본 연구에서는 공장 단지 內에서 버려지고 있는 폐열을 회수하여 재사용함으로써 에너지 절감은 물론 최근 이슈화 되고 있는 이산화탄소 발생을 억제할 수 있는 방안에 관한 내용을 다루고 있다. 반도체 공장은 24시간 연중무휴로 운전하여 반도체를 생산하기 때문에 동절기를 포함하는 10월 ~ 5월의 냉방운전에서 발생되는 열을 폐열로 재사용하는 것이 필요하다. 냉동기 응축기에서 발생하는 열은 냉각탑에서 방출되어 버려지게 되므로 냉각탑의 환수(Return)배관에서 열을 회수하여 외조기의 2차 가열(Heating)부하로 사용할 수 있다. 특히 동절기 냉동부하는 생산장비의 발열과 클린룸에서 발생하는 건코일 부하에 사용되므로 연중 일정한 온도를 얻을 수 있는 장점이 있다.
연구의 기초자료는 2008년 동절기 외기 온도와 2008년 ~ 2009년 실제 냉동기 운전 엔탈피 데이터를 사용하였으며 폐열회수시스템을 적용하기전과 적용 후에 따른 냉동기의 운전 변화를 관측할 수 있다.
냉각탑에서 발생한 냉각수 폐열을 외조기 온수코일의 열원으로 사용하게 되면 이산화탄소의 절감효과를 가져오게 된다. 냉각탑 폐열을 이용한 개선안 적용시 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 이산화탄소 발생 감축에 도움이 될 수 있고, 또한 외조기 운영비 절감을 통해 경제적인 효과까지 얻을 수 있다. 일반적으로 온수를 만들기 위해서는 열교환기에 증기를 공급해야 하는데, 이 증기를 공급하기 위해 보일러가 필요하다. 외조기에 공급되는 온수의 필요 열원 중에서 냉각탑 냉각수의 폐열을 이용하여 보일러에 사용되는 LNG의 양을 감소시킴으로써, 외조기 운영비용을 절감시킬 수 있다.
본 연구에서는 냉각탑의 열원을 외조기에 적용했을 경우 발생하는 절감액에 대해 분석 및 평가하고자 한다.
반도체 공장 전체의 운영비를 살펴보면 연간 많은 금액은 동력비용이 소요된다. 냉각탑의 폐열회수 적용시 외조기 각 요소별로 살펴보면 부하가 가장 큰 예열코일에서 단위풍량 당 운영비가 가장 많이 감소됨을 알 수 있다. 냉각탑의 폐열회수시스템 적용을 통해 표준 외조기의 연간 운영비를 비교하여 사용할 수 있다.
본 연구에서 도출된 결과는 외조기 각 요소별로 단위 풍량 당 연간 운영비 및 이산화탄소 증감량을 알 수 있어 공장증설 가동전에 이산화탄소 발생량의 예측이나 연간운전비의 예측자료로 활용할 수 있다