산업체 히트펌프와 적용사례 2006. 4. 26 부 사 장 심 수 섭.

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1 산업체 히트펌프와 적용사례 부 사 장 심 수 섭

2 목 차 Ⅰ. 히트펌프 시스템의 개요 Ⅱ. 히트펌프의 기술개요 및 효과 Ⅲ. 외국의 히트펌프 보급 및 개발 동향
목 차 Ⅰ. 히트펌프 시스템의 개요 Ⅱ. 히트펌프의 기술개요 및 효과 Ⅲ. 외국의 히트펌프 보급 및 개발 동향 Ⅳ. 국내 히트펌프 보급 및 설치사례 Ⅴ. 국내 히트펌프 기술 수준 및 향후 전망 Ⅵ. 회사소개 ( EnE system )

3 Ⅰ. 히트펌프 시스템의 개요 1. 에너지 문제와 히트펌프 유 가 동 향 기후변화협약과 에너지절약 시책
- BRICs 등 국가의 경제성장과 이란, 이라크등 중동지역의 정정불안으로 석유가격 급등지속 최근 유가 : 50~75 $/bbℓ 수준으로 고유가시대도래 향후 전망 : 석유생산 Peak를 2012년경으로 에너지전문가 추정 (이란 핵개발 무력 사용시) 석유 100$/bbℓ시대 도래예상 유 가 동 향 기후변화협약과 에너지절약 시책 ◈ 국내 에너지소비 : 경제규모가 세계에서 11위이고, CO₂배출량 기준으로는 12위, 국가 유류소비 세계 7위로 에너지다소비 국가 (2005년 에너지 수입액 662억$) ◈ 기후변화협약 : 기후 변화협약이 ’05.2월 16일에 발효되어 선진국 (EU,일본등)에서 시행 유럽 등 선진국에서 미 이행국에 대한 상품수출의 패널티 방안 등 검토 고 유가에 대비한 에너지절약 강화시책 추진 중 특히, 신재생 에너지 개발·보급에 역점을 두고 추진 ◈ 기후변화 협약관련 배출 거래제 모의 시험(총리실, 산자부, 환경부) - 2007년 부터 시행추진 : 우수업체 인센티브

4 2. 국내외 Heat Pump 지원시책 국 내 국 외 ◈ 금융지원 : 에너지절약시설자금 융자(정책금리 연리 3.75%)
◈ 금융지원 : 에너지절약시설자금 융자(정책금리 연리 3.75%) - 폐열원 히트펌프 시스템 등 융자 - 세제지원: 투자액의 10/100에 대해 세금감면 ◈ 기술개발 : 히트펌프 활용 폐열회수, 지열이용 등 기술개발과제 지원 ◈ 지열원 히트펌프는 신.재생에너지에 포함, 보조금(50%수준), 융자, 기술개발 등에 지원 ※ 국내 도입초기 히트펌프 제조업체가 영세중소기업이고, 기술력부족으로 많은 민원발생으로 정부 (산자부, 에관공 등)와 수요자의 외면으로 보급지연 국 외 ◈ 세계 각국에서는 기후변화협약 대책일환으로 에너지 절약효과가 큰 Heat Pump 보급 활성화 주요정책: 보조금 지원, 저리융자, 전력요금감면, 시범사업, 기술개발, 교육홍보 등에 중점 ◈ 미국, EU 등 대부분 OECD국가에서 10여 년 전부터 10~25% 수준의 보조금 지원 ◈ EU국에서는 히트펌프 보급시 수혜자인 전력회사에서 저리융자, 전력요금감면 시행 ◈ 고온용 및 고효율 히트펌프 집중개발: 일본 150℃, 300℃ 개발 10년간 900억원 지원 ◈ Heat Pump 보급촉진을 위해 정부차원에서 시범사업 및 교육·홍보 실시

5 3. 국내 히트펌프 보급지연 사유 전력가격문제 가정용 전력 누진제 문제
◈ 90년대 이전까지 국내 전력가격이 석유류 및 가스 가격에 비하여 높아 보급되지 못함. ◈ 90년대 중반 이후 전력가격이 석유류 등과 비교 시 상대적으로 낮아져 히트펌프 보급되기 시작 에너지원 90 95 03 가격(원) 지수 B-C유 (ℓ) 87.4 100 105.6 121 339.2 388 경 유 (ℓ) 179.0 231.5 129 772.0 431 등 유 (ℓ) 191.3 261.6 137 640.0 335 도시가스(㎥) 224.9 238.6 106 447.6 199 전 력(kWh) 52.9 61.3 116 74.7 141 ※ 자료: 2005 에너지절약통계 핸드북, 에너지관리공단 가정용 전력 누진제 문제 ◈ 세계 히트펌프 보급 9,000만대 중 가정용이 8,000만대로 88.7%차지(’96실적 IEA자료) ◈ 국내에서는 가정용 전력가격의 누진제로 거의 보급되지 못함(서울 타워팰리스 등 에만 보급) 구 분 100kWh미만 100~200kWh 200~300kWh 300~400kWh 400~500kWh 500kWh초과 전력량 요금 (원/kWh) 54.60 112.80 162.90 235.20 345.90 606.80

6 4. 히트펌프 보급 확대 필요성 - 히트펌프 적용 시 30~80%의 에너지 절감으로 해외 에너지 수입저감
국가측면 - 히트펌프 적용 시 30~80%의 에너지 절감으로 해외 에너지 수입저감 (2005년 우리나라 에너지 수입액 662억＄) - 온실가스 저감 시스템으로 기후 변화 협약에 능동적 대응 가능 - 축냉 시스템과 병행 시에는 심야 전력 사용으로 전력 부하평준화에 기여 - 고급에너지(LNG, 경유, 중유)에서 기저 발전 주원료인 원자력, 석탄 등 저가 에너지로 대체 가능 기업적 측 면 고유가 시대에 적합한 시스템으로 에너지 절감 비용 30~80% 저감에 따른 기업경영 개선 (폐열 회수형 히트펌프 투자 경제성 : 투자회수 기간 1~3년 이내) - 심야전기를 사용하는 축냉 방식을 병행 할 경우 계약 전력량 대폭 절감 가능 (축냉 시설 설치 시 한전 무상지원 혜택) - 친환경 청정 에너지 시스템으로 사업장 환경 개선 - 운전 관리가 편리하고 안전 관리 측면에서도 유리

7 Ⅱ. 히트펌프의 기술개요 및 효과 1.기술의 개요 Qh Ql 압축기 팽창변 응축기 증발기
◈ Heat Pump 시스템은 100년 이상 검증된 기술로 주택, 업무, 산업용으로 매우 유용하게 사용 ◈ Heat Pump는 보일러, 전기히터와는 다른 입력에너지가 직접 전환하여 사용되는 것이 아니라 미활용 되는 저온의 열을 고온으로 이동시키는 측면의 에너지 사용으로 효율 높고 환경문제 낮음 ◈ 최근 OECD 대부분 국가에서 기후변화협약대책 일환으로 히트펌프 보급 촉진 활성화를 위해 보조금지원, 저리융자, 전력요금 차등지원, 기술개발 시범사업, 교육 홍보 응축기 증발기 Ql Qh 팽창변 압축기 Low Pressure Vapor High Pressure Liquid mixture of Liquid & Vapor 1 2 3 4 (60℃, 26㎏/㎠g) (-10℃, 2㎏/㎠g) 사용냉매 R-22 < 기본적인 히트펌프 사이클 > 증발기 : 냉매가 외부열(QI) 흡수증발 압축기 : 압축되면서 고온고압 응축기 : 열방출(온수.온풍(Qh))하면서 액화 팽창변 : 감압되어 저온저압 ◈ 히트펌프 열원 : 산업체 폐수, 배공기, 배증기, 냉각수, 지하수, 하수, 공기 등 ◈ 히트펌프 성적계수(COP) : 전기히터 ‘1’, EHP ‘3~5’(냉온수 동시생산시 ‘6~9’)

