지하공에서 나오는 지하공기를 열원으로 이용하는 히트펌프 냉난방 시스템이 개발돼 현재 제주특별자치도농업기술원 시험용 온실에서 냉난방 성능시험을 실시하는 것으로 나타났다.


30일 제주특별자치도 농업기술원은 제주지역에는 이미 2005년부터 지하공기를 농업시설에 직접 송풍하여 겨울철에 보온, 여름철에 냉방에 활용하는 시스템을 개발하여 2009년 현재 400여 개소에 보급돼 있지만 제주는 지역특성상 지하 암반층이 형성돼 있기 때문에 지열히트펌프의 설치가 곤란, 지열히트펌프 보급사업 초기인 2009년에는 지열보급사업 지역에 포함되지 못한 것이 사실이라고 지적했다.

이유는 지열 난방 시설을 위하여 제주 밭토양 특성상 자갈이 많아 공사비가 많이 소요되기 때문이라는 것.

이러한 시공상의 어려움을 해소하고 이미 400여개소에 보급되어있는 지하공에서 나오는 지하공기를 활용하고자, 농촌진흥청(청장 김재수)과 제주특별자치도농업기술원(원장 고성준)이 공동으로 지하공기를 열원으로 이용하는 히트펌프 냉난방 시스템을 개발, 현재 제주특별자치도농업기술원 시험용 온실에서 냉난방 성능시험을 수행 중에 있다는 설명이다.

이 지하공기 열원 히트펌프 냉난방 기술은 연중 15~19℃의 지하공기를 물과 직접 접촉시켜 지하공기가 가지고 있는 열로 물을 데운 후 히트펌프의 열원으로 이용하여 농업시설을 난방하는 시스템이다.

공기/물 열교환기, 히트펌프, 축열탱크 및 팬코일유니트로 구성된 이 지하공기 열원 히트펌프의 작동원리는 터보팬에 의해 흡입된 지하공기가 공기/물 열교환기에서 공기가 가지고 있는 따뜻한 열을 물에 전달하게 되고, 따뜻해진 이 물은 다시 히트펌프의 차가운 냉매측 열교환기를 지나면서 히트펌프에 열을 주게 된다는 것.

차가운 냉매측 열교환기로부터 열을 얻은 히트펌프는 축열탱크와 뜨거운 냉매 측 열교환기 사이를 흐르는 물을 가열하게 되며, 축열탱크에는 45∼50℃의 따뜻한 물이 저장돼 이 물을 온실로 순환시키면서 팬코일유니트를 이용하여 온풍의 형태로 온실을 난방하는 원리이다.

히트펌프는 한 대의 장치로 냉방과 난방 모두가 가능하고, 1kW의 전기를 이용하여 3~4배 정도의 열을 발생시키기 때문에 농가의 난방비 절감은 물론 지하공기에 함유된 이산화탄소를 식물이 편리하게 이용하도록 하는 시스템이 설계되어 있다는 설명이다.

또한 지하공기를 직접 농업시설에 송풍하지 않기 때문에 온실의 과습을 방지할 수 있으며, 지열교환기가 지하에 매설되는 수직, 수평형 지열히트펌프와는 달리 모든 장치가 지상에 설치되기 때문에 설치가 쉬울 뿐만 아니라 고장시에 수리 또한 간편하다고 한다.


이 지하공기 열원 히트펌프는 올해 농식품부 에너지이용 효율화 사업의 지열난방 보급사업에 지하공기를 이용하는 방식이 채택돼 설치비용의 80%를 지원받을 수 있으며, 12개 농가가 신청, 선정돼 난방비 걱정에 시름하던 제주지역 농가에게는 희소식이 아닐 수 없다고 밝혔다.

농업기술원 관계자는 “현재는 공기/물 열교환기의 효율향상 및 소형화에 연구를 집중하고 있으며, 웹 기반 실시간 모니터링 시스템을 갖추어 보급기반이 조성되면 제주도만의 지질학적 특성을 살린 신재생에너지 이용 냉난방 시스템으로 보급이 크게 확대될 것으로 기대된다”고 밝혔다.