지열에너지 관련

안녕하세요!
저는 전문가는 아니지만 3월 중순 주택 착공하므로 지열에 대해 고민한 적 있습니다.
저의 집은 165m2로 설계하고 있습니다.

저의 경우 지열에 관한 타당성 검토 결과는 <고효율 주택에 있어서 지열히트펌프를 설치하는 것은 바람직하지 않다. 더구나 태양열등의 시설이 있으면  지열히트펌프는 강력 비추이다> 입니다.

제가 위치하는 광주광역시의 30년 평균 1월 일사량은 260MJ 입니다.
즉 가장 추운 1월의 매일 평균 지상 1m2 당 2.324kw의 에너지가 쏟아집니다.
제가 설치 계획하고 있는 태양열기기 업체의 집열기 6대 세트의 집열면적은 20.9m2이므로
매일 41632.5kcal(2.342kw*20.9m2=48.58kw)의 공짜 태양열을 얻을 수 있습니다.

제가 짓는 집이 3리터하우스라면 가장 추운 1월, 매일 난방에 소비하는 에너지는 40,000kcal입니다.
따라서 태양열로 난방에너지를 쓰고 남습니다.
위 일사량 계산에서 매일 획득 가능한 41632.5kcal는 수평면에 대한 일사량입니다.
태양열온수기는 남중시에는 법선을 이루므로 약 1.5배의 열을 더 흡수합니다.
집열효율과 온수 이송 중의 열손실등을 고려하면 태양열로 소요 난방에너지를 충당할 수 잇다는 계산입니다(이론적이기는 하지만...).

설령 태양열온수기등을 사용하지 않는다 하더라도 지열히트펌프는 고려해 봐야 할 것입니다.
3리터하우스 30평 주택이라면 년간 석유사용량이 40만원(300리터) 밖에 안됩니다.
40만원 절감하기 위해 2000여만원 투자하면 이자와 수리비용 등을 무시하고라도 회수기간은 50년이 되는군요.

제 계산이 맞는지….  다른 분들의 의견도 구해 보고나서 결정하십시요 안녕하세요! 저는 전문가는 아니지만 3월 중순 주택 착공하므로 지열에 대해 고민한 적 있습니다. 저의 집은 165m2로 설계하고 있습니다. 저의 경우 지열에 관한 타당성 검토 결과는 <고효율 주택에 있어서 지열히트펌프를 설치하는 것은 바람직하지 않다. 더구나 태양열등의 시설이 있으면 지열히트펌프는 강력 비추이다> 입니다. 제가 위치하는 광주광역시의 30년 평균 1월 일사량은 260MJ 입니다. 즉 가장 추운 1월의 매일 평균 지상 1m2 당 2.324kw의 에너지가 쏟아집니다. 제가 설치 계획하고 있는 태양열기기 업체의 집열기 6대 세트의 집열면적은 20.9m2이므로 매일 41632.5kcal(2.342kw*20.9m2=48.58kw)의 공짜 태양열을 얻을 수 있습니다. 제가 짓는 집이 3리터하우스라면 가장 추운 1월, 매일 난방에 소비하는 에너지는 40,000kcal입니다. 따라서 태양열로 난방에너지를 쓰고 남습니다. 위 일사량 계산에서 매일 획득 가능한 41632.5kcal는 수평면에 대한 일사량입니다. 태양열온수기는 남중시에는 법선을 이루므로 약 1.5배의 열을 더 흡수합니다. 집열효율과 온수 이송 중의 열손실등을 고려하면 태양열로 소요 난방에너지를 충당할 수 잇다는 계산입니다(이론적이기는 하지만...). 설령 태양열온수기등을 사용하지 않는다 하더라도 지열히트펌프는 고려해 봐야 할 것입니다. 3리터하우스 30평 주택이라면 년간 석유사용량이 40만원(300리터) 밖에 안됩니다. 40만원 절감하기 위해 2000여만원 투자하면 이자와 수리비용 등을 무시하고라도 회수기간은 50년이 되는군요. 제 계산이 맞는지…. 다른 분들의 의견도 구해 보고나서 결정하십시요

좋은 글 잘 봤습니다
저도 님과 같은 목표를 갖고 있습니다.
3리터에,166m2 면적, 그리고 태양열로 난방과 온수를 해결하고
아마 집열기 8set면 해결 가능하다고 계산 했고요.
난방용 축열조는 물탱크 대신 방바닥의 방통으로 대신하려고 합니다
해결  안된것은 태양열 집열기 선택입니다.
조언 바랍니다.
이만 꾸벅. 좋은 글 잘 봤습니다 저도 님과 같은 목표를 갖고 있습니다. 3리터에,166m2 면적, 그리고 태양열로 난방과 온수를 해결하고 아마 집열기 8set면 해결 가능하다고 계산 했고요. 난방용 축열조는 물탱크 대신 방바닥의 방통으로 대신하려고 합니다 해결 안된것은 태양열 집열기 선택입니다. 조언 바랍니다. 이만 꾸벅.

