초록 ▼

본 연구의 목적은 비 동절기에 도로 포장체에 도달하는 태양열을 집열하여 지중에 축열한 다음, 동절기에 도로 포장체의 표면 온도를 0℃ 이상으로 유지(방열)하는 데 활용하는 기술을 개발하는 것이다. 본 기술은 지열 에너지를 이용하는 방법이나, 전통적인 방법과 달리 히트펌프를 사용하지 않고, 간절기와 하절기 지중 계간 축열을 이용하는 방법이다. 본 기술은 연중 5~10월까지 약 6개월 동안 집열 및 축열, 12~3월까지 4개월 방열함으로써 도로 상습 결빙 구간에서 살얼음(블랙아이스) 형성을 방지하는 데 활용된다.

1차년도에

본 연구의 목적은 비 동절기에 도로 포장체에 도달하는 태양열을 집열하여 지중에 축열한 다음, 동절기에 도로 포장체의 표면 온도를 0℃ 이상으로 유지(방열)하는 데 활용하는 기술을 개발하는 것이다. 본 기술은 지열 에너지를 이용하는 방법이나, 전통적인 방법과 달리 히트펌프를 사용하지 않고, 간절기와 하절기 지중 계간 축열을 이용하는 방법이다. 본 기술은 연중 5~10월까지 약 6개월 동안 집열 및 축열, 12~3월까지 4개월 방열함으로써 도로 상습 결빙 구간에서 살얼음(블랙아이스) 형성을 방지하는 데 활용된다.

1차년도에는 도로 살얼음 예방 시스템(시뮬레이터)을 설치한 후, 기초 실험을 수행하였다. 실험을 통해 도로 포장체의 집열 효율과 온도 변화 특성을 분석하였다. 성능 평가용 포장체는 깊이 0.25m, 가로 1 m, 세로 1 m의 콘크리트 포장체와 아스팔트 포장체 3개로 구성하였다. 콘크리트와 아스팔트 포장체 중 첫 번 째 포장체는 0.8 m 깊이에 X-L 파이프가 내장되어 있고, 두 번 째 포장체는 0.12 m 깊이에 그리고 세 번 째는 0.2 m 깊이에 내장되어 있다. 깊이별 온도를 측정하기 위해 0.04 m, 0.08 m, 0.12 m, 0.16 m 및 0.2 m 깊이에 온도 센서를 삽입하였다. 여름철 콘크리트 포장체의 최대 표면온도는 45°C까지 올라가는 반면, 아스팔트 포장체는 60°C 이상이었다. 아울러 내부 온도 변화 역시 아스팔트 포장체가 콘크리트 포장체보다 더 컸다.

(출처 : 서지자료 66p)

Abstract ▼

Black ice, sometimes called clear ice, is a thin coating of glaze ice on surface, especially on roads and pavements in moist areas with subzero temperatures. In cold region, a high-efficiency black ice removal system is required because of the environmental nature of easily generated black ice. An a

Black ice, sometimes called clear ice, is a thin coating of glaze ice on surface, especially on roads and pavements in moist areas with subzero temperatures. In cold region, a high-efficiency black ice removal system is required because of the environmental nature of easily generated black ice. An alternative method for deicing is to use hydronic pavement (HP). HP consists of a pipe network, embedded inside the pavement, in which a fluid is circulated. The fluid collects solar energy during summer days and transports heat back to the road surface during icy winter days. The aim of this study is to investigate the thermal performance of the HP, such as solar collecting efficiency in non-winter season and deicing performance in winter season.

For preliminary study a small-scale experimental system was designed and installed to evaluate the heat transfer characteristics of the HP. The system consists of 3 concrete and 3 asphalt pavements made of 0.25 m in height, 1 m in width and 1 m in depth. Among 3 concrete and 3 asphalt pavements first pavement has X-L pipe embedded at a depth of 0.8 m, second pavement has X-L pipe embedded at a depth of 0.12 m and the third pavement has X-L pipe embedded at a depth of 0.2 m at intervals of 0.16 m to compare the obtained heat flux rate. Temperature sensors at depths of 0.04 m, 0.08 m, 0.12 m, 0.16 m and 0.2 m are installed in each pavement. Preliminary experimental results containing the temperature data at surface and different depths for all of the 6 pavements are presented. The results show that the surface temperature of asphalt pavement goes above 60°C while the maximum surface temperature of concrete pavement goes upto 45°C during the summer season. The temperature variations at different depths are also higher in case of asphalt.

(source : Bibliographic Data 67p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 6
• 그림목차 ... 8
• 표목차 ... 10
• 제1장 연구 개요 ... 11
• 1. 연구 배경 및 필요성 ... 11
• 1.1 연구 배경 ... 11
• 1.2 연구 필요성 ... 12
• 2. 국내외 현황 ... 15
• 2.1 국내 현황 ... 15
• 2.2 국외 현황 ... 18
• 3. 타 사업과의 연계성 및 차별성 ... 22
• 4. 사업성 및 기술이전 가능성 ... 24
• 4.1 시장 개요 ... 24
• 4.2 사업성 분석 ... 25
• 4.3 성과의 우수성 및 기술이전 가능성 ... 27
• 5. 연구 목표 및 구성 ... 28
• 5.1 최종 연구목표 ... 28
• 5.2 1차년도 연구목표 및 구성 ... 28
• 제2장 1차년도 연구 내용 ... 30
• 1. 1차년도 연구 내용 요약 ... 30
• 1.1 지중 계간 축열 이용 도로 살얼음 예방 시스템 개발(WBS 1) ... 30
• 1.2 도로 포장체 집열기 설계 및 시공 가이드라인 개발(WBS 2) ... 32
• 1.3 지중 계간 축열 및 방열 시스템 설계 데이터 구축(WBS 3) ... 33
• 2. 1차년도 연구 내용 ... 34
• 2.1 지중 계간 축열 이용 도로 살얼음 예방 시스템 개발(WBS 1) ... 34
• 2.2 도로 포장체 집열기 설계 및 시공 가이드라인 개발(WBS 2) ... 42
• 2.3 지중 계간 축열 및 방열 시스템 설계 데이터 구축(WBS 3) ... 47
• 제3장 1차년도 연구 성과 ... 52
• 1. 연구 목표 달성 ... 52
• 1.1 연구 목표 달성도 및 달성 내용 ... 52
• 1.2 정량적 연구 성과 ... 53
• 2. 연구성과의 질적 우수성 ... 54
• 3. 연구성과 및 파급효과 ... 55
• 제4장 차년도 연구계획 ... 56
• 1. 국내외 관련 분야의 환경 변화 ... 56
• 2. 연구개발 목표 및 내용 ... 58
• 2.1 연구개발 목표 및 예상 성과물 ... 58
• 2.2 정량적 연구성과지표 ... 59
• 3. 차년도 연구개발 로드맵 ... 60
• 4. 차년도 연구개발 추진전략 및 방법 ... 61
• 4.1 연구개발 추진전략·방법 ... 61
• 4.2 연구개발 추진체계 ... 63
• 4.3 수행팀 편성 ... 63
• 참고문헌 ... 64
• 서지자료 ... 66
• Bibliographic Data ... 67
• 끝페이지 ... 68