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표목차
그림목차
사진목차
목차
제1장 서론 24
제1절 연구의 필요성 24
제2절 연구목표 및 내용 25
1. 연구목표 25
2. 연구내용 26
제2장 도시미활용에너지 28
제1절 정의 28
제2절 도시미활용에너지의 종류 29
1. 태양열 및 태양광발전 29
2. 풍력 29
3. 지열 30
4. 도시쓰레기 30
5. 산업폐열 31
6. 수열 32
7. 공기열 33
제3절 도시미활용에너지의 중요성 35
1. 국내 에너지수급 현황 (32).(36).(37) 36
2. 국내 에너지수급 전망 (42).(50).(51) 38
제4절 도시미활용에너지 이용효과 및 과제 41
제5절 하수열에너지의 이용현황 44
1. 국내현황 44
2. 외국현황 45
제3장 하수열에너지자원 실태조사 55
제1절 생하수의 온도분포 55
제2절 하수의 온도분포 62
제3절 하수의 수질 92
제4절 부식실험 98
제5절 하수열 에너지자원 부존량 100
1. 하수처리장 현황 100
2. 하수열부존량의 추정 105
3. 국내의 하수처리장 실태 106
제4장 하수열원 열펌프시스템 제작 118
제1절 열부하계산 118
1. 대상건물의 개요 118
2. 동적열부하계산 124
3. 대상건물의 냉난방부하계산 136
제2절 열펌프시스템 설계 156
1. 열펌프시스템의 구성 156
2. 시스템 설계 158
3. 전열관 세척장치 169
제3절 열펌프시스템 제작 179
1. 압축기 179
2. 응축기 179
3. 증발기 182
4. 유분리기 182
5. 팽창밸브 183
6. 자동세척장치 186
7. 제어장치 188
제4절 열펌프시스템 자동제어 196
1. 개요 196
2. 부하의 예측 197
3. 하수열원 열펌프 운전방법 206
4. 계측과 자동제어기기의 구성 207
5. 자동제어 프로그램 214
제5장 하수열원 열펌프시스템의 운전 215
제1절 개요 215
제2절 냉방운전 217
1. 냉방실험조건 217
2. 냉방실험결과 219
제3절 난방운전 226
1. 난방실험조건 226
2. 난방실험결과 226
제4절 경제성분석 233
1. 경제성 분석 인자와 분석방법 (53) 233
2. 경상비에 의한 경제성분석 조건 238
제6장 결론 255
제1절 연구결과 255
제2절 활용에 관한 건의 258
(참고문헌) 260
부록 1. 경제성 평가 계산(예) 264
부록 2. 연료 및 열의 석유환산 기준 270
부록 3. 대기오염물질 배출계수환산 271
부록 4. 기재의 내용연수(내용년수) 비교표 275
부록 5. 시스템설치비용에 대한 입력데이터 278
부록 6. 열교환기의 내시경 촬영(찰영) 281
부록 7. 실험데이터 수집계통도 282
표 1.1. 연구의 내용 및 방법 27
표 2.1. 미활용에너지원의 종류 및 특성 34
표 2.2. 에너지 수요전망 지표 40
표 2.3. CO₂주요지표 장기전망 40
표 2.4. 일본의 미활용에너지 이용에 대한 연구 예 50
표 2.5. 일본의 하수열의 이용사례 51
표 2.6. 하수열의 이용효과 분석 19) 52
표 2.7. 유럽의 하수열 이용 Plant 53
표 3.1. 하수처리수의 온도와 외기온도의 월변동 64
표 3.2. 하수처리수의 배출기준 94
표 3.3. 냉각수 수질관리 기준표 94
표 3.4. 수질분석결과 ('96년 4월) 95
표 3.5. 수질분석결과 ('96년 6월) 96
표 3.6. 수질분석결과 ('96년 8월) 97
표 3.7. '97년도 하수도시설 사업계획 개요 100
표 3.8. 하수처리장의 건설 추이 101
표 3.9. '95년말 시·도별 가동중인 하수종말처리시설 현황 101
표 3.10. 전국하수처리장 실태조사(기간 : 1997년 3월) 110
표 4.1. 열공급대상 건물의 개요 119
표 4.2. 냉·난방부하 구성요소 125
표 4.3. 서울표준기상데이터 (7월25일∼7월27일) 133
표 4.4. 입력데이터파일(사무실) 134
표 4.5. 사무소의 건물규모 136
표 4.6. 사무실건물의 벽체구조와 열전도율 137
표 4.7. 공조운전조건 138
표 4.8. 사무실건물의 업무패턴과 내부발열 스케줄 139
표 4.9. 인체발열에 의한 작업강도지수 138
표 4.10. 사무실건물의 공조설계조건 140
표 4.11. 기구발열량 140
표 4.12. 아파트의 건물규모 141
표 4.13. 아파트건물의 벽체구조와 열전도율 142
표 4.14. 공조운전조건 143
표 4.15. 아파트 건물의 내부발열 스케줄 143
표 4.16. 주택의 실내설계조건 144
표 4.17. 주방환기 배기량 144
표 4.18. 시스템설계 및 운전조건 159
