Transcript 보일러 설비 - 한국산업인력공단

에너지
설비
energy facility
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01.
기초
기초
에너지
에너지
개요
에너지란?
003
에너지란 일을 할 수 있는 능력을 말한다.
일이란 힘과 힘이 작용하는 방향으로 이동거리의 곱으로 정의.
W=F×S
열은 에너지의 한 형태.
역학에너지, 전기에너지, 자기에너지, 열에너지 및 화학에너지 등은
상호 교환될 수 있음.
기초
에너지
에너지
소비효율
에너지 소비효율 등급제도(에너지관리공단 주관)
• 에너지를 많이 소비하고 보급률이 높은 제품을 대상으로 에너지.
소비효율이나 사용량에 따라 등급을 정하여 표시.
• 5개 등급으로 구분하여 에너지소비효율 등급 라벨을 표시.
• 최저효율 기준미달 제품에 대해 생산판매를 금지하는 제도.
• 모든 국내 제조ㆍ수입 업체들이 지켜야 하는 의무제도.
• 냉장고 에어컨 등의 가전기기 및 조명기기 등 22개 품목 대상.
• 에너지 소비효율 등급 : 제품의 에너지소비효율에 따라 1∼ 5등급으로 분류.
1등급 : 가장 효율이 좋은 제품. (5등급에 비해 30∼40% 절약)
고효율에너지 기자재
• 고효율 시험기관에서 측정한 에너지 소비효율 및 품질 시험 결과 전 항목을 만족한 것.
• 에너지 관리공단에서 고효율 에너지 기자재로 인증함.
004
기초
에너지
대체
에너지
대체 에너지(Alternative Energy)란
005
• 석유나 석탄 등 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 에너지로 무공해이면서도 환경오염을 발생시키지 않는 청정에너지.
• 대체에너지는 순환 자원의 성격을 의미하며, 에너지의 고갈 위기에 따라 현 사용 중인 에너지를 대체할 수 있는 에너지.
• 현재보다는 미래에 사용할 수 있는 에너지.
• 신․재생 에너지(New & Renewable Energy)는 무공해, 무한정의 다양한 자연에너지의 특성과 이용기술을
활용하는 대체 에너지.
대체에너지 구성
• 재생에너지 8개 분야 : 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지.
• 신에너지 3개 분야 : 연료전지, 석탄액화 ․가스화, 수소에너지
기초
에너지 단위
열과
온도
• 온도 : 따뜻하고 차가운 정도를 나타내는 것.
• 열 : 온도가 높은 곳의 물체에서 낮은 곳으로 이동하는 에너지.
006
기초
에너지 단위
열과
온도
열과 온도
• 현열(감열): 어떤 물체에 열을 가했을 때 물체의 온도변화에 소요되는 열량.
Q = GCΔt [kJ],[kcal]
• 잠열(Latent heat): 어떤 물체를 열할 때 가한 열량이 온도 변화 없이 물질의 상태 변화만 일으키는데 사용되는 열:
증발잠열, 응축잠열, 융해잠열, 응고잠열, 승화잠열 및 기화잠열.
Q = GR [kJ], [kcal]
R : 잠열 [kJ/kg], [kcal/kg]
※ 물의 증발잠열(latent heat of vaporization) : 2257[kJ/kg]{539.3[kcal/kg]}
● 물질의 상태변화
007
기초
에너지 단위
열과
온도
물의 상태변화
• 융해 : 고체가 열을 받아 액체로 변화하는 현상.
• 응고 : 액체가 냉각되어 고체 상태로 변화하는 현상.
• 기화 : 액체가 기체로 변화하는 현상.
• 기화열 : 기화에 필요한 열.
• 증발 : 액체 표면에서 기화하는 현상.
• 비등 : 기화가 액체 내에서만 일어나는 현상.
• 액화 : 기체가 액체로 변화하는 현상.
● 물의 상태변화
008
기초
에너지 단위
에너지
상용 단위
에너지 단위 환산(WEC)
• TOE(tonnage of oil equivalent)
: 원유(석유) 1톤이 연소하였을 때 발생하는 순발열량의 열량. 107kcal
TOE = 연료 총발열량(kcal)/107kcal.
• TCE(ton of coal equivalent)
: 석탄 1 톤이 내는 열량.
1TCE = 0.697TOE ≒ 0.7TOE
009
기초
에너지 단위
에너지
상용단위
물의 상태변화
동력 (공률)
동력(Power) : 단위 시간당 행한 일(에너지 또는 열량).
• 동력의 단위 : kW, HP 및 PS
• 1[kW] = 1[kJ/s] = 102[kgf·m/s] = 3,600[kJ/h] = 860[kcal/h]
• 미터마력: 1[PS] = 75[kgf·m/s] = 2,664[kJ/h] = 632[kcal/h]
• 영식마력: 1[HP] = 76[kgf·m/s] = 2,685[kJ/h] = 641[kcal/h]
1kW = 1.36PS, 1PS = 0.735kW,
1W = 0.86kcal/h, 1kcal/h = 1.1628W
010
011
기초
열전달 기초
전도
전도(conduction)란?
: 물체 내부에서 분자의 운동으로 열에너지가 고온의 분자에서 저온의 분자로 이동하는 현상. -->
주로 고체 내에서의 열전달.
• 열전도에 의한 전열량 : Q [W], [kcal/h]
A : 전열면적[m2]
t1 : 고온측 벽체의 온도 [℃]
t2 : 저온측 벽체의 온도 [℃]
δ : 벽체의 두께 [m]
λ : 벽체의 열전도율 [W/m℃], [kcal/mh℃]
• 벽체의 열저항 : R =
• 온도 기울기(열기울기) :
[m℃/Wl], [mh℃/kcal]
기초
열전달 기초
대류
대류(Convection)란
: 유체(액체, 기체)상태에서 유체의 온도 차로 생기는 비중 차(부력)에 의한 상하운동으로 열을 전달하는 것.
• 자연대류: 유체의 온도 차에 의해서 나타나는 열전달현상.
• 강제대류: 기계적인 방법으로 유체를 강제로 흐르게 함으로서 생기는 열전달현상 -->
팬이나 펌프 등의 기계적인 장치를 이용
• 고체 벽의 온도 tw와 유체의 온도 ta 사이에 일어나는
대류 열전달량 Q [W], [kcal/h]
Q = aA(tw-ta)
a : 열전달 계수 [W/m℃], [kcal/m2h℃]
A : 열전달 면적 [m2]
012
013
기초
열전달 기초
복사
복사(Radiation)열전달이란?
: 온도가 존재하는(절대온도 0K 이상) 모든 표면이 전자기파의 방식으로 에너지를 방출함에 의해 발생하는 열전달이다.
