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요약문
SUMMARY
목차
제1편 요소기술 통합화 및 자연형 태양열 TI 축열벽 시스템 개발(III) (Development of Integration of Components Technology and TI Storage Wall System(III) 38
제1장 서론 40
제1절 연구배경 및 필요성 40
제2절 연구목적 및 내용 42
제3절 연구범위 및 방법 43
제2장 에너지자립주택 개발기술의 접근방법 45
제1절 태양열 건물의 에너지자립 설계기법 및 핵심기술 분야 45
제2절 Road map 49
제3장 에너지자립주택 최종설계안에 대한 성능평가 55
제1절 개요 55
제2절 대전지역 기상데이터 분석 56
제3절 70% 자립주택의 최종 설계안 결과 61
제4절 70% 자립주택 최종 설계안에 대한 시뮬레이션 성능평가 결과 65
제4장 자연형 태양열 시스템의 에너지 성능평가 93
제1절 연구의 내용 및 방법 93
제2절 일반단열재의 종류 및 투명단열재의 이론적 해석 93
제3절 실험모델을 이용한 TI-wall 성능실험 100
제4절 투명단열재의 열성능 실험 102
제5절 시뮬레이션을 통한 실험모델의 보정 및 최적화 111
제6절 시뮬레이션을 통한 해석모델의 수립 112
제7절 투명단열 축열별 (TI wall)의 구성요소별 민감도 분석 116
제8절 제로에너지 주택에 적용된 TI-wall의 성능분석 121
제5장 냉난방 설비 에너지 성능평가 123
제1절 개요 123
제2절 시스템 도 123
제3절 열성능 분석 130
제6장 실증시험용 모니터링 시스템 구축 136
제1절 개요 136
제2절 센서설치 및 모니터링 시스템 구축 137
제7장 투명단열 축열벽 및 ZeSH 실측실험 분석 결과 148
제1절 연구의 내용 및 목표 148
제2절 실측실험 결과를 통한 해석모델의 보정(Calibration) 및 ZeSH I의 동절기 성능예측 148
제3절 자연형 태양열 시스템의 실측실험 및 시뮬레이션 검증 150
제4절 냉난방 설비 실증시험 및 분석결과 166
제8장 경량구조의 ZeSH II설계 및 성능평가 194
제1절 중량구조와 경량구조(가구식)차이에 따른 ZeSH의 에너지 성능평가 194
제2절 경량구조의 ZeSH II 설계 212
제3절 ZeSH 설계 체크리스트 219
제9장 결론 222
참고문헌 225
제2편 슈퍼단열주택 외피시스템 개발(III) 226
제1장 서론 228
제1절 연구배경 및 필요성 228
제2절 연구개발목표 229
제3절 연구내용 및 추진체계 230
제2장 고단열외피 시스템 231
제1절 고단열주택 설계절차 231
제2절 고단열외피 설계 243
제3절 고단열외피 시공 245
제3장 열교부위 해석 및 보완방안 검토 258
제1절 이론해석 및 시뮬레이션의 타당성 검토 258
제2절 열교부위 해석 267
제3절 지중열전달 특성 분석 279
제4절 습기전달 283
제4장 열손실계수 산출 292
제1절 개요 292
제2절 부하계산 292
제5장 결론 305
참고문헌 306
부록 A 건물외피 설계지침 307
제3편 소형환기부하 회수시스템 개발(III) 324
제1장 서론 326
제1절 연구의 필요성 326
제2절 연구개발 목표 및 내용 329
제2장 전열교환기의 실증 실험 332
제1절 실증실험의 개요 332
제2절 실험결과 및 분석 334
제3장 전열교환기 TRNSYS 모델 개발 358
제1절 연구목적 358
제2절 전열열교환기 TRNSYS 모델 개발 358
제3절 전열열교환기의 년간 성능 평가 373
제4절 소결 388
제4장 전열교환기 운전효율제고를 위한 환기제어시스템 389
제1절 전열교환기의 운전상 문제점과 운전효율제고를 위한 제어 논리 389
제2절 주제어인자(Main control parameter) 설정을 위한 상관 관계 390
제3절 제어를 위한 로직 391
제4절 전열교환기 환기팬 제어기의 구성 393
제5절 전열교환기 환기팬 제어기의 효과 분석 394
제5장 전열교환기 설계지침 408
제1절 필요환기량의 산정 408
제2절 전열교환기의 고려사항 413
제3절 설계유의점 419
제6장 결론 424
제4편 고효율 태양열 난방/급탕 집열기 시스템 개발(III) 426
제1장 서론 428
제1절 개요 428
제2절 연구동향 429
제2장 TIM 집열기 이론해석 및 시뮬레이션 431
제1절 투명단열재(Transparent Insulation Material; TIM) 431
제2절 평판형 태양열 집열기(Flat-Plate Solar Collector) 440
제3절 TI 집열기의 투과율 442
제4절 평판형 태양열 집열기의 투과 흡수율 453
제5절 TIM 집열기의 열전달 해석 458
제6절 집열량 및 열손실량 계산 474
제7절 TIM 집열기 모델링 및 시뮬레이션 479
제3장 집열기 열성능 실험 482
제1절 TIM 집열기 482
제2절 집열기 열성능 실험 장치 483
제3절 ZeSH 시스템 실증시험 485
제4장 결과 및 고찰 489
제1절 TIM 두께에 따른 집열면 일사량 489
제2절 TIM 집열기의 효율(collector efficiency) 490
제3절 ZeSH 시스템의 TRNSYS에 의한 분석 498
제4절 ZeSH 시스템의 난방/급탕 실증 분석 499
제5장 결론 및 향후 연구계획 501
참고문헌 502
서지정보양식
〈표 1〉 제로에너지 주택의 적용기술별 난방에너지 소비량 및 절감량(난방면적 : 138.6㎡기준) 6
제1편 요소기술 통합화 및 자연형 태양열 TI 축열벽 시스템 개발(III) 49
〈표 2-1〉 단계별 연차별 연구목표 49
〈표 2-2〉 제로에너지 솔라하우스 개발을 위해 필요한 핵심 세부기술 분야 및 단계별 접근방법 51
〈표 3-1〉 대전지역 시간별 표준기상자료 월별 통계처리 결과 58
〈표 3-2〉 제로에너지 솔라하우스 부위별 단열재 두께와 열관류율 66
〈표 3-3〉 기준모델의 실별 특징 66
〈표 3-4〉 기준모델의 구성요소별 단열재 두께 및 열관류율과 침기량 67
〈표 3-5〉 기준모델의 구성요소별 단열재 두께와 열관류율 71
〈표 3-6〉 기준모델의 Peak-Day의 시간별 부하 87
〈표 3-7〉 슈퍼단열+침기량 0.3회/h+슈퍼윈도우+투명단열재를 적용한 모델의 Peak-Day의 시간별 부하 88
〈표 3-8〉 최종통합모델의 Peak-Time Energy-Pattern(1) 89
〈표 3-9〉 최종통합모델의 Peak-Time Energy-Pattern(2) 90
〈표 3-10〉 기준모델의 Peak-Time Energy-Pattern(1) 91
〈표 3-11〉 기준모델의 Peak-Time Energy-Pattern(2) 92
〈표 4-1〉 투명단열재의 형태별 열저항 및 열전도율 99
〈표 4-2〉 실험모델의 외부 프레임의 열적특성 데이터 101
〈표 4-3〉 집열부를 구성하고 있는 이중유리와 투명단열재의 열적특성 데이터 102
〈표 4-4〉 실험모델의 외부 프레임의 열적특성 데이터 102
〈표 4-5〉 실험모델의 부위별 열적특성데이터 112
〈표 4-6〉 TI-wall의 민감도 분석 117
〈표 5-1〉 냉난방 설비 명세 129
〈표 5-2〉 지중열이용 히트펌프시스템 시뮬레이션에 사용된 주요 데이타 132
〈표 6-1〉 센서 위치별 측정 부위 139
〈표 6-2〉 실내 온도측정용 센서 141
