다중효용증발기를 적용한 흡착식담수법의 호환성 검증

지호(Ho Ji),김현주(Hyeonju Kim),김영득(Youngdeuk Kim),이호생(Hosaeng Lee) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5

해수담수화의 대표적인 역삼투(reverse osmosis, RO) 기술은 고압(60~80 bar) 운전에 따른 높은 운전비용과 막 오염을 최소화하기 위해 응집, 여과 및 화학세정 공정 등의 복잡한 전처리 공정으로 인해 경제적, 환경적 문제를 가지고 있어 새로운 해수담수 기술이 요구되고 있다. 이에 반해, 흡착식 담수화(adsorption desalination, AD) 기술은 저온(< 80℃)의 열원을 사용하여 세 가지의 유용한 효과(즉, 고농도의 농축수, 고순도의 담수와 냉방을 위한 냉수)를 동시 생산할 수 있으며, 저온(< 30℃) 및 저압(< 10 kPa)에서 작동되기 때문에 기존 해수담수화 기술(MED, MSF, RO)에 비해 파울링(fouling) 및 스케일(scale)의 발생을 최소화할 수 있고, 이에 따라 전처리 과정에서 화학약품의 사용을 최소화할 수 있는 환경 친화적인 해수담수화 기술이다. 본 연구에서는 흡착식담수법의 담수생산량 향상을 위하여, 다중효용증발기를 설계·제작하고 기존 보유한 AD와의 호환성을 검증하였다. The representative reverse osmosis (RO) technology of seawater desalination is economical due to the high operating cost of high pressure (60~80 bar) operation and the complex pretreatment process such as coagulation, filtration and chemical washing to minimize membrane contamination. Due to environmental problems, new seawater desalination technology is required. In contrast, the adsorption desalination (AD) technology can simultaneously produce three useful effects (high concentration concentrated water, high purity fresh water, and cold water for cooling) using a low temperature (< 80°C) heat source. And, since it is operated at low temperature (< 30°C) and low pressure (< 10 kPa), it is possible to minimize the occurrence of fouling and scale compared to existing seawater desalination technologies (MED, MSF, RO). Accordingly, it is an environmentally friendly seawater desalination technology that can minimize the use of chemicals in the pretreatment process. In this study, in order to improve the freshwater production of the adsorption desalination method, a multi-effect evaporator was designed and manufactured, and its compatibility with the existing AD was verified.

