커미셔닝 기반 공동주택 열공급 제어시스템 개선 사례

도성록,강형철 한국건축친환경설비학회 2020 건축환경설비 Vol.14 No.3

지역난방 공동주택용 자동제어시스템 개선 사례

도성록,강형철 한국건축친환경설비학회 2022 건축환경설비 Vol.16 No.3

지열원 열펌프 시스템 형식별 열량 산정 제도 분석

도성록(Sung Lok Do),최종민(Jong Min Choi) 대한설비공학회 2019 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.4

Simulation-Based Evaluation on Heating Energy Consumption by Varying Air-Source Heat Pump System Capacities

Sung Lok Do(도성록),Hyun Hwan Song(송현환),Ju Hoon Lee(이주훈) 한국태양에너지학회 2017 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.4

공급 냉수온도 센서 결함이 냉방시스템에 미치는 영향 평가

진산,김동수,도성록 대한건축학회 2023 대한건축학회논문집 Vol.39 No.8

A cooling system at a building operates to maintain indoor temperature and humidity to meet a certain thermal comfort level for occupants. The temperature sensor for the supply chilled water is a vital component for the proper operation of the cooling system. A malfunctioningtemperature sensor, leading to discrepancies between actual and measured temperature values, can result in degraded cooling systemperformance and an increase in cooling energy consumption. If the sensor fault is continued, in addition, indoor thermal environment cannotbe properly maintained. Therefore, there is a need to evaluate influences of the faulty sensor during operation of the cooling system. Thisstudy conducted energy and thermal analysis using the EnergyPlus simulation program by varying sensor fault offsets which represents afaulty sensor. Based on the simulation results, this study concluded that negative offsets adversely affected indoor thermal comfort, whilepositive offsets increased cooling energy consumption. 건물 내 냉방시스템은 실내온도 및 습도 유지를 통해 쾌적한 실내 열환경을 조성하기 위해 가동된다. 냉방시스템이 최적의 상태 하에 가동되기 위해서는 냉동기 출구측 냉수온도(공급 냉수온도)의 정확한 측정이 요구된다. 그러나 공급 냉수온도 센서는 노후화 및 환경적인 요인으로 인해 종종 결함이 발생한다. 공급 냉수온도 센서에 결함이 발생할 경우, 이는 냉방시스템의 성능 감소 및 에너지 사용량 증가를 야기한다. 더 나아가 냉방시스템이 지속적으로 공급 냉수온도 센서 결함 하에 운용될 경우, 실내 열환경에 부정적인 영향을 미친다. 따라서 공급 냉수온도 센서의 결함이 냉방시스템에 미치는 영향에 대한 평가가 필요하다. 본 연구는 EnergyPlus 시뮬레이션 툴을 이용하여 센서에 발생하는 결함의 심각도(즉, Offset)에 따른 열환경 및 에너지 사용량을 분석하였다. 시뮬레이션 결과에 기반한 분석 결과, 음의 값을 가지는 Offset은 실내 열환경에 부정적인 영향을 미치며, 양의 값을 가지는 Offset은 에너지 사용량 증대의 문제를 야기하였다.

