실내 빙상장 내 제습기와 기류순환홴 설치에 따른 실내온도편차의 수치적 연구 = Numerical Study on the Indoor Temperature Variation with the Installation of Dehumidifier

국문 초록 (Abstract)

일반적으로 층고가 높은 실내 빙상장의 공간은 여름철 고온다습한 외기의 침입으로 인해 온도성층화(temperature stratification)현상을 일으켜 빙상면에서 증발이 생기고, 이 증발한 수분이 빙상장 바닥에서 상부까지 성층을 이루어 빙무(rink fog) 현상을 유발하여 활주하는 스케이터들의 시야를 방해한다. 나아가 건물구조에 결로(condensation)를 유발하여 빙상면의 오염과 건축자재의 부식 등의 여러 가지 문제점을 발생시킨다. 이를 방지하기 위하여 실내 빙상장 및 부대시설에 데시칸트 제습기를 적용하는 방안이 제시되었으며, 빙상장의 환기 패턴 및 열전달 과정을 수치적으로 예측하였다.
본 연구에서는 실내 빙상장 내 제습기와 기류순환홴 설치에 따른 실내온도편차에 대한 영향 및 유동특성을 파악하여 향후 효율적인 빙상장 관리를 위한 기초자료를 마련하고자 삼차원 Reynolds-averaged Navier- Stokes(RANS) 해석을 수행하였다. 수치해석을 위한 지배방정식은 유한체적법으로 이산화 되었으며, 난류모델로는 shear stress transport(SST) 모델을 사용하였다. 제습기 및 기류순환홴 설치에 따른 세가지 경우에 대하여 수치해석을 수행하였다.
본 연구의 결과, 층고가 높은 실내 빙상장내에서 빙무(氷霧) 및 결로(結露) 현상을 일으키는 상층부와 하층부의 온도편차는 제습기 또는 제습기와 기류순환홴이 작동하는 경우 상대적으로 낮게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 제습기만 작동하는 경우 외기온도의 직접적인 영향으로 높은 실내빙상장 내의 온도를 보인 반면, 기류순환홴이 함께 작동할 경우 제습기에 의한 상층부의 정체된 높은 온도의 공기를 순환시켜 상대적으로 상하공간의 온도편차를 최소화함을 알 수 있었다. 의한 상층부의 정체된 높은 온도의 공기를 순환시켜 상대적으로 상하공간의 온도편차를 최소화함을 알 수 있었다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 대상건물의 개요 4
• 1.3 실내빙상장 내부전경 5
• 2. 빙상장 기초이론 6
• 2.1 빙상장의 분류 7
• 2.2 빙상장 설계시 고려사항 8
• 2.3 빙상장 동결설비 11
• 2.4 빙상장의 환기와 제습 13
• 3. 해석대상 16
• 4. 수치해석 17
• 5. 결과 및 고찰 18
• 5.1 제습기와 기류순환휀이 미설치된 CASE Ⅰ 20
• 5.2 제습기만 설치된 CASE Ⅱ 21
• 5.3 제습기와 기류순환휀이 설치된 CASE Ⅲ 22
• 6. 결론 49
• 참고문헌 50