• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.194.1-194.1
• /
• 2011

본 연구에서는 지열히트펌프 시스템의 열원으로써 지열이외에 건축물의 미활용 에너지라고 할 수 있는 상수도의 에너지를 활용하여 지중열교환기의 천공길이를 줄이는 것이 주요 목적이며, 또한 건물의 미활용에너지를 냉난방에너지원으로써 이용 가능한 것을 보여주는 것에 있다. 실험은 4인 가족기준으로 3RT 용량의 히트펌프를 설치하고 인당 평균 177 liter/day 기준으로 하루에 약 710 liter/day의 물을 사용하는 것으로 가정하였다(환경부 2007년 상수도 통계값). 시간당 가정내에서 사용하는 물량은 일정하지 않아 일일 8시간 사용하는 것으로 하여 약 1.5 LPM 으로 실험하였다. 저수조의 크기 및 지열 히트펌프의 열원으로써 사용가능한 열량을 계산하기 위해 CFD 시물레이션을 수행하였다. CFD의 결과 상수도를 급수하기 위한 저수조의 크기는 $2m^3$로 결정하였으며 이때 열원으로써 사용가능한 열량은 약 0.7RT였다. 48시간의 실험기간 동안 저수조를 통해 얻은 열원은 0.6RT 였으며 100m의 지중열교환기를 통해 얻은 열원은 2RT 였다. 히트펌프 자체의 난방 COP는 평균 4.2를 나타내었으며 펌프등의 소비전력을 포함한 System COP는 4.0 나타내었다. 이번 연구를 통해 건물의 미활용에너지인 저수조의 물을 이용하여 지열히트펌프의 열원으로써 이용 가능하며 기존의 지열히트펌프 시스템대비 천공길이 단축, 시공비 저감이 가능한 것을 볼 수 있었다.

• 월간 기계설비
• /
• s.93
• /
• pp.60-75
• /
• 1998

지표면으로부터 일정한 깊이 이하의 토양이 보유하고 있는 지열에너지는 에너지자원을 절약하기 위해서는 매우 유용한 에너지원이 될 수도 있다. 따라서 지중에너지를 활용하기 위한 지중온도분포에 대한 해석과 그 활용면에서 도로 융설시스템 및 건물의 냉난방의 에너지원으로 이용할 수 있는 에너지절약 방안에 대한 연구개발이 추진되고 있다.

• Economic and Environmental Geology
• /
• v.43 no.2
• /
• pp.197-205
• /
• 2010

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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.154-154
• /
• 2011

화석연료의 가격 및 공급의 불안정과 온실가스감축 국제 규제 강화 등에 대한 대안으로 여기는 신 재생에너지는 높은 초기 투자 부담으로 인하여 관련기술의 연구개발과 보급정책 등 전과정에 걸친 정책 지원체계가 필요하다. 본 연구에서는 지열에너지를 이용하는 지열냉난방기술에 중점을 두고 이에 대한 중장기 정책 포트폴리오 작성을 위한 기술 및 정책적 접근방안을 제시하고자한다. 지열에너지의 가장 큰 특징은 기후 등에 영향을 크게 부하가 변하는 태양광, 풍력 등과 달리 일정한 부하를 유지함으로써 안정적인 에너지공급이 가능하다는 것이다. 또, 품질 측면에서도 화석연료를 이용한 기존의 연료보다 쾌적한 환경을 조성하여 고급에너지로 평가받고 있다. 반면, 설비를 갖추기 위한 천공, 히트펌프 설치 등에 큰 비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 현재 히트펌프 제작기술은 국산화를 완료한 상태로 사실상 기술개발에 의한 큰 폭의 원가절감은 기대하기 힘든 상황이다. 하지만, 유사분야인 시스템 에어컨이 표준화 및 대량생산을 통한 시장 보급 확대로 보급단가가 하락한 것을 고려해 볼 때 이를 통한 가격하락은 어느 정도 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다. 에너지 외적인 측면에서 볼 때도 지열에너지의 공급은 상당한 의미를 갖는다. 건물 냉 난방용 이외에 다양한 용도의 개발을 통해 비닐하우스나 온실 등에 지열에너지를 이용할 경우 정부차원에서 농어촌에 대한 지원이 가능하다. 또, 기존의 에너지원을 조달하는데 어려움이 있는 산간, 도서지방에서는 도시지역보다 투자대비 큰 효과를 볼 수 있어 지역간 에너지 불균형 해도에도 도움이 될 수 있다. 이와같은 지열에너지의 특성에 따라 향후 발전방향을 정리해 보았다. 핵심기술인 지열 히트펌프의 산업구조와 시장 보급 확대를 통한 가격하락을 기대한다. 지역개발 및 고립지역에서 타 신 재생에너지와 함께 독립적인 전력, 냉난방 등의 완전 에너지 공급시스템을 갖출 수 있다. 또한 특수 작물 등의 고급 농수산물 생산등의 용도개발을 통해 지열에너지 공급역량을 성장시킬 수 있을 것이다. 이와 함께 중장기 비젼을 제시하기 위해 추진되어야 할 연구과제로는 시장 보급 확대에 따른 가격경쟁력 도달 가능성에 대한 연구를 통해 산업육성 방안 마련, 타 신 재생에너지기술과 복합 설치에 의한 시너지 효과 및 이에따른 초기 투자비 증가에 대한 대책, 보급 잠재량 조사, 지열시스템의 자금 조달 및 관련 정책 검토 등이 있을 수 있다.

