• 제목/요약/키워드: Reinjection

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대수층 축열 에너지 활용 모델의 온도 분포 시뮬레이션 연구 (A study of the simulation of thermal distribution in an aquifer thermal energy storage utilization model)

  • 심병완;송윤호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.697-700
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    • 2005
  • Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) system can be very cost-effective and renewable energy sources, depending on site-specific parameters and load characteristics. In order to develop an ATES system which has certain hydrogeological characteristics, understanding of the thermo hydraulic processes of an aquifer is necessary for a proper design of an aquifer heat storage system under given conditions. The thermo hydraulic transfer for heat storage is simulated using FEFLOW according to two sets of pumping and waste water reinjection scenarios of heat pump operation in a two layered confined aquifer. In the first set of model, the movement of the thermal front and groundwater level are simulated by changing the locations of injection and pumping well in seasonal cycle. However, in the second set of model the simulation is performed in the state of fixing the locations of pumping and injection well. After 365 days simulation period, the temperature distribution is dominated by injected water temperature and the distance from injection well. The small temperature change is appears on the surface compared to other slices of depth because the first layer has very low porosity and the transfer of thermal energy are sensitive at the porosity of each layer. The groundwater levels and temperature changes in injection and pumping wells are monitored to validate the effectiveness of the used heat pump operation method and the thermal interference between wells is analyzed.

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지하수 유동 영향에 따른 지하수 이용 열펌프 시스템의 대수층 온도 변화 예측 모델링 (Simulation of aquifer temperature variation in a groundwater source heat pump system with the effect of groundwater flow)

  • 심병완;송윤호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.701-704
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    • 2005
  • Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) can be a cost-effective and renewable geothermal energy source, depending on site-specific and thermohydraulic conditions. To design an effective ATES system having influenced by groundwater movement, understanding of thermo hydraulic processes is necessary. The heat transfer phenomena for an aquifer heat storage are simulated using FEFLOW with the scenario of heat pump operation with pumping and waste water reinjection in a two layered confined aquifer model. Temperature distribution of the aquifer model is generated, and hydraulic heads and temperature variations are monitored at the both wells during 365 days. The average groundwater velocities are determined with two hydraulic gradient sets according to boundary conditions, and the effect of groundwater flow are shown at the generated thermal distributions of three different depth slices. The generated temperature contour lines at the hydraulic gradient of 0.00 1 are shaped circular, and the center is moved less than 5m to the groundwater flow direction in 365 days simulation period. However at the hydraulic gradient of 0.01, the contour center of the temperature are moved to the end of boundary at each slice and the largest movement is at bottom slice. By the analysis of thermal interference data between two wells the efficiency of the heat pump system model is validated, and the variation of heads is monitored at injection, pumping and no operation mode.

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RO Membrane System을 이용한 도시하수처리 (The Application of RO Membrane System in Municipal Wastewater Reclamation)

  • 이규현;안준수;유제강
    • 멤브레인
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    • 제1권1호
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    • pp.78-95
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    • 1991
  • 미국 캘리포니아주 Orange County에 위치한 Water Factory 21(WF-21)은 생물학적 처리공정을 거친 도시하수를 재생하여, 이 재생수를 지하수지층으로 유입되는 해수의 침투를 막기 위한 Reinjection System에 이용하고 있다. 장치 구성 공정은 Lime처리, Air Stripping, 사여과, 활성탄처리, 역삼투막 및 염소처리 등으로 이루어지며, 이에 대한 각 처리공정의 효율성에 대하여 실험을 실시하였다. 3년간의 장기간에 걸친 실험결과로부터, 도시하수에 대한 RO Membrane 처리수는 음료 수질 기준에 적합한 고수질의 물을 생성할 수 있음을 입증했다. Pilot Plant 실험에선 Lime Clarifier만으로 전처리를 실시하여 성공적인 결과를 얻었으며, 또한 저압 (250 psi)이 적용된 새로운 Membrane을 사용하여 에너지 절약을 통한 비용 절감 효과에 대한 실험도 상당한 가능성을 보여주었다.

