Supply Water Temperature setting for Residential Energy Reduction for City with Radiant Floor Heating System by Data-driven Outdoor Reset Control

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 건설환경공학부, 2023. 2. 여명석.Due to the effects of climate warming, countries around the world have announced carbon-neutral plans to reduce their net carbon emissions to zero by 2050 to prevent abnormalities. In addition, plans and measures for this are becoming important. In particular, 40% of the world's total energy consumption is consumed by buildings, of which 27% is consumed by heating energy in buildings. Accordingly, building energy system modeling and simulation research are continuously being conducted to reduce carbon emission and building energy consumption. Therefore, based on the data of the Building Energy Management System (BEMS), it is combined with the building energy simulation to derive an indoor environment comfort and efficient energy management plan of the building. Furthermore, it is moving toward Urban Building Energy Modeling (UBEM) for sustainable development of cities. In addition, the use of renewable energy for carbon neutrality is increasing, and district heating is developing into a 4th-generation district heating system, increasing the proportion of renewable energy such as geothermal and solar energy through supplying low-temperature hot water (below 60℃). In order to reduce carbon emission and energy consumption during floor heating in Korean apartments, this study presented an optimal heating hot water temperature setting method based on data collected by generation through district heating Heat Interface Units (HIU) of 4th generation district heating system. When the proposed method was applied, the appropriateness was determined by analyzing performance and energy consumption compared to the existing control method. Domestic standards for residential buildings were referenced to build the proposed method, and the building energy simulation model was formed using EnergyPlus, and the effectiveness was determined through simulation result analysis by applying the control method. The results of this research are summarized as follows: (1) By analyzing the heat flux amount of the control variable of the simulation model setting and floor radiation heating, the supply hot water temperature was set as a control variable for controlling floor radiation heating. The simulation results were analyzed after deriving heating curves of the rule-based method and the trial and error method, which are the two existing methods of the outdoor air compensation system using the supplied hot water temperature. (2) Through the simulation model, variables to be applied to System Identification were set using the data generated during floor radiation heating using degree of scattering and feature importance. The input variables were set as outdoor temperature, heating supply hot water temperature, and solar radiation, and the output variable was set as indoor temperature. System Identification of ARX and NARX models was performed using the selected variables, indoor temperature was predicted, and prediction time was analyzed. Since then, two simple regression methods through constant hot water supply and derivation methods using ARX and NARX models formed through System Identification were proposed and simulated as heating curves for