KR100838232B1 - Method of evaluating ground thermal conductivity - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다이얼로그(dialog) 방식에 기초하고 프로그램 내부적으로 원-스탑(one-stop) 식으로 지중 열전도도를 평가하도록 한 지중 열전도도 평가방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 지중 열전도도 평가를 위한 지중 열전도도 측정 간격을 지정하고, 초기 지중입구 및 출구 순환수 온도를 각각 출구센서와 입수센서로 측정하는 제1단계와; 상기 측정한 초기 지중 입구 및 출구 온도를 응용프로그램인 지중 열전도 평가프로그램으로 비교하여 동일하면, 초기 지중 온도를 측정하는 제2단계와; 상기 초기 지중 온도 측정 후 지중 열전도도 실행 다이얼로그 체크박스의 휘일루프(while) 및 플랫시컨스루프(flat sequence)를 통해 프로그램을 자동 실행하고, 지중 열전도도 평가의뢰서 항목 및 지중 열전도도 시험 조건 항목을 입력하는 제3단계와; 상기 지중 열전도도 평가를 위한 측정 대상의 온도 및 전압을 측정 및 표시하는 제4단계와; 상기 측정 대상의 전압 측정치를 이용하여 물리적 아날로그량인 히트소비전력, 순환유량과 히터에서 순환수로의 열전달율과 지중입출구평균온도를 평가하고 결과를 도시하는 제5단계와; 상기 지중입출구평균온도 기간이 48시간 이상 시간을 만족하면, 정상상태의 기간과 지중입출구평균온도 및 평균 열전달율을 소팅하는 제6단계와; 상기 소팅한 정상상태의 평균 지중입출구 온도를 그래프로 작성하는 제7단계와; 상기 그래프의 일차 피팅 선도의 기울기를 산정하여 표시하고, 정상상태의 평균열전달율을 표시하고, 강화폴리에틸렌파이프의 설치 깊이를 표시하는 제8단계와; 지중 열전도도를 평가한 후 그 결과를 표시하는 제9단계를 포함하는 지중열전도도 평가방법을 수행함으로써, 달성된다.The present invention relates to a method of evaluating underground thermal conductivity based on a dialog system and evaluating underground thermal conductivity internally in a program in a one-stop manner. A first step of designating an underground thermal conductivity measurement interval and measuring an initial underground inlet and an outlet circulating water temperature with an outlet sensor and an inlet sensor, respectively; A second step of comparing the measured initial underground inlet and outlet temperatures with an underground thermal conductivity evaluation program as an application program and measuring the initial underground temperature; After the initial underground temperature measurement, the program is automatically executed through a whirl loop and a flat sequence of the underground thermal conductivity execution dialog box, and an underground thermal conductivity evaluation request item and an underground thermal conductivity test condition item are inputted. Performing a third step; A fourth step of measuring and displaying a temperature and a voltage of a measurement target for evaluating the underground thermal conductivity; A fifth step of evaluating heat transfer power, circulation flow rate and heat transfer rate from the heater to the circulation water and the ground inlet / outlet average temperature, which are physical analog amounts, and showing the results using the voltage measurement value of the measurement target; A sixth step of sorting the steady-state period, the underground entrance and exit average temperature, and the average heat transfer rate when the underground entrance and exit average temperature period satisfies a time of 48 hours or more; A seventh step of graphing the average ground inlet / outlet temperature of the sorted steady state; An eighth step of calculating and displaying a slope of the primary fitting line of the graph, displaying an average heat transfer rate in a steady state, and displaying an installation depth of the reinforced polyethylene pipe; By performing the underground thermal conductivity evaluation method comprising the ninth step of evaluating the underground thermal conductivity and displaying the result.
Description
도 1은 본 발명에 의한 지중 열전도도 평가 방법이 적용되는 지중 열전도도 측정 및 평가 시스템을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a ground thermal conductivity measurement and evaluation system to which the underground thermal conductivity evaluation method according to the present invention is applied.
도 2는 본 발명에 의한 지중 열전도도 평가 방법을 보인 흐름도.2 is a flow chart showing a method for evaluating underground thermal conductivity according to the present invention.
도 3은 본 발명에서 지중 열전도도 측정 간격 지정 링 화면 예시도.Figure 3 is an exemplary view of the underground thermal conductivity measurement interval designation ring screen in the present invention.
도 4는 본 발명에서 신청기관 입력 다이얼로그 박스 예시도.Figure 4 is an exemplary organization input dialog box in the present invention.
도 5는 본 발명에서 신청기관 전화번호 입력 다이얼로그 박스 예시도.Figure 5 is an exemplary view of the applicant telephone number input dialog box in the present invention.
도 6은 본 발명에서 신청기관 이동전화번호 입력 다이얼로그 박스 예시도.Figure 6 is an exemplary agency mobile phone number input dialog box in the present invention.
도 7은 본 발명에서 시험장소 입력 다이얼로그 박스 예시도.7 is an exemplary view illustrating a test place input dialog box in the present invention.
도 8은 본 발명에서 측정개시일 입력 다이얼로그 박스 예시도.8 is an exemplary view illustrating a measurement start date input dialog box in the present invention.
