결로방지를 위한 공용배기 활용 환기 시스템의 습도저감 성능 분석 (An Analysis of the Humidity Reduction of Ventilation System Using Centralized Exhaust Fan in Condensation Prevention)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 33권 / 2호 / 55 ~ 63페이지
· 저자명 : 이수인, 최경석, 이용준, 이현화

초록

결로 방지를 위한 공용배기 활용 환기 시스템의 습도 저감 성능 분석을 위하여 CFD를 통해 공기온도, 상대습도 분포를 분석하였고, 실제 공동주택을 대상으로 온습도 분포를 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다.
(1) CFD를 통해 환기 시스템 적용에 따른 실내 평균 온습도 차이를 분석한 결과 실내 공기온도는 약 1℃ 내외로, 근소한 차이가 발생하였다. 상대습도의 경우 자연환기의 적용 시 평균 수증기 발생 조건에서 발코니의 상대습도가 119.5%로 결로 발생 조건이 형성되며, 최대 수증기 발생 조건에서는 실내 최대 상대습도 127.9%, 발코니 최대 상대습도 206.2%로 발코니 뿐 아니라 실내에서도 결로 발생 조건이 형성된다. 반면, 공용배기 활용 환기 시스템의 경우 모든 조건에서 최대 상대습도가 100% 미만으로 결로 발생 조건이 형성되지 않는다.
(2) 실험을 통한 환기 시스템 적용에 따른 실내 평균 공기온도 차이를 분석한 결과, 공용배기 활용 환기 시스템 가동 시 자연환기구만 개방 조건과 비교하여 거실은 1.9℃, 세탁실, 발코니, 대피공간은 평균 2.27℃ 더 낮은 것으로 측정되었다. 절대습도 분석 결과 공용배기 활용 환기 시스템 가동 시 자연환기 개방 조건과 비교하여 거실, 세탁실, 대피공간 경우 50.45%, 42.86%, 40.38% 절대습도가 더 적었으나, 발코니의 경우 30.95% 더 많았다. 이는 환기시스템을 통해 제거되지 않은 수증기 중 일부가 활발해진 공기 유동으로 인해 각 실로 고르게 분포되었기 때문이다.
따라서, 공용배기 활용 환기 시스템 적용 시 자연환기보다 습도저감 성능이 높고, 이는 결로 방지에 효과적인 것으로 판단할 수 있다. 그러나 본 해석에서는 시뮬레이션 수행 시 결로수 응결에 따른 수증기량 저감, 온도 저감에 대한 변화가 반영되지 않는 시뮬레이션의 한계가 있다. 또한, 실 거주 세대에서 진행된 현장실험의 제약으로 실험 결과에 대한 일반화가 어려운 한계가 있기 때문에 추후 이에 대하여 추가적인 연구가 필요하다.

영어초록

In order to prevent condensation, it is necessary to remove water vapor through ventilation. In this study, we proposed a hybrid ventilation system in which natural ventilation and cen-tralized exhaust fan (VCE) ventilation systems are linked, and then compared the air flow of the natural ventilation system and the VCE system using a Computational fluid dynamics (CFD) model. The possibility of condensation was analyzed according to the systems’ chang-es in temperature and relative humidity, and the temperature and the humidity of the ventila-tion systems were directly measured within apartment houses. The results revealed that the ventilation volume of the whole household measured at 0.15 ACH when the natural ventila-tion was applied, and 0.50 ACH when the VCE system was applied. The average indoor air temperature only decreased by 1℃ when VCE was applied, indicating a very slight differ-ence when compared to the natural ventilation system. In addition, the result of analyzing the relative humidity distribution shows that the local relative humidity exceeded 100%, and that condensation conditions were formed when the natural ventilation system was applied. How-ever, the relative humidity distribution was even, and less than 100%, when the VCE system was applied, indicating a low probability of condensation. The results of analyzing the dif-ferences in average indoor air temperature with the VCE system shows that the air tempera-ture was measured to be 1.9℃ lower in the living room, and 2.27℃ lower in the laundry room, the balcony, and the evacuation space, than the air temperatures achieved with the nat-ural ventilation system. As a result of measuring the levels of absolute humidity, the average absolute humidity with the shared exhaust ventilation system was lower by 44.56% in the liv-ing room, the laundry room, and the evacuation space, when compared to the humidity of the natural ventilation opening case. Therefore, the results revealed that the humidity reduction performance was improved when the shared exhaust ventilation system was applied, when compared to the natural ventilation system, which could be effective in the prevention of condensation.

참고자료

· 없음