축소차수모델(ROM)을 활용한 다중이용건물의 실내 공조 예측 = Indoor HVAC Prediction in Multi-Use Building Using Reduced Order Model

국문 초록 (Abstract)

축소차수모델을 적용하여 다중이용건물을 위한 시뮬레이션 기반 디지털트윈을 구축함으로써, 실시간 해석, 가상 시나리오, 그리고 권장 풍량 예측을 포함하는 시스템 시뮬레이션을 수행하였다. 다중이용건물의 테스트베드로 백화점이 고려되었고, 디지털트윈의 시뮬레이션 정확도는 계측 데이터와 비교하여 8% 이내의 오차 범위에서 검증되었다. 공조 쾌적지표 중 하나인 PPD(예상불만족율)를 기반으로 한 최적 HVAC 풍량 알고리즘을 구현하였고, 쾌적 모드와 준쾌적 모드에 대해 각각 실내 쾌적성과 에너지 절감 기준에 기반한 최적 풍량이 제안되었다. 실시간 시스템 시뮬레이션 결과에 따르면, 현재 테스트베드의 공조 운영은 쾌적한 상태로 유지되는 것이 확인되었다. 한편, 준쾌적 모드에서는 HVAC 풍량이 약 40% 감소할 것으로 예측되어, 에너지 절감 가능성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A reduced-order model was applied to construct a simulation-based digital twin for a multi-use building. The digital twin includes system simulations for real-time analysis, virtual scenarios, and recommended airflow prediction. A department store was considered as a testbed of the digital twin for multi-use building. The reduced-order model's accuracy was validated, showing an error margin within 8% of the measured data. An optimal HVAC airflow algorithm based on the PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) was designed and implemented in the system simulations. For the comfort and semi-comfort modes, optimal airflow recommendations were proposed, based on indoor comfort and energy-saving criteria, respectively. The result of the real-time system simulation of the testbed confirmed that the HVAC operations were maintained in the comfort mode. In the semi-comfort mode, a predicted reduction of approximately 40% in HVAC airflow was observed, indicating potential energy savings.