KR101632724B1 - Method of Calculating Temperature of Geothermal Well and Program and Storagemedia - Google Patents
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Abstract
지열정의 온도 산출 방법 및 그 프로그램 소스를 저장한 기록 매체가 개시된다. 내부관과 외부관으로 구성되는 단열배관이 지열정에 배치된 지열플랜트에서 지열정을 거친 후의 온도를 산출하는 온도 산출방법에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법은 내부유로를 흐르는 유체가 잃은 열량은 외부유로를 흐르는 유체가 얻은 열량과 같다는 관계에서 제 1 열평형 방정식을 얻는 단계, 외부유로를 흐르는 유체가 얻은 열량은 외부 지열로부터 얻은 열량과 내부유로를 흐르는 유체가 잃은 열량의 합과 같다는 관계에 의해 제 2 열평형 방정식을 얻는 단계, 단위 깊이당 지열의 열유속은 시간에 따른 지열의 열량 변화량 및 외부유로를 흐르는 유체가 얻는 열량의 합과 같다는 관계에서 제 3 열평형 방정식을 얻는 단계, 시간의 흐름에 따른 수렴된 온도는 깊이에 따른 지열 경계의 온도와 같다는 관계에 의해 제 4 열평형 방정식을 얻는 단계, 상기 제 1 열평형 방정식 내지 제 4 열평형 방정식을 통하여 입구온도 및 출구온도 사이의 2차 상미분방정식을 도출하는 단계 및 경계조건을 도입하여 시간에 따른 입구온도 및 출구온도을 산출하는 단계를 포함한다.A method of calculating a temperature of a pass-thru temperature and a recording medium storing the program source are disclosed. A method for calculating a temperature of a geothermal heat pipe according to an embodiment of the present invention is a method for calculating a temperature of a geothermal heat pipe having an inner pipe and an outer pipe, Obtaining a first thermal equilibrium equation in the relationship that the amount of heat lost by the fluid flowing through the flow path is equal to the amount of heat obtained by the fluid flowing through the external flow path, the amount of heat obtained from the external geothermal heat and the amount of the fluid flowing through the internal flow path Obtaining a second thermal equilibrium equation based on the relationship that the amount of heat lost is equal to the sum of the amounts of heat lost and the heat flux of the geothermal heat per unit depth is equal to the sum of the amount of heat change of the geothermal heat and the amount of heat of the fluid flowing through the external passage, By obtaining the equilibrium equation, the converged temperature over time is equal to the temperature of the geothermal boundary along the depth, Deriving a second ordinary differential equation between the inlet temperature and the outlet temperature through the first to fourth equilibrium equations, and introducing boundary conditions to obtain an inlet temperature and an outlet temperature over time, .
Description
본 지열정의 온도 산출 방법, 프로그램 및 기록 매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지열 플랜트 환경에서 도출되는 각 영역별 열평형 방정식을 활용하여 상미분 방정식을 도출하고, 이로써 시간 및 심도에 따른 지열정의 온도를 구할 수 있는 지열정의 온도 산출 방법, 프로그램 및 기록 매체에 관한 것이다.
The present invention relates to a temperature calculation method, a program, and a recording medium of the present invention, more particularly, to derive an ordinary differential equation by using a thermal equilibrium equation for each region derived from a geothermal plant environment, A program, and a recording medium.
아파트와 같은 공동주택에는 큰 크기의 중온수보일러를 통해 물을 가열하여 이를 각 세대별로 공급해주는 중앙난방 시스템이 주로 적용되며, 각 세대별로 각각 개별보일러가 설치되어 이를 통해 각 세대별로 개별적인 난방을 하는 개별난방 시스템을 적용한 곳도 있다.In apartment houses, a central heating system, which supplies water to each household by heating the water through a large-sized hot water boiler, is mainly used. Individual boilers are installed for each household so that each household is individually heated There is also an individual heating system applied.
그런데, 최근 난방기 또는 냉방기의 보급이 많아지면서 동절기 또는 하절기에 전력사용량이 증가됨에 따라 전력 요금 누진제로 인해 과도한 요금이 발생되고 있어 이를 감안하여 전기 및 열을 발생시킬 수 있는 열병합발전 시스템이 대두되고 있다.In recent years, as the amount of electric power used in the winter season or the summer season has increased due to the increase of the supply of the heater or the air conditioner, an excessive charge is generated due to the electric power rate progression system, and a cogeneration system capable of generating electricity and heat is emerging .
열병합발전 시스템은 열병합 발전기를 통해 전기와 함께 열을 발생시켜 이를 세대별로 공급해주는 방식으로서, 이와 같은 열병합 발전을 통해 발생되는 전기의 경우 전체 수요량의 70∼80% 정도를 충당할 수 있고, 열량의 경우 전체 수요량의 30% 정도를 충당할 수 있어 전기의 경우 그 부족분을 일반전력으로 충당하며, 열량의 경우 중앙난방 시스템과 병용하여 충당하게 된다.The cogeneration system generates heat together with electricity through cogeneration generators and supplies it to every household. The electricity generated through such cogeneration can cover 70 ~ 80% of the total demand, In case of electricity, 30% of the total demand can be covered. In the case of electricity, the deficit is covered by the general power, and in the case of heat, it is used together with the central heating system.
한편, 지하 15m 이하의 공간은 연중 온도변화가 거의 없으며, 지하 400∼450m 지점에서는 연중 15∼20℃ 정도의 온도를 유지하게 된다.On the other hand, the space below 15m does not change the temperature throughout the year, and it maintains the temperature around 15 ~ 20 ℃ throughout the year at 400 ~ 450m underground.
