UFAD
쾌적하고 안전한 실내공기질(IAQ)를 제공하여 고객만족을 높여줍니다.
최적의 UFAD Performance 확보 방안
| UFAD Key Point! | 설명 | 기타 |
|---|---|---|
| 거주역 온도 성층화 : 일방향(One-way) 기류흐름 |
실내 거주역 공기의 온도 성층화(Thermal Stratafication) 는 바닥에서 취출된 낮은 온도의 공기가 주위 열 부하와 열교환을 통해 온도가 높아지면서 상부로 이동하는 과정에서 바닥부터 거주역(1.8~2.0m)까지 온도층을 형성하는 것이다. 거주역 온도성층화가 이루어진다는 것은 바닥에서 천정으로 일 방향(One-way) 기류 흐름이 형성된다는 것이고, 실내 기류가 혼합(Mixing)되지 않는다는 것을 의미한다. |
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뜨거워진 공기가 실내 열 부하와 열교환을 통해 상부로 이동하면서 실내 오염원도 같이 끌고가 AHU로 리턴된다. |
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실내로 취출된 공기는 제 역할(부하대응 및 오염원 제거)을 끝냈음으로 AHU로 리턴 되어 AHU 내에서 Filtering 및 온도 보상을 거친 후 다시 급기 플레넘으로 공급되어야 최적의 실내 공조 및 환기 효과를 얻을 수 있다. 따라서 실내로 취출된 공기를 급기 플래넘의 공기와 재 혼합하여 실내로 취출하는 것은 오염된 공기 재사용에 따른 실내공기질(IAQ) 저하, 거주역 온도 성층화 구현 이라는 바닥공조의 기본 원칙에도 위배된다. |
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기존의 공조 방식은 공기를 천정에서 급기 및 리턴한다. 이는 실 전체에서 기류가 혼합 (Mixing)되는 공조방식으로 바닥에서 천정까지 온도차가 거의 없으며, 거주역 외 불필요한 공간에도 냉/난방을 함으로써 실내공기질(IAQ) 저하는 물론 에너지 소모가 매우 큰 방식이다. 이런 기류 혼합(Mixing)의 공조방식은 실내에 취출된 공기를 재사용하여 급기플레넘 공기와 혼합하여 바닥 취출하는 등압식과 유사한 공조방식으로 거주역 온도 성층화를 구현해야 하는 바닥공조의 기본 개념과는 근본적으로 차이가 있다. |
| UFAD Key Point! | 설명 | 기타 |
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| 일정한 취출 속도(V=Const) : 0.25m/sec 이하 유지 at H=1.4m |
일 방향(One-way) 기류 흐름에 의한 거주역 온도성층화를 구현하기 위해서는 일정한 취출속도 (V) 및 바닥으로 부터 1.4M 높이에서의 기류흐름이 0.25m/sec 이내를 유지해야 한다. |
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즉, 차압(△P)이 설정 차압보다 작으면 AHU Fan의 회전수(Hz)를 올려 급기풍량을 증가시킴으로 차압(△P)이 설정차압이 유지되도록 한다. 반대로 설정차압 보다 크면 AHU Fan의 회전수(Hz)를 줄여 급기풍량을 줄임으로 차압(△P)이 설정차압이 유지되도록 AHU Fan을 인버터 제어한다. 즉, 부하변화에 따라 차압(△P) 변화가 일어나고, 설정 차압(△P=12.5Pa)이 유지되도록 AHU Fan의 인버터 제어에 의한 변풍량 운전을 하는 것이다. |
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반면, 실내 취출 공기를 급기플레넘 공기와 혼합하여 다시 바닥 취출하는 방식(=등압식)은 AHU 급기온도를 낮게 (대략 14℃ 이내) 공급해야 냉방이 가능하다. 문제는 실내공기와 급기플레넘 공기를 FTU에 내장된 FAN을 통해 혼합해야 함으로 이론상으로는 가능하지만, 실제 온도제어가 되지 않아 취출 온도 편차가 크게 발생한다. |
| UFAD Key Point! | 설명 | 기타 |
|---|---|---|
| 일정한 급기 온도 (T=Const) |
실내로 취출되는 공기온도는 일정해야 한다. 급기온도가 낮으면 거주자에게 Cold Draft 등 불쾌감 제공 및 온도 성층화 높이가 높아지고, 급기온도가 높으면 온도 성층화 높이가 낮아지면서 거주역 공조효과가 떨어진다. 실내온도와 큰 차이가 없는 급기온도(16℃~18℃)로 공급되야 하며, 실내 취출 후 바닥에서 일정 높이까지 주위공기와 혼합으로 21℃~22℃ 공기가 된 후 거주역 상부로 이동하면서 주위 열부하와 오염원을 천정으로 유인한 후 일괄 AHU로 리턴된다. 즉 거주역 높이까지 3℃ 이내 온도차를 유지함으로 최적의 공조효과를 제공한다 |
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반면, 실내 취출 공기를 급기플레넘 공기와 혼합하여 다시 바닥 취출하는 방식(=등압식)은 AHU 급기온도를 낮게 (대략 14℃이내) 공급해야 냉방이 가능하다. 또한 바닥취출 위치에 따른 온도 및 차압(△P) 편차가 크게 발생하여 실내 온도(T) 편차가 크게 발생한다. |
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급기 플레넘 내에서 Thermal Decay가 많이 발생될 시 AHU 실에서 먼 곳은 높은 바닥취출 온도로 공급되어 거주자의 불쾌감이 증대됨으로, 반드시 Thermal Decay에 대한 고려가 필요하다. ** 특히 AHU에서 가장 먼 곳의 남,서방향의 외주부는 매우 심각한 공조환경이 형성된다. |
왜 변풍량 UFAD Solution 인가요?
