폐열회수시스템 운영방안 - (주)에스엔티

2014. 4 . 10

효율적인 폐열회수시스템 운영방안 (수산분야)

양식장 수조 해수 폐열회수기

히트펌프

폐수

폐수 방류(바다)

발표 : ㈜에스엔티 진병윤 010-8665-2650

▣.

목

차

Ⅰ . 수산분야 폐열회수시스템 계통도 * 적용사례 Ⅱ . 폐열회수기와 히트펌프 비교 Ⅲ . 판형열교환기 제작 Ⅳ . 경제적인 스케일 제거 Ⅴ.결

론

수산분야 폐열회수시스템 계통도 ■ 사례 1 5℃

15℃

20℃

20℃

해수(5℃) 10℃

20℃ 폐열회수기

5℃

15℃

폐 열 회수기

양식장(20℃)

히트펌프

폐수(20℃)

히트펌프

10℃

폐수 방류(5℃) 5℃

■ 사례 2 12℃

15℃

양식장(15℃)

15℃ 폐열회수기

5℃ 해수(5℃) 15℃

폐열회수기

8℃

5℃ 10℃

히트펌프

폐수(15℃)

폐수 방류(5℃)

5℃

히트펌프

8℃

폐열회수기 운영 사례 폐열회수기 설치 현황 l 지역 : 전남 장흥지역 l 설치일 : 2013년 10월경 l 가동일 : 2014년 3월 7일 부터

크기 : 폭 600 x 높이 2,330 x 깊이 1,700

폐열회수기 설치 현장 l 지역 : 전남 장흥지역 l 설치일 : 2013년 10월경

<1차 점검일> § 점검일 : 2014년 3월 11일 § 펌프가동 : 2대 (최고유량 1.5톤/분당 x 2대)

<2차 점검일> § 점검일 : 2014년 3월 19일 § 펌프가동 : 3대 (최고유량 1.5톤/분당 x 3대)

수조(11.5℃) 해수(8℃)

배출(8~9℃)

수조(15℃) 해수(12℃)

폐열회수기

폐수(12℃)

배출(13.5℃) 폐열회수기

폐수(16.5℃)

물량 : 약 140톤

물량 : 약 210톤

• 폐열회수기 = 판형열교환기(티타늄) • 히트펌프 = 수열원(해수용)

폐열회수기와 히트펌프 장단점 비교 구분

폐열회수기(판형열교환기)

히트펌프(수열원)

600(L) x 1989(H) x 1500(D) 600(L) x 2330(H) x 1500(D)

1,500(L) x 1,950(H) x 2,650(D)

장비 형태

열교환기 형태

크기

폐열회수시스템와 히트펌프 비교 구분

폐열회수기(판형열교환기)

히트펌프(수열원)

원리

폐수(열원)과 해수(원수)간에 전열면적이 넓은 판형열환기에 의해 물리적으로 열원(폐수)측 온도를 해수(원수)에 전달하는 방식

압축기(Compressor)와 같은 동력장비를 이용 하여 폐수(열원)측 에너지를 필요한 온도로 에 너지를 해수(원수)로 이동시킴

* 열 생산기기 아님

* 열 생산기기 아님

(물리적 방법에 의한 열 이동)

(동력을 이용한 열 이동)

에너지 이용량의 15~30% 전기에너지 소요 (cop = 6.0~3.5)

전력소모량

전원 불필요

운전온도범위

제한 없음

출수온도

폐수(열원)측 온도 이상 올라갈 수 없다.

