초록 ▼

본 연구개발에서는 일반적인 건물군(혹은 커뮤니티)을 대상으로 하는 최적의 열에너지네트워크 기술 확립의 전 단계로 종합에너지 기술개발의 메카라 할 수 있는 KIER 연구원 내부의 건물군을 대상으로 한 에너지비용 및 사용량 절감을 위한 열에너지네트워크 최적 설비 구성안을 수립하고 이에 대한 실증을 통해 새로운 건물에너지 분야의 신 비즈니스 모델을 제시하고자 한다. 이러한 연구에 필요한 세부 연구는 1) 에너지네트워크 최적화방안 연구, 2) KIER 에너지네트워크 실증연구, 3) 스마트 그린빌딩 기술 개발, 4) 마이크로 에너지네트워크

본 연구개발에서는 일반적인 건물군(혹은 커뮤니티)을 대상으로 하는 최적의 열에너지네트워크 기술 확립의 전 단계로 종합에너지 기술개발의 메카라 할 수 있는 KIER 연구원 내부의 건물군을 대상으로 한 에너지비용 및 사용량 절감을 위한 열에너지네트워크 최적 설비 구성안을 수립하고 이에 대한 실증을 통해 새로운 건물에너지 분야의 신 비즈니스 모델을 제시하고자 한다. 이러한 연구에 필요한 세부 연구는 1) 에너지네트워크 최적화방안 연구, 2) KIER 에너지네트워크 실증연구, 3) 스마트 그린빌딩 기술 개발, 4) 마이크로 에너지네트워크 개발, 5) 열에너지네트워크를 위한 핵심열원기술 개발, 6) 해수열원 이용 지역열공급 시스템개발.

Abstract ▼

In this project, we studied “development of a smart energy network technology”.
The topics of this project are as follow.
- High percentage in the total energy demand, heat demand in primary energy and greenhouse gas emissions can be reduced by effectively energy respond technology
- KIER r

In this project, we studied “development of a smart energy network technology”.
The topics of this project are as follow.
- High percentage in the total energy demand, heat demand in primary energy and greenhouse gas emissions can be reduced by effectively energy respond technology
- KIER research and development infrastructure and retain technical optimization convergence and supply facilities of the need to improve energy can be used efficienctly through technology development.
- The need for energy efficiency, based on complexity, energy technology convergence.
- Creating the need for comprehensive energy technology research institute as a KIER research to meet the energy efficiency sector.
- Occupy buildings LCC (total life-cycle costs) of more than 30% accounted for 24% of national energy consumption of building energy, as well as very large in terms of greenhouse gas reduction potential, which is committed to a "low carbon, green growth" national development.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 15
