지역 냉난방 설계신재생 에너지 이용호텔, 백화점 냉난방 설계부하계산< 차 례 >Ⅰ. 개 요1. 열병합 발전의 정의 및 특징2. 흡수식 냉동기의 정의 및 특징3. 히트펌프의 정의 및 특징4. 미활용 에너지4.1 하천수 온도차 에너지 방식4.2 태양광발전 방식Ⅱ. 호텔·백화점 선정1. 호텔·백화점의 위치 및 건물 정보2. 호텔·백화점 선정 이유Ⅲ. 부하계산1. 냉방 및 난방부하의 산정기준2. 냉·난방부하 계산Ⅰ. 개 요1. 열병합 발전의 정의 및 특징열병합발전 시스템(Co-generation System)은 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 발생시키는 종합에너지 시스템(Total Energy System)으로 발전에 수반하여 발생하는 배열을 회수하여 이용하므로 에너지의 종합 열이용 효율을 높이는 것이 가능하기 때문 에 산업체, 주거용 건축물 등의 전력 및 열원으로서 주목받고 있다. 즉, 열병합발전 시스템은 산업체, 거물 등에 필요한 전기?열에너지를 보일러가동 및 외부 전력회사의 수전에 의존하지 않고 자체 발전시설을 이용하여 일차적으로 전력을 생산한 후 배출되는 열을 회수하여 이용하므로 기존 방식보다 30~40%의 에너지 절약효과를 거둘 수 있는 고효율 에너지 이용기술이다.최근 화력발전소에서의 발전효율은 약 40% 정도이고 이것을 송전하는 데 발생하는 손실을 감안하면 이용효율은 35% 정도이나, 열병합발전 시스템으로부터의 발전효율은 발전기 형식, 용량 등에 따라 차이는 있으나 25~40% 범위 내에 있다. 그리고 발전 시의 배열은 발전량보다 1.5~2배 정도 발생이 되며 이것을 유효에너지로 회수할 경우 총 효율은 75~90%까지 향상이 된다. 아래 그림은 가스엔진을 이용한 소형열병합발전 시스템의 계통도를 나타낸 것이다.2. 흡수식 냉동기의 정의 및 특징LiBr계 흡수식 시스템에서 냉방은 증발기에서 물(냉매)이 6.5mmH2O 정의 진공 압력 하에서 증발하고(포화온도 5oC), 증발된 냉매증기는 흡수기내의 LiBr 수용액에 의해 흡수되는 원리를 이용한다. 물 흡수기로 보내진다. 재생기에서 발생된 증기는 응축기에서 물로 응축되어 증발기로 보내져 실내기로 순환되는 냉수(chilled water)와의 열교환을 통하여 증발되고 이 과정에서 냉매의 증발잠열만큼의 열을 냉수로부터 빼앗아 냉수의 온도를 떨어뜨려 냉방이 가능하게 한다.3. 히트펌프의 정의 및 특징)열은 그 자신만으로는 온도가 낮은 곳에서 온도가 높은 곳으로 이동이 불가능하며, 열의 이동에는 반드시 일(Work)이 소요된다. (물)펌프가 물을 낮은 위치에서 높은 위치로 퍼올리는 기계라는 의미와 마찬가지로, 열펌프란 열을 온도가 낮은곳에서 온도가 높은곳으로 이동시킬 수 있는 장치를 의미한다. 사이클의 구성과 작동방법은 냉동기와 같으며 단지 저온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 냉동기, 고온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 열펌프(Heat Pump)가 되는 것이다.열펌프는 열을 흡수하고 방열하는 원리의 구분에 따라 압축식, 화학식, 흡수식, 흡착식 등으로 분류되며, 그중 가정용으로 많이 적용되는 형식은 압축식 열펌프이다. 이 압축식 열펌프는 에어콘이라 불리우는 냉방장치의 역사이클로 생각하면 된다. 즉 냉방전용의 에어콘은 실내에 설치된 실내기의 열교환기에서 열을 흡수하여 실외에 설치된 실외기의 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리이며, 열펌프는 반대로 실외기의 열교환기에서 열을 흡수하여 실내에 설치된 실내기의 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리다.압축식 열펌프 사이클의 기본적인 구성요소는 저온부 열교환기인 증발기, 압축기, 고온부 열교환기인 응축기, 팽창변의 4개 요소로 구분되며 작동유체인 냉매는 증발, 압축, 응축, 팽창의 변화를 계속하면서 순환한다. 