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건물유형 및 지역을 고려한 하천수 이용 수열 히트펌프 시스템의 연간 성능 분석 = Annual Performance Analysis of River Water Source Heat Pump System According to Building Type and Local Condition
저자
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학술지명
설비공학 논문집(Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering)
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2022
작성언어
Korean
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등재정보
KCI우수등재
자료형태
학술저널
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163-171(9쪽)
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Recently, as interest in renewable energy has increased, research in various fields has been continuously conducted. Among them, interest in hydrothermal energy is increasing due to the revision of the enforcement decree in 2019. However, although various studies have been conducted on system demonstration, performance and economic feasibility analysis, heat exchangers, etc., studies on the performance of the water heat pump system considering the domestic region and building type are insufficient. Thus, in this study, an annual performance analysis of the water source heat pump system was performed using dynamic energy simulation considering the domestic region and building type. The regions were assumed to be Seoul, Daejeon, Busan, and Gwangju, and the building types were assumed to be office buildings, apartment houses, and greenhouses. As a result of heat pump Coefficient of Performance(COP) analysis, the cooling COP was an average of 4.01 by region and 3.99 by building type. Heating COP was 3.13 and 3.43, respectively. Also, when comparing the performance deviations by region and building type, the heating performance differed greatly depending on the building type, and the cooling performance showed a significant difference according to the region. Overall, it was confirmed that the cooling performance of the hydrothermal heat pump system was approximately 15% superior to the heating performance.
더보기본 연구에서는 국내 기후 및 하천수 온도 등 국내의 상황에 따른 수열 히트펌프 시스템의 정량적인 분석을 위해 동적 에너지 시뮬레이션을 이용하여 국내의 다양한 지역과 건물에 적용된 수열 히트펌프 시스템의 연간 성능 분석을 실시하였다. 이를 위해 지역은 서울, 대전, 부산, 광주로 가정하였으며, 건물유형은 업무시설, 공동주택, 원예시설로 가정하여 성능분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 아래와 같다.
(1) 지역별 히트펌프의 난방 COP 분석 결과, 상대적으로 기온이 높은 남부지방에서 성능이 뛰어났으며, 건물유형에 따른 성능을 분석하였을 때, 난방부하가 큰 공동주택과 원예시설에서의 성능이 뛰어남을 확인하였다. 지역별 히트펌프의 난방성능에 대한 평균값은 3.13이며, 이를 기준으로 한 편차는 -5%에서 1%로 나타났다. 건물유형별 COP 평균은 3.43이며, 편차는 -9%에서 14%로 나타났다.
(2) 지역별 히트펌프의 냉방 COP 분석 결과, 상대적으로 기온이 낮은 북부지방에서 성능이 뛰어났으며, 건물유형에 따른 성능을 분석하였을 때, 냉방부하가 큰 업무시설에서의 성능이 뛰어남을 확인하였다. 지역별 히트펌프의 냉방성능에 대한 평균값은 4.01이며 이를 기준으로 한 편차는 -3%에서 3%의 편차를 가지는 것으로 나타났다. 건물유형별 COP 평균은 3.99이며, 편차는 -2%에서 2%로 나타났다. 하지만 원예시설의 냉방 COP를 보면 상대적으로 따뜻한 기후의 부산지역에서 높은 COP를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 단순히 기후에 따라 성능이 정해지는 것이 아닌 하천수의 온도 및 조건에 의해 성능이 변화하는 것을 확인하였다.
(3) 종합적으로 분석하였을 때, 수열 히트펌프 시스템은 난방 성능에 비해 냉방 성능이 약 15% 뛰어난 것을 정량적으로 확인하였다. 또한 난방성능의 경우 건물유형별 편차가 더 큰 것을 확인하였으며, 이는 난방기간 중에는 수열원의 온도가 설정온도와 큰 차이를 보이므로 건물의 부하패턴 및 특징에 따라 성능에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 냉방성능은 지역에 따른 편차가 큰 것을 확인하였으며, 이는 냉방기간 중에는 설정온도와 작은 차이를 보이며 이에 따라 열원의 온도 및 지역의 기후에 더 큰 영향을 받는 것을 확인하였다. 또한 원예시설과 같은 건물의 경우 다른 부하패턴을 가지는 건물유형이므로 수열원 히트펌프 시스템의 성능이 더 뛰어날 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 국내의 여건을 고려한 수열 히트펌프 시스템의 지역별, 건물유형별 연간 성능을 분석하였다. 향후 연구에서는 지역 및 건물 유형에 따른 수열 히트펌프 시스템의 경제성 분석을 실시할 예정이다. 또한 국내가 아닌 다양한 기후대에서의 수열 히트펌프 시스템에 대한 성능분석이 필요하며, 다양한 건물 유형을 대상으로 한 연간 성능 분석을 통해 수열 히트펌프 시스템이 적용되기 위한 적절한 기후와 건물 유형에 대해 면밀히 분석을 실시할 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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