• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권5호
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• pp.25-30
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• 2012

Ground source heat pumps(GSHPs) are among the most efficient and comfortable heating and cooling technologies currently available, because they use the earth's natural heat to provide heating, cooling, and often, water heating. And Building Integrated Geothermal System(BIGS) is one of GSHPs which install ground heat exchanger(GHE) in energy pile without borehole to save the investment cost. Therefore, the experiment is to evaluate the heating performance of BIGS in Korea. The experimental results indicate that the average heat pump COP and overall system's COP values are approximately 4.4 and 3.0 in one week. This study shows that the BIGS could be used for heating in Korea.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권1호
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• pp.30-36
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• 2007

Geothermal heat pump systems use the earth as a heat source in heating mode and a heat sink in cooling mode. These systems can be used for heating or cooling systems in farm facilities such as greenhouses for protected horticulture, cattle sheds, mushroom house, etc. A horizontal type means that a geothermal heat exchanger is laid in the trench buried in 1.2 to 1.8 m depth. Because a horizontal type has advantages of low installation, operation and maintenance costs compared to a vertical type, it is easy to be adopted to agriculture. In this study, to heat and cool farm facilities and obtain basic data for practical application of horizontal geothermal heat pump systems in agriculture, a horizontal geothermal heat pump system of 10 RT scale was installed in greenhouse. Heating performance of this system was estimated. The horizontal geothermal heat pump used in this study had heating COP of 4.57 at soil temperature of 14$^{\circ}C$ for depth of 1.75m and heating COP of 3.75 at soil temperature of 7$^{\circ}C$ for the same depth. The stratification of water temperature in heat tank appeared during the whole heat rejection period.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.487-499
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• 2014

최근 지열에너지 활용 증가 추세와 더불어 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형의 효율이 더 높다는 연구결과가 제시됨에도 불구하고, 국내 지열냉난방시스템의 열교환 방식은 수직밀폐형 방식이 주를 이루고 있다. 따라서, 본 연구에서는 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형 방식의 효율성을 검증하기 위하여, 수리지질 및 열적 특성을 반영한 최적의 지열에너지 활용 방식을 수치 모의하였다. 1차 모의 결과, 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 지열냉난방시스템을 활용하는 경우 수직밀폐형보다 지하수를 직접 이용하는 수직개방형이 더욱 효과적인 것으로 분석되었으며, 수직개방형 중에서는 SCW (standing column well)형 보다는 주입정과 추출정이 분리된 복수관정형에서 지반과 열교환을 통해 얻을 수 있는 주입수와 추출수의 온도차 (${\Delta}$)가 커 더욱 효율적인 것으로 나타났다. 2차 모의에서는 수직개방형 지열에너지 공급방식인 단일관정형, SCW형, 복수관정형을 대상으로 열 이송, 이격거리 및 유량, 지하수 수리경사 등을 고려한 최적의 활용 방식을 검토하였으며, 이를 바탕으로 지열냉난방시스템의 지중 열교환 방식 선정 시 활용할 수 있는 흐름도를 제시하였다. 본 연구결과 제시된 다양한 선정 기준을 기초로 실제 선정 시에는 전체 지열냉난방 시스템에 대한 COP (coefficient of performance) 계산 및 세부적인 타당성 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.1-6
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• 2015

The horizontal earth-to-air heat exchanger (HEAHES) thermal performance is excellent on cooling and heating season in hot arid regions was reported. But the HEAHES thermal performance results is difficult to find on intermediate season. This paper was performed full scaled experiment to investigate HEAHES thermal performance on intermediate season (Oct. 10th ~ 12th Nov. 12th). When the air entering to HEAHES is the lowest $2.3^{\circ}C$, outlet air temperature from HEAHES is $15.95^{\circ}C$ through PVC pipe that buried length 60m and depth 3m. When the air entering to HEAHES is the highest $24.8^{\circ}C$, outlet air temperature from HEAHES is $22.05^{\circ}C$. During intermediate season, the HEAHES COP is 2.71 in daytime and 6.53 in evening.

• 설비공학논문집
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• 제26권12호
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• pp.553-558
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• 2014

Geothermal energy can be used with a geothermal heat pump or an earth-to-air heat exchange system (EAHES), which is referred to as a "cooling tube" in Korea. In this study, we suggest EAHES burial guidelines in terms of the parameters of buried pipe length and air velocity regarding the exit air temperature of EAHES. The exit air temperature for EAHES in three regions (Changwon, Busan and Seoul) was calculated with variation in buried pipe length and air velocity at ${\Phi}100mm$ and ${\Phi}200mm$. In conclusion, variation in the buried pipe length is more effective than that of air velocity to achieve the required exit air temperature.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.37-49
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• 2008

