재순환 냉각기 보호 옵션 및 유체 호환성

재순환 냉각기는 정밀한 온도 제어 및/또는 주변 온도 이하의 냉각을 제공하는 "기성품" 액체 냉각 시스템입니다.

시스템 사용 수명 및 신뢰성 확대

재순환 냉각기는 의료 장비, 레이저, 현미경, 분석 기기, 반도체 처리 장비, 전원 공급 장치, 전자 제품 및 기타 여러 응용 분야를 포함한 다양한 유형의 장비를 냉각하는 데 사용됩니다. 냉각기에는 특정 응용 프로그램에 맞게 시스템을 구성할 수 있는 여러 옵션이 있습니다. 이러한 냉각기 옵션에는 보호, 편의성, 특수 응용 분야 및 유체 호환성 옵션이 포함됩니다.

아래에 특별히 설명된 보호 및 편의 옵션에는 외장 플로우 밸브, 외장 압력 배출 밸브, 안티사이펀 시스템, 공기 필터, 정수 필터, 원격 기동 기능 등이 있습니다. 적절한 옵션의 선택은 칠러의 운용 및 정비를 용이하게 하여 시스템의 조기 고장 위험을 최소화하고 최적의 시스템 성능을 확보할 수 있게 해줍니다.

밸브와 필터는 보호 옵션으로 간주됩니다. 밸브는 응용 장비로의 유체 흐름과 압력을 관리하는 데 도움이 됩니다.

Boyd 재순환 칠러 보호를 위한 옵션

외부 유량 밸브

적극 권장하는 옵션의 하나가 외장 플로우 밸브입니다. 외장 플로우 밸브는 수동으로 조정이 가능한 구형 밸브로서 응용장비로 들어가는 냉매의 유량 조절에 사용됩니다. 밸브를 열면 더 많은 유량이 응용장비를 위회하여 칠러의 회수 라인으로 돌아갑니다.

외장 플로우 밸브는 칠러의 뒤쪽에 칠러 냉매 공급/회수 라인과 나란히 설치됩니다.

이 옵션은 공정 압력 강하를 모르거나 특정한 비유량이 필요한 경우에 유용합니다. 또한, 다양한 유량 조건에서 칠러를 사용해야 하는 경우에 최대의 융통성을 제공합니다.

외부 감압 밸브

또 다른 옵션이 외장 압력 배출 밸브입니다. 이 밸브는 응용장비로의 흐름이 일시적으로 중단되는 경우에도 재순환 칠러가 계속 작동하면서 온도와 압력을 유지할 수 있게 해줍니다. 예를 들어, 귀사의 응용장비가 가동과 정지를 반복하는 경우에 도움이 될 수 있습니다. 또한, 외장 압력 배출 밸브는 칠러의 냉매 공급이 미리 지정된 압력 설정치를 초과하지 않도록 방지하는 데에도 사용될 수 있습니다. 외장 압력 배출 밸브와 외장 플로우 밸브는 둘 사이의 상호작용을 통제하기 어려울 수 있으므로 함께 선택해서는 안 됩니다.

외장 압력 배출 밸브는 50-100 psig 범위에서 설정이 가능한 수동 조절식 체크 밸브입니다. 냉매 흐름이 중단되면 이 밸브가 개방되어 흐름을 칠러의 회수관 쪽으로 우회시킵니다. 이 밸브는 일반적으로 칠러 뒤쪽에 칠러 냉매 공급/회수관과 나란히 외장 설치됩니다. 양변위 펌프를 외장 압력 배출 밸브와 함께 사용하면, 이 펌프에 내장된 우회 밸브 설정이 일반적으로 90 psi로 증가합니다. 이는 해당 펌프가 냉매 흐름을 우회시켜 회수관의 유량을 떨어뜨림으로써 칠러를 정지시키는 일을 방지하기 위함입니다. 이러한 유량 저하 상황을 방지하기 위한 최소 유량은 Boyd의 RC006 ~ RC022 칠러의 경우 0.5 gpm, Boyd RC030 및 RC045 칠러는 1.5 gpm입니다.

