전력사용량 평준화에도 기여
◆보급효과
슬러리를 수송물질로 사용하는 냉열수송시스템은 아이스슬러리의 경우 냉수인 경우(20~30 kJ/kg) 때보다 높은 100~140kJ/kg(IPF=30%)의 열수송능력을 지니고 있다.
따라서 이 시스템은 얼음이 상변화할 때의 높은 융해잠열 뿐만 아니라 얼음이 융해되고 난 뒤의 현열도 이용할 수 있기 때문에 시스템의 냉열수송밀도를 높일 수 있다는 것이다. 이로 인해 배관경의 감소, 설비의 소형화, 설비비의 절감을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 유량이나 배관경의 감소로 인한 열손실도 줄이 수 있을 것이다.
최근 빌딩의 인텔리전트화 등에 의해 냉방부하도 증대하고 있다. 주야간의 전력수요 격차도 더욱 커지고 있다. 이 때문에 에너지절약이나 전력부하의 평준화를 달성하기 위해 각 분야에서 연구과 개발이 이뤄지고 있다. 공기조화분야에서도 고효율화된 빌딩공조시스템이나 지역냉난방시스템의 개발이 필요해지고 있다.
한편, 지역냉방은 집중적인 열관리를 통한 열효율 향상과 경비절감, 에너지절감, 유지 및 보수관리면에서의 이점 등 많은 장점을 지니고 있다. 특히 밀집된 지역에선 매우 각광을 받고 있다. 또한 현재 심각하게 거론되고 있는 환경에의 영향을 고려한다면 개별적인 냉방시스템보다 환경오염원을 집중 관리할 수 있어 환경에 대한 악역향을 최소할 할 수 있다는 장점도 지니고 있다.
이러한 지역 냉방에선 현재 냉수를 열매체로 하는 시스템이 일반적이라 할 수 있다. 최근 그 개선방법으로 작은 얼음입자를 냉수에 혼합하여 공급하는 아이스슬러리 시스템이 제기되고 있다.
이는 첨예한 냉방부하를 갖는 경우나 수송관 설치비용이 높은 경우, 저장비용이 큰 경우 등에 냉방능력을 향상시킬 수 있어 더욱 효과적이라고 할 수 있다. 또한 이러한 아이스슬러리는 냉수에 비해 공급하는 온도를 적극적으로 낮출 수 있어 실내 열교환기의 소형화에도 기여할 수 있다.
또 이를 이용한다면 기존의 빌딩공조에서 냉수를 공급할 때 실내 열교환기로의 공급온도인 7도 정도를 2~3도 정도까지 낮출 수 있다. 이는 공급과 귀환 온도차를 크게 할 수 있을 것이기 때문에 매우 효과적이라 할 수 있다.
뿐만 아니라 청과물의 저장 등과 같이 그다지 저장온도를 낮출 필요가 없는 냉장창고 등에서도, 냉매나 브라인을 실내까지 공급한 것을 야간의 저렴한 전력을 사용하여 아이스슬러리를 제조하여 두었다가 주간에 사용함으로써, 효율과 전력사용량의 평준화에도 기여할 수 있을 것이다.
이러한 기술은 매우 다양한 산업분야에서 적용할 수 있다.
사례로 냉동공조에서의 열유체 수송과 관련하여 몇가지 살펴본다.
산업자원부의 주요 에너지기술 소개(1998년) 중에 소개되어 있는 에너지변환과 축적시스템 중 여름철 냉방전력수요에 대한 축열식 냉방 대체수요(※ 표 참조)는 향후 증가추세를 예고했다