냉방공간의 구조를 고려한 다실 제어 제습냉방 시스템 시뮬레이션

• Published in: 설비공학 논문집, 32(6) Vol. 32; no. 6; pp. 263 - 271
• Main Authors: 김지혁(Ji Hyeok Kim), 안준(Joon Ahn)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한설비공학회 01.06.2020
• Subjects: 기계공학; PURPA(공공재 규제 정책법); TRNSYS(트랜시스); CHP(열병합 발전); Primary Energy(1차 에너지); COP(성능계수); Hybrid Desiccant Cooler(하이브리드 제습냉방기)
• ISSN: 1229-6422; 2465-7611
• DOI: 10.6110/KJACR.2020.32.6.263

본 연구에서는 다실제어 하이브리드 제습냉방기를 이용한 실내 공간에서의 온도, 습도의 변화 및 COP 변화를 외기 정보와 실내 공간 정보를 반영한 시뮬레이션을 수행하여 구하였다. 시뮬레이션과 실험으로 구한 냉방 성능을 비교하여 도출한 주요 결론은 다음과 같다. (1) 희망온도 27℃ 설정 4시간 운전 결과 사무실 온도는 실험과 시뮬레이션 간에 최대 약 0.2℃ 차이를 보였고 상대오차는 최대 약 1% 차이를, 절대습도는 최대 약 1.4 g/kg 차이를 보였고 상대오차는 최대 약 13%로 나타났다. (2) 회의실의 경우 실내 온도는 최대 약 0.6℃ 이하의 차이를 보였고 상대오차는 최대 약 2% 이하의 차이를, 절대습도는 최대 약 0.6 g/kg 차이를 보였고 상대오차는 6%로 나타났다. (3) 행정실의 경우 실내 온도는 최대 약 0.3℃ 차이를 보였고 상대오차는 최대 약 1% 차이를, 절대습도는 최대 약 0.7 g/kg 차이를 보였고 상대오차는 최대 약 7%로 나타났다. (3) 각 실내 공간에서 온도에 비해 절대습도의 상대오차가 크게 나타난 이유는 3시간 경과 후부터 실험에서의 외기 온도가 시뮬레이션에서의 외기 온도보다 두드러지게 높은 값을 보이고 이는 제습로터 재생 효율의 증대로 이어 지기 때문에 시뮬레이션에 비해 실험에서의 절대습도가 더 낮다는 결과가 나타났다. (4) COP의 경우는 실험과 시뮬레이션 간에 운전 후 36분 경과 시부터 그 차이가 0.06에서 0.3에 분포하는 것으로 나타났다. (5) PURPA 열병합 발전 COP의 경우는 운전 36분 후부터 그 차이가 0.03에서 0.45사이에 분포하는 것으로 나타났다. (6) 1차 에너지 환산계수를 적용한 COP의 경우 운전 후 36분 후에는 그 차이가 0.05에서 0.5 사이에 분포하는 것으로 나타났다. (7) 하이브리드 제습냉방기의 특성상 전기와 열이 동력 에너지원임과 더불어 재생열이 100 kWe급 가스 엔진으로부터 기원함을 고려했을 때 PURPA 열병합 발전 COP가 일반적인 COP에 비해 실험과 더 근사함을 확인할 수 있었고 우리나라의 건물에너지효율등급 인증제도에서 제공하는 1차 에너지 환산계수가 적용된 COP가 PURPA COP에 비해 실험과 더 근사한 결과를 나타내었다. The purpose of this study was to verify the operation characteristics of the hybrid desiccant cooler supplying air-conditioning to multiple rooms. Analyzing indoor temperatures and humidity ratios were conducted in three air-conditioned spaces: office, meeting room, and administrative room in experiments and simulation. In terms of ambient conditions, the average outdoor temperature was 32.7℃ and the average outdoor humidity ratio was 18.3 g/kg in the experiment and the average outdoor temperature and humidity ratio in the simulation were 32.2℃ and 17.9 g/kg, respectively. The cooling capacity in each space was determined by the supply and return of air and this was used for determining the COP of the system. There are three types of COP such as typical COP of a hybrid desiccant cooler, COP defined by PURPA involving CHP generation efficiencies, and COP to which coefficients of primary energy conversion are applied. As a result of the experiment, indoor temperatures converged to approximately 27℃ and humidity ratios accessed to approximately 10 g/kg and in comparison to the simulation, temperature differences were distributed 0.01-0.6℃ and humidity differences were 0.1-1.4 g/kg. Also, COP was averagely equal to 1.45, COP by PURPA became 2.4, and COP with primary energy coefficients was 4 in the experiment and every difference with the simulation was averagely 0.15. KCI Citation Count: 1