• Title/Summary/Keyword: 지열이용 시스템

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Characterization of Area Installing Combined Geothermal Systems : Hydrogeological Properties of Aquifer (복합지열시스템에 대한 부지특성화: 대수층의 수리지질학적 특성)

  • Mok, Jong-Koo;Park, Yu-Chul;Park, Youngyun;Kim, Seung-Kyum;Oh, Jeong-Seok;Seonwoo, Eun-Mi
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.27 no.3
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    • pp.293-304
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    • 2017
  • This study was performed in order to hydrogeological analysis of aquifer, which is a necessary part for evaluating the efficiency of the combined well and open-closed loops geothermal (CWG) systems. CWG systems have been proposed for the effective utilization of geothermal energy by combining open loop geothermal systems and closed loop geothermal systems. Small aperture CWG systems and large aperture CWG systems were installed at a green house land with water curtain facilities in Chungju City. Aquifer tests include pumping tests and step-drawdown tests were conducted to analyse hydrogeological characteristics of aquifer in the study area. The transmissivity was estimated in the range of $13.49{\sim}58.99cm^2/sec$, and the storativity was estimated in the range of $1.13{\times}10^{-5}{\sim}5.20{\times}10^{-3}$. The geochemical analysis showed $Ca^{2+}$ ion and ${HCO_3}^-$ ion were dominant in groundwater. The Langelier Saturation Index and the Ryznar Stability Index showed low scaling potential of groundwater. In the analysis of vertical water temperature change, the geothermal gradient was estimated as $2.1^{\circ}C/100m$, which indicated the aquifer was enough for geothermal systems. In conclusion, groundwater is rich, can stably use geothermal heat, and it is less likely to cause deterioration of thermal energy efficiency by precipitation of carbonate minerals in study area. Therefore, the study area is suitable for installation of the combined geothermal system.

Effect of Greenhouse Cooling and Transplant Quality Using Geothermal Heat Pump System (지열-열펌프 시스템의 온실냉방 및 육묘 효과)

  • Lee, Jae-Han;Lee, Yong-Beom;Kwon, Joon-Kook;Kang, Nam-Jun;Kim, Hak-Joo;Choi, Young-Hah;Park, Jin-Myeon;Rhee, Han-Cheol
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.15 no.3
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    • pp.211-216
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    • 2006
  • This study was carried out to investigate the effect of greenhouse cooling by a geothermal heat pump system on greenhouse temperature and growth of vegetable transplants in summer season. Greenhouse air temperature in day time was $3-4^{\circ}C$ lower in fog plus shading system than in shading, while in night time that was $5-7^{\circ}C$ lower in geothermal heat pump (GHP) plus shading system compared to shading or fogplus shading. system. Plant height of cucumber, tomato and hot pepper transplants was shortened in GHP plus shading compared to shading or fog plus shading system. And Leaf area and dry weight were slightly decreased in GHP plus shading compared to the other systems. Therefore, healthy transplant index on cucumber, tomato and hot pepper was higher in GHP plusshading than in shading or fogplusshading system.

Technical and Political Issues on Geothermal Energy Policy for Long-term Portfolio (지열에너지의 중장기 정책 포트폴리오를 위한 기술 및 정책적 접근방안 제시)

  • Kim, Kiyeol;Kim, Kyung-Hee;An, Hyungjun;Lim, Hye-Sook
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.154-154
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    • 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.

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Performance characteristics of the Coil Deposition Type Heat Pump using Geothermal Energy (지열을 이용한 코일 침적형 히트펌프의 성능 특성)

  • Oh, Hoo-Kyu;Lee, Dong-Gun;Jeon, Min-Ju;Son, Chang-Hyo
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.36 no.4
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    • pp.437-444
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    • 2012
  • This paper describes the experimental characteristics on cooling and heating performance of the coil deposition type heat pump using geothermal energy to optimize the design for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include subcooling degree, evaporation and condensation temperature in the coil deposition type heat pump using geothermal energy. The main results are summarized as follows : As the evaporation temperature and subcooling degree of the coil deposition type heat pump using geothermal energy increases, and the condensation temperature decreases, the COP of this system increases. The subcooling degree, evaporation and condensation temperature of the coil deposition type heat pump have an effect on cooling and heating COP of this heat pump. Therefore, it is a necessary to determine the optimum operation conditions for the highest COP of this heat pump presented in this study.