제로에너지건축물(ZEB/H) 설비시스템 기술로드맵 수립을 위한 선행연구 분석: 최근 10년 해외연구사례

장승민,장아민,도성록,조진균,김철 대한설비공학회 2023 설비공학 논문집 Vol.35 No.9

The concept and technology of zero energy building/house (ZEB/H) has been developed as an effective solution to reduce greenhouse gas (GHG) emissions and energy consumption in buildings. This paper analyzes ZEB/H research done for the past decade to provide insights and accelerate its implementation in the active system sector. It investigates key research areas in heating, ventilation, air conditioning and refrigeration (HVAC&R) systems, identifies enabling technologies and proposes a technical direction and roadmap for achieving ZEB/H. The study focuses on energy-efficient heating/cooling, ventilation, renewable energy, and design strategy of HVAC&R systems. The analysis also highlights the significance of domestic hot water (DHW) systems in ZEB/H implementation, covering topics such as DHW profiles, demand forecasting, control, and system design. It emphasizes that residential and nonresidential buildings require different research approaches, with nonresidential focusing on HVAC&R and residential emphasizing domestic hot water and ventilation. The future development of ZEB/H active systems should incorporate digital technology in HVAC&R, integrate renewable energy and optimal operation technology, establish regional heat networks and integrate building and active systems. 본 논문은 ZEB/H에 대한 최근 10년간 연구를 분석하여 기술적 통찰력을 제공하고, 설비 분야에서 ZEB/H 구현을 가속화하기 위한 목적으로 연구를 수행하였다. 이를 위해서 설비시스템의 주요 연구 분야를 조사하고, 요소 기술을 파악하여 ZEB/H 달성을 위한 기술 방향과 로드맵을 제시하는 것을 목표로 한다. 연구 내용은 다음과 같이 요약이 가능하다. ∙HVAC&R 시스템은 건물의 에너지 소비를 줄이고 에너지 효율성을 향상시키는 역할을 한다. HVAC&R 시스템의 냉난방, 환기, 신재생에너지 및 최적화 설계를 중심으로 대해 조사되었다. ∙DHW(급탕) 시스템은 ZEH 구현에 중요한 역할을 하며, 급탕 프로파일, 급탕량 예측 및 제어, 최적화 시스템 설계 등을 연구의 대상으로 상세 분석을 수행하였다. ∙분석 결과, 주거용 건물과 비주거용 건물은 HVAC&R 및 급탕 시스템에 대한 연구 접근 방식이 다르다. 비주거용 ZEB은 HVAC&R, 주거용 ZEH는 급탕 및 환기에 중점을 두고 연구가 진행되었다. ∙ZEB/H 설비시스템의 고도화를 위한 기술개발 방향은 HVAC&R에 디지털 기술 접목, 신재생에너지와 최적운전 기술 결합, 지역단위 열 네트워크 구축, 건축과 설비시스템 통합 등으로 확장할 수 있다. ZEB/H는 오랜 기간 준비해 온 중요한 국가 프로젝트이다. 기술적 균형 측면에서 이제는 설비시스템의 고도화를 통하여 건축시스템과 융합된 실현 가능한 ZEB/H를 구현하는 것이 현시점에서 최선의 대응일 것으로 판단된다. 본 논문의 내용이 향후 설비기술의 로드맵을 설정하는 기초자료로 활용 가능할 것으로 사료된다.

공조시스템 용량과 재가동 시작 시간 설정에 따른 실내 열환경 및 에너지 사용량 평가

진산,이찬욱,도성록 대한설비공학회 2023 설비공학 논문집 Vol.35 No.3

An office heating system is intermittently operated according to general occupancy patterns. When the heating system is not operated, the heating load accumulates in the indoor space, causing a decrease in the indoor air temperature. Because of this phenomenon, recovery times are required when the heating system is restarted and are affected by the heating system capacity and restart time. An excessive capacity causes an increase in the recovery time and an insufficient capacity causes an increase in the installation cost. Also, if the heating system restart time is set late, it may cause a worsening of the indoor thermal environment. Conversely, if the restart time is set early, it may cause unnecessary energy usage, therefore, determining the optimal capacity and restart time is important. This study aims to evaluate the recovery time and energy usage according to various heating system capacities and restart times. To achieve this, an energy simulation was implemented using EnergyPlus by varying the heating system capacity and restart time. As a result, the recovery time varied between 46-379 min and the daily energy consumption varied between 636.0-879.7 kWh with various heating system capacities. The recovery time varied between 53-118 min and the daily energy consumption varied between 675.4-869.8 kWh with various heating system restart times.

