The Air-shiter is a new products possible ventilation at the same time cooling or heating with integrated refrigeration and ventilation units. and is a key component of the air shifter devices and bypass damper. The air shifter devices are to convert the outdoor air, room air, supply air and exhaust air flow. And the bypass damper is device to determine a ventilation. After research and development of these systems were as follows. It is confirmed that the Air-shiter is possible ventilation at the same time cooling or heating, and outdoor air cooling in the spring or fall.

본 연구는 무창돈사에서 폐기되는 에너지를 재이용하기 위해 열회수형 환기장치의 효율 및 돈사 내부 환경에 미치는 영향을 분석하여, 실제돈사에 적용 가능성을 구명하고자 한다. 이를 위해 열회수형 환기장치의 적용에 따른 내부 온도, 상대습도, CO2 및 부유미생물을 측정, 분석하여 돈사 내 열회수형 환기장치 적용 시 연료비 절감 및 돼지 사육 환경의 최적 조건 산출을 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 실험은 돈사 내 환기팬 및 열회수형 환기장치를 설치하여 세 가지 다른 조건에서 실험을 행하였다. 첫 번째, 환기팬 및 열회수형 환기장치를 가동하지 않은 상황(Test-1), 두 번째, 환기팬만 가동한 상황(Test-2), 그리고 마지막으로 열회수형 환기장치만 가동한 상황(Test-3), 세 가지 상황으로 구분하여 실시하였다. 열회수형 환기장치를 가동하였을 경우, 내부 상, 중, 하층부의 온도가 가장 균일한 것으로 나타났고, 상대습도 또한 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. CO2 농도의 경우, 환기팬을 가동한 상황(Test-2)보다 다소 높았지만 시간이 지남에 따라 농도가 낮아지는 것으로 보아, 환기에 효과가 있다고 판단된다. 부유미생물의 경우는 밀폐된 상황(Test-1) 보다 오히려 높게 측정되었는데, 이는 열회수형 환기장치의 내부 교차오염 등에 의한 것으로 판단된다.

온실의 난방부하 중 틈새환기전열부하 산정방법은 설계 기준마다 제각각이고, 온실의 규모에 따라 각각의 방법에는 큰 차이가 있으므로 보다 정확히 국내에 적용할 수 있는 방법을 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 원예시설의 환경설계 중 난방부하 산정방법 정립에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 다양한 종류의 보온커튼을 설치한 단동 및 연동 플라스틱 온실에서 추적가스법을 이용하여 틈새환기율을 실측하였으며, 온실의 틈새환기 전열부하 산정방법을 검토하였다. 연동온실의 틈새환기 율은 0.042~0.245h-1의 범위로 측정되었으며 단동온실의 틈새환기율은 0.056~0.336h-1의 범위로 측정되어 단동온 실이 약간 큰 것으로 나타났다. 온실의 틈새환기율은 단동, 연동 구분없이 보온커튼의 층수에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. 또한 틈새환기율은 온실의 실내외 기온차가 커질수록 증가하는 경향을 보였으나, 실험기간 동안의 낮은 풍속 범위에서 외부 풍속에 따른 틈새환기 율의 변화는 일정한 경향을 찾을 수 없었다. 온실의 난방설계를 위한 틈새환기율은 적정 실내외 기온차에서의 값을 제시할 필요가 있고, 최대난방부하 산정의 기준이 되는 낮은 풍속 범위에서 풍속에 따른 틈새환기율의 변화는 고려하지 않아도 되는 것으로 고찰되었다. 다만 강 풍지역에서는 열관류율을 포함하여 최대난방부하를 약간 증가시키는 보정계수의 적용이 필요할 것으로 판단되었다. 온실의 틈새환기전열부하 산정방법을 검토한 결과 틈새환기전열계수와 온실의 피복면적을 이용하는 방법은 문제가 있는 것으로 나타났으며, 틈새환기율과 온실의 체적을 이용하는 방법이 합리적인 것으로 판단되었다.

