환경적 평가 기준에 따른 태양열 급탕시스템의 설계 최적화
Design Optimization for Solar Water Heating System according to the Environmental Criterion
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초록
본 연구는 최적해 탐색 알고리즘인 유전 알고리즘을 이용하여 온실가스 배출량 최소화라는 환경적 평가 기준에 따라 태양열 급탕시스템의 최적 용량과 구성을 결정하는 최적화 설계 방법을 나타낸다. 아울러 제안한 설계 방법의 적용 타당성을 확보하기 위해 태양열 급탕시스템의 에너지 균형, 설치가능 면적, 태양열 의존율을 제약조건으로 반영하였다. 사례연구로서 인천지역 사무소 건물의 태양열 급탕시스템에 대한 최적화 설계를 수행하고, 도출된 최적 설계안의 특성에 대한 분석을 실시하였다. 사례연구 분석 결과, 최적 설계안은 초기 군집의 가장 우수하고 열악한 설계안들과 비교하여 각각 약 6%와 57%의 온실가스 배출량을 절감할 수 있는 것으로 나타났다.
Abstract
This paper presents an optimization design method to determine the optimal size and configuration for a solar water heating system using genetic algorithm while minimizing greenhouse gas emissions and satisfying the constraints such as energy balance, available space to install collector and the solar fraction. As a case study, we designed a solar water heating system in an office building in Incheon, South Korea. The evolution of possible solutions through generation and the characteristics of optimal solution is discussed. The result shows that greenhouse gas of 6% and 57% can be reduced using the proposed method compared to that for the best and worst solutions in the initial population.
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