제이원플러스
냉각수처리
냉방용 냉각수
냉동기/냉각탑/냉각수
스케일형성문제
미생물 및 바이오필름 형성문제
기존기술 VS 신기술
냉동기/냉각탑/냉각수
▣ 냉동기/냉각탑/냉각수: 물을 이용하여 건물 내에서 발생한 열
을 건물 외부의 대기 중으로 배출 (전 세계에서 100년 이상
사용되고 있는 공통 냉방 방식)
▣ 냉방 수요 증가: 기후 이변으로 인한 기온 상승, AI 붐으로 인
한 데이터 센터 건립 붐 등으로 인해 냉방 수요 급격히 증가
(데이터 센터의 서버 냉각도 최종적으로는 서버에서 발생
한 열을 대기 중으로 방출하는 것이 필요)
▣ 대체불가: 열교환을 통해 열을 대기 중으로 이동(발산) 시키
는 것은 가능하나 열을 제거하는 것은 불가능. 물의 증발잠
열을 이용하는 냉각탑과 냉각수는 가성비에서 탁월하고 대
체 불가함 (가격이나 조달 측면 등에서 물과 공기를 대체할
매질 없음)
▣ 기존 냉각탑 운영 방식: 인체나 환경에 유해한 화학 약품을
투입하여 냉각수 살균이나 바이오필름 제거, 스케일 제거
등에 활용 후 냉각수 방류
※ 물환경보전법(2024년 1월 30일 개정안 시행): 화학 약품을 사
용하여 살균이나 스케일 제거 등을 시행할 경우 냉각수는
폐수임. 냉각탑이 폐수배출시설이 되므로 가동 시 환경부
에 신고/변경신고/허가 얻어야 함
스케일 형성 문제
스케일: 높은 단열특성과 배관 막힘 → 에너지 비용 증가, 냉각수 흐름 저해
주성분: 탄산칼슘 (CaCO3: Calcite Calcium Carbonate. 물 속의 본드)
▣ 농축: 냉각탑 운영 시 순수한 물은 증발되나 물 속의 이온 성 경도성분(Ca2+
,
Mg2+)은 잔류하여 지속적으로 농도 증가
▣ 스케일은 온도가 높은 열교환 코일 부위에 주로 발생: 높은 단열 특성으로 인해
냉동기 운전 효율 저하시키고 에너지 소비 증가시킴 (접근온도 증가)
▣ 스케일 제거 및 에너지 절감 위해 정기적인 세관 작업 필요: 관리 부실할 경우 배
관 전체 교체해야 하는 경우도 발생
▣ 접근온도(Approach) 2℃ 이하 유지 필요: 접근온도 1℃ 증가 시 동력비용 3.0%
증가 (접근온도 = 냉동기 냉매온도 – 냉각수 출구온도)
미생물 및 바이오필름 형성 문제
바이오필름: 높은 단열 특성으로 인해 냉동기와 냉각탑의 운전 비용 증가시킴
▣ 냉각탑: 팬(Fan)으로 외부 공기를 흡입하여 순환하는 냉각수의 0.5%~2% 를 증발 시킴
→ 외부 공기와 함께 먼지 유입: 미생물, 세균, 바이오필름(Bio Film) 증식
▣ 바이오필름: 세균이 뭉쳐서 점액질의 보호막을 형성한 형태로 냉동기 열교환 부위에 주로
발생. 단열 특성이 높아 열교환 효율을 저해하고 에너지 비용 증가 시킴.
▣ 접근온도 2℃ 이하 유지 필요: 접근온도 1℃ 증가 시 동력비용 3.0% 증가
▣ 냉동기에 0.2mm 두께 바이오필름 발생 시: 동력비용 10% 증가!
▣ 1.6mm 두께 형성 시 동력비 35% 증가 및 가동 중단 초래!
▣ 0.2mm 두께 바이오필름: 1.0mm 두께 탄산칼슘 스케일과 단열 효과 동일
기존기술 VS 신기술
바이오필름: 높은 단열 특성으로 인해 냉동기와 냉각탑의 운전 비용 증가시킴
▣ 냉각탑: 팬(Fan)으로 외부 공기를 흡입하여 순환하는 냉각수의 0.5%~2% 를 증발 시킴
→ 외부 공기와 함께 먼지 유입: 미생물, 세균, 바이오필름(Bio Film) 증식
▣ 바이오필름: 세균이 뭉쳐서 점액질의 보호막을 형성한 형태로 냉동기 열교환 부위에 주로
발생. 단열 특성이 높아 열교환 효율을 저해하고 에너지 비용 증가 시킴.
▣ 접근온도 2℃ 이하 유지 필요: 접근온도 1℃ 증가 시 동력비용 3.0% 증가
▣ 냉동기에 0.2mm 두께 바이오필름 발생 시: 동력비용 10% 증가!
▣ 1.6mm 두께 형성 시 동력비 35% 증가 및 가동 중단 초래!
▣ 0.2mm 두께 바이오필름: 1.0mm 두께 탄산칼슘 스케일과 단열 효과 동일
