냉동냉장설비 KDS 31 40 15 :2021 건설 설계기준

냉동냉장설비 KDS 31 40 15 :2021란?

KDS 31 40 15 : 2021은 한국건설기준(KDS) 중 냉동냉장설비에 관한 기준입니다. 이 기준은 냉동냉장설비의 설계, 시공, 검사 및 유지관리에 필요한 요구사항을 규정하고 있습니다. 구체적으로는 냉동기, 냉장고, 냉동창고 등 다양한 냉동냉장설비의 성능, 안전성, 에너지 효율 등에 대한 세부적인 기준을 제시하며, 관련 법규 및 규정과의 조화를 통해 안전하고 효율적인 냉동냉장 시스템 구축을 위한 지침을 제공합니다. 따라서 건설 현장에서 냉동냉장설비를 설계 및 시공하는 데 필수적인 참고 자료로 활용됩니다.

냉동냉장설비 KDS 31 40 15 :2021 건설 설계기준

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환경관리 KCS 44 80 15 :2023 건설 표준시방서 도로공사

 

 

 

 

1. 일반사항

1.1 목적

이 기준은 건축물에 설치되는 냉동냉장 설비의 기능과 성능을 확보하기 위하여 냉동냉장 기기 및 장비를 적합하게 설계하는 것이다.

1.2 적용 범위

(1) 이 기준은 건축물과 시설물에 설치되는 냉동냉장설비에 관련되는 것을 범위로 한다.

(2) 이 기준에 규정하지 않는 내진 설계는 국토교통부령으로 정하는 지진구역 안의 건축물, 건축법 시행령 또는 건축구조기준에 따른다.

(3) 이 기준의 적용 온도 범위는 -80℃까지로 한다.

1.3 고려사항

(1) 냉동냉장설비설계는 일반건축물의 설비설계와 다르므로 반드시 건물의 온도변화에 따른 건축물과 배관의 수축변화를 고려하여야 설계 한다.

(2) 건축물과 냉동냉장실에는 반드시 결로 문제를 고려하여 설계를 하여야 한다.

(3) 냉장고 건축완료 후 시운전시 냉동기 가동 및 제습운전 시간과 냉장고실별 온도하강 순서를 준수한다.

(4) 단열/방습과 동상방지도 고려한다.

2. 조사 및 계획

내용 없음.

냉동냉장설비 KDS 31 40 15 :2021 건설 설계기준

3. 재료

고압가스안전관리법규를 준수하고, 배관, 부속 및 재료는 한국산업표준품 또는 이와 동등 이상 품질의 재료를 사용한다.

(1) 배관재는 수배관 시스템의 작동 온도 및 압력을 고려하여 시스템 내부 유체에 적합한 것을 설계하여야 한다.

(2) 밸브는 배관재 및 시스템 유체에 적합한 자재로 설계하여야 한다. 밸브는 시스템의 온도와 압력 등급에 적합한 것이어야 한다.

(3) 플렉시블 커넥터, 배관의 신축과 변위 흡수 이음쇠는 한국산업표준품 또는 이와 동등 이상 품질의 재료를 사용한다.

(4) 이음과 연결은 수배관 시스템의 압력에 적합하고 기밀성이 확보되어야 한다.

(5) 이종 금속 배관의 이음은 절연 이음쇠로 제작된 것이어야 한다.

4. 설계

4.1 압축기

(1) 각종 시스템은 실별 온도와 증발온도에 따른 성적계수 및 경제적인 사용범위로 설계한다.

(2) 응축온도, 증발온도 및 용량을 참조하여 선정하며, 냉매의 증발온도와 실온과의 온도차는 증발기의 종류에 따라 적절한 온도차로 설계한다.

4.2 응축기

응축온도는 설치하고자하는 지역의 외기온도 및 부하계산 기준에 근거하여 설계함을 원칙으로 한다.

(1) 응축기의 방열면적

(4.2-1)

여기서

(2) 응축열량

(4.2-2)

4.3 증발기

증발기는 증발온도 및 부하계산 기준에 근거하여 증발기의 용량을 설계한다.

