박상훈 부교수

실내 미세먼지 유입 방지와 침기 저감이 요구되는 창호 및 환기 시스템의 성능 개선을 목표로 연구를 진행하고 있습니다. 모듈형 환기장치의 급·배기 시스템 구조를 고도화하여 120mm Fan을 이용한 모듈형 가압 공조 창틀 환기 장치를 개발하였으며, 기류 유인을 이용한 창호 부착형 환기 패널과 창호 일체형 환기 시스템 성능평가 방법을 함께 구축하였습니다. 이를 통해 침기 0.05 ACH 이하, 미세먼지 유입율 1% 미만을 목표로 하는 가압 공조 장치를 개발하였고, 냉난방 에너지 40% 저감과 겨울철 실내 미세먼지 농도 5μg 이하, CO2 1000ppm 이하 유지를 목표로 하는 실내 공기질 관리 시스템을 구축하였습니다. 해당 기술은 공동주택 및 학교 건물의 환기 시스템, 실내 미세먼지 저감형 건물 가압공조 시스템에 적용되고 있습니다. 인천대학교 산학협력단을 통한 창호 관련 핵심기술의 기업 이전 및 상용화 컨설팅을 진행하였으며, 교내 창업기업인 주식회사 바운더리컨디션을 설립하여 무선 공기질 측정기와 스마트 환기 솔루션의 상용화를 추진하고 있습니다. 본 기술은 아파트 실증을 완료하여 TRL 6 수준에 도달하였습니다.

학교 교실 등 건물 외주부는 일사 및 외기 온도 변화에 따른 냉난방 부하 편차가 크고 재실자의 열쾌적성 확보가 어려운 특성을 가지고 있어, 이를 개선하기 위한 천장 복사 냉난방 패널 시스템의 제어 기술을 연구하고 있습니다. 천장 표면 온도 27℃ 이하의 저온수 난방과 17℃ 이상의 고냉수 냉방 제어 기술을 개발하였으며, 천장복사난방패널의 방열 조건과 복사냉방패널의 경계조건을 설정하고, 수평 지중열교환기를 활용한 TABS(Thermally Activated Building System)를 구축하였습니다. 이를 통해 수직 온도차를 1.5℃ 이내로 축소하는 방열·방냉 조건 모델과 제어 알고리즘을 개발하였습니다. 해당 기술은 학교 교실 냉난방 시스템 및 건물 외주부 열쾌적성 개선에 적용되고 있으며, 예산 각 50,000,000원, 39,024,000원, 12,500,000원 규모의 학교 교실 냉난방 부하 대응 제어 기술 개발 과제를 다수 수행하였습니다. 본 기술은 실증 시뮬레이션 단계인 TRL 5 수준에 있습니다.

오피스 건물 등에서 패시브 및 액티브 환경 제어를 통합한 제로에너지빌딩(ZEB) 계획과 태양광 설계 최적화의 필요성에 대응하여, 에너지 소비를 최소화하면서 신재생에너지 생산을 극대화하는 통합 설계 방법론을 연구하고 있습니다. 태양광 최적설계 프로그램을 개발 및 개선하고, 태양광 블라인드 최적 제어 기술과 ZEB 통합계획 방법론을 구축하였으며, 에너지 소비 및 생산량에 따른 ZEB 설계요소의 경제성을 평가하는 방법을 마련하였습니다. 태양광 최적설계 프로그램 2단계 제작 및 개선 용역을 수행하였고, 이를 통해 태양광 발전 효율을 15% 향상시키는 분석 결과를 도출하였습니다. 해당 기술은 오피스 건물의 제로에너지 설계 및 태양광 발전 연계 건물 설계에 적용되고 있습니다. 본 기술은 가이드라인 구현 수준인 TRL 4에 해당합니다.