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2008 Vol.45, Issue 2 Preview Page
30 April 2008. pp. 157-163
Abstract
This paper presents numerical investigations and thermohydraulic evaluation on the two-well model of aquifer thermal energy storage (ATES) systems operated under continuous flow regime. A three-dimensional finite-difference model for groundwater flow and heat transport is used to analyze the thermal energy storage in the aquifer. The model includes the effects of convection and conduction heat transfer, heat loss to the adjacent confining strata, and hydraulic anisotropy. The operation scenario consists of continuous injection and recovery from two wells and four periods per year to simulate the seasonal temperature conditions. The calculated temperatures at the producing well were relatively constant within certain range through the year and fluctuating with a quarterly year period. Operation schedules, injection temperature, injection/production rate, and geometry of well arrangement used in the model are shown to impact the predicted temperature profiles at each stage and the recovery water temperature. But aquifer thickness and hydraulic anisotropy have a minimal effect on the performance of ATES systems.
본 연구에서는 연속 유동 방식으로 운영되는 대수층 축열 시스템의 2정 모델에 대하여 수치 연구와 열수리학적 평가를 수행하였다. 대수층 내 축열을 분석하기 위하여 지하수 유동과 열 이동에 대한 3차원 유한차분 모델을 사용하였다. 이 수치 모델은 대류 및 전도 열전달, 인접 압층으로의 열 손실, 수리 이방성 등의 효과를 반영할 수 있다. 운전 시나리오는 두 개의 정호를 이용한 연속적 주입과 회수로 구성되어 있으며 계절 조건을 반영하여 연중 4회의 주입수 수온 변동 구간을 설정하였다. 생산수의 온도 계산치는 3개월마다 변동하면서 연중 특정 범위 내에서 일정한 값을 유지했다. 모델에 사용된 운전 스케쥴, 주입수 온도, 주입/생산량, 정호 배열의 형상 등은 온도 분포 및 생산수 온도에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 대수층 두께와 수리 이방성이 대수층 축열 시스템의 거동에 미치는 영향은 크지 않았다.
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Information
  • Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
  • Publisher(Ko) :한국자원공학회
  • Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
  • Journal Title(Ko) :한국지구시스템공학회지
  • Volume : 45
  • No :2
  • Pages :157-163