Energy Saving Analysis Tool 사용자 매뉴얼

각 분석 모듈의 목적과 사용 방법을 한눈에 확인하세요.

1. 소개

본 문서는 Energy Saving Analysis Tool의 각 기능에 대한 상세한 사용법을 안내하는 공식 매뉴얼입니다.

이 도구는 현장의 열교환기 및 관련 설비의 에너지 효율을 정량적으로 분석하고, 화학 세정(Cleaning) 또는 운전 조건 개선을 통해 달성할 수 있는 에너지 절감 효과와 경제적 이익(ROI)을 사전에 예측하기 위해 개발되었습니다. 또한, 실제 세정 작업에 필요한 약품의 양을 산출하기 위한 설비의 내부 체적(Volume)을 정확하게 계산하는 기능을 제공합니다.

본 매뉴얼을 통해 각 분석 모듈의 계산 목적을 이해하고, 정확한 사용법을 숙지하여 현장 분석에 효과적으로 활용하시기 바랍니다.

2. 목차

  1. 1. 소개
  2. 2. 목차
  3. 3. 분석 모듈 1: 에너지 손실 비용 분석
  4. 3.1. 계산 목적
  5. 3.2. 사용 방법
  6. 4. 분석 모듈 2: 운전 온도 개선 분석
  7. 4.1. 계산 목적
  8. 4.2. 사용 방법
  9. 5. 분석 모듈 3: 유량 변화 분석
  10. 5.1. 계산 목적
  11. 5.2. 사용 방법
  12. 6. 분석 모듈 4: 쉘&튜브 Volume 계산
  13. 6.1. 계산 목적
  14. 6.2. 사용 방법 (AI 도면 분석)
  15. 6.3. 사용 방법 (수동 입력)
  16. 7. 분석 모듈 5: 판형 열교환기 Volume 계산
  17. 7.1. 계산 목적
  18. 7.2. 사용 방법
  19. 8. 공통 기능: 보고서 출력

3. 분석 모듈 1: 에너지 손실 비용 분석

3.1. 계산 목적

열교환기는 운전 시간이 지남에 따라 내부(튜브, 쉘 등)에 스케일이나 오염물질이 쌓여 열전달 효율이 저하됩니다. 이로 인해 원하는 온도를 얻기 위해 더 많은 에너지를 소비하게 되며, 이는 곧 비용 손실로 직결됩니다. 본 모듈은 현재 열교환기의 효율 저하로 인해 발생하고 있는 연간 에너지 손실 비용을 계산하고, 화학 세정을 통해 효율을 복원했을 때 기대되는 연간 비용 절감액과 투자수익률(ROI)을 정량적으로 분석합니다.

3.2. 사용 방법

계산 방식 선택: 두 가지 방식 중 현장 데이터 취득이 용이한 방식을 선택합니다.

  • 효율 저하율 기준: 설비의 설계 용량(kcal/h) 대비 현재 효율 저하율(%)을 알고 있을 때 사용합니다.
    • 열교환기 용량: 설비의 설계 용량(kcal/h)을 입력합니다.
    • 세정 전 효율 저하율: 현재의 효율 저하율(%)을 입력합니다. (예: 20%)
    • 세정 후 효율 저하율: 세정 후 기대되는 효율 저하율(%)을 입력합니다. (예: 0% 또는 5%)
  • 열전달계수(U-value) 기준: U-value(총괄 열전달계수) 값을 기준으로 계산합니다.
    • 세정 전 U-value (W/m²K): 현재 운전 데이터로 계산된 U-value를 입력합니다.
    • 세정 후 U-value (W/m²K): 설계 기준 또는 세정 후 기대되는 U-value를 입력합니다.
    • 열교환 면적 (m²): 설비의 열교환 면적을 입력합니다.
    • 보조 기능:
      • LMTD 자동 계산: U-value 계산에 필요한 LMTD(대수평균온도차) 값을 운전 온도 입력만으로 자동 계산합니다. 세정 전/후의 Hot Side 및 Cold Side 입/출구 온도를 입력하면 LMTD 값이 하단에 표시됩니다.
      • U-value/면적 추정 버튼: ? 버튼을 눌러 면적(A) 또는 U-value 값을 역산하는 보조 계산기를 사용할 수 있습니다.

