• 제목/요약/키워드: Air Handling Unit

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건물 냉방시스템의 예측제어를 위한 인공신경망 모델 개발 (Development of an Artificial Neural Network Model for a Predictive Control of Cooling Systems)

  • 강인성;양영권;이효은;박진철;문진우
    • KIEAE Journal
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    • 제17권5호
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    • pp.69-76
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    • 2017
  • Purpose: This study aimed at developing an Artificial Neural Network (ANN) model for predicting the amount of cooling energy consumption of the variable refrigerant flow (VRF) cooling system by the different set-points of the control variables, such as supply air temperature of air handling unit (AHU), condenser fluid temperature, condenser fluid pressure, and refrigerant evaporation temperature. Applying the predicted results for the different set-points, the control algorithm, which embedded the ANN model, will determine the most energy efficient control strategy. Method: The ANN model was developed and tested its prediction accuracy by using matrix laboratory (MATLAB) and its neural network toolbox. The field data sets were collected for the model training and performance evaluation. For completing the prediction model, three major steps were conducted - i) initial model development including input variable selection, ii) model optimization, and iii) performance evaluation. Result: Eight meaningful input variables were selected in the initial model development such as outdoor temperature, outdoor humidity, indoor temperature, cooling load of the previous cycle, supply air temperature of AHU, condenser fluid temperature, condenser fluid pressure, and refrigerant evaporation temperature. The initial model was optimized to have 2 hidden layers with 15 hidden neurons each, 0.3 learning rate, and 0.3 momentum. The optimized model proved its prediction accuracy with stable prediction results.

체계 중심 병원건축계획을 위한 공간 깊이에 관한 연구 (A Study on The Space Depth For Hospital Architecture Planning Focused on System)

  • 김은석;양내원
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.221-228
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    • 2015
  • This study aims to define concepts on Hospital Design Focused on System to respond to the development and change by comparing general design methods of the General hospital architecture in Korea and analyze elements suitable to concepts on Hospital Design Focused on System in the General hospital architecture through examining the transformation of General hospitals in Korea. Essential architectural elements composing the Hospital Design Focused on System are as follows. First of all, the elements which can react to development of hospital architecture are HOSPITAL STREET and site situation. Secondly, core, equipment shaft, column, MAIN STREET and air handling unit room are elements of great importance as the location of these elements determines the dimensions and scale of the space which hospital functions are assigned to. Third, the area in regard to the rate of change is formed by MAIN STREET, which is the primary element, and envelope. The depth between MAIN STREET and envelope is defined as space depth. The flexible area is determined depending on this space depth and thus how to set up this flexible area determines the degree of readiness in responding to the change.

인공신경망 모델을 이용한 냉동기 및 공조기 최적 기동/정지 제어 (Artificial Neural Network Models for Optimal Start and Stop of Chiller and AHU)

  • 박성호;안기언;황승호;최선규;박철수
    • 대한건축학회논문집:구조계
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    • 제35권2호
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    • pp.45-52
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    • 2019
  • BEMS(Building Energy Management Systems) have been applied to office buildings and collect relevant building energy data, e.g. temperatures, mass flow rates and energy consumptions of building mechanical systems and indoor spaces. The aforementioned measured data can be beneficially utilized for developing data-driven machine learning models which can be then used as part of MPC(Model Predictive Control) and/or optimal control strategies. In this study, the authors developed ANN(Artificial Neural Network) models of an AHU (Air Handling Unit) and a chiller for a real-life office building using BEMS data. Based on the ANN models, the authors developed optimal control strategies, e.g. daily operation schedule with regard to optimal start and stop of the AHU and the chiller (500 RT). It was found that due to the optimal start and stop of the AHU and the chiller, 4.5% and 16.4% of operation hours of the AHU and the chiller could be saved, compared to an existing operation.

