중앙열원의 경우 가스, 전기, 유류 등의 다양한 에너지원을 사용해 냉난방을 수행한다. 이와 같은 에너지원은 계절, 시간에 따라 비용이 계속적으로 변화하기 때문에 중앙냉난방시스템에서는 최적운전을 수행하기 위해 비용에 대한 고려가 반드시 필요하다.
이와 관련해 송재엽 나라컨트롤 차장은 지난 21일부터 23일까지 열린 대한설비공학회 하계학술발표대회에서 ‘축열설비를 포함한 복합열원시스템의 에너지비용에 따른 최적운전방안 연구’를 발표했다.
이번 연구에는 복합열원으로 구성된 건물의 단위 생산열량 대비 단가를 비교분석하고 최적운전을 수행하기 위한 현장 검토 시 고려사항에 대한 내용이 담겼다.
건물 열원설비는 주로 가스, 전력, 지역난방 등을 사용하며 펌프 및 팬에서는 전력을 사용한다.
도시가스 요금은 계절에 따라 요금이 달라진다. 동절기에는 MJ당 약 15.7원이고 하절기에는 약 9원의 요금이 부과된다. 전력요금의 경우 계약과 전압, 계절, 시간대에 따라 요금이 달라지고 심야전력과 같이 특수한 계약조건도 비용에 작용하게 된다. 지역난방은 업무용과 공공용 등으로 구분해 수요관리 시간대, 계절, 흡수식 냉동기의 종류에 따라 열량 당 에너지 비용을 달리 책정하고 있다.
이와 같이 각 설비에 적용되는 에너지 요금이 다양하기 때문에 이를 분석해 최적운전을 할 경우 별도의 설비 교체 없이도 비용을 절감할 수 있다.
가장 고려되어야 하는 부분은 일반전력과 심야전력의 설비 연결이다. 이번 연구에 활용된 대상건물은 저온터보냉동기와 빙축열조 순환펌프, 빙축열조가 심야전력과 연결돼 있고 수요처로의 순환펌프와 저온냉동기 냉각탑, 냉각수 펌프는 일반전력으로 연결돼 있다.
그러나 다른 건물의 경우 한국전력과의 협의에 따라 저온터보냉동기의 냉각탑과 냉각수펌프가 심야전력에 연결돼 있는 경우도 있기 때문에 이에 대한 검토도 필요하다.
저온냉동기가 가동되면 순환펌프와 냉각탑이 동시에 운전을 수행함에 따라 심야전력과 일반전력이 동시에 들어가게 돼 에너지 비용 계산에 이를 고려해야 한다. 이후 저온냉동기를 심야시간외에 활용이 가능한지를 검토해 냉수공급의 복합운전에 활용할 수 있다.
연구 결과에 따르면 여름철(6~8월)의 경우 빙축열시스템의 방열 외에 주간시간 흡수식냉동기의 운전이 저온터보냉동기의 활용보다 유리하며 중간기(4~5월, 10월)에는 저온터보냉동기의 주간시간 활용이 에너지 비용면에서 효과적인 것으로 나타났다.
송재엽 나라컨트롤 차장은 “냉방설비에서 사용되는 다양한 에너지원의 비용변화와 연결체계, 건물용도, 시간에 따라 냉난방열원설비 운전방법의 우선순위를 변경하면서 운전하면 에너지 절감에 효과적”이라며 “이를 통해 기존 운전방법의 에너지양 대비 4.3%, 비용 대비 7.9% 절감이 가능하다”고 밝혔다.
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