8 2. 히트펌프 표준증기 압축 사이클(T-S선도)
가역 단열과정으로 응축압력까지 압축하여 과열증기 상태에서 토출 2-2’압력선 따라 증기온도 감소, 2’-3 일정온도, 압력하에서 열방출 포화액체를 등엔탈피 과정에서 팽창하여 저온, 저압 2상 상태로 냉매 토출 2상 상태의 냉매가 외부열을 흡수, 증발하고 포화증기상태로 압축기에 흡입 압축과정 (1-2) 응축과정 (2-3) 팽창과정 (3-4) 증발과정 (4-1) 방열 단열 압축 열을 빼앗아 증발 등엔탈피 변화 (히트펌프의 T-S 선도)

9 3. 수열 및 공기열원 Heat Pump시스템 계통도
압축기 지하수 온수 4 way v/v 난방공급 냉방공급 난방환수 냉방환수 증발기 냉수출구 냉수입구 폐온수입구 폐온수출구 응축기 온수용 열교환기 팽창변 체크밸브 난방가동시 냉방가동시 전자변

10 4. 히트펌프의 리사이클 (Recycle)개요
◈ 도심지에서 이용 가능한 배열(빌딩배열, 목욕탕, 수영장의 배열 등)과 자연의 미활용 에너지원(공기, 지하수, 하천수, 해수, 태양열 등) 및 공장배열 활용 ◈ 10~30℃의 배열을 활용 Heat Pump로 난방·급탕에 이용 가능한 60~90℃ 열생산 이용 ◈ 발생열을 축열조에 저장하여 냉·난방 및 급탕에 활용하는 시스템 태양 태양 열공급 열 열 ※ 공 장 배 열(폐 수, 배 기 열) - 빌 딩 배 열 컴 퓨 터 실 배 열 수 영 장 배 수 열 변 압 기 배 열 송 전 케 이 블 배 열 목 욕 탕 배 수 열 히트 히트 폐 열 활 용 ( ( 공기열원 공기열원 ) 펌프 펌프 ( ( 리싸이클 리싸이클 ) 축열조 축열조 공조설비 공정온수 공조설비 Booster Booster Heat Pump Heat Pump 온수 난방 난방 냉방 냉방 공장 , 건물 빌 배열 < 에너지 리싸이클 시스템 개념도 >

11 5. 히트펌프 이용가능 미활용 에너지원 항 목 에너지원의 종류 형 태 온도영역(℃) 얻을 수 있는 에너지량 산업체 공장배열
5. 히트펌프 이용가능 미활용 에너지원 항 목 에너지원의 종류 형 태 온도영역(℃) 얻을 수 있는 에너지량 산업체 공장배열 물, 배가스 10 – 80 다 자 연 공기, 하천수, 지하수, 지열, 태양열, 해수 공기, 물 5 – 20 생활환경에 근접된 것 주 택 물 10 – 20 소 대형점포 공 기 10 – 40 목 욕 탕 15 – 35 수 영 장 15 – 25 스케이트장 15 – 30 지하상가 특수시설 냉동창고 소 – 중 대형컴퓨터센터 10 – 35 공공적 시설 지 하 철 10 – 30 중 변 전 소 10 – 25 지중송전선 하수처리장 쓰레기처리장

12 기존방식 대비 공기·폐수열원 히트펌프 열수지 비교
6. 히트펌프 적용시 에너지절감효과 폐 수 열 원 Heat Pump 1차 에너지 ‘100’ 투입 보일러방식 열출력 85% (COP 4.5기준) 폐수HP방식 열출력160% 폐수HP 적용 시 기존방식(보일러)대비 에너지절약효과 88% 공 기 열 원 1차 에너지 ‘100’투입 보일러방식 열출력 85% (COP 3기준) 공기HP방식 열출력 106.5% - 공기HP 적용 시 기존방식(보일러)대비 에너지절감효과 25% 기존방식 대비 공기·폐수열원 히트펌프 열수지 비교

13 7. 수요자측면의 경제성 분석 (보일러 대비 히트펌프)
(히트펌프) B-C유 도시가스 1,000kcal당 가격 40.87원 42.22원 동일 에너지비용 (히트펌프 COP) (Break-even Point) 1.63 1.56 에너지 비용 절감율 (HP COP ‘4.5'기준) 63.7% 65.3% 〈 산출근거 〉 ① 전력가격(산업용): kWh 당 57.4원 - 1,000kcal당 가격: 66.74원 - 히트펌프 COP 4.5 일때 1,000kcal 생산전력비: 14.83원 ② 연료가격 - B-C유: ℓ당 383원(저유황유 9,870kcal/kg, 0.95kg/ℓ) 1,000kcal당 가격 40.87원 - LNG: ㎥당 402.8원(저위발열량 9,540kcal/㎥) 1,000kcal당 가격 42.22원 8. 산업용 히트펌프 시스템 적용시 장단점 장 점 단 점 미활용 에너지 이용으로 에너지30~80%절감가능 폐열원 온도 10~30℃로 COP 3~5 수준 (냉.온수동시 생산 시 COP 6~9 수준) 산업체는 가동시간이 길고(5,000시간이상), 폐열원 의 온도가 높고 온수 및 열풍사용처가 많은 등 투자 경제성이 매우 높음 (투자회수 기간 1~3년) 산업체 폐열원 에는 오염물질이 많아 증발기 설계 시 충분한 검토 필요 히트펌프 성능 향상을 위해 현장 진단을 통해 최적 설계가 매우 중요 국내 대부분 업체 저온용 (55℃미만)생산 → EnE에서는 일반용(60℃미만), 고온용 (70~90℃) 보급

14 자동튜브 세척장치 : Sponge-Ball
열교환기 자동 세정장치 자동튜브 세척장치 : Sponge-Ball 특 징 ◈ 물리적 세관 방식으로 슬러지 생성을 지속적 방지 가능 ◈ 스폰치볼을 사용하므로 튜브 마모가 거의 없음 (수명연장) ◈ 약품을 사용하지 않음 (역쇄,세관 불필요) - 용수 및 약품 비용절감 → 유지보수비용 절감 - 부식 및 환경보호 측면에서 유리 ◈ 기기중단 없이 지속적인 세척가능 (가동률 증가 : 에너지 절감) ◈ 자동운전으로 감시 및 관리 인원 불필요

15 (Displacement Compressor) (Dynamic or Turbo Compressor)
가. 압축기 종류와 구분 용적식 압축기 (Displacement Compressor) 냉매가스의 체적의 감소를 통해 압력을 증가시키는 압축방식 터보형 압축기 (Dynamic or Turbo Compressor) 가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환 시켜 압축하는 방식 【BASIC Compressor Type】

