[열전달 프로젝트] 실내 오염물 농도 및 온도 변화 관찰

소개

열전달 프로젝트 상세설계 보고서로

사람이 생활하는 실내공간에서 오염도와 온도 변화를 관찰하였습니다.

오염도에 대한 방정식을 논문을 참고하여 개념설계를 하여

다양한 변수에 따라 변화를 관찰하고 EES를 통한 Anaylsis와

이에 더욱더 타당한 근거를 마련하기 위해

실험은 CO2센서를 통해 오염도를 측정하였습니다.

본 보고서는 실험 내용이 들어가지 않는 중간 상세설계 레포트입니다.

목차

□ 목 표
□ 실내 환기의 중요성
□ Assumption
□ Modeling
□ 지배 방정식
□ 기초 자료 조사
□ 지배방정식 풀이 : Laplace Transform
□ Analysis

본문내용

□ 목 표
o 실내 오염물 농도와 온도의 변화를 해석적 방법(EES)와 실험적 방법으로 관찰하여 사람이 불쾌감을 느끼지 않은 오염농도와 온도를 유지하기 위한 시스템 설계(팬, 창문 등)
□ 실내 환기의 중요성
o 현대 도시사회에서 에너지 절약을 위해 공동주택의 기밀도를 증가시킴에 따라 환기량은 감소되고 있다. 이에 따라 실내공기질은 더욱 악화되었다.
o 이러한 환기량의 감소는 어린이와 어른 모두에게서 알레르기성 질환과 천식과 같은 질병을 증가시켰다.
o 실내오염으로 인한 빌딩증후군(Sick Building Syndrome)의 증가는 실내외에서 발생되는 가스상과 입자상 오염물질이 원인이다.
□ Assumption
o 비정상상태 유동
o 제어체적 내에서 균일한 물성치, 비압축성 유동
o 단위 시간당 일정한 오염물질 (kg/s)을 입ㆍ배출
o 오염원은 이산화탄소 CO2만 고려
* 이산화탄소의 농도가 증가한다는 것은 외부의 공기가 유입되지 않아 실내의 공기와 외부의 공기간의 교류가 이루어지지 않는다는 것. 이산화탄소의 농도의 측정으로서 내부에서 발생되거나 체류된다고 예상할 수 있는 각종 오염물질들을 예측할 수 있는 척도가 된다.
□ Modeling
□ 지배 방정식
o 오염 농도 지배방정식
o 온도 지배방정식
- V : 체적(m3)
- V_dot : 체적 유량 (m3/s)
- C : 오염 농도(이산화탄소 농도, in : 실내, out : 실외) (kg/m3)
- S : 오염물 발생량(사람이 배출하는 이산화탄소 농도) (kg/s)
- : 팬 효율
- Q : 열손실량 (W)
- G : 내부 열발생량(사람 자연대류에 의한 열손실량) (W)
- n : 사람 수
□ 기초 자료 조사
o 시간당 사람이 배출하는 CO2농도 Korea Triathon Service : http://kts.pe.kr/
- 안정시 평균 산소소비량은 3.5 ㎖/kgmin(분당 체중 1 ㎏당 산소소비량)
- (이산화탄소배출량 / 산소소비량) = 0.8
- 60kg의 사람의 시간당 이산화탄소 배출량은
3.5 ㎖/kgmin × 60min/h × 60kg × 0.8 = 10,080㎖/h = 10.08L/h
- 22.4L에서 1몰의 CO2 분자량 44g을 이용해 배출량의 단위를 kg/h로 바꾼다.
44g : 22.4L = X : 10.08L
X = 19.8g
- 시간당 사람이 배출하는 CO2농도는 0.0198kg/h가 된다.
o 한반도 대기중 CO2농도 : 390ppm (Parts Per million)
- 390ppm = 0.39 kg/m3
o 사람이 불쾌감을 느끼는 CO2농도

참고자료

· 없음