소규모 해수담수화시설 물 생산량 제고 방안 - 전라남도 해수담수화시설을 중심으로 -

정용문,오은하,박현수,김민영,송승리,김학림,차윤경,한용원,황윤화,김익산,박귀님 한국도서(섬)학회 2024 韓國島嶼硏究 Vol.36 No.1

해수담수화는 무한한 수자원인 해수를 이용해 담수를 생산하는 수처리 방법이다. 국내에서는 역삼투법을 이용한 해수담수화시설이 설치되어 연간 3백만 ㎥의 담수가 생산되고 있다. 하지만 해수담수화시설의 용량 부족, 원수인 염지하수의 부존량 감소 등으로 인해 섬 지역 물 부족 문제가 완벽하게 해결되지 못하고 있다. 또한, 해수담수화시설의 낮은 회수율, 현지 운영자의 전문성 부족, 시설 수리 및 보수의 어려움, 관로 노후화로 인한 누수 및 오염 등 여러 부분에서 개선이 필요하다. 본 연구에서는 성능모사 프로그램을 이용해 소규모 해수담수화시설의 담수생산량은 높이고 전기소모량은 줄일 수 있는 공정을 비교 분석하였다. 소규모 해수담수화시설 성능모사를 위해 주요 영향인자를 조사한 결과 전라남도 지역 해수담수화시설은 대부분 ‘1st RO’공정이고, 시설 중 80 % 이상이 하루 담수생산량 50 ㎥이상 이며, 원수의 총용존고형물량은 최소 115 mg/L, 최대 28,273 mg/L, 평균 5,676 mg/L이었고 원수의 수온은 최소 5.2 ℃, 최대 28.1 ℃, 평균 17.0 ℃로 나타났다. 조사결과를 토대로 섬 지역에 보편적 설치되어 있는 해수담수화 공정 조건인 용량 50 ㎥/일, 최종 담수의 총용존고형물, 500 mg/L 이하, 원수의 총용존고형물량 6,500 mg/L, 수온 17 ℃를 성능모사를 위한 설계조건으로 정했다. 공정으로는 기존‘1st RO’공정, 에너지회수장치를 추가한 ‘1st RO + ERD’공정, 농축수를 원수로 재순환시키는‘1st RO + 재순환’공정과 ‘2nd RO + 재순환’공정을 설계해 담수의 수질 및 수량 변화를 비교분석 하였다. 기존‘1st RO’공정에서는 담수 50 ㎥/일을 생산하기 위해서는 원수 200 ㎥/일이 필요했으나 ‘1st RO + 재순환’공정과 ‘2nd RO + 재순환’공정에서는 소요되는 원수량을 83.3 ㎥/일, 66.7 ㎥/일로 낮출 수 있다. 공정별 전력소모량을 살펴보면 기존‘1st RO’공정은 1.47 kWh/㎥이였으나 ‘1st RO + ERD’공정에서는 0.45 kWh/㎥까지 낮아지므로 전기가 부족한 섬 지역에 필요한 공정이다. ‘1st RO + 재순환’공정은 농축수 재순환 배관만 설치하면 회수율을 60 %까지 높일 수 있기 때문에 기존 시설을 이용해 최소예산으로 담수 생산량을 높일 수 있다. ‘2nd RO + 재순환’공정은 기존 시설에 새로운 역삼투 모듈을 설치해야하기 때문에 비용이 많이 발생하지만, 회수율을 75 %까지 높일 수 있어 염지하수 자원이 부족한 섬 지역에 적합한 공정이다. 마지막으로 원수의 수온이 낮은 겨울철보다 수온이 높은 여름철에 전기에너지 소모량을 낮출 수 있다. 해수담수화시설은 섬 지역 물 부족 문제를 해결할 수 있는 가장 현실적이고 주민들의 물 사용에 대한 체감도가 높은 효율적인 방법이다. 기존에 노후화된 해수담수화시설을 교체하거나 신규로 설치할 때 기존‘1st RO’공정이 아닌 전기소모량을 낮출 수 있는 ‘1st RO + ERD’공정, 물 생산량을 높일 수 있는 ‘1st RO + 재순환’공정과 ‘2nd RO + 재순환’공정이 섬 지역 여건에 맞게 설치될 수 있도록 고려되어야 한다. Desalination was a water treatment process that involved converting saline water to fresh water. Desalination generated an estimated 0.03 hundred million ㎥/day of fresh water in Korea. But, water shortage problems in the island area were not solved regarding the low capacity of desalination plants, the low amount of available salinity groundwater, etc. Furthermore, the low recovery rate of freshwater, lack of expertise of local operators, water leakage and contamination by old pipelines needed to be improved. This study used a reverse osmosis system projection program to compare compared desalination processes to improve water production and decrease electricity consumption. It was investigated that over 80 % of small-scale desalination plants in Jeollanam-do produced 50 ㎥/day. The total dissolved solids of feed water were at least 115 mg/L, up to 28,273 mg/L, an average of 5,676 mg/L, and the water temperature of raw water was at least 5.2 ℃, up to 28.1 ℃, and the average of 17.0 ℃. Based on the investigation results, plant capacity and the total dissolved solids of the final freshwater for performance simulation were set at 50 ㎥/day, 500 mg/L, and the total dissolved solids and temperature of raw water were set at 6,500 mg/L, and 17 ℃. The process compared and analyzed changes in the quality and quantity of freshwater by designing the ‘1st RO’ process, the ‘1st RO + ERD’ process with an energy recovery device added, the ‘1st RO + Recirculation’ process, and the ‘2nd RO + Recirculation’ process. In the ‘1st RO’ process, 200 ㎥/day of feed water was required to produce 50 ㎥/day of fresh water, but in the ‘1st RO + Recirculation’ process and the ‘2nd RO + Recirculation’ process, the amount of feed water required could be reduced to 83.3 ㎥/day and 66.7 ㎥/day. The ‘1st RO’ process consumed 1.47 kWh/㎥. However, in the ‘1st RO + ERD’ process, it is lowered to 0.45 kWh/㎥. The recovery rate was increased by 75 % in the ‘2nd RO + Recirculation’ process. Finally, reducing the electric energy consumed in freshwater production in summer was possible. When replacing old desalination plants or installing new ones, the ‘1st RO + ERD’ process, which can lower electricity consumption, should be considered rather than the ‘1st RO’ process, the ‘1st RO + Recirculation’ process and the ‘2nd RO + Recirculation’ process, which could increase waster production.

