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문제 정의
- 위와 같은 분류방법은 열원의 종류와 소비처의 거리와 같은 투자비 결정요소를 적절히 반영할 수 있는 방법으로 다음장에서 위의 4가지 분류에 따른 각각의 경제분석을 기존의 문헌자료를 기초로 실시하고자 한다.
- 또한 미활용에너지는 환경친화적인 특징이 있어 대체로 신재생에너지원에 포함되어 보급확대를 위한 제도적 지원을 받게되며 이러한 단계적 발전과정을 통해 상업성을 확보하게 된다. 이 연구에서는 현재 미활용에너지원 중 매우 큰 기술적, 경제적 잠재력을 가진 온도차에너지에 대해 소개하고 온도차에너지원의 특성에 따라 분류한 후 각각에 대하여 예상되는 경제성을 개략적으로 분석하고자 한다. 이를 통해 온도차에너지원이 갖는 기술적, 경제적 타당성을 평가한 후 신재생에너지에 포함되었을 때 적합한 지원방식에 대하여 간략히 정리하고자 한다.
- 이 연구의 경제성 평가는 온도차에너지의 활용에 영향을 미치는 핵심요소를 파악하기 위한 것이므로 상세한 분석보다는 투자비와 운전비를 단순화하여 경제성을 좌우하는 요인을 파악하는데 중점을 두었다. 우선 투자비는 온도차에너지원 활용을 위한 각종 설비비와 설치비를 반영하였다.
- 이 연구에서는 현재 미활용에너지원 중 매우 큰 기술적, 경제적 잠재력을 가진 온도차에너지에 대해 소개하고 온도차에너지원의 특성에 따라 분류한 후 각각에 대하여 예상되는 경제성을 개략적으로 분석하고자 한다. 이를 통해 온도차에너지원이 갖는 기술적, 경제적 타당성을 평가한 후 신재생에너지에 포함되었을 때 적합한 지원방식에 대하여 간략히 정리하고자 한다.
- 자연열원 중 자가소비에 적합한 방식은 지하수나 지반을 이용하는 지열냉난방 기술이다. 지열냉난방은 이미 신재생에너지에 포함되어 공공의무화제도 등의 지원이 이뤄지고 있으므로 간략히 경제성 평가 결과를 소개한다. 이 연구에서는 지중열교환기를 설치하여 지열원을 수집한 후 열펌프로 사무용건물의 냉난방을 공급하는 경우를 가정하였다.
가설 설정
- 또한 용량은 case 1과 같이 50RT로 가정하였다.
- 가동 성능과 관련하여 난방시 온수 생산온도는 45℃, 지열원 온도는 7℃로 시스템 COP는 3.5, 냉수 생산온도는 7℃, 지열원 온도는 25℃로 시스템 COP는 4.0인 것으로 가정하였다.
- Case 4는 하천수를 이용하여 공공기관에 냉난방을 공급하는 것으로 가정하여 분석을 수행하였다. 공공기관의 규모와 투자비 가동시간은 Case 3와 동일하게 적용하였다.
- 공공기관의 규모는 2만평으로 하수처리수 5만톤을 열원으로 총용량은 2,400RT의 시스템을 가정하였다.
- 기존 열기기로 난방/오수공급용은 LNG보일러, 냉방공급용은 에어컨을 가정하였으며 연료는 LNG(580 /m3)와 일반용 전력( 여름 : 108원, 겨울 : 85원, 기본료 포함 )을 사용하는 것으로 계산하였다.
- 또한 하수처리장과 사용처인 공공기관과의 거리는 1Km로 가정하였다.
- 열공급설비는 자가소비이므로 별도로 고려되지 않았다. 마지막으로 운전시간은 일 10시간으로 가정하였으며 장치의 가동율은 80%로 하였다. 이러한 조건에서 경제성 분석결과 Table 2와 같이 투자비 회수기간이 5.
- 마지막으로 하천에서 소비처까지의 거리는 500m로 가정하고 냉난방대상건물에 관련설비를 설치하는 것으로 가정하였다.
- 설치용량은 50RT (50*3,024Kcal/hr)로 이 때 온수생산 온도는 50℃ , 온배수온도는 25℃로 가정하였다.
- 인공열원은 보일러의 배기가스, 실내공기의 환기, 목욕탕의 온배수 등을 뜻한다. 이 연구에서는 목욕탕 온배수를 히트펌프로 변환하여 다시 온수를 생산하는 경우를 가정하였다. 설치용량은 50RT (50*3,024Kcal/hr)로 이 때 온수생산 온도는 50℃ , 온배수온도는 25℃로 가정하였다.
- 지열냉난방은 이미 신재생에너지에 포함되어 공공의무화제도 등의 지원이 이뤄지고 있으므로 간략히 경제성 평가 결과를 소개한다. 이 연구에서는 지중열교환기를 설치하여 지열원을 수집한 후 열펌프로 사무용건물의 냉난방을 공급하는 경우를 가정하였다. 이때 투자비는 기존설비인 보일러와 에어컨을 대체할 수 있으므로 기존설비 투자비를 뺀 추가투자비를 산정하였다4).
- 투자비와 가동시간은 Case 2와 동일한 방식으로 계산하였고, 운전과 관련하여 온수 생산온도는 55℃, 하수처리수 온도는 12℃로 난방 COP는 3.5, 냉수생산온도는 7℃, 하수처리수 온도는 25℃로 냉방COP는 4.0로 가정하였다.
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