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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 홍희기
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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유가급등과 기후변화협약의 발효로 신재생에너지의 중요성이 어느 때보다 주목받고 있다. 신재생에너지 분야에서도 변환형태가 열에너지인 태양열 시스템은 주로 난방과 온수 급탕의 목적으로 사용되며, 그 수요가 겨울철에 한정된다. 따라서 태양열 시스템을 사용한 냉방시스템 개발을 통해 시스템의 경제성을 향상시킬 필요가 있다.
태양열원 제습냉방시스템은 여름철 잉여열원을 제습냉방기의 재생열원으로 사용하는 시스템이다. 타 냉방시스템과 다르게 재생열원으로 70℃의 온수를 사용하기 때문에 값이 싸고, 내구성이 높은 평판형 집열기를 활용할 수 있다는 측면에서 태양열시스템과의 연계성이 매우 우수하다.
하지만 기존 하이브리드 제습냉방기의 경우 덕트를 통해 냉각된 공기를 실내로 공급하는 방식으로 소음이 차단된 기계실이 필요하며, 덕트공사로 인해 기존 공동주택을 대상으로 적용하기 매우 어렵다.
이러한 한계를 극복하고자 기존 전기에어컨과 같이 응축기를 냉각하여 냉매를 통해 실내를 냉방하는 캐스케이드 제습냉방기가 개발되었다. 또한, 기존의 응축기를 증발식 응축기로 변경하여 냉방성능을 높이도록 설계되었다.
본 연구에서는 상·하부 가열형 축열조와 이중투과체 집열기가 적용된 태양열시스템에 캐스케이드 제습냉방기를 연계하여 실증실험을 진행하였다. 이를 통해 태양열시스템과 캐스케이드 제습냉방기의 연계성을 평가하며, 냉방기의 성능을 평가하고자 한다.
상·하부 가열형 축열조를 적용하여 운전 초기 축열조 상부 일정 구간의 온수를 집중적으로 가열하기 때문에 집열운전 1시간 만에 데시컨트냉방 열원의 권장온도인 70℃의 온수를 공급할 수 있었다.
집열운전 동안 지속적으로 70℃ 이상의 재생열량을 공급하였으며, 집열운전 후에도 축열조에 남아있는 열원을 약 1시간가량 재생열량으로 사용되어 냉방운전시간동안 부하공간의 쾌적한 환경을 조성할 수 있었다.
일사가 우수한 날의 캐스케이드 제습냉방의 경우, 운전 초기에는 냉방기의 실내조건을 만족하지 않아 빈번한 온·오프 현상을 보였으나 냉방부하가 많은 시간영역에서는 꾸준하게 실내로 10℃ 냉기를 공급하였다. 냉방능력은 10.03 kW, 는 7.14로 설계 목표치인 냉방능력 7 kW보다 더 높은 성능이 나타냈다.
일사가 불량한 날의 경우, 태양열시스템의 운전조건을 충족하지 못 하여 재생열원을 공급하지 못하였지만, 냉방부하가 작아져 캐스케이드 제습냉방기 내의 히트펌프만의 작동으로 냉방부하를 충당할 수 있었다.
본 실험에서는 태양열의존율은 평균 82%로 매우 높게 나타냈다. 일사가 우수한 여름철에 태양열에너지를 데시컨트 냉방시스템에 적용하는 것은 과열을 방지하며, 냉방부하가 많은 시간대에(11시~18시) 냉방기의 재생열원으로 지속적으로 공급할 수 있다는 측면에서 태양열에너지와 데시컨트냉방기의 연계성이 우수하다고 판단된다.
태양열원 제습냉방시스템은 여름철 잉여열원을 제습냉방기의 재생열원으로 사용하는 시스템이다. 타 냉방시스템과 다르게 재생열원으로 70℃의 온수를 사용하기 때문에 값이 싸고, 내구성이 높은 평판형 집열기를 활용할 수 있다는 측면에서 태양열시스템과의 연계성이 매우 우수하다.
하지만 기존 하이브리드 제습냉방기의 경우 덕트를 통해 냉각된 공기를 실내로 공급하는 방식으로 소음이 차단된 기계실이 필요하며, 덕트공사로 인해 기존 공동주택을 대상으로 적용하기 매우 어렵다.
이러한 한계를 극복하고자 기존 전기에어컨과 같이 응축기를 냉각하여 냉매를 통해 실내를 냉방하는 캐스케이드 제습냉방기가 개발되었다. 또한, 기존의 응축기를 증발식 응축기로 변경하여 냉방성능을 높이도록 설계되었다.
본 연구에서는 상·하부 가열형 축열조와 이중투과체 집열기가 적용된 태양열시스템에 캐스케이드 제습냉방기를 연계하여 실증실험을 진행하였다. 이를 통해 태양열시스템과 캐스케이드 제습냉방기의 연계성을 평가하며, 냉방기의 성능을 평가하고자 한다.
상·하부 가열형 축열조를 적용하여 운전 초기 축열조 상부 일정 구간의 온수를 집중적으로 가열하기 때문에 집열운전 1시간 만에 데시컨트냉방 열원의 권장온도인 70℃의 온수를 공급할 수 있었다.
집열운전 동안 지속적으로 70℃ 이상의 재생열량을 공급하였으며, 집열운전 후에도 축열조에 남아있는 열원을 약 1시간가량 재생열량으로 사용되어 냉방운전시간동안 부하공간의 쾌적한 환경을 조성할 수 있었다.
일사가 우수한 날의 캐스케이드 제습냉방의 경우, 운전 초기에는 냉방기의 실내조건을 만족하지 않아 빈번한 온·오프 현상을 보였으나 냉방부하가 많은 시간영역에서는 꾸준하게 실내로 10℃ 냉기를 공급하였다. 냉방능력은 10.03 kW, 는 7.14로 설계 목표치인 냉방능력 7 kW보다 더 높은 성능이 나타냈다.
일사가 불량한 날의 경우, 태양열시스템의 운전조건을 충족하지 못 하여 재생열원을 공급하지 못하였지만, 냉방부하가 작아져 캐스케이드 제습냉방기 내의 히트펌프만의 작동으로 냉방부하를 충당할 수 있었다.
본 실험에서는 태양열의존율은 평균 82%로 매우 높게 나타냈다. 일사가 우수한 여름철에 태양열에너지를 데시컨트 냉방시스템에 적용하는 것은 과열을 방지하며, 냉방부하가 많은 시간대에(11시~18시) 냉방기의 재생열원으로 지속적으로 공급할 수 있다는 측면에서 태양열에너지와 데시컨트냉방기의 연계성이 우수하다고 판단된다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구배경 11.2 제습냉방 시스템 31.3 선행연구 5제 2 장 실험장치 및 방법 132.1 실험대상 공간 132.2 실험장치 142.2.1 이중투과체 평판형 집열기 142.2.2 상·하부 가열형 축열조 172.2.3 캐스케이드 제습냉방기 202.2.4 기타설비 및 제월 232.3 연구방법 262.3.1 냉방실험 262.3.2 풍량 측정실험 262.4 데이터 취득 및 처리방법 282.4.1 일사량 282.4.2 온·습도 및 유량 282.4.3 전력량 292.4.4 냉방능력 및 재생열량 31제 3 장 결과 및 분석 333.1 태양열시스템과 CDCS의 연계성 확인 333.2 CDCS의 성능 확인 363.2.1 일사 우수 시 363.2.2 일사 불량 시 36제 4 장 결론 및 제언 41참 고 문 헌 42부 록 44ABSTRACT 51
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