신형식 해수담수-냉방 복합공정 성능개선을 위한 흡착제 코팅 성능평가

이호생(Hosaeng Lee),지호(Ho Ji),임승택(Seungtack Lim),김현주(Hyeonju Kim),김영득(Youngdeuk Kim) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5

현재 세계 담수화 시장 규모는 30년도에는 약 5배 정도 급성장할 것으로 전망하고 있고, 미국, 사우디아라비아가 세계적으로 큰 시장을 형성하고 있다. 최근 해수담수화를 통해 최종적으로 배출되는 농축수를 해양환경오염원으로 규제하기 위한 움직임이 주요국가를 중심으로 본격화되고 있어, 향후에는 적은 에너지로 친환경적으로 해수를 담수화 할 수 있는 물 산업이 새로운 미래 성장산업으로 주목받고 있다. 이러한 관점에서 해수 담수에 소요되는 에너지를 최소화하여 담수회수율 향상하기 위한 흡착식 기반신형식 해수담수-냉방 복합공정 개발을 추진하고 있다. 본 연구에서는 흡착식 해수담수 공정에서의 흡착탑 내 흡착제 패팅 방식에서의 성능 개선을 위한 코팅 방법을 적용하여, 다양한 흡착제 종류에 따른 흡착등온선 도출 및 수증기 수착특성 평가를 수행하여 최적의 흡착제를 선정하였다. 또한, 선정된 흡착제를 바탕으로 코팅 시편 성능 평가를 수행하였다. 코팅 시편에서의 수착특성평가를 수행한 결과, 기존 흡착제인 실리카겔 대비 Sil1-80 코팅 시 성능이 우수한 것으로 나타났다. Recently, the movement to regulate concentrated water finally discharged through seawater desalination as a marine environmental pollutant has been in earnest in major countries, and in the future, the water industry that can eco-friendly desalination of seawater with low energy is a new future growth industry. Is attracting attention. From this point of view, the development of a new type of seawater desalination-cooling complex process based on adsorption to improve the freshwater recovery rate by minimizing the energy required for seawater freshwater is being promoted. In this study, the best adsorbent was selected by applying a coating method to improve the performance of the adsorbent patting method in the adsorption tower in the adsorption seawater desalination process, deriving adsorption isotherms according to various adsorbent types, and evaluating water vapor sorption characteristics. As a result of conducting the evaluation of the sorption characteristics on the coated specimen, it was found that the performance of Sil1-80 coating was superior to that of the existing adsorbent, silica gel.

선박메인엔진 냉각수를 활용한 선박폐열발전-담수화 시스템 성능평가 시뮬레이션

임승택,김현주,문정현,이호생 한국마린엔지니어링학회 2019 한국마린엔지니어링학회지 Vol.43 No.9

The demand for high efficiency vessels is increasing due to the problems of international marine environments and rising ship oil prices. As a result, research on power generation methods that utilize waste heat from ships has begun. In this study, organic Rankine cycle (ORC)-based waste heat power is designed using engine cooling water of a 58MW ship and is compared through simulation with the desalination capacity of a desalination plant that uses cooling water of 80 °C passed through a waste heat power. The power output and heat transfer performance are assessed by applying various refrigerants to select the working fluid for ship waste heat recovery, and then the performances of new refrigerants are compared to identify one with a low global warming potential. The study also compared the output of a ship waste heat recovery system with generated waste heat discharged to the sea by applying various types of engine types and cooling water flow rates. The power output and thermal power are compared when engine coolant is supplied at temperatures of 80 °C, 85 °C, and 90 °C. Finally, the optimal operating conditions of the ship waste heat–desalination system are determined by comparing the evaporation temperature and fresh water production rate based on the evaporation pressure of the ship desalination plant. The waste heat recovery–desalination system using a 90 °C heat source from the 10S90ME 58MW ship confirmed a pure water output of 564.4 kW and fresh water production of 1.278 kg/s when the R245fa working fluid was applied, and a reduction of 35%. 국제적 해양 환경문제와 선박유의 가격상승으로 고효율 선박의 수요가 증가하고 있으며, 선박에서 발생하는 폐열을 활용한 발전 방식의 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 58MW급 선박의 엔진 냉각수를 활용하여 ORC를 기반으로한 폐열발전을 시뮬레이션을 통해 설계하였으며, 폐열발전을 통과한 80℃의 냉각수를 활용한 담수화 설비의 담수생산량을 비교하였다. 선박폐열발전의 작동유체의 선정을 위한 다양한 냉매를 적용하여 발전출력과 열전달 성능을 비교하였으며, 저 GWP 냉매를 적용하기 위하여 신냉매의 성능을 비교하였다. 다양한 선종의 엔진타입과 냉각수 유량을 적용하여선박폐열발전의 출력과 바다로 배출되는 폐열 발생을 비교하였으며, 엔진 냉각수 온도가 80℃, 85℃, 90℃로 공급될 때발전 출력과 페열량을 비교하였다. 또한, 선박 담수화 설비의 증발압력의 변화에 따른 담수 생산량과 증발 온도를 비교하여 선박폐열발전-담수화 시스템의 최적 운전조건을 도출하였다. 10S90ME의 58MW급 선박의 90℃ 열원을 활용한 폐열발전-담수화 시스템은 R245fa 작동유체를 적용하여 564.4kW의 순수 발전출력과 1.278kg/s의 담수생산량을 확인하였으며, 기존 폐열 발생량 대비 35%의 감소량을 확인하였다.

