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2005. 5. 21.

WFAU(Wide Fresh Air Handling Unit). 설 비 제 안 서. 2005. 5. 21. 2007. 4. ㈜ 스터링테크. 1. 제안의 개요. 1-1 WFAU 란 ?. WFAU (Wide Fresh Air Handling Unit) 는 - 전기식 히트펌프형 공조설비 이다 . - 신선한 외기를 상시 유입하고 , 버려지는 에너지를 열 교환을 통하여 회수하는 공조설비이다 . - 전열교환기술과 대향류형히트펌프 기술로 탄생한 제품이다 .

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Presentation Transcript

  1. WFAU(Wide Fresh Air Handling Unit) 설 비 제 안 서 2005. 5. 21. 2007. 4. ㈜스터링테크

  2. 1. 제안의 개요 1-1 WFAU 란? WFAU (Wide Fresh Air Handling Unit)는 - 전기식 히트펌프형 공조설비 이다. - 신선한 외기를 상시 유입하고, 버려지는 에너지를 열 교환을 통하여 회수하는 공조설비이다. - 전열교환기술과 대향류형히트펌프 기술로 탄생한 제품이다. - 에너지 비용을 절감시키고, 공조를 위한 설비비용과 에너지 절감 능력이 가장 뛰어난 설비이다. 1-2 제안의 요지 본 설비의 적용을 통하여 최소의 비용으로 최적의 실내환경을 조성함으로써 해당시설에 거주하는 사람의 건강을 지키고, 에너지 비용의 최소화를 통해, 지구온난화에 대한 범세계적인 노력에 적극 부응하는 결과를 기대하며 본 제안을 제출합니다. 다음의 사항을 최우선 고려하여 제안 합니다. 1. 상시 청정 외기 유입을 통한 쾌적한 실내환경 유지를 위한 설비. 2. 간편한 유지보수, 운전비용의 절감, 사용 에너지의 절감을 고려한 설계. 3. 봄철 황사와 꽃가루 등 외부 오염원의 실내 유입 방지를 위한 설계. 4. 설비 공간을 최소화 하는 설계.

  3. 2. WFAU의 개요 2-1 적용 기술 대한민국 특허 제157214호 미국발명특허 제5069272호 일본발명특허 제2832859호 유럽발명특허 제0413814호 ORTEC 고효율기자재 인증 고효율기자재 인증 1호 공기 대 공기 식 전열교환 환기장치 (리쿠퍼레이터 RecoupAerator) 대한민국 특허 제626549호 히트펌프시스템 대한민국 특허 제543232호 압축기 일량을 감소시킬 수 있는 코일구조, 이 코일을 이용한 히트펌프시스템

  4. 2-1-2. EHP(전기식히트펌프) System • 히트펌프 시스템의 열교환기(응축기, 증발기) 제조기술로 공기와 냉매간의 진행방향을 • 동일 수평선상에서, 공기는 전면에서 후면방향으로, 냉매는 후면에서 전면방향으로 • 서로 마주하여 역류를 형성하는 대향류형 열교환기기술. • 기존의 히트펌프 방식에서 콤프레셔를 기준으로 응축기, 팽창변, 증발기의 용량을 증가시킴으로써 • 냉동(냉방) 능력 및 난방능력을 대폭 향상시킨 시스템. • 대향류형열교환기는 기존 직교류형의 한계인 난방시 응축기 LTD(Leaving Temperature Difference)를 현재 LTD<14℃ 에서 LTD<-5℃까지 개선하여 난방 토출공기 온도를 응축온도 54℃보다 높은59℃를 구현하여 추가적인 보조열원(주로 전열히터)없이 난방유효온도(50℃) 이상으로 실내난방이 가능한 기술. • 히트펌프시스템에 대한 한국생산기술연구원의 KS9306 기준 표준난방 테스트 결과 • -  1차 테스트 COP 3.72(w/w), 2차 테스트 COP 4.5(w/w)달성 • -  2차 테스트 기준 국내기술대비 능력향상 50%, • 에너지소비량 효율향상 34.5% 절감(기존 EHP 대비)

  5. 과열구역 (55℃~95℃, 20%) 응축온도구역 (54℃,70%) 과냉구역 (22℃~53℃, 10%) 60℃ 기존 히트펌프 실내공기(20℃) 토출공기(40℃) 39℃ 응축기 과열구역 (55℃~95℃, 20%) 응축온도구역 (54℃,70%) 과냉구역 (22℃~53℃, 10%) 대향류형 코일의 원리 30℃ 대향류 히트펌프 실내공기(20℃) 토출공기(59℃) 30℃ 52℃ 59℃ 응축기