16 나. 왕복동식 압축기 (Reciprocating Compressor)
(장점) - 쉽게 높은 압력을 얻을수 있고, 압축효율이 좋음 - 압력-유량 특성이 비교적 안정 - 가격이 저렴 (단점) - 왕복 부분의 관성으로 회전속도에 한계 - 관성력으로 진동발생 및 압축공기에 맥동 있음 ※ 용량 : 1~50RT 다. 스크롤 압축기 (Scroll Compressor) (장점) - 소형 밀폐형으로 다소 저렴 - 밸브가 없고, 구조가 간단하여 유동손실이 적음 - 소형 경량화로 진동, 소음이 적음 (단점) - 대용량시 설치면적이 큼 - 밀폐형으로 장비의 유지, 보수 불가 ※ 용량 : 1~25RT

17 라. 스크류 압축기 (Screw Compressor)
(장점) - 밸브와 피스톤이 없어 장시간 연속운전 가능 - 액격 및 유격이 적음 - 25~100%의 용량제어 가능, 자동운전 적합 (단점) - 오일회수기 및 오일냉각기가 큼 - 소음이 다소 크며, 경부 하시 동력이 크다 ※ 용량 : 50~500RT 마. 터보 압축기 (Turbo Compressor) (장점) - 진동이 적고, 맥동현상이 없고, 한대로 대용량가능 - 다른 압축기에 비해 COP가 높음 - 용량제어 폭이 넓고 무단계 비례제어 가능(0~100%) (단점) - 부하 감소시 서징 (Surging)발생 - 고압 대용량의 수배전 설비 필요 ※ 용량 : 200~2000RT

18 바. 압축기별 용량제어 방식 구 분 시 스 템 ［터보 압축기］ ［스크류 압축기］ ［Scroll, 왕복동 압축기］
구 분 시 스 템 ［터보 압축기］ - Inlet guide vane 제어방식 vane각도를 조정하여 Inpeller에 유입되는 냉매량을 조절하여 제어 ※ 연속운전 특성이 우수 (20~100%) ［스크류 압축기］ - Slide valve제어방식 Slide valve를 통한 흡입가스 by-pass로 용량조절 ※ Step 제어 (25%, 50%, 75%, 100%) : 부분 부하편리 ［Scroll, 왕복동 압축기］ - Scroll : 대수제어(on/off) Tandem방식 - 왕복동식 : 언로우더 (Unloader) 방식으로 피스톤 대수에 의한 제어 Guide Vane 날개각도 (조정)

19 10. 히트펌프 사용냉매 검토 오존층 파괴물질 규제 (몬트리올 의정서) CFC (프레온) R-11,12,13,114등
오존층 파괴물질로 ´90년대 부터 단계적 폐지 합의 〈선진국〉 ´96. 1월부터 전폐 (필수용도제외) 〈개도국〉 ´99. 1월 동결, ´ %삭감, ´10. 1전폐 HCFC R-22, R-123, R-124 등 40품목 CFC의 중기적 대체물질 〈선진국〉 ´96. 1월 동결, ´ %삭감, ´ %삭감, ´30.1 전폐 〈개도국〉 ´16. 1월 동결, ´40. 전폐 HFC R-134a,152a, 236fa 등 CFC의 장기적 대체물질 (무염소) 혼합냉매 2개 이상 냉매를 혼합 최근 무염소 혼합냉매 개발 보급 HFC : R-407c, 410a 등 천연냉매 NH3, 탄화수소 (I-Butane등), CO2, H2O ※ 몬트리올 의정서 : UN에서 채택(´87. 9)되어 ´89. 1월 부터 발효 (한국 ´92. 5월 가입)

20 Ⅲ. 외국의 히트펌프 보급 및 개발 동향 1. 세계 히트펌프 보급현황
Ⅲ. 외국의 히트펌프 보급 및 개발 동향 1. 세계 히트펌프 보급현황 ◈ 세계 히트펌프 보급 현황 (’96) : 90백만대, 산업용 33천대 국  명 주택용 대수 % 업무용대수 산업용대수 전체대수 캐 나 다 351,000 69 158,100 31 420 0.1 509,520 중   국 15,200,000 92 1,261,700 8 19,008 16,480,708 덴 마 크 31,300 94 2,000 4 1,000 2 34,300 프 랑 스 53,000 46 61,000 53 675 0.6 114,675 독   일 363,120 98 5,300 1 300 373,600 일   본 50,770,000 88 6,780,000 12 425 57,550,425 네덜란드 2,856 87 136 159 9.3 3,195 노르웨이 13,500 65 6,400 726 3.5 20,727 스 페 인 802,000 66 411,000 34 7,390 1,220,390 스 웨 덴 250,00 100 n.a - 150 250,150 영   국 13,900 3 414,060 97 600 428,560 미   국 10,336,750 715,750 6 2,400 11,054,900 합   계 77,962,426 9,815,446 33,253 88,041,150 자료) The role of heat pumps in a deregulated energy market, ’98. 9 IEA heat pump center ◈ 세계 부문별 총열수요 대비 히트펌프 열공급 비율 - 노르웨이 15.6%(수산물 양식 등), 스웨덴 12.9% (지역 냉난방 등) 국 명 주택용 총열수요 (TWh/년) 히트펌프 (%) 상업용 총열수요 산업용 총열수요 캐나다 236 1.3 144 1.4 796 0.3 폴란드 100 0.01 50 0.1 350 노르웨이 30 3.3 14 7.1 16 15.6 스웨덴 80 9.4 28 5.4 52.7 12.9 영국 478.5 0.0 206.6 0.2 448 자료) International Heat Pump Status and Policy Review(93~96년) IEA Heat Pump Center

21 2. 세계 히트펌프 기술개발 동향 외국의 히트펌프 적용사례 각국별 기술개발 추의 산업체 Heat Pump 적용사례(92년)
- 건조, 증발, 증류 공정에 Recycle로 (20~100℃) 배열원 이용 공정수 가열/냉각 - 산업체는 40~90℃공정수 대량 수요처  Heat Pump에 의한 공급 증기생산 - 산업에서 100~200℃ 저·중압증기 대량소비  현재 150℃고온 HP에 의한 증기 생산(시작품 300℃ 개발) 건조공정 - 저·중온(100℃이내) 건조공정에 광범위하게 사용 : Pulp/제지, 식품, 목재건조 등 · 건조기에 고성능 HP(COP 5~7)적용으로 에너지 절약 및 품질향상, 악취제거 각국별 기술개발 추의 · Super Heat Pump 시스템 개발(84~93 ; 90백만$) · 고성능 EHP 개발(COP 5~8) : 최고출력온도 150℃(열원 50~95℃), 300℃(열원 150℃) 일 본 캐나다 · 건조기 열회수용 고온 HP개발(91~94), 수산양식업 대형 HP 연구 등 프랑스 · 150℃ 열생산용 HP 개발 미 국 · 260℃ 최고 출력온도 개발 산업체 Heat Pump 적용사례(92년) 벨 기 에 캐 나 다 일 본 네덜란드 노르웨이 - 석유화학·화학공업 43대, 제약업 20대 - 목재건조 350대, 식품·제지·화학 공업등 80대 - 식품·화학 14대, 기타용도 3대 - 농업·식품 92대, 화학공업 18대, 기타 5대 - 양어장 250대, 목재건조 200대, 어제품 100대, 육제품·낙농 등 110대

