KR100795353B1 - 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치 - Google Patents

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KR100795353B1 KR1020060111089A KR20060111089A KR100795353B1 KR 100795353 B1 KR100795353 B1 KR 100795353B1 KR 1020060111089 A KR1020060111089 A KR 1020060111089A KR 20060111089 A KR20060111089 A KR 20060111089A KR 100795353 B1 KR100795353 B1 KR 100795353B1
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Abstract

본 발명은 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치에 관한 것으로서, 히트펌프의 제2열교환기에 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관을 연결함으로써 겨울철엔 외기에 비해 상대적으로 따뜻하고 여름철엔 외기에 비해 상대적으로 시원한 지하공기를 공급할 수 있으며, 이로 인하여 제1열교환기에서 냉온수를 얻을 수 있어 냉온수기로 사용할 수 있고 이 냉온수기를 이용하여 사계절 내내 효율이 향상된 냉난방을 실시할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 냉 온수기는 정역방향으로 흐르는 하나의 사이클을 이루면서 냉기와 온기를 얻을 수 있도록 제1열교환기(11)와 제2열교환기(12)에 사방밸브(14)를 통해 압축기(13)가 연결되고 팽창밸브(15)가 연결되어 있는 히트펌프(10)가 구비되며, 상기 히트펌프(10)의 제2열교환기(12)에는 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관(17)이 연결되며, 상기 히트펌프(10)의 제1열교환기(11)에는 냉 온수를 얻기 위해 별도의 급수(21)가 이뤄지는 라인(20)이 설치된 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 냉난방장치는 상기 제1열교환기(11)의 라인(20)을 통해 또 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 건축물(30)의 바닥에 냉난방코일(22)이 설치되고, 상기 제1열교환기(11)와 냉난방코일(22) 사이의 라인(20)에는 이 라인(20)상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프(23)가 설치된 것을 특징으로 한다.
냉 온수기, 냉난방장치, 열교환기, 지하공기, 지하공기흡입관,

Description

지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치{Air-conditioning equipment using underground air as the heat source}
도 1은 본 발명에 따른 지하공기를 열원으로 하는 냉 온수기를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 일실시 예의 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예들의 냉난방장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 히트펌프 11: 제1열교환기
12: 제2열교환기 12a: 제2송풍팬
13: 압축기 14: 사방밸브
15: 팽창밸브 16: 지하공기흡입닥트
17: 지하공기흡입관 20: 라인
21: 급수 22: 냉난방코일
23: 순환펌프 24: 팬 코일유닛
24a: 제2송풍팬 25: 축열탱크
30: 건축물 33: 제3열교환기
34: 송풍닥트 35: 리턴닥트
본 발명은 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 히트펌프의 제2열교환기가 가동되면 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 존재하는 지하공기를 흡입하여 열 교환함으로써 겨울철엔 따뜻하고 여름철엔 시원한 냉온수를 얻을 수 있는 냉온수기로 사용하며, 이 냉온수기를 이용하여 사계절 내내 효율이 향상된 냉난방을 실시할 수 있는 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물에는 사계절(四季節)내내 쾌적한 분위기에서 생활할 수 있도록 히트펌프를 이용하여 필요에 따라 냉방과 난방을 위한 다수의 냉난방장치가 개발되어 있다.
이러한 냉난방장치 중에서 공개특허공보 제2000-63299호의 지열을 이용한 냉난방장치에는, 대지 내에 포함된 지열과 지하수 또는 개방된 수역에 존재하는 일정한 온도의 지열을 순환시키는 지열교환기와; 상기 지열교환기에 의해 지상으로 끌 어올려진 지열을 순환시키는 냉/난방 사이클과; 상기 난방 사이클과 연설되어 실내의 온수를 가열하는 실내용 온수 사이클을 포함한 것이다.
상기와 같은 구성은 기존의 냉난방장치와 호환되지 않는 별도의 지열을 이용한 전용 냉난방 열 교환시스템을 구축함으로 인해 설치비용이 많이 든다는 문제점이 있었다. 다시 말해서, 지열을 이용하기 위한 파이프 또는 구조물의 매설에 많은 어려움이 있고 이로 인한 시설비용이 들기 때문에 오히려 일반적인 냉난방기를 사용하는 것보다 경제성이 떨어지기 때문이다.
