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히트펌프

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    히트펌프

    해수열원 히트펌프시스템

    • 사용처 – 육상(민물)양식장, 해수 양식(만)장, 해변가 사우나 등
    • 성능검사 - 한국냉동공조인증센터 및 한국생산기술연구원
    • 하자율 최소화
    • 1. 티타늄 나관형 열교환기(증발기) 및 티타늄 이중관 열교환기(응축기 및 증발기)사용으로 인한 수명 증대 – 반영구적
    • 2. 티타늄 나관형 열교환기는 6M 배관으로 제작하는 구조로서 용접부 최소화하
          여 하자율을 극소화시킴
    • 3. 열원탱크에 공기 폭기 시스템을 장착함으로서 발생한 공기방울을 이용하여 슬러지 제거 효과 뿐만 아니라 증발기의
           열전달율을 극대화시키며 멘홀을 통하여 간단한 청소가 용이함.
    • 4. 증발기 구조가 오픈 형태로 A/S 및 전열관 스케일 제거가 용이함.
    • 5. 저온의 열원 온도에서도 열회수를 극대화시키며 열원 설정 온도가 5°C 까지 가능함.
    • 6. 전처리 시설 및 여과망이 필요 없음.
    • 첨단화 - PCB 제어 시스템 기본 장착
    • 노하우 – 전국 200여 업체에 시공한 경험을 바탕으로 한 기술적 노하우 축적

    해수열원 히트펌프 적용시 사업 효과

    • 직접효과
    • 1. 양만장 및 양어장의 수조가온 및 냉각에 소요되는
          에너지 비용 대폭 절감
    • 2. 각종 활어 및 치어에 대한 최적 온도 유지를 통한 생산량 증가
    • 3. 최적온도 유지를 통한 각종 활어 및 치어 생육기간 단축
    • 4. 에너지 비용 절감에 따른 소득증대
    • 간접효과
    • 1. 저온 폐열인 해수열 회수를 통해 정부 에너지 절약 정책 부응
    • 2. 에너지 비용 절감에 따른 지역 경제인 양식 산업 활성화
          및 소득 증대
    • 3. 폐열 회수를 통한 수 환경 문제 절감

    해수열원 히트펌프에 적용된 압축기 개요

    • 스크롤 압축기 (Scroll Compressor)

    ▶장점

    • 1. 소형 밀폐형으로 가격이 저렴
    • 2. 구조가 간단하여 유동손실이 적음
    • 3. 소형 경량화 및 컴팩트 구조
    • 4. 진동, 소음이 적음

    ▶단점

    • 1. 대용량시 설치면적이 큼
    • 2. 밀폐형으로 장비의 유지, 보수 불가

    압축기 순환 흐름도

    스크롤 형태

    • 스크류 압축기 (Screw Compressor)

    ▶장점

    • 1. 유분리기가 내장되어 별도의 유분리가 필요 없음
    • 2. 밸브와 피스톤이 없어 장시간 연속운전 가능
    • 3. 액격 및 유격이 적음
    • 4. 25 ~ 100%의 용량제어 가능, 자동운전 적합
    • 5. 반밀폐형으로 분해 수리 가능