• 열복사에너지는 물체에 도달하면 그 일부는 표면에 반사되며 일부는 흡수되고 나머지는 투과된다.
• 반사율 r(reflectivity)과 흡수율 a(absorptivity) 그리고 투과율 t(transmissivity)은 모두 합하면 1이 된다.
r+a+t=1
• 스테판-볼츠만의 법칙(Stefan-Boltzmann's law)
E : 복사에너지[W/m2], [kcal/m2h]
T : 절대온도[K]
σ : 스테판-볼츠만 상수 [σ = 5.67×10-8W/m2K4],
[σ = 4.88×10-8kcal/m2hK4]
기초
열전달 기초
열관류율
열관류율(coefficient of overall heat transmission)
총 전열량 : Q [W], [kcal/h]
K : 총 열전달율, 즉 열관류율
[W/m2℃], [kcal/m2h℃]
A : 전열면적(m2) ΔT : 온도차(℃)
•
a1, a2 : 유체의 온도경계층에서 열전달계수 [W/m2℃], [kcal/m2h℃]
R1, R2, R3 : 열저항 [m2℃/W],[m2h℃/kcal]
k : 고체의 열전도계수 [W/m℃], [kcal/mh℃]
014
기초
열전달 기초
열교환기
열교환기(Heat exchanger)
: 온도가 높은 유체와 낮은 유체 간에 서로 열 교환을 하여 열을 전달하는 기기.
• 열교환기에서는 서로 주고받는 열량 : Q
Q = KAΔtm [Kcal/hr], [W]
Δtm : 대수평균온도차(LMTD)
고온 측의 입구와 출구온도를 각각 th1, th2,
저온 측의 입구와 출구온도를 각각 tc1, tc2,
열교환기의 양쪽의 두 유체 사이의 온도차를 각각 Δt1, Δt2.
• 병행류 열교환기인 경우, Δt1 = th1 - tc1, Δt2 = th2 - tc2
• 대향류 열교환기인 경우, Δt1 = th1 - tc2, Δt2 = th2 - tc1
대수평균온도차
• 산술평균온도차 : (AMTD)
온도차가 적은 경우에는 산술평균온도차 사용.
015
기초
열전달 기초
열교환기
• 병행류와 대향류
016
017
기초
열전달 기초
증기의
특성
건증기 : 수분이 전혀 없는 포화온도 상태의 증기.
습증기 : 수분입자가 혼합되어 있는 포화온도 상태의 증기.
과냉액 : 포화점에 도달하지 못 한 액체.
포화수(액) : 액체 상태로는 더 이상 존재할 수 없는 액.
이 점을 포화점, 이 때의 온도를 포화온도,
이 때의 압력을 포화압력이라 한다.
습포화 증기(습증기) : 액과 증기가 공존하는 상태의 증기.
건포화 증기 : 포화 액의 증발이 완전 종료되었을 때의 상태의 증기.
과열증기 : 건포화 증기가 열을 받아 과열된 상태의 증기.
건(조)도 : 습포화 증기 중의 증기의 비율.
포화 액은 x=0, 건포화 증기는 x=1로 표시.
과열도 : 과열증기 온도 - 포화 온도
과냉각도 : 포화 온도 - 과냉액 온도
● 증기의 성질
018
02.
보일러
설비
보일러
설비
보일러 구성
보일러
구조
• 보일러란?
밀폐된 여러 가지 모양의 금속제(강철제, 주철제) 용기 내에 물 또는 열매체를 넣고 열원을 이용하여
가열한 후 증기나 온수를 발생시키는 장치.
• 보일러 3요소
보일러 본체(boiler proper)
연소장치(heating equipment)
부속설비(auxiliary installations)
● 보일러의 구조
019
보일러
설비
보일러 구성
보일러
구조
• 보일러의 기본 계통도
020
보일러
설비
보일러 분류
원통형
보일러
• 노통보일러(flue tube boiler)
코니시 보일러
랭커셔 보일러
021
보일러
설비
보일러 분류
원통형
보일러
• 연관 보일러(smoke tube boiler)
022
: 노통 보일러의 증발량이 적은 결점을 보완하기 위해, 동체 내부에 노통 대신에 가느다란 횡 연관을 다수 배관하고,
그 속으로 열가스를 통하게 하여 전열면적을 증가시킴.
노통 보일러보다 증기 발생시간 단축 및 증기 생성량을 많게 하여 보일러효율을 높임.
보일러
설비
보일러 분류
원통형
보일러
• 노통연관 보일러(flue-smoke tube boiler)
: 노통 보일러와 연관식 보일러의 장점을 이용한 것으로 전열면적이 커서 열효율이 높고
증기발생 시간이 단축되는 보일러.
특징
- 내분식인 내화보일러이므로 보일러 설치가 매우 간편.
- 연관이 많아 전열면적의 증가로 증기발생속도가 빠름.
- 증기량에 비해 소형, 고성능의 컴팩트한 구조.
- 원통형 보일러 중에서는 효율이 80～90%로 가장 높음.
023
보일러
설비
보일러 분류
원통형
보일러
• 패키지형 노통연관식 보일러
: 보일러 소형화에 따라 콤패트(compact)한 구조로서 버너, 수위제어장치, 급수펌프 등
필요한 모든 부속기기들이 장착되어 있는 것.
024
보일러
설비
보일러 분류
수관식
보일러
• 수관식 보일러
025
: 동체 지름이 작은 상·하부의 드럼과 드럼 사이를 가는 수관으로 연결한 수관 군을 연소실에 배치하여
전열면적을 증가시켜, 필요한 높은 압력과 온도의 증기를 신속히 얻을 수 있도록 한 것.
- 높은 증기 용량(최대 500kg/s), 높은 고압(최대 160bar·g) 및 과열증기(최대 550℃)가 필요할 경우 사용.
- 원통형 보일러에 비하여 전열면적이 크고 증기드럼이 작아서 고압력, 대용량에 적당.
물의 자연순환
수관식보일러
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 2동D형 보일러(수관식 팩키지형 보일러)
: 최근 수관식 보일러의 대표적인 것으로, 상부에 증기(기수)드럼 하부에 수드럼을 설치하고
곡관식 형태의 수관을 영문자 D자 모양으로 배열하여, 관의 신축을 어느 정도 흡수한 보일러.
026
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 관류 보일러(once-through boiler, 강제 순환 무동 보일러)
: 관류 보일러는, 긴 관의 한쪽 끝에서 급수를 펌프로 압입하여 도중에서 차례로 가열, 증발,
과열시켜 관의 다른 끝에서 과열증기 상태로 동시에 송출하는 초임계 압력 보일러.