도 9는 본 발명에서 수행기관 입력 다이얼로그 박스 예시도.Figure 9 is an exemplary organization input dialog box in the present invention.
도 10은 본 발명에서 초기 지중온도 입력 다이얼로그 박스 예시도.10 is an exemplary diagram of the initial underground temperature input dialog box in the present invention.
도 11은 본 발명에서 HPE 튜브 직경 입력 다이얼로그 박스 예시도.11 is an exemplary HPE tube diameter input dialog box in the present invention.
도 12는 본 발명에서 HPE 튜브 깊이 입력 다이얼로그 박스 예시도.Figure 12 is an exemplary HPE tube depth input dialog box in the present invention.
도 13은 본 발명에서 기타사항 입력 다이얼로그 박스 예시도.13 is an exemplary diagram for inputting other items dialog box in the present invention.
도 14는 본 발명에서 지중열전도도 측정 화면 예시도.Figure 14 is an exemplary view of the ground heat conductivity measurement screen in the present invention.
도 15는 본 발명에서 지중열전도도 그래프 화면 예시도.15 is an exemplary diagram of a geothermal conductivity graph screen in the present invention.
도 16은 본 발명에서 지중열전도도 테스트 결과 예시도.Figure 16 is an exemplary view of the ground heat conductivity test results in the present invention.
도 17은 본 발명에서 피팅 기간 설정 링 화면 예시도.17 is a diagram illustrating a fitting period setting ring screen in the present invention.
도 18은 본 발명에서 엑셀파일 저장 형태 예시도.18 is an exemplary view of an Excel file storage form in the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110… 가열부110... Heating
120… 열매체 순환부120... Heating medium circulation
130… 지중루프130... Underground loop
140… 지중루프 출구부의 순환수 온도 감지용 센서140... Sensor for detecting circulating water temperature at underground loop outlet
150… 지중루프 입구부의 순환수 온도 감지용 센서150... Sensor for detecting circulating water temperature at underground loop inlet
160… 유량계160... Flow meter
170… 표시부170... Display
200… 제어부200... Control
본 발명은 지중 열전도도 평가에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이얼로그(dialog) 방식에 기초하고 프로그램 내부적으로 원-스탑(one-stop) 식으로 지중 열전도도를 평가하도록 한 지중 열전도도 평가방법에 관한 것이다.The present invention relates to underground thermal conductivity evaluation, and more particularly, to a method for evaluating underground thermal conductivity based on a dialog and internally evaluating underground thermal conductivity in a one-stop manner. will be.
종래의 지중 열전도도 평가 방법은 측정 장비로부터 데이터 취득 및 분석과 관련된 후처리 과정을 거쳐 지중 열전도도를 산정하므로, 지중 열전도도 산정 작업에 시간과 노력이 많이 드는 단점이 있었다.The conventional underground thermal conductivity evaluation method has a disadvantage in that it takes a lot of time and effort to calculate the ground thermal conductivity through the post-processing process related to data acquisition and analysis from the measurement equipment.
또한, 종래의 특정 지반의 지중 열전도 산정은 현장 지반의 대표 기반암의 문헌자료를 이용하는 국한된 실험적 측정 방법에 의존하여 지중 열전도도를 산정하기 때문에, 상당한 오차가 발생하고, 이로 인해 정확성이 결여된 단점이 있었다.In addition, since conventional ground thermal conductivity estimation of a specific ground is calculated based on a limited experimental measurement method using literature data of representative bedrock of a field ground, a significant error occurs, which results in a lack of accuracy. there was.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 지중 열전도도 산정시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring when the conventional underground thermal conductivity is calculated as described above.
