비첨두 냉수 저장 탱크: 시간대별 요금제가 어떻게 절감을 이끌어내는가
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비피크 냉수 저장 탱크: 시간대별 요금제가 절감을 이끄는 방법
비첨두 시간대 냉수 저장 탱크를 사용하면 시설이 저렴한 야간 전력으로 냉동기를 최대 출력으로 가동하고 저장된 냉기로 오후 피크 시간대를 감당할 수 있습니다. 절감 효과는 경부하와 피크 요금 간의 차이와, 요금 체계가 보상하는 경우 연결된 냉동기 용량을 줄이는 데서 발생합니다. 요금이 오르기 전에 충전이 완료되도록 저장 용량을 산정하고, 사용 가능한 용량은 이론적 수치의 70~90퍼센트로 간주하십시오. 투자 회수 기간은 용기 크기만이 아니라 요금 격차에 따라 결정됩니다.
냉각은 IT 부하 다음으로 전기 요금에서 가장 큰 부분을 차지하며, 이동할 수 있는 부분입니다. 냉기를 미리 만들어 저장해 두면 열이 발생하는 시점에 정확히 냉동기를 가동할 필요가 없습니다. 이것이 냉수 저장을 기반으로 한 열 배터리 데이터 센터 구성의 기본 원리이며, 전력 요금이 시간대별로 책정되는 경우에만 경제성이 있습니다.
요금제는 케이스의 존재 여부를 결정한다. 정액 상업용 요금제는 저장할 이유를 거의 주지 않는다. 새벽 3시와 저녁 6시의 비용이 같기 때문이다. 경부하와 최대부하 사이의 격차가 큰 시간대별 요금제는 저장을 단순한 차익 거래로 만들어 주며, 수요 전력 요금이 적용되는 경우에는 에너지보다 최대 수요가 더 중요하다. 어느 쪽이든 답은 같다: 저렴한 시간대에 냉방을 생산하고 탱크가 비싼 시간대를 감당하게 하는 것이다. 이어지는 내용에서는 요금제 읽기, 충·방전 스케줄, 계산 예시, 그리고 이동할 수 있는 부하의 한계를 다룬다.
무엇이든 용량을 산정하기 전에 요금표를 읽어보십시오
대부분의 전력 공급 계약에는 세 가지 요금이 부과되며, 각각은 저장 방식에 따라 다르게 반응합니다.
요금 | 측정 항목 | 저장의 영향 |
에너지 요금 | 각 기간의 킬로와트시 | 부하가 계곡 시간대로 이동하면 감소합니다 |
수요 요금 | 청구 기간 중 최고 지속 킬로와트 | 축열조가 냉동기 피크를 잘라내면 감소합니다 |
무효 전력 또는 역률 요금 | 피크 시 kVA 또는 역률 | 냉방 축열의 영향을 받지 않음 |
밸리 창은 보통 밤새와 주말에 해당하며, 피크는 보통 여름철 늦은 오후를 포괄합니다. 이 차익이 탱크 비용을 지불하는 원천이며, 공개된 평균이 아니라 공급 계약에서 나와야 합니다. 래칫 조항은 대기 수요를 최고 월간 피크의 일부 비율로 청구할 수 있어 클리핑의 가치를 바꾸며, 일부 요금제는 특정 날짜에만 더 높은 요율을 적용하므로 연간 평균보다 여름 주간 분석이 더 안전합니다.
충전 및 방전 일정 수립
운영 패턴은 어디서나 동일하며, 숫자만 다를 뿐입니다.
1. 충전 구간. 요금이 낮은 동안 칠러는 최대 부하 또는 그에 가까운 수준으로 가동되어 5~7°C의 냉수를 저장조에 공급합니다. 플랜트 출력이 부하를 초과하는데, 그 일부가 열 질량으로 들어가기 때문입니다.
2. 저장 단계. 저렴한 구간이 끝나면 칠러는 출력을 줄이거나 정지하며, 몇 시간 동안의 상시 손실은 1도 미만입니다.
3. 방출 단계. 냉기가 부하로 빠져나가고, 환수 온도는 12°C 이상으로 상승하며, 저장조는 잔류 수준에 도달할 때까지 실내에 냉기를 공급합니다.
4. 재충전. 다음 계곡 구간에서 피크 전에 저장조를 재충전하며, 이것이 일일 충전 요구량을 결정합니다.
용량 산정을 좌우하는 두 가지 숫자가 있습니다. 사용 가능한 에너지는 입방미터당 켈빈당 약 1.163kWh이므로, 6°C에서 13°C로 dT가 더 넓으면 용기를 더 크게 하지 않고도 더 좁은 루프보다 더 많은 냉기를 저장할 수 있습니다. 사용 가능한 용량은 성층화와 디퓨저 혼합을 감안하면 이론값의 70~90%에 불과합니다.
