공조기
건물공조시스템의 운전관리기법
KSN정용수
2008. 9. 3. 19:04
건물에너지 절약을 위한 공조설비 유지관리 기법
건물의 공조설비 유지관리의 목표는 최적운전을 통한 비용 절감이며 다음의 세 가지 세부 목표를 달성함으로써 에너지절감 효과를 볼 수 있는 것이다.
첫째는 실내환경을 최적으로 유지하면서 얼마만큼 에너지를 적게 사용하느냐 하는 것이다. 이것은 시공 및 설치 장비의 성능에 달려 있지만 운영상에서는 유지관리자의 능력에 따라 얼마든지 에너지 절감의 여지가 많다는 것이다.
둘째로는 각종 장비들이 최적운전상태를 유지하면서 얼마만큼 유지 보수비를 줄일 수 있느냐 하는 것이다. 이 문제는 세밀한 사전계획 하의 예방 점검을 통해서만 가능하다.
셋째로는 정상적인 운전 하에 공조설비 관련 기기들의 내구연한(耐久年限)을 얼마만큼 연장시킬 수 있는가 하는 것이다. 이것은 적절한 유지 관리에 의해 달성되는 에너지 절감효과와 함께 설비 갱신 및 건물성능개선을 위한 개보수 시의 투자설비비용의 최소화에도 긍정적인 효과를 볼 수 있다.
공조설비에서 에너지절약의 기본개념은 실내 환경을 쾌적하게 유지하면서 사용량을 최소화하는 것이다. 그렇게 하기 위해서는 유효에너지를 극대화하고 손실에너지를 극소화하면서 모든 장비들을 최고 효율상태에서 운전하도록 관리해야 한다. 따라서 공조설비 및 열원기기별 제조자가 안내하는 운전 점검 요령, 기본적인 점검·조정이 요구되며 기본이 될 수 있는 사항을 들어보거나 준공시 제출되는 T.A.B 보고서를 참조하여 유지관리 방안을 수립한다. 다음은 관리자가 손쉽게 공조설비의 상태를 확인할 수 있는 사항들을 나열하였다.
2.1 시스템 검토
가. 설계 계획된 대로 각 부하 조건에 따른 풍량과 분배가 만족되고 있는지 확인.
나. 댐퍼의 조정 및 풍량 조정용 자동 댐퍼의 원활한 동작 확인.
다. 토출부나 댐퍼 부분에서의 소음·진동 여부 확인.
라. 환기 측과 외기 측의 설계풍량 및 온습도 상태 확인.
마. 덕트 연결부나 유닛 연결부에서 누기 여부 점검.
바. 덕트 단열재 부착 상태 점검.
사. 실내 온·습도를 제어하는 온도 감지기의 오동작 여부 점검.
2.2 공기조화기
가. 에어 필터의 청소 상태와 파손 여부 점검.
나. 냉각 코일과 온수(증기)코일 누수나 누설 확인 및 코일 핀(Fin) 오염 확인.
다. 가습기의 형식과 용량 확인 및 수질, 열원 상태 점검
라. 유닛의 케이싱이나 점검문에서의 누기 확인 등.
2.3 송풍기
가. 정격 풍량 또는 정격 회전수에서 구동 전동기에 과부하 운전 상태 확인
나. V-벨트, 커플링 및 베어링 등에서의 과열 여부, 구리스 봉입 상태 확인
다. 송풍기의 회전자에서의 이상 진동·소음 점검
라. 송풍기와 모터측 풀리중심 어긋남 확인
마. 벨트 장력 및 벨트커버 고정상태 확인
2.4 덕트
덕트는 공조나 환기된 공기를 수송하는 통풍로로서 관리가 어려운 경향이지만 덕트 내 분진이 퇴적하고 그 결과 실내공기 오염과 함께 취출구와 그 주변이 오염되므로 실내 기류 분포를 혼란시키는 등 실내환경이 악화된다. 덕트 시스템의 유지관리의 포인트는 취출구와 흡입구의 정기청소, 댐퍼나 소음기의 정기점검 등이며 필요에 따라서는 내부청소도 실시해야 한다. 특히 시공상의 불량으로 인한 공조공기의 누기량 측정을 전문업체에 의뢰하여 그 원인을 파악하고 문제점을 해결하면 덕트 누기에 의한 에너지손실을 10~20% 줄일 수 있다.
