• 토지주택연구
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• 제3권2호
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• pp.169-175
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• 2012

최근, 지열 냉난방 시스템의 초기 공사비를 절감하기 위해 연구되고 있는 에너지 파일의 열교환량을 산정하기 위해 2종류(부속연결형, 슬링키형)의 현장타설말뚝형(PRD, 시공심도 4.5m, 직경 1,200mm) 에너지 파일을 시험시공하고 수치 시뮬레이션에 의해 효율을 상호 비교하였다. 상호 비교결과에 의하면 지중 교환량은 운전시작과 함께 채열에 의한 지중온도의 저하에 의해 점점 감소하였고 부속연결형의 평균 열원수의 온도차는 난방운전에서 $0.37^{\circ}C$, 냉방운전에서 $0.34^{\circ}C$로 나타났다. 또, 부속연결형의 난방운전시 열교환량 231.4W/m보다 냉방운전의 방열량은 252.2W/m로서 9% 높았고 슬링키형은 난방 기간 평균 열교환량이 168.0W/m로 부속연결형에 비해 약 27% 낮은 열교환량을 얻었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1998년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.137-143
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• 1998

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.135-139
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• 2008

우리 나라의 전력 계통은 대도시 중심부 등 사람의 왕래가 빈번한 곳이나 신도시 지역 등에 22.9kV-y 배전 방식으로 CNCV 지중 케이블로 전력을 공급하고 있으며, 선로 운영상 케이블의 동심중성선을 일정 구간 마다 3선 일활 공동 접지하는 다중 접지방식을 채택하고 있다. 이는 지락 사고시에는 동심 중성선의 대지 전위 상승을 일정 값 이하로 제한함과 동시에 보호계전기의 동작을 원활히 하기 위함이다. 그러나 지중 배전 선로에서 각 상(A,B,C상)의 부하가 불평형이 될 때는 물론 평형일 경우에도 동심 중성선에는 부하 전류에 비례하는 동심 중성선 순환 전류가 발생되고 있기 때문에 불필요한 손실 전력이 발생하며, 이러한 손실 전력으로 케이블의 내부 온도가 상승되어 케이블의 송진용량이 감소하게 된다. 따라서 2006년 7월12일${\sim}$14일 대한전기학회 하계학술대회에 이에 대한 문제점과 대책으로 비일괄공동접지에 관한 연구 논문을 발표 한 바 있으며, 본 인구는 일곽공동접지방식의 기능을 저해하지 않으면서 비일관공동접지기술을 안전하게 시행하는 방법과 예상되는 문제점 및 시행효과 검증에 관한 연구이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.246-255
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• 1998

지중케이블을 따라서 강제냉각관을 설치하여 케이블을 냉각시키는 방법은 특히 일본을 비롯하여 세계 선진국에서 일반적으로 사용하고 있는 방법이다. 그러므로 케이블의 강제냉각에 대한 연구는 국내외적으로 많이 이루어져 그 결과도 매우 성공적이다. 그러나, 케이블 접속부에 대한 연구는 그 중용성에도 불구하고 미미한 상황이다. 그러므로, 본 연구에서는 기존의 154kV 지중 케이블의 접속재를 전력구의 맨홀에 설치하여 냉동기를 이용한 냉각방식에 의해 맨홀의 온도를 $10^{\circ}C$로 유지한다고 했을 때, 열해석을 통해 절연층의 두께변화에 따랄 절연유의 열유동 및 등온선분포가 어떻게 형성 되는가를 연구한다. 연구결과에 의해서 국내에서 도입하려는 지중케이블 접속부의 냉각방식에 대해 검토하고자 하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권2호
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• pp.103-109
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• 1997