표 4.19. Brush Tube Cleaning System의 효과 177
표 4.20. 압축기사양 179
표 4.21. 하수열원 열펌프시스템의 제작사양 190
표 4.22. 시스템 주요부품의 명세서 192
표 4.23. 동적부하계산용 간이기상 데이타 204
표 4.24. 대상공간의 열부하계산 205
표 4.25. 펌프의 운전조건 208
표 4.26. 경보의 종류 및 발생조건 209
표 4.27. 자동제어 기기의 제어조건 209
표 5.1. 냉수 및 냉각수 온도(CASE-1) 219
표 5.2. 냉수 및 냉각수 온도(CASE-2) 222
표 5.3. 온수 및 하수의 온도(CASE-1) 227
표 5.4. 온수 및 하수의 온도(CASE-2) 228
표 5.5. 경제성분석 기본전제사항 240
표 5.6. 일반 전기요금 (96년 3월기준) 240
표 5.7. 심야전력요금 (95년 4월기준) 241
그림 2.1. Washington Hotel에 설치된 열펌프의 개념도 54
그림 3.1. 생하수의 온도분포 (1995년 1월) 57
그림 3.2. 생하수의 온도분포 (1995년 2월) 58
그림 3.3. 생하수의 온도분포 (1995년 3,4월) 59
그림 3.4. 생하수의 온도분포 (1995년 5,6월) 60
그림 3.5. 생하수의 온도분포 (1995년 7, 8월) 61
그림 3.6. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 1월) 67
그림 3.7. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 2월) 68
그림 3.8. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 4월) 69
그림 3.9. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 5월) 70
그림 3.10. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 6월) 71
그림 3.11. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 7월) 72
그림 3.12. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 8월) 73
그림 3.13. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 9월) 74
그림 3.14. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 10월) 75
그림 3.15. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 11월) 76
그림 3.16. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년 12월) 77
그림 3.17. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 1월) 78
그림 3.18. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 2월) 79
그림 3.19. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 3월) 80
그림 3.20. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 4월) 81
그림 3.21. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 5월) 82
그림 3.22. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 6월) 83
그림 3.23. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 7월) 84
그림 3.24. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 8월) 85
그림 3.25. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 9월) 86
그림 3.26. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 10월) 87
그림 3.27. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년 12월) 88
그림 3.28. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1995년) 89
그림 3.29. 하수처리장 처리수의 온도분포 (1996년) 90