2.5 흡수식 냉동기
가. 기계의 방열시공 상태 확인:증발기 등 저온부로부터의 입열, 고온재생기 등 고온부로부터의 입·방열을 방지하여 열손실을 최소화한다.
나. 냉각수 수질관리 상태 점검:냉각수의 수질관리를 소홀히 하여 냉각탑에서의 효율이 저하될 경우 냉각수 온도는 상승한다. 즉 냉각수 온도가 높을 경우 동일 냉동능력을 발휘하는데 필요한 연료 소비량은 증가한다. 냉각수 온도가 상승하는 요인으로는 냉각탑의 능력저하, 유량감소, 냉각수의 오염에 의한 절연효과 저하, 외기온도의 이상 상승 등에 의해 발생될 수 있으므로 이와 같은 요인을 상시 점검하여야 한다.
다. 운전 중 냉수출구 온도 확인:냉수출구온도가 높을 경우, 증발기의 증발온도, 증발압력이 상승되어 냉매 증발량이 증가되고, 냉각수 온도 상승 및 용액 농도는 묽게 운전되어도 흡수기에서 흡수되므로 연료소비량을 절감시킬 수 있다. 또한 외기온도의 변화에 따라 실내 냉방부하가 변화하므로 부분부하 운전시 냉수출구온도를 높게하여 연료 소비량을 줄일 수 있다.
라. 진공상태 점검:불응축 가스가 존재하면, 그 분압만큼 기내 압력을 상승시키므로, 흡수능력 저하 응축기의 온도 상승, 재생기에서의 용액재생온도의 상승으로 연료 소비량의 증가를 초래하며, 장기간 지속될 경우 기계의 수명이 단축된다.
건물의 공조설비 유지관리의 목표는 최적운전을 통한 비용 절감이며 다음의 세 가지 세부 목표를 달성함으로써 에너지절감 효과를 볼 수 있는 것이다.
첫째는 실내환경을 최적으로 유지하면서 얼마만큼 에너지를 적게 사용하느냐 하는 것이다. 이것은 시공 및 설치 장비의 성능에 달려 있지만 운영상에서는 유지관리자의 능력에 따라 얼마든지 에너지 절감의 여지가 많다는 것이다.
둘째로는 각종 장비들이 최적운전상태를 유지하면서 얼마만큼 유지 보수비를 줄일 수 있느냐 하는 것이다. 이 문제는 세밀한 사전계획 하의 예방 점검을 통해서만 가능하다.
셋째로는 정상적인 운전 하에 공조설비 관련 기기들의 내구연한(耐久年限)을 얼마만큼 연장시킬 수 있는가 하는 것이다. 이것은 적절한 유지 관리에 의해 달성되는 에너지 절감효과와 함께 설비 갱신 및 건물성능개선을 위한 개보수 시의 투자설비비용의 최소화에도 긍정적인 효과를 볼 수 있다.
공조설비에서 에너지절약의 기본개념은 실내 환경을 쾌적하게 유지하면서 사용량을 최소화하는 것이다. 그렇게 하기 위해서는 유효에너지를 극대화하고 손실에너지를 극소화하면서 모든 장비들을 최고 효율상태에서 운전하도록 관리해야 한다. 따라서 공조설비 및 열원기기별 제조자가 안내하는 운전 점검 요령, 기본적인 점검·조정이 요구되며 기본이 될 수 있는 사항을 들어보거나 준공시 제출되는 T.A.B 보고서를 참조하여 유지관리 방안을 수립한다. 다음은 관리자가 손쉽게 공조설비의 상태를 확인할 수 있는 사항들을 나열하였다.
