3.2 태양열 3.2.1 태양열시스템개요 (2) 태양열시스템구분 2) 설비형태양열시스템 (Active Solar System) l 물, 부동용액등의열매 (Heat Transfer Media) 를이용, 태양열집열기를통해태양복사에너지를열에너지로변환후, 이를직접이용하거나별도의축열장치에저장하였다가필요시이용하는방식 l 보통태양열을집열하는집열기, 집열된열을저장하는축열조, 야간혹은흐린날등과같이태양열이없거나부족한경우열을공급하기위한별도의열원장치 (Back-up 시스템 ), 제어장치로구성 설비형태양열온수급탕시스템집열기, 축열조 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 1 3.2 태양열 3.2.1 태양열시스템개요 (2) 태양열시스템구분 2) 설비형태양열시스템 (Active Solar System) 설비형태양열온수급탕시스템구성사례 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 2 1
3.2 태양열 3.2.2 설비형태양열시스템구성요소와활용분야 (1) 설비형태양열시스템구성요소 1) 집열기 (Solar Collector) l 설비형태양열시스템의가장핵심요소 l 저온형집열기 (100 이하 ) : 평판형집열기, 진공관형집열기 => 주로건물의온수급탕용도로널리이용 평판형집열기 진공관형집열기 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 3 3.2 태양열 3.2.2 설비형태양열시스템구성요소와활용분야 (1) 설비형태양열시스템구성요소 1) 집열기 (Solar Collector) l 평판형집열기 (Flat Plate Solar Collector) 평판형수방식집열기구성도 평판형수방식집열기사례 ( 그랜드솔라, 한국 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 4 2
3.2 태양열 3.2.2 설비형태양열시스템구성요소와활용분야 (1) 설비형태양열시스템구성요소 1) 집열기 (Solar Collector) l 진공관형집열기 (Evacuated Tube Solar Collector) 진공관형집열기설치사례 ( 누리꿈스퀘어, 서울 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 5 3.2 태양열 3.2.2 설비형태양열시스템구성요소와활용분야 (2) 태양열발전시스템 l Parabolic Trough, Parabolic Dish, Power Tower 등의고온형집열기설치 l 상당한고온의열획득가능하며, 이를이용발전기구동하여발전 Parabolic Trough Concentrator Trough 모양의반사체는태양위치를따라동쪽에서서쪽으로회전하며, 일사를한지점으로집중시킴집중점에위치한튜브내열매 ( 보통 oil) 는 400 정도까지상승하며, 터빈형발전기의스팀생산등에활용 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 6 3
3.2 태양열 3.2.2 설비형태양열시스템구성요소와활용분야 (2) 태양열발전시스템 Parabolic Dish Concentrator 접시모양반사체는태양위치를따라회전하며, 일사를한지점으로집중시킴집중점에위치한동력변환기는수열기 (Thermal Receiver) 와엔진 / 발전기 (Engine/Generator) 로구성수열기는열매가흐르는튜브로구성되며집중된일사를열로변환하여이를엔진에전달함엔진으로는보통 Stirling 엔진이많이사용되며, 엔진이발전기를구동시켜발전함 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 7 3.2 태양열 3.2.2 설비형태양열시스템구성요소와활용분야 (2) 태양열발전시스템 Power Tower 수열기와하부의발전기로구성된대형타워주위에태양위치를따라회전하는다수의반사체 (Heliostat) 설치다수의반사체는일사를타워상부의수열기로집중시키고, 수열기는하부의발전기로열을전달하여발전 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 8 4
(1) 태양광발전 (PV, Photovoltaics) 시스템개요및특징 l 태양광과태양전지를이용한발전시스템 l 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) 의발전원리 l 태양전지 : 광전효과 (Photovoltaic Effect) 를이용, 빛에너지를직접전기로변환하는장치, 발전만하며축전기능은없음 l 보통 Solar Cell은광원이태양광인경우, Photovoltaic Cell은광원에구분없는경우지칭 l 발전원리 l P형반도체와 N형반도체를접합한 PN 접합반도체의접합영역에빛이조사되면전자 (-) 와정공 (+) 이발생하며, 전자는 N형반도체로, 정공은 P형반도체로이동하여기전력이발생함 l N형반도체, P형반도체각각에부착된전극 (Electrode) 은부극 (-) 과정극 (+) 이되어직류 (Direct Current, DC) 전력얻을수있음 l 이와같이복사에너지가직접전기에너지로변환되는현상, 즉반도체접합에서빛받으면기전력발생하는현상을광전효과 (Photovoltaic Effect) 라하며, 반도체재료로는주로실리콘이용됨 태양전지발전원리 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 