거대 히트펌프 수요 '폭발'

올림픽 규모의 수영장에는 250만 리터의 물이 있습니다.

어떤 이유로든 이를 쾌적한 20C에서 끓는점으로 만들고 싶다면 독일 회사인 MAN Energy Solutions(MAN ES)가 이를 수행할 수 있는 열 펌프를 보유하고 있습니다. 그리고 Kenneth Branagh의 Hamlet 영화 버전보다 시간이 덜 걸릴 것입니다.

MAN ES에서 사업 개발 부문에 근무하는 Raymond Decorvet는 "이 작업을 4시간 이내에 완료할 수 있습니다"라고 설명합니다. "아니면 약 11시간 안에 모든 것을 동결시킬 수도 있습니다."

그들의 장치는 세계에서 가장 큰 열 펌프 장치 중 하나입니다. 히트 펌프는 부드럽게 데워진 냉매를 압축하여 이러한 유체의 온도를 높이는 방식으로 작동합니다. 그 열은 집이나 산업 기계로 전달될 수 있습니다.

열 펌프가 작동하려면 전기가 필요하지만 소비하는 전력 1킬로와트시당 약 3~4킬로와트시 열을 생산할 수 있습니다.

열 펌프는 일부 주택 소유자에게 점점 인기가 높아지고 있지만 가정용 장치는 상대적으로 작고 출력이 수 킬로와트 정도인 경향이 있습니다. MAN ES의 가장 큰 상업용 열 펌프는 총 난방 용량이 48메가와트(MW)로 수천 배 더 강력합니다.

최대 150C의 온도를 생산할 수 있으며 한 채가 아닌 수천 채의 집에 난방을 공급할 수 있습니다. 이 회사는 최근 덴마크의 항구 도시 에스비에르(Esbjerg)에 이러한 기계 두 대를 설치했습니다.

이 설치에서는 히트펌프의 CO2 냉매가 바닷물에서 소량의 열을 흡수합니다. 압축기는 CO2의 온도를 높이고 시스템은 이 열을 전달하여 27,000 가구에 서비스를 제공하는 지역 난방 시스템에 최대 90C의 물을 공급할 수 있습니다.

"지역 난방에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다"라고 Decorvet 씨는 말합니다. 화석 연료에서 벗어나야 하는 긴급 상황으로 인해 특히 유럽에서는 도시 전체에 전력을 공급할 수 있는 더 크고 강력한 열 펌프 시스템에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 그러나 누가 가장 큰 메가와트를 가지고 있습니까?

비교적 간단한 질문처럼 보일 수도 있지만 실제로는 명확하게 대답하기가 매우 까다롭습니다. 특히 열 펌프가 항상 최대 용량으로 작동하는 경향이 없기 때문입니다. 예를 들어 Esbjerg에서 MAN ES의 열 펌프는 잠재적 출력의 약 절반으로 작동합니다.

그리고 세계 최대의 열 펌프 시스템을 비교하는 것은 어려운데, 그 이유는 종종 여러 개의 작은 열 펌프가 서로 연결되어 구성되기 때문입니다. 종종 세계 최대 규모의 히트펌프 설치라고 불리는 스웨덴 스톡홀름의 지역난방 시스템을 예로 들어보겠습니다.

이는 아마도 사실일 것입니다. 최대 용량은 215MW입니다. 그러나 총 용량은 열 펌프 7개, 40MW 2개, 27MW 장치 5개를 합한 것이라고 에너지 공급업체 Stockholm Exergi의 대변인은 설명합니다.

스웨덴의 다른 지역인 예테보리에는 4개 장치로 구성된 160MW 열펌프 시스템이 있습니다. 그 중 2개는 실제로 스톡홀름의 것보다 더 크며 각각 50MW의 용량을 갖습니다.

이 장치는 1986년부터 작동해 왔으며 아마도 현재 사용 중인 가장 강력한 개별 열 펌프라는 타이틀을 보유하고 있을 것입니다. 하지만 MAN ES가 만든 것과 같은 최신 장치와 분명히 경쟁할 수는 있습니다.

작년에 독일 화학회사인 BASF와 MAN ES는 세계 최대 규모인 120MW 히트펌프를 건설하겠다는 의사를 발표했습니다.

이는 Ludwigshafen의 한 현장에서 산업용으로 열을 공급했을 것입니다. 그러나 그렇지 않았습니다. 대변인은 BBC에 "BASF는 이 프로젝트를 진행하지 않기로 결정했다"고 말했다. 대신 회사는 경제적으로 더 매력적일 수 있는 다른 잠재적인 열원을 탐색하고 있습니다.

Star Refrigeration의 그룹 지속 가능 개발 이사인 Dave Pearson은 크기가 반드시 전부는 아니라고 말합니다. 효율성은 중요하며 그는 회사에서 선택한 냉매인 암모니아가 열 펌프를 특히 효율적으로 만드는 데 도움이 된다고 주장합니다.

오스트리아 공과대학(Austrian Institute of Technology)의 Veronika Wilk와 동료들은 예를 들어 제약, 식품 또는 제지 공장에 열을 공급하기 위해 산업용 응용 분야에 열 펌프를 사용하는 방법을 연구했습니다.