초록 ▼

1. 최종목표
■ 냉방능력(증기압축식) : 12,500 kcal/h
■ 성적계수(COP) : 2.76
■ 연간 에너지 절약량 : 20%(증기압축식 대비)
■ R-410a 적용 냉각 시스템 개발
■ 냉매순환력 향상의 배관 시스템 개발
2. 개발내용 및 결과
이동통신 옥내 기지국용 R-410a 사용한 에너지 절약형 냉방기의 개발의 결과 증기압축식과 자연순환 운전이 가능한 복합형 냉방기를 개발하였고, 본 과제를 통하여 얻어진 주요 결과를 요약해 보면 다음과 같다.
1) R-410a를 적용한 냉방

1. 최종목표
■ 냉방능력(증기압축식) : 12,500 kcal/h
■ 성적계수(COP) : 2.76
■ 연간 에너지 절약량 : 20%(증기압축식 대비)
■ R-410a 적용 냉각 시스템 개발
■ 냉매순환력 향상의 배관 시스템 개발
2. 개발내용 및 결과
이동통신 옥내 기지국용 R-410a 사용한 에너지 절약형 냉방기의 개발의 결과 증기압축식과 자연순환 운전이 가능한 복합형 냉방기를 개발하였고, 본 과제를 통하여 얻어진 주요 결과를 요약해 보면 다음과 같다.
1) R-410a를 적용한 냉방기의 자연순환 운전에 따른 냉방능력은 실내외 온도차에 비례하며 15℃ 온도차에서 최대 4,550kcal/h 정도의 냉방능력을 얻었으며, 증기압축식의 경우 냉방능력은 12,600kcal/h 를 얻었다.
2) 열교환기는 냉매의 자연순환력을 최대한 이용할 수 있고, 냉매의 열교환을 최대로 촉진 시킬 수 있는 구조로 설계되어야 한다. 시험결과 TYPE 1의 경우가 가장 이상적인 것으로 실험 되었다.
3) 자연순환과 증기압축식으로 작동하는 냉방기의 성능은 냉매량에 따른 최적의 운전점이 존재하며, 자연순환식의 경우가 증기압축식에 비하여 냉매 충진량이 30~50%정도 크다.
4) 수액기와 냉매회로 설계에 의하여 냉매충진량의 문제를 해결하였으며, 특허출원을 통하여 권리를 확보하였다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
오늘날 이동통신 기지국 등의 냉방은 주로 냉방기 또는 항온항습기를 이용하고 있으며 그 방식은 브라인 사용의 수냉식 또는 냉매 사용의 공랭식의 방법이다. 냉방기의 동작물질로는 대부분 R-22를 사용하고 있지만 오존층파괴 및 지구온난화 문제 등 환경규제로 그 사용이 점차 줄어들었다가 마침내 사용이 금지될 예정이다. 또한 에너지의 경우 고유가로 인한 에너지 비용이 이동통신 서비스의 대중화를 꾀하는데 걸림돌이 되기도 한다.따라서 친환경적 냉매를 이용한 에너지 절약적인 냉방시스템의 개발이 시급한 과제로 부각되고 있으며, 또한 이동통신기기는 외부로 부터의 오염을 방지하기 위하여 밀폐된 공간에 위치하므로 직접 외기 냉방의 효과를 기대할 수 없어 추운 겨울철에도 압축기 구동에 의한 냉각방식으로 많은 전력을 사용하고 있는 현실이다. 본 연구는 R-410a의 대체냉매의 적용과 실내외 온도차 및 실내기와 실외와의 높이차를 이용한 냉매 순환력을 적용한 옥내 기지국용 냉방기를 개발함으로서 정보통신기기의 안정성 및 신뢰성, 친환경성 그리고 에너지 절약측면에서 기술적 성과가 있다고 하겠다.
○ 경제적 성과
통신장비 냉방시스템은 대부분 증기압축식 냉방기이거나 항온항습기로 기존 일반형 냉방기에다 4계절 사용이 가능하도록 팬 속도제어, 수액기 부착 등 4계절 운전을 위한 시스템으로 개발의 초점이 맞추어져 있다. 특히 국제적 환경규제에 대응할 수 있는 통신기지국용 냉방 시스템에 대한 기술경쟁력의 확보는 국가적 경제 측면에서 에너지 절약과 맞물려 매우 중요하지만 아직 상용화된 기술의 적용은 없는 실정이다. 본 연구의 결과로부터 얻어진 시스템 기술 및 에너지 절약을 위한 배관기술은 통신기지국, 전산실 등 겨울철에도 많은 냉방부하가 발생하는 국소에 간단하면서도 유용한 해결책을 제시하였다. 즉 기존의 냉방 시스템인 5 RT급 냉방기에 실내외 온도차에 의한 냉매 밀도차와 실내기와 실외기의 높이차를 냉매 순환력을 이용한 냉방기의 개발은 잠재적 수 입대체 효과와 동남아를 위주로 하는 수출효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
○ 활용성과 등
R-410a 대체냉매를 적용한 에너지 절약형 냉방 시스템의 개발로 친환경적인 제품을 보급하고, 국가적 에너지 절약정책에 기여할 것으로 판단된다. 또한 이동통신기지국의 통신시설 대부분을 중소기업이 관리하고 있으므로 이를 관리하고 있는 산업체가 본 사업을 통하여 기술을 개발하고 적용함으로서 개발기술의 상업화 가능성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.
4. 향후추진계획
본 시작품의 실험 결과를 바탕으로 좀더 다양한 외기환경에 대한 분석을 통하여 실내 부하측 온도를 안정적으로 유지하면서 냉동시스템의 구동에 사용되는 에너지를 최소화할 수 있는 최적화된 제어시스템과 자연순환시와 압축기 운전절환과 높이차에 따른 냉방시스템의 안전장치 추가 등의 보완사항이 있으나, 상기 사항은 개발된 냉방기의 자체 시운전과 보완 설계를 통하여 해결해 나아가려 한다. 향후 사업화 추진계획으로는 에너지 절약과 친환경 냉매사용의 본 연구의 결과물을 이용하여 현재 S통신사업자와 냉방기 유지보수에 대한 협력사 관계인 참여업체와 함께통신 사업자의 이동통신 기지국 중 설치 가능한 국소를 대상으로 실제 시운전을 진행할 계획으로 있으며, 여기서 얻어지는 기지국내 에너지 절약량과 운용측면에서의 장점을 바탕으로 적절한 제안과 제품 최적화와 원가절감을 통하여 제품 경쟁력을 확보할 계획이다.

목차 Contents

• 최종보고요약서(초록)...1
• [별첨] 시작품 개발 관련 사진...3
• 개발결과의견서...4
• 목차...5
• 제 1 장 서론...6
• 제 1 절 연구 개요...6
• 제 2 절 연구 일정...7
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...8
• 제 1 절 에너지 절약형 냉방기의 개요...8
• 제 2 절 에너지 절약형 냉방기 구성과 부품개발...10
• 제 3 절 시험방법 및 결과...15
• 제 3 장 사업성과...17
• 제 1 절 기술적 성과...17
• 제 2 절 경제적 성과...17
• 제 3 절 기타 산업적 성과...17
• 제 4 장 결론...18
• 제 1 절 요약...18
• 제 2 절 향후 계획...18