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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 안병천
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 가천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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전 세계적으로 유가의 상승으로 인해 경제 전반에 걸쳐 부정적인 영향을 미치고 있다. 이러한 고유가 시대에 우리나라는 에너지 다소비 국가인 동시에 주요 에너지를 수입에 의존하는 에너지 빈국으로서 에너지 절약에 대한 문제를 생각지 않을 수 없다. 현재 우리나라는 전체 에너지의 해외 의존도가 1차 에너지를 기준으로 98% 수준까지 도달해 있으며, 산업의 가속화와 경제 성장으로 인하여 점차 증가하고 있는 추세이다.
따라서 본 연구의 목적은 자연외기를 활용하여 건물의 에너지절약을 위한 새로운 제어알고리즘을 제시하고자 하며, 외기온도의 변화특성 및 건물의 축냉성능 등을 고려하여 외기냉방을 위한 운전시작시간 및 제어설정온도의 최적설정방안, 그리고 기존제어방법의 개선방안 등을 토대로 개선된 알고리즘을 연구하고자 하였으며, 기존제어방식 대비 제안된 알고리즘의 에너지 절약성능을 비교 평가하고자 하였다.
외기온도가 높은 경우 제어방법별 외기활용 에너지 절감율이 낮고 외기온도가 낮을 경우 외기활용 에너지 절감률이 크다. 기존 제어방법 중 환기온도제어(Case3)가 가장 에너지 절감률이 크게 나타났으며, 평균적으로 5월의 경우 환기온도제어(Case3)가 외기냉방을 하지 않은 기본제어(Case1)에 비해 약 36%의 에너지 절감성능을 보였고, 6월에는 약 31%, 7월은 약 28%, 8월은 약 23%, 9월은 약 22%의 에너지 절감성능을 보였다.
외기온도제어(Case2)를 기반으로 한 최적외기냉방제어1(Op1)은 외기온도제어에 비해 최대 약 13.7%의 에너지 절감성능을 나타내었고, 환기온도제어(Case3)를 기반으로 한 최적외기냉방제어2(Op2)는 환기온도제어에 비해 최대 약 1.8%의 에너지 절감성능을 나타내었다.
외기냉방제어를 가동하였을 때 가동시간이 길수록 즉, 운전시작시간을 빨리 할수록 실내온도가 낮아지는 특성을 나타나서 에너지절약성능이 양호해지나, 실내온도가 낮아지는 것에 비해 상대적으로 운전시간이 길어지면 팬의 전력 소비량이 커져서 에너지 소비량이 오히려 증가하는 특성이 나타났다. 따라서 팬의 용량 및 전력에너지 소비량 등을 고려하여 외기의 상태에 따라 나이트퍼지제어의 운전을 위한 운전시작 및 운전 설정온도를 적절히 선정하는 것이 에너지 절약성능에 매우 커다란 영향을 미치게 됨을 고려해서 본 연구에서는 외기 최저온도 크기를 고려하여 최적 운전시작시간과 최적 제어설정온도를 도출하였으며, 관계함수식을 제안하였다.
따라서 본 연구의 목적은 자연외기를 활용하여 건물의 에너지절약을 위한 새로운 제어알고리즘을 제시하고자 하며, 외기온도의 변화특성 및 건물의 축냉성능 등을 고려하여 외기냉방을 위한 운전시작시간 및 제어설정온도의 최적설정방안, 그리고 기존제어방법의 개선방안 등을 토대로 개선된 알고리즘을 연구하고자 하였으며, 기존제어방식 대비 제안된 알고리즘의 에너지 절약성능을 비교 평가하고자 하였다.
외기온도가 높은 경우 제어방법별 외기활용 에너지 절감율이 낮고 외기온도가 낮을 경우 외기활용 에너지 절감률이 크다. 기존 제어방법 중 환기온도제어(Case3)가 가장 에너지 절감률이 크게 나타났으며, 평균적으로 5월의 경우 환기온도제어(Case3)가 외기냉방을 하지 않은 기본제어(Case1)에 비해 약 36%의 에너지 절감성능을 보였고, 6월에는 약 31%, 7월은 약 28%, 8월은 약 23%, 9월은 약 22%의 에너지 절감성능을 보였다.
외기온도제어(Case2)를 기반으로 한 최적외기냉방제어1(Op1)은 외기온도제어에 비해 최대 약 13.7%의 에너지 절감성능을 나타내었고, 환기온도제어(Case3)를 기반으로 한 최적외기냉방제어2(Op2)는 환기온도제어에 비해 최대 약 1.8%의 에너지 절감성능을 나타내었다.
외기냉방제어를 가동하였을 때 가동시간이 길수록 즉, 운전시작시간을 빨리 할수록 실내온도가 낮아지는 특성을 나타나서 에너지절약성능이 양호해지나, 실내온도가 낮아지는 것에 비해 상대적으로 운전시간이 길어지면 팬의 전력 소비량이 커져서 에너지 소비량이 오히려 증가하는 특성이 나타났다. 따라서 팬의 용량 및 전력에너지 소비량 등을 고려하여 외기의 상태에 따라 나이트퍼지제어의 운전을 위한 운전시작 및 운전 설정온도를 적절히 선정하는 것이 에너지 절약성능에 매우 커다란 영향을 미치게 됨을 고려해서 본 연구에서는 외기 최저온도 크기를 고려하여 최적 운전시작시간과 최적 제어설정온도를 도출하였으며, 관계함수식을 제안하였다.
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