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지열히트펌프란 무엇일까?
2026-05-12 오후 5:51:44
노후건축물의 성능을 개선하여 온실가스 배출량을 낮추고, 실내환경을 효과적으로 개선하는 사업인 그린리모델링! 그린리모델링에는 다양한 기술요소가 사용되고 있는데요. 오늘은 그 중의 하나인 지열히트펌프에 대해 설명드리고자 합니다.
지열 히트펌프는 지열 에너지를 사용하는 히트펌프를 뜻하는데요. 따라서 지열 에너지의 개념과 히트펌프의 개념을 각각 알아본 뒤,
지열 히트펌프의 특징 및 유형에 대해 말씀드리도록 하겠습니다!
우선 지열 에너지란 땅속의 토양, 지하수, 지표수 등의 열원으로부터 얻는 에너지를 뜻합니다. 지하 열원은 대기보다 온도변화가 적으므로 연중 일정한 온도를 유지하는데요. 이를 활용하면 여름철에는 상대적으로 낮은 온도인 땅속으로 열을 방출함으로써 냉방효과를 거둘 수 있고, 겨울철에는 땅속 온도가 상대적으로 높으므로 열을 흡수하여 난방 효과를 거둘 수 있습니다.
다음으로 히트펌프에 대해 알아보겠습니다. 히트펌프는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 열을 전달받거나 전달하는 냉난방 장치입니다. 대기, 각종 폐열 등 대용량의 저온 열원에서 열을 얻어 소량의 고온을 취하는 경우와 소량의 저온을 취하기 위해 대기, 하천수 등 대용량의 고온 장소에 열을 발산하는 경우가 있습니다. 이 두 경우 모두 열을 내기 때문에 히트펌프라고 칭합니다.
히트펌프는 지열, 수열, 태양열, 폐열 등의 다양한 열원을 활용할 수 있는데요. 그중에서도 특히 팔당댐의 한강 물을 이용하여 수열 발전을 하는 제2롯데월드가 대표적인 예시입니다.
히트펌프의 원리에 대해 알아보겠습니다. 히트펌프는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 구성되며, 냉매로는 프레온가스와 암모니아 가스 등이 사용됩니다. 난방의 경우 압축기에서 냉매가 압축되고, 응축기에서 기체가 액체로 상 변화됨에 따라 주변으로 방출되는 열을 이용합니다. 냉방의 경우 팽창밸브에서 압력을 낮추면, 증발기에서 액체가 기체로 상 변화됨에 따라 주변의 열을 흡수하게 되는데 이 현상을 이용합니다.
지열 히트펌프는 앞서 살펴본 지열 에너지를 에너지원으로 사용하는 히트펌프를 뜻합니다. 지열 히트펌프의 특징으로는 냉·난방 및 온수·급탕이 가능하며, 소음이 적고 내구성이 좋다는 점이 있습니다. 또한, 유지관리의 필요성이 상대적으로 적으며, 외기온도가 성능을 좌우하지 않습니다. 따라서 효율이 높아 에너지 절약에 효과적이나, 초기비용이 다소 비싸다는 단점이 있습니다.
지열 히트펌프는 지열 추출 및 방열방식에 따라 크게 3가지로 나눌 수 있습니다.
개방형 지열 펌프는 지하수를 위시한 땅속 열을 사용하는 지열 펌프입니다. 지하수 또는 지표수와 직접적인 열교환이 이루어지므로 효율이 높지만, 토양과 지하수에 환경오염을 일으킬 수 있다는 단점이 있습니다. 따라서 까다로운 설치요건이 요구됩니다.
밀폐형 지열 펌프는 땅속에 매설된 폐순환 회로의 순환수가 가열 또는 냉각될 때의 열에너지를 이용한 지열 펌프입니다. 부하의 수요에 맞게 다양한 시공이 가능하지만, 개방형보다 경제성이 낮습니다.
복합형 시스템은 기존 냉난방과 지열 펌프를 혼합하여 사용하는 것으로, 대규모의 빌딩 증축 및 개·보수 시에 적용되기 쉽습니다. 따라서 그린리모델링에서도 빈번하게 적용되는 기술요소입니다.
이상으로 그린리모델링의 주요 기술요소 중 하나인 지열 히트펌프에 대해 알아보았습니다. 지열 에너지를 사용함으로써 효과적으로 에너지 저감에 도달할 수 있다는 사실이 놀랍습니다. 앞으로도 지열 히트펌프의 사용이 확대되기를 바라며 기사를 마칩니다.
-경북권, 임소희 학생 기자-
<참고 사이트 링크>
https://terms.naver.com/entry.naver?cid=70129&docId=6654507&categoryId=70129
https://terms.naver.com/entry.naver?cid=61234&docId=5960727&categoryId=61234
http://www.gasnews.com/news/articleView.html?idxno=105281
<참고문헌>
지열시스템의 방식별 특성 비교 (임효재, 2006)
<개인 SNS>
인스타그램 https://www.instagram.com/p/Cxzo-Ygrvu8/?utm_source=ig_web_copy_link&igshid=MzRlODBiNWFlZA==