• 목 차 ... 23
• 그 림 목 차 ... 31
• 표 목 차 ... 51
• 세부과제Ⅰ 에너지네트워크 최적화방안 연구 ... 57
• 제 1 장 서 론 ... 59
• 1. 기술개발의 필요성 ... 62
• 제 1 절 연구목표 ... 64
• 1. 최종목표 ... 64
• 2. 년차별 목표 및 내용 ... 64
• 제 2 절 연구 필요성 ... 65
• 1. 기술적 측면 ... 65
• 2. 경제·산업적 측면 ... 66
• 3. 정책적 측면 ... 66
• 4. 국내·외 관련기술 및 특허 현황 ... 67
• 제 2 장 본 론 ... 71
• 제 1 절 에너지 모니터링 시스템 구축 ... 71
• 1. 설비 계측 네트워크 구축 ... 72
• 2. 전력 분석계 데이터 통신 (Modbus) ... 75
• 3. 건물에너지 사용량 계측 프로그램 작성 ... 76
• 4. 건물에너지 사용량 모니터링 소프트웨어 개발 (IOS) ... 86
• 제 2 절 건물에너지 부하 분석 ... 89
• 1. TRNSYS를 이용한 건물 냉난방 부하 예측 ... 89
• 제 3 장 결 론 ... 93
• 세부과제Ⅱ KIER 에너지네트워크 실증연구 ... 95
• 제 1 장 서 론 ... 97
• 제 2 장 열에너지 네트워크 ... 98
• 제 1 절 서 론 ... 98
• 1. 기술의 개요 ... 98
• 2. 열에너지 네트워크 구성요소 기술 ... 99
• 제 2 절 열펌프 기반 열에너지 네트워크 설계 ... 116
• 1. 엑서지 손실 최소화 열네트워크 설계 ... 116
• 2. 히트펌프 기반 열기지 설계 ... 118
• 제 3 절 열기지 기반 열에너지 네트워크 사례 분석 ... 122
• 1. 개요 ... 122
• 2. 분석 대상지 설정 ... 123
• 3. 열에너지 네트워크 시뮬레이터 개발 ... 124
• 제 4 절 결 론 ... 143
• 참고문헌 ... 144
• 제 3 장 열에너지 네트워크의 지역화 전략 ... 145
• 제 1 절 서 론 ... 145
• 1. 열에너지네트워크의 지역화 연구의 필요성 ... 145
• 2. 열에너지네트워크의 지역화 시나리오 ... 145
• 3. 기존 에너지비용 관리 전략 ... 146
• 제 2 절 열에너지 네크워크 지역화 전략 연구 ... 149
• 1. 신규조성 개발지구 ... 149
• 2. 신규조성 개발지구의 에너지 사용량 예측 ... 150
• 3. 열에너지 네트워킹 전략 구성안 ... 175
• 4. 시나리오간의 비교검토 ... 213
• 제 3 절 결론 및 향후계획 ... 215
• 1. 결 론 ... 215
• 2. 기대효과 및 활용방안 ... 218
• 참고문헌 ... 219
• 제 4 장 KIER 에너지네크워크 실증 ... 220
• 제 1 절 서 론 ... 220
• 제 2 절 KIER 에너지네크워크 설계 ... 221
• 1. KIER 에너지네트워크 개요 ... 221
• 2. KIER 원내 주요 에너지설비 현황 ... 222
• 3. 배가스 실증시험동 및 기계동 신규네트워크 검토 ... 232
• 제 3 절 열기지를 통한 원내 열에너지네트워크 경제성 평가 ... 250
• 제 5 장 KIER 에너지네트워크 열적 모델링 ... 256
• 제 1 절 서 론 ... 256
• 1. 연구의 필요성 ... 256
• 2. 연구개발의 내용 및 범위 ... 258
• 제 2 절 연구내용 ... 259
• 1. 유동 파이프를 통한 열손실 예측모델 ... 259
• 2. 각 타겟의 부하 산정을 위한 해석모델 ... 262
• 3. 1중효용 흡수식 열펌프 모델 ... 264
• 4. 2중효용 흡수식 열펌프 모델 ... 267
• 5. Simulink를 활용한 개별 모델의 통합 ... 270
• 제 3 절 연구결과 ... 272
• 참고문헌 ... 275
• 세부과제Ⅲ 스마트 그린빌딩 기술 개발 ... 277
