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몽골에서의 지열 시스템 적용을 위한 주택 에너지분석
Analysis on Housing Energy for Applying Geothermal System in Mongolia 원문보기

한국지열에너지학회논문집 = Transactions of the Korea Society of Geothermal Energy Engineers, v.10 no.2, 2014년, pp.19 - 23  

김진호 (삼성물산(주) 건설부문 기술연구실 친환경에너지팀) ,  김중헌 (삼성물산(주) 빌딩사업부 빌딩ENG팀) ,  신승호 (삼성물산(주) 건설부문 기술연구실 친환경에너지팀)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the capital of Mongolia where the air quality is getting worse due to the coal consumption used for electricity generation and district heating, the application of geothermal systems in the housing sector is recently designed for high class resort. In this study, the case of applying a geothermal...

주제어

#패시브 하우스   #몽골   #건물 에너지 부하   #지열시스템  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 각각의 에너지 사용량을 비용으로 환산해 보기 위하여 몽골의 에너지 단가를 조사하여, 비교하였다. 연간 에너지 비용 절감량은 대략 60∼100 만 Tg(몽골의 화폐단위, 투그릭)이었다.
  • 몽골에서 지열 냉난방 시스템을 적용하는 경우, 외벽 설계조건의 건축비 상승과 지열냉난방 시스템의 초기투자비를 비교하였다. 이때, 초기투자비는 노무비와 자재비 등으로 구성되며, 자재비는 건축자재와 지열냉난방시스템 비용으로 구성되지만, 몽골에서는 지열냉난방시스템이 활성화되지 못하여 시장가격이 없기 때문에 초기투자비는 한국의 비용으로 계산하였다.
  • 본 연구에서는 몽골지역에 지열을 주 냉난방원으로 하는 주택을 건설하는 경우, 건축 외벽 단열 설계기준을 ASHRAE와 Passive 기준 등으로 하는 경우에 있어서의 냉난방설비의 용량과 연간 에너지 사용량을 비교하고, 노무비와 간접비를 제외한 국내 건설단가를 기준으로 초기투자비를 비교하여 분석하였다.
  • 본 연구에서는 몽골지역에 지열을 주 냉난방원으로 하는 주택을 건설하는 경우, 건축설계기준을 ASHRAE와 Passive 기준 등으로 하는 경우에 있어서의 에너지 사용량을 비교하고, 노무비와 간접비를 제외한 국내 건설단가를 기준으로 초기투자 비를 비교하여 분석하고, 연간 에너지 비용을 비교 분석하였다.
  • 외벽 단열 설계 조건은 몽골내의 별도의 법규 제한이 없기 때문에 ASHRAE에서 정의하고 있는 한랭지의 외벽 단열 설계 조건을 차용하였으며, 부위별 단열 조건을 Table 1에 나타내었다. 비교조건으로서 패시브 하우스의 외벽 단열 설계 조건도 함께 나타내었다.

대상 데이터

  • 기준모델과의 냉난방설비 용량 및 연간 에너지 소비량을 비교분석하기 위한 비교모델로는 패시브하우스 기준(Alt1)과 패시브하우스 기준에서 창면적을 30 ㎡ 줄인 모델(Alt2) 및 패시브하우스의 각 벽체 열관류율을 0.15에서 0.1 W/mK(Alt3)로 줄인 모델을 사용하였다.
  • 각 모델의 연간 에너지 사용량을 예측하기 위하여 기존 연구에서 많이 사용하고 있는 TRNSYS 17을 사용하였다. 이때, 기후데이터는1 국제기상기구(IWEC)가 제공하는 울란바토르의 기후데이터를 사용하였다. 울란바토르의 월별 최고온도, 평균온도, 최저온도 및 지중 4 m의 월별 평균온도를 Fig.

