전기히터식, 공기열원 및 지열원 열펌프식 농산물 열풍건조기의 초기투자비 분석 (Initial Investment Cost Analysis of Electric Heater, Air Heat Source and Geothermal Source Heat Pump Type Agricultural Product Hot Air Dryers)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 31권 / 8호 / 380 ~ 390페이지
· 저자명 : 양원석, 김영일, 박승태

초록

본 연구에서는 전기히터식, 공기열원 및 지열원 열펌프식 농산물 열풍건조기의 건조 용량 50, 200, 500, 1,000 kg에 대한 초기투자비를 비교하였으며 그 결과는 다음과 같다.
(1) 농산물 열풍건조기의 초기투자비의 항목으로 장비비, 제작비, 설치비를 조사하여 비교하였다.
(2) 농산물 건조기는 건조실, 열풍발생부, 제어부와 온습도센서, 채반, 댐퍼, 송풍기, 기타 부속들로 구성되어 있으며 용량에 따라 구성요소들의 재원과 가격이 다르다. 본 연구에서는 공정한 비교를 위하여 열풍발생부를 제외한 구성요소들은 동등한 사양으로 하였다.
(3) 지중열교환기 천공 깊이와 개수를 GLD 시뮬레이션 한 결과 건조용량 50 kg는 50 m 홀 1개, 200 kg는 100 m 홀 2개, 500 kg는 150 m 홀 3개, 1000 kg은 150 m 홀 6개가 필요한 것으로 나타났다.
(4) 전기히터식 열풍건조기에 비해 공기열원 열펌프식 열풍건조기의 초기투자비를 비교한 결과 건조용량 50 kg는 665,000원(약 60% 증가), 200 kg는 737,800원(약 24% 증가), 500 kg는 1,005,000원(약 17% 증가), 1000 kg는 1,310,000원(약 14% 증가) 만큼 비용이 증가하였다. 그러나 비용 증가폭은 건조용량이 커질수록 최대 45.6% 감소한 것으로 나타났다.
(5) 전기히터식 열풍건조기에 비해 지열원 열펌프식 열풍건조기의 초기투자비를 비교한 결과 용량 50 kg는 7,871,000원 (약 714% 증가), 200 kg는 11,216,300원(약 359% 증가), 500 kg는 17,612,000원(약 296% 증가), 1000 kg는 27,556,000원(약 289% 증가)으로 지중 열교환기 시공비용으로 인하여 비용이 대폭 증가하였다. 그러나 비용 증가폭은 건조용량이 커질수록 최대 425% 감소한 것으로 나타났다.
(6) 공기열원 열풍건조기에 비해 지열원 열펌프식 열풍건조기의 초기투자비를 비교한 결과 용량 50 kg은 7,206,000원(약 408% 증가), 200 kg은 10,478,500원(약 271% 증가), 500 kg은 16,607,000원(약 239% 증가), 1000 kg은 26,246,000원(약 242% 증가)으로 지중 열교환기 시공비용으로 인하여 비용이 대폭 증가하였다. 그러나 비용 증가폭은 건조용량이 커질수록 최대 166% 감소한 것으로 나타났다.
(7) 초기투자비가 가장 낮은 농산물 건조기는 전기히터식이며, 그 다음은 공기열원 열펌프식, 가장 불리한 방식은 지열원 열펌프식으로 나타났다. 본 연구는 초기투자비 비교를 통하여 건조기 구매자의 선택 및 전기 사용을 억제하고 신재생에너지 사용을 장려하는 정부의 정책에 부합된다. 특히 신재생에너지 사용에 따른 정부 지원, 정책 입안, 자료 활용에 도움이 될 것으로 판단된다. 향후 연구에서는 운전비 및 유지 관리비 등이 포함된 종합적인 경제성 비교를 해보고자 한다.

영어초록

Price is a significant factor when purchasing hot air dryers for drying agricultural products, which differs depending on the capacity and the type of input energy. Most dryers use electricity, which is high quality but expensive. Air heat source heat pump as an alternative to electricity has better efficiency but has a drawback of low performance when outdoor air temperature is low. This can be resolved through the use of geothermal energy whose temperature is more advantageous than the ambient air. However, the high drilling cost is a great disadvantage. In this work, the initial investment cost of 50, 200, 500 and 1000 kg capacity hot air dryers are compared. The correlations are suggested for estimating the initial cost as a function of capacity. The initial cost of the electric dryer is lowest while the geothermal dryer, which requires installation of ground heat exchanger is highest. The difference between the electric and air source becomes less as the capacity is increased. When the initial costs are compared to the electric heater, the air source is higher by 1.13-1.60 times while the geothermal is higher by 3.88-8.14 times, respectively. When the results of this study are combined with operational cost including energy, it can serve as a good guideline for making decisions on the type of the dryer and in the development of government subsidy program for reducing electricity consumption.

참고자료

· 없음