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환경플랜트 전용 열회수 설비

환경플랜트 전용 열회수 설비

기술 개요

하ㆍ폐수를 이용한 열회수 시스템 으로 미활용에너지로 분류되왔던 하·폐수에서 열회수를 통해 경제적이고 친환경적인 신재생에너지를 회수하는 시스템

기술의 특징

재생 가능 에너지로 우수한 경제성 보유
미활용에너지를 이용하여 경제적으로 신재생에너지를 회수
투자비 회수기간 4~5년
기존의 오일 가열에 비해 이산화탄소 배출량을 최대 60%까지 감소
화석에너지의 사용량 절감 가능 및 친환경성 기술
원천 기술사인 스위스 KASAG사에서 시행한 다수의 실적 보유
기술제휴 및 국산화 협력 제휴

기술 특허 보유현황 및 제휴 현황

국내 특허 등록 (특허번호 10-1109103호) (2012. 01. 17)

기술 제휴 - 스위스 kasag사 (2013. 12. 20)

국산화 특허 출원 (2014. 11. 25)

기술 사업화 촉진 협약 : 한국환경산업기술원 (2015. 07)

제휴업체 KASAG

  • KASAG에 관한 내용
    기업체명 KASAG LANGNAU AG
    대표자(설립자) BEAT STUCKI(1929년도)
    법인등록번호 CHE-105. 928. 062
    사업자등록번호 135 928
    소재지 스위스
    업종(주제품) 하수관거 열회수 및 압력탱크 제조사
    관계내용 해외 기술 제휴사

경제성 검토

회수열 회수량 선정

회수열 회수량 선정에 관한 내용
구분 내용
거주 인구수 (만명) 100만명
하수 발생량 (톤/일) 200,000톤/일
회수율 (%) 4.5%
회수 열량 (kw) 209 kw
열공급 가능 가구수 (5.5W/가구당 사용) 38,000 가구
열공급 가능 인원수 (2.9명/가구당) 110,000 명
연간 석탄 대체효과 349 톤/년
에너지절감량 (TOE) 160 TOE/년
온실가스배출 저감량 176 TC/년
645 톤 CO2/년

*석탄(무연탄) 저위 발열량 = 4,500kcal/kg
*연소효율 30%
*무연탄의 IPCC 배출계수 = 26.80kgC/GJ
*탄소배출계수 : 1.1tonC/TOE

※ 회수열량 (209kW)

투자비 회수기간

투자비 회수기간에 관한 내용
구분 산출결과
연간 회수열량 (연간) 21,574 Gcal/년 ※209 kwh X 860 kcal X 24 hr/day X 365 day/년
LNG 환산량 (연간) 151,396 Nm3/년 ※ 21,574 Gcal/년 ÷ 10,400 kal/Nm3
에너지 절감 금액 (연간) 125.5 백만원/년 ※ 151,396 Nm3/년 X 828.81원/Nm3
RT 환산 60 RT ※ 209 kwh X 860 kcal X 3,024 RT/kcal
초기 투자비 480~600 백만원 ※ 60 RT X 800만원 ~ 1,000 만원/RT
투자비 회수기간 3.3년 ~ 4.8년 ※ 480 ~ 600 백만원 ÷ 125.5 백만원

(주) 적용기준 : 520,675 RT/년,
도시가스(LNG) 발열량 : 10,400 kcal/Nm3
도시가스(LNG) 가격 : 828.81원/Nm3, 1RT = 3,024kcal
설치비 800 ~ 1,000만원/RT, 회수온도 : 10 ℃ 기준

제품의 종류

SEWER PRESSUREPIPE TYPE - GRAVITY TYPE - SEWER TYPE
TANK TYPE - DOUBLE PIPE TYPE - PLATE TYPE - PIPE BUNDDLE TYPE

열에너지 회수 방식에 따른 분류

하수관거형 SEWER TYPE

  • 열에너지 회수방식에 따른 분류에 관한 내용
    배관구경 열회수량(headting)
    1,200mm 3.2kW/m
    1,400mm 3.7kW/m
    1,600mm 4.2kW/m
    1,800mm 4.8kW/m
    2,000mm 5.3kW/m
    하수온도 13˚C
    회수온도 7˚C
    회수 후 배출온도 6˚C

