• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
• /
• pp.58-63
• /
• 2009

A ground-loop heat exchanger for the ground source heat pump system is the core equipment determining the thermal performance and initial cost of the system. The size and performance of the heat exchanger is highly dependent on the ground thermal properties - the ground effective thermal conductivity, the borehole thermal resistance and the undisturbed ground temperature. Nowadays, precast concrete piles using steel reinforced precast concrete piles - energy piles - are used to reduce the installing cost of the ground-loop heat exchanger. We were carried out some tests to investigate the effects of some parameters such as borehole length, grouting materials and U-tube configuration of the energy piles. 4 concrete piles, each measuring $250mm{\sim}400mm$ in diameter and approx. 10m in length, and rigged with single spiral and 3 U-tube loop of $16mm{\times}2.3mm$ PB piping. The thermal response tests were conducted using a testing device for 4-different ground-loop heat exchangers. During the heating period, the energy piles absorb the heat of 0.89kW to 1.37kW.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.542-545
• /
• 2007

A semi-closed loop ground heat exchanger is proposed and its performance is compared through the measuring the effective thermal conductivity of the ground. In-situ tests based on the line source model are carried out to evaluate the thermal characteristics of each ground heat exchanger which has different penetration water flow rate. The test results show the increasing effective thermal conductivity of ground as the penetration water flow rate(PWFR) is increased. Therefore, the higher thermal performance of the proposed semi-closed ground heat exchanger can be expected.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
• /
• pp.3142-3147
• /
• 2008

A simple transient simulation of ground source heat pump system was carried out to investigate the effects of ground thermal conductivity on its performance. The TRNSYS code with a simple water to water heat pump model was used to compare the COP variation of the system. A new ground heat exchanger called by semi-closed loop was proposed and constructed in the real site. The effective thermal conductivity was measured using the test equipment developed by according to the line source model. The simulation results showed that highly efficient thermal conductivity of the grout material could increase the performance of the heat pump system very well. And the new ground heat exchanger showed the increased effective thermal conductivity as the penetration water flow rate(PWFR) was increased. Therefore, the performance improvement of the heat pump system using the proposed ground heat exchanger can be expected.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권3C호
• /
• pp.95-104
• /
• 2012

라이프라인의 공간 창출 및 미관 등의 이유로 지하공간의 개발이 활발해짐에 따라 지중하부에 매설되는 관(pipe)은 점차 증가하고 있으며 새로운 재료를 활용한 관거 뒤채움용 CLSM(Controlled Low Strength Materials)에 관한 연구의 비중은 점점 증가하고 있는 추세에 있다. 그리고 지중송전케이블에서 송전으로 인하여 발생된 열을 뒤채움재가 효과 적으로 방출시키지 않으면 절연파괴에 이를 수 있으므로 뒤채움재는 반드시 우수한 열적 특성을 필요로 한다. 한편, 산업부산물인 석탄회는 매년 상당한 양이 발생되고 있으며, 그 중 매립회(ponded ash, PA)는 재활용되지 못하고 회처리장에 매립되고 있다. 본 연구에서는 산업폐기물인 석탄회를 활용한 관거 뒤채움용 CLSM의 열전도도 특성을 규명하기 위하여 배합비에 따른 열전도도(thermal conductivity) 시험을 실시하여 값의 변화를 검토하였다. 시험결과, 배합비(PA:FA) = 80:20, water contents = 28~30%, cement contents = 7, 9, 11%에서 0.796-0.884W/mK을 나타냈으며 이는 타 배합비보다 높은 열전도도를 나타내었으며 현재 폐기물로 처리되고 있는 매립회를 대량 유효 활용하는 측면에서 적합할 뿐 아니라 전력 및 통신 등 관거 뒤채움재로서의 활용이 클 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권7호
• /
• pp.93-106
• /
• 2010

현장 열응답 시험을 통해 지중 유효 열전도도를 산출하여 각 보어홀의 성능을 비교하기 위해 강원도 원주 현장에 6개의 보어홀을 시험 시공하였다. 6개의 보어홀은 그라우트 종류와 첨가재 종류, 지중열교환기 파이프 단면에 따른 영향을 검토하도록 시공되었다. 그라우트 재료는 벤토나이트와 시멘트를 사용하였으며 첨가재는 천연규사와 흑연, 파이프 단면은 기존 U-tube 파이프 단면과 유입과 유출 파이프 사이에 파이프를 추가로 삽입한 새로운 3공형 파이프 단면을 적용하였다. 현장 열응답 시험으로 산정한 지중 유효 열전도도 결과는 시멘트 그라우트로 시공한 보어홀의 경우가 벤토나이트 그라우트로 시공한 경우에 비해 전열 성능이 향상됨을 보였으며 흑연을 추가로 사용한 경우가 천연규사만 사용한 경우보다 높은 효율을 보였다. 또한, 유입과 유출 파이프 사이에 물을 채워 부분적 단열 구간을 형성한 새로운 3공형 파이프 단면의 경우가 기존 U-tube 파이프 단면에 비해 높은 효율을 보였다. 가상 건물에 대한 지중열교환기 설계를 수행하여 지중열교환기 시공비를 비교한 결과, 시멘트 그라우트에 첨가재로 천연규사와 흑연을 함께 사용한 경우가 벤토나이트 그라우트에 첨가재로 천연규사를 사용한 기존의 시공방법 보다 낮은 시공비로 설계가 가능하였다. 마지막으로 본 현장 열응답 시험결과를 바탕으로 일련의 경제성 분석을 통하여 새로이 제시된 첨가제와 3공형 파이프 단면의 적용성을 평가하였다.

• 지질공학
• /
• 제25권1호
• /
• pp.131-148
• /
• 2015

본 연구는 지열시스템 열교환 효율의 개선방안을 모색하기 위한 것으로 금속재질의 열교환기인 동관 및 스테인레스관과 기존 지열시스템에 많이 적용되는 PE관을 이용하여 지열열교환기의 재질에 따른 열전달 효율을 비교 분석하였다. 또한 지하매질의 지하수에 포함되어 있는 지하수열을 동시 활용할 경우의 열전달 효율 변화를 평가하고 그 적용성을 검토하였다. 열교환기 내의 유속, 유량 및 열교환기의 구경을 조절함으로써 열교환기의 재질에 따른 열전달 효율을 평가 후 현장실증시험 설계인자를 도출하였다. 열교환 효율과 유효 열전도도는 현장 열전달 효율 시험 및 열응답 시험을 통해 변화양상을 분석하였다. 분석결과 금속재질이 PE관에 비해 높은 열전달 효율을 보였으며, 유량에서의 구경증대에 따른 열전달효율은 크지 않았으나 유속에서의 구경증대에 따른 열전달효율은 높아지는 것을 확인하였다.