유량제어시스템 개선, 열이송 시스템

냉온수 공급의 유량제어시스템 개선동력 절감

 

1. 개선 전

 

1) 현황 및 문제점

○ 각동의 냉온수기는 온수공급온도(50℃) 또는 냉수공급온도(10℃)를 설정하여 운전하고 있
으며, 3층, 2층 및 1층으로 분기된 배관에서 유량조절밸브(2-Way Valve)는 노후하고 컨
트롤 시스템이 없어서 By-Pass 배관을 사용하고 있다.

○ 각층 상가복도의 천정에 사각형 휀코일(FCU)이 일열로 배치되어 있어서 점포에서 발생
하는 조명열량을 냉각시키거나 동절기에 외부에서 유입되는 냉기류를 가열시켜 온도조
절을 한다. 개별 휀코일의 전원스위치(On/Off)는 각 점포별로 독립되어 있어서 점포경영
주가 임의로 관리하며, 2층의 경우는 동절기에도 조명 열 가온으로 가동을 중단한 곳이
대부분이다.

○ 특히 3층은 심야시간 개점운영을 위하여 12시에 폐점하여 20시에 다시 문을 열기 때문
에 10시간동안은 냉온수 공급이 불필요하나 배관내의 냉온수는 순환되고 있다.

 

 

복도 휀코일, 점포 조명등

 

휀코일 On/Off 스위치, 1층 출입문(내부에서)

[그림 1] 층별 설치현황

 

 

 

 

<표 1> 각동 및 각층별 운영온도 현황

 

 

○ 상가의 복도가 좁은 편이고, 각 점포크기가 작지만 상품선전을 위해 전등의 사용량이 많
아 조명의 열발생이 많아서 추동절기의 2층은 난방이 거의 필요치 않으며, 1층은 출입문
을 통한 침입외기 부하와 3층의 옥상 SLAB 를 통한 난방부하가 발생된다.

 

 

○ 특히 1층은 천정형 휀코일(FCU)에서 발생되는 따뜻한 공기가 천정을 맴돌다 계단 등을
통해 위층으로 기류가 이동하는 연돌효과에 따라 추위에 매우 취약하다.

○ 여름의 경우 냉방부하는 1층보다는 2, 3층이 가장 많이 발생하며, 특히 2층의 경우 공기
의 순환이 적어 더위에 매우 취약하다.

○ 여름과 겨울 또는 운전시간대에 따라 각층에 냉, 난방부하가 변화함으로 공급유량을 조
절하거나 차단하여야 하나 현재 유량을 조정할 수 있는 장치가 없고, 현장온도의 감지가
표시되지 않으며, 이를 근거로 냉, 온수의 적정 순환이 이루어지지 않고 있어서 에너지
를 효과적으로 사용하지 못하고 일부는 낭비요인이 있다.

 

 

<표 2> 동별 냉온수유량(현재 냉온수 관경에 의한 유량)

 

 

 

<표 3> 냉동온수기에 운전되는 냉수순환펌프 사양

 

 

 

2. 개선 후

1) 개선방안

○ 각 층별 냉온수 배관에 정유량 밸브와 유량조절밸브(2Way Valve)를 설치하여 하절기 및
동절기의 부하변동에 따른 유량조절과 3층의 폐점시간(10시간) 유량공급차단을 시행한
다. 각 동/각 층마다 2개소의 온도감지를 중앙 판넬에 표시하여 판독하고 유량조절밸브
가 자동 조절되도록 컨트롤 시스템을 시설한다.

 

 

 

[그림 2] 유량밸브 조절시스템의 개념도

 

 

 

2) 기대효과

○ 계산기준
- 계절별 유량 변경안은 다음표와 같으며 기존 고정유량과의 차이만큼 절약된 유량의 연
료소모가 절약된다.
- 가열 및 냉각의 온도차를 연간평균 2℃로 적용하여 경제성 평가를 채택한다.

 

<표 4> 계절별 동별 필요 냉 온수유량

 

 

 

 

○ 연료절약 합계
= 51,861(Nm3/년) + 104,649(Nm3/년)
= 156,510(Nm3/년)

○ 석유환산
= 156,510(Nm3/년) * 1.055(kgoe/Nm3) / 1,000(kgoe/toe)
= 165.12(toe/년)

○ 절감금액
= 165,510(Nm3/년) * 780.81(원/Nm3) / 1,000(원/천원)
= 122,205(천원/년)

○ 총 에너지사용량 대비 절감률(rt)
= 165.12(toe/년) / 2,862.11(toe/년) * 100%
= 5.77(%)

○ 예상 투자비 (유량제어관리시스템)
= 193,260(천원)

 

-------------------------------------------------

100 2-way Valve : 15개소 37,500(천원)
100 정유량 Valve : 15개소 17,760(천원)
125 Pipe & Fitting : 15개소 15,000(천원)
온도조절센서 설치 : 15개소 30,000(천원)
자동 Control 설치 : 1개소 70,500(천원)
설치 인건비 : 1식 22,500(천원)

-------------------------------------------------
계 193,260(천원)

-------------------------------------------------

 

○ 투자비 회수기간
= 193,260(천원) / 122,205(천원/년) = 1.58(년)

○ 온실가스 저감량
= 165.12(toe/년) * 0.637(tc/toe) = 105.18(tc/년)

 

 

<기대효과 종합>

* 1. 소수점 첫째자리까지 기재
  2. 절감율(%)은 진단대상 에너지사용량 대비 절감율 임

 

 

 

참고문헌
1. 한국에너지공단, 진단우수사례집, 2011년

 

 

 

유량제어시스템 개선, 열이송 시스템 

EG-TIPS 에너지온실가스 종합정보 플랫폼

 

 

 

 

 

 

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