Heat pumps integrated with greenhouses literature review/ko

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페이지 데이터

저자	니마 아스가리
특허	CC-BY-SA-4.0
언어	영어 (en)
번역	한국인
관련된	1개의 하위 페이지 , 2개의 페이지가 여기에 링크되어 있습니다.
영향	488 페이지 뷰 ( 더 보기 )
생성됨	2023년 3월 27일, 니마 아스가리
마지막 수정	2024년 8월 20일 Felipe Schenone 작성
인용하다	니마 아스가리 (2023–2024). "온실과 통합된 히트 펌프 문헌 검토" . Appropedia . 2025년 4월 29일 확인 .
API 쿼리	기본 , 의미 론적 , HTML , 파일 등

과학 연구자들은 온실 미기후의 제어 전략에 대해 수많은 연구를 수행했습니다. 구조적 특성(예: 방향, 기하학, 덮개 재료)을 최적화하고, 다양한 현대 제어 알고리즘(예: AI 기반 제어 시스템)을 적용하고, 수동 또는 능동 에너지 관리 시스템(예: 지열 난방/냉방 시스템, 태양열 집열기, 저장 시스템)을 활용하는 등 다양한 기술이 각 위치의 상황에 가장 적합한 지속 가능한 온실을 제공하기 위해 문헌에서 철저히 평가되었습니다(Achour et al., 2021; Badji et al., 2022; Choab et al., 2019) ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} . 에너지 관리 분야에서 이전 연구에서는 온실의 난방/냉방 수요를 충족하기 위해 다양한 접근 방식을 구현했습니다(Choab et al., 2019) ^{[ 3 ]} . 특히 고위도 지역의 환경적 제약과 관련하여 많은 연구자들은 태양열, 지열 에너지 및 히트 펌프와 같은 지속 가능한 에너지원/기술에 주목하고 있습니다(Gorjian et al., 2021) ^{[ 4 ]} . 이 논문에서는 온실의 냉난방 요구 사항을 충족하기 위해 히트 펌프를 적용한 가장 중요한 연구를 다음과 같은 문헌을 검토하여 살펴봅니다.

광산 공기 보조 열 펌프를 사용한 온실 난방의 경제성 (S. Marsh & Singh, 1994) ^{[ 5 ]}

https://doi.org/10.13031/2013.28288

• 웨스트버지니아 주 찰스턴에 위치한 온실 난방 시스템은 히트펌프(출처: 가동이 중단된 심해 광산)와 백업 시스템인 천연가스 히터로 구성되어 있습니다.
• 자본 비용을 고려하지 않더라도 히트펌프는 기존 히트펌프에 비해 경제적 이점이 있었습니다.
• 투자 비용을 고려하면, 히트펌프의 수명주기비용은 천연가스 난방기보다 더 높았습니다.
• COP가 3 이상이면 하이브리드 시스템이 경제적으로 실행 가능해집니다.

온실 난방을 위한 대체 에너지원의 타당성 평가 (Garcı́a et al., 1998) ^{[ 6 ]}

https://doi.org/10.1006/jaer.1997.0228

• 온실 난방 시스템(기존 화석 연료 시스템 및 태양열 집열기, 히트펌프, 열병합 시스템으로 구성된 3가지 하이브리드 시스템) - 유럽 7개 지역의 조건에 따른 실험입니다.
• 히트펌프와 열병합 시스템은 남부 유럽 기후보다 북부 유럽 기후에서 더 실현 가능했습니다.
• 태양열 평판형 집열기: 비용 효율적이지 않음

난방, 냉방 및 제습 응용 분야를 위한 에너지 효율적인 온실 연구 (Chou et al., 2004) ^{[ 7 ]}

https://doi.org/10.1016/S0306-2619(03)00157-0

응축기와 증발기 용량이 각각 30.0kW와 37.0kW인 히트펌프는 온실의 실내 온도를 낮에는 27°C, 밤에는 18°C로 유지하고, 실내 상대습도를 40% 정도로 유지하기에 충분합니다.

