전 세계적으로 끊임없이 거론되는 가장 큰 문제로서 지구온난화, 에너지 수급 문제를 들 수 있다. 이러한 문제는 기후변화협약의 강화, 유가급등으로 이어지며 급변하는 에너지 환경에 대하여 에너지 저소비형 사회시스템 마련, 에너지공급루트의 다변화와 함께 대체에너지원의 개발이 절실히 필요하게 되었다. 대체에너지원으로서 친환경 에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 정부 및 각 기관에서 전기에너지 생산을 위주로 하는 신재생에너지 3대 핵심분야(수소·연료전지, 태양광, 풍력)을 중심으로 ...
전 세계적으로 끊임없이 거론되는 가장 큰 문제로서 지구온난화, 에너지 수급 문제를 들 수 있다. 이러한 문제는 기후변화협약의 강화, 유가급등으로 이어지며 급변하는 에너지 환경에 대하여 에너지 저소비형 사회시스템 마련, 에너지공급루트의 다변화와 함께 대체에너지원의 개발이 절실히 필요하게 되었다. 대체에너지원으로서 친환경 에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 정부 및 각 기관에서 전기에너지 생산을 위주로 하는 신재생에너지 3대 핵심분야(수소·연료전지, 태양광, 풍력)을 중심으로 신재생에너지에 대한 많은 관심과 투자가 이어지고 있는 상황이다. 위에서 언급한 3대 핵심분야에 포함되지 않지만, 태양열 시스템은 변환형태를 열에너지 형태로 가지며 신재생에너지 분야에서도 경제성 면에서 가장 경쟁력을 갖추고 있어 집중적인 보급이 필요하다. 태양열 에너지는 주로 난방과 온수급탕의 목적으로 사용되며, 그 수요가 동절기에 한정된다. 따라서, 태양열 시스템을 사용한 냉방 시스템의 개발을 통해 시스템 사용률 제고에 따른 경제성 향상을 도모할 필요가 있다. 태양열 이용 제습냉방시스템은 태양열 에너지를 제습제의 재생열원으로 사용하며, 제습로터를 이용하여 잠열부하를 처리하고, 증발식 냉각장치를 이용하여 현열부하를 처리한다. 또한 재생열원의 온도가 60℃의 저온에서 구동이 가능한 장점이 있어 평판형 집열기를 이용한 소규모 태양열 시스템에 적용이 가능하다. 본 연구에서, 제습냉방 시스템이 적용된 건물의 동적 시뮬레이션을 수행하고, 그 성능을 예측하고자 하였다. 고온의 외기조건과 청명한 일사조건을 보이는 대상일에 대하여 일일 시뮬레이션을 수행한 결과, 냉방용량 43.5 MJ, 재생열량 55.9 MJ을 보이며 열 성능계수는 0.78을 나타내었다. 70℃의 재생열원을 6 lpm으로 공급하는 조건에 대하여 62.1%의 태양열 의존율을 보였으며, 축열이 충분히 이루어지지 않은 상태에서 냉방부하가 발생함에 따라 승온과정에서 많은 보조열원의 사용량을 보였다. 주간 시뮬레이션의 경우 냉방용량 291.8 MJ, 재생열량 426.5 MJ을 보이며 열 성능계수는 0.63을 나타내었다. 태양열 시스템의 획득열량에 비하여 공급 재생열량이 적어 축열량이 누적됨에 따라 축열조 내부 수온은 고온상태를 유지하게 되며, 이는 보조열원 사용량 감소에 따른 높은 태양열 의존율을 보인다. 재생열원의 온도 및 공급유량을 변화시키며 성능비교를 수행한 결과, 온도 및 유량이 증가함에 따라 냉방용량은 큰 변화가 없지만 재생열량이 높아져 열 성능계수가 감소하는 경향을 보였다. 또한 재생열원의 공급온도가 증가함에 따라 태양열 의존율이 감소하는 모습을 보이므로 태양열 의존율의 증가를 위해 재생열원의 온도와 유량의 적절한 조합을 통한 최적 조건의 구현이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 대상 시스템 축열조의 내장 열교환 코일 방식과 동일한 열교환 면적과 수력직경을 가지는 와선형 코일과 나선재킷으로 모델링하여 축열조 가열방식에 따른 에너지 소모량을 비교하였다. 그 결과 상부를 집중적으로 가열하고 나선재킷을 통해 측면을 가열하는 방식을 통해 성층화를 촉진하고 유효에너지를 증대시켜 집열효율의 0.4%p 상승과 함께 보조열원의 사용량을 감소시켜 태양열 의존율 27.7%p 높일 수 있었다. 하절기 제습냉방시스템과 동절기 팬코일 유닛을 통한 난방시스템에 일일 100 L의 급탕부하를 결합한 결과 보조열량의 공급이 거의 이루어지지 않고도 급탕부하의 공급이 가능함을 확인하였다. 따라서, 태양열 시스템의 사용률을 제고하고 경제성 향상을 위해 집열면적의 증가없이 온수급탕 시스템의 적용이 가능한 것으로 판단된다.
