공조시스템의이해및데이터분석방법 에너지관리공단 최성우
1. 공기조화의이해 u 공기조화 (Air Conditioning) 공기의온도, 습도, 청정도및기류분포를공기조화를필요로하는공간의요구에일치하도록처리하는공정으로최근에는공기조화제어대상을복사열, 실내가압등의요소를추가 기류 항 상대습도 목 40 이상, 70% 이하 0.5 m/s 이하 실내환경 ( 건축법 / 공중위생보건법 ) 온도 CO₂( 이산화탄소 ) 부유분진 (TSP) CO( 일산화탄소 ) 17~28 이하, 거실의온도를외기온도보다낮게할때는그차가심하지않게할것 1000 ppm 이하 공조 1 m3당 0.15 mg이하 10 ppm 이하
1. 공기조화의이해 u 공기조화의분류 보건공기조화 주택, 호텔, 회관, 사무실등의공기조화는실내의사람을쾌적한상태로만드는것을목적으로하는것
1. 공기조화의이해 산업공기조화 공장의작업장 창고 실험실등의장소가그기능을충분히달성하기위해서거기서생산되고가공되고저장또는시험되는물건이가장알맞은상태를유지하도록하는공기조화 산업공기조화에서는더욱엄격하게감시되고수정되는일이많은데, 그것은생산되는물품의품질이고르지않거나불량품이많이생기지않도록하기위함 연초공장에서는잎을잘게썰때너무건조하여가루가되는일이없도록비교적습도를높게하고, 초콜릿공장에서는초콜릿이녹아서제모양을잃는일이없도록온도를낮게하며, 트랜지스터제작공장에서는먼지를극도로줄이고, 생리학실험실에서는바람이생명체에미치는영향을고려하여극도로공기의 흐름을느리게한다.
1. 공기조화의이해 산업공기조화 Clean Room 용으로공기청정도의레벨을등급분류한것으로단위체적중에부유하는입자의직경별로미립자수에의해결정 ( 공업용클린룸 ) < Class 규격 (FDS-209D, 미연방규격 ) > 등급 0.1 0.2 측정입자지름 [,,,m] 0.3 0.5 5.0 1 35 7.5 3 1-10 350 75 30 10-100 - - 300 100-1,000 - - - 1,000 7 10.000 - - - 10,000 70 100,000 - - - 100,000 700
1. 공기조화의이해 u 습공기선도 (Psychrometric Chart) < i-x 선도, NC >
1. 공기조화의이해 u 습공기선도 (Psychrometric Chart) 습공기의성질을나타내는선도이다. 표준해면기압을기준으로작성되어있으며, 많은매개변수를사용하여표현하나그중두가지를알고있으면다른것을쉽게구할수있다. 대기압이일정할때습공기의상태량인건구온도 ( 乾球溫度 ) t, 습구온도 t', 상대습도 φ, 포화도 ψ, 이슬점온도 t", 엔탈피 i, 절대습도 x 등의상호관계를좌표평면에나타낸다. 이중에하나를결정하면다른것이모두결정된다. 두좌표에잡는상태량에따라서 i-x 선도 ( 엔탈피와절대습도 ), t-x 선도 ( 건구온도와절대습도 ), t-i 선도 ( 건구온도와엔탈피 ) 등 3 가지로나눌수있다.
1. 공기조화의이해 u 습공기선도 (Psychrometric Chart)
1. 공기조화의이해 u 압력 1 bar = 10 5 N/m 2 1 torr = 1 Pa = 1 N/m 2 = 10-5 N/m 2 1 kgf/cm 2 = 735.6 mmhg = 10 maq =1 at 1 atm = 760 mmhg = 1.0332 kgf/cm 2 = 10.332 maq = 1.01325 10 5 Pa = 1.01325 MPa 1 mmaq = 9.807 Pa 1 Pa = 0.101 mmaq 1 atm = 10.332 10 3 mmaq = 1.01325 10 5 Pa 10.332 mmaq = 1.01325 10 2 Pa
1. 공기조화의이해 u 압력 1 mmaq = 10-4 kgf/cm 2 100 mmaq = 10-2 kgf/cm 2 1 kgf/cm 2 = 735.6 mmhg = 10 maq =1 at 10 maq = 10 4 mmaq = 1 kgf/cm 2 1 atm 절대진공
1. 공기조화의이해 u 압력 예 ) 다음장치에서측정된압력을절대압력으로표시하면? ( 실내의기압계는 755mmHg를지시하고있음 ) - 증기터빈입구에서측정된계기압은 22.5 kgf/cm 2 - 복수기의압력은 700mmHg 진공 터빈입구의절대압력 = ( 대기압 )+( 게이지압 ) = 755 (1.0332 760)+22.5 = 23.5 kgf/cm 2 복수기의절대압력 = ( 대기압 )-( 진공도 ) = [755 (1.0332 760)] - [700 (1.0332 760)] = 0.0748 kgf/cm 2
1. 공기조화의이해 u 건구온도 (DBT) 건조한감온부를갖는통상의온도계로측정한온도이며습공기선도에서수직선으로표현된다.( 진단시측정 )
1. 공기조화의이해 u 습구온도 (WBT) 오온도계의감온부를젖은헝겊으로둘러싸고일정속도의기류를포함한상태에서측정한온도이며습공기선도에서사선으로표현된다. 통상습구온도계는백색으로탈지된얇은무명천으로싸고, 무명천에물을축여서 2.5 5m/s 속도로 3분정도통풍시킨후측정하여야한다. Dryer, Air Washer, Cooling Tower 해석등에이용되며, 건구온도와상대습도를측정하여환산하여사용하기도함. 상대습도측정이곤란한경우 ( 고온, 포화공기에근접한경우 ) 는측정이필요하며측정시주의필요.
