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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [대기] 기타
과제명 기후변화대응 층적대수층 계간축열에 의한 온실냉난방 기술 개발
연구기관 국립농업과학원
연구기간 2015.01.01.~2017.12.31.
연구비 560,010 천원
핵심키워드 층적대수층, 온수정, 냉수정, 계간축열, 온실냉난방
요약

연구목적 및 필요성

 O 고유가에 따른 수막재배 농업의 중요성이 커짐에 따라 시설재배 면적이 급격히 증가하고 있으며, 하천주변 비닐하우스 수막재배를 위해 연간 5.415.5m3(지하수 이용량의 14.641.6%)에 달하는 막대한 양의 지하수가 사용된 후 농수로를 통해 하천으로 유출되고 있음이 확인되어 지하수위 강하를 야기하고 있다. 이에 따라 자연함양량 감소와 지하수 사용량 증가로 시설재배 지역 지하수 고갈 문제가 심화되고 있음

 O 시설원예지역의 수리학적 환경특성을 고려한 빗물의 유출 최소화 및 100%함양이 가능한 인공함양 기술 개발이 필요하며, 기존 개방형 지열시스템을 지열수 주입문제를 해결하고, 계간축열로 지중열교환기의 효율을 극대화 및 투자비를 절감한 개방형 지중열교환기 개발이 필요함

 O 본 연구는 충적대수층에 대한 기존연구사례와 모델링에 의해 분석한 결과 축열된 대수층의 지하수 축열(온열)거리가 10m로 비교적 짧아 축열 가능성이 매우 높은 것으로 판단되며 지상에 설치된 축열조용량에 대한 한계를 극복할 수 있고 하절기 온실의 잉여에너지를 대수층에 저장해두어가다 하절기 온실난방에 사용하여 에너지 이용효율을 극대화하고 신재생에너지의 이용확대 및 온실가스감축의 확실한 방안으로 기대하고 있음

 

연구 내용 및 범위

 O 충적대수층 계간축열에 의한 온실냉난방기술개발

  - 충적대수층 계간축열 온실냉난방시스템 적용 농가 조사 및 시스템 설계

  - 온실냉난방 시스템 현장설치 및 온실냉난방 효과 분석

  - 온실냉난방 시스템 최적화 및 경제성 분석

 O 충적대수층 계간축열을 위한 집수 및 함양기술 개발

  - 충적대수층 계간축열 집수 및 함양시스템 설치가능지역 조사 및 설계

  - 집수 및 함양 시스템 현장설치 및 지하수층 축열() 성능 분석

  - 집수 및 함양기술 확립 및 시스템 유지기술 개발

연구성과

연구결과

 O 충적대수층 계간축열 적용가능 온실 및 재배작물 조사

 O 충적대수층 수리지질 및 지열특성 등 잠재적 적용지역 및 가능량 조사

 O 충적대수층 계간축열 온실냉난방 시스템 설계

 O 수리지질 모델링에 주입, 양수에 의한 대수층 온도변화 시뮬레이션

 O 온실 냉난방시스템 원격관리 및 계측 시스템 설계

 O 계간축열용 지열 집수(공급), 함양정 설치공법 기본설계

 O 대상지점의 양수, 함양 시험 등 지하수 수리특성 분석

 O 온실 냉난방 적용을 위한 집수(공급) 및 함양시스템 1차 설계

 O 온실 냉난방 적용을 위한 집수(공급) 및 함양시스템 최종생산물 2차 설계

 O 충적대수층 계간축열 집수(공급) 및 함양 시스템 현장설치

 O 충적대수층 계간축열에 의한 온실냉난방 시스템 현장설치

 O 충적대수층 계간축열 온실냉난방 시스템 성능시험

 O 동절기의 대수층 계간축열에 의한 온실난방 효과 분석

 O 하절기의 대수층 계간축열에 의한 온실냉방 효과 분석

 O 지중 열환경 관측공 설치 및 모니터링 시스템 구축

 O 충적대수층 계간축열 온실냉난방 시스템 최적화 및 기술확립

 O 지중 열환경 계측자료분석에 의한 지중 환경변화 평가

 O 온실냉난방 에너지 절감 효과 및 경제성 분석

 O 계간축열 집수(공급) 및 함양기술확립 및 시스템 유지 기술개발

 O 기후변화대응 충적대수층 계간축열을 이용한 온실냉난방 에너지 절감기술 개발

 

활용계획

 O 충적대수층을 열저장소로 활용, 계절간 과잉열에너지 이용 효율화

 O 고효율 냉난방시스템 설치비 감소로 신재생에너지 보급 및 확대에 기여

 O 면세유 대비 난방비용 절감으로 농가 소득 증대

 O 지하수 고갈 문제를 해결할 수 있는 인공함양기술로 이용 가능

 

주요성과

 O 보고서 1

 O 논문 비SIC 2

 O 특허 출원 3

 O 특허 등록 2

 O 학술발표 국제 3

 O 학술발표 국내 6

첨부파일 ndslOrgDocDown(193).pdf
출처 국가과학기술정보센터
등록일 2020-01-22

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