전 세계적으로 끊임없이 거론되는 가장 큰 문제로서 지구온난화, 에너지 수급 문제를 들 수 있다. 이러한 문제는 기후변화협약의 강화, 유가급등으로 이어지며 급변하는 에너지 환경에 대하여 에너지 저소비형 사회시스템 마련, 에너지공급루트의 다변화와 함께 대체에너지원의 개발이 절실히 필요하게 되었다. 대체에너지원으로서 친환경 에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 정부 및 각 기관에서 전기에너지 생산을 위주로 하는 신재생에너지 3대 핵심분야(수소·연료전지, 태양광, 풍력)을 중심으로 신재생에너지에 대한 많은 관심과 투자가 이어지고 있는 상황이다. 위에서 언급한 3대 핵심분야에 포함되지 않지만, 태양열 시스템은 변환형태를 열에너지 형태로 가지며 신재생에너지 분야에서도 경제성 면에서 가장 경쟁력을 갖추고 있어 집중적인 보급이 필요하다. 태양열 에너지는 주로 난방과 온수급탕의 목적으로 사용되며, 그 수요가 동절기에 한정된다. 따라서, 태양열 시스템을 사용한 냉방 시스템의 개발을 통해 시스템 사용률 제고에 따른 경제성 향상을 도모할 필요가 있다. 태양열 이용 제습냉방시스템은 태양열 에너지를 제습제의 재생열원으로 사용하며, 제습로터를 이용하여 잠열부하를 처리하고, 증발식 냉각장치를 이용하여 현열부하를 처리한다. 또한 재생열원의 온도가 60℃의 저온에서 구동이 가능한 장점이 있어 평판형 집열기를 이용한 소규모 태양열 시스템에 적용이 가능하다. 본 연구에서, 제습냉방 시스템이 적용된 건물의 동적 시뮬레이션을 수행하고, 그 성능을 예측하고자 하였다. 고온의 외기조건과 청명한 일사조건을 보이는 대상일에 대하여 일일 시뮬레이션을 수행한 결과, 냉방용량 43.5 MJ, 재생열량 55.9 MJ을 보이며 열 성능계수는 0.78을 나타내었다. 70℃의 재생열원을 6 lpm으로 공급하는 조건에 대하여 62.1%의 태양열 의존율을 보였으며, 축열이 충분히 이루어지지 않은 상태에서 냉방부하가 발생함에 따라 승온과정에서 많은 보조열원의 사용량을 보였다. 주간 시뮬레이션의 경우 냉방용량 291.8 MJ, 재생열량 426.5 MJ을 보이며 열 성능계수는 0.63을 나타내었다. 태양열 시스템의 획득열량에 비하여 공급 재생열량이 적어 축열량이 누적됨에 따라 축열조 내부 수온은 고온상태를 유지하게 되며, 이는 보조열원 사용량 감소에 따른 높은 태양열 의존율을 보인다. 재생열원의 온도 및 공급유량을 변화시키며 성능비교를 수행한 결과, 온도 및 유량이 증가함에 따라 냉방용량은 큰 변화가 없지만 재생열량이 높아져 열 성능계수가 감소하는 경향을 보였다. 또한 재생열원의 공급온도가 증가함에 따라 태양열 의존율이 감소하는 모습을 보이므로 태양열 의존율의 증가를 위해 재생열원의 온도와 유량의 적절한 조합을 통한 최적 조건의 구현이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 대상 시스템 축열조의 내장 열교환 코일 방식과 동일한 열교환 면적과 수력직경을 가지는 와선형 코일과 나선재킷으로 모델링하여 축열조 가열방식에 따른 에너지 소모량을 비교하였다. 그 결과 상부를 집중적으로 가열하고 나선재킷을 통해 측면을 가열하는 방식을 통해 성층화를 촉진하고 유효에너지를 증대시켜 집열효율의 0.4%p 상승과 함께 보조열원의 사용량을 감소시켜 태양열 의존율 27.7%p 높일 수 있었다. 하절기 제습냉방시스템과 동절기 팬코일 유닛을 통한 난방시스템에 일일 100 L의 급탕부하를 결합한 결과 보조열량의 공급이 거의 이루어지지 않고도 급탕부하의 공급이 가능함을 확인하였다. 따라서, 태양열 시스템의 사용률을 제고하고 경제성 향상을 위해 집열면적의 증가없이 온수급탕 시스템의 적용이 가능한 것으로 판단된다.
Constantly emerging the biggest problem in the world is global warming and the problem of energy supply and demand. These problems lead to strengthening of the United Nations Framework Convention on Climate Change, the spike in oil prices. Development of the low energy consumption social system and ...