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대수층 축열 에너지(ATES) 시스템 모델에서 지하수 유동 영향에 의한 지반내 온도 분포 예측 시뮬레이션 (Simulation of thermal distribution with the effect of groundwater flow in an aquifer thermal energy storage (ATES) system model)

  • 심병완
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) can be a cost-effective and renewable geothermal energy source, depending on site-specific and thermohydraulic conditions. To design an effective ATES system having the effect of groundwater movement, understanding of thermohydraulic processes is necessary. The heat transfer phenomena for an aquifer heat storage are simulated by using FEFLOW with the scenario of heat pump operation with pumping and waste water reinjection in a two layered confined aquifer model. Temperature distribution of the aquifer model is generated, and hydraulic heads and temperature variations are monitored at the both wells during 365 days. The average groundwater velocities are determined with two hydraulic gradient sets according to boundary conditions, and the effect of groundwater flow are shown at the generated thermal distributions of three different depth slices. The generated temperature contour lines at the hydraulic gradient of 0.001 are shaped circular, and the center is moved less than 5 m to the direction of groundwater flow in 365 days simulation period. However at the hydraulic gradient of 0.01, the contour center of the temperature are moved to the end of east boundary at each slice and the largest movement is at bottom slice. By the analysis of thermal interference data between two wells the efficiency of the heat pump system model is validated, and the variation of heads is monitored at injection, pumping and no operation mode.

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Tc-99m MIBI와 T1-201 심근 SPECT에서 역재분포의 임상적 의의 (Clinical Significance of Reverse Redistribution on Tc-99m MIBI and T1-201 Myocardial Perfusion SPECT Images)

  • 송호천;범희승;김지열;정명호;길광채;박주형;조정관;박종춘;강정채
    • 대한핵의학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.95-103
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    • 1996
  • 심근관류 스캔에서 부하영상에 비해 휴식영상에서 오히려 심근관류가 감소되어 보이는 현상을 역재분포라고 하며, 심근관류 스캔시 드물지 않게 관찰되나 아직 이 현상의 기전이나 의미는 확실히 밝혀진 바 없다. 이에 저자들은 디피리다몰부하 T1-201 및 Tc-99m MIBI 심근관류 SPECT에서 역재분포현상의 존재 유무를 알아보고, 또 이 현상이 어떤 경우에 나오는지 그 내용을 파악하기 위하여 1992년 9월부터 1994년 1월까지 전남대학교병원 핵의학과에서 시행하였던 심근관류 SPECT를 시행한 1462명을 대상으로 본 연구를 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 대상환자 1462명중 168명(11.5%)에서 역재분포를 보였으며, T1-201을 사용한 환자는 463명 중 44명(9.5%), Tc-99m MIBI를 사용한 환자는 999명 중124명(12.4%)에서 역재분포를 보였다. T1-201 및 Tc-99m MIBI를 사용한 양군간에 역재분포 빈도수는 통계학적 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 2) 심근관류 SPECT상 역재분포를 보였던 168명 중 관동맥조영술로 확진된 65명(T1-201 21예, Tc-99m MIBI 44예)을 질환별 분류를 하였다. T1-201과 Tc-99m MIBI를 사용한 모든 환자에서 재혈관화후 (53.9%), 관동맥질환(24.6%, 재혈관화후 및 심근경색 제외), 심근경색(12.3%) 그리고 정상 관동맥(9.2%) 순으로 관찰되었으며, T1-201 및 Tc-99m MIBI 양군간에 질병양상에 따른 통계학적 유의한 차이는 없었다. 3) 역재분포를 보인 부위를 좌심실 전벽, 중격, 하벽, 측벽 및 심첨부로 나누어 분석해 보면, 중격 32(39.5%), 하벽 24(29.6%), 전벽 12(14.8%), 심첨부 7(8.7%), 그리고 측벽 6(7.4%)의 순으로 나타났다. 4) 관동맥협착의 정도와 역재분포 빈도와의 상관관계를 알아보기 위하여, 역재분포를 보인 부위와 관련된 관동맥분지 30개를 협착정도별로 분류하였다. 협착의 정도와 역재분포의 빈도와는 상관관계를 보이지 않았으며, T1-201과 Tc-99m MIBI군 사이에도 분포의 차이가 없었다. 역재분포를 보인 부위와 관련된 관동맥 분지별로 보면 좌전하행동맥이 18예로 가장 많았고, 다음 이 우관동맥(10예), 좌회선동맥(4예)순이었다. 5) 역재분포를 보인 환자중 좌심실의 벽운동성을 관찰할 수 있었던 27명의 환자 중 12명은 정상벽운동, 12명은 저운동, 그리고 3명에서 이운동 소견을 보였다. 6) 역재분포를 보인 부위에 측부혈행 유무를 관찰 할 수 있었던 30예 중 측부혈행이 있었던 예는 4예에 불과하였다. 7) T1-201 심근관류 SPECT시 휴식기 T1-201 재주사를 시행한 14예 중 재주사에 의해 역재분포 부위에 섭취 증가를 보인 예는 10예였다. 결론적으로, 역재분포는 여러가지 병태생리적인 기전에 의해 나타날 수 있는 소견으로 보이며, 그 임상적 의의는 심근관류검사를 시행한 환자의 병력에 따라 판단하여야 할 것으로 사료되었다.

