• 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.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권1호
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• pp.1-11
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• 2017

건축물에서 냉방과 난방에 많은 양의 에너지가 소요되고 있다. 건축은 $CO_2$ 발생을 줄이고 에너지 소비 저감을 위하여 냉 난방 부하를 최소화할 필요성이 있다. 그리고 최근 주거문화는 친환경적이고 실내 쾌적성을 중시하는 방향으로 변화하면서 단독주택의 수요가 증가하고 있다. 국내 단독주택의 구조는 크게 조적조, 콘크리트조, 목조 주택으로 구분할 수 있다. 따라서 본 논문은 세 가지 구조방식(조적, 콘크리트, 목조)으로 구성된 동일 면적 단독주택의 냉 난방 부하와 에너지 요구량을 분석하였다. 구조방식별 벽체, 지붕, 바닥 레이어를 구성하였고, 각 레이어의 열관류율(U-value)은 목조 벽체와 같이 스터드를 고려해주기 위하여 PHPP 계산법을 이용하였다. 또한 스터드 유무에 따른 차이를 비교 분석하기 위하여 목조 벽체에서 스터드를 고려하지 않은 경우(비 스터드)를 분석하였다. 분석은 엑셀을 기반으로 자체 개발한 냉 난방 부하 산출 프로그램(CHLC)과 ECO2를 이용하였다. 냉 난방 부하와 에너지 요구량 결과, 목조 구조가 가장 높은 결과를 보였고 콘크리트 구조는 두 번째로 높은 값을 유지하는 것을 확인하였다. 두 구조방식은 에너지소비 측면에서 불리하다고 판단하였다. 결론적으로, 동일한 조건에서의 조적 구조는 다른 구조방식에 비하여 냉 난방 부하 및 에너지 요구량에 있어 유리하며, 목조 구조에서 스터드로 인한 열교를 제외한다면 에너지소비를 줄일 수 있다고 판단되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권1호
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• pp.77-86
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• 2013

본 연구는 목조주택의 건물에너지 성능을 평가하고 개선하기 위해 수행되었다. 목조주택의 에너지 요구량을 산정하기 위하여 CE3 (Construction Energy Efficiency Evaluation) 웹기반 소프트웨어를 사용하였고 그 결과 대상 주택의 연간 난방에너지 요구량은 바닥면적 1 $m^2$당 160 kWh로 계산되었다. 난방에너지 요구량을 줄이기 위해 다음 4가지의 에너지 절감방법을 채택하였다; a) 건물형태의 단순화, b) 창호면적의 축소, c) 고성능 창호의 적용, d) 폐열회수환기장치의 적용. 열관류율 1 $W/m^2{\cdot}K$의 고성능창호로 교체할 경우 대상 주택의 난방에너지 요구량은 80 $kWh/m^2{\cdot}a$로 감소하였다. 4가지 방법을 조합하여 적용하면 고성능창호와 폐열회수환기장치를 함께 적용하였을 때 난방에너지 요구량은 34.5 $kWh/m^2{\cdot}a$로 감소하여 가장 우수한 성능을 나타냈다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권3호
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• pp.269-280
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• 2011

오늘날 지구온난화는 전 세계적으로 가장 주요한 문제 중 하나로 부각되고 있다. 이러한 지구온난화는 급속한 에너지 사용량의 증가에 의한 이산화탄소 발생의 증가가 가장 큰 원인이 된다. 그러므로 이에 대비하기 위해서 는 모든 영역에서 에너지 절약에 대한 노력이 필요하다. 세계의 총에너지 사용량 중 건설 활동과 건물운영에서 사용되는 에너지량이 차지하는 비율이 절반이 넘는 것으로 조사되었다. 따라서 건물에너지 발생량을 줄이는 것은 전체 에너지량을 절감시키는 중요한 역할을 한다. 이에 건물에너지 소비에 대한 관심의 증대와 함께 건물의 에너지 소비와 $CO_2$ 발생량을 줄이기 위해 친환경 건축물 등급 및 인증이 요구되고 있다. 건물에너지를 줄일 수 있는 여러 가지 요인 중에서 재료의 열전도율은 패시브적인 방법으로 건물에너지를 직접적으로 줄일 수 있는 가장 기본적인 요소라 할 수 있다. 특히 전통적으로 바닥 복사난방시스템을 사용하는 우리나라의 주거건물에서 바닥마감재의 열전도율은 난방에너지 효율을 결정하는 중요한 요인이다. 본 논문에서는 주거건물의 난방에너지 절감을 위해 건축 재료의 열전도율 측정방법을 조사하고 난방 효율 평가를 위한 축소모형을 제안하였다.