절감액 계산 예시
평균 냉방 부하 2,000kW, 경부하 요금 40, 최대부하 요금 120 통화 단위/MWh, 최고 15분 킬로와트 기준 수요 요금을 가정합니다.
기간 | 시간 | 플랜트 동작 | 요금 구간 |
경부하, 23:00~07:00 | 8 | 칠러 최대 출력, 축열조 충전 | 낮음 |
오전 중간부하 | 4 | 칠러 부하추종 운전 | 중간 |
최대부하, 11:00~17:00 | 6 | 칠러 정지 또는 출력 제한, 축열조 방출 | 높음 |
저녁 중간부하 | 5 | 플랜트가 축열조에서 부하로 전환 | 중간 |
5. 일일 냉방 에너지는 23시간 동안 2,000kW, 즉 46,000kWh입니다.
6. 그 중 일부를 계곡 시간대에 저장조에 충전하면 칠러 효율에 따라 약 3,500~4,500kWh의 전력 입력이 추가됩니다.
7. 이동된 물량은 피크 요금에서 계곡 요금으로 옮겨집니다. 메가와트시당 80단위의 차이가 있을 때, 10,000kWh를 이동하면 하루에 800단위를 절약합니다.
8. 저장조가 플랜트 피크를 400kW만큼 줄이면, 해당 월의 수요 요금이 그만큼 감소하며, 이는 종종 에너지 절감액과 비슷합니다.
9. 7K의 사용 가능한 dT와 0.8의 사용 가능 비율에서 10,000kWh에 필요한 용량은 10,000 / (1.163 x 7 x 0.8) = 1,529m3입니다.
이러한 일일 수치는 1년 동안 누적되며, 여름 한 주에 대해 동일한 계산을 하면 재무 위원회에 제시할 수 있는 숫자가 나옵니다. 결과는 탱크 비용이 아니라 요금 차이와 피크 시간에 따라 달라집니다.
비첨두 시간대 냉수 저장 탱크를 제한하는 요소
저장은 설비 규모를 제거하는 것이 아니라 변경하며, 다섯 가지 상한이 적용됩니다.
10. 공간 및 구조 하중. 해당 규모의 저장조는 단열, 접근, 슬래브 하중을 포함하면 수용량의 몇 배에 달하는 면적을 차지합니다.
11. 칠러 운전 시간. 야간 연속 운전은 정비 주기를 단축시킵니다.
12. 부분 부하 효율. 일일 변동 폭이 큰 경우에 맞춰 설계된 설비는 일부 시간을 저부하에서 보내므로, 피크 감소는 공짜가 아닙니다.
13. 충전 시간 창. 충전은 요금이 상승하기 전에 완료되어야 하며, 시간 창이 충전 시간보다 짧으면 조건이 성립하지 않습니다.
14. 고장 예비. 요금제 전환만을 위해 사용되는 탱크는 칠러가 정지했을 때 남은 냉열이 없으므로, 대부분의 설계는 해당 상황을 위해 잔류 층을 유지합니다.
마지막 항목은 종종 협상의 쟁점이 됩니다. 순전히 요금제를 위해 설계된 탱크는 칠러 고장까지 커버하는 탱크보다 작을 수 있습니다.
기술 사양
항목 | 일반적인 값 또는 옵션 | 참고 |
사용 가능한 dT | 6~13°C, 더 좁은 루프에서는 5~7°C | dT가 넓을수록 필요한 용량이 줄어듭니다 |
사용 가능 비율 | 70~90퍼센트 | 성층화 및 혼합을 고려합니다 |
충전 설정값 | 냉수 5~7°C | 일반적인 플랜트 출력과 일치합니다 |
단열 | 알루미늄 또는 컬러강 클래딩이 있는 미네랄울 | 저장 중 상시 손실을 제한합니다 |
탱크 압력 등급 | 대기압 또는 가압 | 벽 두께 및 노즐 설계 설정 |
프로젝트 사례
물 및 폐수 분야에서 당사가 납품한 참조 프로젝트에는 대규모 음용수 저장 시설이 포함되어 있지만, 데이터센터 TES 범위는 동일한 기준에 따라 설계됩니다. 관련 참조 사례 중 하나는 나미비아의 음용수 설치 시설입니다.
항목 | 세부 정보 |
프로젝트 | 나미비아 — 식수 저장 |
제품 | 01 GFS, 유리 융착 강재 볼트 결합 탱크 |
용량 | 4개 탱크에 걸쳐 총 44,900 m3 |
치수 | phi 41.26 m x 8.4 m, 4기 |
완료 | 2022-09 |
해당 선박 유형은 축열조가 필요로 하는 평면 면적과 저온층 형상을 제공하며, 오프피크 냉수 저장 탱크는 냉기를 이동시키기보다 수명 대부분 동안 냉기를 보관합니다.
