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문제 정의
- 본 연구에서는 강판마감형 조립식 벽패널 복사냉난방시스템의 냉난방 성능평가를 위하여 3차원 전열해석을 실시하였다.전열해석에 이용된 툴은 Physibel사에서 만든 상용,범용의 3차원 비정상상태 전열해석 시뮬레이션 툴인 Voltra 6.
- 본 연구에서는 초고층 복합빌딩에서 기존 활용해 오던 공조시스템의 대안으로서 조립식 벽패널 복사냉난방시스템을 통합 적용하기 위해 강판 마감형 조립식 벽패널 복사냉난방시스템을 시제품으로 제작 및 시공하여 냉난방 운전 조건별로 성능평가를 진행하고자 한다.이를 위해 본 연구에서는 실제 성능평가에 앞서 냉난방 운전시 방열 특성을 평가하기 위해 3차원 비정상상태 전열해석 시뮬레이션을 수행하였으며,추후 실험 데이터와 비교할 수 있는 사전 성능 평가 데이터를 도출하고자 하였다.
- 본 연구에서는 초고층 복합빌딩에서 이용 가능한 조립식 벽패널 복사냉난방시스템 적용을 위하여 강판 마감 벽패널 복사냉난방시스템 시제품을 대상으로,3차원 비정상상태 전열해석 프로그램을 이용,난방 및 냉방 조건시 특성을 평가하였다.본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 0w이다.본 프로그램은 열평형방정식을 유한차분법에 의해 이산화하여 풀어줌으로써 복잡한 건물 부위에서의 정밀 전열해석이 가능한 신뢰도가 매우 높은 프로그램이다. 해석 대상 부위는 벽패널 모듈 4개를 나란히 테스트 셀의 가로 3.
- 본 연구에서는 초고층 복합빌딩에서 기존 활용해 오던 공조시스템의 대안으로서 조립식 벽패널 복사냉난방시스템을 통합 적용하기 위해 강판 마감형 조립식 벽패널 복사냉난방시스템을 시제품으로 제작 및 시공하여 냉난방 운전 조건별로 성능평가를 진행하고자 한다.이를 위해 본 연구에서는 실제 성능평가에 앞서 냉난방 운전시 방열 특성을 평가하기 위해 3차원 비정상상태 전열해석 시뮬레이션을 수행하였으며,추후 실험 데이터와 비교할 수 있는 사전 성능 평가 데이터를 도출하고자 하였다.
가설 설정
- 난방조건 시 실내온도는 20℃,인접공간의 실 온은 테스트 셀이 설치된 조건을 비난방 공간으로 가정하여 5℃로 설정하였고,표면 열전달율의 경우 외기에 의한 영향이 거의 없는 것으로 판단되어 벽패널의 내외측 모두 8.29W/㎡K3)로 설정하였다.
- 냉방조건 시 실내온도는 26℃,인접공간의 실온은 테스트 셀이 설치된 조건에서 냉방이 이뤄진다고 가정하여4)26℃로 동일하게 설정하였으며,표면 열전달율은 벽패널 내외측 모두 8.29W/㎡K로 하였다.이는 벽패널 복사냉난방시스템이 실내-복도 사이에 위치하는 간막이벽으로 가정한 경우에 동일하게 적용될수 있을 것으로 생각된다.
- 냉수 공급온도는 15,17,19℃로 가정하였으며,공급 유량은 1,1.5,2LPM으로 난방조건의 경우와 동일하게 적용하였다.시뮬레이션 결과로는 난방시 실내로 공급되는 열량, 냉방시 실내에서 제거되는 열량,각 조건에서 온수 및 냉수의 공급-환수온도차,패널 표면 온도(측정 포인트:Fig.
- 온수 공급온도는 40,45,50℃로 가정하였으며,공급 유량은 1,1.5,2LPM으로 가정하여 각 온도대별 유량별 방열량,표면온도분포와 환수온도 데이터를 비교하는 것으로 하였다.Voltra프로그램에서 온수의 흐름을 모델링하기 위해 BC_FRE_S조건을 설정하였다.
- 해석 대상 부위는 벽패널 모듈 4개를 나란히 테스트 셀의 가로 3.8m ×높이 2.25m 벽면에 시공한 것으로 가정하였으며,이를 위해 테스트 셀에서의 설계안과 동일하게 테스트 셀의 벽체와 실제 시공된 벽패널 복사냉난방시스템의 구성을 모두 포함하는 것으로 모델링하였다.
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