초록
외기냉수냉방 시스템은 공조나 산업공정에 사용되는 냉수를 저온의 외기를 이용하여 냉각하는 시스템으로 에너지를 절감하기위해 사용되며, 냉각시스템과 외기와 냉수가 열교환을 하는 드라이쿨러로 구성되어있다. 외기냉수냉방 시스템은 지속적인 냉방이 필요한 곳에 에너지절감효과가 뛰어나나 국내의 경우, 외기냉수냉방 시스템에 설계 기준과 자료가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 상용프로그램 HYSYS를 이용하여, 드라이쿨러를 이용한 외기냉수냉방 시스템의 요소변화에 따른 성능을 비교 분석했으며 그 결과는 다음과 같다. 드라이쿨러의 냉각능력은 외기온도, 요구냉수온도, 열교환기의 LMTD (Logarithmic Mean Temperature Difference, 대수평균온도차)에 따라 변한다. 드라이쿨러는 외기온도가 낮을 수록 그 냉각능력이 증가하며, LMTD가 낮은 드라이쿨러가 LMTD가 높은 것에 비하여 고온의 외기온도에서 사용이 가능하였다. 외기온도가 극히 낮은 지역에서는 글리콜이 함유된 부동액을 사용해야하며 국내의 외기온도를 고려하였을 때, 글리콜농도 34%의 부동액이 적절한 것으로 판단된다. 냉동기에 적용될 작동유체의 경우, R22, R134a, R407C의 압축일을 비교했으며, R134a가 환경관련 규제와 에너지 사용측면에서 우수한 냉매로 사료된다.
Free cooling system is used to reduce energy consumption of cooling system. Free cooling system is consisted of cooling group and dry-cooler in which heat exchange of chilled water and out air is conducted. Although this system has an excellent energy saving effect in place having cooling load regularly, data or material of design for free cooling system is lacked. In this study, characteristics analysis of free cooling system is conducted through software HYSYS with changing some facts. The main result is following as : Dry-cooler capacity is influenced by out air temperature, required chilled water temperature and LMTD(Logarithmic Mean Temperature Difference) of heat exchanger. As out air temperature is more low, dry-cooler capacity become increased. in addition, as required chilled water temperature is more high and LMTD is more low, the out air temperature range is widened for using dry-cooler. If out air temperature is below $0^{\circ}C$, antifreeze need to be used because freeze and burst can be occurred. In case of South Korea, antifreeze of 34% of ethylene glycol concentration is proper. When compressor load of R22, R134a and R407C is compared, considering environmental regulation and energy consumption, R134a is best working fluid.