Center Enamel 엔지니어링 역량
센터 에나멜(스자좡 정중과기유한공사)은 2008년부터 볼트 체결식 저장 탱크를 설계 및 제작해 왔습니다. 중국 최초의 유리 융착 강판(GFS) 탱크 제조업체로서, 이 회사는 약 200개의 에나멜 관련 특허를 보유하고 있으며, 연간 약 300,000장의 에나멜 코팅 강판을 생산하고, 30,000개 이상의 설치 프로젝트를 완료했으며, 100개 이상의 국가에 탱크를 공급하고 있습니다. 생산 능력을 높이기 위해 새로운 150,000 m² 생산 기지가 추가되었으며, 단일 탱크는 최대 60,000 m³까지 공급됩니다. 제조는 ISO 9001 및 ISO 45001에 따라 운영되며, 제품 인증으로는 NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE(EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI 및 EUROCODE가 있고, 설계는 적용이 요구되는 경우 AWWA D103-09, AWWA C550 및 NFPA를 참조합니다.
충전 윈도우 용량
· 오프피크 충전은 추가 냉동기 가동 시간과 상시 손실을 상쇄할 만큼 요금 격차가 클 때만 이득이 되므로, 탱크 용량은 냉방 부하만큼이나 요금 구조에 따라 결정됩니다.
· 더 큰 저장조를 사용하면 칠러가 저렴한 시간대에 사이클링 대신 최대 출력으로 가동될 수 있으며, 이것이 절감을 만들어내는 운영 패턴입니다.
· 최대 60,000m³의 단일 탱크로 구성된 당사의 용량 범위와 나미비아 44,900m³ 프로젝트와 같은 납품 실적은 전체 교대 근무 시간을 한 번에 충전할 수 있는 여유입니다.
자주 묻는 질문
Q1: 정액 요금제에서도 저장 설비를 구축할 가치가 있나요?
A1: 에너지 요금만으로는 드뭅니다. 일반적으로 수요 요금이나 줄일 수 있는 피크가 필요한 경우가 많으므로, 헤드라인 단가보다 공급 계약을 먼저 확인해야 합니다.
Q2: 일반적인 축열 시간은 몇 시간인가요?
A2: 일반적인 범위는 최대 냉방 부하 기준 2시간에서 8시간입니다. 이 수치는 피크 지속 시간과 플랜트가 축열조에 얼마나 많은 피크를 남기는지에 따라 결정됩니다.
Q3: 축열조가 필요한 칠러 용량을 줄여주나요?
A3: 수요가 시설별로 계량되고 충전 시간대가 이를 뒷받침하는 경우에는 가능합니다. 수요가 사이트 전체에 대해 청구되는 경우에는 칠러가 여전히 최대 용량을 필요로 할 수 있습니다.
Q4: 칠러가 밤새 가동될 때 효율은 어떻게 되나요?
A4: 정상 만부하 상태의 칠러는 효율적이지만, 부분 부하 시간과 펌핑 에너지도 계산에 포함해야 합니다. 그렇지 않으면 절감 효과가 과대평가됩니다.
Q5: 하나의 탱크로 요금 차등 대응과 고장 대비 예비를 모두 수행할 수 있습니까?
A5: 네. 대부분의 설계에서는 칠러 트립에 대비해 저수위 경보 위에 잔류층을 유지하고, 나머지는 요금 일정에 따라 채웁니다.
Q6: 사용하지 않을 때 냉열 저장소는 얼마나 오래 냉기를 유지합니까?
A6: 미네랄울 단열재와 손상되지 않은 외장이 있으면 대기 중인 저장소는 시간당 1도 미만의 온도 손실이 발생하므로 일일 사이클 운영이 실용적입니다.
심야 시간대의 냉수 저장 탱크는 심야와 피크 전력 가격 차이가 클 때 투자비를 회수할 수 있으며, 수요 전력 요금이 플랜트 피크를 낮춰줄 때 회수 속도가 더 빨라집니다. 방법은 간단합니다. 에너지를 저렴한 시간대로 이동시키고, 사용 가능한 dT와 성층화로 인한 감소율을 기준으로 용량을 산정하며, 요금이 바뀌기 전에 충전이 완료되는지 확인하는 것입니다. 계절별로 수치를 다시 계산해야 합니다. 겨울과 여름 사이에 가격 차이가 달라지기 때문입니다. 설계 회의에 가져갈 가치가 있는 결과는 세 가지 수치입니다. 필요한 세제곱미터, 요금 구조가 지원하는 이동 시간, 그리고 현재 가격 기준의 연간 절감액입니다.
엔지니어와 상담하세요
경부하, 중간부하, 최대부하 시간대가 포함된 요금 일정과 냉방 부하 곡선, 그리고 수요 요금 적용 여부를 보내주세요. 필요한 용량, 이전 가능 시간, 연간 절감액 계산, 충전 시간대에 맞춘 사양을 회신해 드립니다.
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