• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.211-225
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• 2013

본 연구에서는 서로 다른 위도의 도시 유형별로 주택과 건물 구성비를 가진 3지역을 선정하여 대상 지역별로 2008년 1년간(1.1~12.31)의 실제 운전실적을 이용하여 지역난방 사용자의 일일 및 연간 열소비 패턴을 분석하고, 지역별 상호 차이점을 파악하기 위하여 주택과 건물의 열소비 패턴을 비교 분석하였다. 특히 본 연구에서는 실제 주택 및 건물 지역난방 사용자가 사용한 열소비 패턴을 매시간대별로 파악하고, 연결 열부하(난방면적 ${\times}$ 단위열부하 : 시설용량과 지역난방 배관망의 설계기준이 되는 열부하로 난방면적에 용도별 단위열부하를 곱하여 산출[Gcal/h])와의 관계를 분석하여 일일, 연간 및 최대 부하율 결과값을 도출함으로써 주택 및 건물 지역난방 사용자 비율에 따른 최적의 열원시설 용량산정이 가능케 하고 수요개발(해당 시설용량으로 열공급이 가능한 지역난방 사용자의 범위로 각 사용자기계실의 연결열부하 합과 같음.)단계에서의 정확한 방향을 제시할 수 있는 근거를 도출하였다.

• 설비공학논문집
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• 제19권1호
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• pp.68-76
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• 2007

As an alternative approach to evaluate the unit heating load for apartment houses, we newly developed and proposed unit building method. The new method, which calculates the heating load of an apartment building as a whole, conceptually corresponds to integral analysis of building heat loss, while the existing unit apartment method to differential analysis. Four typical building models of Korean-style apartment house and two dynamic load calculation programs were selected to validate the present method under realistically imposed conditions. Eight sets of unit heating load calculated respectively by unit building and unit apartment methods showed excellent agreements regardless of building model and simulation program. It is expected that the unit building method can take the place of the unit apartment method due to fewer modeling assumptions as well as less computational efforts. Additional calculations to investigate the effects of various parameters on unit heating load yield good consistencies with known facts, and re-confirm the validity.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제16권4호
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• pp.803-832
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• 2007

새로운 접단에너지 사업에 대한 경제성 평가와 기존 집단에너지 시설의 최적운용을 위해서는 적어도 시간대 단위로 계측된 세부용도별 에너지 부하패턴에 관한 정보가 필수적이다. 본 연구에서는 기상자료와 냉난방 실측자료를 활용하여 열부하를 추정 예측하기 위하여 다계층모형을 선태하였다. 다계층모형은 수집한 자료의 패널자료 특성을 유연하게 모형화할 수 있는 이점이 있다. 다계층모형을 일대일의 대응관계에 있는 선형혼합효과모형으로 변환한 후 패널 FGLS(연산가능한 일반화최소자승추정법)를 적용하여 세부용도별로 열부하모형을 추정하였다. 추정된 부하모형은 온도, 습도, 시간대, 요일, 설날연휴/추석연휴 등 법정공휴일 특성, 난방면적/냉방면적이 열에너지사용량에 미치는 영향을 고려하고 있다. 지면을 고려하여 본 논문에서는 가정용 난방부하모형의 추정치와 난방부하곡선의 예측치에 제한하여 실증결과를 설명하고 있다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.575-578
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• 2012

단일창호를 적용한 KNU 식물공장 모델의 냉난방 에너지 부하를 DesignBuilder를 이용하여 해석하였다. 상추의 적정생육온도인 $20^{\circ}C$를 기준으로 이중창호를 적용한 경우와 에너지 소모량을 비교 분석하였다. 단일창호가 이중창호에 비해 연간 냉방부하는 약 128 MWh 감소하고 난방부하는 약 26 MWh 증가하여 단일창호가 냉방부하저감에 유리하다고 판단된다. KNU 식물공장의 중앙에 위치한 공간의 상부를 지붕구조물로 닫거나 계절별로 개폐하면서 냉난방부하에 미치는 영향을 계산하였다. 지붕구조물을 설치하게 되면 단위유닛이 취득하는 태양열이 감소하여 냉방부하가 감소하게 된다. 또한 지붕구조물을 상시 닫아두는 것이 계절별로 여닫는 것보다 냉방부하 저감에 유리하다. 식물공장 측면벽에 overhang과 sidefin을 설치하면 차양효과로 냉방부하가 감소하지만 감소비율은 크지 않았다. 에너지 부하의 대부분을 차지하는 냉방부하를 낮추기 위해 구조물이나 차양을 설치할 수 있으나 절감효과에 비해 설치비가 증가할 수 있기 때문에 추가 경제성 연구가 필요하다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2004년도 동계학술대회 논문집
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• pp.53-53
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• 2004

• 한국건축시공학회지
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• 제10권2호
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• pp.97-104
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• 2010