〈표 7-1〉 ZeSH 건물의 냉방 설정온도 및 층별 냉방 설정 상태 171
〈표 7-2〉 히트펌프의 냉방성능계수 COP 177
〈표 7-3〉 발열기구 및 내부발생열 181
〈표 7-4〉 기기별 사용시간을 고려한 내부발생열 182
〈표 7-5〉 냉방부하 및 개별적 부하 구성요소 184
〈표 7-6〉 태양열 시스템 효율 189
〈표 7-7〉 태양열 의존율 191
〈표 8-1〉 기준모델의 구성요소별 단열재 두께 및 열관류율과 침기량 195
〈표 8-2〉 기준모델의 구성요소별 단열재 두께와 열관류율 198
〈표 8-3〉 제로에너지 주택의 적용기술별 난방에너지 소비량 (난방면적 : 138.6㎡ 기준) 210
〈표 8-4〉 경량구조 단열두께 최소를 위한 대안 211
〈표 8-5〉 경량구조 및 단열규모 변화에 따른 연간에너지 소비량 예측결과 212
〈표 8-6〉 ZeSH 설계를 위한 체크리스트(1) 220
〈표 8-7〉 ZeSH 설계를 위한 체크리스트(1) 221
〈표 9-1〉 제로에너지 주택의 적용기술별 난방에너지 소비량(난방면적 : 138.6㎡기준) 223
제2편 슈퍼단열주택 외피시스템 개발(III) 229
〈표 1-1〉 연구개발목표 229
〈표 2-1〉 창면적분배 권장치 238
〈표 2-2〉 지하벽체의 열저항치 239
〈표 2-3〉 열외피성능 등급 241
〈표 2-4〉 기기 사양 256
〈표 3-1〉 부위별 외피단열재료 및 열관류율 258
〈표 3-2〉 부재의 열적 물성치 259
〈표 3-3〉 측정기기 사양 262
〈표 3-4〉 측정위치 일람표 263
〈표 3-5〉 열교부위의 경계조건 264
〈표 3-6〉 벽체의 경계조건 설정 266
〈표 3-7〉 열교부위의 열성능(1) 271
〈표 3-8〉 열교부위의 열성능(2) 272
〈표 3-9〉 열교부위의 열성능(3) 274
〈표 3-10〉 열교부위의 열성능(4) 277
〈표 3-11〉 열교부위의 열성능(5) 279
〈표 3-12〉 벽체의 구조 및 부재 투습계수 285
〈표 4-1〉 ZeSH 외피 부위별 단열재 두께 및 열관류율 293
〈표 4-2〉 각 부위별 상세 열관류율 계산 293
〈표 4-3〉 비난방공간 온도 산출(지하실) 299
〈표 4-4〉 비난방공간 온도 산출(계단실) 300
〈표 4-5〉 ZeSH 난방부하 계산 301
〈표 4-6〉 침기량 계산 303
〈표 4-7〉 ZeSH의 총 부하 303
〈표 4-8〉 열손실계수 (B.L.C) 304
〈표 1〉 부위별 외피단열재료 및 열관류율 비교 307
〈표 2〉 단열재 설치길이 차이에 따른 열성능비교 310
〈표 3〉 단열보강 전후의 열성능 비교 313
〈표 4〉 단열위치에 따른 실내환경 변화특성의 비교 321
〈표 5〉 내·외 단열공법의 성능 비교 322
제3편 소형환기부하 회수시스템 개발 327
〈표 1-1〉 최소 신선 환기 도입량에 대한 선진 규격 (ASHRAE Standard 62-1981) 327
〈표 2-1〉 실증실험에 사용된 전열교환기 332
〈표 3-1〉 모델별 성능 측정 기간 358
〈표 3-2〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-667(air-to-air heat recovery) 363
〈표 3-3〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-9(data reader) 365
〈표 3-4〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-9(data reader) 365
〈표 3-5〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-65(online printer) 366
〈표 3-7〉 모델의 실별 특징 373
〈표 3-8〉 외피별 열관류율 374
〈표 3-9〉 외기접면 외피 면적 및 유효용적 376
〈표 3-10〉 대전지역 시간별 표준기상자료 월별 통계처리 결과 378
〈표 3-11〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-9(data reader) 380
〈표 3-12〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-33(psychrometric chart) 381
〈표 3-13〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-69(sky temperature) 381
〈표 3-14〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-69(sky temperature) 382
〈표 3-15〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-17(force function generator) 383
〈표 3-16〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-65(online printer) 384
〈표 3-17〉 Parameter variable list for TRNSYS15, type-25(printer) 384
〈표 3-18〉 에너지절감량 387
〈표 4-1〉 전열교환기 작동제어에 의한 에너지 소비량 절감량(GF1) 395
〈표 4-2〉 전열교환기 작동제어에 의한 에너지 소비량 절감량(SR2) 395
〈표 5-1〉 업무용시설에서 환기설비의 기준이 되는 1인당 점유면적 408
〈표 5-2〉 시간당 필요환기회수 409
〈표 5-3〉 1인당 필요환기량 410
〈표 5-4〉 바닥면적당 필요환기량 410
〈표 5-5〉 노동강도별 CO₂ 토출량 411
〈표 5-6〉 작업강도를 고려한 필요환기량 411
〈표 5-7〉 냄새강도의 6단계 표시법 412
〈표 5-8〉 끽연정도를 고려한 필요환기량과 끽연량 412
제4편 고효율 태양열 난방/급탕 집열기 시스템 개발 432
〈표 2-1〉 투명 단열재의 열특성 432
〈표 2-2〉 플라스틱 필름 종류에 따른 TIMaxⓡ(이미지참조)의 물리적 특성 438
〈표 3-1〉 아세테이트 셀루로오스(Celluloseacetate) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate)의 물성치 482
제1편 요소기술 통합화 및 자연형 태양열 TI 축열벽 시스템 개발(III) 44
[그림 1-1] Zesh의 주요 적용 시스템 44
[그림 2-1] 에너지자립을 위한 건축설계의 접근방법 45
[그림 2-2] 에너지자립 태양열 주택을 위한 구성부하별 핵심 기술분야 47
[그림 2-3] 제로에너지 태양열주택의 에너지자립화를 위한 부하 구성비별 단계별 기술접근방법 49
[그림 2-4] 1단계∼3단계 연구추진방법 및 협력체계 50
[그림 2-5] 1단계(2001∼2003) 연구 추진방법 및 협력체계 54
[그림 3-1] 대전지역 시간별 표준기상자료의 월별 시간별 외기온 및 일사량 변동 57
[그림 3-2] 대전지역 시간별 표준기상자료의 연간 시간별 외기온 변화(습구온도, 건구온도) 58
[그림 3-3] 각 월별 기준일의 건구온도 대 상대습도 쾌적조건 분석결과(대전) 59
[그림 3-4] 각 월별 기준일의 건구온도 대 절대습도 쾌적조건 분석결과(대전) 60
[그림 3-5] Zero-Energy House의 1층 평면도 61
[그림 3-6] Zero-Energy House의 2층 평면도 62