• Proceedings of the SAREK Conference
• /
• 2009.06a
• /
• pp.586-589
• /
• 2009

This paper presents the performance of a water-to-refrigerant type ground source heat pump (GSHP) system installed in a school building in Korea. For analyzing the performance of the GSHP system, we monitored various operating conditions, including the outdoor temperature, the ground temperature, and the input power of the GSHP system. The average cooling coefficient of performance (COP) of the heat pump was found to be 8.5 at 60% partial load condition, while the overall system COP was found to be 5.9. The average heating COP of the heat pump was found to be 6.5 at 45% partial load condition, while the overall system COP was found to be 5.0.

• Proceedings of the SAREK Conference
• /
• 2009.06a
• /
• pp.1497-1502
• /
• 2009

The present study has been conducted economic analysis of heat storage type ground source heat pump system(HSGSHP) and normal ground source heat pump (GSHP) and central boiler system with individual air conditioning facility which are installed at the same building in the shared an apartment house. Cost items, such as initial construction cost, annual energy cost and maintenance cost of each system are considered to analyze life cycle cost (LCC) and simple payback period (SPP) with initial cost different are compared. The initial cost is a rule to the Government basic unit cost of production. LCC applied present value method is used to assess economical profit of both of them. Variables used to LCC analysis are prices escalation rate and interest rate mean values of during latest 10 years. The LCC result shows that HSGSHP (1,351,000,000won) is more profitable than central boiler system with individual air conditioning facility by 86.7% initial cost. And SPP appeared 8.0 year overcome the different initial cost by different annual energy cost.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.143.2-143.2
• /
• 2011

Energy foundations and other thermo-active ground structure, energy wells, energy slab, and pavement heating and cooling represent an innovative technology that contributes to environmental protection and provides substantial long-term cost savings and minimized maintenance. This paper focuses on earth-contact concrete elements that are already required for structural reasons, but which simultaneously work as heat exchangers. Pipes, energy slabs, filled with a heat carrier fluid are installed under conventional structural elements, forming the primary circuit of a geothermal energy system. The natural ground temperature is used as a heat source in winter and heat sink in summer season. The system represented very high heating and cooling performance due to the stability of EWT from energy slab. Maximum heat pump unit COP and system COP were 4.9 and 4.3.

• Proceedings of the SAREK Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.27-32
• /
• 2008

The present study has been conducted economic analysis of heat storage type ground source heat pump system(HSGSHP) and normal ground source heat pump (GSHP) which are installed at the same building in the shared an apartment house. Cost items, such as initial cost, annual energy cost and maintenance cost of each system are considered to analyze life cycle cost (LCC) and simple payback period (SPP) with initial cost different are compared. The initial cost is a rule to the Government basic unit cost of production. LCC applied present value method is used to assess economical profit of both of them. Variables used to LCC analysis are prices escalation rate and interest rate mean values of during latest 10 years. The LCC result shows that HSGSHP (1,050,910,000won) is more profitable than GSHP by 68.9% initial cost. And SPP appeared 3.0 year overcome the different initial cost by different annual energy cost.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.07a
• /
• pp.1136-1137
• /
• 2008

교토의정서가 발효된 2005년 이후 온실가스를 감축해야 한다는 요구가 급속도로 증대되고 있다. 더군다나 유류가격이 상승하여 '08. 5월 현재 배럴당 130달러를 육박하고 있으며, 몇몇 경제학자들은 올해 말에 150달러를 상회하는 것이 어렵지 않다고 추측하고 있다. 에너지에 대한 관심이 집중되는 가운데, 관련업계는 태양광, 풍력 등 신재생에너지 개발에 힘을 쏟고 있다. 본 고에서는 신재생에너지를 활용하여 온실가스를 줄일 수 있는 지열원 히트펌프시스템의 적용사례와 축냉설비 보급지원 효과를 분석해 보고자 한다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
• /
• v.25 no.3
• /
• pp.156-163
• /
• 2013

Ground Source Heat Pump (GSHP) systems utilize geothermal energy as a thermal source or sink, for heating, cooling and domestic hot water. It is well known that GSHP is environmentally friendly, and saves energy dramatically. For this reason, many investigative researches have been conducted on commercial and governmental buildings. However, studies on residential GSHP are few, because of the small capacity and cost. In this study, we experimented with the characteristic performance of heating, cooling and seasonal performance factor for a residential GSHP system, which consisted of two 180 m deep u-tube ground heat exchangers, a heat pump and measurement instruments. The installed capacity of the heat pump was 5RT, and the conditioning area was $62.23m^2$. From the experimental results, the cooling COP of the heat pump was 4.13, and the system COP was 3.51, while the CSPF was 3.32. On the other hand, the heating COP of the heat pump was 3.87, and the system COP was 3.39, while the HSPF was 3.39. Also, in-situ cooling COP and capacity were 93.7% and 96.4% compared with the EWT certification data, respectively, and that of heating were 98.3% and 95.7%, respectively.