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“여름 열기·겨울 냉기 저장했다가 온실 냉난방에 활용 가능”


입력 2018.03.14 17:20 수정 2018.03.14 17:24        이소희 기자

‘지하수층 계절 간 축열 온실냉난방시스템’ 개발…고효율 냉난방 기술 현실화

농진청, ‘지하수층 계절 간 축열 온실냉난방시스템’ 개발…고효율 냉난방 기술 현실화

여름철 더위를 겨울 난방에 사용하고, 겨울철 추위를 여름 냉방에 사용할 수 있는 고효율 온실 냉난방 기술이 개발됐다.

농촌진흥청은 여름철 온실냉방 시 발생하는 열기와 겨울철 온실난방 시 발생하는 냉기를 지하수층에 저장해 두었다가 다른 계절에 꺼내 온실 냉난방에 쓸 수 있는 ‘지하수층 계절 간 축열 온실냉난방시스템’을 개발했다고 14일 밝혔다.

지하수층 계절간 축열 시스템 ⓒ농진청 지하수층 계절간 축열 시스템 ⓒ농진청

이번에 개발된 시스템은 히트펌프에서 발생하는 열기와 냉기를 충적대수층(지하수가 있는 모래, 자갈층)이 발달한 하천 주변의 지하수층에 저장해 두고 필요할 때 20∼30m 깊이에 설치한 냉·온수관정으로 뽑아 올려 히트펌프의 열원으로 이용하는 기술이다.

농진청에 따르면, 여름철 온실냉방 시 히트펌프 응축기에서 배출되는 25∼30℃의 온수를 지하수층에 저장한 후 겨울에 이를 뽑아 올려 히트펌프로 온실난방에 이용하고, 겨울에는 반대로 히트펌프 증발기에서 배출되는 7∼12℃의 냉수를 저장한 후 히트펌프를 이용해 온실냉방에 사용하는 시스템으로, 히트펌프의 효율을 20% 향상시켰다.

실제 방울토마토를 재배하는 농가에서 실증 시험한 결과, 겨울철 영하 13℃에서도 온실 내부는 평균 15℃가 유지됐으며, 면세등유를 사용하는 온수보일러보다 난방비용은 78%, 이산화탄소 배출량은 38% 줄일 수 있었다. 또 여름철 온실의 냉방이 가능해 방울토마토의 수확량을 25% 증가시킨 것으로 나타났다.

특히 이 시스템은 설치비가 고가인 기존 지열 히트펌프의 지중 열교환기 대신에 20∼30m 길이의 관정만 필요하기 때문에 일반적인 수직밀폐형 및 개방형 지열시스템보다 설치비를 약 30% 정도 줄일 수도 있다.

겨울철 난방이 끝나고 지하수층에 냉열저장이 완료된 봄의 냉수정 온도는 10℃, 여름철 냉방 후 온열저장이 완료된 가을의 온수정은 20℃를 나타냈으며, 저장한 온열의 60%와 냉열의 30%를 각각 회수할 수 있다.

농진청은 이번에 개발한 ‘지하수층 계절 간 축열 온실냉난방시스템’에 대해 특허등록과 기술이전을 완료했으며, 14일 충남 부여의 방울토마토 재배농가에서 현장연시회를 갖는다. 의견 수렴 후 내년부터는 보급한다는 계획이다.

권진경 농진청 에너지환경공학과 농업연구사는 “이번에 개발된 기술은 시설원예 농가의 냉난방비 부담을 크게 줄여 줄 수 있는 기술”이라며 “앞으로도 농업시설 맞춤형 에너지절감기술 개발과 신재생에너지의 농업적 활용을 확대해 나갈 계획”이라고 말했다.


이소희 기자 (aswith@dailian.co.kr)
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