안티 사이펀 시스템

안티사이펀 시스템은 보호 기능과 편의 기능을 모두 제공하는 옵션입니다. 이 시스템은 응용장비보다 낮은 위치에 칠러를 설치할 수 있게 해줍니다. 칠러 탱크에는 배기구가 있습니다. 따라서, 응용장비의 위치가 칠러보다 높다면, 칠러가 작동을 멈출 경우 칠러와 응용장비 사이의 호스 안에 있는 냉매가 탱크로 역류해 들어가고, 이때 안티사이펀 시스템이 설치되지 않았다면 유체가 탱크를 넘쳐 흐를 수 있습니다. 안티사이펀 시스템 옵션은 공간이 제한적이어서 칠러를 설치할 수 있는 유일한 곳이 응용장비보다 낮은 곳이거나 클린룸 내부인 경우에 가장 유용합니다.

이 안티사이펀 시스템은 내장 체크 밸브와 솔레노이드 밸브로 구성되며 각각 공급관과 회수관에 설치됩니다. 체크 밸브는 냉매가 응용장비로 흘러들어갈 수 있게 하는 동시에 칠러로 역류하는 것을 막아줍니다. 솔레노이드 밸브는 전원이 켜지면 열려 냉매가 흐를 수 있게 하며 칠러의 전원이 꺼지면 닫혀 통기구가 있는 칠러의 탱크로 냉매가 역류하지 않도록 합니다.

밸브와 마찬가지로, 필터는 칠러와 응용장비의 보호에 도움이 됩니다.

에어 필터

먼지가 많거나 더러운 환경에서는 공기 필터를 사용하는 것이 좋습니다. 공기 필터는 냉각기 냉각 용량을 감소시킬 수 있는 먼지 축적을 방지하는 데 도움이 됩니다. 또한 응축 코일 및 기타 내부 냉동 구성 요소를 청소할 필요성을 줄여줍니다. 전면 그릴 뒤의 냉각기에 내부적으로 장착되어 공기 필터에 쉽게 접근할 수 있습니다. BOYD 공기 중의 먼지 수준에 따라 주기적으로 공기 필터를 교체할 것을 권장합니다. 예를 들어ample, 에어컨이 설치된 실험실과 같은 깨끗한 환경에서는 공기 필터를 6개월마다 교체하면 됩니다. 그러나 기계 작업 현장과 같이 먼지가 많거나 더러운 환경에서는 필터를 매달 자주 교체해야 할 수 있습니다.

5미크론 냉매 필터

공기 필터만큼 중요한 것은 물 또는 냉각수 필터입니다. 이름에서 알 수 있듯이 5미크론 필터는 애플리케이션에 공급되는 냉각수에서 최대 5μ(0.197mils)의 입자를 제거하여 미립자 축적으로 인한 막힘이나 손상으로부터 장비를 보호합니다. 냉각기의 공급 라인에 있습니다. 모든 냉각수 흐름은 필터를 통해 전달됩니다. 냉각기에 냉각수 필터와 압력 릴리프 또는 유량 밸브가 모두 있는 경우 필터는 밸브 뒤에 설치됩니다. 이 상황에서 응용 분야로 흐르는 냉각수 흐름의 100 %가 필터를 통과합니다. BOYD 필터를 처음 설정한 다음 날과 그 이후에는 매주 검사할 것을 권장합니다. 필터 카트리지를 교체하지 않으면 유량이 감소하여 결과적으로 냉각기 냉각 용량이 감소하거나 시스템이 종료될 수 있습니다.

이 필터들은 터빈 및 양변위 펌프와 함께 사용할 수 있습니다. 특히, 먼지 입자에 민감한 양변위 펌프를 사용할 때 효과적입니다. 원심 펌프의 경우, 냉매가 필터를 통과할 때 생기는 압력 강하가 너무 크기 때문에 냉매 필터는 권장하지 않습니다.