지열회수시스템은 이러한 지하 깊은 곳에 관을 연결하여 그 내부에 있는 수온이 높은 물을 순환한 후 열만 회수하고 온도가 내려간 물은 다시 지중으로 돌려보내는 과정을 반복하여 상기 회수된 지중열을 통해 냉난방 기능을 구현할 수 있는 시스템으로서, 지열회수를 위한 지중열이송관, 냉동사이클이 구동되는 히트펌프, 지중열이송관으로부터 열기를 빼앗아 히트펌프로 전달하는 열교환기 등의 기기만 갖춘다면 대체에너지가 필요한 현시점에 가장 적합한 에너지 회수방식이라 할 수 있다.The geothermal recovery system connects the pipes at the deep underground, recycles the heat only after the water having a high temperature is circulated therein, and repeats the process of returning the water that has been lowered to the ground again through the recovered underground heat, The system can be implemented as a geothermal heat transfer pipeline, a heat pump that drives the refrigeration cycle, a heat exchanger that transfers heat from the underground heat transfer pipe to the heat pump, The most suitable energy recovery method can be said.
잘 알려진 바와 같이, 지열 발전(geothermal power generation)이란 지하의 고온층에서 증기나 열수의 형태로 열을 받아들여 발전하는 방식으로, 지열은 지표면의 얕은 곳에서부터 수 km 깊이의 고온의 물(온천)이나 암석(마그마) 등이 가지고 있는 에너지이다. 일반적으로 자연상태에서 지열의 온도는 지하 100m 깊어질수록 평균 3~4 ℃가 높아진다. 지대와 발전 방식에 따라 수백 m에서 수 Km 깊이의 우물을 파기도 한다.As is well known, geothermal power generation is a method of generating heat in the form of steam or hot water in a high temperature layer in the ground. The geothermal heat is generated by a high temperature water (hot spring) several kilometers deep from shallow surface, And rock (magma). Generally, in natural conditions, the temperature of geothermal heat increases by an average of 3 ~ 4 ℃ as deep under 100m. Depending on the zone and generation method, it may dig wells several hundred meters deep to several meters deep.
우물로부터 고온의 증기를 얻으면, 이것을 증기터빈에 유도하고 고속으로 터빈을 회전시켜서 이와 직결된 발전기에 의해 전력을 생산한다. 우물로부터 분출하는 증기에 습기가 적으면 그대로 터빈에 보내는 형식으로 할 수 있으나, 열수로서 분출하는 경우는 그 열을 열교환기에 보내어 물을 증발시켜 터빈으로 보내며, 이와 달리 물의 온도가 낮은 경우에는 끊는점이 더 낮은 액체를 증발시켜 터빈으로 보내기도 한다.Once the hot steam is obtained from the well, it is led to the steam turbine and the turbine is rotated at high speed to produce power by the generator connected directly to it. If steam is spewed from a well, steam can be sent to the turbine as it is. However, if it is spouted as hot water, it is sent to the heat exchanger to evaporate the water and send it to the turbine. Otherwise, The lower liquid is evaporated and sent to the turbine.
이러한 지열발전은 원리적으로 연료를 필요로 하지 않으므로 연료의 연소에 따르는 환경오염이 없는 클린에너지이다.Such geothermal power generation does not require fuel in principle, so it is clean energy without environmental pollution caused by combustion of fuel.
또한 지열 발전 비용의 대부분을 지열 발전소의 건설비와 지열정의 굴착비가 차지하며, 지열자원의 질과 발전방식에 따라서도 달라지지만, 화력이나 원자력에 비해 발전소의 규모는 작아지더라도 경제성을 지니고 있는 점이 강점이며, 소규모 분산형의 로컬 에너지 자원으로서의 특색도 지니고 있다.Most of the costs of geothermal power generation are due to the construction cost of geothermal power plants and the excavation cost of geothermal power. They also depend on the quality of geothermal resources and the way of power generation. However, It is also a small scale distributed local energy resource.
이와 같이 지열 발전은 지구 자체가 가지고 있는 에너지를 활용하는 것이므로 굴착하는 깊이에 따라 잠재력이 거의 무한이라 할 수 있다. 이에 열을 이용하여 발전하는 곳이 전세계에 널리 퍼져 있고, 점차 늘어나는 추세이며, 앞으로 더욱 증가될 것이다.Because geothermal power utilizes the energy of the earth itself, the potential is almost infinite depending on the depth of excavation. The place where heat is used to develop is widespread all over the world, it is increasing trend, it will increase further.
한편, 땅속으로부터 끌어올린 뜨거운 증기나 물은 엄밀한 의미에서 재생가능한 에너지는 아니다. 발전을 위해 빠져나가는 지열정의 온도가 지열정의 재충전 능력보다 크기 때문에 지열정의 온도는 점차 낮아진다. 오랜 시간이 걸리겠지만, 땅 속에서 뜨거운 물이나 증기가 고갈되고 뜨거운 암석층이 식으면 더이상 열을 끌어올릴 수 없다.On the other hand, hot steam or water drawn from the ground is not a renewable energy in a strict sense. As the temperature of passion for exiting for development is greater than the capacity of recharging for passion, the temperature of passion is gradually lowered. It will take a long time, but when hot water or steam is depleted in the ground and the hot rock layer cools down, it can no longer lift heat.
따라서, 지열정의 온도를 측정하여 지열플랜트의 수명을 평가할 수 있는데, 기존에는 이를 위하여 복잡한 비선형 미분방정식을 풀어야 하는 전산적 해석 기법을 이용하여 지열정의 온도를 산출한다. 이 경우, 메시를 형성하여 계산하기 때문에 많은 시간과 비용이 소요된다는 단점이 있다.
Therefore, it is possible to evaluate the life of the geothermal plant by measuring the temperature of the geothermal heat. In order to do so, the temperature of the geothermal heat is calculated by using a computational analysis method which solves a complex nonlinear differential equation. In this case, since a mesh is formed and calculated, it takes a lot of time and cost.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems, and an object of the present invention is as follows.
