초록 ▼

본 과제에서는 일반적으로 적용되고 있는 지역난방의 열에너지 네트워크망의 한계성을 극복하기 위하여 새로운 개념의 열에너지 네트워크를 정의하고, 이를 통하여 에너지 사용과 온실가스 배출을 줄일 수 있는 방안을 모색하였다.
제1세부과제에서는 열에너지 네트워크와 열에너지 생산부문의 연구로 구성되었다. 열에너지 네트워크 연구는 히트펌프에 기반한 네트워크의 정의와 이를 구현한 시뮬레이터를 만들고 모의 대상지에 대한 최적설계방안연구를 수행하여 기존의 지역난방 대비 상당량의 에너지를 절감할 수 있음을 보였다. 열에너지 생산 연구로는 재생에너

본 과제에서는 일반적으로 적용되고 있는 지역난방의 열에너지 네트워크망의 한계성을 극복하기 위하여 새로운 개념의 열에너지 네트워크를 정의하고, 이를 통하여 에너지 사용과 온실가스 배출을 줄일 수 있는 방안을 모색하였다.
제1세부과제에서는 열에너지 네트워크와 열에너지 생산부문의 연구로 구성되었다. 열에너지 네트워크 연구는 히트펌프에 기반한 네트워크의 정의와 이를 구현한 시뮬레이터를 만들고 모의 대상지에 대한 최적설계방안연구를 수행하여 기존의 지역난방 대비 상당량의 에너지를 절감할 수 있음을 보였다. 열에너지 생산 연구로는 재생에너지원에 기반한 연구를 위주로 하여 폐기물을 이용한 열병합 가스화 기술과 목재 바이오매스를 이용한 바이오 오일 생산을 위한 연구를 수행하었다.
제2세부과제에서는 제주글로벌연구센터에 설치될 해수열원 열공급시스템에 대한 연구로 대도시가 집중 되어 있는 연안 해수의 온도가 온도의 계절 변동이 작고 동결온도가 0℃ 이하인 것 등 열원으로서 우수한 특성을 가지고 있음을 고려하여 실증연구를 수행하도록 하였다. 당해연도에는 시스템 설계, 제작, 예비운전 등을 수행하였다.

Abstract ▼

There are increasing necessity on technology on saving fossil fuels and reducing green house gas emission by matching heat demand effectively which occupies large portion of the entire energy consumption.
The 1st subproject consisted of the two research themes; thermal energy network and thermal