지열 냉난방 시스템은 친환경적이며 비고갈성인 지열 에너지를 이용함으로서 에너지 자원이 부족한 우리나라에 유용한 대체 에너지 시스템이다. 본 연구에서는 지중 열교환기의 뒤채움재로 사용되는 그라우트 재료의 열전달 및 점도 특성을 파악하고자, 국내 시공 현장에서 사용 중인 벤토나이트계 그라우트 9종과 충남 보령의 해성점토, 그리고 미국 등 선진국에서 사용 중인 시멘트계 그라우트를 선택하여 열전도도 실험과 점도실험을 수행하였다. 벤토나이트계 그라우트는 벤토나이트의 무게비가 증가 하거나 첨가제(천연규사)의 비율이 증가 할 때 열전도도와 점도가 증가하는 경향이 나타났다. 또한, 첨가제 사용 시 그라우트의 점도가 낮을 경우 그라우트와 첨가제의 재료분리 현상이 나타났다. 해성점토에 대한 실험에서는 해성점토가 벤토나이트에 비해 팽윤성이 낮아 그라우트 재료로는 부적합 하다는 결론을 내렸다. 시멘트계 그라우트의 열전도도 실험에서 습윤 상태의 시멘트계 그라우트가 벤토나이트계 그라우트 보다 높은 열전도도를 가지는 것으로 나타났으며 건조 상태로 변할 때 벤토나이트계에 비해 열전도도 감소폭이 작은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 그라우트의 함수비 유지가 지중 열교환기의 열전달 효율에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.1-6
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• 2015

In this study, we analyzed t he design condition for appropriate design factor at geothermal system design documents. It is intended to provide the proper information of geothermal system design condition when construct new building, designer can use design conditions more efficiently. Therefore, it is possible to plan for domestic geothermal system, through utilization at design element, to provide as a good information that can predict the approximate underground condition. Thus, provided the basic design conditions that can predict the capacity of the geothermal system. It will be the first step to solve the problem.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.179-184
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• 2011

The development of new energy has attracted consideration attention due to the high oil price and environmental problems. In advanced country, they have tried to carry out a long range plan for energy. We need to develop new energy for Low Carbon Green Growth in Korea. The building is 30% among ratio of energy consumption in Korea. And in the past, heating energy was high ratio for energy using at home. But recently, the demand for cooling energy keeps growing due to rising average temperature on the earth and improvement of life quality. In this situation, the energy of lake water and ocean water has studied to utilize in advanced country because of low temperature at underwater. But the study for deep water is still a lot left to do. In this study, we analyzed district cooling system and the present condition. Analyzing the deep lake water cooling system in Toronto, we found an application of district cooling system using deep ocean water. Deep lake water uses heat source for district cooling and water source for city in Toronto. So reducing the initial cost, this city had economic effect. When DLWC was applied at existing building, the heat exchanger was installed instead of cooling tower and refrigerator. And the heat exchanger used to connect main pipe with cool water on city. System using deep ocean water can be applied as a similar way to supply cool water from lake to building.

• 한국가스학회지
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• 제21권4호
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• pp.42-46
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• 2017

화석연료의 무분별한 사용으로 인한 이산화탄소의 대기 중 방출은 지구의 연평균 기온을 상승시키는 원인으로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위한 대체에너지로써 지열은 연중 일정한 온도를 갖는 무한자원이다. 지열에너지를 널리 보급하기 위해서는 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율이 매우 중요하다. 이에 본 연구는 히트펌프의 성능을 증가시키기 위해 팽창변을 이중으로 구성하고 지중열교환기의 열교환 효율을 높이기 위해 입출관과 유입관 사이에 간격유지부재를 사용하여 실험하였다. 실험한 결과 팽창변을 이중으로 구성하였을 때 냉난방 능력이 최대 11.4%가 증가됨을 얻을 수 있었고, 간격유지부재를 사용 시 열교환 효율이 17.5% 향상되었다. 이러한 결과를 토대로 지열시스템의 설치 시 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율의 상승으로 인해 설치비용이 많이 절감될 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.143-147
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• 2013

지열 에너지는 지구에 저장된 활용하기 쉬운 재생에너지 이며, 열교환 배관 시스템을 통해 수집될 수 있다. 본 연구에서는 터널 주변 라이닝에 지열 에너지를 포집할 수 있는 열교환 파이프 루프를 간편하게 설치할 수 있는 시스템을 개발하였다. 터널 세그먼트에 결합된 열 교환 파이프 루프 시스템은 수송 유체 순환을 통해, 지중 주변의 열을 인근 구조물 또는 지역의 냉난방 열원으로 사용할 수 있다. 터널 세그먼트에 통합 연결된 열 교환 파이프 루프 시스템을 에너지 라이닝 세그먼트(Energy Lining Segment)이라고 명하도록 하겠다. 유럽에서는 터널 라이닝에 열 교환 파이프 루프 시스템을 통합한 수차례의 사례가 있다. 본 연구에서는 에너지 라이닝 세그먼트에 대한 적용성 평가를 위해, 독일 사례와 유럽 도시에 적용된 사례를 조사해 보았다. 또한, 에너지 라이닝 세그먼트의 열 전도특성을 파악하기 위해, 전산유체해석(CFD)을 수행해 보았다.