[국내논문]군 복지시설의 지열시스템과 태양열시스템 경제성 평가 사례 연구 A Case Study on Economic Analysis of a Solar Water Heating System and a Ground Source Heat Pump System Applied to a Military Building원문보기
본 연구는 군 복지시설인 육군 OO회관에 신 재생에너지 중 태양열 및 지열시스템을 적용했을 때, 각각의 효율성과 경제성을 분석하여 그 성능을 평가하였다. 연구 대상 건물은 철근콘크리트구조로서 건물 규모가 지하 1층 지상 3층이며 연면적이 약 2,917$m^2$인 건물이다. 건물의 용도는 목욕탕, 식당, 객실 및 사무실이며, 연간 냉 난방 에너지 소비량 판단 및 분석을 위해 e-Quest 시뮬레이션을 이용하였다. 신 재생에너지 적용에 대한 경제성 평가는 RETScreen 시스템을 이용하였다. 단, 신 재생에너지 시스템 사용은 연구대상 건물을 표준공사비로 판단했을 때 공사비의 5% 범위내로 한정하였다. 신 재생 에너지시스템 적용시 태양열시스템은 급탕용으로, 지열시스템은 냉방용으로 하였다. 연구결과 태양열시스템이 지열시스템보다 효과적이었다. 지열시스템은 투자비 상환시점이 약 16년 6개월 이후인 반면, 태양열시스템은 약 3년 11개월 이후에 가능한 것으로 판단되었다. 향후 화석에너지의 고갈과 지구온난화 등의 문제 해결을 위한 방안으로서 신 재생에너지의 이용 확대가 예상되며, 이에 군에서도 안정적인 에너지 수급을 위해 지속적인 발전이 되길 기원한다.
본 연구는 군 복지시설인 육군 OO회관에 신 재생에너지 중 태양열 및 지열시스템을 적용했을 때, 각각의 효율성과 경제성을 분석하여 그 성능을 평가하였다. 연구 대상 건물은 철근콘크리트구조로서 건물 규모가 지하 1층 지상 3층이며 연면적이 약 2,917$m^2$인 건물이다. 건물의 용도는 목욕탕, 식당, 객실 및 사무실이며, 연간 냉 난방 에너지 소비량 판단 및 분석을 위해 e-Quest 시뮬레이션을 이용하였다. 신 재생에너지 적용에 대한 경제성 평가는 RETScreen 시스템을 이용하였다. 단, 신 재생에너지 시스템 사용은 연구대상 건물을 표준공사비로 판단했을 때 공사비의 5% 범위내로 한정하였다. 신 재생 에너지시스템 적용시 태양열시스템은 급탕용으로, 지열시스템은 냉방용으로 하였다. 연구결과 태양열시스템이 지열시스템보다 효과적이었다. 지열시스템은 투자비 상환시점이 약 16년 6개월 이후인 반면, 태양열시스템은 약 3년 11개월 이후에 가능한 것으로 판단되었다. 향후 화석에너지의 고갈과 지구온난화 등의 문제 해결을 위한 방안으로서 신 재생에너지의 이용 확대가 예상되며, 이에 군에서도 안정적인 에너지 수급을 위해 지속적인 발전이 되길 기원한다.
This study is to analyze the performance of SWH(Solar Water Heating) and GSHP(Ground Source Heat Pump) systems by evaluating their energy efficiency and LCC(Life Cycle Cost) as being applied to the OO hall as a selected building in the Army. The OO hall, used as bathrooms, dining rooms, accommodatio...
This study is to analyze the performance of SWH(Solar Water Heating) and GSHP(Ground Source Heat Pump) systems by evaluating their energy efficiency and LCC(Life Cycle Cost) as being applied to the OO hall as a selected building in the Army. The OO hall, used as bathrooms, dining rooms, accommodations and offices, has reinforced concrete structure system with three floors above the ground and one underground, and its total floor area is approximately 2,917$m^2$. Two energy simulations are conducted to predict the yearly cooling and heating energy of the selected building: One is for analysis of an air-conditioning energy consumption using the e-Quest program, and another is for two new-renewable energy facilities as a water heating source using the RETScreen. The installed capacity of two new-renewable energy facilities is determined according to the 5% level of total standard construction cost. As a briefly result, SWH system is more energy-effective than GSHP system. Considering the break-even point, it is expected that SWH can take only 3 years 11 months to pay for itself in savings while the investment of GSHP can be recovered in more than 16 years 6 months.
