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수평형 지열교환기를 설치할 때에는 이용 가능한 충분한 대지가 확보되었을때에 자주 사용되는 형식이다. 트랜처 장비를 사용하여 땅속에 단독 수평형루프를 설치하거나, 포크레인 같은 장비를 사용하여 다중(Multiple layer horizontal loop)의 수평형 루프를 설치하는 것과 전체의 배관의 길이를 비교하여 대지를 적게 차지하고, 터파기를 적게 하는 쪽으로 설계하여야 한다.
트랜치 안에 배관설치는 일반적으로 1.8m 깊이에 1.8m~4.6m 폭으로 설치되고, 일 냉동 톤에 30m~120m의 트랜치 길이 정도이고, 킬로와트로 환산하면 대략 8.7~34.7m/kw이다. | |
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1) 일반적으로 수직형 보링가격에 비하여 터파기 및 되메우기 비용이 저렴하다.
2) 수평형은 일정시간에 과열이 쌓이지 않는다. 왜냐하면 배관이 지표면 가까이 설치되었기 때문에 열을 공기 중으로 방출할 수 있으며, 이런 경우에 주차장 제설용으로 자주 적용된다. | |
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1) 수평형은 지열교환기 설치를 위해서는 넓은 대지를 필요로 한다.
2) 낮은 깊이의 루프로 인하여, 비와 눈같은 계절적인 요인으로 인하여 지열의 온도 변화가 심하고, 상대적으로 수직형과 똑같은 효율을 얻기 위해서는 전체에 배관의 길이가 길어야한다.
3) 전체의 배관길이가 더 길 경우에 동파방지를 위한 방안뿐만 아니라 관리비용이 많이 소요된다.
4) 트랜치에 되메우기 하는 동안에 배관이 파손될 위험이 많다. | | |
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| 수직형 지열교환기는 대지를 많이 차지하지 않는 장점 때문에 가장 일반적으로 사용되고 있는 지열교환기입니다. 보통 보링 깊이는 60m에서 150m이고 각각의 직경은 100mm에서 200mm이다. 또한 장비업체와 루프설치 업체는 자격이 있고, 경험이 있는 업체로 선정하는 것이 바람직하다. | |
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1) 대표적인 보링의 깊이
2) 보링의 간격
3) 하나의 보링의 경우에 다중의 루프
4) 파이프와 루프의 사이지
5) 연간 및 월별 건물의 부하
6) 토질 및 암반의 형태
7) 현지의 설치된 기반시설의 만기 | |
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1) 대지를 차지하는 면적이 적다.
2) 전체 배관 사용길이가 최소이다.
3) 사용되는 펌핑 에너지량이 최소이다.
장점을 좀더 설명을 하면 아래와 같습니다.
*수직형은 다른 세가지 지열교환기(수평형, 스파이럴형, 스링키형)등에 비하여 적은 면적의 대지가 필요로 한다. 대략 1냉동톤당 5.4m2 ~24.8m2 의 대지가 필요하며, 킬로와트로는 1.6m2 ~7.3m2/kw이다.
*다른 두가지 지열교환기보다 전체배관의 길이가 작은 이유는 보링을 깊이하면 할수록 지중 온도가 일정하기 때문이다.
*수직형은 시리럴(Series)형과 페러럴(Parallel)형이 있으나, 페러럴형 리버스 리턴(Parallel reverse return)형식으로 배관이 되었을 경우에 다른 형식에 비하여 펌핑 에너지를 절약할 수 있다. | |
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1) 보링 및 그라우팅 가격이 매우 높다.
2) 되메우기 및 그라우팅에 특별한 자재가 사용된다.
3) 다소의 경험과 시공에 주의가 요구된다.
4) 열을 올리는 것이 잠정적이다.
단점을 좀더 설명을 하면 아래와 같습니다.
*보링가격은 수평형 및 스파이럴형을 설치하기 위한 터파기에 비하여 월등히 높다.
*보링홀을 되메우기 할 때에는 땅과 배관의 접촉이 확실히 되기 위해 특별히 채우는 자재와 주의가 요구된다.
*만약 보링 홀의 간격이 너무 좁을 때에는 잠정적으로 장시간 땅속에 열이 발산이 되지 않고 쌓이기 때문에 바람직하지 못하다. | | |
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수평항의 다중 루프(Multiple-layer)에서 변형된 형태이다. 스파이럴 루프는 트랜치 안에 수직으로 또는 개방된 피트안에 수평으로 배관을 아래의 그림과 같이 말아 놓은 형식을 말한다. 일반적으로 전체 배관길이는 많이 소요되며, 1냉동 톤당 150m에서 300m(43~86m/kw)가 필요하다.
수평형과 스파이럴형 지열교환기는 일반적으로 소형주택이나 작은 상가등에서 대지를 적게 요구하는 곳에 사용되고 있다. | |
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1) 수평형에 비교하여 대지를 적게 차지한다.
2) 수평형에 비교하여 가격이 저렴하다. | |
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1) 수평형과 수직형에 비하여 전체 배관길이가 길다.
2) 수직형에 비해 많은 대지가 필요하다. | | |
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| 가장 좋은 효율을 나타내고 있는 타입으로 이용 가능한 에너지원이 있다면 설계를 고려하여 적용할 수 있다. |
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