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문제 정의
- 본 논문을 통해서 기존의 태양열 난방 시스템의 제한사항이었던 경제성과 설치 운영상의 문제점을 개선할 수 있는 건축 외장재료로 활용할 수 있는 Solar Air Heating UTC 시스템이 소개되었고 이 시스템의 열성능 분석 기술들이 소개되었다. 또한 성능실험을 위해 집열판의 흡수율을 측정하여 한국에너지기술연구원 내의 고정형 시스템 성능 실증시설을 활용하여 성능곡선을 도출하였으며 실험을 통해 검증된 시뮬레이션을 이용하여 열성능 분석을 수행한 결과 집열판의 형상 면적과 흡수율이 시스템 성능개선에 중요한 요소임을 알 수 있었다.
- 그러나 대부분의 국내 태양열 난방시스템은 설치 운영부분과 경제성 부분에 많은 제약이 있는게 사실이었다. 이에 본 연구에서는 태양열 공기 난방 시스템으로 최근 경제적으로 우수하다고 알려진 UTC(unglazed transpired collector) 시스템의 국내적용 기술개발을 위해 체계적인 UTC 시스템의 이론해석을 정립하고 실제로 실험을 통하여 검증된 시뮬레이션 모델을 이용하여 시스템 적용시 열성능에 중요한 요소로 작용하는 주요변수들에 대해 민감도를 분석하고 향후 시스템 개선을 위한 연구의 토대를 마련하고자 한다.
가설 설정
- 에너지 평형 방정식이다. 공기층에서 공기온도는 균일하다고 가정하였는데[1] 이는 복잡한 CFD 분석에 대한 필요한 조건들을 해소할 수 있다. 식 (3)은 외벽표면에서의 에너지 평형 방정식이다.
- 집열판 온도는 균일하다고 가정하였다. 실제로 실험적으로도 대체로 균일하였으며 이는 집열판을 통과하는 흐름이 상대적으로 균일하다는 가정이 이미 검증된 것이다[1丄 집열판을 통과하는 균일 한 흐름을 보장하기 위해서 는 집 열판을 통과하는 압력강하는 최소한 25Pa 이상이 되어야 한다.
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