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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 안영철
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수43
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현재 우리나라는 미세먼지 문제가 크게 쟁점이 되고 되고 있으며 이러한 문제는 호흡기 질환을 비롯한 각종 질병의 원인으로 지목되고 있다. 정부에서도 미세먼지로 인한 피해를 사회 재난으로 정하는 등 미세먼지에 관한 대책 수립에 많은 노력을 기하고 있다. 또한, 현시대에서는 각종 산업분야에서 고효율 및 에너지 절감을 위한 기술 개발이 활발해지면서 실내공간이 고 단열, 고 기밀화되어 에너지 절약 측면에서는 장점이 있지만, 내부에서 발생하는 오염원에 대한 대응이 다소 까다로워진 측면이 있다. 그래서 대부분 가정에서 공기청정기를 사용하고 있으며 아울러 환기 시스템을 병행하여 사용하는 곳이 늘고 있다.
환기 시스템을 통해 외부의 오염된 공기를 여과하여 공간 내부로 공급하는 경우 실내 공기 질을 청정하게 유지시켜 주는 장점은 있지만, 시스템 가동 시 발생하는 팬동력, 소음, 외기와의 온 습도 차로 인한 냉?난방 부하의 증가 및 필터 성능 등에 따른 문제가 발생할 수 있다. 한편, 주요 문제점들 중 팬동력, 소음, 외기와의 온 습도 차로 인한 문제 등에 대해서 활발히 연구가 진행되어 오고 있으나, 중요한 문제인 열 회수형 환기장치의 필터 성능에 따른 연구 활동은 전무한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 프리필터, 헤파급 필터(H(E)11, H(E)12, H13)를 장착하여 총 7개 항목(풍량, 누설률 및 유효 환기량, 소비전력, 냉난방 온도 교환 효율, 에너지 계수, 분진 청정화, 소음)에 대하여 실험을 진행하였다. 실험을 통하여 다양한 필터를 적용한 전열교환기의 성능 변화를 확인하고, 분진 청정화 실험을 통해 필터별 성능 결과 대비 분진 청정 능력에 대한 비교 결과를 도출하였다.
실험 결과 필터 등급이 높아질수록 열 회수형 환기장치의 풍량이 적게 공급되는 결과를 알게 되었으며 최대 36%의 감소율을 보인 것으로 나타났다. 효율 변화에 대해서는 고성능 필터일수록 효율 성능이 좋은 결과를 보여 주었지만 고성능 헤파필터를 적용할 경우 누설률 값이 증가하여 유효 효율 값에 대해서는 비슷한 추이를 볼 수 있었다. 에너지 계수는 정격 소비전력과 효율과 관련한 값으로 고성능 필터일수록 에너지 계수가 적게 도출되는 결과를 얻었다. 분진 청정화 능력은 H(E) 12등급 필 터를 적용하였을 경우 다른 필터를 적용하였을 경우 보다 분진 청정화 능력이 높게 나왔으며 소음의 경우 고성능 필터를 적용하였을 전단과 후단의 차압 증가로 인해 소음이 약간 감소한 결과를 보여 주었다. 즉, H(E) 12등급 필터를 적용하였을 경우 열 회수형 환기장치가 가장 안정적인 성능을 확보하는 것을 알 수 있었다.
현재 전열교환기의 필터를 적용한 제품에 대한 분진 청정화 능력 및 탈취 효율 등 청정 분야 기술에 필요한 성능 기준이 없다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구를 통하여 등급별 고성능 집진필터의 적용에 따른 전열교환기 성능 값에 대한 차이를 확인할 수 있었으며, 본 연구결과를 바탕으로 향후 기술 개발 및 정책 설계 시 관련 인자들이 활용될 수 있을 것이라 생각한다.
