복수의 열에너지 프로슈머가 존재하는 열 네트워크에서의 양방향 열공급 실증운전 결과
Experimental Investigation of the Bi-Directional Heat Supply Operation in a Thermal Network with Multiple Heat Prosumers
- 발행
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- 소속·발행
- 한국에너지기술연구원
- 출처
- 국내 KCI
- DOI
- 10.6110/KJACR.2021.33.9.456
- 원문
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개념
키워드
열 네트워크, 열에너지 프로슈머, 양방향 열공급/열거래, 실증연구, Thermal network, Thermal energy prosumer, Bi-directional heat supply/heat trade, Experimental analysis
초록
본 연구에서는 기 구축된 진천 친환경에너지타운의 소규모 냉난방 열 네트워크를 기반으로, 3곳의 열에너지 프로슈머가 존재하는 네트워크 수정방안을 제안하고 양방향 열공급 실증운전을 수행하였다. 선행연구에서는 6동의 건물을 대상으로 하는 중앙공급방식 열 네트워크의 배관 및 밸브를 수정 보완하여, 기존 통합제어실 외에 고등학교를 열에너지 프로슈머를 설정하고 양방향 열공급 시운전을 수행한 바 있다. 본 연구에서는 자체 열원설비를 갖추고 추가 건설된 육아센터 건물을 열 네트워크에 편입하고, 이 건물 역시 열에너지 프로슈머의 역할을 수행할 수 있도록 배관 및 밸브 등을 보완하였다. 이로써 3곳의 열에너지 프로슈머가 총 7동의 건물에 열에너지를 공급할 수 있는 확장된 열 네트워크를 완성하였으며, 이를 대상으로 양방향 열공급 실증운전을 수행하였다.
 본 연구에서는 총 10가지 운영모드의 양방향 열 네트워크 설비 운전방식을 도출하고, 이를 바탕으로 실증운전을 통해 각각의 열에너지 프로슈머가 다양한 운전방식에 따라 원활한 냉난방 열공급이 가능한지 여부를 검증하였다. 양방향 열공급에 대한 실증운전은 여름철 및 겨울철, 각각 5주 및 6주간 진행되었는데, 이 중 대표 일에 대한 난방 및 냉방 운용결과로 적용 가능성을 검증하고 4주간의 운전결과 데이터를 정리하여 나타내었다. 그 결과, 하루 중 일부 시간에서는 기존 통합제어실에서 중앙공급 방식으로 태양열과 지열원 및 하수열원 히트펌프를 이용하여 네트워크 내 건물에 온열 및 냉열 공급이 이루어지고, 일부 시간에서는 또 다른 프로슈머인 고등학교 측 흡수식 히트펌프 또는 육아센터의 지열원 히트펌프 운전을 통해 생산된 열에너지를 제시된 10가지의 운영모드로 건물에 공급하는 것이 가능함을 확인하였다.
 제안한 양방향 열공급 네트워크 구축방법은 복수의 열에너지 프로슈머가 있는 열 네트워크 상에서 건물 사이 열거래를 구현하는데 활용할 수 있으며, 실증운전 결과는 경제성이나 친환경성 등을 감안하여 각 열에너지 프로슈머가 열에너지 공급량을 적절히 분담하도록 하는 최적의 양방향 열공급 운전방안을 도출하는데 기여할 수 있다.