그리고 등록특허공보 제10-0628466호에 제시된 지하 공기층을 이용한 냉난방설비에 있어서, 화산회토 지형을 천공, 매설하여 지하공간까지 연장 형성하여 다공상의 암석층으로부터 지하 공기를 흡입하기 위한 흡입관과, 상기 흡입관을 통해 지하공기를 흡입ㅇ송풍할 수 있도록 내측에 송풍기가 내재된 송풍관과, 상기 송풍관에 내재된 송풍기로부터 송풍된 지하공기를 시설물내로 유도하기 위한 유도관과, 상기 송풍관내에 히터를 내장한 것이다.
그러나 상기의 등록특허에 있어서는 흡입관과 연결된 송풍관의 송풍기를 가동시킴으로써 지하 다공질층의 지하공기를 흡입하여 단순히 시설물내로 강제 송풍하는 것이어서 초기시설투자 비용 및 운용비용을 절감할 수 있다할 것이나, 흡입관과 유도관에 알맞은 송풍관을 마련하여 이에 알맞은 송풍기를 별도로 주문제작하여 마련하여야 하고 여기에 히터 또한 별도로 제작하여 설치하여야 했으며, 특히 냉수(여름철)나 온수(겨울철)를 얻을 수 없었고 건축물의 바닥 난방에는 적용이 곤란하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 연구 개발한 것으로서, 그 목적은 히트펌프의 제2열교환기에 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관을 연결함으로써 겨울철엔 외기에 비해 상대적으로 따뜻하고 여름철엔 외기에 비해 상대적으로 시원한 지하공기를 공급할 수 있으며, 이로 인하여 제1열교환기에서 냉온수를 얻을 수 있어 냉온수기로 사용할 수 있고 이 냉온수기를 이용하여 사계절 내내 효율이 향상된 냉난방을 실시할 수 있도록 한 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 히트펌프의 가동시 지하공기흡입관을 통해 냉방시엔 제2 열교환기에 외기보다 시원한 지하공기를 공급하고 난방시엔 외기보다 따뜻한 지하공기를 공급함으로써 외기의 영향이 최소화를 꾀함은 물론 히트펌프의 부하를 줄이고 압축기 가동시간을 최소로 줄일 수 있으며, 이로 인하여 히트펌프의 전력소모 또한 최소화시킬 수 있도록 한 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치는 정역방향으로 흐르는 하나의 사이클을 이루면서 냉기와 온기를 얻을 수 있도록 제1열교환기와 제2열교환기에 사방밸브를 통해 압축기가 연결되고 팽창밸브가 연결되어 있는 히트펌프가 구비되며, 상기 히트펌프의 제2열교환기에는 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관이 연결되며, 상기 히트펌프의 제1열교환기에는 냉 온수를 얻기 위해 별도의 급수가 이뤄지는 라인이 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치는, 정역방향으로 흐르는 하나의 사이클을 이루면서 냉기와 온기를 얻을 수 있도록 제1열교환기와 제2열교환기에 사방밸브를 통해 압축기가 연결되고 팽창밸브가 연결되어 있는 히트펌프가 구비되며, 상기 히트펌프의 제2열교환기에는 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관이 연결되며, 상기 제1열교환기에는 라인을 통해 또 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 건축물의 바닥에 냉난방코일이 설치되고, 상기 제1열교환기와 냉난방코일 사이의 라인에는 라인상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 냉난방장치에서 제1열교환기에는 라인을 통해 또 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 건축물에 팬 코일유닛이 설치되고, 상기 제1열교환기와 팬 코일유닛 사이의 라인에는 라인상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프가 설치된 것을 특징으로 한다. 상기 팬 코일유닛에는 냉기 혹은 열기를 골고루 확산시키기 위한 제2송풍팬이 마련될 수 있다.
