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문제 정의
- 본 연구에서는 폐열회수 환기장치의 성능을 검토하기 위해 시판 중인 7개 제품에 대해 국내 . 외 관련규격을 인용하여 성능평가를 실시하였다.
- 국내 . 외의 규격을 참고하여 폐열회수형 환기장치의 제반 성능을 평가하고, 금후의 기기 성능 향상을 도모하기 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- 통해 측정하여 구한다. 가스 측정 시, 환기장치의 덕트 구성에 따라 EA 측에서 배출된 trac- er-gas가 OA측으로 재유입되어 농도에 영향을 줄 수 있으므로 EA 측과 OA 측의 연결덕트 말단을 3m 이상 이격하고 서로 반대 방향을 향하도록 설치한 상태에서 측정을 진행하였다. Tracer- gas는 SF6를 사용하였다(Fig.
- 내부 기밀성은 Fig. 3, Fig. 4와 같이 EA측과 OA측을 밀폐하고 급기라인(OA-SA)과 배기라인 (RA-EA)의 압력차가 250 Pa이 되도록 RA 측에서 가압하여, SA 측으로 유출되는 풍량을 측정하여 평가한다.
- 습도에 의해 산출되는 겉보기 열교환 효율과 측정된 누기율을 보정하여 산출하는 수정 열교환 효율로 구분된다. 본 시험에서는 측정된 온습도와 누기율 데이터를 활용하여 수정 열교환 효율을 산출하였다.
- 덕트 연결부위를 청테이프로 두를 경우, 연기를 사용한 기밀테스트에서 많은 양의 공기 누설이 확인되었다. 본 연구에서는 알루미늄 테이프로 연결부위를 기밀하게 두르고, 기밀 테스트를 통해 공기의 누설이 없음을 확인한 후 측정을 수행하였다.
- 아울러 난방 열교환 효율 측정 시 -12 °C, 0 °C 및 7 °C의 실외 온도 조건에서 측정을 진행하여, 실외의 온도변화에 따른 환기장치의 열교환 효율 변화에 대해서도 검토한다.
- . 외 관련규격을 인용하여 성능평가를 실시하였다.
- 내. 외부 기밀성은 BS EN 308(영국)에 규정되어 있는 항목으로, 가압조건에서의 공기 유출입량을 측정하여 평가한다.
- 외부 기밀성은 Fig. 5, Fig. 6과 같이 EA측과 OA측을 밀폐하고, 환기장치 내외부의 차압이 250 Pa이 되도록 RA 측과 SA 측을 동시에 가압한 상태에서 환기장치 내부로 공급되는 풍량을 측정하여 평가한다.
- 환기장치의 소음 측정 시 환기장치에 연결된 덕트의 말단에서 공기 유출입 음이 발생할 경우, 환기장치만의 소음을 정확히 측정하기 어렵게 된다. 이에 본 연구에서는 덕트의 공기 유출입음을 배제하기 위해 덕트 말단에 흡음재가 부착된 흡음챔버를 설치하여 공기 유출입 음을 최대한 배제한 상태에서 실험을 진행하였다.
대상 데이터
- 가스 측정 시, 환기장치의 덕트 구성에 따라 EA 측에서 배출된 trac- er-gas가 OA측으로 재유입되어 농도에 영향을 줄 수 있으므로 EA 측과 OA 측의 연결덕트 말단을 3m 이상 이격하고 서로 반대 방향을 향하도록 설치한 상태에서 측정을 진행하였다. Tracer- gas는 SF6를 사용하였다(Fig. 2 참조).
- 본 측정에서는 주상복합 아파트에 주로 적용되고 있는 정격풍량 250 CMH의 기기를 대상으로 하였으며, 서로 다른 7개 사의 제품을 각각 1대씩 선정하여 성능평가를 수행한다.
- 측정 장치의 nozzle은 총 5개로 구성되어 있으며, 측정 가능한 풍량 범위는 36~ 1, 260CMH 이다.
이론/모형
- 본 연구에서는 ASHRAE STANDARD 51-1999 에 제시된 Ducted-nozzle chamber 방식을 적용하여 정압-풍량 곡선을 측정하며, 측정 장치는 Fig. 1과 같다.
- 있지 않은 내. 외부기밀성은 영국의 BS 기준을, 구체적인 시험 방법이 명기되어 있지 않은 팬 정압-풍량 곡선은 미국의 ASHRAE 기준, 누기율은 일본의 JIS 기준을 각각 적용하여 측정을 수행한다.