국내 및 해외의 해수담수화 기술 비교분석

황문현(Moon Hyun Hwang),김인수(In S. Kim) 大韓環境工學會 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.5

기후변화는 현재 사용되고 있는 지표수 및 지하수 등의 담수자원 외에도 새로운 수자원을 확보해야할 필요성을 증가시켰다. 해수담수화 시장은 이러한 변화에 따라서 매년 급증하고 있는 상황이며, 이에 발맞추어 2007년 해수담수화 플랜트 사업단이 국내에서 출범하였다. 2014년에 종료된 해수담수화플랜트 사업단은 증발식 해수담수화 기술에 치우친 국내 기술을 역삼투방식 해수담수화 기술로 선회할 수 있도록 이끌었다. 현재 세계 최고의 역삼투방식 해수담수화 기술 에너지 효율성은 약 3.5 kWh/m3 전후로 조사된다. 기장 플랜트의 수준은 3.8~4.0 kWh/m3 수준으로 비록 세계 최고 수준에는 미치지 못하나, 선두권이라 하기에는 부족함이 없는 것으로 사료된다. 한편, 세계 역삼투방식 해수담수화 기술은 평준화 수준에 이른 것으로 사료되며, 에너지 저감을 위해 새로운 기술을 개발하고자 경쟁중이다. 미래 해수담수 시장에서 경쟁할 것으로 예상되는 기술로 정삼투공정, 막증발법 등이 있으며, 이를 위해 국내에서도 정역삼투 융합공정 개발, 막증발법 및 얍력지연삼투등의 기술개발을 진행중에 있다. 이를 통하여 국내 기술수준을 2.5 kWh/m3까지 낮출 것으로 기대된다. Climate change has increased the need to secure a new water resource in addition to the traditional water resources such as surface water and ground water. The seawater desalination market is growing sharply in accordance with this situation in Korea, “seawater engineering & architecture of high efficiency reverse osmosis (SEAHERO)” program was launched in 2007 to keep pace with world market trend. SEAHERO program was completed in 2014, contributed to turn the domestic technology in evaporative desalination technology to RO desalination technology. Currently, it is investigated that the average specific energy consumption of the whole RO plant is around 3.5 kWh/m3. The Busan Gi-jang plant has shown 3.7~4.0 kWh/m3, including operational electricity for plant and maintenance building. Although not world top level, domestic RO technology is considered to be able to compete in desalination market. Separately, many researchers in the world are developing new technologies for energy savings. Various processes, forward osmosis (FO), membrane distillation (MD) process are expected to compete with RO in the future market. In Korea, FO-RO hybrid process, MD and pressure retarded osmosis (PRO) process are under development through the research program in Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT). The desalination technology level is expected to decrease to 2.5 kWh/m3.

