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[출연연 추천기술.27] '태양열'로 바닷물을 쉽게 민물로

기계연 플랜트융합연구실, 해수 담수화장치 개발
기존 대비 최대 430% 생산량 증가 기대···설치와 유지보수 쉬워 섬·고립지역 상수 해결
태양열로 해수를 증발시킨 후 증발된 증기의 응축 잠열을 다시 이용하는 다중효용방식 담수장치 <자료=기계연>태양열로 해수를 증발시킨 후 증발된 증기의 응축 잠열을 다시 이용하는 다중효용방식 담수장치 <자료=기계연>

섬이나 오지, 저개발 국가 등 상수도 인프라가 부족한 곳에서는 바닷물을 걸러 민물로 사용한다.

바닷물은 염분을 포함한 여러 불순물이 있어 생활용수나 공업용수로 바로 사용하지 못하고, 담수화장치로 바닷물을 거른다.

여러 방식의 담수화장치 중 다중 효용법이 있다. 해수가 응축할 때 나오는 잠열을 반복적으로 이용해, 여러 단에 거쳐 해수의 증발과 응축을 유도하는 방식이다. 응축된 물은 민물이며 상대적으로 적은 열에너지로 많은 해수를 담수화할 수 있는 장점이 있다.

다만 다중 효용부의 교체와 보수가 불편하고 물을 수집하는 방식이 불완전하며 복사효율이 낮은 게 단점이다.

임병주 한국기계연구원 박사팀은 태양열과 응축열, 각종 폐열을 열원으로 사용하는 해수 담수화 장치를 개발했다. 

개발된 장치는 발전된 다중효용 증발법으로, 해수가 들어오는 통로와 해수를 담는 부분, 태양열을 받고 잠열로 수증기가 맺히는 이중유리, 폐열이 통과하는 관 등으로 구성된다. 해수가 태양열에 데워져 수증기가 올라가면 경사진 유리에 물방울을 맺히고 담수가 돼 아래로 떨어지는 원리다. 이때 응축 잠열이 다시 이용되고, 해가 뜨지 않을 땐 배기가스나 발전소 온배수 등 다양한 폐열도 사용된다.

개발된 기술은 증발 효율이 개선돼 에너지 효율이 높고 담수 외에도 염도가 높은 농축수를 따로 집수할 수 있다. 기존의 태양열 해수담수기 대비 동일 면적에서 50~430%의 생산량을 기대할 수 있으며 하루 최대 18㎏/㎡ 이상 담수를 얻는다. 설치가 간편하고 유지보수 부담이 없어 섬이나 해안지역, 저개발 국가 등에서 물을 얻기 유용하다.

해당 기술은 9월 5일 대전 DCC에서 열리는 '2019 출연연-기업 테크비즈파트너링'에 출품된다.
 
관련특허 태양열을 이용한 담수화장치
권리자 한국기계연구원
Keyword #태양에너지 #응축열 #담수 #해수담수기
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Lab [소속]
한국기계연구원
플랜트융합연구실
[연구자]
임병주 박사
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