공통 입력 정보:

  • 연간 가동 시간 (h/year): 설비의 연간 가동 시간을 입력합니다.
  • 에너지원, 기준 년도, 에너지 단가: 분석 기준에 맞는 에너지 정보를 입력합니다.
  • 화학 세정 비용 (원): 화학 세정에 소요되는 총비용을 입력합니다.

계산 및 결과 확인:

  • 계산하기 버튼을 클릭합니다.
  • 연간 비용 절감액, 투자 회수 기간, ROI 등 경제성 분석 결과를 확인합니다.
  • 환경 개선 효과와 연간 에너지 절감량을 함께 확인할 수 있습니다.

4. 분석 모듈 2: 운전 온도 개선 분석

4.1. 계산 목적

화학 세정 또는 운전 조건 개선으로 인해 열교환기의 온도 차(ΔT)가 개선되면 동일한 유량 대비 더 높은 열전달이 가능해집니다. 본 모듈은 세정 전후의 온도 데이터를 비교하여 연간 에너지 절감량, 비용 절감액, 투자 회수 기간 등을 계산합니다.

4.2. 사용 방법

공통 정보 입력:

  • 유량 (m³/h): 대상 설비의 운전 유량을 입력합니다.
  • 연간 가동 시간 (h/year): 설비의 연간 가동 시간을 입력합니다.
  • 개선 비용: 세정 또는 개선에 소요되는 총비용을 입력합니다.
  • 에너지원, 기준 년도, 에너지 단가: 분석 기준에 맞는 에너지 정보를 입력합니다.

계산 방식 선택: ΔT 방식 또는 ΔP 방식 중 선택합니다.

  • ΔT 방식: 세정 전/후의 유체 온도 데이터를 입력하여 열량 개선 효과를 계산합니다.
  • ΔP 방식: 세정 전/후의 압력 손실 데이터를 입력하여 펌프 동력 절감 효과를 계산합니다.

계산 및 결과 확인:

  • 계산하기 버튼을 클릭합니다.
  • 연간 비용 절감액, ROI, 투자 회수 기간과 함께 온도 개선에 따른 열량 또는 동력 절감량을 확인합니다.
  • 환경 개선 효과(연간 CO₂ 감소량 등)를 함께 제공합니다.

5. 분석 모듈 3: 유량 변화 분석

5.1. 계산 목적

설비 내부에 스케일이 누적되면 유로가 좁아져 유체 저항이 커집니다. 이로 인해 동일한 유량을 유지하기 위해 펌프는 더 많은 일을 하게 되어 밸브 개방률과 전력 소비가 증가합니다. 본 모듈은 화학 세정을 통해 유로를 확보했을 때 기대되는 연간 동력 비용 절감액을 계산합니다.

5.2. 사용 방법

공통 정보 입력:

  • 펌프 정격 동력 (kW): 대상 펌프의 정격 동력을 입력합니다.
  • 연간 가동 시간 (h/year): 설비의 연간 가동 시간을 입력합니다.
  • 전력 단가: 분석 기준에 맞는 전력 단가를 입력합니다.
  • 화학 세정 비용: 1회 세정 작업에 소요되는 총비용을 입력합니다.

세정 전/후 데이터 입력:

  • 운전 유량 (m³/h), 밸브 개방률 (%): 세정 전과 세정 후의 운전 조건을 각각 입력합니다.

계산 및 결과 확인:

  • 효과 분석하기 버튼을 클릭합니다.
  • 연간 동력 절감액, 투자 회수 기간, ROI 등을 확인합니다.
  • 연간 CO₂ 감소량과 유량 개선율 지표가 함께 제공됩니다.

6. 분석 모듈 4: 쉘&튜브 Volume 계산

6.1. 계산 목적

쉘&튜브(Shell & Tube) 타입 열교환기의 화학 세정 작업을 위해서는 설비 내부에 채워질 물 또는 약품의 정확한 부피(Volume)를 알아야 합니다. 본 모듈은 설비의 각 구성 요소(Tube, Channel, Shell, 배관)의 치수를 입력받아 Tube Side와 Shell Side 각각의 내부 유체 체적을 리터(Liters) 단위로 계산합니다.

6.2. 사용 방법 (AI 도면 분석)

도면 파일이 있는 경우 AI 분석을 통해 치수 입력을 자동화할 수 있습니다.

