대학시설 에너지 절약

대학시설과 에너지 다소비

대학시설 에너지 절약은 복합 용도 건물군의 에너지 소요량을 줄이는 체계적 관리다.

연면적이 크고 실험실, 도서관, 강의실, 기숙사가 섞여 에너지 다소비 건물군으로 분류된다.

공조설비의 구성

공조설비는 열원, 반송, 공기조화기, 자동제어의 네 부분으로 구성된다.

절약의 원리는 공조 부하를 줄이고, 기기 효율을 높이고, 운전을 실제 부하에 맞추는 것이다.

공조부하는 공기의 질량유량과 입출구 엔탈피 차로 정해진다.

식에서 Q는 공조부하(kW), m은 질량유량(kg/s)이다.

이코노마이저 시스템

이코노마이저시스템은 중간기나 동계에 실내 엔탈피보다 낮은 외기를 도입하는 방식이다.

외기 냉방이 가능한 조건에서는 냉동기 운전을 줄여 냉방부하를 낮출 수 있다.

부분부하 제어

부분부하 구간에서 효율이 떨어지는 것을 막는 대표 방법은 두 가지다.

대수분할운전은 기기를 여러 대 두고 부하에 따라 조합하여 운전하는 방식이다.

비례제어운전은 목표값과의 편차에 비례해 밸브, 댐퍼, 인버터 주파수를 조절한다.

실별·계통별 온도조절로 공실 시간의 불필요한 공조도 막는다.

송풍기 동력 계산

가상의 연면적 12,000㎡ 강의동에서 VAV 송풍기의 절감량을 계산해 본다.

송풍기 동력은 풍량의 세제곱에 비례한다. 풍량이 50%면 동력은 0.125배가 된다.

설계 출력 45 kW가 5.6 kW로 줄어 감축 구간 6시간 동안 하루 236.4 kWh를 아낀다.

이 값은 상사법칙에 따른 이론값이다. 실제 절감은 최소 외기량 확보 조건에 따라 달라진다.

헷갈리는 점과 감점 포인트

가장 흔한 실수는 대학 건물을 일반 사무실 건물과 같은 방식으로 설계하는 것이다.

용량을 최대 부하로만 잡으면 부분부하 운전 전략이 빠져 효율이 떨어진다.

재실 감지나 스케줄 제어 없이 전 구역을 항상 가동하는 것도 대표적인 실수다.

채점은 용도별 부하 차이와 원인을 건물 특성과 운영 측면으로 나눴는지를 본다.

정리

대학시설 에너지 절약은 재실 특성에 맞춘 건물군 단위 관리가 핵심이다.

공조는 가변 운전과 재실 연동 제어로 줄이고, BEMS로 계측과 제어를 통합한다.

외피와 설비를 건축, 기계, 전기가 함께 묶어 계획하는 것이 답안의 핵심이다.