본 발명의 목적은, 다이얼로그 방식에 기초하고 프로그램 내부적으로 원-스탑(one-stop) 식으로 지중 열전도도를 평가하도록 한 지중 열전도도 평가방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of evaluating underground thermal conductivity based on a dialog system and evaluating underground thermal conductivity in a program in a one-stop manner.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
지중 초기온도를 측정 및 평가할 수 있도록 하며, 다이얼로그 대화창을 활용하여 지반 보고서의 입력 사항인 지중 열전도도 평가의뢰서 및 지중 열전도도 측정 시험 조건을 입력할 수 있도록 하고, 측정 장비의 가열부 히터동력, 히터에서 순환수로의 열전달율, 지중 입출구 온도, 유량 등을 측정할 수 있도록 하며, 측정 및 수집된 데이터를 후처리에 사용되어지도록 엑셀 데이터 파일 형식으로 저장할 수 있도록 하며, 측정된 변수로부터 일정 시간 이후의 정상 상태 데이터를 근거로 프로그램 내부적으로 지중 열전도도를 평가 및 산정할 수 있도록 한다. It is possible to measure and evaluate the initial temperature of the ground, input the ground heat conductivity request and ground heat conductivity measurement test conditions, which are inputs of the ground report, by using the dialog dialog. It is possible to measure the heat transfer rate, underground inlet and outlet temperature, flow rate, etc. of circulating water in the circulating water, and to save the measured and collected data in Excel data file format to be used for post-processing. Understand the ground thermal conductivity within the program based on the state data.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "지중 열전도도 평가방법"은, 지중 열전도도 평가방법에 있어서, 지중 열전도도 평가를 위한 지중 열전도도 측정 간격을 지정하고, 초기 지중입구 및 출구 순환수 온도를 각각 출구센서와 입수센서로 측정하는 제1단계와; 상기 측정한 초기 지중 입구 및 출구 온도를 응용프로그램인 지중 열전도 평가프로그램으로 비교하여 동일하면, 초기 지중 온도를 측정하는 제2단계와; 상기 초기 지중 온도 측정 후 지중 열전도도 실행 다이얼로그 체크박스의 휘일루프(while) 및 플랫시컨스루프(flat sequence)를 통해 프로그램을 자동 실행하고, 지중 열전도도 평가의뢰서 항목 및 지중 열전도도 시험 조건 항목을 입력하는 제3단계와; 상기 지중 열전도도 평가를 위한 측정 대상의 온도 및 전압을 측정 및 표시하는 제4단계와; 상기 측정 대상의 전압 측정치를 이용하여 물리적 아날로그량인 히트소비전력, 순환유량과 히터에서 순환수로의 열전달율과 지중입출구평균온도를 평가하고 결과를 도시하는 제5단계와; 상기 지중입출구평균온도 기간이 48시간 이상 시간을 만족하면, 정상상태의 기간과 지중입출구평균온도 및 평균 열전달율을 소팅하는 제6단계와; 상기 소팅한 정상상태의 평균 지중입출구 온도를 그래프로 작성하는 제7단계와; 상기 그래프의 일차 피팅 선도의 기울기를 산정하여 표시하고, 정상상태의 평균열전달율을 표시하고, 강화폴리에틸렌파이프의 설치 깊이를 표시하는 제8단계와; 지중 열전도도를 평가한 후 그 결과를 표시하는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 한다."Method for evaluating underground thermal conductivity" according to the present invention for achieving the above object, in the underground thermal conductivity evaluation method, specifies the ground thermal conductivity measurement interval for underground thermal conductivity evaluation, the initial underground inlet and outlet circulation A first step of measuring the water temperature with an outlet sensor and an inlet sensor, respectively; A second step of comparing the measured initial underground inlet and outlet temperatures with an underground thermal conductivity evaluation program as an application program and measuring the initial underground temperature; After the initial underground temperature measurement, the program is automatically executed through a whirl loop and a flat sequence of the underground thermal conductivity execution dialog box, and an underground thermal conductivity evaluation request item and an underground thermal conductivity test condition item are inputted. Performing a third step; A fourth step of measuring and displaying a temperature and a voltage of a measurement target for evaluating the underground thermal conductivity; A fifth step of evaluating heat transfer power, circulation flow rate and heat transfer rate from the heater to the circulation water and the ground inlet / outlet average temperature, which are physical analog amounts, and showing the results using the voltage measurement value of the measurement target; A sixth step of sorting the steady-state period, the underground entrance and exit average temperature, and the average heat transfer rate when the underground entrance and exit average temperature period satisfies a time of 48 hours or more; A seventh step of graphing the average ground inlet / outlet temperature of the sorted steady state; An eighth step of calculating and displaying a slope of the primary fitting line of the graph, displaying an average heat transfer rate in a steady state, and displaying an installation depth of the reinforced polyethylene pipe; And a ninth step of evaluating the underground thermal conductivity and displaying the result.
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이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. If it is determined that the detailed description of the known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 의한 지중 열전도도 평가 방법이 적용되는 지중 열전도도 측정 및 평가 시스템의 구성을 보인 블록도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of the underground thermal conductivity measurement and evaluation system to which the underground thermal conductivity evaluation method according to the present invention is applied.
여기서 참조부호 110은 지중 열전도도 측정을 위한 순환수를 일정 온도로 가열하기 위한 가열부로서, 다수개의 히터를 포함하는 것이 바람직하다.Here,
참조부호 120은 상기 가열부(110)에 의해 가열된 순환수를 순환시키는 열매체 순환부(120)로서, 순환 펌프와 동배관으로 구현되는 것이 바람직하고, 참조부호 130은 지중 루프부로서, 지중으로의 순환수 배관과 지중으로 열교환 역할을하는 지중에 매설되는 에너지 관을 의미하며, 이 에너지관은 강화폴리에틸렌(HPE:Harden Poly Ethylene) 파이프로 구현하는 것이 바람직하다.
참조부호 140은 상기 지중 루프부(130)의 출구측 온도를 측정하는 출구 센서 로서, 지중루프 출구부의 순환수 온도를 감지하는 통상적인 온도 센서를 의미하며, 참조부호 150은 지중루프 입구부의 순환수 온도 감지용 센서로서 상기 지중 루프부(130)의 입구, 즉 에너지 관을 전부 흐른 후 다시 열매체 순환부(120)로 유입되는 쪽의 온도를 측정하는 입구 센서로서, 통상적으로 온도 센서를 의미한다.
