냉각기 시스템이란 무엇입니까?
상업용 건물은 건물을 제습하고 냉각하기 위해 난방, 환기 및 에어컨 (HVAC) 시스템을 사용합니다. 현대의 상업용 건물은 건물 성능 및 지속 가능성에 중점을 둔 광범위한 이니셔티브의 일부로 효율적인 HVAC 시스템 및 구성 요소를 추구합니다. 건물 입주자들은 HVAC 시스템이 의도 한대로 작동 할 것이라는 큰 기대를 가지고 있습니다. . . 건물 외부의 조건에 관계없이 편안한 실내 환경을 조성합니다.
냉각기는 호텔, 레스토랑, 병원, 스포츠 경기장, 산업 및 제조 시설을 포함한 다양한 상업 시설의 필수 HVAC 구성 요소가되었습니다. 업계는 냉각기 시스템이 대부분의 시설에서 전기 사용량을 가장 많이 소비하는 단일 소비자라는 사실을 오랫동안 인식 해 왔습니다. 계절에 따라 총 전기 사용량의 50 % 이상을 쉽게 소비 할 수 있습니다. 미국 에너지 부 (DOE)에 따르면 냉각기는 결합하여 북미에서 생산되는 총 전력의 약 20 %를 사용할 수 있습니다. 또한 DOE는 다양한 운영 비 효율성으로 인해 냉각기가 추가 에너지 사용으로 최대 30 %까지 소비 될 수 있다고 추정합니다. 이러한 비 효율성으로 인해 회사와 건물 시설에 연간 수십억 달러의 비용이 발생합니다.
일반적으로 냉각기는 내부 환경에서 외부 환경으로 열을 쉽게 전달합니다. 이 열 전달 장치는 냉각 시스템을 통해 순환 할 때 냉매의 물리적 상태에 의존합니다. 확실히 냉각기는 중앙 HVAC 시스템의 핵심 역할을 할 수 있습니다.
냉각기는 어떻게 작동합니까?
냉각기는 증기 압축 또는 증기 흡수 원리로 작동합니다. 냉각기는 약 50 ° F (10 ° C)의 원하는 온도에서 공정 용수 시스템의 차가운쪽에 냉각수의 연속 흐름을 제공합니다. 그런 다음 냉각수는 공정을 통해 펌핑되어 시설의 한 영역 (예 : 기계, 공정 장비 등)에서 열을 추출하여 공정 용수 시스템의 리턴 측으로 다시 흐릅니다.
냉각기는 증발기라고하는 장치를 통해 공정 용수 시스템에 연결되는 증기 압축 기계식 냉동 시스템을 사용합니다. 냉매는 냉각기의 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 장치를 통해 순환합니다. 열역학적 프로세스는 냉각기의 각 구성 요소에서 발생합니다. 증발기는 공정 냉각수 흐름에 의해 포착 된 열이 냉매로 전달되도록 열교환 기 역할을합니다. 열 전달이 발생하면 냉매가 증발하여 저압 액체에서 증기로 변하는 반면 공정 냉매의 온도는 낮아집니다.
냉매는 압축기로 흘러 여러 기능을 수행합니다. . 첫째, 증발기에서 냉매를 제거하고 증발기의 압력이 정확한 속도로 열을 흡수 할 수있을만큼 낮게 유지되도록합니다. 둘째, 배출되는 냉매 증기의 압력을 높여 응축기에 도달했을 때 열을 방출 할 수있을만큼 온도가 충분히 높게 유지되도록합니다. 냉매는 응축기에서 액체 상태로 돌아갑니다. 냉매가 증기에서 액체로 변할 때 포기되는 잠열은 냉각 매체 (공기 또는 물)에 의해 환경에서 전달됩니다.
냉각기 유형 :
설명 된대로, 두 가지 다른 냉각 매체 (공기 또는 물)는 냉매가 증기에서 액체로 변할 때 포기한 잠열의 전달을 촉진 할 수 있습니다. 따라서 냉각기는 공냉식과 수냉식의 두 가지 유형의 응축기를 사용할 수 있습니다.
