• Title/Summary/Keyword: 지열 냉난방시스템

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Technical and Political Issues on Geothermal Energy Policy for Long-term Portfolio (지열에너지의 중장기 정책 포트폴리오를 위한 기술 및 정책적 접근방안 제시)

  • Kim, Kiyeol;Kim, Kyung-Hee;An, Hyungjun;Lim, Hye-Sook
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.154-154
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    • 2011
  • 화석연료의 가격 및 공급의 불안정과 온실가스감축 국제 규제 강화 등에 대한 대안으로 여기는 신 재생에너지는 높은 초기 투자 부담으로 인하여 관련기술의 연구개발과 보급정책 등 전과정에 걸친 정책 지원체계가 필요하다. 본 연구에서는 지열에너지를 이용하는 지열냉난방기술에 중점을 두고 이에 대한 중장기 정책 포트폴리오 작성을 위한 기술 및 정책적 접근방안을 제시하고자한다. 지열에너지의 가장 큰 특징은 기후 등에 영향을 크게 부하가 변하는 태양광, 풍력 등과 달리 일정한 부하를 유지함으로써 안정적인 에너지공급이 가능하다는 것이다. 또, 품질 측면에서도 화석연료를 이용한 기존의 연료보다 쾌적한 환경을 조성하여 고급에너지로 평가받고 있다. 반면, 설비를 갖추기 위한 천공, 히트펌프 설치 등에 큰 비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 현재 히트펌프 제작기술은 국산화를 완료한 상태로 사실상 기술개발에 의한 큰 폭의 원가절감은 기대하기 힘든 상황이다. 하지만, 유사분야인 시스템 에어컨이 표준화 및 대량생산을 통한 시장 보급 확대로 보급단가가 하락한 것을 고려해 볼 때 이를 통한 가격하락은 어느 정도 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다. 에너지 외적인 측면에서 볼 때도 지열에너지의 공급은 상당한 의미를 갖는다. 건물 냉 난방용 이외에 다양한 용도의 개발을 통해 비닐하우스나 온실 등에 지열에너지를 이용할 경우 정부차원에서 농어촌에 대한 지원이 가능하다. 또, 기존의 에너지원을 조달하는데 어려움이 있는 산간, 도서지방에서는 도시지역보다 투자대비 큰 효과를 볼 수 있어 지역간 에너지 불균형 해도에도 도움이 될 수 있다. 이와같은 지열에너지의 특성에 따라 향후 발전방향을 정리해 보았다. 핵심기술인 지열 히트펌프의 산업구조와 시장 보급 확대를 통한 가격하락을 기대한다. 지역개발 및 고립지역에서 타 신 재생에너지와 함께 독립적인 전력, 냉난방 등의 완전 에너지 공급시스템을 갖출 수 있다. 또한 특수 작물 등의 고급 농수산물 생산등의 용도개발을 통해 지열에너지 공급역량을 성장시킬 수 있을 것이다. 이와 함께 중장기 비젼을 제시하기 위해 추진되어야 할 연구과제로는 시장 보급 확대에 따른 가격경쟁력 도달 가능성에 대한 연구를 통해 산업육성 방안 마련, 타 신 재생에너지기술과 복합 설치에 의한 시너지 효과 및 이에따른 초기 투자비 증가에 대한 대책, 보급 잠재량 조사, 지열시스템의 자금 조달 및 관련 정책 검토 등이 있을 수 있다.

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GIS spatial D/B formation of geothermal data and Distribution of Heat Flow of Korea (한국의 지열자료 GIS 공간 D/B 구축과 지열류량 분포)

