캐스캐이드 히트펌프가 적용된 반도체 클린룸 외조기의 연간 난방 소비 에너지 분석

Abstract

본 연구는 클린룸 외기조화기의 난방 열원으로, 도시가스 보일러 외 2단 캐스케이드 히트펌프를 적용하여에너지 소비를 분석하였다. 클린룸은 연중 냉수 사용량이 많아 일반 건축물 대비 냉동기 가동률이 높고, 다량의 폐열이발생한다. 일반 냉동 시스템에서 폐열은 냉각수에 전달, 냉각탑에서 배출하는데 이 냉각수를 2단 히트펌프의 Heatsource로 활용함으로서 캐스케이드 시스템 구성이 가능하다. 본 연구에서는 냉각수의 온도를 39~35 ℃까지 1 ℃단위로변화시켜 1,2단 히트펌프의 성능 우선순위 결정이 효율적인지 확인하였으며, 37 ℃일 때 효율 적인 것으로 나타났다. 따라서 1,2단 히트펌프 중 특정 히트펌프의 효율을 높여 운전하는 것은 바람직하지 않으며, 냉각수 온도 37 ℃기준히트펌프 시스템과 보일러의 비교 시 히트펌프 소모 1차 에너지가 28.8%, 탄소 배출량은 38% 낮았다. 클린룸에서는히트펌프 시스템이 냉수부하 일부분을 충족시킬 수 있어 일반 건축물 히트펌프보다 효율적인 것으로 예상된다.