Modern people spend most of time at indoor space, such as office or classroom. Especially, occupants are exposed to the airtight indoor air quality (IAQ) for a long time, At present, many studies on the air-conditioning systems are more focused on the individual thermal comfort than the thermal effi...
Modern people spend most of time at indoor space, such as office or classroom. Especially, occupants are exposed to the airtight indoor air quality (IAQ) for a long time, At present, many studies on the air-conditioning systems are more focused on the individual thermal comfort than the thermal efficiency due to increase of the concern of health. There are several factors which are influenced thermal comfort, such as temperature, humidity, convection and air movement, etc. Also, the individual factor, such as age, gender, Physical constitution and habit, should be considered. The 4-way cassette type air conditioner is known to bring out better performance about thermal comfort than the traditional one. This study is performed on the higher ceiling environment than the common buildings or classrooms. Also, this study analyzed on the Indoor thermal comfort by diffusing direction of 4-way cassette air conditioner with various discharge angles, $45^{\circ},\;50^{\circ},\;55^{\circ}$ and $60^{\circ}$. Using a commercial code, FLUENT, three-dimensional transient air thermal flow fields are calculated with appropriate wall boundary conditions and standard $k-{\epsilon}$ turbulence model. Results of velocity and temperature distributions are graphically depicted with various discharge angles.
Modern people spend most of time at indoor space, such as office or classroom. Especially, occupants are exposed to the airtight indoor air quality (IAQ) for a long time, At present, many studies on the air-conditioning systems are more focused on the individual thermal comfort than the thermal efficiency due to increase of the concern of health. There are several factors which are influenced thermal comfort, such as temperature, humidity, convection and air movement, etc. Also, the individual factor, such as age, gender, Physical constitution and habit, should be considered. The 4-way cassette type air conditioner is known to bring out better performance about thermal comfort than the traditional one. This study is performed on the higher ceiling environment than the common buildings or classrooms. Also, this study analyzed on the Indoor thermal comfort by diffusing direction of 4-way cassette air conditioner with various discharge angles, $45^{\circ},\;50^{\circ},\;55^{\circ}$ and $60^{\circ}$. Using a commercial code, FLUENT, three-dimensional transient air thermal flow fields are calculated with appropriate wall boundary conditions and standard $k-{\epsilon}$ turbulence model. Results of velocity and temperature distributions are graphically depicted with various discharge angles.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 고천장 환경에서 냉방운전 시천장형 에어컨의 토출각 변화에 따른 열쾌적성에 대하여 고찰하였다. 천장 높이는 일반 건물보다 높은 3.
ASHRAE Standard UL3T990에서 제안된공기 확산성 능지 수 (Air Diffusion Performance Index, ADPI)를 이용하여 천장형 에어컨의 열쾌적성을 평가하였으며 , 유효드래 프트온도 (Effect Draft Temperature, EDT) 값을 이용하여 열쾌적성 분포를 등고선으로 나타내었다. 이를 통하여열쾌적성을 평가하고, 열쾌적성 확보에 유리한 토출각을 제시하고자 한다.
제안 방법
6 m)에 대한 연구를 수행하였다. ASHRAE Standard UL3T990에서 제안된공기 확산성 능지 수 (Air Diffusion Performance Index, ADPI)를 이용하여 천장형 에어컨의 열쾌적성을 평가하였으며 , 유효드래 프트온도 (Effect Draft Temperature, EDT) 값을 이용하여 열쾌적성 분포를 등고선으로 나타내었다. 이를 통하여열쾌적성을 평가하고, 열쾌적성 확보에 유리한 토출각을 제시하고자 한다.
7 m의.고천장 조건에서 수치해석을 수행하였고, 천장형 에어컨의 기류특성에 가장 큰 영향을 주는 토출각 P를 45°에서 60°까지 5°간격으로설정하여 그에 따른 실내 열유동 특성을 계산하였다.
실내에 균일한 유동이 발생하도록, 에어컨의 실내기는 천장의 중앙에 설치하였다. 또한 벽면, 천장, 바닥둥을 통한 외기의 영향을 고려하였다.
본 연구에서는 현재 일반 사무실이나 교실에 설치되어 사용되고 있는 4-WAY 카세트 에어컨을 모델로 하여 수치해석을 수행하였으며, 외부로부터 열의 유출입이 존재하는 경우에 대한 토출각 변화에 따른 실내 열환경을 해석하였다. 기존의 천장형 카세트 에어컨의 토출각 변화에 관련된 연구들과는 달리, 일반적인 높이 (2.