첫째, 본 발명은 간단한 방법으로 지열정의 깊이에 따른 온도를 측정하고, 이에 따라 지열정의 수명을 평가할 수 있는 지열정의 온도 산출 방법, 프로그램 및 기록 매체를 제공하고자 한다.First, the present invention provides a temperature calculation method, a program, and a recording medium for measuring a temperature according to a depth of a trough according to a simple method and thereby evaluating the life of the trough.
둘째, 본 발명은 지열정의 열량을 산출하는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 지열정의 온도 산출 방법, 프로그램 및 기록 매체를 제공하고자 한다.Second, the present invention is to provide a temperature calculation method, a program, and a recording medium, which can save time and cost for calculating a calorific value of a calorific value.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위하여 내부관과 외부관으로 구성되는 단열배관이 지열정에 배치된 지열플랜트에서 지열정을 거친 후의 온도를 산출하는 온도 산출방법에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법은 내부유로를 흐르는 유체가 잃은 열량은 외부유로를 흐르는 유체가 얻은 열량과 같다는 관계에서 제 1 열평형 방정식을 얻는 단계, 외부유로를 흐르는 유체가 얻은 열량은 외부 지열로부터 얻은 열량과 내부유로를 흐르는 유체가 잃은 열량의 합과 같다는 관계에 의해 제 2 열평형 방정식을 얻는 단계, 단위 깊이당 지열의 열유속은 시간에 따른 지열의 열량 변화량 및 외부유로를 흐르는 유체가 얻는 열량의 합과 같다는 관계에서 제 3 열평형 방정식을 얻는 단계, 시간의 흐름에 따른 수렴된 온도는 깊이에 따른 지열 경계의 온도와 같다는 관계에 의해 제 4 열평형 방정식을 얻는 단계, 상기 제 1 열평형 방정식 내지 제 4 열평형 방정식을 통하여 입구온도 및 출구온도 사이의 2차 상미분 방정식을 도출하는 단계 및 상기 2차 상미분 방정식에 경계조건을 도입하여 시간에 따른 입구온도 및 출구온도를 산출하는 단계를 포함한다.In order to accomplish the above object, there is provided a temperature calculation method for calculating a temperature of a heat insulation pipe composed of an inner pipe and an outer pipe after passing through a heat pipe in a geothermal plant arranged in a geothermal column, The method of calculating the temperature of enthalpy includes the steps of obtaining a first thermal equilibrium equation in the relationship that the amount of heat lost by the fluid flowing through the inner flow path is equal to the amount of heat obtained by the fluid flowing through the outer flow path, And obtaining the second thermal equilibrium equation by the relationship that the fluid flowing through the inner flow path is equal to the sum of the heat amount lost by the fluid flowing through the inner flow path, the heat flux of the geothermal heat per unit depth is the sum of the amount of heat change of the geothermal heat and the heat , The third temperature equilibrium equation is obtained, and the converged temperature according to the time passes through the geothermal boundary according to the depth Deriving a fourth order thermal equilibrium equation based on the relationship between the inlet temperature and the outlet temperature, deriving a second ordinary differential equation between the inlet temperature and the outlet temperature through the first to fourth thermal equilibrium equations, Introducing boundary conditions into the equation to calculate inlet temperature and outlet temperature over time.
그리고, 상기 2차 상미분 방정식의 일반해와 특수해의 합으로부터 상기 입구온도 및 상기 출구온도에 관한 식을 도출할 수 있다.From the sum of the general solution and the special solution of the second ordinary differential equation, an equation concerning the inlet temperature and the outlet temperature can be derived.
외부유로로 유체가 유입되어 내부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은, 외부유로의 입구온도는 공급된 물의 온도와 같고, 지열정 맨 하단에서의 내부유로의 온도는 해당 지점의 외부유로의 온도와 같으며, 지열정 맨 하단에서 내부유로 온도의 수직축에 따른 1차 미분값은 0이며, 지열정에서 얻은 전체 열량은 지열정 맨하단부터 지면에 이르기까지의 단위열량의 적분값과 같다는 가정일 수 있다.When the fluid flows into the external flow path and is discharged through the internal flow path, the boundary condition is such that the temperature of the inlet of the external flow path is the same as the temperature of the supplied water, And the first differential value according to the vertical axis of the internal flow path temperature at the bottom of the top of the top of the bottom of the top of the bottom of the bottom of the bottom of the bottom of the bottom is 0 .
내부유로로 유체가 유입되어 외부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은, 내부유로의 입구온도는 공급된 물의 온도와 같고, 지열정 맨 하단에서의 외부유로의 온도는 해당 지점의 내부유로의 온도와 같으며, 지열정 맨 하단에서 외부유로 온도의 수직축에 따른 1차 미분값은 0이며, 지열정에서 얻은 전체 열량은 지열정 맨하단부터 지면에 이르기까지의 단위열량의 적분값과 같다는 가정일 수 있다.When the fluid flows into the inner flow path and is discharged through the outer flow path, the boundary condition is such that the temperature of the inlet of the inner flow path is equal to the temperature of the supplied water, And the first differential value according to the vertical axis of the outer flow path temperature at the bottom of the pass line is 0 and the total heat amount obtained from the pass line is equal to the integral value of the unit heat from the bottom of the pass line to the ground .
상기 내부유로 및 상기 외부유로 사이에 위치하는 내부관은 스틸 재질로 형성된 두 개의 관이 서로 이격되도록 배치되며, 스틸관 사이 이격된 공간에는 단열재가 구비되고, 내부관의 내주면 및 외주면은 코팅재에 의해 코팅되는, 즉, 내부관의 단면은 내부코팅재-내부스틸관-단열재-외부스틸관-외부코팅재 순으로 배치되는 것으로 가정할 수 있다.The inner pipe located between the inner channel and the outer channel is disposed so that two pipes made of steel are spaced apart from each other. The space between the steel pipes is provided with a heat insulating material. The inner and outer circumferential surfaces of the inner pipe are coated with a coating material It can be assumed that the coated, i. E., The cross section of the inner tube is arranged in the order of inner coating - inner steel tube - insulator - outer steel tube - outer coating.
