실증실험과 GLHEPro 수치해석을 통한 이중관형 지중열교환기의 설계인자 분석 및 최적설계방안 연구

• 영문명: Determining Design Parameters and an Optimal Design Method for Coaxial Geothermal Heat Exchangers Using Verification Experiments and GLHEPro Numerical Analysis
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 홍성훈(Hong, Sunghoon) 정영욱(Jung, Youngwook) 한신인(Han, Shinin) 김종영(Kim, Jongyeong) 김정호(Kim, Jeongho) 권순철(Kwon, Soonchul)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 19권2호, 265~275쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.04.30

국문 초록

본 연구에서는 이중관형 지중열교환기에 대한 손실수두와 압력강하 측정실험을 통해 교환기의 특성(길이, 직경, 종류, 관내 유체흐름 방향)에 의한 영향을 검토하였다. 실험결과 이중관형 지중열교환기의 길이 증가, 교환기의 직경 감소, 교환기 내부에서 반대방향 흐름이 손실수두를 증가시키는 주요 요인임을 확인하였다. 또한 열교환기의 최적설계과정에서 GLHEPro를 사용한 수치해석을 위해 주요 입력변수인 EWT와 열교환기 개수, 설치간격에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 이를 바탕으로 전체 교환기 길이와 소비전력량 조건에 대해 ‘파레토 해’를 만족시키는 교환기 개수가 3개임을 확인하였다.

영문 초록

In this study, we investigated the effects that are dependent on the characteristics (length, diameter, type, and flow direction in a pipe) of a coaxial ground heat exchanger, via head loss and pressure drop measurement experiments. We identified that an increase in the length, a decrease in the diameter, and counter-flow generation inside the coaxial ground heat exchanger are the main factors responsible for increases in head loss. To optimize the design of a heat exchanger via numerical analysis using GLHEPro, we performed a sensitivity analysis considering the range of EWT, the number of heat exchangers, and the interval for installation. Based on these results, we calculated a Pareto solution of 3 for the number of heat exchangers, taking into consideration the total heat exchanger length and power consumption conditions.

목차

1. 서 론

2. 관내 손실수두 및 압력강하 측정방법

3. GLHEPro를 이용한 이중관형 지중열교환기 최적설계

4. 손실수두 및 압력강하 측정결과 및 분석

5. GLHEPro를 이용한 이중관형 지중열 교환기 최적설계안 도출

6. 결 론

키워드

이중관형 지중열교환기 손실수두 압력강하 GLHEPro 민감도분석 파레토 해 Coaxial Ground Heat Exchanger Head Loss Pressure Drop GLHEPro Sensitivity Analysis Pareto Solution