9 (2) 태양광발전시스템구성 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 주요태양전지종류 ( 시대에따른구분 ) 1 세대결정질실리콘태양전지 (Crystalline Silicon) 단결정질 (Mono-crystalline) 실리콘태양전지 다결정질 (Poly-crystalline) 실리콘태양전지 태양전지 (Solar Cell) 2 세대박막형태양전지 (Thin Film) 비결정질 (Amorphous) 실리콘박막형태양전지 (a-si) 적층형박막형태양전지미세결정질실리콘박막형태양전지 (μc-si) CIGS계화합물박막형태양전지 CdTe계화합물박막형태양전지기타화합물박막형태양전지 3 세대태양전지 염료감응형태양전지 유기물태양전지 나노구조태양전지 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 10 5
(2) 태양광발전시스템구성 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 결정질실리콘태양전지 (1세대) l 결정질실리콘 (Crystalline Silicon, c-si) 은흡광성능떨어지고상당한두께 ( 수백 μm) 필요로하나, 태양광의전기변환효율높고제조기술개발많이이루어져, 대부분의태양전지에서흡광반도체로사용됨 l 단결정질및다결정질실리콘태양전지의두종류가있음 l 단결정질실리콘태양전지 (Mono-crystalline Silicon Solar Cell) l 태양전지중역사가장오래됨 l 실리콘의원자배열규칙적이며배열방향일정하여전자이동에걸림이없어변환효율높음 l 아침, 저녁이나흐린날등일조량이적을때도비교적발전양호 l 단결정질실리콘태양전지의변환효율은실험실에서는 20% 이상, 양산품도 14~18% 로높은편임 단결정질실리콘태양전지사례 (Mono-crystalline Silicon Solar Cell) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 11 (2) 태양광발전시스템구성 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 결정질실리콘태양전지 (1세대) l 다결정질실리콘태양전지 (Poly-crystalline Silicon Solar Cell) l 단결정질실리콘태양전지는효율좋고신뢰도높지만가격비싸고대량생산에문제있음 l 다결정질실리콘태양전지는단결정질에비해제조공정간단하고대량생산용이하며효율대비가격저렴하여, 현재나와있는태양전지중가장널리이용되고있음 l 양산제품의변환효율은보통 12~15% 수준으로단결정질보다낮은것이단점임 다결정질실리콘태양전지사례 (Poly-crystalline Silicon Solar Cell) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 12 6
(2) 태양광발전시스템구성 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 박막형태양전지 (2세대) l 실리콘박막형태양전지 l 비결정질실리콘 (Amorphous Silicon, a-si) 박막형태양전지 l 비결정질실리콘사용 l 기판위에실리콘을얇게증착하여제조 l 박막형태양전지중가장널리이용되고있으며, 양산제품의변환효율약 10% 비결정질실리콘박막형태양전지사례 (Amorphous Silicon Thin Film Solar Cell) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 13 (2) 태양광발전시스템구성 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 박막형태양전지 (2세대) l 화합물박막형태양전지 l CIGS계박막형태양전지 CIGS 계박막형태양전지의일반구성 CIGS 계박막형태양전지사례 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 14 7
염료감응형태양전지사례 (2) 태양광발전시스템구성 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 3세대태양전지 l 염료감응형태양전지 (Dye Sensitized Solar Cell, DSSC) l 염료감응형태양전지는금속산화물인산화티타늄 (TiO2) 표면에특수한염료를흡착시키고, 흡착된특수염료가태양광을흡수하면광전기화학적반응을일으켜발전하는원리 l 염료로는태양복사에너지중가시광선에서부터근적외선영역까지폭넓은광흡수성을가진루테늄 (Ru) 염료가가장널리사용되고있으며, 다른유기염료를사용하는태양전지도개발중임 l 염료감응형태양전지는실리콘계태양전지에맞먹는변환효율갖고있으며, 생산원가가실리콘태양전지에비해 1/5수준이어서차세대태양전지로주목받고있음 l 기존의태양전지는온도올라가면변환효율급감하지만, 염료감응형태양전지는비교적넓은온도범위에서일정한변환효율보임 l 날씨가흐려도발전가능하며, 태양광의입사각도가 10도만되어도발전가능하고입사각도변화에따른변환효율차이가크지않음 l 투명또는반투명하게만들수도있고 Flexible하게도할수있으며, 사용하는유기염료의종류에따라황색, 적색, 녹색, 청색등다양한색상과무늬가질수있음 l 여러장을겹쳐다중적층형으로생산할경우동일면적에서 2, 3배이상의발전도가능 l 추후건물의유리창호, 소형전기전자제품, 군사용등에널리활용될것으로기대 