Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(27)냉방 : 흡수식냉동기

이번 연재까지가 그린빌딩 설계기법중 냉방설계의 마지막 내용입니다.

흡수식 냉동기는 다른 냉각장치에 비해서는 영향이 비교적 적은 방식입니다. 흡수식 냉동방식은 전기를 사용하는 압축식 냉동방식보다 전력을 소비하지 않는다는 장점이 있습니다. 즉, 프레온가스나 수소염화불화탄소와 같은 냉매를 필요로 하지 않는 것입니다.

풍부한 열원(잔여열이나 토양, 태양열 등)을 상황에 적합하도록 사용할수도록 변환시켜주는 것입니다.

흡수식 냉각 사이클의 개념도는 다음과 같습니다.

 

 1행정 직접연소 흡수식 냉동기의 실물사진입니다.

흡수식 냉동기는 일반적으로 두가지 유형이 있습니다.

"간접연소"냉동기는 투입에너지로 증기, 온수, 고안가스 등을 이용하는 반면 "직접연소" 냉동기는 전용 연소열원을 이용하게 됩니다. 두 유형 모두 흡수사이클내 냉매의 상태변화에 따라 열이 흡수/방출되는 원리입니다.

물은 증발, 응축, 증발, 흡수라는 4행정사이클을 거쳐 열을 이동시킵니다.

흡수식 냉동기는 서로 연결된 4개의 유닛으로 이뤄져 있으며, 물은 증발기 유닛으로 이동해 사이클을 반복하게 됩니다. 증기압은 물 흡수에 의해 낮아지면 보다 많은 수증기가 증발하여 행정을 반복할수 있게 하는 것입니다.

요구된 바닥면적, 구조적 골조, 냉각탑의 위치 및 유지, 접근 등과 관련하여 배치계획이 필요합니다. 흡수식 냉동기는 200~1,000톤의 냉각용량을 제공할수 있는데 냉동기를 작동하게되는 기계실의 크기는 다음 그림과 같이 나타납니다.

흡수식 냉동기와 함께 사용된 냉각탑은 비교할만한 용량의 증기압축 시스템에 사용된 것에 비해 큰 경향이 있는데, 냉각탑을 위한 실외공간은 기본설계과정에서 고려되어야만 합니다.

일반지침에 따르면 냉동기 주변에 1.0~1.5m의 유지관리를 위한 공간을 둘것을 권고합니다. 냉동기 기계실 온도는 2도C아래로 떨어져서는 안되며, 직접연소 냉동기의 경우 연소가스 공급이 필요합니다. 일반적으로 0.29kw의 열이 소비될때만다 0.4m3의 공기가 필요하게 됩니다.

냉동기를 추가하기 위한 공간을 두는 것이 현명한데 이는 건물이 확장하거나 새로운 건물부사가 대두하게 될 경우를 대비하기 위함입니다.

설계절차는 다음과 같습니다. 

1. 설계중인 건물의 조절된(냉각된) 면적을 결정한다.

2. 냉각부하를 추정한다.

3. 개략적인 냉동기 공간 요구사항을 도출한다.

4. 건물부하, 접근 및 인접공간 등과 관련한 기계실 위치의 적절성을 고려하여, 건물 평면 및 단면도를 결정한다.

다음 사진은 뉴욕의 한 빌딩 꼭대기에 위치한 기계실 내에 6대의 2행정 직접연소 흡수식 냉동기 중의 하나입니다.

 

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이상으로 냉방에 대한 Co2 배출을 줄이기 위한 그린빌딩 설계전략 중 냉방에 대한 정리를 마치며,

그간, 외피, 조명, 난방, 냉방까지를 작년(2011년 11월)부터 올해(2012년 7월)까지 왔습니다.

도시의 근간을 이루는 계획으로 도시기본계획이 있습니다. 이 계획의 목표연도라는 것은 10~20여년, 많게는 30여년을 앞둔 계획을 추진되곤 합니다. 또한 도시의 경관계획 또한 마찬가지이며, 이 계획의 특징은 계획을 수립하는 기간동안 계절성 분석(도시가 가지는 계절적 경관을 평가하고 분석하는 작업)을 위한 대개는 1년여를 작업하게 됩니다. 물론 전문가 집단에서 하게 되는 계획입니다.

그렇다면, 우리가 살고 생활하고, 일하는 건물에 대해서는, 그 목표년도가 20~30년 되는가에 대해 의문을 가집니다. 더욱이 설계의 기간은 과연 얼마나 투자하게 될까요?

진정으로 도시가 탄소배출을 줄일수 있는 건정성을 가지려면, 각 건물(빌딩)들에 대한 그 설계기간과 목표가 뚜렷해져야 할 것입니다.

이런 의문과 다소 일반적인 생각을 가지며, "Co2배출 줄이는 그린빌딩 설계 (전략)" -1부-를 마치고자 합니다.>>