• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.193-193
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• 2011

현재까지 대부분의 지열원 열펌프 시스템에 관한 연구는 열펌프 유닛과 지중열교환기에 대해 개별적으로 수행되었으며, 열펌프 유닛과 지중열교환기 설계 및 최적화의 공통변수인 지중순환수 유량에 따른 시스템 전체에 대한 연구성과는 매우 미미한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 인증되어 보급되고 있는 물매물 지열원 열펌프 유닛의 성능 자료를 분석하고, 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 열펌프 유닛의 성능 실험 및 지중열교환기 형상에 관한 설계 및 분석을 수행하여 지열원 열펌프 시스템 최적화에 관한 기반 기술 확보하고자 하였다. 현재 국내의 물대물 지열원 열펌프 유닛의 냉방 및 난방 조건에서의 최소 인증 COP는 각각 4.1과 3.45이다. 다양한 용량 및 성능을 갖는 국내 인증 물대물 지열원 열펌프 유닛에 대한 정량적 성능 분석을 위하여 3.5kW(1RT) 용량당의 지중순환수 유량과 COP를 고찰하였다. 냉방운전시 3.5kW 단위 용량당 열펌프 유닛의 지중순환수 유량은 10.73에서 18.52LPM을 나타냈으며, 난방운전에는 10.41에서 18.16LPM을 나타냈다. 이때, 냉방 COP는 4.1에서 5.4의 값을 나타냈으며, 난방 COP는 각각 3.5에서 4.2를 나타냈다. 인증 열펌프 유닛에서 지중순환수 유량과 열펌프 유닛의 냉난방 성능은 일정한 경향성을 나타내지 않았다. 지중순환수 유량에 따른 지열원 열펌프 유닛과 시스템의 성능을 정량적으로 분석하고자 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 지열원 열펌프 유닛 성능 실험을 수행하고 이를 기반으로 지중열교환기를 설계 및 분석하였다. 냉난방 각 운전모드에서 ISO 13256-2 규격과 NRGT 101 규격을 기준으로 지중순환수와 부하측 유량 6LPM 에서 36LPM 사이에서 변화시키며 성능 실험을 수행하였다. 냉방 및 난방모드 모두 유량이 증가함에 따라 열펌프 유닛 COP가 증가하였으나, 유량 증가에 따른 열펌프 유닛 COP 증가율은 감소하였다. 지중순환수 유량이 18LPM 이상에서는 COP 상승폭은 미소하였다. 기존문헌의 부하 산정자료와 열펌프 유닛 실험 성능 데이터를 이용하여 지식경제부 고시 2009-332호에 준하여 수직밀폐형 지중열교환기를 설계하고 순환펌프 소요동력을 이용하여 시스템 COP를 분석하였다. 지중열교환기 설계 시 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 상용지중열교환기 설계프로그램인 GLD 프로그램을 사용하였다. 지중순환수와 부하측 2차 유체 유량 증가 시에 열펌프 유닛 COP 증가율 대비 시스템 COP 증가율은 감소하였으며, 난방모드에서는 일정 유량 이상에서는 열펌프 유닛 COP는 증가하였으나, 시스템 COP는 감소하였다. 또한, 지중순환수 유량 증가에 따라 지중열교환기 길이가 증가하였으며, 냉난방시의 지중열교환기 길이차이가 증가하였다. 지열원 열펌프 시스템의 고효율화 및 시공비 절감을 통한 경제성 확보를 위해서는 지열원 열펌프 유닛 성능과 지중열교환기 형상 공통 변수인 지중순환수 유량을 함께 고려하여 시스템을 설계하여야한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1693-1695
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• 2005

최근 공공건물에 신재생에너지 적용이 의무화되었고, 기후변화협약의 발효로 이산화탄소배출 절감에 대한 관심이 매우 높다. 가장 효율이 높은 냉난방 시스템인 지열히트펌프를 대표적인 신재생에너지인 태양광발전을 이용하여 구동하여 건물을 냉난방을 수행하도록 적용되었다. 야간 또는 태양에너지 밀도가 낮은 날을 위하여 축열과 축냉을 할 수 있는 수축열시스템과 연계하여 적용되었다. 지열히트펌프는 도심지역의 열섬현상 해소에 기여할 수 있으며, 외기 온도의 변화에 관계없이 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있으며 향후에 그린 빌딩인증등을 위해 에너지 절약과 신재생에너지 사용량을 높일 수 있는 방안으로 판단된다. 이를 적용한 설치 사례에 대한 사양과 운전 조건이 제시된다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.3
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• pp.53-58
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• 2002

대부분의 가정용 냉난방겸용 공기조화기(히트펌프)는 실외온도가 $5^{\circ}C$ 이하이고, 습도가 높은 저온고습조건에서 난방운전을 하면 열교환기 표변에 서리가 발생하고, 이로 인해 시스템의 성능이 떨어지게 된다. 이를 방지하기 위하여 어느 일정 조건이나 시간이 되면 히트펌프는 제상운전을 하게 되는데, 보통의 가정용 히트펌프의 경우 난방운전도중에 사이클을 냉방운전으로 전환하여 실외 열교환기의 온도를 높여 줌으로써 제상을 하는 방식 (Cycle reversing method)을 사용하고 있다. 이 방식은 부가적인 제상회로플 구성하 거나 히터를 첨가하는 등의 재료비 증가 없이 제상을 수행한다는 장점이 있으나, 시스템의 에너지 효율 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 소비자의 입장에서 보면 제상운전이 진행되는동안에 따뜻한 바람이 공급되지 않아 쾌적한 공조를 제공받지 못한다는 단점이 있다. 본 자료에서는 먼저 제상방석에 관하여 그 종류와 특정을 알아보고, 최근에 진행되고 있는 착상 지연기술 중 어큐물레이터 내에 히터를 설치하는 방식(Viung C. Mei, et al., 2002, ASHRAE TRANSSACTIONS, V 108, Pt. 1)에 대하여 소개하고자 한다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.19 no.10
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• pp.679-686
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• 2007