네.. 이미 한영기님이 좋은 답을 주셨네요.. 감사드립니다.

답변주신 것 이외의 사항만 언급하겠습니다.

지하열의 지속적 회수가 가능한지 검토가 필수, 복원력이 문제가 될 가능성이 큼
-> 지열은 말 그대로 지중의 열을 이용하는 설비입니다. 예를 들면, 비록 열교환을 하기는 하지만, 상수도의 온도가 10도라고 하면, 그 열이 들어가서 지중의 열을 뺐어서 오는 방식입니다. 들어갔다 나오면 온도가 올라가는 것이죠..
그런데, 물의 온도가 올라가면 땅 속의 온도는 내려갑니다.  열역학법칙 상 당연한 현상입니다. 그런데,, 물이 계속해서 내려가면 땅 속의 온도는 내려온 채로 올라가지 않습니다. 펌프가 잠시 쉴 때 원래의 온도에 올라가야 하는데,, 그렇지 못하는 땅이 있습니다. 그럴 경우는 내려가봐야 뺐어올 열이 없는 땅이 되어 버리는 것입니다.
그래서 지열설비는 설치 전에 그 복원력을 알 수 있는 "지중 열전도테스트"를 하도록 되어 있습니다. 그러나, 단독주택의 경우 그 확인 과정이 매우 열악하거나 생략되는 경우도 많습니다. 그 점을 언급드리는 것입니다.
만약 해당 부지의 복원력이 떨어지면 지열 천공을 하나만 하는 것이 아니라 두공 혹은 세공을 해야 할 때도 있습니다. 열의 취득을 분산시키는 것이죠.. 하지만 회사에서 받는 금액은 일정하니 되도록 한공만 설치하는 것이 업체로써는 이득이니 그런 불합리한 설치가 이루어지는 것입니다.

.지열로 냉난방 부하를 전부 대체할 수 없음(30%내외)..히트펌프를 운영하는 전기에너지 필요..정밀한 경제성 검토 필요
->  이 역시 윗글의 연장선에서 말씀드리면, 땅속의 온도는 약 18도 정도입니다. 즉, 내려간 물이 올라오는 온도가 최대 18도라는 이야기입니다. (실제적으로는 약 14도 내외입니다만,,) 우리가 사용하는 온수의 온도는 저온수난방이라 하더라도 약 45도 정도이니, 땅속에서 올라온 물의 온도를 사용가능한 온도로 올려주기 위해서는 히트펌프가 전기를 소모해야 하는 것이죠.. 즉, 효율이 매우 좋은 전기보일러라고 생각하시면 무방할 듯 합니다.
그러므로, 지열 전기 기본료+사용요금을 합치면 경제성이 만만치 않습니다. 특히 고효율 주택으로 갈 수록 한영기님께서 말씀하신 바와 같이 초기 금액을 회수하는 것이 요원할 수도 있습니다. 그래서 독일에서는 우리나라처럼 5RT 용량의 히트펌프가 아닌 아주 작은 용량의 히트펌프가 있는 것입니다.

여기서 한 가지를 더 말씀드리면, 지열은 지중으로 물을 돌리는 펌프가 필요합니다. 즉, 보일러 내부에 있는 펌프 이외에 2차측(지중) 펌프가 하나 더 필요하죠.. 대개 지열회사에서 경제성검토를 할 때는 이 2차측 펌프 전기료를 제외하고 경제성검토를 합니다. 그러나, 이 펌프의 동력이 무시못하게 큽니다. 가정용은 약 3kWh 정도이니. 10시간 돌리면 냉장고 한달 전기 소비량과 맞먹게 되죠..
그래서 이 2차측 펌프동력까지를 포함한 정밀한 경제성 검토가 필요하다고 글을 적은 것입니다.

하지만,  지열은 전기 열원하나로 난방/냉방/급탕 까지를 모두 해결할 수 있으므로 전제 조건이 충족되면 상당히 안정적으로 건물의 열원을 공급할 수 있는 큰 장점이 있습니다.
고효율 주택이 아닌 보통의 집에서는 경제성을 가질 수 있으며, 건물의 규모가 클 수록 유리해 집니다. (운전조건의 개선 등의 장점으로...)


