• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.441-446
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• 2007

This present study is to evaluate the cooling performance of a water-to-refrigerant ground source heat pump system(GSHP) under actually operating condition. 1 unit is selected among 10 units of the GSHP in the building to analyze the performance. The average cooling COP of the GSHP at the part load of 64% is 8.2, overall system COP is 6.19. In the GSHP system, the cooling temperature of the condenser is lower compared to the air source heat pump system. Conclusively, the cooling performance of the GSHP is higher than the air source heat pump system by 80%.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.28-35
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• 2016

지열원 히트펌프 시스템에서 지중 열교환기 설계를 위해 수행하는 현장 열응답 시험은 많은 시간과 비용이 수반되기 때문에 조건 변화에 따른 출구온도 예측이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 주로 사용하는 수직형 지중 열교환기의 열전달 성능을 예측하기 위한 방안으로 3차원 CFD 해석 기법을 제안하고, 2개소의 현장 열응답 시험의 출구온도와 기울기 값을 비교하여 CFD 해석 방법의 신뢰성을 확인하였다. CFD 해석 결과, 2개소의 현장 열응답 시험의 출구온도는 $0.5^{\circ}C$ 이내에서 예측하였고, 기울기 값은 1.6% 이내에서 적절히 예측하였다. 이를 통해 CFD 해석 방법의 신뢰성을 확인하고, 2개소의 현장 열응답 시험의 유량 및 지중 유효 열전도도 조건을 각각 ${\pm}20%$ 변화시키면서 현장 열응답 시험의 출구온도를 예측하였다. 첫 번째 현장(Case 1)의 경우 유량 변화에 따라 $28.0^{\circ}C$(-20%)와 $29.6^{\circ}C$(+20%), 지중 유효 열전도도 변화에 따라 $29.6^{\circ}C$(-20%)와 $28.0^{\circ}C$(+20%)로 현장 열응답 시험의 출구온도를 예측하였으며, 두 번째 현장(Case 2)의 경우 유량 변화에 따라 $28.4^{\circ}C$(-20%)와 $29.8^{\circ}C$(+20%), 지중 유효 열전도도 변화에 따라 $29.7^{\circ}C$(-20%)와 $28.4^{\circ}C$(+20%)로 현장 열응답 시험의 출구온도를 각각 예측하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권1호
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• pp.1-13
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• 2022

In Korea, attention is being paid to the use of renewable energy in the livestock industry, and Ground Source Heat Pump (GSHP), which is advantageous for temperature control, is considered as one of the ways to reduce the use of fossil fuels. But GSHP is expensive to install, which proper capacity calculation is required. GSHP capacity is related to its maximum energy load. Energy loads are affected by climate characteristics and time, so dynamic analysis is required. In this study, the optimal capacity of GSHP was calculated by calculating the heating and cooling load of pig farms using BES (Building Energy Simulation) and economic analysis was performed. After designing the inside of the pig house using TRNSYS, one of the commercial programs of the BES technique, the energy load was calculated based on meteorological data. Through the calculated energy load, three heating devices and GSHP used in pig farms were analyzed for economic feasibility. As a result, GSHP's total cost of ownership was the cheapest, but the installation cost was the highest. In order to reduce the initial cost of GSHP, the capacity of GSHP was divided, and a scenario was created in which some of it was used as an auxiliary heating device, and economic analysis was conducted. In this study, a method to calculate the proper capacity of GSHP through dynamic energy analysis was proposed, and it can be used as data necessary to expand the spread of GSHP.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.224-235
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• 2019

