건물 공조용 다중열원설비 내 열거래 최적제어에 관한 연구 (Optimum Thermal Trade Control for Multiple Heat Source Facility)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 34권 / 10호 / 472 ~ 481페이지
· 저자명 : 박희준, 허재혁, 윤석만, 윤린

초록

TRNSYS를 이용하여 신재생에너지 복합열원과 계간축열(BTES)시스템, 열저장축열조(TES)를 통한 열거래와 지역난방열원을 동시에 고려하는 시스템의 동적해석을 수행하였다. 현재 구축한 시뮬레이션 모델에서는 가능한 한 시스템 내에서 에너지를 충당하고, 그럼에도 부족한 경우에는 외부로부터 에너지를 공급받는 시스템을 구축하였다. 해당 시스템의 주요 구성 요소인 TES와 BTES의 용량에 따른 변화를 관찰하고, 열거래의 실행여부와 제어조건에 따른 에너지 소비 효율에 대해 분석하였다.
BTES의 최적 용량은 2,500 m3이었으며, 500 m3의 규격보다 에너지 소비 측면에서 약 3.15% 정도 유리하다는 결론이 도출되었다. 또한, BTES의 효율은 BTES를 구성하는 여러 요소들에 따라 민감하게 작용하였으며, 일반적으로 BTES 용량을 크게 하는 것이 비교적 유리한 것으로 나타났다.
열거래 실행여부를 제외한 모든 조건이 같은 상황에서는 열거래를 실행하지 않으면 1,157,287 MJ만큼의 에너지를 소비하였으나, 열거래를 실행했을 경우 1,121,446 MJ로 최대 3.1%만큼 절약되는 것을 확인하였다. 이를 통해 열 네트워크를 통한 열거래가 이루어질 경우 에너지 절약 측면에서 효용성이 있음을 확인 할 수 있다. 그러나 열거래의 양과 시스템효율은 반드시 비례하는 것은 아니며, 제어 방식에 따라서 에너지 소비량이 2.54% 차이가 나는 것을 볼 수 있었다. 한편, 신재생에너지 설비가 없는 건물부하와 비교해보면 최대 1,480,632 MJ만큼의 에너지를 절약할 수 있었다.

영어초록

To expand and supply stable urban-type renewable heat energy, it is necessary to develop an optimal heat supply design technology using a new renewable multi-heat source with a district heating system. In this study, a thermal system for heating three buildings with a solar collector, two heat storage tanks, a fuel cell, a geothermal heat pump, and a BTES was modeled using TRNSYS. The size of the BTES and control methods for heat exchange between thermal storage tanks were optimized in order to minimize the sum of energy supplied from district heating and energy consumed in the system by changing various operating variables. In the current simulation model, the optimal capacity of BTES was 2,500 m3, which was about 3.15% more energy saving that for 500 m3. When heat trading was executed between thermal storage tanks, energy consumption was 1,121,446 MJ, which saved up to 3.1% compared to 1,157,287 MJ without heat trade. Compared to the original load without renewable energy facilities, it was possible to save up to 1,480,632 MJ of energy, which was about 61.48% of the original load of 2,408,398 MJ.

참고자료

· 없음