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연구개발 목표 및 내용
최종 목표
열교환기 최적화 및 시스템의 개발을 통한 연속운전을 실현하여 수요자의 구축 및 운용비용을 절감할 수 있는 육상양식장용 60RT급 고효율 해수열 히트펌프 시스템 개발
전체 내용
▹주관기관 : 에스엠코리아(주)
- 해수열 히트펌프 소형화 설계 및 침지식 열교환기 최적화 설계를 통한 해수열 히트펌프 고효율화 달성
- 히트펌프 압축기 토출부 특수 단열구조 설계 및 적용을 통한 열손실량을 억제하였으며 냉난방 효율을 극대화 시킴
- 침지식 열교환기 강제대류시스템의 구동시간

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
열교환기 최적화 및 시스템의 개발을 통한 연속운전을 실현하여 수요자의 구축 및 운용비용을 절감할 수 있는 육상양식장용 60RT급 고효율 해수열 히트펌프 시스템 개발
전체 내용
▹주관기관 : 에스엠코리아(주)
- 해수열 히트펌프 소형화 설계 및 침지식 열교환기 최적화 설계를 통한 해수열 히트펌프 고효율화 달성
- 히트펌프 압축기 토출부 특수 단열구조 설계 및 적용을 통한 열손실량을 억제하였으며 냉난방 효율을 극대화 시킴
- 침지식 열교환기 강제대류시스템의 구동시간 변경 및 PVC 배관 최적화 수정설계 적용을 통한 침지식 해수열 히트펌프의 열유동효율 향상과 슬러지 침착으로 인한 파울링 억제 효과 확보
- 60RT급 고효율 해수열 히트펌프 제작 및 공인시험기관 성적서 확보
▹ 참여기관 : ㈜이음아이씨티
- 해수열 히트펌프 공정 제어 시스템 개발을 통한 전기제어 시퀀스 설계 및 구현
- 해수열 히트펌프 설비계측을 위한 센싱 디바이스 및 통신 미들웨어 개발 완료
- 히트펌프 시스템 제어 관리를 위한 유/무선통신 디바이스 및 통신 미들웨어 개발
- 히트펌프 시스템 모니터링 UI 설계
- 해수열 히트펌프 ABSS 개발

연구개발성과
▹ 기술적 성과
- 60RT급 고효율 해수열 히트펌프 시스템 시제품 확보
- 60RT급 고효율 해수열 히트펌프 공인시험기관 성적서 확보
- 히트펌프 시스템에 적용 가능한 공정제어 시스템 개발
- 해수열 히트펌프 제어 관리를 위한 유/무선 통신 디바이스 및 통신 미들웨어 확보
- ABSS 기능을 갖는 해수열 히트펌프 시스템 구축 완료
▹ 경제적 성과
- 지식재산권 2건 확보
: 국내특허출원 1건 – 실시간 고장진단을 위해 ABSS 기능이 적용된 육상양식장용 고효율 해수열 히트펌프 모니터링 시스템(10-2021-0077091)
소프트웨어 등록 1건 – 해수열 히트펌프 고효율 원격 고장진단 및 제어 프로그램
- 사업화 매출액 : 478 백만원 달성(간접매출)
▹ 사회적 성과
- 신규인력 1인 고용

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
▹ 기술적 효과
- 본 기술개발사업을 통하여 개발된 해수열 히트펌프는 기존 침지식 해수열 히트펌프 대비 소형화 및 유지보수 최적화 설계 적용으로 시스템의 설치, 이동 및 유지보수의 용이성을 확보함
- 침지식 열교환기의 프레임 역할인 PVC 배관의 유로 최적화 설계 적용으로 강제대류를 발생시켜 열교환 효율을 극대화시켰으며 열교환기의 전 부위에서 기포발생으로 인한 슬러지 침착을 적극적으로 억제할 수 있음
- 또한 응축기 토출 작동유체의 온도 및 압력에 따른 실시간 제어를 위한 EEV 적용으로 히트펌프 사이클의 최적화 운용이 실현됨
- 히트펌프 메인 시스템과 침지식 열교환기 및 탱크의 분리형 구조적용으로 폐열 활용 시 별도의 여과시스템이 요구되지 않으며 부하측 및 열원측 작동유체 배관의 단순화 구현
- 히트펌프 시스템의 중고장의 핵심 원인인 압축기 소손을 방지하기 위하여 압축기 유입 작동유체의 충분한 과열도 확보를 통한 액냉매 유입으로 인한 고장원인을 사전에 방지하도록 함
- 압축기 토출부 작동유체의 이중단열구조를 구현하여 압축기 부하량을 감소시켜 히트펌프 시스템의 효율을 증가시켰으며 보다 낮은 부하량에서 연속운전을 통한 내구 수명율 저하를 방지시킴
- 해수열 히트펌프의 실시간 모니터링 및 자체 고장진단을 통한 이상상태 발생 전 사용자에게 알림이 가도록 구성하여 시스템 정지로 인한 사용자 설비에 손실을 억제할 수 있도록 구현
- 해수열 히트펌프의 ABSS 기능 적용으로 히트펌프의 실시간 고장진단을 통한 시스템 보호와 동시에 히트펌프 시스템의 높은 효용성과 효율을 확보할 수 있음
- 기존에 구축된 히트펌프 시스템 또는 냉각기에 적용 가능한 범용 프로그램으로써 HVAC 시장에서 요구되는 통합시스템 최적설계기술과 일치를 통한 고부가가치 제품의 요구에 부응할 수 있음
▹ 사회·경제적 측면
- 해수열 히트펌프는 국가사업인 친환경에너지보급사업으로 매년 300억원 이상의 시장이 형성되어 있으며, 해당 시장은 본 기술개발사업의 주요 타겟인 육상앙식장으로 대부분의 육상양식장은 주관기관인 에스엠코리아(주)가 위치한 전라남도에 소재함으로써 지속적인 영업 및 판로확보를 통한 매출 증대가 실현될 것으로 예상됨
- 매출 증대로 인한 사업망 확충을 위한 전담부서인력의 확충이 필수적으로 요구되어 고용창출 효과가 발생할 것으로 기대됨
- 또한 ABSS 기능을 히트펌프 시스템에 접목함으로써 본 과제의 주요 타겟인 육상양식장 외에도 각종 산업용 히트펌프 시스템에 적용, 스마트 그리드 및 스마트 시티 등 관련 미래기술과 연계를 통한 냉난방 공조시스템 시장을 선도할 수 있을 것으로 기대됨

(출처 : 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 보고서 요약 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1) 기술개발 제품 및 최종산출물 ... 8
• 2) 개발기술의 중요성 및 타당성 ... 10
• 3) 국내 · 외 관련 기술의 현황 ... 13
• 4) 기술개발 시 예상되는 기술적 · 경제적 파급 효과 ... 15
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 18
• 1) 목표 ... 18
• (1) 종합목표 ... 18
• (2) 기술개발 목표 ... 18
• (3) 경제적 성과목표(사업기간내) ... 19
• 2) 개발 내용 및 개발 범위 ... 20
• (1) 개발 내용 ... 20
• (2) 수행기관별 개발목표 및 추진내용 ... 20
• (3) 기술개발 범위 및 목표 ... 21
• 3) 기술개발 수행과정 및 수행내용 ... 21
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 53
• 1) 연구수행 결과 ... 53
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 53
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 54
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 54
• (4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 58
• 2) 목표 달성 수준 ... 59
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 60
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 60
• 2) 자체 보완활동 ... 63
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 64
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 65
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 67
• 별첨 자료 ... 73
• 끝페이지 ... 102