22 일본의 히트펌프 적용사례 및 에너지 절약효과 구 분 적용 개소 방 식 이용 온도【℃】 C O P 에너지 효과 기 타 (메리트)
구 분 적용 개소 방 식 이용 온도【℃】 C O P 에너지 효과 기 타 (메리트) 건 조 절라틴의 건조 압축식 30~40 - 약50%절감 품질개선수분 67%→13% 레미네이트 가공지의 건조 40~50 약 4 용량 제어성 향상 골프볼의 건조 H40/C15 6.24(2.56/3.68) 품질개선 미역의 건조 20~30 약14%절감 품질개선, 안전 맥주맥아의 배소 65~ 4 약58%절감 가온 냉각 도장 전처리 공정 52 5 약30%절감 밀폐화, 품질개선 두부 제조 공정 빙축열, 품질개선 양만지 가열 33 약33%절감 심야전력이용병용 염색 급탕제조 50 약60%절감 생산스피드4회/월 →5회/월 브로와용 급탕제조 65 4.8 약56%절감 냉동배열 순환

23 3. 산업공정에 히트펌프 적용대상 업종별 공정의 온도 HP 건조기 적용 대상 식 품 섬 유 화 학 금 속 업 종
[℃] 식 품 자비 멸균 세정 표백 조리 살균 프로세스 온수, 증기 섬 유 염색 나염 건조 목재가공 펄 프 제 지 펄프화 화 학 증발·농축 증류·精留 가열 금 속 프로세스 증기 급수가열 세 라 믹 업    종 대상 건조 공정 식    품 유제품, 소맥분, 야채, 과실, 생선, 차(茶) 제    지 잔유 수분의 균일화 섬    유 작물, 염색, 원료섬유 목    재 합판, 목재가공, 반제품 화    학 의약품, 수지, 분말 금속가공 절연재 농    업 곡물, 사료 건설자재 타일, 석고보드

24 4. Heat Pump 열이용 Flow 히 트 펌 프 시 스 템 축 열 축 냉 보 조 열 원 열 원 승온·냉각 이용측 시스템
열 원 승온·냉각 이용측 시스템 이용법 난방 급탕 가열 건조 농축 증기 온수 열풍 히 트 펌 프 시 스 템 공기 가 열 하천, 해수 축 열 축 냉 냉방 냉각 제습 냉동 냉장 배가스 배수 배증기 배열 물 냉풍 브라인 냉 각 공장(생산프로세스) 하수(공공하수) 지하철(교통기관) 전력케이블 열보조기기(엔진) 전기기기(변압기) 보 조 열 원

25 5. Heat Pump 건조기 적용사례 통기 상자식 히트펌프 건조기 시스템 기본도 【히트펌프 건조기 시스템】
C B 【히트펌프 건조기 시스템】 【건조 공기 선도】

26 120℃ 연속 건조공정의 배기 열회수 히트펌프 (사례2)
80℃통기 상자식 히트펌프 건조기(사례1) 120℃ 연속 건조공정의 배기 열회수 히트펌프 (사례2) ◈ 통기 상자식 건조기에 Heat Pump에 의한 배기공기를 재순환 방식 검토 - 배출공기 30~40℃ 습도 80%  건조기 공급 온도 60~80℃ 습도 20% - 과냉을 위한 2차 응축기 및 보조열원(전기/스팀) ◈ 가공지 건조기에서 배기열을 Heat Pump에 의해 열 회수 Fresh air 가열 - 2단 Heat Pump 적용(90℃까지 승온), 전기, Steam 등 보조열원으로 120℃까지 승온 건 조 물 60~80℃ 20% 20~30℃ 100% 30~40℃ 80% 압축기 팽창변 응축기 2차 (과냉) 증발기 토출공기 배수 보조열원 (전기/스팀) 수액기 증 발 기 응 축 기 압 축 기 ② 히트펌프 2 90℃ 보조열원(전기/스팀) 120℃ 도료 40℃ 가공지 건조실 25~35℃ 외기 10℃ 현열교환기 배기10~20℃ 압 축 기 ① 히트펌프 1 60℃

27 6. 온도차 에너지 히트펌프 적용사례 가. 일본의 미활용에너지 이용현황 【일본의 미활용에너지 이용현황】
누적추이/원유환산(TOE) 1992년 1995년 1997년 1999년   온도차 에너지 21,900 40,300 46,600 47,100     하천수, 지하수 온도차 에너지 5,500 9,400 14,000     해수 온도차 에너지 7,000     하수 온도차 에너지 10,600 16,200 17,700 18,200     지하철, 지하상가, 변전소 5,800 7,700 7,900   폐기물 에너지 33,400 49,900 합 계 55,300 90,200 96,500 97,000 【일본의 온도차 에너지를 이용한 열공급 사례】 이용열원 공급지구명 공급대상 공급형태 공급면적(ha) 공급개시(월/년) 하 수 (6) 처리수 (5) 幕張新都心 High-tech Business 오피스빌딩외 온수․냉수 48.9 4/90 千葉問屋町 오피스빌딩,호텔외 증기․온수․냉수 4.4 10/93 盛岡驛西口 오피스,방송국,쇼핑센터 7.1 11/97 高松市番町 행정시설,병원,복지시설 7.8 4/97 下川端再開發 극장,호텔,병원외 2.2 1/99 생하수(1) 後樂1丁目 오피스빌딩,호텔,문화시설 21.6 7/94 하천수(3) 箱崎 22.7 4/89 天滿橋1丁目 호텔,오피스빌딩,주택 5.1 1/96 富山驛北口 오피스빌딩,공공시설,병원 15.3 7/96 해수(2) Seaide Momochi 호텔, 야구장,오피스빌딩 43.5 4/93 大阪南港 Cosmo Square 21 4/94 

28 【일본에서의 하수열 이용 사례】 No 처 리 장 명 관 리 자 냉방/난방용량 [Mcal/h] 하수의 종류 운전개시 1
하수의 종류 운전개시 1 等等力환경센터 川岐市하수도국 300/300 처리수 1982년 2 樂合처리장 東京都하수도국 530/498 1986년 3 湯鳥펌프장 344/126 생하수 1988년 4 中部하수처리장 橫浜市하수도국 60/60 5 定山溪처리장 札幌市하수도국 71/111 6 金澤처리장 362/420 7 各城처리장 名吉屋市하수도국 330.2/360 8 木場펌프장 240/240 1989년 9 芦屋하수처리장 芦屋시 116/135 10 新河岸처리장 604.8/580 1990년 11 咲くやこの花館 大阪市건설국 1,950/4.045 12 今池처리장 大販府 272/370 13 幕場테크노가든 東京電力 34,776/35,290 1991년 14 森森崎수처리센터 304/292 15 露橋하수처리장 27/34 16 洋蘭센터 (淨化센터내) 東海市하수도과 53/63.5 17 三河鳥처리장 360/380 1992년 18 北多摩一號처리장 110/100 1993년 19 奈良縣정화센터 奈良縣流城 하수도사무소 354/350 20 小菅처리장 850/776 21 堀留分室 145/162.4 22 後樂펌프장 東京하수도에너지 21,470/26,324 1994년