참조부호 160은 배관순환유량을 측정하는 유량계이고, 참조부호 170은 측정한 지중온도라든지 유량 값, 그래프, 기타 데이터를 디스플레이하는 표시부(모니터, LCD)를 의미하며, 참조부호 180은 지중 열전도도 측정을 위한 데이터분석 및 해석용 애플리케이션 응용 프로그램이 내장되고, 지중 열전도도 측정 및 평가시 발생하는 데이터를 저장하는 메모리를 나타내며, 참조부호 190은 지중 열전도도 측정 및 평가시 필요한 데이터를 입력하거나 특정 대상을 선택하기 위한 입력부로서, 통상의 키보드와 마우스 등으로 구현하는 것이 바람직하다.
또한, 참조부호 200은 지중 열전도도 측정 및 평가를 위한 전반적인 제어를 담당하는 제어부로서, 마이크로프로세서이거나 중앙처리장치(CPU)로 구현하는 것이 바람직하다.In addition,
이와 같이 구성되는 지중 열전도도 측정 및 평가 시스템은, 가열부(110), 열매체 순환부(120), 지중 루프부(130), 출구센서(140), 입구센서(150), 유량계(160), 제어부(200)의 구성은 지중 열전도도 측정 장비라고 볼 수 있으며, 표시부(170), 메모리(180), 입력부(190) 및 제어부(200)를 포함한 구성은 평가 시스템으로 볼 수 있다. The underground thermal conductivity measurement and evaluation system configured as described above includes a
도 2는 본 발명에 의한 지중 열전도도 평가 방법을 보인 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of evaluating underground thermal conductivity according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 지중 열전도도 평가를 위해 지중 열전도도 측정 프로그램(애플리케이션 응용 프로그램)의 측정 간격을 지정하고, 초기 지중입구 및 출구 온도를 측정하는 제1단계(S101, S103)와; 상기 측정한 초기 지중 입구 및 출구 온도를 비교하여 동일하면, 초기 지중 온도를 측정하는 제2단계(S105, S107)와; 상기 지중 온도 측정 후 지중 열전도도 실행 다이얼로그 체크박스 프로그램을 자동을 실행하고, 지중 열전도도 평가의뢰서 항목 및 지중 열전도도 시험 조건 항목을 입력하는 제3단계(S109, S111)와; 상기 지중 열전도도 평가를 위한 측정 대상의 온도 및 히터전압 및 CT 전압과 유량계 전압을 측정 및 표시하는 제4단계(S113)와; 상기 측정 대상의 전압 측정치를 이용하여 물리적 아날로그량인 히트소비전력, 순환유량과 히터에서 순환수로의 열전달율과 지중입출구평균온도를 평가하고 결과를 도시하는 제5단계(S115)와; 상기 지중 입출구 평균 온도 기간이 일정 시간인 48분을 만족하는지 판단하는 판단부(S117)와 정상상태의 기간과 정상상태 기간의 지중입출구평균온도 및 평균 열전달율을 추출하는 제6단계(S119)와; 상기 추출한 정상상태의 평균 지중 입출구 온도 Y-축과 시간을 진수로 하는 자연로그 X-축 으로 이루어진 그래프를 작성하는 제7단계(S121)와; 상기 그래프의 일차 피팅 선도의 기울기를 산정하여 표시하고, 정상상태의 평균열전달율을 표시하고, 강화폴리에틸렌파이프의 설치 깊이를 표시하는 제8단계(S123)와; 인-시추 라인 매소드를 이용하여 지중 열전도도를 평가한 후 그 결과를 표시하며, 후처리용 지중입구, 지중출구온도, 유량, 히터전력, 열전달율과 같은 순간치 데이터를 저장하는 제9단계(S125)로 이루어진다.
여기서, 프로그램 내부 수식 노드는, 유량, 히터소요전력, 순환수로의 열전달율을 산정하고, 수식 노드는, 입력 값(히트전압, CT전압, 유량계전압, 측정치입구온도, 측정치출구온도)을 받아 수식 노드의 수식에 의하여 출력 값(펌프유량, 히터소비전력, 순환수로의 열전달률)을 산정하는 기능함수를 의미한다.
또한, 지중 입구ㆍ출구 온도 측정의 주체는, 도면 도 1의 출구센서(140) 및 입구센서(150)로서, 출구센서(140)는 그 기능이 지중루프 출구부의 순환수 온도를 감지하기 위한 센서이고, 입구센서(150)는 그 기능이 지중루프 입구부의 순환수 온도를 감지하기 위한 센서이다.
또한, 지중 입구ㆍ출구 온도 비교 주체는, LABVIEW 기반 응용프로그램인 지중열전도평가 프로그램으로서, 비교는 응용프로그램내 소스코드에서 함수를 사용하여 지중입ㆍ출구의 온도를 비교한다.
또한, 프로그램을 자동 실행하는 주체는, 휘일루프(while)및 플랫 시컨스 루프(Flat sequence)로 프로그램이 진행된다.
