건축기계 설비 설계 기준 정리 Part.3

냉열원기기

(1) 냉열원기기의 냉수 및 냉각수는 원칙적으로 유량을 변화시키지 않는 것으로 한다.
(2) 냉열원기기의 배치계획에 대하여 유지보수 관리 공간 및 열교환기 튜브교체 공간을 합리적으로 확보한다.(표 3.1 참조)
(3) 냉열원기기는 원칙적으로 보일러와 다른 공간에 설치한다.
(4) 상기 (3)항에 관계없이 압축식 냉동기를 보일러와 같은 실내에 설치하는 경 우는 냉동기와 화기의 보안 거리를 표 3.2와 같이 확보한다. 단, 화기설비 화구면의 방향(역화하는 경우 열 영향을 받는 방향을 말함)에 냉매설비를 설치하는 경우에는 반드시 내화 방열벽을 설치하여야 한다.
(5) 압축식 냉동기를 설치하는 실의 벽, 천정, 바닥은 철근콘크리트조 등 방화 상 유효한 구조로 하고 2개소 이상의 출입구를 설치한다.
(6) 냉열원기기는 건축규모, 부분부하, 부하경향 등을 기초로 대수 분할을 고려 한다.
(7) 냉온수 배관 회로 설치 시 순환 펌프는 원칙적으로 냉열원기기마다 각 1대씩 설치한다.
(8) 직화식 흡수냉온수기 및 소형 흡수식 냉온수기 유닛을 설치하는 실에는 연소 에 필요한 공기를 확보하고, 발생하는 열을 제거하는 환기설비를 설치한다.
(9) 버너를 설치하는 기기에는 원칙적으로 1대마다 화재 감지기를 설치하고 화재 감지기와 연동하는 연소 차단장치를 설치한다.

 

냉열원기기의 종류

(1) 압축식 냉동기
1) 냉동능력별 냉동기의 선정은 표 3.3에 따른다.
2) 1대당의 압축기가 법정 냉동능력 20톤 이상의 냉동기를 실내에 설치할 때에 는 냉매 도피관을 설치한다. 또한 냉매 배출관은 원칙적으로 단독으로 옥외로 설치하여 그 선단은 지상 3m 이상, 건물의 개구부로부터 5m 이상 떨어진 위치에 개방한다. 또한, 냉매 도피관의 구경은 안전밸브 구경 이상으로 한다. 사용하는 냉매는 몬트리올 의정서에 폐기 일자가 정해져 있지 않는 HFC계열(HFC-134a, HFC-410a, HFC-407C 등)을 권장한다.

 

공랭식 루프탑유닛

공랭식 루프탑유닛의 선정기준은 다음과 같다.
1) 루프탑유닛은 냉방사이클을 이루는 모든 부품을 일체형으로 패키지화하여 설치공간이 적고, 간단하며 냉․난방 겸용운전이 가능한 기기이다.
2) 난방의 경우 외기와 단열이 잘된 건물은 간단히 전기 히터로 가능하며 난방 부하가 큰 건물의 경우는 도시가스를 이용할 수 있는 열교환기가 내장되어 있다. 그리고 냉․난방을 모두  전기로 사용할  수 있는  히트펌프  유닛도  있다.
3) 히트펌프 유닛을 선정할 때 냉각능력에 비하여 난방능력이 적을 경우에는 보조 전기히터의 설치를 고려할 수 있다.
4) 소음 및 내식에 대하여 고려하며, 적설지역에서 사용하는 경우는 적설방지 후드 등의 설치를 고려한다.
5) 루프탑 유닛을  2대 이상 설치하는 경우, 주변의 광고탑, 차음벽 등의 장애 물이 있는 경우는 외기 유입공간을 고려한다. 특히 4면을 방음벽으로 둘러싸는 경우에는 갤러리, 토출 덕트의 설치를 고려하여 소정의 외기온도로 통 풍될 수 있도록 한다.