한편, 본 실시예의 지열정의 온도 산출 방법에서제 1 열평형 방정식은On the other hand, in the temperature calculating method of the present invention, the first thermal equilibrium equation
이고, 제 2 열평형 방정식은, And the second thermal equilibrium equation is
이고, 제 3 열평형 방정식은, And the third thermal equilibrium equation is
이고, 제 4 열평형 방정식은, And the fourth thermal equilibrium equation is
이며, 상기 제 1 열평형 방정식 내지 상기 제 4 열평형 방정식으로부터And from the first to fourth equilibrium equations,
의 2차 상미분 방정식을 도출하고, 상기 2차 상미분 방정식에 경계조건을 도입하여 시간에 따른 입구온도 및 출구온도을 산출한다.And introduces a boundary condition into the second ordinary differential equation to calculate the inlet temperature and the outlet temperature with respect to time.
상기 2차 상미분 방정식의 일반해와 특수해의 합으로부터 상기 입구온도 및 상기 출구온도는From the sum of the general solution and the special solution of the second order ordinary differential equation, the inlet temperature and the outlet temperature are
일 수 있다.Lt; / RTI >
외부유로로 유체가 유입되어 내부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은,When the fluid flows into the external flow path and is discharged through the internal flow path,
상기 경계조건으로부터,From the boundary condition,
의 상수값을 얻을 수 있다.Can be obtained.
또는, 내부유로로 유체가 유입되어 외부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은,Alternatively, when the fluid flows into the internal flow path and is discharged through the external flow path,
상기 경계조건으로부터,From the boundary condition,
의 상수값을 얻을 수 있다.Can be obtained.
여기서, 내부유로 및 상기 외부유로 사이에 위치하는 내부관은 스틸 재질로 형성된 두 개의 관이 서로 이격되도록 배치되며, 스틸관 사이 이격된 공간에는 단열재가 구비되고, 내부관의 내주면 및 외주면은 코팅재에 의해 코팅되는, 즉, 내부관의 단면은 내부코팅재-내부스틸관-단열재-외부스틸관-외부코팅재 순으로 배치되는 것으로 가정할 수 있다.Here, the inner pipe located between the inner passage and the outer passage is disposed so that two pipes made of steel are spaced apart from each other, a space separated from the steel pipes is provided with a heat insulating material, and an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the inner pipe are connected to the coating material , That is, the cross section of the inner tube is arranged in the order of inner coating material-inner steel tube-insulation material-outer steel tube-outer coating material.
배관이 상기와 같이 구성되는 경우의 총합 열전달 계수는,The total heat transfer coefficient in the case where the pipe is constructed as described above,
한편, 본 발명은 상술한 지열정의 온도 산출 방법을 실현하는 컴퓨터 프로그램 및 상기 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
On the other hand, the present invention provides a computer program for realizing the temperature calculation method of the above-described geothermal heat and a computer-readable recording medium on which the computer program is recorded.
상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.The effects of the present invention will be described below.
첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법, 프로그램 및 기록 매체에 의하면 복수의 열 평형 방정식으로 상미분 방정식을 유도하여 지열정의 깊이에 따른 온도를 산출하기 때문에 지열정의 열량을 산출하는데 걸리는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.First, according to the temperature calculating method, program, and recording medium according to an embodiment of the present invention, since the ordinary differential equation is derived by a plurality of thermal equilibrium equations to calculate the temperature according to the depth of the thermal decay, It is possible to reduce the time and cost required to calculate the product.
둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법, 프로그램 및 기록 매체에 의하면 지열정의 열량을 산출함으로써 지열정의 수명을 평가할 수 있다.Second, according to the temperature calculation method, program, and recording medium according to an embodiment of the present invention, it is possible to evaluate the service life of the tile pass by calculating the heat quantity of the tile pass.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법을 타나내는 순서도;
도 2는 본 발명의 일 실시예의 지열정의 온도 산출 방법에서의 배관 모델을 나타내는 도면; 및
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 지열정의 온도 산출 방법에서의 배관 모델을 나타내는 도면이다.The foregoing summary, as well as the detailed description of the preferred embodiments of the present application set forth below, may be better understood when read in conjunction with the appended drawings. For the purpose of illustrating the invention, there are shown preferred embodiments in the figures. It should be understood, however, that this application is not limited to the precise arrangements and instrumentalities shown.
FIG. 1 is a flowchart showing a method of calculating a temperature of a geothermal heat according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram showing a piping model in a method for calculating the temperature of a geothermal heat of an embodiment of the present invention; And
3 is a view showing a piping model in the method for calculating the temperature of the geothermal heat of another embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the appended drawings illustrate the present invention in order to more easily explain the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto. You will know.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.In describing the embodiments of the present invention, it is to be noted that elements having the same function are denoted by the same names and numerals, but are substantially not identical to elements of the prior art.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terms used in the present application are used only to describe certain embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예는 본 발명방법을 실행하도록 프로그램된 컴퓨터 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품과 같은 실시예를 포함한다. 컴퓨터 시스템의 실시 예에 따르면, 방법을 실행하기 위한 명령어 세트는 하나 또는 그 이상의 메 모리에 상주하며, 이들 명령어 세트는 컴퓨터 시스템에서 필요로 할 때까지 예를 들어 하드 디스크와 같은 기록매체에 컴퓨터 프로그램 제품으로서 저장될 수 있다.One embodiment and another embodiment of the present invention include embodiments such as a computer program product and a computer program product programmed to carry out the method of the present invention. In accordance with an embodiment of the computer system, the set of instructions for executing the method resides in one or more memory, and the set of instructions may be stored on a computer-readable recording medium, such as a hard disk, Can be stored as a product.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법을 타나내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 지열정의 온도 산출 방법에서의 배관 모델을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a flowchart showing a method for calculating a temperature of a geothermal heat according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a piping model in a method for calculating a temperature of a geothermal heat of an embodiment of the present invention.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of calculating the temperature of the geothermal heat according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
내부관(10)과 외부관(20)으로 구성되는 단열배관이 지열정에 배치된 지열플랜트에서 지열정을 거친 후의 온도를 산출하는 온도 산출방법에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법은 제 1 열평형 방정식 내지 제 4 열평형방정식을 얻는 단계, 2차 상미분 방정식을 도출하는 단계 및 입구온도 및 출구온도를 산출하는 단계를 포함한다.In a temperature calculating method for calculating a temperature after a heat insulating pipe composed of an inner pipe (10) and an outer pipe (20) passes through a pass heat pipe in a geothermal heat pump disposed in a pass heat pipe, Includes obtaining the first to fourth equilibrium equations, deriving the second ordinary differential equation, and calculating the inlet temperature and the outlet temperature.
