는 기관실 내의 온도 및 압력 값에 따라 팬의 운전대수와 속도를 조절 ERFCS
하는 시스템이다 기관실에 밀집 배치된 각종 기기들에서 발생하는 열과 소음. 및 오염물질 그리고 기관실 내부의 높은 압력 때문에 근무자들은 장시간 근무 에 상당히 어려움을 호소하고 있다 특히 선박의 기관실내외 차압이. ISO 규정 에서 50[Pa 이하를 권장하는 실정이므로 이에 상응하는 선박의 설계의 필요성] 이 대두되고 있다[15]. 기존의 기관실 팬 시스템은 기관실의 팬 속도 제어가 불 가능하였으므로 항상 필요한 공기량보다 더 많은 공기량을 공급하여 필요한 에 너지보다 더 많은 에너지를 소비하였다 또한 규정보다 높은 기관실 압력을 형. 성함으로써 근무자들의 근무환경에 영향을 주었다 이러한 문제점을 해결하기. 위해 기관실 팬 제어 시스템이 필요하며 팬 속도제어 및 비상시의 댐퍼 제어를 포함하여 기관실 팬 제어 시스템을 구성한다.
Fig. 4.2 Engine room fan control system
그림 4.2와 같은 기관실 팬 제어 시스템에서 기관실 팬의 회전속도는 기관실 에 필요한 공기유량에 따라 제어되며 필요 유량은 기관실 압력과 외부 대기압 의 차압으로 변환될 수 있다 팬 유량을 제어하는 방법에는 댐퍼를 통해 유로. 의 저항을 제어하거나 가변익의 각도 제어 인버터를 통한 속도제어가 있다 그, . 중 인버터를 이용한 속도제어를 통해 에너지를 효과적으로 절약할 수 있다.
4.2.2 기관실 팬 제어 알고리즘
기관실은 온도는 0~45[ ]℃ 사이 기압은, 100[kPa 이상 상대습도는] , 60[%] 이 상이 되어야 한다 통상 선박에서는 기관실 기압과 외부 대기압의 차압을 양압. 으로 유지하도록 하여 안전성을 확보한다 온도 값은 기관실에서 온도가 가장. 높은 곳에 온도센서를 설치하여 기관실 온도의 최고값을 측정한다. 압력은 를 설치하여 기관실 내부 압력과 대기압 DPT(Differential Pressure Transmitter)
의 차압을 측정한다 측정된 온도 및 압력 값을 바탕으로 구성된. ERFCS 알고 리즘은 그림 4.3과 같다.
Fig. 4.3 ERFCS algorithm
알고리즘은 대의 팬이 설치된 선박을 기준으로 한다 초기 기동 시
ERFCS 4 .
번 및 번 팬을 의 회전속도로 제어하고 번 및 번 팬은 정지 상태이
1 2 50[%] 3 4
다 다음으로 실시간마다 온도 센서 및 차압 센서를 이용하여 기관실 온도 청. , 정기실 온도 기관실 차압을 측정하여 제어 동작을 수행하게 된다, .
기관실 온도 및 청정기실 온도는 정상온도 범위를 45[ ]℃ 이하라고 가정하며 이 범위를 벗어날 시 온도 제어 알고리즘이 실행된다 온도 범위가 정상이면, . 차압을 확인한다 정상 차압 범위는. 20[Pa 이상] , 40[Pa 이하로 설정한다 기] . 관실 차압이 설정 범위 내에 있으면 기관실에 적절한 공기가 공급된다고 판단 하며 제어를 하지 않는다 기관실 차압이. 20[Pa 보다 낮을 시 기관실에서 공] , 기 유량이 부족하다고 판단하며 송풍량 상승 알고리즘을 실행한다 기관실 차. 압이 40[Pa 보다 높을 시 기관실 공기 유량이 과다하다고 판단하며 송풍량] , 감소 알고리즘을 실행한다.
기관실 온도가 45[ ]℃ 이상일 경우 그림 4.4의 기관실 온도 제어 알고리즘으 로 이행한다 모든 팬을 최대회전속도로 운전하며. 40[ ]℃ 미만이 되었을 경우 알고리즘을 종료하고 ERFCS 알고리즘으로 돌아간다 기관실 온도가 높을 시. , 선박의 기기에 중대한 문제를 발생시킬 수 있으므로 일정 온도 이상에서 팬을 최대회전속도로 제어하여 문제가 발생하지 않도록 제어한다.
Fig. 4.4 Engine room temperature control algorithm
기관실 온도 이외에 일반적으로 선박에서 온도가 가장 높은 청정기실의 온도 를 추가적으로 제어한다 청정기실 온도가. 45[ ]℃ 이상일 경우 그림 4.5의 청정
기실 온도 제어 알고리즘으로 이행한다 청정기실을 담당하는 팬 번 팬 을 최. (1 ) 대로 운전하며 나머지 팬은 회전속도를 유지한다 청정기실 온도가. 40[ ]℃ 미만 이 되었을 경우 알고리즘을 종료하고 ERFCS 알고리즘으로 돌아간다 청정기실. 온도 제어 중 기관실 온도가 45[ ]℃ 이상이 될 경우 기관실 온도 제어 알고리 즘으로 이행하며 모든 팬을 최대회전속도로 제어한다.