1. 공기조화의이해 u 상대습도 (RH) 습공기중의수증기분압 Pw 와그온도에서의포화증기의수증기분압 Pws 와의비를 % 로표시한것으로습공기선도상에곡선으로표현된다. ψ = 100 Pw Pws
1. 공기조화의이해 u 절대습도 (x) 습공기중의 1kg 의건공기 (DA) 에대해서포함되어있는수증기의질량을나타내는것으로, 보통단위는 kg/kg(da) 로나타낸다. 여기서 DA 는 Dry Air 를의미한다. 수증기 (kg) 건공기 (kg ) X = kg Kg X = kg (1-kg)
1. 공기조화의이해 u 절대습도 (x) x = γw/γa = 0.622 Pw (P-Pw) x : 절대습도 (kg/kg') γw : 수증기비중량 (kg/m3) γa : 건조공기비중량 (kg/m3) P : 대기압 (mmhg) Pw : 수증기분압 (mmhg) x = γw/γa = 0.622 Pw (P-Pw) Pw = ΨPs x = 0.622 ΨPs (P-ΨPs) P : 대기압 (mmhg) Ps : 포화습공기수증기분압 (mmhg) Ψ : 상대습도 (%)
1. 공기조화의이해 u 절대습도 (x) 건조기, Tenter 해석등에이용되며, 건구온도와상대습도등를측정하여환산하여사용함. 상대습도측정이곤란한경우 ( 고온, 포화공기에근접한경우 ) 는측정이필요하며측정시주의필요.
1. 공기조화의이해 u 절대습도 (x)
1. 공기조화의이해 u 현열비 (SHF, Sensible, Heat Factor) 실내로송풍되는공기의상태를나타내는지표로, 엔탈피변화 ( 현열 + 잠열 ) 에대한현열변화의비율로나타낸다. 송풍기로부터실내로공급되는급기는 SHF 상태선상에있어야한다.
1. 공기조화의이해 u 습공기엔탈피 습공기엔탈피는건조공기가가지고있는열량과동일온도에서수증기가가지고있는열량과의합이다. 건조공기가가지고있는열량은현열이고수증기가가지고있는열량은현열과잠열을포함하고있다. 건조공기 1kg에함유된수증기량이 x kg일때, 건조공기엔탈피 ia[kcal/kg] - 0 건조공기의엔탈피를 0으로기준 ia = G CP t = 0.24 t G0 = 건공기량 (kg) CP = 건조공기정압비열 ( 0.24 kcal/kg )
1. 공기조화의이해 u 습공기엔탈피 수증기엔탈피 iw[kcal/kg] - 0 물의엔탈피를 0으로기준 iw = G0 γ0 + G0 CPw t = G0 (γ0 + CPw t) = 597.3 + 0.441 t G0 = 수증기량 (kg) γ0 = 물의증발잠열 (597.3 kcal/kg) CPw = 수증기의정압비열 ( 0.441 kcal/kg )
1. 공기조화의이해 u 습공기엔탈피 습공기엔탈피 i[kcal/kg ] - 절대습도 : X(kg/kg') ia = ia + iw X = 0.24 t + ( 597.3 + 0.441 t ) X = 597.3 + 0.441 t 현열 (qs) = 0.24 t + 0.441 t X = ( 0.24 + 0.441 X ) t 잠열 (ql) = 597.3 X
1. 공기조화의이해 u 습공기상태변환에서의평형식 에너지평형식 G1 = 실내재순환공기량 (kg/h), G2 = 도입외기량 (kg/h) i1 = 실내재순환공기엔탈피 (kcal/h) i2 = 도입외기엔탈피 (kcal/h), i3 = 혼합공기엔탈피 (kcal/h)
1. 공기조화의이해 u 습공기상태변환에서의평형식 질량평형식 x1 = 실내공기절대습도 (kg/kg') x2 = 외기절대습도 (kg/kg') x3 = 혼합공기절대습도 (kg/kg')
1. 공기조화의이해 u 실제공기조화기에서의상태변환과정 가열, 냉각 단열혼합 냉각제습 가열가습 단열가습 수증기분무
2. 공기조화시스템 u 공기조화시스템의구성