또한, 지중입출구평균온도 기간은 48시간 이상으로 정하는데, 이 시간은 48시간 이상으로 에너지관리공단에서 고시한 지중열전도도 측정 기술기준안의 최소 측정 시간을 적용한 것이다.As shown therein, a first step (S101, S103) of designating a measurement interval of an underground thermal conductivity measurement program (application application program) and measuring an initial underground entrance and exit temperature for evaluating underground thermal conductivity; A second step (S105, S107) of comparing the measured initial underground inlet and outlet temperatures with the same, and measuring the initial underground temperature; A third step (S109, S111) of automatically executing an underground thermal conductivity execution dialog box program after the underground temperature measurement and inputting an underground thermal conductivity evaluation request item and an underground thermal conductivity test condition item; A fourth step (S113) of measuring and displaying a temperature, a heater voltage, a CT voltage, and a flow meter voltage of the measurement target for evaluating the underground thermal conductivity; A fifth step (S115) of evaluating heat consumption power, circulation flow rate, and heat transfer rate from the heater to the circulation water and the ground inlet / outlet average temperature, which are physical analog amounts, using the voltage measurement value of the measurement target and showing the result; A determination unit (S117) for determining whether the underground inlet / out temperature period satisfies a predetermined time period of 48 minutes and a sixth step (S119) of extracting the average inlet / outlet temperature and the average heat transfer rate of the steady state period and the steady state period; A seventh step (S121) of creating a graph consisting of the extracted average average ground entrance / exit temperature Y-axis and a natural logarithm X-axis based on time; An eighth step (S123) of calculating and displaying a slope of the first fitting line of the graph, displaying an average heat transfer rate in a steady state, and displaying an installation depth of the reinforced polyethylene pipe; Evaluate the ground thermal conductivity using the in-drilling line method and display the result, and store the instantaneous data such as ground inlet, ground outlet temperature, flow rate, heater power, and heat transfer rate (S125). )
Here, the program internal formula node calculates the flow rate, heater power consumption, and heat transfer rate of the circulation channel, and the formula node receives an input value (heat voltage, CT voltage, flow meter voltage, measured value inlet temperature, measured value outlet temperature), and modulated node. It is a function function that calculates the output value (pump flow rate, heater power consumption, heat transfer rate to the circulating water channel) according to the equation.
In addition, the main inlet and outlet temperature measurement is the
Also, the ground inlet / outlet temperature comparison subject is a LABVIEW based application program for underground thermal conductivity evaluation. The comparison compares the temperatures of the ground inlet / outlet using a function in the source code of the application.
In addition, the subject that automatically executes the program proceeds in a whirl loop and a flat sequence loop.
In addition, the mean temperature period of underground entrance and exit is set to 48 hours or more, which is 48 hours or more, which is the minimum measurement time of the technical standard for geothermal conductivity measurement announced by the Korea Energy Management Corporation.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 지중 열전도도 평가 방법은, 먼저, 제어부(200)는 단계 S101에서 지중 열전도도 평가용 프로그램을 실행하고, 측정 간격(예를 들어, 1분)을 지정한다. 즉, 도 3과 같은 지중 열전도도 측정 간격 지정 링 화면에서 마우스를 클릭하여 측정간격을 지정한다.In the method for evaluating underground thermal conductivity according to the present invention, the
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다음으로, 단계 S103에서 출구온도센서(140)와 입구온도센서(150)를 이용하여 초기 지중 입구 온도 및 초기 지중 출구 온도를 측정하고, 단계 S105에서는 상기 측정한 초기 지중 입구온도와 초기지중 출구온도를 비교한다.Next, in step S103, the initial underground inlet temperature and the initial underground exit temperature are measured using the
이 비교 결과 초기 지중 입구 온도와 초기 지중 출구 온도가 상이할 경우에는 다시 전술한 단계 S103로 이동하여 해당 단계 및 그 이하의 단계를 수행하고, 이와는 달리 초기 지중 입구 온도와 초기 지중 출구 온도가 동일할 경우에는 단계 S107로 이동하여 이때의 동일 온도를 초기 지중 온도로 측정 및 도시한다. As a result of the comparison, when the initial underground inlet temperature and the initial underground outlet temperature are different, the process moves to the above-described step S103 and performs the corresponding steps and the following steps. Alternatively, the initial underground inlet temperature and the initial underground exit temperature may be the same. In the case, it moves to step S107 and the same temperature at this time is measured and shown as initial underground temperature.
여기서 측정 시간대비 지중입구온도와 지중출구온도를 그래프 또는 초기지중입구온도와 초기지중출구온도 인디케이트에서 확인할 수 있으며, 초기지중입구온도와 초기지중출구온도가 동일할 때 초기지중온도 인디케이트에 그때의 온도를 디스플레이하게 된다. Here, the ground inlet temperature and the ground outlet temperature can be checked in the graph or the initial ground inlet temperature and the initial ground outlet temperature indicator.When the initial ground inlet temperature and the initial ground outlet temperature are the same, It will display the temperature of.
