KCI우수등재
열원 버퍼 탱크와 인버터 펌프를 이용하여 지중 순환수 유량 및 열원 입구온도를 제어하는 지열 히트펌프 시스템 = Geothermal Heat Pump System that Controls Ground Loop Flow Rate and EWT Using Ground Loop Buffer Tank and Inverter Pump
저자
박종갑 ((주)제이앤지 기술연구소 연구원) ; 김선혜 (서울과학기술대학교) ; 신정수 ((주)제이앤지 기술연구소 소장)
발행기관
학술지명
설비공학 논문집(Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering)
권호사항
발행연도
2023
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI우수등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
412-420(9쪽)
제공처
본 연구는 지열 히트펌프 시스템의 열원측 지중 순환루프에 버퍼탱크를 설치하고 변유량 지중 순환펌프를 조건에 따라 가동하여 ① 순환수 유량을 조절하고 ② 버퍼탱크 내 난류충돌을 유도하여 순환수의 온도를 일정하게 유지하였다. 이를 통해 운전정지 후 재가동시 피크부하를 줄이고 EWT를 낮게(냉방 시) 또는 높게 (난방 시) 유지하여 지열 히트펌프 시스템의 냉난방 효율을 향상하고자 하였다. 기존 시스템과(베이스 시스템: 정유량 지중 순환펌프, 열원 버퍼 탱크 미설치) 비교하였을 때 신규 시스템의 냉난방 성능은 다음과 같다.
(1) 베이스 시스템 vs. VF 시스템: 냉방 실험 결과 지중 순환펌프가 변유량으로 제어되어 순환수 유량이 31% 줄어들면 지중 순환펌프의 평균 소비전력은 약 56% 줄어들고 열원 입출구 온도차는 2℃ 정도 상승하였다. 난방 실험 결과 순환수 유량이 44% 줄어들면 지중 순환펌프의 평균 소비전력은 약 68% 줄어들고 열원 입출구 온도차는 2.2℃ 정도 상승하였다.
(2) 베이스 시스템 vs. CF+BT 시스템: 냉방 실험 결과 실험 초기에는 CF+BT 시스템의 EWT는 베이스 시스템의 EWT와 유사하였으나 버퍼탱크 및 지중열교환기를 통과한 지중순환수가 히트펌프에 유입되면서 결국 베이스 시스템의 EWT보다 2℃ 정도 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 난방 실험 결과 베이스 시스템의 EWT보다 1.3~1.5℃ 정도 높게 유지되는 것으로 나타났다.
(3) 베이스 시스템 vs. VF+BT 시스템: 냉방 실험 결과 변유량 제어로 순환수 유량이 33% 줄어들면 지중 순환펌프의 평균 소비전력은 약 58% 줄어들고 열원 입출구 온도차는 2℃ 정도 상승하였으며 지중 순환수가 버퍼탱크에 유입되면서 EWT는 2℃ 정도 낮아졌다. 따라서 VF+BT 시스템의 히트펌프는 압축비가 줄어들어 히트펌프 평균 소비전력은 평균 7.4% 낮아졌다. 최종적으로 VF+BT시스템의 시스템 평균 냉방 소비전력은 베이스 시스템 대비 15.8% 줄어들었고 평균 냉방 시스템 COP는 21.7% 향상되었다.난방 실험 결과 순환수 유량이 44% 줄어들면 지중 순환펌프의 평균 소비전력은 약 68% 줄어들고 열원 입출구 온도차는 2.5℃ 정도 상승하였다. 지중 순환수가 버퍼탱크에 유입되면서 EWT는 1.5℃ 정도 높아졌다. 따라서 VF+BT 시스템의 히트펌프의 평균 소비전력은 평균 0.3% 낮아졌다. 최종적으로 VF+BT시스템의 시스템 평균 난방 소비전력은 베이스 시스템 대비 8.4% 줄어들었고 평균 난방 시스템 COP는 14.5% 향상되었다.