2. 공기조화시스템 u 냉열원공급방식분류 열원공급시스템 증기보일러, 온수보일러 ( 중온수 ), 열교환기 ( 지역난방중온수 : 100~110 ) 직화식냉온수기 ( 가스, 경유 ) HX, HXG 냉열원공급시스템 ( 냉동기 ) 전기구동식 ( 터보, 스크류, 왕복동등 ) 빙축열시스템 ( 전기구동식냉동기, 심야전력사용 ) 전력사용량분석시일반전력피크 (kw) 및전력량 (kwh), 심야전력피크 (kw) 및전력량 (kwh) 분리분석 증기구동식흡수식냉동기 ( 증기보일러스팀공급 ) 직화식냉온수기 (2 중효용 COP 1.1~1.2) 중온수흡수식냉동기 (2 중효용 COP 0.6~0.7, 지역난방중온수 : 90~95 )
2. 공기조화시스템 u 냉열원공급방식분류 직화식냉온수기의온수 ( 난방 ) 공급방식고온재생기공급형 ( 고온재생기에서열교환하여난방수공급 ) 증발기공급형 ( 냉수배관을온수공급배관으로사용 ) 응축기공급형 ( 냉각수배관을온수공급배관으로사용 )
2. 공기조화시스템 u 냉열원공급방식분류 직화식냉온수기의흐름방식별분류 직렬흐름방식 ( 희용액기준 ): 구조간단 LG, 범양 병렬흐름방식 ( 희용액기준 ): COP 다소높음 센추리, 만도, 삼원기계
2. 공기조화시스템 u 공조시스템분류 구분 분류 시스템명 비고 단일덕트방식 정풍량변풍량 전공기방식 이중덕트방식 정풍량변풍량 중앙식 멀티죤유니트방식각층유니트방식 냉풍과온풍을혼합급기 공기 - 수방식 덕트병용팬코일유니트방식유인유니트방식 (IDU) 복사냉, 난방방식 공조기 (1 차공기 ),Coil(2 차공기 ) 수방식 팬코일유니트 (FCU) 개별식 냉매방식 페케지에어컨 ( 냉. 난방 ) (GHP, EHP)
2. 공기조화시스템 용어 Ceiling Duct 시스템 : 급기 (Duct), 환기 (Ceiling) 환기덕트가없는시스템으로급기덕트로급기를공급하고, 환기는천정플레넘전체를환기덕트로사용 FPU(Fan Power Unit) 시스템 ( 연간냉방부하발생건물 ) 변풍량 (VAV) 방식시스템에서부하감소시 1 차로 Fan 을가동하여천정플레넘 공기를유인하여공급, 부하가더욱작아지면전기혹은온수코일이작동하여 난방운전 콘벡터 ( 스팀공급 ) : 창측같은외주부부하처리용 직팽코일 (DX 코일, Direct Expansion Coil) : 페케지에어컨 건코일 (Dry Coil) & 습코일 (Wet Coil) 코일표면온도가통과공기의노점온도보다높은경우 / 낮은경우 dry coil(clean room 의 Fan Filter Unit 방식재순환공기냉각, Induction Unit 냉각코일실내공기냉각 )
2. 공기조화시스템 u 공기공급방식분류 정풍량방식 (CAV, Constant Air Volume) CAV는공조기를통해일정한풍량을송풍하고부하변동에따라급기온도및습도를가변시켜실내의온습도를제어하는방식으로, 공기조화의가장기본적인시스템이라할수있다. 제어는통상환기덕트나대표실의온도를감지하여냉수나온수그리고가습을조절토록구성된다. 따라서개별실의제어가어려워극장, 공장또는대형빌딩의내주부등에적용된다.
2. 공기조화시스템 u 공기공급방식분류 변풍량방식 (VAV, Variable Air Volume) VAV 는부하변동에따라송풍량을가변시켜실내의온습도를제어하는방식. 풍량가변은각부에설치된가변풍량유닛에의해이루어지며, 그결과덕트내풍압이변화하고이를보정키위해송풍기등에인버터설치. 부하가감소하면송풍량이감소하고, 그결과송풍기의동력이감소되는등에너지절감에매우효과적인설비이나, 저부하시풍량이너무감소하여환기상의문제가발생할수있다. FMS (Flow Measurmemt Stationary)
2. 공기조화시스템 u 냉온수공급방식분류 정유량방식 (3way-valve) 전체시스템유량이부하가변해도일정한방식으로안정적인운전이가능하나부분부하시운전동력비가크고최대저항 Zone 에서펌프양정이결정되므로일반적으로동력비가커짐. 인버터제어시문제점?
2. 공기조화시스템 u 냉온수공급방식분류 변유량방식 (2way-valve) 전전체시스템유량이부하가변하면순환수량이변하며, 부분부하시제어성이크며 By-pass 밸브가필요. 펌프대수제어혹은회전수제어 ( 인버터 ) 방식을조합하여소비동력절감이가능한시스템이다.
