지역난방 공동주택 급탕 열사용시설기준의 적정성에 관한 실험적 연구 :A Experimental Study of the Suitability of the Design Criteria for Hot Water Heating Facility Standard in Apartment Housings with District Heating System

최정원

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최정원 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 정광섭

발행연도: 2013

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

지역난방 공동주택의 급탕공급유량에 관한 분석

최정원 , 정광섭 , 김영일 한국에너지학회 학술발표회 2013.05 학술대회자료

지역난방 공동주택 급탕 열사용시설기준의 적정성에 관한 실험적 연구

최정원 주택환경설비공학과 2013.01 학위논문

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본 연구에서는 전용면적 59.92㎡의 소형 공동주택, 전용면적 84.95㎡의 중형 공동주택, 전용면적 104.35㎡의 대형 공동주택을 대상으로 하여 2단 급탕 열교환기를 사용하며, 준공년도 2003년 이후에 지어진 지역난방 공동주택을 대상으로 지역난방 공동주택 급탕 열사용시설기준의 적정성 여부를 실측 실험 데이터를 토대로 연구진행 하였다.
측정기간은 2007년 12월1일부터 2008년 2월 29일 까지를 2007년 동절기로, 2008년 12월1일부터 2009년 2월28일 까지를 2008년 동절기로 구분하였다.
지역난방 열사용시설기준의 설계기준 온도인 40℃을 적용하여 산정한
급탕부하 값인 [A]는 소형 공동주택 438,928kcal/hr, 중형 공동주택 471,414kcal/hr, 대형 공동주택 454,739kcal/hr로 나타났으며, 세대수가 많은 중형, 대형, 소형 공동주택의 순으로 [A]값이 높게 나타났다. 실측 데이터를 통해 계산된 실측 최대 급탕 열사용량 값인 [B]는 소형 공동주택 125,141kcal/hr, 중형 공동주택 199,586kcal/hr, 대형 공동주택 220,208kcal/hr로 나타났다. 실측 데이터를 통해 계산된 실측 평균 급탕 열사용량 값인 [C]는 소형 공동주택 41,944kcal/hr, 중형 공동주택 72,618kcal/hr, 대형 공동주택 91,918kcal/hr로 나타났다.
[A]와 [B]의 비율은 면적별 순서대로 각각 29%, 42%, 48%로 나타났으며, [A]와 [C]의 비율은 면적별 순서대로 각각 10%, 15%, 20%로 나타났다. 본 데이터를 통해 면적이 작은 소형 공동주택일수록 지역난방 열사용시설기준 대비 과설계되는 비율이 높다는 것을 알 수 있었다.
또한 설계기준에 의한 유량값은 소형 공동주택 10.97㎥/hr, 중형 공동주택 11.97㎥/hr, 대형 공동주택 11.37㎥/hr로 나타났으며, 실측에 의한 최대 공급 유량은 소형 공동주택 1.00㎥/hr, 중형 공동주택 1.51㎥/hr, 대형 공동주택 2.14㎥/hr로 나타났다. 실측에 의한 최대 공급 유량이 설계기준에 의한 유량값에서 차지하는 비율은 면적별 순서대로 각각 9%, 13%, 19%라는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 적정 유량 값을 제시하고자 하며, 그 값은 면적별로 각각 소형 공동주택 8.37㎥/hr, 중형 공동주택 8.75㎥/hr, 대형 공동주택 8.64㎥/hr이며, 이 값은 현 설계기준에 의한 유량값 대비 소형 공동주택 24%, 중형 공동주택 26%, 대형 공동주택 24% 정도 감소된 값이다.

Abstract

A Experimental Study of the Suitability of the Design Criteria for Hot Water Heating Facility Standard in Apartment Housings with District Heating System

This study was carried out about Suitability of the Design Criteria for Hot Water Heating Facility Standard in Apartment Housings with District Heating System, based on the experimented and measured data, including the small-scale apartments under 59.92㎡ of exclusive area, the medium-scales under 84.95 ㎡, and the large-scales under 104.35㎡, which were all built after 2003 and used 2-phase hot-water heat-exchangers.
The term of measurement was Dec. 1. 2007 ~ Feb. 29. 2008(the winter season of 2007), and Dec. 1. 2008 ~ Feb. 28. 2009(the winter season of 2008).
[A] is hot-water supply load, which was estimated by applying 40℃, or the design-based temperature of heat-using facility standard in district heating. It is 438,928kcal/hr in small-scales, 471,414kcal/hr in medium-scales, and 454,739kcal /hr in large-scales. Value of [A] is higher in order of medium, large, and small apartments, which is consistent with the order of the number of the households. [B] is the maximum value of hot-water use calculated by the measured data. It is 125,141kcal/hr in small-scales, 199,586kcal/hr in medium-scales, and 220,208kcal /hr in large-scales. [C] is the averaged value of heat-using for hot-water calculated by the measured data. It is 41,944kcal/hr in small-scales, 72,618kcal/hr in medium-scales, and 91,918kcal/hr in large-scales.

The ratios of [A] and [B] is 29%, 42%, and 48%, in respective scales. The ratio of [A] and [C] is 10%, 15%, and 20%, in respective scales. According to the data, it was found out that the smaller the area of an apartment, the higher the possibility of excessive designing against the heat use facility standard in district heating.
And, the flow rate value based on design is 10.97㎥ in small-scales, 11.97㎥ in medium-scales, and 11.37㎥ in large-scales. The measured maximum flow rate is 1.00㎥, 1.51㎥, and 2.14 ㎥ in respective scales. The ratio of the measured maximum flow rate against the design-based flow rate was 9%, 13%, and 19% in respective scales.
This study aims to propose adequate flow rates, which are 8.37㎥, 8.75㎥, and 8.64㎥, in small-scale, medium-scale, and large-scale apartments, respectively. These values are dropped by about 24%, 26%, and 24%, in small, medium, and large-scale apartments, respectively, compared to the design-based flow rates at present.

I. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 목적 1
2. 선행 연구 2
3. 연구범위 및 방법 5
II. 이론적 고찰 7
1. 지역난방 시스템 개요 7
2. 발전과정 및 도입배경 8
3. 지역난방 보급현황 및 효과 12
4. 건물별 급탕사용 특성 17
5. 부하의 산정기준 23
6. 열 교환설비의 기기 설계기준 26
III. 지역난방 공동주택 열사용 측정시스템 27
1. 조사대상 공동주택 선정기준 27
2. 데이터 측정 장비 설치공사 30
3. 측정시스템 구축 개요 34
IV. 측정 결과 및 분석 38
1. 지역난방 공동주택 동절기 급탕 열사용 현황 및 실태 38
1) 측정대상 지역 외기온도 분석 39
2) 면적별 급탕 공급?회수 온도 분석 40
3) 면적별 급탕 공급유량 분석 49
4) 면적별 급탕 열 사용량 분석 50
5) 면적별 급탕 단위 열 사용량 분석 52
6) 면적별 1인당 급탕 단위 열 사용량 분석 54
7) 면적별 최대 급탕 사용량 56
2. 지역난방 공동주택 급탕 열 사용시설기준 적정성 분석 59
1) 급탕 열 사용시설기준과 급탕 열 사용량 비교?분석 59
2) 적정 급탕 열 사용시설 산정 기준안 제시 60
V. 결 론 65
참고문헌 67
영문초록(Abstract) 68
감사의글 70

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