열회수형 환기장치의 습도교환효율에 따른 동/하계 결로 발생률과 에너지회수율 (A Study on Condensation Occurrence Ratio and Energy Recovery Ratio in Winter/ Summer of Energy Recovery Ventilator According to Latent Effectiveness)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 32권 / 10호 / 457 ~ 464페이지
· 저자명 : 고유진, 장소미, 송두삼, 홍희기

초록

열전달과 물질전달 형태의 차이로 인해 열회수형 환기장치의 온도교환효율에 비해 낮은 습도교환효율을 보이며 이로 인해 결로가 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 습도교환효율에 따른 결로발생률 산출을 위해 RA를 고정시킨 상태에서 부산과 서울 기상 데이터(OA)를 활용하여, 결로가 발생되는 OA 조건을 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다.
(1) 하절기 습도교환효율 0%에서 서울/부산의 결로발생률은 약 4.9%/12.9%이며 10%에서 0.7%/3.0%이다. 서울과 부산 모두 습도교환효율 20% 이상에서는 결로가 거의 발생하지 않는다.
(2) 동절기 습도교환효율 0%에서 서울/부산의 결로발생률은 약 84.9%/51.6%이며 서울의 경우 습도교환효율이 높아지면서 결로발생률은 완만하게 감소하다가 30%를 기점으로 급격히 감소하여 80% 이상에서는 결로가 거의 발생하지 않는다. 부산의 경우 선형적으로 감소하다가 70% 이상에서는 결로가 거의 발생하지 않는다.
(3) 종이 열교환기의 경우 온도교환효율은 80%에 다다르지만 습도교환효율은 40~60%에 그치며 그로인해 결로가 발생하지 않을 조건이 만족되지 않아 결로가 발생한다. 그 결과 장치의 특성상 결로가 발생하여 소자가 한 번 젖으면 구조적 변형으로 인해 원상회복이 어렵다. 결과적으로 소자의 열효율이 점차 감소하게 될 뿐만 아니라 결로로 인해 곰팡이가 소자 내에 서식하게 되어, 오염된 실내 공기는 배출하고 신선한 외기 도입을 목적으로 하는 환기에 반하는 결과를 보일 수 있다. 따라서 결로 발생의 원인인 낮은 습도교환 효율을 높이는 근본적인 연구가 요구된다.
(4) 하절기의 경우 낮은 습도교환효율에서는 외기온도가 높다면 습도는 낮더라도 결로 발생 가능성이 존재하지만 습도교환효율이 높아지면서 외기온도뿐만 아니라 습도도 높은 조건에서만 결로가 발생한다. 동절기의 경우 낮은 습도교환효율에서는 외기온도가 낮다면 습도와 관계없이 결로가 발생하지만 습도교환효율이 높아지면서 그 영향은 작아지고 결로가 발생하는 외기온도 조건 또한 가혹해진다.
(5) 온도교환효율 80%, 습도교환효율 80%의 열회수형 환기장치 사용 시 습도교환효율 0% 대비 냉방부하는 38% 감소, 난방부하는 21% 감소율을 보인다.

영어초록

To resolve indoor air pollution such as CO2 concentration problems that threaten the health of the occupants as well as to minimize the ventilation load that occupies a large portion of the cooling and heating loads, recently, the air-conditioning industry of cooling buildings including general houses has attracted much interest in Energy Recovery Ventilators (ERV). The commercially available ERV shows relatively good performance in general outdoor conditions, but condensation occurs inside the device from a humid climate in summer or a low temperature in winter, causing problems such as mold and rust. In this paper, the actual condensation occurrence ratio of South Korea was derived according to the latent effectiveness, and the outdoor conditions in which such condensation occurred were analyzed. As a result of summer simulation, the condensation occurrence ratio of Seoul/Busan was approximately 4.9%/12.9% at 0% latent effectiveness, and 0.7%/3.0% at 10%. In Seoul and Busan, condensation rarely occurs when the latent effectiveness is more than 20%. As a result of the winter simulation, the condensation occurrence rate of Seoul/Busan is approximately 84.9%/51.6% at the latent effectiveness of 0%. In the case of Seoul, as the latent effectiveness increases, the condensation occurrence rate slowly decreases, and then rapidly decreases from 30%. Condensation rarely occurs at 80% or more. In the case of Busan, it decreases linearly, and condensation rarely occurs at 70% or more.

참고자료

· 없음