제2롯데월드 팔당댐 원수(한강물) 활용 수열에너지 냉난방

 

 

 

- 제2롯데월드 한강물 활용 냉난방 -

(경제신문 읽기)

 

 

 

물은 여름에는 대기보다 5℃ 정도 차갑고 겨울에는 10℃ 정도 따뜻합니다.

 

이와 같은 물과 대기 온도 차를 활용하면 여름에는 물로 실내를 식힐 수 있고, 겨울에는 따뜻하게 할 수 있습니다.

 

이를 '수열 에너지 냉난방'이라고 합니다.

 

 

열의 흐름으로 볼때, 냉방 시에는 건물 내 열을 물로 방출해 실내 온도를 낮춥니다.

 

액체가 기화하면서 주위 열을 흡수하는 식으로 온도를 낮출 수 있죠.

 

난방 시에는 물로부터 열을 취득해 실내를 덥히는 방식입니다.

 

이는 연료를 연소하지 않아도돼서 친환경 기술로 각광받고 있습니다.

 

한국수자원공사에서 수열 냉난방은 온실가스 배출량을 감축할 수 있고 여름철 열섬 현상도 방지할 수 있다고 했습니다.

* 열섬현상 : 도심이 다른 곳보다 더워지는 현상

또한 전기ㆍ화석연료 대비 냉난방 비용을 20~50%까지 절감할 수 있어 경제적이기도 합니다.

 

 

젼력 수요가 많은 도심에서는 3 ~ 5m 아래 매설된 광역 상수도관로 내 원수가 활용되는데

* 원수 : 약품 처리 하지 않은 물

 

서울 송파구 제2롯데월드가 대표적인 사례입니다.

 

수자원공사는 제2롯데월드 운영사인 롯데물산과 협약하여 팔당댐에서 흘러오는 수도권 광역 상수관로 내 원수 중

 

5만톤 가량을 송파대로 밑 수로관으로 돌려 통과하도록 했습니다.

* 광역상수관로 : 하루 유량이 120만톤이 되고 한강을 따라 흐르는 수도관 

 

이 원수는 롯데월드몰 지하6층 에너지센터에서 수도관을 따라 유입되고 열교환기ㆍ히트펌프 등의 설비를 거칩니다.

 

이 과정을 통해 3000RT(냉동톤)의 냉난방 용량이 생성됩니다.

* 냉동톤 : 냉동 능력의 실용 단위로서 0℃의 물 1000kg을 24시간에 0℃의 물로 만드는 능력

이 정도의 양은 물 전체 냉ㆍ난방 부하의 약 10~20%에 해당합니다.

 

수열 에너지만으로 롯데월드몰을 약 2시간 냉난방할 수 있는 정도입니다.

 

 

히트펌프는 실내의 열을 흡수하거나 방출하는 역할을 하는 핵심장치입니다.

 

원리는 다음과 같다.

 

냉방 작동 시 히트펌프 압축기에서 기체 상태 냉매가 고온ㆍ고압 상태로 압축되고 이것이 응축기를 지나면서 액체로 변합니다.

* 냉매 : 냉동 사이클의 작동유체로서 저온의 물체에서 열을 빼앗아 고온의 물체에 열을 운반해 주는 매체

 

기체가 액체로 변할 떄 열을 방출하고 원수관로에서 흘러온 물은 이 열을 흡수해 따뜻해져서 되돌아갑니다.

 

원수가 냉각수 역할을 하게됩니다.

 

열을 빼앗긴 액체 상태 냉매는 팽창밸브를 지나면서 온도와 압력이 떨어집니다.

 

이후에 증발기를 거치면서 냉매가 증발(기화)하고 이 과정에서 주위 열을 흡수하기 때문에 주변이 냉각됩니다.

 

순환이 이와 반대방향으로 바뀌면 난방이 작동하게 됩니다.

 

롯데월드몰은 위 수열 에너지 냉난방 시스템에 수축열 시스템을 추가했다고 합니다.

 

심야 전력으로 히트펌프를 가동시켜 얻은 냉온열을 일종의 물 저장탱크인 축열조에 저장했다가 주간 냉난방에 사용합니다.

* 축열조 : heat stroaging tank

 

수열 냉난방으로 연간 7억원 정도를 절약하고 있다고합니다.

 

길게보면 정말 많은 이득을 가져다 주네요....

 

 

위에 내용을 요약해보면

 

우선 수열에너지 냉난방의 장점으로

 

1. 연료 연소가 필요없는 친환경 기술

 

2. 온실가스 배출량을 감축

 

3. 열섬 현상 방지

 

4. 전기ㆍ화석연료 대비 냉난방 비용을 20~50%까지 절감할 수 있어 경제적

 

5. 비고갈성 자원

 

 

수열에너지 냉난방 원리로

 

 바닷물, 하천수, 하수, 댐 저장수 등 물과 대기의 온도 차이를 활용

→ 냉방 때 건물 내 열을 물로 방출해 실내 온도 낮추고, 난방 때 물에서 열을 얻어 실내 온도를 높인다.

 

냉방 작동시

 

[ ~ ] : 히트펌프 내부

원수관로에서 저온의 물을 공급 → [압축기에서 기체상태의 냉매가 고온ㆍ고압 압축 → 응축기에서 냉매가 기체 액체화 되면서 응축열 방출하고 온도 하락 → 응축열 흡수한 원수관로에서 흘러나온 물은 이 열을 흡수하고 되돌아감 → 팽창밸브를 지나 액화된 냉매의 온도ㆍ압력 하락] → 액제 상태의 냉매가 증발하며 기화(주위 열 흡수)해 냉각 → 증발된 기체는 다시 압축기로 들어감

 

제2롯데월드 냉난방 용량 : 시간당 3000RT

 

 

주요 설비 : 롯데월드몰 지하 6층 에너지센터에 원수관로, 열교환기, 히트펌프, 축열조

 

 

특징 : 심야 전력으로 히트펌프를 가동해 얻은 냉ㆍ온열을 축열조에 저장했다가 주간 냉난방에 사용

 

 

이상 위 내용을 요약해 봤습니다.

 

원리가 다소 어려운것 같지만 환경적으로나 경제적으로나 정말 좋은 기술인 것같습니다.

 

이 기술이 전국으로 퍼졌으면 좋겠네요!!

 

* 출저 : 조선경제