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문제 정의
- 본 연구는 고분보존용 공조시스템을 개발할 목적으로 공조시스템을 적용한 고분 내부의 실내환경 자료를 확보하고자 수행하였으며, 본 실험연구를 통하여 고분 내 제습부하자료를 제시하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 주요 결론은 다음과 같다.
- 고분 내부의 온 . 습도 환경을 적절히 유지하고또한 제습부하량을 확인하기 위하여 본 연구에서는 공기조화기를 실험용 고분에 설치하였다. 사용된 공기조화기는 가열, 가습, 냉방 및 제습을할 수 있으며, 히터, 가습기, 증발기 및 송풍기로 구성된 실내기와 압축기와 응축기를 포함하는 실외기, 그리고 가습용 물탱크로 구성된다.
제안 방법
- 본 연구에서는 고분의 장기보존을 위한 최적의 공조시스템을 제시하기 위한 노력의 일환으로 공주대학교 박물관의 자문을 받아 2기의 실험용 고분을 공주대학교 구내에 제작하였으며, 부하계산을 통하여 공조시스템의 용량을 산정하여 제작 후 고분 내부에 설치하였다. 고분 내부의 위치별 특성을 알아보기 위하여 센서를 설치하여 온 .
- 습도를 확인하였고, 측정된 온 . 습도를 용량 및 제어설정의 영향, 풍량 및 기류속도의 영향으로 나누어 분석하였다. 또한, 공조시스템에 필요한 적절한 제습부하를 확인하기 위하여 제습량을 측정하였고, 이를 실내 체적에 따라 비교하였다.
- 습도를 용량 및 제어설정의 영향, 풍량 및 기류속도의 영향으로 나누어 분석하였다. 또한, 공조시스템에 필요한 적절한 제습부하를 확인하기 위하여 제습량을 측정하였고, 이를 실내 체적에 따라 비교하였다.
- 이 모형고분은 송산리 5호분의 축조양식과유사하며, 공주대학교 구내의 북측 사면에 조성하였다. 주요 구성재료로는 자연활석, 자연석, 평석, 봉토, 잔디이며, 문은 철제문으로 제작하였다. 고분 11(실물고분)는 역시 백제식 석실고분으로공주대학교 구내의 동측사면에 조성하였고, 고분의 크기는 L3mx3.
- 시스템 운전특성 분석을 위하여 자료획득장치 (Yokogawa, DA-100)를 컴퓨터와 연결하여 온도및 습도를 측정하고, 실내 온 . 습도 제어는 제어패널을 통하여 수행하였다.
- 습도를 측정하고, 실내 온 . 습도 제어는 제어패널을 통하여 수행하였다. 고분 내부의 온.
- 고분 내부의 온. 습도 특성을 상세히 관찰하기 위하여 4~5개의 채널을 고분 내부에 설치하고, 외기온도 및 습도를동시에 측정하였다.
- 외기조건이다. 실내고분 내 설계조건은 박물관 등 유물보존에 적합한 조건으로서 온도의 경우 22±lt, 상대습도의 경우 55±5%로 설정하였으며, 계산과정에서 환기량은 고분 Ie 135m3/h, 고분 Ⅱ는 195m%로 하였고, 조명 발생열은 25 Watt(Factor : 1.2)로 하였다.
- 고분 내 온 . 습도 변화를 측정함으로써 고분내부 환경자료를 확보하고, 공조시스템의 운전상태를 관찰하였다. 온도 및 습도는 공조기의 가동에 의한 시간변화 및 고분 내부의 위치에 따른 차이를 확인하기 위하여 실내기 출구를 포함하여 복수의 채널을 통하여 측정하였고, 별도로 외기의온도 및 습도를 측정하였다.
- 습도 변화를 측정함으로써 고분내부 환경자료를 확보하고, 공조시스템의 운전상태를 관찰하였다. 온도 및 습도는 공조기의 가동에 의한 시간변화 및 고분 내부의 위치에 따른 차이를 확인하기 위하여 실내기 출구를 포함하여 복수의 채널을 통하여 측정하였고, 별도로 외기의온도 및 습도를 측정하였다. 온습도 측정채널의수는 고분 I의 경우 4개, 고분 Ⅱ의 경우에는 3개 .
- 습도를 일정한 범위 내에서유지하기 위하여 공기조화기를 운전할 경우 제어변수 이외의 운전변수로 팬 셋팅이 있다. 팬 셋팅은 조절된 공기의 유속 및 유량에 직접 관계되며, 본 연구에서는 고분 Ⅱ에 대하여 고정된 제어조건하에서 정면에서 즉정한 풍속을 기준으로 팬 셋팅에 따른 온 . 습도의 공간분포특성을 관찰하였다.
- 팬 셋팅은 조절된 공기의 유속 및 유량에 직접 관계되며, 본 연구에서는 고분 Ⅱ에 대하여 고정된 제어조건하에서 정면에서 즉정한 풍속을 기준으로 팬 셋팅에 따른 온 . 습도의 공간분포특성을 관찰하였다.
- 고분 I에서 제습량은 증발기에서 응축되어 드레인 되는 응축수를 드레인 호스를 통하여 외부에 있는 통에 저장하고, 그 양을 매 시간마다 매스실린더에 옮겨 체적을 측정하였다.
- 유사하다. 고분 내 증발기에서 응축된 물은 드레인 호스를통하여 외부에 있는 통에 저장되고, 통에 저장된물은 주간에는 2시간마다, 야간에는 10~12시간마다 측정하였다. 날씨의 경우는 맑은 날은 3일, 비온 날은 3일 동안 측정하였다.
- 그러나 고분과 같은 특수한 환경에서의 제습 부하 기초자료가 없으므로 설치된 공기조화기의 냉방부하를 충분히 크게 제작하였다.