2. 공기조화시스템 u 송풍기의분류 익형 (Air Foil) : 급기홴 (Supply Fan) 으로사용익익형송풍기는뒤쪽굽음깃송풍기처럼깃이회전방향에대해뒤로기울어진구조이나깃의단면이익형 (airfoil) 으로된임펠러로구성송익형송풍기는뒤쪽굽음깃송풍기의깃을익형으로대체한형태로정압효율이 86% 정도로원심송풍기중가장높으며, 운전시소음이작기때문에청정한공기이송에많이사용된다.
2. 공기조화시스템 u 송풍기의분류 다익형 (Sirrocco Fan) : 환기홴 (Return Fan) 으로사용다익송풍기는폭이넓고깃통로의길이가짧으며회전방향에대해앞으로기울어진깃을갖는임펠러로구성된송풍기. 다익송풍기는다른형태의송풍기에비해낮은속도에서운전되며, 낮은압력 에서많은공기량이요구될때주로사용된다.
2. 공기조화시스템 u 송풍기의분류 터보홴 : 보일러, 소각로홴으로사용다다풍량고정압용으로고속회전에견딜수있는구조로집진기, 소각로, 보일러 등산업용에많이쓰임.
2. 공기조화시스템 u 송풍기의분류및사용범위 사용범위 구분 풍량 (m 3 /min) 정압 (mmaq) 효율 (%) 다익송풍기 (Sirrocco fan) 10~2000 10~125 45~60 원심식 터보송풍기 (Turbo fan) 60~900 125~250 75~85 익형송풍기 (Air-foil) 60~300 125~250 70~85 축류식 프로펠러형 10~50 0~6 40~50 터보송풍기의경우 800~1,500 mmaq 까지사용하기도함
3. 진단및측정방법 u 진단시준비자료 건축도면 ( 건물 ) 기계설비도면 ( 건물 ), PFD, P&ID( 산업 ) 장비사양서 (Spec Sheet), TAB보고서, 성능선도 운전일지 ( 보일러, 냉동기, 공조기등 ) u 진단시사전이해 ( 건물 ) 열, 전기통합진단 난방부하및냉방부하계산 냉동설비에대한이해 전기설비및전기요금체계관련이해 제어시스템에대한이해
3. 진단및측정방법 u 장비일람표
3. 진단및측정방법 u 장비일람표
3. 진단및측정방법 u 장비일람표
3. 진단및측정방법 u 장비일람표
3. 진단및측정방법 u 장비사양서
3. 진단및측정방법 u 공조기측정예 9 8 7 - 호텔객실공조객실과화장실전외기 2 1 C H 3 A 4 5 F C C 6 ROOM 구분 1 3 4 5 7 9 온도 ( ) 24.4 16.9 24.8 26.4 풍압 (mmaq) -66-65 -111 26-68 23 풍량 (CMH) 14100 20300 11400
3. 진단및측정방법 u 냉동기 SPEC 검토자료 가. 빙축열시스템현황 풀장부분의냉방부하를담당하기위하여스크류냉동기 2 기를사용한빙축열시스템을사용하여기본부하를담당하고주간에부족분은 700Rt 터보냉동기를사용하여공급. 나. 설계조건. Peak Load : 1,179usRT. Day Load : 15,199RT-Hr. 방열시간 : 14HR(08:00 22:00). 제빙시간 : 10HR(22:00 08:00). 축열율 : 40.8%. 축열용량 : 6,200RT-Hr. 건물부하율 : 90.5%
3. 진단및측정방법 u 냉동기 SPEC 다. 운전설계조건. 제빙운전시브라인 -4.5/-1.7. 주간운전시브라인 10.0/6.6. 주간운전시브라인축열조 6.6/4.6, 열교환기냉수 12/7, 열교환기브라인 4.5/10 구분냉동기 / 압축기형식제조사냉방용량 단위대 / 대 - - RT(kW) 용량 2/2 스크류미국,York 430(333) 냉각탑 브라인펌프 열교환기 RT, kw m3 /h, H, kw RT,lm 1200, 11 354, 35, 56 1200, 10/4.5, 7/12 제비용량냉각수펌프 RT(kW) m3 /h, H, kw 322(316) 312, 25, 37 축열조 m3, L B H 43.1,(9.5,9.5,4.5)
3. 진단및측정방법 u 냉동기측정 냉각수출구 냉각탑 응축기 냉각수입구냉매가스 < 측정 Point > 1 증발기입구 2 압축기입구 3 압축기출구 4 응축기출구 5 냉각수입구 6 냉각수출구 7 Brine 입구 8Brine 출구 냉매액 압축기 냉매액 냉매가스 증발기 Brine 입구 축열조 Brine 출구 < 저층용빙축열시스템 (Screw Chiller) 성능측정 Point >
3. 진단및측정방법 u 냉동기측정 냉각수출구냉매액 Economizer 냉매액 냉각탑응축기냉매가스 냉각수입구냉매가스 2단압축기 1단압축기냉매가스 < 측정 Point > 1 증발기입구 2 1 단압축기입구 3 2 단압축기출구 4 응축기출구 5 Economizer 입구 6 2 단압축기입구 7 냉각수입구 8 냉각수출구 9 Brine 입구 10 Brine 출구 11 Brine 입구 ( 열교환기 ) 12 Brine 출구 ( 열교환기 ) 13 냉수입구 ( 열교환기 ) 14 냉수출구 ( 열교환기 ) 증발기 Brine 출구 Brine 입구 냉수입구 열교환기 축열조 냉수출구 < 고층용빙축열시스템 (Turbo Chiller-TRANE) 성능측정 Point >
