Lumalaki ang mga Industrial Heat Pump ng South Korea Lampas sa Saklaw ng mga Pamantayan sa Pagsusuri Nito

Ang panukalang 600 RT ay humaharap sa merkadong gumagamit na ng mga makinang 1,000 RT

Sasaklawin ng iminungkahing pambansang pamantayan ng South Korea para sa mga heat pump na gumagamit ng tubig bilang pinagmumulan ng init ang kagamitang may rated heating at cooling capacity na hanggang 2,110 kilowatts, katumbas ng humigit-kumulang 600 refrigeration tons (RT). Gayunman, nagkabit na ang Korea World Trade Center ng sistemang nasa klaseng 1,000 RT, na inilarawan bilang unang water source heat pump sa bansa na ganito kalaki. Pumapasok na rin sa mga industriya kabilang ang paggawa ng papel ang kagamitang 1,000 RT pataas.

Palalawakin ng panukala ng Korean Agency for Technology and Standards nang apat na beses ang kasalukuyang saklaw na humigit-kumulang 150 RT. Gayunman, mananatili pa rin itong malayo sa kapasidad ng mga makinang ikinakabit na ngayon. Humigit-kumulang 67% na mas malaki ang isang 1,000 RT unit kaysa sa iminungkahing limitasyong 600 RT, kaya malaki ang agwat sa pagitan ng saklaw ng pamantayan at ng aktuwal na mga desisyon sa pagbili.

Mahalaga ang hindi pagtutugmang ito habang isinusulong ng pamahalaan ang mga heat pump para sa mas malinis na init sa industriya at malalaking gusali sa ilalim ng inisyatiba nitong K-GX para sa berdeng transisyon. Kailangan ng mga mamimili ng maihahambing na datos tungkol sa kahusayan at konsumo ng kuryente bago magpasya sa pagbili ng kagamitan, imprastraktura ng kuryente at mga gawaing konstruksyon. Kung walang iisang balangkas ng pagsusuri para sa mas malalaking makinang ito, mas mahirap beripikahin ang mga desisyong iyon.

May dokumentadong kasaysayan ang problemang ito. Layunin ng isang programang pananaliksik na inilunsad noong Oktubre 2020 na bumuo ng 500 RT water source heat pump, kasama ang mga teknikal na pamantayan at sistema ng sertipikasyon. Sa ulat tungkol sa programang ito noong Setyembre 2022, tinukoy ang kawalan ng pamantayan sa pagsusuri ng performance para sa kagamitang lampas sa 530 kilowatts, o humigit-kumulang 150 RT, bilang hadlang sa paggamit ng sertipikadong malalaking kagamitan.

Labis na palalawakin ng mas bagong panukala ang limitasyong iyon. Ang pangunahing tanong ay kung makapaglilingkod ang 600 RT na limitasyon nito sa merkadong lumampas na sa sukat na pinuntirya ng naunang pananaliksik.

Ano talaga ang ibig sabihin ng mga bilang ng kapasidad

Sinusukat ng refrigeration ton ang kapasidad na maglipat ng init, hindi ang bigat ng kagamitan. Inilalarawan ng mga bilang na ginagamit sa iminungkahing pamantayan, 2,110 kilowatts at humigit-kumulang 600 RT, kung gaano karaming init o lamig ang kayang ibigay ng makina. Hindi ibig sabihin ng mga ito na kumokonsumo ang makina ng 2,110 kilowatts ng kuryente.

Mahalagang maunawaan ang pagkakaibang ito ng mga mamimili sa industriya. Gumagamit ng kuryente ang heat pump upang ilipat ang init, sa halip na likhain mula sa kuryenteng dumadaloy sa resistance ang lahat ng kapaki-pakinabang nitong init. Nakasalalay ang pangangailangan nito sa kuryente sa kahusayan at mga kundisyon ng operasyon, kabilang ang temperatura ng pinagmumulan nitong tubig at ang temperaturang kailangan ng gusali o prosesong industriyal.

Samakatuwid, maaaring magkaiba ang pangangailangan sa kuryente ng dalawang makinang may magkaparehong rated thermal capacity. Para maihambing ang mga ito nang patas, kailangan ang magkakatumbas na kundisyon ng pagsusuri at malinaw na pagtukoy kung aling kagamitan ang kasama sa pagsukat. Hindi sapat ang kapasidad lamang para matukoy ang suplay ng kuryenteng kakailanganin ng isang lugar.

