국내 냉방 및 난방기의 정격용량과 적용면적의 적정성에 관한 연구

Abstract

단위면적부하는 우리나라에 현대화된 건물의 공조 설비가 처음 도입된 1963년 이후 현재까지 지속적으로 널리 사용하고 있으며, 이는 일본에서 발간된 공기조화 관련서적을 국내에서 번역하여 사용하는 과정에서 우리나라의 지역별 기후조건이나 건물의 특성을 고려하지 않고 그대로 사용하여 왔다. 또한 냉방기 및 난방기 업체들은 이러한 단위면적부하를 장비의 용량으로 환산하여 적용 면적을 표기하고 있다. 중대형 건물이나 산업시설등은 상세한 냉난방부하계산에 의해 적정 용량의 기기가 설치되지만, 소형건물이나 단독주택등은 상세한 부하계산을 하지 않고 단위면적부하를 이용하여 냉방 및 난방기를 설치하기도 한다. 이러한 단위냉난방부하의 적용 시 건물의 입지조건, 특성등을 고려하지 않을 경우 과소 또는 과대용량 선정으로 많은 시행착오를 겪게 된다. 본 연구에서는 약산에 의한 냉방기 및 난방기 선정 시 과대용량이나 과소용량 설치에 따른 시행착오의 폭을 줄이고 현재 사용되고 있는 단위면적부하의 적정성을 알아보고자 하였으며, 연구 방법으로는 우리나라의 기후조건에 적합한 주요 지역별(17개지역), 방위별(남향,동향, 서향), 창면적비(37%, 50%, 70%)에 따른 냉난방부하 해석과 냉방 및 난방기의 정격용량과 적용면적의 적정성을 평가 하고자 한다.

본 논문은 제1장의 서론과 제2장~제5장의 본론과 제6장의 결론으로 구성되어 있으며 각장의 개요는 다음과 같다. 제 1장에서는 연구배경 및 필요성, 연구 목적, 연구의 범위 및 절차에 관하여 기술 하였다. 제 2장에서는 단위면적부하와 냉방 및 난방기의 정격용량에 관한 이론적 고찰로 관련문헌조사, 기기의 정격용량과 적용면적 관련 사례조사, 냉난방부하 계산 이론들을 기술하였다. 제 3장에서는 냉난방 부하계산 대상건물의 선정을 위한 건물의 유형과 대상건물의 입지 조건, 부하계산 입력조건과 냉난방부하계산 프로그램등을 기술 하였다. 제 4장에서는 냉난방 부하 결과를 토대로 지역별, 방위별, 창면적비별 냉난방부하의 특성을 해석하였다. 제 5장에서는 정격냉난방 용량과 적용(단위)면적의 적정성을 평가하기 위하여 적용면적 부하산정, 지역별, 방위별, 창면적비별 부하의 적정성과 적정장비선정을 위한 적용면적부하의 보정계수에 대해 기술하였다. 제 6장에서는 본 연구에 대한 결론을 기술하였으며 주요 연구 성과는 다음과 같다. 1) 대상건물에 대한 단위면적당 난방부하는 창면적비의 변동에 따라 다소 차이가 있으나 61~95kcal/hr.m2가 되는 것을 알 수 있었다. 2) 단위면적당 냉방부하는 창면적비와 방위에 따라 많은 차이가 있으며, 남향은 88~119kcal/hr.m2, 동향은 108~164kcal/hr.m2, 서향은 122~187kcal/hr.m2가 되는 것을 알 수 있었다. 위의 결과로 볼 때 냉방 및 난방기 선정 시 방위와 창면적비에 따른 면밀한 검토가 이루어진다면 과대용량이나 과소용량에 따른 에너지손실과 경제적 손실을 줄일 수 있는 중요한 요소가 된다는 것을 확인 하였다.