3. 진단및측정방법 u 냉동기측정 ( 그래프 ) 냉동기별운전 C.O.P 5.5 5 4.5 Pool 동 2 호 ( 주간 ) AVG : 4.08(90%) 4 3.5 저층터보 AVG : 3.94(92%) Pool 동 2 호 ( 야간 ) AVG : 2.91(82%) 본관 Trane( 야간 ) AVG : 2.66(63%) 3 2.5 고층터보 AVG : 3.37(89%) 2 Pool 동 1 호 ( 야간 ), AVG : 2.14(60%) 1.5 1 13:10 13:40 14:10 14:40 15:10 15:40 16:10 16:40 17:10 17:40 18:10 18:40 19:10 19:40 20:10 20:40 21:10 21:40 22:10 22:40 23:10 23:40 0:10 0:40 1:10 1:40 2:10 2:40 3:10 3:40 4:10 4:40 5:10 5:40 6:10 6:40 7:10 7:40 8:10
3. 진단및측정방법 u 전력즉정 data 풀장동심야전력사용행태 1840.0 1640.0 1440.0 1240.0 kwh 1040.0 840.0 640.0 440.0 240.0 40.0 13:45 14:15 14:45 15:15 15:45 16:15 16:45 17:15 17:45 18:15 18:45 19:15 19:45 20:15 20:45 21:15 21:45 22:15 22:45 23:15 23:45 0:15 0:45 1:15 1:45 2:15 2:45 3:15 3:45 4:15 4:45 5:15 5:45 6:15 6:45 7:15 7:45 8:15 8:45 9:15 9:45 10:15 심야메인풀장동심야압축기
3. 진단및측정방법 u 운전 COP 구분 용량 (RT) 정격 측정 정격 COP 측정 원단위 (kw/rt) 정격 측정 구분 스크류 1 호 정격축열용량 (RT_h) 3,040 측정축열량 (RT_h) 1,721 TRANE 400 261 4.25 2.66 0.83 1.30 스크류 2 호 TRANE 3,040 3,780 2,415 2,567 Screw 322 177 3.58 2.14 0.98 1.61 계 9,860 6,703
4. 진단사례 u Night-Purge( 현황 ) 구분 21:00 24:00 03:00 06:00 09:00 실온상승 1 층실온 26.1 27.8 28.5 29.0 31.8 5.7 2 층실온 27.1 29.0 29.8 30.3 30.7 3.6 33 32 31 30 29 28 27 26 25 2 0:3 0 2 1:3 0 2 2:3 0 2 3:3 0 0:3 0 1:3 0 2:3 0 3:3 0 4:3 0 5:3 0 6:3 0 7:3 0 8:3 0 외기온도 실온평균
4. 진단사례 u Night-Purge( 효과 ) 구분 외기온도평균 ( ) Purge 전실내온도 ( )a Purge 후실내온도 ( )b t (a - b) 6 월 19.7 28 22 6 7 월 24.0 31 26 5 8 월 23.6 31 26 5 9 월 17.5 28 21 7 - Purge전실내온도는 09:00경최종온도기준측정온도 ( 외기온도상승에따른일사축열부하상승에따른온도 ) - Purge후실내온도는예상온도 - 하절기보다환절기의효과가큰것으로추정됨
4. 진단사례 u Fcu 효과개선 ( 현황 ) 50 ~ 54 Steam(2kg/ cm2 ) HX 60 25 ~ 35 10 ~ 15 1,000,000 kcal/h 46.2 m3 /h < 온수공급계통 >
4. 진단사례 u Fcu 효과개선 ( 개선 ) < t55 _75% span > FCU 토출온도 55 ( 현재 ) 온도분포 < t40 _20% span > FCU 토출온도 40 온도분포
4. 진단사례 u 수술실공조기배기열회수 ( 현황 ) < 공조기현황 > < 배기홴현황 > 용 구분 도 AHU-1 1 2F AHU-3 수술실 AHU-4 병실 용 도 풍량 (CMH) 전동기 (HP) 난방능력 (kcal/h) 냉방능력 (kcal/h) 풍량 (CMH) 정압 (mmaq) 167,000 181,000 25,500 110 223,000 187,000 16,020 110 141,000 154,000 11,220 90 병실 ( 좌 - 1 ) 병실 ( 좌 - 2 ) 병 실 ( 우 ) 진 료 응 급 실 신관중환자실 7,380 11,220 9,420 3,960 5,340 3 5 3 2 2 급기홴 (HP) 20 15 15 2 8 F 사무실 4,140 2 비 고 간헐가동 연중가동 가동중지 계 41,460 17 병실공조기가가동중지상태에있고, 1 2F 공조기도거의가동되지않음에따라병실및실내환기를위해서배기홴을가동하여실내오염공기를배기