- 순환비는 10～15 정도
순환비 =
027
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 소형관류보일러
하나의 강관을 코일 모양의 형태로 절탄기와 증발부에 배치하며 이것을 연소실 주변에 설치한 보일러.
- 현재는 관류보일러라고 하면 소형관류보일러를 의미함.
- 증발량은 200～300kg/h에서 수 ton/h까지 제작.
- 자동제어의 전자동화에 따라서 취급이 용이.
- 소용량 이면서도 열효율도 80～90% 정도.
- 현재의 소형 관류보일러는 대부분 다관식 구조.
028
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 소형 관류보일러 대수제어시스템
029
: 2-15 대의 소형보일러를 병열로 설치하고 그것들을 부하에 따라 적절하게 운전하는 것을
대수제어시스템 또는 다관설치시스템이라 함. 운전효율을 극대화 할 수 있어 최근에는 이 시스템을 많이 활용.
- 보일러 운전의 완전 자동화, 안전성 예방, 예지기능.
- 증발량은 200kg/h～6000kg/h 정도, 최고 사용압력은 1～2MPa.
- 공장용, 난방용, 병원용, 토건용 등.
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 열매체 보일러
: 저압에서도 그 포화 온도가 높아지는 성질을 가진 다우섬(dowtherm)이나 수은 등을 물 대신에
유체(열매체)로서 사용하여 그 열매체 증기의 잠열을 이용하는 보일러.
- 낮은 압력에서도 고온의 포화증기 또는 고온의 액을 얻음.
( 0.2～0.3 MPa의 저압에서도 200～300℃의 고온 증기가 발생)
- 인화성이 68～109℃ 정도로 매우 낮아 특별한 주의가 필요.
- 강한 자극성 냄새가 나기 때문에 위험하고, 건강상 해롭다.
- 다우섬(Dowtherm) A, 수은 (Hg), 카네크롤, 쎄큐리티, 모빌썸,
다우섬 T, Seriola KS 2120 써미놀(Therminol)55,
SK Supertherm TK 220, Molytherm 2000 등의 열매체가 있음.
030
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 콘덴싱(condensing) 보일러
: 보일러의 배기가스 중에 포함된 수증기의 응축잠열을 회수하여 열효율을 높인 보일러이다.
- 배기가스 중에 있는 수증기(H2O) 는 보일러 열교환기나 배기통의 찬 부분과 닿아 응축되어 물이 되는데,
이 때 열을 방출하게 된다. --> 응축열 또는 응축잠열
- 응축열량 --> 물 1Kg당 2257kJ(539Kcal)
- 일반 보일러의 배기가스 온도는 약 170∼200℃ 이나 콘덴싱 보일러는 약 50∼70℃로 열손실이 적다.
- 배기가스의 응축 시 저온부식의 문제로 유황 성분이 적은 가스 연료를 주로 사용해야 함.
- 일반 보일러와 비교하여 약 10∼20%정도 효율이 높다.
- 향후 고효율 보일러인 콘덴싱 보일러가 일반화될 추세.
031
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 진공 온수보일러(진공온수히터)
: 보일러의 동체 내에 부압이 걸리는 보일러.
- 보일러 수실을 진공으로 유지하는 대기압 이하의 비 압력용 보일러 관계기관의 검사가 필요 없음.
- 진공상태에서 본체 내에 스팀을 발생시켜서 열변환장치인 열교환기를 통하여 스팀으로
물의 온도를 상승시키는 방식.
- 용존산소에 의한 부식 및 스케일의 발생은 극히 적으며, 열매수가 스팀이므로 스팀으로
온수을 가열하는 간접 가열식 보일러.
- 열매수 온도가 85℃ 이상에서의 운전은 어렵다.
032
033
보일러
설비
보일러 분류
보일러
종류
• 무압 온수 보일러 (무압 온수 히터)
: 대기압 상태에서 100℃ 이하의 온수를 만드는 보일러.
- 내부 열매수의 온도를 최고 85℃로 제한하여 가열.
- 열교환은 85℃ 이내의 열로서 열 교환하는 방식이며 기존의 일반보일러 보다는 고양정의 건물에 많이 사용.
외형
무압 온수 보일러 구조
보일러
설비
보일러의 성능계산
증발량
① 정격 용량
034
: 보일러 설계상 단위시간에 안전한 운전 상태에서 연속적으로 배출할 수 있는 최대 증발량.
② 경제 용량
: 정격용량의 80%정도, 보일러가 최대 효율에 도달해 있을 때의 증발량.
③ 상당증발량(equivalent evaporation) : Ge
: 실제증발량을 기준증발량으로 환산한 것.
대기압 하에서 100 ℃ 포화수를 100℃의 건포화 증기로 변환시키는 경우 1시간당 증발량으로 표시.
• 상당증발량 : Ge =
Ge : 상당증발량[kg/h]
[kJ/h] =
Ga : 실제증발량[kg/h]
h1 : 증기엔탈피[kJ/kg][kcal/kg]
h2 : 급수엔탈피[kJ/kg][kcal/kg]
• 증발계수(factor of evaporation) f = (h1 - h2)/2257[539]
Ge = Ga․f
[kcal/h]
보일러
설비
보일러 효율 계산
증발량
• 보일러 효율
035
: 연소실로 공급된 연료가 완전 연소 시 발생될 열량과 드럼 내부에서 그 열을 흡수하여 증기를 발
생하는데 이용된 열량과의 비율.
- 연소 효율
: 로에서 발생된 열량과 완전 연소 시 발생될 열량과의 비.
- 전열면 효율
: 증기발생에 이용된 열량과 로에서의 발생 열량과의 비.
보일러효율 :
Gf : 연료 소비량[kg/h],
Hh : 고위발열량[kJ/kg], [kcal/kg]
Q : 증기사용 열량[kJ/kg], [kcal/kg]
연소효율은 로의 구조에 따라 차이가 있으나 ηc = 0.85～0.98 정도
ηh = 0.65～0.80(절탄기, 공기 예열기가 없을 때)
ηh = 0.85～0.92(절탄기, 공기 예열기가 있을 때)
036
03.
연소
설비
연소
설비
연료의 종류 및 특성
고체연료
• 연료(fuel)
037
공기 중의 산소와 반응하여 용이하게 연소하고 그 연소로 하여금 발생된 연소열을 경제적으로 이용할 수 있는 물질.
• 연료의 종류
고체연료, 액체연료 및 기체연료.
• 고체연료(solid fuel)
- 고체 연료로는 목재, 목탄, 석탄 등이 있음.
- 공업적으로 사용되는 것은 석탄 및 석탄을 가공한 코크스, 연탄.
- 천연 그대로 사용하는 것에는 목재, 이탄, 아탄, 역청탄, 무연탄.
