온도차발전 배출수를 이용한 해수냉난방시스템의 에너지 절약성 평가

Abstract

본 논문에서는 해양심층수 및 지열수를 이용한 온도차발전을 수행하고, 온도차발전의 적정 냉매를 선 정하기 위한 사이클 해석을 수행하였다. 또한, 이 온도차발전에서 배출되는 해양심층수와 지열수를 해 수냉난방시스템의 응축기 및 증발기 열원으로 사용할 때 기존 냉난방시스템과의 소요동력 및 성능계 수 등 에너지 절약성과 사이클 성능 등을 해석하여 비교하였다. 온도차발전사이클의 적정냉매를 선정 하기 위한 해석 결과, 주어진 냉매들에 대한 사이클 출력 및 효율에서는 R-717이 가장 높은 값을 나타 내었다. 포화온도에 대한 포화압력 비교에서 R-245fa가 가장 낮은 포화압력을 나타내었고, 증발용량 대비 냉매 순환량의 경우 자연냉매인 R-717이 가장 적은 값을 나타내었다. 자연 냉매들은 우수한 열역 학적 물성치로 HFC계 냉매에 비해 적은 작동유체 순환량에서 비슷하거나 높은 발전 출력을 내지만 고 압 설계, 가연성 대비 방폭 설계, 독성 등에 따른 문제점 해결을 위한 안전 설계 등이 필요할 것이 다. 따라서 바이너리 사이클의 유기랭킨 사이클의 적절한 작동유체 선정을 위한 혼합 냉매 등에 대한 개발도 추가적으로 필요하리라 본다.온도차발전에서 배출된 해양심층수를 해수냉난방시스템의 응축기 열원으로 사용시 기존 시스템에 비해 약 3배 이상 성능이 증가하였고, 증발기 열원으로 사용시 기존 시스템에 비해 약 20%증가하였다. 온도차발전에서 배출되는 해양심층수 및 지열수를 해수냉난방시스템 의 열원으로 이용시 기존시스템에 비해 냉방 및 난방 모두 에너지 절약성이 우수한 것으로 나타났다.