[그림 3-7] Zero-Energy House의 지하실 평면도 62
[그림 3-8] Zero-Energy House의 정면도 63
[그림 3-9] Zero-Energy House의 주단면도 63
[그림 3-10] Zero-Energy House의 조감도 64
[그림 3-11] 기준모델의 시뮬레이션 죠닝 개념도 68
[그림 3-12] 기준모델의 단위면적당 월별 에너지 소비량 69
[그림 3-13] 기준모델의 난방공간별 에너지 사용분포 70
[그림 3-14] 슈퍼단열을 설치한 경우의 월별 에너지 소비량 71
[그림 3-15] 침기량의변화에 따른 월별 에너지 소비량 72
[그림 3-16] 슈퍼윈도우(U-value=1.33W/m²℃)를 적용한후의 에너지 사용량 73
[그림 3-17] 투명단열재 설치시 축열벽의 종류에 따른 월별 에너지 사용량 74
[그림 3-18] 투명단열재의 축열벽의 종류에 따른 내부온도 74
[그림 3-19] 투명단열재를 적용한 실과 기본모델의 에너지 사용량 75
[그림 3-20] 부착온실에 설치된 이중유리와 투명단열재에 따른 단위면적당 에너지 소비량 77
[그림 3-21] 부착온실과 인접존과의 환기에 따른 단위면적당 에너지 소비량 78
[그림 3-22] 투명단열재와 이중유리를 설치한 부착온실과 인접실의 온도분포(환기무) 78
[그림 3-23] 투명단열재와 이중유리를 설치한 온실과 인접실의 온도분포(인접존과 환기) 79
[그림 3-24] 슈퍼윈도우의 일간 시간별 온도구배 프로파일(1월7일∼1월13일) 80
[그림 3-25] 투명단열재의 일간 시간별 온도구배 프로파일(1월7일∼1월13일) 80
[그림 3-26] 슈퍼단열의 일간 시간별 온도구배 프로파일(1월7일∼1월13일) 81
[그림 3-27] 슈퍼단열의 일간 시간별 온도구배 프로파일(1월7일∼1월13일) 81
[그림 3-28] 슈퍼단열+침기량 0.1회/h를 적용한 경우의 월별 에너지 소비량 82
[그림 3-29] 슈퍼단열+침기량 0.3회/h를 적용한 경우의 월별 에너지 소비량 83
[그림 3-30] 슈퍼단열+침기량 0.1회/h+슈퍼윈도우를 설치한 경우 월별 에너지 소비량 83
[그림 3-31] 슈퍼단열+침기량 0.3회/h+슈퍼윈도우를 설치한 경우 월별 에너지 소비량 84
[그림 3-32] 슈퍼단열+침기량 0.1회/h+슈퍼윈도우+TIM을 설치한 경우 월별 에너지 소비량 85
[그림 3-33] 슈퍼단열+침기량 0.3회/h+슈퍼윈도우+TIM을 설치한 경우 월별 에너지 소비량 85
[그림 4-1] 현재 생산되고 있는 투명단열재의 종류별 특징 97
[그림 4-2] 현재 제작되는 투명단열재의 종류에 따른 각도별 분광분포곡선 98
[그림 4-3] 투명단열재의 성능실험을 위해 설치한 실험모델의 전경 100
[그림 4-4] 투명단열재의 입사각별 태양투과율, 일사획득계수, 가시광선투과율 101
[그림 4-5] 이중유리의 입사각별 태양투과율, 일사획득계수, 가시광선투과율 101
[그림 4-6] 실험모델의 도면과 센서의 위치 104
[그림 4-7] 흡수율이 60%인 일반 시멘트 벽돌을 축열벽으로 사용한 실험모델의 온도분포(2월 20일부터 2월 25일까지) 105
[그림 4-8] 흡수율이 95%인 일반 시멘트 벽돌을 축열벽으로 사용한 실험모델의 온도분포(2월 26일부터 3월 4일까지) 107
[그림 4-9] 흡수율이 95%인 축열벽의 두께가 380mm(2B)인 실험모델의 온도분포(5월 5일부터 5월 15일까지) 109
[그림 4-10] 실험모델에 적용된 투명단열재 및 이중유리의 분광데이터 113
[그림 4-11] 투명단열재+일반벽돌(1B, 흡수율65%)일 때, ESP-r을 이용한 시뮬레이션 검증(2002년 2월 20일부터 2월 25일까지) 114
[그림 4-12] 투명단열재+일반벽돌(1B, 흡수율95%)일 때, ESP-r을 이용한 시뮬레이션 검증(2월 26일부터 3월 4일까지) 115
[그림 4-13] 투명단열재+일반벽돌(2B, 흡수율95%)일 때, ESP-r을 이용한 시뮬레이션 검증(3월 17일부터 3월 22일까지) 116
[그림 4-14] TI-wall의 민감도 분석결과 (축열벽 : 콘크리트) 118
[그림 4-15] TI-wall의 민감도 분석결과 (축열벽 : 시멘트 벽돌) 119
[그림 4-19] TI-wall과 Mass-wall를 설치한 경우 월별 난방에너지 소비량 121
[그림 5-1] 태양열원식 히트펌프 냉·난방시스템 124
[그림 5-2] 태양열 온수급탕 및 난방 시스템 개념도 124
[그림 5-3] 태양열 열원식 히트펌프 작동개념 125
[그림 5-4] GSHP 시스템 126
[그림 5-5] 지중 열교환기(Bore hole 및 열교환기) 126
[그림 5-6] 월별 일 온수급탕 부하 및 시수온도 127
[그림 5-7] 월별 일평균 난방부하 128
[그림 5-8] 월별 난방 및 온수급탕의 태양 의존율(집열면적 : 24㎡) 130
[그림 5-9] 태양열축열조의 크기가 태양의존율에 미치는 영향(집열면적 : 24㎡) 131
[그림 5-10] 동절기 일주일간 태양열 축열조와 보조 보일러에 의한 난방 131
[그림 5-11] 지중열교환매체온도에 따른 COP 변화 133
[그림 5-12] 지중열교환매체온도에 따른 히트펌프 가열용량 133
[그림 5-13] 지중열교환매체온도에 따른 히트펌프 소모동력 134
[그림 5-14] 열교환매체온도에 따른 냉방 COP 변화 135
[그림 5-15] 축냉조 용량에 따른 축냉시간 135
[그림 6-1] 냉난방 설비의 성능측정을 위한 센서 설치도 138
[그림 6-2] RTD, 유랑계 및 전력량계 설치 사진 138
[그림 6-3] ZeSH I의 자연형 태양열 시스템 140
[그림 6-4] 투명단열 축열벽 온도센서 설치도 140
[그림 6-5] 실내온도측정용 센서 설치그림 141
[그림 6-6] ZeSH 건물 주 모니터링 화면 143
[그림 6-7] 투명단열 축열벽 모니터링 화면 144
[그림 6-8] 고단열외피 모니터링 화면 144
[그림 6-9] 배열회수시스템 모니터링 화면 145
[그림 6-10] 태양열 및 지중열원식 히트펌프 냉난방 시스템 145
[그림 6-11] 설비형 태양열 난방 및 급탕 시스템 146
[그림 6-12] 지중열 히트펌프 냉난방 시스템 147
[그림 7-1] 난방기 실험결과의 시뮬레이션 보정결과 149
[그림 7-2] 시뮬레이션 해석모델에 의한 계산된 ZeSH I의 년간 난방에너지 소비량 150
[그림 7-3] ZeSH에 설치된 트롬월(Tromb-wall)의 개념도 및 센서의 위치 151
[그림 7-4] 축열벽 A지점 위치의 단면상 온도변화 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 152
[그림 7-5] 축열벽 B지점 위치의 단면상 온도변화 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 153
[그림 7-6] 축열벽 C지점 위치의 단면상 온도변화 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 154
[그림 7-7] 축열벽 D지점 위치의 단면상 온도변화 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 155
[그림 7-8] 축열벽 E지점 위치의 단면상 온도변화 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 156
