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표제지
목차
제 1 장 서 론 12
1.1 연구의 배경 및 목적 12
1.2 연구의 내용 및 방법 14
1.3 국내외 연구동향 16
1.3.1 국내 연구동향 16
1.3.2 국외 연구동향 16
제 2 장 외기냉수냉방 시스템의 이론적 고찰 19
2.1 외기냉수냉방 시스템의 특성에 관한 고찰 19
2.1.1 냉방 시스템의 원리 19
2.1.2 외기냉수냉방 시스템의 개요 20
2.1.3 외기냉수냉방 시스템의 종류 21
2.1.4 외기냉방 시스템과 외기냉수냉방 시스템의 비교 25
2.2 외기냉수냉방 시스템의 구성요소별 고려사항 27
2.2.1 냉각탑(Cooling Tower) 27
2.2.2 열교환기(Heat Exchanger) 29
2.2.3 펌프(Pump) 31
2.3 외기냉수냉방 시스템의 제어알고리즘에 관한 고찰 34
2.3.1 자동제어의 개요 및 종류 34
2.3.2 자동제어의 원리 34
2.3.3 자동제어를 통한 에너지 절약효과 36
2.3.4 외기냉수냉방 시스템의 제어알고리즘 40
제 3 장 외기냉수냉방 시스템의 국외 사례 및 국내 현장조사 44
3.1 국외 사례조사 44
3.1.1 미국 피츠버그 사무소 건물 44
3.1.2 중국 상하이 사무소 건물 46
3.1.3 Bell Canada 교환국사 건물 49
3.2 국내 현장조사 51
3.2.1 서울시 S 교환국사 51
3.2.2 서울시 S 방송국 54
3.3 소 결 58
제 4 장 시뮬레이션 기법을 이용한 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 분석 60
4.1 대상건물의 개요 60
4.1.1 대상건물의 건축 및 설비개요 60
4.1.2 대상건물의 층별 용도에 따른 운영형태 65
4.2 시뮬레이션 개요 66
4.2.1 시뮬레이션 프로그램의 개요 66
4.2.2 시뮬레이션 모델 및 조건 구성 69
4.3 외기냉수냉방 시스템의 변수별 에너지 절약효과 80
4.3.1 외기냉수냉방 시스템의 적용에 따른 에너지 절약효과 80
4.3.2 실내발열에 따른 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 82
4.3.3 외기냉수냉방 시스템의 설정온도에 따른 에너지 절약효과 92
4.3.4 열교환기의 어프로치 온도에 따른 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 99
4.4 소 결 110
제 5 장 결 론 112
참고문헌 114
국문초록 117
ABSTRACT 119
감사의 글 122
[표 2.1] 외기냉방 시스템과 외기냉수냉방 시스템의 차이점 26
[표 3.1] 피츠버그 사무소 건물의 냉방부하계산(하절기 제외) 44
[표 3.2] 냉각탑의 성능비교 45
[표 3.3] 냉수코일의 성능비교 45
[표 3.4] 피츠버그 사무소 건물의 냉방에너지 사용량 46
[표 3.5] 사례건물의 측정 데이터 47
[표 3.6] 사례건물의 외기냉수냉방 시스템의 운전 데이터 48
[표 3.7] 대상건물의 개요 51
[표 3.8] 대상건물의 개요 및 조감도 54
[표 3.9] 대상건물의 냉방 시스템 계통도 및 외기냉수냉방 시스템 구성요소 55
[표 3.10] 대상건물의 냉방기에 의한 도시가스 소비량 56
[표 4.1] 대상건물의 층별 면적 61
[표 4.2] 대상건물의 설비현황 62
[표 4.3] 대상건물의 층별 용도에 따른 운영형태 65
[표 4.4] 대상건물의 존별 용도 및 면적 71
[표 4.5] 존별 구조체 경계조건 구성 72
[표 4.6] PREBID 프로그램의 인체발열 조건(ISO7730) 74
[표 4.7] 대상건물의 스케쥴 75
[표 4.8] 대상모델의 존별 내부발열 조건 75
[표 4.9] 서울지방의 설계외기조건(T.A.C. 2.5%) 76
[표 4.10] 시뮬레이션 시스템 구성 77
[표 4.11] 냉방 시스템에 따른 월별 냉방에너지 소비량 81
[표 4.12] 시뮬레이션의 입력조건 83
[표 4.13] 실내발열 90%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 84
[표 4.14] 실내발열 80%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 85
[표 4.15] 실내발열 70%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 87
[표 4.16] 실내발열 60%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 88
[표 4.17] 실내발열 50%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 90
[표 4.18] 실내발열에 따른 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 91
[표 4.19] 설정온도 6℃일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 94
[표 4.20] 설정온도 7℃일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 95
[표 4.21] 설정온도 8℃일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 97
[표 4.22] 외기냉수냉방 시스템의 설정온도에 따른 에너지 절약효과 98
[표 4.23] 열교환기의 어프로치 온도에 따른 시뮬레이션의 입력조건 99
[표 4.24] 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (출구온도 9℃) 101
[표 4.25] 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (출구온도 9℃) 102
[표 4.26] 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (냉수축 출구온도 10℃) 103
[표 4.27] 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (냉수축 출구온도 10℃) 104
[표 4.28] 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (냉수축 출구온도 11℃) 105
[표 4.29] 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (냉수축 출구온도 11℃) 107
