에너지/열교해석관련 질문

thermal calculation of media facade

1 김선후 5 148 01.16 12:44
안녕하세요
문의드릴 사항이 있어 글을 남겨 드립니다.

질의의 요는
"LED의 발열을 고려한 파사드의 열성능 판단" 입니다.

현재 계획중인 파사드가 일종의 더블스킨으로
실내측에 복층유리가 있고
실외측에는 유리 중공층에 LED가 있는 'LED복층유리'가 있습니다.

1. 더블스킨이 THERM으로는 계산할 수 없다는 사실은 이전 질의 내용으로 확인했습니다.
하지만, 저희가 계획중인 '일종의'더블스킨의 파사드는 실내외 유리의 캐비티가 75mm입니다.
작다면 작은 캐비티 인데요 이런경우도 반드시 CFD프로그램을 사용해야 할까요?
혹시 중공층이 얼마 이상일때는 CFD프로그램을 사용해야 한다는 기준이 있을까요?

2. THERM으로 LED의 발열을 고려한 계산이 가능할까요?

3. 만약 THERM으로 불가능 하다면, 다른 소프트웨어가 있을까요?

4. (이 질의는 주제를 조금 벗어난 추가질의 입니다 )
이전 질의 사항을 검토해보니 실내측 복사열을 고려한 경계조건에 관한 내용이 있었습니다. 혹시 실내 발열조건을 조작하여 경계조건을 만드는 방법이 있을까요? 이전 질의 내용에서는 관리자님께서 경계조건을 제안해 주신걸로 이해했었습니다. 경계조건 만드는 방법을 배우고 싶어서 문의드립니다.
(혹시 이 질의에 대한 대답이 너무 길어질듯 하시다면, 어디서 이에 대한 정보를 얻을 수 있을지라도 정보가 있으시다면 배움에 큰 도움이 될것 같습니다.)

이상입니다 감사합니다.

Comments

M 관리자 01.16 16:33
안녕하세요.
1. Therm 이 가지고 있는 문제는 일사에너지에 의한 중공층의 과열을 해석할 수 없다는데 있습니다. 그러므로 중공층의 두께를 떠나서, 해석 자체가 되지 않는다고 보시면 되실 듯 합니다.
제 생각에는 실물실험이 훨씬 유효해 보입니다.
2. 표면온도 조건만 있다면 .. 네 가능합니다. 하지만 말씀드린 바와 같이 일사의 영향은 고려되지 않습니다.
3. 어떤 것을 알고 싶냐에 따라 다른 듯 합니다.
4. 이 부분은 제가 잘 이해를 못했는데요. 불변조건으로써의 실내경계조건이라면, B/C를 원하시는데로 바꾸어서 돌리시면 됩니다. 그러나 만약 실내에 특정한 발열체가 있고, 이 것의 영향을 받아 변하는 실내조건을 경계조건으로 하고 싶다는 의미시라면...  발열량을 대류와 복사조건으로 나누어서 실내의 영향을 계산할 수는 있으나, 이는 너무 단순화된 방식이기도 하고, 제대로 하기 위해서는
 또 실물시험이 개입되어야 합니다.  (아주 비싼 CFD 해석 프로그램으로는 가능할지도 모르겠습니다만, 이 역시 말처럼 쉽지는 않습니다. 창과 발열체 뿐만 아니라, 그 공간 전체에 대한 경계조건을
 가정해야 하는데, 너무 임의의 조건이거든요.)
결국 계산 프로그램이 Therm 이라면, 정상상태해석 밖에는 안되므로, 발열체의 온도에 실내 조건이 수렴하는 조건 밖에는 안됩니다.
1 김선후 01.16 18:16
답변 감사드립니다.
4번 질의내용이 불명확 했네요 죄송합니다.
예측하신 바와 같이 실내 발열체에 따른 B/C를 만들고 싶었습니다.
이에 답변하신 말씀이
(너무 단순화된 방법이지만 THERM에서 가능한 방법으로는)
실내 발열체에 대한 고려로 대류 복사 조건에 대한 설정 뿐이다.