(1) 증발기의 증발면적 :

(4.3-1)

여기서

냉동냉장설비 KDS 31 40 15 :2021 건설 설계기준

4.4 고압 수액기

고압 수액기는 냉동장치를 장기간 정지 할 때와 증발기의 냉매를 회수 할 때 수용할 수 있는 용기이다. 냉동설비의 고압 수액기 용량 및 대수는 다음의 각항에 의한다.

(1) 수액기의 용량은 전충진량을 수용할 수 있는 용량으로 한다.

(2) 횡형에 있어선 셀의 길이가 셀 지름의 2∼4배, 입형에 있어선 셀 높이가 셀 지름의 1.5∼3배로 한다.

(3) 설치 스페이스의 제약을 받을 경우엔 2기 이상의 수액기로 분활 설치할 수 있다.

(4) 보조 수액기는 보수를 고려하여 적당한 장소에 설치한다.

4.5 저압 수액기

저압 수액기는 냉매액 펌프순환식 냉동설비에 사용되며, 각 증발기로 보내는 저온저압 냉매액을 보관하는 용기이다.

(1) 증발기로부터 미 증발액을 가스와 액으로 분리하는 기능을 한다.

(2) 저압 수액기는 저압저온의 냉매 액을 보관하기 위해서는 완벽한 방열방습이 필요하다.

(4) 셀의 높이가 확보 안 될 경우 셀 지름을 크게 하여 필요 내용적을 확보 하여야 한다.

(5) 각 증발기의 증발온도 차가 10℃이상 일때는 증발온도별로 구분하여 설치하는 것을 권장한다.

4.6 액 펌프

각 증발기로 보내는 저온저압 냉매액을 순환하기 위한 장비이다.

(1) 액 펌프는 1대 이상의 예비 펌프를 둔다

(2) 액 펌프의 형식과 회전수는 원칙적으로 아래의 표에 의한다.

표 4.6-1 액 펌프의 형식과 회전수

형식		사용회전수의 범위
원심식		1,100 ∼ 3,600
기어식	50A 이상	150 ∼ 350
	40A 이하	200 ∼ 600

(3) 액 펌프는 저압 수액기 제어 액면으로부터 1m 이상 밑에 설치하여 캐비테션이 일어나지 않도록 한다.

(4) 냉매순환량은 증발량에 냉장용 3~4배, 동결용은 8~10배이다.

4.7 냉각수 및 브라인 펌프

냉각수 펌프의 용량은 응축기 및 압축기의 실린더 헤드, 오일쿨러를 냉각하는 물 또는 브라인 순환량으로 계산한다.

(1) 냉각수펌프 및 브라인 펌프는 각각의 냉동시스템에 대해 2대 이상으로 하고 1대는 예비기로 한다.

(2) 냉각수 펌프용량 산정에 필요한 응축열량은 다음 식에 의하여 설계한다.

(4.7-1)

여기서

(4) 브라인 펌프의 선정브라인 펌프용량 산정에 필요한 증발열량은 다음식에 의하며, 브라인의 종류와 열물성치에 따라서 설계 및 선정한다.

(4.7-2)

여기서

4.8 송풍기

송풍기의 적용은 크게 입형 유니트 쿨러, 횡형 유니트쿨러, 세미 에어브라스트 관붕형, 동결실 교반형으로 나누며, 적합한 종류의 것을 적용한다. 원칙적으로 토출풍속은 에어브라스트는 3 ∼8m/sec, 세미 에어 브라스트는 1.5 ∼3m/sec를 기준으로 한다.

(1) 송풍기의 풍량송풍기의 풍량 설계는 다음 계산식으로 선정한다.

(4.8-1)

여기서

(2) 송풍기의 정압송풍기 흡출구에서 공기냉각기, 닥트, 토출구, 냉풍통과부분, 흡입구 등등의 마찰저항 손실을 Pa로 표시한다.일반적으로 송풍기의 정압은 아래를 참고한다.- 행거형 에어블러스트(Air-blast) : 300∼500 Pa- 세미에어블러스터(Semi-Air-blast) : 관붕길이 1 m에 대해 약 30 Pa- 유닛쿨러(Unit-cooler) : 250∼550 Pa

(3) 송풍기의 전동기 선정

(4.8-2)

여기서

전동기는 내한처리된 것을 사용한다. 유니트 쿨러 1기에 대해 송풍기는 2대 이상으로 한다. 케이싱내면과 날개의 클리어런스는 3mm 이상으로 하는 것과 팬 날개 접촉부분의 케이싱에 스페이스 히터를 온도에 맞는 것을 부착할 수도 있다. 초저온에 사용하는 송풍기는 내한처리를 하고 재질과 베어링의 윤활유는 온도에 맞는 것을 사용한다.

