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보고서 요약서
요약문
Summary
CONTENTS
목차
제1장 서론 20
제1절 연구개발의 목적 및 필요성 20
1. 기술적 측면 20
2. 산업·경제적 측면 23
3. 정책적 측면 24
제2절 연구개발의 내용 및 범위 25
1. 연구 목표 25
2. 1차년도 연구 내용 및 범위 25
3. 2차년도 연구 내용 및 범위 26
제2장 국내외 기술개발 현황 28
제1절 국외 기술 수준 28
제2절 국내 기술 수준 28
제3절 국내·외의 연구현황 29
1. 국내 연구현황 29
2. 국외 연구현황 31
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 34
제1절 지열원 히트펌프 냉난방 시스템의 기술 개요 34
1. 에너지원으로서의 지열 34
2. 미국 EPA의 지열 히트펌프에 대한 입장 35
3. 우리나라와 미국 주정부들의 지열 히트펌프 정책 36
가. Idaho주 37
나. North Dakoda 37
다. 한국 38
4. 냉난방설비의 형식과 히트펌프의 종류 39
가. 난방설비의 종류 39
나. 연소형 시스템(Combustion-based system) 40
다. 비연소형 열전달 시스템(Heat transfer system) 40
라. 히트펌프(Heat pump) 41
5. 지열 히트펌프의 원리 47
가. 일반 히트펌프(Heat Pump)의 원리 47
나. 히트펌프의 난방주기 47
다. 히트펌프의 냉방주기 49
라. 히트펌프의 효율 49
제2절 38RT급 DRS 지열 냉난방시스템 개발 50
1. 연구개발 추진절차 50
2. 냉매 및 몰리에르 선도 설계 51
가. 냉매 선정 51
나. 몰리에르 선도 설계 52
3. 개발 기준서 정립 55
4. 부품 및 기구설계 56
가. 부품 선정 56
나. 기구설계 57
다. 부품 설계 60
5. Hard Ware 개발 61
가. 제어시스템 구성 61
나. 히트펌프 중앙제어기 62
다. 실내기(In Door Unit) 제어 H/W 64
6. Soft Ware 개발 65
가. 통신 프로그램 65
나. PC 제어 프로그램 66
7. 시제품 제작 67
가. 기구 제작 67
8. 에너지 특성계산 기준서 68
제3절 38RT급 DRS 지열 냉난방시스템 70
1. DRS 지열 냉난방시스템 성능시험 70
가. 시험장치 및 방법 70
나. 시험 결과 72
다. 소결론 75
2. 에너지 특성 및 경제성 분석 75
가. 분석 모델 75
나. 특성 분석 및 결과 77
다. 소결론 79
3. 시작품 설치 및 시험 79
가. 설치 개요 79
나. 설치 현황 80
다. 시험결과 82
라. 소결론 84
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 86
제5장 연구개발결과의 활용계획 88
제1절 연구개발결과의 활용방안 88
제2절 연구개발 성과 88
1. 기술적 측면 88
2. 산업·경제적 측면 88
3. 정책적 측면 89
기호 설명 90
참고문헌 92
부록 A. 고효율 지중열교환기 93
표 1.1.1. 수입사별 지열원 히트펌프 형식 비교 21
표 1.1.2. 지열원 지열히트펌프 시스템 필요 기술 22
표 1.1.3. 에너지 원단위 계산 비교(2005년 농업용 기준) 23
표 1.1.4. 잠재적인 시장규모 예측 24
표 1.1.5. 에너지 절감량 계산(추정) 25
표 2.3.1. 국내 출연 연구기관 연구개발 진행 현황 30
표 2.3.2. 지열원 히트펌프 국내 특허 현황 30
표 2.3.3. 지열원 히트펌프 국내 특허 현황 30
표 2.3.4. 지열원 히트펌프 국외 특허 현황 32
표 2.3.5. 지열원 히트펌프 국외 특허 현황 32
표 3.1.1. 지열 히트펌프에 관한 정보 Site 38
표 3.1.2. 각 시설의 비교표 42
표 3.1.3. 히트펌프의 종류 43
