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문제 정의
- SCW의 활용 증대를 위해서는 광범위한 계측결과와 수치해석 결과를 기초로 국내지반특성을 반영한 설계기준이 수립되어야 하지만 아직 현장계측결과도 부족하고 수치해석모델 또한 개발되어 있지 않는 상황이다. 본 연구에서는 SCW 성능을 평가하기 위한 수치해석 모델을 구축하였다. 구축된 SCW 수치해석 모델의 정확성은 국내 의령에서 계측된 데이터를 통하여 검증하였다.
- 본 연구에서는 지열 히트펌프 시스템의 대표적인 방식인 스탠딩컬럼웰(SCW) 시스템의 수치해석 모델을 구축하였다. 수치해석 모델의 정확성은 국내 의령 체육진흥센터의 SCW에서 계측된 데이터와의 비교를 통하여 검증되었다.
가설 설정
- 심정은 모델 중앙에 위치하며 심정경계, 유입관, 유출관, 유입구, 유출구로 구성되어 있다. 지반은 다공성 매체(porous medium)로 모델링 하였고 지하수위는 지표면에 위치하는 것으로 가정하였다. 실제의 우물관 내 유입관 및 유출관의 단면형상은 그림 2a와 같지만 축대칭 해석을 수행하기 위해서 유입관과 유출관의 형상을 그림 2b와 같이 수정하여 나타내었다.
- 의령 체육진흥센터 SCW의 가동시간은 평균 10시간/일이다. 해석 시에는 측정된 유출수의 온도를 심정 내에 위치한 관 입구의 온도라고 가정하여 입력자료로 적용하였으며 이로 인한 유입수의 온도 변화를 계산하였다. 신뢰성 있는 비교분석을 위해 계측자료 중에서 가장 연속적인 데이터를 선택하여 검증에 사용하였다.
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