본 논문에서는 동·하계에 사용되는 공조시스템들에 대한 이산화탄소 배출량 을 분석하기 위하여 시스템의 COP 변화, 발전효율 변화, 송배전효율 변화 및 발전원별 변화에 대한 시뮬레이션을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 본 연구에서는 사용된 식과 포트란 프로그램을 검증하기 위하여 에너지경 제연구원에서 제시한 한전 전체소비전력에 대한 이산화탄소배출량과 비교하였 다. 시뮬레이션에서 얻은 이산화탄소 배출량이 에너지경제연구원에 제시한 배 출량보다 1.1× 109 kg정도 적게 나타났고, 90%이상 정확도를 보였다.
2. COP의 변화량이 -0.4에서 +0.4까지 계속 증가할수록 이산화탄소 배출량의 차이가 감소하고 전력공조시스템의 COP가 0.2정도만 향상되어도 캡슐형과 슬 러리형은 이산화탄소 배출량이 일반 에어컨보다 낮게 배출된다.
3. 송배전효율과 발전효율이 최대 4%증가할 때 하계 축열식 전력공조시스템 은 0.01 kg ∼ 0.03 kg정도 감소하고, 하계 비축열식 전력공조시스템은 0.01 kg ∼ 0.04 kg정도 증가한다. 또한, 동계 축열식 공조시스템은 최대 4%정도 증 가하면 이산화탄소 배출량은 3 ∼ 4%정도 감소하고, 비축열식 공조시스템은 변화가 없다. 관외착빙형은 일반 에어컨보다 송배전효율이 4% 증가시에 이산 화탄소 배출량은 0.075 kg이고, 축열식 보일러는 송배전효율의 변화가 없을때 와 송배전효율이 4% 증가시 모두 이산화탄소 배출량이 0.6 kg에서 0.88 kg 정 도 많이 배출된다.
4. 발전원별 구성비가 변할 때 이산화탄소 배출량은 축열식 전력공조시스템인 관외착빙형이 비축열식 전력공조시스템인 일반 에어컨보다 많고 다른 축열식 전력공조시스템인 캡슐형과 슬러리형은 이산화탄소 배출량이 적다
5. 단위 변화에 따른 분석에서 전력공조시스템의 COP 변화가 이산화탄소 배 출특성에 가장 큰 영향을 미치는 것을 알수 있었다. 상대적으로 송배전효율에 따른 영향은 낮다. 또한, 축열식 전력공조시스템인 캡슐형은 모든 경우에 대하 여 비축열식 전력공조시스템보다 이산화탄소 배출량이 낮다.
6. 동·하계 공조시스템의 조합운전에 따른 이산화탄소 배출량 분석은 송배전 효율이 최대 4% 증가하면 2% 감소하고, 발전효율이 최대 4% 증가하면 최대 3% 감소한다.
Reference
1. J. Jones, 1996, "Modeling of an ice-on-coil thermal energy storage system", SOURCE Energy Conversion & Management , Vol.37 No.10, October 1996
2. M. Krarti, 2001, "Evaluation of an Internal Melt Ice-on-Coil Storage Tank During Partial Charging and Discharging Cycles", ASHRAE
Trans. 2001
3. K. Kasza, 2000, "A Method for Measuring Ice Slurry Particle Agglomeration in Storage Tanks ", ASHRAE Trans. 2000
4. K. Hayashi, 1999, "Ice Slurry Cooling Research: Storage Tank Ice Agglomeration and Extraction", ASHRAE Trans. 1999
5. Y. Zhang, 2000, "Dynamic Modeling of Encapsulated Ice Tank for HVAC System Simulation", HVAC&R Research Vol. 6, No. 3, July 2000
6. 한화진, 오소영, 1999, “지구온난화가스 저감대책 동향분석 및 국내 대응방 안 연구 - 수송부문 중심으로”, 한국환경정책·평가연구원
7. 강상인, 김태완, 1998, “기후변화협약 대응을 위한 국내산업 체질 개선방안-제조업 이산화탄소원단위 분석을 중심으로”, 한국환경정책·평가연구원 8. IPCC, 1996, "Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas
Inventories."
9. 한국전력공사, 2000, “한국전력공사 2000년 통계자료”
10. 트윈에너지(주), 2001, “축냉식 냉방설비 실증시험 결과보고서”
11. 정유택, 장영근, 김석현, 2001, “증발기가 축냉조에 내장된 소형 빙축열시스 템의 열성능 에 관한 연구”, 대한설비공학회 2001 하계학술발표회 논문집
pp. 1198∼1202
12. 에너지경제연구원, 2000, “에너지경제연구원 2000년 통계자료”
Abstract
A study on environment characteristics of the TE capsule type thermal storage
by Youtaek, Jung
Dept. of Mechanical Engineering Graduate School,
Kookmin University Seoul, Korea
(Advisor : Professor Sukhyun, Kim Ph.D)
Simulations were carried out to investigate the characteristics of carbon dioxide emissions for an electric powered air conditioning system.
In the study, carbon dioxide emissions were decreased 11∼13% by a system COP variation. Supply efficiency and power efficiency increased 4%, then air conditioning system decreased between 0.01 kg and 0.03 kg. In case of carbon dioxide emissions were increased 2∼6% and were decreased 2∼
5% nighttime by supply efficiency variation and power efficiency variation.
Carbon dioxide emissions with power efficiency variation was decreased of 5% compared with supply efficiency variation. In case of air conditioning system and heating system, supply efficiency and power efficiency increased 4%, then air conditioning system decreased between 2% and 3%