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UMASS Albert Sherman 센터

매사추세츠대학교 의과대학이 2013년 초, 매사추세츠주 중부 우스터 캠퍼스에서 4억 달러가 투입된 최첨단 Albert Sherman Center를 공개했을 때, “새로운 바이오메디컬 연구, 의학 교육, 캠퍼스 협업의 시대로 진입”하는 발판을 마련했다는 평가를 받았습니다. 또한 이 협업은 지역의 덥고 습한 여름 동안 11층, 512,000평방피트 규모의 건물의 냉방을 어떻게 해결할 것인지에서도 중요한 역할을 하게 됩니다.

이 공동의 노력은 건물의 냉방 시스템을 담당하는 매사추세츠대학교 건물관리공단의 필요와 스위스 장트 갈렌에 위치한 고성능 에너지 회수 시스템 개발업체 겸 제공업체인 Konvekta AG의 능력이 만나 이루어졌습니다.

“우리가 Sherman Center를 열었을 당시, 냉방 용량을 추가해야 함을 인지하고 있었으며 Konvekta를 추천을 받았습니다.” UMass 의과대학 학부관리부서의 수석 메카니컬 프로젝트 매니저인 David MacNeil은 이렇게 회상합니다. “업체의 시스템을 살펴보았는데 그 방식이 아주 마음에 들었습니다.”

다음 단계 착수

Konvekta는 한여름에 만족스러운 냉방을 위해서 Sherman Center에 두 대의 전용 공기조화 장치가 필요할 것으로 판단하였습니다. 그 다음으로, Konvekta는 두 대의 공기조화 장치가 작동할 때 생성되는 열을 효율적으로 회수할 수 있는 열교환기 유형을 결정했습니다. Konvekta는 브레이징 판형열교환기(BPHE) 기술을 채택하였습니다.

BPHE의 설계와 성능은 가스켓 판형 열교환기와 같은 경쟁사의 기술과 차별화되어 있습니다. BPHE는 사이사이에 충전제가 들어 있는 주름형 채널판 패키지로 구성됩니다. 진공 브레이징 공정 중 충전제는 플레이트 사이의 모든 접점에서 브레이징 연결부를 형성하여 매체가 통과하는 채널이 만들어집니다. 이로써 서로 다른 온도의 매체가 근접할 수 있고, 한 매체에서 다른 매체로 매우 효율적으로 열 또는 냉기를 전달할 수 있습니다.

이 개념은 다른 플레이트-프레임 열교환기 기술과 유사하지만, 결함이나 누설이 발생하여 잠재적으로 고가의 청소, 유지보수, 교체 비용이 초래되는 가스켓과 프레임 부품이 필요하지 않습니다.

 

왼쪽의 가스켓 판형 열교환기(GPHE)는 구형 열교환기 기술을 나타내며 오른쪽의 신형 브레이징 판형열교환기(BPHE) 기술의 컴팩트한 크기보다 훨씬 더 큽니다.

냉각 분야에서 BPHE가 제공하는 또 다른 이점으로는 컴패트한 크기, 보다 효율적인 작동, 유연한 설치, 자체 세척 기능, 낮은 수명 주기 비용, 각 설치의 고유 필요를 충족할 수 있는 맞춤 설정 기능 등이 있습니다.

Konvekta의 세일즈 매니저 Simon Buehler는 공기조화 장치를 위해 BPHE를 추천할 뿐 아니라, 1983년 이래로 HVAC와 산업 시장에 BPHE를 공급해온 세계 일류의 업체인 SWEP(스웨덴 란스크로나 위치)의 BPHE를 특히 강조하였습니다.

“SWEP과 우리의 비즈니스 관계는 수년전 독일에서 시작합니다.” Buehler는 말합니다. “현재 SWEP은 우리의 주요 BPHE 공급업체입니다. 우수한 SWEP 소프트웨어 패키지(SSP) 계산 플랫폼 덕분에 우리 엔지니어들이 프로젝트에 가장 적합한 BPHE를 매우 간편하게 선택할 수 있습니다.”

SSP는 사용자가 고급 열교환 계산을 수행할 수 있게 해주는 고유의 소프트웨어를 갖춘 웹 기반 애플리케이션입니다. 예상되는 작동 매개변수(유체 온도, 입력, 원하는 유속)을 입력하기만 하면 SSP가 즉시 해당 요건을 가장 잘 충족하는 BPHE 모델 목록을 제시합니다.

Sherman Center의 공기조화 장치의 경우, Buehler와 Konvekta는 한 쌍의 B50H BPHE 설치를 권장하였습니다. SWEP은 요구 조건에 적합하도록 설계했기 때문에 B50H 모델이 최상의 선택이었습니다. 3가지 종류의 플레이트 조합과 2.5”(63.5 mm) 연결부를 갖추고 있어 56 m3/hr(246 gpm)의 빠른 유속이 필요할 수 있는 대용량 분야에서 이상적인 솔루션입니다.

“SWEP B형 열교환기는 냉각 시스템에서 에너지, 물질, 공간의 사용을 최적화할 수 있습니다.” Buehler는 이렇게 말합니다. “크기가 컴팩트하고 다른 솔루션보다 비용이 적게 들 뿐 아니라 내구성이 튼튼하고 높은 열전달 성능을 갖추고 있습니다. 또한 B50H 모델은 낮은 압력 강하, 높은 유량, 두 매체 간의 온도차가 일반적으로 매우 적은 작업에서 완벽한 솔루션입니다. Sherman Center에서 냉각수 주입구와 급수/글리콜 배출구 사이의 온도차는 4 ºF에 불과합니다.”

결론

SWEP BPHE는 2015년 중반, 공기조화 장치와 함께 가동을 시작하였고, MacNeil에 따르면 아무런 문제 없이 성능을 발휘하고 있습니다.

“날씨가 정말 덥거나 97 이상으로 습도가 높을 때만 작동하면 됩니다. 그런 조건에서만 BPHE를 통한 보조 냉방이 필요합니다.” MacNeil은 이렇게 설명합니다. “이 솔루션은 간단하고 매우 효과적으로 작동합니다. 일단 설치가 끝나면 문제가 거의 없습니다. 우리가 필요로 하는 조건을 분명히 충족하는 솔루션입니다.”