• KIEAE Journal
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• 제13권4호
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• pp.43-48
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• 2013

The effect of climate change has influenced humanity and ecosystem with tremendous changes in temperature. For the past 150 years, the national annual average temperature is 0.6 degree increased and the heating degree day reduced from April to November. However, December to January, the climate change was generated and the heating degree day increased. The blackout occured in 2011 and 2012 by increasing electricity consumption of heating and cooling equipment to the effects of climate change. That is because heating load accounted for 20% of building electric use. In this study, strengthening measures to reduce heating energy consumption is presented due to climate change in winter since 1980 to prevent blackout and reliable power supply for the building energy-saving design standards by Meteorological data provided by the National Weather Service were calculated using the heating degree days in order to present eighteen cities from 1980 to 2012. Insulation standards are presented to prevent black-out by the heating degree days. the heating energy demand was reduced almost 6% including 10% in Central, 5% in South and Jeju area based on strengthening of the insulation. It is applied to the entire country an annual economic effect of 250 billion won, and black-out can be prevented.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1998년도 정기총회 및 학술논문 발표요지
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• pp.77-82
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• 1998

현재 온실 난방에 주로 이용되고 있는 난방기는 대부분이 화석에너지를 연료로 사용하고 있다. 따라서 생산비의 가중이 불가피하며, 또한 연소 과정에서 발생하는 배기 가스로 인하여 환경 오염이 문제시되고 있다. 따라서 태양에너지를 보다 더 적극적으로 활용할 수 있는 기술의 개발이 요구된다. 태양에너지를 시설 농업에 적극적으로 이용하기 위해서는 주간에 밀도가 낮은 태양에너지를 고밀도로 축열하여 기온이 급강하하는 야간의 보온에 활용하여야 한다. 주간의 온실내 잉여 태양에너지를 축열할수 있는 상변화 온도 3$0^{\circ}C$ 수준의 잠열축열재를 개발하기 위하여 수행한 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. SCD에 Borax를 0.0~5.0wt% 첨가하여 과냉도를 25.$0^{\circ}C$에서 $1.5^{\circ}C$ 이하로 조절하였으며, Borax의 적정 함량은 3.0wt%였다. 2. SCD에 Carbopol을 0.0~3.0wt% 첨가하여 상분리량을 70.0%에서 0.0%로 조절하였으며, Carbopol의 적정 함량은 1.5wt%였다.3. 축열재 내구성 검증을 위하여 0~1,500회의 상변화 사이클을 수행하였다. 이때 상변화 온도의 변화량이 $\pm$1.$0^{\circ}C$ 이하, 잠열량 변화가 $\pm$2.0 kacl/kg 이하로서 안정된 값을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 축열재의 수명을 10년까지는 보장할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.83-89
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• 2013

에너지사용은 우리생활과 밀접한 관계성을 유지하고 있다. 사계절이 뚜렷한 우리나라로서는 건물분야에 냉,난방이 필수품처럼 여겨지는 세대에 살고있어 에너지 사용과 유지에 새로운 트렌드를 요구하고 있다. 이에따라 정부는 신축 및 기존건축물의 에너지효율 개선을 위해서 단열기준을 지속적으로 강화하여 에너지절감을 꾀하고 있다. 공동주택의 에너지효율 분석중 가장 중요한 요소가 열관류율이며 그값은 외피면적비에 대한 창면적비에 따라 난방에너지 요구량이 큰차이를 보여주고 있다. 그러므로 지속적인 효율개선 정책과 외피면적에 대한 창면적비의 규제가 필요한 시점이라 생각한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2010