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우측 관상동맥 폐쇄 환자에서 관상동맥내 Thallium-201 주사를 이용한 측부 혈행의 의의 (Functional Significance of Angiographic Collaterals in Patients with Totally Occluded Right Coronary Artery: Intracoronary Thallium-201 Scintigraphy)

  • 이도연;이종두;조승연;심원흠;하종원;김한수;권헉문;장양수;정남식;김성순;박창윤;김용수
    • 대한핵의학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.210-217
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    • 1993
  • To compare the myocardial viability in patients suffering from total occlusion of the right coronry artery (RCA) with the angiographic collaterals, intracoronary injection of Thallium-201 (T1-201) was done to 14 coronary artery disease (CAD) patients (pts) with total occlusion of RCA and into four normal subjects for control. All 14 CAD pts had Grade 2 or 3 collateral circulations. There were 14 male and 4 females, and their ages ranged from 31 to 70 years. In nine pts, T1-201 was injected into left main coronary artery (LCA) ($300{\sim}350{\mu}Ci$) to evaluate the myocardial viability of RCA territory through collateral circulations. The remaining five pts received T1-201 into RCA ($200{\sim}250{\mu}Ci$) because two had intraarterial bridging collaterals and three had previous successful PTCA. Planar & SPECT myocardial perfusion images were obtained 30 minutes, and four to five hours after T1-201 injection. Intravenous T1-201 reinjection (six pts) or $^{99m}Tc-MIBI$ (two pts) were also performed in eight CAD pts. Intracoronary myocardial perfusion images were compared with intravenous T1-201 (IV T1-201) images, ECG, and ventriculography. Intracoronary T1-201 images proved to be superior to that of IV T1-201 due to better myocardial to background uptake ratio and more effective in the detection of viable tissue. We also found that perfusion defects were smaller on intracoronary T1-201 images than those on the IV T1-201. All of the 14 CAD pts had either mostly viable myocardium (seven pts) or large area of T1-201 perfusion (seven pts) in RCA territory, however ventriculographic wall motion and ECG did not correlate well with intracoronary myocardial perfusion images. In conclusion, total RCA occlusion patients with well developed collateral circulation had large area of viable myocardial in the corresponding territory.

