표준기상 데이터와 수치해석을 이용한 대면적 공간의 냉난방 부하와 내부 온도 균일도 예측

국문 초록 (Abstract)

대면적 작업공간에서는 작업자의 작업효율 및 생산성을 높일 수 있도록 온도 및 습도 등의 환경 최적 제어가 필요하다. 본 연구에서는 길이 21, 폭 5 m의 시설재배용 단동 하우스를 대면적 작업공간의 모사 공간으로 하였다. 시설재배용 하우스에서는 내부 식물의 생육과 작업자의 작업효율 향상을 위해 적절한 온도를 유지하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 시설재배용 하우스 내부 온도 제어를 위해 지열과 공기열을 이용한 히트펌프 적용을 고려하였다. 히트펌프 용량 설계를 위해 표준 기상 데이터인 미국 공기조화냉동공학회(ASHRAE)의 기상데이터(IWEC)를 이용하여 계절별, 시간별 일조량을 산출하여 수치해석에 적용 후 시설재배용 하우스의 냉난방 부하를 산출하였다. 이에 따라 히트펌프 시스템을 10 RT 급 지열 히트펌프와 10 RT 급 공기열 히트펌프로 구성하였다. 히트펌프에서 공급되는 열은 팬 코일 유니트(Fan Coil Unit)를 이용한 공기순환 형식으로 하우스 내부로 공급된다. 팬 코일 유니트의 위치와 개수에 따라 내부 온도 균일도가 결정되므로 이를 선정하기 위한 수치해석을 함께 수행하였다. 팬 코일 유니트가 입구 상부에 2 개, 출구 상부에 2 개가 위치하였을 때 하우스 내부 온도 균일도가 2% 이하로 예측되어 본 연구의 대면적 작업공간의 대상인 시설재배용 하우스에 적합한 것을 확인하였다.