KCI우수등재
취수거리 및 용량에 따른 수열 히트펌프 시스템의 성능 및 경제성 비교분석 = Performance and Economic Analysis of Water Source Heat Pump System According to Water Intake Distance and Capacity
저자
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학술지명
설비공학 논문집(Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering)
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발행연도
2022
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI우수등재
자료형태
학술저널
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244-251(8쪽)
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Recently, low-energy and carbon neutrality are becoming a major issue in the building sector. Global governments are actively promoting sustainable energy strategies and polices to realize low-energy buildings in societies. The renewable energy system is one of the best effective methods for realizing the low-energy buildings. On the other hand, the market of data centers is rapidly growing with the development of information technology. In particular, it is necessary to establish the method of energy reduction accordingly to increase the hyper-scale data centers. Thus, the purpose of this study was to identify paths towards saving energy in data centers. To save energy in the data center, the water source heat pump (WSHP) and ground source heat pump (GSHP) were applied. The feasibility of the WSHP and GSHP were analyzed using a simulation model. As for the feasibility analysis results, the coefficient of performance of the WSHP system was 6.53 higher than the GSHP system. Additionally, the initial investment cost of the GSHP system was 2.9 times higher than the WSHP.
더보기본 연구에서는 연중 계절 변화와 관계없이 24시간 냉방운전을 가동하는 데이터센터를 대상으로 동적 시뮬레이션을 통해 수열원 및 지열원 히트펌프 시스템의 성능을 분석하고, 각 열원에 따른 설치비용을 비교, 검토하였다. 또한, 취수원과의 거리에 따른 시스템 성능과 설치 및 운전비용 검토를 수행하여 GSHP 시스템과 비교하였다. 본 연구 결과에 대한 요약은 다음과 같다.
(1) 동적 해석 프로그램인 TRNSYS 18을 활용하여 소규모 데이터센터 전산실을 모의, 각 열원에 따른 에너지 성능을 분석하여 수열 시스템(Base case, Case 2)이 지열 시스템(Case 1)보다 시스템 COP가 평균 4.01 더 높게 나타났으며, 설치 및 운영 비용은 GSHP 시스템이 WSHP 시스템보다 약 1.7배 더 높음을 확인하였다.
(2)WSHP 시스템의 취수거리에 따른 시스템 성능 분석 결과, 채열량의 차이는 없으나 양수펌프의 소비동력에 따라 취수거리가 멀어질수록 시스템 COP가 낮아짐을 확인하였다.
(3) GSHP 시스템과 WSHP 시스템의 시스템 성능 비교 결과, 취수거리 150 m(Case 4)에서 평균 시스템 COP는 WSHP 시스템이 0.29 더 높게 나타나지만, 일부 구간에서 GSHP 시스템의 시스템 COP가 더 높게 나타났다. 설치 및 운영비용의 경우 WSHP 시스템 중 취수거리 300 m(Case 5)부터 GSHP 시스템보다 더 높은 비용을 나타냈다.
(4) 따라서, 시스템 성능, 설치 및 운영비용을 고려하였을 때 취수원과의 거리가 300 m 이상일 경우 GSHP 시스템이 유리하다고 사료된다. 하지만, 데이터센터의 규모가 소규모가 아닌 대규모 시설일 경우 히트펌프 용량 기준 500 kW 이상부터 WSHP 시스템이 비용적 측면에서 유리하므로 고려하여 적용하여야 한다.
본 연구에서는 수열원 히트펌프 시스템의 성능 및 경제성을 평가하기 위하여 특수시설인 데이터센터를 대상으로 지열원 히트펌프와 비교, 분석하였다. 향후, 본 연구결과를 토대로 타용도 건축물의 수열원 히트펌프 시스템 적용가능성에 대하여 검토할 예정이다.
분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
---|---|---|---|
2022 | 평가예정 | 계속평가 신청대상 (등재유지) | |
2017-01-01 | 평가 | 우수등재학술지 선정 (계속평가) | |
2013-01-01 | 평가 | 등재 1차 FAIL (등재유지) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-07-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1999-01-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.8 | 0.8 | 0.62 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.51 | 0.44 | 0.622 | 0.03 |
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