- 폐열회수 환기장치의 운전과 관련된 성능을 검토하기 위해 KS 및 KARSE 등의 관련 기준을 참고하여 시험을 수행하며, 국내 기준에 규정되어 있지 않은 내. 외부기밀성은 영국의 BS 기준을, 구체적인 시험 방법이 명기되어 있지 않은 팬 정압-풍량 곡선은 미국의 ASHRAE 기준, 누기율은 일본의 JIS 기준을 각각 적용하여 측정을 수행한다.
성능/효과
- (2) 환기장치의 누기율 측정 결과, 급기팬과 배기 팬이 열교환기를 중심으로 같은 쪽에 위치할 경우에는 열교환 엘리먼트 내부의 압력차가 증가하여 누기 율이 증가하므로 급기 팬과 배기팬을 열교환기에 대해 대각선의 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
- (3) 환기장치의 수정 열교환 효율 산출 결과, 현열 교환 효율은 제조사에서 제시하는 사양과 유사하나 잠열교환 효율은 제조사에서 제시하는 사양에 비해 크게 낮은 것으로 나타나 잠열교환 효율을 증가시키기 위한 방안의 강구가 필요하다.
- 9에 나타낸다. 7개 제품 모두 기외정압이 '0'일 때는 250 CMH 이상의 풍량을 나타냈으나, 공동주택에서 덕트 및 덕트기구에 의한 정압 손실을 150 Pa로 가정할 경우의 풍량은크게 감소하는 것으로 나타났다.
- 10에 나타낸다. 7개 제품 중 6개 제품은 국내 기준인 10% 를 만족하나, C사의 제품은 37%로 기준을 초과하였다. 누기 율이 큰 C사 제품은 급기팬과 배기 팬의 설치 위치가 부적절하여 엘리먼트 내의 압력 차가 커지기 때문으로 사료된다.
- 17에 나타낸다. G사를 제외한 나머지 6개 제품은 '건축물의 설비기준 등에 관한 규칙'(건설교통부령 제 497호)에서 제시하고 있는 소음 기준인 50dB(A) 를 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 공동주택 내에 설치된 환기장치는 입주자가 수면을 취할 때에도 가동될 수 있다는 점을 고려하면, 소음 레벨을 보다 낮출 수 있는 기기의 개발이 필요할 것으로 사료된다.
- -12 °C와 0 笆에서는 외기챔버의 습도조절이 어려워 효율을 산출하지 않고, 7 °C에 대해서만 잠열교환 효율 및 전열교환 효율을 산출하였다. 잠열교환 효율은 10〜50% 로 비교적 낮게 나타났으며, 이로 인해 전열 교환효율 역시 40〜65%로 Table 6과 같이 제조사에서 제공하는 기기 사양에 비해 10〜40% 가량 낮은 것으로 나타났다.
후속연구
- (1) 팬의 정압-풍량 특성에 대한 측정을 수행한 결과, 측정값이 제조사에서 제공하는 사양서의 표시값과 차이가 큰 것으로 나타나 환기장치 선정 시 팬의 정압-풍량 특성을 확인할 필요가 있다.
- (4) 소음레벨은 대부분의 기기가 국내 기준인 50dB(A)를 만족하는 것으로 나타났으나, 주택이 휴식과 수면을 취하는 장소라는 점을 고려하여 소음 레벨을 더 낮출 수 있는 기기 개발이 필요할 것으로 사료된다.
- G사를 제외한 나머지 6개 제품은 '건축물의 설비기준 등에 관한 규칙'(건설교통부령 제 497호)에서 제시하고 있는 소음 기준인 50dB(A) 를 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 공동주택 내에 설치된 환기장치는 입주자가 수면을 취할 때에도 가동될 수 있다는 점을 고려하면, 소음 레벨을 보다 낮출 수 있는 기기의 개발이 필요할 것으로 사료된다.
- 나타났다. 따라서 환기장치 선정 시 팬의 정압-풍량 특성에 대한 정확한 검토가 필요할 것으로 사료된다.
- 배기 통로 간의 압력차(P「P2)가 증가하여 환기장치 내부에서 많은 양의 공기 이동이 발생하게 된다. 따라서 환기장치를 통한 효과적인 환기를 위해서는 환기장치 내부의 배기 팬과 급기팬을 열교환기를 중심으로 대각선의 위치에 설치하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
- 전열 교환형의 잠열교환 효율은 현열교환형과 대비되는 특성이라 할 수 있으므로, 전열 교환형 환기장치의 활용도 증대 및 성능 개선을 위해서는 잠열교환 효율을 높이기 위한 방안의 강구가 필요할 것으로 사료된다.
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