GHP 성능 진단 평가 논문자료

 

GHP 성능 진단 평가
Performance examination appraisal of 
gas driven engine heat pump(GHP)

GHP 시스템은 국가 가스를 열원으로 활용합니다. 이는 여름철 전력 피크 수요를 줄이고, 엔진에서 발생하는 폐열을 회수하여 겨울철에는 일정한 성능을 유지합니다. GHP의 초기 투자 비용은 EHP보다 높지만, GHP의 전체 운영 비용은 EHP보다 저렴합니다. 본 연구에서는 사용자 설문 조사(사용자 200명) 결과를 바탕으로 불만 사항을 정리하고, GHP 설치 장소 10곳에 대한 현장 시험을 실시하였습니다. 측정된 COP는 주로 부분 부하 운전으로 인해 제조업체가 정격 COP보다 훨씬 낮게 추정되었습니다.

[연구 주제]

1. 문제 정의

본 논문에서는 국내 GHP 설치장소를 대상으로 현장진단을 통해 GHP의 가스 사용 실태 및 성능을 측정하고, 설문 조사를 통한 만족도와 불만사항을 조사하여 GHP 보급 및 운전의 효율을 상승시키고, 이를 위한 정책적 지원방안 및 향후 GHP의 기술개발 방향을 제시하고자 한다.

따라서 본 연구에서는 압축기와 엔진의 회전수 비로 압축기의 회전수를 계산하고 이를 토대로 압축기의 냉매 토출량을 계산하여 이를 측정한 데이터에 대입하여 계산하였다.

본 연구에서는 GHP 설치업체 설문조사와 현장 진단를 통해 GHP의 운영 실태를 조사하였다.

[연구 방법]

1. 제안 방법

GHP 시스템에서는 도시가스를 사용하여 엔진을 구동하므로 입력에너지는 LNG연료의 유량을 측정하고 가tm공급 압력과 온도를 보정하여 표준(normal)상태의 질량으로 환산하여 연료의 저위 발열량을 적용하여 입력에너지를 산출한다.

GHP 시스템의 난방 운전시 천정 카세트에서 나오는 온풍이 바닥으로 도달하지 못하고 실내 상부에만 체류하여 실내공기의 상하 온도차가 심하다는 응답이 주를 이루었다.

본 연구에서는 10개소의 GHP 설치 업체를 지역 및 업종별로 선정하여 기기의 현장 운전시의 실측 가스 소비량과 압축기, 증발기, 응축기의 입출구 온도를 측정하여 합리적인 GHP운전 및 관리 방안을 제시하였다.

현장에 설치되어 있는 GHP중 압축기에 관한 유량비율 데이터가 산요만 있는 관계로 산요 GHP를 사용 중인 국립춘천교육대학교와 서울상문고등학교를 대상으로 COP를 측정 계산하였다.

[연구 결과]

1. 성능/효과

GHP 설치후 운전비용의 설문조사에서 20%의 업체가 에너지 절감 효과에 대해서 에너지 비용이 증가했다는 응답을 하였다.

그리고 실외기의 근접설치로 상호간의 배기가스 영향으로 열교환기 성능이 저하되어 성능이 떨어지는 것으로 진단되었다.

불만사항은 높은 유지보수비용, 매뉴얼 부족, 조작패널이 외국어이고 매뉴얼이 복잡하다는 점이 지적되었다.

이러한 COP의 증감을 살펴 볼 때 GHP 실외기에 맞는 정확한 난방용량을 계산하여 GHP 실외기 1대당 난방부 하를 늘리고, 난방부하가 작을 때에는 공회전 부하부분 만큼 발전기를 설치하여 건물 내부의 전력에 병용하여 사용한다면 COP가 크게 증가 할 것으로 예측된다.

측정결과 평균 COP는 국립춘천교육대학교가 0.81, 서울상문고교가 0.57로 측정되었다.

2. 후속 연구

GHP 보급 확대를 위한 각종 방안들이 더욱 효율적으로 시행되도록 하기 위해서는 가스 냉방보급촉진 정책들이 보다 활발하게 추진되어야 할 것이다.

▼출처 및 바로가기 : 
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=NPAP08309125

[논문]GHP 성능 진단 평가