흡수식 냉동기의 냉각수 온도제어

냉각수 온도가 흡수식 냉동기에 미치는 영향은 매우 크다. 국내에서 일반적으로 정하고 있는 냉각수의 온도는 32℃인데 냉각수 온도가 그 이상으로 상승하면 흡수식 냉동기의 성능은 급격히 저하하고, 재생기 온도와 압력이 상승하여 안전장치에 의해 기기가 이상 정지한다.

흡수식 냉동기는 냉각수 온도가 정격보다 1℃ 높을 때 그 성능저하가 10∼15%에 이르고, 3℃정도 높게 되면 이상정지하게 되므로, 냉각수 온도에 직접적인 관계가 있는 냉각탑의 성능 보장이 매우 중요하다. 현재 이중효용 흡수식 냉동기는 냉동용량의 약 1.5배, 일중효용 냉동기는 2배 용량의 냉각탑을 선정하고 있다.

냉각수 온도가 낮아질 경우, 증기 또는 연료소모량이 감소하여 경제적인 운전이 가능하지만 흡수사이클이 희용액측에서 활발이 이루어지므로 증발기중의 냉매가 용액에 흡수되어 냉매레벨 낮아지고, 냉매부족으로 냉매펌프는 캐비테이션을 일으키고 튜브 위의 분무량이 급격히 줄어들게 되므로 냉동용량도 나빠짐과 동시에 흡수색의 결정화 현상이 발생할 위험이 있다. 이것을 피하기 위해 냉각수 온도가 표준설계온도 이하로 되지 않도록 냉각수 온도제어가 필요하다. 특히 중간기나 동절기에도 운전을 할 경우에는 반드시 냉각수 온도제어장치가 필요하다.

냉각수 입구온도 제어방법을 분류하면 다음과 같다.

⑴	3방밸브제어

⑵	2방밸브제어

⑶	냉각탑 송풍기 ON-OFF, 또는 회전수제어

⑷	조합형

⑴과 ⑶은 냉각수량은 변동이 없지만, ⑵에서는 변동한다. 에너지절약 측면에서 ⑴은 다른 방법에 비해 불리하지만, 제어성 측면에서는 우수하다. ⑶은 송풍기 ON-OFF가 빈번할 우려가 있다.

3방밸브제어에는 합류형과 분류형이 있다. 부하가 매우 적어서 바이패스량이 증대하여 탑으로부터의 흡입량이 적은 경우, 탑으로의 공급량이 탑으로부터의 흡입량보다 크게 되는 것은 없는가 검토가 합류형에서는 필요하다. 최악의 경우 3방밸브의 탑으로부터의 흡입관측 밸브시트가 막혔다고 하면, 관내의 물은 탑의 오버플로우관을 통해 외부에 배출된다. 분류형에서는 냉각탑으로의 공급관 압력이 바이패스량이 많아짐에 따라 저하한다. 따라서 냉각탑의 종류에 따라 어느 시점에서 급격한 능력저하가 일어나므로 저부하시의 용량 제어성이 떨어진다.

2방밸브제어방법은 제어밸브가 완전히 열려도 냉각탑으로의 공급은 영(0)으로 되지 않는다. 따라서 어느정도의 용량이 발휘되므로 냉각탑을 동절기에 경부하로 운전할 필요가 있는 경우, 냉각탑 공급관 중에 수동밸브를 추가설치하여 동절기에 대응해서 수동밸브를 조절하지 않으면 안된다.

냉각탑 송풍기 ON-OFF제어 및 회전수제어는 냉각탑 공급관에 설치된 온도조절기(Thermostat)로 냉각탑 송풍기를 전기적으로 ON-OFF하거나 송풍기 회전수를 제어하여 냉각수 입구온도를 조절하는 일반적인 방식이다.

냉각수 온도가 낮아질수록 에너지소비율이 감소한다. 고장이 발생하지 않는 한 계절에 따라 냉각수온도가 낮아지는 것은 당연한 것이므로 항상 허용 냉각수온도를 낮추는 노력이 계속되고 있다. 현시점에서는 이 온도는 20℃까지 저하하여도 문제가 발생되지 않도록 흡수식 냉동기에 제어장치의 설치가 가능하지만, 일반적으로 흡수식 냉동기의 냉각수 입구온도를 27∼32℃로 관리하는 것이 좋다.