표제지
요약문
목차
제1장 서론 14
1.1. 연구의 배경 14
1.2. 연구방법 및 내용 16
제2장 에너지 수요패턴 분석 및 외기온도 보상제어 17
2.1. 에너지 소비특성 분석 17
2.1.1. 설비별 에너지 사용량 17
2.1.2. 전력에너지 사용패턴 20
2.1.3. 전력에너지 사용요금 26
2.2. 중앙냉방시스템의 개요 29
2.3. 외기온도 보상제어 31
제3장 컴퓨터 시뮬레이션 32
3.1. 중앙냉방시스템의 에너지 해석 TRNSYS프로그램 32
3.1.1. 실내 냉방부하 모델 32
3.1.2. 냉동기 모델 33
3.1.3. 냉각코일 모델 34
3.1.4. 팬 모델 35
3.1.5. 펌프 모델 36
3.1.6. 냉각탑 모델 38
3.1.7. PID 제어기 39
3.2. 외기온도 보상제어의 적용 40
3.3. 시뮬레이션 방법 43
제4장 실험 장치 및 방법 45
4.1. 실험 장치 45
4.2. 외기온도 보상제어의 적용 49
4.3. 실험 방법 51
제5장 시뮬레이션 & 실험 결과 및 고찰 53
5.1. 시뮬레이션 결과 및 고찰 53
5.2. 실험 결과 및 고찰 64
5.2.1. 평균외기온도 26℃의 각 조건별 실험 결과 및 고찰 65
5.2.2. 평균외기온도 27℃의 각 조건별 실험 결과 및 고찰 75
제6장 결론 85
참고문헌 88
ABSTRACT 90
표 2-1. 국내 사무용 건물의 전력에너지 설계기준 19
표 2-2. 국내 사무용 건물의 부하종류별 수용률 19
표 2-3. 부하크기에 따른 전력량 요금 비교 26
표 2-4. 계절에 따른 부하구분 시간표 27
표 3-1. 실내 부하모델의 매개변수 33
표 3-2. 냉동기의 매개변수 34
표 3-3. 냉각코일의 매개변수 35
표 3-5. 냉수 순환펌프의 매개변수 37
표 3-6. 냉각수 순환펌프의 매개변수 37
표 3-7. 냉각탑의 매개변수 38
표 3-8. 냉방시스템 시뮬레이션에서의 구성 설비기기의 설정온도 44
표 3-9. 냉방시스템 시뮬레이션에서의 실내설정온도 운전 조건 44
표 4-1. 모형실험장치 구성 구비기기의 설정온도 51
표 4-2. 모형실험장치 실험에서의 실내설정온도 운전 조건 52
표 5-1. 평균외기온도가 약 26℃의 경우에서의 실내평균온도 64
표 5-2. 평균외기온도가 약 27℃의 경우에서의 실내평균온도 64
그림 2-1. 건물에서의 에너지 소비 구성 17
그림 2-2. 실시간 전력소비 변화특성 그래프 20
그림 2-3. 외기온도 변화와 전력 소비량 변화의 비교 그래프 21
그림 2-4. 연면적 17,600㎡의 건물의 전력소비량 변화 그래프 22
그림 2-5. 연면적 27,000㎡의 건물의 전력소비량 변화 그래프 23
그림 2-6. 연면적 30,000㎡의 건물의 전력소비량 변화 그래프 24
그림 2-7. 연면적 15,000㎡의 건물의 전력소비량 변화 그래프 24
그림 2-8. 사무용 건물 냉동기 소비전력변화량과 국내 전체 전력에너지 소비전력변화량 비교 25
그림 2-9. 국내 총 전력사용량 변화와 전력요금 변화 비교(하절기) 28
그림 2-10. 중앙냉방시스템의 계통도 30
그림 2-11. 외기온도 변화에 따른 실내공기설정온도의 변화 31
그림 3-1. PID 제어기를 이용한 Close Loop시스템의 개략도 39
그림 3-2. 외기온도 보상제어를 적용한 중앙냉방시스템의 에너지해석을 위한 TRNSYS 프로그램 41
그림 3-3. 외기온도 보상제어기를 구성하기 위한 Fortran 프로그램의 코딩 내용 42
그림 4-1. 실험실 평면도 45
그림 4-2. 모형실험장치의 제어 및 모니터링 시스템 46
그림 4-3. 공기조화기 AHU 47
그림 4-4. 송풍기 47
그림 4-5. 3-Way 밸브 48
그림 4-6. 냉동기 48
그림 4-7. LabVIEW S/W 모니터링 화면 50
그림 4-8. LabVIEW 프로그램을 이용한 블록 다이어그램 50
그림 4-9. 모형실험장치의 제어 계통도 52
그림 5-1. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 22도) 54
그림 5-2. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 22도) 54
그림 5-3. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 24.5도) 55
그림 5-4. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 24.5도) 55