Fig. 4.5 Purifier room temperature control algorithm
온도가 정상상태라면 기관실에 필요한 송풍량은 기관실 차압으로 확인할 수 있다 따라서 기관실 차압에 따라 팬 회전속도 및 운전대수를 조절한다 기관실. . 차압은 ISO 규정에 따라 50[Pa 이하로 제어하나 송풍량이 많을 때보다 송풍량] 이 부족할 경우 기기에 좋지 않은 영향을 줄 수 있기 때문에 송풍량 상승 알고 리즘을 먼저 실행한다 송풍량 상승 알고리즘은 먼저 모든 작동중인 팬의 회전. 속도를 속도가 가장 높은 팬과 동기화시킨다 다음으로. 3번 팬의 작동 여부를 판단한다 작동 중으로 판단되면. , 4번 팬의 작동 여부를 판단한다. 4번 팬도 작 동중일 경우 모든 팬의 속도를 상승시킨다. 4번 팬이 작동 중이 아닐 경우 번1 , 번 번 팬이 최대 속도로 작동 중인지 판단한다 번 번 번 팬이 최대 속
2 , 3 . 1 , 2 , 3
도로 작동중일 경우 송풍량을 상승시키기 위해 번 팬을 작동시키며 모든 팬의4 회전속도를 75[%]로 동작시킨다. 1 , 2 , 3번 번 번 팬이 최대 속도로 작동중이 아 닐 경우 작동 중인 팬의 속도를 상승시킨다. 3번 팬이 작동 중이 아닐 경우 1 번과 2번 팬이 최대 속도로 작동 중인지 판단한다. 1번과 2번 팬이 최대 속도 로 작동중일 경우 송풍량을 상승시키기 위해 번 팬을 작동시키며3 1 , 2 , 3번 번
번 팬의 회전속도를 66[%]로 동작시킨다. 1번과 2번 팬이 최대 속도로 작동중 이 아닐 경우 작동 중인 팬의 속도를 상승시킨다 압력은 유량에 비례하므로. 팬 대의 유량이2 200[%]면 대가 작동될 때 유량이 비슷해야 한다 따라서 대3 . 3 가 작동되면 각 팬이 66[%]로 작동하며 팬 대의 유량이3 300[%]면 팬 대가 작4 동할 때 각 팬이 75[%]의 속도로 운전된다 그림. 4.6은 송풍량 상승 알고리즘이 다.
Fig. 4.6 Blowing air increasing algorithm
송풍량 감소 알고리즘을 설명하면 다음과 같다 먼저 작동중인 모든 팬의 속. 도를 속도가 가장 높은 팬과 동기화시킨다 다음으로 번 팬의 작동 여부를 판. 4 단한다 작동 중으로 판단되면 모든 팬의 회전속도가. , 75[%] 미만인지 판단한
다 회전속도가. 75[%]미만이면 송풍량 감소를 위해, 4번 팬을 정지시키며 1 ,번 번 번 팬의 속도를 최대로 작동시킨다 회전속도가 이상이면 모든 팬
2 , 3 . 75[%]
의 회전속도를 감소시킨다. 4번 팬이 작동 중이 아닐 경우 번 팬의 작동 여부3 를 판단한다. 3번 팬이 작동 중 일 경우 번1 , 2 , 3번 번 팬이 회전속도 66[%] 미 만으로 작동 중인지 판단한다. 66[%] 미만일 경우, 3번 팬을 정지 시키며 번과1 번 팬의 속도를 최대로 작동시킨다 회전속도가 이상이면 작동중인 팬
2 . 66[%]
의 회전속도를 감소시킨다. 3번 팬이 작동 중이 아닐 경우 1번과 2번 팬이 최 소회전속도 미만로 작동 중인지 판단한다 최소회전속도 미만이면 회전속도를. 변화시키지 않는다 최소회전속도 이상이면 작동중인 팬의 회전속도를 감소시. 킨다 팬 운전대수 감소회전속도는 송풍량 상승 알고리즘에서 설명한 바와 유. 사하게 팬 유량에 따라 설정되었다 그림. 4.7은 송풍량 감소 알고리즘이다.
Fig. 4.7 Blowing air decreasing algorithm
축류 팬은 특성상 일정 속도 이하로 회전속도를 제어할 경우 팬 효율이 낮아 지게 된다 또한 속도가 매우 낮을 경우 팬 동작이 불안정한 서징현상이 발생. 할 수 있다 이러한 점들을 고려하여 ERFCS 알고리즘에서는 팬의 안정성을 위 해 팬의 회전속도를 50[%] 이하로 제어하지 않도록 한다 즉 대가. 2 50[%]로 유 량을 공급함으로 알고리즘 상에서 팬 1대의 유량은 반드시 기관실로 공급 된 다. 1번과 번 팬은 주기관 및 청정기실 등의 주요 부하의 냉각과 유량 공급을2 담당하기 때문에 항상 운전되도록 제어한다.