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가을철 대기환경 중 수용성 이온성분의 침적특성 (Deposition Characteristics of Water-soluble Inorganic Ions in the Iksan Ambient Air during Fall, 2004)

  • 강공언;김남송;전선복
    • 한국환경보건학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.359-372
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    • 2006
  • In order to investigate the daily deposition characteristics of water-soluble inorganic components in airborne deposit on the Iksan, deposition samples were collected using a deposition gauge from October 16 to November 1, 2004. Deposition samples were collected using two different sampling gauges, a dry gauge and a wet gauge, respectively. To get wet the bottom of wet gauge during the sampling period, the volume of $30{\sim}50ml$ distilled ionized water was added in a wet gauge before the beginning of each deposition sampling. Deposition samples were collected twice a day and analyzed for inorganic water-soluble anions ($Cl^-,\;{NO_3}^-,\;{SO_4}^{2-}$) and cations (${NH_4}^+,\;Na^+,\;K^+,\;Mg^{2+},\;Ca^{2+}$) using ion chromatography. Qualify control and quality assurance of analytical data were checked by the data obtained from reinjection of standard solution, Dionex cross check standard solutions, and random several deposition samples, and measured data was estimated to be reliable. Considering the deposition sample volume, the sampling time, the surface area of sampling container, and the ion concentration measured, the daily deposition amounts for measured ions were calculated in $mg/m^2$. The total daily deposition amounts of all measured ions for dry and wet gauge were $7.5{\pm}2.8$ and $17.7{\pm}4.2mg/m^2$, respectively. A significant increase in deposition amount during rainfall days was observed for both wet gauge and dry gauge, having no difference of deposition amount between in wet gauge and in dry gauge. The mean deposition of all ions measured in this study were higher in wet gauge than in dry gauge because of the surface difference of the sampling container, especially for ${NH_4}^+\;and\;{SO_4}^{2-}$. The mean deposition amounts of ${NH_4}^+\;and\;{SO_4}^{2-}$ in wet gauge were found to be about 10 times and 3 times higher than those in dry gauge, while the rest of the chemical species were equal or a little higher in wet gauge than in dry gauge. Dominant species in dry gauge were ${NO_3}^-\;and\;Ca^{2+}$, accounting for 21% and 28% of the total ion deposition, whereas those in wet gauge were ${SO_4}^{2-}\;and\;{NH_4}^+$, accounting for 19% and 41% of the total ion deposition, respectively.

지반함몰 방지를 위한 지하수 재주입 실험적 연구 (An Experimental Study on Recharge Well Technology for Prevention of Ground Collapse)

  • 신은철;박춘성
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.35-43
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    • 2017
  • 지하수위 저하를 방지하기 위한 방법으로 지반 굴착에 따라 배출된 지하수를 대상 지반에 다시 재주입함으로써 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 방지하는 방법에 관한 연구이다. 지하수 재주입에 따른 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 분석하기 위해 지하수 재주입 여부와 흙막이 벽체 배면으로부터 거리 등 조건을 달리하며 재주입정 위치별 효과를 확인할 수 있는 실내모형실험을 수행하였다. 실험을 통해 지하수위에 영향을 미치는 인자와 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하경향을 분석하고, 지하수 재주입에 따른 지반함몰 방지효과에 대한 연구를 수행하였다. 지하수위의 영향을 고려한 침하분석 결과, 흙막이 전면을 굴착할 때 지하수위 저하에 따라 지표면 침하가 발생, 흙막이 벽체 배면에서 최대가 된다. 또한 흙막이 길이를 기준으로 흙막이 벽체 배면으로부터 재주입정 위치별 거리 비에 따라 침하량이 달라지는 것으로 분석되었다. 지하수의 영향에 의한 지반함몰 및 침하를 방지하기 위한 방법으로 흙막이 벽체 배면으로부터 가까운 위치에 지하수를 재주입 할 때 지반함몰 및 침하 방지 효과가 크고 최대 침하영향거리도 감소하는 것으로 분석되어 지하수 재주입정 공법의 지반함몰 방지효과를 확인하였다.