이 히트펌프의 COP는 1.2~4.0 사이입니다.

태양광 온실 통합 태양열 지원 지열 히트 펌프 시스템에 대한 경제적 분석 (Ozgener & Hepbasli, 2005a) ^{[ 8 ]}

https://doi.org/10.1115/1.2126984

온실 난방을 위한 태양열 지원 지열 히트 펌프 시스템 성능에 대한 실험 조사 (Ozgener & Hepbasli, 2005b) ^{[ 9 ]}

https://doi.org/10.1002/er.1049

온실 난방을 위한 태양열 지열 히트 펌프 시스템의 성능 분석: 실험 연구 (Ozgener & Hepbasli, 2005c) ^{[ 10 ]}

https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.08.030

• 터키: 지열 에너지를 개발한 최초의 5개국 중 하나.
• 지열 히트 펌프(GSHP)는 기존의 분리형 난방/냉방 시스템에 비해 투자 비용이 높습니다.
• 터키에서는 GSHP의 편익/비용 비율이 기존 시스템보다 높습니다.
• 실험 결과: 태양열 지원 GSHP는 터키의 지중해와 에게해 지역의 온실 난방에 사용될 수 있습니다.

온실 난방을 위한 히트펌프 시스템 평가 (Aye et al., 2010) ^{[ 11 ]}

https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2009.07.002

• 호주 멜버른에 위치한 4000m² 규모의 온실 ^에 공기-물 히트펌프 장치를 설치하는 것의 타당성 .
• 이 히트펌프를 작동시키면 기존 히터의 LPG 소비량을 최대 16%까지 절약할 수 있습니다.
• 히트펌프의 단순 투자회수 기간은 6년 미만입니다.
• 히트펌프의 온실가스 배출량은 LPG보일러보다 3% 더 높습니다.

온실 난방을 위한 잠열 저장을 갖춘 지열 히트 펌프 시스템의 에너지 성능 분석 (Benli, 2011) ^{[ 12 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2010.07.033

• GSHP와 잠열 축열 시스템이 통합된 온실.
• GSHP의 COP는 기존의 공기열원 히트펌프(ASHP)보다 높습니다.
• 가장 추운 달에도 지면의 온도가 거의 안정적이어서 압축기 작동은 비교적 안정적이었습니다.
• 염수가 지면으로/지면에서 흘러가는 과정에서 열 에너지를 잃지 않도록 히트 펌프를 온실 내부나 단열된 장소에 설치하세요.
• 보조 열원이 필요 없습니다.
• 히트펌프의 COP와 전체 시스템의 COP는 각각 2.3~3.8과 2~3.5입니다.

높은 성능계수(COP)를 갖는 히트펌프를 이용한 온실 난방 (Tong et al., 2010) ^{[ 13 ]}

https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2010.05.003

온실의 실내 온도는 16°C이고, 외부 온도는 -5~6°C 범위입니다. 시간당 평균 COP는 4.0이고, 최대값은 5.8입니다.

열펌프로 난방되는 온실의 에너지 소비 및 CO2 배출 감소 (Tong et al., 2012) ^{[ 14 ]}

https://doi.org/10.13031/2013.41488

• 일본 가시와에 위치한 남북 방향의 단일 스팬 안장형 지붕 온실 두 곳의 난방 시스템(히트펌프와 등유난로)의 성능을 비교했습니다.
• -5~6 °C의 주변 온도에서 히트펌프를 이용한 온실의 시간당 에너지 소비량은 약 0.22~0.56 MJ/m ² 였습니다 .
• 등유 히터로 난방된 온실의 경우 동일한 매개변수는 약 0.42-0.76 MJ/m ^{2 였습니다.}
• 히트펌프 시스템은 등유난방보다 1.3~2.6배 더 효율적입니다.
• 히트펌프를 갖춘 온실의 시간당 CO2 _배출량 : 9.5-24g/ ^m2 .
• 등유 히터로 난방되는 온실의 경우 동일한 매개변수는 31-55g/m2였습니다 ^.
• 히트펌프 시스템은 비용 효율적이었습니다.

