• 한국축산시설환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.125-136
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• 1995

항온층 지열을 이용하는 지열교환기를 개발하여 겨울철의 난방효과와 여름철과 환절기에 있어서 온습도변화를 분석하였다. 또한 지열교환기가 매설된 토양의 종류는 미사질토로 나타났다. 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 디지탈풍속계를 사용하여 2월 중 하루동안의 온습도를 측정해 본 결과 입기의 온도가 -7.3$^{\circ}C$에서 6.4$^{\circ}C$의 변화를 보일 때 배기의 온도는 1.2~7.3$^{\circ}C$로 영상의 기온을 나타내었으며, 최대의 온도차 $\Delta$t는 8.5$^{\circ}C$이었다. 난방성능은 최대 3.25Wh/㎥이었으며, 평균 1.7Wh/㎥이었다. 2. 3월과 4월의 온도변화를 측정해 본 결과 땅속 2.5m의 온도와 지하배관내의 공기온도가 모두 10~l2$^{\circ}C$의 일정한 온도범위를 보여 외기의 급격한 온도와는 상관없이 변화폭이 적은 온도의 공기를 축사내로 공급할 수 있었다. 3. 7월 1일부터 5일까지의 온도변화 자료를 분석해 본 결과 지하 2.5m의 온도가 18~2$0^{\circ}C$의 일정한 범위를 보여 지난 3, 4월과 비교하여 지온이 약 8$^{\circ}C$ 정도 상승하였다. 4. 9월 중 일교차가 가장 심했던 9월 19일에서 22일 사이에 입기구와 배기구에서 순간온도변화를 측정한 결과 입기구에서 온도변화는 9~28$^{\circ}C$로 약 19$^{\circ}C$의 온도차를 보였으나 배기구에서의 온도변화는 15~$25^{\circ}C$의 범위를 보여 입기구의 온도변화에 비해 약 9$^{\circ}C$ 정도의 온도차로 완화할 수 있었다. 이상의 시험결과에서 나타난 바와 같이 지열교환기는 축사의 난방 보조열원으로서 양호한 열효율을 나타내어 우리나라 축사시설에 적용가능성을 제시하였다. 본 지열교환기 시스템은 지열을 이용하는 환경보전형 에너지 시스템으로서 시설하기 간편하고 경제적이며 반영구적인 냉난방 및 환기시스템이다. 따라서, 우리나라 축산시설에 실용화될 경우에 우수한 대체에너지원으로 에너지 절감효과에도 크게 기여하리라고 전망된다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.11-16
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• 2007

The purpose of this study is to use the CFD(Computational Fluid Dynamics) method for the ground source heat pump(GSHP) system with vertical U-tube ground heat exchangers. In order to predict LWT(leaving water temperature) in the length of time, This simulation is used by utilizing FLUENT which is commercial CFD code. It was performed by based on four boreholes in the field. Comparing with the results of CFD and field measurement for LWT, the results of CFD was presented very good agreement with 1.0% average difference.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.546-549
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• 2007

지열 냉난방 시스템의 설계는 냉난방 공간의 크기에 따라 필요한 부하를 계산하여 설계하게된 다. 설계 부하를 충분히 소화할 수 있는 지열교환기의 길이와 보어홀의 깊이 및 개수는 지반의 열적 특성에 크게 좌우된다. 열전도율이 큰 지반일수록 지열교환기 내의 열 흡수 및 소산이 효과적으로 이루어져 지열교환기의 길이도 상대적으로 짧아질 수 있다. 즉, 효율적이고 정확한 설계를 하기 위해서는 지반, 암반 및 지중열교환기의 물리적 특성에 따른 열적 특성을 설계자는 미리 숙지하여야 한다. 현재 국내에서 수직 밀폐형 지중열교환기의 그라우트로 벤토나이트를 가장 많이 사용하고 있으나, 해외의 경우 지중 조건에 따라 시멘트 또는 벤토나이트를 적절히 선택하여 시공하고 있다. 이는 벤토나이트의 특성상 적용 조건이 제약을 받기 때문이며, 특히 지하수가 존재하지 않을 경우 사용이 사실상 불가능하다. 국내에서 이에 대한 충분한 연구는 아직 이루어지지 않았으며, 시멘트 그라우트를 사용하기 위한 물리적, 열적 특성에 대한 연구가 필요한 시점이라 판단하여 본 연구를 수행하였다. 시멘트 그라우트의 경우 수화반응이 일어나는 초기의 건조수축을 최소화하는 배합비로 물성을 구성하였으며, 벤토나이트는 일반 현장 시공 비율을 사용하였다. 열전도율은 첫째 실내 시험으로 시멘트 그라우트에 대한 열판시험법과 벤토나이트 그라우트에 대한 탐침시험법으로 수행하여 구하였으며, 두 번째 방법인 현장 시공으로 직접 현장열응답시험을 수행하여 그라우트 간의 열적 특성을 비교하였다. 또한 기존 시멘트그라우트의 열적 특성을 개량한 코오롱건설에서 개발한 시멘트 그라우트에 대한 열적 거동도 기존 타 그라우트의 열적 거동과 비교하였으며, 개발 제품의 성능이 상당히 우수함을 알 수 있었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.719-724
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• 2006