그리고 본 발명의 냉난방장치에서 제1열교환기에는 라인을 통해 또 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 하나의 건축물에 팬 코일유닛이 설치되고, 상기 제1열교환기와 팬 코일유닛 사이에는 라인상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프가 설치되며, 상기 라인과 하나의 다른 사이클을 이루도록 라인에서 분기시킨 라인에 냉난방코일이 다른 하나의 건축물 바닥에 설치된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 냉난방장치에서 제1열교환기에는 라인을 통해 또 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 건축물에 팬 코일유닛이 설치되고, 상기 제1열교환기와 팬 코일유닛 사이에는 축열탱크가 설치되며 상기 라인에는 축열탱크의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프가 설치된 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 냉난방장치에서 제1열교환기에는 라인을 통해 또 하나의 사이클을 이루도록 제3송풍팬을 갖는 제3열교환기가 설치되고 상기 제1열교환기와 제3열교환기 사이에는 라인상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프가 설치되며, 상기 제3열교환기에는 냉난방을 하고자 하는 건축물에 이르기까지 송풍닥트가 연결되고 상기 건축물에서 제3열교환기에 이르기까지 리턴닥트가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치를 첨부도면에 의거 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 지하공기를 열원으로 하는 냉 온수기를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 냉난방장치에서 히트펌프(10)는 하나의 사이클을 이루면서 냉기와 온기를 얻을 수 있는 것이며, 제1열교환기(11)와 제2열 교환기(12) 사이에는 압축기(13)가 마련되되 이 압축기(13)에서 토출되는 냉매흐름을 전환하기 위한 사방밸브(14)가 마련되고 응축된 냉매를 팽창 기화시키기 위한 팽창밸브(15)가 마련되어 있다.
상기 히트펌프(10)의 제1열교환기(11)에는 냉 온수를 얻기 위해 별도의 급수(21)가 이뤄지는 라인(20)이 설치되어 있고, 상기 히트펌프(10)의 제2열교환기(12)에는 지하공기흡입닥트(16)가 연결되되 상기 지하공기흡입닥트(16)에는 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관(17)이 연결되어있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지하공기를 열원으로 하는 냉 온수기는, 겨울철에 히트펌프(10)를 온수로 선택하면, 사방밸브(14)는 냉매가 압축기(13)에서 사방밸브(14)를 통해 제1열교환기(11)로 공급되도록 연결되며, 따라서 냉매는 압축기(13)→사방밸브(14)→제1열교환기(11)→팽창밸브(15)→제2열교환기(12)→압축기(13)로 순환되는 사이클을 이룬다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 냉매가 압축기(13)에 의해 압축되면서 고온고압으로 압축된 후 응축기기능을 하는 제1열교환기(11)에서 발산하고, 상기 제1열교환기(11)에서 열을 발산한 냉매는 팽창밸브(15)를 거쳐 증발기기능을 하는 제2열교환기(12)에서 저온 저압으로 됨과 동시에 외부의 열을 흡수한 후 사방밸브(14)를 통해 압축기(13)로 인입되고, 이 압축기(13)에서 다시 고온고압으로 압축된 후 제1열교환기(11)로 계속하여 공급되므로 하나의 사이클을 이루고 순환된다.
이때, 제2열교환기(12)의 온도가 설정온도보다 낮으면 제2열교환기(12)에 설 치된 송풍팬(12a)이 가동되게 되면서 지하공기흡입관(17)을 통해 지하공기가 흡입되게 되고, 이 지하공기가 제2열교환기(12)를 통과하는 동안 제2열교환기(12)를 가열한 후 외부로 배출된다. 상기 지하공기는 14~16℃이고 상대습도가 100%정도인 지하의 자갈층에 있는 것이어서 외기보다 상대적으로 따뜻하며, 이렇게 외기보다 상대적으로 따뜻한 지하공기로 용이하게 고온저압의 냉매로 증발시킬 수 있어 별도의 열원이 필요 없고 이로 인하여 히트펌프(10)의 부하를 최소화할 수 있는 것이다.
이와 같이 히트펌프(10)가 온수로 선택된 상태에서 계속하여 가동되는 동안에는 제1열교환기(11)에선 지속적으로 열이 발산되고 있으므로 제1열교환기(11)의 라인(20)으로 급수(21)가 이뤄지면 제1열교환기(11)를 통과하는 동안 가열되어 따뜻한 온수를 얻을 수 있다.
