$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

상수관망의 에너지 평가기법에 관한 연구
A Study on the Method of Energy Evaluation in Water Supply Networks 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.46 no.7, 2013년, pp.745 - 754  

김성원 (한국수자원공사 K-water연구원) ,  김도환 (한국수자원공사 K-water연구원) ,  최두용 (한국수자원공사 K-water연구원) ,  김주환 (한국수자원공사 K-water연구원)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

수돗물의 생산 및 공급과정에 소요되는 에너지에 대한 체계적인 분석 및 평가는 최근의 전력부족 사태와 온실가스 감축의 필요성에 따라 관심이 증가되고 있다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 제시한 결과에 대한 검토를 통하여 실용적으로 적용 가능한 에너지 분석기법 및 평가기법을 제시하였다. 본 연구에서는 EPANET2의 수리해석 결과를 이용하여 에너지를 평가할 수 있는 모형을 MATLAB 플랫폼 기반 하에서 개발하였다. 제안된 기법은 상수관망의 입지, 관로의 상태, 누수정도 등에 따라 시설물이 내재적으로 가지는 에너지관리 효율과 운영 효율을 분리하여 평가할 수 있는 성능평가 지표를 제시하였다. 개발모형은 시험관망과 실제관망에 대하여 각각의 상수관망 구성요소에 대한 에너지 분석 및 평가결과를 제시함으로써 적용성 평가를 실시하였다. 본 연구의 결과는 상수관망 에너지관리의 최적화를 도모함으로써 피크시간대의 전력수요 관리 및 에너지 절감형 상수도 시스템 계획 및 운영에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The systematic analysis and evaluation of required energy in the processes of drinking water production and supply have attracted considerable interest considering the need to overcome electricity shortage and control greenhouse gas emissions. On the basis of a review of existing research results, a...

주제어

#상수관망   #에너지 평가   #성능평가 지표   #누수   #운영효율  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 따라서 1일 단위의 단기적인 모의를 통하여 탱크가 가지는 에너지의 완충기능을 평가하는 것이 필요 하다. 따라서 본 연구에서는 Cabrera et al. (2010)가 제시한 바와 같이 1년에 걸친 장기적인 모의를 1시간 단위로 수행하고, 1일에 걸친 단기적인 모의를 1분 단위로 모의 함으로써 탱크가 가지는 에너지 분담기능을 평가하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 기존의 연구에서 제시된 상수관망 에너지 산정기법과 관련 평가지표에 대한 분석을 통하여 관망해석 프로그램과 연계하여 산정할 수 있는 모형을 제시하고자 한다. 상수관망에 흐르는 유량, 압력 등의 수리적 계산을 위한 프로그램은 범용적으로 사용되고 있는 EPANET2 (Rossman, 2000)를 이용하였으며, 수리적 계산결과에 기반한 에너지 산정은 EPANET2에서 제공하는 Toolkit을 이용하여 수치계산 플랫폼(platform)인 MATLAB과 연계하였다.
  • (3)에서 EF/L의 계산은 누수를 포함한 실제적(real) 모의에서의 마찰손실 에너지(EF )에서 누수를 포함하지 않은 이상적(ideal) 모의에서의 마찰손실 에너지(EF/J)를 공제한 값으로 산정하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 실제적 상태와 이상적 상태에 대한 모의를 통하여 관로손실을 고려한 누수에너지 평가를 실시하고자 하였다.
  • 산술적인 계산에 의해 값이 정해지는 다른 에너지 구성요소와 달리 탱크에 의해 소모 또는 공급되는 에너지와 누수에 의해 소모되는 에너지는 세부적인 검토가 요구된다. 또한 앞서 언급한 기간시설 지표와 운영품질 지표를 구분하는데 있어 기술적인 검토가 요구되므로 본 절에서는 이에 대하여 검토를 통하여 관로 에너지 평가지표를 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 그동안의 상수관망 운영관리 효율평가에 대한 연구가 수량관리 측면에 집중되어 온 것과는 달리, 에너지 분석 및 평가기법을 도입함으로써 효율적인 상수관망의 계획 및 운영에 필요한 방법론을 제시하였고 대상 관망에 적용하여 제안된 기법에 대한 적용성을 검토하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 상수관망의 에너지 평가모형의 구축은 관망 수리해석 결과를 기초자료로 이용하여야 한다. 본 연구에서는 범용적 관망해석 모형인 EPANET2를 이용하여 관망해석 결과를 취득하고자 하였다. EPANET2는 펌프에 의한 에너지 소모량 외에 본 연구에서 필요로 하는 에너지 요소성분에 대한 계산 기능을 제공하지 않는다, 따라서 본 연구에서는 EPANET2에서 다른 프로그램과 연계를 위하여 제공하는 Toolkit 기능을 이용하여 범용적 수치해석 및 프로그래밍 환경을 제공하는 MATLAB과 연계하였다.

