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지열
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지하의 열 온도차를 이용하여
냉ㆍ난방에 활용하는 기술
지열은 지구 내부에서 표면을 거쳐 외부로 나오게 되는 열을 말한다. 지구는 중심부로 갈수록 온도가 높아져 지구 중심부의 온도는 4000℃에 달한다. 이러한 지열은 열전도에 의해서나 가스, 온수 및 화산분출 등에 의해 유출되는데, 그 양은 지역적으로 크게 다르지만 지구의 전표면에서 방출된다. 엄밀히 말해 지열 에너지는 재생이 불가능한 에너지원이지만 지구 자체가 가지고 있는 에너지이므로 굴착하는 깊이에 따라 잠재력은 거의 무한이라고 할 수 있다.
지열에너지기술
  • 지열에너지는 물, 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 이용하여 냉ㆍ난방에 활용하는 기술
  • 태양열의 약 47%가 지표면을 통해 지하에 저장되며, 이렇게 태양열을 흡수한 땅속의 온도는 지형에 따라 다르지만 지표면 가까운 땅속의 온도는 개략 10℃∼20℃정도 유지해 열펌프를 이용하는 냉난방시스템에 이용
  • 우리나라 일부지역의 심부(지중 1 ~ 2 km) 지중온도는 80 ℃ 정도로서 직접 냉난방에 이용 가능
시스템 구성도
지열시스템, 지하의 뜨거운열을 열교환기와 히트펌프를 이용하여 건물에 공급하는 구성도
지열기술
  • 지열기술은 압축기, 콘덴서 열교환기, 생상벨브, 순환펌프, 지열루프파이프로 구성되어 있습니다.
  • 지열시스템의 종류는 대표적으로 지열을 회수하는 파이프(열교환기) 회로구성에 따라 폐회로(Closed Loop)와 개방회로(Open Loop)로 구분
    • 일반적으로 적용되는 폐회로는 파이프가 폐회로로 구성되어 있는데, 파이프내에는 지열을 회수(열교환) 하기 위한 열매가 순환되며, 파이프의 재질은 고밀도폴리에칠렌이 사용됨
    • 폐회로시스템(폐쇄형)은 루프의 형태에 따라 수직, 수평루프시스템으로 구분되는데 수직으로 100~150m, 수평으로는 1.2~1.8m정도 깊이로 묻히게 되며 상대적으로 냉난방부하가 적은 곳에 쓰임
    • 개방회로는 온천수, 지하수에서 공급받은 물을 운반하는 파이프가 개방되어 있는 것으로 풍부한 수원지가 있는 곳에서 적용 될 수 있음
    • 폐회로가 파이프내의 열매(물 또는 부동액)와 지열source가 열교환 되는 것에 비해 개방회로는 파이프내로 직접 지열source가 회수되므로 열전달효과가 높고 설치비용이 저렴한 장점이 있으나 폐회로에 비해 보수가 필요한 단점이 있음
  • 폐쇄형 지열원 열교환장치
    • 폐쇠형 지열원 열교환장치는 a. 수직형(Vertical Type), b. 수평형(Horizontal Type), c. 수평형(Horizontal Type) 으로 구성되어 있습니다.
  • 개방형 지열원 열교환장치(Standing Column Well)
    • 개방형 지열원 열교환장치(Standing Column Well)의 구성도로 주로 온천수, 지하수와 같이 물의 운반이 용이한 곳에 설치하는 방법을 설명하고 있습니다.

[자료출처 : 한국에너지공단 신재생에너지센터]

  • 담당부서 : 그린에너지연구개발실
  • 담당자 : 이금호
  • 연락처 : 061-288-1018
  • 이메일 : gumho01

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