본 연구에서는 전열해석 프로그램인 피지벨(PHYSIBEL)을 사용하여 블라인드 내장형 창호시스템의 일사차단성능 및 단열성능에 따른 에너지 성능을 평가하였다. 피지벨 해석시 창호별 구성 재료의 열적특성과 해석조건을 결정하기 위해서 Mock-up시험을 실시하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 결과를 바탕으로 공동주택 기준층 1개 세대(33평형)를 대상으로 연간에너지 소비특성, 연간전열량, 연간 냉난방 비용을 분석하였다. 실험결과, 연간전열량은 일반 창호시스템 대비 블라인드 내장형 창호시스템에서 블라인드를 올린 경우 냉방시 10%, 난방시 11% 절감할 수 있으며, 블라인드를 내린 경우 냉방시 25%, 난방시 30%정도를 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 블라인드 내장형 창호시스템의 냉 난방 부하 절감량은 일반 창호시스템에 비해 냉방시 283.3KWh, 난방시 76.3KWh 로 냉 난방 에너지 절감효과는 단위세대당 359.6KWh 절감시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 이것은 단위세대당 연간 에너지원단위(TOE) 약 0.078toe, 이산화탄소톤($tCO_2$) $0.16tCO_2$을 절감시킬 수 있어 온실가스 저감에도 유리할 것으로 판단된다. 또한, 블라인드 내장형 창호시스템의 냉 난방비용 절감액은 일반창호시스템과 비교하여 연간 냉방비용 10만원, 난방비용 5만원으로 연간 냉 난방 비용을 약 15만원 정도 절감시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.193-193
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• 2011

현재까지 대부분의 지열원 열펌프 시스템에 관한 연구는 열펌프 유닛과 지중열교환기에 대해 개별적으로 수행되었으며, 열펌프 유닛과 지중열교환기 설계 및 최적화의 공통변수인 지중순환수 유량에 따른 시스템 전체에 대한 연구성과는 매우 미미한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 인증되어 보급되고 있는 물매물 지열원 열펌프 유닛의 성능 자료를 분석하고, 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 열펌프 유닛의 성능 실험 및 지중열교환기 형상에 관한 설계 및 분석을 수행하여 지열원 열펌프 시스템 최적화에 관한 기반 기술 확보하고자 하였다. 현재 국내의 물대물 지열원 열펌프 유닛의 냉방 및 난방 조건에서의 최소 인증 COP는 각각 4.1과 3.45이다. 다양한 용량 및 성능을 갖는 국내 인증 물대물 지열원 열펌프 유닛에 대한 정량적 성능 분석을 위하여 3.5kW(1RT) 용량당의 지중순환수 유량과 COP를 고찰하였다. 냉방운전시 3.5kW 단위 용량당 열펌프 유닛의 지중순환수 유량은 10.73에서 18.52LPM을 나타냈으며, 난방운전에는 10.41에서 18.16LPM을 나타냈다. 이때, 냉방 COP는 4.1에서 5.4의 값을 나타냈으며, 난방 COP는 각각 3.5에서 4.2를 나타냈다. 인증 열펌프 유닛에서 지중순환수 유량과 열펌프 유닛의 냉난방 성능은 일정한 경향성을 나타내지 않았다. 지중순환수 유량에 따른 지열원 열펌프 유닛과 시스템의 성능을 정량적으로 분석하고자 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 지열원 열펌프 유닛 성능 실험을 수행하고 이를 기반으로 지중열교환기를 설계 및 분석하였다. 냉난방 각 운전모드에서 ISO 13256-2 규격과 NRGT 101 규격을 기준으로 지중순환수와 부하측 유량 6LPM 에서 36LPM 사이에서 변화시키며 성능 실험을 수행하였다. 냉방 및 난방모드 모두 유량이 증가함에 따라 열펌프 유닛 COP가 증가하였으나, 유량 증가에 따른 열펌프 유닛 COP 증가율은 감소하였다. 지중순환수 유량이 18LPM 이상에서는 COP 상승폭은 미소하였다. 기존문헌의 부하 산정자료와 열펌프 유닛 실험 성능 데이터를 이용하여 지식경제부 고시 2009-332호에 준하여 수직밀폐형 지중열교환기를 설계하고 순환펌프 소요동력을 이용하여 시스템 COP를 분석하였다. 지중열교환기 설계 시 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 상용지중열교환기 설계프로그램인 GLD 프로그램을 사용하였다. 지중순환수와 부하측 2차 유체 유량 증가 시에 열펌프 유닛 COP 증가율 대비 시스템 COP 증가율은 감소하였으며, 난방모드에서는 일정 유량 이상에서는 열펌프 유닛 COP는 증가하였으나, 시스템 COP는 감소하였다. 또한, 지중순환수 유량 증가에 따라 지중열교환기 길이가 증가하였으며, 냉난방시의 지중열교환기 길이차이가 증가하였다. 지열원 열펌프 시스템의 고효율화 및 시공비 절감을 통한 경제성 확보를 위해서는 지열원 열펌프 유닛 성능과 지중열교환기 형상 공통 변수인 지중순환수 유량을 함께 고려하여 시스템을 설계하여야한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권3호
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• pp.218-223
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• 2016