- 공냉식 응축기는 자동차 엔진을 냉각시키는 “라디에이터”와 유사합니다. 이들은 동력 식 송풍기를 사용하여 냉매 라인 그리드를 통과하는 공기입니다. 높은 주변 조건을 위해 특별히 설계되지 않은 경우 공냉식 응축기는 효과적으로 작동하기 위해 95 ° F (35 ° C) 이하의 주변 온도가 필요합니다.
- 물- 냉각 된 응축기는 공냉식 응축기와 동일한 기능을 수행하지만 열 전달을 완료하려면 두 단계가 필요합니다. 먼저 열이 냉매 증기에서 응축기 수로 이동합니다. 그런 다음 따뜻한 응축기 물이 냉각탑으로 펌핑되어 프로세스가 가열됩니다. 궁극적으로 대기로 배출됩니다.
수냉식 냉각기 :
수냉식 냉각기는 냉각탑과 연결된 수냉식 응축기를 특징으로합니다. 물 공급이 충분한 중대형 설비에 사용됩니다. llers는 주변 온도의 변동에 대한 상대적 독립성으로 인해 상업용 및 산업용 에어컨에 대해보다 일정한 성능을 생성 할 수 있습니다. 수냉식 냉각기는 20 톤 용량의 소형 모델부터 공항, 쇼핑몰 및 기타 시설과 같은 세계 최대의 시설을 냉각하는 수 천톤 모델에 이르기까지 크기가 다양합니다.
일반적인 수냉식 냉각기는 냉각탑의 재순환 응축기 물을 사용하여 냉매를 응축합니다. 수냉식 냉각기는 주변 습구 온도와 관련하여 작동하는 응축기 유입 수온 (및 유량)에 따라 달라지는 냉매를 포함합니다. 습구 온도는 항상 건구 온도보다 낮기 때문에 수냉식 냉각기의 냉매 응축 온도 (및 압력)는 종종 공냉식 냉각기보다 훨씬 낮게 작동 할 수 있습니다. 따라서 수냉식 냉각기는 더 효율적으로 작동 할 수 있습니다.
수냉식 냉각기는 일반적으로 요소로부터 보호되는 환경의 실내에 있습니다. 따라서 수냉식 냉각기는 더 긴 수명을 제공 할 수 있습니다. 수냉식 냉각기는 일반적으로 대규모 설치를위한 유일한 옵션입니다. 추가 냉각탑 시스템은 공냉식 냉각기에 비해 추가 설치 비용과 유지 보수가 필요합니다.
공냉식 냉각기 :
공냉식 냉각기는 냉각 장치에 의해 냉각되는 응축기에 의존합니다. 환경 공기. 따라서 공냉식 냉각기는 공간 제약이있을 수있는 중소 규모 설치에서 일반적인 응용 분야를 찾을 수 있습니다. 공냉식 냉각기는 물이 부족한 자원 인 시나리오에서 가장 실용적인 선택을 나타낼 수 있습니다.
일반적인 공냉식 냉각기는 핀 코일을 통해 주변 공기를 끌어들이는 프로펠러 팬 또는 기계식 냉동 사이클을 갖추고 있습니다. 냉매를 응축하십시오. 공랭식 응축기에서 냉매 증기가 응축되어 열을 대기로 전달할 수 있습니다.
공랭식 냉각기는 설치 비용이 저렴하다는 중요한 이점을 제공합니다. 수냉식 냉각기에 비해 상대적으로 단순하기 때문에 유지 보수가 더 간단합니다. 공냉식 냉각기는 공간을 덜 차지하지만 대부분 시설 외부에 있습니다. 따라서 실외 요소는 기능 수명을 손상시킵니다.
공냉식 냉각기의 모든 기능이 포함되어있어 유지 보수 비용이 절감됩니다. 상대적으로 단순하고 공간 요구 사항이 적어 여러 유형의 설치에서 큰 이점을 얻을 수 있습니다.
냉각기 시스템의 효율성을 높이기위한 조치 :
냉각기 비용은 건물의 공공 요금의 상당 부분을 차지합니다. . 냉각기 시스템의 최대 효율을 통해 에너지를 절약하려면 어떤 조치를 취해야합니까? 몇 가지 가능성을 살펴 보겠습니다.
지속적인 유지 관리
냉각기 시스템은 적절한 지속적인 유지 관리를 통해 더 효율적으로 작동합니다. 대부분의 조직은이 가치를 인식하고 일상적인 시설 관리 모범 사례의 일부로 조치를 취했습니다. 냉각기 시스템에 대한 몇 가지 일반적인 모범 사례는 다음과 같습니다.
