빙축열 자동제어 시스템1

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■ 빙축열 자동제어 시스템1

1. 개요
빙축열 냉방 시스템은 하절기에 값이 싼 심야전력을 이용하여 심야 시간대(22:00 ~08:00)에 얼음을 생성시켜 축열조에 저장하였다가 주간에 이를 녹여서 건물등의 냉방에 활용하므로써 주간 전력부하를 감소시키는 냉방방식입니다.

2. 운전 방법
1) 축열조 제빙 운전
제빙운전이란 심야시간에 냉동기를 운전하여 축열조에 축열을 실시하는 운전 MODE를 말한다. 제빙운전시 축열조에 얼음을 얼리게 되며 냉동기의 냉열원을 모두 축열조로 저장하게 된다. 이때 열교환기는 사용되지 않으므로 열교환기내로 브라인이 흐를필요도 없고 그에 따라 냉수 순환펌프도 운전이 필요없게 된다.

제빙운전시 가동되는 기기는 냉동기, 축열조, 브라인 순환펌프, 냉각탑, 냉각수 순환펌프가 가동된다. 냉동기는 축열조에 얼음을 얼리기 위하여 저온으로 공급되므로 그에 따라 순환수는 냉수를 사용하지 못하고 브라인을 사용하게 된다.
즉 냉동기의 증발기 코일 내부로 브라인이 흐르고 코일 밖으로는 냉매가 흐르게 된다.
냉동기는 대부분 수냉식 칠러를 사용하게 되나 공냉식 칠러도 이용될 수 있다.

냉동기와 축열조는 심야시간 22:00 ~ 08:00 까지 운전된다.
V1 3Way V/V는 A->B 동작을 실시하고 C포트는 닫아 브라인이 축열조로 흐르게 하고 V2 3Way V/V 는 A->C로 동작을 실시하고 B포트는 닫아 열교환기 내부로 브라인이 유입되지 않도록 제어 한다

2) 축열조 해빙 단독 운전
심야시간에 축열조에 얼린 얼음을 녹여 냉방을 하는 운전 MODE를 말한다.
해빙단독운전은 냉동기를 운전하지 않고 축열조와 열교환기만으로 운전하게 된다.
축열조에 축열된 열량만으로 충분히 냉방운전이 가능할 때 사용하는 것으로, 일일 냉방부하가 축열조에 저장된 열량보다 적을 때 사용될 수 있다.
운전시간은 주간으로 08:00 ~ 17:00로 적용될 수 있다.
해빙운전시 사용되는 기기는 브라인 펌프, 축열조, 열교환기, 냉수 순환펌프이며 냉동기 및 냉각수 순환펌프, 냉각탑은 운전이 되지 않는다.

V1 3Way V/V는 A->B, C->B로 비례제어를 하여 축열조 출구온도(③번 온도)를 일정하게 유지하며 V2 3Way V/V는 B->C, A->C 로 비례동작을 실시하여 냉수 출구온도(②번 온도)를 일정하게 유지하도록 한다.

3) 축열조 해빙, 냉동기 병렬 운전
축열조와 냉동기를 동시에 운전을 실시하는 MODE로 축열조를 먼저 사용할 것인지 냉동기를 먼저 사용할 것인지를 결정한다.(빙축열 시스템 초기 설계시 결정)

냉동기를 최대부하로 운전하고 모자라는 냉방부하를 축열조에 저장된 열량으로 전체부하를 조절하는 방식이 냉동기 우선 운전 MODE가 되는 것이며 상기의 그림도 냉동기 우선 MODE로 작도되어 있다.

또 다른 방법은 축열조에 저장된 냉방열원을 먼저사용하고 나머지 모자라는 부하를 냉동기가 부분 운전을 실시하므로서 전체부하를 조절하는 방식이 축열조 우선 MODE가 되는 것이다.
(위의 그림에서 냉동기와 축열조가 상호 바뀌면 된다.)

위의 방식에는 각자 장단점이 있으며 냉동기 우선방식에서는 냉동기가 100% 부하에서 운전되므로 효율이 최대로 유지될 수 있는 장점이 있으나, 축열조 내부가 완전이 해빙되지 않음에 따른 문제점과 축열된 열량을 모두 사용할 수 없는 경우가 발생될 수 있는 단점이 있다.

축열조 우선 방식을 적용하면 축열조에 저장된 냉열원을 모두 사용할 수가 있으나 주간에 냉동기가 부분부하 운전으로 항상 운전되므로 효율이 떨어져 COP가 낮게 되는 단점이 있다.

냉동기와 축열조의 병렬운전시 사용되는 기기는 상기 그림에서 사용된 기기가 모두 운전이 된다.
V1 3Way V/V는 A->B, C->B로 비례제어를 하여 축열조 출구온도를 일정하게 유지하며 V2 3Way V/V는 B->C, A->C 로 비례동작을 실시하여 냉수 출구온도를 일정하게 유지하도록 한다.

4) 냉동기 단독 운전
냉동기 운전은 축열조에 이상이 있어 전날 축열을 하지 못하였거나 축열조 내에 이상이 있어 점검이 필요할 때, 축열조의 해빙을 지연, 보류시킬 때, 또는 축열조의 해빙이 완료되어 축열조내부에 저장된 냉열원이 없을 경우에 냉동기 단독 MODE로 운전을 실시한다.

하계 오전 이른 시각이나 오후 늦은 시간에 주로 이용될 수가 있다.
운전된는 기기는 냉동기, 냉각탑, 브라인 순환펌프, 냉각탑 순환펌프, 냉수 순환펌프는 가동이 되고 축열조는 가동이 되지 않도록 한다.

V1 3Way V/V는 C->B 개폐동작을 실시하여 축열조 내부로 브라인이 유입되지 않도록 하고 V2 3Way V/V는 B->C 로 개폐동작을 실시하여 냉수 출구온도를 일정하게 유지시킨다.