    ▶단점

    • 1. 오일회수기 및 오일냉각기가 큼
    • 2. 소음이 다소 크며, 경부 하시 동력이 큼
    • ※ 용량 : 50 ~ 500 RT

    압축기 내부 외형도

    해수열원 히트펌프에 적용된 이중관 및 나관형 티타늄 열교환기 비교


    이중관 열교환기 티타늄 나관형 열교환기 판형 열교환기
    개요 외부관에 직경이 작은 내부관
    (스파이럴 형태로 제작한 티타늄)을
    삽입함으로써 해수와 냉매가 열교환
    하는 형식
    Ø 15.88의 티타늄 내부에 냉매가 흘러가면서
    외부의 열원과 열교환을 하는 방식
    다수의 plate을 일정한 간격으로
    세워놓고 한칸씩 건너서 각각의
    유체를 통과시켜 열교환하는 형식
    장점
    • 1. 구조는 비교적 간단
    • 2. 내구성, 내식성 우수
    • 부하측 및 열원측이 이중관 열교환기 로 일체형으로 제작할 경우
    • 배관 설비 후 바로 가동
    • 부피를 적게 차지함
    • 1. 6M의 배관 구조로서 용접 부위를 최소화
          하여 하자율을 간소화
    • 2. 공기 폭기 시스템을 장착
      • 슬러지 제거 효과
      • 증발기의 열전달율을 극대화
    • 3. 맨홀을 사각형으로 설계 및 오픈 형태
          (SMC 탱크 적용)
      • A/S 및 전열관 스케일 제거가 용이
      • 슬러지에 의한 증발기 부식, 스케일 방지
      • 청소 용이
      • 슬러지에 의한 막힘 현상이 없음
      • 해수 미생물의 전열관 부착에 의한 열교환기 막힘 현상이 없으므로 시스템 안정
    • 4. 전처리 시설 및 여과망이 필요 없음
    • 5. 열원측으로 이용 시
      • 버려지는 폐수를 이용하기 때문에 에너지 효율 측면에서 우수함
    • 1. 소형ㆍ경량의 고효율 열교환 및
           컴팩트 구조, 규격화
    • 2. 고온수을 요구할 경우 적합
    • 3. 높은 열전달율
    • 4. 내구성, 내식성 우수
    단점
    • 1. 스케일 부착으로 전처리 시설 필요
    • 2. 해수 슬러지로 열교환기가 막히는
          현상이 발생하여 압축기 소손을 초래
    • 3. 열교환기 내부에 누설이 발생할 경우
          수리 불가능하며 교체를 해야 함
    • 1. 열원 탱크 설치를 위한 공간이 필요함
    • 2. 스케일 방지를 위해 6개월에 한번씩 주기     적으로 청소를 해야 함
    • 3. 기계의 시스템과 일체형이 아니므로
          현장에서 배관을 해야 함
    • 1. 주기적으로 세관
    • 2. 오염이 심한 폐수, 해수 등 유체나
          부식성이 있는 유체 등 사용 불가
    • 3. 열교환기 내부에 누설이 발생할
          경우 수리 불가능하며 교체를 해야 함
    사진

    티타늄 나관형 열교환기 SMC(Sheet Molding Compound) 탱크

    • 개요
    • 금형에 의해 유압 프레스로 고압 성형된 판넬로 탱크 본체를 구성하고
      복원력이 우수한 썰링 테이프 및 내외부 보강재를 사용하여 볼트로 조립된 탱크
    • SMC 탱크의 특징
    • 1. 우수한 위생성

      - 외부의 빛을 차단시키므로 탱크내 박테리아 발생 및 잡균의 증식을 막아줌

    • 2. 보온성과 장로성

      - 2중구조의 보온판넬은 보온효과를 증대시켜 계절변화에 따른 수온차이를 최소화 시킴

    • 3. 완벽의 수밀성

      - 복원력이 우수한 특수 실링(Sealing)재를 사용하여 완벽한 수밀성을 지님

    • 4. 간편한 시공성

      -규격화된 부품으로 현장에서 조립 시공하므로 좁은 설치공간에서도 반입, 증설, 이동설치가 편리함

    • 5. 청소의 용이성

      - 맨홀을 사각형으로 설계하여 내부청소시 출입이 용이함

    • 6. 해수에 부식이 되지 않음

    부하측 및 열원측 : 이중관 열교환기 적용

    모델 IWS-55A-74 IJS-50SE IJS-40SE IJS-30SE IJS-SD230 IJS-SD200
    능력 난방 W 261,337 216,336 191,724 147,875 224,900 193,311
    USRT 74.32 61.52 54.52 42.05 63.96 54.98
    냉방 W 258,725 203,798 182,299 147,147 211,400 185,214
    USRT 73.58 57.96 51.84 41.85 60.12 52.67
    소비
    전력
    난방 KW 31.32 34.57 26.20 20.00 38.90 27.51
    냉방 KW 39.73 42.94 32.80 24.40 48.17 37.47
    COP 난방 6.94 6.29 7.39 7.41 5.78 7.08
    냉방 5.65 4.75 5.54 6.03 4.39 4.92
    압축기
    사양
    형식 스크롤 스크류
    기동방식 직입기동 Y-△
    호칭마력 HP 49 50 40 30 50 ·
    냉매 종류 R-410A R-407C
    사이클 2 2 1 1 1 1
    순환
    수량
    부하측 LPM 1,300 600 500 450 600 720
    열원측 LPM 1,300 650 500 450 700 750
    조건 난방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 15°C
    냉방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 25°C