본 실시예에서는 유체가 단열배관(100)의 외부유로(10a)에서 유입되어 내부유로(10b)를 통해 배출되는 것을 예로 들어 설명한다.In this embodiment, the fluid is introduced from the
제 1 열평형 방정식은 내부유로(10b)를 흐르는 유체가 잃은 열량은 외부유로(10a)를 흐르는 유체가 얻은 열량과 같다는 관계에서 얻을 수 있다. 이를 식으로 나타낸 제 1 열평형 방정식은 아래의 <수학식 1>과 같다.The first thermal equilibrium equation can be obtained in the relationship that the amount of heat lost by the fluid flowing through the
여기서, T는 온도, Cp는 비열, V는 속도, R은 반지름, ρ는 밀도, π는 원주율, U는 총합열전달 계수, Z는 지표면으로부터 깊이이다.Here, T is the temperature, Cp is the specific heat, V is the velocity, R is the radius, ρ is the density, π is the circumferential rate, U is the total heat transfer coefficient, and Z is the depth from the surface.
제 2 열평형 방정식은 외부유로(10a)를 흐르는 유체가 얻은 열량은 외부 지열로부터 얻은 열량과 내부유로(10b)를 흐르는 유체가 잃은 열량의 합과 같다는 관계에 의해 도출될 수 있다. 제 2 열평형 방정식은 아래의 <수학식 2>와 같다.The second thermal equilibrium equation can be derived by the relationship that the amount of heat obtained by the fluid flowing through the
여기서, T는 온도, Cp는 비열, V는 속도, R은 반지름, ρ는 밀도, π는 원주율, U는 총합열전달 계수, Z는 지표면으로부터 깊이이다.Here, T is the temperature, Cp is the specific heat, V is the velocity, R is the radius, ρ is the density, π is the circumferential rate, U is the total heat transfer coefficient, and Z is the depth from the surface.
제 3 열평형 방정식은 단위 깊이당 지열의 열유속은 시간에 따른 지열의 열량 변화량 및 외부유로(10a)를 흐르는 유체가 얻는 열량의 합과 같다는 관계에서 도출될 수 있다. 제 3 열평형 방정식은 아래의 <수학식 3>과 같다.The third thermal equilibrium equation can be derived from the relationship that the heat flux of the geothermal heat per unit depth is equal to the sum of the amount of change in the amount of heat of the geothermal heat with time and the amount of heat obtained by the fluid flowing in the
여기서, Q는 열량, T는 온도, k는 열전도도, R은 반지름, π는 원주율, U는 총합열전달 계수이다. 그리고, f(t)는 시간에 따른 지각의 열전도 보정 계수이다(Ref. Ramey, H.J., "Wellbore Het Transmission" JPT, 1962, 427-435, AIME, 225).Where Q is the amount of heat, T is the temperature, k is the thermal conductivity, R is the radius, π is the circumferential rate, and U is the total heat transfer coefficient. And, f (t) is the thermal conductivity correction coefficient of the perception over time (Ref. Ramey, H.J., "Wellbore Het Transmission" JPT, 1962, 427-435, AIME, 225).
제 4 열평형 방정식은 시간의 흐름에 따른 수렴된 온도는 깊이에 따른 지열 경계의 온도와 같다는 관계에 의해 도출될 수 있다. 제 4 열평형 방정식은 아래의 <수학식 4>와 같다.The fourth thermal equilibrium equation can be derived by the relationship that the converged temperature over time is equal to the temperature of the geothermal boundary along the depth. The fourth thermal equilibrium equation is shown in Equation (4) below.
여기서, T는 온도, z는 지면으로부터 깊이, 
본 실시예의 배관은 내부관(10)과 외부관(20)으로 구성되어 내부유로(10b)와 내부유로(10b)를 갖는 이중관 구조로서, 내부유로(10b)와 외부유로(10a) 사이의 배관은 스틸 재질로 형성된 두 개의 관이 서로 이격되도록 배치되며, 스틸관 사이 이격된 공간에는 단열재가 구비되고, 배관의 내주면 및 외주면은 코팅재에 의해 코팅될 수 있다. 즉, 내부관(10)의 단면을 살펴보면 내부코팅재(11)-내부스틸관(12)-단열재(13)-외부스틸관(14)-외부코팅재(15) 순으로 배치될 수 있다.The pipe of the present embodiment is a double pipe structure having an
이에 따라, 상술한 제 1 열평형 방정식 내지 제 4 열평형 방정식의 열전달 계수는 아래의 <수학식 5> 및 <수학식 6>과 같이 산출될 수 있다.Accordingly, the heat transfer coefficients of the above-described first to fourth equilibrium equations can be calculated as Equation (5) and Equation (6) below.
여기서, U는 총합열전달 계수, h는 대류계수, k는 열전도도, R은 반지름, π는 원주율이다.Where U is the total heat transfer coefficient, h is the convection coefficient, k is the thermal conductivity, R is the radius, and pi is the circularity.
여기서, U는 총합열전달 계수, h는 대류계수, k는 열전도도, R는 반지름, π는 원주율이다.Where U is the total heat transfer coefficient, h is the convection coefficient, k is the thermal conductivity, R is the radius, and pi is the circumferential rate.