환기 시스템을 통해 외부의 오염된 공기를 여과하여 공간 내부로 공급하는 경우 실내 공기 질을 청정하게 유지시켜 주는 장점은 있지만, 시스템 가동 시 발생하는 팬동력, 소음, 외기와의 온 습도 차로 인한 냉?난방 부하의 증가 및 필터 성능 등에 따른 문제가 발생할 수 있다. 한편, 주요 문제점들 중 팬동력, 소음, 외기와의 온 습도 차로 인한 문제 등에 대해서 활발히 연구가 진행되어 오고 있으나, 중요한 문제인 열 회수형 환기장치의 필터 성능에 따른 연구 활동은 전무한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 프리필터, 헤파급 필터(H(E)11, H(E)12, H13)를 장착하여 총 7개 항목(풍량, 누설률 및 유효 환기량, 소비전력, 냉난방 온도 교환 효율, 에너지 계수, 분진 청정화, 소음)에 대하여 실험을 진행하였다. 실험을 통하여 다양한 필터를 적용한 전열교환기의 성능 변화를 확인하고, 분진 청정화 실험을 통해 필터별 성능 결과 대비 분진 청정 능력에 대한 비교 결과를 도출하였다.
실험 결과 필터 등급이 높아질수록 열 회수형 환기장치의 풍량이 적게 공급되는 결과를 알게 되었으며 최대 36%의 감소율을 보인 것으로 나타났다. 효율 변화에 대해서는 고성능 필터일수록 효율 성능이 좋은 결과를 보여 주었지만 고성능 헤파필터를 적용할 경우 누설률 값이 증가하여 유효 효율 값에 대해서는 비슷한 추이를 볼 수 있었다. 에너지 계수는 정격 소비전력과 효율과 관련한 값으로 고성능 필터일수록 에너지 계수가 적게 도출되는 결과를 얻었다. 분진 청정화 능력은 H(E) 12등급 필 터를 적용하였을 경우 다른 필터를 적용하였을 경우 보다 분진 청정화 능력이 높게 나왔으며 소음의 경우 고성능 필터를 적용하였을 전단과 후단의 차압 증가로 인해 소음이 약간 감소한 결과를 보여 주었다. 즉, H(E) 12등급 필터를 적용하였을 경우 열 회수형 환기장치가 가장 안정적인 성능을 확보하는 것을 알 수 있었다.
현재 전열교환기의 필터를 적용한 제품에 대한 분진 청정화 능력 및 탈취 효율 등 청정 분야 기술에 필요한 성능 기준이 없다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구를 통하여 등급별 고성능 집진필터의 적용에 따른 전열교환기 성능 값에 대한 차이를 확인할 수 있었으며, 본 연구결과를 바탕으로 향후 기술 개발 및 정책 설계 시 관련 인자들이 활용될 수 있을 것이라 생각한다.
목차
1. 서론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구 동향 51.3 연구 내용 72. 전열교환기에 대한 조사 및 분석 92.1 실내공기오염물질 및 환기 요인분석 92.2 전열교환기 조사 분석 122.2.1 기계환기방식 122.2.2 전열교환기 조사 132.2.3 성능평가에 사용되는 계산식 172.2.3 환기설비 필터의 종류 202.3 환기장치 정책 및 동향 232.3.1 환기 장치의 동향 232.3.2 환기 장치 관련 법규 243. 필터적용 환기장치 실험 장치 및 방법 263.1 개요 263.2 실험 방법 283.2.1 풍량 측정 293.2.2 소비전력 측정 303.2.3 누설율 및 유효환기량 측정 313.2.4 전열교환기 효율 측정 343.2.5 에너지계수 측정 353.2.6 분진 청정화 측정 353.2.7 소음 측정 384. 집진필터 적용 환기장치 실험 결과 및 고찰 394.1 개요 394.2 집진필터 적용 환기장치 성능변화 결과 - 394.2.1 풍량 측정 결과 394.2.2 소비전력 측정결과 414.2.3 누설율 및 유효환기량 측정 444.2.4 전열교환기 효율 측정결과 454.2.5 에너지계수 측정결과 474.2.6 분진 청정화 측정결과 484.2.7 소음 측정결과 495. 결론 51참고 문헌 53Abstract 55
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