  6. 응축기 응축 압력 p1 난방능력 Q1 p2 p3 팽창밸브 압축기 q2 aw3 aw1 aw2 냉동능력 Q 증발압력 q1 압축기일당량(AW) Q2 Q1 증발기 응축압력 저하를 통한 효율제고 원리 성적계수(COP) = Q/AW P1 = 20.5kg/cm2 q1=5kg/cm2 일 때 COP=Q/aw1 (1) P2 = 15.0kg/cm2 q1=5kg/cm2 일 때 COP=Q1/aw2 (2) P3 = 13.0kg/cm2 q2=7kg/cm2 일 때 COP=Q2/aw3 (3) 성적계수의 크기 (1) < (2) < (3)

  7. O/A S/A R/A E/A FAN ROOM FILTER COIL FAN ROOM 2-2 외형도 O/A E/A E/A R/A S/A 정면도 측면도 평면도

  8. 2-4. WFAU장점 • 에너지 사용량의 획기적인 절감 • FAU System을 적용하여 냉난방 공조 시스템을 구축하면, 기존 중앙집중식 공조시스템에 비하여 절감 효율을 기존 시스템에 비해 50%~60%의 절감 효과를 얻을 수 있다. • 중대형 공조시스템의 적용 • 대향류식 공기-냉매 열교환기는 공기와 냉매간에 대향류를 형성하여 난방시 응축기 LTD(Leaving Temperature Difference)를 “-5℃” 이하로 형성하여 기존 기술에 비해 안정적인 운전상태(응축압력 20kg/㎠-R22)에서 추가적인 보조열원 없이 높은 토출공기온도(59℃)를 형성하여 150평 이상의 중대형 공조시스템에 적용 할 수 있게 되었다. • 운전비용의 절감과 설비비의 절감 • 현재 많이 사용되고 있는 중앙집중식 냉난방설비는 간접시설(냉각수 배관, 냉각탑)이 추가로 발생하고, 난방시에는 효율이 낮고 이산화탄소 배출량이 많은 화석식 보일러를 사용하므로 고가의 초기 설비비와 공조설비의 운전비용이 과다하게 발생된다. • Pick 전력제어를 위한 Demand Control이 용이 • 층별 개별운전이 가능하고 PICK전력을 줄이기 위한 Demand Control이 용이함.

  9. 설비의 내구성 증대 • FAU System의 대향류형 열교환기 기술과 팽창변 제어기술 두 가지를 병행하여 냉난방기기에 적용할 경우 냉방 운전 시 공랭식이면서 수랭식과 같거나 낮은 응축압력 형성으로 안정된 운전으로 과부하가 발생하지 않아 핵심부품인 콤프레샤의 소손율이 감소하여 내구성이 증대 된다 • 수랭식 공조기의 단점 해결 • 수랭식 전용시설인 냉각탑의 수질관리 부재로 인한 레지오넬라균의 번식이 전혀 발생되지 않고, 수랭식 냉각수용 펌프시설을 필요로 하지 않으며 이로 인해 냉각수 펌프의 운전비용도 전혀 발생하지 않게 된다. • 간접식 비용의 절감과 온실가스 배출의 단점 개선 • 중,대형 공조기기의 주종인 수랭식기기가 냉각수의 특성상 겨울철에 빙점이하의 운전이 불가한 관계로 냉방전용기기로만 사용되고 난방 시 추가적인 화석식 보일러를  설치하여 간접식 시설을 운용하여 간접운전에 따른 추가적인 비용의 발생과 온실가스(CO2) 배출의 단점도 개선 할 수 있다.

  10. 3-2. 제품별 에너지 효율 비교

  11. 3-3. 년간 운전비 내역(흡수식)

  12. 3-4. 년간 운전비 내역(흡수식)

  13. 3-5. 연간 운전비 내역(WFAU)

  14. 3-6. 연간 운전비 내역(WFAU)

  15. 3-6. 설치공간 구조비교 기존SYSTEM(흡수식) EHP형 FAU 시스템 냉각탑 실외기 냉각수배관 공조기 직팽식공조기 DUCT 냉매배관 직팽식공조기 공조기 냉수배관 공조기 직팽식공조기 PUMP 흡수식 냉온수기

  16. 4. 제안 설비의 장점

  17. 대단히 감사합니다! ㈜스터링테크

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