에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.830-830
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• 2015

최근 기존 도시철도역사의 환기 설비 노후화로 인해 성능과 효율이 저하되고 있다. 또한, 상황에 따른 요구 환기량을 반영하여 풍량 조절이 불가해 효과적인 환기가 이루어지지 못하고 있다. 지구온난화로 인한 기후변화에 따른 냉 난방시설의 전력 소비 증가와 화석연료의 고갈로 전력 단가가 상승함으로써 에너지효율을 높일 수 있는 방법이 연구되고 있다. 에너지 효율을 높일 수 있는 방법으로 높은 고효율 영구자석 전동기를 포함한 블로워의 도입에 대한 방안과 기존 환기설비의 on/off제어에서 가변속 운전방식에 따른 방안이 관심을 받고 있다. 본 논문은 가변속 운전 방식의 도입이 미치는 영향검토를 위해 가변속 운전 방식의 도입에 대한 에너지 절감효과를 예측하고, 기존설비와의 효율을 비교하고 검토할 수 있는 MATLAB 기반의 프로그램을 제안한다. 본 논문은 MATLAB 시뮬레이션 결과를 바탕으로 블로워 전동기 가변 속 운전방식에 대한 소비전력량 차이를 입증하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.324-332
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• 2017

본 연구에서는 서로 다른 열전달 특성을 가진 탄소섬유 전기발열체와 경유온풍난방기가 온실 내부의 온습도, 에너지소비, 작물생육 등에 미치는 영향을 분석하기 위해 오이 재배 단동온실에 대한 난방 비교시험을 수행하였다. 전기발열체 온실에서 난방용량이 온실 환경과 난방기 운전에 미치는 영향을 분석하기 위해 온실에 6, 9, 16kW의 전력을 각각 공급한 결과 전기발열체 ON-OFF 주기는 각각 9, 11, 15회로 비례하여 증가하였으며 온실내부 평균온도는 각각 15.2, 15.3, $15.6^{\circ}C$, 평균상대습도는 84, 81, 76%로 나타나 난방 용량이 클수록 온실내부 온도는 높고, 상대습도는 낮게 나타났다. 또한 6, 9kW 가동 시 하부온도가 상부보다 $0.1^{\circ}C$ 높았으며 16kW 가동 시는 상부 평균온도가 하부보다 $0.2^{\circ}C$ 높았다. 전기발열체와 경유온풍난방기의 비교 시험에서는 난방 시 온실상부와 하부의 온도차가 전기발열체 온실이 $0.1{\sim}0.2^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $0.5{\sim}0.6^{\circ}C$보다 작았으며, 온실 상류와 하류의 온도차는 전기발열체 온실이 $0{\sim}0.1^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $1.3{\sim}1.4^{\circ}C$보다 작아 정밀한 온도관리가 가능하였다. 난방기간 동안 사용한 에너지사용량은 경유온풍난방기 온실이 경유 867L를, 전기발열체 온실이 전력량 8,959kWh를 사용하였으며, 난방비용은 각각 607천원과 403천원이 소요되어 전기발열체 온실에서 약 34%의 비용절감 효과가 있었다. 전기발열체 온실의 경우 상대적으로 군락 상하부의 환경관리가 균일하여 초장을 비롯한 전반적 생육상황이 경유온풍난방기 온실보다 좋았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었으며, 수확량 역시 전기발열체 온실의 작물군락 하부 온도가 경유온풍난방기 온실보다 $1.3^{\circ}C$ 더 높게 관리되어 4.3% 증수효과가 있었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 원예시설의 최적 난방 관리를 위해서는 각 난방기의 열전달 특성에 기초하여 난방기 용량, 배치, 열분배 방법에 대한 설계가 요구되며, 전열선 형태의 난방기 역시 작물형상 및 재배방법을 고려하여 전열선의 개수, 위치, 방열온도 등에 대한 설계가 필요한 것으로 판단되었다.