[그림 7-9] 남측면 창호 내외표면의 온도변화 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 157
[그림 7-10] 축열벽내 1번 단면지점(유리외표면)의 온도분포 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 158
[그림 7-11] 축열벽내 2번 단면지점(유리내표면)의 온도분포 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 159
[그림 7-12] 축열벽내 3번 단면지점(트롬월공간층)의 온도분포 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 160
[그림 7-13] 축열벽내 4번 단면지점(축열벽 실외측표면)의 온도분포 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 161
[그림 7-14] 축열벽내 5번 단면지점(축열벽 실내측표면)의 온도분포 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 162
[그림 7-15] 축열벽내 6번 단면지점(실내공기)의 온도분포 실측결과 (11월22일 ∼ 24일) 163
[그림 7-16] 축열벽 내표면온도와 실내온도 165
[그림 7-17] 차온제어장치의 제어개념도 169
[그림 7-18] 기상상태 및 실온도[8월 7일 ∼ 8월 19일] 172
[그림 7-19] 기상상태 및 실온도[8월 20일 ∼ 9월 2일] 172
[그림 7-20] 기상상태 및 실내온도[9월 7일 ∼ 9월 23일] 173
[그림 7-21] 일별 최대, 최소 외기온 및 일사량(최대 및 누적치) 174
[그림 7-22] 지열 히트펌프의 작동상태(응축기, 증발기 및 축냉조 입출구온도 변화) 176
[그림 7-23] 일별 히트펌프 에너지 발란스 및 냉방 COP 178
[그림 7-24] 히트펌프 냉방성능계수 178
[그림 7-25] 일별 히트펌프 냉방 성능계수 180
[그림 7-26] 일별 냉방부하 구성비 1 (2003. 08. 07 ∼ 08. 29) 185
[그림 7-27] 일별 냉방부하 구성비 2 (2003. 09. 01 ∼ 09. 23) 186
[그림 7-28] 일별 최대 및 최소 외기온과 일사량(최대 및 누적치) 187
[그림 7-29] 태양열집열시스템의 온도 및 순환펌프 작동 상태 188
[그림 7-30] 일별 집열효율(2003. 12. 10 ∼ 2004. 01. 05) 190
[그림 7-31] 일일동안 히트펌프 작동상태(응측기, 증발기 및 축냉조 온도) 192
[그림 7-32] 일별 히트펌프 난방 성능계수 193
[그림 8-1] ZeSH I의 경량화 배경 194
[그림 8-2] 중량구조와 경량구조 기준모델의 월별 에너지 소비량 196
[그림 8-3] 일반단열이 설치된 구조의 단면 온도분포 196
[그림 8-4] 슈퍼단열을 적용한 중량구조와 경량구조의 월별 에너지소비량 198
[그림 8-5] 슈퍼단열이 설치된 구조의 단면 온도분포 199
[그림 8-6] 슈퍼윈도우를 적용한 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 200
[그림 8-7] 투명단열재를 적용한 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 201
[그림 8-8] 침기량 0.3회/h 일 때 기준모델의 월별 에너지 소비량 202
[그림 8-9] 침기량 0.1회/h 일 때 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 202
[그림 8-10] 슈퍼단열과 침기량 0.1회/h 일 때 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 204
[그림 8-11] 슈퍼단열과 침기량 0.3회/h 일 때 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 205
[그림 8-12] 슈퍼단열+슈퍼윈도우+침기량 0.1회/h 일 때 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 206
[그림 8-13] 슈퍼단열+슈퍼윈도우+침기량 0.3회/h 일 때 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 207
[그림 8-14] 슈퍼단열+슈퍼윈도우+침기량 0.1회/h+투명단열재 일 때 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 208
[그림 8-15] 슈퍼단열+슈퍼윈도우+침기량 0.3회/h+투명단열재 일 때 중량구조와 경량구조의 월별 에너지 소비량 209
[그림 8-16] ZeSH II조감도 213
[그림 8-17] ZeSH 남측면도 214
[그림 8-18] ZeSH 동측면도 215
[그림 8-19] ZeSH 서측면도 215
[그림 8-20] ZeSH 북측면도 216
[그림 8-21] ZeSH 횡단면도 216
[그림 8-22] ZeSH 횡단면도 2 217
[그림 8-23] 대지 및 1층 평면도 217
[그림 8-24] ZeSH 2층 평면도 218
[그림 8-25] ZeSH 지붕 평면도 218
[그림 8-26] ZeSH 지하층 평면도 219
제2편 요소기술 통합화 및 자연형 태양열 TI 축열벽 시스템 개발(III) 230
[그림 1-1] 추진체계 230
[그림 2-1] 설계절차 231
[그림 2-2] 전실의 배치 236
[그림 2-3] 열 및 빛의 양호한 분배가 가능한 개방형 평면계획 237
[그림 2-4] 연구흐름도 243
[그림 2-5] 외벽 상세 244
[그림 2-6] 지붕 및 천장 상세 245
[그림 2-7] 바닥 상세 245
[그림 2-8] 외장재 마감용 브라켓(bracket)의 단열 246
[그림 2-9] 외장재 마감용 브라켓(bracket)의 단열시공 전경 246
[그림 2-10] 보 측면 단열 247
[그림 2-11] 보측면 단열 시공 247
[그림 2-12] 구조체 맞닿은 부위 단열 248
[그림 2-13] 구조체 맞닿은 부위 단열시공 248
[그림 2-14] 구조체 맞닿은 부위(2) 단열보강 249
[그림 2-15] 외부 캐노피 부위 단열 보강 249
[그림 2-16] 일반주택의 요소별 공기누설 비율 250
[그림 2-17] 창문틀 주위 밀봉 251
[그림 2-18] 창문틀 주위 우레탄 충진시공 251
[그림 2-19] 단열재 지그재그 배치 252
[그림 2-20] 단열재 틈 테이핑 처리 253
[그림 2-21] 공기/수중기 차단막 254
[그림 2-22] 방습용 P.E. 필름 시공 254
[그림 2-23] T.V.S. 기기 모습 255
[그림 2-24] 벽체-바닥 코너부위 256
[그림 2-25] 창문 주위 257
[그림 3-1] 지하 및 지중온도측정용 센서 설치도 260
[그림 3-2] 지중온도 센서 설치 전경 260
[그림 3-3] thermocouple 배선 261
[그림 3-4] 기본 외벽의 센서 설치도 261
[그림 3-5] 외벽 마감용턱 부분의 센서 설치도 262
[그림 3-6] Thermocouple sensor 설치 요약도 263
[그림 3-7] 열교부위의 경계조건 설정 264
[그림 3-8] 열교부위에 대한 이론해석의 타당성 검토 265
