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열교환기의 흐름개선을 통한 고효율 지열 히트펌프 시스템에 관한 연구
A Study on High Efficiency Geothermal Heat Pump System by Improving Flow of Heat Exchanger 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.21 no.4, 2017년, pp.42 - 46  

안성환 (명지대학교 화학공학과) ,  최재상 (가진기업(주)) ,  김상범 ((주)선우콘트롤) ,  안형환 (한국교통대학교 안전공학과)

초록
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화석연료의 무분별한 사용으로 인한 이산화탄소의 대기 중 방출은 지구의 연평균 기온을 상승시키는 원인으로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위한 대체에너지로써 지열은 연중 일정한 온도를 갖는 무한자원이다. 지열에너지를 널리 보급하기 위해서는 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율이 매우 중요하다. 이에 본 연구는 히트펌프의 성능을 증가시키기 위해 팽창변을 이중으로 구성하고 지중열교환기의 열교환 효율을 높이기 위해 입출관과 유입관 사이에 간격유지부재를 사용하여 실험하였다. 실험한 결과 팽창변을 이중으로 구성하였을 때 냉난방 능력이 최대 11.4%가 증가됨을 얻을 수 있었고, 간격유지부재를 사용 시 열교환 효율이 17.5% 향상되었다. 이러한 결과를 토대로 지열시스템의 설치 시 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율의 상승으로 인해 설치비용이 많이 절감될 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As $CO_2$ emission with imprudent using fossil fuel, annual mean temperature of earth is increased in every year. Geothermal energy is inexhaustible energy resource to solve this problem. Heat pump performance and heat exchange efficiency of ground loop are important to distribute widely....

주제어

#heat pump   #ground loop   #spacer   #expansion valve   #geothermal energy  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 실제 지열을 열원으로 이용한 냉·난방을 공급 하는 고효율 지열히트펌프 시스템을 제작하여 실험하여 본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
신재생에너지의 종류는? 신재생에너지로는 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열 등이 있고, 이중 지열이용 열펌프 시스템은 미국 환경보호청(Environment Protection Agency : EPA)이 발표하기를 현존하는 냉·난방 기술 중에서 가장 에너지 효율이 높고 환경 친 화적이며, 비용효과가 우수한 시스템이라고 밝혔다.
기온이 2℃ 상승 할 때 예상되는 변화는? 4℃, 해수면은 59㎝ 상승할 것으로 예측된다. 기후 변화의 영향으로 기온이 2℃ 상승할 경우 15~40%의 동식물종이 멸종하고, 3∼4℃ 상승 시 약 2억명 이상의 이주자가 발생할 것으로 예측된다. 뿐만 아니라 화석연료의 고갈은 에너지 수급에 있어서 세계적인 에너지수급 불균형과 대체에너지 개발이라는 당면 과제로 부각되고 있다[1].
미국 환경보호청의 지열 히트펌프시스템에 대한 평가는? 신재생에너지로는 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열 등이 있고, 이중 지열이용 열펌프 시스템은 미국 환경보호청(Environment Protection Agency : EPA)이 발표하기를 현존하는 냉·난방 기술 중에서 가장 에너지 효율이 높고 환경 친 화적이며, 비용효과가 우수한 시스템이라고 밝혔다.
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참고문헌 (5)

  1. Kavanaugh, S.P. and Rafferty, K., round-source heat pumps : design of geothermal systems for com mercial and institutional buildings, ASHRAE, Atlanta, 1-3, (1997) 

  2. Shin, H. J., Ahn, C. H. and Cho, C. S., Overview for the effective use of geothermal energy, Air-Conditioning and Refrigeration Engineering, 24(4), 409-419, (1995) 

  3. An, H. J., Introduction on the geothermal heat pump system, TUNNEL & UNDERGROUND, J. Korean Society for Rock Mech, 12(4), 229-236, (2003) 

  4. Plate Heat Exchanger Performance calculation pro gram : Swep SSP CBE 1.4.3 

  5. Remund, C. P., Borehole thermal resistance : labo ratory and field sutdies, ASHRAE Transactions, 105, 439-445, (1999) 

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