<수학식 5>에서 열전달계수의 역수는 내부유로(10b) 유동에 의한 대류, 내부관(10)의 내부코팅재(11)-내부스틸관(12)-단열재(13)-외부스틸관(14)-외부코팅재(15)에 의한 전도 및 외부유로(10a) 유동에 의한 대류에 따른 값들의 합으로부터 구할 수 있다.The inverse of the heat transfer coefficient in Equation (5) represents the convection caused by the flow of the
만약, 내부관(10)의 배치 또는 코팅재(11, 15), 관(12, 14), 단열재(13)를 이루는 재질의 변화가 있다 하더라도 상술한 열평형 방정식의 변화가 있는 것이 아니라, 내부관(10)을 이루는 각각의 재질의 열전달 계수의 합에 따른 총합열전달계수가 변할 수 있다.Even if there is a change in the material of the
그리고, <수학식 6>에서 총합열전달계수의 역수는 외부유로(10a) 유동에 의한 대류 및 지질 물질에 의한 전도에 따른 값들의 합으로부터 구할 수 있다.The reciprocal of the total heat transfer coefficient in Equation (6) can be obtained from the sum of values due to the convection due to the flow of the
<수학식 5> 및 <수학식 6>의 열전달수를 대입한 <수학식 1> 내지 <수학식 4>의 열평형 방정식으로부터 입구온도 및 출구온도 사이의 2차 상미분 방정식을 도출할 수 있다.The second ordinary differential equation between the inlet temperature and the outlet temperature can be derived from the equilibrium equation of Equations (1) to (4) by substituting the heat transfer numbers of Equations (5) and .
2차 상미분 방정식은 아래의 <수학식 7> 및 <수학식 8>과 같다.The second order ordinary differential equation is as shown in Equation (7) and Equation (8) below.
<수학식 7> 및 <수학식 8>에서, T는 온도, z는 지면으로부터 깊이, 
<수학식 7> 및 <수학식 8>의 A와 B는 아래의 <수학식 9> 및 <수학식 10>과 같다.A and B in Equation (7) and Equation (8) are as shown in Equations (9) and (10) below.
<수학식 9> 및 <수학식 10>에서 m은 질량유량, Cp는 비열, k는 열전도도, R는 반지름, U는 총합열전달 계수, π는 원주율, f(t)는 시간에 따른 지각의 열전도 보정 계수이다.In Equation (9) and Equation (10), m is the mass flow rate, Cp is the specific heat, k is the thermal conductivity, R is the radius, U is the total heat transfer coefficient, Thermal conductivity correction coefficient.
여기서, 
이로써, <수학식 7>의 상미분 방정식을 풀면 일반해와 특수해의 합에 의해 입구 온도를 산출할 수 있다. 입구 온도는 아래의 <수학식 11>과 같다.By solving the ordinary differential equation of Equation (7), the inlet temperature can be calculated by the sum of the general solution and the special solution. The inlet temperature is shown in Equation (11) below.
여기서, 
또한, <수학식 8>의 상미분 방정식을 풀면 일반해와 특수해의 합에 의해 출구 온도를 산출할 수 있다. 출구 온도는 아래의 <수학식 13>과 같다.In addition, solving the ordinary differential equation of Equation (8), the exit temperature can be calculated by the sum of the general solution and the special solution. The outlet temperature is expressed by Equation (13) below.
<수학식 11> 및 <수학식 13>에서 T는 온도, 
여기서, 
경계조건을 식으로 나타내면 아래의 <수학식 14> 내지 <수학식 17>과 같다.The boundary condition can be expressed by Equation (14) to Equation (17) below.
<수학식 14> 내지 <수학식 17>에서, T는 온도, z는 지면으로부터 깊이, H는 총 깊이, m는 질량유량, Cp는 비열, T는 온도, q(z) 열유속이다.In the equations (14) to (17), T is the temperature, z is the depth from the ground, H is the total depth, m is the mass flow rate, Cp is the specific heat, T is the temperature and q (z) is the heat flux.
<수학식 14> 내지 <수학식 17>의 경계조건으로부터 아래의 <수학식 18> 내지 <수학식 21>을 도출할 수 있다.The following Equations (18) to (21) can be derived from the boundary conditions of Equations (14) to (17).
<수학식 18> 내지 <수학식 21>에서 T는 온도, H는 총 깊이, 
상기의 <수학식 18> 내지 <수학식 21>로부터 
<수학식 25>에서 FF는 아래의 <수학식 26>과 같다.In Equation (25), FF is expressed by Equation (26) below.
<수학식 22> 내지 <수학식 26>에서 T는 온도, 
<수학식 22> 내지 <수학식 25>의 
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 지열정의 온도 산출 방법에서의 배관 모델을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a piping model in the method for calculating the temperature of the geothermal heat of another embodiment of the present invention.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 지열정의 온도를 산출하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, a method of calculating the temperature of the overheating fan according to another embodiment of the present invention will be described.
본 실시예에서는 유체가 배관의 내부유로(10b)에서 유입되어 외부유로(10a)를 통해 배출되는 것으로 예를 들어 설명한다.In the present embodiment, the fluid will flow through the
본 발명의 유체가 내부유로(10b)에서 유입되어 외부유로(10a)를 통해 배출되는 경우에는 상술한 본 발명의 일 실시예의 제 1 열평형 방정식 내지 제 4 열평형 방정식으로부터 2차 상미분 방정식을 도출하고, 이로부터 입구온도 및 출구온도를 산출하는 과정까지는 동일하나, 경계조건이 본 발명의 일 실시예와 달라질 수 있다.In the case where the fluid of the present invention flows in the
본 실시예에서 
본 실시예의 경계조건을 식으로 나타내는 아래의 <수학식 27> 내지 <수학식 30>과 같다.Equation (27) to Equation (30) below expressing the boundary condition of this embodiment by the equation.