아울러 초기지중입구온도와 초기지중출구온도가 동일할 때 지중열전도도 측정 실행 다이얼로그 박스를 활용하여 열전도도 측정 실행 버튼의 체크박스를 클릭하면 초기지중온도측정이 종료되며, 단계 S109에서와 같이 지중열전도도측정이 진행되도록 프로그램 내부적으로 처리한다.In addition, when the initial underground inlet temperature and the initial underground exit temperature are the same, by clicking the check box of the thermal conductivity measurement execution button using the underground thermal conductivity measurement execution dialog box, the initial underground temperature measurement is terminated, as shown in step S109. The program is processed internally to allow the measurement to proceed.
다음으로, 단계 S111에서는 지중 열전도도 평가의뢰서 항목과 지중 열전도도 시험조건 항목을 입력한다. Next, in step S111, an underground thermal conductivity evaluation request item and an underground thermal conductivity test condition item are input.
지중열전도도 평가의뢰서 입력은, 도 4와 같이 신청기관 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면 키보드(190)에서 신청기관을 입력하고, 다이얼로그 박스의 확인 버튼은 클릭한다. 이어서 도 5와 같이 신청기관 전화 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 전화번호를 입력하고, 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다. 아울러 도 6과 같이 담당자 이동전화번호 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 이동전화번호를 입력하고, 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다. 이어 도 7과 같이 시험장소 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 시험장소를 입력하고, 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다. 다음으로, 도 8과 같이 측정개시일 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 측정 개시일을 입력하고 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다. 아울러 도 9와 같이 수행기관 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 수행기관을 입력하고, 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다.In the ground heat conductivity evaluation request form, as shown in Fig. 4, when the input agency input dialog box pops up, the applicant enters the application engine on the
지중 열전도도 시험조건 항목 입력은, 도 10과 같이 초기지중온도 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 초기지중 온도 값을 입력하고, 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다. 이어 도 11과 같이 HPE 튜브 직경 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 강화폴리에틸렌 파이프(HPE파이프) 튜브 직경 값을 입력하고 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다. 아울러 도 12와 같이 HPE 튜브 깊이 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 강화폴리에틸렌 파이프 튜브 깊이 값을 입력하고 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다. 또한, 도 13과 같이 기타사항 입력 다이얼로그 박스가 팝업되면, 키보드에서 기타사항을 입력하고 다이얼로그 박스의 확인 버튼을 클릭한다.For the ground thermal conductivity test condition item input, as shown in FIG. 10, when the initial ground temperature input dialog box pops up, the initial ground temperature value is input from the keyboard and the confirmation button of the dialog box is clicked. Next, when the HPE Tube Diameter Input dialog box pops up as shown in FIG. 11, enter the reinforced polyethylene pipe (HPE pipe) tube diameter value on the keyboard and click the OK button on the dialog box. In addition, when the HPE Tube Depth Input dialog box pops up as shown in FIG. 12, enter the reinforced polyethylene pipe tube depth value using a keyboard and click the OK button of the dialog box. In addition, when the other items input dialog box pops up as shown in FIG. 13, other items are inputted from the keyboard and the confirmation button of the dialog box is clicked.
다음으로, 도 14에서와 같이 단계 S113에서는 지중 입출구 온도를 측정하여 표시부(170)에 디스플레이하고, 히터 전압/CT 전압을 측정하여 표시부(170)에 디스플레이하며, 유량계 전압을 측정하여 디스플레이하게 된다.Next, as shown in FIG. 14, in step S113, the underground inlet / outlet temperature is measured and displayed on the
아울러 도 15에서와 같이 단계 S115에서는 그래프를 활용하여 히터 소비 전력을 산정하여 디스플레이하고, 유량을 산정하여 디스플레이하며, 열전달율을 산정하여 디스플레이하고, 지중입출구 평균온도를 산정하여 디스플레이하게 된다.In addition, as shown in FIG. 15, in step S115, the heater power consumption is calculated and displayed using a graph, the flow rate is calculated and displayed, the heat transfer rate is calculated and displayed, and the underground inlet and outlet average temperature is displayed.
즉, 실시간 측정 지중 입구온도, 측정 지중 출구온도를 인디케이트에 디스플레이하며, 실시간으로 도시된 유량계 전압으로부터 프로그램 내부 수식 노드를 활용하여 순환수 질량 유량으로 환산하여 순환수 질량 유량을 실시간으로 인디케이트에 도시한다. 아울러 실시간 히터소비 전압을 인디케이트에 도시하며, 히터전류는 CT(Current Transformer)를 통하여 CT 전압을 측정하여 인디케이트에 실시간으로 도시한다. 그리고 CT 전압과 히터 전압으로부터 프로그램 내부 수식 노드를 활용하여 히터소비전력을 실시간으로 도시하게 된다. 프로그램 내부적으로 순환수 질량유량, 측정입구 및 출구 온도차와 정압비열을 이용하여 히터에서 순환수로의 열전달율을 인디케이트에 도시하게 된다.In other words, the real-time measurement ground inlet temperature and the measurement ground outlet temperature are displayed on the indicator, and the circulating water mass flow rate is converted into the circulating water mass flow rate by converting the circulating water mass flow rate to the circulating water mass flow rate by using the formula node inside the program. Illustrated. In addition, the real-time heater consumption voltage is shown on the indicator, and the heater current is shown on the indicator in real time by measuring the CT voltage through a CT (Current Transformer). In addition, the heater power consumption is shown in real time using a program internal formula node from the CT voltage and the heater voltage. The heat transfer rate from the heater to the circulating water is indicated in the indicator using the circulating water mass flow rate, the measured inlet and outlet temperature differences, and the constant pressure specific heat.