이 말씀이 혹시 BC model 설정에서 comprehensive 조건에 있는 대류 복사 조건의 조작인가요?
(사실, 이 항목들을 스터디 해보려 했으나 지식이 짦아서 정확하게 이해할 수가 없었어요 ㅜ)

THERM 메뉴얼(THERM 6.3 / WINDOW 6.3 NFRC Simulation Manual)에 이 항목들에 대한 자세한 설명이 없어서요, 혹시 좀 더 디테일한 공식 메뉴얼이 있나요?
스스로 정보를 더 찾지 못하여 이렇게 추가로 질의를 남깁니다.

아래의 질의 내용은
온전히 BC메뉴에 나온 항목들에 대한 질의이며, 혹시 메뉴 항목에 대한 메뉴얼이 있으시다면
메뉴얼을 보고 스스로 답을 얻겠습니다.

1. Constant Heat Flux는 무슨 용도 인가요?
2. Radiation 항목에서 왜 Automatic 일때 실내온도 설정이 켜지고 Manual일때 온도 설정이 꺼질까요?
3. Radiation 항목에서 Ei 와 View factor에는 무엇인가요? (view factor의 경우 형태계수라 하여 마주보는 면의 방사량의 비율이라고 하던데요, 정확하게 이해가 안되네요 ㅜ)

4. Linear 의 Hr 과 radiation effectiveness은 무엇을 의미하나요?

5. constant temperature는 무엇을 의미하나요?
M 관리자 01.16 19:53
이 것들은 매뉴얼에는 없고, 2차원열전달해석과 관련된 책을 보셔야 해요.

1. 단위면적당 열흐름을 heat flux (열유속) 라고 합니다. 만약 알고 있는 물체에서 일정한 열흐름이
 있을 때, 이를 constant heat flux 라고 합니다. 즉 강제적으로 특정 열흐름을 더하고 싶을 때 선택하는 옵션입니다.
2. 이 때 Automatic이 의미하는 것은 해석물체를 둘러싸고 있는 영역을 Automatic 으로 정한다는 뜻입니다. 온도는 입력한 온도가 되구요.. Manual은 이 영역과 온도를 사용자가 스스로 정한다는 의미가 되고, 같은 대화상자에서는 추가적인 설정할 것이 없게 됩니다. 그래서 꺼지는 거여요.
사용자가 Ridiation Enclosure 를 입력하고서, 별도로 온도를 정할 수 있습니다.
3-1. Ei 는 복사총량입니다. 통상 특이손실이 없다면 1을 사용합니다. (Er + Ea + Et = 1)
3-2. view factor 는 형태계수이며, 마주보는 두 물체의 행태가 극히 상이할 때, 복사에너지의 흐름에 영향을 미치게 됩니다.
예를 들어 하나는 직선평면 대 직선평면, 하나는 직선평면 대 별모양평면 이라면, 두 물체 사이의 온도차이가 같다고 하더라도 흐르는 열류량의 변화가 생기며 (두 물체의 외피면적 차이), 이를 보정하기 위한 값입니다. 통상 1을 사용합니다.
4-1. Linear의 Hr 은 radiation heat transfer coefficient 의 약자입니다.
4-2. Linear의 effectiveness 는 복사유효값으로써 이 역시 특이체가 아닌 이상 1이 고정값입니다.
5. B/C 표면에 특정 온도가 유지된다는 설정입니다.
1 김선후 01.18 16:42
답변 감사드립니다.!!
우선 스스로 더 공부할 필요가 있을것 같습니다. (말씀하신 내용을 전부 이해하기 어렵네요ㅜ)
스스로 더 찾아보고 그래도 모르겠으면 다시 여쭙겠습니다.
다시한번 감사드립니다.
M 관리자 01.18 19:06
네~~