<수학식 27> 내지 <수학식 30>에서, T는 온도, z는 지면으로부터 깊이, H는 총 깊이, m는 질량유량, Cp는 비열, T는 온도, q(z) 열유속이다.In Equations (27) to (30), T is the temperature, z is the depth from the ground, H is the total depth, m is the mass flow rate, Cp is the specific heat, T is the temperature and q (z) is the heat flux.
<수학식 27> 내지 <수학식 30>의 경계조건으로부터 아래의 <수학식 31> 내지 <수학식 34>을 도출할 수 있다.The following Equation (31) to Equation (34) can be derived from the boundary conditions of Equations (27) to (30).
<수학식 31> 내지 <수학식 34>에서 T는 온도, H는 총 깊이, 
상기의 <수학식 30> 내지 <수학식 33>으로부터 본 실시예의 
<수학식 35> 내지 <수학식 38>에서 T는 온도, 
상기의 <수학식 34> 내지 <수학식 37>의 
즉, 유체의 유동 방향이 달라지는 경우에는 경계조건이 달라짐에 따라 <수학식 11> 및 <수학식 13>의 입구온도식 및 출구온도식의 상수값이 달라질 수 있다.That is, when the flow direction of the fluid is different, the constant values of the inlet temperature equation and the outlet temperature equation of Equation (11) and (13) can be changed as the boundary condition is changed.
이로써, 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 지열정의 온도 산출 방법에 의하면 복수의 열 평형 방정식으로 상미분 방정식을 유도하여 지열정의 깊이에 따른 온도를 산출하기 때문에 계산 방법이 매우 간단하고, 이에 따라 지열정의 열량을 산출하는데 걸리는 시간 및 비용을 절감할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 산출된 지열정의 온도를 이용하여 지열정의 수명을 평가할 수 있다.Thus, according to the method of calculating the temperature of the geothermal heat according to the embodiment of the present invention and the other embodiment, since the temperature is calculated according to the depth of the geothermal heat by deriving the ordinary differential equation by a plurality of thermal equilibrium equations, And thus it is possible to reduce the time and cost required to calculate the calorific value of the pass-through heat. In addition, the lifetime of the triboelectric element can be evaluated using the temperature of the triboelectric element calculated as described above.
한편, 본 실시예의 컴퓨터 프로그램은 상술한 지열정의 온도 산출 방법을 실현하는 것이며, 본 실시예의 기록 매체는 상기의 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체이다.On the other hand, the computer program of the present embodiment realizes the above-described method of calculating the temperature of the dead heat, and the recording medium of this embodiment is a computer-readable recording medium on which the computer program described above is recorded.
지열정의 온도 산출 방법 및 그 프로그램 소스를 저장한 기록 매체는 상술한 지열정의 온도 산출 프로그램을 컴퓨터가 엑세스 할 수 있도록 부호화 시켜서 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다.A method for calculating the temperature of the dead zone and a recording medium storing the program source are computer readable recording media that are encoded and stored so that the computer can access the temperature calculation program of the above-described dead zone temperature.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
10: 배관 10a: 외부유로
10b: 내부유로 11: 내부코팅재
12: 내부스틸관 13: 단열재
14: 외부스틸관 15: 외부코팅재10: piping 10a: outer flow path
10b: inner flow path 11: inner coating material
12: Inner steel tube 13: Insulation
14: outer steel tube 15: outer coating material
Claims (15)
내부유로를 흐르는 유체가 잃은 열량은 외부유로를 흐르는 유체가 얻은 열량과 같다는 관계에서 제 1 열평형 방정식을 얻는 단계;
외부유로를 흐르는 유체가 얻은 열량은 외부 지열로부터 얻은 열량과 내부유로를 흐르는 유체가 잃은 열량의 합과 같다는 관계에 의해 제 2 열평형 방정식을 얻는 단계;
단위 깊이당 지열의 열유속은 시간에 따른 지열의 열량 변화량 및 외부유로를 흐르는 유체가 얻는 열량의 합과 같다는 관계에서 제 3 열평형 방정식을 얻는 단계;
시간의 흐름에 따른 수렴된 온도는 깊이에 따른 지열 경계의 온도와 같다는 관계에 의해 제 4 열평형 방정식을 얻는 단계;
상기 제 1 열평형 방정식 내지 제 4 열평형 방정식을 통하여 입구온도 및 출구온도 사이의 2차 상미분 방정식을 도출하는 단계; 및
상기 2차 상미분 방정식에 경계조건을 도입하여 시간에 따른 입구온도 및 출구온도을 산출하는 단계;
를 포함하는 지열정의 온도 산출방법.1. A method for calculating a temperature after a heat insulation pipe composed of an outer pipe and an inner pipe passes through a geothermal heat in a geothermal plant disposed in a geothermal column,
Obtaining a first thermal equilibrium equation in the relationship that the amount of heat lost by the fluid flowing through the inner flow path is equal to the heat amount obtained by the fluid flowing through the outer flow path;
Obtaining a second thermal equilibrium equation by a relationship that a heat amount obtained by the fluid flowing through the external flow path is equal to a sum of a heat amount obtained from the external geothermal heat and a heat amount lost by the fluid flowing through the internal flow path;
Obtaining a third thermal equilibrium equation in the relationship that the heat flux of the geothermal heat per unit depth is equal to the sum of the amount of change of the heat quantity of the geothermal heat with time and the heat quantity of the fluid flowing through the external passage;
Obtaining a fourth thermal equilibrium equation by a relationship that the converged temperature with time is equal to the temperature of the geothermal boundary according to the depth;
Deriving a second ordinary differential equation between the inlet temperature and the outlet temperature through the first to fourth equilibrium equations; And
Introducing a boundary condition into the second ordinary differential equation to calculate an inlet temperature and an outlet temperature with time;
Wherein the temperature of the pass-thru temperature is calculated.
