| 논문명 |
전열교환 환기장치의 효율 차이에 따른 결로 발생 빈도 및 결로 방지용 예열코일용량 분석 / A Comparison on Condensation Occurrence and Required Pre-heat Coil Capacity for Condensation Prevention according to Different Sensible and Latent Effectiveness in Energy Recovery Ventilator |
| 저자명 |
고진영(Jinyoung Ko) ; 정재원(Jae-Weon Jeong) |
| 발행사 |
대한설비공학회 |
| 수록사항 |
설비공학논문집, Vol.32 No.3 (2020-03) |
| 페이지 |
시작페이지(115) 총페이지(10) |
| ISSN |
1229-6422 |
| 주제분류 |
환경및설비 |
| 주제어 |
전열교환 환기장치; 결로; 결빙; 예열코일 // Energy recovery ventilator; Condensation; Frost; Pre-heat coil |
| 요약1 |
본 연구에서 사용된 시뮬레이션에는 몇 가지 한계점이 있는데, 우선 정상 상태의 실내 온습도 조건을 적용 하여 시뮬레이션이 진행되었지만 실제 냉방 시스템의 경우, 실내 습도는 실시간으로 변화하기 때문에 보다 정밀한 전열교환 환기장치의 결로 발생 경우를 분석하기 위해서는 침기 및 환기를 포함한 공간 모델링과 냉방 시스템 모델링을 통한 시뮬레이션이 필요할 수 있다. 더불어 이론적으로 전열교환 환기장치에서 결로는 배기가 포화곡선을 만나게 될 경우에 발생하게 되지만 실제 전열교환 환기장치의 겨울철 운전 시에는 예열코일에 바이패스 효과가 발생하기 때문에, 안전율을 고려하여 결로가 발생 가능한 상대습도 범위를 90~95% 정도로 설정하는 것이 결로 방지에 보다 효과적일 수 있다. 그리고 시뮬레이션 상에서 전열교환 환기장치의 열교환 효율은 고정된 값으로 시뮬레이션이 진행되었지만, 실제 전열교환 환기장치의 효율은 실시간 실내 공기와 외기의 온습도 차이에 의해서 변화가 있기 때문에, 실제 전열교환 환기장치의 예열한계온도와 비교해 더 정밀한 예열한계온도를 도출하기 위해서는 전열교환 환기장치 내부의 열적 수치해석이 필요할 수 있다.
본 연구에서는 겨울철 외기 조건에 따른 겨울철 전열교환 환기장치의 잠열교환 효율에 따른 겨울철의 결로 발생 온도 분포와 결로 발생 빈도를 계산하였고, 이에 따라 결로 방지를 위해 요구되는 예열코일용량 차이를 분석함으로써 잠열교환 효율 차이가 결로 발생 빈도와 예열코일용량에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 여름철 전열교환 환기장치에서 잠열교환 효율에 따라 어떤 실내조건에서 결로가 발생하는지 확인하였다. 위에서 밝힌 한계점에도 불구하고, 시뮬레이션을 통해 도출된 결과는 전열교환 환기장치의 잠열교환 효율에 따른 겨울철 및 여름철 결로 발생 경향의 차이를 나타내었다.
본 연구에서 도출된 결과에 대한 결론은 다음과 같다.
(1) 판형 전열교환 환기장치의 겨울철 운전 시, 더 높은 외기 온습도 상태에서도 결로가 발생할 수 있으며, 로터리형 전열교환 환기장치보다 더 잦은 빈도로 환기장치 내부에 결로가 발생한다. 즉, 전열교환 환기장치의 잠열교환 효율이 높을수록 결로의 발생 횟수는 감소하기 때문에, 결로 방지를 위한 목적으로 로터리형 전열교환 환기장치를 사용하는 것이 유리하다.
(2) 판형 전열교환 환기장치에서 결로를 방지하기 위해 로터리형 전열교환 환기장치보다 더 높은 예열한계온도를 요구하며, 때문에 결로 방지를 위해 더 큰 용량을 가진 예열코일이 필요하다. 예열코일에서 사용되는 에너지를 고려할 때, 로터리형 전열교환 환기장치를 사용함으로써 예열코일의 에너지 부하를 줄일 수 있다.
(3) 여름철 전열교환 환기장치에서 결로는 일반적인 실내 온습도 환경에서는 빈번하게 발생하진 않지만, 겨울철과 달리 여름철에 전열교환 환기장치에서 발생하는 결로의 경우에는 배기를 제습해서 내보내는 경우가 아니라면, 예열코일과 같은 열원을 이용한 결로 방지 방법이 마땅히 없기 때문에 결로 방지에 어려움을 겪을 수 있다. |
| 요약2 |
The purpose of this study was to compare the number of condensation occurrences and the required pre-heat coil capacity according to type of energy recovery ventilator (ERV) and the difference of latent effectiveness in the ERVs. Because of revised ventilation regulations, buildings in Korea have been required to install mechanical ventilation systems. As the rotary type ERV (enthalpy wheel) has better latent effectiveness than that of the plate type ERV, the latent effectiveness difference between two types shows different condensation occurrences that would result in performance degradation. The enthalpy wheel with 80% of sensible and latent effectiveness indicated 99% less condensation occurrences and was required to install 89% smaller capacity of the pre-heat coil than that of the ERV with 80% of sensible and 30% of latent effectiveness during winter. Additionally, ERVs with low latent effectiveness cause more condensation under low room temperature in summer. Thus, installation of the enthalpy wheel rather than the plate type ERV would prevent the occurrences of condensation and reduce the need of a pre-heat coil with huge capacity. |
| 소장처 |
대한설비공학회 |