6) 사용하는 냉매는 특기사항으로 정한다.
(3) 흡수식 냉동기
1) 흡수식 냉동기의 표준 증기압력 또는 표준 고온수 온도는 다음과 같다.
① 일중효용 흡수식의 표준 증기압력은 100(G)kPa～150kPa(G)(표준 고온수 온도는 140℃～160℃)로 한다.
② 이중효용 흡수식의 표준 증기압력은 785kPa(G)(표준 고온수 온도는 190℃
～200℃)로 한다.
③ 저온수 흡수식의 표준온수 입/출구온도는 95℃/80℃로 한다.
2) 이중효용의 흡수냉동기에서의 응축수의 환수온도는 열회수기기 등에 의해 95℃ 이하(100% 출력 시)로 한다.

냉각탑

선정기준

이 규격은 냉방, 냉각, 냉동용의 냉동기나 기타 냉각기기용의 냉각수를 얻기 위한 냉각탑으로서, 표준 냉각능력이 셀 당 200㎾～12,000㎾(172,000～10,320,000㎉/h)인 기계통풍 방식의 것에 대하여 규정한다. 다만, 다음의 것은 포함하지 않는다.
(1) 냉각수 입구온도가 50℃ 이상인 경우
(2) 콘크리트 골조구조
(3) 냉각매체가 공기가 아닌 경우
(4) 냉각수 출구온도와 입구공기 습구온도와의 차이가 2.8℃ 미만인 경우

냉각탑의 종류

냉각탑의 종류는 다음과 같이 분류한다.
(1) 송풍방식에 따른 구분
1) 흡입식 : 팬이 냉각탑의 공기 출구측에 위치해 있는 것
2) 압입식 : 팬이 냉각탑의 공기 입구측에 위치해 있는 것
(2) 공기흐름에 따른 구분
1) 대향류형 : 충전부에서 공기의 흐름이 수직방향으로 움직여 냉각수와 마주 교차하며 열교환되는 형태

충전재 종류에 따른 구분

1) 필름형 : 표면적을 넓힌 수직형태의 충전재를 사용해서 냉각수가 그 표면에 얇은 막을 형성하며 흘러내리도록 한 것
2) 비말(飛沫)형 : 충전재를 평행되게 상하로 교차시키는 방법 등으로, 물이 표 면을 적시며 반복적으로 방해받아 낙하하면서 작은 물방울로 흩뿌려지게 하 는 형식의 것
(4) 설치방법에 따른 분류
1) 공장조립형 : 공장에서 조립되어 완제품으로 공급되는 형태
2) 현장조립형 : 사용할 장소에서 주요 조립작업을 하는 형태
(5) 형상에 따른 분류
1) 각형 : 평면상 탑의 형체가 사각인 것
2) 원형 : 평면상 탑의 형체가 둥글거나 8 각형 이상의 다면체 형태
3) 연결형 : 셀을 계속 이어 붙여 갈 수 있는 형태
(6) 열전달 방법에 따른 구분
1) 개방형 : 냉각수와 공기가 직접 접촉하며 냉각수의 증발이 수반되어 열을 교환하는 형태
2) 밀폐형 : 냉각수와 공기가 간접 접촉하여 열을 교환하는 형태

(7) 소음에 따른 구분
1) 일반형 : 저소음 기준치 이상의 것
2) 저소음형 : 저소음 기준치 미만의 것
3) 초 저소음형 : 초 저소음 기준치 이하의 것

 

열성능

열성능은 SPS-KARSE B 0004의 방법으로 시행하여 표시냉각능력의 95% 이상이어야 한다.
(2) 소음
소음은 SPS-KARSE B 0004의 방법으로 시험하여 기준소음의 +3㏈ 이하이 어야 한다.
(3) 비산량
비산량은 KS B 6364 부속품에서 3 또는 CTI CODE ATC-140으로 시험하 여 표시한다. 

최대 허용량은 순환수량의 0.01%이다.
(4) 증발량
증발량은 입출구 공기의 건구 및 습구 온도와 충전층을 통과하는 공기유량에 의해 계산하여 산출한다.
(5) 냉각탑 손실수두
냉각탑 손실수두는 냉각탑의 하부수조 상단면으로부터 냉각수 상부 입구배관 의 중심선까지의 수직 높이와 냉각수 분출 노즐의 분출 압력수두를 더한 것으로 한다.

