는 경우 절감액이 가장 높은 것으로 분석되었다. 또한 이산화탄소 발생량 분석 결과, SCW형 지열 냉난방시스템을 적용할 때 저감량이 가장 크게 나타났다. 따라서 본 연구결과에서 제시된 분석 결과를 대규모 시설농업단지나 간척지에 적용 시 많은 비용을 절감할 수 있을 것으로 판단된다.

• 월간 기계설비
• /
• 통권242호
• /
• pp.14-15
• /
• 2010

우리나라는 건물 냉난방에 연간 250조원에 이르는 에너지를 수입하고 있다. 비용도 엄청나지만 에너지 자원의 확보도 갈수록 어려워지고 있다. 미국과 유럽에서는 2030년까지의 지열 보급계획을 수립, 국가별로 건물 냉난방에너지의 20~60%까지를 지열로 대체한다는 계획을 추진하고 있다. 우리나라도 에너지절약 의무화제도, 그린홈 100만호제도, 시설원예사업 등 다양한 정부정책을 추진하고 있다. 그러나 민간부문의 참여가 없으면 에너지절감 효과는 극히 제한적일 수 밖에 없다. 제2 롯데월드에서 지열시스템 도입한 것은 우리나라 지열시장의 수준을 한 단계 레벨업 시킬 것으로 예상된다. 본지는 코텍엔지니어링(주)가 수주한 제2 롯데월드 지열냉난방시스템 공사에 대해 알아보고, 앞으로 시공과정을 자세히 보도할 예정이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
• /
• pp.569-572
• /
• 2012

식물공장의 다양한 건물형태에 따른 냉난방부하의 차이를 DesignBuilder를 이용하여 해석하였다. 엽채류 중 상추의 생육 적정온도인 $20^{\circ}C$를 실내온도로 설정하고 식물공장 외벽에 단일창호를 적용하여 온실형태에 따른 냉난방부하 변화를 계산하였다. 보광이 없는 건물자체의 냉난방부하를 계산한 결과 KNU 식물공장 단위유닛과 반원 온실형 식물공장이 냉방부하가 가장 적었다. 보광 적용 후에는 전반적으로 KNU 식물공장 단위유닛과 직사각형 식물공장이 양호한 냉난방 성능을 보여주었다. KNU 식물공장 창호의 면적이 와이드 스팬형보다 크기 때문에 건설비용의 증가가 예상되지만 회전형 스마트 조명 제어시스템을 적용하게 되면 재배면적을 넓히고 공간활용에 유리하다. 또한 LED 사용량을 줄일 수 있어 냉방부하와 보광에 드는 비용을 절감할 수 있다.

• ESCO지
• /
• 통권47호
• /
• pp.18-20
• /
• 2007

서울시가 앞으로 추진하는 건물개조사업은 조명, 냉난방, 공조시스템 뿐만 아니라, 단열, 지붕, 창문 개선 및 태양광 시설 등 신.재생 에너지 설치 등이 포함된 사업이며, 서울시의 계획은 건물 에너지 절약과 온실가스 배출 감축 등 환경적 효용 외에도 건물 운영비 절감을 통한 임대비용 절감, 관련 산업 육성 등 경제 유발과도 상당할 것으로 기대하고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.11-18
• /
• 2007

본 연구에서는 파급효과가 큰 공동주택에서 지열 냉난방 시스템의 경제성을 아파트 분양평형, 운전시간, 냉난방 및 급탕 설치형태별로 구분하여 초기 공사비 증가, 운전비 절감액, 초기 투자비 회수기간등을 산정하였다. 냉난방 및 급탕 운전시간이 많을수록 초기 공사비 증가액에 비해 운전비용 절감액이 커 초기 투자비 회수기간이 단축되었다. 전용면적이 클수록 투자회수 기간이 길었으며 냉난방 및 급탕 설치형태에서는 냉난방을 지열원, 급탕을 폐열회수한 경우가 초기 투자 회수기간이 가장 짧았다. 기존 시스템(패키지 에어콘, LNG 난방 및 급탕)에 비해 냉난방, 급탕을 모두 지열로 이용하는 경우, 냉난방은 지열, 급탕은 폐열을 이용하는 경우, 냉난방은 지열, 급탕은 LNG인 경우에 공사비가 $m^2$당 각각 약 72,000원, 66,900원, 62,300원 정도 증가하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
• /
• 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
• /
• pp.107-109
• /
• 2008

