태양열 온수기 실증실험을 위해 일일교반식, 일일배수식, 단기간시험, 연속배수시 험 등 총 4가지의 실험 루틴을 실행하였다. 표 2에서는 각 실험별 시수제어, 배수 제어, 순환펌프의 제어 프로그램을 나타내었다.
구분 시수제어변,배수제어변 순환제어변,순환펌프
연속배수실 험
각 시간별 배수개시시각 입력(on 작동)
각 배수별 배수량 입력(off작동)
작동 시간 입력(오전 6:30,오 후 6:30)
off입력(시간또는 Tin=Tout)
일 일 시 험
효율(교
반식)시수(저탕조 충진)후 수동 off
작동 시간 입력(오전 8:30,오 후 4:30)
off입력(시간또는 Tin=Tout) 효율(배
수식)
작동 시간 입력(오후 4:30) off입력(Tout-Tin≤2℃)
수동 off
보온성
능 시수(저탕조 충진)후 수동 off
작동시간입력(21:00～06:00까지 3시간 간격으로 입력)
off입력(시간또는 Tin=Tout) 급탕사
용
작동 시간 입력(anytime) off입력(Tout-Tin≤0℃)
수동 off
Table2.2Enterthecontrolprogram foreachtest
(1) 실증 실험 루틴
▣ 연속 배수 실험
① 연속배수 실험 개괄
- 온수기의 설계에너지부하는 60리터/인.일을 기준으로 급탕온도 45℃~50℃
로 적용함. 여기서는 급탕온도부하가 미지수이므로 용량부하만을 취한다. 용량부하 는 저탕조의 유효용량을 취함.
- 시수온도는 (시수온도-외기온도)가 5~15도 이내일 것을 추천한다. 단 이 경 우 완전배수일 경우를 가정하여 저탕조내부에 채워지는 시수온도일 경우를 뜻함.
- 따라서 아침 8시 30분경(해뜨기 전 시각) 교반하여 저탕조 내부온도를 측 정하고, 일일 배수 완료 후 교반하여 저탕조 내부온도를 측정하여 잔여열량을 산출 한다.
- 이 실험을 7일 간격으로 계속하고, 7일 이후 저탕조의 물을 완전배수한 후, 새로 채운다.
- 스캔 인터벌은 10초로 한다.
- 배수유량은 10리터/분으로 유지한다.
*** 연속배수실험의 데이터는 월별, 계절별 온수기 성능평가에 사용할 수 있다.
배수 시간 배수율(%) 비고
오전 7시 15
아침 30%
오전 8시 15
오전 11시 10
점심 20%
오후 1시 10
오후 3시 12.5
저녁 50%
오후 4시 12.5
오후 5시 12.5
오후 6시 12.5
Table2.3Drainagetimeanddischargerate
**배수율은 호주기준 참조.
② 연속배수 실험 방법
- 제 1일 : 저탕조에 시수를 시수기준(시수온도-대기온도<5~15℃)에 맞추어 채우고, 1일간 그대로 방치한다.
- 제 2일~제 6일 :
ⅰ-매일 오전 6시 30분 경, 교반한다.
ii-정해진 배수패턴에 따라 배수한다.(시수순간유량은 매분 10리터±2리터 로 맞춘다)
iii-오후 6시 30분 경, 교반한다.
- 제 7일 : 2의 i, ii와 동일하게 측정하고,
iii-오후 6시부터 배수를 개시하여 배수온도가 시수온도보다 약 2℃가 된 시점까지 배수한다.
- 측정값 및 측정간격 : 10
▣ 일일시험
① 일일시험 개괄
- 효율성능 시험은 교반식과, 배수식(급탕온도-시수온도<2℃가 될 때까지 배 수)을 1회씩 수행하여 비교한다.
- 보온성능 시험 - 급탕사용성능시험
② 일일시험 실험 개괄
- 오전 8시(태양시 기준)까지 저탕조의 용수를 완전배수한 후, 시수온도기준 에 따라 시수하여 저탕조를 채운 후, 교반한다.
- 배수없이 오후 4시(태양시 기준)까지 노출한다.
- 교반식의 경우 오후 4시(태양시 기준)를 기하여 집열면을 차폐하거나, 열매 체의 이송을 차단한 후, 교반한다.
- 배수식의 경우 오후 4시(태양시 기준)를 기하여 집열면을 차폐하거나, 열매 체의 이송을 차단한 후, 순간유량 10리터/분±2 으로 시수하면서 배수를 개시하여, 배수온도-시수온도<2℃가 될 때까지 배수한다.(급탕사용성능에 대한 데이터는 이 때 얻어진다.)
- 보온성능 시험의 경우, 교반식으로 시험을 완료한 후, 저녁 9시 이후 익일 아침 6시까지 3시간 간격으로 교반한다.