중국 북부 온실 난방을 위한 지열 히트펌프 시스템의 성능 평가 (Chai et al., 2012) ^{[ 15 ]}

https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2011.11.002

• 중국에 위치한 중국식 온실(G1)과 유리 다중 스팬 온실(G2)을 기술적, 경제적, 환경적 측면에서 분석했습니다.
• 히트펌프의 평균 COP는 G1과 G2 난방의 경우 각각 3.83과 3.91입니다.
• 일일 난방 비용은 G1의 경우 0.016 US$/m ² d, G2의 경우 0.058 US$/m ^{2 d입니다.}
• 이러한 히트펌프의 전력수요를 석탄화력발전소에서 충당한다면, GSHP 운영은 G1과 G2의 석탄화력 난방 시스템에 비해 _{CO2 배출량을 각각 46.1%와 43.5% 증가시킬 것입니다.}

온실 난방을 위한 다양한 재생 에너지원 사용에 대한 실험적 평가 (Esen & Yuksel, 2013) ^{[ 16 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.06.018

• 바이오가스 생산 탱크, 태양열 평판형 집열기, 그리고 수평 열교환기를 갖춘 GSHP(지열 발전 시스템)를 통해 온실 난방을 실현합니다. 이 단지는 가축 분뇨를 바이오매스로 이용할 수 있는 터키 동부 및 남동부 지역에 위치할 수 있습니다.
• GSHP, 바이오가스 생산 탱크 및 이들의 조합은 각각 독립적인 온실 난방 시스템이 될 수 있습니다.
• 태양열 에너지 시스템: 높은 저장 온도를 갖춘 독립형 난방 시스템이 될 수 있습니다.

온화한 기후의 터키 엘라지(Elaziğ)의 온실 난방을 위한 수평열원과 수직열원 히트펌프 시스템 간의 성능 비교 (Benli, 2013) ^{[ 17 ]}

https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.06.005

• 계절별 농산물을 수확하는 온실과 결합된 수평 및 수직 GSHP.
• 히트펌프의 COP는 수평형은 3.1~3.6, 수직형은 3.2~3.6입니다.
• 전체 시스템의 COP는 수평 및 수직의 경우 각각 2.7-3.3 및 2.9-3.5입니다.  

일본 북부 온실용 대형 시추공 지열원 히트펌프 성능 평가 (Li et al., 2013) ^{[ 18 ]}

https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.09.009

• 일본 아카비라에 있는 12개의 산업용 온실과 결합된 GSHP.
• 히트펌프와 전체 시스템: 난방 COP는 각각 3과 2.7입니다.
• 히트펌프와 전체 시스템: 시스템의 CO2 _배출량 은 ASHP와 등유 시스템보다 각각 20%와 22% 낮았습니다.

잉여공기와 지하수 열에너지를 이용한 히트펌프 시스템을 이용한 온실 난방 및 냉방 (S.-H. Yang et al., 2013) ^{[ 19 ]}

https://doi.org/10.1016/S1881-8366(13)80016-X

• 지하수의 열에너지와 온실에서 배출된 잉여 공기는 히트펌프 시스템의 열원이었습니다.
• 또한, 제어 시스템도 구현되었습니다.
• 2월과 3월의 평균 COP는 각각 3.25와 2.84입니다.

온실 냉난방을 위한 잉여공기 히트펌프 시스템의 활용 및 성능 평가 (S.-H. Yang & Rhee, 2013) ^{[ 20 ]}

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.12.038

• ^{한국의 100m² 유리} 온실 에서 발생하는 잉여 공기 흐름이 히트펌프와 축열 시스템에 공급하는 열에너지. 사용량: 월 258.3~6,259.0MJ.
• 월별 평균 에너지 절약률은 1월은 0.63%, 2월은 10.36%, 3월은 25.72%입니다.
• 실험 장치의 자본 비용으로부터 보존 시스템의 자본 비용을 추산합니다. 시스템을 1년에 5개월 운영한다면 시스템의 투자 회수 기간은 15.7년입니다.