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 15 (2) 태양광발전시스템구성 유기물태양전지사례 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 3세대태양전지 l 유기물태양전지 (Organic Solar Cell) l 전도성폴리머는일반전도체인금속보다훨씬가볍고성형하기쉬워컴퓨터의백업전지나플라스틱축전지, 휴대전화의화면표시장치등많은분야에응용되었으며, 유기물태양전지도이기술을이용하여개발 l 실리콘계태양전지보다변환효율떨어지지만다양한용도로개발가능하며아주저렴한가격으로발전할수있는플라스틱필름형태 l 매우가볍고 Flexible하며프린팅까지가능하여기존의실리콘계태양전지로는구현할수없었던값싸고다양한용도의응용제품개발가능 l 유기물태양전지는 1970년대부터그가능성이제기되었으나변환효율이 1% 정도로매우낮아오랜기간동안상품화되지못하였으나, 2005년일본에서나노구조의 PN 접합이용하여변환효율을 4% 까지향상시켰으며, 이후단층구조에서 5%, 2 층적층구조에서 6.5% 대로효율향상되었고, 미국의 KORNAKA사, Plextronics사등에서다양한실용화프로젝트진행중 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 16 8
(2) 태양광발전시스템구성 2) 태양전지 (Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell) l 3세대태양전지 l 유기물태양전지 (Organic Solar Cell) 유기물태양전지사례 (Neuber s Energy Sun-Bags, KORNAKA 사의 Power Plastic 태양전지적용, 배터리충전용도 ) 유기물태양전지사례 ( 디자이너 : Elena Corchera, 야간장식조명용도 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 17 (2) 태양광발전시스템구성 4) 태양전지의조합 l 셀 (Cell) : 태양전지기본소자, 최소단위 l 모듈 (Module) 혹은패널 (Panel) : 요구전류, 전압얻기위해태양전지직병렬로연결한것 l 어레이 (Array) : 일정전력얻기위해모듈들연결한것 셀직렬연결 ( 전압증가 ) 셀병렬연결 ( 전류증가 ) 셀, 모듈, 어레이 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 18 9
3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (1) BIPV 개요 l 경제성향상및부가가치높임으로써보다효율적으로태양광발전시스템보급하기위해, 태양전지모듈을건축자재화하여건물외피에적용한시스템 l BIPV 시스템은발전과동시에건물의지붕, 외벽, 창호, 루버등과같은건물요소로서의기능수행 => 복합기능수행을통한비용절감, 옥외부지에태양전지모듈의설치가능면적이부족한국내토지여건감안시매우유용 l 태양전지모듈, 직교류변환장치 ( 인버터 ), 배선, 계통연계혹은축전지등으로구성 l 태양광흡광최적화하기위한배치및각도분석, 태양전지모듈주위의음영분석필수적이며, 태양전지로주로이용되는결정질실리콘태양전지의경우고온시발전효율떨어지므로이에대한대책필요 부착형, 지붕형 BIPV 사례 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 19 3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치방식에따른분류 : 독립형, 부착형, 일체형 부착형 BIPV 사례 독립형 BIPV 사례 ( 상 : 누리꿈스퀘어, 서울, 하 : 대림기술연구소, 대전 ) 일체형 BIPV 사례 ( 코오롱건설기술연구소, 용인 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 20 10
3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치위치에따른분류 : 지붕형, 입면형, 루버형, 기타 신규개발주거지역대상 1.3MW 지붕형 BIPV 설치프로젝트사례 (Amersfoort, Netherland 다결정질실리콘태양전지적용 500 가구주택, 공공시설에적용 1997~1999 년시공일조 1,477 시간 / 년, 4.05 시간 / 일 1,681kWH 발전 (2000.1~2000.12)) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 21 3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치위치에따른분류 : 지붕형, 입면형, 루버형, 기타 지붕형 BIPV 사례 (REI Boulder, Colorado, USA) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 22 11
3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치위치에따른분류 : 지붕형, 입면형, 루버형, 기타 입면형, 루버형, 지붕캐노피형 BIPV 사례 (Hong Kong Science Park, Pak Shek Kok, New Territories, Hong kong, 계통연계형, 최대출력 200kW) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 23 3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치위치에따른분류 : 지붕형, 입면형, 루버형, 기타 입면형, 지붕형 BIPV 사례 (Academy Mont-Cenis, Herne, Germany, 다결정질실리콘태양전지적용 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 24 12