- 응축기 코일을 검사하고 청소합니다. 열 전달은 냉각기 시스템에 큰 영향을 미치며 효율적인 냉각기 작동을 생성하는 데 기본이됩니다. 정기 유지 보수는 응축기 코일이 막히고 공기가 통과하는지 검사해야합니다.
- 냉매 충전을 유지합니다. 냉각기의 냉각 지수는 시스템의 적절한 냉매 수준에 따라 다릅니다. 적절한 냉매 충전량을 유지하면 냉각 비용이 거의 5 ~ 10 % 감소하여 에너지 효율성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
- 응축수 유지 : 냉각탑과 함께 사용되는 응축수 루프는 설계된대로 적절한 물 흐름을 유지해야합니다. 모래, 부식성 고형물 및 오염 물질과 같은 파편은 응축기 물 루프에 영향을 미칠 수 있습니다. 오염 또는 스케일링은 물의 흐름을 방해하고 냉각기 작동 효율성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
예측 유지 보수
인공 지능 (AI)은 일상적인 실제 응용 분야에서 계속 발전하고 있습니다. 냉각기 시스템과 같은 기계는 잠재적 인 오류가 발생하기 전에 감지 할 수있는 AI 알고리즘의 이점을 누릴 수 있습니다. 예측 유지 보수는 냉각기 시스템 운영 데이터의 수집 및 분석을 활용하여 치명적인 고장 이전에 유지 보수 조치를 취해야하는시기를 결정합니다. 냉각기 시스템은 대부분의 현대식 HVAC 시스템의 핵심이므로 심각한 “다운 타임”을 초래하는 치명적인 고장을 방지하면 응급 수리 비용과 명성을 절약 할 수 있습니다. 냉각기 시스템이 수행하는 중요한 역할은 조사의 증가를 보장합니다. 빅 데이터 및 AI는 다운 타임을 최소화하고 생산성을 극대화합니다.
사물 인터넷 (IoT)은 예측 유지 보수와 같은 AI 애플리케이션을 지원할 수있는 데이터 수집 도구를 제공합니다. 실제로 HVAC의 미래는 AI와 IoT입니다. IoT 냉각기에서 실시간 데이터를 수집하여 작동을 지속적으로 분석 할 수 있습니다. 냉각기에서 수집 된 세분화 된 IoT 데이터는 육안 검사로 얻은 데이터를 훨씬 뛰어 넘을 것입니다 .IoT는 빌딩 엔지니어를 중요한 HVAC 자산의 실시간 가시성에 연결합니다. ,이를 통해 실제 작동 조건에 대한 정보에 입각 한 모니터링이 가능합니다.
최적화
냉각기는 복잡한 HVAC 시스템의 일부로 작동합니다.수냉식 냉각기는 냉각탑 시스템과의 연결로 인해 더 복잡합니다. 따라서 전체 냉각 장치 성능을 평가하려면 압축기, 펌프, 냉각탑 팬 등의 총 전력 소비를 분석하여 kW / ton과 같은 포괄적 인 효율성 측정을 평가해야합니다.
전체 냉각 장치의 최적화 전체적으로 수행되어야합니다. 최적의 냉각수 설정 점, 냉각기 순서 지정 및 부하 분산, 최대 수요 관리, 냉각탑 물 관리 등에 초점을 맞춘 다양한 조정은 운영 데이터로만 수행 할 수 있습니다. IoT는 냉각기 플랜트의 각 부분에서 전력 소비, 냉각기 및 냉각탑의 공급 / 반환 온도, 응축기 물 루프의 물 유량 등을 실시간으로 모니터링하여 이러한 최적화 도구를 제공 할 수 있습니다. 진정한 최적화를 촉진하기위한 HVAC의 실제 적용.
결론 :
냉각기 운영 효율성은 건물 운영 비용에 큰 영향을 미칩니다. 지속적인 정기 유지 보수는 시설 관리의 관점에서 최소한의 것입니다. 냉각기 시스템의 예측 유지 보수 및 최적화에는 실시간 운영 데이터가 필요합니다. IoT는 새로운 형태의 냉각기 효율성의 문을 열었습니다.