기존 교육연구시설 냉방시스템의 경제성비교 및 효율 대안시스템 제안 = A comparison of the economical efficiency of existing cooling and heating systems in educational and research facilities and a proposal for an efficient alternative system : focusing on the economical efficiency of cooling and heating system

국문 초록 (Abstract)

「2011년 에너지 총조사 보고서(Energy Consumption Survey), 2011년 지식경제부」에 의하면 학교에너지 총소비량은 242,520.1toe이며 석유 6,509.8toe, 도시가스 94,573.4toe, 전력 134,132.0toe, 지역난방 6,304.8toe이 차지하고 있다. 또한 에너지소비량이 많은대학의 경우 2000년에서 2007년까지 에너지소비 증가량은 84.9%로 연평균 13%의 증가율을 보이고 있다. 이에 의무감축 대상 대학교 이외의 국내 대학 전체에서 에너지절감방안 수립 및 온실가스 저감을 위한 노력이 이루어 져야 될 것으로 사료된다. 이에 본 연구의 목적은 에너지 다소비 형태의 대학건물에 있어 온실가스 감축 및 목표관리제 대응을 위하여 효율적인 냉·난방설비의 선정방안을 제시하고자 한다. 또한 이를 통하여 교육주체인 학생 및 교직원에게 보다 쾌적한 교육 환경을 제공하고 과도한 에너지소비를 줄이고자 한다.
본 연구에서는 근래 대학건물의 열원설비의 주요방식인 중앙식과 EHP, GHP 대상건물의 에너지 소비실태 분석과 경제성을 검토하고 이를 근거로 주간 냉방에 사용하는 냉열을 야간에 만들어 탱크에 저장해 두었다가 그것을 낮에 이용하는 빙축열시스템과의 비교를 통하여 효율적인 냉·난방설비의 선정방안을 제시하고자 한다. 대학건물의 주요열원설비 실태를 파악하고 이들의 운영상 특성 및 문제점을 분석하여 온실가스감축을 위한 「저탄소 녹색성장법」과 「에너지·온실가스 목표관리제」의 기준을 분석하였다. 서울소재 K대학의 냉난방설비를 파악하였으며 이중 주요열원 공급방식인 흡수식 중앙공조와 EHP, GHP개별공조를 적용한 건물의 에너지소비실태를 조사하였다. 흡수식중앙공조방식의 건물을 기준으로 하여 EHP 및 GHP공조와 빙축열시스템을 적용 하였을 경우의 초기투자비, 에너지비용, 유지비용을 근거로 경제성을 평가하였으며 흡수식중앙공조방식, EHP, GHP 및 빙축열시스템의 내구연한과 실질할인율을 근거로 연등가액현재가치환산계수(PWAF : Present Worth of Anuity Factor)법으로 냉난방설비의 LCC를 분석하였다. 이를 통하여 연중 최고, 최저온도일 때 방학이라는 대학의 특수성을 고려하여 온실가스 및 에너지 소비를 줄일 수 있는 효율적인 냉난방설비 방안을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• 第 1 章 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구범위 및 방법 4
• 1.3 기존연구동향 6
• 第 2 章 대학교 건축물의 냉난방시스템 분석 8
• 2.1 대학건물의 냉난방시스템 적용사례 8
• 2.1.1 대학교 에너지소비 현황 14
• 2.1.2 대학교 냉난방설비 설계기준 16
• 2.2 대학건물에 적용되고 있는 냉난방시스템 20
• 2.2.1 흡수식냉온수기 20
• 2.2.2 EHP(Electric Heat Pump) 23
• 2.2.3 GHP(Gas Engine Driven Heat Pump) 25
• 2.2.4 각시스템별 비교(흡수식냉온수기, EHP, GHP) 27
• 2.2.5 빙축열 냉방시스템 29
• 2.2.5.1 빙축열 축열방식에 따른 분류 33
• 2.2.5.2 빙축열 축열 제빙방식에 따른 분류 34
• 弟 3 章 대학교 건축물의 냉난방에너지 사용량 조사 40
• 3.1 연구대상 대학건물의 냉난방시스템분석 40
• 3.1.1 연구대상 대학건물 현황 40
• 3.1.2 연구대상 대학건물의 에너지소비 현황 44
• 3.2 분석건물의 개요 47
• 3.3 냉난방 에너지사용량 실태조사 49
• 3.3.1 흡수식냉온수기 건축물 에너지사용량 조사 49
• 3.3.2 GHP(Gas Engine Driven Heat Pump)건축물 에너지사용량 조사 56
• 3.3.3 EHP(Electric Heat Pump) 건축물 에너지사용량 조사 64
• 3.3.4 사례별 비교분석 67
• 3.4 소결 68
• 弟 4 章 경제성평가 70
• 4.1 경제성평가방법 70
• 4.2 시스템 유형별 경제성 해석 73
• 4.2.1 LCC분석을 위한 조건 설정 73
• 4.2.2 LCC분석을 위한 자료 산출 74
• 4.2.3 LCC분석결과 80
• 弟 5 章 결론 84
• 참 고 문 헌 86
• ABSTRACT 89
• 감사의 글 92