지열 시스템

한 줄 정의

지열 시스템은 지중의 온도가 연중 거의 일정한 성질을 이용하는 설비다.

히트펌프로 냉난방과 급탕을 하며, 지열은 재생에너지의 한 종류다.

그래서 답안 첫 줄에는 이 정의를 그대로 쓰는 것이 좋다.

땅속의 온도 원리

땅속은 여름과 겨울의 기온 변화를 덜 받아 연중 온도가 거의 일정하다.

지표 가까운 곳은 태양열의 영향을 받지만, 깊어질수록 온도가 일정해진다.

외기 변화의 영향이 거의 없는 이 깊이의 땅을 항온층이라 부른다.

지열의 원천은 지구 내부 마그마열과 태양 복사열 두 가지다.

지열 히트펌프의 구성

지열 히트펌프는 지중 열교환기와 히트펌프 사이클로 구성된다.

순환유체가 지중과 열을 주고받고, 냉매가 그 열을 실내 측으로 옮긴다.

지중 온도가 안정해 응축·증발 온도가 외기 대비 안정되고, COP가 높게 유지된다.

밀폐형과 개방형 비교

지중 열교환기 형식에 따라 밀폐형과 개방형으로 나뉜다.

밀폐형은 부동액이 지중 열교환기 안을 순환해 지하수와 직접 닿지 않는다.

개방형은 지하수를 직접 끌어 써서 효율이 높지만, 오염 물질에 취약하다.

시험에서는 두 기준을 섞지 않고 구분해 쓰는 것이 중요하다.

헷갈리기 쉬운 실수

시험에서 자주 틀리는 실수는 세 가지다.

첫째, 지열을 고온 열원으로 보는 실수다. 히트펌프는 저온 지열을 쓴다.

둘째, 개방형과 밀폐형의 열원 매체를 바꿔 쓰는 실수다. 개방형은 지하수를 직접 쓴다.

셋째, 장단점을 한쪽으로만 쓰는 실수다. 개방형은 효율이 높지만 수명이 줄어들 수 있다.

정리

정리하면 지열 히트펌프는 300m 이내 저엔탈피 지열을 열원으로 쓴다.

열원은 지중·지하수·지표수이고, 열교환기는 밀폐형과 개방형으로 나뉜다.

앞에서 낸 문제의 정답은 저온이다. 고온 지열 없이도 작동하는 이유다.

답안에는 정의, 구성, 밀폐형과 개방형 비교, 하이브리드 방식을 함께 쓴다.