시추공식 계간축열 시스템을 이용한 4세대 지역난방 공급 및 효율 개선 연구 (A Study on the Application and Efficiency Improvement of Fourth Generation District Heating by the Borehole Thermal Energy Storage System)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 34권 / 4호 / 198 ~ 207페이지
· 저자명 : 옥정수, 안익로, 강상우

초록

이상으로 지역난방을 사용하는 2,000세대 규모의 서울시 재건축단지를 대상으로 신․재생에너지 의무생산량을 단순히 기존방식의 지열 히트펌프로 공급하는 기존방식과, 하절기에 저가의 신․재생/미활용에너지나 지역난방 열을 지중에 저장하였다가 동절기에 히트펌프의 열원으로 사용하여 열을 공급하는 제안방식에 대하여 비교 검토한 결과 제안방식을 채택할 경우 다음과 같은 이점을 기대해 볼 수 있다.
1) 지반 천공 작업량이 35% 수준(38,624 m/109,350 m)으로 감소하고 히트펌프 용량이 25% 이하(1,781 kW/7,864 kW)로 감소하므로 투자비를 크게 절감할 수 있다.
2) 지중 열교환기 설치를 위한 부지면적을 16% 이하로 줄일 수 있다.
3) 기존 지열 히트펌프의 장기간 사용으로 인한 지중온도 감소 및 COP 저하 문제를 해결할 수 있다.
4) 기존방식에서는 통상 공급수 온도가 55℃ 이하로 생산되므로 급탕공급에 문제점이 발생할 수 있지만, 제안방식의 히트펌프는 60℃의 안정적인 온수 생산이 가능하다.
5) 하절기의 저가 지역난방열을 이용할 경우 열원의 열생산 설비를 늘리지 않고도 지역난방 수요를 해결할 수 있고 30년 누적 비용소요를 약 24% 가량 감축할 수 있다.

영어초록

The purpose of this study was to compare the conventional Geothermal Source Heat Pump (GSHP) System, with Borehole Thermal Energy Storage (BTES) utilized heat pump system in cost-wise criteria. The consecutive operation of conventional GSHP performance decreased annually, and eventually discharged the purpose of the system. Deploying the BTES system with heat pump, thereby accumulating the low-cost heat energy from the summer season and using it to ease the heating load peak, can manage the presented problem, as well as supply the sufficient and stable amount of heat energy. Additionally the estimated heat pump capacity of conventional GSHP was 7,864 kW and BTES utilized system showed 1,781 kW. The land area occupancy also decreased by 25%. The BTES system can successfully decrease the initial facility investment cost and make efficient use of ground space.

참고자료

· 없음