상기 2차 상미분 방정식의 일반해와 특수해의 합으로부터 상기 입구온도 및 상기 출구온도에 관한 식을 도출하는 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 1,
Wherein the equation for the inlet temperature and the outlet temperature is derived from the sum of the general solution and the special solution of the second ordinary differential equation.
외부유로로 유체가 유입되어 내부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은,
외부유로의 입구온도는 공급된 물의 온도와 같고, 지열정 맨 하단에서의 내부유로의 온도는 해당 지점의 외부유로의 온도와 같으며, 지열정 맨 하단에서 내부유로 온도의 수직축에 따른 1차 미분값은 0이며, 지열정에서 얻은 전체 열량은 지열정 맨하단부터 지면에 이르기까지의 단위열량의 적분값과 같다는 가정인 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 1,
When the fluid flows into the external flow path and is discharged through the internal flow path,
The temperature of the inlet of the external flow path is equal to the temperature of the supplied water. The temperature of the internal flow path at the lower end of the flow path is equal to the temperature of the external flow path at the corresponding point. Value is 0, and the total calorific value obtained from the geothermal heat is assumed to be equal to the integral value of the unit calorific value from the bottom of the geothermal enthalpy to the ground.
내부유로로 유체가 유입되어 외부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은,
내부유로의 입구온도는 공급된 물의 온도와 같고, 지열정 맨 하단에서의 외부유로의 온도는 해당 지점의 내부유로의 온도와 같으며, 지열정 맨 하단에서 외부유로 온도의 수직축에 따른 1차 미분값은 0이며, 지열정에서 얻은 전체 열량은 지열정 맨하단부터 지면에 이르기까지의 단위열량의 적분값과 같다는 가정인 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 1,
When the fluid flows into the internal flow path and is discharged through the external flow path,
The temperature of the inlet of the inner passage is equal to the temperature of the supplied water. The temperature of the outer passage at the bottom of the inner passage is equal to the temperature of the inner passage at the corresponding point. Value is 0, and the total calorific value obtained from the geothermal heat is assumed to be equal to the integral value of the unit calorific value from the bottom of the geothermal enthalpy to the ground.
상기 내부유로 및 상기 외부유로 사이에 위치하는 내부관은,
스틸 재질로 형성된 두 개의 관이 서로 이격되도록 배치되며, 스틸관 사이 이격된 공간에는 단열재가 구비되고, 내부관의 내주면 및 외주면은 코팅재에 의해 코팅되어 내부관의 단면은 내부코팅재, 내부스틸관, 단열재, 외부스틸관, 외부코팅재 순으로 배치되는 것으로 가정하는 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 1,
And an inner pipe positioned between the inner passage and the outer passage,
The inner and outer circumferential surfaces of the inner tube are coated with the coating material so that the inner tube has an inner coating material, an inner steel tube, and an inner steel tube. An outer steel pipe, and an outer coating material are arranged in this order.
제 1 열평형 방정식은
이고,
제 2 열평형 방정식은
이고,
제 3 열평형 방정식은
이고,
제 4 열평형 방정식은
이며,
상기 제 1 열평형 방정식 내지 상기 제 4 열평형 방정식으로부터
의 2차 상미분 방정식을 도출하고,
상기 2차 상미분 방정식에 경계조건을 도입하여 시간에 따른 입구온도 및 출구온도을 산출하는 지열정의 온도 산출 방법.1. A method for calculating a temperature after a heat insulation pipe composed of an outer pipe and an inner pipe passes through a geothermal heat in a geothermal plant disposed in a geothermal column,
The first thermal equilibrium equation
ego,
The second thermal equilibrium equation
ego,
The third thermal equilibrium equation
ego,
The fourth thermal equilibrium equation
Lt;
From the first to fourth equilibrium equations,
The second order ordinary differential equation of
And introducing boundary conditions into the second ordinary differential equation to calculate inlet temperature and outlet temperature over time.
상기 2차 상미분 방정식의 일반해와 특수해의 합으로부터 상기 입구온도 및 상기 출구온도는
인 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 6,
From the sum of the general solution and the special solution of the second order ordinary differential equation, the inlet temperature and the outlet temperature are
A method for calculating the temperature of a passive enthalpy.
외부유로로 유체가 유입되어 내부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은,
인 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 6,
When the fluid flows into the external flow path and is discharged through the internal flow path,
A method for calculating the temperature of a passive enthalpy.
내부유로로 유체가 유입되어 외부유로를 통해 배출되는 경우 상기 경계조건은,
인 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 6,
When the fluid flows into the internal flow path and is discharged through the external flow path,
A method for calculating the temperature of a passive enthalpy.
상기 경계조건으로부터,
인 지열정의 온도 산출 방법.9. The method of claim 8,
From the boundary condition,
A method for calculating the temperature of a passive enthalpy.
상기 경계조건으로부터,
인 지열정의 온도 산출 방법.10. The method of claim 9,
From the boundary condition,
A method for calculating the temperature of a passive enthalpy.
상기 내부관은,
내부유로 및 외부유로 사이에 위치하며,
스틸 재질로 형성된 두 개의 관이 서로 이격되도록 배치되며, 스틸관 사이 이격된 공간에는 단열재가 구비되고, 내부관의 내주면 및 외주면은 코팅재에 의해 코팅되어 내부관의 단면은 내부코팅재, 내부스틸관, 단열재, 외부스틸관, 외부코팅재 순인 것으로 가정하는 지열정의 온도 산출 방법.The method according to claim 6,
The internal tube
An inner passage and an outer passage,
The inner and outer circumferential surfaces of the inner tube are coated with the coating material so that the inner tube has an inner coating material, an inner steel tube, and an inner steel tube. The method of calculating the temperature of the pass-through heat assuming that the heat-insulating material, the outer steel tube, and the outer coating material are in sequence.
총합 열전달 계수는,
인 지열정의 온도 산출 방법.13. The method of claim 12,
The total heat transfer coefficient,
A method for calculating the temperature of a passive enthalpy.
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