다음으로, 단계 S117에서는 프로그램 내부적으로 시간 축(x축)에 평행한 지중입출구 평균온도 기간이 정해진 시간(예를 들어, 1440분) 이상이 되었나를 확인하여, 지중입출구 평균온도 기준이 정해진 시간 이상이 된 경우, 단계 S119로 이동하여 정상상태 기간을 소팅하고, 정상상태 지중입출구 평균온도를 소팅하고, 정상상태 평균 열전달율을 소팅하게 된다.Next, in step S117, it is checked whether the average length of the underground inlet and outlet parallel to the time axis (x-axis) in the program has been longer than a predetermined time (for example, 1440 minutes), and the average of the ground entrance and exit average temperature is greater than or equal to the predetermined time. In this case, the flow goes to step S119 to sort the steady-state period, sort the steady-state underground inlet / outlet temperature, and sort the steady-state average heat transfer rate.
다음으로, 단계 S121에서는 x-축 시간을 진수로 하는 자연로그대비 y-축 정상상태 지중입출구 평균온도에 대한 그래프를 작성하게 된다. Next, in step S121, a graph is plotted for the average temperature of the y-axis steady state underground entrance and exit versus the natural logarithm based on the x-axis time as the base number.
즉, 도 15에서와 같이 지중 열전도도 그래프 작성은, 실시간 측정기간 동안의 지중입구온도, 지중출구온도 및 지중 입출구 평균온도를 그래프에 도시하고, 실시간 측정기간 동안의 히터소비전력, 펌프 유량 및 히터에서 순환수로의 열전달율을 그래프에 도시한다. 아울러 지중입출구 평균온도를 근거로 이 값이 시간 x-축과 거의 평형을 유지할 때, 프로그램을 정지 상태(OFF)로 한다.That is, as shown in FIG. 15, the graph of the ground thermal conductivity graph shows the ground inlet temperature, the ground outlet temperature, and the ground inlet / outlet average temperature during the real-time measurement period, and shows the heater power consumption, the pump flow rate, and the heater during the real-time measurement period. The graph shows the heat transfer rate of the circulating channel at. In addition, the program is turned off (OFF) when this value is approximately in equilibrium with the time x-axis, based on the mean temperature at the ground inlet and outlet.
다음으로, 도 16에서와 같이 단계 S123에서는 그래프의 일차 피팅 선도의 기울기를 산정하여 디스플레이하고, 정상상태 평균 열전달율을 표시하며, 단계 S125에서는 일차선형회귀분석으로 지중 열전도도를 평가하여 그 결과를 디스플레이한다.Next, as shown in FIG. 16, in step S123, the slope of the first fitting line of the graph is calculated and displayed, and the average state heat transfer rate is displayed. In step S125, the ground thermal conductivity is evaluated by the first-order linear regression analysis, and the result is displayed. do.
여기서, 측정 진행 후 경과시간이 48시간 이상인 경우 지중입출구 평균온도가 시간 X-축에 평행한 상태가 정상 상태이고, 측정 후 지중입출구온도가 X-축 시간 경과에 따라 기울기가 급격한 영역을 비정상상태이다.
즉, 비정상상태의 기간 동안의 평균 열전달율과 지중입출구 평균온도를 제외한 정상상태 기간의 평균 열전달율과 지중입출구 평균온도를 프로그램 내부적으로 소팅(sorting)한다. 이러한 소팅 기능은 도 17에 도시한 바와 같이, 지중 열전도도 시험조건 탭페이지 내 피팅 기간을 마우스로 클릭하여 정상상태 기간을 선정하므로써 이루어진다. 평균 열전달율은 좌측 중단에 위치한 인디케이트에 디스플레이한다. 정상상태기간을 자연로그 x-축 대비 정상상태 기간 동안의 지중입출구 평균온도 그래프와 이 그래프를 근거로 일차선형회귀분석으로부터 일차함수의 기울기를 평가한다. 평가되어진 기울기는 좌측 상단에 위치한 인디케이트에 디스플레이한다. 평균열전달율, 일차선형회귀분석 결과에 의한 일차함수의 기울기 및 지중매설강화폴리에틸렌파이프인 HPE 설치 깊이 값을 근거로 프로그램 내부적으로 수식 노드에 의하여 지중 열전도도를 평가하며, 이값을 좌측 하단에 위치한 인디케이트에 디스플레이한다.
더 구체적으로는, 예로써, 48시간 측정을 진행하였다면 피팅기간을 6시간으로 지정한 경우 6시간의 비정상 상태 영역을 제외한 나머지 42시간의 시간과 지중입출구평균온도 값을 가지고 지중열전도도를 평가하도록 한다.