[그림 3-9] 벽체의 경계조건 설정 265
[그림 3-10] 벽체부위에 대한 이론해석의 타당성 검토 266
[그림 3-11] 제로에너지 주택의 열교부위(1) 267
[그림 3-12] 제로에너지 주택의 열교부위(2) 268
[그림 3-13] 제로에너지 주택의 열교부위(3) 268
[그림 3-14] ⓐ(이미지참조) 부위의 단면상세 269
[그림 3-15] ⓐ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(기존구조체) 270
[그림 3-16] ⓐ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(단열재 보강) 270
[그림 3-17] ⓑ(이미지참조) 부위의 단면상세 271
[그림 3-18] ⓑ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(기존 구조체) 272
[그림 3-19] ⓑ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(단열재 제거) 272
[그림 3-20] ⓒ(이미지참조) 부위의 단면상세 273
[그림 3-21] ⓒ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(기존 구조체) 274
[그림 3-22] ⓒ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(단열재 보강) 274
[그림 3-23] D 부위의 단면상세 275
[그림 3-24] ⓓ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(기존 형태) 276
[그림 3-25] ⓓ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(무단열) 276
[그림 3-26] 벽체 표면의 온도분포 (무단열) 277
[그림 3-27] E 부위의 단면상세 278
[그림 3-28] ⓔ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(기존 구조체) 278
[그림 3-29] ⓔ(이미지참조) 부위의 열전달 해석(하부 단열재 보강) 278
[그림 3-30] 대전지방 월평균 1일 외기온 280
[그림 3-31] 대전지방 년간 지중온도분포 280
[그림 3-32] 지하구조 단면상세 281
[그림 3-33] 지하 바닥 구조체를 통한 열손실분포 282
[그림 3-34] 지하 벽체를 통한 열손실분포 282
[그림 3-35] 지하실 부위구분 283
[그림 3-36] 상대습도에 따른 부재의 절대습도 286
[그림 3-37] 시뮬레이션의 외기온 및 노점온도 286
[그림 3-38] 실내·외 수증기 분압 287
[그림 3-39] 비닐벽지가 마감된 벽체의 부재 접촉면 상대습도(실온 24℃, 실내습도 50% 일 때) 288
[그림 3-40] 실내외 표면의 습기전달률 288
[그림 3-41] 비닐벽지가 마감되지 않은 벽체의 부재 접촉면 상대습도(실온 24℃, 실내습도 50% 일 때) 289
[그림 3-42] 비닐벽지가 마감된 벽체의 부재 접촉면 상대습도(실온 24℃, 실내습도 30% 일 때) 290
[그림 3-43] 비닐벽지가 마감되지 않은 벽체의 부재 접촉면 상대습도(실온 24℃, 실내습도 30% 일 때) 290
[그림 3-44] 비닐벽지가 마감된 벽체의 부재 접촉면 상대습도(실온 24℃, 실내습도 70% 일 때) 291
[그림 3-45] 비닐벽지가 마감되지 않은 벽체의 부재 접촉면 상대습도(실온 24℃, 실내습도 70% 일 때) 291
[그림 4-1] 지하공간의 열획득 및 열손실 현황도 299
[그림 4-2] 계단실의 열획득 및 열손실 현황도 300
[그림 1] 외장재 마감용 브라켓(bracket)의 단열 308
[그림 2] 보 측면 단열 308
[그림 3] 천정마감선까지 단열재 보강시 309
[그림 4] 보밑선까지 단열재 마감시 310
[그림 5] 구조체 맞닿은 부위 단열 311
[그림 6] 구조체 맞닿은 부위(2) 단열보강 311
[그림 7] 외부 캐노피 부위 단열 보강 312
[그림 8] 단열 미보강시의 열전달 현상 313
[그림 9] 단열보강시의 열전달 현상 313
[그림 10] 일반주택의 요소별 공기누설 비율 314
[그림 11] 창문틀 주위 밀봉 315
[그림 12] 창문틀 주위 우레탄 충진시공 315
[그림 13] 단열재 지그재그 배치 316
[그림 14] 단열재 틈 테이핑 처리 316
[그림 15] 공기/수증기 차단막 317
[그림 16] 방습용 P.E. 필름 시공 318
[그림 17] 비닐벽지가 마감된 벽체의 부재 접촉면 상대습도 (실온 24℃, 실내습도 50% 일 때) 318
[그림 28] 실내외 표면의 습기전달률 319
[그림 19] 비닐벽지가 마감되지 않은 벽체의 부재 접촉면 상대습도 (실온 24℃, 실내습도 50% 일 때) 320
[그림 1-1] 전열교환기에 의한 에너지 회수의 기본 개념도 327
[그림 1-2] 당해연도의 연구흐름도 331
[그림 2-1] 전열교환기 GF1 설치 장면 336
[그림 2-2] 전열교환기 SF1 모델 336
[그림 2-3] 전열교환기 SR1 모델 337
[그림 2-4] 전열교환기 SR2 모델 337
[그림 2-5] 습도·이산화탄소 측정센서 설치 장면 338
[그림 2-6] 이산화탄소 측정센서 설치 장면 338
[그림 2-7] HOBO 설치 장면 339
[그림 2-8] 외기온도 및 강수량 339
[그림 2-9] GF1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월8일) 340
[그림 2-10] GF1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월9일) 340
[그림 2-11] GF1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월10일) 341
[그림 2-12] GF1 전열교환기 냉방기 온도효율(9월11일) 342
[그림 2-13] GF1 전열교환기 냉방기 온도효율(9월16일) 342
[그림 2-14] GF1 전열교환기 냉방기 온도효율(9월17일) 343
[그림 2-15] GF1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월15일) 343
[그림 2-16] SR1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월22일) 344
[그림 2-17] SR1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월23일) 344
[그림 2-18] SR1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월24일) 345
[그림 2-19] SR1 전열교환기 냉방기 온도효율(8월25일) 345
[그림 2-20] SR2 전열교환기 냉방기 온도효율(7월30일) 346
[그림 2-21] SR2 전열교환기 냉방기 온도효율(7월31일) 346
[그림 2-22] SR2 전열교환기 냉방기 온도효율(8월1일) 347
[그림 2-23] GF1 전열교환기 난방기 온도효율(10월21일) 348
[그림 2-24] GF1 전열교환기 난방기 온도효율(10월22일) 349
[그림 2-25] SR2 전열교환기 난방기 온도효율(11월1일 ∼ 2일) 349
