R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C116268-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 지중 다중이용시설 공기질 및 에너지성능 향상을 위한 제습증발냉각 기반 전외기 공조시스템 상용화 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-06-27 ~ 2019-04-27 | |||||
| 연구책임자 | 정재원 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
12명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 365,000,000 원 기업 : 122,000,000 원 계 : 487,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 880,000,000 원 기업 : 302,000,000 원 계 : 1,182,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한양대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
- 지중 다중이용시설의 실내 공기질 및 쾌적도를 극대화 하면서도 기존 공조시스템 대비 에너지 절감 및 탄소배출 저감이 가능한 제습 증발냉각 기반 전외기 공조시스템의 실용화를 시스템 프로토타입 개발, 패키지 유닛 시제품 제작, 테스트베드 적용 및 목표성능 실증의 총 3단계 연구과정을 통해 완료하고 기술이전을 통한 상용화를 추진 (TRL 5-7 단계). - 본 연구는 총 3년(34개월)간 수행될 예정이며, 1차년도 지하 다중이용시설에 적용가능한 제습증발냉각 기반 전외기공조시스템 프로토타입 개발, 2차년도 패키지 유닛 시제품 제작 및 목표성능 검증, 3차년도 테스트베드 적용을 통한 실용화 가능성 실증 및 기술이전을 통한 상용화 추진을 수행함. [최종목표] 지하 다중이용시설의 실내 공기질 및 쾌적도를 극대화 할 수 있는 저에너지 친환경 제습 증발냉각 기반 전외기 공조시스템의 실용화 기술 개발 (1) Non-vapour compression 냉각기술에 기반한 전외기 공조시스템의 지하 다중이용시설 적용을 위한 상용화 기술 확보. (2) 외기만을 이용해 지하 다중이용시설에 공조 및 환기를 공급함으로써 기존 대비 30% 이상 향상된 실내 공기질 및 쾌적도 달성. (3) 전외기 공조시스템 적용을 통해 지하 다중이용시설 내에서의 실간 교차오염 문제 90% 이상 해소. (4) 지역열원 및 분산형 열병합시스템, 폐열회수, 지중열 및 지하침출수 등을 활용한 친환경 열원기술의 적용을 통해 기존 대비 30% 이상의 1차 에너지 절감과 탄소배출 저감 달성. (5) 액체식 제습 및 증발냉각기술을 활용하여 냉방 시 높은 GWP를 가진 기존 냉매사용량 50% 절감 달성. [연구내용 및 범위] (1) 연구내용 - 액체식 제습시스템과 증발냉각 시스템이 결합된 지하 다중이용시설을 위한 차세대 공조시스템 프로토타입 개발. - 외기만을 이용하여 실내 환경을 제어하는 전외기 공조시스템 적용을 통해 지중 다중이용시설 내에서의 교차오염 해소 및 충분한 환기량 확보를 통한 실내공기질 부족문제 해소 실증. - 지중 다중이용시설 차세대 전외기 공조시스템 패키지 유닛 시제품 제작 및 인공기후실험 챔버를 이용한 목표성능 실증. - 테스트베드 적용 및 장단기 운전을 통한 상용화 가능성 실증. (2) 연구범위 - 지중 다중이용시설 공조를 위한 차세대 전외기 공조시스템 프로토타입 도출. - 급기풍량 1000m3/h의 차세대 전외기 공조시스템 패키지 유닛 시제품 제작 및 공인 시험기관 목표성능 검증을 통한 공인시험성적서 확보. - 지중 다중이용시설 내 실간 교차오염 문제 90% 이상 해소. - 기존 공조시스템 대비 30% 이상 향상된 실내 공기질 및 쾌적도 달성과 30% 이상 향상된 1차 에너지 절감과 탄소배출 저감 달성. - 제습 및 증발냉각기술을 활용하여 기존 냉매사용량 절감율 50% 이상 달성 (3) 기술개발 성숙도 - 연구 착수단계인 1차년도 연구의 최종성과물은 지중 다중이용시설 공조를 위한 차세대 전외기 공조시스템의 프로토타입을 개발 단계에 있으며 시제품 개발 단계에 해당하는 TRL 5로 유사환경 시험 단계로 볼 수 있음. 이는 현재 제습증발냉각 전외기 공조시스템에 대한 이론연구 및 기초실험 검증단계에 해되는 TRL 1-4단계의 기술개발이 실험실 수준에서 완료되어 국내 특허등록이 완료된 상태이기 때문임. 또한, 시스템 설계 및 주요 구성요소의 제작기술이 선행연구를 통해 확보되어 프로토타입 설계 및 제작 관련 연구를 수행할 수 있는 수준임. - 2차년도 연구의 최종성과물인 차세대 전외기 공조시스템의 목표성능을 실증하기 위한 패키지 유닛 시제품 개발은 TRL 6의 유사환경 기술시범 단계임. 본 시제품은 프로토타입 개발 이후 목표성능 실증을 위해 실제 적용 가능한 수준인 1000m3/h 용량으로 제작되며, 다양한 지중 다중이용시설 내부 공간과 유사하게 모사할 수 있는 인공기후챔버를 이용하여 시제품의 성능을 테스트함으로써 제안된 시스템의 목표 성능 및 신뢰도 검증을 수행함. - 3차년도 연구는 실제 지중 시설을 테스트베드로 하여 2차년도에서 개발된 차세대 전외기 공조시스템 시제품을 설치한 후 장단기 운전성능 모니터링을 통해 제안된 시스템의 실용화 가능성을 실증하는 TRL 7 단계의 연구로써 실제환경 시작품 데모 단계임. 장단기 운전을 통해 실제 운전데이터를 분석하여 실용화를 위한 추가적인 개선점을 도출한 후 제안된 시스템을 수정 보완 하여 상용화를 위한 핵심 준비를 완료함. 참여기업 및 수요기업을 대상으로 기술이전을 완료하여, 본 연구의 종료 후 신속히 TRL 8-9 단계로 진행될 수 있는 기반을 마련함. |
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| 색인어 | 한글 | 지중 다중이용시설 | 액체식 제습시스템 | 증발 냉각시스템 | 신재생 에너지시스템 | 실내공기질 |
| 영문 | Underground multiplex facility | Liquid desiccant system | Evaporative cooling system | Renewable energy system | Indoor air quality | |
| 최종보고서 | 02. 최종보고서_한양대학교 산학협력단_정재원교수.pdf | |||||