온실의 난방부하 중 지중전열부하는 산정방법이나 적용여부가 제각각이고, 온실의 규모에 따라 각각의 방법에는 큰 차이가 있으므로 보다 정확히 국내에 적용할 수 있는 방법을 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 원예시설의 난방부하 산정방법 정립에 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 위치와 규모가 다른 3개의 연동 플라스틱 온실에서 난방기간 동안 지온분포와 토양열류를 실측하였으며, 온실의 지중전열부하 산정방법을 검토하고 난방설계에 필요한 기준자료를 도출하였다. 난방중인 온실의 지온분포를 실측하여 실내기온과 비교한 결과 온실의 중앙 부분에서는 지온이 실내기온 보다 높고, 온실의 끝부분과 모서리 부분에서는 지온이 실내기온 보다 낮은 것으로 나타났다. 그러므로 온실의 중앙 부분에서는 지중열이 공급되고, 온실의 측면 부분에서는 외주부를 통해서 열손실이 발생하며, 온실의 규모에 따라 차이가 있는 것으로 판단된다. 건물의 외주부를 통한 열손실 개념을 도입하고, 온실의 규모를 반영하여 수정한 온실의 지중전열부하 산정방법은 타당성이 있는 것으로 평가된다. 토양열류센서를 이용하여 실측한 지중전열량은 실내외 기온차에 비례하여 직선적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 지중전열량 분석 결과로부터 지중전열의 방향이 바뀌는 기준온도차를 도출하였으며, 국내 온실의 난방설계에서 대규모 온실은 $10^{\circ}C$ 내외, 소규모 온실은 $12.5{\sim}15^{\circ}C$를 적용할 것을 제안하였다. 또한 지중열류 실측 결과로부터 온실의 외주부 단위길이당 열손실계수를 도출하였으며, 대규모 온실은 $7.5{\sim}10W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$, 소규모 온실은 $2.5{\sim}5.0W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$를 설계기준 자료로 제안하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권2호
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• pp.136-146
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• 1999

본 연구에서는 동절기 시설원예용 하우스의 열환경, 난방방식별 에너지 소비 특성, 하우스내 열이동 프로세스자 난방효율에 대해서 중점적으로 검토하였다. 동절기 하우스의 벽체, 지붕을 통해 손실되는 관류열량을 정량적으로 계산하므로서, 하우스의 단열계획 및 난방에너지 절약을 유도할 수 있는 기초데이터를 제시하였다. 난방방식별 실내외 온도차와 에너지 소비량과의 관계를 정량적으로 도출하므로서, 쾌적성, 경제성을 고려한 최적의 하우스 난방방식 선정과 난방기 운용의 효율화를 유도하기 위한 기초자료를 제시하였다 난방방식별 실내외 온도차와 에너지 소비량과의 관계로부터 도출된 결과는 심야전력 난방이 온풍난방에 비해 난방효율이 현저히 높은 것으로 나타났다. 덕트 주변의 수평 및 연직방향으로 다수의 열전대를 설치하여 온풍 난방시 덕트주변의 작물에 미칠 수 있는 고온피해 발생 가능성을 검토하였으나, 약 1$^{\circ}C$이내의 비교적 균일한 온도가 계측되므로서, 온풍에 의한 주변작물의 고온피해는 관측되지 않았다. 덕트 길이방향으로 일정간격마다 덕트내부에 열전대를 설치하여 덕트길이에 따른 온도하강 추이를 검토한 결과, 덕트 단위길이당 0.5~0.8$^{\circ}C$의 온도강하가 계측되었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제30권4호
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• pp.22-28
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• 2010

This study analyzed the performance of passive solar system for office building. A unit model of the passive solar system was proposed in order to predict its performance under varying parameters and Seoul weather date. Steady state heat transfer equations were set up using a energy balanced equations and solved using a inverse matrix method. Numerical simulation program to analyze system was developed by using MATLAB. As the results, the passive solar system performance of office building was determined by the insolation and the outdoor air temperature. Also the passive solar system indicate 6.7~16.2% of annual average efficiency. In the comparison with other systems of the conventional wall, mass wall could reduce the heating loads of 7.1% and trombe wall could reduce heating loads of 11.5%. Through this study, performance of passive solar system for office building was verified by numerical method. Consequently, the passive solar system could operate an important role as the alternative for saving energy consumption of office building, and the additional studies should be made through the experimental method for the commercialization.