- 가공해서 사용하는 것에는 목탄, 아탄 코크스(cokes), 반성 코크스,
코크스와 석탄을 분말화한 미분탄.
- 공업적으로는 역청탄을 주로 하는 석탄을 가장 많이 사용.
- 성분은 탄소 외에 수소, 산소, 황, 질소, 수분, 회분 등이 함유.
- 석탄은 탄화도에 따라서 무연탄, 역청탄, 갈탄 등으로 구별.
연소
설비
연료의 종류 및 특성
액체연료
• 액체연료 종류
- 석유계 : 원유, 휘발유, 등유, 경유, 중유.
- 석탄계 : 벤졸, 톨루엔, 크레오소트유, 피치.
(1) 휘발유(gasoline)
- 저위발열량은 44(MJ/kg)[10,500(kcal/kg)]
- 자동차, 항공기 등의 고속 내연 기관용 연료로 사용.
(2) 등유(kerosene)
- 고위발열량은 44～46(MJ/kg)[10,500～11,000(kcal/㎏)]
- 석유난로, 보일러 등 가정 난방용으로 주로 사용.
(3) 경유(light oil)
- 발열량은 46(MJ/kg)[11,000(kcal/kg)]정도.
- 자동차 디젤 엔진의 연료로 쓰이고 있어 Diesel oil이라고 함.
(4) 중유(heavy oil)
- 점도에 따라 A, B, C급으로 분류. 발열량은 43∼45MJ/kg
* 중유의 비중표시는 API와 보오메도로 표시.
038
연소
설비
연료의 종류 및 특성
기체연료
• 기체연료(gaseous fuel)
: 주로 가연성 가스로 이루어진 연료. 함유하는 성분에 따라
① 석탄가스 계 : 일산화탄소, 수소, 메탄.
② 석유가스 계 : 프로판, 부탄 등의 포화 탄화수소 및 프로필렌, 부틸렌 등의 불포화 탄화수소.
③ 가공 가스 : 자연에 존재하는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스, 도시 가스, LPG.
• 액화 석유가스(LPG, Liquefied Petroleum Gas)
: 석유의 정제 또는 천연 가솔린 제조시의 부산물로 얻어지는 가스를 압축 액화한 연료가스.
- 주성분이 프로판(propane, C3H8), 부탄(butane, C4H10)과 프로필렌, 부틸렌 등의 고급 탄화수소와의 혼합물.
에틸메캅탄, 테트라하이드로 등의 부취제를 첨가시킨 액화가스이다.
039
연소
설비
연소일반 및 계산
연소
반응
• 연소(combustion)란
040
: 다량의 열을 동반하는 발열화학반응으로 반응에 의하여 발생하는 열에너지와 활성화학 물질에 의해
자발적으로 반응이 계속되는 현상으로 연료중의 가연성분이 공기 중의 산소와 화합하면서 열과 빛을 내는 현상.
① 탄소(Carbon, C)
C
+
12[kg]
O2
=
32[kg]
CO2 + 407(MJ/kmol)[97,200(kcal/kmol)],
44[kg]
② 수소(Hydrogen, H2)
H2
+
O2
=
H2O + 241(MJ/kmol)[57,600(kcal/kmol)] [HL]
+ 286(MJ/kmol)[68,400(kcal/kmol) [Hh]
2[kg]
16[kg]
18[kg]
③ 유황(Sulfur, S)
S
32[kg]
+
O2
32[kg]
=
SO2 + 335(MJ)[80,000(kcal)]
64[kg]
연소
설비
연소일반 및 계산
공기량과
가스량
• 이론 산소량
041
: 연료를 완전 연소시키는데 이론적으로 필요한 최소의 산소량으로 체적이나 중량으로 표시할 수 있다.
(1) 고체 및 액체 연료의 이론산소량
① 탄소(C)의 이론산소량
C + O2 ⇒ CO2
* 체적 : C 1[kg]의 이론산소량(Oo) =
= 1.867[N㎥/kg]
* 중량 : C 1[kg]의 이론산소량(Oo) =
= 2.667[kg/kg]
② 수소(H2)의 이론산소량
H2 + O2 ⇒ H2O
* 체적 : H2 1[kg]의 이론산소량(Oo) =
= 5.6[N㎥/kg]
* 중량 : H2 1[kg]의 이론산소량(Oo) =
= 8[kg/kg]
연소
설비
연소일반 및 계산
공기량과
가스량
• 이론 공기량
042
: 연료의 연소에는 산소가 필요하며, 이 산소는 공기 중에 중량으로 약 23.2%, 체적으로는 21% 정도가 포함되어 있다.
(1) 고체나 액체 연료의 이론공기량(Ao)
① 체적 : Ao =
{1.867C + 5.6(H-
= 8.89C + 26.67(H-
) + 0.7S} [N㎥/kg]
) + 3.33S [N㎥/kg]
= 8.89C + 26.67H + 3.33(S - O) [N㎥/kg]
② 중량 : Ao = {2.667C + 8(H= 11.6C + 34.5(H-
) + S}[kg/kg]
) + 4.31S [kg/kg]
= 11.6C + 34.5H + 4.31(S - O) [kg/kg]
※ 체적 이론공기량
Av =
{11.6C + 34.5(H-O/8) + 4.31S} [N㎥/kg]
연소
설비
연소일반 및 계산
공기량과
가스량
• 실제공기량과 공기비
043
: 연료 1kg에 대하여 공급된 실제공기량을 A[N㎥]라 하면,
실제공기량(A) = 이론공기량(Ao) + 과잉공기량 [N㎥/kg]
실제공기량(A) = 이론공기량(Ao) × 공기비(m) [N㎥/kg]
과잉공기량(A-Ao) = (m-1)Ao
* 공기비(m) =
=
=
=
* 과잉공기율은 (m-1)×100, (m-1)은 과잉공기비.
연소
설비
연소장치
액체연료
연소장치
• 건타입 버너
연소용 공기를 공급하는 송풍기와 기름펌프 및 버너 노즐, 점화 장치, 화염 검출 장치, 제어장치 등의
관계 기기를 기능적으로 통합한 것.
• 회전식 버너(rotary burner)(수평로타리 버너)
고속회전 (3,000∼10,000rpm)하는 무화통(atomizing cup)의 원심력에 의해 연료를 비산시키고
외통에 1차 공기류에 의해 무화시키는 방식.
044
연소
설비
연소장치
고체연료
연소장치
가. 화격자 연소장치
* 고정 화격자 연소장치
* 기계 화격자 연소장치
나. 미분탄 연소장치
석탄을 미분기로 150메쉬(Mesh) 이하로 분쇄하여 1차공기와 더불어 버너로 노 내에 분사하여
노의 고온복사열과 대류열에 의해 착화시켜 연소실을 흐르는 사이에 연소가 되는 방식.