3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치위치에따른분류 : 지붕형, 입면형, 루버형, 기타 입면형 BIPV 사례 (Solar Office, Doxford International Business Park, UK 최대출력 73kW, 1998 년완공단결정질실리콘태양전지적용 113,000 KwH 발전 (1998.4~2000.3)) 루버형 BIPV 사례 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 25 3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치위치에따른분류 : 지붕형, 입면형, 루버형, 기타 루버형 BIPV 사례 입면형 BIPV 사례 (CIS Solar Tower, Manchester, England, 최대출력 390kW, 최초일반타일마감이었으나탈락문제발생하여태양전지로대체 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 26 13
3.3.3 건물일체형태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic System, BIPV) (2) BIPV 분류및사례 l 설치위치에따른분류 : 지붕형, 입면형, 루버형, 기타 발코니난간형 BIPV 사례 (PV Building Project, Ekoviikki, Helsinki, Finland, 최대출력 23kW) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 27 (1) 히트펌프 (Heat Pump) 작동원리 l 히트펌프 : 고온에서저온으로이동하는자연상태에서의열전달방향과반대로, 압축기에서외부에너지공급받아순환하는냉매가저온의열원 (Heat Source, 증발기측 ) 으로부터열을흡수해고온의열침 (Heat Sink, 응축기측 ) 으로열을전달시키는장치 l 히트펌프사이클 ( 냉매순환사이클 ) l 압축 (Compression) : 외부에서에너지공급하여냉매압축, 냉매는고압 / 고온의기체상태로변화 l 응축 (Condensation) : 냉매는주위로열방출하고응축, 냉매는고압 / 고온의액체상태로변화 l 팽창 (Expansion) : 냉매팽창되고, 냉매는저압 / 저온의액체상태로변화 l 증발 (Evaporation) : 냉매는주위로부터열흡수하여증발, 냉매는저압 / 저온의기체상태로변화 l 증발기 (Evaporator) : 냉매는주위 (Heat Source) 로부터열흡수 => 주위 (Heat Source) 는냉각됨 l 응축기 (Condenser) : 냉매는주위 (Heat Sink) 로열방출 => 주위 (Heat Sink) 는가열됨 l 에어컨, 냉장고등 : 냉방전용히트펌프 ( 증발기는실내, 응축기는실외에위치 ) 기본히트펌프사이클 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 28 14
(1) 히트펌프 (Heat Pump) 작동원리 l 히트펌프사이클은 Reversing 밸브를채용, 반대로할수도있으며, 이경우동계난방과하계냉방가능 l 공기열원히트펌프의경우, 증발기 (Heat Source 측, 주위냉각 ) 는난방시실외, 냉방시실내에위치하고, 응축기 (Heat Sink 측, 주위가열 ) 는난방시실내, 냉방시실외에위치 Air-to-Air 히트펌프사이클 ( 좌 : 난방모드, 우 : 냉방모드 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 29 (3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 1) 개요 Geothermal-to-Air 히트펌프사이클 ( 좌 : 난방모드, 우 : 냉방모드 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 30 15
(3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 2) 지열원히트펌프종류및특성 1 지중열교환회로 (Ground Heat Exchange Loop) 구성에따른구분 a 개방형 (Open Loop System) 개방형 (Open Loop System), 지중열교환매체 : 지하수, 지표수 지하수시스템 (Ground Water System) 지표수시스템 (Surface Water System) 단일정 (Single Well) 복수정 (Double Wells) Single Well with Drainage Field (No Return) Standing Column Well (Return) 개방형 지하수시스템 단일정 Single Well with Drainage Field(No Return) 개방형 지하수시스템 단일정 Standing Column