4. 진단사례 u 수술실공조기배기열회수 ( 개선 ) Inverter 제어 < 공조기현황 > 클래스 100 클래스 1,000 클래스 10,000 클래스 100,000 Filter Coil 무균수술실 공조 Zone T. S 일반수술실 회복실, 중환자실 무균병실 Bypass Duct 신생아실, 미숙아실 무균실 Bypass Duct 열교환기 < 병원공간의필요청정도 > OA EA < 수술실공조기배기열회수계통도 >
4. 진단사례 u 공조기댐퍼계통 정격 : 1000 m3 /min, 22kW( 측정 14kW) RA 정격 : 713 m3 /min, 30mmAq, 11kW( 측정 6.7kW) EA 0% 100% 1 호 AHU 30% OA SA 0% 50% RA 정지 10% 2 호 AHU SA 정격 : 1000 m3 /min, 22kW( 측정 11.1kW) [ 도서관 AHU 계통 ] 자동댐퍼계통의불량으로 RA 댐퍼가거의 Close 되어있고오히려 100% Close 되어있어야할 OA 댐퍼의개도가일부 Open(50% 개도 ) 되어있음.
4. 진단사례 u 냉동기냉수펌프 압력은펌프설치면기준으로환산한값임 350 m3 /h Turbo Ref CH101 8.1k P-113 25% 100% 100% 증발기 8.1k 9.8k 9.1k 8.2k R/ H P113 : 정격 :222m3/h, 27m, 30kW( 소비전력 : 27.3kW) S/ H - 펌프의설계양정이실제시스템의양정보다과대하여토출밸브완전개도운전시에는과유량에의한전동기과부하가발생하므로이를방지하기위하여밸브의개도율을 25(%) 로낮게유지. - 밸브의개도율을낮게유지함에도펌프는토출유량은정격이상으로추정 ( 유량은성능곡선도에서읽은값이므로실제유량과는오차가발생할수있음 )
4. 진단사례 u 수영장배기열회수 ( 현황 ) 배기 (EA) 15,900 CMH 배기 Pit Filte r 예열코일 온수코일 수영장 급기 (OA) 스팀 15,900 CMH 급기 Pit 온수 < 수영장열공급계통도 >
4. 진단사례 u 수영장배기열회수 ( 개선 ) 열교환기 열교환기신설, Pit 내급기. 배기덕트연결 배기 (EA) 15,900 CMH Filte r 예열코일 온수코일 수영장 급기 (OA) 스팀 15,900 CMH 온수 < 수영장배기열회수계통도 >
4. 진단사례 u OAC 재열 (Reheating) OAC ( 냉각, 제습 ) AC ( 재열, 가습, 가열 )
4. 진단사례 u OAC 재열 (Reheating)
4. 진단사례 u OAC 재열 (Reheating)
4. 진단사례 u OAC 재열 (Reheating) (1) 재열이불가피한과정이므로, 재열원을현재사용하는스팀이나스팀을열교환한후공급하고있는온수 (30~32 ) 를폐열 ( 냉각수열 ) 을이용하여재열하도록한다.( 현재 30 ~ 35 온수로가열 ) (2) 재열은냉각코일을통과한 7~10 의공기를 14~18 로가열시키는과정이므로, 5~9 월사이냉각수 ( 냉동기출구측, 온도 31~36 ) 를충분히재열원으로사용할수있다.( 열교환기를이용하여간접열교환후사용 ) OAC H/C(kcal/h) 재열원 AC H/C(kcal/h) CCD OAC-2 (270,000) 온수 (32 ) AC-DEPO AC-PHOTO 131,000 131,000 기초 3 OAC-1 (233,900) 온수 (32 ) AC-DEPO(S) AC-ETCH AC-CORRIDOR 195,700 60,000 60,000
4. 진단사례 u CO 2 제어 ( 부하시간대별운전스케줄제어 ) < 건축법 > 항목부유분진량 (TSP) C O 함유량 기준치 공조 1 m3당 0.15 mg이하 10 ppm 이하 C O ₂ 온 함유량 도 1000 ppm 이하 17 ~ 28 상대습도 40% 이상, 70% 이하 기 류 0.5 m/s 이하 외기 1F 로비 HAC9 B3F 전기감시 HAC2 B1F 벤케이 HAC4 1F 로비 HAC8 17 층사무실 26 층사무실 410 480 470 480 650 810 657
4. 진단사례 u CO 2 제어 ( 부하시간대별운전스케줄제어 ) (ppm) 800 로비 CO2 측정결과 750 700 650 M ax : 758 ppm, 4:20 PM M in : 430 ppm, 4:45 AM 600 550 Avg : 544 ppm 500 450 400 16:20:00 16:50:00 17:20:00 17:50:00 18:20:00 18:50:00 19:20:00 19:50:00 20:20:00 20:50:00 21:20:00 21:50:00 22:20:00 22:50:00 23:20:00 23:50:00 0:20:00 0:50:00 1:20:00 1:50:00 2:20:00 2:50:00 3:20:00 3:50:00 4:20:00 4:50:00 5:20:00 5:50:00 6:20:00 6:50:00 7:20:00 7:50:00 8:20:00 8:50:00 9:20:00 9:50:00 10:20:00 10:50:00 11:20:00 11:50:00
