보고서 정보
주관연구기관 |
고려대학교 Korea University |
연구책임자 |
이호성
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보고서유형 | 연차보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2022-11 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
환경부 Ministry of Environment |
과제관리전문기관 |
한국환경산업기술원 Korea Environmental Industry & Technology Institute |
등록번호 |
TRKO202300028500 |
과제고유번호 |
1485018713 |
사업명 |
(다부처)수열냉난방및재생열하이브리드시스템기술개발 |
DB 구축일자 |
2023-11-08
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키워드 |
수열에너지.히트펌프 시스템.통합 설계 플랫폼.환경영향.경제성평가.hydrothermal.heat pump system.integrated design platform.environmental effects. life cycle cost.
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초록
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연구개발 목표 및 내용
최종 목표
● 최종목표: 수열 에너지 시스템 시뮬레이션 모델 개발을 통해 전주기 관점에서 에너지 소비량 및 환경 영향 평가 프로그램과 경제성 평가 프로그램을 개발하고 이를 통해 수열 에너지 산업을 육성 및 보급하고자 함.
전체 내용
1. 건물부하 기반 통합 수열 에너지 시스템 평가 시뮬레이션 모델 개발
- 기존 에너지 시스템 모델 개발 (공기열원 냉동기, 전기칠러)
- 수열 히트펌프 동적 거동 모델 개발 (개방형, 폐쇄형 모델)
2. 수열 에너지 시스템 모델 개발 및 데이
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
● 최종목표: 수열 에너지 시스템 시뮬레이션 모델 개발을 통해 전주기 관점에서 에너지 소비량 및 환경 영향 평가 프로그램과 경제성 평가 프로그램을 개발하고 이를 통해 수열 에너지 산업을 육성 및 보급하고자 함.
전체 내용
1. 건물부하 기반 통합 수열 에너지 시스템 평가 시뮬레이션 모델 개발
- 기존 에너지 시스템 모델 개발 (공기열원 냉동기, 전기칠러)
- 수열 히트펌프 동적 거동 모델 개발 (개방형, 폐쇄형 모델)
2. 수열 에너지 시스템 모델 개발 및 데이터 베이스 구축
- 수열 히트펌프 시뮬레이션 모델 개발
- 각 요소 설비별 월간/연간 에너지 소비량 평가
-다양한 수열원 (지하수, 하천수, 바다, 원수) 기반 수열 에너지 시스템 평가
3. 수열 시스템 생애주기 환경영향 평가 (Life Cycle Climate Performance) 프로그램 개발
- 간접배출량과 직접배출량 세부 항목 개발
- 히트펌프를 포함한 펌프, 관로, 축열조 환경평가
4. 수열 시스템 전주기 경제성 (Life Cycle Cost) 평가 프로그램 개발
- 시스템 비용 및 공사비용을 고려한 경제성 평가 기준 마련
- 경제성 평가 항목: net present value (NPV), internal rate of return (IRR), and payback period (PBP)
5. 통합 수열 시스템 최적화 모델 개발
- LCCP 및 LCC 프로그램과 총괄 통합프로그램과의 연계
- 다변수 다목적 최적화를 통한 파레토 솔루션 제시 (에너지, LCCP, LCC)
해당 연도
목표
건물특성별, 열원별, 지역별, 집단에너지, 열네트워크별에 따른 프로그램 입력데이터의 데이터베이스 구축 여부
내용
건물특성별데이터베이스 수 + 열원별 데이터베이스 수 + 지역별, 집단에너지, 열네트워크별 데이터 베이스 수 : 50개 이상
연구개발성과
● 연구개발성과(실적)
논문: mrmIF 60, 특허: SMART 분석 평균 B등급이상, 프로그램 등록 2건
● 연구개발성과
- 수열에너지 시스템 통합 플랫폼 구성을 위한 데이터 베이터 구축
- 지열 및 공기열 에너지 시스템 평가방법 비교, 기초자료 제공기관과의 수열에너지 개발을 위한 네트워크 구축
- LCCP 모델링 및 툴 개발, LCC 모델링 및 툴 개발
- 건물특성별, 열원별, 지역별, 집단에너지, 열네트웍방식 별 맞춤형 별 입력데이터의 데이터베이스화, 4개의 개별 프로그램 간 인터페이스 개발을 통한 통합화
- 개발 통합 설계 플랫폼 활용 환경영향을 고려한 수열에너지 잠재량 평가기준 마련,설계 플랫폼 활용한 수열시스템 이격거리 결정
- 제로에너지 건축물 규정 설계 프로그램 등록, 개발 프로그램의수열설계 프로그램 표준화 및 사용자 편의성 강화
연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
● 연구개발 활용계획
- 지역별, 열원별, 건물 규모별, 열 네트워크, 집단에너지 별 수열 시스템의 설계, 수열에너지 시스템의 설치가 환경에 미치는 영향 판단 툴 개발
- 수열원의 온도와 유량, 히트펌프의 성능, 냉난방 부하의 예측, 축열 및 축냉조의 온도 등 수열시스템의 최적의 운전조건제시
- 환경적 영향을 고려한 수열시스템의 이격거리 결정, 수열원의 기술적, 환경적, 시장적 잠재량 산정
- 수열시스템의 설치의 적지 결정, 수열시스템의 핵심요소인 친환경 히트펌프 및 열교환기, 펌프개발 및 설계기준제시
- 수열시스템의 국외 시장 선점기술 제공, 수열시스템 전문가 양성 프로그램으로 활용
● 연구개발 기대효과
-기술적측면: 수열원 히트펌프 시스템 엔지니어링 시공분야, 히트펌프, 열교환기, 친환경 냉매 등 핵심 기술개발, 수열에너지 활용이 환경에 미치는 영향 기술, 수열원 히트펌프 적용처에 따른 시스템 적용 기술
-경제 및 사회적 측면: 수열산업의 취업유발 효과, LCC의 정확한 산출을 통한 수열시스템의 비용 산정
-환경적 측면: 환경적 영향을 최소화한 수열 시스템 설계 기준 마련, 이산화탄소 절감 산출, 미세먼지 발생 저감 산출
(출처 : 요약문 4p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 요 약 문 ... 3
- 목차 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 1) 연구개발 목표 ... 7
- 2) 연구개발 배경 및 필요성 ... 7
- 3) 연구개발 핵심내용 ... 11
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 27
- 1) 정성적 연구개발성과 ... 27
- 2) 정량적 연구개발성과 ... 27
- 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 29
- 5) 연구개발비 사용실적 ... 44
- 4. 다음 연도 연구개발계획 ... 45
- 끝페이지 ... 51
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