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상수도열원과 지열원을 이용한 동절기 지열히트펌프 성능평가에 대한 연구
이병두(Lee, Byoungdoo),이세진(Lee, Sejin),이대우(Lee, Daewoo) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
본 연구에서는 지열히트펌프 시스템의 열원으로써 지열이외에 건축물의 미활용 에너지라고 할 수 있는 상수도의 에너지를 활용하여 지중열교환기의 천공길이를 줄이는 것이 주요 목적이며, 또한 건물의 미활용에너지를 냉난방에너지원으로써 이용 가능한 것을 보여주는 것에 있다. 실험은 4인 가족기준으로 3RT 용량의 히트펌프를 설치하고 인당 평균 177 liter/day 기준으로 하루에 약 710 liter/day의 물을 사용하는 것으로 가정하였다(환경부 2007년 상수도 통계값). 시간당 가정내에서 사용하는 물량은 일정하지 않아 일일 8시간 사용하는 것으로 하여 약 1.5 LPM 으로 실험하였다. 저수조의 크기 및 지열 히트펌프의 열원으로써 사용가능한 열량을 계산하기 위해 CFD 시물레이션을 수행하였다. CFD의 결과 상수도를 급수하기 위한 저수조의 크기는 2m³로 결정하였으며 이때 열원으로써 사용가능한 열량은 약 0.7RT였다. 48시간의 실험기간 동안 저수조를 통해 얻은 열원은 0.6RT 였으며 100m의 지중열교환기를 통해 얻은 열원은 2RT 였다. 히트펌프 자체의 난방 COP는 평균 4.2를 나타내었으며 펌프등의 소비전력을 포함한 System COP는 4.0 나타내었다. 이번 연구를 통해 건물의 미활용에너지인 저수조의 물을 이용하여 지열히트펌프의 열원으로써 이용 가능하며 기존의 지열히트펌프 시스템대비 천공길이 단축, 시공비 저감이 가능한 것을 볼 수 있었다.
데이터센터 에너지진단을 통한 개선방안 도출 및 효과에 관한 연구
이병두(Byoungdoo Lee),박병강(Byoung Kang Park),남현민(Hyun-Min Nam),정홍구(Hong Goo Jung) 대한설비공학회 2019 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.-
본 연구에서는 경기도에 위치한 데이터센터의 에너지성능지표인 PUE를 통해 현재의 에너지소비 형태를 파악하고, 개선아이템 19개를 선정하였다. 이중에서 시스템개선, 설계불합리, 운영개선측면의 개선유형별 기대효과를 산출하여 빙축열시스템을 적용한 Peak-cut, 외기냉방, 냉수펌프 운전개선, 냉동기응축기 살수시스템 개선, 마지막으로 서버실 온도 및 기류 불균형 개선안을 도출하였다.
HOMER를 이용한 오피스건물의 신재생에너지 최적설계에 대한 고찰
이병두(Lee Byoungdoo) 한국태양에너지학회 2021 한국태양에너지학회 논문집 Vol.41 No.3
The purpose of this study was to conduct optimal renewable energy analysis of the freezer and boiler application of a typical office building using a Homer (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) program developed by the NREL (National Renewable Energy Laboratory) program. The Stand Alone Model and Grid-Connected MODEL were use to derive the optimum combination of NPC (Total Net Present Cost). The results indicated that the optimum value for the Stand Alone Model is 30 kW PV, 50 KW FC, 30 KW Battery, and the GRID-Connected Model was derived to be optimal to use only GRID. Since there is no renewable energy that has not yet reached Grid Parity, this was considered a predictable result, which further analyzed the optimal combination according to the change in electricity prices and gas prices. The result was optimal (GRID + PV combination) when the current electric dermal is about 2.5 times (gas prices). In conclusion, when the new renewable energy is applied, the PV was more economical than other renewable energy sources, and even if the gas struggle (if the electricity price of $1.2/kWh) is constantly rising, gas prices were not a major factor in the selection of energy combinations.
HOMER를 이용한 오피스건물의 신재생에너지 최적설계 적용성 검토
이병두(Byoungdoo Lee),박대흠(Dea Heom Park),정홍구(Hong Goo Chung) 대한설비공학회 2013 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.6
본 연구는 일반적인 오피스건물에 열원장비로 냉동기와 보일러 적용을 가정하여 최적의 신재생에너지 분석을 실시하였다. 미국 NREL (National Renewable Energy Laboratory)에서 개발한 HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) 프로그램을 이용하여 Stand Alone Model과 Grid-Connected Model의 NPC (Total Net Present Cost) 가 최저인 최적 조합을 도출하였다. 분석결과 Stand Alone Model의 경우 최적값은 30 kW PV, 50 kW FC, 30 kW Battery를 사용하는 것이며, Grid-Connected Model의 경우에는 Grid만 사용하는 것이 최적인 것으로 도출되었다. 아직까지 Grid Parity에 도달한 신재생에너지가 없기 때문에 예측 가능한 결과라 사료되며, 이에 향후 전기단가와 가스단가의 변화에 따른 최적조합에 대해 추가로 분석하였다. 결과는 현재의 전기단가가 약 2.5배 이상될 경우(가스단가 고정) Grid+PV 조합이 최적으로 나타났다. 결론적으로 아직까지 신재생에너지를 적용할 경우 다른 신재생에너지원에 비해 PV가 가장 경제성이 있는 것으로 나타났으며, 가스단가 (전기단가 1.2 $/kWh이하의 경우)가 지속적으로 오른다고 해도 신재생에너지 선정에 있어서 가스요금은 주요인자가 아닌 것으로 나타났다.
BEMS 데이터를 활용한 Continuous Commissioning Case 연구
이병두(Byoungdoo Lee),남현민(Hyun-min Nam) 대한설비공학회 2017 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.6
In this study, real-time heating operation data was analyzed by using BEMS (Building Energy Management System) installed in the target building and the hourly partial heating load ratios were calculated for the boilers designed through the peak load design method. As a result of the study, it was found that 17% of the partial load was observed the most frequently and 90% of the cases were operated at a partial load ratio of 50% or less. Analysis of BEMS data showed that the boiler efficiency decreased significantly when partial loads were occurred.