UFAD 장점을 극대화 하기 위해서는 반드시 변풍량 Solution을 적용해야 하며, 이유는 아래와 같습니다.
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01. VAV 시스템이 더 우수하고 초기 투자비용 프리미엄이 더 적습니다.
Manual 제어 Solution 대비 추가 비용은 에너지 절약 및 생산성 향상을 통해 몇달 내 회수됩니다.
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02. VAV 시스템은 사용자에게 더 나은 쾌적함을 제공합니다.
이것은 재정적으로 가장 중요한 장점입니다. 건물 운영비용 중 가장 비싼 부분은 점유 공간에서 일하는 사람들입니다.
- 중규모 오피스 건물의 평균 에너지 비용 : 연간 $25 ~ $50 / m2
- 평균 건설 비용 : 연간 $500~ $ 750 / m2
- 평균 인건비 : 연간 $1,312 / m2
→ 사무실 환경을 개선하는 것이 에너지 비용이나 초기건설 비용보다 훨씬 더 중요합니다.
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03. UFAD 디퓨저의 가장 기본적인 역할은 매일 발생하는 급기플레넘의 온도변화와 점유 공간의 부하변화에 자동으로 적응하도록 조정하는 것입니다.
자동으로 적응이 필요한 여러 요인
- 급기 취출구에서 거리, 그 시점 덕트 속도, AHU 설정점, 냉수 재설정
- AHU 제어 지연, 바닥 위 냉각 부하, 바닥 아래 천장 냉각 부하
- 바닥 아래 (급기 플레넘) 공기 흐름 막힘, 초기 가동(Start-up) 중 슬라브 온도
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04 VAV 시스템은 점유, 건물부하 및 1차 공조공기온도의 예상되거나 계획되지 않은 변화에 적응하여 더 쉽고, 안전하게 제어 가능합니다.
- 비오는 날 20%의 점유율과 같은 예상하지 못한 경우 (온도조절 제어)
- 완전히 점유된 건물과 더운 날씨에 Start-up을 시작하는 경우
- 개방형 사무실로 계획되었지만 일부 회의실, 임원실로 변경되는 경우
→ VAV Solution은 AHU가 충분한 용량인 경우 모든 조건에 적응할 수 있습니다. 그러나 Manual Solution은 이런 조건에 적응할 수가 없습니다.
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05 지능형 온도제어 장치 또는 빌딩 자동화 시스템으로 제어되는 VAV 시스템은 에너지 절약 가능성이 큽니다.
- 모든 사람이 매일 같은 시간에 출근하고, 결근률이 같고, 점유된 공간에서 동시에 퇴근한다면 매우 간단해 지나, 어느 것도 가능하지 않습니다.
즉 Manual 제어 Solution이 아닌 지능형 온도제어장치에 의한 변풍량 Solution을 적용해야 합니다.
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06 VAV 시스템은 Manual 조정과 밸런싱이 필요하지 않습니다. 하지만 필요시, 저렴한 비용 추가 옵션으로 가능하며, 일부 응용 분야에서는 더 많은 유연성을 제공합니다.
- 적절하게 구축된 급기 플레넘에서는 위치에 따른 압력 차이가 없음으로 VAV 디퓨저는 밸런싱이나 조정이 필요하지 않습니다.
- 모두 동일한 입구 압력을 가지며 설정온도를 유지하는데 국부적으로 필요한 공기 흐름을 조절합니다.
- 따라서 균형을 맞출 필요나 이유가 없습니다.
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07 대부분의 VAV 디퓨저에는 음향 부트가 있어 수동 제어 디퓨저와 달리 주위 사무실이나 칸막이로부터 음향을 차단합니다.
- 이 음향 부트는 Manual 제어 디퓨저에는 없으며, 주위 사무실이나 칸막이로부터 음향을 차단합니다.
가압식 바닥공조 Air Plenum 온도분포도 & 기류 분포도
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