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An Evaluation of Heating Performance of the Heat Pump System Using Wasted Heat from Thermal Effluent for Greenhouse Facilities in Jeju

발전소 온배수 폐열을 이용한 제주 시설온실 냉난방용 열펌프 시스템의 난방성능 평가

  • Moon, Sungbu (Department of Mechanical Engineering, Jeju National University) ;
  • Hyun, Myung-Taek (Department of Mechanical Engineering, Jeju National University) ;
  • Heo, Jaehyeok (New and Renewable Energy Institute, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Lee, Dong-Won (New and Renewable Energy Institute, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Lee, Yeon-Gun (Department of Nuclear and Energy Engineering, Jeju National University)
  • 문성부 (제주대학교 기계공학과) ;
  • 현명택 (제주대학교 기계공학과) ;
  • 허재혁 (한국에너지기술연구원 신재생에너지연구소) ;
  • 이동원 (한국에너지기술연구원 신재생에너지연구소) ;
  • 이연건 (제주대학교 에너지공학과)
  • Received : 2019.02.14
  • Accepted : 2019.03.12
  • Published : 2019.03.29

Abstract

A heat pump system using wasted heat from thermal effluent to supply the heating energy can reduce energy consumption and emissions of greenhouse gases by greenhouse facilities nearby. The Jeju National University consortium constructed a heat pump system using the thermal effluent from the Jeju thermal power plant of KOMIPO to provide with cool or hot water to greenhouse facilities located 3 km from the power station. In this paper, the system configuration of the heat pump system was summarized, and the results of operations for demonstration of a heating performance carried out during the winter season in 2018 were investigated. The preoperational tests proved that the water temperature drop through the pipeline transporting extracted heat was less than $2^{\circ}C$. The COP (coefficient of performance) of the heat pump was higher than 4.0, and hot water with the maximum temperature of $50^{\circ}C$ could be supplied to greenhouse facilities by utilizing wasted heat from thermal effluent.

발전소 온배수의 폐열을 회수하여 인근 농가에 난방 에너지를 공급하는 열펌프 시스템은 기존 난방방식 대비 에너지 사용량을 획기적으로 절감하고 온실가스의 배출을 줄이는 데에 기여할 수 있다. 제주대학교 컨소시움은 한국중부발전 제주화력본부에서 약 3 km의 원거리에 위치하고 있는 시설온실로 냉온수를 공급하기 위한 열펌프 시스템을 구축하였다. 본 논문에서는 열펌프 시스템의 구성과 더불어, 2018년 동절기에 수행된 난방성능 평가 실증운전 결과를 기술하였다. 열펌프 가동운전 시 대부분의 공급열 수송배관 내 담수의 온도강하는 $2^{\circ}C$ 이하로 유지됨을 확인하였다. 난방운전 시 열펌프의 성능계수는 4.0 보다 크며, 온배수를 열원으로 활용하여 최대 $50^{\circ}C$의 온수를 농가로 지속적으로 공급할 수 있음을 입증하였다.

Keywords

References

  1. 박미란 외, 2015, 화력발전소 폐온수의 농촌지역 종합적 활용방안 모색, 한국농어촌공사 농어촌연구원, pp. 37-38
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  4. 이연건, 허재혁, 이동원, 현명택, 2018, 제주 시설 온실 냉난방을 위한 발전소 온배수 활용 열펌프 시스템 구축 및 냉방성능 평가, 에너지공학, 제 27권, 제 4호, pp. 70-79 https://doi.org/10.5855/energy.2018.27.4.070
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  6. 국립해양조사원, http://www.khoa.go.kr/koofs/kor/oldobservation/obs_past_search.do
  7. 기상청, 2018, 기상연보