In this study, a scaled model chamber was built to investigate ventilation characteristics of the pump room in tanker and to look into stationary areas of flow field. Experimental study was performed for three kinds of Reynolds number based on the inward velocity and height of inlet port in model by visualization equipment with laser apparatus. The flow pattern reveals the large scale counterclockwise forced-vortex rotation from upside louver to lower scupper toward diagonal corner and also found small eddies at bottom layer.

본 연구에서는 간척지 풍 환경 특성에 따른 온실의 환 기효율 분석 연구에 대한 기초연구로서 단동 양지붕형온실을 대상으로 간척지 풍 환경을 적용한 풍동실험 및 PIV 실험을 수행하여 풍속, 환기방식에 다른 온실 내부 공기유동 분석을 수행하였다. 실질적인 간척지 풍환경 적용을 위하여 ESDU 프로그램을 활용하여 풍속 및 난류 프로파일을 설계하여 풍동실험에 적용하였으며 구현 결과 ESDU 대비 5%의 오차 및 상관계수 0.96이 도출 되었으며 적절한 오차범위라 판단하여 이를 기준으로 실험을 진행하였다. 벡터장, 컨투어장을 통한 분석 결과, 풍상측에서 유입 되는 공기가 온실 하부로 주기류층을 형성하고 온실 상부로는 주풍방향과 반대방향으로 다소 약한 기류를 형성 하는 것으로 측정되었다. 이는 환기 시, 온실 하부영역 이 가장 환기가 원활한 위치이며 후류가 형성되는 상부 영역은 저속의 순환구역으로 온실 내부에 있어 환기에 가장 취약한 위치임을 알 수 있었다. 또한 외부풍속 대비 온실 유입구 유속의 경우 상이하게 나타난 바, 이는 차후 환기량이나 환기효율의 산정에 있어 보다 실질적인 수치가 될 것으로 사료된다. 온실 내부 중앙부 기준 수직 높이에 대한 높이별 유속 수치 도출 및 분석결과, 풍속의 증가율에 비례하여 내부 유속 분포 수치 또한 비례해서 증가하는 것을 알 수 있었다. 환기방식에 따른 내부 유속 저감 비율은 측창 환기, 측창-천창 환기의 경우 각각 약 40%, 30%로 나타났으며 측창-천창 환기조건에서는 천창을 추가적으로 개방 함으로써 공기의 유입되는 면적이 증감함에 따라 온실을 기준으로 발생되는 부압이 감소하여 오히려 측창 환기조 건보다 더 큰 유속 수치가 도출된 것으로 사료된다. 이는 차후 질량교체 환기량, 추적가스 감쇠법 등의 방법을 통한 환기량 산정에 있어 환기방식에 따른 환기량의 변화양상에 대한 분석을 추가적으로 수행할 필요성을 지니는 자료로 판단된다. 본 연구를 통하여 도출된 결과를 바탕으로 전산유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 시뮬레이션에 접목하여 앞서 도출된 정량적인 높이별 유속 수치 및 정성적 유동분포를 기준으로 검증 및 정확도 향상을 통한 환기분석 모델을 설계하고자 하였다. 온실 내부의 공기유동에 따른 보다 실질적인 환기 척도를 도출하여 다양한 온실형태별, 환경조건별, 환기방식별 환기경향 분석 및 예측이 가능할 것으로 전망되며 시뮬레이션을 활용한 온실 체적 전체 및 구역별 환기량을 예측하여 환기 취약 구역을 파악, 보완할 수 있을 것으로 기대된다.

We have performed CFD simulation and analyzed flow and concentration fields for the basic data of the ventilation system for removing pollutants which were produced in a lecture room. The flow patterns indicated differently according to the arrangement of openings and the concentration distribution of pollutants were showed higher and lower because of the effect of that flow patterns. In the case of arranging the openings to the upper and lower side, the stagnation appearance of flow formed in the interested space. In the case of arranging the openings to the right and left side, the stagnation of high concentration pollutants appeared in the middle area of the interested space. On the increasing exhaust velocity, the distribution of pollutants appeared similar to the normal case, but the concentration of pollutants were lower.

