【목적】 지하 가스 저장소 내 공기 온도 변동은 압축 공기 에너지 저장 발전소의 운영 효율 및 저장소 구조 안전에 중요한 영향을 미치며, 저장소 내부에 내장형 열교환기를 배치하는 것은 공기 온도 변동을 억제하는 효과적인 방법 중 하나이다. 【방법】 내장형 열교환기 열전달을 고려한 압축 공기 열역학 모델을 구축하여, 다양한 냉온수 배치 전략이 저장소 내 공기 온도 및 압력에 미치는 영향을 연구하였다. 【결과】 결과는 충기 단계에서 저온수를 주입하고 방기 단계에서 고온수를 주입함으로써 내장형 열교환기가 공기의 압축 발열 효과와 팽창 냉각 효과를 효과적으로 억제하여 공기 온도 변동 범위를 줄일 수 있음을 보여준다. 충기 및 방기 단계에서 각각 33℃ 냉수와 90℃ 온수를 주입할 경우, 내장형 열교환기가 없을 때 43.9℃였던 충·방기 후 온도차가 15.0℃ 이하로 감소할 수 있다. 추가 분석 결과, 열교환기 냉수 주입 시점을 충기 후반부로 조정하고 방기 말기에 열수를 집중 주입하면 열교환기와 공기 간의 열전달 온도 차를 효과적으로 높여 충·방기 종료 시 온도차를 더욱 줄일 수 있다. 【결론】 종합적으로, 내장형 열교환기의 운영 전략을 합리적으로 구성하고 특히 냉·온수 사용 시점을 최적화하면 압축 공기 에너지 저장 시스템의 저장 및 발전 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

압축 공기 에너지 저장; 열역학 모델; 내장 열교환기; 운영 전략