주로 대용량 보일러에 사용된다.
045
연소
설비
연소장치
연료의
저장공급
서비스 탱크(service tank)
저장탱크에서 적당량만 급유를 받아서 기름버너에 공급하는 소용량의 탱크.
용량 : 연료소비량의 2시간∼1일분 정도의 크기
046
연소
설비
열정산
열정산
방식
보일러 효율의 산정 방식
㉮ 입출열법
보일러 효율
η1 ：입출열법에 따른 보일러 효율
Qs ：유효 출열
Hh＋Q ：입열 합계
㉯ 열 손실법
보일러 효율
η2 ：열손실법에 따른 보일러 효율,
Lh : 열손실 합계
047
048
04.
급수
설비
급수
설비
보일러 수처리
보일러
용수
* 물의 경도
① CaCO3 경도(ppm)
: 수중의 칼슘과 마그네슘의 양을 CaCO3로 환산하여 표시. - 물 1 속에 CaCO3 1mg을 함유할 때 1ppm으로 표시.
② 독일 경도(°dH)
: 수중의 칼슘과 마그네슘의 양을 CaO로 환산하고 물 100 속에 CaO 1 mg 함유할 때를 1도(1°dH).
③ 경도구분
㉮ 알카리 경도(탄산염 경도, 일시경도)
중탄산칼슘[Ca(HCO3)2]과 중탄산마그네슘[Mg(HCO3)2]이 주성분.
알카리 경도를 유발한다. 경탄산염에 의한 것으로 끓이면 연화.
㉯ 비알카리 경도(비탄산염 경도, 영구경도)
황산염(sulphates), 염화물(chorides) 형태의 Ca 및 Mg가 주요인.
끓어도 제거되지 않는 영구적 경도이다.
049
급수
설비
보일러 수처리
불순물에 의한
영향
* 불순물에 의한 영향
(1) 용존가스
급수 중에 용해되어있는 산소, 탄산가스, 암모니아, 아황산, 아질산.
급수 속의 산소 및 탄산가스는 부식의 원인.
(2) 용존 고형물(DS)[총 용존 고형물(TDS : Total Dissolved Solids)]
이 물질은 물에 용해되는 대표적인 것은 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)의 탄산염(carbonate)과
황산염(sulphate) 등으로서 가열될 때 스케일이 발생된다.
(3) 부유성 고형물(SS)[총 부유성 고형물(TSS)]
- 0.1∼2μm의 크기, 수중에 떠 있는 고체 광물질 또는 유기질 미립자로 주로 슬러지를 형성하는 물질.
(4) 표면 부유 생성 물질
거품 또는 찌꺼기를 형성하는 광물성 불순물이다. 탄산염, 염화물 또는 황화물 형태로 된 나트륨이 있다.
※ TS(Total solids, 증발 잔유물) = TSS + TDS
050
급수
설비
보일러 수처리
불순물에 의한
영향
* 캐리오버(carry over)
051
보일러에서 증기가 발생할 때 수중에 용해 또는 현탁 되어있는 불순물과 수분이 증기와 함께 증발하는 현상.
(1) 포밍(foaming)
포밍은 보일러 드럼 수면과 증기 출구 사이의 공간에서 거품이 형성되는 현상.
포밍이 클 수록 아주 나쁜 영향을 미친다.
보일러 수중의 포밍의 원인이 되는 것은 나트륨(Na), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 염류이며, 정도에 따라 기수공
발을 촉진.
(2) 프라이밍(priming)
프라이밍은 보일러의 관수가 증기출구로 배출되는 현상.
보일러 수위를 높게 운전하는 경우, 보일러를 설계압력 이하로 운전하는 경우 및 과도한 증기를 사용하는 경우에 발생.
(3) 실리카의 캐리오버(silica carry over)
실리카는 단독적으로 증기에 용해될 수 있는 성질로 증기에 용해되어 캐리오버 발생 가능.
급수
설비
보일러 수처리
불순물에 의한
영향
* 관수의 분출 (blow)
고수위, 포밍, 프라이밍 및 스케일의 부착을 방지하고 관수의 농축을 방지함으로써 물의 순환을 양호하게 하며,
가성 취하를 방지하고 세관 시 폐액을 제거하기 위한 것.
- 하부 블로다운 시스템 : 보일러 하부에 축적된 침전물(슬러지) 제거나 보일러 수위를 빠르게 낮추기 위한 것.
- 상부 블로다운 시스템 : 보일러 수안에 용해된 TDS(총용존고형물)농도를 적절하게 유지할 목적으로 수행.
- 노통연관 보일러 중 소용량인 경우에는 보통 TDS가 2,000ppm이내에서 운전되고
대용량인 경우는 3,000ppm까지 운전된다
* 전기전도도(단위 : μS/㎝)를 측정하여 TDS로 환산.
* 25℃, pH 7인 중성용액 : 전기 전도율(μS/㎝)×0.7 = TDS (ppm).
* 25℃, pH≠7인 산성 및 알카리성
: 전기 전도율(μS/㎝)×0.5 = TDS (ppm).
052
급수
설비
보일러 수처리
불순물에 의한
영향
① 단속 분출(하부 블로우 : 수저분출)
053
적당한 시기를 택하여 보일러수의 일부를 보일러의 최하부로부터 간헐적으로 배출하는 것.
보일러수의 일부를 바꿔 넣음과 동시에 보일러 저부에 고여 있는 연질의 슬러지(sludge)을 배출하는 목적으로 수행.
054
급수
설비
보일러 수처리
불순물에 의한
영향
* 연속 분출(상부 블로우 : 수면분출)
동내에 설치된 취출 내관으로부터 보일러수를 유도하여 취출하고 조정밸브, 플래시 탱크, 열교환기,
보일러관수 농도시험기 등을 연결하여 자동적으로 TDS 농도를 조정.
* 분출량 계산
분출량[㎥/h, kg/day] =
,
분출률(K)% =
F/B-F × 100
S : 증기 발생량(급수량)[㎥/h, kg/day]
F : 급수 농도 TDS (ppm, μS/cm)
B : 보일러 관수 허용 TDS 농도(ppm, μS/cm)
급수
설비
보일러 수처리
보일러
수처리
보일러의 수처리는 보일러의 부식방지, 스케일 생성 및 캐리오버를
055
방지할 목적으로 수행.
* 순환계통 외 처리
스케일 생성 방지 및 불순물 제거의 측면으로 물이 보일러에 유입할 때까지의 수중의 불순물을 필요 한도까지 제거.
