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스마트시티 데이터허브를 활용한 공조시스템용 에너지소비량 절감 알고리즘 개발
김성중(Sung Joong Kim),추연욱(Yeon Ouk Choo),송영국(Youngkook Song),윤용태(Yong-tae Yoon),김경훈(Kyoung-hoon Kim) 한국콘텐츠학회 2023 한국콘텐츠학회논문지 Vol.23 No.3
공기조화시스템은 건물 내 공기의 질을 이용자들의 활동에 쾌적하도록 유지해주는 기술 일체를 뜻한다. 대형 건축물의 중앙식 공조시스템은 미리 설계된 매뉴얼에 맞추어 단순하게 운영되기에, 건물에너지의 낭비를 초래하고, 실내 공기질 개선 등 이용자의 요구사항 반영에도 난점을 지닌다. 다양한 도시 데이터를 바탕으로 시민 삶의 질 향상을 목표로 하는 스마트시티와 데이터허브의 도입은 기존 공기조화시스템 개선의 동력이 될 수 있다. 본 논문은 페르소나 기법을 활용하여 테스트 건물인 서울대학교 시흥캠퍼스 교육협력동 이용자들의 니즈를 파악하고, 스마트시티 데이터허브의 데이터를 활용하는 공조시스템 실시간 운영 알고리즘을 제시한다. 알고리즘은 건물 내외 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도, 온습도를 비교하여 공조시스템의 댐퍼 개도를 실시간으로 조절한다. 새로운 알고리즘은 공조시스템의 연간 에너지소비량을 기존 대비 32% 절감하고, 실내 미세먼지 및 이산화탄소 농도 또한 이용객의 쾌적 활동범위에서 유지한다. The HVAC system maintains the quality of air in the building to be comfortable for the inhabitants. As the HVAC system for large buildings has usually been operated manually, it has weaknesses in efficient use of energy and reflecting inhabitants’ needs such as air quality improvement. Development of smart city and data hubs, aimed at improving the quality of life of citizens based on various city data, can become a driving force in improving the conventional HVAC system. By using the persona technique, this paper identifies the needs of inhabitants of the test-bed building in Seoul National University and suggests algorithm that run the HVAC system in real-time using data collected through the smart city data hub. The algorithm is designed to adjust the damper position of the HVAC system real-time by comparing the levels of carbon dioxide, fine dust, and temperature and humidity inside and outside the building. Simulation results show that the new HVAC system saves 32% in annual energy consumption compared to the previous system and maintains the concentration of fine dust and carbon dioxide within the range of conditions that allow occupants to comfortably carry out activities.
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