산업구조의 변화로 인간이 하루 중 실내공간에서 활동하는 시간이 80%이상 증가하면서 실내 공기질에 대한 관심이 대두되고 있다. 하지만, 건축기술의 발달로 에너지 손실을 최소화하기 위한 창호, 단열재 등의 기밀성능이 대폭 향상됨에 따라 에너지 관점에서는 효과적이라고 할 수 있으나, 침기량과 누기량 등이 감소하여 더 이상 자연환기를 통한 실내 공기질의 확보가 어려워진 실정이다. 하지만 일반적인 자연환기 및 기계환기에 의한 환기를 실시하게 되면, 실내·외 온도차가 큰 하·동절기의 경우 냉·난방부하가 증가하게 되어 에너지의 관점에서 손실로 작용하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 배출되는 공기와 공급되는 공기와의 열교환을 통해 환기로 인한 에너지 손실을 최소화하는 전열교환 환기장치의 적용이 의무화되고 있다. 본 연구에서는 먼저 전열교환 환기장치의 사실적인 ...
산업구조의 변화로 인간이 하루 중 실내공간에서 활동하는 시간이 80%이상 증가하면서 실내 공기질에 대한 관심이 대두되고 있다. 하지만, 건축기술의 발달로 에너지 손실을 최소화하기 위한 창호, 단열재 등의 기밀성능이 대폭 향상됨에 따라 에너지 관점에서는 효과적이라고 할 수 있으나, 침기량과 누기량 등이 감소하여 더 이상 자연환기를 통한 실내 공기질의 확보가 어려워진 실정이다. 하지만 일반적인 자연환기 및 기계환기에 의한 환기를 실시하게 되면, 실내·외 온도차가 큰 하·동절기의 경우 냉·난방부하가 증가하게 되어 에너지의 관점에서 손실로 작용하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 배출되는 공기와 공급되는 공기와의 열교환을 통해 환기로 인한 에너지 손실을 최소화하는 전열교환 환기장치의 적용이 의무화되고 있다. 본 연구에서는 먼저 전열교환 환기장치의 사실적인 시뮬레이션을 위한 실험을 실시하여 예측 방정식을 도출하고 에너지시뮬레이션에 반영하여 외기조건에 대한 에너지 절약을 극대화할 수 있는 운전제어방안을 제시하였다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 외기조건의 변화에 따른 전열교환 환기장치의 열교환 효율 예측방정식 도출 실험결과, 현열교환 효율은 실내·외 건구온도의 자와 관계없이 88%로 일정하게 측정되었으며, 현열교환 효율변화는 통과풍속에 따라 변하는 것을 알 수 있다 또한, 잠열교홤 효율은 실내외 절대습도차가 증가할수록 완만한 선형을 그리며 효율이 증가하는 걸 알 수 있다. 현열교환 효율 : ηT = 1.0769(v)2 – 8.1179(v) + 86.88 잠열교환 효율 : ηX = 13.905 + 7620.2(Δx) - 281902(Δx)2 (2) 현제 공동주택의 전열교환 환기장치의 에너지 절약적 제어 방안을 위해서는 공동주택의 일반적인 환기 제어방안은 연중 전열교환 모드 운정을 하고있는 실정이다. 에너지 절약을 위해 실내·외 조건에 따라 전열교환 환기장치의 바이패스 모드로 전환하는 운전제어가 필요하다. 개발된 알고리즘은 온도차에 의한 민감도를 선정하였으며 이 민감도는 전열교환 환기장치의 바이패스 모드로 전환하는 민감도를 뜻한다. 민감도를 6℃, 4℃, 2℃, 1℃에 대한 시뮬레이션을 실시하였으며 그 결과 6℃ 로 선정하는 것이 가장 적절하다는 결과가 나타났다. (3) 공동주택의 전열교환 환기장치의 에너지 절약적 제어방안을 제안할 목적으로 냉·난방 부하 및 에너지 시뮬레이션을 수행한 결과, 난방기와 냉방기는 전열교환 모드를 이용하는 제어하고 중간기의 제어방안은 개발된 엔탈피제어 알고리즘을 접목하는 방안이 에너지소비량이 연중전열교환 모드대비 18.6%의의 에너지절감이 가능한 것으로 나타났다.
