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042  Cool Tube System (쿨 튜브 시스템) 이란? 관리자 05-08-18
 

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1. 개요


Cool Tube System은 지하에 있는 열에너지(溫·冷)를 이용하여, 건물의 냉난방부하를 저감시키는 장치로, 초 에너지절약형 건물에 적용되는데, 국내에서는 대우건설기술연구소 등에 적용한 예가 있지만, 아직 실용화 단계까지는 이르지 않은 상태이다.

2. 작동 원리


(1) 여름철

그림에서와 같이 신선외기를 지하에 매설된 관(cool tube)에 유입시켜, 지하의 지열과 열교환시켜 예냉된 공기를 공조기에 보내어 외기부하를 감소시켜 준다(외기부하 → 전부하의 30~40% 정도가 됨)


(2) 겨울철

동절기에는 지열에 의해 예열된 공기를, 건물 이중외피의 하부에 공급하여 외피부하의 일부를 처리도록 함으로써, 건물의 난방에너지를 저감시켜 준다.



 

3. 쿨 튜브(cool tube)성능에 영향을 미치는 요소


(1) 외기온도

(2) 관의 직경

(3) 관 길이

(4) 배설 깊이

(5) 흙의 열전도율

(6) 공기유량

(7) 지중의 수분함유율


4. 쿨 튜브 설계 및 시공 요령


초 에너지절약형 건물에 적용되는 쿨 튜브 시스템의 설계 및 시공 요령은 다음과 같다.


(1) 쿨 튜브의 길이 및 위치

쿨 튜브의 길이는 최소 50m이상 되어야 하며, 70~100m 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.


(2) 쿨 튜브의 매설깊이

쿨 튜브의 매설깊이는 3m 정도로 하되, 깊이의 기준은 건립대상 건물의 바닥면으로 한다


(3) 쿨 튜브의 곡관 부분

쿨 튜브가 곡관을 이루어 마찰저항이 크게 예상되는 곳의 반경은 최소 300mm이상으로 한다.


(4) 송풍실의 구조물

① 급기가 되는 부분에는 송풍기 등이 설치되어 있으므로, 빗물이 침투되지 않고, 단열처리하여 일사나 외기온도에 영향을 받지 않도록 하며,

② 충분한 급기가 되도록 그릴(grill)을 설치하도록 한다. 또한 송풍실은 송풍 홴의 설치가 용이하고 작업자의 활동이 용이한 넓이와 천장고를 갖도록 한다.


(5) 송풍실 구조물의 외부 도색

송풍실의 외부도색은 주위 경관과 조화를 이루도록 하며, 태양열의 영향을 덜 받는 색채를 사용토록 한다.


(6) 송풍실 주위의 조경

송풍실 주변 조경은 통풍이 순조롭게 되도록 하되, 활엽수를 심어 하절기에는 그늘이 지게하여, 급기온도가 상승되지 않게 하고, 동절기에는 태양열의 영향으로 급기온도가 상승되도록 한다.


(7) 쿨 튜브의 사용재료 및 설계

쿨 튜브는 내구성과 토양과의 열교환이 우수한 스테인레스 강관을 사용하고, 매설 깊이에 따른 하중이나 압력에 변형을 일으키지 않는 두께로 한다.


(8) 응축수 탱크 및 서브 펌프(sub-pump)의 설치

관 내부에 온도차에 의한 결로가 발생하여 응축수가 발생하므로, 건물 인접부분에 출입이 가능한 규모로 응축수 탱크를 설치하도록 하며, 일정규모의 응축수가 발생되면 이를 제거할 수 있도록 서브 펌프를 설치한다.


(9) 쿨 튜브의 침하 방지

쿨 튜브의 길이가 최소 50m로 길기 때문에 부동침하로 인하여 관의 변형이 되지 않도록 지반 다짐을 철저히 한다


(10) 헤드(header)의 재료 및 설계

헤드의 재료는 쿨 튜브와 같이 스테인레스로 열분배가 효율적으로 이루어지도록 한다.


(11) 쿨 튜브의 매설 간격

쿨 튜브는 각각의 간격이 1.5m 이상이면 열성능에 영향이 없으므로 이러한 간격을 유지하도록 한다.

(12) 쿨 튜브의 댐퍼 설치

하절기와 동절기의 열공급을 구분하기 위하여 또한 송풍량의 조절을 위하여 각 부위에 댐퍼를 설치하되, 자동온도 감지기를 설치하여 감지기를 따라 댐퍼가 작동하도록 한다.


(13) 응축수 탱크와 쿨 튜브의 접합부위

응축수 탱크와 쿨 튜브의 접합부위로 습기가 침투되지 않도록 철저하게 시공하도록 한다.


(14) 쿨 튜브의 구배(slope)

쿨 튜브의 구배는 1/500으로 하여 설치된 응축수 탱크에 모이도록 한다.


 

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