답변이 조금 늦어 죄송하며, 미리 답변해 주신 한영기님께도 감사드립니다. 네.. 이미 한영기님이 좋은 답을 주셨네요.. 감사드립니다. 답변주신 것 이외의 사항만 언급하겠습니다. 지하열의 지속적 회수가 가능한지 검토가 필수, 복원력이 문제가 될 가능성이 큼 -> 지열은 말 그대로 지중의 열을 이용하는 설비입니다. 예를 들면, 비록 열교환을 하기는 하지만, 상수도의 온도가 10도라고 하면, 그 열이 들어가서 지중의 열을 뺐어서 오는 방식입니다. 들어갔다 나오면 온도가 올라가는 것이죠.. 그런데, 물의 온도가 올라가면 땅 속의 온도는 내려갑니다. 열역학법칙 상 당연한 현상입니다. 그런데,, 물이 계속해서 내려가면 땅 속의 온도는 내려온 채로 올라가지 않습니다. 펌프가 잠시 쉴 때 원래의 온도에 올라가야 하는데,, 그렇지 못하는 땅이 있습니다. 그럴 경우는 내려가봐야 뺐어올 열이 없는 땅이 되어 버리는 것입니다. 그래서 지열설비는 설치 전에 그 복원력을 알 수 있는 "지중 열전도테스트"를 하도록 되어 있습니다. 그러나, 단독주택의 경우 그 확인 과정이 매우 열악하거나 생략되는 경우도 많습니다. 그 점을 언급드리는 것입니다. 만약 해당 부지의 복원력이 떨어지면 지열 천공을 하나만 하는 것이 아니라 두공 혹은 세공을 해야 할 때도 있습니다. 열의 취득을 분산시키는 것이죠.. 하지만 회사에서 받는 금액은 일정하니 되도록 한공만 설치하는 것이 업체로써는 이득이니 그런 불합리한 설치가 이루어지는 것입니다. .지열로 냉난방 부하를 전부 대체할 수 없음(30%내외)..히트펌프를 운영하는 전기에너지 필요..정밀한 경제성 검토 필요 -> 이 역시 윗글의 연장선에서 말씀드리면, 땅속의 온도는 약 18도 정도입니다. 즉, 내려간 물이 올라오는 온도가 최대 18도라는 이야기입니다. (실제적으로는 약 14도 내외입니다만,,) 우리가 사용하는 온수의 온도는 저온수난방이라 하더라도 약 45도 정도이니, 땅속에서 올라온 물의 온도를 사용가능한 온도로 올려주기 위해서는 히트펌프가 전기를 소모해야 하는 것이죠.. 즉, 효율이 매우 좋은 전기보일러라고 생각하시면 무방할 듯 합니다. 그러므로, 지열 전기 기본료+사용요금을 합치면 경제성이 만만치 않습니다. 특히 고효율 주택으로 갈 수록 한영기님께서 말씀하신 바와 같이 초기 금액을 회수하는 것이 요원할 수도 있습니다. 그래서 독일에서는 우리나라처럼 5RT 용량의 히트펌프가 아닌 아주 작은 용량의 히트펌프가 있는 것입니다. 여기서 한 가지를 더 말씀드리면, 지열은 지중으로 물을 돌리는 펌프가 필요합니다. 즉, 보일러 내부에 있는 펌프 이외에 2차측(지중) 펌프가 하나 더 필요하죠.. 대개 지열회사에서 경제성검토를 할 때는 이 2차측 펌프 전기료를 제외하고 경제성검토를 합니다. 그러나, 이 펌프의 동력이 무시못하게 큽니다. 가정용은 약 3kWh 정도이니. 10시간 돌리면 냉장고 한달 전기 소비량과 맞먹게 되죠.. 그래서 이 2차측 펌프동력까지를 포함한 정밀한 경제성 검토가 필요하다고 글을 적은 것입니다. 하지만, 지열은 전기 열원하나로 난방/냉방/급탕 까지를 모두 해결할 수 있으므로 전제 조건이 충족되면 상당히 안정적으로 건물의 열원을 공급할 수 있는 큰 장점이 있습니다. 고효율 주택이 아닌 보통의 집에서는 경제성을 가질 수 있으며, 건물의 규모가 클 수록 유리해 집니다. (운전조건의 개선 등의 장점으로...) 답변이 조금 늦어 죄송하며, 미리 답변해 주신 한영기님께도 감사드립니다.

바쁘신와중에 관심을 갖고 답변을 해주셔서 감사드립니다.
그리고 한영기님께도 감사드립니다.
지열에 관해 신중히 공부를 해봐야 되겠네요.. 바쁘신와중에 관심을 갖고 답변을 해주셔서 감사드립니다. 그리고 한영기님께도 감사드립니다. 지열에 관해 신중히 공부를 해봐야 되겠네요..