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표제지
목차
요약 4
기호설명 10
I. 서론 11
1. 연구의 배경 및 목적 11
2. 지열히트펌프의 경제성 분석에 관한 선행연구 12
II. 이론적 고찰 14
1. 지열에너지 14
1) 개요 14
2) 지열에너지의 다양한 이용방법 14
3) 천부지열 이용방법 17
2. 열전도도 테스트(열응답 테스트) 19
1) 개요 19
2) 열전도도 테스트장치 20
3) 열전도도 테스트 장치의 구성 21
4) 열전도도 테스트 측정과정 22
5) 열전도도 테스트 결과분석 23
6) 열전도도의 계산 23
3. 지열히트펌프시스템 25
1) 지열히트펌프시스템의 종류 25
2) 지열히트펌프 시스템의 시공 28
3) 지열히트펌프 시스템의 설치사례 30
4. 지열히트펌프시스템의 폐열(응축열) 회수 31
1) 기존의 지열히트펌프 폐열회수 기술의 문제점 31
2) 2단 열원 냉난방 및 급탕 열펌프 시스템의 동작방식 32
III. 연구내용 36
1. GLD·TRNSYS 시뮬레이션의 조건 36
2. 시험 장치 및 시험 방법 39
1) 시험 장치 39
2) 기초 자료의 수집 41
3) 시험 방법 및 측정 43
IV. 연구결과 및 고찰 48
1. GLD 시뮬레이션 48
1) 열원 입구온도(EWThw)의 상승에 따른 급탕용 부스터 히트펌프 GSHPhw의 성적계 수 변화의 분석(이미지참조) 48
2) 냉난방 히트펌프 GSHPch의 냉방운전 시 폐열회수로 인한 성능 향상 분석(이미지참조) 51
2. TRNSYS 시뮬레이션 52
1) TRNSYS 모델링 개요 52
2) TRNSYS 기초자료 입력 52
2) TRNSYS를 사용한 연간 시뮬레이션 진행 56
3. 실증시험 58
1) 실증시험의 방법 58
2) 시스템 성적계수의 계산 59
3) 생산열량(q)의 산출 59
4) 실증시험의 진행 59
4. 2단 열원 냉난방 및 급탕 열펌프 시스템의 성적계수 63
5. 경제성 분석 63
1) 초기투자비 절감 63
2) 운전유지비 및 온실가스 절감량 64
V. 결론 65
1. 급탕용 부스터 지열히트펌프 GSHPhw의 성적계수 향상(이미지참조) 65
2. 지열 천공수 축소 65
3. 고온수 급탕 65
참고문헌 66
Abstract 67
Table 2.1. 열전도도(thermal conductivity) 테스트 장치의 구성부품 21
Table 2.2. 열전도도 테스트 측정기준 및 적용 23
Table 2.3. 수평루프시스템 25
Table 2.4. 수직루프시스템 26
Table 3.1. Overview of the test site 37
Table 3.2. Modeling and test conditions 39
Table 4.1. Thermal conductivity of the bentonite 48
Table 4.2. EWThw Vs. COPhw of heat recovery operation(이미지참조) 50
Table 4.3. GLD Calculation result of GSHPhw at 30℃ of EWThw(이미지참조) 51
Table 4.4. GLD Calculation result of GSHPch in cooling mode(Improved COPcs).(이미지참조) 51
Table 4.5. GLD Calculation result of GSHPch in cooling mode(Reduced borehole...(이미지참조) 52
Table 4.6. Input parameters of the Borehole GHX 52
Table 4.7. Input parameters of GSHPch(이미지참조) 54
Table 4.8. Input parameters of GSHPhw(이미지참조) 54
Table 4.9. Input parameters of ground-source water pump 55
Table 4.10. Input parameters of Type14h Day for C&H 55
Table 4.11. Input parameters of Type14h Day for Hot water 56
Table 4.12. Annual reduction of the two stage heat source cooling, heating and hot... 58
Table 4.13. Increased COP's of GSHPhw and GSHPch in cooling mode according to...(이미지참조) 58
Table 4.14. Increased COPhw of GSHPhw upon increased EWThw with regressions(이미지참조) 62
Table 4.15. Improved COPhw and COPcs in the three test situations(이미지참조) 63
Table 4.16. Reduction amount of Greenhouse gases 64
Fig. 1.1. 지구온난화로 인한 온도변화 추이 12
Fig. 2.1. 지열발전 개념도(제2세대 발전) 15
Fig. 2.2. 포항지역 지열발전시스템 16
Fig. 2.3. Cool Tube System 개념도 17