  • Kim, Hyoung-Chan;Lee, Young-Min;Park, Jeong-Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.06a
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    • pp.459-460
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    • 2006
  • 현재 남한의 지열류량 측정값으로는 총 363개 지점의 자료가 측정 및 수집되어 있다. 이것은 Mizutani et at. (1970), 장정진 외(1970), 그리고 서정희(1976) 등의 자료, 총 35개의 자료도 추가된 것이다. 1989년 이후부터 측정된 지열류량 자료는 217개 자료이며(임정웅 외, 1989; 임정웅 외, 1996; Lim and Kim, 1997; 염병우 외, 1997), 모두 직접 측정한 것이나, 1989년 이후 보고된 지열류량 자료에 약간의 오류가 있어 이번 연구에서 수정 보완하였다. 또한 과거의 자료 35개 자료는 이미 지열류량 측정치가 논문화 되어 있는 것으로 암석시료는 없다 1989년 이후 2004년까지 자료 217개 2005년도 추가 자료 111개의 지열류량 자료는 암석시료도 있으며, 측정기기가 서로 달라 오차가 있을 수 있어 서로 보정을 해야 할 필요가 있어 시추공 주변 암석을 새로 수집해서 신장비로 다시 측정 보정하였다. 지열류량 D/B 구축은 각 자료의 일련번호, 고유번호 (Sn.), 위경도 좌표 (longitude, lattitude), 암석의 열전도도(thermal conductivity), 지온경사 (thermal gradient), 지열류량 (heat flow)등으로 구성되어 있다. 지열류량 자료 공간 데이터베이스는 점 속성을 가지며 자료형태는 각종 소프트웨어와 호환성이 좋은 shape 파일 형태로 작성하였다. 또만 최근 천부 토양 및 암석 열물성을 이용한 냉난방시스템 즉, Heat Pump System 설계를 위하여 반드시 들어가야 하는 요소인 열확산율, 공극율, 밀도, 비열 등 열물성 특성을 추가하여 GIS 공간 D/B구축하였다. 대륙붕 자료 4개 자료를 제외하고 359개의 지열류량 자료를 이용하여 한반도 남부, 즉 남한의 지열류량 분포도를 작성 분석해 본 결과(그림 1), 우리나라의 지열류량 이상대는 아산만 주변, 보령, 유성, 진안, 울진, 포항, 부산 지역과 포천, 속초, 충주, 수안보 등 지역에서 나타난다 이러한 이상대 주변에는 대개 온천이 발달되어 있었거나 새로 개발되어 있는 곳이다. 온천에 이용하고 있는 시추공의 자료는 배제하였으나 온천이응으로 직접적으로 영향을 받지 않은 시추공의 자료는 사용하였다 이러한 온천 주변 지역이라 하더라도 실제는 온천의 pumping 으로 인한 대류현상으로 주변 일대의 온도를 올려놓았기 때문에 비교적 높은 지열류량 값을 보인다. 한편 한반도 남동부 일대는 이번 추가된 자료에 의해 새로운 지열류량 분포 변화가 나타났다 강원 북부 오색온천지역 부근에서 높은 지열류량 분포를 보이며 또한 우리나라 대단층 중의 하나인 양산단층과 같은 방향으로 발달한 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 주변부로 NNE-SSW 방향의 지열류량 이상대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.

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Evaluation on Heating Effects of Geothermal Heat Pump System in Farrowing House (지열 난방시스템을 이용한 분만돈사의 난방효과 분석)

  • Choi, H.C.;Park, Jae-Hong;Song, J.I.;Na, J.C.;Kim, M.J.;Bang, H.T.;Kang, H.G.;Park, S.B.;Chae, H.S.;Suh, O.S.;Yoo, Y.S.;Kim, T.W.
    • Journal of Animal Environmental Science
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    • v.16 no.3
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    • pp.205-215
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    • 2010
  • Geothermal heat pump system (GHPS) is an energy-efficient technology that use the relatively constant and renewable energy stored in the earth to provide heating and cooling. With the aim of using GHPS as a heating source, it's possibilities of application in farrowing house were examined by measuring environmental assessment and sow's performance. A total of 96 sows were assigned to 2 pig housings (GHPS and conventional housing) with 48 for four weeks in winter season. During the experimental period, indoor maximum temperature in GHPS-housing was measured up to $26.7^{\circ}C$, average temperature could maintain $21.2^{\circ}C$. The mean value of dust levels and $CO_2$, $NH_3$ and $H_2S$ gas emissions were decreased in GHPS-housing compare with those of conventional housing. Litter size, birth weight, parity and weaning weight did not differ between housings. However, feed intake of sow in GHPS-housing was lower than that of conventional housing. In energy consumption for heating, electric power consumption increased in GHPS-housing than the conventional housing, a 2,250 kwh increase, whereas there is no fuel usage for heater in GHPS-housing. Amount of ground water circulated for heating in cold weather for earth heat exchanger was 8.4-12.9 ton per day. In conclusion, GHPS may have environmental benefits and effectiveness of heating in farrowing housing and affect the performance in sows.

하천수 열원을 이용한 개발 가능한 에너지량 산정

  • An Yeong-Seop;Kim Jin-Hun;Jeong U-Seong;Kim Hyeong-Su
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2006.04a
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    • pp.365-368
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    • 2006
  • 전 세계적으로 에너지 소비가 계속적으로 증가함에 따라 화석 에너지를 대체하기 위한 다양한 기술개발이 이루어지고 있으며, 지열 및 수온차 에너지 개발도 대체 에너지의 하나로 주목받고 있다. 본 연구에서는 이러한 지열 및 수온차 에너지의 개발 가능 에너지량을 산정하기 위하여 장기간에 걸쳐 하천수 및 충적층 온도 모니터링을 수행하고 이를 바탕으로 개발 가능 에너지량을 산정하였다. 모니터링 결과 충적층이나 하상에서의 온도변화가 대기 온도에 비하여 작음을 확인하였으며, 또한 충적층의 온도 변화가 하천수보다는 온도변화 폭이 작게 나타났다. 향후 이러한 수온차를 이용한 냉난방용 열펌프시스템을 활용하여 친환경적이고도 경제적인 에너지를 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