저온저압의 습증기상태의 냉매는 증발기에서 증발되면서 주변에서 증발잠열을 흡수하며 증발된 저온저압의 건조포화증기상태의 냉매로 배출된다. 증발기에서 배출된 저온저압의 건조포화증기상태의 냉매는 압축기에서 단열압축하여 고온고압의 과열증기상태의 냉매로 되어 응축기로 유입된다.응축기로 유입된 고온고압의 과열증기상태의온저압의 습증기상태의 냉매로 증발기로 유입된다. 일반적으로 저온부 열교환기인 증발기는 실외에 설치되며, 고온부 열교환기인 응축기 실내에 설치된다. 저온부 증발기는 실외에 설치되어 주변에서 열을 흡수하게 되며(열원이라 하며 가정용으로는 공기가 일반적으로 많이 적용된다), 고온부 응축기는 실내에 설치되어 주변으로 열을 방출(히트싱크라 하며 공기가 일반적으로 많이 적용된다)하여 난방에 사용하게 된다.4. 미활용 에너지4.1 하천수 온도차 에너지 방식)온도차에너지(Temperature Difference Energy)란 기온과 약간의 온도가 있는 하천수, 해수, 하수처리수 등의 열을 열펌프(Heat Pump)로 회수해 냉난방, 급탕 등에 이용하는 경우를 지칭하고 있다.이들 온도차에너지는 다음과 같이 신재생에너지원으로서의 특징을 가지고 있다.○ 열수요가 많은 도시지역에서 풍부하게 얻을 수 있는 비고갈성 에너지자원이며, 그 활용이 도시환경에 생태학적으로 크게 영향을 미치지 않는다.○ 열을 얻을 때에 연료를 연소하지 않는 환경친화형 청정자원이다.○ 공공성 에너지 자원이다.○ 연구개발에 의해 에너지 자원 확보가 가능한 기술적 자원이다.○ 에너지원의 성질로 부터 자연계의 에너지를 이용하는 자연에너지이다.한편, 이들 온도차에너지는 지역 열공급용 열원, 공장·사업장 등의 열원, 자가소비용 냉난방·급탕용 열원, 온실재배·수산양식장용 열원, 도로 융설용열원 등 다양하게 이용되고 있다.이상과 같이 온도차에너지의 이용은 에너지의 97% 이상을 해외에 의존하고 있는 우리나라에 있어서, 국산에너지로서의 에너지공급구조의 다양화를 비롯한 에너지문제와 환경문제를 동시에 해결하는데 크게 기여할 수 있을 것이다.북유럽을 비롯한 일본 등에서는 열공급부문에서의 에너지이용 효율화를 도모하기 위해 온도차에너지를 적극 이용하고 있으며, 특히 일본의 경우 2010년 도입 목표량은 신에너지 도입목표량의 3%인 58만TOE이다. 온도차에너지는 저온이며, 오염부식성 열원수이기 때문에, 현재의 기술로는 그 사용에 많너지이용시스템은 기존의 냉난방시스템에 비해 에너지절약과 함께 도시 및 지구환경 개선 효과 등을 기대할 수 있다. 기존의 냉난방시스템에 비해 이산화탄소 발생량을 30~50% 정도 줄일 수 있고, 질소산화물의 생성을 35~65% 정도 줄일 수 있는 것으로 보고되고 있다 .그러나 온도차에너지를 실제 이용하는 데에는 열원과 수요지와의 배관설치비 등 초기투자비 증가에 따른 경제성 확보가 최대의 과제이다.따라서 온도차에너지 보급촉진을 꾀하기 위해서는 신재생에너지 일반보급사업과 같이 국가의 보조금 지원제도 마련이 절실히 필요하다. 일본에서는 온도차에너지가 신에너지의 종류로 지정되어 있는데, 그 이유는 온도차에너지가 신재생에너지와 같은 특성을 가지고 있기 때문으로 생각된다.우리나라도 온도차에너지를 신재생에너지의 종류로 지정하여 줄 것을 건의한다. 그 이유로는 첫째, 기존의 대체에너지로 지정되어 있는 지열등 재생에너지와 같은 성격이다.둘째, 기술적으로 실용화를 위해 개발중에 있으나, 경제성면에서 보급이 어려울 것으로 예상됨으로 향후 보급촉진을 위하여 필요하다.셋째, 신재생에너지원을 다양화함으로 2011년 신재생에너지 보급율 5% 달성이 용이하다. 넷째, 공공건물 신재생에너지이용 의무화에 따른 사용자로 하여금 신재생에너지원의 선택폭을 넓여줄 것이다.4.2 태양광 발전 방식⇒ 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 pn접합에 빛을 조사하면 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것1) 태양광 이용기술이란?