온실용 히트펌프에 연결된 연소형 CO2 농축 시스템 개발 및 평가 (S.-H. Yang et al., 2014) ^{[ 21 ]}

https://doi.org/10.1016/j.eaef.2013.12.005

• 온실 비료용 독성 없는 가스 정제
• _CO2 가스 흐름 의 열에너지를 활용하여 히트펌프를 구동하는 열 회수 시스템입니다.
• 제안된 시스템의 효과적인 작동을 위한 제어 알고리즘.
• 평균 열 회수 효율은 1월은 0.62, 4월은 0.87, 7월은 1.18입니다.

온실용 지중결합형 다중열펌프 시스템의 온도분포 및 성능 (최등 등, 2014) ^{[ 22 ]}

https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.07.010

• 지중 루프 열교환기(GLHX)와 여러 대의 열펌프로 구성된 지중 결합형 다중 열펌프(GCHP) 시스템입니다.
• 온실 내부에 여러 개의 히트펌프 장치를 설치하면 온실 내부의 온도 변동을 최소화할 수 있습니다.
• 일부 작물에 더 많은 열적 편안함을 제공하고 수확량을 늘리기 위해 약 12°C와 같은 낮은 응축기 온도에서 작동할 수 있는 다중 히트 펌프 장치를 개발해야 합니다.

두 가지 유형의 온실 시스템을 가열하기 위한 수직 열교환기와 관련된 평판형 수집기와 열펌프 시스템의 결합 성능 (Awani et al., 2015) ^{[ 23 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.06.032

튀니지의 온실과 통합된 태양열 지원 GSHP의 경우, 굴착 비용이 큰 장애물이며, 이는 시추공 깊이와 상당히 관련이 있습니다.

온실 난방에 필요한 열 부하를 공급하기 위한 복합 태양열 집열기-지열 히트 펌프 시스템 성능 최적화 (Mehrpooya et al., 2015) ^{[ 24 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.03.073

• 증발기 전 작동 유체를 예열하지 않은 경우의 최대 COP: 4.14.
• 단순 투자 회수 기간: 14년.

이란 알보르즈 지방의 온실에 에너지를 공급하기 위한 지열 히트 펌프의 수치 모델링 및 경제 분석 (Noorollahi et al., 2016) ^{[ 25 ]}

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.05.059

• 카라지에 위치한 1000m² 규모의 온실 ^에 난방 및 공조 장치로 사용된 GSHP .
• 지열교환기가 길수록 히트펌프 용량은 커집니다.
• 이란의 온실에서 GSHP를 사용하는 것은 비용 효율적이지 않습니다. 히트 펌프의 자본 비용과 전기 가격이 비교적 높고 천연 가스 가격이 낮기 때문입니다.

원예 온실의 응축을 방지하는 효율적인 장치로서의 히트펌프 제습기 (Chantoiseau et al., 2016) ^{[ 26 ]}

https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2015.11.011

• 히트 펌프는 증발기에서 온실 공기의 상대 습도를 낮춘 다음 응축기에서 건조한 공기를 가열하여 다시 온실로 보냅니다.
• 히트펌프를 이용한 제습 시스템은 기존의 환기-난방 시스템보다 6~8.5배 적은 에너지를 소모했습니다.
• 이 시스템은 여러 주요 국가에서 기존 난방 시스템보다 비용 효율성이 더 높았습니다.

제주도 온실 난방을 위한 열유출원 히트펌프 시스템의 운영 에너지 절감 잠재력 (Kim et al., 2017) ^{[ 27 ]}

https://doi.org/10.1142/S2010132517500304

• 저온, 중온, 고온 작물을 3개의 온실에 공급하는 데 사용되는 열 회수 시스템과 열펌프는 기존 GSHP와 비교했을 때 각각 17%, 19%, 20%의 에너지를 절약할 수 있습니다.