이와 반대로, 시원한 물이 요구되는 여름철엔 히트펌프(10)를 냉수로 선택하여 가동시키면, 사방밸브(14)는 냉매가 압축기(13)에서 사방밸브(14)를 통해 제2열교환기(12)로 공급되도록 연결되며, 따라서 냉매는 압축기(13)→사방밸브(14)→제2열교환기(12)→팽창밸브(15)→제1열교환기(11)→사방밸브(14)→압축기(13)로 순환되는 사이클을 이룬다.
상기와 같은 사이클로 순환되는 냉매는 압축기(13)에 의해 압축되면서 고온고압으로 압축된 후 사방밸브(14)에 의해 응축기기능을 하는 제2열교환기(12)에서 발산하며, 이와 동시에 제2열교환기(12)의 송풍팬(12a)이 가동되므로 지하공기흡입관(17)을 통해 지하공기가 흡입되게 되고, 이 지하공기가 제2열교환기(12)를 통과하는 동안 흡열하여 냉각시킨 후 외부로 배출된다. 이렇게 제2열교환기(12)에서 저 온고압의 냉매는 팽창밸브(15)에서 팽창된 후 제1열교환기(11)에서 저온저압으로 되면서 제1열교환기(11) 주위의 열을 흡열하여 냉각시키는 상태로 지속된다.
이와 같이 상기 제1열교환기(11)에서 주위의 열을 흡수한 냉매는 사방밸브(14)를 거쳐 압축기(13)에서 고온고압으로 압축된 후, 다시 사방밸브(14)를 거쳐 제2열교환기(12)에서 방열하여 저온고압으로 되며, 제2열교환기(12)에서 팽창밸브(15)를 거쳐 제1열교환기(11)로 계속하여 공급되므로 하나의 사이클을 이루고 순환된다.
이때, 제2열교환기(12)의 온도가 설정온도보다 높으면 제2열교환기(12)에 설치된 송풍팬(12a)이 가동되게 되면서 지하공기흡입관(17)을 통해 지하공기가 흡입되게 되고, 이 지하공기가 제2열교환기(12)를 통과하는 동안 제2열교환기(12)를 냉각시키면서 외부로 배출된다. 상기 지하공기는 14~16℃이고 상대습도가 100%정도인 지하의 자갈층에 있는 것이어서 외기보다 상대적으로 차가우며, 이렇게 외기보다 상대적으로 차가운 지하공기가 제2열교환기(12)에 공급되므로 소정의 냉각온도로 용이하게 저온고압의 냉매로 응축시킬 수 있어 별도의 열원이 필요 없고 이로 인하여 히트펌프(10)의 부하를 최소화할 수 있는 것이다.
이와 같이 히트펌프(10)가 냉수로 선택된 상태에서 계속하여 가동되는 동안에는 제1열교환기(11)에선 지속적으로 흡열하는 상태이므로 제1열교환기(11)의 라인(20)으로 급수(21)가 이뤄지면 제1열교환기(11)를 통과하는 동안 냉각되어 시원한 냉수를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 여기서는, 히트펌프(10)가 도 1과 동일하므로 그 설명은 생략하며, 상기 히트펌프(10)를 이루는 제1열교환기(11)의 라인(20)에는 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 건축물(30)의 바닥에 냉난방코일(22)이 설치되고, 상기 제1열교환기(11)와 냉난방코일(22) 사이의 라인(20)에는 이 라인(20) 상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프(23)가 설치된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치는, 히트펌프(10)를 냉난방으로 선택하면 냉온수로 선택하여 가동할 때와 동일하므로 히트펌프(10)의 냉매흐름은 동일하므로 생략하고 히트펌프()에 의한 냉온수기를 이용하여 냉방과 난방이 이뤄지는 것만을 설명하여 보기로 한다.
