• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4902-4909
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• 2012

본 논문에서는 TOU 요금제 기반에서 제어구간 설정방법을 사용한 건물 냉방시스템 실내온도 제어 알고리즘을 제안한다. 건물 실내온도를 최적제어하기 위한 제어구간 설정은 스위칭방법과 선형계획법을 사용하고 냉방시스템 사용요금은 TOU와 피크 요금을 포함하여 산정한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 제어구간 설정방법을 적용하면 전력 사용에 따른 비용의 절감과 피크 전력 절감을 확인할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2536-2543
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• 2013

본 논문에서는 단일존 빌딩의 모델링과 PSO 알고리즘을 이용한 냉방시스템 제어구간 건물 실내온도 제어 알고리즘을 제안한다. 최적제어를 하기 위한 제어구간 설정은 스위칭방법과 PSO 알고리즘을 사용하고 냉방시스템 사용요금은 TOU와 피크요금을 포함 하여 산정한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 제어구간 설정방법을 적용하면 전력 사용에 따른 비용의 절감과 피크전력 절감을 확인할 수 있다.

• 설비공학논문집
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• 제22권2호
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• pp.86-96
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• 2010

The paper describes development and evaluation of a simple method for determining gradient of modified linear setpoint variation to reduce peak electrical cooling demand in buildings using building precooling and setpoint adjustment. The method is an approximated approach for minimizing electrical cooling demand during occupied period in buildings and involves modified linear adjustment of cooling setpoint temperature between $26^{\circ}C$ and $28^{\circ}C$. The gradient of linear variation or final time of linear increase is determined based on the cooling load shape in conventional cooling control having a constant setpoint temperature. The potential to reduce peak cooling demand using the simple method was evaluated through building simulation for a calibrated office building model considering four different weather conditions. The simple method showed about 30% and 20% in terms of reducing peak cooling demand and chiller power consumption, respectively, compared to the conventional control.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.569-572
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• 2012

식물공장의 다양한 건물형태에 따른 냉난방부하의 차이를 DesignBuilder를 이용하여 해석하였다. 엽채류 중 상추의 생육 적정온도인 $20^{\circ}C$를 실내온도로 설정하고 식물공장 외벽에 단일창호를 적용하여 온실형태에 따른 냉난방부하 변화를 계산하였다. 보광이 없는 건물자체의 냉난방부하를 계산한 결과 KNU 식물공장 단위유닛과 반원 온실형 식물공장이 냉방부하가 가장 적었다. 보광 적용 후에는 전반적으로 KNU 식물공장 단위유닛과 직사각형 식물공장이 양호한 냉난방 성능을 보여주었다. KNU 식물공장 창호의 면적이 와이드 스팬형보다 크기 때문에 건설비용의 증가가 예상되지만 회전형 스마트 조명 제어시스템을 적용하게 되면 재배면적을 넓히고 공간활용에 유리하다. 또한 LED 사용량을 줄일 수 있어 냉방부하와 보광에 드는 비용을 절감할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.286-291
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• 2022

본 연구는 근권부 냉방이 토마토 육묘 시 묘 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 생장상 하부 파이프 냉방을 이용하여 근권부 온도를 20℃와 25℃로 설정하여 실험을 수행하였다. 전 생육기간동안 초장, 근장, 엽수는 두 온도 처리구간 차이를 보이지 않았다. 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중, 엽록소 함량은 파종 28일 경과 시 25℃ 처리구가 더 높았으며, 실험 종료 시 두 처리구 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과로 근권부 온도 20℃와 25℃에서 토마토 생육 차이를 확인하지 못했다. 따라서, 본 연구는 고온기 토마토 묘 생산 시 온실 냉방 효율을 높이기 위한 국부 냉방 기술 확립에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.440-445
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• 2008

In this paper, new methodology is proposed to estimate the cooling load using areas of building group and predicted weather data. Only three parameters such as maximum, minimum temperature and building area are necessary to obtain hourly distribution of cooling load for the next day. The maximum and minimum temperature that are used for input parameters can be obtained from forecasted weather data. The areas of building group are used for setting several parameters that are used for estimate cooling loads. Benchmarking building(research building) is selected to validate the performance of the proposed method, and the estimated cooling loads in hourly bases are calculated and compared with the measured data for benchmarking building. The estimated results show fairly good agreement with the measured data for benchmarking building.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3307-3314
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• 2012

농어촌 주택 표준모델에 대한 연간 건물에너지요구량을 DesignBuilder를 사용하여 계산하였다. 실내설정온도, 외벽의 열관류율, 창호타입, 환기량을 변화시키며 건물의 설계/운영 변수들이 에너지요구량에 미치는 영향을 분석하였다. 건물의 크기와 상관없이 난방에너지요구량이 냉방에너지요구량보다 더 큰 것으로 나타났다. 단열재 두께를 증가시켜 외벽의 열관류율을 감소시키면 단열효과의 증가로 난방에너지요구량은 감소하지만 냉방에너지요구량이 증가한다. 하지만 외벽의 열관류율 조절을 통한 난방에너지요구량의 절감에는 한계가 있으므로 외부에 직접 노출된 외벽의 면적을 최소화하는 것이 더 효과적인 것으로 판단된다. 계산에 사용된 4가지 창호 중 일반 이중창호가 난방에너지요구량 측면에서 가장 유리한 것으로 나타났다. 침기량은 일정하게 유지하고 단위시간당 환기량을 증가시킨 경우 냉방에너지요구량은 큰 변화가 없었으나 난방에너지요구량이 증가하였다. 실내의 공기질이 만족되는 범위 내에서 환기량을 최소화하는 것이 연간 건물에너지요구량을 줄이는데 유리한 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6759-6765
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• 2015