온실 난방을 위한 독립형 시스템에서 태양광, 지열 히트 펌프 및 수소 열 발생기의 성능 평가 (AS Anifantis, 2017) ^{[ 28 ]}

https://doi.org/10.3303/CET1758086

온실 난방을 위한 가스 히트 펌프와 통합된 태양광 및 수소 발전소: 수학적 연구 (Alexandros Sotirios Anifantis et al., 2018) ^{[ 29 ]}

https://doi.org/10.3390/su10020378

• 온실 난방에는 두 개의 PV 기반 GSHP 시스템이 사용되었습니다.
• 첫 번째 시스템: PV 시스템, 전해조, 수소 저장 시스템, 연료 전지, GSHP; 복잡하고 효율은 13%; 온실 온도를 주변 온도보다 6~10°C 더 높일 수 있음.
• 두 번째 시스템: 첫 번째 시스템과 유사하지만 연료 전지에서 수소를 변환하는 대신 직접 수소 버너를 시스템에 내장했습니다. 간단하고 효율이 7%입니다. 주변 온도보다 온실 온도를 3~7°C 높일 수 있습니다.

통합 열 펌프가 있는 태양열 온실 건조기에서 허브 건조에 대한 주변 조건의 영향 (Tham et al., 2017) ^{[ 30 ]}

https://doi.org/10.1080/07373937.2016.1271984

• 저온 히트 펌프: 밤과 흐린 날씨에 태양열 건조기를 위한 보조 시스템입니다.
• 주변 환경에 관계없이 바람직한 건조 조건을 유지할 수 있습니다.
• 건조실의 상대 습도(RH)는 10~15% 감소했습니다.
• 자바차의 건조 속도가 최대 4배까지 향상되었습니다.
• O-aristatus와 C-nutans 잎 모두 건조 시간이 10% 단축되었습니다.
• 건조 온도와 실내 습도의 일관성과 균일성이 보장되었습니다.

튀니지 북부의 유리 온실을 가열하기 위한 열펌프 시스템과 태양열 집열기를 결합한 지열 교환기용 폐쇄 루프에 대한 수치 및 실험 연구 (Awani et al., 2017) ^{[ 31 ]}

https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2017.01.030

• 튀니지의 온실 난방을 위해 태양열 평판형 집열기를 이용한 수평형 GSHP.
• 지열과 태양열을 이용한 히트펌프는 기존 난방 시스템에 대한 유망한 대안이었습니다.

거의 제로에너지 온실을 위한 하이브리드 시스템 평가 (Yildirim & Bilir, 2017) ^{[ 32 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.06.068

• GSHP에 전력을 공급하고 토마토, 오이, 상추 등 다양한 작물을 재배하는 3개의 온실에 조명 수요를 충족하기 위해 태양광 PV 모듈을 사용하는 거의 제로 에너지 온실입니다.
• 지붕의 비대칭적 디자인 때문에 남쪽 면의 50%가 PV 패널을 배치하는 데 사용되었습니다.
• GSHP의 계절별 COP는 냉방의 경우 2.25, 난방의 경우 2.76입니다.
• 여름철 태양광 패널의 전기 적용 범위 비율은 33.2-67.2%입니다.
• 겨울철 태양광 패널의 전기 보급률은 토마토가 95.7%, 오이가 86.8%, 상추가 104.5%입니다.
• 토마토, 오이, 상추의 단순 투자 회수 기간은 각각 7.2년, 7.4년, 7년입니다.
• 온실가스 회수 기간은 천연가스와 석탄 발전의 경우 각각 5.7년과 2.6년입니다.

온실 난방을 위한 진공관 태양열 수집기 보조 히트 펌프 (Hassanien et al., 2018) ^{[ 33 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.03.072

• 물을 가열하여 히트 펌프에 공급하는 진공관 태양열 집열기(ETC)입니다.
• ETC의 열효율과 투자회수기간은 각각 0.49와 4.1년이다.
• 히트펌프의 COP: 4.24.
• 1월에는 온수 저장 탱크와 파이프 연결부에서 열 손실이 상당해 에너지 수요를 모두 충족시킬 수 없었습니다.