본 연구에서는 모델 기반의 온실 환경 제어에 활용될 수 있는 미기상 환경 예측 모형을 개발하고자 하였다. 전산유체역학 시뮬레이션을 활용하여 다양한 기상 조건과 온실의 환기 구조에 따른 온실 내부의 미기상 변화와 환기창에서의 환기량 변화를 모의하고, 다중회귀분석을 통해 수치 모형을 제시하였다. 비정상상태의 환기 작용을 모의한 결과, 환기창 개방 후 환기 효과가 완전히 나타나기까지는 3분 ~ 20분 정도의 시간이 소요될 수 있는 것으로 나타났다. 기존의 센서 실측에 기반을 둔 대부분의 환경 조절 제어 시스템의 경우에는 측정값에 따른 피드백에 의해 환경 제어가 동작하므로 온실 내부의 기온이 상승한 이후에 환경 제어를 시작하게 되지만, 모델 기반의 환경 조절 제어 시스템을 도입하면 이러한 3분~20분 정도의 시간을 사전에 고려하여 적정 환경을 제어할 수 있도록 미리 환기창의 조작이 이루어지게 된다. 작은 규모의 온실에서 는 이러한 영향이 미비할 수 있지만, 근래에 증가하고 있는 대규모 온실들에 대해서는 온실 내부 작물 재배 환경의 균일성과 적정성, 안정성을 확보하고 환경 조절의 경제성을 추구할 수 있는 모델 기반의 환경 조절 시스템이 필수적이다. 본 연구에서 제시된 수치 모형들은 외부의 기온과 풍속, 지면 온도, 일사량 등의 기상 환경과 온실의 천창 개폐율에 따라 유도되는 자연 환기의 성능을 온실 내 미기상 변화와 환기창을 통한 환기량 값으로 제시하고 있으며, 전산유체역학 시뮬레이션 결과와 비교하여 각각 58% ~ 92%, 76% ~ 93%의 예측력을 보였다. 미기상의 변화는 온실을 9개의 세부 영역으로 구분하여 각 영역 에서의 기온 하락 정도로 나타내며, 환기량은 지붕에 형성된 6개의 천창에서의 공기 유출입량을 각각 제시하여 준다. 환기 작용에 의한 미기상의 변화는 반드시 환기창에서의 환기량에 의해 예측되지는 않으므로 환기량과 환기의 효과를 구분하여 적용하는 것이 중요할 것이다. 이러한 수치 모형들은 모델 기반 환경 제어 시스템에서 가상의 환기창 동작에 따른 환기 성능을 예측하는데 활용될 수 있으며, 전산유체역학 시뮬레이션과 같은 매우 복잡한 예측 모델이 비해 상당히 간단한 형태로 이루어져 있어 빠른 계산 시간을 보장한다. 이는 실시간 제어의 관점에서는 복잡한 예측 모델들에 비해 실시간 예측 과 제어가 가능하다는 큰 장점을 가져다준다. 본 연구를 통해 개발되고 시도된 결과들은 모델 기반의 온실 복합 환경 제어 시스템을 위한 알고리즘을 개발하는데 활용될 것이다. 또한 이러한 활용은 농업에 IT 기술을 접목하여 농가의 노동력 부족을 극복하고 생산성 향상과 경쟁력 확보를 도모하는 농업 선진화에 기여할 것으로 기대된다.