  1. 도면 파일 불러오기 버튼을 클릭하여 설비 도면 이미지 파일을 업로드합니다.
  2. "AI가 도면을 분석 중입니다..." 메시지와 함께 잠시 대기합니다.
  3. AI 분석 결과 검토 팝업창이 나타납니다.
  4. (필수) AI가 추출한 값을 확인하고 수정합니다. AI는 도면의 문자나 숫자를 잘못 인식할 수 있으므로, 사용자가 직접 Tube, Channel, Shell의 외경, 내경, 길이, 개수값을 검토하고 정확한 값으로 수정해야 합니다.
  5. 적용하기 버튼을 누르면 팝업창의 수정된 값이 메인 계산 폼에 자동으로 입력됩니다.
  6. 이후 6.3. 사용 방법(수동 입력) 5번 단계부터 진행하여 배관 정보를 입력하고 최종 결과를 확인합니다.

6.3. 사용 방법 (수동 입력)

모든 값은 밀리미터(mm) 단위로 입력합니다. 값 입력 시 결과가 실시간으로 반영됩니다.

  1. A. Tube 부피 계산:
    • Tube 외경 (OD), Tube 내경 (ID): 내경(ID) 값을 알 경우 ID를, 모를 경우 OD를 입력합니다. (ID 우선 적용)
    • Tube 길이, Tube 개수: Tube 1개의 길이와 총 개수를 입력합니다.
  2. B. Channel(Water Box) 부피 계산:
    • Channel 개수: 설비 양단의 Channel 개수(1개 또는 2개)를 선택합니다.
    • Channel 1, 2: 각 Channel의 외경(OD) 또는 내경(ID), 길이를 입력합니다. (ID 우선 적용)
  3. C. Shell Side 계산:
    • Shell 외경 (OD), Shell 내경 (ID), Shell 길이: Shell의 치수를 입력합니다. (ID 우선 적용)
    • 참고: Shell 내부 부피에서 Tube가 차지하는 부피는 자동으로 차감되어 Net Shell Volume이 계산됩니다.
  4. D. 배관 Volume 계산:
    • Tube Side 배관: Tube 측에 연결된 배관의 내경과 총 길이를 입력합니다.
    • Shell Side 배관: Shell 측에 연결된 배관의 내경과 총 길이를 입력합니다.
  5. 결과 확인:
    • 모든 값은 실시간으로 우측의 계산 결과 요약에 합산됩니다.
    • 최종 Volume (배관 포함) 섹션에서 총 Tube Side Volume 총 Shell Side Volume을 확인합니다.
    • 상세 계산 공식 보기 버튼을 클릭하면 각 항목의 상세 계산식이 표시됩니다.

7. 분석 모듈 5: 판형 열교환기 Volume 계산

7.1. 계산 목적

판형(Plate) 열교환기의 세정 작업에 필요한 약품량을 산출하기 위해 복잡한 내부 Plate 사이의 실제 유체 체적을 계산합니다.

7.2. 사용 방법

판형 열교환기 정보 입력:

  • 판 너비 (Width, mm), 판 높이 (Height, mm)
  • Nozzle 지름 (mm): 유체가 드나드는 포트의 지름을 입력합니다.
  • 총 판 개수 (Plates): 설비를 구성하는 총 Plate 매수를 입력합니다.
  • 판 두께 (Thickness, mm): Plate 1장의 두께를 선택합니다.

결과 확인:

  • 값은 입력 즉시 실시간으로 계산되어 계산 결과에 표시됩니다.
  • 추천 모델: 입력된 치수와 가장 근사한 표준 Plate 모델을 추천합니다.
  • 최종 유체 Volume: 계산된 실제 유체 부피(Liters)를 확인합니다.
  • 계산하기 버튼을 클릭하면 상세 계산 과정과 공식이 표시됩니다.

8. 공통 기능: 보고서 출력

모든 분석 모듈에는 결과를 외부로 공유하기 위한 보고서 기능이 제공됩니다.

  • 보고서 출력하기: 결과가 산출된 상태에서 보고서 버튼을 클릭하면 입력값과 결과값이 정리된 보고서 팝업이 열립니다.
  • 보고서 인쇄: 팝업 내 보고서 인쇄 버튼을 누르면 브라우저 인쇄 기능이 실행됩니다.
  • 보고서 저장 (.txt): 팝업 내 보고서 저장 버튼을 누르면 텍스트 파일(.txt)로 다운로드됩니다.