4. 진단사례 u CO 2 제어 ( 부하시간대별운전스케줄제어 ) ( 인 ) 11 월백화점입점인원 ( 인 ) 12 월백화점입점인원 140,000 120,000 Max : 128,638 160,000 140,000 Max : 141,116 100,000 80,000 Avg: 86,476 120,000 100,000 Avg: 91,909 80,000 60,000 M in: 57,804 60,000 M in: 59,739 40,000 40,000 20,000 20,000 - 목금토일월화수목금토일월화수목금토일월화수목금토일월화수목금 - 토일월화수목금토일월화수목금토일월화수목금토일월화수목금토일월 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
4. 진단사례 u 가습방법변경 OA 스팀가습 232kg/h 액적크기 :5 10 미크론 RA Mix 13 55RH% 0.0045kg/kg' C C H C SA 27,600 m3 /h 23±2 56±5 RH% 0.0115kg/kg' Mount 용공조기 < 공조기가습운전현황 > - Design Spec : SA 27,600 m3 /h, 23±2, 56±5RH%, 0.0115kg/kg - RA 의절대습도가 0.00523kg/kg 이라할때 OA 의 12 월외기평균은 4.9, 53RH%, 0.0028kg/kg 이고 Mixture 는 RA 70%, OA 30% 를섞었을때 13, 55RH%, 0.0045kg/kg
4. 진단사례 u 가습방법변경 구분 1월 외기온도 ( ) 3.3 상대습도 (RH%) 53 절대습도 (kg/kg ) 0.0024 - Mixture 의절대습도 (12 월 ) 2월 3월 4월 4.9 9.0 14.5 50 56 59 0.0028 0.0040 0.0060 = RA절대습도 (kg/kg ) RA혼합율 + OA절대습도 (kg/kg ) OA혼합율 5월 6월 19.0 22.1 60 77 0.0083 0.0128 = 0.00523 0.7 + 0.0028 0.3 7월 8월 24.5 25.9 79 79 0.0153 0.0170 = 0.004501 9 월 24.3 77 0.0152 10 월 17.1 65 0.0080 11 월 11.3 57 0.0048 12 월 4.9 53 0.0028
4. 진단사례 u 가습방법변경 < RA 70%, OA30% 혼입시 Mixture 월별절대습도 > 구분 1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 절대습도 (kg/kg ) 0.004381 0.004501 0.004861 0.005461 0.006151 0.007501 0.008251 0.008761 0.008221 0.006061 0.005101 0.004501 * RA : 0.00523kg/kg 기준
4. 진단사례 u 가습방법변경 < RA 70%, OA30% 혼입시 Mixture 월별절대습도 > 구분 가습량 (kg/ 월 ) 1월 169,763 2월 166,901 3월 158,316 4월 144,008 5월 127,554 6월 95,362 7월 77,477 8월 65,315 9월 78,192 10월 129,701 11월 152,593 12월 166,320 합계 1,532,084 - 가습량 (12월) = 풍량 ( m3 /h) (SA의절대습도 Mixture의절대습도 )(kg/kg ) 비체적 ( m3 /kg ) 30일 / 월 24h/ 일 = 27,600 (0.0115 0.0045) 0.833 30 24 = 166,320 kg/ 월
4. 진단사례 u 가습방법변경 등엔탈피선 공기선도상에서의기화가습원리
4. 진단사례 u OAC - 진단당시공장별로외기조건이유사함에도 BGA 공장은실외공기를 OA 로이용하는반면, HDI 공장의경우외기대신공조기가설치된실내공기를 OA 로사용 HDI 공장 : 외기온도 3.4, 상대습도 100% BGA 공장 : 외기온도 2.1, 상대습도 68% - 코일의동파방지를위해혹한기경우 PH/C 의가열온도를높게관리토록하고있으나진단당시공조기에공급되는실내공기의유입온도 (OA) 가 14.1 로 PH/C 의동파우려가없는온도임에도코일의가열온도를 24 까지높게설정하여운전
4. 진단사례 u OAC