29 나. 유럽 및 기타 지역에서의 온도차 에너지 이용 사례
【유럽, 기타지역에서의 온도차 에너지를 이용한 열공급 사례】 이용열원 국 명 공급 구역명 공급 형태 설비규모 [MW] 수요처 종별 하 수 (8) 처 리 (5) 스웨덴 스톡홀롬 (소루나) 고온수(75℃) 120 주택․업무․공장 스톡홀름 (하마비) 고온수(70~120℃) 114 주택 마루메 고온수(85~120℃) 40 주택․업무․상업 우프사라 6 유테포리 고온수(80~90℃) 1,600 주택․업무 생 (3) 노르웨이 바륨․센드윗카 고온수(78℃),냉수(5℃) 23 오슬로 (스코얀웨스트) 고온수(85℃) 8 오슬로 고온수(70~80℃) 21 해 (4) 스톡홀롬 (로보스텐) 고온수(80℃) 262 스톡홀롬 (리팅고) 온수(50~120℃) 14.7 오레슨 고온수(60~90℃) 홍콩 호텔 日航香港 냉수, 온수(호텔내) 호텔 천 ․ 호 (11) 독일 드레스텐 고온수(90℃) 4.5 주택․학교등 영국 독크랜드 온수(60℃) 업무 스위스 르잔누 온수(65℃), 냉수 15 대학시설등 취리히 고온수(70℃) 10 주택, 대학시설등 루체룬 온수(65~70℃) 2.6 업무․상업․학교  핀란드 헬싱키 2,850 미국 뉴욕 냉수(5.6℃) 5,200 업무․상업 화이트포트 증기, 냉수 56 올바니사우스몰 캐나다 캐나다 문명박물관 온수(40℃), 냉수 박물관 Public Works 145

30 다. 하천수 이용 히트펌프 지역 냉·난방 시스템 (일본 箱崎 지구사례)
◇ 箱崎지구(도시재개발지구) : “마이타운 동경구상” 일환 친수 (親水), 에너지절약, 친환경시스템 구축 - 隅田川의 하천수열 이용 히트펌프에 의한 箱崎지구(22.7㏊)지역 냉·난방 - 箱崎지구는 열수요 밀도가 높고, 주택, 업무용, 창고 등 다양한 용도의 건물 혼재로 열수요 평준화 지역 ◇ 열공급 플랜트 개요 - 하천수 이용 히트펌프(공기열원겸용) : 1,600RT(난방3,400M㎈/h)×2대 - 수열원 급탕용 히트펌프 : 35M㎈/h×2대 - 축열조 : 냉·온수 겸용 1,770㎥×2대, 냉수전용 950 ㎥, 온수전용 560 ㎥ ◇ 하천수이용 히트펌프 시스템 준공 및 가동 : 월 ◇ 지역 냉·난방 공급 조건 온 도 업 무 용 냉 수 7℃ 온 수 47℃ 주 택 9℃ 45℃ 급 탕 60℃ 기 ◇ 에너지 절감 및 환경개선 효과 - 에너지(중유) 절감량 : 370㎘/년 - 환경개선 : CO2 감소 66%, Nox감소 72%, Sox감소 94%

31 라. 하수이용 히트펌프 지역 냉·난방 시스템 (독일Göteborg시)
◇ Göteborg Energ : AB는 Göteborg 시 지역 분산형 에너지 공급시설 보유 - 지역 난방공급 : 약 170,000세대, 배관길이 410㎞ - 열공급 시설규모 : 14개소 2,205㎿(1,742G㎈/h) 열공급 시설 보유 - 열공급시설 : 소각시설 폐열, 제련공장 및 Volvo 공장 폐열이용, Rya 하수처리장 하수열 이용 등 ※ 1980년 까지 에너지 소비 90%이상 기름등 화석연료 사용, 1990년 이후 기름 거의 사용 않함 ◇ Rya 하수열원 히트펌프 플랜트 (‘82~86 설치) - 히트펌프 4기설치, Göteborg 시 지역난방의 21%감당 (연료 70,000㎘/년 절감) - 히트펌프 용량 160㎿, 3호기 열출력 50㎿(11,000RT규모) 단일설비로 세계최대규모 - 하수열 이용 : 온도 5~8℃, 유닛별 유량 1,000~1,950㎏/s - 지역 난방 공급 : 환수 48~70℃, 공급 80~85℃ (열출력 유닛당 15~52㎿) 【Rya 하수처리장 히트펌프 시스템의 개념도】 【압 축 기】

32 마. 해수이용 히트펌프 시스템 설치사례 (노르웨이 오슬로시)
◇ 오슬로시 오레슨 마을 지역난방 (고위도 북위 63도 지역) - 사업주체 : 열공급 회사(전력회사의 자회사) - 히트펌프 용량 : 12㎿(2,646RT급) ◇ 해수 취수 : 해안면 으로 130m지점 수심 40m에서 취수(플라스틱 500mm관) - 해수 수온 : 5℃이상 (열교환기 티타늄 사용) ◇ 사업현황 - 초기 투자비가 커 초기에는 적자운영 (12Gwh/년, 열판매 단가 : 0.35크로네(48원)/㎾h) - 32Gwh/년 운전시 투자비 회수기간 4~5년으로 경제성 양호 【해수온도차 이용 지역난방플랜트 시스템 개념도】 【시스템 구성도】

33 Ⅳ. 국내 히트펌프 보급 및 설치사례 1. 열원별 히트펌프 보급실태 ① 폐열원 히트펌프 보급실태 ② 공기열원 히트펌프
◈ 사용열원 : 목욕폐수, 산업폐수,냉각수, 건조기 배기열, 폐증기 등 다양 ◈ 사용형태 : 온수생산, 열풍생산, 증기생산(외국에서150℃까지), 냉·온수동시생산 등 ◈ 국내 보급현황 - 목욕탕 : 90년대 말 부터 연료비 급등으로 연료비 저감차원에서 보급 · 국내목욕탕 및 찜질방 11,000개소 중 500여 개소 보급 추정(4.5%보급) - 산업체 : 산업폐수,건조기 배기열 이용 온수생산(20~60℃), LG마이크론 등 20여 업체 적용 - 기타 업무용 시설 : 호텔, 콘도, 스포츠센터, 수영장 등에도 보급 ◈ 국내 산업용 폐열회수 히트펌프 실태 및 전망 - 국내업체 수준이 영세하여 현재 50~60℃온수 생산 수준 - 일본,EU,북미에서는 150℃증기 및 열풍 기술개발 ② 공기열원 히트펌프 ◈ 국내공기열원 히트펌프는 90년대 초 부터 개발 보급 - Multi히트펌프 냉.난방 : 학교, 병원, 교회, 연수원, 사무실, 공장 등 - 소형packge 히트펌프 : 식당,사무실,상가 등 ◈ 유가 급등으로 보급량 증가 추세 : 30,000 여대 보급