The purpose of this study is to investigate information on performance of ventilation in high-tech microelectronicscleanrooms using computational fluid dynamics (CFD). One liquid crystal display (LCD) company was examinedfor evaluating the relationship between workplace concentration and ventilation rate efficiency by using CFDsoftware, Airpak 3.0v. Acetone concentration in cleanroom for final packing process, which is inspected LCD was40.1ppm (GSD 1.91) (n=55) as geometric mean, ranged 7.8~128.7ppm and weakly correlated with ventilationrate efficiency (R²=0.37, p<0.01). Resulting from computational fluid dynamics (CFD), acetone concentrationcan be reduced 62% when install booth type local exhaust system, the most efficient way among 10 other differentventilation methods like increasing volume of general ventilation, changing the location of workers, supply orexhaust diffusers and install downstream type local exhaust system, etc. We found that volitile organic compoundsin cleanroom can be a matter of adverse health effects and the concentration was correlated with ventilation rateefficiency. The most optimized plan to control the contaminants in solvent cleaning work in cleanroom was boothtype local exhaust system.

In this paper, cycle performance characteristics of a cascade refrigeration system with internal heat exchanger for cascade heat exchanger using alternative freon refrigerants is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. This system considered in this study is consisted of a high temperature cycle using Freon refrigerant R23, R508B and low temperature cycle using Freon refrigerants R22, R507A. The operating parameters of this system include subcooling and superheating degree, evaporating temperature, compressor efficiency, and so on. The main results were summarized as follows : The COP of cascade refrigeration system using R23/R507A is the highest results in this study. The COP of cascade refrigeration system with internal heat exchanger only in high temperature cycle is the highest value among three cycle, such as only low temperature cycle, only high temperature cycle and all the cycle

측고, 연동수, 측창의 유무 및 천창의 위치에 따른 다연동 온실의 환기성능을 평가하기 위하여 다양한 유형의 연동 플라스틱 온실을 대상으로 실제 농가의 재배현장에서 환경계측 실험을 수행하였다. 실험 대상 온실은 모두 토마토를 수경재배하고 있는 농가였으며, 열수지 방법으로 환기율을 비교 분석하였다. 측고가 4m인 온실은 측고가 2m인 온실에 비하여 22% 정도의 환기율이 증가하는 것으로 나타났다. 9연동 온실은 5연동 온실에 비하여 17% 정도의 환기율이 감소하는 것으로 나타났다. 9연동 온실에서 측창이 없는 경우에는 측창을 설치한 경우 보다 환기율이 1/3 정도로 낮게 나타났다. 전체적으로 다연동 온실의 환기성능은 측고가 높을수록 좋고, 연동수가 많을수록 떨어지며, 측창이 없으면 현저하게 저하하는 것으로 나타났다. 또한, 측고가 높고 천창을 용마루에 설치한 경우의 환기성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 다연동 온실의 자연환기 성능을 극대화하기 위해서는 온실의 측고는 높이고, 지붕 환기창의 위치는 곡부가 아니라 용마루에 설치하며, 측창을 반드시 설치하고, 연동수는 10연동 내외로 제한하는 등의 구조개선이 필요하다.

Dispersion characteristics of respiratory droplets are important in controlling transmission of airborne diseases indoors. This study investigated the spatial concentration distribution and temporal evolution of exhaled and sneezed/coughed droplets in a ventilated hospital ward. The viability function of airborne bacteria was experimentally determined and encorporated into an air infection model with calculated results to estimate exposures and infection probability to the bacteria. The diffusion, gravitational settling and deposition mechanism of particulate matter were accounted by using an Eulerian modeling approach. The simulation results indicated that the ventilation flow was found to play a significant role in aerosol transport, leading to different spatial distribution patterns in infection droplet. The smaller size of infection droplet caused higher chance of ventilation from the outlet. The possibility of the proposed exposure estimation into the dose–response model for infection risk assessment was discussed. The infection probability is broadly different from 10^-6 to 7.2% by receptor's position and location and size of infection droplet conditions.