4. 진단사례 u OAC 항목 단위 OA(1) PH/C(2) C/C(3) H/C, 가습 (4) 건구온도 17.2 24.0 7.0 14.1 습구온도 10.7 14.5 5.6 9.8 상대습도 RH % 44.5 29.3 81.7 58.4 절대습도 g/kg 5.39 5.39 5.05 5.80 - C/C 의냉수온도 (6.3 ) 는 RH/C 에서의공조관리기준 (24, 29.4 RH%, 0.0054 kg/kg) 에대한노점온도 (td 5.03 ) 와비교시유체 ( 기류 ) 가통과할때에노점온도보다높으므로현열냉각 (dry coil) 현상이발생된다. - PH/C 에서의가열부하증가는 C/C 에서불가피하게냉각부하의증가를초래하였으며이에따라 C/C 후단에서의온습도는 7.0, 81.7 RH% 까지현열냉각 - C/C 현열냉각후에 SA 의기준온습도인 14.1, 58.2 RH% 까지맞추기위해가열과가습을실시함으로써이로인한중복가열과과다냉각사례등이발생되어불합리하게운영
4. 진단사례 u OAC
4. 진단사례 u OAC 항목 단위 OA 1 PH/C 2 RA 3 혼합 4 C/C 5 가습 6 건구온도 2.1 15.4 22.7 21 13.2 14 습구온도 0.2 12 14.8 14.2 10 11.8 상대습도 RH % 68 68 47 51 78 78.1 절대습도 g/kg 3.0 7.4 7.3 7.3 6.3 7.0
4. 진단사례 u 불필요난방열공급차단 ( 현황 ) 연중냉방부하가발생되는건물로, 3 10 월에도난방용온수사용량은미비한수준이다. - 1 차진단시기인 2 월에도 Heating Coil 의온수밸브는 Close 되고 Cooling Coil 의냉수밸브가열려있었음 ( 실제로냉수공급은안되며, 급기온도에따라밸브만 OPEN 된상태 )
4. 진단사례 u 불필요난방열공급차단 ( 현황 ) 하절기및환절기에도항상온수를일정온도 (75 ) 로공급하고있으므로, 난방부하에온수가공급되기보다는그림에서보는바와같이배관에서의열손실이발생되어손실. 7,8 월실제난방부하가발생하지않으나난방용중온수를 2,040,756 ~ 2,210,412 Mcal 를사용한것으로나타났다. - 금액으로는 101,017(7 월 ) ~ 109,415(8 월 ) 천원
4. 진단사례 u 불필요난방열공급차단 ( 개선 ) 1 1 안 : 온수공급온도조정 75 (50~ 55 ) : 온수순환에의한배관에서의열손실을감소 2 2 안 : 온수공급량조정 < 1 안 > 온수순환펌프 (5,700 LPM) 보다적은유량의펌프신설 < 2 안 > 하절기가동순환펌프에인버터설치
u 냉열단가별냉동기가동 4. 진단사례 4. 진단사례 1,000 750 1 NR-4 1,000 1,000 3 NR-1~3 350 250 1 HR-105 320 1 HR-102 흡수식 400 320 1 HR-101 신관빙축열 700 450/390 2 HR-8,9 600 370 1 HR-7 흡수식 600 300 1 HR-6 600 320 1 HR-5 800 630 2 HR-3,4 700 630 2 HR-1,2 용량용량 - - 본관비고냉각탑냉동기대수구분
4. 진단사례 u 냉열단가별냉동기가동 구분시간 08-09 4~6,9월 63.6 일반전력 7~8월 86.9 10월 73.1 심야전력 4~10월 73.4 빙축열냉동기 (420RT 2 대 ) 주간가동 공조용냉동기 (630RT) 주간가동억제 09-10 63.6 86.9 73.1 73.4 10-11 86.9 152.4 73.1 73.4 11-12 86.9 152.4 73.1 73.4 12-13 63.6 86.9 73.1 73.4 13-14 63.6 86.9 73.1 73.4 14-15 86.9 152.4 73.1 73.4 15-16 86.9 152.4 73.1 73.4 16-17 86.9 152.4 103 73.4 17-18 63.6 86.9 103 73.4 18-19 63.6 86.9 103 73.4 19-20 63.6 86.9 103 73.4 20-21 63.6 86.9 73.1 73.4 21-22 63.6 86.9 73.1 73.4
4. 진단사례 u 설계온도변경공급열량증대 열교환기저부하운전에의한공급열량부족 교환기설정온도변경에의한공급열량증대 열교환기의운전부하율이낮은원인은열교환기에공급되는환수온도가 37 이상이되면증기공급밸브가차단되도록설정되어있으며또한 6,11 동의난방용온수의열전달효율이다른세대보다낮기때문에난방에이용되고열교환기로환수되는난방용온수의온도가평균 40 로높게유지되고있기때문이다.
4. 진단사례 u 설계온도변경공급열량증대
감사합니다. 수고하셨습니다. 에너지관리공단서울지사최성우과장 Tel : 02-862-5260 HP : 011-1793-1882 E-mail : sungwoo@kemco.or.kr