참외 금싸라기은천을 신토좌 대목에 호접하여 저온기 참외 시설재배시 지중가온의 효과를 구명하고자, 비닐 하우스내에 온수보일러를 설치하여 지하 35cm 부위에 15mm 엑셀파이프를 180cm 이랑에 2열 매설한 후, 지하 20cm의 최저 지온을 17$^{\circ}C$, 21$^{\circ}C$ 및 $25^{\circ}C$로 설정하고 1월 18일부터 4월 18일까지 일정하게 유지 관리하여 무가온구와 비교 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 지중가온에 의한 정식 후 1개월간의 지중 20cm 부위의 적산온도는 무가온구가 441$^{\circ}C$, 17$^{\circ}C$구는 558$^{\circ}C$, 21$^{\circ}C$구는 648$^{\circ}C$ 그리고 $25^{\circ}C$구는 735$^{\circ}C$였다. 2. 지중가온에 따른 터널내 보온효과는 지온이 높을수록 높았는데 2월 5일 무가온구의 터널내 야간 최저 기온은 9.5$^{\circ}C$인데 비하여 17$^{\circ}C$구에서는 11.$0^{\circ}C$, 21$^{\circ}C$구에서는 13.5$^{\circ}C$ 그리고 $25^{\circ}C$구에서는 16.5$^{\circ}C$였다. 3. 정식 30일까지의 초기생육은 지온이 높을수록 초장, 경경, 엽수 및 엽면적이 증가하였으며 특히 고지온구에서 엽면적의 증가가 뚜렷하였다. 정식 30일 후 무가온구의 엽면적 279.5$\textrm{cm}^2$에 비하여 17$^{\circ}C$구에서는 153.4%, 21$^{\circ}C$구에서는 745.6a 그리고 $25^{\circ}C$구에서는 879.4% 정도 증가하였다. 4. 정식 30일 후 지제부를 절단하여 24시간 동안 채취한 목부일비액량은 무가온구의 8.1$m\ell$에 비해 17$^{\circ}C$구에서는 1.2배, 21$^{\circ}C$구에서는 1.3배 그리고 $25^{\circ}C$구에서는 4.8배 많았으나 정식 67일 후에는 무가온구의 10.4$m\ell$에 비해 각각 1.1배, 3.2배 및 3.3배 많았다.

• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2010

에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.13-23
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• 2011

동토기반 말뚝기초의 지지력은 말뚝구조물 표면과 주변 토사의 접촉면에서 발현되는 동착강도에 의해 산정되며, 이는 동착-강도가 동토지반 기초설계를 위한 가장 주요한 설계정수임을 의미한다. 동착강도는 토사종류, 동결온도, 말뚝표면에 수직방향으로 작용하는 지중응력, 재하속도, 말뚝구조물의 표면 거칠기 등 다양한 인자들에 동시다발적인 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 1960년대부터 동토지반 기초설계를 위한 동착강도 산정방법들이 제안되어 왔으나, 대부분 동결온도와 말뚝구조물 표면특성에 대한 영향은 고려하고 있는 반면 동착강도의 주요 영향인자 중 하나인 지중응력에 의한 영향을 고려하지 않고 있어 소정깊이 이상의 말뚝기초 설계를 위한 동착강도 산정방법으로 활용되기에는 한계가 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 동결온도뿐 아니라 지중응력이 동착강도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 직접전단시험기를 활용한 동결토 전단강도 및 동착강도 측정실험을 각각 수행하였다. 실험결과 전단강도와 동착강도는 모두 동결온도 조건이 낮아질수록, 혹은 수직응력 조건이 커질수록 증가하는 경향을 보였다. 전단강도와 동착강도의 정량적 관계분석을 위해 정의된 전단강도와 동착강도의 비 $r_s$는 초기 동결온도에서는 급격하게 감소하는 경향을 나타냈으나, 동결온도가 낮아질수록 증가하며 수렴구간을 형성해가는 경향을 보였다. 본 연구에서는 최종적인 연구결과로서 동결온도 및 수직응력 조건을 바탕으로 결정된 $r_s$값을 이용하여 동결토의 전단강도로부터 동착강도를 예측할 수 있는 방법을 제안하고 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제10권1호
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• pp.15-22
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• 2001