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지중 열교환을 통한 에너지 절약방안

  • 조정식
    • 월간 기계설비
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    • s.93
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    • pp.60-75
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    • 1998
  • 지표면으로부터 일정한 깊이 이하의 토양이 보유하고 있는 지열에너지는 에너지자원을 절약하기 위해서는 매우 유용한 에너지원이 될 수도 있다. 따라서 지중에너지를 활용하기 위한 지중온도분포에 대한 해석과 그 활용면에서 도로 융설시스템 및 건물의 냉난방의 에너지원으로 이용할 수 있는 에너지절약 방안에 대한 연구개발이 추진되고 있다.

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Performance for Geothermal Heating & Cooling System by Heatpump in Office Building (사무용건물에서 지열히트펌프냉난방시스템의 운전성능 평가)

  • An, Hyung-Jun;Baek, Sung-Kwon;Cho, Chung-Sik;Sohn, Byung-Hu
    • Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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    • v.3 no.1
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    • pp.23-29
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    • 2007
  • For the perfomance test of geothermal system, a large pilot of capacity of 50RT is built and operated in office building. This system is planed hybrid system with cooling tower as asisstance heat sink. From October, 2004 to September, 2005, this system is operated andmonitored. As the result, COP of heating periods is about 3.46 and COP of cooling periods is about 4.1. Therefore, geothermal system is useful and suitable in Korea.

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Development of a New Heat Exchanger for the Super Cooling (HESC) to Enhance the Performance of the Heat Pump System for the Living Space by the Natural Energy (자연에너지를 이용한 생활공간 냉난방용 열펌프의 성능향상을 위한 과냉 촉진 신개념 열교환기(HESC) 개발)

  • Song, Heon
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.31 no.6
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    • pp.40-48
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    • 2011
  • 과냉 촉진을 위한 새로운 열교환기(HESC)가 생활공간의 냉난방을 위한 공기-물 열펌프의 성능계수 향상을 위해 본 연구에서 개발되었으며 그 효과를 실험적으로 분석하였다. 이 열교환기(HESC)는 여러 단계의 셀과 튜브로 구성되어 있으며, 열펌프 시스템의 응축기와 증발기 사이에 장착되었다. 실험 조건으로, 외기온은 $7^{\circ}C$에서 $-17^{\circ}C$, 입구 물 온도는 $7{\sim}10^{\circ}C$ 그리고 제 2열전달매체로서 물의 질량 유동율은 시간당 100에서 $300{\ell}$로 변화를 주었다. 본 실험에서 이 열교환기가 장착된 열펌프의 압축기에서의 냉매 입 출구 사이의 온도 차이는 열교환기가 장착되지 않은 열펌프보다 $15^{\circ}C$ 높았다. 이에 따라 이 열교환기가 장착된 열펌프 시스템은 외기온 $-10^{\circ}C$에서 COP가 0.8 증가하였다. 따라서 이 공기-물 열펌프 시스템은 최근 한국에서 실용화되고 있는 고비용이 요구되는 지열 열펌프 시스템을 대체하여 생활공간을 위한 냉난방 시스템으로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

A Study of Flow Characteristics in Pressure Independent Control Valve for Hydronic System (냉난방수배관시스템용 차압독립형 유량제어밸브의 유동특성 연구)

  • Min, Joon-Ki;Won, Bo-Young;Jeong, Shin-Kyu
    • Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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    • v.13 no.3
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    • pp.9-15
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    • 2017
  • In this study, set values of PICV(Pressure Independent Control Valve) were simulated according to the pressure distribution and velocity. The higher the set value and the open rate, as the lower the pressure in the neck. On the contrary, the lower the set value and open rate, as the higher the pressure in the neck. When the set value was small, the pressure was distributed sufficiently and confirmed that the pressure was generated by the VOF, confirming that it could generate a vapor pressure. When the set value 100 %, the lower corn open rate of the differential pressure was 46 % to 29 %, set value 100 % was 29 % to 19 %, and set value 6 % was 12 % to 6 % for the lower corn open rate percentile, it was limited to within 50 %. Thus, the results of this study on the correlation between open rate and differential pressure of the set value of the PICV will be beneficial to improve performance of flow control valves and contribute to their efficient operation used for a hydronic system.