May kinalaman ang iminungkahing pamantayan sa mga sistemang nagpapalitan ng init sa pagitan ng pinagmumulan ng tubig at ng sirkito ng tubig na nagsisilbi sa gusali o proseso. Hindi nito, sa ganang sarili, nilulutas ang hiwalay na kakulangan sa mga pamantayan para sa malalaking industrial air source heat pump. Kumukuha ng init mula sa hangin ang mga makinang iyon at kailangan nila ng mga pagsusuring akma sa sarili nilang kundisyon ng operasyon.

Paano nabuo ang kakulangan sa sertipikasyon

Noong 2022, wala pang partikular na pamantayan sa sertipikasyon para sa mga water source heat pump. Sa halip, ginamit sa mga pamantayan sa pagkakabit ang mga pamantayang binuo para sa mga ground source heat pump, na nagpapalitan ng init sa lupa. Ang mga kaugnay na pamantayan ay KS B 8292, KS B 8293 at KS B 8294.

Nagkakaiba ang saklaw ng mga ito ayon sa uri ng kagamitan. Saklaw ng KS B 8292 ang mga sistemang nagpapalitan ng init sa pagitan ng mga sirkito ng tubig na hanggang 530 kilowatts. Saklaw naman ng KS B 8293 ang mga sistemang nagpapalitan ng init sa pagitan ng tubig at hangin na hanggang 175 kilowatts, habang saklaw ng KS B 8294 ang mga sistemang may maraming unit na gumagamit ng tubig at hangin, hanggang sa gayon ding limitasyong 175 kilowatts.

Dahil sa mga pagkakaibang iyon, hindi dapat basta ituring ang 150 RT bilang limitasyon para sa bawat kategorya ng heat pump. Ang humigit-kumulang 150 RT ang hangganang may kaugnayan sa kagamitang gumagamit ng sirkito ng tubig na tinatalakay sa programang pananaliksik para sa malalaking water source heat pump. Mas mababa ang mga limitasyon para sa iba pang kategorya.

Dahil sa naiulat na kawalan ng pamantayan sa pagsusuri lampas sa hangganang iyon, halos hindi magagamit ang sertipikadong malalaking kagamitan sa ilalim ng balangkas na inilarawan noong 2022. Hindi ito nangangahulugang hindi kayang gawin o ikabit ang mas malalaking makina. Ipinakikita ng sumunod na pagkakabit ng sistemang 1,000 RT ang pagkakaiba ng aktuwal na paggamit ng teknolohiya at ng saklaw ng iisang pambansang sistema ng sertipikasyon.

Isang programang pananaliksik na nakatuon sa 500 RT

Pinangunahan ng Korea Water Resources Corporation ang naunang pagsisikap sa pagpapaunlad, sa tulong ng Ministry of Trade, Industry and Energy at Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning. Lumahok ang 11 organisasyon, kabilang ang Korea Institute of Energy Research at Korea Refrigeration and Air Conditioning Assessment Center.

Nakatakdang tumakbo nang 39 buwan ang programa, mula Oktubre 2020 hanggang Disyembre 2023. Kabilang sa mga layunin nito ang teknolohiya sa pagpapalitan ng init gamit ang tubig-ilog, isang malaking heat pump na gumagamit ng refrigerant na may mas mababang epekto sa kapaligiran, mga sistemang pinagsasama ang imbakan ng init at pagpapainit at pagpapalamig, at mga teknikal na pamantayan at sertipikasyon para sa malalaking kagamitan.

Sinasalamin ng target na 500 RT na makina ang mga inaasahan noon sa pangangailangan habang nagsisimula pa lamang lumawak ang paggamit ng water source heating at cooling. Ayon sa pinakahuling puna sa panukalang 600 RT, nakabatay pa rin ito sa pananaliksik na isinagawa apat na taon na ang nakararaan, samantalang nagkakabit na ngayon ang mga mamimili ng mga makinang doble ang laki sa orihinal na target ng pagpapaunlad.