[그림 2-26] SR2 전열교환기 난방기 온도효율(11월3일) 350
[그림 2-27] SR2 전열교환기 난방기 온도효율(11월4일) 351
[그림 2-28] GF1 전열교환기 습도효율(8월8일) 352
[그림 2-29] GF1 전열교환기 습도효율(8월8일 ∼ 9일) 352
[그림 2-30] GF1 전열교환기 습도효율(9월3일) 353
[그림 2-31] SF1 전열교환기 습도효율(8월15일) 353
[그림 2-32] SR1 전열교환기 습도효율(8월25일) 354
[그림 2-33] SR2 전열교환기 습도효율(8월31일) 354
[그림 2-34] SR2 전열교환기 습도효율(9월2일) 355
[그림 2-35] GF1 전열교환기 누설율(8월8일) 355
[그림 2-36] SF1 전열교환기 누설율(8월15일) 356
[그림 2-37] SR1 전열교환기 누설율(8월31일) 356
[그림 2-38] SR2 전열교환기 누설율(7월30일) 357
[그림 3-1] 고온 및 저온측 입출구 온도 및 현열 열교환기유효도(GF 09.17) 359
[그림 3-2] 고온 및 저온측 입출구 절대습도 및 잠열 열교환기유효도(GF 09.17) 359
[그림 3-3] 고온 및 저온측 입출구 온도 및 현열 열교환기유효도(SF 08.15) 360
[그림 3-4] 고온 및 저온측 입출구 절대습도 및 잠열 열교환기유효도(SF 08.15) 360
[그림 3-5] 고온 및 저온측 입출구 온도 및 현열 열교환기유효도(SR1 08.22) 361
[그림 3-6] 고온 및 저온측 입출구 절대습도 및 잠열 열교환기유효도(SR1 08.22) 361
[그림 3-7] 고온 및 저온측 입출구 온도 및 현열 열교환기유효도(SR2 07.30) 362
[그림 3-8] 고온 및 저온측 입출구 절대습도 및 잠열 열교환기유효도(SR2 07.30) 362
[그림 3-9] 고온 및 저온측 입출구 절대습도 및 잠열 열교환기유효도(07.30) 364
[그림 3-10] 고온 및 저온측 출구 온도(GF 09.17) 367
[그림 3-11] 고온 및 저온측 출구 습도(GF 09.17) 367
[그림 3-12] 고온 및 저온측 출구 온도(SF 08.15) 368
[그림 3-13] 고온 및 저온측 출구 습도(SF 08.15) 368
[그림 3-14] 고온 및 저온측 출구 온도(SR1 08.22) 369
[그림 3-15] 고온 및 저온측 출구 습도(SR1 08.22) 369
[그림 3-16] 고온 및 저온측 출구 온도(SR2 07.30) 370
[그림 3-17] 고온 및 저온측 출구 습도(SR2 07.30) 370
[그림 3-18] 에너지절감량성능지수 372
[그림 3-19] 대전지역 시간별 표준기상자료의 월별 시간별 외기온 및 일사량 변동 377
[그림 3-20] 전열교환기 년간에너지절감량 평가용 TRNSYS 모델링 구성도 380
[그림 3-21] 전열교환기 VENT-IN 온도(TS, TOA), 습도(WS, WOA)변화 (동계 01월 1일 ∼ 2일) 385
[그림 3-22] 전열교환기 VENT-IN 온도(TS, TOA), 습도(WS, WOA)변화 (춘계 05월 1일 ∼ 2일) 385
[그림 3-23] 전열교환기 VENT-IN 온도(TS, TOA), 습도(WS, WOA)변화 (하계 08월 1일 ∼ 2일) 386
[그림 3-24] 전열교환기 VENT-IN 온도(TS, TOA), 습도(WS, WOA)변화 (추계 10월 1일 ∼ 2일) 386
[그림 3-25] 월별 에너지절감량 387
[그림 4-1] 외기 - 환기간 온도차와 온도효율간 상관관계(GF1/냉방/8.8 ∼ 9.17) 396
[그림 4-2] 외기 - 환기간 온도차와 온도효율간 상관관계(SF1/냉방) 396
[그림 4-3] 외기 - 환기간 온도차와 온도효율간 상관관계(SR1/냉방/8.22 ∼ 5) 397
[그림 4-4] 외기 - 환기간 온도차와 온도효율간 상관관계(SR2/냉방/7.30 ∼ 8.1) 397
[그림 4-5] 외기 - 환기간 온도차와 온도효율간 상관관계(GF1/난방/10.21 ∼ 26) 398
[그림 4-6] 외기 - 환기간 온도차와 온도효율간 상관관계(SR2/난방/11.1 ∼ 6) 398
[그림 4-7] 외기 - 급기간 엔탈피차와 온도효율간 상관관계(GF1/냉방/8.8 ∼ 9.17) 399
[그림 4-8] 외기 - 급기간 엔탈피차와 온도효율간 상관관계(SF1/냉방/8.15 ∼ 18) 399
[그림 4-9] 외기 - 급기간 엔탈피차와 온도효율간 상관관계(SR1/냉방/8.20 ∼ 25) 400
[그림 4-10] 외기 - 급기간 엔탈피차와 온도효율간 상관관계(SR2/냉방/7.30 ∼ 8.1, 8.26 ∼ 9.8) 400
[그림 4-11] 외기 - 급기간 엔탈피차와 온도효율간 상관관계(GF1/난방/10.21 ∼ 26) 401
[그림 4-12] 외기 - 급기간 엔탈피차와 온도효율간 상관관계(SR2/난방/11.1 ∼ 6) 401
[그림 4-13] 진열교환기 환기팬 작동제어 시스템 FLOW CHART 402
[그림 4-14] 환기팬 작동제어 시스템 연결도 403
[그림 4-15] 전열교환기 환기팬 작동제어 시스템 계통도 403
[그림 4-16] 전열교환기 환기팬 작동제어 시스템 404
[그림 4-17] 환기 - 외기온도차제어시 환기팬 작동상황과 에너지소비절감량(GF1난방/600ppm-설정온도차13.8℃/평균온도차13.1℃/팬가동율84.5%/절약율11%) 404
[그림 4-18] 환기 - 외기온도차제어시 환기팬 작동상황과 에너지소비절감량(GF1난방/CO₂설정치600ppm-설정온도차13.8℃/평균온도차11.8℃/팬가동율51.3%/절약율18%) 405
[그림 4-19] 환기 - 외기온도차제어시 환기팬 작동상황과 에너지소비절감량(GF1난방/CO₂설정치700ppm-설정온도차13.8℃/평균온도차6.1℃/팬가동율29.0%/절약율33%) 405
[그림 4-20] 환기 - 외기온도차제어시 환기팬 작동상황과 에너지소비절감량(SR2난방/CO₂설정치700ppm-설정온도차14.1℃/평균온도차7.7℃/팬가동율56.6%/절약율33%) 406
[그림 4-21] 환기 - 외기온도차제어시 환기팬 작동상황과 에너지소비절감량(SR2난방/CO₂설정치700ppm-설정온도차14.1℃/평균온도차7.4℃/팬가동율51.78%/절약율26%) 406
[그림 4-22] 환기 - 외기온도차제어시 환기팬 작동상황과 에너지소비절감량(SR2난방/CO₂설정치700ppm-설정온도차14.1℃/평균온도차7.4℃/팬가동율44.43%/절약율46%) 407
[그림 5-1] 전열교환기 열전달 모델 414
[그림 5-2] 풍속과 전열효율간의 관계 417
[그림 5-3] 로터의 비표면적과 전열효율간의 관계 417
[그림 5-4] 로터의 회전수와 전열효율간의 관계 418
[그림 5-5] 송풍기와 전열교환기의 배치 형태 419
[그림 5-6] 환기이행율의 개념도 420
[그림 5-7] 환기이행율과 외기이행율 420
[그림 5-8] 결로점과 포화곡선 422
[그림 5-9] 동결점과 결로곡선 422
제4편 고효율 태양열 난방/급탕 집열기 시스템 개발 433
[그림 2-1] 투명단열재와 불투명단열재의 열흐름 비교 433
[그림 2-2] 투명단열재의 단면도 434
[그림 2-3] TIMaxⓡ(이미지참조)의 기본구조 436
[그림 2-4] 다양한 TIMaxⓡ(이미지참조)의 외관 437
[그림 2-5] 투명 허니컴 패널 438
[그림 2-6] 45˚경사를 가진 투명단열재를 내장한 L.E.Sⓡ(이미지참조)의 외관 439