4.9 유분리기

4.9.1 암모니아 유 분리기의 선정

(1) 셀 내 냉매가스의 속도는 0.5 ∼1m/sec로 한다.

(2) 필요 단면적은 아래 산식으로 산출 한다.

(4.9-1)

여기서

냉동냉장설비 KDS 31 40 15 :2021 건설 설계기준

4.9.2 프레온용 유 분리기의 선정

(1) 원심분리식의 셀 내 가스 속도는 10∼20m/sec로 선정한다. 단 언로드 기구의 장치에 대해서는 상기의 큰 수치를 택하는 것이 바람직하다.

(2) 데미스터(Demister)식의 셀 내 가스속도는 다음 산식에 의한다.

(4.9-2)

여기서

4.10 액 분리기

(1) 액 분리기의 구조는 일반적으로 버블 플레이트(Bubble Plate) 식을 사용한다.

(2) 암모니아 액 분리기의 선정

① 셀 가스 속도는 0.5 ∼ 1 m/sec

② 소요단면적은 다음 산식에 의한다.

(4.10-1)

여기서

4.11 중간 냉각기

(1) 저단토출가스를 중간압력에 대응하는 포화온도에서 5~10℃ 높은 온도까지 냉각시킬 수 있어야 한다.

(2) 증발기로 보내는 냉매액의 냉각은 중간압력에 대응하는 포화온도에서 5~10℃ 낮은 온도까지 과냉각 시킬 수 있어야 한다.

(3) 중간냉각기에서 흡입되는 고단 흡입가스의 액분리 능력을 가져야 한다.

4.12 제상(Defrost) 장치

증발기의 제상은 일반적으로 핫 가스, 살수, 전기, 가열브라인 등으로 한다.

(1) 핫 가스 방식직접팽창식의 건식 및 반 만액식 증발기에 사용한다.

(2) 물 살수방식유니트 쿨러에 사용한다. 물의 온도가 15℃ 이하의 물의 경우에는 가열히터에 따라 약 20~30℃로 승온 한 온수를 증발기의 외 표면에 직접 살수한다. 제상 종료 후 냉각에 들어가기 전 압축공기로 살수 노즐과 증발기 사이를 건조시켜야 한다.

(3) 전기히트방식전기히터로 제상을 한다. 주로 소형증발기에 사용한다.

(4) 가열 브라인브라인식 냉각기에 사용한다. 브라인은 일반적으로 30~40℃로 가열한 것을 사용한다.

(5) 기타방식부동액 산포방식은 유니트 쿨러에 사용할 수 있다. 프로필렌리콜, 나이브라인 등을 증발기의 외표면에 살포한다. 부동액은 농축기로 농축하여 재 사용한다.

(6) 배수, 배수관, 배수드레인드레인 팬은 물이 넘치지 않도록 배수구를 설치하고 배수관은 동결의 우려가 있는 곳은 가열히터를 설치한다. 또 배수 드레인에도 결빙를 방지하여야 한다.

4.13 안전장치

(1) 이상냉매압력 때 압축기를 정지시키는 고압차단기를 설치한다.

(2) 유압 이상 시에 압축기를 정지하는 유압보호 장치를 구비한다.

(3) 안전변은 고압가스안전관리법규와 관련법규에 따라서 설치한다.

(4) 압축기 및 응축기, 수액기에는 안전장치 및 안전변의 분출가스가 인체 또는 시설물에 영향을 주지 않는 실내 또는 냉동설비의 저압부로 방출되는 배기관을 설치한다. 이 경우 배기관은 액봉되지 않게 유의하여 설치하여야 한다. 암모니아의 경우 방류둑과 적절한 중화장치를 설치하여야 한다.

(5) 안전장치는 누설시험 압력을 초과하지 않는 법위에서 조정하여야 한다.

 

자료출처 :국가건설기준센터(KCSC)

 

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