HARVEST 방식 빙축열시스템은 증발기 전열면(제방판) 에서 생성된 얼음을 주기적으로 분리, 이탈시켜 별도의 빙축열조(제빙판의 하부에 위치)에 저장하였다가 저장된 얼음의 잠열을 냉방에 이용하는 시스템이다.HARVEST 방식 제빙기는 1952년 미국 터보사에서 처음 개발하여 당시 대형 얼음을 제조하여 톱이나 망치로 깨뜨려서 사용하던 공업용 제빙시장에 선풍을 불러 일으킨 획기적인 제빙기술이다. HARVEST 시스템이란 DYNAMIC형의 제조방법으로 연속적이며 정기적으로 얼음이 생성 이탈을 거듭하는 형태라고 말할수 있다. (그림 1.)고압의 냉매액이 팽창변을 거쳐 제빙판에서 저압의 냉매 액이 되어 제빙판 하부에 유입되면서 판외부에서 흐르고 있는 물을 얼리고, 다시 고압측의 HOT-GAS를 사용, 탈빙하여 낙하시킨 후 사각모양의 얇은 얼음을 만드는 과정을 거치는데 얼음 두께가 얇을 때(6㎜)제거하므로 열전달율이 커지고 증발온도가 높아 냉동기의 COP가 크게 된다.
그림 1. HARVEST 방식 빙축열 공조시스템 구성도구 성HARVEST 빙축열기의 냉매계통도는 그림 2, 3와 같으며 구성기기는 다음과 같다.
가) 압축기(COMPRESSOR)압축기는 왕복동 또는 스크류(SCREW) 압축기를 사용한다.
나) 증발기 판(EVAPORATOR PLATES) - 제빙판빙축열기의 가장 중요한 부분이며 타 냉동기의 증발기와는 매우 상이하다.구조는 두장의 스텐레스(SUS 304) 철판을 맞대어 중간 중간 용접을 한 후 유압을 이용하여 성형 제작한 것이며 이 같은 증발기판을 장비용량에 따라 20-150매까지 수직으로 설치한다.
다) 물 분배팬 (WATER DISTRIBUTION PAN)스테인레스로 제작된 물 분배팬은 증발기판 상부에 설치되어 순환수 펌프에 의하여 유입되는 물을 증발기판에 일정하고 균일하게 흘러 내리게 한다.
라) 응축기(CONDENSER)응축기는 수냉식(WATER COOLED), 공냉식(AIR COOLED) 또는 증발식(EVAPORATIVE COOLED)이 사용된다.
그림
마) 냉매배관(REFRIGERANT PIPING)냉매배관에는 팽창밸브(EXPANSION VALVE), HOT-GAS 도입용 3-WAY VALVE와 액분리기겸 열교환기( ACCUMULATOR), 수액기(RECEIVER)등이 설치된다. 냉매배관에 설치되는 모든압력용기는 ASME 규격에 의하여 제작된다.
바)빙축열조(ICE STORAGE TANK)빙축열조는 STEEL TANK, 콘크리트 탱크 또는 FRP 탱크등이 사용되며 탱크의 보냉은 폴리우레탄이 사용된다. 설치위치는 기계실 바닥, 기계실, 옥외 또는 건물 옥상 등 현장 여건을 고려하여 설치한다.
그림 2. 제빙 사이클그림 3. 탈빙 사이클특 징DYNAMIC HARVEST방식 빙축열 시스템은 타 시스템과 비교하여 제빙시 COP가 높고 해빙효율이 매우 우수합니다.
가) 타 시스템에 비하여 성적계수(COP)가 높다.- BRINE을 사용하지 않고 직접팽창하므로 증발온도가 높기 때문.- 제빙판에 6.0MM 정도의 얇은 얼음을 주기적으로 제빙, 탈빙을 반복하므로 전열효과가 크고 증발온도가 낮아지지 않기 때문이다.
나) 해빙효율이 높다.- 6.0MM 정도의 얇은 얼음이 깨져 있는 상태이므로 물과의 접촉면이 매우 크다.- 열교환기를 순환하는 물이 직접해빙을 하므로 효율이 높다.
다) 장비의 점검 및 보수가 용이하다.- HIGH-SIDE( 콘덴싱 유니트)와 LOW-SIDE( 제빙부 )가 모두 축열조위에 있으므로 점검이 용이하고 서비스도 용이.- 축열조 내부에 ICE BALL 이나 TUBE가 없고 ( 물+얼음 )의 단순한 구조의 수조임.
라) 장비의 수명이 길다.- 장비가 항상 정격운전을하고 제빙운전시에도 시스템의 특성상 부하변동이 없기 때문에 내구성이 길다.( 사용연수 20년 이상)- 견고한 구조 및 좋은 재질을 사용함.
마) 축열조만 크게 선장하면 장래의 부하증가에 대하여 별도투자없이 대응이 가능하다.
바) 주간 운전방식을 채택할 경우 장비용량을 적게 선정할 수 있다.
사) 빙축열기는 증발기판위에 공급되는 물 온도에 따라 ICE MAKER 또는 고효율의 CHILLER로서 작동한다.
운 전HAVEST형 빙축열시스템의 운전방식은 전력 요금체계, 건물의 부하특성 등을 감안하여 4가지 축열방법 중에서 한가지 방식을 채택한다.운전 방식은 다음과 같은 방식이 있다.
- 전량 축열방식: DAILY LOAD SHIFTING: WEEKLY LOAD SHIFTING- 부분 축열방식: DAILY LOAD LEVELING: WEEKLY LOAD LEVELING가) 전량축열방식① 일부하 이동방식( DAILY LOAD SHIFTING) : 주간에 필요한 부하의 전량을 심야전력시간( 22:00-08:00)에 장비를 가동하여 얼음으로 저장하였다가 다음날의 냉방에 이용하는 방법으로 4가지 운전방식중 장비용량은 가장 크게되나 연간 운전비용 절감이 많다.
② 주간부하 이동방식( WEEKLY LOAD SHIFTING) : 일주일간의 공조부하를 토, 일요일을 표함한 일주일간의 심야전력시간에 장비를 가동하여 축열하였다가 냉방에 이용하는 방법으로 장비용량은 DAILY LOAD SHIFTING에 비해 작아지나 축열조의 용량이 크다. 연간 절감액은 DAILY LOAD SHIFTING 과 비슷하다.
나) 부분 축열방식① 일부하 평준화방식( DAILY LOAD LEVELING) : 매일의 부하를 24시간 장비를 가동하여 냉방하는 방법으로 장비용량과 탱크 크기가 SHIFTING방식에 비해 많이 작아지나 연간 절감비용이 SHIFTING방식에 비해 적다.
② 주간부하 평준화방식( WEEKLY LOAD LEVELING ) : 일주일간의 공조부하를 토, 일요일을 포함하여 일주일간 계속 가동하는 방법으로 장비용량은 가장적으나 축열조용량은 DAILY LOAD SHIFTING과 비교하여 커진다. 연간 절감액은 DAILY LOAD LEVELING과 비슷하다.
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