다중이용업소의 환기방법에 따른 냉·난방에너지 소비량 = Heating and Cooling Energy Consumption according to Ventilation Method of Multi-Use Establishments

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, the pandemic virus COVID-19 causing many infections and cases of infection by from being in the same space with an individual or individuals without direct contact has been alarmingly increasing. Referring to COVID-19’s virulent propagation mechanism, it may be inadequately safe to maintain a distance of 1 to 2 m from an infected person to prevent infection, and frequent, effective ventilation is necessary to remove more virus particles. In this paper, a cafe was selected as a typical multi-use store. TRNSYS18 was used to compare and analyze the heating and cooling load values with the different types of ventilation methods. The analyses were: ventilation not performed, forced ventilation performed at 1500 CMH continuously for 24 hours (simple forced ventilation), forced ventilation according to the concentration of CO2 (reasonable forced ventilation), ventilation using a crossflow plate, and rotary energy recovery ventilation. Compared to the reasonable forced ventilation, the plate and the rotary energy recovery ventilation showed reduction ratios of 6.3% and 20.9% respectively. The heating loads increased by 16.1 times for simple forced ventilation and 6.2 times for reasonable forced ventilation compared to when ventilation was not performed. Conversely, the plate and the rotary energy recovery ventilation showed an increase of approximately two times only.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 다중이용업소를 대상으로 환기를 하지 않는 경우와 강제환기를 할 경우, 그리고 열회수형 환기장치를 사용하여 환기를 할 경우에 대해 냉․난방에너지 소비량을 산출하여 비교․분석하였다. 결과를 정리하면 다음과 같다.
(1) 강제환기량이 증가함에 따라 환기를 하지 않는 경우에 비해 냉․난방부하 모두 증가하였다. 단순 강제 환기의 경우 냉방부하는 2.1배 증가하였으나 난방부하는 16.1배로 크게 증가하였다. 창호를 개방하건 환기팬을 가동하건 일단 금년 여름은 환기량을 확보하는 데 집중하고, 본격적인 난방철이 되기 전에 환기량 확보와 난방에너지 저감을 위해 열회수형 환기장치의 설치를 권고한다.
(2) 하계 운전 시 환기를 하지 않는 경우에 비해 현열부하는 별로 달라지지 않는 반면에 잠열부하가 환기량에 따라 크게 증가한다. CO2 농도에 따라 합리적으로 환기량을 제어하는 강제환기에 비해 열회수형 환기장치를 사용하면 판형 6.3%, 회전형 20.9% 냉방부하가 감소한다. 다중이용업소에서 출입구를 개방한 상태에서 냉방하는 경우 에너지 낭비가 매우 크나, 건물 조건에 따라서는 1인당 30 CMH 이하의 환기량이 될 수도 있기 때문에 에너지 절약 및 안정적인 환기량 확보를 위해 열회수형 환기장치의 도입은 필수적이다.
(3) 동계 운전 시 환기를 하면 현열부하와 잠열부하가 모두 증가하며, 특히 현열부하가 큰 영향을 받는다. 환기를 하지 않는 경우에 비해 단순 강제환기의 현열부하는 112.0 GJ로 약 15.3배, 합리적 강제환기시(44.3 GJ)에도 6.1배 증가한다. 판형과 회전형 열회수형 환기장치를 도입하면 현열부하는 각각 14.7 GJ, 14.0 GJ로 합리적 강제환기 대비 각각 66.8%, 68.4%의 감소율을 보인다. 환기하지 않는 경우와 비교해도 열회수형 환기장치를 도입하면 난방에너지는 2배 정도 증가하는데 그친다.
다중이용업소와 유사한 환경이 학교와 종교시설 등이다. 앞서 언급한 바와 같이 동절기에는 연속적으로 창문을 열고 난방을 하는 것이 현실적으로 어렵다. 이미 경험한 바와 같이 한두 시간 밀폐된 상태에서 냉난방하고 간헐적으로 창문을 열어 환기하는 것은 대단히 위험하며, 밀폐된 공간에서의 급격한 확산을 피하기 위해서는 연속적인 환기가 전제되어야 한다. 이를 위해 에너지 절약과 연속적이고 안정적인 환기량 확보를 위해 열회수형 환기장치의 도입이 법제화되어야 한다.

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