원격 기동 옵션은 편의 옵션으로 간주됩니다.

원격 기동

원격 기동 옵션은 외부의 회로가 칠러 뒤쪽의 무전압 접점부를 통해 칠러의 ON/OFF 기능을 제어할 수 있게 해줍니다. 표준형 칠러 컨트롤러 패키지에는 자동 재시작 기능이 포함되어 있으나, 원격 기동 기능은 운용 편의를 위해 컴퓨터 또는 릴레이에서 응용장비와 재순환 칠러를 동시에 기동하고자 하는 경우에 유용합니다. 또한, 실수로 칠러 없이 응용장비가 또는 응용장비 없이 칠러가 작동되면 손상, 불필요한 에너지 낭비 등등을 초래할 수 있는데 원격 기동 기능은 그러한 일을 방지할 수 있습니다.

고급 요건 및 특수 용도를 위한 칠러 옵션

히터

주위 온도가 귀사에 필요한 칠러 설정점 온도보다 낮을 경우, 히터가 필요할 수 있습니다. 이 옵션은 장비를 야간에는 끄거나 추운 환경에서 켰다 끄는 경우에 특히 유용합니다. 이 히터 옵션은 침수형 2000W, 230V 전기 저항 히터로서, 초기 시동 과정 또는 빈번한 냉각수 설정점 사이클링 과정에서 설정점 온도에 더 빨리 도달할 수 있게 해줍니다. 과온(조정 불가) 차단 기능이 내장되어 있습니다. 냉각수 온도가 설정 온도로부터 3°C 범위 안에 도달하면 히터가 꺼지고 냉동 사이클이 시작되어 설정 온도에 도달할 때까지 진행됩니다. 이 옵션은 Boyd의 RC011 ~ RC045 모델에 적용할 수 있으며, 냉각수 온도 범위를 넓혀주지는 않습니다.

내부 절연 패키지

내부 단열 패키지는 칠러 냉각수 설정 온도가 주위 이슬점보다 낮은 경우 탱크, 펌프 헤드, 냉각수 라인에서의 결로 형성을 크게 줄여줍니다. 이는 떨어지는 물방울로 인한 전자기기 손상뿐만 아니라 칠러 내부 부식의 방지에도 도움이 됩니다. 설정 온도가 10°C 이하이거나 주위 온도가 25°C보다 높은 경우에 내부 단열 패키지를 권장합니다.

저온 작동

온도 설정점이 낮은 경우(-5°C ~ 25°C), 저온 작동 옵션은 성능을 극대화하며 표준형 칠러보다 뛰어난 저온 냉방 능력을 발휘합니다. 이 옵션을 선택하는 경우에는 내부 단열 패키지가 필요합니다. 저온 작동 기능은 레이저, X선 냉각, 분석 계측 등등에 사용됩니다.

수냉식 콘덴서

또 하나의 옵션이 수냉식 콘덴서입니다. 이 옵션은 열을 액체-공기 콘덴서를 통해 주위 공기로 내보내지 않고 용접판형 액체-액체 콘덴서를 통해 외부의 액체 냉각원으로 방출합니다. 이 옵션은 실내 온도 상승과 공조 과부하를 방지합니다. 또한 수냉식 칠러는 콘덴서 팬을 사용하지 않기 때문에 더 조용합니다. 액체 냉각원은 일반적으로 시설수이나, 별도의 방에 있는 다른 칠러가 될 수도 있습니다. 이 칠러의 냉방 능력은 압력 100psi 미만에서 시설수 온도 75°F(24°C)을 기준으로 합니다. 그림 2에는 각 Boyd 재순환 칠러에 권장되는 시설수 유량이 나와 있습니다. 다른 온도에 필요한 시설수 유량에 대한 사항은 Boyd의 응용 엔지니어링 팀에 문의하시기 바랍니다.