2.1 시스템 검토
가. 설계 계획된 대로 각 부하 조건에 따른 풍량과 분배가 만족되고 있는지 확인.
나. 댐퍼의 조정 및 풍량 조정용 자동 댐퍼의 원활한 동작 확인.
다. 토출부나 댐퍼 부분에서의 소음·진동 여부 확인.
라. 환기 측과 외기 측의 설계풍량 및 온습도 상태 확인.
마. 덕트 연결부나 유닛 연결부에서 누기 여부 점검.
바. 덕트 단열재 부착 상태 점검.
사. 실내 온·습도를 제어하는 온도 감지기의 오동작 여부 점검.
2.2 공기조화기
가. 에어 필터의 청소 상태와 파손 여부 점검.
나. 냉각 코일과 온수(증기)코일 누수나 누설 확인 및 코일 핀(Fin) 오염 확인.
다. 가습기의 형식과 용량 확인 및 수질, 열원 상태 점검
라. 유닛의 케이싱이나 점검문에서의 누기 확인 등.
2.3 송풍기
가. 정격 풍량 또는 정격 회전수에서 구동 전동기에 과부하 운전 상태 확인
나. V-벨트, 커플링 및 베어링 등에서의 과열 여부, 구리스 봉입 상태 확인
다. 송풍기의 회전자에서의 이상 진동·소음 점검
라. 송풍기와 모터측 풀리중심 어긋남 확인
마. 벨트 장력 및 벨트커버 고정상태 확인
2.4 덕트
덕트는 공조나 환기된 공기를 수송하는 통풍로로서 관리가 어려운 경향이지만 덕트 내 분진이 퇴적하고 그 결과 실내공기 오염과 함께 취출구와 그 주변이 오염되므로 실내 기류 분포를 혼란시키는 등 실내환경이 악화된다. 덕트 시스템의 유지관리의 포인트는 취출구와 흡입구의 정기청소, 댐퍼나 소음기의 정기점검 등이며 필요에 따라서는 내부청소도 실시해야 한다. 특히 시공상의 불량으로 인한 공조공기의 누기량 측정을 전문업체에 의뢰하여 그 원인을 파악하고 문제점을 해결하면 덕트 누기에 의한 에너지손실을 10~20% 줄일 수 있다.
2.5 흡수식 냉동기
가. 기계의 방열시공 상태 확인:증발기 등 저온부로부터의 입열, 고온재생기 등 고온부로부터의 입·방열을 방지하여 열손실을 최소화한다.
나. 냉각수 수질관리 상태 점검:냉각수의 수질관리를 소홀히 하여 냉각탑에서의 효율이 저하될 경우 냉각수 온도는 상승한다. 즉 냉각수 온도가 높을 경우 동일 냉동능력을 발휘하는데 필요한 연료 소비량은 증가한다. 냉각수 온도가 상승하는 요인으로는 냉각탑의 능력저하, 유량감소, 냉각수의 오염에 의한 절연효과 저하, 외기온도의 이상 상승 등에 의해 발생될 수 있으므로 이와 같은 요인을 상시 점검하여야 한다.
다. 운전 중 냉수출구 온도 확인:냉수출구온도가 높을 경우, 증발기의 증발온도, 증발압력이 상승되어 냉매 증발량이 증가되고, 냉각수 온도 상승 및 용액 농도는 묽게 운전되어도 흡수기에서 흡수되므로 연료소비량을 절감시킬 수 있다. 또한 외기온도의 변화에 따라 실내 냉방부하가 변화하므로 부분부하 운전시 냉수출구온도를 높게하여 연료 소비량을 줄일 수 있다.
라. 진공상태 점검:불응축 가스가 존재하면, 그 분압만큼 기내 압력을 상승시키므로, 흡수능력 저하 응축기의 온도 상승, 재생기에서의 용액재생온도의 상승으로 연료 소비량의 증가를 초래하며, 장기간 지속될 경우 기계의 수명이 단축된다.