먼저, 난방을 선택한 경우 히트펌프(10)가 가동되는 동안에는 냉매가 압축기(13)에 의해 압축되면서 고온고압으로 압축된 후 응축기기능을 하는 제1열교환기(11)에서 지속적으로 발산하고, 이렇게 제1열교환기(11)에서 열이 지속적으로 발산되는 상태에서 라인(20)상의 순환펌프(23)에 의해 유체가 순환될 때 제1열교환기(11)를 통과하는 동안 가열된 후 건축물(30)의 바닥에 냉난방코일(22)로 공급되어 난방을 수행할 수 있는 것이다.
이와 반대로, 냉방을 선택한 경우 히트펌프(10)가 가동되는 동안에는 제2열교환기(12)에서 응축되어 저온고압의 냉매가 팽창밸브(15)에서 팽창된 후 제1열교환기(11)에서 저온저압으로 되면서 제1열교환기(11) 주위의 열을 흡열하여 냉각이 지속되는 상태에서 라인(20) 상의 순환펌프(23)에 의해 유체가 순환될 때 제1열교환기(11)를 통과하는 동안 냉각된 후 건축물(30)의 바닥에 냉난방코일(22)로 공급 되어 건축물(30)이 햇볕에 의해 달궈짐을 방지하면서 외기보다 낮게 냉방을 수행할 수 있는 것이다.
상기와 같이 히트펌프(10)에 의해 냉난방을 수행할 때, 제2열교환기(12)가 구동되게 되면 14~16℃이고 상대습도가 100%정도인 지하의 자갈층에 있는 지하공기를 흡입하여 제2열교환기(12)에 공급하므로, 겨울철엔 외기에 비해 상대적으로 따뜻하고 여름철엔 외기에 비해 상대적으로 시원한 지하공기를 공급하게 되며, 이로 인하여 제1열교환기(11)에서 소정온도의 냉 온기를 쉽게 얻을 수 있어 사계절 내내 효율이 향상된 냉난방을 실시할 수 있고 히트펌프(10)의 부하를 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 냉난방장치의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 여기서는 히트펌프(10)가 도 2와 그 구성이 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략하며, 제1열교환기(11)의 라인(20)은 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 건축물(30)에 팬 코일유닛(24)이 설치되고, 상기 제1열교환기(11)와 팬 코일유닛(24) 사이의 라인(20)에는 이 라인(20) 상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프(23)가 설치된 것이다. 상기 팬 코일유닛(24)에는 냉기 혹은 열기를 골고루 확산시키기 위한 제2송풍팬(24a)이 마련되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다른 실시예의 냉난방장치는 건축물(30)의 냉난방을 도 2의 냉난방코일(22) 대신에 팬 코일유닛(24)으로 대체한 것인바, 냉난방을 건축물(30) 내의 팬 코일유닛(24)에서 발생되는 공기를 제2송풍팬(24a)으로 순환시켜 수행하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉난방장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 여기서는 히트펌프(10)가 도 2 및 도 3과 그 구성이 동일하되, 단지 건축물(30)이 2개 이상인 경우 하나의 건축물(30)엔 냉난방코일(22)을 설치하고, 다른 하나의 건축물(30)엔 팬 코일유닛(24)을 설치한 것이다.
다시 말해서, 히트펌프(10)의 제1열교환기(11)를 통과하는 라인(20)은 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 하나의 건축물(30)에 팬 코일유닛(24)이 설치되고, 상기 제1열교환기(11)와 팬 코일유닛(24)의 라인(20)에는 이 라인(20) 상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프(23)가 설치되어 있으며, 상기 라인(20)과 하나의 다른 사이클을 이루도록 라인(20)에서 분기시킨 라인에 냉난방코일(22)이 다른 하나의 건축물(30) 바닥에 설치된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 냉난방장치는 건축물(30)의 냉난방을 도 2의 냉난방코일(22)은 물론 도 3의 팬 코일유닛(24)으로 동시에 적용한 것인바, 건축물(30)내의 팬 코일유닛(24)에서 발생되는 공기를 제2송풍팬(24a)으로 순환시켜 냉난방을 수행할 수 있고 건축물(30)의 바닥에 설치된 냉난방코일(22)로 냉기나 온기를 갖는 유체를 순환시켜 냉난방할 수는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 냉난방장치를 나타낸 도면이다. 여기서는, 히트펌프(10)가 도 2 및 도 3과 그 구성이 동일하되, 단지 제1열교환기의 라인(11)에 축열탱크(25)가 더 구비된 것이다.