outdoor reset control using the Data-driven method. (3) The simulation results of outdoor reset control through the existing heating curve derivation method and the heating curve derivation method proposed in this research were analyzed. Performance analysis and energy consumption analysis were conducted through simulation results of outdoor reset control and outdoor reset + on/off bang-bang control. The method proposed in this study was judged to be effective as it showed improved results in maintaining indoor set temperature, overshooting, and energy consumption in the performance analysis.세계 각국은 기후 온난화의 영향으로 이상 현상을 막기 위해 2050년까지 탄소 순 배출량을 제로로 낮추기 위한 탄소 중립계획을 발표하면서 이를 위한 계획과 방안이 중요시되고 있다. 특히 세계적으로 전체 에너지 소비의 40%가 건물에서 소비되고, 이 중 건물의 난방에너지에 27%가 소비된다. 이에 따라 탄소 배출과 건물에너지 소비를 줄이기 위한 건물에너지 시스템 모델링과 시뮬레이션 연구가 지속해서 이루어지고 있다. 따라서 건물에너지관리시스템(BEMS)의 데이터를 기반으로 건물에너지 시뮬레이션과 결합하여 건물의 실내환경 쾌적과 효율적인 에너지 관리방안을 도출하고, 나아가 도시의 지속가능한 발전을 위해 도시 건물에너지 모델링(UBEM)으로 나아가고 있다. 또한, 탄소 중립을 위한 신재생 에너지 사용이 증가하고, 지역난방에서는 4세대 지역난방 시스템으로 발전하여 저온 온수(60 ℃이하) 공급을 통해 지열 및 태양열 에너지와 같은 신재생 에너지 비중을 높이고 있다. 본 연구에서는 국내 공동주택에서 바닥복사 난방 시 탄소 배출과 에너지 소비량 저감을 위해 4세대 지역난방 시스템의 지역난방 열교환 유닛(HIU)를 통한 세대별 수집된 데이터를 기반으로 최적의 난방 공급 온수 온도 설정 방법을 제시하였다. 제안된 방법이 적용되었을 때 기존 제어방법과 비교하여 성능과 에너지 소비량을 분석하여 적절성을 판단하였다. 제안한 방법을 구축하기 위해 공동주택 국내 기준을 참고하여 EnergyPlus를 활용하여 건물 에너지 시뮬레이션 모델을 형성하고 제어방법을 적용하여 시뮬레이션 결과 분석을 통한 실효성을 판단하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 시뮬레이션 모델 설정과 바닥복사 난방의 제어 변수의 방열량을 분석하여 바닥복사 난방을 제어하기 위한 제어 변수로 공급 온수 온도를 설정하였다. 공급 온수 온도를 이용한 외기보상제의 기존 두 가지 방법인 룰 기반 방법과 시행착오 방법의 난방곡선을 도출한 후 시뮬레이션 결과를 분석하였다. (2) 시뮬레이션 모델을 이용하여 바닥복사 난방 시 발생하는 데이터를 산포도와 특성중요도를 이용하여 System Identification에 적용할 입력 변수를 외기온도, 난방 공급 온수 온도, 일사량으로 설정하였고, 출력 변수를 실내온도로 설정하였다. 선택된 변수를 이용하여 ARX, NARX 모델의 System Identification을 진행하였으며 실내온도 예측하였고 예측 시간을 분석하였다. 이후 Data-driven 방법을 활용하여 외기보상 제어를 위한 난방곡선 도출방법으로 일정 온수 공급을 통한 단순 회귀법 두 가지와 System Identification을 통해 형성된 ARX, NARX 모델을 활용한 도출법을 제안하고 시뮬레이션하였다. (3) 기존 난방곡선 도출법과 본 연구에서 제안한 난방곡선 도출법을 통한 외기보상제어의 시뮬레이션 결과를 분석하였다. 외기보상제어와 외기보상+개폐식 뱅뱅 제어의 시뮬레이션 결과를 통해 성능 분석과 에너지 소비량 분석을 진행하였다. 본 연구에서 제안한 방법이 성능 분석에서 실내 설정 온도 유지, 오버슈팅과 에너지 소비량에서 모두 개선된 결과를 보여 실효성이 있다고 판단되었다.제 1 장 서론 1 1.1 연구의 배경 및 목적 1 1.2 연구의 범위 및 방법 3 제 2 장 바닥복사 난방 제어를 위한 이론 고찰 6 2.1 개요 6 2.2 바닥 복사난방 제어 방식 6 2.2.1 개폐식 뱅뱅 제어 8 2.2.2 외기보상 제어 9 2.3 바닥복사 난방 제어를 위한 System Identification 11 2.3.1 System Identification 11 2.3.2 ARX, NARX 14 2.4 지역난방을 통한 바닥복사 난방 15 2.4.1 지역난방 15 2.4.2 국내 지역난방 제어 현황 17 2.4.3 지역난방 열교환 유닛(HIU) 18 2.5 소결 20 제 3 장 바닥복사 난방 제어방법 설정 및 기존 외기보상 제어 22 3.1 개요 22 3.2 시뮬레이션 모델 22 3.2.1 대상 모델 개요 22 3.2.2 바닥복사 난방시스템 26 3.2.3 data set 28 3.3 공급 온수 온도 & 공급 유량에 따른 방열량 29 3.3.1 공급 온수 온도에 따른 방열량 29 3.3.2 공급 유량에 따른 방열량 31 3.3.3 EnergyPlus 시뮬레이션 모델 비교 33 3.3.4 시뮬레이션 제어인자 설정 34 3.4 기존 외기보상제어를 활용한 시뮬레이션 35 3.4.1 룰 기반 방법 36 3.4.2 시행착오 방법 38 3.5 소결 41 제 4 장 Data-driven 방법을 활용한 제어 43 4.1 개요 43 4.2 특성선택(Feature selection) 43 4.2.1 산포도(Scatter plot) 43 4.2.2 특성 중요도(Feature importance) 45 4.3 System Identification 46 4.3.1 System Identification 변수 설정 46 4.3.2 ARX 46 4.3.3 NARX 52 4.4 Data-driven 방법을 활용한 난방곡선 도출 및 시뮬레이션 58 4.4.1 일정 난방 온수 온도 공급을 통한 단순 회귀법 58 4.4.2 ARX, NARX 모델을 통한 난방곡선 도출법 68 4.5 소결 74 제 5 장 시뮬레이션 결과 분석 76 5.1 개요 76 5.2 성능 분석 76 5.2.1 실내 설정온도 유지 성능평가 76 5.2.2 오버슈팅 & 언더슈팅 평가 81 5.3 에너지 소비량 분석 85 5.3.1 외기보상제어 에너지 소비량 평가 85 5.3.2 외기보상+개폐식 뱅뱅 제어 에너지 소비량 평가 88 5.4 소결 90 제 6 장 결론 93 참고 문헌 99 ABSTRACT 103석