그림 5-5. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 27도) 56
그림 5-6. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 27도) 56
그림 5-7. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (외기온도 보상제어) 57
그림 5-8. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (외기온도 보상제어) 57
그림 5-9. 각 실내온도 설정조건 별 시간당 에너지 소비변화 비교 그래프 58
그림 5-10. 급배기 팬 에너지 소비량 비교 그래프 59
그림 5-11. 냉동기 에너지 소비량 비교 그래프 59
그림 5-12. 냉각탑 팬 에너지 소비량 비교 그래프 60
그림 5-13. 총 에너지 소비량 비교 그래프 61
그림 5-14. 업무식간 내 에너지 소비량 비교 그래프 (08시~20시) 61
그림 5-15. 각 실내온도 설정조건 별 시간당 전략에너지 소비 요금변화 비교 그래프 62
그림 5-16. 총 전력에너지 소비 요금 비교 그래프 63
그림 5-17. 업무시간 내 전력에너지 소비 요금 비교 그래프 63
그림 5-18. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 22도) 66
그림 5-19. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 22도) 66
그림 5-20. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 24도) 67
그림 5-21. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 24도) 67
그림 5-22. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 26도) 68
그림 5-23. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 26도) 68
그림 5-24. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (외기온도 보상제어) 69
그림 5-25. 외기온도변화와 에너지 소비변화 비교 그래프 (외기온도 보상제어) 69
그림 5-26. 각 실내온도 설정조건 별 시간당 에너지 소비변화 비교 그래프 70
그림 5-27. 급배기 팬 에너지 소비량 비교 그래프 71
그림 5-28. 냉동기 에너지 소비량 비교 그래프 71
그림 5-29. 총 에너지 소비량 비교 그래프 72
그림 5-30. 각 실내온도 설정조건 별 시간당 전력 에너지 소비 요금변화 비교 그래프 73
그림 5-31. 총 전력에너지 소비 요금 비교 그래프 74
그림 5-32. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 22도) 76
그림 5-33. 외기온도변화와 시간당 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 22도) 76
그림 5-34. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 24도) 77
그림 5-35. 외기온도변화와 시간당 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 24도) 77
그림 5-36. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (실내설정온도 26도) 78
그림 5-37. 외기온도변화와 시간당 에너지 소비변화 비교 그래프 (실내설정온도 26도) 78
그림 5-38. 외기온도변화와 실내온도변화 비교 그래프 (외기온도 보상제어) 79
그림 5-39. 외기온도변화와 시간당 에너지 소비변화 비교 그래프 (외기온도 보상제어) 79
그림 5-40. 각 실내온도 설정조건 별 시간당 에너지 소비변화 비교 그래프 80
그림 5-41. 급배기 팬 에너지 소배량 비교 그래프 81
그림 5-42. 냉동기 에너지 소비량 비교 그래프 81
그림 5-43. 총 에너지 소비량 비교 그래프 82
그림 5-44. 각 실내온도 설정조건 별 시간당 전력 에너지 소비 요금변화 비교 그래프 83
그림 5-45. 총 전력에너지 소비 요금 비교 그래프 84