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대한설비공학회|설비공학논문집 2021년 2월

논문명 소규모 건물에서 환기공급방식에 따른 에너지 절감효과 분석 / An Analysis of the Energy-Saving Effects of the Ventilation System Operation Method in Small-Sized Buildings
저자명 양자강식별저자 ; 박선효식별저자
발행사 대한설비공학회
수록사항 설비공학논문집, Vol.33 No.2 (2021-02)
페이지 시작페이지(90) 총페이지(10)
ISSN 1229-6422
주제분류 환경및설비
주제어 열교환기; 에너지 절감; 정풍량 공조 시스템; 변풍량 공조 시스템; 현열교환기; 전열교환기 ; Heat exchanger; Energy saving; CAV; VAV; Sensible heat exchanger; Enthalpy heat exchanger
요약1 본 연구의 결론은 다음과 같다.
(1) Case 1~Case 4를 비교할 때 CAV를 적용한 경우보다 VAV를 적용한 경우 21% 연간 에너지 절감효과가 있는 것으로 평가되었다. 또한 Case 1, 2와 Case 3, 4를 비교했을 때 Economizer를 통해 외기를 도입할 경우 각각 6%, 13% 더 절감되는 것으로 평가되었다. 이는 외기온도가 실내 설정 온도와 차이가 없는 경우 난방에너지와 팬 에너지는 크게 차이가 없으나 냉방에너지에서 22% 정도 절감되기 때문인 것으로 평가되었다.
(2) 열 교환기를 적용한 경우 간절기보다 하절기나 동절기에 절감률이 더 큰 것으로 평가되었다. 이는 외기와 실내 설정 온도의 차이가 큰 경우 에너지 교환효율이 크기 때문으로 판단되었다. 온도 교환효율을 71%로 적용하고 현열교환을 실시할 때는 VAV 대비 2%, 전열교환을 실시할 때는 12% 절감되는 것으로 평가되었고 동절기에는 두 경우 모두 30%정도 절감되는 것으로 평가되었다. 이는 여름철 외기는 습도가 높아 전열교환을 실시할 경우 잠열에 의한 에너지도 교환이 되어 현열만을 교환할 때보다 절감율이 더 커지지만 동절기의 외기는 습도가 상대적으로 낮아 현열 제어와 전열 제어의 차이가 없는 것으로 판단된다.
(3) VAV 대비 Economizer를 적용한 경우 연간 에너지가 12% 절감되었고 전열교환기를 적용한 경우 17% 절감되었다. 이때 간절기에는 전열교환기 Off 상태로 하고 하절기, 동절기에만 가동하는 것으로 스케쥴을 설정한 뒤 에너지 시뮬레이션을 진행한 결과 최대 21%까지 절감되는 것으로 평가되었다. 이는 외기 조건에 따라 선택적 HVAC 시스템을 적용하는 것이 건물 에너지 절감에 효과적인 것으로 나타났다.


본 연구는 1년을 하절기/동절기/간절기로 나누어 수동제어를 통한 그 효율에 대해서 분석하였다. 추후 1년의 온습도 조건을 더 세분화하여 비교 분석할 경우 자동제어 시 더 효율적인 운전방안을 제안할 수 있을것으로 보인다.
요약2 Over the past years, Korea has considered it important to maintain comfortable and healthy levels of fine dust and thereby ensure high indoor air quality, as well as a lower risk of COVID-19 spread. Additionally, recent buildings have been strengthening their air density and insulation performance in response to legal measures which reduce energy loss, which has made it inevitable to apply mechanical ventilation systems in order to improve indoor air quality. In the summer and winter seasons, where there are large differences in ambient air tem-perature, the application of heat exchangers can result in the saving of energy, but their indis-criminate use can also increase fan power and therefore adversely affect energy saving. In this study, the analysis of heat exchanger usage was conducted by controlling by season, and the results include the following. During the inter-season period, the application of the Econo-mizer, without heat exchange, saved energy by 4 to 7%, and particularly by 16% in cooling. In the summer, the typical 71% efficiency of the sensible heat exchanger was reduced by about 2% and 12% by the enthalpy heat exchanger, and in the winter, both cases showed 30% savings. For annual results, heat exchangers were applied during the summer and winter sea-sons, and when the Economizer was also during the inter-season, about 4% more energy was saved than when heat exchangers were applied throughout the year.
소장처 대한설비공학회
언어 한국어
DOI https://doi.org/10.6110/KJACR.2021.33.2.090
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