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문제 정의
- 현장 열응답 시험은 일정시간 이상 열교환을 수행하여 열교환 수행시간을 자연로그 값으로 변환한 후 순환유체의 평균온도와의 기울기를 구하고, 구해진 기울기를 식(D의 라인소스 모델을 적용하여 에너지파일과 지반의 유효 열전도도를 구하는 목적을 가지고 있다. 본 연구에서는 FLUE- NT를 이용한 현장 열응답 시험을 모사하여 그림 2의 온도 분포와 그림 3의 결과를 도출하였고, 기울기가 일정하게 수렴하는 5시간(300분) 이 후의 결과를 이용해 유효 열전도도를 계산하였다.
가설 설정
- 수치해석에 사용한 물성치는 앞 절에서 이용한 표 1의 물성치를 동일하게 사용하였으며, 지반의 온도는 15℃, 순환수의 유속은 0.6 nVs, 열교환기 유입온도는 30℃로 가정하여 해석하였다.
- 수치해석에 이용된 에너지 파일은 그림 4과 같이 지중에 20m 깊이로 매설된 직경 1.5m의 현장타설 말뚝에 25mm의 HDPE 파이프가 매설된 형태의 단면으로 가정하였고, 가로 26m, 세로 20m의 지반에 5m 간격의 에너지 파일이 시공된 형태로 가정하였다.
- 변위에 대하여 분석하였다. 해석 단면은 그림 7과 같은 지중에 설치된 두께 80mm, 외경 500mm의 PHC 파일 내부에 두께 5mm, 외경 80mm의 두 가닥의 HDPE 파이프가 매설된 형태의 단면으로 가정하였고, PHC 파일 내부 HDPE 파이프를 제외한 부분을 시멘트 그라우트를 뒤채움재로 가정하였다. 해석에 적용한 지반, 뒤채움재, PHC 파일 및 파이프의 물성 치는표 1의 FLUENT 열교환 해석에서 적용한 물성치와 동일하게 적용하였으며, 지반의 온도는 12℃, 냉방과정 시 유동액의 유입온도 25℃, 난방과정 시 유동액의 유입온도 5℃를 적용하였다.
- 32m) 지중열 교환기의 현장 열응답 시험을 모사하였다. 해석단면은 그림 1과 같이 지중에 6m 깊이로 매설한 두께 80mm, 외경 500mm의 PHC 파일 내부에 외경 25mm의 HDPE 파이프가 매설된 형태의 단면으로 가정하였고, PHC 파일 내부 HDPE 파이프를 제외한 부분을 시멘트 그라우트를 뒤채움재로 가정하였다.
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