형식, 구조, 재료의 구분

일반사항

1) 구조는 내구성이 커야한다.
2) 각 부의 재료는 수분, 햇볕(자외선 포함), 비, 바람 및 운전온도 등의 영향에 따른 부식을 최소화시킬 수 있는 내부식성 재료를 사용하고 부식을 방지하 기 위한 표면처리를 한다.
3) 각 부의 설계와 배치는 누수, 비산, 소음, 진동, 백연 등 환경오염이 최소화되도록 하여야 한다.
4) 각 부의 설계와 재료는 화재, 안전사고에 대한 예방장치와 그에 맞는 재료로 구성한다.
5) 각 부의 구조는 점검과 보수가 용이해야 한다.
6) 탑의 모든 노출면은 다듬질과 마무리가 양호하여야 한다.
7) 탑에 사용되는 모든 철재류와 하드웨어는 스테인리스강 또는 용융아연도금 철재를 사용한다. 단, 구동부품의 주물류나 기초대 등은 부식 여유를 충분히 주고 방청 도장을 할 수 있다.
(2) 냉각탑 공통재료
1) 목재는 북미산 미송 또는 동등품 이상으로 하며 방부처리는 KS M 1703 CCA 또는 ACC 방액으로 KS F 2219 방부처리 방법에 의한다. 방부액의 최소 침투 정도는 10mm의 깊이 또는 90% 침투 이상으로 한다.
2) 용융 아연도금 철재는 KS D 8308 HDZ55를 표준으로 하며, KS D 9521에 의해 도금작업이 되어야 한다.
3) FRP는 KS M 3305 폴리에스터수지를 표준으로 하고, 에폭시수지 또는 비닐 에스터수지를 사용한다. 용도에 따라 표준, 내염, 내약품 그리고 내열성 재료를 사용한다. 겔코트는 일반용과 내자외선용으로 구분한다.

4) PVC는 일반경질용(KS M 3501), 냉각탑 필름 충전재용 또는 내자외선용을 사용한다.
(3) 구조재
구조의 재료는 용융 아연도금 철재, 스테인리스강, 방부처리 목재 또는 FRP 로 한다.
(4) 케이싱
1) 케이싱의 재료는 용융 아연도금 철재, 스테인리스강, FRP 또는 PVC로 한다.
2) 케이싱은 누수발생 및 공기흡입이 되지 않도록 밀봉되어야 하고, 진동에 의 해 파괴되거나 소음이 나지 않도록 견고하여야 한다.
(5) 루버
1) 루버의 재료는 용융 아연도금 철재, 스테인리스강, 방부처리 목재, FRP 또는 PVC로 한다.
2) 직교류형에는 누수와 공기 정류를 위해 반드시 루버를 설치한다.
(6) 냉각수조
1) 냉각수조의 재료는 용융 아연도금 철재,  스테인리스강  또는  FRP로  한다. 단, 콘크리트수조의 경우 냉각수조 부분에 대해 본 규격의 적용을 받지 않는다.
2) 수위
① 최저수위는 공기가 유입되지 않고 냉각수를 흡입할 수 있는 수위를 의미한 다.
② 운전최저수위는 보급수가 자동 보급되기 시작하는 수위로서 최저수위보다 높게 설정한다.
③ 운전최고수위는 보급수가 완전 차단되는 수위를 의미한다.
④ 평균운전수위는 설계조건 운전시 평형이 되는 수위로서 운전 최저수위와 운전 최고수위의 사이에 있다.
⑤ 오버플로 수위는 운전 최고수위보다 높게 설정한다.
⑥ 경고저수위는 자동보급수 밸브의 고장탐지, 공기흡입의 방지, 수조의 결빙 방지와 히터의 소손방지를 위한 경보나 운전정지를 위한 수위로서 최저수 위와 운전 최저수위 사이에 둔다.
⑦ 경고고수위는 자동보급수 밸브의 고장탐지를 위한 수위로서 운전 최고수위 와 오버플로 수위 사이에 둔다.
3) 수조용량
수조용량은 오버플로 수위까지의 저수용량으로서 냉각탑 정지 시 상부 배관으로부터 자연 역류하는 수량을 저수할 수 있도록 고려되어야 한다.
4) 수조 부속 장치
① 냉각수조에는 오버플로 출구, 배수구, 수동 및 자동 보급수구를 부착하여 야 하고 냉각수출구 전에 스트레이너를 설치한다.
② 수조동결방지 히터를 부착할 경우 화재에 대비한 구조로 한다.
③ 냉각수조내부의 부속물에 대한 점검 및 보수를 위하여 점검문과 접근로를설치하며 운전 중 점검이 곤란한 경우에는 별도의 점검창을 부착한다.