해수 담수화 설비를 기반으로 한 발전소 순수제조 설비의 최적화 설계

최광민,한인섭 한국도시환경학회 2018 한국도시환경학회지 Vol.18 No.1

경제발전에 따른 에너지 소비량 증가로 발전소 건설이 날로 증가추세에 있다. 화력발전소는 연료 수급과 냉각수 공급을 용이하게 하기 위해 바다나 강가 인근에 건설하는 것이 일반적이다. 주변에 담수 공급이 불가능할 때 해수담수화설비를 자체적으로 설치하여 발전소에 필요한 용수를 공급한다. 본 연구는 페루 칠카 지역에 설치한 발전소용 해수담수화설비의 사례를 통하여 해수담수화설비로부터 순수 생산에 이르는 각 설비의 최적 설계 방안과 운전 결과를 고찰하여 향후유사 지역 해수담수화 설비 설계 시 도움을 주고자 한다. 본 연구의 SWRO 설비는 유입 Conductivity 34-40 mS/cm를 처리 수질 250-340 micro S/cm로 처리하여 99.3%의 염 제거율을 보였다. 회수율은 52.8-54.6%이며, 운전압력은 58-63 bar 이고 운전 차압은 1.4-2.2 bar 수준이었다. The construction of power plants is increasing against the high demand of energy consumption due to economic development. In the case of thermal power plants, it is common to build near the sea or river to facilitate fuel supply and cooling water supply. If it is impossible to supply fresh water from the surrounding area, seawater desalination plant shall be built to supply necessary water for the power plant. The purpose of this study is to help the design of the seawater desalination plants at the similar area through reviewing of optimal design method and operation results of each facility from seawater desalination plant to demineralization system based on the case of desalination plant for power plant installed in Chilca, Peru. The treated water quality of SWRO facility was 250-340 micro S/cm from inlet conductivity 34-40 mS/cm, which showed 99.3% salt rejection. The recovery rate was 52.8-54.6%, the operating pressure was 58~63 bar and the operating differential pressure was 1.4~2.2 bar.

SWRO-PRO 복합해수담수화 기술의 현재와 미래

정경미,여인호,이원일,오영기,박태신,박용균 대한상하수도학회 2016 상하수도학회지 Vol.30 No.4

Desalination is getting more attention as an alternative to solve a global water shortage problem in the future. Especially, a desalination technology is being expected as a new growth engine of Korea’s overseas plant business besides one of the solutions of domestic water shortage problem. In the past, a thermal evaporation technology was a predominant method in desalination market, but more than 75% of the current market is hold by a membrane-based reverse osmosis technology because of its lower energy consumption rate for desalination. In the future, it is expected to have more energy efficient desalination process. Accordingly, various processes are being developed to further enhance the desalination energy efficiency. One of the promising technologies is a desalination process combined with Pressure Retarded Osmosis (PRO) process. The PRO technology is able to generate energy by using osmotic pressure of seawater or desalination brine. And the other benefits are that it has no emission of CO2 and the limited impact of external environmental factors. However, it is not commercialized yet because a high-performance PRO membrane and module, and a PRO system optimization technology is not sufficiently developed. In this paper, the recent research direction and progress of the SWRO-PRO hybrid desalination was discussed regarding a PRO membrane and module, an energy recovery system, pre-treatment and system optimization technologies, and so on.

휴대용 정삼투 담수화 장치의 설계 및 평가에 관한 연구

박철우(Chul-Woo Park),강호(Ho Kang),정동호(Dongho Jung),차재철(Jaechul Cha),김대중(Daejoong Kim) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集B Vol.37 No.3

식수의 보급이 원활하지 않은 경우를 대비하여 저에너지, 자급형 휴대용 담수화 장치를 설계하고 실험하여 그 활용 가능성을 제시하였다. 장비 구성이 단순한 정삼투 현상을 이용하여 휴대용 담수화 장치를 설계하였으며 중탄산암모늄을 이용하여 적은 에너지원을 이용한 담수화가 가능하도록 하였다. 여러 농도의 중탄산암모늄 수용액과 염화나트륨 수용액을 각기 사용하여 휴대용 담수화 장치의 담수화 성능을 조절할 수 있음을 확인하였다. 염 제거 실험을 통하여 음용 가능한 물을 확보하였고 온도를 증가시킴에 따라 그 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. This study aims to design a portable desalination device and discusses the feasibility of the device for overcoming a shortage of safe drinking water. A low-energy, self-supporting, and portable desalination device is designed based on forward osmosis (FO) using an ammonium bicarbonate solution. Experiments with various concentrations of ammonium bicarbonate solution and sodium chloride solution showed that the portable desalination device’s performance such as volume and flow rate of desalting water and time required satisfied drinking water standards. The device performance is controlled by varying the concentration and temperature of the solution.

