| 논문명 |
제로에너지 솔라하우스의 냉난방 설비 설계 및 성능분석 / A Performance Analysis and a Design of the Heating and Cooling System for the KIER Zero Energy Solar House / 8-A 특별세션: 에너지자립형 제로에너지 주택시스템 |
| 수록사항 |
대한설비공학회 하계학술발표회 논문집 (2005-06) |
| 주제어 |
Solar heating system ; 태양열 시스템 ; Water source heat pump ; 태양열원식 히트펌프 ; Low energy house ; 로우에너지하우스 ; Numerical simulation ; 시뮬레이션 |
| 요약1 |
70% 에너지 자립을 목표로 단열, 창호, 자연형 태양열 기술 등 각종 에너지 기술을 활용해서 설계된 주택(제로에너지 솔라하우스 : ZeSH)1)의 냉난방 및 급탕을 위해서 지열히트펌프 열원식 태양열시스템을 설계하고 분석하였다. 태양열 시스템은 ZeSH의 열부하를 80% 감당할 목적으로 설계하였다. 본 설계를 위해서 TRNSYS 시뮬레이션 프로그램2)을 이용해서 태양열시스템의 중요한 요소인 집열면적과 축열조 용량이 태양열 시스템에 미치는 영향3)을 분석하여 시스템 설계에 반영하였다. 그 결과 태양열 집열기의 면적은 24㎡, 축열조 용량은 적정량 보다 큰 5㎥으로 하였다. 한편 보조열원의 양을 최소화하기 열성능이 좋은 지열 열원식 히트펌프시스템을 태양열 시스템의 보조가열기로 하였으며, 용량은 3kW로 하였다. 시스템 분석은 TRNSYS를 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해서 수행하였다. 그 결과 태양열 시스템으로 난방 및 급탕부하의 약 88%(난방 81%, 온수 93%)를 공급하는 것으로 나타났으며, 태양열시스템의 연평균 효율은 약 40%가 되는 것으로 나타났다. 지열히트펌프 시스템으로 냉난방 및 온수급탕부하를 100% 감당할 수 있었으며, 히트펌프의 COP는 난방시가 약 3.4, 냉방시가 4-4.5 정도가 되는 것으로 나타났다. |
| 요약2 |
This study is on the design and performance evaluation of the active solar heating system with geo-source heat pump as an auxiliary heater. This ZeSH was designed and built in the end of 2003 to develop a 70% self-sufficient solar house in thermal load. This study was carried out both by computer simulation and by experiment. TRNSYS simulation program was used to optimize the solar heating system for ZeSH in KIER. The aim of solar fraction is 80% in heating load. The parametric study, the influence of specially the collector area and the storage volume on the system efficiency, was also carried out by computer simulation. The energy sufficient rate for heating load is 86 and 88% respectively by simulation and experiment which is excessively achieved in design value. |
