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제안 방법
- Baik등 e은 해수열원을 이용한 히트펌프 시스템의 성능해석을 하였으며, 이 연구에서는 두 개의 실험이 수행되었는데 하나는 10°C 낮은 온도에서 시험하는 것이고, 다른 하나는 R717 압축기 용량 변경을 통하여 시스템 성능을 조사하는 방법으로 수행하여 낮은 부하 온도에서 시 작될 때 낮은 단계 압축기의 흡입 온도가 높은 단계의 흡입 온도보다 높게 나타나는 결과를 얻는 등 캐스케이드 히트펌프 시스템의 운전 특성에 대한 실증적 연구를 진행하였다. 그리고 Park등口은 하천수 열원 히트펌프의 성능 특성을 분석함으로써 이 것의 경제성 평가를 수행하였다.
- 벽체와 유리창은 설계 도면을 토대로 하여 재료들의 물성값이 명시되어 있는 TRNBuild library를 참고하여 입력하였다. 공조공간의 환기 (Ventilation) 성능 데이터에 명시되어 있는 초당 유입되는 공기의 유량을 시간당 공조공간 (부피) 에 유입되는 공기의 양 (l/s-m'/h) 으로 환산하여 적용하였다. 그 이외의 Room에는 냉난방 (Cooling/heating type) 을 설정함으로써 공조공간의 온도가 항상 23 ~ 26°C의 일정한 온도로 유지되도록 모델링 하였다.
- 공조공간의 환기 (Ventilation) 성능 데이터에 명시되어 있는 초당 유입되는 공기의 유량을 시간당 공조공간 (부피) 에 유입되는 공기의 양 (l/s-m'/h) 으로 환산하여 적용하였다. 그 이외의 Room에는 냉난방 (Cooling/heating type) 을 설정함으로써 공조공간의 온도가 항상 23 ~ 26°C의 일정한 온도로 유지되도록 모델링 하였다. TRNSYS 모델링을 토대로 시뮬레이션 시키면 그림 7과 같은 결과가 나오는데 룸 온도(초록색), COP(하늘색), 제어기 신호(분홍색)가 일정하게 나타나는 것을 볼 수 있으며, 소비 전력과 냉난방 능력 그리고 COP 는 그림 8과 같은 결과로 도출되 었다.
- 고안하려 연구하는 분야이다. 그 중 일본의 Nam등⑹은 봄과 가을에 지하수 히트펌프 시스템은 지하수와 주위 사이의 온도 비교를 기반으로 공기 열원 히트펌프 보다 더 효휼적이지 않다는 것을 고려해 이에 따라 실험을 하여 개발한 하이브리드 시스템은 수열원이 공기열원에 비해 각각 2 ~ 7%, 4 ~ 18%까지 향상될 수 있는 이중열원인 지하수와 공기를 사용하는 하이브리드 히트펌프 시스템을 개발하였다. 그리고 Ooka 등⑺ 은 실제 현장에 설치하여 실행한 필드테스트로부터 지열원 펌프 시스템의 난방 성능을 분석함으로써 시스템의 성능은 지하수의 온도와 깊이에 의존하며, 지열원이 공기열원보다 훨씬 높은 성능을 나타낸다는 연구 결과를 얻었다.
- 히트펌프의 성능 데이터는 삼성 시스템 에어컨(모델명:RWXDHN 200H1) 의 의 히트펌프 냉난방 능력표를 바탕으로 작성하였다. 대상건물로 사용되는 멀티존 빌딩 (TYPE 56a)에 대해서는 공조공간인 Main- room과 3개의 Room으로 존을 나누어 모사하였다. 벽체와 유리창은 설계 도면을 토대로 하여 재료들의 물성값이 명시되어 있는 TRNBuild library를 참고하여 입력하였다.
- Kim등.은 지상 5층에 면적이 890 1子 인 건물에 적용되는 해수열원 캐스케이드 히트펌프 시스템과 시스템의 필드 운영 특성을 연구하였다. 필드테스트는 해수열원 히트펌프 시스템이 1 단계 난방 시 약 4.