Ipinakikita ng mga pangyayaring ito kung paano umusad ang patakaran at merkado ng kagamitan:

• Oktubre 2019: Isinama sa balangkas ng renewable energy ang init mula sa tubig-ilog sa pamamagitan ng pagbabago sa implementing decree ng Act on the Promotion of the Development, Use and Diffusion of New and Renewable Energy.
• Oktubre 2020: Nagsimula ang 39-buwang programang pananaliksik, kabilang ang pagbuo ng 500 RT heat pump at mga pamantayan sa sertipikasyon.
• Abril 2022: Lumagda ang Environment Ministry at Korea Water Resources Corporation ng mga kasunduang pilot kasama ang walong institusyon para sa siyam na gusali.
• Setyembre 19, 2022: Iniulat na nagpapatuloy pa ang programang pananaliksik at tinukoy na problema ang kawalan ng pamantayan sa pagsusuri lampas sa humigit-kumulang 150 RT.
• Disyembre 2023: Nakatakdang petsa ng pagtatapos ng programa.
• Pinakahuling debate sa mga pamantayan: Kinukuwestiyon ang iminungkahing limitasyong humigit-kumulang 600 RT dahil ginagamit na ang mga instalasyong nasa klaseng 1,000 RT.

Iniulat na ikinabit ang sistema sa Korea World Trade Center noong taon bago inilabas ang pinakahuling ulat, ngunit hindi tinukoy ang petsa ng paglalathala nito. Hindi matitiyak mula sa paglalarawang iyon lamang kung anong taon ito ikinabit. Hindi rin pinatutunayan ng nakatakdang pagtatapos ng programang pananaliksik kung kailan natapos o pinagtibay ang mga layunin nito sa sertipikasyon.

Bakit mas kaunti ngunit mas malalaking makina ang pinipili ng mga mamimili

Hindi lamang ang rated capacity ang dahilan kung bakit kaakit-akit ang malalaking heat pump. Sa paggamit ng mas kaunting makina, maaaring lumiit ang espasyong kailangan sa silid ng mekanikal na kagamitan at mabawasan ang bilang ng mga tubo ng tubig, balbula at hiwa-hiwalay na unit na kailangang panatilihin. Mahalaga ang mga ito sa malalaking gusali kung saan nakikipag-agawan sa ibang gamit ang espasyo para sa kagamitan.

Inasahan ng programang pagpapaunlad noong 2022 na kakailanganin ng maraming pilot site ang kapasidad na pampainit o pampalamig na lampas 530 kilowatts. Inaasahang lalaki ang espasyong kailangan sa pagkakabit at magiging mas komplikado ang maintenance kung gagamit ng maraming mas maliliit na unit para matugunan ang mga pangangailangang iyon.

Naiiba rin ang pagkakagawa ng mas malalaking kagamitan. Karaniwang gumagamit ang mas maliliit na heat pump ng reciprocating o scroll compressor. Habang lumalaki ang kapasidad, maaaring gumamit ang mga gumagawa ng screw o centrifugal compressor, na nagpi-compress ng refrigerant gamit ang impeller na mabilis umikot.

Gumagamit ang malalaking water source system na inilalarawan sa ulat ng pananaliksik ng magkakahiwalay na heat exchanger para gumawa ng mainit at malamig na tubig. Sa halip na baligtarin ang daloy ng refrigerant upang magpalit sa pagitan ng pagpapainit at pagpapalamig, pinipili nila ang angkop na sirkito ng tubig gamit ang mga balbula. Dahil dito, maaaring idisenyo ang bawat heat exchanger para sa partikular nitong gawain.

Kabilang sa mga posibleng gamit ang pagpapainit at pagpapalamig ng gusali, pagpapalamig ng data center, imbakan sa malamig na temperatura, pagpapainit ng greenhouse, at paggawa ng mainit na tubig at singaw. Mga halimbawa ang mga ito ng gamit ng malalaking heat pump, hindi patunay na mayroon nang instalasyong 1,000 RT para sa bawat gamit sa South Korea. Nakakatulong ang magkakaibang pangangailangan sa temperatura na ipaliwanag kung bakit madalas idinisenyo at ginagawa ang malalaking makina para sa partikular na pangangailangan ng isang mamimili.

Nakasalalay sa mapagkakatiwalaang datos ng performance ang pagpaplano sa kuryente

Ang pinakamadaling makita na bunga ng kakulangan sa mga pamantayan ay ang kawalan ng katiyakan sa pagbili ng kagamitan. Kailangang malaman ng mga mamimili kung pare-pareho ang naihahatid na kapaki-pakinabang na init o lamig ng mga magkatunggaling makina habang kumokonsumo ng magkakatulad na dami ng kuryente. Kung walang magkakatulad na kundisyon ng pagsusuri, maaaring magmula ang mga pagkakaiba sa espesipikasyon ng produkto sa magkaibang palagay sa pagsukat, gayundin sa pagkakaiba ng performance ng kagamitan.

