전동차 출입문에 장착한 에어커튼의 열에너지 차단효과에 관한 연구 Study on the Effect of Air-curtain Installed at the Entrance Door of Passenger Coach on the Blockage of Thermal Energy Transfer into the Cabin원문보기
전동차 출입문에 에어커튼을 설치 가동시 객실 내부와 외부의 공기 차단 효과를 통해 차량의 냉난방 효율을 향상 시킬 수 있으며, 외부로부터 먼지, 배기가스, 냄새, 연기 등의 침입을 방지함으로 위생에 좋으며 이를 통해 승객들에게 항상 쾌적하고 깨끗한 실내 환경을 제공할 수 있게 된다. 특히 지하철과 같이 차량 출입문 개폐의 횟수가 많은 경우 개 폐시에 외부 공기의 유입을 통해 매우 큰 냉난방의 열에너지가 낭비되며 이러한 현상을 방지하고 열에너지 손실 현상을 최소화 시켜줌으로써 차량의 냉난방 유지비를 대폭 절감 할 수 있을 것으로 판단된다. 객실내의 출입문 부근의 고객에게도 출입문의 개 폐시 냉온의 온도 변화 폭을 최소화하여 승객에게 최대의 쾌적감을 제공하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 전동차 출입문 개 폐시 외기의 유입을 최소화 하기위해 출입문 상단에 에어커튼을 설치하여 이를 작동하였을 때 열 차단 효과가 냉난방에 소모되는 에너지의 절약효과가 어느 정도 되는지를 실험 및 수치 해석적 ...
전동차 출입문에 에어커튼을 설치 가동시 객실 내부와 외부의 공기 차단 효과를 통해 차량의 냉난방 효율을 향상 시킬 수 있으며, 외부로부터 먼지, 배기가스, 냄새, 연기 등의 침입을 방지함으로 위생에 좋으며 이를 통해 승객들에게 항상 쾌적하고 깨끗한 실내 환경을 제공할 수 있게 된다. 특히 지하철과 같이 차량 출입문 개폐의 횟수가 많은 경우 개 폐시에 외부 공기의 유입을 통해 매우 큰 냉난방의 열에너지가 낭비되며 이러한 현상을 방지하고 열에너지 손실 현상을 최소화 시켜줌으로써 차량의 냉난방 유지비를 대폭 절감 할 수 있을 것으로 판단된다. 객실내의 출입문 부근의 고객에게도 출입문의 개 폐시 냉온의 온도 변화 폭을 최소화하여 승객에게 최대의 쾌적감을 제공하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 전동차 출입문 개 폐시 외기의 유입을 최소화 하기위해 출입문 상단에 에어커튼을 설치하여 이를 작동하였을 때 열 차단 효과가 냉난방에 소모되는 에너지의 절약효과가 어느 정도 되는지를 실험 및 수치 해석적 시뮬레이션을 통해 분석 하였다. 본 연구를 위해 서울지하철 3호선에서 운행 중인 전동차 1량을 대상으로 출입문 상단에 에어커튼을 장착하여 문을 개폐 하였을 때 시간의 반화에 따라 객실 내부 온도가 어떻게 변화하는지를 측정하였다. 또한 공기 유동현상의 가시화를 위해 수치해석 시뮬레이션 연구를 실시하였으며, 이를 통해 에어커튼의 작동 유무에 따라 출입문 개 폐시 공기의 흐름이 어떻게 변화하는지 알아보았다. 실내 공기의 온도 변화를 계측하기 위해 열전대식 온도 센스를 높이 방향으로 차량 객실 바닥에서 0.1, 0.5, 1.2, 1.7m 높이까지 4개 지점, 출입문에서 내부 방향으로 각 0.4m씩 4개 지점, 차량의 길이 방향으로 출입문의 중심에서 좌우로 각각 0.5m 간격으로 5개 지점으로 총 16 지점에 16개의 온도 센스를 장착하여 시간의 변화에 따라 온도 변화를 측정하였다. 실험 결과에 의하면 에어커튼을 미가동시 출입문 부근 0.4m 지점에서는 발목과 서있는 상태에서 머리의 온도 차이 10℃이상의 차이를 보였으며 에어커튼 가동 시 출입문 부근 0.4m 지점에서는 서있는 상태에서 발목과 머리의 온도 차이 3.3℃를 보였다. 에어커튼 가동 시 에어커튼의 하단 부위에서는 차단 공기의 속도 에너지가 거의 상실되어 차단효과가 소멸되어 공기가 외부로부터 밀려 유입 되는 공기의 빨아들임 현상이 심하게 발생함을 발견 하였다. 이는 전동 차량의 특성에 부합되는 에어커튼의 용량을 사용하면 해결 될 것으로 판단된다.
