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정헌 변
7 years ago
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1 Company Name 최대수요전력개념과제어 에너지관리공단김인수

2 축냉시스템원리

3 축냉시스템구성도

4 축냉방식 관외착빙형 합리적인설계및운전으로 COP 를높일수있고, 별도의열교환기가필요하며얼음두께의균일화를위한교반기가필요함 SB1 캡슐형 캡슐의주위로브라인을흐르게하여캡슐내부의물을제빙및해빙 수요충족이용이 시공및관리가매우편리 하베스트형 시스템의특성에따라서기기배치및설치공간상의제약 냉동기를고효율로운전가능 운전방법에따라서는설비의최소화를도모 공융염 상변화를하기때문에냉동기효율측면에서매우우수한시스템을구성 슬러리형 냉동시스템이고효율로운전가능

5 슬라이드 4 SB1 Sangjoo Baek,

6 냉동기종류및제작처별 COP 변화 국명 데이터 SCREW RECIPRO TURBO MEAN 주간 COP 국내 야간 COP COP 감소율 (%) 주간 COP 야간 COP COP 감소율 (%) 평균주간 COP 평균야간 COP COP 감소율 (%)

7 축냉 ( 빙축열 ) 시스템별정격 COP 축열방식 주간 COP ( 압축기 ) 야간 COP ( 압축기 ) 주간 COP ( 시스템 ) 야간 COP ( 시스템 ) Ice Lens Ice Ball Slurry Ice-on-Coil Harvest Neam

8 고효율자판기 제어기간 : 6 월 20 일 ~ 9 월 20 일 ( 토, 일, 국경일은제외 ) 제어시간 ( 냉각장치 ) : 13 시 30 분 ~ 16 시 30 분 (3 시간 ) 고효율자동판매기의제어방식 과냉각 : 상품을 3 시간 (10:30~13:30) 동안과냉각하여저온상태로 (2~3 ) 유지 냉각정지 : 냉각장치를 3 시간 (13:30~16:30) 동안정지하여전력사용을억제하며, 이때컨트롤전원은정상적으로공급되므로상품이용에는전혀불편이없음

9 원격제어에어컨 OFF 제어 : 가동중인에어컨의실외기를 OFF - 제어시간종료후는정상적으로가동 설정온도제어 : 수용가가설정한냉방희망온도를상향조정 - +N 제어 : 수용가설정한온도 + 제어온도 ( 예 +2 ) (+2 제어할경우수용가설정한온도에서 2 상향조정됨 ) - 일괄온도제어 : 수용가설정한냉방희망온도를일괄하여상향조정 (30 로제어할경우에어컨의설정도온도가 30 로변경 ) 자체감시 : 수신가능고장또는수신장치임의조작시에어컨동작정지 게이트위에 : 이동통신회사에설치 bps 전용회선을설치하여제어신호전달

10 직접부하제어

11 냉 난방운전사이클 사방밸브에의한냉 난방사이클전환운전개략도

12 GHP 와 EHP 의주요운전특성비교 항목 GHP 정속형 EHP 인버터형 부분부하특성 우수 불량 우수 능력 엔진의활용하므로높다. 배열을 20% 이상 외기기온의저하에따라능력저하발생, 별도의히터필요 별도의히터필요 난방 효율 warming -up 우수 ( 배열이용 ) 우수 불량 불량 우수불량 제상특성 우수 조치필요 대응 운전비용 소요전력 실내기종류 천장매립형, 상치형, 벽걸이형등

13 히트펌프의원리 히트펌프시스템의성능계수 (COP) - 전기히터 : COP1, 히트펌프 : COP 2.5~7 정도따라서, HeatPump 가전기히터보다 2.5~7 배열발생시스템

14 히트펌프의리사이클 (Recycle) 개요 도심지에서이용가능한배열 ( 빌딩배열, 목욕탕, 수영장의배열등 ) 과자연의미활용에너지원 ( 공기, 지하수, 하천수, 해수, 태양열등 ) 및공장배열활용 10~30 의배열을활용 HeatPump 로난방 급탕에이용가능한 60~80 열생산이용 발생열을축열조에저장하여냉 난방및급탕에활용하는시스템

15 히트펌프적용시에너지절감효과 공기열원 Heat Pump 폐수열원 Heat Pump 히트펌프의리사이클 (Recycle) 개요 - 1차에너지 100 투입 보일러방식열출력 85% (COP 3기준 ) 공기HP방식열출력106.5% - 공기HP적용시기존방식 ( 보일러 ) 대비에너지절약효과 25% - 1차에너지 100 투입 보일러방식열출력 85% (COP 4.5기준 ) 폐수HP방식열출력 160% - 폐수HP적용시기존방식 ( 보일러 ) 대비에너지절감효과 88% 기존방식대비히트펌프열수지비교