그림 3.30. 일본 화견천하수처리장 처리수 온도분포(1992년) 91
그림 3.31. 재질의 내부식성 및 Slime 형성 실험 99
그림 3.32. 전국하수처리장의 방류수 평균온도분포 115
그림 3.33. 전국하수처리장의 방류수 평균온도분포 116
그림 3.34. 전국하수처리장의 방류수 평균온도분포 117
그림 4.1. 사무실건물의 1층 평면도 121
그림 4.2. 사무실건물의 2층 평면도 122
그림 4.3. 아파트건물의 기준실 평면도 123
그림 4.4. 동적열부하 계산 프로그램의 흐름도 126
그림 4.5. 사무실 건물의 시간에 따른 냉방부하의 변화 147
그림 4.6. 아파트 건물의 시간에 따른 냉방부하의 변화 148
그림 4.7. 사무실의 존별 시간에 따른 냉방부하의 변화 149
그림 4.8. 아파트 기준세대의 시간당 존별 냉방부하의 변화 150
그림 4.9. 아파트 실별 전체 냉방부하의 변화 151
그림 4.10. 사무실의 시간에 따른 냉방부하와 외기온도의 변화 152
그림 4.11. 아파트의 시간에 따른 냉방부하와 외기온도의 변화 153
그림 4.12. 열공급대상건물의 시간변화에 따른 전체 냉방부하 154
그림 4.13. 사무실의 단위시간당 단위면적당 냉방부하의 변화 155
그림 4.14. 하수열원 열펌프시스템의 개요도 157
그림 4.15. 시스템의 운전조건(난방) 162
그림 4.16. 시스템의 운전조건(냉방) 163
그림 4.17. 증발기의 온도차 164
그림 4.18. 팽창밸브의 사용 개념도 166
그림 4.19. Brush Tube Cleaning System 173
그림 4.20. Sponge Ball Tube Cleaning system 173
그림 4.21. Reverse Return Tube Cleaning System 174
그림 4.22. Air Jet Tube Cleaning System 174
그림 4.23. 브러쉬 왕복 장치의 구성도 175
그림 4.24. Auto Strainer 단면도 176
그림 4.25. Automatic on-load Tube Cleaning System - Brush type 178
그림 4.26. 응축기의 단면상세도 185
그림 4.27. 증발기의 단면상세도 185
그림 4.28. 하수열원 열펌프시스템의 개념도 189
그림 4.29. 하수열원 열펌프시스템의 조립도 191
그림 4.30. 외기온도의 일변동패턴 200
그림 4.31. 프로그램 흐름도(1) 210
그림 4.32. 프로그램 흐름도(2) 211
그림 4.33. 프로그램 흐름도(3) 212
그림 4.34. 주요정보의 흐름도 213
그림 5.1. 하수열원 열펌프시스템의 열공급 개요도 216
그림 5.2. 하수열을 이용한 냉방시스템의 흐름도 218
그림 5.3. CASE-1 냉방실험의 운전결과 220
그림 5.4. CASE-1 냉방실험의 축열조 온도변화 221
그림 5.5. CASE-2 냉방실험의 운전결과 223
그림 5.6. CASE-2 냉방실험의 축열조 온도변화 224
그림 5.7. 하수열원 열펌프시스템의 성능계수(냉방기) 225
그림 5.8. 하수열을 이용한 난방시스템의 흐름도 229
그림 5.9. CASE-1 난방실험의 운전결과 230
그림 5.10. CASE-2 난방실험의 운전결과 231
그림 5.11. 하수열원 열펌프시스템의 성능계수(난방기) 232
그림 5.12. 일일 부하패턴 238
그림 5.13. 회수기간에 의한 경제성분석 245
그림 5.14. 축열율에 따른 축열조비용 246
그림 5.15. 연간 운전비용에 의한 경제성분석 247
그림 5.16. 초기투자비용에 의한 경제성분석 248
그림 5.17. 경상비에 의한 경제성분석 249
그림 5.18. 오염물질 배출량에 따른 환경오염방지 효과 250
그림 5.19. 연간 운전비용에 의한 경제성분석 251
그림 5.20. 초기투자비용에 의한 경제성분석 252
그림 5.21. 경상비에 의한 경제성분석 253
그림 5.22. 회수기간에 의한 경제성분석 254
사진 2-1. 생하수를 이용한 열펌프시스템 개요도 49
사진 3-1. 하수온도측정 66
사진 3-2. 전열관의 외관 93
사진 3-3. 재질의 내부식성 및 Slime 형성 실험 99
사진 4-1. 압축기와 응축기 사진 180
사진 4-2. FRP 축열조 외관 181
사진 4-3. 증발기와 플로우트 밸브 사진 184
사진 4-4. Diverter Valve 186
사진 4-5. Brush회수용 바스켓 187
사진 4-6. 제어반 193
사진 4-7. 여과장치 194
사진 4-8. 고형이물질의 제거상태 195
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