• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.15 no.4
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• pp.372-379
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• 1986

본고는 상업용 건물에 있어서의 냉난방부하에 대한 외벽의 축열(열용량)효과를 비교$\cdot$분석하는데 그 목적이 있다. 가장 최근에 발표된 에너지 해석 프로그램인 DOE-2.1C를 이용하여 Berkeley Solar Group (BSG) 이 제안한 축열효과를 분석하였다. 본 고에서의 축열효과는 "delta load"로서 표현되어 있으며 "delta load"는 전형적인 나무구조 건물과 벽돌조 건물의 연간 냉난방부하의 차이로서 표시된다. BSG 보고서에 의하면 delta load는 (1)구조물의 위치와 관련한 단열방법 (2)벽의 열용량 (3)벽의 열관류을 (4)기후조건에 따라 달라진다고 되어 있다. 본 고에서의 delta load 계산은 중규모 사무소 건물을 대상으로 하였으며 Lake Charles, LA와 Madison, WI 기후 데이터를 사용하였는데 DOE-2.1C 사용에 의한 delta load는 BSG의 결과와 일반적으로 잘 조화가 되는 것으로 나타났으나 외주부의 방향에 따른 dalta load와 난방에 있어서는 다소 큰 차이를 보여 주고 있으며, 외단열과 중간열의 효과는 BSG의 결과와 마찬가지로 비슷하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.38 no.6 s.175
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• pp.717-729
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• 2005

Peak cooling load of large buildings is generally greater than their peak heating load. Internal and solar heat gains are used fur selection of adquate equipment in large building in cold winter climate like Canada and even Korea. The cost of geothermal heat exchanger to meet the cooling loads can increase the initial cost of ground source heat pump system to the extend less costly conventional system often chosen. Thermal ice storage system has been used for many years in Korea to reduce chiller capacity and shift Peak electrical time and demand. A distribution system designed to take advantage of heat extracted from the ice, and use of geothermal loop (geothermal heat exchanger) to heat as an alternate heat source and sink is well known to provide many benifits. The use of thermal energy storage (TES) reduces the heat pump capacity and peak cooling load needed in large building by as much as 40 to $60\%$ with less mechanical equipment and less space for mechanical room. Additionally TES can reduce the size and cost of the geothermal loop by 1/3 to 1/4 compared to ground coupled heat pump system that is designed to meet the peak heating and cooling load and also can eliminate difficuties of geothermal loop installation such as space requirements and thermal conditions of soil and rock at the urban area.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.15 no.3
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• pp.505-530
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• 2006

For the district heating and cooling business, it is required to install energy-saving facilities using energy from waste and land fill gases such as combined heat and power(CHP). The current issues that this business faces can be summarized as below: which facilities including CHP can be economically introduced and how much of their capacities should be. Most of such issues are clearly related to the optimal plant design of the district heating and cooling business, and the prices of energy services such as heating and cooling energy, and electricity. The purpose of this study is to establish linear program model of least cost function and to practice the empirical test on a assumed district heating and cooling business area. The model could choose the optimal type of energy-producing facilities among various kinds available such as CHP's, absorption chillers, the ice-storage system, etc. CHP with the flexible heat and power ratio is also in the set of available technologies. And the model show us the optimal ration of heat producing facilities between CHP and historical heat only boiler in the service area. Some implications of this study are summarized as below. Firms may utilize this model as a tool for the analysis of their optimal size of the facilities and operation. Also, the government may refer the results to regulate resonable size of business.

• Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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• v.13 no.2
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• pp.9-15
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• 2017

When applying geothermal systems in cities such as seoul where high density development prevails, the selection of geothermal system capable of obtaining a large capacity in the limited grounds is necessary. In this study, an easy-to-use design tool is developed in the form of spreadsheet by applying the calculation theory of existing closed-loop vertical ground heat exchanger that can be used in the early design stage of the open-loop ground heat exchanger. By only using the maximum cooling and heating load, it is possible to calculate optimal design open-loop ground heat exchanger. Further research is needed, we are plan to improve the program considering the heat loss of groundwater flowing in the inner casing, G-Function for Open-Loop, and verification by applying actual projects.

• Journal of the KSME
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• v.33 no.2
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• pp.183-190
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• 1993

에너지 문제에 현명하게 대처하기 위해선 폐열과 심야전력을 활용한 축열시스템의 저변확대가 시급하다. 특히 우리나라와 같이 냉난방으로 인한 계절별 전력 수요폭이 심한 나라에서는 공조용 축열 시스템 개발이 필요하다. 현재 우리나라에 보급되고 있는 것은 빙축열 시스템이 대부분인데 지역과 조건 그리고 용량에따라 좀더 다양한 시스템 선택이 필요하다. 그리고 에너지의 축출 방법에 있어서도 전체 공조 시스템의 특성과 효율을 특히 고려해야 할 것이다. 축열 시스템의 핵심은 무엇보다도 축열조의 소형화(compact)와 축열 효율이다. 즉 되도록 작은 크기의 축열조 로써 최대한 많은 에너지를 저장하며 또한 최대한 많은 에너지를 회수하는 것이다. 일반적으로 축열조에 열을 저장 그리고 축출하는 과정에는 에너지(useful energy)의 손실이 생기게 된다. 이는 열전달 과정 중에 시스템 내의 엔트로피의 증가로 생기는 필연적인 손실로 이것을 최소로 하는 설계 기술이 필요하다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.15 no.6
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• pp.454-460
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• 2003