2005 에너지전시회 개최

  • Korea Mechanical Construction Contractors Association
    • 월간 기계설비
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    • no.10 s.183
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    • pp.72-76
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    • 2005
  • 에너지관리공단이 주관하고 산업자원부가 주최한 2005 에너지전시회가 지난 9월 27일부터 30일까지 4일간 코엑스 인도양홀에서 개최되었다 이번 전시회는「에너지는 줄이고 효율은 높이자」라는 슬로건 하에 실생활에서의 에너지 절약 방법과 유(油)테크를 알고자 하는 일반 관람객, 최신 에너지 기술동향을 파악하고자 하는 에너지설비 생산자, 에너지저정책 방향과 고효율기기의 에너지절약 정보를 제공하였다. 이번 전시회에는 난방시스템에 보일러를 비롯하여 태양열보일러 등의 제품이 대거 출품되었고 지열을 이용한 냉∙난방 시스템이 대거 출품되어 지열을 이용한 연구 냉∙난방 시스템 연구개발이 활발히 진행되고 있음을 보여주었다. 이 중 눈에 띄는 제품을 소개한다

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Status of Underground Thermal Energy Storage as Shallow Geothermal Energy (천부 지열에너지로서의 지하 열에너지 저장 기술 동향)

  • Shim, Byoung-Ohan;Lee, Chol-Woo
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.43 no.2
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    • pp.197-205
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    • 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.

GIS spatial D/B formation of geothermal data and Distribution of Heat Flow of Korea (한국의 지열자료 GIS 공간 D/B 구축과 지열류량 분포)

  • Kim, Hyoung-Chan;Lee, Young-Min;Park, Jeong-Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.06a
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    • pp.459-460
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    • 2006
  • 현재 남한의 지열류량 측정값으로는 총 363개 지점의 자료가 측정 및 수집되어 있다. 이것은 Mizutani et at. (1970), 장정진 외(1970), 그리고 서정희(1976) 등의 자료, 총 35개의 자료도 추가된 것이다. 1989년 이후부터 측정된 지열류량 자료는 217개 자료이며(임정웅 외, 1989; 임정웅 외, 1996; Lim and Kim, 1997; 염병우 외, 1997), 모두 직접 측정한 것이나, 1989년 이후 보고된 지열류량 자료에 약간의 오류가 있어 이번 연구에서 수정 보완하였다. 또한 과거의 자료 35개 자료는 이미 지열류량 측정치가 논문화 되어 있는 것으로 암석시료는 없다 1989년 이후 2004년까지 자료 217개 2005년도 추가 자료 111개의 지열류량 자료는 암석시료도 있으며, 측정기기가 서로 달라 오차가 있을 수 있어 서로 보정을 해야 할 필요가 있어 시추공 주변 암석을 새로 수집해서 신장비로 다시 측정 보정하였다. 지열류량 D/B 구축은 각 자료의 일련번호, 고유번호 (Sn.), 위경도 좌표 (longitude, lattitude), 암석의 열전도도(thermal conductivity), 지온경사 (thermal gradient), 지열류량 (heat flow)등으로 구성되어 있다. 지열류량 자료 공간 데이터베이스는 점 속성을 가지며 자료형태는 각종 소프트웨어와 호환성이 좋은 shape 파일 형태로 작성하였다. 또만 최근 천부 토양 및 암석 열물성을 이용한 냉난방시스템 즉, Heat Pump System 설계를 위하여 반드시 들어가야 하는 요소인 열확산율, 공극율, 밀도, 비열 등 열물성 특성을 추가하여 GIS 공간 D/B구축하였다. 대륙붕 자료 4개 자료를 제외하고 359개의 지열류량 자료를 이용하여 한반도 남부, 즉 남한의 지열류량 분포도를 작성 분석해 본 결과(그림 1), 우리나라의 지열류량 이상대는 아산만 주변, 보령, 유성, 진안, 울진, 포항, 부산 지역과 포천, 속초, 충주, 수안보 등 지역에서 나타난다 이러한 이상대 주변에는 대개 온천이 발달되어 있었거나 새로 개발되어 있는 곳이다. 온천에 이용하고 있는 시추공의 자료는 배제하였으나 온천이응으로 직접적으로 영향을 받지 않은 시추공의 자료는 사용하였다 이러한 온천 주변 지역이라 하더라도 실제는 온천의 pumping 으로 인한 대류현상으로 주변 일대의 온도를 올려놓았기 때문에 비교적 높은 지열류량 값을 보인다. 한편 한반도 남동부 일대는 이번 추가된 자료에 의해 새로운 지열류량 분포 변화가 나타났다 강원 북부 오색온천지역 부근에서 높은 지열류량 분포를 보이며 또한 우리나라 대단층 중의 하나인 양산단층과 같은 방향으로 발달한 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 주변부로 NNE-SSW 방향의 지열류량 이상대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.