Well(Return) 개방형 지하수시스템 복수정 (Double Wells) 개방형 지표수시스템 (Surface Water System) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 31 (3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 2) 지열원히트펌프종류및특성 1 지중열교환회로 (Ground Heat Exchange Loop) 구성에따른구분 b 폐쇄형 (Closed Loop System) l 수평형 (Horizontal Loop) l 보통깊이 1.2~3m의수평 Trench( 도랑 ) 여러개굴착하고, Trench당 1~6개의배관 Loop 매설 l Trench당매설하는배관 Loop 개수많을수록, 소요대지면적과 Trench 굴착량줄일수있어경제적이나, 히트펌프시스템 Ton(1Ton = 12,000BTU/h = 3,024kcal/h) 당소요되는매설배관길이길어짐 l Trench 길이는보통히트펌프시스템 Ton(1Ton = 12,000BTU/h = 3,024kcal/h) 당 30~120m, Trench간간격은보통 1.8~3.6m임 폐쇄형 수평형 ( 좌측그림 : 1 Trench 당 1 Pipe Loop 설치 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 32 16
(3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 2) 지열원히트펌프종류및특성 1 지중열교환회로 (Ground Heat Exchange Loop) 구성에따른구분 b 폐쇄형 (Closed Loop System) l 슬링키형 (Spiral Loop, Slinky) l 폐쇄형-수평형의일종으로 Slinky로불리우는나선형배관 Loop를 Trench에수평혹은수직으로매설 l 히트펌프시스템 Ton당매설배관길이는보통 210~270m 소요 l Trench 길이 3m당보통길이 24~36m 배관매설할수있으며, Trench간간격은보통 3.6m로함 l 폐쇄형-수평형에비해 1/3 혹은 1/5 정도의적은대지면적소요 ( 히트펌프시스템 Ton당대지면적보통 45~72m 2 필요 ) 폐쇄형 슬링키형 ( 수평혹은수직설치 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 33 (3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 2) 지열원히트펌프종류및특성 1 지중열교환회로 (Ground Heat Exchange Loop) 구성에따른구분 b 폐쇄형 (Closed Loop System) l 수직형 (Vertical Loop) l 대지면적에제한있는경우적용 ( 국내적용사례많음 ) l 깊이 60~90m Borehole 여러개굴착후 U자형배관을 Borehole에삽입한후되메움 l 필요한 Borehole 개수는토양의열전도율에따라달라지나보통히트펌프시스템 Ton당한개혹은두개의 Borehole 및매설배관길이 120~180m 소요 l 지중열교환효율장기간유지하기위해서는 Borehole간간격은 4.5~6m는되어야함 l 히트펌프시스템 Ton당대지면적약 13.5~27m 2 필요 폐쇄형 수직형 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 34 17
(3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 2) 지열원히트펌프종류및특성 1 지중열교환회로 (Ground Heat Exchange Loop) 구성에따른구분 b 폐쇄형 (Closed Loop System) l 에너지파일형 (Energy Pile Loop) l 폐쇄형-수직형의일종으로건물기초용현장타설말뚝에배관삽입하여지중열교환하는방식으로유럽에서일반적으로적용 l 건물기초용현장타설말뚝에배관삽입하므로별도의 Borehole 굴착필요없어경제적일뿐만아니라, 건물하부에말뚝위치하므로건물부분이외의대지와는무관하여대지활용에도유리 10m 190m 개발기술 (KEPS) 기존수직형 폐쇄형 에너지파일형 폐쇄형 에너지파일형 (Kolon Energy Pile System, 코오롱건설기술연구소적용 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 35 (3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 3) 폐쇄형지중열교환배관의배치및설치방법 2 배관설치방법 a 수평형, 슬링키형 대지전체혹은 Trench 굴착 => 배관설치 => 되메우기 ( 좁은 Trench 에설치된수직슬링키형의경우되메울때빈공간생기지않도록유동성좋게하여되메움 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 36 18
(3) 지열원히트펌프 (Ground Source Heat Pump, GSHP) 3) 폐쇄형지중열교환배관의배치및설치방법 2 배관설치방법 b 수직형 Borehole 드릴링 ( 보통 Wet Rotary Rig 사용 ) => U 자형배관설치 => 되메우기 (Grouting, 시멘트혹은벤토나이트등에모래와물을섞어되메우는경우많음 ) 저에너지건축기술 ( 이화여대건축학부교수송승영, archssy@ewha.ac.kr) 37 19