열 회수량

1,2차측 온도차가 클수로 열 회수량은 비례하 여 증가

정해진 열량내에서 열량회수(일정하다)

유리관리

스케일 제거 필요 기타 유지관리비용 없음(반영구적)

동력장비로 인한 전기료 장비고장 , 소포품등 유지관리 비용 발생

장비 비용

열원측 수원 5℃이상 (5℃이하 가동시 결빙으로 인한 문제 발생) 저온의 온도를 원하는 온도로 상승시킬 수 있 다. ( 최고 50~60℃ 정도 )

유량30톤

1,200만원 (열량 210,000Kcal/hr)

6,500만원 (50RT기준) x 1대

유량50톤

1,500만원 (열량 350,000Kcal/hr)

7,500만원 (80RT기준) x 1대

유량100톤

2,400만원 (열량 700,000Kcal/hr)

15,000만원 (80RT기준) x 2대

에너지회수량 비교 ▶ 폐열회수기 운영 * 전복양식 Ø폐수온도 Ø해수온도 Ø회수온도

지역 : 15℃ : 5℃ : 7℃

유량 (Ton/Hr)

회수열량 (Kcal/hr)

금액 (천원)

30T/H

210,000

12,000

50T/H

350,000

15,000

100T/H

700,000

24,000

부대시실

월간유지비

역세 및 스케일 제거장치 => 100만원

세정 약품비 월 3만원

부대시실

월간유지비

수전증설 => 10만원 /KWH

15~25% 전기료

▶ 히트펌프 운영 * 전복양식 Ø폐수온도 Ø해수온도 Ø회수온도

지역 : 15℃ : 5℃ : 5~6℃

유량 (Ton/Hr)

회수열량 (RT)

금액 (천원)

30T/H

50RT x1

65,000

50T/H

80RTx1

75,000

100T/H

80RTx2

150,000

용량에 따른 에너지 및 비용 비교

* 전복양식 지역 Ø폐수온도 : 15℃ Ø해수온도 : 5℃ Ø회수온도 : 7℃

▶ 용량별 비교분석 회수열량(Kcal/hr)

장비비용(천원)

유량 (Ton/Hr)

폐열회수기

히트펌프

폐열회수기

히트펌프

30

210,000

151,200

12,000

65,000

50

350,000

241,920

15,000

75,000

100

700,000

483,840

24,000

150,000

금액(만원)

열량(kcal/hr)

열량 회수량 비교 800,000 700,000 600,000

160,000 140,000 120,000

500,000

100,000

400,000

80,000

300,000

60,000

200,000

40,000

100,000

20,000

0

30(Ton/Hr)

50(Ton/Hr)

100(Ton/Hr)

폐열회수기

210,000

350,000

700,000

히트펌프

151,200

241,920

483,840

장비 비용 비교

0

30(Ton/Hr)

50(Ton/Hr)

100(Ton/Hr)

폐열회수기

12,000

15,000

24,000

히트펌프

65,000

75,000

150,000

부하 및 열원에 따른 압축기 성능 (참고자료)

판형열교환기 제작

압력계 및 온도계 설치

추가 증설 가능한 충분한 크기확보

이물질제거를 위한 후면부 타공처리

2.3M

설계 DATA SHEET

폐열회수시스템 스케일(슬라임) 제거 방안 방안 (1) 슬라임제거 및 역세시스템 설치 => 설치비 : 100만원 이내

용도별 열판 스케일 비교

광어 종묘(해수)

목욕탕/사우나

슬라임 [ slime ]

냉동기/일반

①관 내면, 저수탱크 내면 등에 침적한 미생물에 의해 생기는 점액성 물질. ②세균의 가장 외측에 존재하는 젤라틴(gelatin) 상태의 층. 세균을 서로 결합시켜 막 모양을 나타내는 것도 있다.

장어양만장

살균제에 의한 슬라임(Slime) 제거 과정

가 동 중 (15분)

가동전

가 동 후 (30분)

살균제에 의한 슬라임(Slime) 제거 실험 – 2014. 4 .15 – 전남 장흥지역

추천 폐열회수기

(폭 600 x 높이 2,330 x 깊이 1,700) * 효율이 잘 나옵니다.

결

론

l 폐열회수기는 가능한 크게 한다. l 현명한 관리자는 스케일 관리를 잘한다. l 현장상황에 적합한 최적의 열교환기 선정 (물량 사용 및 온도근접성) l 폐열회수기는 돈버는 기계다.