This study is to analyze the performance of SWH(Solar Water Heating) and GSHP(Ground Source Heat Pump) systems by evaluating their energy efficiency and LCC(Life Cycle Cost) as being applied to the OO hall as a selected building in the Army. The OO hall, used as bathrooms, dining rooms, accommodations and offices, has reinforced concrete structure system with three floors above the ground and one underground, and its total floor area is approximately 2,917$m^2$. Two energy simulations are conducted to predict the yearly cooling and heating energy of the selected building: One is for analysis of an air-conditioning energy consumption using the e-Quest program, and another is for two new-renewable energy facilities as a water heating source using the RETScreen. The installed capacity of two new-renewable energy facilities is determined according to the 5% level of total standard construction cost. As a briefly result, SWH system is more energy-effective than GSHP system. Considering the break-even point, it is expected that SWH can take only 3 years 11 months to pay for itself in savings while the investment of GSHP can be recovered in more than 16 years 6 months.
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문제 정의
군 복지시설인 육군 O。회관을 대상으로 태양열 및 지열시스템을 적용하고 경제성 평가를 함으로서 이후 이 사업을 추진 시 합리적인 판단을 위한 기조 자료로 활용될 수 있도록 하는데 이 연구 목적이 있다.
RETScreen(Renewable Energy Technology Screen) 시스템을 이용하여 이 건물에 적용한 신 . 재생에너지시스템의 에너지 성능 평가 및 경제성을 판단한다.
연구 결과 토대로 연구 대상 건물의 합리적인 신 . 재생에너지 적용방안을 제시한다.
있다. 이 연구는 기존 건물에 신 ■ 재생에너지시스템을 적용시 경제성을 평가하여, 어떤 시스템을 적용하는 것이 합리적인가에 대한 판단 기준을 제시하였다.
제안 방법
본 연구는 군 복지시설을 대상으로 신 . 재생에너지시스템 중 태양열 (solar water heating, SWH) 시스템과 지열 (ground source heat pump, GSHP)시스템을 적용, 각각의 에너지 성능을 비교 평가함으로서 가장 효율적인 신 . 재생에너지 적용 방안을 제시하는데 있어 연구의 범위 및 방법은 아래와 같다.
건축물별 신 . 재생에너지 적용 관련 문헌과 자료를 파악하여 분석한다.
먼저 연구대상 건물을 e-Quest 프로그램을 이용하여 그림1, 2, 3과 같이 모델링한 후, 분석 조건을 입력하였다. 데이터 입력값은 표 4와 같다.
재생에너지를 적용하였을 때, 비용을 산출하였다. 화랑회관의 연면적은 약 3, 918m2, 건축공사비 산정기준은「용도별 기준 건축공사비 X 연면적」이다(표2 참조).
육군 O。회관에 가용 예산 범위내에서 태양열 및 지열시스템을 적용하였다.
。회관을 대상으로 e-Quest 시뮬레이션에 의한 냉 , 난방부하를 해석하였으며, 신 . 재생에너지 중 지 열시스템과 태양열시스템을 적용하였다
재생에너지 중 지 열시스템과 태양열시스템을 적용하였다
대상 데이터
본 연구는 군 복지시설을 대상으로 신 . 재생에너지시스템 중 태양열 (solar water heating, SWH) 시스템과 지열 (ground source heat pump, GSHP)시스템을 적용, 각각의 에너지 성능을 비교 평가함으로서 가장 효율적인 신 .
연구대상 건물은 서울을 기준한 기상데이타와 지중 평균온도 14℃를 적용하였다(그림6 참조).
5이다] 사용 연료는 천연가스이며 효율은 65%이다. 설계시 냉방부하는 87kW이다.
기상데이터이다. 태양열시스템을 분석하는데 필요한 기상 데이터는 월별 일사량, 온도, 상대습도의 데이터가 필요하며, 이를 위하여 서울지역의 기상데이터W를 사용하였다(그림9 참조).
또한 신 . 재생에너지 적용에 따른 경제성 평가는 RETScreen 시스템을 이용하여 평가하였는데 아래와 같은 결론을 얻었다.
성능/효과
2) 지열시스템 적용시 총 투자비 약 1억 2.210만원이며 연간 에너지 생산량은 187.5Mwh 인데, 투자비 대비 회수기간은 약 16 년 6개월이 소요된다. 따라서 현 부지에서 지열시스템은 경제성 측면에서 효율성 미흡하다 판단된다.
4) 순수 에너지 사용량 측면에서 보면, 이 건물에 신 ■ 재생에너지시스템 적용시 총 에너지 사용량의 약 25%를 생산할 수 있어 에너지 수급 차원에서는 매우 효과적이라 할 수 있다. 이 연구는 기존 건물에 신 ■ 재생에너지시스템을 적용시 경제성을 평가하여, 어떤 시스템을 적용하는 것이 합리적인가에 대한 판단 기준을 제시하였다.
후속연구
군사시설사업 추진간 신 . 재생에너지시스템 적용 시 에너지 절약과 환경친화적인 군사시설 구축 등에 합리적인 추진과 지속적 발전이 이루어지길 바란다.
AI-Helper
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