즉, 일차원배열로 구성된 지중입출구평균온도값의 배열에서 6시간의 데이터를 제외한 나머지 데이터를 배열로 출력하고, 일차원배열로 구성된 경과시간 값의 배열에서 6시간의 데이터를 제외한 나머지 시간데이터를 배열로 출력하며, 출력된 시간데이터를 자연로그화 한다. 그 다음 출력값인 지중입출구평균온도 배열값을 y-축과 출력값인 시간자연로그 배열 값을 x-축으로 하는 선도의 기울기를 산정하고, 산정된 기울기를 표시한다.
그리고 기울기, HPE(Harden Poly Ethylene)튜브깊이, 평균열전달율에 의하여 프로그램수식노드 열에 의하여 열전도도를 산정하며, 출력값인 지중입출구평균온도 배열값을 y-축, 출력 값인 시간자연로그 배열 값을 x-축으로 하는 그래프를 산정하고, 프로그램수식노드에 의하여 산정된 열전도도를 표시한다.
아울러 지중입구, 지중출구, 유량, 히터전력, 열전달율 데이터를 엑셀시트에 저장한다.
모니터링 시스템에서는 상기의 탭키에서 도시한 데이터의 후처리 열성능 분석을 위한 원본 데이터(raw data)를 도 18과 같이 ASCⅡ 파일 형태인 엑셀 형식으로 데이터를 저장하게 되며, 데이터 저장 파일 명은 0000년00월00일00시00분00초의 형태로 저장한다. 0000년00월00일00시00분00초.XLS 데이터에 저장되는 항목은 열 헤드의 변수 값이 도 18과 같이 기본 데이터 값과 이 기본 데이터를 이용한 해석 값들로 구성되어있다.Here, if the elapsed time is 48 hours or more after the progress of the measurement, the average state of the underground entrance and exit is parallel to the time X-axis, and after the measurement, the region of the underground entrance and exit temperature is steeply inclined as the X-axis time elapses. to be.
That is, the average heat transfer rate and average inlet / outlet temperature of the steady state period except the average heat transfer rate and the ground inlet / outlet temperature during the abnormal state are sorted internally. This sorting function is performed by selecting the steady-state period by clicking on the fitting period in the underground thermal conductivity test condition tab page with a mouse as shown in FIG. The average heat transfer rate is displayed on the indicator located at the left break. Evaluate the slope of the first-order function from the first-order linear regression analysis based on the graph of the average temperature of the ground inlet and outlet during the steady-state period versus the natural log x-axis. The estimated slope is displayed in the indicator located in the upper left corner. Based on the mean heat transfer rate, the slope of the primary function based on the linear regression analysis, and the HPE installation depth value of the underground buried reinforced polyethylene pipe, the thermal conductivity of the ground is evaluated internally by the formula node. Display on.
More specifically, for example, if a 48-hour measurement is performed, if the fitting period is specified as 6 hours, the ground thermal conductivity is evaluated using the remaining 42 hours except the abnormal state region of 6 hours and the average inlet / outlet temperature. .
That is, in the array of underground entrance and exit average temperature values consisting of one-dimensional array, the remaining data except for 6 hours of data is output as an array, and in the array of elapsed time values consisting of one-dimensional array, the remaining time data except for 6 hours of data are arrayed. It outputs and naturally logs the output time data. Next, the slope of the plot with the y-axis as the output value of the underground inlet / outlet average temperature array value and the x-axis as the time natural log array value as the output value is calculated, and the calculated slope is displayed.
The thermal conductivity is calculated by the program formula node column according to the slope, HPE (Harden Poly Ethylene) tube depth, and average heat transfer rate. A graph is plotted as an axis, and the thermal conductivity calculated by the program formula node is displayed.
In addition, ground inlet, ground outlet, flow rate, heater power, and heat transfer rate data are stored in Excel sheet.
In the monitoring system, the raw data for the post-process thermal performance analysis of the data shown in the above tab key is stored in Excel format in the form of ASCII file as shown in FIG. 18, and the data storage file name is 0000 00 days 00:00 minutes 00 seconds. The item stored in the XLS data is composed of basic data values and analysis values using the basic data as shown in FIG. 18.
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본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 다이얼로그 방식에 기초하고 프로그램 내부적으로 원-스탑(one-stop) 식으로 지중 열전도도 산정 결과를 평가할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention as described above, there is an advantage that the ground thermal conductivity calculation result can be evaluated based on the dialog system and in the program in a one-stop manner.
또한, 지중 초기온도를 측정 및 평가할 수 있으며, 다이얼로그 대화창을 활용하여 지반 보고서의 입력 사항인 지중 열전도도 평가의뢰서 및 지중 열전도도 측정 시험 조건을 입력할 수 있고, 측정된 변수로부터 일정 시간 이후의 정상 상태 데이터를 근거로 프로그램 내부적으로 지중 열전도도를 정확하게 평가 및 산정할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to measure and evaluate the initial temperature of the ground, input the ground thermal conductivity request request and the ground thermal conductivity measurement test conditions, which are input items of the ground report, using the dialog dialog, It has the advantage of accurately evaluating and calculating underground thermal conductivity internally based on state data.
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