에너지/열교해석관련 질문
에너지 요구량에 대해서...
백장윤
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8,924
2011.08.22 15:17
에너지 요구량에 대해 조사 중입니다.
이곳에서 많은 자료를 얻어 도움을 많이 받고 있습니다.
궁금한 점이 있어 이렇게 글을 올립니다.
에너지 요구량 : 특정조건하에서 실내를 쾌적하게 유지하기 위해 건물이 요구하는 에너지이다.
라고 정의 하고있습니다.
Q) 건물 에너지 효율 1등급 149.3kwh/m2yr에 대한 근거는?
A) 1차에너지 소요량 = 91(에너지요구량) x 환산계수(시스템계획)로 산출됨. 사실 1차에너지 소요량을 단시간에 정확히 계산하는 것은 불가능함. 이유는 기계, 전기에서의 기기 효율등 정확한 값이 필요하기 때문임. 하지만 외피면적 최소화, 약25% 개구율, 더블 스킨 등 가장효율적인 디자인을 통해 91이라는 에너지요구량을 구하였고, 여기에 기계, 전기 등에서의 적용가능 한 환산계수를 곱하여 149. 3KWh/m2를 도출하였다
저는 에너지관리공단에서 만든 ECO2-OD 프로그램을 배우고 있습니다.
도면을 보고 프로그램에 벽의 구성, 수치등을 넣으면 스스로 단위면적당 에너지 요구량을 알려주더군요.
질문사항입니다.
1) 에너지 요구량은 프로그램을 통해서만 수치를 구할수 있는 것인지 궁금합니다.
프로그램이 아닌 구하는 공식이나 방법이 있는지 궁금합니다.
2) 1차에너지 소요량 = 91(에너지요구량) x 환산계수(시스템계획)로 산출됨 <- 이것은 제가 발췌한 자료 입니다.
여기서 환산계수(시스템계획)은 정확히 어떤것을 말하는 것인지요??
환산계수를 구하는 방법이 있나요?
1) 에너지 요구량은 프로그램을 통해서만 수치를 구할수 있는 것인지 궁금합니다.
프로그램이 아닌 구하는 공식이나 방법이 있는지 궁금합니다.
-> 공식은 물론 있습니다.
아주 단순히 표현을 하면 아래와 같습니다.
(외기온도-실내온도) x 외피면적 x 외피열관류율 x 사용시간 입니다.
여기서 변수는 "계속 변하는 외기온도"인데, 엄밀히는 외피면적도 향별로 다르게 계산해야 합니다. 향별로 손실과 취득이 다르기 때문이고, 여기에 유리까지 고려하면 거의 수계산이 매우 어렵게 됩니다.
즉, 에너지계산을 프로그램에 의존하는 것은 이 변수가 너무나 가변적이고, 특히 년간에너지를 구해야 하는 입장에서는 주택하나의 요구량을 구하는데 수십페이지를 적어 가며 할 수도 있기 때문입니다.
ECO2-OD 가 비록 매우 단순히 보여도 내부적으로는 많은 계산을 행하고 있습니다. (사실 너무 단순하게 만든 것은 아닌가? 하는 우려도 있습니다.)
2) 1차에너지 소요량 = 91(에너지요구량) x 환산계수(시스템계획)로 산출됨 <- 이것은 제가 발췌한 자료 입니다. 여기서 환산계수(시스템계획)은 정확히 어떤것을 말하는 것인지요?? 환산계수를 구하는 방법이 있나요?
->식이 조금 잘못되었는데요.. 정확히 표현하자면 다음과 같습니다.
소요량 = 에너지요구량 + 시스템계획(기기별 손실량)
1차에너지 소요량 = 소요량 x 환산계수
가 옳바른 표현입니다. 하나의 식으로 쓰면
1차에너지 소요량 = (에너지요구량 + 시스템계획(기기별 손실량)) x 환산계수
가 될 듯 합니다.
1차에너지환산계수는 에너지절약계획서에 정해져 있습니다.
다만, 요구량을 소요량으로 환산하는 것은 극히 단순한 주택 보일러 등을 제외하고 계수로 할 수 없습니다. 설비 시스템 구성에 따라 천차만별이기 때문입니다.
쉽게 표현하자면 "소요량=요구량+설비손실량" 정도로 표현될 수 있으므로, 고효율가스보일러의 경우 효율이 약 87% 이므로, 13%의 손실이 발생합니다.
어느 주택의 난방요구량이 90 이라면 소요량은
90 + (90x0.13) = 90 + 11.7 = 101.7 입니다.
가스의 1차에너지환산계수는 1.1 이므로 이 주택의 난방1차에너지소요량은
101.7 x 1.1 = 111.87 이 됩니다. (모든 단위는 kWh/㎡a)
냉방에너지요구량이 45 인 주택에 COP가 3.0 인 EHP(시스템에어콘)으로 냉방을 할 경우 계산하면 다음과 같습니다.
소요량은 45 / 3 = 15
전기의 1차에너지환산계수는 2.75 이므로 이 주택의 냉방1차에너지소요량은
15 x 2.75 = 41.25 가 됩니다. (물론 부가적으로 소모되는 휀동력 등은 고려하지 않았습니다.)
이 경우 요구량 보다 소요량이 줄어드는 것을 확인하실 수 있으실 것입니다.
되도록, 간략히 표현하고자 했습니다. 추가적으로 궁금하신 것이 있으시면 글올려 주십시요.
감사합니다.