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프렉스 모듈 냉각장치는 신축, 리모델링 시장의 증가에 따른 열원기의 고효율화, 저비용화, 경량화를 위해 개발된 신제품으로 도쿄전력(주)과 도요캐리어공조시스템(주)이 공동으로 개발했다. 이 제품은 모듈화에 따른 다양한 장점을 갖고 있으며, 냉온수 펌프의 표준에 장비에 따라 시스템 전체에서의 이니셜코스트 절감 및 러닝코스트 절감에 공헌할 수 있는 냉각장치다. 서론전력부하를 평준화할 수 있는 히트펌프 축열시스템의 보급이 진행되고 있는 가운데, 지구환경 문제의 대책과 리모델링 시장의 증가 등에 따라 열원기의 고효율화, 저비용화, 경량화가 요구되고 있다. 이와 같은 시장의 요구에 대응하기 위해 기본 모듈을 짜맞추는 것보다 대용량 ‘프렉스 모듈 냉각장치’의 필요성이 높아짐에 따라 도쿄전력(주)과 도요캐리어공조시스템(주)이 공동으로 개발해서 2003년 10월에 발매했다.
 주요조건기본 모듈(25USRT 혹은 33USRT)를 3대에서 12대까지 조합한 75~396USRT의 냉각전용 및 히트펌프를 이용해서 50/60Hz별로 모두 80기종을 갖추고 있다. 또 고효율 선택사항(에바컨 딸림), 연간 냉각운전 선택사항(외기온도 -15℃), 브라인 선택사항(브라인 출구 -15℃), 내염해·중염해 선택사항, 히트머신, 관공서 대응 선택사항도 가능하다.특징(1) 에너지 절감부분 부하 특성이 뛰어난 레시프로 압축기의 이점을 살려서 언로드 운전할 비율이 높아지도록 모듈군 제어의 최적화를 꾀했다. 이에 따라 기간 성적계수 4.8(50Hz 시)*1을 달성했으며, 기존의 기종*2보다도 23% 향상되었다.*1 기간성적계수란 미국냉동공조공업회에서 정한 ‘ARI550/590-1998’에 준거한 지표이며, 일반적인 부하에서 냉각기간을 통해 운전할 때 가중평균 COP를 표시한다. *2 당사의 종래기종 RUA-SB35501H-A(3대)와의 비교.(2) 경량화공기열교환기를 V형 배치해서 모듈 하부 및 모듈 뒷면(수배관측)으로부터 공기 취입을 가능하게 해서 기본 모듈의 경량화, 공기 취입 공간 절감, 모듈 간격 30mm로의 연속설치를 실현시켜, 차지하는 면적을 기존의 기종보다도 34% 줄였다.(3) 설비설계의 자재성냉각 및 가열부하에 대응해서 냉각전용 모듈 및 히트펌프 모듈의 조합 대수를 바꿈으로써 요구 부하 균형에 유연하게 대응할 수 있기 때문에, 건물의 부하에 매치한 기종선정에 의한 이니셜코스트 삭감 및 냉각 동시 운전 등의 유연한 운전 패턴 선택이 가능하다.(4) 고압가스보안법에 기준한 허가신청 불필요모듈 단체가 독립된 냉매회로에서 구성되어 단독으로 취부할 수 있는 법정냉동능력 20돈 미만의 냉동기이므로 대용량 시스템에서도 고압가스 보안법에 맞는 ‘계출’과 ‘허가신청’이 불필요하다.(5) 시공성 개선기본 모듈 단위로 분할 반입할 수 있기 때문에 반입 작업이 쉬워졌으며, 시공성이 개선됨과 동시에 공사비를 경감할 수 있다. 또, 전원배선 키트와 수배관 키트를 준비해서 시공성의 향상을 꾀했다.(6) 보수서비스의 자재성각 모듈 단위에서의 정지와 유지정비가 가능하다. 만일 고장이 발생할 경우에도 고장난 모듈을 잘라내서 떼어내어 백업 운전을 하기 때문에 일체형보다도 리스크를 줄일 수 있다. 또한 경년 열화 등에 따라 부품교환과 공조부하증가에 따른 기기증설도 기본 모듈 단위로 이뤄지기 때문에 갱신비용을 절감할 수 있다.(7) 24시간 원격 감시 시스템에 대응원격 감시용 로컬 서버를 설치하여 인터넷으로 서비스센터에서 24시간 상시 냉각기의 운전 상태를 감시하며 경보발신, 고장진단, 보고서 작성을 할 수 있다. 이에 따라 이상 발생 시 대응시간의 단축화, 빌딩 관리비용의 삭감, 결과로 공조설비 라이프사이클 비용을 절감할 수 있다.