가설 설정

  • 본 예제가 기본적으로 가지고 있는 속성 외에 누수의 모의를 위한 압력지수 α = 0.5로 설정하였으며, 각 절점별 에미터 유량계수 C는 약 25%의 누수발생 모의를 가정하여 Table 2와 같이 설정하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
상수관망은 어떤 시설인가? 상수관망은 수돗물을 소비자에게 안정적으로 공급하기 위한 시설로써 도수, 송수, 배수 및 급수 시설이 유기적으로 연결되어 있는 관로의 집합체로 정의될 수 있다. 그동안 상수관망 시설계획의 적합도에 대한 평가는 수리적 신뢰도(hydraulic realiability)에 기반한 연구개발이 주로 수행되어져 왔으며(Jun et al.
상수관망의 정의는 무엇인가? 상수관망은 수돗물을 소비자에게 안정적으로 공급하기 위한 시설로써 도수, 송수, 배수 및 급수 시설이 유기적으로 연결되어 있는 관로의 집합체로 정의될 수 있다. 그동안 상수관망 시설계획의 적합도에 대한 평가는 수리적 신뢰도(hydraulic realiability)에 기반한 연구개발이 주로 수행되어져 왔으며(Jun et al.
Pelli and Hitz에 의해 제안된 상수도 공급계통에 대한 체계적인 에너지 평가기법은 어떤 지표들을 구분하여 제시하였는가? 상수도 공급계통에 대한 체계적인 에너지 평가기법은 용수사용량과 압력을 에너지로 변환하는 과정을 통하여 Pelli and Hitz (2000)에 의해 처음으로 제안되었다. 이들은 관로시스템 상에서 소모되는 에너지를 누수나 마찰손실이 없는 이상적인 상태와의 비교를 통하여 기간시설 지표(infrastructure indicator)와 운영품질 지표(operational quality indicator)를 구분하여 제시하였다. 기간시설 지표는 시설물이 건설된 단계에서 고정적으로 가지고 있는 에너지를 나타내는 지표이며, 운영품질 지표는 수도사업자의 노력에 의하여 변동될 수 있는 효율성을 나타내는 지표이다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (10)

  1. Alegre, H., Baptista, J.M., Cabrera, E. Jr., Cubillo, F., Duarte, P., Hirner, W., Merkel, W., and Parena, R. (2006). Performance indicators for water supply service. IWA Publishing, London. 

  2. Cabrera, E., Pardo, M. A., Cobacho, R., and Cabrera, E. Jr. (2010). "Energy Audit of Water Networks." J. of Water Res. Plan. Mgmt., ASCE, Vol. 136, No. 6, pp. 669-677. 

    상세보기 crossref

  3. Jun, H.D., Kim, S.H., Yoo, D.G., and Kim, J.H. (2009). "Evaluation of the reliability improvement of a water distribution system by changing pipe." J. of Korea Water Res. Assoc., KWRA, Vol. 42, No. 6, pp. 505-511. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Koo, J.Y., Jang, K.H., and Kim, M.C. (2009). "Study on the charateristics of night flow components for leakage management in district metered area." J. of Korean Soc. of Water and Wastewater, KSWW, Vol. 23, No. 6, pp. 871-879. 

  5. Ministry of Environment (MoE)-Korea (2012). 2011 Statistics of Waterworks. Seoul. 

  6. Pelli, T., and Hitz, H.U. (2000). "Energy indicators and savings in water supply." J. Amer. Water Works Assoc., AWWA, Vol. 92, No. 6, pp. 55-67. 

  7. Rossman, L.A. (2000). EPANET2: User's manual. U.S. EPA, Cincinnati. 

  8. Thronton, J. (2003). "Managing leakage by managing pressure: A practical approach." Water21, October issue, pp. 33-34. 

  9. U.S. Department of Energy (USDE). (2006). Energy demands on water resources: Rep. to congress on the interdependency of energy and water. Washington, D.C. 

  10. Walski, T., Bezts, W., Posluszny, E.T., Weir, M., and Whitman, B. (2006). "Modeling leakage reduction through pressure control." J. Amer. Water Works Assoc., AWWA, Vol. 94, No. 4, pp. 147-155. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

유발과제정보 저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로