활성탄 카트리지의 적용 및 재생을 위해 공동관리 시스템이 필요하며, 무엇보다 기존 연소시스템이 갖추어져 있는 소각로나 지역냉난방 설비에 재생시스템을 적용해야 가장 경제적이다. 활성탄 처리기술 중 농축산화 기술이 가장 경제적이며, 시화 및 반월공단과 같은 간헐적이고 소규모 형태에서는 개별적인 산화시스템 설치는 고비용이 요구된다. 기존 활성탄 흡착설비와 활성탄 카트리지 흡착설비에 의한 공동재생 시스템을 도입하게 되면 기존에 많은 부담이 되는 활성탄 교체비용을 절약할 수 있으며 공동관리에 의한 업체의 환경적인 부담을 줄일 수 있다. 활성탄 카트리지를 이용한 공동처리시스템을 지역냉난방 설비난 소각로에 도입시 재생업제 및 활성탄 카트리지 적용업체에 많은 비용절감 효과가 있다.

• 에너지공학
• /
• 제13권4호
• /
• pp.296-300
• /
• 2004

본 연구는 지열원 물 대 물(water to water)히트 펌프 시스템의 냉방 및 난방 운전시 성능 특성과 경제성 평가에 관한 것이다. 5개의 보어홀당 지중 100m의 깊이로 밀폐 수직형 지중 열교환기(closed-vertical ground source)가 설치된 냉난방 시스템이 적용된 건축물에 대하여 냉난방 운전성능을 평가하였으며, 연간 소비전력을 측정하여 실제 시스템의 경제성을 분석하였다. 또한, 순환수의 입구온도에 따른 시스템의 운전 성능을 분석한 결과 난방시에는 COP가 3.0에서 4.2로 증가한 반면, 냉방시에는 5.0에서 3.7로 감소하였다. 본 실험을 통해서,대상 건축물에 대한 지열 냉난방 시스템의 수명주기비용은 기존 냉난방 시스템(보일러+에어컨)에 비해서 68%까지 절감되었으며, 시스템의 경제성을 고려해 볼 때 기존 건축물에도 지열원 냉난방 시스템을 적용하는 것이 타당하다.

• ESCO지
• /
• 통권25호
• /
• pp.18-21
• /
• 2003

중부권의 대표적인 대학중 하나인 충남대학교에 대규모로 GHP가 도입됐다. ESCO사업으로 진행된 이번 사업은 실외기 84대, 실내기 848대가 설치되었으며 약 60억원에 달하는 대규모 자금이 소요됐다. 에너지절약전문기업인 ㈜에너지솔루션즈에 의해 시공된 충남대 ESCO사업은 연간 7억6천만원의 에너지비용과 941toe의 에너지를 절감할 것으로 보여 6.9년 안에 투자비를 회수할 수 있을 것으로 보인다. 이에 따라 노후냉난방시설을 보유하고 있는 전국의 대학에서 GHP의 특장점이 부각돼 보급이 확대되는 전기가 마련될 것으로 전망되고 있다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.97-104
• /
• 2010

본 연구에서는 전열해석 프로그램인 피지벨(PHYSIBEL)을 사용하여 블라인드 내장형 창호시스템의 일사차단성능 및 단열성능에 따른 에너지 성능을 평가하였다. 피지벨 해석시 창호별 구성 재료의 열적특성과 해석조건을 결정하기 위해서 Mock-up시험을 실시하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 결과를 바탕으로 공동주택 기준층 1개 세대(33평형)를 대상으로 연간에너지 소비특성, 연간전열량, 연간 냉난방 비용을 분석하였다. 실험결과, 연간전열량은 일반 창호시스템 대비 블라인드 내장형 창호시스템에서 블라인드를 올린 경우 냉방시 10%, 난방시 11% 절감할 수 있으며, 블라인드를 내린 경우 냉방시 25%, 난방시 30%정도를 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 블라인드 내장형 창호시스템의 냉 난방 부하 절감량은 일반 창호시스템에 비해 냉방시 283.3KWh, 난방시 76.3KWh 로 냉 난방 에너지 절감효과는 단위세대당 359.6KWh 절감시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 이것은 단위세대당 연간 에너지원단위(TOE) 약 0.078toe, 이산화탄소톤($tCO_2$) $0.16tCO_2$을 절감시킬 수 있어 온실가스 저감에도 유리할 것으로 판단된다. 또한, 블라인드 내장형 창호시스템의 냉 난방비용 절감액은 일반창호시스템과 비교하여 연간 냉방비용 10만원, 난방비용 5만원으로 연간 냉 난방 비용을 약 15만원 정도 절감시킬 수 있는 것으로 나타났다.