전동차 출입문에 에어커튼을 설치 가동시 객실 내부와 외부의 공기 차단 효과를 통해 차량의 냉난방 효율을 향상 시킬 수 있으며, 외부로부터 먼지, 배기가스, 냄새, 연기 등의 침입을 방지함으로 위생에 좋으며 이를 통해 승객들에게 항상 쾌적하고 깨끗한 실내 환경을 제공할 수 있게 된다. 특히 지하철과 같이 차량 출입문 개폐의 횟수가 많은 경우 개 폐시에 외부 공기의 유입을 통해 매우 큰 냉난방의 열에너지가 낭비되며 이러한 현상을 방지하고 열에너지 손실 현상을 최소화 시켜줌으로써 차량의 냉난방 유지비를 대폭 절감 할 수 있을 것으로 판단된다. 객실내의 출입문 부근의 고객에게도 출입문의 개 폐시 냉온의 온도 변화 폭을 최소화하여 승객에게 최대의 쾌적감을 제공하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 전동차 출입문 개 폐시 외기의 유입을 최소화 하기위해 출입문 상단에 에어커튼을 설치하여 이를 작동하였을 때 열 차단 효과가 냉난방에 소모되는 에너지의 절약효과가 어느 정도 되는지를 실험 및 수치 해석적 시뮬레이션을 통해 분석 하였다. 본 연구를 위해 서울지하철 3호선에서 운행 중인 전동차 1량을 대상으로 출입문 상단에 에어커튼을 장착하여 문을 개폐 하였을 때 시간의 반화에 따라 객실 내부 온도가 어떻게 변화하는지를 측정하였다. 또한 공기 유동현상의 가시화를 위해 수치해석 시뮬레이션 연구를 실시하였으며, 이를 통해 에어커튼의 작동 유무에 따라 출입문 개 폐시 공기의 흐름이 어떻게 변화하는지 알아보았다. 실내 공기의 온도 변화를 계측하기 위해 열전대식 온도 센스를 높이 방향으로 차량 객실 바닥에서 0.1, 0.5, 1.2, 1.7m 높이까지 4개 지점, 출입문에서 내부 방향으로 각 0.4m씩 4개 지점, 차량의 길이 방향으로 출입문의 중심에서 좌우로 각각 0.5m 간격으로 5개 지점으로 총 16 지점에 16개의 온도 센스를 장착하여 시간의 변화에 따라 온도 변화를 측정하였다. 실험 결과에 의하면 에어커튼을 미가동시 출입문 부근 0.4m 지점에서는 발목과 서있는 상태에서 머리의 온도 차이 10℃이상의 차이를 보였으며 에어커튼 가동 시 출입문 부근 0.4m 지점에서는 서있는 상태에서 발목과 머리의 온도 차이 3.3℃를 보였다. 에어커튼 가동 시 에어커튼의 하단 부위에서는 차단 공기의 속도 에너지가 거의 상실되어 차단효과가 소멸되어 공기가 외부로부터 밀려 유입 되는 공기의 빨아들임 현상이 심하게 발생함을 발견 하였다. 이는 전동 차량의 특성에 부합되는 에어커튼의 용량을 사용하면 해결 될 것으로 판단된다.
An effect of air-curtain installed at the entrance of subway passenger coach on the air-conditioning and heating system of the coach was studied. As it is known, an air-curtain plays a blockage role to insulate the heat exchange between two sides of the curtain and it also stops the transferring of ...
An effect of air-curtain installed at the entrance of subway passenger coach on the air-conditioning and heating system of the coach was studied. As it is known, an air-curtain plays a blockage role to insulate the heat exchange between two sides of the curtain and it also stops the transferring of dust, exhaust fumes, odor, bugs and smoke from one side to another. Therefore, the cabin of the coach can be maintained clean and pleasant atmosphere for the passengers, if an air-curtain is installed at a subway. The focus of this study is on the energy savings for the heating and air-conditioning of the passenger coach. When an air-curtain installed at the entrance of the coach, it shows an excellent insulation effect on the atmosphere of the cabin against the outer conditions of the coach and it saves lots of electrical energy required for the heating and cooling of the cabin as well. It also offers pleasant conditions to the passengers because it prevents the cabin atmosphere from the dust particles coming in and out whenever the door opens at a station. From this study, it was found that the blockage effect of the thermal energy transfer in the cabin is around 38.9% due to the installation of the air-curtain in the cabin of the coach. It also showed that the blockage effect of the incoming air is about 68%.
An effect of air-curtain installed at the entrance of subway passenger coach on the air-conditioning and heating system of the coach was studied. As it is known, an air-curtain plays a blockage role to insulate the heat exchange between two sides of the curtain and it also stops the transferring of dust, exhaust fumes, odor, bugs and smoke from one side to another. Therefore, the cabin of the coach can be maintained clean and pleasant atmosphere for the passengers, if an air-curtain is installed at a subway. The focus of this study is on the energy savings for the heating and air-conditioning of the passenger coach. When an air-curtain installed at the entrance of the coach, it shows an excellent insulation effect on the atmosphere of the cabin against the outer conditions of the coach and it saves lots of electrical energy required for the heating and cooling of the cabin as well. It also offers pleasant conditions to the passengers because it prevents the cabin atmosphere from the dust particles coming in and out whenever the door opens at a station. From this study, it was found that the blockage effect of the thermal energy transfer in the cabin is around 38.9% due to the installation of the air-curtain in the cabin of the coach. It also showed that the blockage effect of the incoming air is about 68%.
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