고찰하였다. 천장 높이는 일반 건물보다 높은 3.6 m이며 , 토출각은 0=45°, 50°, 55°, 60°로 설정하여 수치해석을 수행하였다. 쾌적성은 ASHRAE에서 제안한 ADPI> 이용하여 평가하였다.
2 에 나타내었다. 토출 방향의 열유동 특성을 세밀하게 계산하기 위하여 천장형 에어컨을 중심으로 각 토출 방향에 대하여 조밀하게 구성하였다.
대상 데이터
기존의 천장형 카세트 에어컨의 토출각 변화에 관련된 연구들과는 달리, 일반적인 높이 (2.7 m)가아닌 고천장 높이 (3.6 m)에 대한 연구를 수행하였다. ASHRAE Standard UL3T990에서 제안된공기 확산성 능지 수 (Air Diffusion Performance Index, ADPI)를 이용하여 천장형 에어컨의 열쾌적성을 평가하였으며 , 유효드래 프트온도 (Effect Draft Temperature, EDT) 값을 이용하여 열쾌적성 분포를 등고선으로 나타내었다.
1에 나타내었다. 출입문과 창문은 실제 실험 공간과 동일한 크기이며, 전체 체적은 WXLXH (8.75 m × 10.2 m × 3.6 m)로 고천장 환경을 설정하였다. 실내에 균일한 유동이 발생하도록, 에어컨의 실내기는 천장의 중앙에 설치하였다.
이론/모형
난류모델은 Launder와 Spalding⑹에 의해 제안된 표준 k-s 모델을 사용하였다. 벽면과천장, 바닥 등에서의 열유출입을 고려하였으며, 수치해석을 위한 경계조건은Table 2와 같다.
실내 열쾌적성은 ADPI< 이용하여 평가하였다. ADPI는 공간에 대한 전체 측정점 중에서 실내기류속도를 고려한 내부온도에 대한 재실자의 만족감을 통계적으로 나타낸 수치이며 백분율로 나타낸다.
6 m이며 , 토출각은 0=45°, 50°, 55°, 60°로 설정하여 수치해석을 수행하였다. 쾌적성은 ASHRAE에서 제안한 ADPI> 이용하여 평가하였다.
성능/효과
(1) 토출각이 증가함에 따라 수평기류에서 수직기류로 발달하며, 이에 따라 실내 온도분포 및 기류분포의 균일도가 낮아지고, 외기 영향이 더 크게 나타나는 것을 알 수 있다.
(2) 토출각 변화에 따른 EDT의 분포를 살펴보면, 수직기류의 직접적인 영향보다는 수직기류 발생에 따른 외기 영향이 증가함에 따라 불쾌영역이 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서 실내 열쾌적성에 대한 외기 영향이 중요한 것을 알 수 있으며, 외기 조건에 따라 실내기의 위치를 조절하면 실내 열쾌적성 확보에 유리할 것으로 판단된다.
(3) 수치해석 결과 토출각0=45° 경우 온도 및 기류분포가 균일하게 분포하였으며, 특히 온도분포는 벽면을 제외하고는 전체 실내에서 균일하게 분포하였다. 또한 EDT분포를 통해서도 토출각이 45º인 경우에 가장 넓은 쾌적영역이 존재함을 알 수 있었다.
증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서 실내 열쾌적성에 대한 외기 영향이 중요한 것을 알 수 있으며, 외기 조건에 따라 실내기의 위치를 조절하면 실내 열쾌적성 확보에 유리할 것으로 판단된다.
또한 EDT분포를 통해서도 토출각이 45º인 경우에 가장 넓은 쾌적영역이 존재함을 알 수 있었다. 향후에는 45°부근의 토출각에 대한 연구 및 실험을 통해 최적의 열쾌적성을 확보할 수 있는 토출각을 선정할 수 있을 것으로 기대한다.
7에 나타내었다. 쾌적성이 낮은 영역을 음영으로 짙게 표시하였으며, 토출각이 증가함에 따라 쾌적성이 낮은 영역이 넓게 분포함을 알 수 있다. 또한 벽면을 통한 외기의 영향으로 불쾌영역이 증가함을 볼 수 있다.
후속연구
또한 EDT분포를 통해서도 토출각이 45º인 경우에 가장 넓은 쾌적영역이 존재함을 알 수 있었다. 향후에는 45°부근의 토출각에 대한 연구 및 실험을 통해 최적의 열쾌적성을 확보할 수 있는 토출각을 선정할 수 있을 것으로 기대한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.