(1) 태양광 발전은 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술ㆍ햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식(2) 태양광 발전시스템은 태양전지(solar cell)로 구성된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환장치로 구성됨2) 태양전지에 의한 발전원리(1) 태양전지 (solar cell, solar battery)ㆍ태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치로서, 태양광모듈은 여러 개의 태양전지로 구성되어 있으며 재료에 따라 결정질 실리콘, 비정질 실리콘, 화합물 반도체 등으로 분류한다. 이 중에서 현재 가장 많이 사용되고 있는 결정질 실리콘 태양전지의 원리는 다음과 같다. 태양전지는 전기적 성질이 다른 n형 반도체와 p형 반도체를 접합(이를 pn접합이라고 함)시켜놓은 것으로, pn접합은 접합부분에 전기장이 생겨 전자(electron)를 n형 반도체 쪽으로 끌어당기는 성질이 있다. 일반적으로 전자는 원자핵(nucleus)의 인력에 묶여있기 때문에, pn접합이 이루어졌다고 해서 무조건 전자가 이동하는 것은 아니다. 하지만 태양전지가 충분한 빛에너지를 받으면 고체 내부의 전자가 에너지를 받아 원자핵의 인력에서 벗어나 자유롭게 이동할 수 있는 자유전자(free electron)가 된다. 이를 광전효과(photoelectric effect)라고 하는데, 이렇게 원자핵의 구속에서 벗어난 자유전자는 pn접합의 원리에 따라 n형 반도체 쪽으로 이동하게 되고, 이 전자의 흐름이 곧 전류이다.Ⅱ. 호텔·백화점 선정1. 호텔·백화점의 위치 및 건물 정보1.1 건물 위치1.2 건물 정보건물명칭롯데월드 호텔대지위치서울 송파구잠실동 40-1건축면적6,147.85m²연면적95,611.39m²건물높이128.65m(지하3층 지상30층)주구조철골철근콘크리트구조주용도숙박시설건물명칭롯데월드백화점(A)대지위치서울 송파구잠실동 40-1건축면적7,364.36m²연면적112,550.86m²건물높이64.25m(지하1층 지상14층)주구조철골철근콘크리트구조주용도판매시설2. 호텔·백화점 선정 이유우리 조가 선정한 잠실 롯데호텔·백화점은 한강에서 약 1km 정도 떨어져 있는 곳에 위치하고 있기 때문에 미활용 에너지인 하천수의 온도차를 이용할 수가 있어서 초기 설계 조건에 부합한다. 하지만 추가적인 신재생에너지의 활용을 위하여 건물의 외벽과 옥상에 태양전지를 이용한 발전시스템을 설치한다고 가정하였다. 특히 건물 외벽에 설치하였다.
배의 종류 및 특징1. 쌍동선▷ 쌍동선 혹은 캐터머랜(Catamaran)▷ 배 두 개를 붙여서 갑판을 연결한 형태의 배▷ 안정성이 요구되는 고속 여객선 등에 널리 쓰임.2. SWATH▷ 넓은 의미에서 쌍동선▷ Small Waterplane Area Twin Hull Ship▷ ‘수선면적이 작은 두 개의 선채를 가진 배‘▷ 수선면적 감소 - 조파저항 감소3. 삼동선▷ 선체가 3개▷ 중심선체 + 양쪽 작은 보조선체▷ 동력 감소, 연료경제성 우수, 안정 성능 우수4. 쇄빙선▷ 남극과 같이 얼음으로 덮인 바다를 독자적으로 항해할 수 있는 배▷ 얼음을 깨서 수로를 만들어주는 유도 쇄빙선▷ 개별적인 활동을 하는 단독 쇄빙선▷ 길이와 폭의 비율 4대1 (일반 배 7~9대1)▷ 얼음 깨는 법 : 배의 무게를 이용하는 법, 빙하에 직접 부딪쳐 그 충격으로 깨는 법(두꺼울 때)5. 