지하수 히트펌프 시스템 설치 지반의 타당성 해석

서지정보

· 발행기관 : 한국자원공학회
· 수록지 정보 : 한국자원공학회지 / 44권 / 1호 / 28 ~ 38페이지
· 저자명 : 심병완, 이철우

초록

지하수원 히트펌프 시스템 설치 부지의 타당성이 수리지열학적 모델링을 통하여 해석되었다. 시스템이 설치된 대수층의 수리적 특성 파악을 위하여 수리시험을 실시하였고, 수치 모델링을 통하여 양수정과 주입 우물간에 열적 간섭 및 수위변동을 추정하였다. 대상 건물의 총설계 냉난방 용량은 120 RT이며, 보조용으로 지하수원 히트펌프 시스템을 이용한 냉난방 용량은 50 RT로 설계되어 있다. 수리시험결과 이 시스템의 대상 대수층은 지하수 저류층으로서 용량이 크지 않은 편으로 판단된다. 모델링을 위한 히트 펌프 운영 시나리오는 여름철 냉방 모드로 대수층에서 90일간 양수와 24 °C의 지하수 주입을 하루 8시간 실시하는 것으로 설정하였다. 시뮬레이션 결과 추정된 대수층내에 온도분포도에서 온수의 열간섭 현상은 주입정 주변에 매우 제한적으로 나타났다. 그 이유는 대수층의 열전도 특성과 설정된 시뮬레이션 기간이 짧기 때문에 전체적인 대수층 온도에 영향을 미치기 어렵기 때문인 것으로 보인다. 설계된 주입정으로부터 양수정의 온도 간섭 현상은 거의 나타나지 않으므로 온도변화에 의한 효율성의 감소는 추정되지 않는다. 예측된 지하수위 변동곡선에서 지하수 주입시 주입공의 수위는 지표보다 최소 14.3 m 에서 최대 18.2 m 정도 높게 형성되는 것으로 나타났다. 이러한 문제는 실제 시스템에서는 예상하기 힘든 급격한 압력상승을 초래할 수 있으므로, 초기에 예측하여 히트 펌프 또는 우물 설계를 통하여 방지시켜주어야 된다. 모사된 온도분포 및 지하수위 자료를 이용하면 효율적인 양수 및 주입정 시스템을 개발할 수 있으며, 대상 대수층의 수리성을 평가하는데도 유용할 것으로 생각된다.

참고자료

· 없음