농기계와 시설원예 보급 확대 등으로 인하여 농업부문 에너지 이용량이 증가함에 따라 난방비 등 투입비용의 증가 및 온실가스 배출 등 여러 가지 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에서는 시설원예 농업부문 에너지 이용실태를 개략적으로 살펴보고, 면세유, 농사용 전기의 변화 형태를 살펴보았으며, 농업용 신재생에너지 및 에너지 절감시설의 보급현황을 검토하였다. 마지막으로 신재생에너지 및 에너지 절감시설의 보급면적을 조사하고, 신재생에너지와 에너지 절감시설의 에너지 절감비율을 적용하여, 농업부문 신재생에너지 및 에너지 절감시설 보급에 따른 난방비 절감효과, 생산성 증대효과, 정부재정지출절감효과, 온실가스 절감효과, 그리고 석유류 대체효과를 살펴보았다. 주요 분석결과(파프리카)는 다음과 같다. 첫째, 단위면적당 재정지출 절감효과는 열회수환기장치가 300,863원/10a으로 가장 높은 것으로 나타났으며, 국제유가가 상승할수록 신재생에너지 및 에너지 절감시설 보급에 따른 재정지출 절감효과도 증가하는 것으로 나타났다. 둘째, 온실가스 감축에 따른 경제적 총 편익을 계산한 결과 다겹보온커튼이 608.1억 원으로 가장 높게 나타났다. 셋째, 농업부문 신재생에너지 및 에너지 절감시설의 보급은 경유 등 에너지 투입비용을 감소시킴으로써 경영비 절감효과를 가져오는데 열회수환기장치는 3,593천 원/10a의 난방비 등 경영비 절감 효과가 있는 것으로 나타났다. 넷째, 농업부문 신재생에너지 및 에너지 절감시설은 투입비용 절감효과뿐만 아니라 생산성 증대효과도 있다. 지열히트펌프의 경우 9,539kg/10a의 파프리타 생산량 증대효과가 있는 것으로 나타났다. 다섯째, 농업부문 신재생에너지 및 에너지 절감시설의 보급은 경유 등 석유류 투입을 대체하는 효과가 있으며 열회수환기장치는 1,806리터/10a의 석유류 대체효과가 있는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제51권1호
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• pp.67-76
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• 2018

본 연구는 해외 친환경에너지타운에서 보어홀 지중열 저장(BTES) 기술을 활용한 융복합 열에너지 공급 시스템의 3가지 사례로서 캐나다의 ADEU(Alexandra District Energy Utility) 및 DLSC(Drake Landing Solar Community)와 덴마크의 Brædstrup Solpark를 조사하였다. 이들 지역 냉난방 시스템들은 효율과 지속가능성을 높이기 위하여 다중 에너지원을 활용하고 있다. ADEU는 리치몬드시에서 726 개의 지중열교환기로 이루어진 지열필드 및 천연 가스 백업 보일러를 이용한 대규모 지역에너지 공급을 위해 개발되었다. 그리고 캘거리시 인근 Okotoks에 위치한 DLSC는 여름철에 풍부한 태양열 에너지를 144 개의 지중열교환기를 통하여 지중에 저장하고 겨울철 난방을 위해 각 주택에 열에너지를 분배하는 계간축열 방식의 지역난방 시스템이다. Brædstrup Solpark 지역난방 시스템은 태양열, 히트 펌프, 보일러 플랜트 및 계간축열을 위한 48 개의 지중열교환기로 구성되며 다중 에너지원을 이용하여 열을 저장한다. BTES 시추공의 심도와 축열량은 지하수 유동과 지반의 열물성에 따라 영향을 많이 받는다. 이러한 시스템들은 경쟁력 있는 에너지 가격으로 장기적인 에너지를 공급함으로서 신뢰성과 경제성을 평가 받았다. 그리고 ADEU와 Brædstrup Solpark는 서비스 영역 확장을 위한 장기 에너지 공급 계획을 기반으로 확장이 진행중이다. 본 조사를 통하여 이러한 시스템들은 사회 경제적인 이익 뿐만아니라 환경적인 관점이 설계에 반영되어 있는 것을 알 수 있었다. 국내에서도 이러한 프로젝트를 실시하기 위해서는 지방 정부 또는 관련 기관의 에너지 정책 지원 뿐만아니라, 관리 기관 설치를 통한 장기적인 협력이 필요하다.