튀니지 기후에서 온실 냉각을 위한 지열 히트 펌프에 결합된 원뿔형 바구니 열교환기의 열 성능 (Boughanmi et al., 2015) ^{[ 34 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.07.004

튀니지 북부의 온실 난방을 위한 새로운 원뿔형 나선형 지열 열교환기를 연결한 히트펌프 시스템의 성능 (Boughanmi et al., 2018) ^{[ 35 ]}

https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.06.054

• 수평 및 수직 열교환기에 비해 사용 면적과 운영 비용을 줄이기 위해 새로운 원뿔형 나선형 지열 열교환기(CHGHE)가 히트 펌프에 연결되었습니다.
• 이 히트펌프 시스템은 공기 중에 매달린 열교환기로 구성된 천장 장치를 가지고 있습니다.
• 다른 열교환기는 온실 내부 바닥 아래에 매립되었습니다.
• 그 결과, 그들은 밤에 온실에 3.6MJ의 열을 공급할 수 있었고, 실내 온도는 3°C 상승하고 상대 습도는 6% 감소했습니다.
• 히트펌프와 전체 시스템의 COP는 각각 3.9와 2.82입니다.

폴란드 기후 조건에서 온실 난방을 위한 히트 펌프 사용 가능성 분석 - 사례 연구 (Nemś et al., 2018) ^{[ 36 ]}

https://doi.org/10.3390/su10103483

• 폴란드 기후 조건에서 온실 내 ASHP(열교환기), GSHP(가스화공기청정기), 그리고 일반 보일러를 비교 분석했습니다. 기술적, 경제적, 환경적 측면을 살펴보았습니다.
• 거의 유사한 용량을 가진 ASHP와 GSHP의 COP는 각각 2.59-4와 5.53-5.83입니다.
• GSHP, ASHP 및 보일러의 투자 비용은 각각 €34/m2 ^, €12/m2 ^및 €7.4/ ^m2 입니다.
• 현재 GSHP와 ASHP의 전기 비용은 각각 연간 €385.60과 €678.64입니다.
• GSHP와 ASHP의 투자 회수 기간은 각각 18년과 5.5년입니다.
• GSHP와 기존 보일러를 운영하여 얻은 연간 이익: 62%.
• ASHP 운영으로 얻은 연간 이익: 32%.

지하공기를 이용한 온실농업용 공기-물 히트펌프의 난방성능 분석 (Lim et al., 2020) ^{[ 37 ]}

https://doi.org/10.3390/en13153863

• 한국에 위치한 온실을 난방하는 물-물 히트펌프의 열원으로 지하 공기를 활용하는 사례. 지하 공기는 습도가 높고 온도가 낮아 직접 활용할 수 없습니다.
• 지하 공기를 이용해 물을 가열하도록 설계된 특수 보조 열교환기입니다.
• 제안된 히트펌프의 COP는 34.9~44.2kW의 난방을 제공할 경우 2.1~2.7입니다.
• 이 시스템은 기존 히터가 발생시키는 총 난방 비용의 75%를 절감했습니다.
• 폐쇄 루프 버전의 COP는 50% 더 작았습니다.

석탄 연소 보일러 기반 및 지하수 열펌프 기반 난방 및 냉방 솔루션의 열경제성 비교 – 중국 후베이의 온실 사례 연구 (Luo et al., 2020) ^{[ 38 ]}

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110214

• 온실의 난방 및 냉방을 위해 기존 보일러 히터를 GSHP로 교체합니다.
• 히트펌프는 보일러보다 더 나은 선택입니다. 히트펌프는 여름에 에어컨 역할도 하기 때문입니다.
• GSHP의 자본 및 운영 비용은 석탄 연소 보일러보다 높습니다.
• GSHP의 평균 에너지 가격(AEP)은 10년 동안 감소할 것입니다. 반면, 보일러의 평균 에너지 가격은 증가할 것입니다.