In order to investigate the cooling and heating characteristics of a variable-capacity system A/C applying a digital scroll compressor, the cooling and heating capacities and COP are measured by the psychrometric calorimeter. The capacity of the system is controlled by the digital scroll compressor, which is operated by controling PWM valve and the loading vs. unloading time. In the case of unloading compared that of loading, the consumption power of the compressor is about 11% and the capacity variation of the system A/C is within about 1%. When the system A/C is operated under the cooling and heating standard conditions, COP is nearly uniform but cooling capacity and heating capacity increase at minimum, rated and maximum modes. The system A/C applying the digital scroll compressor is effective for the range with high load or the width of large load variation. When the auxiliary heater is on, at the cold region, the system A/C produces the excellent heating capacity.

• Journal of Energy Engineering
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• v.27 no.4
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• pp.70-79
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• 2018

A heat pump system using the thermal effluent from the Jeju thermal power plant of KOMIPO was constructed with the capacity of 300 RT to supply cool or hot water to greenhouse facilities located 3 km from the power station. The way of transporting heat from the thermal effluent to greenhouses at a long distance was optimized, and a monitoring system to measure the water temperature and detect a leakage in a pipe conduit was also installed. This paper presents the system configuration of the constructed heat pump system for air conditioning and heating of greenhouse facilities in Jeju, and the characteristics of major components deployed in the system. The preoperational tests of the heat pump system were conducted during the summer season in 2018 for evaluation of its cooling performance. The operational stability and cooling performance of the heat pump system were confirmed by investigating the measured fluid temperature and flow rate, and COP of the heat pump in a cooling mode.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.194.1-194.1
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• 2011

본 연구에서는 지열히트펌프 시스템의 열원으로써 지열이외에 건축물의 미활용 에너지라고 할 수 있는 상수도의 에너지를 활용하여 지중열교환기의 천공길이를 줄이는 것이 주요 목적이며, 또한 건물의 미활용에너지를 냉난방에너지원으로써 이용 가능한 것을 보여주는 것에 있다. 실험은 4인 가족기준으로 3RT 용량의 히트펌프를 설치하고 인당 평균 177 liter/day 기준으로 하루에 약 710 liter/day의 물을 사용하는 것으로 가정하였다(환경부 2007년 상수도 통계값). 시간당 가정내에서 사용하는 물량은 일정하지 않아 일일 8시간 사용하는 것으로 하여 약 1.5 LPM 으로 실험하였다. 저수조의 크기 및 지열 히트펌프의 열원으로써 사용가능한 열량을 계산하기 위해 CFD 시물레이션을 수행하였다. CFD의 결과 상수도를 급수하기 위한 저수조의 크기는 $2m^3$로 결정하였으며 이때 열원으로써 사용가능한 열량은 약 0.7RT였다. 48시간의 실험기간 동안 저수조를 통해 얻은 열원은 0.6RT 였으며 100m의 지중열교환기를 통해 얻은 열원은 2RT 였다. 히트펌프 자체의 난방 COP는 평균 4.2를 나타내었으며 펌프등의 소비전력을 포함한 System COP는 4.0 나타내었다. 이번 연구를 통해 건물의 미활용에너지인 저수조의 물을 이용하여 지열히트펌프의 열원으로써 이용 가능하며 기존의 지열히트펌프 시스템대비 천공길이 단축, 시공비 저감이 가능한 것을 볼 수 있었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.122-125
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• 2011

본 연구에서는 기존 교육시설에 설치된 알루미늄 합금 창의 2차원 정상상태 전열해석을 통한 열성능 평가를 수행하였다. 교육시설의 주요 창호재료로 적용된 알루미늄은 열전도율이 $175 \;Kcal/m^2h^{\circ}C$ 정도로 플라스틱 소재와 비교하여 매우 불리하여 기존 시설에 설치된 알루미늄 창호는 열손실의 주요인으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 이러한 점에 착안하여 충남 서산지방에 위치한 대학건물의 알루미늄 합금 창호의 열성능 평가에 관한 연구를 수행하여 다음과 같은 해석 결과를 도출하였다. (1) 2차원 정상상태 전열해석을 위한 경계조건은 국토해양부고시 건축물의 에너지절약설계기준의 [별표 6] 중부지방 냉난방장치의 용량계산을 위한 설계 외기온 기준과 [별표 7]의 실내온도 기준을 적용하여 여름철 실내 $27^{\circ}C$, 실외 $31.3^{\circ}C$, 겨울철 실내 $21.0^{\circ}C$, 실외 $-9.6^{\circ}C$ 로 설정하고 해석한 결과 열관류율은 알루미늄 합금 창호는 $U=9.631 \;W/m^2K$, 복층유리 $U= 2.382 \;W/m^2K$로 여름철과 겨울철 동일한 해석결과치가 산출되었다. (2) 산출된 열관류율 해석결과를 건축물의 에너지절약설계기준 [별표 3] 열교차단재가 적용되지 않은 금속제 창의 단열성능 중 일반복층창 성능기준인 $4.0 \;W/m^2K$와 비교할 때, 알루미늄 창틀을 통하여 225%의 열량이 손실됨을 보여 주고 있다.