Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.14
no.12
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pp.6053-6059
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2013
Heat pumps have attracted considerable attention as a green energy system because they use renewable energy, such as geothermal, solar energy and waste heat, and can have a low electricity consumption rate compared to other conventional electric heating system. Many studies of high efficient heat pump system design was performed previously,but it is not easy to find any an analytical model that consists of components (e.g. compressor, heat exchangers, and expansion valve), not only having an interrelation and interconnection each other but also being flexible to any change in geometry and operating parameters. In this study, a computational model was developed for a heat pump with warm air as a heat source using the one-dimensional modeling software, AMESim. In combination with an independently-developed analytical model for a scroll compressor, the heat pump model can simulate the physical characteristics and actual behavior of the heat pump precisely. In addition, the reliability of the model was improved by verifying the simulation results using experimental data. The simulation data fell into the 10% error range compared with the experimental data. The heat pump model can be used for system optimization studies of product development and applied to other applications in a range of industrial field.
Kim, Ji-Young;Lee, Euy-Joon;Chang, Ki-Chang;Kang, Eun-Chul
Proceedings of the SAREK Conference
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2008.11a
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pp.39-44
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2008
The heat exchange between the Borehole Heat Exchanger(BHE) and the surrounding ground depends directly on ground thermal conductivity k at the certain site. The k is thus a key parameter in designing BHE and coupled geothermal heat pump systems. Currently, although a thermal hydraulic response test(TRT) is mostly used in practice, the thermal hydraulic TRT needs additional power and is generally time-consuming. A new, simple wireless P/T probe for a hi-speed k determination was introduced in this paper. This technique using a wireless P/T probe is less time-consuming and requires no external source of energy for measurement and predicts local thermal properties by measuring soil temperatures along the depth. Measured temperature data along the depth was analyzed. In order to verify the new technique for the determination of ground thermal conductivity, ground thermal conductivity k that calculated from the measured temperature data using a wireless P/T probe was compared with one obtained from conventional hydraulic TRT. When comparing the average k of two methods, the relative error was approximately 10%. As a result, the electronic TRT can replace the conventional hydraulic TRT method after carrying out the additional research on a lot of sites.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2013.11a
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pp.139-140
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2013
Ground source heat pump systems can achieve the energy saving of building and reduce CO2 emission by utilizing stable ground temperature. However, they have many barriers such as high cost of installation, incompletion of design tool, lack of recognition as heating and cooling systems. In order to solve the problems, the building integrated geothermal system (BIGS) developed by several researches which use building foundation as a heat exchanger. In order to establish the optimum design tool of BIGS with the horizontal heat exchanger, the prediction method of ground heat exchange rate developed with numerical simulation model. In this study, the economic analysis for BIGS was conducted based on simulation results and the optimal design method was suggested. As a result, it was found that the case of 32 A, piping space 0.3 m, piping deep 0.5 m and flow rate 9.52 L/min was the best case as 50.1 W/m2 of heat exchange rate. In this case the initial cost was reduced to 115 million won.
Jo, Yun-Ju;Lee, Jin-Yong;Lim, Soo-Young;Hong, Gyeong-Pyo
Journal of Soil and Groundwater Environment
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v.14
no.3
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pp.22-31
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2009
Recently use of renewable energies such as geothermal energy for space heating and cooling is increasing in Korea due to energy crisis and global warming. Ground source heat pump (GSHP) is known as one of the most environment-friendly HVAC (heating, ventilation and air-conditioning) systems in the world. However, some potential effects caused installation and operation of the GSHP systems on soil and groundwater environment are reported. The potential effects are closely related with inappropriate installation, operation and closure of the GSHP systems. In this paper, possible effects of the GSHPs on soil and groundwater environments are reviewed.
Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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v.15
no.1
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pp.9-17
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2019
Reducing global warming potential has become important, and as one of those methods for reducing it, economic evaluation by applying ice thermal storage air conditioning system was performed. The floor area and height of the subject building was assumed $5,000m^2$ and 20 m. Absorption chillerheater system and air source heat pump system was used for comparing to the subject system, and payback period method was used to perform economic evaluation. Although the running cost of ice thermal storage system is reduced compared to two systems, the ratio is not significant compared to the increase of initial construction expenses, and payback period was calculated to be about 7.7 and 79.3 years. However, the heat storage system should be approached from the viewpoint of long term rather than the economic standard in the present standard.
Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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v.4
no.2
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pp.1-7
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2008
GSHP(Ground Source Heat Pump) has been extensively disseminated due to the recent increasing demand over new and renewable energy. However, the system reliability has been key issues and barriers to insure a better system performance as designed originally in ISO (international standard organization) standard. This paper introduces a systematic method to verify its intended design target so called as ISO performance data based commissioning technology for a water to air GSHP system. The commissioning technology starts from are to the international standard ISO performance data of a GSHP model and to compare its installed operation data and to calibrate and tune to the target optimum operation parameters. Results indicated that cooling capacity could be raised up to 76.6% from 46.6% from this proposed commissioning technology.
Recently abrupt climate changes have been occurred in global and regional scales and $CO_2$ reduction technologies became an important solution for global warming. As a method of the solution shallow underground thermal energy storage (UTES) has been applied as a reliable technology in most countries developing renewable energy. The geothermal energy system using thermal source of soil, rock, and ground water in aquifer or cavern located in shallow ground is designed based on the concept of thermal energy recovery and storage. UTES technology of Korea is in early stage and consistent researches are demanded to develop environmental friendly, economical and efficient UTES systems. Aquifers in Korea are suitable for various type of ground water source heat pump system. However due to poor understanding and regulations on various UTES high efficient geothermal systems have not been developed. Therefore simple closed U-tube type geothermal heat pump systems account for more than 90% of the total geothermal system installation in Korea. To prevent becoming wide-spread of inefficient systems, UTES systems considering to the hydrogeothemal properties of the ground should be developed and installed. Also international collaboration is necessary, and continuous UTES researches can improve the efficiency of shallow geothermal systems.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.23
no.2
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pp.95-102
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2011
A ground loop heat exchanger in a ground source heat pump system is an important unit that determines the thermal performance of a system and its initial cost. A proper design requires certain site specific parameters, most importantly the ground effective thermal conductivity, the borehole thermal resistance and the undisturbed ground temperature. This study was performed to investigate the effect of some parameters such as borehole lengths, various grouting materials and U tube configurations on ground effective thermal conductivity and borehole thermal resistance. In this study, thermal response tests were conducted using a testing device to 9 different ground loop heat exchangers. From the experimental results, the length of ground loop heat exchanger affects to the effective thermal conductivity. The results of this experiment shows that higher thermal conductivity of grouting materials leads to the increase effective thermal conductivity from 22 to 32%. Also, mounting spacers have increased by 14%.
Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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v.6
no.2
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pp.9-14
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2010
The ground source heat pump system is increasingly being considered as an alternative to traditional heating and cooling systems to reduce the emission of ground house gases. In this paper, A series of numerical analysis for energy piles has been performed focusing on heat transfer efficiency, performance and thermal stress. Results of numerical analyses for the W-shape type shows more efficient heat exchange transfer than the coil type. From results of the thermo-mechanical analysis, it is shown that the concentration of thermal stress occurs around the circulating pipe and the interfaces between different materials. The largest deformation caused by thermal stress is observed in the energy pile.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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