    부하측: 이중관 열교환기, 열원측: 티타늄 나관형 열 교환기 적용

    모델 IWS-53A-80 IWS-53A-70 IJS-DW260 IJS-DW220 IJS-DW180 IJS-DW140 IWSK-53C-70 IJS-56SDW IJS-SDW195
    능력 난방 W 282,975 246,711 265,500 221,300 180,000 137,500 244,230 261,860 192,900
    USRT 80.48 70.16 75.51 62.94 51.19 39.10 69.46 74.47 54.86
    냉방 W 213,975 204,126 207,400 206,100 176,500 111,200 187,041 207,500 120,400
    USRT 60.85 58.05 58.98 58.61 50.20 31.62 53.19 59.01 34.24
    소비
    전력
    난방 KW 41.19 34.59 37.37 36.05 26.68 19.68 38.38 37.94 30.68
    냉방 KW 48.56 41.26 42.77 43.81 32.37 22.50 45.73 40.95 34.10
    COP 난방 5.99 6.45 7.10 6.14 6.75 6.99 6.00 6.90 6.29
    냉방 3.93 4.56 4.85 4.70 5.45 4.94 4.20 5.07 3.53
    압축기
    사양
    형식 스크롤 스크류
    기동방식 직입기동 Y-△
    호칭마력 HP 60 49 50 50 40 30 60 60 50
    냉매 종류 R-410A R-407C
    사이클 2 2 2 1 1 1 1 1 1
    순환
    수량
    부하측 LPM 700 1,320 750 600 500 450 750 800 500
    열원측 LPM 950 1,320 750 650 600 450 850 800 600
    조건 난방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 15°C
    냉방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 25°C

    해수열원 히트펌프 설치사진

    1. 기기 현장반입

    2. 폐수탱크(SMC)설치

    3. 배관설치

    4. 현장설치사진(1)

    5. 현장설치사진(2)

    부하측 : 판형 열교환기, 열원측 : 티타늄(STS316L) 나관형 열교환기 적용

    모델 IWS-13A-69 IWS-13A-66 IWS-12A-57 IWS-12A-42 IWS-13A-35 IWSK-13C-70
    능력 난방 W 241,871 232,011 202,529 149,161 123,274 243,116
    USRT 68.79 65.98 57.60 42.42 35.06 69.14
    냉방 W 196,913 190,392 179,442 128,971 92,621 162,804
    USRT 56.00 54.15 51.03 36.68 26.34 46.30
    소비
    전력
    난방 KW 34.82 31.53 27.15 20.11 18.43 35.21
    냉방 KW 45.23 39.77 36.18 25.76 22.12 46.09
    COP 난방 6.35 6.96 6.64 6.79 6.50 6.21
    냉방 4.16 4.58 5.48 5.39 4.09 3.26
    압축기
    사양
    형식 스크롤 스크류
    기동방식 직입기동 Y-△
    호칭마력 HP 50 49 40 30 25 60
    냉매 종류 R-410A R-407C
    사이클 1 1 1 1 1 1
    순환
    수량
    부하측 LPM 700 650 570 450 350 470
    열원측 LPM 850 850 800 800 600 850
    조건 난방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 15°C
    냉방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 25°C

    ※ 참조) IWS-12A-57 및 IWS-12A-42 모델의 열원측 열교환기 형식 : STS 316L 나관형 열교환기 적용

    부하측 및 열원측 : 티타늄 나관형 열교환기 적용

    모델 IIWS-33A-70 IWS-33A-62 IWSK-33C-64
    능력 난방 W 247,420 220,293 224,878
    USRT 70.36 62.65 63.95
    냉방 W 232,753 194,652 212,112
    USRT 66.19 55.36 60.32
    소비
    전력
    난방 KW 37.20 35.64 38.51
    냉방 KW 44.76 41.88 49.50
    COP 난방 6.65 6.18 5.84
    냉방 5.20 4.65 4.29
    압축기
    사양
    형식 스크롤 스크류
    기동방식 직입기동 Y-△
    호칭마력 HP 50 49 60
    냉매 종류 R-410A R-407C
    사이클 2 1 1
    순환
    수량
    부하측 LPM 750 700 700
    열원측 LPM 850 850 850
    조건 난방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 15°C
    냉방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 25°C

    부하측 : 이중관 열교환기, 열원측 : 삼중관 열교환기 적용

    모델 IWS-57A-81
    능력 난방 W 284,234
    USRT 80.83
    냉방 W 215,482
    USRT 61.28
    소비
    전력
    난방 KW 40.26
    냉방 KW 48.39
    COP 난방 6.02
    냉방 3.91
    압축기
    사양
    형식 스크롤
    기동방식 직입기동
    호칭
    마력
    HP 60
    냉매 종류 R-410A
    사이클 2
    순환
    수량
    부하측 LPM 720
    열원측 LPM 950
    조건 난방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 15°C
    냉방 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 25°C

    판형 열교환기, 열원측 : 티타늄 나관형 및 Fin & tube 열교환기 적용(하이브리드 제품)

    모델 IWAB-136A-59
    능력 난방 W 208,859 COP 난방 5.73 냉매 종류 R-410A
    USRT 59.40 냉방 4.24 사이클 ·
    냉방 W 191,436 압축기
    사양
    형식 스크롤 순환
    수량
    부하측 LPM 870
    USRT 54.44 기동방식 직입
    기동
    소비
    전력
    난방 KW 31.88 열원측 LPM
    냉방 KW 40.55 호칭마력 hp 49
    조건 난방시 : 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 15°C, 냉방시 : 부하측 및 열원측 열교환기 입구 온도 25°C