간접식 증발냉각장치의 성능예측과 에너지절약에 관한 연구 (Study on Performance Prediction and Energy Saving of Indirect Evaporative Cooling System)

  • 유성연;김태호;김명호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권9호
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    • pp.743-749
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 간접식 증발냉각 장치의 성능을 예측하고, 장치를 공기조화기의 배기열 회수에 적용하였을 경우의 에너지 절약효과를 분석하는 것이다. 플라스틱 열교환기를 사용한 간접식 증발냉각장치의 성능 상관식을 여러가지 조건에서 얻어진 실험 데이터로부터 구하였으며, 이 상관식을 이용하여 환기와 외기의 조건을 변화시켜가면서 장치의 성능변화를 예측하였다. 또한 간접식 증발냉각장치의 배기열 회수에 의한 에너지 절약효과를 우리나라 몇개 도시의 표준기상데이터를 사용하여 분석하였다. 여름철 배기열 회수를 위한 현열냉각장치의 사용율은 평균 44.3%이며 증발냉각장치의 사용율은 96.7% 이다. 증발냉각장치의 배기열 회수에 의한 에너지 절약은 현열냉각장치에 비해서 훨씬 높으며, 서울의 경우 약 3.89 배로 나타났다.

국내 종합병원 Utility Space의 체계 구축에 관한 연구 (A Study on the Systematic Construction of the Utility Space in General Hospital)

  • 김은석;양내원
    • 의료ㆍ복지 건축 : 한국의료복지건축학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.77-84
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    • 2017
  • Purpose: In terms of the flexibility in hospital architecture, there are fixed elements of hospital architecture: mechanical, electrical, aeration rooms and shafts, which are the main utility spaces. Thus, it is necessary to recognize the utility space as a system that helps internal functions and flexible internal changes. This study analyzes the notion of the main utility space in hospital architecture and the architectural planning features of the main utility spaces as the system in the design process of the recently built hospitals. Methods: The design factors are extracted comparing two hospitals' plans in each stage and the systematic characteristics of utility spaces are analyzed accordingly. The opinions gathered from interviews of practitioners, architects and facility planning experts directly involved in the architecture design process are analyzed and reflected in the results. Results: Planning for utility spaces should be accompanied by the architectural plan from the basic design process, and proceeded with recognizing utility spaces as a system, which is a fixed element. Utility spaces are highly organically connected. Horizontal and vertical distribution of air chambers can reduce the length and number of ducts, and thus save story height, and reduce the number of shafts, the vertical connection passage. This is advantageous in securing the variable area, which is the ultimate objective of the system-centered hospital architecture plan. Implications: Thereby aims to provide fundamental data on systematic utility space planning in the hospital architecture planning.

셀룰로오스와 PET 복합체로 만들어진 가습소자의 가습성능 (Performance of Humidifying Element Made of Cellulose and PET Composite)

  • 김내현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.1658-1663
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    • 2015
  • 실내의 습도제어를 위하여 공조기 내에는 가습소자가 설치된다. 지금까지 대부분의 가습소자는 유리섬유로 만들어진 외제품이 널리 사용되어 왔다. 본 연구에서는 이 외제품을 대체할 셀룰로오스와 PET 복합체로 만들어진 가습소자를 개발하고 유리섬유로 만들어진 Glasdek 소자의 성능과 비교하였다. 시험은 소자를 항온항습실 내에 설치된 흡입식 풍동입구에 설치하고 물질전달량과 압력손실을 측정하였다. 실험결과를 $j_m$과 f인자로 나타내었을 때, 개발품의 $j_m$값이 33%~39%크고, f인자는 개발품이 0%~51% 작게 나타났다. Glasdek에 비하여 개발품의 $j_m$값이 큰 이유는 흡수도가 월등히(50% 가량) 크기 때문이고 f인자가 작은 이유는 소자 표면이 확연히 매끄럽기 때문이다. 한편, 동일 소비동력 대비 물질전달을 나타내는 $j_m/f^{1/3}$ 의 경우, 개발품이 약 36~63% 크게 나타났다.