[그림 2-7] Okalux Kapillerglas GmbH에서 제조한 capillary type 투과형단열재 440
[그림 2-8] OKALUXⓡ(이미지참조)의 절단면 440
[그림 2-9] 평판형 집열기의 효율식 442
[그림 2-10] 굴절율 n₁ 및 n₂을 갖는 매질내의 투과 및 반사각 443
[그림 2-11] 이론해석을 위한 사각셀 모델 445
[그림 2-12] 허니컴 단일셀 복사모델 447
[그림 2-13] 사각셀에 대한 n 결정 모델 449
[그림 2-14] 집열기 형상에 대한 구좌표계 451
[그림 2-15] 경사면에 대한 천정각(zenith angle), 경사각, 표면 방위각 및 태양방위각 452
[그림 2-16] 덮개유리(TIM 포함)를 포함한 태양광 진행도식 456
[그림 2-17] 태양열 집열기 배열 형상 458
[그림 2-18] i-번째 집열기 배열 단면 459
[그림 2-19] 흡열판 및 지관 463
[그림 2-20] TIM 집열기와 평판형 집열기의 횡단면 465
[그림 2-21] TIM 집열기와 평판형 집열기의 열손실에 대한 열회로망 467
[그림 2-22] 집열기 이론해석 프로그램 흐름도 476
[그림 2-23] 집열기 이론해석 부프로그램 흐름도 477
[그림 2-24] Grid generations used for calculation; (a) model 1, (b) model 2, (c) model 3 479
[그림 2-25] Particle trackings(a) and temperature distributions(b) for model 1 480
[그림 2-26] Particle trackings(a) and temperature distributions(b) for model 2 481
[그림 2-27] Particle trackings(a) and temperature distributions(b) for model 3 481
[그림 3-1] 여러 가지 두께의 TIM 사진 482
[그림 3-2] 집열기 열성능 실험장치 개념도 483
[그림 3-3] 집열기 열성능 비교 실험 484
[그림 3-4] TIM 집열기와 일반 집열기의 열성능 곡선 비교 484
[그림 3-5] 태양열 시스템 센서 설치도 486
[그림 3-6] 태양열 시스템 성능측정 및 모니터링 시스템 486
[그림 3-7] "태양열+히트펌프" 시스템 개요도 487
[그림 3-8] "태양열+히트펌프" 시스템 모니터링 시스템 개요도 487
[그림 3-9] 태양열집열기가 설치된 ZeSH사진 488
[그림 4-1] TIM 두께에 따른 집열면 일사량 489
[그림 4-2] TIM 두께변화에 따른 집열효율 490
[그림 4-3] TIM 두께에 따른 TIM집열기와 기존 집열기의 집열효율 비교 491
[그림 4-4] 공기층 두께변화에 따른 기존 집열기의 집열효율 492
[그림 4-5] 공기층 두께변화에 따른 TIM집열기의 집열효율 493
[그림 4-6] 공기층 두께에 따른 기존 집열기와 TIM집열기의 집열효율 비교 494
[그림 4-7] 지관개수 변화에 따른 기존 집열기의 집열효율 495
[그림 4-8] 지관개수 변화에 따른 TIM집열기의 집열효율 495
[그림 4-9] 지관개수에 따른 기존 집열기와 TIM집열기의 집열효율 비교 496
[그림 4-10] 단열재 두께변화에 따른 집열효율 497
[그림 4-11] 단열재 두께에 따른 집열효율 비교 497
[그림 4-12] TI 집열기를 이용한 태양열 시스템의 월별 난방 및 온수급탕의 태양 의존율 499
[그림 4-13] 동절기 일주일간 태양열 축열조와 보조 보일러에 의한 난방 공급 및 실내온도 499
[그림 4-14] 일일 태양열시스템 열성능 시험 결과 500
[그림 4-15] 태양열시스템 성능 분석 결과 500
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Summary
Contents
I . Development of integration of components technology and TI storage wall system(III) 38
Chapter 1. Introduction 40
Section 1. Background and necessities 40
Section 2. Object 42
Section 3. Scope and method 43
Chapter 2. Development method of ZeSH's components technology 45
Section 1. Key technology and design method of energy's self sufficiency of solar energy house 45
Section 2. Road map 49
Chapter 3. Performance test of ZeSH's final design draft 55
Section 1. Introduction 55
Section 2. Analysis of daeion's weather data 56
Section 3. Result of final design draft for ZeSH's 70% self sufficiency 61
Section 4. Result of simulation performance test for ZeSH's 70% self sufficiency 65
Chapter 4. Energy performance test of passive solar system adapted to ZeSH 93
Section 1. Scope and method 93
Section 2. Class of traditional insulation and theoretical analysis of transparent insulation 93
Section 3. Performance test of TI-wall with Experiment 100
Section 4. Thermal performance test of TI-wall 102
Section 5. Calibration and optimization of experimental model with simulation method 111
Section 6. Development of analitical model with simulation 112
Sention 7. Analysis of TI-wall 116
Section 8. Performance test of TI-wall adapted to ZeSH 121
Chapter 5. Space heating and cooling system 123
Section 1. Introduction 123
Section 2. Space heating and cooling system plan draft 123
Section 3. Evaluation of thermal performance 130
Chapter 6. Monitoring system for experimental test 136
Section 1. Introduction 136
Section 2. Installation of sense, monitoring system 137
Chapter 7. Result of KIER ZeSHI's experimental test 148
Section 1. Scope and object 148
