[환경공학] 하수처리장 미활용 에너지 이용을 통한 에너지 절감 방안
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- 목차
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목 차
1. 서론
1.1 연구의 배경
1.2 연구의 목적
1.3 연구의 범위 및 방법
2. 본론
2.1 하수처리시설의 기본적 원리 소개
2.1.1 개략적인 하수처리시설의 가동원리
2.1.2 미활용 에너지의 정의
2.2 외국의 시행사례 현황 및 분석
2.2.1 하수열을 이용한 지역 냉난방 – 일본
2.2.2 소화가스를 이용한 발전 –일본, 미국 ,유럽
2.2.3 현재 국내 시설 현황 및 분석
2.3 국내의 한계점 및 개선방안
2.3.1 히트펌프의 기술개발 지원 필요
2.3.2 법규 및 제도의 문제점 개선
2.3.3 경제적 지원 필요
2.4 대안
3. 결론
4. 참고문헌
부록. 질문모음
- 본문내용
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2.2 외국의 시행사례 현황 및 분석
2.2.1 하수열을 이용한 지역 냉난방 – 일본
A. 하수열을 이용한 지역 냉난방의 일반적인 원리
하수 또는 하수 처리수를 냉난방, 급탕용 열원으로 사용하기 위해서는 기본적으로 열변환 설비인 히트펌프를 사용해야 한다. 열은 열역학법칙에 따라 고온에서 저온으로 흐르며, 그 자신만으로는 온도가 낮은 곳에서 온도가 높은 곳으로 이동이 불가능하므로 열의 이동에는 반드시 일(WORK)이 소요되는데, 물 펌프가 물을 낮은 위치에서 높은 위치로 퍼올리는 기계라는 의미와 마찬가지로, 히트펌프란 열을 온도가 낮은 곳에서 온도가 높은 곳으로 이동시킬 수 있는 장치를 의미한다. 물 펌프는 동력(전력)을 필요로 하는 것과 마찬가지로 히트펌프도 동력(전력)을 필요로 하며, 물 펌프가 물을 퍼올릴 때 높이가 높을수록 더 많은 동력을 필요로 하는 것과 같이 열 펌프도 온도차가 클수록 큰 동력을 필요로 한다. 즉 열 펌프는 저온의 열원에서 열을 흡수하여 고온의 수열체(공기 또는 물)에 반송하는 기계장치로서 압축기 구동에 필요한 입력 에너지보다 더 많은 에너지를 열에너지의 형태로 공급할 수 있는 에너지 절약적인 열 공급장치이다. 이러한 열 펌프는 사이클의 구성과 작동방법이 냉동기와 같으며 단지 저온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 냉동기, 고온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 히트 펌프가 되는 것이 상이할 뿐이다. 히트펌프의 종류는 크게 압축식과 흡수식으로 나눌 수 있다.
압축식 히트펌프는 에어컨이라 불리는 냉방장치의 역 사이클, 즉 냉방 전용의 에어컨은 실내에 설치된 실내기의 열 교환기에서 열을 흡수하여 실외에 설치된 실외기의 열 교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리이며, 히트펌프는 반대로 실외기의 열 교환기에서 열을 흡수하여 실내에 설치된 실내기의 열 교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리인데, 압축식 열 펌프 사이클의 기본적인 구성요소는 [그림2-2]과 같이 저온부 열 교환기인 증발기, 압축기, 고온부 열 교환기인 응축기, 팽창변의 4개 요소로 구분되며 작동유체인 냉매가 압축->응축->팽창->증발의 사이클 조작을 반복하는 것으로, 냉수 또는 냉풍과 온수 또는 온풍을 제조하는 장치이다. 즉, 열을 회수하는 증발기에 하수를 통과시킴으로써 증발기에서 작동 매체가 증발에 필요한 열을 하수로부터 공급받고 응축기에서 응축할 때 발생하는 열로 온수를 가열하게 된다.
흡수식 히트펌프는 흡수냉동기의 원리와 마찬가지로 리튬부로마이드(LiBr) 수용액이 진공 중에서 [그림2-3]와 같이 흡수->재생->응축->팽창->증발의 사이클 조작을 반복하는 것으로서, 저온열 원수(10~45℃)로부터
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