이론/모형

  • 1-2007/2010 zone8 Alaska Fairbanks를 기준으로 하되, 기준이 없는 항목에 대해서는 미국 DOE에서 정한 Reference Commercial Building Model[7]의 기준을 적용하였다. 각 모델의 연간 에너지 사용량을 예측하기 위하여 기존 연구에서 많이 사용하고 있는 TRNSYS 17을 사용하였다. 이때, 기후데이터는1 국제기상기구(IWEC)가 제공하는 울란바토르의 기후데이터를 사용하였다.
  • 연간 에너지 사용량을 예측하고 비교하기 위한 에너지 시뮬레이션을 위하여 필요한 각종 기준들은 ASHRAE 90.1-2007/2010 zone8 Alaska Fairbanks를 기준으로 하되, 기준이 없는 항목에 대해서는 미국 DOE에서 정한 Reference Commercial Building Model[7]의 기준을 적용하였다. 각 모델의 연간 에너지 사용량을 예측하기 위하여 기존 연구에서 많이 사용하고 있는 TRNSYS 17을 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비약적인 성장으로 몽골의 어느 지역에 인구가 급증하고 있는가? 몽골은 최근 비약적인 경제성장으로 수도인 울란바토르(Ulaanbaatar)에 유입되는 인구가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 에너지 사용도 급증하고 있다. 울란바토르의 난방은 열병합 발전소 에서 공급하는 열에너지에 의존하고 있으며, 9월 15일부터 4월 15일까지 공급하고 있다.
울란바토르 지역은 난방에너지 공급량이 부족할 때 일반 가정에서는 나무나 갈탄을 보조연료로 사용하고 있는데, 이에 따라 발생하는 문제점은? 난방에너지 공급량이 부족한 경우, 건물별로 우선순위를 정해 공급하고 있는 실정이다. 이렇게 열악한 에너지 사정으로 인하여, 난방이 제대로 공급되지 않는 경우에 일반 가정에서는 나무나 갈탄을 보조연료로 사용하고 있으며, 이로 인하여 울란바토르 시내의 공기 오염이 아주 심각한 실정이며, 특히 겨울철에는 외출이 불가능할 정도로 심각한 실정이다.
울란바토르의 난방은 어떤 에너지에 의존하고 있는가? 몽골은 최근 비약적인 경제성장으로 수도인 울란바토르(Ulaanbaatar)에 유입되는 인구가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 에너지 사용도 급증하고 있다. 울란바토르의 난방은 열병합 발전소 에서 공급하는 열에너지에 의존하고 있으며, 9월 15일부터 4월 15일까지 공급하고 있다. 난방에너지 공급량이 부족한 경우, 건물별로 우선순위를 정해 공급하고 있는 실정이다.
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참고문헌 (7)

  1. SAMMIGEOTECH Inc., 2013, Corporative Research of Facility Horticulture with Geothermal System in the Cold Area such as Mongolian Region, KETEP. 

  2. J.-M. Park and S.-H. Park, 2013, A Study on the Evaluation of Thermal Performance of Building Envelopes in the Very Cold Region through a Case Study on an Office Building in Mongolia, J. AIK, Vol. 29, No. 10, pp. 241-248. 

  3. K.-N. Rhee and S.-J. Lee, 2014, A Study on the Improvement of HVAC System Design and Operation Strategies through Thermal Environment Assessment of an Office Building, J. AIK, Vol. 30, No. 2, pp. 277-284. 

  4. J. Hahn, Y. S. Yoon, Y. Kiem, C. Hahn, Y.-C. Park and J.-G. Mok, 2012, A Study on Deep Geothermal Energy and Potential of Geothermal Power Generation in Mongolia, J. KSGEE, Vol. 8, No. 3, pp. 1-11. 

  5. J. H. Choi, K. C. Min and B. Sohn, 2014, Heating Performance of Geothermal Heat Pump System Applied in Cold Region(Mongolia), 2014 Spring Conference Proc. of KSGEE, pp. 36-39. 

  6. H. J. Kong, J. H. Choi, K. C. Min, B. Sohn, 2014, Performance Prediction of GHP System Applied in Cold Region (Mongolia) Using Simulation Approach, 2014 Spring Conference Proc. of KSGEE, pp. 40-43. 

  7. M. Deru, K. Field, D. Studer, K. Benne, B. Griffith and P. Torcellini, 2011, U.S. Department of Energy Commercial Reference Building Models of the National Building Stock, Technical Report, NREL/TP-5500-46861. 

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