[논문]실험을 통한 환기시스템의 국소적 환기효율 분석

최연희; 송두삼

doi:10.6110/kjacr.2017.29.2.063

실험을 통한 환기시스템의 국소적 환기효율 분석
Analysis of the Local Air-Change Effectiveness by Field Measurement 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.29 no.2, 2017년, pp.63 - 67

최연희 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) , 송두삼 (성균관대학교 건축토목공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to analyze the Age of Air and the Local Air-change Effectiveness of by field measurement. The indexes of Age of Air and Local Air-change Effectiveness are used to analyze the local ventilation effectiveness of multiple locations and are mainly evaluated using the computational fluid dynamics (CFD) method. In this study, measurement of the Local Air-change Effectiveness was based on ASHRAE 129. The performance of Local Air-change Effectiveness and the dependence of the outlet location on Local Air-change Effectiveness were analyzed. The results showed that a greater air-change rate (ACH) may not guarantee better local ventilation effectiveness.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 실내 공동주택에서 환기에 따른 실내 각 지점의 국소적 환기효율을 평가하는 지표와 방법을 고찰하고, 특히 실험적인 방법을 통해 현장에서 국소적 환기효율을 평가하는 방법을 검토하고자 한다. ;

제안 방법

측정 케이스의 측정조건은 Table 3과 같다. 실험은 기계환기와 자연환기를 병용한 창문형 하이브리드 환기시스템의 운전모드 중에서 기계환기를 가동하였을 경우의 신선공기의 실내 확산 특성, 즉 국소적 환기효율을 검토하였다.

대상 데이터

실험은 용인에 위치한 A사 주거성능 실험동에서 수행되었으며, 실험 대상공간은 바닥면적 49.26 m², 층고 2.43 m인 거실공간에서 실시되었다. 실험은 Fig.

이론/모형

국소적 환기효율을 현장에서 실험을 통해 분석할수 있는 방법으로 ASHRAE standard 129-Measuring AirChange Effectiveness⁽⁹⁾가 제안되어 있다. 제안하고 있는 방법을 사용하였다.
호흡역 평균 공기령은 다음에서 설명하는 트레이서 가스 감쇠법, 또는 StepUp법에 의한 농도 측정 결과에 기초하여 산출된다.⁽⁹⁾본 연구에서는 테스트 공간의 초기 확산농도(initial uniform tracer gas concentration)를 측정하기 유리하기 때문에 감쇠법을 사용하였다.⁽⁹⁾감쇠법을 통해 국소적 환기효율을 산출하기 위한 관련 수식은 Table 1과 같다.

성능/효과

(2) 실측 결과 동일한 실에서 급/배기구의 위치 등에 따라 각 지점의 국소적 환기효율은 다르게 나타났다. 특히 배기구의 위치가 국소적 환기효율에 큰영향을 미치는 것으로 나타났다.
(3) 실내 대표점을 기준으로 환기효율을 나타내는 환기회수가 크다고 해서 각 지점의 국소적 환기효율이 높게 나타나는 것은 아니었다. 실내 각 지점의 환기효율을 제대로 평가하기 위해서는 종래의 환기회수 보다는 국소적 환기효율을 평가하는 것이 필요할 것으로 판단된다.
(2) 실측 결과 동일한 실에서 급/배기구의 위치 등에 따라 각 지점의 국소적 환기효율은 다르게 나타났다. 특히 배기구의 위치가 국소적 환기효율에 큰영향을 미치는 것으로 나타났다.

후속연구

(4) 향후 연구로써 공기유동 해석 시뮬레이션인 CFD (Computational Fluid Dynamic)을 통해 다양한 환기 방식에 대해 국소적 환기효율 평가의 필요성에 대해 검토할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	공기령 개념이란 무엇인가?	공기령 개념은 Sandberg(6)에 의해 처음 소개되어, 환기효율을 정량적으로 평가하는 개념이다. 급기구를 통하여 실내로 유입된 공기가 실내 임의의 점에 도달할 때까지의 소요시간을 의미한다. 즉, Fig.
	환기시스템의 환기효율을 평가하기 위해 실내 대표점을 기준으로 하는 환기회수와 더불어 국소적 환기효율을 평가할 필요가 있는 이유는 무엇인가?	환기에 따른 실내 신선외기의 분포는 환기방식, 송풍량, 급·배기구의 위치, 실내 형상, 실의 체적 등 실내 공기유동에 영향을 미치는 요인에 따라 변화한다. 따라서 특정 환기시스템의 환기효율을 제대로 평가하기 위해서는 실내 대표점을 기준으로 하는 환기회수와 더불어 국소적 환기효율을 평가할 필요가 있다.
	환기효율에 대한 평가로는 무엇이 있는가?	(1)환기시스템의 환기방식 등에 따른 환기효율의 변화에 관련된 연구가 꾸준히 진행되고 있으며, Kang, (2) Lee (3)에 의한 선행연구에서 급·배기구의 위치등 환기방식에 따른 환기효율을 실험을 통해 검토한바 있다. 환기효율에 대한 평가는 대상공간에 신선 외기도입량을 판단하는 환기회수와 실내 각 지점에 대한 신선 외기의 도달, 분포 특성을 나타내는 공기령(Age of air), 국소적 환기효율(Local Air-change Effectiveness)(4)등의 방법이 있다.

참고문헌 (11)

Land and Housing Institute, 2015, A Propose of the Ventilation System Considering the Energy Performance and Cost-effectiveness, Seoul, Korea.
Kang, T. W., 2006, An Experimental Analysis of Ventilation Effectiveness using Tracer Gas, Journal of KOSME, Vol. 30, No. 2, pp. 260-266.
Lee, W. W., 1999, An Experiment to Measure the Effects of Exhaust Location and Air Change Rate on Indoor Ventilation Effectiveness, Proceedings of the SAREK '99 Summer Annual Conference(I), pp. 372-378.
Son, W. T., 2013, A study on performance evaluation method by ventilation type in apartment, Proceedings of the SAREK '13 Summer Annual Conference (I), pp. 567-570.
Han, H. T., On the definition of ventilation effectiveness, Journal of SAREK, Vol. 1, No. 28, pp. 38-47.
Sandberg, M., 1981, What is ventilation Efficiency, Building and Environment, Vol. 16, No. 2, pp. 123-135.

상세보기
ASHRAE Handbook, Fundamentas(SI)-Chapter 13, Ventilation and Infiltration, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Atlanta, 2013.
Jeong, J. H., Study on Improvement of air quality through analysis of ventilation efficiency in complex enclosure of a ship, Journal of SAREK, Vol. 27. No. 8, pp. 440-447.
ASHRAE STANDARD-129, 1997, RA 2002, Measuring air change effectiveness American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
Lee, I. B., Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, 2013, Development of Straightforward Method of Estimating LMA and LMR using Computational Fluid Dynamics Technology, Seoul, Korea.
Han, H. T., Ventilation effectiveness measurements utilizing a tracer gas in an underfloor air-conditioning space, Journal of SAREK, Vol. 341, No. 5, pp. 610-618.

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