본 연구는 표준 개방한우사 설계도에서 제시된 처마의 길이보다 짧게 개방한우사의 처마가 시설되었을 때 지붕의 기울기와 동일하게 처마를 연장하는 것과 기둥 위치에서 수직으로 비가림시설을 하는 경우, 어느 우사가 우의 더위 스트레스 경감, 우방 바닥 건조, 비 들이침 및 환기효율에 더 유리한지를 규명하기 위하여 표준길이의 처마와 3종의 비가림 시설을 대상으로 computational fluid dynamics (CFD) 시뮬레이션기법을 이용하여 수행하였다. 여름철의 평균 풍속인 1.2 m/s에 근거하여 시뮬레이션을 한 결과, 여러 형태로 수직 비가림시설을 설치하는 것보다 표준 처마길이로 시공하는 것이 환기 및 풍속분포가 양호하였다. 따라서 수직으로 비가림시설을 하는 것보다는 축사 표준설계도에 제시된 처마 길이 정도까지 지붕의 기울기와 같게 처마를 연장하는 것이 유리하다.

Recently, the air pollution have bad effects on the indoor environment. Many buildings around the world use natural ventilation. to remove the air pallutant. But, nowadays, ventilation requirements can be demanding, as modern systems require greatly improved reliability and control. The fan and the duct are used to remove air mechanically from the space. Until now, apartment houses have been relying on the duct supply system ventilation rather than other system ventilations. Therefore, the establishment of a prediction method based on optimal ventilation energy consumption using duct supply system and ductless is the ultimate goal of this study. As a result, this study found that the characteristics of duct and ductless supply system ventilation are dependent to each exhaust system. Consequently, the local supply indices of the duct supply system is definitely superior about 24.6% ~ 26.4 % than those of ductless supply system. However, the duct supply system has greater pressure drop in ventilation area than ductless, and duct system needs a lot of ventilation energy. In this study, The ductless supply system has advantage over the duct system about 14.8 % as duct exhaust system and 20.0% as ductless exhaust system in terms of modified local supply indices.

온실의 환기설계 기준 설정 및 단동 플라스틱 온실의 원형 천창 설치 가이드라인 제정을 위한 기초자료를 제공할 목적으로 천창이 설치된 토마토 재배 단동 온실에서 환기실험을 통하여 자연환기 성능을 분석하고, 열평형 모델을 이용하여 온실 재배 토마토의 증발 추정하였다. 직경 60cm의 원형 천창을 지붕의 중앙에 8m 간격으로 설치한 단동온실의 자연환기 성능을 실험한 결과 환기회수는 분당 0.02~0.32회(평균 0.17회 min-1)의 범위를 보여 상당히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 상업용 온실의 권장환기율과 비교하면 6m 간격으로 설치할 경우에는 봄이나 가을철에 필요한 환기량을 충족할 수 있을 것으로 판단되며, 여름철 권장환기를 위해서는 2m 정도의 간격으로 설치한 해야만 가능할 것으로 판단되므로 광투과를 저해하지 않으면서 지붕의 개구면적을 확대할 수 있는 방안을 찾아야 할 것으로 생각된다. 실험에 사용한 단동 온실은 인접 동 간격이 1.2m에 불과한 밀집된 단지 내에 위치하고 있어서 측창 주변의 외부 풍속이 최대 0.9m·s-1(평균 0.4m·s-1에 불과하고 풍력에 의한 환기효과를 기대하기가 어려웠다. 환기량과 풍속 및 실내외 온도차와의 관계를 비교 분석해 본 결과 중력환기가 우세함을 확인 할 수 있었다. 본 환기실험 자료를 온실의 환기설계를 위한 열평형모델에 적용하여 증발산계수를 추정해 본 결과 0.39~0.85의 범위(평균 0.62)를 보였고, 다른 연구자들이 제시하는 일반적인 온실의 설계 권장 값과 유사한 경향을 나타냈다. 따라서 토마토 재배 단동 플라스틱 온실의 환기설계에서 증발산계수는 0.6 정도를 사용하면 적당할 것으로 판단된다.