본 연구에서는 자연외기를 활용하여 건물의 중앙냉방시스템에 대한 에너지를 절약하기 위한 제어방법으로서 외기온도 조건을 고려한 나이트 퍼지제어의 적용방안에 대해 시뮬레이션 연구가 수행되었다. 외기온도의 변화특성 및 건물의 축냉성능 등이 고려되었으며, 나이트 퍼지제어를 위한 운전시작시간과 제어설정온도의 선정방안이 연구되었다. 본 연구를 위하여 TRNSYS 프로그램을 활용하여 시스템 해석 모델링을 수행하였으며, 기존 제어방식 대비 제안된 제어방법의 에너지 절약성능을 비교 분석하였다. 연구결과로 외기온도 변화에 따라 나이트 퍼지제어를 위한 운전조건을 선정한 제안된 제어방법이 기존의 나이트 퍼지제어 제어방식과 비교하였을 때는 최대 16.8%, 나이트 퍼지제어를 적용하지 않은 경우에 비해서는 최대 28.6%의 에너지 절감이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.199-199
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• 2011

ATES(Aquifer Thermal Energy Storage) 열펌프 시스템은 기존의 다양한 열원 적용 시스템 대비 효율이 우수한 것으로 알려져 유럽과 미국에서 건물 냉난방 시스템으로 적용되고 있다. 특히, ATES 시스템은 기존의 냉난방 시스템 대비 경제성이 우수한 것으로 알려져 있으나 국내에서는 이에 대한 연구 결과는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 결과를 분석하였으며, LNG 보일러와 에어컨을 사용하는 기존의 냉난방 시스템을 비교시스템으로 ATES 열펌프 시스템의 경제성 평가를 수행하였다. ATES 시스템의 연간 실증 성능 실험결과 ATES 시스템은 외기온도와 무관하게 연중 안정적인 성능을 나타내었다. 경제성 평가시에 생애주기법(Life Cycle Cost)을 적용하여 ATES 열펌프 시스템의 설치 및 운전에 필요한 총 소요비용을 산정하고, 이 결과를 바탕으로 투자회수기간법을 통해 ATES 시스템의 투자회수 기간을 산정하였다. 생애주기법 적용 시에 현재가치법을 사용하였으며, 현재가치법은 수명주기에 발생하는 모든 투자비용과 절감액을 일정한 시점을 기준으로 등가환산하는 방법을 의미한다. 현재가치법에 사용되는 현재가치는 초기비용과 현재가치계수의 곱으로 나타나는데, 여기에서 현재가치계수는 임의의 이자율로 일정기간 동안 정기적인 할부금액이 적립될 때의 현재금액을 구하기 위해 사용하는 계수를 의미한다. 전기와 LNG는 각각 2009년 7월의 (주)한국전력공사와 (주)한국가스공사의 고시요금을 적용하였다. 본 시스템은 실증 설비용량인 20RT를 대상 건물로 가정하였고, 초기투자비는 크게 공사비와 냉난방 설비 구입비로 구성되어 있으며, 기본적인 물가지표는 (사)한국물가정보(KPI)의 고시 데이터를 참조하였다. 각 시스템의 초기투자비는 ATES 시스템이 비교대상 기존 냉난방 시스템 대비 5.7배 높게 나타났다. 일일 8시간 사용기준으로 계절별 전력요금을 고려한 연간운전 비용은 ATES 시스템이 기존 시스템 대비 냉난방 시에 각각 77%와 16%를 나타내어 운전비용이 연간 절감되었고, 난방 운전 시 절감 비율이 냉방시보다 크게 나타났다. 두 시스템에 대한 생애주기비용을 산정하기 위하여 에어컨과 보일러의 기존시스템과 ATES 시스템의 가용연수를 모두 20년으로 설정하였고, 유지보수 비용은 초기투자비용의 2%로 설정하고, 할인율은 은행 예금이자를 기준으로 5%로 설정하였다. 전기와 LNG의 요금 상승률은 (사)한국물가정보를 바탕으로 각각 2%와 8%로 가정하였다. 이러한 조건에서 생애주기법을 이용한 경제성평가는 ATES 시스템의 경우 생애운전비용이 초기투자비용보다 작게 나타났으며, 기존 냉난방 시스템은 생애운전비용이 초기투자비용에 비하여 높게 나타났다. 본 연구 대상 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 데이터와 기존 문헌으로부터 얻은 냉난방 시스템의 성능 결과를 이용하여 생애주기 비용을 적용한 결과 ATES 시스템의 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 6.62년으로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 ATES 시스템이 국내 최초로 적용됨에 따라 스크린 등의 부품을 다소 고가의 제품으로 시스템에 적용하였으므로 ATES 시스템의 신뢰성과 안정성이 확보되면 초기 투자비 감소가 가능할 것으로 예상되며, 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 더욱 감소될 수 있을 것으로 예상된다.