땅속의 온도는 사계절 내내 거의 변하지 않는다. 겨울에는 땅 위보다 따뜻하고 여름에는 땅 위보다 시원하다. 이러한 점을 이용해 여름에는 땅속으로부터 시원한 온도를 가져와 시원하게 해주고 겨울에는 따뜻한 온도를 가져와 따뜻하게 하는 것을 지열에너지라고 한다.

지열이란, 지표면의 얕은 곳에서부터 수 Km 깊이에 뜨거운 물과 돌을 포함하고 있는 땅의 에너지를 말하며, 이를 냉·난방 시스템으로 이용하여 여름철에는 실내의 높은 온도를 지중으로 겨울철에는 지중으로부터 열을 흡수하여 난방을 수행할 수 있다.

지열 시스템의 원리에는 6가지가 있는데 먼저 첫 번째, 지중 열 교환이다. 땅속에 100M 이상을 천공하고 고밀도 폴리에칠렌 파이프를 삽입하여 파이프 내부에 유체를 삽입한다. 그리고 펌프에 의해 순환시켜 땅속의 열과 열 교환을 합니다. 이때 PE Pipe는 누설이나 부식 등의 문제가 없이 60년 이상의 수명을 보장해야 한다.

두 번째, 지중 열교환기 작동유체 순환펌프이다. 지열원 열펌프 설비 중 지중 열교환기 작동유체(물 또는 부동액)를 순환시키기 위한 순환펌프이다.

세 번째, 열펌프 유닛은 지중의 열을 실내로 흡수하거나 실내의 열을 지하로 방출하여 실내의 냉·난방온도를 일정하게 유지하는 지열시스템의 핵심장치이다. 장치의 구성은 팽창밸브, 열교환기, 압축기, 4방 밸브 등으로 구성되어 있다.

네 번째, 지열 컨트롤 판넬은 지열시스템의 전체적인 운전 및 이상을 판단하고 처리하는 기능과 지열시스템의 실제 동작을 제어하는 기능을 한다.

다섯 번째, 냉·온수 순환펌프는 기계실 내에 설치되어 히트 펌프에서 냉·온수를 저장탱크로(냉·온수탱크) 운반한다.

여섯 번째, 냉·온수 탱크는 지열히트 펌프에서 발생한 냉·온수를 저장하는 것으로 저장된 물은 펌프에 의해 실내 기기로 순환되어 여름에는 냉방을 하고, 겨울에는 난방을 하게 된다.

지열에너지기술은 지열에너지의 물, 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 이용하여 냉·난방에 활용하는 기술이다. 태양열의 약 47%가 지표면을 통해 지하에 저장되며, 이렇게 태양열을 흡수한 땅속의 온도는 지형에 따라 다르지만 지표면 가까운 땅속의 온도는 개략 10℃∼20℃ 정도 유지해 열펌프를 이용하는 냉난방 시스템에 이용한다.

[전북권 3기 기자단 김희진 기자]