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Distribution characteristics of geothermal anomalies related with direction of faults and lineaments (지열분포와 단층 및 선구조 방향성과의 상호연관성)

  • Baek, Seung-Gyun;Kim, Hyoung-Chan;Lee, Cheol-Woo;Park, Jeong-Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.608-610
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    • 2009
  • 지열 분포에 관련된 지질구조의 특성을 파악하기 위하여 지온경사, 지열류량 자료와 인접한 선구조의 방향성에 대한 상관성 분석을 실시하였다. GIS를 이용하여 지열정보데이터베이스에서 발췌한 209개 지온경사 자료와 218개 지열류량 자료에 대하여 전국 광역단열도로부터 가장 인접한 선구조를 추출하고 10도 간격의 방향별 지온경사 및 지열류량 자료 빈도 및 평균값을 그래프에 도시하였다. 인접 선구조의 방향별 지온경사 평균은 $N30^{\circ}{\sim}40^{\circ}W$, $N10^{\circ}{\sim}20^{\circ}E$ 방향에서 $58.9^{\circ}C/km$, $54.9^{\circ}C/km$로 가장 높았고, 인접 선구조의 방향별 지열류량 평균은 $N80^{\circ}{\sim}90^{\circ}W$, $N50^{\circ}{\sim}60^{\circ}W$ 방향에서 98.71 $mW/m^2$, $98.70mW/m^2$로 가장 높았다. 각 선구조 상의 좌표들을 이용하여 지열류량 분포도에서 지열류량 값을 추출한 결과 $N10^{\circ}W{\sim}N40^{\circ}E$, $N60^{\circ}{\sim}70^{\circ}W$, $N50^{\circ}{\sim}60^{\circ}E$ 방향의 지열류량 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 지온경사와 지열류량 자료에 대한 인접 선구조의 방향은 북북동, 북서, 서북서 방향이 우세한 것으로 나타났다. 이는 우리나라 조구조 운동과 관련한 단층, 절리 등의 단열구조의 우세 방향과 잘 일치하는 것으로 해석된다.

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Performance Analysis of Cooling Tower-Assisted Hybrid Ground-Coupled Heat Pump (HGCHP) System (냉각탑 병용 하이브리드 지열 히트펌프 시스템의 성능 분석)

  • Sohn, Byonghu;Lee, Doo-Young;Choi, Jae-Ho;Min, Kyong-Chon
    • Transactions of the KSME C: Technology and Education
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    • v.4 no.1
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    • pp.19-26
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    • 2016
  • This paper presents the measurement and analysis results for the performance of HGCHP system using a cooling tower as a supplemental heat rejector. In order to demonstrate the performance of the hybrid approach, we installed the monitoring equipments including sensors for measuring temperature and power consumption, and measured operation parameters from February 1, 2014 to February 28, 2015. Leaving load temperatures to building showed an average value of $11.7^{\circ}C$ for cooling and $39.5^{\circ}C$ for heating, respectively. From the analysis, the daily PF of hybrid GCHP system varied from 2.6 to 6.6 over the measurement period.