지역난방 적용 공동주택의 동절기 급탕 사용패턴과 열손실 분석 (Analysis of Consumption Pattern and Heat Loss of Hot Water of District Heating Applied Apartment in Winter)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 35권 / 2호 / 70 ~ 80페이지
· 저자명 : 이성우, 김영일

초록

본 연구는 지역난방을 열원으로 사용하는 서울 서부지역에 위치한 아파트를 선정하여 시간별, 요일별, 월별 급탕사용량 패턴을 분석하고, 동절기 최대 급탕사용량과 사용시간을 분석하여 외기온도 변화에 따른 급탕 사용량과 손실량과의 상관성을 분석하였다. 또한 계절별 급탕사용량과 손실량을 분석하여, 공동주택의 사계절 변화에 따른 평균 급탕사용량과 손실율을 확인하였고, 향후 공동주택의 지역난방 열원 사용 시 급탕 시스템 설계와 열손실 개선을 위한 기초자료로 활용하는데 연구의 목적이 있다. 본 연구의 분석결과를 종합하면 다음과 같다.
(1) 동절기 기간(11월 ~ 3월)의 피크 시간대별 급탕사용량을 분석하였다. 시간대별 급탕사용량을 살펴보면 일반적으로 오전 6~9시, 오후에는 19~22시 사이에 급탕사용량이 많은 것을 알 수 있었다. 시간대별 최대 사용량을 분석한 결과, 사용량이 가장 많은 달은 2월로 6~9시, 19~22시 6시간 동안의 시간당 평균 급탕사용량이 15.5 kWh/house, 사용량이 가장 적은 달은 11월로 6~9시, 19~22시 6시간 동안의 시간당 평균 급탕사용량은 11.6 kWh/house를 나타냈다. 동절기 동안의 피크 시간대인 6~9시, 19~22시 6시간 동안의 평균 급탕사용량은 14 kWh/house을 사용하는 것을 알 수 있었다.
(2) 11월부터 3월까지 동절기 기간 동안 요일별로 급탕사용량을 분석하면 월요일과 주말에 사용량이 많았으며, 하루 평균 급탕사용량은 8.7 kWh/(house·day)으로 나타났다. 화요일부터 금요일까지의 하루 평균 급탕사용량은 8.0 kWh/(house·day)으로 확인되었다. 급탕사용량이 주말에 많은 것은 세대수 인원이 다 같이 있어 취사를 위한 용도와 개인 물 사용량이 많기 때문이다.
(3) 11월부터 3월까지 동절기 기간 동안 평균 외기온도에 따른 급탕사용량과 열손실율을 분석한 결과, 급탕사용량은 평균 외기온도가 낮은 2월에 10.6 kWh/(house·day)로 가장 높았고, 열손실율은 5.1%로 확인되었다. 이와 비교하여 평균 외기온도가 높은 11월 급탕사용량은 7.0 kWh/(house·day)로 가장 적었고, 열손실율도 4.6%로 가장 적었다.
(4) 계절별 급탕사용량은 겨울(1월), 봄(4월), 가을(10월), 여름(7월) 순으로 사용량이 많은 것을 볼 수 있었고, 외기 온도가 낮을수록 급탕사용량이 증가하였다. 이 기간 동안의 열손실율은 평균 5.4~7.2%로 나타났다.
향후 연구에서는 거주자의 생활 패턴과 재실 인원, 사용자의 열사용 패턴에 대한 데이터의 확보, 그리고 이 요인들과 급탕사용량과의 상관성을 찾는 연구가 필요하다고 판단된다.

영어초록

In this study, consumption pattern and heat loss of hot water of a 84 m² floor area apartment located in the western region of Seoul using district heating as heat source were analyzed for winter season. Measurement systems for measuring temperatures and flow rates of hot water, indoor and ambient temperature and humidity, temperature and humidity of pipe shaft and heat fluxes of pipe shaft wall were installed and measurements were taken for a whole year from November, 2013 to October, 2014. Measurement results showed that hot water consumption was the highest between 6:00 and 9:00 in the morning and 19:00 and 22:00 in the evening. Average hot water consumption for five months (November-March) in winter season was 14 kWh/house during peak 6 hours, three hours in the morning and three hours in the evening. As a result of analyzing hot water consumption and heat loss rate according to average outdoor temperature in winter, hot water consumption in February was the highest at 15.5 kWh/house during peak 6 hours and heat loss rate was 5.1%. Hot water consumption in November was the lowest at 11.6 kWh/house during peak 6 hours and the heat loss rate was 4.6%.

참고자료

· 없음