* 순환계통 내 처리
보일러 내에 유입한 불순물을 약제 등에 의해 무해한 물질로 바꾸는 방법.
급수
설비
보일러 수처리
보일러
수처리
* 연수장치(경수연화장치)
입상의 양이온 교환수지를 채워 넣은 수지통에 원수를 통과시켜 경도성분(Ca, Mg)을
Na이온으로 치환시켜 제거하는 장치. 정기적으로 식염수로 재생.
056
급수
설비
보일러 수처리
보일러
수처리
* 탈기장치(deaerator, degasifier)
물속에 용해되어 있는 용존산소, 염소, 탄산가스 등의 용해가스를 제거하는 장치
㉮ 가열탈기법
㉯ 진공탈기법(vacuum deaerator)
㉰ 막식탈기법(membrane degasifier)
가열 탈기장치 일반적 구조
057
급수
설비
보일러 수처리
보일러
수처리
진공탈기
막식탈기
058
급수
설비
급수장치
급수펌프
* 작동방식에 따른 펌프의 종류
059
060
급수
설비
급수장치
급수펌프
* 전동기 동력(Lm) : 모터동력으로서 실제 전동기 동력
[kw]
여기에서
ηp : 펌프효율
ηt : 전달효율
α : 여유율 (10∼20%) ⇢ 1.1∼1.2
볼류트 펌프
터빈펌프
급수
설비
급수장치
응축수 회수기
* 기계식 응축수 펌프
응축수 환수관이 증기트랩보다 높을 경우에 응축수를 효과적으로 회수하기 위하여 설계.
동력으로 증기나 압축공기를 이용.
기계식 응축수 펌프
061
062
05.
보일러설비
부속장치
보일러설비
부속장치
열효율 증대장치
과열기
* 열효율 증대장치
연도로 배출되는 연소가스의 여열을 이용하여, 연소용 공기온도, 급수온도 및 증기온도를 높여,
보일러의 열효율을 향상시키기 위하여 설치. 폐열회수장치는 과열기, 재열기, 절탄기, 공기예열기 등이 있다.
보일러 부속장치 및 열효율 증대장치
063
보일러설비
부속장치
열효율 증대장치
과열기
* 과열기의 분류 (전열방식에 따라서)
(1) 복사과열기 (방사형 과열기)
(2) 접촉과열기 (대류형 과열기)
(3) 복사접촉과열기 (방사대류형 과열기)
과열기 구조
064
065
보일러설비
부속장치
열효율 증대장치
과열기
* 열교환유체의 흐름방식에 의한 분류
(1) 병류식 (병행류식)
병류식은 연소가스와 증기와의 흐름 방향이 같게 흐르는 형식.
(2) 향류식(대향류식)
향류식은 연소가스와 증기의 흐름이 서로 반대 방향으로 흐르는 형식.
(3) 혼류식
혼류식은 병류식과 향류식의 장점만 취한 것으로 관의 소손이 적고 열의 이용도가 양호.
(a) 병류식(병행류식)
(b) 향류식(대향류식)
(c) 혼류식
보일러설비
부속장치
통풍장치
통풍
* 통풍 방식의 종류
(a) 자연통풍
(c) 흡입통풍
066
(b) 압입통풍
(d) 평형통풍
보일러설비
부속장치
통풍장치
송풍기
1. 원심형 송풍기
(1) 다익형(시로코형)
와류형 케이싱내에 회전차[Impeller]의 회전으로 기체의 원심력을 이용해서 압입 송풍하는 송풍기.
저압용 소형 보일러에 많이 사용.
(2) 터보형(turbo)
터보형은 보일러의 압입송풍에서 가장 많이 사용하는 것.
후익 날개 형으로 날개의 수는 약 8～24개 정도.
(3) 플레이트형
회전이 많아 배기가스의 흡입송풍용이고 강판제 직선날개로 6～12개의 날개가 있음.
2. 축류형 송풍기
(1) 디스크형 통풍기
송풍량은 많으나, 효율이 40～50% 정도로 낮고 압입통풍용으로 많이 사용. 운전 소음이 높은 편.
(2) 프로펠라형
운전효율이 좋고 소비동력이 적어 대용량 보일러의 압입식 통풍기로 적당.
고속운전에 적합하며 소형이고 고장이 적음.
067
068
보일러설비
부속장치
통풍장치
소요동력
* 회전수 증가에 의한 풍량, 풍압 및 송풍력
① 풍량(Q) =
[㎥]
② 풍압(P) = [
mm]
③ 송풍력(HP) =
[HP]
N1, N2 : 처음과 나중의 회전수
Q1 : 처음의 풍량(㎥/min)
P1 : 처음의 풍압(mm)
HP1 : 처음의 송풍력(HP)
* 송풍기의 소요동력(L)
(kW),
Q : 송풍량[㎥/min] ,
ηs : 송풍기의 정압효율,
(PS)
Ps : 송풍기에서 발생하는 정압[mmAq]
보일러설비
부속장치
매연분출 배기가스 분석
매연분출장치
* 매연분출장치(soot blower)
매연 분출장치는 보일러의 연소장치에서 발생된 매연을 청소하여 연소를 도와주는 장치이다.
종류
가. 롱리트랙터블형(long retractable)
나. 숏리트랙터블형(short retractable)
다. 정치 회전형
라. 공기예열기 크리너
마. 해머링 장치
매연분출장치
069
보일러설비
부속장치
매연분출 배기가스 분석
배기가스 분석
* 가스 분석계
(a) 자동화학식 CO2계
(b) 헴펠식 가스분석계
(d) 미연소가스 분석계
(e) 자기식 O2계
070
(c) 오르자트 가스분석계
보일러설비
부속장치
매연분출 배기가스 분석
배기가스 분석
* 링겔만 매연 농도계
071
보일러설비
부속장치
매연분출 배기가스 분석
집진장치
* 링겔만 매연 농도계
여과식 집진장치
072
전기식 집진장치
073
보일러설비
부속장치
제어장치
압력조절기
* 압력제한기 : ON/OFF 신호로서 연료의 공급이나 차단을 수행.
* 압력조절기 : 비례대 조절에 의해 연료량과 공기량이 조절되어 항상 일정한 증기압력을 조절.
(a) 압력 제한기
(b) 압력 조절기
074
보일러설비
부속장치
제어장치
저수위 차단장치
* 압력제한기 : ON/OFF 신호로서 연료의 공급이나 차단을 수행.
* 압력조절기 : 비례대 조절에 의해 연료량과 공기량이
조절되어 항상 일정한 증기압력을 조절.