There are increasing necessity on technology on saving fossil fuels and reducing green house gas emission by matching heat demand effectively which occupies large portion of the entire energy consumption.
The 1st subproject consisted of the two research themes; thermal energy network and thermal energy prodution. The former defines the definition of thermal energy network and performed optimization of thermal network by mathematical simulators. The latter was performed in two scopes of combined heat and power by waste gasification and bio-oil production. By gasification of waste by clean treatment some core technology was achieved to produce heat and synthesized gas to match heat demand flexibly. Also technology was developed to produce liquified bio-oil which has four times higher energy density than wood, which reduces fuel cost greatly by extracting the oil on site of wood production.
The 2nd subproject developed seawater source heat pump based DHC (District Heating and Cooling) demonstration plant design, manufacturing, installation and preliminary experiment. The 20 RT seawater source heat pump was designed and manufactured for demonstration plant. Preliminary experiment was performed after installing measurement and seawater intake system.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 16
• 그림 목차 ... 19
• 표 목차 ... 25
• I. 열에너지 네트워크 연구 ... 28
• 제 1 장 서 론 ... 30
• 제 2 장 열에너지 네트워크 연구 ... 31
• 제 1 절 서 론 ... 31
• 1. 기술의 개요 ... 31
• 2. 열에너지 네트워크 구성요소 기술 ... 32
• 가. 열에너지 생산기술 ... 32
• (1) 보일러 ... 32
• (2) 열병합 발전 ... 35
• (3) 히트펌프 ... 38
• 나. 열에너지 저장기술 ... 44
• 다. 열에너지 수송기술 ... 45
• 라. 열에너지 네트워크 기술 ... 46
• 제 2 절 열펌프 기반 열에너지 네트워크 설계 ... 48
• 1. 엑서지 손실 최소화 열네트워크 설계 ... 48
• 2. 히트펌프 기반 열기지 설계 ... 50
• 제 3 절 열기지 기반 열에너지 네트워크 사례 분석 ... 53
• 1. 개요 ... 53
• 2. 분석 대상지 설정 ... 54
• 3. 열에너지 네트워크 시뮬레이터 개발 ... 55
• 가. 기존 지역에 대한 시스템 설정 및 엑서지 효율분석 ... 55
• 나. 개선된 시스템 및 엑서지 효율분석 ... 64
• 다. 기존 및 개선된 시스템에서의 탄소배출량 분석 ... 69
• 라. 지역난방의 병합운전에 따른 개선 시스템 특성 분석 ... 70
• 제 4 절 결 론 ... 74
• 참고문헌 ... 75
• 제 3 장 폐기물 가스화 열병합 기술 개발 ... 76
• 제 1 절 서 론 ... 76
• 1. 기술의 개요 ... 76
• 2. 기술 개발의 필요성과 기대효과 ... 77
• 제 2 절 실험 결과 및 고찰 ... 80
• 1. 역 Boudard 반응에 대한 검증 ... 80
• 2. 실험용 탄소원의 선정 ... 81
• 3. 폐기물의 열분해/가스화 반응 Mechanism 분석 ... 82
• 4. 폐기물의 열분해/가스화 반응기 설계, 제작 ... 87
• 5. 폐기물의 열분해/가스화 반응기 실험 ... 92
• 가. CO2 혼합 비율의 영향 ... 93
• 나. 총유량의 영향 ... 97
• 제 3 절 폐기물의 열분해/가스화 반응기 Simulation ... 100
• 제 4 절 결 론 ... 115
• 참고문헌 ... 116
• 제 4 장 보일러용 바이오오일 생산기술 ... 117
• 제 1 절 서 론 ... 117
• 1. 기술의 개요 ... 117
• 2. 기술 개발의 필요성 ... 122
• 제 2 절 본 론 ... 125
• 1. TGA를 이용한 바이오매스의 열분해특성 연구 ... 125
• 2. 급속 열분해에 의한 바이오오일 생산연구 ... 128
• 3. 원료 및 바이오오일의 성상분석 ... 133
• 4. 바이오오일로부터 보일러용 에멀젼연료 생산연구 ... 135
• 제 3 절 결 론 ... 136
• II. 해수열원 이용 지역열공급 시스템 개발 ... 138
• 제 1 장 서 론 ... 140
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 141
• 제 1 절 국내 기술개발 현황 ... 141
• 1. 목욕탕에서 해수열이용 ... 141
• 2. 해양관광레저스포츠센터에서 해수열이용 ... 142
• 3. 국제교류협력회관 해수열이용 ... 145
• 제 2 절 국외 기술개발 현황 ... 147
• 1. 일본 해수열이용 현황 ... 147
• 2. 북유럽 해수열이용 현황 ... 158
• 제 3 장 연구 수행 결과 ... 163
• 제 1 절 기술 개요 ... 163
• 제 2 절 실증현장 해수 온도 조사 및 취수 방안 ... 165
• 1. 해수 온도 조사 ... 165
• 2. 해수 취수 방안 ... 167
• 제 3 절 해수 전처리 장치 ... 171
• 1. 해수 취수 기술 ... 171
• 2. 여과장치 ... 177
• 제 4 절 해수열교환기 설계 및 제작 ... 179
• 제 5 절 해수열원 이용 히트펌프 설계 및 제작 ... 182
• 제 6 절 실증 플랜트 구축 ... 192
• 1. 플랜트 구성 및 측정 모니터링 ... 192
• 2. 시운전 결과 ... 207
• 제 4 장 결론 및 향후 계획 ... 209
• 참고문헌 ... 210
• 끝페이지 ... 214