지열냉난방 시스템은 형태에 따라 폐회로로 구성된 밀폐형과 개회로로 구성된 개방형으로 분류한다. 밀폐형은 냉매를 열원으로 사용하기 때문에 장기간 사용 시 냉매관의 부식으로 인해 냉매가 새어 나와 토양 및 지하수를 오염시킬 수 있는 문제점을 안고 있다. 반면 개방형은 1년 동안 15℃를 유지하는 지하수를 열원으로 사용하기 때문에 친환경적이다. 개방형 중 수직개방형은 한 관정에서 추출-주입을 하므로 장기간 운행 시 주입된 순환수의 온도와 지중과의 열 교환이 원활하지 않아 지하수 온도인 15℃가 지속적으로 유지되지 않는다. 반면 다중관정형은 주입된 순환수가 암반단열을 거쳐 충분히 열 교환을 한 뒤 주변 대수층으로 분산되므로 주입된 순환수가 지하수 온도인 15 ℃를 유지하기 용이하므로 수직개방형에 비해 열 교환 부분에서는 효율이 높다. 하지만 다중관정형 지열냉난방 시스템은 양수 시 지하수가 지나치게 수위가 떨어질 경우 펌프소모동력이 증가하기 때문에 오히려 시스템 효율이 떨어질 수 있다. 또한 순환 시 주입정에서 물이 넘쳐 시스템 운행이 중단되는 경우도 있다. 그리고 주입된 순환수의 온도영향에 따라 주입정 주변 지하수온의 변화, 수질변화 등도 문제점으로 거론되고 있다. 이러한 문제점들로 인해 다중관정형을 이용한 개방형 지열 냉난방 시스템의 보급이 원활히 이뤄지지 않고 있다. 특히 암반대수층의 경우 불균질한 수리적 특성 때문에 보편적인 설계 기준을 설정하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 안정적인 지하수 순환을 위한 추출-주입 방향을 결정하는 방법과 암반대수층의 적정 지하수 순환량을 평가하는 방법을 제시하고자 한다. 연구는 강원도 춘천시 삼양에코너지(주)와 전남대학교에서 실시되었다. 삼양에코너지(주)에 설치된 2개의 관정(W3, W4)과 전남대학교에 설치된 2개의 관정(JW1, JW2)을 대상으로 순환시험을 실시하였고, 삼양에코너지(주)에서는 추가적으로 단계순환시험, 장기순환시험을 실시하였다. 양수시험을 통해 삼양에코너지(주)의 W3과 W4의 투수량 계수는 각각 7.407 × 10-6 m2/s, 2.567 × 10-6 m2/s으로 산출되었다. 투수량 계수가 높은 W3에서 70.47 m3/day로 지하수를 추출하여 W4로 주입하여 순환시킨 경우, 추출정인 W3에서 수위가 0.61m 하강하였고, 주입정인 W4에서는 수위가 1.89m 상승하였다. 반대의 경우 순환수량을 67.70 m3/day로 순환시킨 경우, 추출정인 W4에서 수위가 2.17m 하강하였고, 주입정인 W3에서는 수위가 0.5m 상승하였다. 따라서 투수량 계수가 높은 관정을 주입정으로 할 때 발생하는 수위상승이 작았고 전남대학교에서 실시한 시험 또한 동일한 결과를 나타냈다. 또한 단계순환시험을 실시한 결과, 순환수량을 약 265 m3/day로 하여 순환해도 주입정에서 순환수가 넘치지 않고 안정적으로 운행 가능하였다. 하지만 단계순환시험은 갈수기인 12월에 실시되었고 계절에 따라 지하수 심도가 변하므로 만약 동일한 시험을 풍수기에 진행했다면 주입정에서 물이 넘쳤을 거라고 판단된다. 따라서 계절에 따른 지하수위 변동폭과 안전율을 적용하면 본 연구부지의 적정 지하수 순환량은 약 240 m3/day로 평가되었다. 200 m3/day의 유량을 실제 다중관정형 지열 냉난방 시스템에 적용하여 장기순환시험을 한 결과 주입정에서 물이 넘치지 않고 시스템이 안정적으로 운영되었다. 결과적으로 다중관정형 지열 냉난방 시스템은 투수량 계수를 기준으로 상대적으로 투수량 계수가 높은 관정에서 낮은 관정으로 추출-주입을 해야 반대인 경우보다 더 많은 순환수량을 확보할 수 있다. 또한 단계순환시험과 계절에 따른 지하수위 변동, 안전율을 고려하여 적정 지하수 순환수량을 결정할 수 있다.