최근 ATES system의 설치량이 전 세계적으로 증가하고 있다. 냉열정과 온열정으로 구성되는 ATES system은 대형건물의 냉․난방을 할 때에 여러 개의 냉열정과 온열정으로 구성된 복수정을 이용한다. 복수정을 이용할 때, 냉열정과 온열정의 배열이 냉․난방의 효율에 영향을 준다. 따라서 어떤 배열에서 효율이 가장 좋으며, 왜 그러한지 수치모델링을 통해 연구하였다. 총 64개의 시추공을 32개의 냉열정과 32개의 온열정으로 나누어 10개의 배열방법으로 모사하였으며, 모델 적정 기간은 5년으로 결정하고, 냉열정과 온열정이 마주하는 중간지점을 직선으로 이은 총거리를 경계면거리(interface line length)라 정의하고 배열에 따른 열효율과 비교 연구하였다. 모사 결과, 광역적인 지하수의 흐름이 존재하지 않을 경우에는 경계면거리가 짧을수록, 열간섭지수 η가 클수록 열효율이 높게 나타났다. 그러나 열효율이 낮은 배열과 효율이 높은 배열의 차이가 약 1.71 %정도로 냉열정과 온열정 사이의 거리가 충분하면 배열은 중요한 요소가 아님을 알 수 있다. 반대로, 광역적인 지하수의 흐름이 존재할 경우에 경계면거리가 짧을수록 열효율이 높게 나타났다. 그러나 η값은 관계가 없는 것으로 나타났다. 또, 지하수의 흐름방향에 대해 온열정과 냉열정의 배열이 비대칭적일 경우에는 상류구배에 냉열정이 있느냐, 온열정이 있느냐에 따라 난방모드와 냉방모드의 열효율이 달라지며, 지하수의 흐름방향과 시추공의 배열을 평행하게 하였을 때, 가장 높은 효율을 보였다. 따라서 대형건물의 냉․난방을 위한 ATES system의 효율을 높이기 위해서는 광역적인 지하수의 흐름이 존재하지 않으며 시추공의 간격이 충분할 경우에는 배열을 고려하지 않아도 되며, 광역적인 지하수의 흐름이 존재할 경우에는 지하수의 흐름방향을 고려하고, 경계면거리를 짧게 배열해야한다.
Recently, installation of the ATES system is in increasing demand. The ATES system uses multi-wells, cosisting of a combination of cold and warm wells, which are constructed for cooling and heating a large-scale building. The purpose of this research is to elucidate the effects of arrangement of cold wells and warm wells on the thermal power of the ATES system by using a numerical model. Interface line length(ILL), which is defined as the total distance of interfaces between cold wells and warm wells, is examined as a key parameter controling the efficiency of the thermal power concerning the well array. An ATES system consisting of 32 cold wells and 32 warm wells with 10 different types of well arrangement was considered in the numerical model. Simulation results showed that, in case of no regional groundwater flow, the ATES system with higher ILL and lower thermal interference index had greater thermal powers. However, the difference was only 1.7%; therefore, it is clear that the well arrangement was not an important factor determing the thermal power. However, simulation results also showed that, the ATES system, under regional groundwater flow, was greatly influenced by ILL with no affects of the thermal interference index. In addition to ILL, the thermal power was also affected by the direction of groundwater flow with respect to the well array. When the direction of groundwater flow was parallel to the well array, the ATES system showed the highest thermal efficiency. Conclusively, in order to increase the efficiency of ATES system, the wells should be placed in consideration of regional groundwater flow and arranged to have shorter ILL.