스텔스선▷ 스텔스기능 - 레이더망에 포착되지 않는 은폐기능, 레이더뿐만 아니라 적에게 들키지 않기 위한 모든 종류의 은폐기능▷ 열 감지 대비 - 차가운 공기와 배기가스 혼합, 디젤 잠수함처럼 배기가스를 수중으로 방출, 열기관에 바닷물을 이용한 냉각▷ 소리 없는 배 - 소음원은 프로펠러와 구동 시스템, 소음을 줄이기 위해 프로펠러에 날개 수를 늘리거나(날개 수가 증가할수록 소음이 감소하는 경향) *마스커 시스템 사용6. 호버크라프트▷ 배의 저항은 마찰저항과 조파저항▷ 배를 물위로 띄움으로써 물속에서의 마찰저항을 줄여 속도를 높임▷ **에어쿠션 이용7. 수중익선▷ 배를 띄우기 위해 날개를 직접사용▷ 고속 항주 시 선체는 물 밖으로 양쪽 날개만 침수, 침수표면적 감소-마찰저항 감소▷ 비슷한 개념의 활주정-날개를 배 바닥에 추가(유체동역학적 설계로 바닥이 날개역할)8. 위그선▷ 하늘을 날아다니는 배▷ 수중익선과 호버크라프트와는 달리 물에서 떨어져 날아다니는 배▷ 초고속 선박 설계 기술 + 항공 기술 = 최첨단 수송 장치▷ 비행기, 배 분류에서 논란▷ 1990년대 후반 국제해사기구(IMO) 고도 150m 이하로 움직이는 운송체는 배로 분류▷ 지면효과 이용 - 비행기와 지면 사이의 공간이 좁아지면 그 사이에 가두어진 공기가 일종의 에어쿠션 역할▷ 비행기보다 적은 연료에 빠른 속도로 대용량 화물을 운송▷ 높은 파도에 위협▷ 실용화 위해 꾸준히 연구되고 있음▷ 우리나라 2002년 120km 4인승 위그선 개발성공 - 배로 4시간 거리 40분만에 이동▷ 부산-제주 1시간 30분▷ 상용화 계획 - 2010년까지 대형 위그선 50척 건조 방침9. 항공 모함▷ 군함의 천적인 전투기를 운반하는 역할▷ 전투기 이착륙에 필요한 활주로 역할의 넓은 비행갑판▷ 이동 가능한 독자적 전투 기지 역할 수행▷ 미국 해군의 항공모함 - 80000~100000t , 70~90대의 전투기 탑재▷ 엄청난 운영비▷ 영국, 프랑스 - 30000t급 내외의 경항공모함 운용10. 순양함▷ 항공모함 호위▷ 8000t급 이상▷ 독자적 전투 능력과 충분한 군수품 적재▷ 현대 해군에서 가장 막강한 공격과 방어력을 갖춤▷ 미국과 러시아만이 보유11. 이지스함▷ 고성능 레이더와 슈퍼컴퓨터▷ 전투기와 미사일을 격추시킬 수 있는 방어용 무기 체계▷ 이지스 - 고대 그리스 신화의 아테나의 방패에서 따온 말▷ 적기 100대 동시 타깃 가능▷ 슈퍼컴퓨터 - 함정에 가장 근접한 적기나 미사일을 순신간에 골라낸 후 적절한 무기를 발사▷ 함정보호, 철벽의 대공 체계 구축 가능12. 구축함▷ 잠수함을 잡는 배▷ 3000~8000t▷ 대잠전 장비 외에 대공 장비 - 작은 순양함으로 발전
열병합 발전 설계1. 건물의 선정2. 건물의 부하계산3. 기기선정4. 경제성 평가5. 결론 및 고찰TITLEContents용도 : 사무실, 회의실, 세미나실 층수 : 지하1층~지상7층 구조 : 지하 RC(철근 콘크리트), 지상 SRC(철골 철근 콘크리트) 방향 : 정남향 선정이유 : 설계시 중앙식 냉난방 부수기기를 이용할 수 있음. 이에 열병합 발전시 절약되는 만큼의 비용으로 경제성 평가를 할수 있음.건물 각층 면적 및 부하량각 층별로 비공조공간을 제외한 모든 공간의 면적을 더하는 방식으로 면적계산1층 바닥 면적은 1058.42 [m²]건물 각층 면적 및 부하량면적냉방부하 [kcal/h]난방부하[kcal/h]7층445.06 [m²]40055.4[kcal/h]44506.0[kcal/h]6층462.54 [m²]41628.6[kcal/h]46254.0[kcal/h]5층539.7 [m²]48573[kcal/h]53970.0[kcal/h]4층593.09 [m²]53378.1[kcal/h]59309.0[kcal/h]3층978.77 [m²]88089.3[kcal/h]97877.0[kcal/h]2층708.54 [m²]63768.6[kcal/h]70854.0[kcal/h]1층1058.42 [m²]95257.8[kcal/h]105842.0[kcal/h]합계4786.12 [m² ]430750.8[kcal/h]478612.0[kcal/h]5.4 Mcal/m²xmonth (남부지역 사무용 건물) 5.4 Mcal/m²xmonth X 