| 2차년도 |
○실외기 일체형 공조기 개발 목표 정립, 환기·공조 제어 및 모드 전환용 알고리즘 개발 ○냉동사이클용 부품 설계 및 선정, 공조기 구조 및 케이싱 등 조립용 부품 상세설계
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○ 실외기 일체형 공조기 개발 목표 및 성능규격 정립- 기존 중소형 건물 용도(어린이집, 공공건물, 상가, 카페, 음식점 등)의 시스템에어컨 설치 문제점 도출- 시스템에어컨의 용량 및 냉난방 부하량 조사○ 실외기 일체형 공조기 성능 목표 정립 - 공조기 정격능력 (냉방) 9kW, (난방) 11kW를 위한 공급 풍량(CMH) 설정 - 공조기 환기풍량의 가변범위 설정(CMH)- 공조기 환기풍량에 따른 냉난방 현열교환효율 달성 목표 설정- KS C 9306 및 KS B 6879 표준에 적정한 성능 목표 설정○ 환기·공조 모드 전환 알고리즘 개발- 실내의 공기질(미세먼지, 온도, 습도, CO2)에 따른 9가지 운전 모드 설정- 실내 공기질을 고려한 자동 운전 알고리듬 개발○ 공조성능 최적화를 위한 기류해석- 공조기 내부 기류 분포를 확인하여 기내 정압이 최소가 되도록 기구물 배치확인 및 조정- 증발기와 응축기의 전면에 걸쳐 균등한 풍량이 통과하도록 기구 구성 및 배치 최적화 ○ 10가지 환기 및 공조 모드 동작을 위한 방향전환댐퍼, 풍량제어 댐퍼 등 부품 선정 및 제작- 기존의 곡선형 풍량제어 방식이 아닌 수동, 자동, 정비례 선형제어 방식의 풍량제어 및 기류차단 댐퍼- 스텝핑 모터를 이용한 회전 방식의 정비례 선형 풍량제어 및 기류차단 댐퍼- 댐퍼 길이 80mm, 댐퍼모터 토크 30%(4겹 날개 미닫이 방식)- 기존 댐퍼 대비 무게 25% 절감 가능한 방식으로 제작- 통신방식: RS 485, Modbus- 기존 댐퍼 대비 무게 25% 절감 가능한 방식으로 제작- PM2.5 99.97% 제거 HEPA 필터 검토- 항균, 바이러스 제거를 위한 UV-C 검토- 프리필터, 탈취필터, 미세분진필터가 일체화된 저정압 종합필터함 구성○ 실외기 일체형 공조기 구성품 정립- 열교환기, 케이싱, 팬 등 핵심부품- 감염병 교차 오염방지를 위한 PET 재질의 현열교환기- 유지관리를 고려, 세척 및 반영구적 사용이 가능한 PET 재질의 열교환기- 난방 현열교환효율 80% 이상, 냉방 현열교환효율 60% 이상 가능한 카운터 플로어 방식의 열교환기- 시스템 설치 및 부품교환, 유지 관리가 용이하며, 저소음 재료의 케이싱 설계- 냉방 및 난방의 효율성을 고려한 응축코일과 증발코일의 설계- 핫가스 바이패스용 밸브 및 모세관 선정- 인터 쿨러 열교환기 설계 및 팽창밸브 선정- 베이퍼 인젝션용 밸브 선정- 4-way 밸브 선정- 풍량제어가 가능한 저소음형 시로코 팬 적용○ 실외기 일체형 공조기 구성 및 설계- 급기부 (실내 급기, 실외 배기 방향전환 댐퍼, 배기댐퍼, 실내급기댐퍼) 구성 및 설계 - 흡기부 (실내 흡기, 실외 흡입 방향전환 댐퍼, 실외흡입댐퍼, 실내흡기댐퍼) 구성 및 설계 - 냉동부 (응축코일 및 증발코일, 컴퓨레셔, 인터 쿨러 열교환기, 팽창밸브 등) 구성 및 설계 - 열회수부 (카운터 플로어형 현열교환부, 풍량조절 댐퍼) 구성 및 설계
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 기존 히트펌프 및 환기 기술의 고도화 및 시험 데이터 확보- 히트펌프 냉난방방식과 환기방식을 혼합한 일체형으로 효율적인 냉방/ 난방과 제습/부분가습 및 환기 조절이 가능 - 모든 부속기기(팬, 압축기, 열 교환기, 습도/온도 제어장치, 풍량감지장치, 각종 댐퍼 장치 등)가 내장된 실외기가 없는 시스템으로 공간 절약 및 가로 미관 개선- 냉방기 코일 표면의 친수식 열교환방법으로 증발온도를 높이고 응축온도를 낮추는 효과로 기기의 COP 효율 향상- 수배관, 냉매 배관이 불필요하여 어디서나 쉽게 설치 가능하고 공사비 대폭 절감- 기존 제습기의 열기 배출, 운전 소음, 물받이, 실 공간 차지 등의 불편사항 해소- 환기설비에 적용할 경우 증발기의 냉각된 공기가 공급되므로 실내 냉방 부하 절감효과- 응축열로 수분을 증발시켜 실내로 유입하는 방식으로 급수관 불필요로 공사비 절감
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| 사회 경제적 파급효과 |
- 기술영역 확대, 산업영역 확대, 정부 R&D의 효율성 강화 - 관련기업의 기술개발을 통한 기업 활용도 제고- 상가 등 소규모 비주거용 건물의 제로에너지빌딩 보급에 기여- 환기 겸용 공조로 감염병 확산 위험 감소 가능 - 유치원, 노유자 시설, 지하층 건물, 환기 및 냉난방이 필요한 무창 건물 등에 활용 및 열회수 환기시스템으로 제로에너지건물 구축에 기여- 미세먼지 민감군(병원, 요양원 등)에 적용 확대- 최적 제어를 통한 유지관리비용 저감- 안전, 보건, 위생환경을 통한 건강하고 쾌적한 사회 구현 - 온도, 습도, 기류 제어를 통한 쾌적한 거주환경 구현- 감염병 확산위험 저감, 미세먼지 제어 등를 통한 건강한 환경 실현- 국가적인 건축물에너지 절감 정책에 기여
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| 활용방안 |
- 중소형 건물의 실외기 일체형 공조기 실용화 기술 개발에 활용- 어린이집, 보건소, 노유자 시설의 제로에너지화를 위한 기술에 활용- 제로에너지 달성을 위한 공공건물, 소형 업무용 건물에 활용- 감염병 등 대응을 위해 환기 및 공조가 필요한 상가용 건물(상가, 카페, 음식점, 실내체육시설, 병의원, 교회, 학원, 노래방 등)에 활용- 환기 및 냉난방이 필요한 무창 건물, 컨테이너 건물 등에 활용- 지하층 건물(상가, 카페, 음식점, 학원, 노래방 등) 밀폐된 거주공간에 활용
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