지하수 이용 지열 히트펌프 시스템의 주거용 건물 적용시 난방성능 특성에 관한 연구

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국주거학회 ㆍ수록지정보 : 한국주거학회논문집 / 19권 / 5호
ㆍ저자명 : 김주화, 김주영, 홍원화, 안창환

목차

I. 서 론
II. 지열히트펌프시스템의 개요 및 이용현황
III. 조사대상 시스템의 개요 및 실측방법
IV. SCW 방식 지열히트펌프시스템의 난방성능 특성 분석
V. 결 론
참고문헌

한국어 초록

우리나라 주거용 에너지소비는 소득과 가구 수의 증가 및 거주 공간의 확대, 그리고 편리하고 깨끗한 에너지 선호 등으로 지속적으로 증가하였다. 주거부문의 에너지 소비는 1998년 17,905천TOE, 2001년 20,156천TOE, 2004년 20,680천TOE로 증가하여 왔다. 용도별로 보면 난방용 에너지 소비는 큰 변화를 보이고 있지는 않지만, 향후에는 주택공급의 증가 및 주택형태 변화에 따른 난방설비의 교체 등으로 인해 난방에너지 수요가 계속 높아질 것으로 예상하고 있다. 냉방용의 경우에도 난방용에 비해 소비구성비는 낮지만 최근까지의 경향을 볼 때 가정용 냉방기기의 보급 증가로 향후에도 꾸준한 에너지 소비의 증가가 예상되고 있다. 이러한 상황에서 자원의 빈국인 우리나라에서는 거의 모든 에너지원을 해외로부터 수입에 의존하고 있으나. 최근 에너지 사용량의 증가와 고유가로 인해 에너지 자급을 위한 방안이 시급히 마련되어야 한다. 또한 기후변화협약 등 국제환경 규제에 능동적으로대응할 수 있는 신재생에너지 개발·보급 확대 노력이 필요하다.이들 신재생에너지 중에서 지반 속에서 비교적 일정한 온도를 유지하는 지열로부터 열을 회수하고 이것을 유효 에너지로 변환시켜 건물의 냉난방 및 온수 급탕용 시스템으로 활용하는 지열 냉난방 시스템의 관심이 점차 증대되고 있다. 이 시스템은 미국의 환경보호청(EPA)에서 현존하는 냉난방 기술 중에서 가장 높은 효율을 자랑하며, 환경 친화적이고, 비용 효과 또한 높은 공기조화시스템으로 주목하고 있다. 그러나 선진국의 활발한 지열히트펌프시스템의 보급 및 관련기술개발 현황에 비하여 국내에서는 아직까지 이에 대한 연구 및 보급이 저조하다. 또한 지열히트펌프시스템 중 국내에서는 밀폐형 방식의 시스템이 주로 보급되고 있으나, 이는 장기간 운전시 지중열 복원의 문제로 효율성 저하의 문제가 우려된다. 이러한 문제점의 대안으로 건물의 냉난방 에너지원으로서 그 활용가치가 높은 지하수를 이용하는 지열 히트펌프 시스템 중 지하수 관정을 이용하여 물을 순환시킴으로써 열교환을 수행하는 방식으로 효율이 높고 열복원력이 우수한 스탠딩 컬럼 웰(StandingColumn Well, 이하 SCW로 표기) 방식의 보급이 필요하다. SCW 방식은 수직 밀폐형에 비하여 인지도가 낮으며, 특히 주거용 건축물의 냉·난방 용도로서의 이용과 경제성 분석에 대한 검토가 전무한 실정이다. 이에 따라 주택 및 소규모 건물에 적합한 시스템 설계 및 개발을 위한 모델 개발이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 SCW 방식의 지열히트펌프시스템을 적용한 주거용 건물을 대상으로 난방시 성능을 평가하며, 또한 성능에 영향을 미치는 요소들에 대하여 비교 분석하고자 한다. 실증 데이터를 분석하여 성능검증결과를 제시한다면 이 시스템의 신뢰도 향상과 더불어 주거용으로 적합한 저용량 시스템 설계시 필요한 기초자료로 활용 될 수 있을 것이다.

영어 초록

Geothermal heat pump system using standing column well type with their ground heat exchanger can be used as a highly efficient source of heating and cooling in massive buildings. But there is no case of a small scale residential house. So in the residential house this study estimated heating coefficient of performance (COP) of geothermal heat pump system using standing column well type which is excellent in heat recovery. As a result of analysis, The COP of heat pump is over average 6 and is excellent. And in consequence of making a comparative study according to the bleeding, the COP is higher in the case of bleeding. Therefore, bleeding affects the performance of the system. This study has shown performance result that stands on actual data. Therefore, this study provides ground data that needswhen a low capacity of system designs for a residence with confidence elevation.

참고 자료

없음