생활속의 환경제어 중 온수온돌 바닥복사 난방시스템의 제어방법

소개글

생활속의 환경제어 중 온수온돌 바닥복사 난방시스템의 제어방법에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서 론
2. 제어방법 고찰 및 제어인자의 분류
2.1 제어방법 고찰
2.2 제어인자의 분류
3. 제어방법별 특성과 적용성 평가
3.1 제어방법별 특성
3.2 제어방법의 장단점 비교
3.3 제어방법의 적용성 평가

본문내용

온수온도는 외기보상+개폐식 뱅뱅제어와 동일하게 설정하여 제어하지만 존별 제어에 개폐식 뱅뱅제어 대신 펄스제어를 적용하는 방법이다.
(4) 플럭스 조절
MacCluer(1989)가 제안한 방법으로 온수가 계속적으로 흐르는 가운데 일정한 출력의 보일러(전기 보일러에 해당)를 가동/정지시키는 방식으로 펄스 편차와 주기로 보일러 가동시간비율을 펄스 조절하는 방식이다.
3.2 제어방법의 장단점 비교
(1) 온수온도 제어방법
① 외기보상제어
시간지연(time lag)으로 인해 실온 변동폭이 커지는 등 반응속도가 느린 온수온돌 난방시스템에서는 효과적이지만 오픈루프(open loop)제어이므로 실제 적용시 완전한 제어가 어렵다.
② 실온피드백 외기보상제어
오픈루프제언인 외기보상제어의 단점을 보완할 수 있지만 복합존에 적용할 경우에는 고가의 혼합밸브를 설치하여야 하므로 비경제적이다.
(2) 온수유량 제어방법
① 변유량 제어
밸브 특성상 저발열대에서는 정밀한 제어가 어려우며 공급온수온도가 높게 설정된 경우 이러한 문제점이 심화되므로 실제 적용이 불가능할 것으로 판단된다. 이러한 이유로 온수온돌에는 외국의 경우 적용된 사례가 없다.
② 개폐식 뱅뱅제어
개폐식 뱅뱅제어는 밸브 개방시 100% 열량이 공급되고 밸브 폐쇄시 열량 차장으로 실온의 오버슈팅(over shooting)이 커져서 제어성능이 떨어지지만 시스템이 간단하고 설치비가 저렴한 장점 때문에 많이 적용되고 있다(Twintran, 1989).
③ 개폐식 펄스제어
개폐식 밸브를 사용하여 뱅뱅제어의 단점인 오버슈팅을 줄이는 방식이다.
(3) 온수온도와 유량 동시 제어방법
① 외기보상+개폐식 뱅뱅제어
모든 존에 고가의 혼합밸브(mixing valve)를 설치하는 실온피드백 외기보상제어를 실시할 경우 초기투자비가 증가하므로 복합존 제어에 보편적으로 적용되는 방법이다.
② 외기보상+개폐식 펄스제어
복합존에서 존별 부하차이가 클수록 부하가 가장 큰 존을 제외한 다른 존은 상대적으로 필요 이상으로 온수온도가 높아 존별 개폐식 뱅뱅제어에서는 오버슈팅이 발생하므로 이러한 단점을 해소할 수 있다.
(4) 플럭스 조절방법
보일러와 연동시킬 수 있는 간단한 원형 실온조절기(round thermostat)만 필요하므로 시스템이 간단하지만 복합존에 대한 제어가 없는 것이 단점이다.
3.3 제어방법의 적용성 평가
지금까지 검토된 제어방법들에 대해 온도유지, 시스템 구성의 복잡성, 초기투자비, 시공 및 유지 관리성 등을 국내 공동주택에 대해 평가하면 Table 10과 같이 요약될 수 있다.
(1) 온수온도 제어방법
외기보상제어는 오픈루프로 실제 적용은 불가능하지만 기존 간헐난방 운전방식에서 외기온에 따라 온수온도를 중앙에서 조절하여 공급할 경우 실온변동폭 등을 줄일 수 있다. 실온피드백 외기보상 제어방법은 부하가 다른 존(세대 혹은 단위공간)별로 혼합밸브가 필요하므로 국내 공동주택에 적용하는 것은 설치공간을 많이 차지하고 경제성이 떨어지므로 설치공간이 충분하고 분양가가 높은 고급형 공동주택을 중심으로 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
(2) 변유량 제어방법
변유량 제어는 온수온돌 난방에서는 적용하기 어려우므로 현재 국내에서 기존에 적용되고 있는 개폐식 뱅뱅제어를 적용하는 것이 바람직하다. 그러나 실온변동폭 등을 줄이기 위해서는 단순한 개폐식 뱅뱅제어보다는 개폐식 펄스제어를 향후 적용하도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 유량제어는 반드시 외기보상에 의한 온수온도제어와 결합시켜 실온 변동폭을 줄일 수 있도록 하는 것이 좋다.
그러므로 향후 개별난방 방식에서도 외기온에 따라 온수온도를 조절할 수 있도록 하고 세대내 난방헤더에도 각 방별로 개폐식 밸브를 설치하여 제어성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.
(3) 온수온도와 유량 동시 제어방법
외기보상+개폐식 뱅뱅제어는 현재 국내 공동주택의 경우 적용되고 있지만 외기보상율의 미세조정과정 없이 임의로 외기보상율을 설정하여 운전하고 있으므로 향후 이에 대한 국내 지역, 향, 건물구조체별 외기보상율이 적적값 설정작업이 필요할 것이다. 그러나 뱅뱅제어는 실온변동폭이 크므로 현재 지역난방 세대별로 적용된 개폐식 뱅뱅제어보다는 개폐식 펄스제어를 적용하는 것이 바람직할 것이다.
(4) 플럭스 조절방법
복합존에 대한 적용방법이 없으므로 지역난방에는 현재로서 적용이 불가능하지만, 축열효과가 없는 일정한 출력의 보일러를 사용하고 정밀한 제어기를 이용할 경우 경제적으로 개별난방세대에 적용할 수 있을 것이다.

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