Umaabot din ang kawalan ng katiyakan sa imprastraktura ng kuryente ng lugar. Maaaring mangailangan ng karagdagang kagamitang elektrikal ang malalaking instalasyon at kailangang suriin ang imprastrakturang tumatanggap ng kuryente mula sa grid. Nakaaapekto ang mga pagtataya sa pangangailangan sa kuryente sa lawak ng mga pagpapahusay at sa badyet sa pagkakabit.

Hindi maaaring ipalit ang thermal capacity sa ganitong pagsusuri. Kailangang malaman ng pabrikang pumipili ng 1,000 RT na makina ang konsumo nito ng kuryente sa mga temperatura at antas ng load na kailangan ng proseso nito. Bahagi lamang din ng kuwenta ang kahusayan ng heat pump kapag kailangang magpalipat-lipat ng tubig sa malawak na network ng tubo.

Nananawagan ang mga kinatawan ng industriya na pabilisin ang pag-update ng mga pamantayan upang masuportahan ang pagbili ng pamahalaan, mga proyektong demonstrasyon at mas malalaking pribadong instalasyon. Ayon sa kanilang paninindigan, dapat sumabay ang pagbuo ng magkakatulad na paraan ng beripikasyon sa pagtaas ng pangangailangan sa kagamitan, upang maihambing ng mga mamimili ang mga produkto bago gumastos sa mamahaling gawain sa lugar.

Hindi pinatutunayan ng naiulat na kakulangan sa pamantayan na mahina ang performance ng mga kasalukuyang malalaking makina. Tinutukoy nito ang kawalan ng batayan para sa magkakatulad na paghahambing. Mga pangamba tungkol sa posibleng pagkaantala ng paggamit nito sa loob ng bansa o ng pagluluwas ng mga produktong pang-berdeng industriya ang mga babala, hindi patunay ng nasukat na pagkaantala o nawalang benta.

Ipinakikita ng mga pilot project ang potensiyal, ngunit may mga limitasyon

Pinagsama-sama ng mga kasunduang pilot noong Abril 2022 ang walong institusyon: Samsung Medical Center, WTC Seoul, Mirae Asset Global Investments, Sangju City, NCSoft, Korea Power Exchange, North Chungcheong Province at South Gyeongsang Provincial Office of Education. Siyam na gusali ang saklaw ng kanilang mga proyekto.

Saklaw ng tulong para sa mga kalahok na institusyon ang 50% ng gastos sa kagamitan para sa water source, kabilang ang mga tubo ng tubig mula sa pinagmumulan, heat exchanger, panloob na tubo at heat pump. Mahalaga ang lawak ng suportang ito dahil isang bahagi lamang ng gumaganang instalasyon ang makina. Maaaring makaapekto sa buong proyekto ang pagkakaroon ng angkop na tubig at ang gastos sa pagdadala nito papunta sa gusali.

Tinatayang bababa mula 101.9 gigawatt hours tungo sa 65.4 gigawatt hours ang taunang konsumo ng kuryente para sa pagpapainit at pagpapalamig ng siyam na gusali. 36.5 gigawatt hours ang diperensiya, o humigit-kumulang 35.8% ng orihinal na kabuuan. Tinatayang 19,000 tonelada ang ibababa ng taunang emisyon ng greenhouse gas.

Mga pagtataya ang mga bilang na ito kaugnay ng pagpapakilala ng mga sistema, hindi beripikadong resulta ng aktuwal na operasyon. Ipinakikita ng mga ito ang inaasahang benepisyong naging dahilan ng pagsuporta sa pilot program, ngunit hindi nito mapatutunayan ang matitipid sa bawat industriyal na lugar o ang performance ng mga 1,000 RT na makina sa kasalukuyan.

Nakaaapekto rin sa ekonomiks ng proyekto ang lokasyon. Tinukoy sa isang pag-aaral noong 2020 ni Jo Hang-mun, senior researcher, tungkol sa pagpapalawak ng enerhiyang mula sa tubig sa Seoul, na mahalagang kondisyon ang pagiging malapit ng pinagmumulan ng tubig sa mamimili ng init. Tumataas ang gastos sa pagdadala ng tubig at paggawa ng mga tubo kapag mas malayo ang distansiya, na maaaring magpahina sa isang proyektong may magandang potensiyal kung hindi dahil dito.