표 3.2.1. 대표적인 프레온 가스의 ODP, GWP 및 특성 52
표 3.2.2. 부하계산 집계표 69
표 3.2.3. 연간 냉난방 전기세 계산서 70
표 3.3.1. DRS 시스템과 수대수방식의 투자비 비교표 78
표 3.3.2. DRS 히트펌프 냉난방시스템 주요사양 80
그림 1.1.1. 냉난방시스템의 기술 변천 과정 21
그림 1.1.2. 다중공간 냉난방 유닛(실내기) 21
그림 1.1.3. 냉매 공급방식(DRS) 계통도 22
그림 1.1.4. 연도별 석유 수입단가 23
그림 2.1.1. 지열원 냉난방시스템 냉온수 및 콘솔방식 조합 계통도 28
그림 2.2.1. 지열원 냉난방시스템 냉온수 및 콘솔방식 조합 계통도 29
그림 3.1.1. 개회로형 지열 히트펌프 시스템(Open Loop Cycle) 45
그림 3.1.2. 폐회로형 지열 히트펌프시스템(Closed Loop Cycle) 45
그림 3.1.3. 지열원 히트펌프 난방사이클 47
그림 3.2.1. 히트펌프 시스템 난방사이클 몰리에르 선도 53
그림 3.2.2. 히트펌프 시스템 냉방사이클 몰리에르 선도 54
그림 3.2.3. 지열 히트펌프 시스템 개발 기준서 55
그림 3.2.4. 부품리스트(Part List) 56
그림 3.2.5. 기구 조립1 - 외장 판넬 조립 전 상태 57
그림 3.2.6. 기구 조립2 - 외장 판넬 일부 조립 후 상태 58
그림 3.2.7. 기구 조립3 - 외장 판넬 완전 조립 후 상태 59
그림 3.2.8. 4-Way valve 도면 60
그림 3.2.9. 온도센서 도면 60
그림 3.2.10. 히트펌프시스템의 제어시스템 구성도 61
그림 3.2.11. 히트펌프 중앙제어시스템 제어 구성도 62
그림 3.2.12. 중앙제어기(Central control board) 이미지 63
그림 3.2.13. 릴레이 보드(Relay board) 이미지 63
그림 3.2.14. 실내기 제어 H/W 64
그림 3.2.15. 리모콘 H/W와 조립 후의 리모콘의 이미지 64
그림 3.2.16. 히트펌프시스템 통신 운영체계 65
그림 3.2.17. Visual C++ 환경의 PC 프로그램 작업 66
그림 3.2.18. PC 제어 프로그램의 그래픽 화면 66
그림 3.2.19. 기구 제작도면 및 완성 이미지 67
그림 3.2.20. 외장 판넬 조립 및 제어부 판넬 조립 67
그림 3.2.21. 최종 조립 완료 후의 이미지 68
그림 3.2.22. 에너지 특성 계산서 설계 절차 69
그림 3.3.1. 성능시험 장치 계통도 71
그림 3.3.2. DRS 시스템 성능 시험 계통도 72
그림 3.3.3. 난방시험에서 용량 추이 데이터 72
그림 3.3.4. 난방시험에서 성적 계수(COPh) 추이 데이터 73
그림 3.3.5. 난방 성적계수(COPh) 목표 대비 결과 73
그림 3.3.6. 냉방시험에서 용량 추이 데이터 74
그림 3.3.7. 냉방시험에서 성적계수(COPc) 추이 데이터 74
그림 3.3.8. 냉방 성적계수(COPc) 목표 대비 결과 74
그림 3.3.9. 초등학교 13학급 DRS 지열 냉난방시스템 계통도 76
그림 3.3.10. 초등학교 13학급 수대수 지열 냉난방시스템 계통도 77
그림 3.3.11. DRS 시스템의 부하 변동에 따른 전력 변화 추이 곡선 78
그림 3.3.12. 수대수방식 대비 DRS 시스템의 절감액 구성 그래프 79
그림 3.3.13. DRS 지열 냉난방시스템 계통도 81
그림 3.3.14. DRS 기계실의 DRS 지열 냉난방시스템 81
그림 3.3.15. 기계실 DRS 배관과 실내기 설치 현황 82
그림 3.3.16. DRS 시험 데이터 그래프 82
그림 3.3.17. DRS 시스템 난방시험 데이터 83
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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