전열과정서 효율적이어야…열이동 보장돼야
◆ 산업전망과 향후 기술개발 과제
최근 국제유가의 급등 등 에너지가격이 날이 갈수록 높아지고 있다.
이는 천연자원이 부족한 우리나라로서는 매우 심각한 국면에 처해 있다고 하지 않을 수 없다. 또한 최근에는 10년만의 폭서가 이어진 것처럼 전세계가 용광로와 같은 높은 외기온도에 시달리고 있다. 이러한 현상은 앞으로 심각해질 전망이다.
이에 따라 더욱 주야간, 계절간의 전기를 비롯한 에너지사용의 불균형이 심각해질 것이다.
따라서 이러한 문제를 해결하는 방안의 하나인 축열기술과 빙축열시스템이 더욱 활기를 띌 것으로 예상된다.
열발생과 열수요가 시간적으로 일치하지 않을 경우 미활용열원을 모두 저장하였다 유효하게 이용할 수 있는 축열기술이 필요하다. 특히 지하에 대용량 축열조를 건설하면 에너지사용효율성을 크게 높일 수 있다.
또한 축열기술은 열병합발전과 쓰레기 소각로에 의한 지역난방에 개발된 기술을 동일하게 적용할 수 있다. 대규모 산업공정 플랜트에서 필요로 하는 열을 확보하여야 하는 경우와 건물 지하수조의 수축열에도 활용할 수 있다.
하지만 어떠한 시스템을 채용하더라도 초기투자비가 너무 크다는 부담을 안고 있다. 이런 점에서 시스템의 활용도뿐만 아니라 성능을 높일 수 있는 시스템의 개발은 필수불가결할 것이다.
축열축냉식 냉난방 시스템이 갖추어야할 기본적인 조건은 실제 사용되는 조건을 만족해야한다는 점에서 규정된다.
중요한 사항만을 정리하면 축열축냉식 냉난방시스템의 신뢰성 및 이를 담보하는 기구의 신뢰성이 확보되어야 한다.
아무리 훌륭하고 경제적인 방식이라도 냉난방 과정에서 문제가 지속적으로 발생한다면 그런 방식은 적용할 수 없다. 그리고 신뢰성을 담보하는 기구, 또는 시스템의 안정성이 없다면 이는 곧바로 신뢰성의 부족으로 연결되므로 이런 경우는 신뢰성이 부족하다고 보아야 한다.
축열축냉식 냉난방 시스템은 비용측면에서 경쟁력을 가져야 한다.
경쟁력을 갖는다는 것은 무조건 가격이 낮아야 한다는 의미가 아니라 효용가치보다 비용이 적어야 한다는 의미이다. 대단한 첨단 기술을 적용하여 만든 제품이라도 시장은 그 제품의 효용가치보다 비싼 비용을 지불하려 하지 않는다. 많은 아이스슬러리 관련 개발 기술들이 이 장벽을 넘어서지 못하고 있다.
기술개발 초기에는 경제성이 충분할 것으로 예상하여 개발에 착수하였으나 신뢰성과 효율을 확보하기위해 많은 부대시설이 필요하다면 시스템적 차원에서 경제성이 없다고 봐야 한다.
한 사례로 과냉각수 방식을 소개한다. 이 방식은 초창기 개발 당시 냉수 칠러를 정밀한 제어를 통하여 과냉각수를 생산하는 설비로 전환하면 간단하게 환경에도 부담을 주지 않는 축열 설비로 변경이 가능할 것이라는 기대에서 대단한 기술개발로 여겨졌다.
하지만 불안정 상태를 벗어나기 위해서는 정밀한 제어뿐만이 아니라 부대시설이 추가로 필요했다. 결과적으로 경쟁력이 스크래퍼 방식보다 떨어지며 적용범위도 제한되는 경제성이 떨어지는 기술이 되고 말았다.
축열축냉식 냉난방 시스템은 전열과정에서 효율적이어야 한다. 이 효율성은 장비의 크기와 경쟁력과도 관계가 있지만 기본적으로 시스템의 존재 이유가 된다. 어떠한 방식이든 열의 이동이 이뤄져야 한다. 이 과정에서 전열효율이 떨어진다면 에너지 저장 과정에서의 손실이 커져 에너지시스템으로서 효용성이 떨어진다고 할 수 있다.