에너지를 직접 제어하는 에너지밸브
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에너지를 직접 제어하는 에너지밸브

벨리모서울/이수하 차장

 

수배관 공조 시스템은 오늘날 빌딩의 냉난방에서 가장 널리 사용되고 있는 형태이다. 물론 냉매 가스나 전기를 이용하여 냉방이나 난방을 하는 경우도 있지만, 오늘날 가장 많이 사용되고 있는 방식은 아직까지 수배관 시스템을 이용한 공조장비가 주로 사용되고 있다.

수배관 공조 시스템의 기본적인 구성은 냉각탑, 냉동기, 보일러, 열교환기, 공조기, 헤더, 배관 및 제어밸브 등으로 이루어 진다. 기존 제어밸브가 가지고 있는 한계점과 새로운 방식의 제어밸브를 통한 에너지절감 방안까지 검토하고자 한다.

 

수배관 시스템에서 밸브의 트랜드 변화

제어밸브 형태에 따른 수배관 형태

 

과거에는 수배관 시스템에서 주로 3방제어밸브를 많이 사용하였다. 하지만 3방제어밸브를 적용한 수배관 시스템(그림-1 참조)의 경우 바이패스(Bypass) 배관에 의하여 지속적으로 유량이 흐르기 때문에 배관에서의 열에너지가 지속적으로 낭비될 수밖에 없었다.

 

이를 개선하기 위하여, 2방 제어밸브를 수배관 시스템에 적용하기 시작하였다. 2방제어밸브를 사용한 수배관 시스템의 경우 2방제어밸브가 닫히면, 공조장비로의 유량 공급은 완전히 차단되어 불필요한 유량이 순환되어 발생하는 에너지 낭비를 막을 수 있었다.

 

하지만 2방제어밸브를 적용한 수배관 시스템의 경우에도 최대 유량이 흐를 때에는 정유량밸브를 이용하여 정확한 유량제어가 가능하지만 부분 유량제어 조건에서는 차압이 변화함에 따라 유량이 변하는 것을 막을 수가없었다.

 

때문에 제어밸브가 닫히는 구간에서 유량제어의 오차가 발생하는 문제를 해결하기 위하여 최근에는 복합밸브Pressure independent control valve가 가장 많이 사용되고 있다. 복합밸브의 경우 주어진 차압 조건내에서 정확한 유량제어가 가능하여 과유량으로 인한 에너지 낭비를 줄일 수 있다.

 

 

... 2018년 7월 월간 설비기술 기획특집에서 발췌