수주지열정(SCW)을 이용한 천부지열 냉난방시스템 설계지침 (Design Guidlines of Geothermal Heat Pump System Using Standing Column Well)

  • 한정상;한혁상;한찬;김형수;전재수
    • 자원환경지질
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    • 제39권5호
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    • pp.607-613
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    • 2006
  • 내 수문지열계 가운데 수주지열정(SCW)시스템을 합리적으로 설치이용할 수 있는 조건들은 심도별 지온증가율이 명확하고($2^{\circ}C/100m$심도), 기존의 지하수 열펌프가 필요로 하는 순환수의 유량에 비해 최소 $10{\sim}30%$의 중온의 심부지하수가 산출될 수 있어야 하며, 순환수를 공내로 재주입시 공내붕괴가 일어나지 않는 견고한 암석들이 존재 하여야 한다. 수주지열정의 1개공당 굴착심도는 평균 $400{\sim}500m$이며, 이로 부터 개발가능한 지열에너지는 공당 약 $30{\sim}40RT$ 규모인데 비해 1개 수직지중열교환기가 공급가능한 지열에너지는 $2{\sim}3RT$ 정도이다. 즉 수주지열정 1개공은 $10{\sim}15$개의 수직지중열교환기 역할을 한다. 따라서 이 방식은 수직루프 설치장소의 공간 문제를 해소할 수 있는 유일한 대안으로 인식되어, 현재 전국 각지에서 많은 수의 SCW들이 무분별 하게 비과학적으로 설치되고 있다. 이와 같이 해당지역 수문지열계의 수리 지질학적인 특성과 열적인 특성을 명확히 파악하지 않은 상태에서 수주지열정을 설계 시공하는 경우에 나타날 문제점들은 추후 합리적인 천부지열 개발 이용에 지대한 장애요인이 될 것이다. 따라서 본고는 국내 수문지열계에 적합한 수주지열정을 설계 하는데 있어 필요한 일종의 지침서를 제시하기 위해 작성되었다.

대수층 축열 에너지(ATES) 활용 시스템 모델의 설계인자 추정을 위한 시뮬레이션 (Simulation for the Estimation of Design Parameters in an Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) Utilization System Model)

  • 심병완
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권4호
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    • pp.54-61
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    • 2005
  • 대수층 축열 에너지(ATES) 시스템은 지반의 특성과 이용량에 따라 매우 경제적인 새로운 대체에너지로 이용될 수 있다. 적절한 ATES 시스템 설계를 통하여 주어진 수리지질 특성에 적합한 ATES 시스템을 개발하기 위해서는 대수 층내 수리열역학적 과정의 이해가 필수적이다. 본 논문에서는 지하수 양수 및 열펌프에 이용된 불을 재주입하는 방식의 지하수 열펌프 운영에 대한 두 가지 시나리오를 통하여 두 개의 층으로 이루어진 대수층 모델에 적용하여 대수층내 열 저장에 대한 수리열역학적 현상을 시뮬레이션하였다. 첫 번째 시나리오에서는 양수 우물과 주입 우물을 계절에 따라 서로 교대로 시스템을 운영한 경우에 열 거동에 의한 온도 분포와 지하수위를 시뮬레이션 하였으며, 두 번째는 주입과 양수 우물 위치를 고정하여 시뮬레이션 하였다. 356일 이후 주입 우물 주변의 온도 분포는 주입수의 온도와 주입정으로 부터의 거리에 지배적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 지표온도 분포는 30과 50 m 심도의 온도 분포에 비하면 미미한 변화만 나타났으며, 각 층에서의 열 거동은 공극률과 지하수의 유동 특성에 따라 매우 민감한 것으로 나타났다. 그리고 양수와 주입우물에서의 지하수위와 온도변화를 모니터링하여 열펌프 운영 방식에 따른 효율성을 실험하고, 두 우물간의 열 간섭현상을 분석하였다.