SEWER TYPE 설치 방법

하수관거형 GRAVITY TYPE

  • 하수관거형 GRAVITY TYPE에 관한 내용
    배관구경 열회수량(heating)
    200mm 0.6kW/m
    400mm 1.1kW/m
    600mm 1.6kW/m
    800mm 2.1kW/m
    1,200mm 3.2kW/m
    하수온도 13˚C
    회수온도 7˚C
    회수 후 배출온도 6˚C
  • 설계사례(KAV)

    • 구경355mm

    • 길이96m

    • 회수열량184kW

    단위면적당 회수열량
    2.13kW/m2

하수관거형 SEWER PRESSURE TYPE

  • 하수관거형 SEWER PRESSURE TYPE에 관한 내용
    배관구경 열회수량(heating)
    200mm 1.6kW/m
    400mm 3.2kW/m
    600mm 4.8kW/m
    800mm 6.3kW/m
    하수온도 13˚C
    회수온도 7˚C
    회수 후 배출온도 6˚C
  • 설계사례(KAV)

    • 구경355mm

    • 길이96m

    • 회수열량184kW

    단위면적당 회수열량
    2.13kW/m2

파이프형 PIPE BUNDDLE TYPE

  • 파이프형 PIPE BUNDDLE TYPE에 관한 내용
    항목 내용
    재질 STS316,316L
    단위길이 3m/6m
    사용구분 냉방 및 난방
    적용분야 하수 및 폐수
    제품성능
    (K 치)
    600~1500W/m2K
  • 하수관 열회수

  • 건물오수 열회수

  • 정수장 및 하수처리장 열회수

  • 염색 폐수 열회수

DOUBLE PIPE TYPE 열회수 시스템

  • DOUBLE PIPE TYPE 열회수 시스템에 관한 내용
    배관구경 열회수량(heating)
    32mm 400W/m
    40mm 460W/m
    50mm 600W/m
    65mm 720W/m
    80mm 840W/m
    하수온도 13˚C
    회수온도 7˚C
    회수 후 배출온도 6˚C

    설계사례(KAV)

    • 구경355mm

    • 길이96m

    • 오수량42m3/h

    • 회수열량184kW

  • 하수관 열회수

  • 하수처리장 열회수

  • 빌딩 오수열 열회수

  • 에너지 사용시설 열회수

탱크형 TANK TYPE

  • 탱크형 TANK TYPE에 관한 내용
    항목 내용
    재질 STS316,316L
    기본저류량 500~10,000 liter
    사용구분 냉방 및 난방
    적용분야 하수 및 폐수
  • 사무용 빌딩
    오폐수 열회수

  • 호텔
    오수 열회수

  • 산업공장
    폐수 열회수

열 회수를 위한 주요 고려사항

열 회수 시스템의 주요 영향 측정

  • ※ Bio film의 구성
    유화제, 지방, 곰팡이로 구성
    ※ Bio film의 영향
    열교환기의 열량을 20~50%까지 감소
    (폐수의 구성요소, 유압 및 세척의 조건에 따라 달라짐)
    ※ 조치사항
    열 교환 표면적 증대
    세척 횟수/ 세척 압력 결정
    보조에너지 구비
    ※ 오염요인(Fouling factor“f[W/m2K]”
    1/f[W/m2K]는 열 교환기에 대한 bio film구성 수치이고, 열 흐름에 추가적인 저항을 나타낸다.
    이는 열 흐름 계수 k[W/m2K]와 열교환기의 용량 또한 줄일 수 있다. Fouling factor(1/f = 0.003 m2K/W)로 인해 열 전달량은 최대 50%까지 줄어든다.

열교환 플레이트

열교환 플레이트
(Heat exchangers)

열교환 플레이트에 관한 내용
구분 종 방향 구조 팽창식 구조 용접식 구조
경향성 오류 / 구조적인 약점
(용접표면의 비율)
++ + -
재료의 자유로운
두께선정
++ - +
열교환기내 난류 - ++ +
체류시간 설정
(차원의 자유 선택)
++ + +
압력손실 ++ + +
작동에 압력 대한
최대 압력 비율
-
(factor 1.5)
++
(factor 10)
-
(factor 1.5)
HE 부식의 위험 + ++ -
수명 ++ + --

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