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에너지파일이란 새로운 형식의 지중열교환기로서, 건물의 기초 구조물인 말뚝 내부에 열교환 파이프를 삽입하고 파이프 내부로 유체를 순환시켜 지반과 말뚝 매질사이의 열교환을 유도한다. 에너지파일은 기존의 기초 구조물을 활용하여, 구조물의 지지 기능과 지중열교환기로서의 기능을 동시에 수행하는 에너지 구조체이다. 본 연구에서는 에너지파일의 실증연구를 위하여 총 6가지 형태의 열교환 파이프가 삽입된 실규모 현장타설 에너지파일을 시험 시공하였다. 열교환 파이프의 형태는 다양한 형태별 성능 및 시공성 비교를 위해 병렬 U형 3본(5쌍, 8쌍, 10쌍), 코일형2본(피치간격 200mm와 500mm), S형 1본으로 선정하였다. 총 6가지 형태의 열교환 파이프를 시공하면서 시공 소요시간, 인력 소요, 필요 부대시설, 특이사항 등을 정리하여 각 형태별 시공성을 평가하였다. 또한 시공된 현장타설 에너지파일에 대한 열교환 성능 평가시험을 수행하였다. 열교환 성능 평가시험은 실제 상업 건물의 냉방 부하를 모사하기 위하여 8시간 가동 16시간 휴지의 간헐적 가동을 통하여 수행하였다. 열교환 성능 평가시험 결과를 통하여 각 현장타설 에너지파일의 열교환량을 산정하였으며, 이를 에너지파일 근입 깊이 및 열교환 파이프 길이로 정규화하여 각 형태별 열교환 효율을 평가하였다. 마지막으로 현장타설 에너지파일의 경제성을 분석하기 위하여 각 형태별 에너지파일의 시공비와 에너지파일 단위 길이 당 열교환 성능을 통해 1W/m 당 소요 비용을 산정하였다.
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참고문헌 (17)
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1. [학위논문] - Baek, S-K / 2004 / Study on Ground-coupled Heat Pump System Using Hollow Piles / 박사 / Busan University
2. [학술지(정기간행물)] - Bourne-Webb, P. J. / 2009 / Energy pile test at Lambeth College, London:geotechnical and thermodynamic aspects of pile response to heat cycles / Geotechniques 59 (3) : 237 ~ 248
3. [학술지(정기간행물)] - Brandl, H. / 2006 / Energy foundation and other thermo-active ground structures / Geotechniques 56 (2) : 81 ~ 122
4. [보고서] - EPA. / 1993 / Space Conditioning: The Next Frontier
5. [학술지(정기간행물)] - Gao, J. / 2008 / Numerical and experimental assessment of thermal performance of vertical energy piles / An application, Applied Energy 85 : 901 ~ 910
2. [학술지(정기간행물)] - Bourne-Webb, P. J. / 2009 / Energy pile test at Lambeth College, London:geotechnical and thermodynamic aspects of pile response to heat cycles / Geotechniques 59 (3) : 237 ~ 248
3. [학술지(정기간행물)] - Brandl, H. / 2006 / Energy foundation and other thermo-active ground structures / Geotechniques 56 (2) : 81 ~ 122
4. [보고서] - EPA. / 1993 / Space Conditioning: The Next Frontier
5. [학술지(정기간행물)] - Gao, J. / 2008 / Numerical and experimental assessment of thermal performance of vertical energy piles / An application, Applied Energy 85 : 901 ~ 910
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