겨울철 시설오이의 관수온도는 일반적으로 12~14$^{\circ}C$로서 토양의 깊이 약 15cm의 평균온도 14~16$^{\circ}C$보다 낮아 관수로 인하여 작물의 근권온도로 일시적으로 2~4$^{\circ}C$ 강하시키게 된다. 이러한 저온관수의 공급은 생육에 장애를 주어 생산수량과 품질에 영향을 주게된다. 따라서 근계 주변의 토양의 온도는 보통 재배작목에 따라 약간씩 차이가 있으나 대체적으로 20~22$^{\circ}C$가 적합한 것으로 알려져 있다. 본 연구는 근계가 비교적 작은 생육초기에 가온관수의 효과가 매우 높을 것으로 판단하여 무가온관수와 2$0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$의 가온관수의 효과를 비교 분석하였다. 무가온(13$^{\circ}C$)관수를 할 경우 지온의 변화는 지중 10cm까지 약 5~7$^{\circ}C$ 낮아졌으며지중 20cm부터는 영향이 2~3$^{\circ}C$로 비교적 적었다. 2$0^{\circ}C$의 기온관수의 경우 지온변화는 지증 5cm가 관수온도와 유사한 2$0^{\circ}C$정도를 유지하였으며, 지중 10cm에서는 약 2$^{\circ}C$정도 내려갔다. $25^{\circ}C$가온관수의 경우 지온변화는 지중 5cm가 약 0.5$^{\circ}C$정도 떨어져 지온변화에 영향이 거의 없었으며, 지중 10cm 깊이에서는 약 $1.5^{\circ}C$정도 하강하였다. 무가온구에 비하여 가온구(2$0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$)가 초장, 잎수 그리고 마디수에서 5~10% 초기생육이 우수하였으며, 2$0^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$의 가온관수구 간의 차이는 미세하였다. 줄기와 뿌리의 생체중과 건물중의 비교하면 $25^{\circ}C$의 가온관수구가 2$0^{\circ}C$의 관수구보다 우수하였으며 무가온구에 비하면 가온관수가 (2$0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$) 약 10~30% 정도 우수하였다. 과수와 평균과중, 생산량에서 무가온구를 기준으로 할 때 2$0^{\circ}C$ 가온구는 105%, 109%, 115%로 나타났으며, $25^{\circ}C$가온구에서는 각각 109%, 112%, 121%정도로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.311-330
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• 2023

CO₂ 배출량 증가로 인한 지구온난화 심화에 대한 주요 대책으로 CO₂를 포집하여 지중에 저장하는 이산화탄소 포집·저장(Carbon capture storage, CCS) 기술이 주목받고 있다. 최근 현무암의 거대한 체적, 높은 반응성, 풍부한 양이온 함량 등의 특성이 CO₂ 포획 및 저장 기작에 유리하게 작용한다는 사실이 부각되면서, 현무암층을 대상으로 하는 CO₂ 지중저장이 다양한 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 CO₂ 지중저장 기작, 현무암의 특성과 더불어 국외 연구 사례들을 조사 및 분석하여, 현무암 CO₂ 지중저장에 대한 타당성을 검토하였다. 조사한 사례들은 수행 방법을 기준으로 실험, 모델링, 현장 실증 연구로 분류하였다. 연구 사례별 실험 조건의 경우 온도는 20 ~ 250 ℃, 압력은 0.1 ~ 30 MPa, 암석-유체 간 반응 시간은 수 시간에서 4년까지 넓은 범위에서 진행되었다. 모델링 연구에서는 현무암 CO₂ 지중저장 후보지와 유사한 모델을 구축하여 CO₂-유체 주입 전∙후 유체역학적 및 지화학적 요인들에 대한 변화를 살펴본 사례가 다수였다. 검토 결과, 현무암은 잠재 CO₂ 저장용량이 크고, CO₂ 광물화 반응이 빠르기 때문에 현무암 CO₂ 지중저장시 온도와 압력 및 지질구조와 같은 환경적인 제약이 적다. 현장 실증 사례인 CarbFix project, Wallula project가 성공적으로 수행되어 실증 수행가능성 또한 높게 평가되고 있다. 그러나 현무암 대상 CO₂ 지중저장에서 신중히 고려해야 할 점도 존재한다. 광물화 기작이 현무암의 조성, 주입 지역의 특성 등 여러 요인에 따라 결과가 상이하게 나타나고, 탄산염과 규산염 광물 등의 침전으로 인해 관정 주입성(injectivity) 저하가 발생할 수 있다. CO₂ 주입 시 저장층 내 압력 증가가 발생할 수 있으며 암석-CO₂-유체 반응 과정에서 지중환경 오염의 위험성도 존재한다. 유체에 CO₂를 용해시켜 주입하기 때문에 기존 방식과 다른 지중 모니터링 기술 또한 요구된다. 따라서, 현무암에서의 CO₂ 지중저장을 안정적이고 효율적으로 수행하기 위해서는 적합한 대상 지역을 선별하고, 해당 지역에 대한 여러 자료를 구축하여 이를 기반으로 한 다양한 실험, 모델링, 현장 실증 등의 체계적인 연구 수행이 필요하다.