반태양열 온실 난방을 위한 태양열 지원 히트 펌프(SAHP) 시스템의 실험 분석 (Hematian et al., 2021) ^{[ 39 ]}

https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1663308

• 타브리즈(이란 북서쪽)에 위치한 온실을 난방하기 위한 SAHP에 대한 실험 연구.
• 태양 복사량과 주변 온도가 증가하고, 탱크 온도와 압축기 속도가 감소하면 히트 펌프의 COP가 향상됩니다.
• 풍속 증가는 시스템의 열 성능을 향상시키고 집열기 효율을 감소시켰습니다. 그러나 시스템 성능에 미치는 영향은 다른 요인의 영향에 비해 크지 않았습니다.

튀니지의 온실 난방을 위한 태양열 보조 히트 펌프의 비교 성능 분석 (Agrebi et al., 2021) ^{[ 40 ]}

https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2021.06.004

• 태양열 히트 펌프가 튀니지의 벤치형 온실을 난방하고 있었습니다.
• 히트펌프의 COP는 증발기 출구의 수온과 직접적인 관련이 있습니다.
• 평판형 집열기는 히트펌프의 수명을 연장하고 전기 에너지 소비를 18% 줄이는 데 도움이 됩니다.

지중해성 기후에서 지속 가능한 온실 재배의 에너지 절약 전략 – 사례 연구 (Ouazzani Chahidi et al., 2021) ^{[ 41 ]}

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.116156

• 이탈리아의 온실에서 에너지 절감 잠재력 측면에서 지붕 위의 반투명 PV 패널, 수동 냉각 시스템(자연 환기 및 차양 시스템), GSHP가 연구되었습니다.
• EnergyPlus 구현: 작동 가능한 창문을 통해 온실 냉방 시 에너지 소비를 16% 절감할 수 있습니다.
• 히트펌프는 가스보일러와 냉각기에 비해 1차에너지를 21% 절감할 수 있습니다.
• 반투명 PV 패널은 각각 연간 전기 수요의 16%와 연간 에어컨 전기 수요의 44%를 공급했습니다.

온실 난방-냉방을 위한 지열 히트 펌프 시스템에 대한 실험 조사 (Harjunowibowo et al., 2021) ^{[ 42 ]}

https://doi.org/10.1093/ijlct/ctab052

• 24개의 단일 수직형 열교환기와 수평관을 통합한 새로운 시추공 토양 기반 열에너지 저장장치: 여름과 계절 변화에 생산된 열을 저장하고, 겨울에는 보조 난방원으로 사용합니다.
• 단열 폼: 지열교환기의 열 손실을 최대한 줄이기 위해 사용됩니다.
• ^{PV 패널은 영국에 위치한 46.94m2 온실} 의 벽에 설치되었습니다 .
• 반투명 PV 패널이 지붕에 설치되어 GSHP에 전력을 공급합니다.
• 토양 기반 열 저장 및 단열 시스템은 토양의 열 불균형 비율을 연간 33% 감소시켰습니다.
• 히트펌프의 난방 및 냉방 COP는 각각 1.48~2.97, 1.20~3.45이다.

고속도로 교차로 인근 원예 온실을 위한 지열 히트 펌프(GSHP) 시스템: 한국의 사례 연구 (Seo & Seo, 2021) ^{[ 43 ]}

https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110194

• 온실 난방 시스템의 핵심 구성 요소인 GSHP: 한국의 고속도로 교차로와 분기점 근처의 온실에 설치됨.
• 테스트베드의 COP: 3.4-3.6; 시뮬레이션된 COP: 3.7.
• 미리 정의된 4가지 시나리오: 1) 오일 보일러 대신 GSHP를 사용한 난방, 2) 오일 보일러와 에어컨 장치를 GSHP로 교체하여 난방 및 냉방, 3) GSHP를 최대 용량으로 가동하여 난방 및 냉방, 4) 고정 이익 마진을 보장하면서 GSHP를 사용한 난방.
• 재정적으로 가장 큰 이점이 있는 3 ^{번째 시나리오.}
• 1 ^번째 와 2 ^번째 시나리오는 운영 비용을 메우기에 이익이 충분하지 않아 최악의 결과를 보였습니다.
• 히트펌프의 자본비용과 운영비용 간의 격차는 석유보일러보다 컸습니다. 따라서 히트펌프 시스템은 기존 시스템보다 훨씬 더 많은 에너지를 절약할 수 있습니다.