Constantly emerging the biggest problem in the world is global warming and the problem of energy supply and demand. These problems lead to strengthening of the United Nations Framework Convention on Climate Change, the spike in oil prices. Development of the low energy consumption social system and diversification of energy supply routes in a rapidly changing nergy environment is desperately needed. Interest about Green energy as alternative energy is growing. Government and each institution have a high concern and invest to third core parts renewable energy(hydrogen fuel cell, solar cell and wind power generation) which produce electricity. Recently, interest about green energy as alternative sources of energy is growing. Solar energy is not included in the third core parts of renewable energy, but intensive distribution of the solar system is needed because solar energy has the thermal energy as conversion form and the biggest competitiveness in economic efficiency. Solar energy is mainly used for heating and hot water supplying and demand of that is limited to winter. Therefore, development of cooling system using solar energy is need and promote economic efficiency according to the improved system utilization. Desiccant cooling system using solar energy uses solar energy as regeneration heat source, handle the latent load by desiccant rotor, and handle the sensible load by evaporative cooler. Also, it has an advantage of low temperature about 60 degree celsius as a heat source to drive. Therefore it can be applied small scale solar system using flat-plate solar collector. In this study, we perform dynamic simulation of building systems applied desiccant cooling system and predict the performance. Daily simulation was carried out for the day that has high ambient temperature and clear solar radiation. As a result, cooling capacity is 43.5 MJ, regeneration heat is 55.9 MJ, thermal coefficient of performance is 0.78 and solar fraction is 62.1%. A lot of auxiliary heat is loaded because cooling load is occured at the condition that thermal storage is not enough. In case of week simulation, cooling capacity is 291.8 MJ, regeneration heat is 426.5 MJ, thermal coefficient of performance is 0.63. Temperature in storage tank maintain high condition, because regeneration heat load is small compared to acquired heat by solar system. Therefore, auxiliary heat load is decreasing, and solar fraction appears higher than daily simulation. As a result of comparing performance by regeneration heat source temperature and flowrate, there is not big change, but thermal coefficient of performance is decreasing by regeneration heat is increasing. Regeneration heat source temperature increases, solar fraction is reduced. Modeling inner heat exchange coil way in storage tank and spiral-jacketed heat exchanger with the same heat exchange area and hydraulic diameter then compared energy consumption depending on heating method. As a result, stratification is rapidly enhanced and available energy is increased through the way of heating by the spiral jacket in the side after heating the upper side intensively. Also it made solar fraction by 27.7%p and collector efficiency 0.4%p increasing, and decreased the amount of using auxiliary heater. Through combined daily 100L hot water load with each system, desiccant cooling system in summer season and fan-coil unit heating system in winter season, it could supply hot water load with little auxiliary heating. Therefore, it can raise using rate of solar system and judge to apply hot water system without increase collector area for increase economic feasibility.
Constantly emerging the biggest problem in the world is global warming and the problem of energy supply and demand. These problems lead to strengthening of the United Nations Framework Convention on Climate Change, the spike in oil prices. Development of the low energy consumption social system and diversification of energy supply routes in a rapidly changing nergy environment is desperately needed. Interest about Green energy as alternative energy is growing. Government and each institution have a high concern and invest to third core parts renewable energy(hydrogen fuel cell, solar cell and wind power generation) which produce electricity. Recently, interest about green energy as alternative sources of energy is growing. Solar energy is not included in the third core parts of renewable energy, but intensive distribution of the solar system is needed because solar energy has the thermal energy as conversion form and the biggest competitiveness in economic efficiency. Solar energy is mainly used for heating and hot water supplying and demand of that is limited to winter. Therefore, development of cooling system using solar energy is need and promote economic efficiency according to the improved system utilization. Desiccant cooling system using solar energy uses solar energy as regeneration heat source, handle the latent load by desiccant rotor, and handle the sensible load by evaporative cooler. Also, it has an advantage of low temperature about 60 degree celsius as a heat source to drive. Therefore it can be applied small scale solar system using flat-plate solar collector. In this study, we perform dynamic simulation of building systems applied desiccant cooling system and predict the performance. Daily simulation was carried out for the day that has high ambient temperature and clear solar radiation. As a result, cooling capacity is 43.5 MJ, regeneration heat is 55.9 MJ, thermal coefficient of performance is 0.78 and solar fraction is 62.1%. A lot of auxiliary heat is loaded because cooling load is occured at the condition that thermal storage is not enough. In case of week simulation, cooling capacity is 291.8 MJ, regeneration heat is 426.5 MJ, thermal coefficient of performance is 0.63. Temperature in storage tank maintain high condition, because regeneration heat load is small compared to acquired heat by solar system. Therefore, auxiliary heat load is decreasing, and solar fraction appears higher than daily simulation. As a result of comparing performance by regeneration heat source temperature and flowrate, there is not big change, but thermal coefficient of performance is decreasing by regeneration heat is increasing. Regeneration heat source temperature increases, solar fraction is reduced. Modeling inner heat exchange coil way in storage tank and spiral-jacketed heat exchanger with the same heat exchange area and hydraulic diameter then compared energy consumption depending on heating method. As a result, stratification is rapidly enhanced and available energy is increased through the way of heating by the spiral jacket in the side after heating the upper side intensively. Also it made solar fraction by 27.7%p and collector efficiency 0.4%p increasing, and decreased the amount of using auxiliary heater. Through combined daily 100L hot water load with each system, desiccant cooling system in summer season and fan-coil unit heating system in winter season, it could supply hot water load with little auxiliary heating. Therefore, it can raise using rate of solar system and judge to apply hot water system without increase collector area for increase economic feasibility.
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