Intercooler와 Aftercooler의 역할 및 설계 기준

Intercooler와 Aftercooler의 역할 및 설계 기준

압축 공정에서는 기체가 압축될 때 발생하는 온도 상승을 제어하기 위해 Intercooler와 Aftercooler를 사용한다. 이는 압축기 효율 향상, 장비 보호, 제품 품질 유지에 매우 중요한 역할을 한다.

본 글에서는 이 두 냉각기의 기능, 설치 위치, 설계 기준을 실무적으로 정리한다.

1. Intercooler란?

• 정의: 다단 압축기 사이에 설치되어 중간단에서 가열된 기체를 냉각하는 장치
• 목적: 다음 압축단의 압축 부담을 줄이고 압축 효율을 높임
• 냉각 방식: 일반적으로 Shell & Tube 타입, 수랭식

Intercooler 효과:

• PV=nRT에서 T↓ → V↑ → 압축동력 감소
• 단위 압축당 소요 에너지 절감
• 총 압축기 용량 축소 가능

2. Aftercooler란?

• 정의: 압축기 최종 배출 후 온도를 낮추는 장치
• 목적: 다운스트림 장비 보호, 수분 제거, 열부하 차단
• 냉각 방식: 수랭 또는 공랭식 모두 가능

Aftercooler 효과:

• 기체 온도 40~60°C 이하 유지 → 라인/밸브 손상 방지
• 응축기, 필터 등의 Downstream 성능 보장

3. 설계 기준

• 냉각수 조건: Inlet < 32°C, ΔT ≥ 10°C 확보
• 기체 접촉 시간: 충분한 Residence Time 필요
• 설비 재질: H₂S, CO₂ 포함 시 내산성 재질 사용

4. 설치 시 유의사항

• 압축기 진동이 냉각기 손상 유발 가능 → Expansion Joint 설치 권장
• 배출 가스 포화 시 Condensate Trap 설치 필요
• 스케일 축적 → 열교환 효율 저하 → 주기적 Tube Cleaning 필요

결론

Intercooler와 Aftercooler는 단순한 열교환기를 넘어, 압축기 전체 시스템의 안정성과 효율성을 결정짓는 필수 구성 요소다. 설계 단계에서 유체 특성과 압력조건에 맞는 냉각 방식 및 열교환 면적을 확보해야 하며, 정기적인 유지보수로 신뢰성 있는 운전을 지속해야 한다.