[표 4.30] 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (냉수축 출구온도 12℃) 108
[표 4.31] 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (냉수축 출구온도 12℃) 109
(그림 1.1) 연구의 흐름도 15
(그림 2.1) P-h 몰리에르선도에서의 냉동 사이클 원리 19
(그림 2.2) 냉방 시스템의 계통도 20
(그림 2.3) 직접 외기냉수냉방 시스템의 계통도 22
(그림 2.4) 간접 외기냉수냉방 시스템의 계통도 22
(그림 2.5) 밀폐형 코일을 이용한 23
(그림 2.6) 냉매 이동식 외기냉수냉방 시스템의 계통도 24
(그림 2.7) 글리콜 순환을 이용한 외기냉수냉방 시스템의 계통도 24
(그림 2.8) 외기냉방 시스템 계통도 25
(그림 2.9) 항온항습 시 외기냉방 26
(그림 2.10) 항온항습 시 외기냉수냉방 26
(그림 2.11) 습구온도 변화에 대한 냉각탑의 어프로치 28
(그림 2.12) 판형 열교환기의 유체흐름 경로 30
(그림 2.13) 시스템 저항곡선이 상승하는 경우 32
(그림 2.14) 시스템 저항곡선이 하락하는 경우 33
(그림 2.15) Multiple-Pass 응축기 특성곡선 33
(그림 2.16) 부스터 펌프를 추가로 설치한 펌핑 시스템 33
(그림 2.17) 펌프 댓수제어 계통도 36
(그림 2.18) 냉동기 댓수제어 계통도 37
(그림 2.19) 냉각수의 농축 속도(최대 부하시) 38
(그림 2.20) 냉각탑의 약품주입과 블로우 39
(그림 2.21) 절전 사이클 및 운전 사이클 40
(그림 2.22) 일반 냉방 시스템과 병행운전 시 외기냉수냉방 시스템의 제어알고리즘 계통도 41
(그림 2.23) 조합운전을 위한 시스템의 제어알고리즘 계통도 41
(그림 2.24) 외기냉수냉방 시스템의 제어 흐름도 43
(그림 3.1) 사례건물의 측정 데이터 47
(그림 3.2) 사례건물의 외기냉수냉방 시스템의 운전 데이터 48
(그림 3.3) Bell Canada 교환국사 건물의 에너지 소비량 (1995년~1999년) 50
(그림 3.4) 대상건물의 조감도 및 정면도 51
(그림 3.5) 대상건물의 연간 에너지 소비량(2003년 9월 ~ 2004년 8월) 52
(그림 3.6) 대상건물의 냉각탑 결빙현상 53
(그림 3.7) 대상건물의 중앙 제어시스템 모듈 56
(그림 3.8) 대상건물의 냉동기에 의한 도시가스 소비량(2004년 3월~2004년 10월) 57
(그림 4.1) 대상건물의 좌측면도 및 배면도 60
(그림 4.2) 대상건물의 지상층 평면도 61
(그림 4.3) 기계실의 확대배관 평면도 63
(그림 4.4) 대상건물의 설비계통도 64
(그림 4.5) TRNSYS 프로그램의 흐름도 67
(그림 4.6) 대상건물의 시뮬레이션 흐름도 68
(그림 4.7) 대상건물의 시뮬레이션 모델 69
(그림 4.8) 대상건물의 시뮬레이션 존 구성 70
(그림 4.9) TRNSYS 프로그램을 이용한 서울지방 외기의 습구온도 산출과정 76
(그림 4.10) PREBID 프로그램의 시뮬레이션 과정 78
(그림 4.11) IISIBAT 프로그램의 시뮬레이션 시스템 구성 79
(그림 4.12) 냉방 시스템에 따른 월별 냉방에너지 소비량 81
(그림 4.13) 교환장비실의 시뮬레이션 입력조건 83
(그림 4.14) 실내발열 90%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 85
(그림 4.15) 실내발열 80%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 86
(그림 4.16) 실내발열 70%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 88
(그림 4.17) 실내발열 60%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 89
(그림 4.18) 실내발열 50%일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 91
(그림 4.19) 실내발열에 따른 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 92
(그림 4.20) 시뮬레이션의 입력조건 93
(그림 4.21) 설정온도 6℃일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 94
(그림 4.22) 설정온도 7℃일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 96
(그림 4.23) 설정온도 8℃일 때 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 97
(그림 4.24) 외기냉수냉방 시스템의 설정온도에 따른 에너지 절약효과 98
(그림 4.25) 열교환기의 어프로치 온도에 따른 시뮬레이션의 입력조건 100
(그림 4.26) 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (냉수축 출구온도 9℃) 101
(그림 4.27) 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (냉수축 출구온도 9℃) 102
(그림 4.28) 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (냉수축 출구온도 10℃) 104
(그림 4.29) 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (냉수축 출구온도 10℃) 105
(그림 4.30) 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (냉수축 출구온도 11℃) 106
(그림 4.31) 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (냉수축 출구온도 11℃) 107
(그림 4.32) 어프로치 온도에 따른 월별 냉방에너지 소비량 (냉수축 출구온도 12℃) 108
(그림 4.33) 외기냉수냉방 시스템의 에너지 절약효과 (냉수축 출구온도 12℃) 109
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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