수주지열정 지열원 열펌프 시스템의 집단주거시설 적용을 위한 기반 기술 분석

이광호,최종민,도성록 한국 지열 · 수열에너지학회 2019 한국지열에너지학회논문집 Vol.15 No.3

In this study, the technologies and regulations for distributing standing column well(SCW) ground source heat pump systems to the residential cluster homes were investigated. They have only been installed in the public or commercial building having different load pattern and site structure compared with the residential cluster homes. Some of SCWs for the residential cluster homes should be installed under the basement due to a lack of site area. There are pressure differences between the SCWs installed under ground surface and basement. It is needed to develop the technology or devices to prevent overflow caused by pressure difference among the SCWs. In addition, heat balance algorithm between SCWs should be adopted to maximize the system efficiency. A heat pump having heating, cooling, hot water, heating-hot water, and cooling-hot water modes should be developed for adopting an individual air-conditioning system to the residential cluster homes.

일반공조 시스템 대비 축열조와 연동된 수직밀폐형 지열히트펌프의 냉난방 에너지 성능 및 경제성 분석

김민지(Kim, Min-Ji),도성록(Do, Sung-Lok),최종민(Choi, Jong-Min),이광호(Lee, Kwang Ho) 대한건축학회 2018 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.34 No.11

Among various types of geothermal heat pump systems, Vertical Closed-Loop Geothermal Heat Pump (VGSHP) has received increasing attention due to a variety of advantages such as the potential to be installed in a relatively small space and improved energy efficiency. In this research, the performance of VGSHP system coupled with heat storage tank was evaluated, by analyzing operational behavior of heat storage tank, the variations of heat pump energy performance due to the connection with heat storage tank, part load ratios characteristics of heat pump and the corresponding energy cost, compared to chiller and boiler based conventional system. The results of this study showed that the VGSHP system coupled with heat storage tank showed an energy saving effect of about 18% for cooling and about 73% for heating, and annual heating/cooling energy cost reduction of 43,000,000 KRW ($ 39,000), compared to the conventional air conditioning system. In addition, after considering both energy cost and initial investment cost including equipment, installation and auxiliary device expenses, payback period of approximately 11.8 years was required.

냉방코일의 오염 발생에 따른 열교환 유용도 및 시스템 에너지 사용량 평가

진산,장승민,박병용,조진균,도성록 대한건축학회 2023 대한건축학회논문집 Vol.39 No.5

A heating surface of a coil is exposed to various environments contaminated by various materials such as dust, scaling, and others over time. Thisphenomenon that contaminants attach and accumulate little by little on the heating surface of the coil is called fouling. Fouling involves contaminantsof the inner and outer surfaces of the coil by adhering particulates and sediments. Fouling generates a thermal resistance layer on the coil, this layerdecreases the heat exchange effectiveness of the coil. Eventually, this phenomenon leads to a reduction in performance and increases the energy usageof the HVAC system. Therefore, this study evaluated the heat exchange effectiveness and HVAC system energy usage to analyze the effect of thefouling on the HVAC system. To achieve this, a building energy simulation was conducted by assuming a situation in which fouling occurred. Asa results, the heat exchange effectiveness decreased over time. The inner surface fouling had a greater effect on the decrease in effectiveness andthe increase in energy usage than the outer surface fouling. 코일의 전열면은 다양한 물질(e.g. 먼지, 스케일링 등)에 의해 오염되는 환경에 노출되어 있다. 전열면에 오염이 발생하는 현상을 파울링이라고 한다. 파울링은 코일의 전열면 외부 및 내부에 열저항층을 생성하며, 이 열저항층은 코일의 열교환 유용도를 저하시킨다. 파울링에 관한 유지 관리가 주기적으로 수행되지 않을 경우, 시간이 지남에 따라 HVAC 시스템의 성능은 감소하며 에너지 사용량은 증가하게 된다. 따라서 본 연구는 냉방코일에 발생한 파울링이 열교환 유용도와 HVAC 시스템 에너지 사용량에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해 본 연구는 건물 에너지 시뮬레이션 툴인 EnergyPlus를 이용하여 냉방코일에 파울링이 발생한 상황을 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 평가 결과, 파울링 발생 심각도가 증가함에 따라 열교환 유용도는 점차 감소하였다. 그리고 코일 내부의 파울링은 외부의 파울링 대비 열교환 유용도 및 에너지 사용량 변화에 미치는 영향이 큰 것으로 판단된다.