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지중 유효 열전도도의 지역별 분포
A Study on Regional Distribution of the Ground Effective Thermal Conductivity 원문보기

대한기계학회 논문집. C, 산업기술과 혁신, v.4 no.1, 2016년, pp.43 - 47  

공형진 (지열인력양성센터) ,  권순기 (호서대학교 기계공학과) ,  지승규 (한국에너지공단 신재생에너지센터)

초록
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지열 히트펌프 시스템은 환경 친화적이고 에너지 절감 시스템으로 알려져 있다. 특히 지중 열교환기는 초기투자비와 시스템 성능을 결정하는 매우 중요한 요소다. 수직형 지열 시스템 설계를 위해서는 현장 열응답 테스트를 통해 지중 유효 열저항을 고려해야 한다. 본 연구에서는 지열이용검토서를 통해 접수된 전국의 지중 열전도도를 지역별로 분석하였다. 전국 평균 지중 열전도도는 2.56 W/mK로 분석되었다. 지중 열전도도가 가장 높은 지역은 서울로 평균 2.68 W/mK이고, 가장 낮은 지역은 부산으로 2.28 W/mK다. 또한 해안을 접하고 있는 지역의 열전도도는 전국 평균에 비해 약 30% 낮다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ground source heat pump(GSHP) systems is known as environmental friendly and energy saving. Especially a ground heat exchanger is an important unit that determines the thermal performance of a system and initial cost. In design phase of vertical GSHP system, it is recommended that the effective bore...

주제어

#지열 히트펌프 시스템   #수직형 지중 열교환기   #열응답 테스트  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 2012년부터 2014년 8월까지 한국에너지공단에 접수된 지열이용검토서 지중 열전도도 측정 결과를 지역별로 분석하여 국내 지중 상황을 파악하고자 한다.
  • 본 연구에서는 지열 히트펌프 시스템이 설치되는 현장에서 측정되어 지열이용검토서에 첨부된 지중 열전도도를 지역별로 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수직 밀폐형 지중 열교환기는 어떻게 설치하는가? 국내에서는 수직형 지중 열교환기를 이용하는 밀폐형 시스템을 주로 설치하고 있다. 수직 밀폐형 지중 열교환기는 150~200m 깊이로 천공된 보어홀(borehole)에 U자형 고밀도 폴리에틸렌 파이프를 삽입한후, 파이프와 보어홀 벽면 사이의 빈 공간울 시멘트와 벤토나이트 등의 재료로 그라우팅하여 설치한다. 수직형 지중 열교환기는 전체 시스템의 성능과 초기투자비를 결정하는 주요 요소로서, 파이프 내부를 순환하는 유체와 파이프 주위 지중 토양이나 암반층 사이의 열전달과 밀접한 관련이 있다.
국내에 주로 설치하는 지열 히트펌프 시스템은 어떤 시스템인가? 국내에서는 수직형 지중 열교환기를 이용하는 밀폐형 시스템을 주로 설치하고 있다. 수직 밀폐형 지중 열교환기는 150~200m 깊이로 천공된 보어홀(borehole)에 U자형 고밀도 폴리에틸렌 파이프를 삽입한후, 파이프와 보어홀 벽면 사이의 빈 공간울 시멘트와 벤토나이트 등의 재료로 그라우팅하여 설치한다.
지열 히트펌프 시스템의 구성요소는 어떤 세 부분으로 나눌 수 있는가? 지열 히트펌프 시스템의 구성요소는 실내부하, 히트펌프 그리고 지중 열교환기로, 크게 세 부분으로 나눌 수 있다. 그 중에서 설치 현장의 지중 상황에 영향을 받는 지중 열교환기는 전체 시스템의 성능을 결정하는 주요 요소로서, 열교환기 성능은 지중 열교환기 내부의 순환유체와 그라우팅 재료를 통한 지중 지반과의 열전달과 밀접한 관련이 있다.
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참고문헌 (5)

  1. MOTIE, 2014, New & Renewable Energy White Paper, KEMCO, Yongin. 

  2. KEMCO, 2014, New & Renewable Energy Statistics 2013(2014 edition), KEMCO, Yongin. 

  3. MOTIE, 2015, Act on the Promotion of the Deployment Use and Diffusion of New and Renewable Energy, KEMCO, Yongin. 

  4. Mogensen, P., 1983, Fluid to Duct Wall Heat Transfer in Duct System Storages, Proceedings of International Conference on Subsurface Heat Storage in Theory and Practice. Swedish Council for Building Research, June 6-8. 

  5. Kavanaugh S. P. and Rafferty K., 1997, Ground Source Heat Pumps - Design of Geothermal Systems for Commercial and Institutional Buildings, ASHRAE, Atlanta. 

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