1 요소식 피드백 수위제어
2 요소식 수위제어
3 요소식 수위제어
보일러설비
부속장치
제어장치
연소 안전장치
* 버너의 고장 원인과 대책
* 인터록
인터록이란 어느 조건이 구비되지 않을 때에 기관동작을 저지하는 것.
(1) 저수위 인터록
(2) 압력초과 인터록
(3) 불착화 인터록
(4) 저연소 인터록
(5) 프리퍼지 인터록
075
보일러설비
부속장치
부속품
압력계
* 압력계의 종류
076
(1) 액주식 압력계
(2) 탄성식 압력계
① 부르동관 압력계
② 벨로스 압력계
③ 다이어프램 압력계
(3) 침종식 압력계
(4) 전기식 압력계
(5) 피스톤식 압력계
① 분동식 압력계
② 공업용 피스톤 압력계
(6) 챔버 캡슐식 압력계
(7) 진공계
부르동관 압력계
보일러설비
부속장치
077
부속품
액면계
기포식 액면계
차압식 액면계
플로트식 액면계
보일러설비
부속장치
부속품
액면계
* 전극식 액면계
078
전도성 액체 내부에 전극을 설치하고 낮은 전압을 이용하여 액면을 검지 또는
수위의 표시, 경보, 급수, 배수 등의 자동운전을 행하기 위한 제어장치로 사용된다.
* 초음파 액면계(레벨메타)
초음파 펄스를 탱크의 밑에서 액면에 발사 후 액면에서 반사하여 되돌아 올 때까지의
시간을 측정하여 액면의 높이를 측정.
전극식 액면계
초음파식 액면계
보일러설비
부속장치
부속품
온도계
* 열전대 온도계(열기전력 이용)
079
① 구리-콘스탄탄(C.C)온도계 : -180℃～300℃
② 철-콘스탄탄(I.C)온도계 : -20℃～800℃
③ 크로멜-알루멜(C.A)온도계 : -20℃～1200℃
④ 백금-백금로듐(P.R)온도계 : 1600
(a) 온도계의 보호관
(b) 열전대 온도계
보일러설비
부속장치
부속품
수면계
* 수면계부착과 안전저수면 수주관계
080
보일러설비
부속장치
081
부속품
유량계
오리피스 유량계
벤츄리관 유량계
플로우노즐 유량계
면적식 유량계
보일러설비
부속장치
082
부속품
안전밸브
스프링식 안전밸브
저양정식 안전 밸브
지렛대식 안전밸브
고양정식 안전밸브
중추식 안전밸브
보일러설비
부속장치
부속품
감압밸브
* 감압밸브
- 밸브의 작동 방법에 따라
벨로스형(bellows type)
다이어프램형(diaphragm type)
피스톤형 (piston type)
- 제어 방식에 따라
자력식
타력식
갑압밸브 주위 배관
083
보일러설비
부속장치
부속품
온도 조절밸브
* 온도조절밸브
나사부착형(직동식)
084
플랜지형(직동식)
파일럿조절형
보일러설비
부속장치
085
부속품
온도 조절밸브
직동식 온도 조절 원리
파일럿식 온도 조절 원리
보일러설비
부속장치
부속품
증기트랩
증기트랩의 종류
086
보일러설비
부속장치
087
부속품
증기트랩
버키트랩(하향식)
열동식트랩
버킥트랩(상향식)
플로트트랩(다량트랩)
바이메탈 증기트랩
열 역학적 트랩(디스크형)
보일러설비
부속장치
부속품
기타
부속장치
* 기타 부속장치
주증기밸브, 비수방지관, 기수분리기, 증기헤더, 신축이음, 방출밸브, 가용전, 방폭문, 연소안전장치, 분출장치,
연료예열기, 여과기 등이 있음.
* 기수분리기
088
보일러설비
부속장치
방열기 및 열교환기
방열기
* 방열기의 구조에 따른 종류
① 주형방열기(Column-Radiator)
② 벽걸이형 방열기(Wall-Radiator)
③ 대류 방열기(Convector)
④ 관 방열기(Pipe-Radiator)
* 표준 방열량[kcal/㎡h]
089
보일러설비
부속장치
090
방열기 및 열교환기
열교환기
원통다관식 열교환기
판형열교환기
이중관식열교환기
코일식 열교환기
091
06.
보일러의
취급
보일러의
취급
보일러 사용 전 준비
신설보일러
* 본체 각부의 점검
⑴ 보일러 내부의 점검
- 부착물, 잔유물, 맨홀, 검사구, 청소구, 공기빼기밸브 확인.
- 저수위 경보기나 저수위 연소차단기의 인터록 여부.
- 만수시킨 후 상용압력보다 10%정도 높은 수압에서 누수 여부.
⑵ 노 및 연도내의 점검
- 잔유물의 유무, 노벽, 연도 전반의 상태와 각부의 누출여부.
- 버너의 장치상태, 버너팁 및 송풍기와 윈드박스 점검.
- 배기가스 취출구, 공기예열기, 송풍기 및 댐퍼 상태 점검.
⑶ 부속품의 정비 상황
- 압력계, 수면계의 정상작동 여부.
- 연락관, 압력계의 사이폰관은 부착 여부.
- 안전밸브, 배출관, 분출장치, 급수밸브, 주증기밸브 점검.
⑷ 자동제어장치의 점검
- 수위검출기, 화염검출기 점검.
⑸ 부속장치의 준비
- 급수장치, 각종 밸브류, 가스연소장치, 통풍장치 등.
092
보일러의
취급
점화 및 운전
기름 연소장치의
점화
* 기름 연소장치의 점화
(1) 부속설비를 점검.
(2) 연료 유를 적정온도까지 예열(중유의 경우-연료유의 순환).
(3) 댐퍼를 만개하여 노 내 미연가스를 배출(프리퍼지).
(4) 통풍을 위한 댐퍼 조작(댐퍼개도).
(5) 점화버너를 기동(수동일 때는 직접 점화).
(6) 주 버너를 작동.
(7) 기름 밸브 열기(점화 후 5초 내 불착화 시 재 프리퍼지 후 점화).
(8) 저 연소, 고 연소 작동 확인.
093
보일러의
취급
연소시의 취급
증기공급
* 증기 공급시 취급
기수공발이나 수격작용이 발생하지 않도록 주의
(1) 잔류된 응축수의 배출시 주증기관이나 증기헤더, 과열기들의 응축수를 제거하기 위해 송기가
시작될 때는 트랩의 바이패스밸브를 연다.
(2) 주증기 스톱밸브를 서서히 열어 증기로 주증기 관을 예열하여 과열과 온도차에 따른 응축수 발생을 최소화.
(3) 증기를 공급시킨 후에는 부하 측의 압력이 정상으로 유지되는지를 확인.