Mga bagay na hindi malulutas ng mga pamantayan lamang

Ginagamit ng mga water source heat pump ang medyo matatag na temperatura ng tubig upang suportahan ang pagpapainit at pagpapalamig. Sa taglamig, kumukuha sila ng init mula sa pinagmumulan; sa tag-araw, maaari nilang ilipat rito ang init mula sa gusali. Gayunman, tinukoy ng programang pananaliksik ang ilang teknikal na usaping kailangan pang pag-aralan, kabilang ang mababang temperatura ng ilog sa taglamig, pagpasok ng mga labi sa sistema, biglaang pagtaas ng presyon sa mga tubo at mga epekto sa kapaligiran ng inilalabas na tubig.

Nakaaapekto rin sa performance ang disenyo ng compressor at pagpili ng refrigerant. Tinukoy ng programa ang pangangailangan sa tumpak na kagamitan sa pagsusuri, maaasahang bearing para sa mga compressor na mabilis umikot, at mga kontrol upang maiwasan ang surge, isang hindi matatag na kondisyon na maaaring makagambala sa operasyon ng compressor. Kaya nangangailangan ang pagpapalawak ng saklaw ng kapasidad sa isang pamantayan ng angkop na kakayahan sa pagsusuri, bukod pa sa pagbabago sa numerikal na limitasyon.

Kabilang sa magkakahiwalay na desisyon sa patakaran ang ekonomiks ng pagkakabit. Noong 2022, iniulat na hindi kabilang ang enerhiya mula sa tubig sa mga umiiral na tuntunin sa weighting para sa renewable energy certificates (RECs). Tinukoy rin bilang mga usapin ang pondo para sa paunang gastos sa pagkakabit, suporta sa financing at pagbabago sa taripa ng enerhiya. Inilalarawan ng mga ulat na iyon ang mga alalahanin noong panahong iyon, hindi kung nalutas na ang mga ito sa kasalukuyan.

Maaaring mangailangan ng temperaturang hindi tugma sa inilalabas ng iminungkahing heat pump ang kasalukuyang kagamitan sa pagpapainit. Kailangan ding suriin sa bawat lugar ang temperatura at daloy ng tubig, gayundin ang mga kundisyon sa kapaligiran. Makakatulong ang sertipikasyon na maihambing ang performance ng kagamitan, ngunit hindi nito matitiyak na angkop ang isang partikular na gusali o pabrika.

Ang agarang hindi pa nalulutas na usapin ay kung paano susuriin at sesertipikahan ng South Korea ang kagamitang lampas sa iminungkahing hangganang 600 RT, partikular ang mga makinang 1,000 RT pataas. Walang tinukoy na kumpirmadong iskedyul para palawakin ang saklaw na ito, at walang tinukoy na susunod na takdang petsa ng konsultasyon o petsa ng pagpapatibay. Ang praktikal na hamon ay iugnay ang mga layunin ng pamahalaan sa pagpapalawak ng paggamit nito sa beripikasyong sumasaklaw sa mga makinang binibili na ng mga mamimili.

Mahahalagang Punto

• Saklaw ng iminungkahing pamantayan para sa water source heat pump ang rated heating at cooling capacity na hanggang 2,110 kilowatts, o humigit-kumulang 600 RT.
• Nakabit na sa Korea World Trade Center ang sistemang nasa klaseng 1,000 RT, at pumapasok na sa paggawa ng papel ang kagamitang ganito kalaki.
• Apat na beses na mas mataas ang iminungkahing limitasyon sa kapasidad kaysa sa kasalukuyang hangganang humigit-kumulang 150 RT, ngunit mas mababa pa rin ito sa kapasidad ng mga kasalukuyang malalaking instalasyon.
• Pinuntirya ng programang pananaliksik na nakatakdang tumakbo mula Oktubre 2020 hanggang Disyembre 2023 ang 500 RT na makina at balangkas ng sertipikasyon.
• Pinapahirap ng kawalan ng magkakatulad na pamantayan ang paghahambing ng kahusayan, pagbili ng kagamitan at pagpaplano ng imprastraktura ng kuryente.
• Tinatayang makatitipid ng 36.5 gigawatt hours ng kuryente bawat taon ang siyam na pilot building. Hindi ito beripikadong resulta ng aktuwal na operasyon.
• Walang tinukoy na kumpirmadong petsa para sa mga pambansang pamantayang sasaklaw sa kagamitang lampas sa iminungkahing limitasyong 600 RT.