냉각수 분배장치

1) 상부수조(직교류형)
① 상부수조의 재료는 용융아연도금철재, 스테인리스강, FRP 또는 방부처리 목재로 한다.
② 상부수조에는 오버플로 출구를 설치하며 덮개 부착시 개폐가 용이해야 한 다.
2) 수분배 배관(대향류형)
① 수분배 배관  재료는  용융아연도금철재, 스테인리스강, FRP  또는  PVC로 한 다.
② 배관은 청소를 할 수 있는 구조로 설계되어야 하며 운전 중 분사 상태를 볼 수 있는 점검창을 설치한다.
3) 노즐은 막힘이 없고 청소하기 쉬운 구조와 크기로 제작한다.
(8) 충전재
1) 필름형 충전재
① 재질 : PVC
② 내열시험온도 : 60℃
③ 강도 : 설치된 상태에서 9.8×106Pa(100㎏f/㎡)의 하중에 변형이 없어야 한 다.
2) 비말형 충전재
① 재질 : 방부처리목재, PVC, 1㎜ 두께 이상의 폴리프로필렌 또는 폴리에틸 렌
② 설치 : 충전재는 수평을 유지하여 설치한다.
(9) 비산방지판
1) 재질 : PVC, 용융아연도금철재, FRP 또는 1㎜ 두께 이상의 폴리프로필렌
2) 형식 : 벌집형, 웨이브형 또는 날개형
3) 설치 : 비산 방지판은 공기통로의 전면적에 걸쳐 설치되어야 하며 비산 손 질량은 순환수량의 0.01％를 넘지 않아야 한다.
(10) 팬
팬은 풍량을 조정할 수 있어야 하며 임계속도를 피하여 운전속도를 결정해야 한다. 팬은 정밸런싱과 동밸런싱이 되어야 하며 날개가 분리되는 형태는 재조 립을 위한 번호를 붙이거나 표시가 있어야 한다.
1) 축류식
① 날개 재질 : FRP 또는 알루미늄
② 팬 실린더 : FRP, 용융 아연도금철재, 스테인리스강 또는 방부 처리목재
③ 회전 방향 : 팬의 회전 방향은 공기 출구측에서 보아 시계방향으로 한다.
2) 원심식
① 케이싱과 날개 재질 : 용융아연도금철판 또는 스테인리스강
② 보호망 : 공기 입구측에는 보호망을 반드시 설치한다.

(11) 감속기
1) 기어 감속기
① 기어 감속기의 여유율은 2.0 이상으로 한다.
② 기어 감속기용 윤활유의 주입구와 배유구는 팬 실린더 밖에 설치하며 오일 게이지를 장착한다.
2) V-벨트 감속기
① 감속기에는 V-벨트 장력조정장치를 설치하여야 한다.
② 감속기의 풀리와 V-벨트에는 안전망을 설치한다.
(12) 구동축
1) 재질 : 스테인리스강, FRP 또는 방청 처리된 강
2) 커플링 종류 : 디스크 또는 네오프렌
3) 안전장치 : 축은 동밸런싱을 하며 이탈방지 안전장치를 설치한다.
(13) 전동기
1) 전동기는 옥외 전폐형을 사용한다.
2) 명판 마력은 팬 축동력(모터 출력측)의 10％～15％의 여유율을 준다.
3) 배출기류 내 전동기가 놓일 경우, 축과 하우징, 단자박스 및 전선관 연결부 분은 밀봉을 하여 수분침투가 없도록 한다.
4) 정격전압, 주파수, 절연등급은 각각 480/460/440/380/220V, 60Hz, B종 이상으로 한다.
(14) 기타
냉각탑의 높이가 기초면에서 팬 상판까지 3.5m 이상일 경우에는, 계단과 상 판에 핸드레일을 설치한다. 또한 탑 길이가 20m 이상일 경우에는 계단 또는 사다리를 추가한다.