공기조화기의 BIM 라이브러리 생성 자동화 프로세스에 관한 연구 - 라이브러리 생성의 효율성과 통일성 확보를 위한 Revit API 모듈 개발 - (A Study on the Automation Process of BIM Library Creation of Air Handling Unit - Development of Revit API module for efficiency and uniformity of library creation -)

  • 김한주;최명환;김재정
    • 대한건축학회논문집:구조계
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    • 제34권4호
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    • pp.75-82
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    • 2018
  • BIM(Building Information Modeling) based design process can initiatively conduct a task through all phases from early design step to construction and maintenance step. Also BIM efficiently manage the building's energy by reflecting 3D design and construction life cycle. This paper proposes an efficient process to build AHU's BIM-based library. This study involves analyzing an AHU model for development of design module, and making the template model using the same 12 parts including the shapes of ducts, doors and frames. In consideration of each shape's direction and the status of existence, which are detailed shapes of parts upon making the template model, all the shapes of the AHU model can be expressed. By applying parametric modeling to the template model, a quick and precise modification and transformation can be conducted, thus the efficiency is enhanced. A user selects an AHU model from a 2D model selection program, and extracts shape information. The final AHU shape is completed through the automation work of unnecessary shape deletion by bringing the extracted shape information to the template model. This enables the user to build efficient AHU's BIM-based library, since the quick and precise modification and transformation of the template model are possibile, and all AHU model shapes can be expressed.

식생기반 바이오필터의 미세먼지, 이산화탄소 개선효과와 실내쾌적지수 분석 (Particulate Matter and CO2 Improvement Effects by Vegetation-based Bio-filters and the Indoor Comfort Index Analysis)

  • 김태한;최부헌;최나현;장은숙
    • 한국환경농학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.268-276
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    • 2018
  • 본 연구는 일반인에게 안전한 실내공기질 개선수단으로 인식되는 공기정화식물의 효율적 적용을 위해 실내공조에 요구되는 총풍량 확보가 가능한 식생기반 바이오필터 시스템을 제안하고자 했다. 시스템의 정량적 성능평가는 강의실형태의 실험실 체적 $332.73m^3$ 내 16명의 재실자 조건에서 목업단위 시스템의 공조 성능, 실내공기질 및 쾌적지표 개선효과에 대한 시계열 분석으로 진행되었다. 우선, 시스템 구동을 통해 총 $1,411.22m^3/h$의 유출 총풍량을 확보하여, 4.24 ACH의 환기율을 제공할 수 있었다. 실내온도는 $1.6^{\circ}C$, 흑구온도는 $1.0^{\circ}C$ 감소가 확인되었으며, 상대습도는 24.4% 상승한 최대 82.0%까지 증가하였다. 상대습도 급증에 따른 쾌적도 감소현상은 송풍기 구동에 따라 발생되는 실내기류로 상쇄되는 것으로 판단된다. 또한, 시스템 가동에 따른 공기질 개선지표 중 $PM_{10}$은 39.5% 감소한 평균 $22.11{\mu}g/m^3$을 기록하였다. 반면, $CO_2$는 최대 1,329 ppm까지 지속적으로 농도가 상승했는데, 이는 광도조건이 광보상점을 만족하지 못해 적용 식물과 재실자에서 방출되는 $CO_2$가 처리되지 못한 것으로 해석된다. 실내쾌적지표의 경우 PMV는 평균 83.6 % 감소된 -0.082, PPD는 평균 47.0% 감소된 5.41%에 수렴하여 식생기반 바이오필터 구동에 의해 높은 쾌적범위의 실내공간조성이 가능한 것으로 판단되었다. 본 연구의 한계는 소수 참여인원과 단기간 실험으로 인하여 시스템의 성능 규명이 제한적인 부분이었으며, 보다 장기간의 실험을 통해 바이오필터에 도입된 식생의 생육상태에 따른 압력손실 변화, 미세먼지 저감에 대한 구체적인 메커니즘 규명 등의 후속연구가 진행되어야 할 것이다.