지열 히트 펌프 시스템을 이용한 온실의 에너지 시스템 설계 = Design of Energy system of Greenhouse using Ground Source Heat Pump System
저자
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2011
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
77-77(1쪽)
제공처
사계절이 뚜렷한 국내 농업분야에서 연중 고른 작물 생산을 위해 시설원예는 필수불가결한 조건이다. 국내 시설원예 재배 면적은 꾸준히 증가하고 있는 실정에서, 시설원예 총 경영비 중 난방에 지출되는 비용은 대상 작물에 따라 최대 58%로 상당부분을 차지하고 있다. 난방에너지의 92%가 유류로 충당되고 있는 등 대부분의 에너지를 외국에 의존하고 있는 국내 현실을 감안할 경우, 유가상승 등에 대비하여 농가 경영의 안정성을 확보하고 난방비용을 절감할 수 있는 대체에너지 활용 및 수급이 시급하다.
지열에너지는 연중외기온도에 영향을 받지 않는 지속가능한 에너지이며 안정된 성능을 확보할 수 있는 에너지로 농업시설에 이용하기에 유리하다. 그러나 지열 시스템의 표준화가 이루어지지 않은 상황에서 시설의 규모, 위치, 재배작물 그리고 기상 및 환경 조건 등의 다양한 요소에 영향을 받는 온실을 종합적으로 제어하기위한 시스템을 개발하는데 어려움이 따를 뿐만 아니라 국내 기술 부족으로 인한 지열에너지 시스템의 불필요한 과설계는 시공비 등의 막대한 손실을 발생시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 Building Energy Simulation (BES) 프로그램 중 하나인 TRNSYS를 이용하여 지열 이용 온실의 에너지부하를 산출하고, 이 결과를 바탕으로 적정 지열 시스템의 용량을 산정한 후 기존 시설과의 비교를 통해 국내 실정에 맞는 지열 이용 온실의 설계를 목적으로 한다. TRNSYS를 이용하여 지중열교환기, 열 펌프, 축열조, 팬 코일 유닛 등의 모듈 조합을 통해 지열 시스템 시뮬레이션을 모의하고 온실 모듈과의 연결을 통하여 시스템의 적합성을 검증하려고 한다. 또한 TRNSYS 에너지부하 산출 시뮬레이션을 통해 산출된 결과를 신재생에너지 분석 프로그램인 RETScreen에 적용하여 기존 지열 이용 시설을 내부수익률법(IRR)과 투자회수기간법을 활용한 경제성 평가를 실시하였다.
남원시 생암면 대강리에 소재한 지열시스템 이용 농가인 탑그린 영농조합을 대상으로 2009년(지열설치 이전)의 부하를 TRNSYS 시뮬레이션을 이용하여 산출한 결과 난방부하는 약 1,857Gcal가 발생했고 냉방부하는 약 974Gcal가 발생했다. 이를 330,000ℓ의 경유를 사용한 2009년 실제 사용량과 비교하면 약 306,000ℓ로 산출된 시뮬레이션 결과와 약 10%의 차이를 보였다. 또한 시뮬레이션 결과를 RETScreen에 적용하여 경제성평가를 한 결과 투자회수기간은 약 6.5년으로 계산되었고, IRR은 약 17%로 산출되었다.
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