• 제 1 장 서 론 ... 279
• 제 1 절 연구의 배경 및 목적 ... 279
• 제 2 절 연구의 범위 및 방법 ... 280
• 제 3 절 연구 진행 ... 281
• 제 2 장 스마트 그린빌딩의 기술 동향 ... 283
• 제 1 절 스마트 그린빌딩의 정의 ... 283
• 1. 스마트빌딩 ... 283
• 2. 그린빌딩 ... 284
• 3. 스마트 그린빌딩 ... 285
• 제 2 절 스마트 그린빌딩 관련 국내외 시장 및 정책 현황 ... 290
• 1. 스마트 그린빌딩 관련 국내외 시장 현황 ... 290
• 2. 스마트 그린빌딩 관련 국내외 정책 ... 292
• 제 3 장 스마트 그린빌딩 기반 DR과 BEMS 제어 알고리즘을 위한 연구 ... 297
• 제 1 절 그린빌딩 제어현황 조사 ... 297
• 1. 그린빌딩 설비 제어 Auditing ... 297
• 2. 종합 결론 및 제어가능 포인트 분석 ... 310
• 제 2 절 그린빌딩 에너지 사용량 분석 ... 312
• 1. 연간 (2011.7 ~ 2012.6) 에너지 사용량 ... 312
• 2. 월별 에너지 사용량 ... 313
• 3. 최종 소비처별 에너지 사용량 ... 315
• 4. 피크 부하 분석 ... 316
• 5. 종합 분석 결과 ... 318
• 제 3 절 EEMs 시뮬레이션 및 분석 ... 319
• 1. 그린빌딩 AMI 및 BAS 데이터 분석을 통한 EEMs 선정 ... 319
• 2. Near-최적화를 위한 EEMs ... 332
• 제 4 절 그린빌딩 최적화 알고리즘 적용을 위한 IHD 시스템 구축 ... 346
• 제 4 장 DC 배전과 연계 가능한 LED 조명기기의 스위칭 기술 ... 355
• 제 1 절 국내외 DC 배전 적용사례 ... 355
• 1. 국내 기술개발 동향 ... 357
• 2. 국외 기술개발 동향 ... 359
• 제 2 절 주광을 이용한 조명제어 ... 361
• 1. 연구배경 ... 361
• 2. 주광의 개념 및 효과 ... 361
• 3. 주광을 이용한 조명제어 방법 ... 362
• 4. 조명제어의 종류 ... 362
• 제 3 절 DC 배전 연계형 새로운 LED 조명제어 알고리즘 개발 ... 366
• 1. 알고리즘 개발 방법 ... 366
• 2. 조광제어 방식 비교 ... 367
• 3. 실험재료 및 방법 ... 368
• 4. 조명기구 선정 ... 370
• 5. 시스템 구성 ... 371
• 6. LED 구동회로 실험 ... 373
• 7. 주광 + 인공조명 실험 ... 379
• 8. 연간에너지 절감량 예측 ... 383
• 제 5 장 연구 성과 및 활용 계획 ... 385
• 제 1 절 연구 성과 ... 385
• 1. 논문 및 특허 성과 ... 385
• 2. 논문 증빙 자료 ... 388
• 제 2 절 3차년도 연구추진계획 ... 413
• 제 6 장 2차년도 연구 결과 ... 414
• 참 고 문 헌 ... 416
• 세부과제Ⅳ 스마트 마이크로 에너지네트워크 기술 개발 ... 419
• 제 1 장 서 론 ... 421
• 제 1 절 연구배경 ... 421
• 1. 기술 소개 ... 421
• 2. 해당 기술의 해외 기술 동향 ... 423
• 3. 해당 기술의 국내 기술 동향 ... 429
• 제 2 절 연구개요 ... 432
• 제 3 절 연구목표 ... 435
• 1. 최종 목표 ... 435
• 2. 년차별 목표 및 내용 ... 435
• 제 4 절 연구 필요성 ... 436
• 1. 기술적 측면 ... 436
• 2. 경제·산업적 측면 ... 438
• 3. 정책적 측면 ... 439
• 제 2 장 열거래 기반 최적 운영 알고리즘 설계 ... 440
• 제 1 절 양방향 열거래 기반 열에너지 네트워크 ... 440
• 1. 기술 개요 및 동향 ... 440
• 2. 열거래 기반 최적 운영 알고리즘 설계 ... 451
• 제 3 장 스마트 센서 & 미터링 시스템 ... 464