- 대상 건물의 면적은 약 118평(394 廿)이고, 건물 내부의 인원과 기기 및 장비들이 많지 않기 때문에 건물부하가 비교적 낮은 편이다. 이를 바탕으로 모델링 한 시흥 정수장의 공기열원 히트펌프를 실제 정수장 내 설치된 히트펌프의 실측 데이터와 TRNSYS 시뮬레이션 결과 값을 비교하였다. 그림 10은 12월 17일 ~ 12월 23일까지의 일주일간 전력량을 비교한 것으로 전력량의 경향은 비슷하나 대부분 일정하게 고른 시뮬레이션 결과 값에 비해 실측데이터의 전력량 변동이 큰 것을 볼 수 있다.
- 정수장 내 원수를 열원으로 하는 수열원 히트펌프의 성능 평가를 위해 청주정수장 대상 건물을 대상으로 원수열원과 같은 30 RT급의 공기 열원 히트펌프를 모델링 하였다. 공기열원 시스템 구성도는 그림 9과 같이 TRNSYS를 이용하여 모델링 하였으며, 공기를 열원으로 사용하기 때문에 원수펌프 및 순환수펌프는 사용되지 않았다.
- 정수장에 설치된 원수열원 히트펌프 시스템에 대하여 계절별 운전을 통해 성능 분석을 하였으며, 원수열원 히트펌프 시스템의 모델링은 그림 6과 같으며, 정수장 내 실제 개략도를 참고하여 모델링한 것이다. 대상지역은 청주정수장이고 규모는 약 260평(864 nf) 정도이며, 15 RT급의 히트펌프 2대가 설치되어 있다.
대상 데이터
- 것이다. 대상지역은 청주정수장이고 규모는 약 260평(864 nf) 정도이며, 15 RT급의 히트펌프 2대가 설치되어 있다. 친환경 냉매인 R410a를 사용하며 정속형과 디지털형 스크롤 압축기 3대로 구성되어 있고, 브레이징 타입의 판 평 열교환기가 설치되어 있으며, 원수의 수질과 부유물질의 혼입에 따라 히트펌프의 성능 저하를 야기시킬 수 있기 때문에 열교환기와 히트펌프 사이의 열교환은 브라인 용약으로 이루어진다.
- 공기열원 시스템 구성도는 그림 9과 같이 TRNSYS를 이용하여 모델링 하였으며, 공기를 열원으로 사용하기 때문에 원수펌프 및 순환수펌프는 사용되지 않았다. 히트펌프의 성능 데이터는 삼성 DVM PL US IV 표준형 냉난방 능력 테이블을 토대로 작성하고 시뮬레이션 하여 그림 10와같이 나왔으며, 소비전력, 냉난방능력 그리고 COP 그림 11과 같은 결과로 도출 되 었다.
- 건물 부하는 1월과 2월 그리고 12월이 가장 높으며, 건물 유리창 면적에 따라 부하 변동이 크기 때문에 이 점을 고려해야 한다. 히트펌프의 성능 데이터는 삼성 시스템 에어컨(모델명:RWXDHN 200H1) 의 의 히트펌프 냉난방 능력표를 바탕으로 작성하였다. 대상건물로 사용되는 멀티존 빌딩 (TYPE 56a)에 대해서는 공조공간인 Main- room과 3개의 Room으로 존을 나누어 모사하였다.
데이터처리
- 냉난방 용량은 평균 약 60 kW이며 원수 유량은 190 1/m이다. 수열원 히트펌프 성능분석은 건물의 냉난방 부하와 동적 특성을 해석하는 프로그램인 TRNSYS를 사용하였으며, 그 구성은 그림 2와 같이 모델링 하였다. 현재 청주정수장에 설치되어 있는 수열원 히트펌프의 경우 간절기에는 부하율이 대부분 약 20 ~ 30%.
이론/모형
- 대상건물로 사용되는 멀티존 빌딩 (TYPE 56a)에 대해서는 공조공간인 Main- room과 3개의 Room으로 존을 나누어 모사하였다. 벽체와 유리창은 설계 도면을 토대로 하여 재료들의 물성값이 명시되어 있는 TRNBuild library를 참고하여 입력하였다. 공조공간의 환기 (Ventilation) 성능 데이터에 명시되어 있는 초당 유입되는 공기의 유량을 시간당 공조공간 (부피) 에 유입되는 공기의 양 (l/s-m'/h) 으로 환산하여 적용하였다.
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