▣ 단기간 시험
- 혹서기 혹한기를 택하여, 3일~5일 용수 및 열매체를 충진한 상태로 배수없 이 노출시킨 후, 열충격 및, 장기 열적성능 변화를 살펴본다.
- 3일~5일 노출한 후, 완전배수실험과 동일한 방법으로 실험한다.
▣ 공동 체크 포인트
- 저탕조 유량 및 열매체 충진 유량 등은 시험체 반입 시에 저울로 무게를 달아 그 값을 구한다.
- 시험체의 사양(사용설명서 및 사양서, 상세 도면)을 첨부한다.
- 배수개시 시(시수 시)의 전동변 작동은 시간으로 제어하며, 재수 종료 시의 전동변 작동은 적산유량으로 제어한다.
- 시수온도 변화는 매일 배수 시 가능한 한 일정하도록 제어한다.
(2) 태양열 온수기 성능시험 알고리즘
■ 일일시험 - 교반식
1일차 : 실험을 수행하기 위하여 시작버튼을 클릭한 후 측정개시
2일차 : 06시 30분 ~ 50분까지 배수(용량 2배 배수 후 배수-시수≤2oC 온 도제어)
08시 30분 ~ 50분까지 교반
15시 40분 ~ 16시까지 집열면 차폐 경고메세지/경고음
16시 00분 ~ 20분까지 교반
21시 00분 ~ 20분까지 교반
3일차 : 보온성능시험 루틴 수행
00시 00분 ~ 20분까지 교반
03시 00분 ~ 20분까지 교반
05시 00분 ~ 20분까지 교반
05시 30분 실험종료
일일시험 교반식 실험시작
2일차 6:30 배수개시
탱크용량의 2배 배수-시수≤2oC
6:50 배수종료
8:30 교반개시
8:50 교반종료
15:40 집열면차폐 경고메세지/경고음
16:00 교반개시
16:20 교반종료
21:20 교반종료
3일차 보온성능시험 루틴 개시
00:00 교반개시
00:20 교반종료
03:00 교반개시
03:20 교반종료
05:00 교반개시
05:20 교반종료
■ 일일시험 - 배수식
1일차 : 실험을 수행하기 위하여 시작버튼을 클릭한 후 측정개시
2일차 : 06시 20분 ~ 50분까지 배수
(용량의 2배만큼 배수 한 후 배수-시수≤2oC 온도 제어에 의해서 정지)
08시 00분 ~ 30분까지 교반
15시 40분 ~ 16시까지 집열면 차폐 경고메세지/경고음
16시 30분부터 용량의 2배만큼 배수 한 후 배수-시수≤2oC 온도제 어에 의하여 배수정지 (1시간안에 배수가 종료되면 실험종료)
18시에 배수가 완전종료가 되었는지 확인 후 배수가 종료되지 않 으면 강제종료
일일시험 배수식 실험시작
2일차 6:20 배수개시
탱크용량의 2배 배수-시수≤2
oC
6:50 배수종료
8:00 교반개시
8:30 교반종료
15:40 집열면차폐 경고메세지/경고음
16:30 배수개시
탱크용량의 2배 배수-시수≤2
oC
18:00 배수강제종료
■ 단기간시험
1일차 - 4일차 계속 노출 및 측정
5일차 :
00시 00분 ~ 20분까지 교반
03시 00분 ~ 20분까지 교반
05시 00분 ~ 20분까지 교반
05시 30분에 실험종료
단기간시험 시작
2일차 노출
3일차 노출
4일차 노출
5일차
00:00 교반개시
00:20 교반종료 1일차 노출
03:00 교반개시
03:20 교반종료
05:00 교반개시
■ 연속배수시험
1일차 : 시수 후 노출
2,3,4,5,6일차
06시 30분 ~ 50분까지 교반 07시부터 15% 배수
08시부터 15% 배수 11시부터 10% 배수 13시부터 10% 배수 15시부터 12.5% 배수 16시부터 12.5% 배수 17시부터 12.5% 배수 18시부터 12.5% 배수
7일차
17시까지는 용량의 2배, 배수-시수≤2oC 온도제어에 의하여 배수 18시 00분부터 배수 (1시간안에 배수가 종료되면 실험종료)
20시에 배수가 완전종료가 되었는지 확인후 배수가 종료되지 않은 게 있으면 강제종료
배수 시간 패턴 배수율(%)패턴 비고
오전 7시 15
아침 30%
오전 8시 15
오전 11시 10
점심 20%
오후 1시 10
오후 3시 12.5
저녁 50%
오후 4시 12.5
오후 5시 12.5
오후 6시 12.5
Drainagetimeanddischargerate