16 히트펌프설치사례 [1] 폐수열이용히트펌프설치사례 (D 신협 ) < 사업개요 > - 사우나폐수이용온수생산 (180ton/ 일 ) 하절기 : 온수생산및수영장냉각, 기타계절 : 온수생산 - 히트펌프용량 : 150,000kcal/h( 설치 ) - 에너지절감효과 : 6,155koe/ 월 (4,033 천원 / 월 ) 30% 절감 - 투자회수기간 : 1 년 ( 투자비 45 백만원 ) < 시스템개통도 >

17 히트펌프설치사례 [2] D 스포츠센터 < 사업개요 > - 수영장및사우나폐수이용온수생산및헬스장냉 난방 - 히트펌프용량 : 150,000kcal/h( 03.1 설치 ) - 5 개월간운전결과 22 백만원연료비절감 - 시설투자비 : 45 백만원 ( 투자회수기간 1 년 ) < 시스템개통도 >

18 히트펌프설치사례 [3] 하천수이용히트펌프시스템 < 사업개요 > - 서울잠실한강유람선레스토랑 (3 층 1,800 m2 ), 냉 난방및급탕 하천수열이용 : 동절기 8 4 ( t 4 ) - 히트펌프용량 : 55RT 2 대 (340,000kcal/h), 월설치 - 투자비 : 134 백만원 ( 기존대비추가비용 49,7 백만원 ) - 에너지절감효과 : 44.8%(352 백만원 / 년 ), 투자비회수기간 : 1.4 년 < 시스템개통도 >

19 산업체냉각수열이용히트펌프에의한공정수승온 < 방류수폐열회수가능열량 ( 진단결과 )> 구분 폐열회수온도 ( ) 방류수량 (t/d) 회수가능열 (Mcal/h) 1 공장 ,500 2,706 2 공장 ,500 1,837 < 공정별 Heatpump 에의한공급가능열량 > 1 공장 2 공장 3 공장 단위 (Mcal/h) 합 35 공정 25 공정 계 계 35 공정 35 공정 25 공정 계 필요열량 1,100 1,275 2,375 2,700 1,602 1,700 3,302 8,377 H E 열량 , ,200 2,800 3 공장 ,000 3,000 HP 용량 ,520 1,330 1, ,090 4,940 HE+HP 용량 1,160 1,360 2,520 1,930 1,587 1,703 3,290 7,740

20 산업체냉각수열이용히트펌프에의한공정수승온 < 시스템개통도 > < 경제성검토 > - 연료 ( 가스, 증기 ) 절감액 1,342 백만원 - 투자비 : 1,989 백만원

21 산업체냉각수열이용히트펌프에의한공정수승온

22 산업체냉각수열이용히트펌프에의한공정수승온

23 지열히트펌프 지열온도분포

24 지열히트펌프 지중온도분포

25 지열히트펌프 지열히트펌프 (GSHP) 시스템 - 지열히트펌프는지중으로열을흡수하거나배출하여냉 난방을수행 - 지중열을이용하는지중열교환기측을제외하고는일반히트펌프와동일한구조

26 지열히트펌프 지열히트펌프시스템의장 단점 장점 - 냉방과난방수행이가능 - 지중열을이용함으로써냉방시응축온도가낮고, 난방시증발온도가높아히트펌프 COP 가우수함. - 현존하는냉 난방시스템중에서가장효율이높고, 환경친화적이며, 비용을절감하는시스템 [ 미국 EPA, Environmental Protection Agency] 공기열원히트펌프에비해 40% 이상에너지절감가능 - 전열기 ( 난방 ) 및에어컨을사용하는경우보다약 70% 의에너지를절감 단점 - 높은초기투자비 - 넓은설치면적

27 지열히트펌프 지중열원의종류 1. 지표열 / 지중열 부동액폐회로방식 : PE 파이프 (3/4~2" HDPE) 냉매폐회로방식 ( 직접팽창 ) : 동관을지중에매설 종류 : 수직형, 수평형 ( 가장일반적인방식 ) 2. 지하수 역사가가장긴지열히트펌프방식 가장효율이높음 ( 개회로방식 ) 종류 : 우물관정형 (SCW, Standing Column Well ) 등 3. 지표수 하천수, 호수, 해수등을열원으로사용 대규모사례가많음

28 열병합발전 가스열병합발전형식 (1) < 가스엔진 >

29 열병합발전 가스열병합발전형식 (2) < 가스터빈 >

30 에너지절감효과 열병합발전 에너지절감율 : 32%, CO 2 배출감소율 : 25% 산출기준 - CO 2 배출계수 : LNG tc/toe, 전기 tc/m - 국내발전효율 : 38%, 가스열병합발전시스템효율 : 88%