Table 2의 초기 온도로 베이스 시스템 가동을 시작한 후 실내 설정온도를 만족하여 시스템이 일시 가동 정지할 때까지 보통 2시간 정도 소요되었기 때문에 본 연구에서는 실험 시간을 2시간으로 설정하였다. 그러나 향후 연구에서는 냉난방 효율이 가장 좋은 것으로 나타난 VF+BT 시스템을 계절과 부하 조건을 달리하여 장기간 실증을 진행할 예정이다. 특히 VF+BT 시스템은 간헐 운전 시 강점이 있으므로 봄 가을철 현실적인 부분부하 조건에서 2달 이상 연속 실험을 수행할 예정이다. 또한 본 시스템의 열원 버퍼탱크는 지중 순환수의 난류 충돌을 유도하여 일정한 온도를 유지하고자 하나, 축열탱크(Thermal Energy Storage)의 성층화가 열원 기기의 냉난방 효율 향상에 더 유리하다는 점을 차용하여 열원 버퍼 탱크의 성층화에 대한 연구개발도 진행할 예정이다.
분석정보
서지정보 내보내기(Export)
닫기소장기관 정보
닫기권호소장정보
닫기오류접수
닫기오류 접수 확인
닫기음성서비스 신청
닫기음성서비스 신청 확인
닫기이용약관
닫기학술연구정보서비스 이용약관 (2017년 1월 1일 ~ 현재 적용)
학술연구정보서비스(이하 RISS)는 정보주체의 자유와 권리 보호를 위해 「개인정보 보호법」 및 관계 법령이 정한 바를 준수하여, 적법하게 개인정보를 처리하고 안전하게 관리하고 있습니다. 이에 「개인정보 보호법」 제30조에 따라 정보주체에게 개인정보 처리에 관한 절차 및 기준을 안내하고, 이와 관련한 고충을 신속하고 원활하게 처리할 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 개인정보 처리방침을 수립·공개합니다.
주요 개인정보 처리 표시(라벨링)
목 차
3년
또는 회원탈퇴시까지5년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한3년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한2년
이상(개인정보보호위원회 : 개인정보의 안전성 확보조치 기준)개인정보파일의 명칭 | 운영근거 / 처리목적 | 개인정보파일에 기록되는 개인정보의 항목 | 보유기간 | |
---|---|---|---|---|
학술연구정보서비스 이용자 가입정보 파일 | 한국교육학술정보원법 | 필수 | ID, 비밀번호, 성명, 생년월일, 신분(직업구분), 이메일, 소속분야, 웹진메일 수신동의 여부 | 3년 또는 탈퇴시 |
선택 | 소속기관명, 소속도서관명, 학과/부서명, 학번/직원번호, 휴대전화, 주소 |
구분 | 담당자 | 연락처 |
---|---|---|
KERIS 개인정보 보호책임자 | 정보보호본부 김태우 | - 이메일 : lsy@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0439 - 팩스번호 : 053-714-0195 |
KERIS 개인정보 보호담당자 | 개인정보보호부 이상엽 | |
RISS 개인정보 보호책임자 | 대학학술본부 장금연 | - 이메일 : giltizen@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0149 - 팩스번호 : 053-714-0194 |
RISS 개인정보 보호담당자 | 학술진흥부 길원진 |
자동로그아웃 안내
닫기인증오류 안내
닫기귀하께서는 휴면계정 전환 후 1년동안 회원정보 수집 및 이용에 대한
재동의를 하지 않으신 관계로 개인정보가 삭제되었습니다.
(참조 : RISS 이용약관 및 개인정보처리방침)
신규회원으로 가입하여 이용 부탁 드리며, 추가 문의는 고객센터로 연락 바랍니다.
- 기존 아이디 재사용 불가
휴면계정 안내
RISS는 [표준개인정보 보호지침]에 따라 2년을 주기로 개인정보 수집·이용에 관하여 (재)동의를 받고 있으며, (재)동의를 하지 않을 경우, 휴면계정으로 전환됩니다.
(※ 휴면계정은 원문이용 및 복사/대출 서비스를 이용할 수 없습니다.)
휴면계정으로 전환된 후 1년간 회원정보 수집·이용에 대한 재동의를 하지 않을 경우, RISS에서 자동탈퇴 및 개인정보가 삭제처리 됩니다.
고객센터 1599-3122
ARS번호+1번(회원가입 및 정보수정)