[건축설비-빙축열시스템]

빙축열시스템

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빙축열냉방시스템(Ice Thermal Storage System)은 야간에 얼음을 생성하여, 저장하였다가 주간에 이 얼음을 녹여서 건물의 냉방에 활용하는 시스템으로, 이 시스템의 장점으로는 열원기기의 운전시간이 연장되므로 냉동기 및 열원설비 용량의 감소가 가능하고, 심야전력 사용에 따른 전력 사용비의 절감과 수전설비와 계약전력 감소에 의한 기본 전력비의 절감이 가능하다.

또한, 공급 열원기기를 전부하 연속운전에 의해 정격운전이 가능하고 부하 변동이 심하거나 공조계통 시간대가 다양한 곳에서도 안정된 열공급이 가능하다. 건물의 증설 또는 용도변경에 따른 미래부하 변화에 대한 적용성도 높다. 그러나 빙축열시스템의 설치운용에 있어서 축열조 설치에 따른 소요공간과 초기투자비가 증가하고 운전시간 장기화에 따른 관리 인건비가 상승하며, 심야운전에 따른 진동 또는 소음등의 환경문제에 대한 대책이 요구되고 있다.

동작원리를 살펴보면 야간에 값싼 심야전력을 이용하여 저온냉동기로 축열조에 얼음을 만들어 저장하였다가 주간에 이를 녹여서 냉방에 활용하는 방식으로서 물이 얼음으로 변할때나 녹을 때에 발생하는 잠열을 이용하여 이를 냉방열원으로 사용한다. (물의 제빙· 해빙 잠열 : 80kcal/kg)

주요 구성기기와 그 역할

저온냉동기(Brine chiller) : 얼음을 생성하기 위하여 영하의 온도에서 운전이 가능한 냉동기로서 제빙시간에는 영하의 온도로 가동되며 주간시간에는 일반냉동기와 동일한 상태로 운전된다.

냉각탑(Cooling tower) : 저온냉동기를 가동할 때 응축열량을 공급하기 위하여 저온냉동기와 연동되어 가동된다.

축열조(Storage tank) : 건물에 필요한 냉방부하를 저장하며 시스템의 용량과 특성에 따라서 용적과 형태가 결정된다. 온도조절을 위하여 By-pass배관이 필요하게 된다.

열교환기(Heat exchanger) : 건물의 냉방부하측에 냉방열량을 공급하기 위한 것으로 냉열원 1차측의 Brine수와 2차 냉방부하측의 냉수를 분리시키기 위하여 사용된다. 설치면적과 전열효율을 고려하여 핀형의 열교환기가 설치된다.

자동밸브(3-way v/v) : 축열조로 흐르는 유량을 조절하므로서 브라인의 온도를 적정하게 유지시키는 목적의 Mixing밸브와 제빙운전시 열교환기로 브라인수가 흐르지 않게 하기 위한 Diverting밸브등 두 개의 3-way밸브가 사용된다.

자료출처 : 한국에너지기술연구원 http://www.kier.re.kr

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