Section 2. Calibration of analitical model based on experimental result and estimation of ZeSH's performance for heating season 148
Section 3. Prototype experiment and simulation calibration for passive solar system 150
Section 4. Experiment and performance result of space heating and cooling system 166
Chapter 8. Design and performance evaluation of low-mass structure adapted to KIER ZeSH IT 194
Section 1. KIER ZeSH II's energy performance test (low-mass vs high mass structure) 194
Section 2. Design of low-mass structire adapted to ZeSH II 212
Section 3. Check list of ZeSH II 219
Chapter 9. Result 222
References 225
II. Super-insulated thermal envelope system(III) 226
Chapter 1. Introduction 228
Section 1. Background and necessities 228
Section 2. Goals 229
Section 3. Contents 230
Chapter 2. Superinsulated envelope system 231
Section 1. Superinsulated house design process 231
Section 2. Superinsulated house design process 243
Section 3. Construction of superinsulated envelopes 245
Chapter 3. Analysis on thermal bridge & improvement on insulation weak points 258
Section 1. Theoretical analysis & check reasonableness of simulation 258
Section 2. Analysis on thermal bridge 267
Section 3. Analysis on underground heat transfer phe nomenon 279
Section 4. Moisture transfer 283
Chapter 4. Building loads coefficient 292
Section 1. Introduction 292
Section 2. Loads 292
Chapter 5. Conclusion 305
References 306
Appendix 307
III. Development of heat recovery ventilation system(III) 324
Chapter 1. Introduction 326
Section 1. Significance 326
Section 2. Objective and scope 329
Chapter 2. Post evaluation of heat recovery ventilation system 332
Section 1. Overview of the post evaluation 332
Section 2. Results and analysis 334
Chapter 3. Development of transys 358
Section 1. Objective 358
Section 2. Modeling of transys 358
Section 3. Annual simulations 373
Section 4. Conclusion and discussions 388
Chapter 4. Controller for optimal operation 389
Section 1. Control algorithm 389
Section 2. Main control parameters and co-relations 390
Section 3. Control logic 391
Section 4. Design of fan controller 393
Section 5. Result of test run of the cotroller 394
Chapter 5. Design guideline of heat recovery ventilation system 408
Section 1. Calculation of ventilation load 408
Section 2. Operation guideline 413
Section 3. Design guideline 419
Chapter 6. Conclusion 424
IV. Development of high-efficient solar collector system for space and hot water heating(III) 426
Chapter 1. Introduction 428
Section 1. Introduction 428
Section 2. State of the art 429
Chapter 2. Theoretical analysis and simulation 431
Section 1. Transparent insulation material 431
Section 2. Flat-plate solar collector 440
Section 3. Transmittance of TIM collector 442
Section 4. Transmittance-aborptance product of flat-plate solar collector 453
Section 5. Heat transfer analysis of TIM collector 458
Section 6. Evaluation of available solar energy and heat losses 474
Section 7. Modeling and simulation for TIM collector 479
Chapter 3. Thermal performance test of collector 482
Section 1. TIM collector 482
Section 2. Performance test apparatus of collector 483
Section 3. Field test of collector 485
Chapter 4. Long-Term test of TI-collector 489
Section 1. Available solar radiation for varying thickness of TIM 489
Section 2. Collector efficiency of TI-collector 490
Section 3. Simulation of ZeSH 498
Section 4. Field test of ZeSH 499
Chapter 5. Conclusions and recommendation 501
References 502
Bibliographic information sheet
〈Table 1〉 Heating energy consumption and saving through the key design issues(house heating area : 138.6㎡) 13