변류량시스템에의 대응(1) 프렉스 모듈 냉각장치의 변류량 제어시스템 전체의 에너지 절감화를 생각할 경우, 부하 변동에 맞춰 반송동력을 절감할 수 있는 변류량제어는 유효한 수단의 하나라고 말할 수 있다. 지금까지는 냉각장치 측의 최소유량의 확보, 온도범위, 가변류량변위 등의 많은 제약이 있었으며, 이에 대응하는 시스템이 필요하기 때문에 냉각장치측(1차 측)만은 변류량 제어하는 시스템 ‘1차 2차 펌프방식(변류량)’의 경우, 2차측 펌프에서 꼬인 최소류량이 커지는 문제점에 따라 부하변동과 유량이 일치하지 않는 경우가 많았다.이번에 개발된 프렉스 모듈 냉각장치는 각 모듈에 냉온수 펌프를 표준 탑재해서 인버터를 이용한 변류량 제어에 따라 출구수온 일정제어를 행한다. 또, 부하변동에 대응해서 압축기가 정지하면 냉온수 펌프도 정지하기 때문에 모듈은 부하에 맞춰서 유량을 최소한으로 내릴 수 있다. 이에 따라 시스템 냉각장치 측(1차측)은 변류량 시스템이 되며, 반송동력을 대폭적으로 저감할 수 있다. 또한 시스템 전체의 양정을 커버할 수 있도록 냉각장치 내장 펌프 용량을 선정하면(3.7kW 이상은 외부에 딸림), 2차측 펌프를 삭제해서 아주 심플한 시스템 ‘메인펌프방식(변류량)’으로 할 수 있다.(2) 메인펌프방식(변류량)의 장점메인펌프방식(변류량)은 러닝코스트 절감(운전유지 비용)과 이니셜코스트 절감(취득 비용), 공간 절감, 냉각장치 부하 변동에 대한 순응성 향상 등, 여러 장점이 있다고 생각된다. 그러나 냉각장치 측이 익숙하지 않기 때문에 서포트부족과 자료부족, 또는 냉각장치의 필요유량과 불일치할 가능성이 있다는 문제가 있어서 널리 보급되지 않았다. 이번에 개발된 플렉스모듈 냉각장치는 운전상태를 보면서 안전한 범위에서 직접 변류량제어할 수 있도록 되어있기 때문에 위에 말한 복잡한 문제들이 줄어들고 변류량 제어를 채용하기 쉽게 되었다고 말할 수 있다.
 이 메인펌프방식(변류량)에 관한 문헌은 많지 않지만, 상세하게 분석한 레포트(Variable Primary Flow Chilled Water systems : Potential Benefits and Application Issues-Air Conditioning and Refrigeration Technology Institute, March 2004)의 결과에 의하면 메인 펌프 방식(변류량)은 1차측 2차측 펌프방식(변류량)에 비해 다음과 같은 장점이 있다.① 연간 에너지 소비량을 3~8% 절감할 수 있다.② 이니셜코스트를 4~8% 절감할 수 있다.③ 라이프사이클코스트를 3~5% 절감할 수 있다.또 펌프의 반송동력만으로 비교하면 25~50%정도 에너지 소비량을 절감할 수 있다. 따라서 변류량시스템에 대응하는 프렉스 모듈 냉각장치는 시스템 전체의 에너지 절감에 큰 도움을 주는 제품이라고 말할 수 있다.
 축열시스템으로의 대응프렉스 모듈 냉각장치는 전력부하평준화에 대응한 수축열 및 빙축열 시스템으로의 응용도 가능하다. 빙축열 선택 사항의 경우는 출구 온도 일정제어(변류량 제어), 빙축열 선택 사항의 경우는 온도차 일정 제어(유량 일정제어)처럼 제어방법을 바꿔서 각각의 선택사양에 맞춰 효율적으로 축열할 수 있도록 프로그램되어 있다.결론프렉스 모듈 냉각장치는 모듈화에 따른 다양한 장점을 갖고 있으며, 냉온수 펌프의 표준에 장비에 따라 시스템 전체에서의 이니셜코스트 절감 및 러닝코스트 절감에 공헌할 수 있는 냉각장치다. 신축이나 리모델링에 상관없이 시장의 다양한 요구에 대응할 수 있을 것으로 기대된다.
<Energy News>
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