대상 데이터
- 습도 환경을 적절히 유지하고또한 제습부하량을 확인하기 위하여 본 연구에서는 공기조화기를 실험용 고분에 설치하였다. 사용된 공기조화기는 가열, 가습, 냉방 및 제습을할 수 있으며, 히터, 가습기, 증발기 및 송풍기로 구성된 실내기와 압축기와 응축기를 포함하는 실외기, 그리고 가습용 물탱크로 구성된다. Table 1 은 공조시스템의 사양을 보여주고 있다.
- 9) 측정 결과를 나타낸다. 고분 Ⅱ의 경우에는 보다 해상도가 높은 센서를 채택하여 자료를 획득하였다. 고분 Ⅱ에 대한 온 .
성능/효과
- 측정된 자료에 의하면 외기온도와 습도는 일교차에 의하여 큰 변화를 보이지만, 고분 내부는 비교적 안정된 온 . 습도 조건을 유지함을 확인할 수 있었다. 측정결과 6일간 외기(채널 5) 온도의 변화는 일교차에 의해 최저 3℃에서 25℃까지 변화하였으나 실내(채널 1~4) 온도변화는 20 ~24℃를 나타내었으며, 각 채널별 시간 평균은 20.
- 습도 조건을 유지함을 확인할 수 있었다. 측정결과 6일간 외기(채널 5) 온도의 변화는 일교차에 의해 최저 3℃에서 25℃까지 변화하였으나 실내(채널 1~4) 온도변화는 20 ~24℃를 나타내었으며, 각 채널별 시간 평균은 20.9℃에서 232C로 나타났다. 습도의 경우 외기습도는 기온변화와 상반되는 거동을 나타내며 최저 10%(측정한계값)에서 최고 90%(측정한계)를 나타내었으나, 실내습도의 경우에는 49~70%까지변하였으며, 각 채널별 시간 평균은 56.
- 8% 로 나타났다. 흥미로운 점은 온도의 경우 시간 평균을 중심으로 일정한 변화를 나타낸 반면, 습도의 경우에는 시간경과에 따라 평균 습도 자체가어느 정도의 변화과정을 겪음을 확인하였다.
- 고분 Ⅱ에 대한 온 . 습도 측정결과는 고분 I에서의 그것과 대체로 유사하며 전체적으로 원하는 실내조건을 유지하는 것으로 나타났다. 온도의 경우 실내(채널 1~채널 3)온도는 18.
- ll의 선도를 자세히 관찰함으로써 파악할 수 있다. 즉, 히터에 의하여 온도가 상승하는 동안에는 상대습도가 낮아지고, 반대로 온도가 하강하는 동안에는 상대습도는 높아짐을 알 수 있다. Fig.
- 습도 평균 및 표준편차이다. 실험결과에 의하면 유속이 느린 경우(low setting) 위치에 따른 시간 평균 온도 및 습도의 변화가 적은 것으로 나타났으며, 시간변화에 따른 표준편차도 작게 나타났다. 그러나 유속이 느린 경우 채널 2 의 경우와 같이 국부적으로 온도의 변화가 크게 나타나는 경우(표준편차 0.
- 결과들로부터 평균 제습량은 물을 분무한 날, 오는 날, 맑은 날의 순으로 많이 나왔다. 비 오는 날과 맑은 날의 평균 제습량의 차이는 약 34.
- 공조시스템의 최대 제습용량은 2, 663mL/h(569 mL/h, n?)로서 측정된 평균 제습량 508mL4의 약 5.2배 정도인 것으로 분석되었다.
- 이상의 2기의 실험용 고분에 대한 평균 제습부하는 실내체적이 2.97m, 인 고분 I의 경우 258.3mL/h, 실내체적이 4.68n;인 고분 Ⅱ의 경우에는 508mL/h로 나타나 내부체적이 큰 경우에 더 큰 제습 부하가 적용됨을 확인할 수 있다. 이를 실내 체적당 제습부하로 나타내면, 고분 I의 경우 87.
- (1) 규모가 작은 모형고분(고분 I)의 경우 공조기를 설치한 결과 고분 내부의 온도는 외기의 영향을 받지 않고 최소 20P에서 최대 24℃의 온도로 변화하고 있으며, 그 차이는 4℃로 나타났지만, 채널의 각 위치에 따른 온도변화는 2℃ 정도로 나타났다. 상대습도의 경우 최소 50%에서 최대 69%로 변하였고, 변화폭은 19%를 나타내었다.
- (2) 실물을 복원한 고분 Ⅱ의 경우 공조기를 설치한 결과 온도의 경우 최저 18.30부터 최고 23.2 ℃를 나타내었고, 그 차이는 4.9℃이다. 상대습도의 경우 최저 43.
- (3) 실내 측정위치에 따른 시간 평균 온도는 최저 20OC(채널 2)이고, 최고 214C(채널 3) 로나타났다. 위치에 따른 시간 평균 온도의 차는 최대 1.
- (4) 2기의 고분 내에 서로 다른 공기조화기를적용하고 고정된 위치에서 온도 및 습도변하를 관찰한 결과 온도 및 습도의 변화 정도가 큰 차이를 보였으며, 이는 주요 구성부품의 용량 및 제어시스템에 의하여 영향을 받는 것으로 판단되어, 정밀한 온 . 습도 제어를 위해서는 신중한 검토가 필요하다.
- 확인하였다. 그러나 내부체적이 큰 경우에 제습부하가 증가함을 확인하였고, 측정결과 모형고분의 경우 평균적으로 87.0mL/h, m3, 실물고분의 경우 평균적으로 108.5mL/h,n?로 나타났다. 최대제습부하는 평균 부하의 30%를 넘지 않는 것으로 나타났다.
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