- 동적 냉각기 최적화(DCO) 프로세스 구현

출처: SmithgroupJJR

SmithGroupJJR은 디트로이트에 본사를 두고 있는 미국 건축, 도시 계획 및 설계, 조경건축 및 엔지니어링 회사이다. 1853년에 건축가 쉘던 스미스(Sheldon Smith), Luckett & Farley와 함께 디트로이트에 설립되었으며 미국에서 가장 오래 운영 중인 건축 및 엔지니어링 회사이다.

수정 알고리즘을 만들거나 하트만 루프(Hartman Loop) 기술을 이용할 수 있다. 더 나은 냉각수 공급이나 응축수 온도 제어장치를 구현할 수도 있다. 먼 미래를 내다보고 선택하자.

병원은 미국 전체 에너지 중 약 5%, 즉 458조 Btus에 상당하는 양을 소비한다(상업용 건물에너지소비량 조사(Building Energy Consumption Survey) [CBECS]).

​병원이 연간 에너지에 들이는 비용은 약 50억 달러 정도로, 그 운영예산의 1~3% 정도이다(에너지국). 대부분 의료시스템의 운영비 절감은 요즘은 “4배 목표(Quadruple Aim)”라 하는 고위경영진 3배가 목표(C-Suite Triple Aim)를 달성하는 데에 중요하다.

의료 시스템에서 사용하는 에너지는 대부분 난방과 냉방 시설에서 소비한다. 냉각설비는 단독 시설로는 대부분의 의료시스템에서 가장 에너지소비량이 크다. 시스템이 최대 효율로 운영되도록 설계하지 않으면 에너지 사용이 악화될 수 있다.

​많은 의료 시설이 24시간 운영을 하므로, 냉각설비는 연중 쉬지 않고 가동된다. 따라서 냉각설비 효율을 높이는 것이 대형 의료 시스템의 에너지 사용을 줄이는 가장 큰 수단 중 하나라 할 수 있다.

냉각기는 일반적으로 전부하 용량의 65~85% 정도로 가동할 때가 가장 효율이 좋다. 냉각기를 정격부하의 50% 이하로 가동하면, 보통은 에너지 소비량이 매우 높고 에너지 성능도 좋지 않다.

그러므로 가변부하 상태에서 냉각기 운영 효율이 얼마나 좋은지가 냉각수 시설의 에너지 절약에서 핵심이라 할 수 있다. 냉각설비가 사용하는 에너지를 최대한 절약하려면, 냉각기가 정격용량의 60~80% 수준으로 가동되도록 설계해야 한다. 그 전제로, 본 고에서는 의료 시설이 그 냉각시스템 성능을 최대로 끌어올리고 운영비를 개선할 수 있는 방법에 대해 논한다.

냉각기 최적화

정상 운전량과 매개변수를 검토해 보면, 의료시설은 냉각장비 가동과 정지를 최적화 할 수 있는 경제적 부하배분 알고리즘을 구축할 수 있다.

이런 알고리즘을 만드는 목적은 각 기기 별로 이상적인 성능 범위에서 일정하게 가동하여 해당 냉각 시스템의 수요에 맞게 시스템 전반의 효율을 최적화하는 것이다. 의심할 여지없이, 이 작업은 매우 복잡한 과정이다.

​모든 것을 되도록 간단히 하고 싶은 시설 관리자에게 호소력이 있을 리 없지만, 복잡성을 넘어서는 절약 가치가 상당하다. 제어장치 계약자와 제어장치 제조사가 최적화 된 제어 순서를 작성해 보면 구현할 수 있다.

이런 종류의 제어 방식은 프로그램 양도 많고 기존 시설도 상당히 변형해야 해서 비용도 만만치않고 구현하는 것도 복잡하다.