온실 난방을 위한 공기-물 열펌프 모델의 개발 및 검증 (Rasheed et al., 2021) ^{[ 44 ]}

https://doi.org/10.3390/en14154714

냉각 모드의 다중 스팬 온실과 통합된 공기-물 히트 펌프 시스템의 모델링 기반 에너지 성능 평가 및 검증 (Rasheed et al., 2022) ^{[ 45 ]}

https://doi.org/10.3390/agronomy12061374

• 3개 스팬 온실의 냉각을 위한 공기-물 히트 펌프(AWHP)
• TRNSYS를 이용한 온실 열 모델.
• 히트펌프의 냉매는 R410A입니다.
• 주변 온도가 증가하면 AWHP의 소비 전력도 증가합니다.
• 실내 온도가 25°C일 때 온실의 최대 에너지 수요는 0.4kW/m2이며 ^, 히트펌프는 이 중 0.2kW/ ^m2를 공급했습니다 .

온실 난방을 위한 태양열 에너지 저장을 갖춘 지열 히트펌프 난방 시스템에 대한 실증 연구 (X. Yang et al., 2022) ^{[ 46 ]}

https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105298

• 계절별 태양열 에너지 저장(SSTES)과 주간 태양열 에너지 저장(DSTES)이 중국의 온실에서 GSHP를 지원하고 있습니다.
• DSTES가 없는 GSHP의 COP는 2.79였습니다.
• 추운 계절에 DSTES는 GSHP 전기 소비량을 줄이고 SSTES의 전력 소비량을 충당했습니다. 따라서 연간 COP가 3.19로 증가했습니다.
• 긴 지중 열교환기 튜브를 이식하면 GSHP의 용량을 줄여서 과도한 비용을 절감할 수도 있습니다.
• SSTES의 온도를 적정 수준으로 조절하여 순환 펌프의 가동 시간을 단축하고, 전기 에너지 소비율을 낮춥니다.

온실 간 에너지 전달을 통한 온실 난방: 시스템 설계 및 구현 (Sun et al., 2022) ^{[ 47 ]}

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.119815

• 중국식 온실(CSG)의 잉여 공기 열 + 주변 공기: 중국 다중 스팬 온실을 위한 히트 펌프의 두 가지 소스.
• CSG의 잉여 공기 열을 활용하면 히트 펌프의 COP가 3.4~4.2에 도달할 수 있으며, 주변 공기를 증발기에 연결했을 때보다 23~26% 더 높습니다.
• 이 히트펌프는 열원을 전환할 수 있었습니다. 따라서 기존 ASHP보다 COP가 6~11% 더 높았습니다.
• CSG의 최소 면적은 다중 스팬 온실 면적의 두 배여야 합니다.

온실 난방을 위한 전기 수요를 수소로 충족: 터키의 태양광-수소-히트펌프 시스템 적용 (Özçelep et al., 2023) ^{[ 48 ]}

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.10.125

• 온실의 히트 펌프는 일년 내내 수소와 태양광 PV 패널을 이용해 전력을 공급받습니다.
• 수소나 히트펌프는 대규모 온실의 전체적인 열적 수요를 충족시킬 수 없습니다.
• 수소 에너지와 히트펌프 시스템을 24m² 규모의 태양광 PV 어레이에 통합하면 ^터키 비스밀에 있는 ^{1,000m² 규모} 의 온실의 난방 수요를 충족할 수 있습니다 .

참고문헌