The cooling load in winter season is significant in many commercial buildings and hotels because of the usage of office equipments and the high efficiency of wall insulation. The development of a multi-heat pump that can cover heating and cooling simultaneously for each indoor unit is required. In this study, a 4-room simultaneous heating and cooling heat pump system was designed and its performance was measured at each operating mode. The system used R-410A and adopted variable speed compressor. The problems on the designed system were analyzed and defined. In addition, the solutions of the problems were suggested to improve system efficiency and to obtain the stable operation.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2007.11a
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• pp.370-375
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• 2007

The cooling load in winter season is significant in many commercial buildings and hotels because of the usage of office equipments and high efficiency of wall insulation. The development of a multi-heat pump that can cover heating and cooling simultaneously for each indoor unit is required. In this numerical study, a 4-room simultaneous heating and cooling heat pump system was modeled and its performance was calculated at each operating mode. Also, performance analysis was compared with experimental results.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.20 no.5
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• pp.314-320
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• 2008

The cooling load in winter is significant in buildings and hotels because of the usage of office equipments and the improved wall insulation. Hence, a multi~heat pump is required to cover heating and cooling simultaneously for each indoor unit. In this study, the operating characteristics and performance of a simultaneous heating and cooling heat pump in the cooling-main operating mode were investigated experimentally. The system adopted a variable speed compressor using R410A with four indoor units and one outdoor unit. In the cooling-main mode, the heating capacity decreased due to reduction of flow rate to the indoor unit under heating mode operation. The EEV opening was adjusted to increase flow rate to the indoor unit under heating mode operation. The total capacity and COP in the cooling-main mode increased by 20.5% and 29.2%, respectively, compared with those in the cooling-only mode.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11b
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• pp.2989-2994
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• 2008

The shopping center in underground passage for efficient space utilization is increased in urban area. This study describes operation characteristics of HVAC systems with ventilation and individual heating and cooling unit for shopping center in underground passage. In order to compare energy saving, thermal environment and installation space, etc., an integrated simulator with heat production and distribution system was designed and constructed. Energy delivery efficiency is improved over 20%, and energy saving of the hybrid system is calculated as over 30% compared to conventional all air type in the case of heating. And also the results showed that humidity decreased about $5{\sim}6%$, also characteristics of thermal control is improved over 34%.

• Journal of KSNVE
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• v.4 no.2
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• pp.111-115
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• 1994

최근 에어컨의 보급이 늘어나면서 고객의 품질에 대한 요구 수준도 높아지고 있다. 특히 소음에 대한 요구가 까다로워지고 있으며, 이에 따라 각 제조업체에서는 소음 저감대책을 세우는데 많은 노력을 기울이고 있다. 에어컨의 경우 쾌적한 실내 온도, 청정한 공기뿐만 아니라 조용한 운전이 요구된다. 에어컨에서의 소음은 주로 송풍기 소음, 압축기 소음, 송풍유로계의 소음, 냉매 유로소음, 전동기 소음 등이 있다. 이 글에서는 이미 발표된 저소음화에 대한 연구논문이나 국내에서 발표된 소음 관련 기술 보고서 등을 참고하여 에어컨의 소음발생 원인과 소음을 줄이는 기술에 대해 소개하였다.

• 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.

• Land and Housing Review
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• v.9 no.4
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• pp.25-32
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• 2018

Application of geothermal energy in buildings has been gaining popularity as it provides the benefits of both heating and cooling a building. Among the various types of geothermal energy systems, ground-coupled heat pump system is the most commonly applied one in South Korea. A ground heat exchanger plays an important role as a heat source in winter and a heat sink in summer. For the stable operation of a ground-coupled heat pump system, a ground heat exchanger should be sized so that it provides sufficient heating and cooling energy. Heating and cooling energies generated in ground heat exchangers mainly depend on the temperature difference between the heating medium in ground heat exchangers and the surrounding ground. In addition, the performance of ground heat exchangers influences the change in ground temperature. Therefore, it is necessary to consider this interrelation between the change in the ground temperature and the performance of ground heat exchanger for an accurate estimation of its performance. However, previous thermal analysis models for ground heat exchangers are not competent enough to allow a complete understanding of this interrelation. Therefore, this study proposes a three-dimensional equivalent, transient ground heat exchanger analysis model. First, a previous thermal analysis model for ground heat exchangers, including an analytical model, a g-function, and a numerical model are analyzed. Next, to overcome the limitations of the previous models, a three-dimensional equivalent, transient ground heat exchanger model is proposed. Finally, this study validated the proposed model with the measurement data of the thermal response test, sandbox test, and TRNSYS DST model. All validation results showed a good agreement. These findings helped us to investigate the thermal performance of ground heat exchangers more accurately than the analytical models, and faster than the numerical models. Furthermore, the proposed model contributes to the design of ground heat exchangers by considering the different operation conditions of buildings.