대온도차 시스템

대온도차 시스템이란

대온도차 시스템은 냉수의 공급·환수 온도차를 일반 방식보다 크게 하는 공조 방식이다.

온도차를 키우면 같은 열량을 적은 냉수 유량으로 운반할 수 있다.

그래서 펌프 동력과 배관 크기를 줄이는 에너지 절약 방안으로 쓰인다.

원리: 현열 전달식

냉방 열량은 유량, 비열, 온도차의 곱으로 정해지는 현열 전달식으로 나타낸다.

Q는 열량, G는 냉수 유량, c는 물의 비열이다. ΔT는 공급과 환수의 온도차다.

같은 Q에서 ΔT를 두 배로 키우면 G는 절반이 된다. 펌프와 배관이 작아지는 이유다.

이 원리가 대온도차 시스템 설계의 출발점이 된다.

계산 예제

냉방 열량 1,000kW를 온도차 10K로 운반하는 경우를 계산한다.

유량은 열량을 비열과 온도차의 곱으로 나눈 값이다.

계산하면 냉수 유량은 약 23.9kg/s다. 물의 밀도가 1,000kg/㎥이므로 체적으로는 약 23.9L/s다.

방식 비교

대온도차 방식은 냉수 온도차가 커서 배관과 펌프가 작아진다.

반면 저온 냉수를 만들어야 해서 냉동기 운전 조건이 불리하고 제어가 까다롭다.

앞 문제 답은 두 배다. 온도차가 반이면 같은 열량의 유량은 두 배가 된다.

단점과 주의점

앞 질문의 답은 빙축열 방식이다. 빙축열은 잠열을, 수축열은 현열을 쓴다.

대온도차 시스템에도 뚜렷한 단점이 있다. 냉동기가 저온에서 운전되어 COP가 떨어질 수 있다.

냉수 온도가 낮아 결로와 콜드드래프트가 생길 수 있다. 취출과 재열을 함께 검토해야 한다.

코일의 열수와 전열 면적을 키우는 대책도 필요하다.

정리

대온도차 시스템은 공급과 환수의 온도차를 키워 유량과 설비를 줄이는 방식이다.

답안에는 정의와 목적, 장점과 단점을 함께 써야 점수를 받는다.

빙축열과 수축열은 구분해서 답안에 쓴다.