칠러 산업은 사무실, 병원, 대학, 공장 같은 대형 건물에 사용되는 상업 및 산업용 응용 프로그램을 포함합니다. 이러한 칠러 시스템은 규모가 크지만, 기본적인 구성 요소는 가정용 시스템과 유사합니다. 칠러는 다양한 공간이나 프로세스를 냉각하기 위해 냉수를 생성하는 시스템의 중요한 부분입니다. 칠러는 작동 압력에 따라 고압 및 저압 시스템으로 구분됩니다. 고압 시스템은 대기압보다 높은 압력에서 작동하는 압축기를 사용하며, 저압 시스템은 원심 압축기를 사용해 진공 상태 또는 대기압보다 낮은 압력에서 작동합니다.
칠러 시스템의 종류
수냉식 칠러: 가장 일반적이고 효율적인 칠러 시스템으로, 수냉식 콘덴서가 냉각탑과 연결되어 있습니다. 냉매 압력을 안정적으로 유지하여 연중 에너지 소비를 줄입니다. 이 시스템에서 냉수는 증발기에서 AHU로 순환하여 열을 흡수하고 다시 칠러로 돌아와 재냉각됩니다.
공냉식 칠러: 공냉식 칠러는 실외에 위치한 응축기를 사용해 고온의 냉매 가스를 액체로 응축시킵니다. 크기가 작고 상업용에서 적게 사용되지만, 적절한 수자원이 없는 경우 열 회수 시스템에 자주 사용됩니다.
열 회수 장치: 이 시스템은 증발기와 콘덴서를 모두 활용하여 건물 내에서 열 에너지를 회수하고 재사용합니다. 시스템 요구에 따라 수냉식 또는 공냉식으로 사용 가능합니다.
칠러 시스템의 냉매
칠러 시스템에는 두 가지 유형의 냉매가 사용됩니다:
- 1차 냉매는 액체에서 기체로 그리고 다시 액체로 상태가 변하며 열 교환을 돕습니다.
- 2차 냉매는 화학적으로 처리된 물로, 상태 변화 없이 열을 전달하며, 마실 수 없는 형태로 처리되어 물 상태로 유지됩니다.
칠러의 구성 요소 및 계량 장치
증발기: 칠러의 증발기 배럴에서 물이 튜브를 통해 순환하며, 저압의 냉매가 이 물을 둘러싸고 열을 흡수합니다. 여러 차례 증발기를 통과하면 시스템의 효율이 높아집니다. 배럴의 파이프 배치를 통해 몇 번의 통과가 이루어지는지 알 수 있습니다.
콘덴서: 다른 수냉식 시스템과 유사하나 크기만 더 큰 콘덴서로, 냉매가 열을 흡수한 후 냉각탑으로 열을 보냅니다.
계량 장치: 전자 팽창 밸브는 칠러 시스템에서 주로 사용하는 계량 장치로, 온도와 압력을 감지하여 최적의 증발기 효율을 유지하도록 냉매의 흐름을 조절합니다.
압축기: 칠러에는 스크롤, 나사, 원심 압축기가 있으며, 최신 시스템에서는 왕복 압축기를 피하고 있습니다. 칠러 전용 압축기에는 나사 압축기와 자기 부상 원심 압축기가 포함되어 있어 더 높은 효율성을 제공합니다.
칠러 시스템의 펌프
칠러는 가정용 시스템에는 없는 특수 펌프가 필요합니다:
증발기 루프 펌프: 이 펌프는 냉각된 물을 AHU로 보내어 공간에서 열을 흡수하게 하고, 재냉각을 위해 다시 칠러로 반환합니다.
콘덴서 루프 펌프: 이 펌프는 칠러에서 열을 제거하여 냉각탑으로 보냅니다.
열 방출 시스템 펌프: 이 펌프는 보조 냉매 또는 물 순환 시스템을 지원하며, 냉각탑과 칠러의 콘덴서를 연결하여 과도한 열을 시스템에서 배출합니다.
열 방출 시스템
열 방출 시스템의 주요 목적은 콘덴서에서 흡수한 열을 대기 중으로 방출하는 것입니다. 칠러 시스템은 세 가지 주요 방식으로 열을 방출합니다:
냉각탑: 개방형 시스템으로, 건물의 물이 콘덴서로 흐르고 증발을 통해 열을 방출합니다. 유지 관리 문제로 인해 점차 대체되고 있습니다.
유체 냉각기(폐회로 탑): 폐쇄형 시스템으로, 내부 코일을 통해 물을 순환시키며, 외부 스프레이 물과 접촉하지 않습니다. 팬을 이용해 증발 냉각으로 열 전달을 돕습니다.
건식 냉각기(직접 교환): 이 폐쇄형 시스템은 콘덴서의 열 에너지를 주변 공기로 직접 전달합니다. 스프레이 펌프 없이 팬과 압력 조절 밸브만을 사용하여 열을 방출합니다.
공조 유닛(AHU)
공조 유닛은 대형 건물의 칠러 시스템에서 중요한 구성 요소입니다. 코일 앞에 위치한 작은 필터들이 들어오는 공기를 필터링한 후 냉각수 코일을 통해 열을 흡수합니다. 공조 유닛에는 동결 보호 장치가 포함되어 있어 들어오는 공기 온도가 36°F 이하로 떨어지면 코일의 기능을 멈추어 냉각수를 보호합니다.
이 요소들은 칠러 시스템의 핵심 운영을 이루며, 상업용 냉동 및 공조 시스템에서 요구되는 복잡한 기능과 효율성을 보여줍니다.
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