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NTIS 바로가기한국지열에너지학회논문집 = Transactions of the Korea Society of Geothermal Energy Engineers, v.11 no.2, 2015년, pp.12 - 18
성치훈 (고려대학교 건축사회환경공학부) , 박상우 (고려대학교 건축사회환경공학부) , 김병연 (고려대학교 건축사회환경공학부) , 정경식 ((주)에스텍컨설팅그룹) , 최항석 (고려대학교 건축사회환경공학부)
The energy pile, used for both structural foundations and heat exchangers, brings about heat exchange with the ground formation by circulating a working fluid for heating and cooling buildings. As heat exchange occurs in the energy pile, thermal stress and strain is generated in the pile body and su...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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COMSOL Multiphysics를 이용한 수치해석을 위하여 어떠한 단계로 나누어 수행하였는가? | 따라서 본 연구에서는 해석의 편의를 위해 수치해석을 두 단계로 나누어 수행하였다. 1단계로 3차원 전산유체해석(CFD, Computation fluid dynamics)과 고체에서의 열전달을 고려한 수치해석을 통해 파일 표면과 지중 온도변화를 파악하고, 2단계로 2차원 축대칭 모델을 사용하여 온도변화에 의한 에너지파일의 역학적 거동을 모사하였다. 2차원 축대칭 모델에서는 열교환기를 직선 형태로 모사하였고 1단계의 3차원 열전달 모델로부터 얻은 시간에 따른 파일 표면온도를 경계조건으로 입력하여 순환수의 거동을 대체하였다[3, 4]. | |
수직 밀폐형 지중열교환기의 단점은? | 이 중 지열 에너지를 이용한 지열냉난방 시스템은 지열에너지를 건물의 냉난방 부하로 활용할 수 있는 친환경시스템으로서 건물부문냉난방에너지 소비량이 상당한 국내 실정에 매우 적합한 시스템으로 평가받고 있다. 기존 연구 및 현장에서의 적용이 활발하게 이루어지고 있는 수직 밀폐형 지중열교환기는 시공을 위해 많은 초기투자비가 필요하다는 단점이 있어 최근엔 상부 구조물을 지지하기 위한 기존 말뚝 기초에 열교환기를 병행 설치한 형태인 에너지파일에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 에너지파일 가동으로 인한 온도변화는 에너지파일과 주변 지반에 열응력 및 변위를 발생시키며, 이는 파일의 역학적 거동에 큰 영향을 끼치므로 구조물 설계에 중요한 고려요소가 된다. | |
지열 에너지를 이용한 지열냉난방 시스템의 장점은? | 최근 화석연료 고갈로 인한 에너지 부족 현상과 온실가스에 의한 기후변화 문제를 해결하기 위해 세계적으로 다양한 방법들을 모색하고 있으며, 국내에서도 신·재생에너지 개발 및 보급에 관심을 기울이고 있다. 이 중 지열 에너지를 이용한 지열냉난방 시스템은 지열에너지를 건물의 냉난방 부하로 활용할 수 있는 친환경시스템으로서 건물부문냉난방에너지 소비량이 상당한 국내 실정에 매우 적합한 시스템으로 평가받고 있다. 기존 연구 및 현장에서의 적용이 활발하게 이루어지고 있는 수직 밀폐형 지중열교환기는 시공을 위해 많은 초기투자비가 필요하다는 단점이 있어 최근엔 상부 구조물을 지지하기 위한 기존 말뚝 기초에 열교환기를 병행 설치한 형태인 에너지파일에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. |
Bourne-Webb, P. J., Amatya, B., Soga, K., Amis, T., Davidson, C., and Payne, P., 2009, Energy pile test at Lambeth College, London: geotechnical and thermodynamic aspects of pile response to heat cycles, Geotechniques, Vol. 59, No. 3, pp. 237-248.
COMSOL Multiphysics version 4.4., 2014, COMSOL Multiphysics user's guide.
Laloui, L., Nuth, M., and Vulliet, L., 2006, Experimental and numerical investigations of the behavior of a heat Exchanger pile, Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. Vol. 30, pp. 763-781.
Amatya, B. L., Soga, K., Bourn-Webb, P. J., Amis, T., and Laloui, L., 2012, Thermo-mechanical behavior of energy piles, Geotechnique, Vol. 62, No. 6, pp. 503-519
Korean ministry of land, transport and maritime affairs, 2015, Korean standard specification for construction.
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