34 ④ 하수열원 ③ 지열원 히트펌프 ◈ 국내 하수열원 이용 냉난방시스템 연구는 90년대 건설기술연구원에서 탄천 하수열원
◈ 지중 열교환 방식 : 수직형, 수평형, 우물관정형 (SCW), 지하수 방식 등 - 국내 지중열 자원 : 연중 13~15℃정도로 자원 풍부 ◈ 사용용도 : 건물의 냉.난방 및 급탕용 으로 활용 - 난방 : 열원 (Heat Source) 13℃ → 8℃ - 냉방 : 히트싱크 (Heat Sink) 15℃ → 30℃ ◈ 국내 보급현황 (′04 말 현재) : 64개소 (2,743RT) ◈ 공공기관의 신축 시 신재생 에너지 이용 의무화 (04년. 4월 시행)로 수요급증 추세 ※ 지열원의 범위 : 지열, 지하수(현재) → 하천수, 해수, 호수 등 추가 ④ 하수열원 ◈ 국내 하수열원 이용 냉난방시스템 연구는 90년대 건설기술연구원에서 탄천 하수열원 히트펌프 설치연구 (현재는 철거) ◈ 외국 (일본 등)에서는 하수열원 이용 지역 냉·난방 실시 → 상당한 효과 ◈ 국내 적용가능 대상 : 파주 하수종말처리장, 청주 공단지역 하수종말 처리장 등 ◈ 기존 지역 난방방식과 비교 시 경제성이 높고 친환경적인 시스템

35 ⑥ 해수열원 ⑤ 하천수, 호수열원 ◈ 국내 하천수, 호수열원 이용 히트펌프 시스템이 2~3개 적용사례가 있는 것으로 추정
- 하천수 열원은 동절기에도 한강이 5~8℃정도로 이용가치 충분 ◈ 호수 주변에는 호텔, 연수원, 식당 등 위락시설의 냉·난방 열원으로 경제성 높음 ◈ 하천수는 대부분 도시를 관통하고 있어 수요·공급에 적합하나 제방통과 문제점 있음 ◈ 외국(일본, 유럽)주거, 상업지구에 대단위 지역 냉·난방으로 이용사례 있음 ⑥ 해수열원 ◈ 이용가능처 : 양식장, 건물의 냉·난방 및 온수용 ◈ 국내에는 양식장 및 콘도의 온수생산 공급 및 냉·난방용으로 10여 개소 보급 ◈ 해수사용으로 지금까지는 티타늄 으로 사용하였으나 가격이 ⅓ 수준인 Duplex 를 포스코(POSCO)에서 개발 사용 ◈ 기존 지역 난방방식과 비교 시 경제성이 높고 친환경적인 시스템 ◈ 노르웨이 등 북구에서는 해수열 이용 양식, 냉·난방 및 대단위 지역난방 등 실시 ◈ 해수열 직접이용 방식과 바다매립지에 지하 해수열 이용 시 경제성을 높일 수 있음

36 2. 히트펌프 시스템 설치사례 ① 폐수열원 히트펌프 시스템 투자경제성분석 ◈ 히트펌프 설치 개요 1차 열교환기
1,800M㎈/h (3대) 공정수 승온 (동계 8 → 13℃) 2차 폐열회수 히트펌프 950RT (100RT × 9대) ( 50RT × 1대) 공정수 승온 (동계 13 → 35℃) 200RT는 냉·온수 동시생산 ◈ 에너지 절감 효과 분석 연료 절감량 추가 전력 소비 에너지절감금액 (백만원/년) 량 (천N㎥/년) 금액 량 (㎿h/년) 2,903 1,225 2,974 163 1,062 투자경제성분석 에너지 절감액 (백만원/년) 투자비 (백만원) 투자비회수 기간 (년) 1,062 1,240 1.17

37 히트펌프 시스템 계통도 Heat Pump 성능 생산 열량 추가 전력 사용량 COP 히트펌프 년간 COP 16,000M㎈/년
정유량계 온수공급펌프 최종 방류수 폐수 폐수공급펌프 판형 열교환기 온수공급(27~35℃) (12.4~13.4℃) (27~35℃) (14~15℃) (6~8℃) 체크밸브 원수(보충수) 열량계 (8℃) (14~15.5℃) 온 수 탱 크 필터 (15~17℃) Heat Pump 생산 열량 추가 전력 사용량 COP 히트펌프 년간 COP 16,000M㎈/년 3,791M㎈/년 4.9 냉·온수 HP COP (100RT기준) 709.5 M㎈/h 91.2㎾h 9.05 Heat Pump 성능

38 ② 건조 배열 이용 히트펌프 시스템 투자경제성분석 ◈ 히트펌프 설치 개요 배기열 이용 히트펌프 300RT (100RT×3대)
배기열(30~47℃)의 잠열 및 현열 회수 공정수 30 → 55℃승온 냉각수열 히트펌프 100RT 순수 승온 30 → 55℃ ◈ 에너지 절감 효과 분석 연료 절감량(증기) 추가 전력 소비 에너지 절감 금액 (백만원/년) 사용량 (ton /년) 금액 (백만원/년) 사용량 (㎿h /년) 금 액 38,613 927 3,456 207 719 투자경제성분석 에너지 절감액 (백만원/년) 투자비 (백만원) 투자비 회수 기간 (년) 719 570 0.79 주) 투자비 중 온수 공급배관 비용 제외

39 히트펌프 시스템 계통도 Heat Pump 100RT ※ 히트펌프 성능 (COP) : 5.4 30℃ 배기팬1 배기팬 2
보충온수 Tank 판형 열교환기 순수 및 공수 탱크 재활용 순수 현장공급 배기팬1 배기팬 2 배기팬 3 55℃ 지하수공급 52℃ 사 용 처 40℃ ※ 히트펌프 성능 (COP) : 5.4

40 ③ 냉·온수 동시 이용 히트펌프 시스템 투자 경제성 분석 ◈ 히트펌프 설치 개요 냉·온수 히트펌프 150RT
(100RT×1대, 50RT×1대) 공정 및 공조용 냉수공급 12 → 7℃ 공정수 승온 20 → 40℃승온 ◈ 에너지 절감 효과 분석 연료 절감량(증기) 추가 전력 소비 에너지 절감 금액 (백만원/년) 연료사용량 (㎘ /년) 금 액 사용량 (㎿h /년) 379 116 139 9.5 106 투자 경제성 분석 에너지 절감액 (백만원/년) 투자비 (백만원) 투자비 회수 기간 (년) 106 150 1.41

41 히트펌프 시스템 계통도 현상공정 온수축열T/K 신규설치 (5㎥) Heat Pump 100RT×1 Heat Pump 50RT×1
냉수(S) 냉수(R) 40℃ 현상공정 온수축열T/K 신규설치 (5㎥) 20℃ Heat Pump 100RT×1 Heat Pump 50RT×1 7℃ 12℃ ※ 히트펌프 성능 (COP) : 7.7

42 ④ 축열식 히트펌프 시스템 투자경제성분석 폐열 회수기 30M㎈/h (1대) 공정수 15 → 20℃승온 축열식 히트펌프
◈ 히트펌프 설치 개요 폐열 회수기 30M㎈/h (1대) 공정수 15 → 20℃승온 축열식 히트펌프 폐수열 히트펌프 200RT (100RT × 2대) 50RT (50RT × 1대) 순수 승온 20 → 55℃ 사출기 냉각수 12 →7 ℃ ◈ 에너지 절감 효과 분석 연료 절감량(B-C유,전력) 추가 전력 소비 에너지 절감 금액 (백만원/년) 구 분 절감량 금액 (백만원/년) 사용량 (㎿h /년) 금 액 (백만원/년) 연료 (㎘ /년) 637 233 1,065 64 249 전력 (㎿h /년) 1,310 80 투자경제성분석 에너지 절감액 (백만원/년) 투자비 (백만원) 투자비 회수 기간 (년) 249 551 2.22

