전기 보일러 대비 342만 2천 kWh 절감! 지난달, 히엔은 대학교 온수 프로젝트로 또 다른 에너지 절약상을 수상했습니다.
중국 대학의 3분의 1이 히엔(Hien) 공기열 온수기를 선택했습니다. 주요 대학에 설치된 히엔 온수 시스템은 수년간 "히트펌프 다중 에너지 상호보완 부문 최우수 적용상"을 수상했습니다. 이러한 수상 경력은 히엔 온수 시스템의 높은 품질을 입증하는 것입니다.
본 글에서는 히엔(Hien)사가 2023년 히트펌프 시스템 응용 설계 공모전에서 "다중 에너지 보완 히트펌프 최우수 응용상"을 수상한 안후이 사범대학교 화진 캠퍼스 학생 기숙사 온수 시스템 BOT 리모델링 프로젝트를 소개합니다. 설계 방식, 실제 사용 효과, 프로젝트 혁신성 측면에서 각각 자세히 살펴보겠습니다.
설계 계획
본 프로젝트는 안후이 사범대학교 화진 캠퍼스의 13,000명 이상의 학생들에게 온수를 공급하기 위해 Hien KFXRS-40II-C2 공기열원 히트펌프 23대를 도입했습니다.
본 프로젝트는 공기열원과 수열원 열펌프 온수기를 상호 보완적으로 활용하여 총 11개의 에너지 스테이션을 구축했습니다. 폐열 저장조의 물은 1:1 비율의 폐수열원 열펌프 온수기로 가열하고, 부족한 양은 공기열원 열펌프로 가열하여 새로 건설된 온수탱크에 저장한 후, 가변주파수 워터펌프를 사용하여 일정한 온도와 압력으로 욕실에 공급합니다. 이러한 시스템은 친환경적인 순환 구조를 형성하여 온수를 지속적으로 공급합니다.
실제 사용 효과
에너지 절약:
본 프로젝트에서 사용된 수열원 히트펌프의 폐열 계단식 활용 기술은 폐열 회수를 극대화하고, 3℃의 저온 폐수를 배출하며, 구동에 필요한 전력량을 극히 적은 양(약 14%)으로 줄여 폐열 재활용률(약 86%)을 달성했습니다. 이를 통해 전기 보일러 대비 342만 2천 kWh의 에너지 절감 효과를 얻었습니다!
1:1 제어 기술은 수요와 공급의 균형을 유지하기 위해 다양한 작동 조건을 자동으로 적용할 수 있습니다. 수돗물 온도가 12℃ 이상일 경우, 1톤의 목욕 폐수에서 1톤의 목욕용 온수를 생산하는 목표를 달성할 수 있습니다.
목욕 과정에서 약 8~10℃의 열에너지가 손실됩니다. 폐열 계단식 활용 기술을 통해 폐수 배출 온도를 낮추고, 수돗물에서 추가적인 열에너지를 얻어 목욕 과정에서 손실되는 열에너지를 보충함으로써 목욕 폐열을 재활용하고 온수 생산 능력, 열효율 및 폐열 회수율을 극대화할 수 있습니다.
환경 보호 및 배출량 감축:
본 프로젝트에서는 화석 연료 대신 폐온수를 이용하여 온수를 생산합니다. 연간 12만 톤의 온수 생산을 기준으로 (온수 1톤당 에너지 비용은 단 2.9위안), 기존 전기 보일러와 비교했을 때 342만 2천 kWh의 전력을 절감하고 3,058톤의 이산화탄소 배출량을 감축할 수 있습니다.
사용자 의견:
리모델링 전 화장실은 기숙사에서 멀리 떨어져 있어 샤워를 하려면 줄을 서야 하는 경우가 많았습니다. 특히 불편했던 점은 샤워 중에 물 온도가 일정하지 않았다는 것입니다.
욕실 리모델링 후 목욕 환경이 크게 개선되었습니다. 줄을 서지 않고 시간을 많이 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 가장 중요한 것은 추운 겨울에도 물 온도가 일정하게 유지되어 편안하게 목욕을 즐길 수 있다는 점입니다.
프로젝트의 혁신성
1. 제품은 매우 소형이고 경제적이며 상용화되어 있습니다.
목욕 폐수와 수돗물을 폐수 열펌프 온수기에 연결하면 수돗물은 10℃에서 45℃로 순간적으로 온도가 상승하여 목욕용 온수로 사용되고, 폐수는 34℃에서 3℃로 순간적으로 온도가 낮아져 배출됩니다. 폐열을 계단식으로 활용하는 이 열펌프 온수기는 에너지 절약은 물론 공간 절약 효과도 뛰어납니다. 10P 모델은 1㎡, 20P 모델은 1.8㎡의 공간만 차지합니다.
2. 초저에너지 소비로 에너지 및 물 절약의 새로운 길을 열어갑니다.
사람들이 헛되이 버리고 가는 목욕 폐수의 폐열을 재활용하여 지속적이고 안정적인 청정에너지로 전환합니다. 에너지 효율이 높고 온수 톤당 에너지 비용이 낮은 이 폐열 계단식 열펌프 기술은 대학 및 대학교의 욕실 에너지 절약 및 온실가스 배출 저감에 새로운 길을 열어줍니다.
3. 폐열 캐스케이드 활용 열펌프 기술은 국내외 최초입니다.
이 기술은 목욕탕 폐수에서 열에너지를 회수하여 동일한 양의 목욕탕 폐수로 동일한 양의 온수를 생산함으로써 열에너지를 재활용하는 기술입니다. 표준 작동 조건에서 COP 값은 최대 7.33에 달하며, 실제 적용 시 연평균 종합 에너지 효율은 6.0 이상입니다. 여름철에는 유량을 늘리고 폐수 배출 온도를 높여 최대 난방 용량을 얻고, 겨울철에는 유량을 줄이고 폐수 배출 온도를 낮춰 폐열 이용을 극대화합니다.
게시 시간: 2023년 9월 7일