4786.12m² = 25,845.05 Mcal/month = 861,501.66 kcal/day = 3,618,307 kJ/day = 1,005.08 kw/day 1,005.08 kw/day X 365day = 366,856.12 kw삼성테크윈㈜주 발전기: 365kw x 3대 설치 산정 : 365kw x 3대 = 1095kw 가격 : 4억 x 3대 = 12억원현대공조㈜흡수식 냉동기(HTSN-150) 냉방부하가 130RT이므로 충분함 가격 : 7,000만원열교환기 (THL-3516WW-2B2) 산정: 500,000kcal/h = 150RT 난방부하가 144RT 가격 : 450만원한일펌프㈜기기명가격(만원)열병합 발전기120,000흡수식 냉동기7,000열 교환기450총합127,4501,274,500,000 원초기 투자 비용 : 기자재 가격(초기) – 정부 세제 혜택 = 1,274,500,000–162,450,000 = 1,112,050,000 원1,112,050,000 원보조금 비용 1. 1,274,500,000원 x 0.1 = 127,450,000 원 2. 30,000원/kw x 1095kw = 32,850,000원 최대 30,000,000 원 3. 5,000원/kw x 1095kw = 5,475,000원 최대 5,000,000 원보조금 항목 1.세액공제: 투자금액 10% 2.설치 지원금: 30,000원/kw (3천만원 한도) 3.설계 장려금: 5,000원/kw (5백만원 한도)28,618,920원열병합 발전시 사용되는 얻는 전력량 (1년 기준, 하루8시간 가동, 하계동계 기간동안) 1095kw x 8h/day x (75+90)day = 1,445,400kw 열병합 발전기의 전력효율이 33% 이기 때문에 476,982kw x 60원/kw = 28,618,920원1년간 얻을 수 있는 이익 = 1년동안 생산하는 전력량35년전력의 연평균 가격 증가율을 고려 복리로 계산문제점 지원제도 불안정으로 인한 경제성 불안정` →보급 활성화의 장애요인 해결책 초기 및 운전비에 대한 지원정책 열병합 발전용 가스요금 우대 적용 가스 및 전력회사 적극적인 마케팅 열병합 총괄 기능 강화를 위한 주관부서 기능 강화 기술력 향상을 위한 정부의 지원*{nameOfApplication=Show}
체성분 분석 결과 표준체중에 비해 10kg이 더 나가고 체지방이 19.3%로 다소 높게 나왔습니다. 따라서 웨이트 전에 어느 정도 유산소 운동을 하겠지만 따로 매일 공복에 30분정도 자전거를 타며 유산소 운동을 해서 우선 체지방를 줄이도록 노력할 것입니다.◎기본순서스트레칭(10분) - 웨이트(50분) - 유산소운동(30분) - 정리운동(10분)1) 대흉근, 삼두근 훈련 - 월, 목부위운 동 명휴식 시간12주(횟수*세트)복직근크런치1-1분 30초20*2레그레이즈사이드밴드12*3대흉근벤치프레스12*4인클라인프레스덤벨플라이12*3-4삼두근트라이셉스프라이다운12*4트라이셉스 익스텐션12*32) 광배근, 이두근 훈련 - 화, 금부위운 동 명휴식 시간12주(횟수*세트)광배근와이드그립 풀업1-1분30초10-12*3렛 풀다운10-12*4케이블 로우12*3이두근스탠딩 바벨컬12*4덤벨 컬프리쳐 컬12*3-43) 삼각근, 대퇴부 훈련 - 수, 토부위운동명휴식 시간12주(횟수*세트)복직근크런치1-1분 30초20*4레그레이즈복횡근사이드밴드12*3삼각근쇼울더 프레스 머신12*4비하인드 넥 프레스사이드 레터럴 레이즈12*3대퇴부스쿼트12*5래그익스텐션12*3레그 컬비복근카프레이즈◎아침미숫가루 1잔 + 우유 + 닭가슴살조림(미숫가루 5큰술은 고구마 ½개와 같은 비중으로 열량은 100kcal 정도 된다. 닭가슴살 조림을 할 때 설탕은 넣지 않는다)◎점심현미식빵 1개 + 닭날개 오븐구이 + 오이스틱 + 방울토마토 5개(가슴살보다 지방 함유량이 높은 닭날개를 오븐에 구울 때 표면에 버터를 살짝 발라주면 육질 사이사이에 있던 지방이 빠져나와서 부드럽고 고소한 맛을 살릴 수 있다.)