기지국용 히트파이프 열교환기

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히트파이프를 이용한 기지국용 열교환기

  • KBS-40, KBS-60 / KBS-120, KBS-150
KBS-40,
KBS-50
KBS-120,
KBS-150
히트파이프를 이용한 기지국용 열교환기는 무동력(효율 극대를 위한 송풍기만 사용)장치로서 COP 계수가 11.4~ 15.4 에 이르는 고효율 장치로서 통신기지국, 전산실, 발열이 많은 기계실 등에 널리 사용된다.

관련제품

모델명 KBS-40 KBS-60 KBS-120 KBS-1500
전열부하 4.0 KW 6.0 KW 12.0 KW 15.0 KW
정격 380V/3Ph/60Hz 380V/3Ph/60Hz 380V/3Ph/60Hz 380V/3Ph/60Hz
소비전력 290W 390W 800W 1KW
COP 13.8 15.4 13.8 15.4
외형 및 중량 실내기 실외기 실내기 실외기 실내기 실외기 실내기 실외기
길이(mm) 890 890 991 991 1100 1100 1100 1100
폭(mm) 460 460 460 460 510 510 440 440
높이(mm) 941 941 1051 1051 2200 2200 2200 2200
중량(kg) 53 53 65 65 130 128 140 135

열교환기 작동원리

실내에 있는 증발기는 밀폐파이프 내에 충진된 작동유체가 증발하면서 주위에서 열을 빼앗아 기화되어 응축기로 이동하게 되고, 외부에 있는 응축기는 증발되어 기체화한 작동유체가 주위에 열을 방출하면서 액화하는 과정을 거치는데, 작동유체를 이동시키는 이 과정에서 냉동기와 달리 동력이 사용되지 않는다. 단지 열교환을 극대화 하기 위한 송풍기만 사용될 뿐이다. COP (coefficient of performance, 성능계수)가 11.4 – 15.4 정도의 효능이 있다.

히트파이프(Heat Pipe)란?

열을 효율적으로 전도하는 알루미늄ㆍ강철ㆍ구리 파이프 따위의 안쪽에 유리 섬유나 망상의 동선 등의 심재를 붙이고, 공기를 뺀 다음 프레온ㆍ암모니아 등의 열매체를 채워 밀봉시킨 파이프로 열전도율이 구리의 1,000~1,500배로 높아서 배열회수 장치로 주목 받고있다.실제로 상온 범위에서 작동되는 Heat-Pipe의 경우 우리가 알고 있는 매우 높은 열전도계수(κ=400W/mK )를 가지고 있는 은이나 구리보다 높은 열전도율을 가지고 있고(M당 약3초: 백금보다 약500배, 구리보다 약1,500배, 일반 온수관보다 약 2,000배) 무려 98.5%의 열 수송이 이루어지는 특징을 가지고 있어 에너지 절약을 목표로 저탄소 친환경 녹색경영을 추구하는 21세기의 환경친화적인 제품이다.

히트파이프 파이럿 장치

지극히 짧은 5분에 증발부에서 발생한 열이 바로 응축부로 전달되는 과정을 볼 수 있으며, 증발부와 응축부의 온도차가 1.3˚C에 불과해 현재까지 보고된 98%의 열전달이 가능하다는 것과 열전달 속도가 구리보다 1500배나 빠르다는 것을 실감나게 한다.

일반적으로 열교환기를 설계할 때 온도차를 5 – 10 ˚C 정도로 감안하는 것을 생각하면 온도차1.4˚C는 손실되는 열을 줄이는 동시에 열회수율을 높일수 있는 강점이 있다고 생각된다.

아래 펜모터의 기술자료는 열교환기를 통과하는 풍량을 추정해서 최종 열교환량을 측정하기 위한 자료로 열교환기의 정압이 90 Pa 이며 이때 펜의 풍량은 14.5CMM 정도로 추정한다. 단, 풍속에 따른 열교환량은 당연히 달라지지만 여기서는 고려하지 않고 제조사의 데이터(효율 56.3 – 67.2%)를 비교해보는 것으로 한다. 또한 수평으로 안착된 히터파이프의 응축부가 상부로 약간 경사지게 하지않고 단지 수평으로 했을 때의 결과를 보기위한 실험이다(경사기게 했을 때의 효율은 물론 조금 더 잘 나올수 있으나 차후에 하기로 한다)

발열체 히터용량 3.5KW(3010Kcal/h), 응축부 입출구 온도차 5.4˚C (32.9 – 27.5˚C)

최종 회수된 열량 Q = 14.5 * 60 * 0.24 * 1.2 * 5.4 = 1,353 Kcal/h,

열회수율 = 회수된 열량/발열체 열량 = 1,353/3,010 = 0.45, 즉 45%의 열회수가 이루어 졌다고 볼수 있다. 다만 이 시험은 상온에서 이루어 졌으므로 온도차가 큰 곳에 히터파이프 열교환기를 설치할 경우 열회수율은 상대적으로 증가하게 되고 최근 열회수율 10%를 달성하기 위해 활발하게 진행되고 있는 여러가지 방안에 비교하면 엄청난 효과가 있을 것으로 사료된다.