산업구조의 변화로 인간이 하루 중 실내공간에서 활동하는 시간이 80%이상 증가하면서 실내 공기질에 대한 관심이 대두되고 있다. 하지만, 건축기술의 발달로 에너지 손실을 최소화하기 위한 창호, 단열재 등의 기밀성능이 대폭 향상됨에 따라 에너지 관점에서는 효과적이라고 할 수 있으나, 침기량과 누기량 등이 감소하여 더 이상 자연환기를 통한 실내 공기질의 확보가 어려워진 실정이다. 하지만 일반적인 자연환기 및 기계환기에 의한 환기를 실시하게 되면, 실내·외 온도차가 큰 하·동절기의 경우 냉·난방부하가 증가하게 되어 에너지의 관점에서 손실로 작용하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 배출되는 공기와 공급되는 공기와의 열교환을 통해 환기로 인한 에너지 손실을 최소화하는 전열교환 환기장치의 적용이 의무화되고 있다. 본 연구에서는 먼저 전열교환 환기장치의 사실적인 시뮬레이션을 위한 실험을 실시하여 예측 방정식을 도출하고 에너지시뮬레이션에 반영하여 외기조건에 대한 에너지 절약을 극대화할 수 있는 운전제어방안을 제시하였다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 외기조건의 변화에 따른 전열교환 환기장치의 열교환 효율 예측방정식 도출 실험결과, 현열교환 효율은 실내·외 건구온도의 자와 관계없이 88%로 일정하게 측정되었으며, 현열교환 효율변화는 통과풍속에 따라 변하는 것을 알 수 있다 또한, 잠열교홤 효율은 실내외 절대습도차가 증가할수록 완만한 선형을 그리며 효율이 증가하는 걸 알 수 있다. 현열교환 효율 : ηT = 1.0769(v)2 – 8.1179(v) + 86.88 잠열교환 효율 : ηX = 13.905 + 7620.2(Δx) - 281902(Δx)2 (2) 현제 공동주택의 전열교환 환기장치의 에너지 절약적 제어 방안을 위해서는 공동주택의 일반적인 환기 제어방안은 연중 전열교환 모드 운정을 하고있는 실정이다. 에너지 절약을 위해 실내·외 조건에 따라 전열교환 환기장치의 바이패스 모드로 전환하는 운전제어가 필요하다. 개발된 알고리즘은 온도차에 의한 민감도를 선정하였으며 이 민감도는 전열교환 환기장치의 바이패스 모드로 전환하는 민감도를 뜻한다. 민감도를 6℃, 4℃, 2℃, 1℃에 대한 시뮬레이션을 실시하였으며 그 결과 6℃ 로 선정하는 것이 가장 적절하다는 결과가 나타났다. (3) 공동주택의 전열교환 환기장치의 에너지 절약적 제어방안을 제안할 목적으로 냉·난방 부하 및 에너지 시뮬레이션을 수행한 결과, 난방기와 냉방기는 전열교환 모드를 이용하는 제어하고 중간기의 제어방안은 개발된 엔탈피제어 알고리즘을 접목하는 방안이 에너지소비량이 연중전열교환 모드대비 18.6%의의 에너지절감이 가능한 것으로 나타났다.
Changes in the industrial structure, the time for stay in the indoor space was increased more than 80% for a while of the day, and is emerged an interest in indoor air quality. However, the development of building techniques such as high level of insulation and airtightness, it was bring about insuf...