냉방효과와 담수의 동시 생산을 위한 흡착식 담수화 시스템에 관한 실험적 연구

우성용(Seong-Yong Woo),지호(Ho Ji),문덕수(Deok-Soo Moon),김현주(Hyeon-Ju Kim),김영득(Young-Deuk Kim) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集B Vol.42 No.5

흡착식 담수화(adsorption desalination, AD) 시스템은 하나의 저온 폐열을 사용하여 두 가지 유용한 효과(즉, 고순도의 담수와 냉방을 위한 냉수)를 동시에 생산할 수 있는 친환경, 저비용의 담수화 기술이다. 본 연구에서는 상용 실리카겔을 흡착제로 사용한 파일럿 규모의 AD 시스템을 설계 및 제작하기 위해, 77 K에서 질소에 대한 흡착제의 흡 · 탈착등온선을 통해 실리카겔의 물리적 특성을 우선 분석하고, 흡착질인 수증기에 대한 실리카겔의 흡착등온선을 평가하였다. 그리고 다양한 열원 온도와 공급수 수질에 대하여 한양대학교에서 설계 및 제작한 AD 시스템의 성능평가를 실험적으로 수행하였다. 이때, AD시스템의 성능은 흡착제 단위 톤당 1일 담수 생산량(SDWP)과 흡착제 단위 톤당 생산한 냉방용량(SCC)을 사용하여 평가하였다. Adsorption desalination (AD) system is considered to be an environmentally-friendly and yet low-cost desalination technology that can produce two useful effects, i.e., high-grade fresh water and chilled water for cooling, using a low-temperature waste heat source. In this study, in order to design and fabricate the pilot-scale AD system that employs commercially-available silica gel as an adsorbent, its physical properties are analyzed by adsorption-desorption isotherms of nitrogen on silica gel at 77 K, followed by an evaluation of the adsorption isotherms of water vapor used as an adsorbate. Then, the performance evaluation of the pilot-scale AD system housed in Hanyang University has been experimentally carried out for a wide range of heat source temperature and feed water quality. Here, its performance is assessed in terms of specific daily water production (SDWP) and specific cooling capacity (SCC).

저온 해수에너지를 이용한 난방 및 담수화사이클 기초해석

이호생(H.S.Lee),이승원(S.W.Lee),정동호(D.H.Jung),문덕수(D.S.Moon),김현주(H.J.Kim) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

저온 해수에너지를 이용한 난방사이클 및 이와 연계할 수 있는 적정 담수화사이클을 제안 및 해석을 수행하였다. 난방사이클은 기본 증기압축식 사이클을 이용하여 1단 및 2단압축사이클에 대해 해석을 수행하였고, 담수화사이클은 난방사이클과 연계할 수 있도록 설계 및 해석을 수행하였다. 난방사이클의 증발기 열원으로 5℃이하의 저온 해수열을 이용하고, 난방수 온도는 60℃ 이상 공급될 수 있도록 해석하였으며, 사이클 작동유체는 R-134a, R-134yf, R-600a를 적용하였다. 사이클 해석 결과, 2단압축사이클을 적용할 경우 1단압축사이클에 비해 모든 냉매에서 압축기 소요동력은 약 15.6% 감소하였고, 성능계수는 약 17.6% 향상되었다. 냉동법 담수화 사이클의 경우 R-134a에 대해서 난방수 60℃ 조건일 때, 1단압축 사이클에 비해 2단압축사이클을 적용할 경우 담수 1kg 생산당 에너지가 약 19.8% 감소하는 것으로 나타났다. The paper presents the analysis of heating cycle and proper desalination cycle using low temperature seawater. The basic model of heating cycle is heat pump cycle and indirect freezing desalination method is used for seawater desalination. The heat source of evaporator is low temperature of seawater with below 5℃ and R-134a, R-1234yf, R-600a are applied as a working fluid. The compressor work decreased about 15.6% with 2 stage compression cycle comparing with 1 stage compression cycle and the COP in case of 2 stage cycle showed 17.6% higher than that of 1 stage cycle. For indirect desalination cycle, the energy per unit fresh water productivity in case of 2 stage cycle showed 19.8% lower than that of 1 stage cycle.