KCI우수등재
건물 온수배관에서 단열 두께에 따른 표면온도변화 시뮬레이션 = Simulation of Surface Temperature Change by the Insulation Thickness of Hot Water Pipe in Building
저자
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학술지명
설비공학 논문집(Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering)
권호사항
발행연도
2020
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI우수등재
자료형태
학술저널
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21-26(6쪽)
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2
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The standards for energy-saving in buildings have been steadily strengthened because of the mandatory zero- energy buildings. But the insulation standards for heating and cooling water piping have been applied since 2002, without major changes. Thus, this study is a basic research step in proposing energy-saving insulation standards for building piping in preparation for mandatory zero energy, and the criteria for domestic and foreign piping insulation thickness were investigated. Surface temperature was compared when each thickness criterion was applied. As a result of the domestic and abroad standard comparison, the domestic standard (KCS) for insulation of piping stipulates the type and thickness of insulation material. However, the AHRAE standard is defined for thermal conductivity. The simulation analysis with piping insulation thickness according to each criterion showed that for low temperatures, the heat transmission coefficient was 0.9 W/㎡․K, ASHRAE 0.72 W/㎡․K, respectively, and the surface temperature was 6°C higher. For medium temperatures, the heat transmission coefficient of the KCS was 0.72 W/㎡․K, and ASHRAE was 0.488 W/㎡․K, respectively, and the surface temperature was 18°C higher for the KCS. Additionally, when applying the KCS standard, the heat loss per unit length was 1.1 times higher (KCS 4,525.6 W/m, ASHRAE 4,110.6 W/m) for low temperatures and 1.25 times higher (KCS 5,635.0 W/m, ASHRAE 4,519.4 W/m) for medium temperatures than in the case of applying the ASHRAE. The thermal performance of the insulating materials according to the ASHRAE standards is better than that of following the KCS. Thus, the domestic standard also needs to change the thickness of the insulation to the heat conductivity standard rather than the designation for the type of insulation.
더보기본 연구는 제로에너지 의무화를 대비하여 건축물 배관의 에너지 절약적인 단열 기준을 제안하기 위한 기초연구 단계로서, 국내외 배관 단열 두께 기준을 조사하고, 각각의 두께 기준을 적용했을 경우 각각의 표면온도를 비교하였다. 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
(1) 국내 배관 단열기준(KCS 31 20 05)은 관내수온 및 관경에 따라 단열재의 종류와 두께를 규정하고 있다. 그러나 미국의 경우 국내와 달리 열전도율 기준으로 규정되어 있으며, 건물에너지 절약을 위해 배관 단열 기준(ASHRAE 90.1)이 2010년 상향 개정되어 국내보다 더 높은 수준의 단열성능을 규정하고 있다.
(2) 국내 KCS 기준과 미국 ASHRAE 기준에 따라 배관의 단열두께를 각각 적용하고 시뮬레이션 해석을 통해 차이를 비교하였다. 저온(61~90℃)의 경우 열관류율은 KCS가 0.9 W/㎡․K, ASHRAE가 0.72 W/㎡․K로 표면 온도 차이는 KCS가 6℃ 높았다. 중온의 경우 KCS의 열관류율은 0.72 W/㎡․K, ASHRAE는 0.488 W/㎡․K로 표면온도 차이 또한 KCS가 18℃ 높게 나타났다.
(3) 이때의 단위길이당 열손실량은 저온인 경우 KCS가 4,525.6 W/m, ASHRAE는 4,110.6 W/m로 국내기준을 적용했을 경우의 열손실이 약 1.1배 더 큰 것으로 나타났다. 고온인 경우, KCS는 5,635.0 W/m, ASHRAE는 4,519.4 W/m로 마찬가지로 국내기준을 적용한 경우가 약 1.25배 열손실이 더 큰 것으로 나타났다.
(4) 국내 KCS 기준 대비 ASHRAE 기준의 단열재의 열관류율이 높아 더 낮은 열손실이 발생하고 있었으며, 특히 중온에서의 표면온도 차이는 저온보다 더 크게 나타나 단열두께 향상의 필요성이 더 크다고 할 수 있다. 또한 기존의 단열재의 종류를 지정할 것이 아니라 국내 실정에 맞는 열전도율 기준의 단열두께로 변경할 필요가 있다고 판단된다.
본 연구에서 진행한 배관의 길이 및 크기 조건은 실제 건축물에 적용되는 것보다 많이 축소된 것으로 표면온도의 단순 비교에는 유용할 수 있으나, 실제 건축물의 배관 열손실량을 추산하기는 어렵다 . 따라서 추후 연구를 통해 실제 건축물의 배관 길이 및 환경을 모사하여 에너지 효율화 문제점을 분석함으로써 적정 단열 두께 기준을 제안할 예정이다. 또한 외기에 노출된 경우뿐만 아니라 피트 공간과 같이 비난방 공간에 노출되는 경우 등 다양한 조건에 대한 평가도 수행할 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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