지역 기후가 유닛형 지중열교환기 성능에 미치는 영향
Analysis on the Effect of Local Climate on the Unit-type Ground Heat Exchanger
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초록
지열 히트펌프 시스템은 지중열원을 이용하여 안정적인 운전이 가능하고, 에너지 생산에 대한 신뢰성이 높다. 그러나, 높은 초기투자비용으로 인해 보급 및 활성화가 지연되고 있다. 선행연구에서는 기존 지열 히트펌프 시스템의 단점을 극복하기 위해 수평형과 유닛형 지중열교환기를 개발하였다. 그러나 이러한 지중열교환기는 기상과 기후조건에 많은 영향을 받는다. 따라서, 도입지역에 따른 유닛형 지중열교환기의 성능을 분석하기 위해 도입지역의 지중온도 변화 분석이 필요하다. 본 연구에서는 각 지역에 따른 유닛형 지중열교환기의 성능을 수치해석을 통해 정량적으로 분석하였다. 그 결과, 서울, 대전, 부산 순서로 유닛형 지중열교환기의 채열량은 각각 33.9W/m, 34.2W/m, 37.2W/m으로 확인하였다. 도입지역에 따라 지중열교환기의 성능은 최대 9.7%의 차이를 나타냈다.
Abstract
A ground source heat pump (GSHP) system can stable system operation by using underground heat source and has high reliability for energy production. However, wide-spread of the GSHP system is delayed to high initial investment costs. In previous studies, horizontal and unit-type ground heat exchanger (GHX) have developed to overcome disadvantages such as high initial cost. However, these performances of GHXs are greatly influenced by climate and weather conditions. It is necessary to analyze the performance of GHX according to the ground temperature change in the installation site. In this study, the ground temperature of each installation site confirmed and performance of unit-type GHX quantitatively analyzed by numerical analysis. As the result, the performance of the unit type GHX was 33.9 W/m in Seoul, 34.2 W/m in Daejeon, and 37.2 W/m in Busan.The result showed the difference performance of GHX according to local climate was maximum of 9.7%.
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