43 히트펌프 시스템 계통도 Heat Pump 50RT×1대 100RT×2대 냉수축열T/K (150ton×2대) 온수축열T/K
신규설치 (20TON) 폐온수공급(30℃) 폐열회수기 30만kcal/h 폐수방류(11℃) 생산공정공급(55℃) 지하수공급(15℃) 사출기냉각수공급(7℃) 30℃ 21℃ 사출기냉각수환수(12℃) ※ 히트펌프 성능 (COP) : 폐열원 4.6, 냉·온수겸용 7.8

44 ⑤ 해수열원 히트펌프 시스템 투자경제성분석 ◈ 히트펌프 설치 개요 해수열 히트펌프 40RT (1대)
급수 승온 15 → 40~50℃ (사우나,객실공급) (해수온도 동계 5~8℃) 폐수열 히트펌프 ◈ 에너지 절감 효과 분석 연료 절감량(증기) 추가 전력 소비 에너지 절감 금액 (백만원/년) 연료사용량 (㎘ /년) 금 액 사용량 (㎿h /년) 267 113 457 31 82 투자경제성분석 에너지 절감액 (백만원/년) 투자비 (백만원) 투자비 회수 기간 (년) 82 129 1.58

45 히트펌프 시스템 계통도 온 수 축 열 탱 크 Heat Pump 1 Heat Pump 2 해 수 탱 크 오수처리 최종탱크
온 수 축 열 탱 크 Heat Pump 1 Heat Pump 2 해 수 탱 크 오수처리 최종탱크 객실공급 사우나 공급 객실 보충수 사우나 보충수 방류 해수 유입 냉동기 환수 냉동기 공급

46 ⑥ 호텔 냉·온수 히트펌프 시스템 투자경제성분석 ◈ 히트펌프 설치 개요 냉·온수 히트펌프 100RT (2대)
동절기(1~4, 11~12월) : 폐열 운전MODE 기타계절 (5~10월) : 냉·온수 동시 생산 MODE ◈ 에너지 절감 효과 분석 연료 절감량 (LNG) 추가 전력 소비 에너지 절감 금액 (백만원/년) 연료사용량 (천㎥ /년) 금 액 사용량 (㎿h /년) 545 297 788 55 242 투자경제성분석 에너지 절감액 (백만원/년) 투자비 (백만원) 투자비 회수 기간 (년) 242 383 1.58

47 히트펌프 시스템 계통도 R S Heat Pump 200RT 온수보조 tank 폐온수 기존 냉수 line
(기존B-C T/K활용) 기존 냉수 line R S 폐수,배수 유입(15℃) 방 류(7℃) 시수 공급(15℃) 온수 공급(55℃) 12℃ 7℃

48 ⑦ 냉·온수 히트펌프 시스템 투자경제성분석 ◈ 히트펌프 설치 개요 냉·온수 히트펌프 1,890RT
1200RT×2 (S-by1대) 570RT×1 공정용 온수 승온 29 →45℃ 공정용 냉수생산 18 → 13℃ ◈ 에너지 절감 효과 분석 연료 절감량 (LNG) 추가 전력 소비 에너지 절감 금액 (백만원/년) 연료사용량 (천㎥ /년) 금 액 사용량 (㎿h /년) 6,863 3,441 220 125 3,316 투자경제성분석 에너지 절감액 (백만원/년) 투자비 (백만원) 투자비 회수 기간 (년) 3,316 3,100 0.93

49 히트펌프 시스템 계통도 Steam Header (Makeup Line) Hot DI Supply 지하 2층
5층 200A 200A 45℃ 130㎥/h 45℃ 275㎥/h Steam HX HP HX Steam HX HP HX 스팀공급 스팀공급 275㎥/h 28℃ 28℃ 응축수 130㎥/h 응축수 (T:3℃) (T:3℃) Hot DI Return Hot DI Return 열회수 HX 열회수 HX ◈ 지하2층 (P6 LINE) DI Tank ◈ 5층 (P6 Line) DI Tank 200A 200A 기계설비실 H.P (570RT) Condenser H.P (1200RT-SB) Condenser Evaporator H.P (120RT) Condenser Evaporator 수직형 Tank (44m3) ① ① ② ③ ③ ④ Evaporator 개방형,SUS (10kg/cm2) Steam Header (Makeup Line) 368㎥/h 779㎥/h 펌프 후단(15,20호기) 779㎥/h 13℃ ① : 예비 ② : 공급(지하) ③ : 인입(From P4) ④ : 공급(5F) 18℃ 368㎥/h 냉동기 입구(15,20호기)

50 고온 · 대용량 개발 시 산업체 히트펌프 수요는 매우 클 것으로 판단됨
Ⅴ. 국내 히트펌프 기술 수준 및 향후 전망 1. 국내 히트펌프 기술 수준 ◈ 국내 폐열 회수형 히트펌프 보급 대상 : 목욕탕, 수영장, 콘도 및 일부 산업체 ◈ 폐열 회수형 히트펌프 이용온도 : 최고 50~60℃ (용량:20~50RT, 최고 100RT) 사용냉매 : R-22, R-134a (일부 적용) 폐수열원 이용 온수생산 급탕용으로 주로 적용 (투자회수기간 1~3년) 고온 · 대용량 개발 시 산업체 히트펌프 수요는 매우 클 것으로 판단됨 2. EnE 산업용 히트펌프 시스템 개발보급 (사업특화) ① 히트펌프 시스템의 구분 구 분 적 용 온 도 사 용 냉 매 압축기 사양 비 고 일반용 히트펌프 60℃미만 R-134a, R-407 R-410 , R-22등 Scroll, 왕복동 Screw, Turbo등 고온용 히트펌프 70~90℃ R-236fa, R-152a R-123,R-124등 왕복동, Screw Turbo등 현재 개발하여 보급 준비 중

51 ◎ 업체별 열원 및 이용측을 감안 최적화 시스템 구축(마춤형)으로 효과 극대화
② 히트펌프 보급 추진 계획 ◎ 업체별 열원 및 이용측을 감안 최적화 시스템 구축(마춤형)으로 효과 극대화 에너지관리 진단 (전문가 구성) 히트펌프 시스템 최적화 설계 에너지절약효과산출 (투자경제성분석) 현장적용 ③ 히트펌프 적용 시스템 사례 ◎ 폐열회수형 히트펌프 시스템 폐수,배공기 폐증기 히트펌프 온수, 열풍 ◎ 냉·온수동시 생산형 히트펌프 시스템 ※COP 3~5수준 냉 수 (냉풍,냉각) ※COP 6~9수준 ◎ 축열식 히트펌프 시스템 축 냉 축 열

52 3. 고온용 히트펌프 Heat Balance (100RT급)
설 계 기 준 ( 열원 : 25℃, 온수생산 : 90℃ ) 증발조건 응축조건 과냉각도 과열도 20℃ (3.37㎏/㎠a) 95℃ (22.4㎏/㎠a) 3℃ 5℃ 히프펌프 Heat Balance : COP 3.2 (단위 : kcal/h) 증발기 흡수열량 (폐수열 회수) 압축기 열 량 응축기 방열량 (온수 생산) 비고 증발잠열 과열증기 증발열량합계 응축잠열 과냉열량 응축열량합계 193,324 (63.93) 15,574 (5.15) 208,898 (69.08) 93,502 (30.92) 286,675 (94.8) 15,725 (5.2) 302,400 (100) 냉매 순환량 13,052kg/h 【 90℃ 고온용 Mollier 선도】 【 Heat Pump 】 응축과정 증발과정 팽창과정 압축과정

