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[국내논문] 터널 에너지 라이닝 시스템의 활용에 관하여 - 해외 사례를 중심으로 - 원문보기

자연, 터널 그리고 지하공간 = Magazine of Korean Tunnelling and Underground Space Association, v.21 no.1, 2019년, pp.74 - 81  

이상필 (GS건설 기술연구소) ,  하희상 (GS건설 기술연구소) ,  서상연 (GS건설 기술연구소)

초록이 없습니다.

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제안 방법

  • 7km길이의 터널 2개(상행선 및 하행선)에 에너지 라이닝을 설치할수 있다(Finnish Transport Agency, 2015). 그러나 본선 터널에 설치할 경우 에너지 라이닝의 유지보수시 열차의 운행을 중단해야 하는 문제가 발생하기 때문에, 6km길이의 서비스 터널에 에너지 라이닝을 설치하였을 경우의 경제성을 분석하였다(Niklas, 2015).
  • 이러한 분석을 통하여 Crossrail 터널 주변 100m에 위치한 건물 중 600MWh/yr 이상의 에너지를 소모하는 365개의 빌딩에 터널 에너지 세그먼트 시스템이 연결되었다(그림 12). 터널 에너지 라이닝의 헤더파이프는 터널의 수직구 및 터널 지상 연결부 등을 통하여 주변 건물과 연결되어 에너지를 공급하도록 계획되었다.
  • Crossrail의 터널 에너지 세그먼트를 통하여 취득된 열은 터널 주변의 건물 및 시설물 중 에너지 수요량이 많은 곳에 공급되며, 지속적인 열에너지를 필요로 하는 건물종류에 따라 세 등급(1등급-호텔 및 주택, 병원 등, 2등급-학교 및 도서관, 박물관 등, 3등급-오피스 및 상가)으로 나누어 열에너지를 공급하도록 계획되었다.

대상 데이터

  • 터널 내외부의 에너지를 취득하기 위하여 Crossrail 터널에는 내경 20mm의 열흡수 파이프가 사용되었다. 이 열흡수 파이프는 그림 8에 나타난 바와 같이 세그먼트 라이닝의 철근망에 케이블 타이로 부착되었으며, 각 세그먼트당 10m에서 20m 가량의 열흡수 파이프가 매설되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
히트펌프는 어떻게 구성되어 있는가? 지열원 히트펌프(Ground source heat pump, GSHP) 는 유체(냉매)를 이용하여 지중에 열을 버리고, 땅에서 열을 보충하도록 고안된 시스템이다. 히트펌프는 다음 그림과 같이 압축기와 팽창밸브, 그리고 2개의 열교환기(증발기와 응축기)로 구성되어 있다(그림 1). 압축기를 통과한 과열증기 냉매는 응축기로 들어가 과열된 증기의 열을 지중 순환유체 측으로 버리게 된다.
지열원 히트펌프란 무엇인가? 지열원 히트펌프(Ground source heat pump, GSHP) 는 유체(냉매)를 이용하여 지중에 열을 버리고, 땅에서 열을 보충하도록 고안된 시스템이다. 히트펌프는 다음 그림과 같이 압축기와 팽창밸브, 그리고 2개의 열교환기(증발기와 응축기)로 구성되어 있다(그림 1).
지열원 히트펌프의 원리는 무엇인가? 히트펌프는 다음 그림과 같이 압축기와 팽창밸브, 그리고 2개의 열교환기(증발기와 응축기)로 구성되어 있다(그림 1). 압축기를 통과한 과열증기 냉매는 응축기로 들어가 과열된 증기의 열을 지중 순환유체 측으로 버리게 된다. 이후 응축기의 냉매와의 열교환을 통해 지중 순환유체의 온도는 상승하고 냉매는 기체상태에서 액체상태로 응축된다. 응축기에서 순환 유체가 흡수한 열은 지중과의 열전달을 통하여 방출된다. 이러한 열교환 과정을 거쳐 지열을 이용하며, 지열원 히트펌프는 열교환 매체로 대기 대신 지중의 일정한 온도를 이용하는 히트펌프로 공기열원을 사용하는 히트펌프보다 열교환 효율이 높은 장점이 있다.
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