The purpose of this study is on the performance evaluation of horizontally installed HGHEX(Horizontal-type Geothermal Heat Exchanger) in the summer season and the winter season. Followings are the results. By the result of data acquisition at the site, $2.5{\sim}2.7^{\circ}C$ temperature differences are gained between supply pipes and return pipes of HGHEX in the summer season. And $0.5{\sim}1.5^{\circ}C$ temperature differences are gained from HGHEX in the winter season. With these temperature differences, heat quantity of rejection and absorption is calculated and the performance of HGHEX is evaluated according to the seasons.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.11-17
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• 2007

This study evaluates the seasonal performances of the horizontal-type geothermal heat exchanger(HGHEX) installed into the foundation slabs of the complex building located at Seoul. The geothermal system is consisted with totally 31,860m long HGHEX, 16 GSHPs (Ground-source Heat Pump) and 8 circulation pumps. This system supplies cooling and heating to the lobby(F1) and the common spaces(BF1). The average heat exchange temperature differences are $2.7^{\circ}C\;and\;2.5^{\circ}C$ in the summer, $1.5^{\circ}C\;and\;0.5^{\circ}C$ in the winter for the F1 and BF1 respectively. From these results, approximately 400Gcal and 180Gcal of geothermal energy are assumed to have been used during the summer and winter seasons respectively. As a conclusion, the geothermal system is reviewed as a effective utility for heating and cooling at the point of seasonal performances.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.45-50
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• 2009

To estimate the operating performances of the geothermal heat exchange pipe(GHEX), GHEXs of 400RT geothermal system were measured and analyzed through a year. The followings are the results. The temperature of 2 GHEXs installed 4m apart was fluctuated very similarly. When the geothermal system is nor operating or is operating as heating mode, the temperature of G.L.-170m was always higher than G.L.-70m's. But it reversed when the geothermal system is operating as cooling mode. And through a year, it has been observed that the temperature of G.L.-170m is increased approximately $1.5^{\circ}C$. With previously mentioned results, the heat transfer capacity of G.L.-70m's geological stratum is estimated as higher than that of the G.L.-170m.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.725-730
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• 2006

The purpose of this study is on the performance evaluation of horizontally installed GHEX(Geothermal Heat Exchanger, HGHEX) which has been operated for 5 years successfully. Followings are the results. Firstly, in summer season, on Aug. 2000, $33^{\circ}C$ water was flowing out from HGHEX with continuous operating method, and $27{\sim}29^{\circ}C$ with interval operating method on Jul. 2005. But $2.5{\sim}3.0^{\circ}C$ temperature differences are gained from HGHEX. Secondly, in winter season, on Nov. 2000, $25^{\circ}C$ water was flowing out from HGHEX with continuous operating method, and $13{\sim}15^{\circ}C$ with interval operating method on Jan. 2006. But with each operating method, only $0.1^{\circ}C$ and $0.7^{\circ}C$ temperature differences are gained from HGHEX respectively. As the conclusion of this study, at the point of continuos operating method, seasonal balance of heating and cooling loads, and at the point of interval operating method, balance for geothermal restoring time respectively must be considered for better system performances.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2C호
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• pp.69-77
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• 2012

일반적으로 지열 에너지파일 및 수평형 지열교환기는 기존의 연직형 지열히트펌프에 비하여 지표면에서 가까운 깊이에 설치되며, 이 경우 지열교환기의 열 교환 거동은 토사층에서의 열전도도에 많은 영향을 받게 된다. 기존의 연구에 따르면 지하수위 상부에 놓인 흙의 열전도도는 에너지파일의 열 교환 성능에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 이는 부분적으로 포화된 흙의 열전도도는 함수비에 큰 영향을 받기 때문이다. 본 연구에서는 국내에 널리 분포하고 있는 화강풍화토의 열전도도 예측에 대한 연구를 수행하였다. 5개 지역에서 채취한 화강풍화토 시료의 간극율과 포화도를 바꾸어가며 탐침법 기반 열전도도 측정시험을 수행하였고, 기존의 열전도도 추정 모델들의 적합성을 평가하였다. 마지막으로 국내 화강풍화토에 적합한 경험적 예측식을 제안하고 이를 토대로 실험자료를 분석해 보았으며 기존 문헌에 실린 실험결과에 적용하여 그 적절성을 살펴보았다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.117-125
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• 2007

This study proposes a CFD(Computational Fluid Dynamics) analysis as a method of verification of the designed-data and a supplement of the insufficient experiences in geothermal system, which shows a rapid growth among the renewable energies. The followings are the results. FLUENT 6.2.12 is used as a CFD tool on this study, with the equations of continuity, motion, energy for unsteady flow through pipes and k-epsilon turbulent model. S-type model which has one borehole with diameter 12m by depth 206m and T-type model which has 3 boreholes with $12m{\times}20m{\times}206m$ are proposed, and also the boundary conditions are described. The temperature differences between temperatures by CFD analysis and by on-site measurement are less than 1.5%, this shows a high reliability of CFD analysis process which this study proposes. After 11 days simulation operated 12 hours interval On/Off mode, it is clearly predicted that the outlet temperatures of geothermal pipes are increased by $1.2^{\circ}C$, and $2.2^{\circ}C$ after 4 months. And the outlet temperatures of geothermal pipes increased with increase of the mass flow rates through the pipes. T-type model shows that the 4m distance between boreholes are reasonable because the temperatures at 2m and 6m from boreholes are nearly same.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2005년도 하계학술발표대회
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• pp.83-83
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• 2005