본 연구는 산의 남쪽 면에 동서 방향으로 길게 건축한 두 동의 개방돈사 간의 이격거리와 높이차가 환기에 어떤 영향을 미치는지를 시뮬레이션 기법을 이용하여 비교분석하고자 수행되었다. 개방돈사 간의 이격거리는 6과 12 m로, 개방돈사 간의 높이차는 0과 2 m로, 그리고 평균풍속은 여름 1.3과 겨울 1.1 m/s로 각각 설정하였다. 여름철 조건 하에서, 남쪽에 있는 첫 번째 개방돈사 내부의 풍속은 이격거리 및 높이차와는 상관없이 0.75 m/s로 각각 나타났으나 북쪽에 있는 두 번째 개방돈사의 풍속은 높이차가 없을 때 첫 번째 개방돈사의 풍속과 같은 0.75 m/s였고 높이차가 2 m일 때 0.0 m/s에 매우 가깝게 나타났다. 겨울철 조건 하에서, 남쪽에 있는 첫 번째 개방돈사 내부의 풍속은 높이차와는 상관없이 0.15 m/s로 각각 나타났으나 북쪽에 있는 두 번째 개방돈사의 풍속은 이격거리가 12 m일 때 첫 번째 개방돈사의 풍속과 같은 0.15 m/s였고 이격거리가 6 m일 때 0.0 m/s에 매우 가깝게 나타났다. 따라서 개방돈사 간의 이격거리를 12 m 정도로 하고 계단형태보다는 평지형태로 정지작업을 하여 개방돈사를 건축하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.

온실의 환기제어시 외기온도와 풍속변화에 보다 유연하게 대처하면서 온실내 온도제어성능을 향상시키 기 위해서 퍼지제어가 많이 이용되고 있지만, 제어로직이 복잡하여 대용량 메모리를 갖는 컨트롤러가 필 요하다. 본 연구에서는 소용량의 마이크로 컨트롤러에서 프로그램이 가능한 단순퍼지제어 알고리즘을 개 발하여 시험하였다. 개발한 단순퍼지 제어 알고리즘의 성능을 비교하기 위하여 기존의 스텝제어 알고리즘 을 도입한 제어프로그램으로 온실의 천창환기에 의한 온도제어를 실시하여 두 알고리즘의 성능을 직접 비 교하고, 또 PID 및 표준 퍼지제어 성능과는 기존의 연구 결과와 비교하여 상대적 성능을 평가하므로써 온 실의 환기냉방제어의 유리한 제어기법을 확립할 수 있는 기초자료를 얻고자 수행하였다. 단순 퍼지제어에 의한 실내온도 최대 제어오차는 1.2℃, 1시간동안의 평균환기창 적산열림량과 조작회수는 각각 84%, 13회 로 나타났으며, 문헌조사에 의한 퍼지제어에서 각각 1.3℃, 75% 및 12회에 비해 동등한 제어성능을 보였 다. 본 연구에서 개발한 단순퍼지제어는 제어로직이 PID제어보다 단순함에도 불구하고 스텝제어와 PID제 어보다 성능이 우수하고, 퍼지제어와 동등한 제어성능을 갖는 것으로 나타났다.

춘추느타리 2호의 최적 환기횟수는 발이유도기 1/10h-1, 생육초기 1/6h-1, 생육중기와 생육후기 1/4h-1에서 자실체의 생육이 양호하였고, 수한느타리 2호는 발이유도기 1/6h-1, 생육초기 1/6h-1, 생육중기 1/4h-1, 생육후기 1/20h-1에서 자실체의 생육이 양호하였다. 춘추느타리 2호 및 수한느타리 2호 원기형성기에는 이산화탄소의 농도의 영향이 크게 나타나지 않았지만, 자실체 생육시 1,500ppm 이상일 경우 갓의 끝부분이 위로 말려 올라가는 등 환기장해 현상이 나타났다. 이와 같은 결과로 춘추느타리 2호에 비해 수한느타리 2호의 경우 호흡량이 높아져서 환기요구도가 높았으며, 환기 횟수가 클 경우 생육이 양호하였다.