53 Ⅵ. 회사 소개(EnE system) 1. 회사개요 ㈜ 이앤이 시스템 회 사 명 대 표 자 유 제 인 설 립 일
유 제 인 설 립 일 월 종 업 원 수 56명 (상시) 자 본 금 23 억원 ’05 매출 규 모 415 억원 소 재 지 (본사) 서울 서초구 서초동 (공장) 인천시 계양구 작전동 경기도 화성시 북양동 350 영 업 망 (지사) 부산,대구,광주지사 (대리점) 천안,대전,광주,전주,포항,부산등 (해외법인) 싱가폴 현지법인 EnE SEA 사업의 종 류 (업태/종목) ·제조: 빙축열, 히트펌프, 냉난방기 등 ·도매: 기타무역업 ·건설: 기계설비공사 ·서비스: 에너지 관리 기술용역 주 요 생산품 ·산업용히프펌프시스템 ·가스히트펌프 (Sanyo) ·수축열시스템 ·필터,전기집진기 ·빙축열시스템 ·펌프 (인라인,부스터) ·축열식지열시스템 ·건물환기시스템 회 사 특 징 ·KOSDAQ등록업체 ·CE (TUV)마크,UL마크,EM마크획득 ·ISO9001, KS9001 및 ISO 1400I 인증 ·특허:빙축열,수축열히트펌프, 전기집진기 등 다수 ·벤처기업,기술현신INNO-B12,ESCO등록 ·해외수출:싱가폴,UAE등5업체 ·우수제품인증(조달청), 유망전력벤처기업(한전) ※ 축냉시스템 국내시장점유율 1위 ·신기술KT인증 (과학기술부) 〈년도 별 매출액〉 2005년도 매출 380억원 예상 사업 년도 ‘97 ‘98 ‘99 ‘00 ‘01 ‘02 ‘03 ‘04 ‘05 매 출 액 (백만원) 53 ( - ) 75 (141%) 2,723 (363%) 4,758 (175%) 10,503 (221%) 14,082 (134%) 19,200 (100%) 19,400 (142%) 41,541 (216%) ※ 04.11월 AFT와 합병

54 2. 회사 연혁 1997. 6월 EnE시스템 법인설립 (생산기술연구원 창업1호)
월 국산신기술 KT마크 인증 (과학기술부) 월 부설 EnE 기술연구소 설립 월 조달청 우수제품 선정 (빙축열) 월 유망전력벤처기업 선정 (한국전력공사) 월 벤처기업등록 (서울지방 중소기업청) 월 에너지절약 전문기업 (ESCO)등록 월 기술혁신 개발기업 INNO-BIZ선정 (중소기업청) 월 ISO 9001, ISO 14001인증획득 월 KOSDAQ 등록 월 싱가폴 현지법인 EnE SEA설립 월 ㈜ ATF 흡수합병 월 신재생 에너지 ESCO등록 (산자부)

55 3. 주요 제품개요 및 보급현황 제 품 개 요 시 스 템 계 통 도 ① 산업용 히트펌프 시스템
제 품 개 요 시 스 템 계 통 도 ① 산업용 히트펌프 시스템 - 저온 폐열 (폐수,배기열,폐증기 등)→온열 생산(온수, 열풍등) - 에너지절약효과 : 30~80% 절감 - EnE 특징 : 일방용(~60℃),고온용 개발보급(~90℃) - 보급현황 : 10여 개소 보급 ② 수축열 시스템 - 물의 현열 이용 (10℃ 온도차에 의한 밀도차는 약 0.1%) - 일반 상온용 냉동기 사용 가능, 설치비 및 운전비 저렴 - EnE 특징 : 온도성층화 핵심기술 보유 - 보급현황 : LG필립스LCD, LG실트론, LG마이크론, 새한, 희성전자 싱가폴 Republic Poytechnic 대학교 등 ③ 빙축열 시스템 - 캡술형 축열시스템 :Ice-BON의 공극사이에 Ice-Son을 채워 빙충 전율 60.5%향상, ※총괄에너지 이용률이 가장 우수함(3,107㎉/㎾) - 설치 면적이 기준 시스템 보다 최대 50%까지 작아짐 - 보급현황 : KBS,한국통신,로담코플라자,63빌딩,상암월드컵경기장등 ※총괄에너지 이용률 : 1㎾전력량을 가지고 저장후 얻을 수 있는 열량

56 제 품 개 요 시 스 템 계 통 도 ④ 축열식 지열시스템 - 수축열과 지열히트펌프의 결합 시스템 - 심야 전기를 이용함으로써 운전비용 절감효과 실현 - 에너지 절약 및 환경적인 측면에서 매우 우수한 냉난방 시스템 - 한국전력공사의 인센티브 제조와 각종 세제지원,정부의 지원금 제도 적용 시스템 - 보급현황 : 생명공학연구원, 생명공학평가센터, 웅진군 청사 역삼1동 문화복지 회관 등 ⑤ 가스 히트펌프 (Sanyo) - 신냉매 (R-407C) 채용된 최대 효율의 냉.난방 시스템 - HY-Power 멀티 시스템 개발로 소비전력 최대93% 절감 - 업계 최고의 COP(1.34), 고효율 발전기 적용으로 CO2발생량 최소화 - 한국가스공사의 인센티브 적용과 각종 세제지원,정부의 다양한 지원정책 ⑥ 전열교환기 - 급배기에 의한 오염물질 제거와 신선외기 공급으로 쾌적한 환경조성 - 전열교환소재 (미쓰비시)를 이용한 에너지 절감 효과 - 고효율, 고정압 시로코팬 적용으로 덕트 설계가 자유로움 - 다양한 옵션제공 : 광촉매 필터, 음이온필터, 이온 클러스트, 제균장치 유무선리모컨

57 제 품 개 요 시 스 템 계 통 도 ⑦ 필터 및 전기 집진기 - 최고의 효율 및 품질 : ASHRAE TEST 효율 - 가동즉시 설계효율의 100%기능 발휘 - 극미한 오존 발생량 : 0.001ppm이하 (OSHA기준0.10ppm이하) - 보급현황 : 인천국제공항, 아남반도체, SBS, LG화학청주 외 다수 ⑧ 펌프 (인라인,부스터) - 공간절약 : 기초 공사 및 방지대책이 불필요 - 설치용이 : 방진가대 및 기초공사 불필요,부속기기 적게 소요 - 이중 볼류트 구조, 효율이 우수하여 운전비 절약,내구성우수, 유지관리 편리 - 보급현황 : 63빌딩,부산lron city,LG Siltron 외 ⑨ 터널환기 시스템 - 타 방식 보다 저렴한 설치비용과 운전비용으로 빠른 초기투자 비용 회수가 가능 - 높은 집진효율로 가시거리 개선효과 - 자동형 세정시스템과 수처리시스템의 도입으로 유지/관리비용저렴 - 보급현황 : 수정산터널(부산),우면산터널(서울),싸릿재터널(원주)