냉동기 자동제어 시스템1

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■ 냉동기 자동제어 시스템1

1. 개요
냉동기의 자동제어는 기계 자체의 DDC에 의하여 제어가 된다. 즉 냉동기를 통과하여 나가는 냉수의 온도를 감지하여 자체 콘트롤러에 의하여 ON-OFF 또는 STEP 또는 비례제어를 행하게 된다.
중앙감시반은 냉동기를 제어하기 위한 방법보다는 냉동기 및 주변기기의 운전 상태를 확인하기 위하여 운영되고 있다.

냉동기의 운전상태 및 입출구 온도 상태, 냉각탑 운전상태 및 냉각수 입출구 온도 상태 그리고 각종 펌프의 운전상태를 바로 파악할 수가 있다.

다수의 냉동기가 설치된 경우에는 열량을 환산하여 댓수를 제어하는 것이 가장 이상적이라 할 수 있으며 이때에는 냉수 유량계를 설치하여 유량과 냉수 입출구온도를 가지고 직접 연산하면 열량에 의한 댓수제어를 할 수가 있다.
냉동기의 설치된 대수가 3대 이상의 경우에 주로 열량에 의한 댓수제어를 행한다.

2. 동작설명
1) 냉동기의 기동을 수동운전으로 선택할 경우 로컬(Local)에서 운전이 가능하다. 즉 냉동기 제어패널(CCP)에서 기동/정지를 행할 수 있다.
만약 중앙 감시반에서 운전할 경우에는 원격제어 또는 자동모드를 선택한다.

기동 순서는 냉동기의 기동스위치를 누르면 냉수펌프가 기동한다. 그 후 냉각수펌프가 기동하고 냉각탑팬이 순차적으로 기동한다. 펌프가 운전될 때 배관에 설치된 유량 흐름스위치(FLOW S/W)가 작동이 되면 냉동기는 기동이 되지 않으며 경보가 울리도록 회로가 구성되어 있다.
위의 조건이 만족되면 냉동기는 정상적인 기동을 하며 운전이 된다.

2) 냉각탑 팬은 냉각된 후의 냉각수 온도를 감지하여 설정온도 이하가 되면 자동으로 팬이 정지되도록 한다. 냉각탑 팬은 냉각탑의 출구온도만을 감지하여 제어되도록 하여 냉동기로 유입되는 냉각수 온도를 최저온도이하로 내려가는 것을 방지한다.

냉동기로 유입되는 냉각수의 온도가 20℃이하로 떨어지면 응축기의 압력이 낮아져 냉매 순환에 문제가 발생할 수가 있고 흡수식 냉동기의 경우 용액의 결정화가 이루어져 정상적인 운전이 될 수가 없다.

3) 냉수입구해더와 출구해더 사이에는 차압자동조절밸브를 설치하여 일정한 차압이 형성되도록 한다.
그이유는 냉방 부하가 줄어들 경우 냉수를 공급받고 있는 공조기나 팬코일유니트에서 냉수 조절 밸브가 조절 되거나 차단이 되어 전체적인 냉수 유량이 줄어들므로 냉수 공급해더에는 냉수 압력이 증가하여 밸브의 소음, 진동 및 마모를 발생시킬 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 설치한다.

통상 냉수 급수해더와 환수해더사이의 차압은 30% 정도로 유지되도록 하고 밸브의 크기는 전체 유량의 30~50%정도가 되도록 선택한다.

4) 냉동기 정지시는 냉동기 기동시의 역동작이 이루어 지면 된다.
다만 흡수식 냉동기의 경우에는 주의를 하여야 한다.
흡수식 냉동기의 경우 냉동기를 정지하여도 바로 냉동기가 정지되지 않는다. 그 이유는 희석운전을 실시하기 때문이다. 냉동기 정지시 약 15~30분 동안 용액 및 냉매 펌프가 운전되고 있으므로 이때 냉수, 냉각수 펌프를 정지시키면 동파와 냉동기의 용액이 결정될 수 있으므로 희석 운전이 진행되고 있는 동안에는 냉수, 냉각수 펌프를 운전시키도록 한다.

3. 주의 사항
1) 대부분 냉동기의 기동 및 정지는 로컬에서 실시한다.
중앙 감시반에서는 냉동기의 운전 상태 및 이상 경보만을 감시하도록 한다.
그러나 중앙 감시반에서 냉동기를 기동하고자 할 때에는 위의 기동흐름이 자동으로 이루어 지도록 하고 냉동기 운전중에는 임의로 펌프를 정지시키지 못하도록 한다.
특히 냉동기 운전 중에 냉수 펌프를 정지시키면 동파의 우려가 높으므로 주의하여야 한다.

2) 냉수 펌프의 에너지 절약을 위하여 인버터 제어를 할 경우, 냉동기의 냉수 유량이 정격유량의 70%이하로 떨어지지 않도록 한다. 그이유는 냉동기 내부의 튜브로 흐르는 냉수가 일부분이 정체되어 빙점이하로 내려갈 경우가 발생될 수 있고 그에 따라 튜브의 동파가 발생될 수 있음을 유념하여야 한다.

3) 흡수식 냉동기(냉온수 유닛, 2중효용 냉동기, 중온수 냉동기)의 경우 냉동기 정지시 냉동기는 자체적으로 희석운전을 실시하므로 냉동기가 정지되었다고 바로 냉수, 냉각수 펌프를 정지시키지 않도록 한다.

4. 중앙 감시반 관제점
DDC를 기준으로 디지털(Digital) 신호가 들어오며 DI, 디지털 신호가 나가면 DO, 아나로그 (ANALOGUE)신호가 들어오면 AI, 아나로그 신호가 나가면 AO로 표시된다.
그림에서 SST는 START/STOP 이며 ST는 STATUS를 표시하고 AL은 ALARM을 말한다.

1) 냉동기의 원격 기동/정지 및 운전상태, 이상 경보 감시
3) 냉수 펌프의 기동/정지 및 운전상태 감시
4) 냉각수 펌프의 기동/정지 및 운전상태 감시
5) 냉각탑 팬 기동/정지 및 운전상태 감시
6) 냉수, 냉각수 입출구 온도 감시