겨울철 난방비 부담으로 어려움을 겪고 있는 시설원예농가의 난방비를 줄일 수 있는 새로운 에너지 절감 기술이 개발됐다.

농촌진흥청(청장 이양호)은 겨울철 태양열로 데워진 온실 내부의 따뜻한 공기를 난방에 활용하는 ‘태양열 축열식 히트펌프시스템’을 개발했다고 밝혔다.

그동안 시설원예농가에서는 겨울철 낮 동안 태양열로 과열된 온실 내부의 더운 공기는 배출했다. 이번에 개발한 시스템은 버려지던 더운 공기를 히트펌프를 이용해 난방용 온수로 만들었다가 밤에 온실 난방에 이용하는 기술이다.

이 시스템은 온실 내부와 외부 공기열에서 열에너지를 모아 온수를 생산하는 히트펌프, 생산한 온수를 저장해 이용하는 축열조, 온실 내외부의 공기를 선택적으로 이용하는 공기순환장치, 난방시스템을 자동으로 조절하는 제어부 등으로 구성돼 있다.

축열할 때 기준온도를 설정하면 온실 온도를 작물 생육에 적합한 온도로 유지하면서 온실 내부의 공기와 온실 외부 공기를 순차적으로 사용해 온수를 생산한다.

바깥 공기를 열원으로 사용하는 기존의 공기열 히트펌프는 바깥 기온이 내려가면 성능이 크게 떨어졌으나 이 시스템은 낮동안 태양열로 데워진 실내공기를 주로 이용하고 부족하면 바깥 공기를 열원으로 사용함으로서 성능을 크게 향상했다.

실제 현장 실험 결과, 기존의 공기열 히트펌프보다 난방 성능이 32% 가량 향상됐으며, 지열 히트펌프와 거의 비슷한 성능을 보였으며 무엇보다 국내 대부분의 온실에서 사용하고 있는 경유온풍난방기에 비해 난방비는 약 80% 절약할 수 있고, 이산화탄소 배출량도 42% 정도 줄일 수 있다.

시스템 설치비는 현재 농가에 보급되고 있는 지열 히트펌프에 비해 약 60% 수준으로 저렴하며, 냉방도 가능해 여름철 육묘온실 등 온도관리가 중요한 시설의 냉방에도 유용하게 이용할 수 있다.

농촌진흥청은 이번에 개발한 ‘태양열 축열식 히트펌프시스템’에 대해 특허등록과 기술이전을 완료했으며, 30일 전남 곡성의 시설원예농가에서 현장평가회를 열고 기술 완성도를 높여 2015년부터 보급할 계획이다.

농촌진흥청 에너지환경공학과 권진경 연구사는 “이번에 개발한 기술은 버려지는 잉여열을 재활용하는 새로운 에너지절감기술이며, 앞으로도 시설원예에 최적화된 에너지 절감 기술과 다양한 신재생 에너지의 농업적 이용 기술을 개발해 나갈 계획이다.” 라고 말했다.