Common-pool Resource System of Shimoda-city, Japan

일본의 지역사회가 반드시 일정한 원리에 따라 통합된 모습을 가지는 것은 아니다. 오히려 인접한 지역에서도 공유재산의 양태와 관리방식은 매우 다양하게 나타나며 이것은 지역사회의 자치적 관리라는 전통에서 비롯된 것이라고 할 수 있다. 이 연구는 공유자원의 존재 양상에 대한 해명을 위한 출발점으로서 일본의 한 단위 사회에서 하부 지역별로 다양하게 존재하는 공유자원의 양상과 관리방식을 살펴보고 분석하는 목적을 가지고 있다. 과거 지역사회는 국가의 정책에 협조 또는 저항하면서 다양한 공유자원 관리방식을 창출해 왔다. 본 논문에서는 근대 이후 일본에서 공유자원이 어떤 연혁을 거쳐 오늘날에 이르렀는지를 살펴보고, 하나의 지역사회 내에 다양한 방식으로 존재하는 공유자원의 양상을 역사적 변천 과정 속에서 살펴보고자 한다. Japanese in the rural area have maintained a traditional CPRs (common-pool resources) known as the Iriai system. One of the most outstanding features of the Iriai system corresponds to the village's autonomous tradition which prefers the community's benefit to individuals, and its decision-making is based upon unanimity as its principle. The CPR cases of Shimoda-city originate from the collective property of villages far before the Great Merger of Meizi period at the end of the 19th century. The Merger of the region was followed by the integration of Iriai forests. This enabled local government to appropriate forests previously owned by villages, most of which were Iriai forests. But some villages rejected the merger because they did not want to part with their Iriai forests. This compelled the government to allow villages to maintain their rights to the forest by establishing a special financial ward (Zaisanku). Some Iriai rights holders who were not willing to hand over their forests to the government established new ownership, and they have made various management system of CPR. The various CPR systems or the Iriai systems of Japan are an outcome of compromise with customary law and modernization policy which would separate public ownership and individual ownership.이 논문은 2009년도 정부재원(교육과학기술부 인문사회연구역량강화사업비)으로 한국연구재단의 지원을 받아 연구되었음(NRF-2011-332-B00352)

An Electronmicroscopic study on the healing process of the remaining pulpal tissues after pulpotomy by Nd-YAG laser

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :치의학과 치과보존학전공,1995.Docto

Social History and Local History Movement in a Japanese Village: A Case Study of Izu-Shirahama