• 제 1 절 자가 전원 구동 및 무선전송 기술 ... 464
• 1. 기술 분석 ... 464
• 제 2 절 스마트 미터 개발 및 성능평가 시스템 구축 ... 486
• 1. Energy harvesting and wireless sensor network ... 486
• 제 4 장 결 론 ... 490
• 참 고 문 헌 ... 493
• 세부과제Ⅴ 열에너지 네트워크를 위한 핵심열원 기술개발 ... 495
• 제 1 장 서 론 ... 497
• 제 2 장 배가스 응축열회수와 고온열펌프 조합시스템 ... 498
• 제 1 절 배가스 응축열회수 ... 498
• 1. 핀튜브 열교환기 응축열회수 ... 498
• 제 2 절 기계동 320RT 흡수식 냉온수기 배가스 응축열회수 장치 설계 및 제작 ... 504
• 1. 연구원 기계동 320RT 흡수식 냉온수기 배가스 응축열회수 성능실험결과 ... 508
• 제 3 절 열펌프시스템 국내외 적용사례 ... 510
• 1. 국내적용사례 ... 510
• 2. 해외 적용사례 ... 513
• 3. 해외 시장 조사 및 기술수준 분석 ... 515
• 제 4 절 응축열회수 열펌프시스템 제작 및 성능실험 ... 522
• 1. 고온 열펌프시스템 설계 및 제작 ... 522
• 2. 열회수와 열펌프 조합시스템 성능실험 ... 535
• 제 5 절 결 언 ... 540
• 제 3 장 보일러용 바이오오일 생산기술 ... 541
• 제 1 절 서 론 ... 541
• 1. 기술개발의 필요성 ... 541
• 2. 기술의 개요 ... 544
• 제 2 절 당해연도 연구목표 및 연구내용 ... 552
• 1. 연구목표 ... 552
• 2. 연구내용 ... 552
• 제 3 절 연구결과 ... 552
• 1. 바이오오일 생산장치 연속운전 ... 552
• 2. 바이오오일의 고형분 제거 및 에멀젼 연료 생산 ... 558
• 3. 바이오매스 열분해 특성 및 바이오오일의 촉매개질에 의한 upgrading ... 561
• 4. 바이오오일과 에멀젼유의 연소 ... 575
• 제 4 절 결 론 ... 581
• 참 고 문 헌 ... 583
• 세부과제Ⅵ 해수열원 이용 지역열공급 시스템 개발 ... 585
• 제 1 장 서 론 ... 587
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 588
• 제 1 절 국내 기술개발 현황 ... 588
• 1. 목욕탕에서 해수열이용 ... 588
• 2. 해양관광레저스포츠센터에서 해수열이용 ... 589
• 3. 국제교류협력회관 해수열이용 ... 592
• 제 2 절 국외 기술개발 현황 ... 593
• 1. 일본 해수열이용 현황 ... 593
• 2. 북유럽 해수열이용 현황 ... 603
• 제 3 장 연구 수행 결과 ... 608
• 제 1 절 기술 개요 ... 608
• 제 2 절 실증현장 해수 온도 조사 및 취수 방안 ... 610
• 1. 해수 온도 조사 ... 610
• 2. 해수 취수 방안 ... 612
• 3. 해수 취·배수 인허가 및 설치 ... 616
• 제 3 절 해수 전처리 장치 ... 631
• 1. 해수 취수기술 ... 631
• 2. 여과장치 ... 637
• 3. 국내 해수 취수 설비 사례 ... 639
• 제 4 절 해수열교환기 설계 및 제작 ... 641
• 제 5 절 해수열원 이용 히트펌프 설계 및 제작 ... 644
• 1. 20RT급 히트펌프 시제품 ... 644
• 2. 히트펌프 시스템 성능개선 보완 제작 ... 653
• 3. 신형 압축기의 성능 비교 ... 656
• 제 6 절 실증 플랜트 구축 ... 659
• 1. 플랜트 구성 및 측정 모니터링 ... 659
• 2. 해수열원 이용 지역열공급 시뮬레이터 개선 ... 675
• 제 7 절 히트펌프 성능실험 ... 696
• 제 4 장 결론 및 향후 계획 ... 703
• 참 고 문 헌 ... 704
• 끝페이지 ... 706