초록 ▼

본 연구에서는 객실 공기질을 쾌적하고 깨끗하게 하기 위해 객차용 청정 시스템을 개발하였다. 청정시스템 제작을 위해서 먼저 기존 HVAC의 문제점을 파악하여 개선함으로써 객실 온도편차의 불균형을 최소화하였다. 미세먼지의 경우 객실로 유입되는 경로는 신선공기에 함유된 먼지와 객실에서 재순환되는 공기중에 함유된 미세먼지 두 가지로 나눌 수 있는데, 신선공기에 함유된 미세먼지의 경우 원심력 원리를 이용한 센츄리셉을 장착하여 제거하였으며, 승객에 의해 유입된 미세먼지는 롤필터를 장착하여 제거하였다. 시제품은 실험실에서 성능을 시험한 후 정차

본 연구에서는 객실 공기질을 쾌적하고 깨끗하게 하기 위해 객차용 청정 시스템을 개발하였다. 청정시스템 제작을 위해서 먼저 기존 HVAC의 문제점을 파악하여 개선함으로써 객실 온도편차의 불균형을 최소화하였다. 미세먼지의 경우 객실로 유입되는 경로는 신선공기에 함유된 먼지와 객실에서 재순환되는 공기중에 함유된 미세먼지 두 가지로 나눌 수 있는데, 신선공기에 함유된 미세먼지의 경우 원심력 원리를 이용한 센츄리셉을 장착하여 제거하였으며, 승객에 의해 유입된 미세먼지는 롤필터를 장착하여 제거하였다. 시제품은 실험실에서 성능을 시험한 후 정차용 차량에서 장착한 후 풍량, 소음, 집진성능, 소비전력 등의 성능시험과 객차와의 인터페이스 연구를 거친 후 영업용 차량에 탑재하여 최종적으로 평가를 하였다.
본 연구에서는 최근 실내공기질에 ？나 사회적 요구에 부응하여 객실의 오염물질 농도를 제어할 수 있는 공기청정시스템을 개발하여 이용승객이 보다 쾌적한 분위기에서 철도를 이용할 수 있도록 하였다. 연구의 범위는 객차용 사이클론 집진장치 개발, 객차용 디퓨져 개발, 객차용 공기청정장치 개발, 객실의 온열환경해석 등으로 나눌 수 있다.
객차용 사이클론 집진장치는 객실의 외부공기 유입부에 사이클론 집진장치를 적용하여 조대먼지 및 미세먼지를 분리함으로써 청정공기가 객실로 공급될 수 있도록 하였다. 성능평가항목으로는 풍량, 소음, 집진성능, 인터페이스 등이 모두 고려되었으며, 설계와 시작품 제작, 그리고 시운전까지 연구 범위에 포함시켰다.
객차용 디퓨져는 객실에 공기를 공급하는 닥트의 형상을 객실에 최적화하여 객실 전체에 대해 고르게 신선 공기 및 냉?난방된 공기를 공급할 수 있도록 하였다. 이를 위해 다양한 형상의 닥트 그릴 형상을 디자인하고, 실제 열차에 적용되는 것과 같은 크기의 시제품을 제작한 후, 여기에 사이클론 집진장치가 추가된 냉.난방 공급장치를 연결하여 실제로 닥트에 공기를 공급할 수 있도록 시운전을 수행하였다. 이 때 객실과의 인터페이스는 물론 풍량의 분포, 풍향의 변화 등까지 모두 연구범위에 포함시켰다.
객차용 공기청정장치 개발에서는 객실에서 재순환되거나 승객에 의해 객실로 유입된 미세먼지를 제거하고, 유지보수를 수월하게 하기 위해서 롤타입의 미세먼지제거용 장치를 개발하였다. 롤필터 시스템은 객실의 천정에 장착되도록 설계하였으며, 객차 한량에 총 세 개의 시스템을 장착하도록 하였다. 폴리프로필렌(PP) 수지재질의 필터를 적용한 롤 필터 시스템의 시제품을 제작하였으며, 이 때 시제품의 크기 및 인터페이스는 실제 신형무궁화호 열차에 적용이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 메쉬와 필터의 감김 속도에 따른 미세먼지의 포집효율 및 유지보수 주기등을 결정하기 위한 내용도 연구에 포함시켰다.
온열환경해석에서는 객실의 열 쾌적성 향상을 위하여 냉.난방시에 객실의 온도 분포를 실험적으로 측정하고, 이를 모사하여 온도와 습도, 풍량 등에 따른 객실의 열 쾌적성 해석을 연구범위로 하였다.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...4
• 목차 ...10
• 표목차 ...12
• 그림목차 ...15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...22
• 제1절 연구의 목적 ...22
• 제2절 연구의 필요성 ...23
• 제3절 연구의 범위 ...24
• 제2장 청정 HVAC 시스템 ...26
• 제1절 서 론 ...26
• 제2절 청정 HVAC 제작사양서 ...28
• 제3절 청정 HVAC 장비설명서 ...75
• 제3장 객실용 공기청정장치 개발 ...111
• 제1절 서 론 ...111
• 제2절 국내.외 기술개발 현황 ...116
• 제3절 연구개발 수행 내용 및 결과 ...126
• 제4절 연구개발목표 달성도 및 관련분야 기여도 ...169
• 제5절 연구개발결과의 활용 계획 ...170
• 제4장 가스처리장치 개발 ...171
• 제1절 서 론 ...171
• 제2절 국내.외 기술개발 현황 ...175
• 제3절 연구개발수행 내용 및 결과 ...185
• 제4절 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...220
• 제5절 연구개발결과의 활용계획 ...225
• 제6절 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...228
• 제5장 객실 온열환경 해석 ...230
• 제1절 연구배경 및 연구목적 ...230
• 제2절 수치해석 방법 ...232
• 제3절 승객에 대한 온열 쾌적성 평가 (등가온도) ...234
• 제4절 승객에 대한 온열 쾌적성 평가 (PMV & PPD) ...244
• 제5절 2차원 해석 모델 개발 (냉각곡선) ...269
• 제6절 2차원 해석 모델 개발 (온도 분포) ...281
• 제7절 냉동 사이클 시험장치를 이용한 냉매 성능평가 ...289
• 제6장 결론 ...299
• 제7장 목표달성도 및 관련분야에서의 기여도 ...301
• 제8장 연구개발결과의 활용계획 ...302
• 제9장 참고문헌 ...304