31 열병합발전 가스열병합발전의장 단점 장 점 단 점 고효율에너지시스템 종합효율 75~90%( 화력발전 40% 이하 ) 환경친화적인시스템 천연가스이용, CO2, NOx, SOx 감소 (CO2 20~50% 감소 ) 분산형전원, 비상발전 자체적으로열과전기를동시생산발전소및가스저장시설비용회피송전손실감소 초기투자비과다 규모의비경제성위험설비수입으로설치비용과대 투자비회수위험 열전비및열전수요부적절시 유지비용크고보수곤란 국내기술부족및외산자재확보의어려움으로비용이크고장기간소요

32 최대수요전력관리제어기기 < 예측디맨드에의한경보한계 > < 최대수요전력제어연산원리도 >

33 최대수요전력관리제어기기 시스템의기능과구성도 디맨드제어장치의기능과구성

34 제어대상부하 최대수요전력관리제어기기 (1) 제조공정에영향이없을것 (2) 제품의품질에영향을미치지않을것 (3) 업무활동이나환경조건이악화되지않을것 (4) 안전관리상문제가없을것 이에따라제어대상설비는단시간정지해도그영향이적은공조설비 (A.H.U, 베기휀, 환기휀등 ), 냉방설비 ( 팩케이지에어콘, 왕복동냉동기등 ), 전기로 ( 용해, 담금질, 건조용등 ), 간헐가동설비 ( 분쇄기, 믹서, 제분기등 ), 공기압축기또는펌프, 송풍기등이바람직하다.

35 제어대상부하의운용 최대수요전력관리제어기기 < 복귀제어의동작 ( 예 )> < 계속제어의동작 ( 예 ) >

36 최대수요전력관리제어기기 장치의운용과효과 - (1) 공조동력에의한제어 디맨드제어실적경과예 (7 월샘플 ) 패키지에어콘의제어예

37 최대수요전력관리제어기기 장치의운용과효과 (1) 공조동력에의한제어 제어회수 제어회수 시간대 디맨드제어동작시간예 (7 월샘플 )

38 최대수요전력관리제어기기 장치의운용과효과 (2) 터보냉동기동력에의한제어 터보냉동기의베인제어회로예 터보베어제어에의한환경변화

39 최대수요전력관리제어기기 장치의운용과효과 (3) 전기로의운전제어 전기로수용가의부하곡선예 전기로제어디맨드곡선모델

40 디맨드설치사례 최대수요전력관리제어기기 수요가명 계약전력 a[ kw] 제어부하의종류 제어부하의용량 b [kw] b / a 100 % 제어동작실적 L 호텔 700 패키지에어콘 터보냉동기 154( 자 ) 190( 수 ) 49.1 제어후의최대디맨드 672kW 디맨드억제값 105kW 환경면에의지장은없다 M 기계 800 패키지에어콘 제어후의최대디맨드 807kW 디맨드억제값 150kW 사이클릭제어, 환경면에의지장은없다 H 금속 900 전기로 디맨드억제값 90kW 전기로 1 대로는제어가부족하기때문에 1 대를추가하였다. 공정상의지장은없다. U 전기 ( 電氣 ) 850 패키지에어콘 부하상태가낮고동작실적없음 M 전기 ( 轉機 ) 2,700 패키지에어콘 354( 자 ) 700( 수 ) 39.0 제어후의최대디맨드 2,640kW 디맨드억제값 175kW 로시간 15 분으로하며환경악화를방지, 제어용량은충분 N 호텔 1,100 패키지에어콘 제어후의최대디맨드, 7 월 : 1,092 kw, 8 월 : 1,104 kw, 제어회수는 3 회뿐 T 전기 ( 電氣 ) 1,100 패키지에어콘 제어후의최대디맨드, 7월 : 1,090 kw 8월 : 1,105 kw, 제어회수 170회

41 Company Name

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<C8F7C6AEC6DFC7C1C0C720B1E2BABBBFF8B8AE20B9D720C6AFC2A12E687770> 1 히트펌프의기본원리및특징 기본적인히트펌프시스템은외기, 저온수, 우등의저온열원으로부터열을흡수하여따뜻한실내, 온수등의고온열원을만들어열이필요한곳에서열을방출하는장치로서, 이와같이저온부에서고온부로열을이동시키기위해서는구동에너지가필요하다. 열원측 ( 히트펌프에서열을받는부분 ) 과히트펌프에서열을방출하는부분의열교환매체에따라서대, 대, 대및대방식으로구분하는것이보통이다. 또한유럽및북미등지에많이보급되어있는지열이용히트펌프시스템에서는지열이중요한열원으로이용되고있으므로,