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장기창(Chang, Ki-Chang),백영진(Baik, Young-Jin),윤형기(Yoon, Hyung-Kee),나호상(Na, Ho-Sang) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
지열은 날씨와 기온 등에 영향을 받지 않고 연중 가동할 수 있어 기저부하를 담담할 수 있는 유일한 신재생에너지 자원이므로 이에 대한 기술개발이 시급하다. 우리나라는 비화산지대이며 지중 온도가 가장 높은 지역의 5km에서 약 170?C 내외이므로 외국에 비해 지온경사도가 크지 않은 편이다. 그리고 3km 이상에서는 지하대수층이 거의 존재하지 않기 때문에 지열발전을 위해서는 EGS 기법을 도입할 수 밖에 없는 실정이다. 그리고 지열수를 확보할 수 있는 온도범위가 약 100{sim}150?C 정도이므로 이에 적합한 지열발전 플랜트를 선정할 필요가 있다. 일반적으로 지열발전에 적용되는 플랜트는 건증기 지열발전, 플래쉬증기 지열발전, 바이너리 사이클 지열발전으로 분류할 수가 있으나 국내 여건에 맞는 방식으로서 바이너리 사이클 발전으로서 ORC 플랜트 또는 Kalina 사이클 플랜트가 적합하므로 이에 대한 기술 개발이 적극적으로 이루어져야 한다. 따라서 국내 지열발전의 기술개발에 있어서 핵심요소는 심부천공 및 EGS를 위한 인공파쇄기술과 지상 플랜트로서 저온지열 발전 플랜트의 기술확보가 필요한 실정이다. 이와 같은 기술개발이 완성되면 발전 뿐만아니라 집단지역난방, 온실 및 양어장 등에도 열공급이 가능한 열병합발전이 가능하게 될 것이다. 또한, EGS 기술로서 상업적 성공을 이룬 것은 세계적으로 2~3개 사례에 불과한 신기술로서, EGS 기술의 국내 조기 실현으로 기술 선점 및 해외 수출을 모색할 필요가 있다. 그리고 심부 지열자원은 국내 어디에나 부존하는 ubiquitous 자원이며 이산화탄소 배출이 전무한 청정 국산 에너지 자원이나, 이의 개발에는 높은 초기 투자비와 risk를 요하므로 민간 업체의 투자가 제약을 받는다. 따라서 정부의 적극적인 지원하에 산.학.연 중심으로 시범보급이 우선 이루어진 후 민간의 자발적 투자를 통한 지열 개발을 유도할 필요가 있다.
장기창(Chang, Ki-Chang),백영진(Baik, Young-Jin),윤형기(Yoon, Hyung-kee),나호상(Ra, Ho-Sang) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.06
A sea water source cascade heat pump was designed and tested in this study. The system was designed to perform a single stage operation in summer, as well as a cascade operation in winter to ensure the high temperature lift. A steady-state simulation model was developed to analyze and optimize its performance. The simulation results show that the R717 exhibits best performance among combinations considered in this study. A R410A also exhibits the highest performance among HFCs with the smallest compressor displacement. A 15-RT R410A-R134a pilot system was installed in the 5-story commercial building at Samcheok City by the East Sea. A scroll type R410A compressor, a reciprocating type R134a compressor, plate type condenser/evaporator/ cascade heat exchanger and two electronic expansion valves were used to build a pilot. A titanium plate type heat exchanger is also used for the heat exchanging with a sea water. The heat source/sink water is supplied from the well below the seashore in the depth of 5 m. In the initial test of the system, supply water temperature was rising up to 67?C using a sea water heat source of 9?C, while an ambient temperature was 4.5?C.
장기창(Ki-Chang Chang),백영진(Young-Jin Baik),나호상(Ho-Sang Ra),김지영(Ji-Young Kim),이재훈(Jea-Hun Lee) 한국지열·수열에너지학회 2009 한국지열에너지학회논문집 Vol.5 No.1
The purpose of this study is to investigate the performance of a water heat source cascade heat pump system R717(Ammonia) is used for a low-stage working fluid while R134a is for a high-stage. In order to gain a high temperature supply water in winter season, the system is designed to perform a cascade cycle. In this study, two experiments were carried out. One is a system starting test from the low load temperature of 10℃. The other is a system performance investigation over the R717 compressor capacity changes. Experimental results show that when it starts from the low load temperature, the suction temperature of the low-stage compressor is higher than that of a high-stage. The system performance increases when a water source temperature or a low-stage compressor rotational frequency goes higher.
장기창(Chang, Ki-Chang),정민호(Chung, Min-Ho),윤형기(Yoon, Hyung-Kee),나호상(Ra, Ho-Sang),유성연(Yoo, Seong-Yeon) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.06
Heat pumps are used for air-conditioning systems in commercial buildings, schools, and factories because of low operating and maintenance costs. These systems use the earth as a heat source in heating mode and a heat sink in cooling mode. Ground heat exchangers are classified by a horizontal type and vertical type according to the installation method. A horizontal type means that a heat exchanger is laid in the trench bored in 1.2 to 1.8 m depth. And a vertical type is usually constructed by placing small diameter high density polyethylene tube in a vertical borehole. Vertical tube sizes range from 20 to 40 mm nominal diameter. Borehole depth range between 100 and 200 m depending on local drilling conditions and available equipment. In this study, to evaluate the performance of single u-tube with bentonite grouting, single u-tube with broken stone grouting and double n-tube bentonite grouting of vertical ground heat exchangers, test sections are buried on the earth and experimental apparatus is installed. Therefore the heat transfer performance and pressure loss of these are estimated.