본 연구는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 트랙터 캐빈 내부의 온도 변화 시뮬레이션 모델을 개발하고 이를 통해 공조장치의 위치를 최적화 하는 것을 목적으로 하였다. 자동차나 열차를 대상으로 시뮬레이션을 이용한 차량 내부의 유동 해석 연구 사례는 많으나, 트랙터를 대상으로 한 연구 사례는 적다. 이에 트랙터의 공조장치를 설계하고 그 성능을 검증할 때 시뮬레이션 모델을 활용한다면, 인력, 시간 등의 손실을 줄일 수 있을 것이다. 본 연구에서는 상용 CFD 프로그램을 활용하여 공조 장치의 위치에 따른 세 가지 트랙터 캐빈 모델을 제작한 뒤, 각각의 모델에 대해서 열 유동 해석을 수행하였다. 시뮬레이션 결과가 실제 트랙터의 시험 결과와 비슷한 경향을 보이고 있음을 확인할 수 있었으며 이를 통해 모델의 적합성을 확인하였다. 또한 세 가지의 캐빈 모델 중 탑승자에게 가장 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 모델은 기존의 국내 트랙터와 같은 천정부에 공조 장치가 있는 것이 아니라, 핸들이 있는 전면부에 위치하는 것이 가장 적합하다는 것을 확인할 수 있었다
우리나라 자동차 공업의 성장과 더불어 자동차용 공조기기 산업도 빠른 속도로 양적인 성장을 하여, 특히 자동차용 공조장치는 1992년 공조 관련 기기 총생산액의 약 40%를 차지했다. 자동 차용 공조장치는 압축기, 열교환기, 송풍팬 등의 주요 요소로 구성되어 있으며 이중에서 열교환 기는 공조 공간인 차실내의 쾌적성 향상, 구성 기기의 에너지 효율 향상등과 밀접한 관계가 있다. 이러한 자동차용 열교환기는 에너지 파동 이후 에너지와 자원의 절약에 대한 사회적인 요구에 부응하여 보다 고성능, 소형화, 경량화를 요구하게 되었다. 최근에는 전세계적으로 지구 환경문 제에 대한 관심이 고조되어 에너지 자원의 효율적인 이용, 환경 보호 등을 포함하는 광범위한 열문제를 고려할 필요가 있게 되었다. 특히 자동차용 열교환기는 산업용이나 가정용 고조 시스 템의 열교환기와는 달리 설치공간의 제약, 부하 변동폭의 증대 등으로 인해 고성능, 소형화가 요구되며 또한 자동차의 연비향상을 목적으로 경량화가 요구됨과 동시에 환경 문제의 발단인 대체 프레온 대응 등 해결해야 할 기술적인 과제가 많다. 이러한 상황을 감안하여 대표적인 자 동차용 열교환기의 기술 동향을 소개하고자 한다.
우리나라의 여름 기후는 고온 다습한 특징을 갖고 있다. 고온 다습한 지역에서는 습도가 쾌적성을 결정하는데 중요한 요소가 되기 때문에, 습도가 높으면 온도가 그다지 높지 않더라도 쉽게 무더위를 느낀다. 이러한 계절적 특성을 없애 쾌적한 생활을 영위하기 위하여 생활의 질적 향상과 더불어 공조장치의 수요가 매년 두드러지게 증가하고 있다. 특히, 실내의 경우에는 공조장치 중 대표적인 에어컨(air conditioner)으로 냉방을 행함으로써 고온 다습한 여름철의 거주공간을 개선하고 있다. 그러나 고온 다습한 환경하에서의 과다한 에어컨 사용은 인체의 온열 환경적 측면에서 오히려 불리하다. 왜냐 하면, 에어컨에서는 여름철에 잠열(latent heat)을 고려해야 함에도 불구하고 단지 현열비(sensible heat factor)로 취출온도를 결정하고 있기 때문이다. 그 결과, 실내가 과다하게 냉각되어 재실자에게 불쾌감은 물론, 심지어 냉방병도 초래할 수가 있다.
이 글은 평면파 소음의 감소 성능을 향상시키고 고차모드로 전달되는 소음의 감소도 가능한 공 조덕트용 능동소음제어장치의 개발에 대하여 논하였으며, 실험결과 개발된 능동소음제어장치의 성능 및 안전성이 기 상품화되어 있는 외국의 제품에 비해 손색없이 뛰어남을 발견하였다. 능 동소음제어장치는 앞으로 고도의 청정, 정숙환경이 요구되는 반도체공장, 방송국 등에 폭넓은 적용이 기대되며, 기존의 흡음처리 대책보다 설치, 보수 및 유지가 간편하다. 특히 덕트내 주요 소음원인 블로워의 소음특성이 저주파 부근에 에너지가 집중되어 있음을 고려할 때 능동소음제 어기술의 공조덕트내 소음제어에의 적용은 매우 효과적이며 경제적일 것으로 기대된다.
본 연구에서는 선박의 중앙집중 공조시스템에 공랭식 에어컨을 직접 설치하여 열원의 성능개선과 거주 구역별 독립 냉 난방이 가능한 개별분산 공조시스템을 하고자 하는 것이다. 연구 결과 기존의 중앙집중방식 공조시스템에 비해 열원 제어와 열효율상의 문제점을 보완함과 동시에 장치의 효율을 향상시킴을 확인하였다. 또한 동일한 조건에서 장치의 냉동능력과 성능계수는 평균 약 3 %, 23~26 % 정도 높게 나타났으며, Chilled Water Plants의 압축기 소비동력은 약 12 % 정도 낮게 나타났고, 동일한 조건에서 난방 시 소비동력은 약 33.5 % 낮게 나타났다. 따라서 공랭식 에어컨을 이용한 개별분산 공조시스템이 열원 제어뿐만 아니라 장치의 성능향상과 거주구역별 쾌적한 온 습도 환경 조성에 크게 기여하는 결과를 얻을 수 있었다.
최근 건설사업시장의 개방과 건설사업관리제도(이하CM)의 도입으로 국내 건설업계 및 생산시스템에도 많은 변화가 일어나고 있다. 이에 따라, 건축물의 초기시설비는 물론 유지관리 및 최종 폐기단계까지의 비용을 종합적으로 고려한 건물생애주기비용(이하 LCC)에 대한 중요성이 증대되었으며 특히 기계장치의 유지관리비 중 많은 부분을 차지하는 공기조화시설 부문에서 LCC가 주로 검토되고 있다. 그러나 국내에서는 공기조화 설비의 LCC에 대한 절차 및 기준 등이 미비하여 효과적인 LCC분석이 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 최근 수행된 국내 공기조화 설비분야의 LCC분석 사례를 조사하여, 국내 공조설비의 LCC분석의 문제점을 분석하였다. 또한 사례 분석을 중심으로 공조설비의 LCC분석 절차를 제시하고 이 절차에 따라 7개의 사례를 비교분석하였다. 그 결과, LCC측면에서 최적 대안을 선정하는 경우 각 대안 별로 뚜렷한 차이를 보이고 있는 에너지비용과 초기투자비를 주된 비용요소로 고려하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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