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난방공간에서 형상비에 따른 자연대류 방열기의 방열특성
Heat Emission Characteristics on Natural Convection Radiator with Various Aspect Ratios in Heating Space 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.11 no.1, 2010년, pp.37 - 42  

성순경 (경원대학교 건축설비공학과)

초록
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본 연구의 목적은 난방공간에서 자연대류 방열기를 통한 방출열량이 방열기의 형상에 따라 어떤 특성을 가지고 있는가 알기 위함이다. 이와 같은 전열특성을 알기 위하여 컴퓨터를 이용한 수치해석방법을 이용하였다. 방열기의 폭이 길고 높이가 낮은 경우 바닥 위 0.5 m에서 2.7 m까지의 온도차는 적음을 알 수 있다. 이는 다른 경우 보다 난방공간에 좋은 열환경 조건을 만들어 주는 것을 보여준다. 장래에 실험적인 방법을 통하여 본 컴퓨터 수치해석 결과의 타당성을 검증하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The objective of this study is to find heat emission characteristics on the natural convection radiator in a heating system when the aspect ratio of radiator is changed. In addition the computer simulation method is used in order to find the characteristics of heat transfer. When the width of the ra...

주제어

#Natural Convection Radiator   #Aspect Ratio   #Heat Emission Characteristics  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 선행 연구의 경우 대부분 방열기의 방열량 등에 대한 내용이고 형상비와 구조체를 통한 열의 손실이 있는 조건의 경우는 없으므로 본 연구에서는 직접난방방식에서 사용하는 자연대류 방열기의 가로와 세로의 비가 다른 경우 즉 형상비 변화에 따라 방열특성과 실내온도 분포 특성이 어떻게 나타나는가를 비교하고, 온열환경 조건에 적합한 형상비를 알고자 한다.[5]

가설 설정

  • 5 W/m2K를 기준으로 하였다. 그리고 실내에 면한 다섯 면은 난방을 하는 인접실과 접한 면으로 가정하여 단열조건으로 하였다. 실에서의 열손실은 창이 있는 외벽과 창문을 통하여 발생한다.
  • 실내에 설치된 대류방열기의 형상별 방열특성을 해석하기 위하여 방열기는 건물의 유리창 하부에 설치하고 표면으로부터 실내로 방열하며, 방열기 표면의 온도는 한국산업 규격의 방열기 성능시험방법에서 기준으로 삼고 있는 70℃로 하였으며[7], 건물 외부의 온도 조건은 중부지방에 설치된 것으로 가정하여 -10℃로 하였다. 해석은 3차원 수치해석 방법으로 상용프로그램을 이용하였으며, 그림 2와 같은 형상의 비엇물림 격자계로 육면체와 사면체가 조합된 하이브리드 격자방법을 이용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
실내의 상하 온도차가 1.5도 이상 차이나면 어떻게 되는가? [3] 특히 실내의 상하 온도차가 1.5도 이상 차이가 나는 조건에서는 불쾌감을 느끼기 시작하며, 실내의 위 쪽에서는 외기와의 온도차가 크게 되어 건물의 열손실이 증가하여 에너지 손실을 가져오게 된다.[4]
난방 방식은 실내로 열을 어디에서 공급하느냐에 따라 어떤 방식들로 나누어지는가? 건물의 주위온도가 실내온도보다 낮게 되면 건물의 구조체와 환기를 통하여 열의 손실이 발생하게 된다.[1] 이때 실내에 거주하는 재실자의 쾌적한 온열감을 위하여 실내로 열을 공급하여 실내온도를 일정하게 유지하기 위하여 여러 가지의 난방 방식을 이용하고 있으며, 실내로 열을 어디에서 공급하느냐에 따라 직접난방방식과 간접 난방방식이 있다.[2] 그중에서 가장 용이한 방법의 하나가 실내에 방열기기를 설치하여 실내로 열을 직접 전달 하는 직접난방방식이다.
직접난방방식을 방열장치에 따라 구분하면? [2] 그중에서 가장 용이한 방법의 하나가 실내에 방열기기를 설치하여 실내로 열을 직접 전달 하는 직접난방방식이다. 이 방식은 실내에 열을 방출하는 방열장치에 따라 자연대류방식, 자연대류복사 방식, 강제대류방식 그리고 복사방식 등이 있다.
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참고문헌 (8)

  1. Faye C. McQuiston, Jerald D. Paker, Heating, Ventilating, and Air Conditioning, Wiley, pp 140-181, 1994. 

  2. 성순경, 난방설비, 세진사, p26, p113-115, 2007. 

  3. 최정민, 김용이, 박효석, "교실 규모에 따른 난방공조 환경 평가에 관한 연구", 대한설비공학회 논문집, 제15권 12호, pp.1035-1042, 2003 

  4. 일본 공기조화 위생공학회, 공기조화위생공학 편람, p543-544, 1987. 

  5. Walters.K,Fine.R.H, "Performance of radiator and convectors using medium temperature hot water", The journal of environmental sevices, vol 46, No. 549, pp.503-509, 1973 

  6. Yunus A. Cengel, Heat transfer, Mcgraw -hill, p 463-469, 2003. 

  7. 한국산업 규격 KS B 6391, 난방용 방열기, 2004 

  8. Zhiqiang Zhai and Qingyan Chen, "Numerical determinaton and treatment of convective heat transfer coefficient in the coupled building energy and CFD simulaton", Building and Environment, vol 39, pp1001-1009, 2004. 

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