Fig. 2.4. 천부지열 이용방식 18
Fig. 2.5. 수평 밀폐형 18
Fig. 2.6. SCW(단일 관정형) 18
Fig. 2.7. 양정형 18
Fig. 2.8. 게오힐 공법 19
Fig. 2.9. 지중 열전도도 테스트 장치 구성도 20
Fig. 2.10. 시험현장에 설치되고 있는 열전도도 테스트 장치 23
Fig. 2.11. 지중열교환기 순환수 온도 24
Fig. 2.12. 온도-시간대수에 의한 기울기 25
Fig. 2.13. 밀폐형 수평 루프시스템 26
Fig. 2.14. 밀폐형 수직 루프시스템 26
Fig. 2.15. 연못 폐회로형 지열시스템 27
Fig. 2.16. 지중 열교환기(배관) 설치 절차 28
Fig. 2.17. 천공 및 그라우팅 단면도 28
Fig. 2.18. 지열히트펌프의 경쟁 제품 비교(COP) 29
Fig. 2.19. 기존 지열히트펌프 시스템의 폐열회수(cooling mode) 31
Fig. 2.20. P-h 선도(기존 지열히트펌프시스템의 냉방운전) 32
Fig. 2.21. 2단 열원 냉난방 및 급탕 열펌프 시스템(cooling mode) 33
Fig. 2.22. P-h 선도(2단 열원 급탕 시스템_Cooling mode) 34
Fig. 2.23. 2단 열원 냉난방 및 급탕 시스템(heating mode) 34
Fig. 2.24. P-h 선도(2단 열원 급탕 시스템_heating mode) 35
Fig. 3.1. Drawing of the boreholes 37
Fig. 3.2. Shop drawing of the boreholes 38
Fig. 3.3. Block diagram of befor the test 38
Fig. 3.4. Block diagram of after the test 39
Fig. 3.5. Installation of the test sensor(T1~T8, F1, F2) 40
Fig. 3.6. Load calculation-1 42
Fig. 3.7. Load calculation-2 42
Fig. 3.8. Load calculation-3 42
Fig. 3.9. Summation of the loads 43
Fig. 3.10. Data acquisition system 43
Fig. 4.1. Result of the thermal conductivity test 49
Fig. 4.2. Soil and monthly load data of the GLD 49
Fig. 4.3. Fluid and day loads data of the GLD 50
Fig. 4.4. U-tube and pattern data of the GLD 50
Fig. 4.5. GSHPhw in the individual operation.(이미지참조) 57
Fig. 4.6. Two stage heat source cooling, heating and hot water heat pump system in... 57
Fig. 4.7. Test graph for calculation of COPhw(EWThw ＝ 7.7℃)(이미지참조) 60
Fig. 4.8. Test graph for calculation of COPhw(EWThw ＝ 11.4℃)(이미지참조) 60
Fig. 4.9. Test graph for calculation of COPhw(EWThw ＝ 20.5℃)(이미지참조) 61
Fig. 4.10. Increased COPhw of GSHPhw upon increased EWThw.(이미지참조) 61
Fig. 4.11. Increased COPcs of GSHPch in the heat recovery operation(이미지참조) 62
Photo 2.1. 현장 열전도도 테스트 장면 19
Photo 2.2. 전북 정읍 내장산 실버아파트(지열히트펌프 시스템 적용) 30
Photo 2.3. 유리온실 지열냉난방 설치사례(2010년 장수파프리카 영농조합법인) 30
Photo 3.1. 건물전경 36
Photo 3.2. Heat pump system 44
Photo 3.3. Water pumps 44
Photo 3.4. Power supply system 44
Photo 3.5. Temperature sensor 44
Photo 3.6. Sensor of water-flow 45
Photo 3.7. Monitor of water-flow 45
Photo 3.8. Wattage gauge 45
Photo 3.9. Hook-meter 45
Photo 3.10. PC & DAQ 45
Photo 3.11. Compressors of the geothermal heat pump 46
Photo 3.12. Heat exchangers of the geothermal heat pump 46
Photo 3.13. 4-way valve(Left) & Expansion valve(Right) of the geothermal heat... 46
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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