094
보일러의
취급
운전중의 취급
수위조절
* 프라이밍(priming)
보일러수가 몹시 비등하여 수면으로부터 끊임없이 물방울이 비산하여 증기실에 충만하고
수위가 불안정하게 되는 현상.
* 포밍(forming)
보일러수에 불순물이 많은 경우 보일러수의 비등과 함께 수면부근에 거품의 층을 형성하여
수위가 불안정하게 되는 현상.
* 캐리오버(carry over)
증기가 나갈 때 수분이 따라가는 현상을 캐리오버라 한다.
프라이밍이나 포오밍이 생기면 필연적으로 캐리오버가 일어난다.
* 프라이밍과 포밍의 원인
① 증기 부하가 과대한 경우나 고수위인 때
② 주증기 밸브를 급개할 때
③ 관수가 농축 되었거나, 유지분, 부유물, 불순물이 많을 때
* 프라이밍․포밍의 조치사항
① 연소량을 가볍게.
② 주증기 밸브를 닫고 수위의 안정을 도모.
③ 관수의 일부를 취출하고 새로운 물로 교환
095
보일러의
취급
부속품 부속장치 보수
자동제어장치
* 시퀸스제어(sequence control)의 작동 순서
(1) 급수, 연료, 수위, 증기압, 기름온도 등 운전준비 상황 확인.
(2) 전원을 넣어 송풍기를 동작시켜 프리퍼지 수행.
(3) 프리퍼지 후 파일럿버너가 작동하여 점화 실행.
(4) 주버너의 착화와 동시에 화염검출기가 작동
(5) 저 연소에서 고 연소로 이행이 되고 정상운전 상태.
* 정지시의 작동순서
➀ 고 연소에서 저 연소로 진행.
➁ 주 버너의 화염이 꺼지고 연소안전장치가 작동.
➂ 포스트 퍼지를 한 후 송풍기, 버너모터가 정지.
* 안전장치(인터록)
(1) 압력차단 : 증기압력이 규정 이상으로 상승하였을 때.
(2) 저수위차단 : 보일러 수위가 위험수위 이하로 되었을 때.
(3) 실화. 불착화 : 착화에 실패했을 때. 운전 중에 실화하였을 때.
(4) 불완전연소 : 연소 시 공기비가 적거나 연료량이 부적당할 때.
(5) 프리퍼지 : 연소실내의 미연소가스가 존재할 때.
096
보일러의
취급
보일러 보존
보일러 보존법
1. 건식보존법
097
* 건조 보존(장기 보존 : 건조제)
휴지 기간이 장기간이거나 동결의 위험이 있는 경우 보존하는 방법.
* N₂가스 봉입 건식보존.
공기도 물도 존재시키지 않는 가장 이상적인 보존법.
* 내면 페인트 도포법
건조보존법을 취하는 경우 내면에 부식의 발생을 방지할 목적으로 도료를 칠한다.
2. 습식보존법
* 만수 보존(단기보존)
휴지 기간이 2개월 이내일 때 사용하는 방법.
보일러 내부를 완전히 청소 후 만수하고 약을 첨가하는 방법.
3. 보존 후 운전
건조제를 사용한 경우와 N₂가스를 봉입한 경우가 있음.
4. 보일러 세관
사용 중인 보일러에 스케일, 슬러지가 농축되어있거나 부식이 발생되어 산화철이 열전달율을 방해하여 효율을 낮게 한다.
* 세관 방법은 산세관 방법과 알칼리 세관 방법, 유기산 세관 및 기계적 세관(물리적 세관)이 있음.
098
07.
신재생 에너지
설비
신재생 에너지
설비
신재생 에너지
신재생 에너지
* 신 · 재생에너지 분류
099
신 · 재생에너지
신 에너지
재생 에너지
연료전지
석탄액화
수소
가스화
에너지
태양광
태양열
바이오
풍력
수력
해양
폐기물
지열
신재생 에너지
설비
태양열 에너지
태양열 에너지
개요
* 태양에너지는 저밀도의 에너지(최대 1100W/㎡이하)로 주간에만 존재.
시간에 따라 변화가 크고, 열에너지로 이용하는 파장대는 가시광선대.
․직달일사 : 태양으로부터 구름이나 먼지 등에 산란되지 않고 지표면에 직접 도달되는 복사광선.
․산란일사 : 태양으로부터 지구로 오는 도중에 구름이나 먼지 등에 산란되어 지표면에 도달되는 복사광선.
지표면에 도달되는 일사광선의 형태
0100
신재생 에너지
설비
태양열 에너지
태양열시스템
* 태양열 시스템이란 태양열에너지를 건물의 난방 혹은 냉방에 이용하는 방법.
* 태양열 시스템의 구성
- 집열부(Collector Element)
- 축열부(Thermal Storage Element)
- 분배 및 이용부(Distribute & Use Element)
* 설비형(Active) 시스템
구성요소 간의 열전달 방법이 모두 기계적 강제 순환방식.
* 자연형(Passive)시스템
구성요소 간의 열전달 방법이 자연 순환방식.
* 혼합형(Hybrid)시스템
자연 순환방식에 주로 사용되나 약간의 기계적인 순환방식이 병용되는 방식.
0101
신재생 에너지
설비
태양열시스템
태양열 시스템 개략도(온수급탕용)
태양열 에너지
0102
신재생 에너지
설비
태양열 에너지
태양열시스템 응용
* 태양열 시스템의 적용온도 및 활용분야에 의한 분류
0103
신재생 에너지
설비
지열 에너지
지열 시스템
* 지열 열펌프 시스템의 분류
1) 분류 방식에 따라
- 개방형 시스템(open-loop system)
- 밀폐형 시스템(closed-loop system)
2) 일반적인 분류
- 토양열원 열펌프,
- 지하수열원 열펌프(ground water heat pump)
- 지표수열원 열펌프(surface water heat pump)
- 하이브리드 지열 열펌프(hybrid ground source heat pump) 시스템
* 토양 열원 열펌프 시스템(Ground-Coupled Heat Pump Systems)
지중열교환기의 매설 형태에 따라
- 수직형 시스템
- 수평형 시스템
0104
신재생 에너지
설비
지열 에너지
지열 시스템
* 지중열교환기 종류(H Type, V type, 지표수)
0105
신재생 에너지
설비
0106
지열 에너지
지열 시스템
수직형 지열 열교환기
수평형 지열 열교환기
수평 밀폐형 지열열교환기
지표수 지열 열교환기
신재생 에너지
설비
지열 에너지
지열 에너지 응용
* 보조열원을 병용하는 하이브리드 지열 열펌프 시스템
0107
에너지진단 및
절약
에너지진단
에너지진단
* 에너지진단 수행 및 절차
0108
thank
you
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