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태양열과 지열을 이용한 난방용 공기순환시스템 기초연구 - 태양열을 이용한 트롬월식의 축열성능 중심으로 -

원문정보

A Basic Study on the Air Circulation System for Heating using Solar and Geothermal Heat - Focused on Trombe Wall Thermal Storage Performance using Solar Heat -

김병윤, 최용석

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초록

영어

Each country in the world currently concentrates on shifting into clean energy, which can be alternative energy, for global environment protection and solution to the problem of fossil fuel depletion. The Korean government is predicted to develop renewable energy, such as solar power, ground power, and offshore wind power, and to increase their supply ratios by ending the use of coals and nuclear power plants. This study conducted experiments on thermal storage performance of Trombe wall thermal storage materials using solar power and simulations in order to offer baseline data for the development of a hybrid air circulation system for heating that can maximize efficiency by simultaneously using solar and geothermal power. The study results are as follows: (1) In all the specimens with 3m, 5m, and 7m in the length of thermal storage pipe, 5.7℃, 7.8℃, and 10.5℃ rose, respectively, as the thermal storage effect of the specimens attaching insulation film and black tape to the general funnel. They were most excellent in terms of thermal storage effect. (2) As a result of thermal performance evaluation on the II type specimens, Ⅱ-3 (7.8℃ rise) > Ⅱ-4 (5.3℃ rise) > Ⅱ-1 (3.9℃ rise) > Ⅱ-2 (2.3℃ rise) was revealed, and thus II-3 (insulation film + black tape) was most effective as shown in the I type. (3) This study analyzed air current and temperature distribution inside of the greenhouse by linking actually measured values and simulation interpretation results through the interpretation of CFD (computational fluid dynamics). As a result, the parts absorbing heat and discharging heat around the thermal storage pipe could be visibly classified, and temperature distribution inside of the greenhouse around the thermal storage pipe could be figured out.

한국어

현재 전 세계는 지구환경보호와 화석연료 고갈의 문제를 해결하기 위해 대체에너지인 청정에너지로의 전환에 주력하고 있으며, 최근 우리나라 정부에서도 탈 석탄 및 탈 원전 정책의 추진으로 태양열, 지중열, 해상풍력 등의 신재생에너지 개발과 공급비율을 높일 것으로 예상된다. 따라서, 태양열과 지열을 동시에 이용하여 그 효율을 극대화하는 난방용 하이브리드 공기순환시스템 개발의 기초자료 제공을 목적으로, 태양열을 이용한 트롬월식 축열재의 축열성능에 대한 실험 및 시뮬레이션 연구결론은 다음과 같다. (1) 축열관 길이가 3m, 5m 및 7m의 모든 실험체에서 일반연통에 단열필름과 검정테이프을 부착한 실험체의 축열효과가 각각 5.7℃, 7.8℃ 및 10.5℃ 상승하여 가장 우수한 것으로 나타났다. (2) ⅡType 실험체의 열적 성능평가 결과, Ⅱ-3(7.8℃ 증가) > Ⅱ-4(5.3℃ 증가) > Ⅱ-1(3.9℃ 증가) > Ⅱ-2(2.3℃ 증가)로 나타나, ⅠType과 마찬가지로 Ⅱ-3(단열필름+검정테이프)이 가장 효과적인 것으로 나타났다. (3) CFD 해석을 통해 실제 계측값과 시뮬레이션 해석결과를 연동시켜 온실내부의 기류 및 온도분포를 분석한 결과, 축열관 주위에서 열의 흡수가 일어나는 부분과 열의 방출이 일어나는 부분을 가시화하여 구분할 수 있었고, 온실내부 축열관 주위의 온도분포를 파악할 수 있었다.

목차

Abstract
 1. 서론
  1.1 연구의 배경 및 목적
  1.2 연구의 범위와 방법
 2. 실험 계획
  2.1 실험 개요
  2.2 시뮬레이션 개요
 3. 실험결과 및 분석
  3.1 축열재 성능 실험
  3.2 시뮬레이션
 4. 결론
 참고문헌

저자정보

  • 김병윤 Kim, Byung-Yun. 가톨릭관동대학교 조교수, 공학박사
  • 최용석 Choi, Yong-Seok. 건국대학교 스마트그린빌딩연구소 학술연구교수, 공학박사

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

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