두개의 제어기를 사용한 건물 내부의 온도변화와 에너지소비량을 계산하기 위한 해석적 연구 (A study on the analytical method for calculating the inside air temperature transient and energy consumption load of the building using two different)

서지정보

· 발행기관 : 한국수산해양기술학회
· 수록지 정보 : 수산해양기술연구 / 48권 / 1호 / 82 ~ 90페이지
· 저자명 : 한규일

초록

남해안 인근의 도시 및 제주도 같은 온난한 기후를 갖고 있는 지역에서는 벽면의 질량 효과가 건물의 열 성능에 매우 중요한 것으로 나타났다. 이 효과는 벽면 구조를 관통하는 열파의 지연 효과에 기인하는 것으로 사료된다.
건물 #2, #4와 같이 단열재와 함께 질량이 무거운 재질을 사용한 건물이 온화한 기후조건에서 높은 안락도를 보여주었다. 이 경우 냉난방을 하지 않았을 때라도 건물 안의 최고온도와 최저온도의 차이는 그리 크지 않았다.
비례식 온도조절기를 사용하였을 때가 개폐식 온도조절기를 사용하였을 때보다 높은 안락도를 보여주었다. 안락도는 개폐식 온도조절기에서 데드밴드를 줄였을 때 증가되었으나 이 결과 개폐 사이클이 높아지고 에너지의 소모도 늘어나 적당한 데드밴드의 크기를 고려할 필요가 있었다.
에너지 소모량에 관한 한, 개폐식과 비례식 온도조절기는 그다지 큰 차이를 보이지 않았으나 안락도에서 두 조절기는 차이를 보여주었다.
정상상태를 이용한 단순분석 방법(simplified method using steady state analysis)을 통한 에너지 소비량 결과는 정확한 해석적 방법을 통한 결과와 비교하였을 때, 몇 가지 경우를 제외하고 모든 건물의 벽면 구조물에 적용하여도 별로 큰 차이를 보이지 않았다. 특히 건물 내의 설정온도와 태양에너지와 대기온도를 합성한 온도의 평균온도(average sol-air temperature)의 차이가 클 경우에는 더욱 정확하였다.
모든 벽면구조의 건물에서 건물구조와 기후조건, 그리고 사이클링 율(cycling rate)사이에 높은 커플링이 존재하였다.
결과적으로 보았을 때 건물 벽 질량과 벽면 단열재의 사용은 건물의 열 성능 증가에 매우 중요한 인자이나, 이러한 인자들은 건물의 레이아웃, 기후조건, 건축 위치 등을 엄밀히 분석한 후 결정될 사항이란 것이 증명되었다.

영어초록

Four different buildings having various wall construction are analyzed for the effect of wall mass on the thermal performance and inside building air and wall temperature transient and also for calculating the energy consumption load. This analytical study was motivated by the experimental work of Burch et al. An analytical solution of one -dimensional, linear, partial differential equations is obtained using the Laplace transform method, Bromwich and modified Bromwich contour method. A simple dynamic model using steady state analysis as simplified methods is developed and results of energy consumption loads are compared with results obtained using the analytical solution. Typical Meteorological Year data are processed to yield hourly average monthly values. This study is conducted using weather data from two different locations in Korea: Daegu having severe weather in summer and winter and Jeju having mild weather almost all year round. There is a significant wall mass effect on the thermal performance of a building in mild weather condition. Buildings of heavyweight construction with insulation show the highest comfort level in mild weather condition. A proportional controller provides the higher comfort level in comparison with buildings using on-off controller. The steady state analysis gives an accurate estimate of energy load for all types of construction. Finally, it appears that both mass and wall insulation are important factors in the thermal performance of buildings, but their relative merits should be decided in each building by a strict analysis of the building layout, weather conditions and site condition.

참고자료

· 없음