표: BOYD 재순환 냉각기에 권장되는 시설 용수 유량

0.1°C 설정점

표준형 칠러에서는 가장 가까운 온도를 1도 단위로 설정할 수 있습니다. 0.1°C 설정 옵션을 이용하면 가장 가까운 온도를 10분의 1단위로 설정할 수 있어 냉각수 전달 온도의 더욱 정밀한 조절이 가능합니다. 섭씨 단위로만 사용할 수 있습니다. 온도 안정성이 매우 중요한 경우에 권장합니다. 이 옵션을 선택할 만한 분야로는 레이저 냉각 및 분석 계측기 냉각이 있습니다.

유체 호환성 옵션으로는 탈염(DI)수 카트리지, 고순도 배관, PAO 호환성 등이 있습니다.

탈염수 카트리지

탈염수 카트리지는 일부 유량을 수지상(resin bed)에 통과시켜 냉각수에서 이온을 제거, 유체 저항률을 1-3Megaohm/cm 범위 안으로 유지합니다. 이 필터 카트리지는 칠러로 회귀하는 라인에 외장됩니다. 탈염수의 부식성으로 인해 이 옵션은 고순도 배관과 함께 선택해야 합니다. 통상적인 가동 조건일 때 이 필터는 3-6개월마다 교체해야 합니다. 저항률 테스트를 통해 카트리지 조기 교체 여부를 판단할 수 있습니다. (이 옵션은 저항률 표시등을 포함하지 않으며 원심 분리기에서는 사용할 수 없습니다.)

고순도 정비

고순도 배관 옵션을 사용하면, 모든 습식 부품에 탈염수 사용이 가능합니다. 고순도 부품에는 니켈 브레이징 증발기, 스테인리스강 양변위 펌프, 니켈 도금 또는 나일론 피팅 등이 있습니다. 탈염수 카트리지를 선택할 경우 고순도 배관 옵션을 적극 권장합니다.

PAO 호환성

표준형 칠러는 일반적으로 여과수와 부식 방지 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 수용액을 사용합니다. 그러나 폴리알파올레핀(PAO) 역시 냉매로 사용할 수 있습니다. PAO는 유전체 성질이 있고 운용 온도 범위가 넓어 군사 및 우주항공 분야에 자주 사용되는 열전달 유체입니다. 이 유체를 사용할 경우에는 반드시 적절한 습식 소재를 선택해야 합니다. PAO 호환 옵션에는 ½마력 원심 펌프, 황동 피팅, 푸시락 호스, 5미크론 오일 필터, 안티사이펀 시스템, 내부 단열 패키지 등이 포함됩니다. PAO 호환 옵션은 RC011, RC022, RC030, RC045 재순환 칠러에만 사용 가능합니다.

재순환 칠러에 사용할 수 있는 옵션은 다양합니다. 냉매 호환 및 온도 조절 옵션은 그 가운데 일부일 뿐입니다. 칠러에 이용 가능한 옵션을 파악하는 것은 귀사의 응용 장비에 구체적으로 필요한 냉방 요건에 어떤 칠러가 얼마나 부합할 것인지 판단하는 데 중요합니다.

결론

재순환 칠러에 사용할 수 있는 옵션은 다양합니다. 밸브, 필터, 원격 기동은 표준형 냉각 시스템에 사용할 수 있는 옵션의 일부에 불과합니다. 적절한 옵션을 선택하면 시스템의 운용과 정비가 용이해질 뿐만 아니라 비용도 줄일 수 있습니다. 다른 추가적 요구사항에 맞춰 수정/개량된 냉각 시스템의 설계도 가능합니다. 예를 들어, 잡음량 감소, 냉방 성능 또는 와트량 증대, "스킨" 적용 여부에 관계 없이 다양한 형태와 크기 제작 등등을 위해 맞춤형 재순환 칠러를 설계할 수 있습니다.

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