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[에너지 지식백과] 에너지효율편 ⑦ 히트펌프

[에너지 지식백과] 에너지효율편 ⑦ 히트펌프

히트펌프
[heat pump]

[한줄 정리] 버려진 열에너지를 흡수해 냉·난방에 활용하기 위한 기기

땅과 물 속, 대기 등 세상의 많은 장소에는 사용하지 않는 열에너지가 존재한다. 이러한 열에너지를 모아 활용하기 위한 기기가 히트펌프다.

히트펌프는 냉난방에 사용되는데, 지열 냉난방이 대표적인 사례다. 땅 속의 온도는 대기에 비해 변화가 적기에, 여름에는 상대적으로 시원하고 겨울에는 상대적으로 따뜻하다. 이러한 온도 차이를 활용하면 냉․난방에 들어가는 에너지를 획기적으로 줄일 수 있다.

[그림1] 히트펌프는 땅, 물 등 다양한 곳의 열에너지를 모아 활용하는 기기다. 사진은 수평형
지중열교환기를 적용한 지열 히트펌프 시스템의 냉방 사이클.
출처: 한국건설기술연구원: 전열 성능 분석을 통한 수평형 지중열교환기 설계 데이터 및 시공기법 구축

스위스, 독일, 프랑스 등 여러 유럽 국가들이 히트펌프를 적극적으로 도입하고 있다. 특히 독일에서는 2021년 히트펌프 판매량이 전년 대비 28%나 증가했다. 독일 연방통계청에 따르면, 2021년 완공된 신축 건물의 절반 이상(50.6%)이 히트펌프로 난방을 해결하고 있다.

국내에서는 제2롯데월드의 수열에너지 활용이 대표적이다. 땅속과 마찬가지로 물 역시 대기보다 온도 변화가 적어서 히트펌프로 활용할 수 있다. 제2롯데월드에서는 한강물을 이용하여 전체 냉난방 수요의 10% 가량을 친환경적으로 충당한다. 환경부는 수열에너지 활용을 새로운 녹색산업으로 육성하겠다는 방침이다.

최근에는 히트펌프가 전기차 난방을 해결할 구세주로 주목받는다. 엔진에서 다량의 열에너지를 발생시키는 내연기관차에 비해, 전력에너지를 난방에 그대로 사용하는 전기차는 겨울만 되면 주행거리가 짧아진다는 문제가 있다. 이에 전장 부품에서 발생하는 폐열을 모아 실내 난방에 활용하는 히트펌프가 주목받는 것이다. 현대 아이오닉 시리즈, 기아 EV6 등 많은 국내 모델에 히트펌프가 적용돼 있다.