과거의 시라하마에는 실체적인 생활공동체의 형성을 가능하게 했던 우뭇가사리와 관련된 독특한 역사가 있다. 한천의 원료인 우뭇가사리는 채취에서 출하, 그리고 이익의 분배에 이르기까지의 과정이 지역 전체에서 통제되고 있었고 전주민의 일상생활을 규정하고 있었다. 우뭇가사리 철에는 가족이 총출동해서 자기 집 몫을 가지고 와서 잡티를 가리는 작업이 기다리고 있어서 하교하면 바로 작업에 참가(原昇 1996:168)하는 것이 과거 시라하마의 일상적인 풍경이었다. 주민들은 우뭇가사리라는 하나의 아이템으로 연결되어 있었던 것이다. 그러나 산업구조의 변화에 따라 우뭇가사리가 시라하마의 경제에서 차지하는 역할은 극히 미미하다. 현재 시라하마의 경제를 받치고 있는 것은 관광업이다. 민숙, 식당, 서비스 산업의 비율이 높아졌고 인구구성에서도 외지인이 차지하는 비율이 높아지는 것과 더불어 세대수가 급격하게 증가해 왔다. 이에 따라 지역주민들의 자치적인 모임에 참가하지 않는 세대가 증가해 왔다. 지역사회의 유대가 점점 약해져 가는 상황 속에서 시라하마의 일부 주민들은 우뭇가사리를 중심으로 한 역사적 자원을 공동체성의 재생을 위한 향토사의 재료로 이용하고자 한다. 본 논문의 목적은 시라하마의 사회사를 재구성하면서 자연촌의 생활공동체성을 역사 속에서 찾고, 옛날의 시라하마로부터 배우는 모임(昔の白浜に学ぶ会)을 통해 전개되고 있는 향토사운동의 전개양상을 분석하는 데 있다. 이를 위해 본 논문에서는 우뭇가사리라는 자원을 중심으로 한 지역사회의 변동과정을 살펴보고, 향토사운동이 지역의 자연적, 역사적 자원을 활용하는 방식을 고찰해 나가겠다. This paper conducts a case study of Shirahama to discuss the local history movement. It uses local historic events and culture as a push factor to revive the community and its values. Shirahama, despite being a strongly-tied community, always contains conflict and confrontation internally. Though Shirahama suffered under severe feudal lords in the Tradition Period, class distinction emerged among the inhabitants. Discrimination by class continued after the modern age w hen the class distinction w as abolished and resulted in the transfer of the socially-weak to other villages. Agar, because of its economic value, was an important community resource in Shirahama, making it a good material for a case study to understand the local history movement that schemes for the revival of the community nowadays. Community, often intermediated by an economic element, is a social unit including cultural traits. Because agar was the material base that held a community together, some inhabitants attempt to use it as a historical item to revive the community characteristics of the past. Common space and the history, although not shared altogether, play a sufficient role in maintaining the central axis of the community. Therefore, once the central axis is maintained, then the history revives and is maintained. Some inhabitants of Shirahama try to use agar culture as the historical background and a material item of the local history to be maintained. The local history movement is a continuation from the past and an extension of the present and to the future

THE EFFECT OF IRIDOID COMPOUND ON THE REMAINING PULP TISSUE AFTER PULPOTOMY

Aucubin, an iridoid glucoside, which is isolated form Aucuba japonica, has some biological effects. This study was to investigate the effect of aucubin on the remainig pulp tissues after pulpotomy. Mongrel dog's coronal pulps were mechanically exposed with a sterile round bur and excised with sterile sharp excarvator. After bleeding was controlled, in control group, Ca(OH)_2 powder was applied on the remaining pulps and the cavities were sealed with Z.O.E cement. In experimental group 1, mixed powder with Ca(OH)_2 and aucubin(1:1 by weight) was applied on the pulotomized pulp surfaces. After th cavities were covered with sterile aluminum foil, they were sealed with Z.O.E. cement. In experimental group 2, only aucubin powder was applied on the remaining pulps and then they were treated the same as experimental group 1. In the all groups, the pulps were histopathologically observed by light microscope at the time intervals of 1, 2 and 4 weeks after experiment. The results were as follows: 1. In control and experimental groups, mild vascular congestion and bleeding were found in most of the specimens. Less inflammatory infiltration was observed in experimental groups than in control group. 2. Dentin bridge formation was found after 1 week at both control and experimental group 1. Dentin birdge had discontinuous osteodentin like appearance of contained some dentin chips. In experimental group 2, dentin bridge was not seen. 3. The coagulation necrosis layer on the remaining pulp tissues was seen in all groups. In experimental group 2, the thickest layer was observed. And in control group, coagulation necrosis layer was similar as in experimental group 1