제로에너지솔라하우스Ⅱ 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템 작동에 관한 연구

Title
제로에너지솔라하우스Ⅱ 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템 작동에 관한 연구
Authors
김휘동
Keywords
제로에너지솔라하우스ⅱ지열히트펌프보조열원식태양열난방급탕시스템작동에관한연구
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
지금까지 건물에 적용되는 신재생에너지 열 공급 시스템은 주로 한 가지 시스템으로 국한되어 왔으며, 두 가지 이상 적용할 경우 이들 두 가지 시스템을 일체화하는 기술이 존재하지 않았다. Zero Energy Solar House Ⅱ에 적용된 신재생 하이브리드 열 공급 시스템은 “태양열+지열히트펌프”로 냉/난방 및 급탕을 100% 공급하면서 하나의 시스템(지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템)으로 구성되어 있으며, 화석에너지를 source로 하는 보일러가 전혀 사용되지 않는다. 열성능이 높은 지열히트펌프 시스템이 태양열 시스템의 back-up역할을 하기 때문에 에너지 소비가 적으며, 운전비 또한 저렴하다. 난방과 온수급탕이 필요할 경우 태양열 시스템을 통해 우선적으로 공급되며, 만약 부족할 경우 지열히트펌프 시스템을 통해 공급된다. 또한, 지열히트펌프는 여름철 냉방을 담당하고 있으며, Back-up역할을 하는 지열히트펌프 시스템에 들어가는 전기는 태양광으로부터 공급받기 때문에 100% 에너지 자립이 가능하다. 제로에너지 솔라 하우스 Ⅱ의 난방부하 및 급탕부하가 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템에 의해 어떻게 충족되는지에 대한 연구가 6개월 동안의 실측데이터 분석을 통해 이루어졌다. 제로에너지 솔라 하우스 Ⅱ의 100% 열부하(난방+급탕)를 충족시키기 위해 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템이 어떻게 동작하였으며, 또한 태양열시스템과 지열히트펌프 시스템이 100%의 열부하(난방+급탕)를 만족시키기 위해 각각 얼마만큼 기여를 했는지에 대한 분석이 수행되었다.
Description
제 1 장 서론 1 1.1 연구배경 및 연구내용 1 제 2 장 본론 2 2.1 제로에너지 솔라 하우스 Ⅱ 개요 2 2.1.1. 제로에너지 솔라 하우스 Ⅱ 핵심적용기술 2 2.1.1.1 건물일체형 태양열시스템(Building Integrated Solar Thermal) 2 2.1.1.2 건물일체형 태양광시스템(Building Integrated Photo Voltaics) 4 2.1.1.3 슈퍼단열 외피시스템 및 창호시스템 5 2.1.1.4 배열 회수(환기 및 온수폐열) 시스템 및 고효율기기 6 2.1.1.5 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템 7 2.2 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템 개요 9 2.2.1 시스템 구성 9 2.2.2 시스템 제원 12 2.2.3 시스템 작동원리 13 2.2.3.1 하절기 냉방 및 온수급탕 13 2.2.3.2 동절기 난방 및 온수급탕 14 2.2.4 시스템 제어 15 2.2.4.1 태양열 시스템 제어 15 2.2.4.2 난방 제어 15 2.2.4.3 히트펌프 제어 15 2.3 센서설치 및 모니터링 시스템 16 2.3.1 센서설치 16 2.3.2 모니터링시스템 20 2.4 실측 실험 및 실험결과 값 계산 23 2.4.1 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템 생산량 23 2.4.1.1 태양열시스템 생산량 23 2.4.1.2 지열히트펌프 시스템 생산량 31 2.4.2 지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕시스템 공급량 39 2.4.2.1 태양열시스템 난방공급량 40 2.4.2.2 지열히트펌프 시스템 난방공급량 40 2.4.2.3 태양열시스템 급탕공급량 40 2.4.2.4 지열히트펌프 시스템 급탕공급량 40 2.5 실험결과 값 분석 48 2.5.1 지열히트펌프 생산량과 일사량과의 관계 48 2.5.2 지열히트펌프 생산량과 실내온도와 외기온도 차이와의 관계 50 2.5.3 지열히트펌프 COP 51 2.5.4 난방공급량(태양열+항온조)과 일사량과의 관계 52 2.5.5 난방공급량(태양열+항온조)과 실내온도와 외기온도 차이와의 관계 53 2.5.6 급탕공급량(태양열+항온조) 54 2.5.7 지열히트펌프 보조열원식 태양열난방급탕 시스템 생산량과 공급량 차이 55 2.5.8 난방공급량과 급탕공급량 기여도 56 제 3 장 결론 59 References 61
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22426
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College of Engineering(공과대학) > Mechanical Engineering(기계공학) > Theses(기계공학 석박사 학위논문)
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