This paper presents demonstration study results derived through field testing of a solar assisted cooling and heating system for the library of a cultural center building located in Gwangju, Korea. The area of demanded cooling and heating for building was about 350m2. Solar hot water was delivered by means of a 200m2 array of evacuated tubular solar collector (ETSC) to drive a single-effect (LiBr/H2O) absorption chiller of 10RT nominal cooling capacity. From March in 2008 to February in 2009, demonstration test were performed for solar cooling and heating system. After experiments and analysis, this study found that solar thermal system was 84% for the solar hot water supply and 12% for space heating and 4% for space cooling.
생활수준의 향상으로 따라 민생용 에너지의 소비량이 급격히 증가함에 따라 일상생활에서 발생되는 폐수의 양과 온도가 높아지면서 이들은 주요 에너지자원의 대상으로 부각되고 있다. 즉, 폐수열은 열원으로서의 경제성이 향상되어 에너지자원으로서의 잠재력이 높아지고 있으며, 또한 화석에너지의 과다 사용을 인한 환경오염이 심각한 사회문제로 부각되면서 이들 에너지의 유효이용에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 일상생활에서 발생되는 생활폐수를 대상으로 냉·난방에너지원으로서의 활용 가치를 평가히기 위한 열특성을 파악하고, 이 폐수열을 열원으로 하는 熱펌프시스템을 제작·설치하여 운전 성능을 파악하므로서 장차의 에너지수요에 대응하기 위한 기초자료를 제시하는데 목적이 있다. 이를 위해 아파트 단지를 대상으로 폐수열의 계절별 온도분포를 측정하고, 열원의 특성에 적합한 폐수열교환기, 세척장치 등 요소기기의 구조를 도출하였으며 이를 이용한 熱펌프시스템을 제작하여 성능실험을 수행하였다. 실험결과 난방기의 성적계수(COP)h를 3.5이상으로 유지할 수 있는 비교적 경제성이 높은 熱펌프시스템의 구성이 가능한 것으로 나타났다.
The purpose of this study is to present the simulation results and an overview of the performance assessment of a solar heating & cooling system by means of the $200m^2$ evacuated tube solar collector. The simulation was carried out using the thermal simulation code TRNSYS with new model of a single-effect LiBr/$H_{2}O$ absorption chiller developed by this study. The calculation was performed for yearly long-term thermal performance and for two design factors: the solar hot water storage tank and the cold water storage tank. As a result, it was anticipated that the yearly mean system efficiency is 46.7% and the solar fraction for the heating, cooling and hot water supply are about 84.4 %, 41.7% and 72.4%, respectively.
최근 국민소득수준의 향상을 따라 여름철 전력 수요가 폭증하므로 전력안정 공급을 위한 특별 대책이 필요한 실정이고 환경적인 측면이나 수용가 입장에서 만족스러운 새로운 냉·난방, 전기 공급시스템의 개발·적용이 필요하다. 선진국의 경우, 소규모의 집단에너지 공급이 주류를 이루고 있으며 특히 소규모 열병합 발전시 생산되는 전기, 지역난방열 이외에 냉방에 필요한 냉수를 중앙열원에서 동빌딩을 중심으로하는 구역형 집단에너지 시스템(Community Energy Supply System)등 소규모지역 난냉방 공급방식이 활성화되어 있으므로, 우리나라에서도 냉방/난방/전기부하 패턴 및 하절기 피크부하 경감에 대한 기여도 등을 고려한 경제성있는 최적시스템 구성이 가능한지 검토할 필요가 있다. 소규모 집단에너지사업은 대규모 사업과는 달리 적정 수요예측이 가능하므로 효율적인 초기 투자가 이루어질 수 있으며, 상업용 및 사업용 빌딩 등을 중심으로 부하밀도가 높은 구역을 대상으로 하명서 해당 부하패턴에 적합한 효율적인 시스템의 구성을 통해 수익성이 확보된다면 국가 에너지절약 및 한전의 여름철 전력 피크부하 경감, 대기 환경공해 감소, 도심 도시미관 향상 등의 사업효과가 기대된다. 본문에서는 이러한 소규모 집단에너지시스템 개요 및 국내외 공급 현황, 국내 적용환경, 적용 가능에너지 검토 열원시스템의 기본방향 등에 대하여 언급하고자 한다.
기후협약에 따른 환경과 에너지에 대한 국제적 규제의 강화는 지속가능한 에너지에 근거한 새로운 에너지전략의 수립을 요구하고 있다. 이러한 추세임을 감안할 때 ESCO를 통한 신$\cdot$재생에너지의 활용 가능성은 무궁무진해 보인다. 지열냉난방시스템은 1년 내내 $14\~16^{\circ}C$로 유지되는 땅속 온도를 에너지화하여 이용함으로써 에너지절약과 환경보호를 동시에 이룰 수 있는 무공해 청정시스템이다. 보험개발원 산하 자동차기술연구소는 지난 해 처음으로 지열시스템 도입 ESCO사업을 시행했다.
제2의 자원개발이라는 '에스코'사업은 150불을 넘나드는 고유가로 인해 더욱 높은 관심을 끌고 있다. 특히 1차에너지원의 가격이 높을수록 절약하는 에너지의 양에 비례해 절감액은 더욱 커져 에너지절약의 효과는 더 커진다. 명품 건설 브랜드 '블루밍'으로 유명한 벽산건설에서 지난해 5월부터 금년 4월까지 한국 원자력 연구원의 냉.난방시설 개선 세너지절약 사업을 통해 매년 15억원 상당의 에너지비용을 절감시켰다.
국토교통부(장관 서승환)는 그린리모델링 사업지원 및 효율적 건물 에너지 관리 방안 등을 담은 '녹색건축물 조성지원법'을 일부 개정해 지난 5월 28일 공포했다. 이로써 정부는 녹색건축물 시공 전문기업을 지원할 뿐만 아니라, 에너지 절약적이고 친환경적인 건축물의 보급 활성화를 위하여 일정규모 이상의 건축물을 건축하는 경우에는 녹색건축 에너지효율등급 인증을 받도록 하고, 건축물 에너지 소비 절감을 위한 고효율 냉 난방 장치 설치를 의무화했다.
현재 우리가 사용하는 에너지의 대부분은 화석 에너지로서 멀지 않아 고갈될 것으로 예상되며, 이의 사용으로 환경오염을 발생시키고 있는 현실에서 이에 대한 대안으로 대체에너지 개발과 적용의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본고에서는 변전소에서 변압기 운전 시 발생되는 폐열을 냉, 난방에너지에 적용한 사례에 대하여 설명하고 이에 대한 경제적인 효과와 적용 가능성에 대하여 논 하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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