Changes in the industrial structure, the time for stay in the indoor space was increased more than 80% for a while of the day, and is emerged an interest in indoor air quality. However, the development of building techniques such as high level of insulation and airtightness, it was bring about insufficient outdoor air infiltration. For this reason, the ventilation system is required by law to satisfy minimum fresh air requirements but this, in turn, inevitably forces the ventilation system it self to consume extra energy. Thus, there is an increasing need for an adequate control method for supplying outdoor air, which minimizes energy consumption while insuring that indoor air quality is efficiently maintained. Therefore, this study will derive prediction equations for energy exchange performance From the performance experiments in various outdoor air conditions. Using derived equations, this study has performed energy simulations in various cases of fresh air induction in order to propose an energy-efficient outdoor air supply method for the heat exchange ventilation system which is effective in various outdoor air conditions. Results of this study are as follows: (1) From the performance prediction experiments for heat exchange ventilation units in cases of various outdoor air conditions, it was verified that the sensible heat exchange efficiencies were constantly maintained at the level of 88% regardless of the dry-bulb temperature difference between outdoor and indoor, and the efficiency was determined by the velocity of the air passing through. Moreover, latent heat exchange efficiency was also increased according to the increase of the relative humidity difference between indoor and outdoor, providing a linear-shape on the graph. The derived regression equations of sensible & latent heat exchange efficiency are as follows: Sensible efficiency : ηT = 1.0769(v)2–8.1179(v)+86.88 Latent efficiency : ηX = 13.905+7620.2(Δx)-281902(Δx)2 (2) It is necessary to avoid operating constant heat-exchange-mode throughout the year, which is common in apartment nowadays, and to switch to bypass-mode, depending on the condition of indoor and outdoor air, for energy-efficient outdoor air supply in the ventilation system of apartments. In this study, Applying the algorithm to decide the heat-exchange-mode and bypass-mode by using the temperature difference between the indoor and outdoor. when setting the indoor and outdoor temperature difference to 6℃, It was shown that can be the most energy-efficient outdoor air supply. It is also proved that outside air supply control should be determined by the enthalpy instead of dry bulb temperature, in order to be energy-efficient in apartments. (3) From the result of energy performance simulations for the heating & cooling loads used to propose a proper operating control method of the heat exchange ventilation system, it was found that using heat-exchange-mode in heating & cooling season and using bypass-mode by enthalpy sensor in intermediate season provided the largest energy savings. The result also showed that adopting this method saved 18.6% of energy compared to the heat-exchange-mode throughout the year.
Changes in the industrial structure, the time for stay in the indoor space was increased more than 80% for a while of the day, and is emerged an interest in indoor air quality. However, the development of building techniques such as high level of insulation and airtightness, it was bring about insufficient outdoor air infiltration. For this reason, the ventilation system is required by law to satisfy minimum fresh air requirements but this, in turn, inevitably forces the ventilation system it self to consume extra energy. Thus, there is an increasing need for an adequate control method for supplying outdoor air, which minimizes energy consumption while insuring that indoor air quality is efficiently maintained. Therefore, this study will derive prediction equations for energy exchange performance From the performance experiments in various outdoor air conditions. Using derived equations, this study has performed energy simulations in various cases of fresh air induction in order to propose an energy-efficient outdoor air supply method for the heat exchange ventilation system which is effective in various outdoor air conditions. Results of this study are as follows: (1) From the performance prediction experiments for heat exchange ventilation units in cases of various outdoor air conditions, it was verified that the sensible heat exchange efficiencies were constantly maintained at the level of 88% regardless of the dry-bulb temperature difference between outdoor and indoor, and the efficiency was determined by the velocity of the air passing through. Moreover, latent heat exchange efficiency was also increased according to the increase of the relative humidity difference between indoor and outdoor, providing a linear-shape on the graph. The derived regression equations of sensible & latent heat exchange efficiency are as follows: Sensible efficiency : ηT = 1.0769(v)2–8.1179(v)+86.88 Latent efficiency : ηX = 13.905+7620.2(Δx)-281902(Δx)2 (2) It is necessary to avoid operating constant heat-exchange-mode throughout the year, which is common in apartment nowadays, and to switch to bypass-mode, depending on the condition of indoor and outdoor air, for energy-efficient outdoor air supply in the ventilation system of apartments. In this study, Applying the algorithm to decide the heat-exchange-mode and bypass-mode by using the temperature difference between the indoor and outdoor. when setting the indoor and outdoor temperature difference to 6℃, It was shown that can be the most energy-efficient outdoor air supply. It is also proved that outside air supply control should be determined by the enthalpy instead of dry bulb temperature, in order to be energy-efficient in apartments. (3) From the result of energy performance simulations for the heating & cooling loads used to propose a proper operating control method of the heat exchange ventilation system, it was found that using heat-exchange-mode in heating & cooling season and using bypass-mode by enthalpy sensor in intermediate season provided the largest energy savings. The result also showed that adopting this method saved 18.6% of energy compared to the heat-exchange-mode throughout the year.
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