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문제 정의
- 본 연구에서 2차측 열공급의 효율성을 보다 향상시키기 위하여 지역난방 집단에너지사용 공동주택 실증단지에서 일반적으로 사용되고 있는 공급수 온도 제어 방법인 외기온 보상제어 방안, 외기온 예측제어 방안 및 기존 실증단지에서 실행되어지고 있는 설정온도 제어 방안을 각각 활용하여 2차측 공급수 온도를 각각 제어하였을 때 열부하 패턴, 에너지사용량 및 그 외의 변화에 대해 실증 데이터를 활용하여 비교 분석하였으며, 2차측 공급수 온도 제어에 있어서의 에너지 효율을 향상시키는 방안에 대해 연구해보았다.
- 본 연구에서는 지역난방 시스템에서 공급수 온도 설정 방법으로 사용되고 있는 설정온도 제어방법, 외 기온 보상제어방법 및 외기온 예측제어 방법을 적용하여 실증단지의 2차측 공급수 온도를 제어하였을 때 보이는 에너지사용 패턴, 에너지사용량 및 그 외의 변수에 대해 비교 분석해 보았다. 각각의 제어 방법에 따른 실증단지의 에너지 절감율을 비교하기 위해서는 외기온도 및 각 세대의 에너지 사용량의 합이 동일해야 하지만 실증실험의 한계임을 고려하였다.
- 실증단지에는 기존 시스템의 오류와 차압유량조절밸브(DPCV), 구동기(Actuator) 등의 낙후된 설비 때문에 설비관리인이 사용하여왔던 제어 방법은 설정온도 제어(Set-Point Temperature Control)방법이었다. 오랫동안 설비관리인이 지역난방 시스템에 대한 이해와 습관으로 유지되어온 설정온도 제어방법에 의한 제어는 지역난방 시스템 사용 난방에너지 패턴에 어떠한 영향이 있는지를 비교 분석하고자 하였다.
- 이 방안은 지역난방 사용 2차측 난방 공급수 온도 설정을 제어하기 위한 방법이다. 난방 공급수 온도설정을 위해 제안된 외기온 예측제어란 일반적으로 실내에 전달되는 열량이 구조체의 축열현상에 의하여 지연되는 시간을 고려한 후 정확하게 실내에 맞는 적정한 열량을 예측된 외기온도에 의해 미리 계산하여 공급함으로써 열손실을 최소화시킬 수 있는 제어방법이 될 것이며, 이러한 외기예측상관 식은 식(1)과 같다.
가설 설정
- 각각의 제어 방법에 따른 실증단지의 에너지 절감율을 비교하기 위해서는 외기온도 및 각 세대의 에너지 사용량의 합이 동일해야 하지만 실증실험의 한계임을 고려하였다. 단지, 실험 결과의 객관성을 높이기 위하여 실증실험 기간 중 평균 외기온도는 외기온 예측 실험의 평균 외기온도가 낮을 때를 비교하였으며, 각각의 제어에 따른 세대의 에너지 사용량이 동일하다는 가정은 실험 기간 동안 일일 교차제어의 실행과 각 세대에 대한 실증실험 후의 설문조사에서 실증실험 기간 동안 난방 충족감의 차이가 없다는 결과로 대신하였다.
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