다시 말해서, 제1열교환기의 라인(20)은 하나의 사이클을 이루도록 냉난방을 하고자 하는 건축물(30)에 팬 코일유닛(24)이나 냉난방코일이 설치되고, 상기 제1열교환기(11)와 팬 코일유닛(24) 사이의 라인(20)에는 축열탱크(25)가 설치되며 상 기 라인(20)에는 축열탱크(25)의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프(23)가 설치된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 제1열교환기(11)에 의해 냉수와 온수로 열교환한 유체를 축열탱크(25)에 지속적으로 축적해두고 이를 활용하는 것이므로 냉난방의 면적이 큰 건축물(30)에 적용함이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 냉난방장치를 나타낸 도면이다. 여기서는 히트펌프(10)가 도 2 및 도 3과 그 구성이 동일하되, 단지 제1열교환기(11)의 라인(20)에 제3열교환기(33)가 더 구비되고 상기 제3열교환기(33)에서 건축물(30)과 닥트를 통해 연결한 구성이다.
구체적으론, 제1열교환기(11)의 라인(20)은 하나의 사이클을 이루도록 송풍팬(33a)을 갖는 제3열교환기(33)가 설치되고 상기 제1열교환기(11)와 제3열교환기(33) 사이의 라인(20)에는 이 라인(20) 상의 유체를 순환시키기 위한 순환펌프(23)가 설치되어 있으며, 상기 제3열교환기(33)에는 냉난방을 하고자 하는 건축물(30)에 이르기까지 송풍닥트(34)가 연결되고 상기 건축물(30)에서 제3열교환기(33)에 이르기까지 리턴닥트(35)가 연결되어 제3열교환기(33)에 의해 교환된 냉기와 온기를 제3열교환기(33)의 제3송풍팬(33a)으로 순환시켜 냉난방을 수행하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 히트펌프(10)의 제1열교환기(11)에서 1차로 열교환되어 순환되는 냉매를 제3열교환기(33)에서 2차로 열교환하여 얻은 냉기나 온기를 제3열교환기(33)의 제3송풍팬(33a)으로 건축 물(30)내에 송풍함으로써 냉난방을 수행하는 것이다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치는 히트펌프의 제2열교환기에 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관을 연결함으로써 겨울철엔 외기에 비해 상대적으로 따뜻하고 여름철엔 외기에 비해 상대적으로 시원한 지하공기를 공급할 수 있으며, 이로 인하여 제1열교환기에서 냉온수를 얻을 수 있어 냉온수기로 사용할 수 있고 이 냉온수기를 이용하여 사계절 내내 효율이 향상된 냉난방을 실시할 수 있는 유용한 발명이다.
또한 본 발명은 히트펌프의 가동시 지하공기흡입관을 통해 냉방시엔 제2 열교환기에 외기보다 시원한 지하공기를 공급하고 난방시엔 외기보다 따뜻한 지하공기를 공급함으로써 외기의 영향이 최소화를 꾀함은 물론 히트펌프의 부하를 줄이고 압축기 가동시간을 최소로 줄일 수 있으며, 이로 인하여 히트펌프의 전력소모 또한 최소화시킬 수 있다.

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  6. 정역방향으로 흐르는 하나의 사이클을 이루면서 냉기와 온기를 얻을 수 있도록 제1열교환기(11)와 제2열교환기(12)에 사방밸브(14)를 통해 압축기(13)가 연결되고 팽창밸브(15)가 연결되어 있는 히트펌프(10)가 구비되며,
    상기 히트펌프(10)의 제2열교환기(12)에는 외기의 영향을 받지 않는 자갈층, 송이석등으로 형성된 다공질층에 이르기까지 매설된 지하공기흡입관(17)이 연결되며,
    상기 히트펌프(10)의 제1열교환기(11)에는 냉 온수를 얻기 위해 별도의 급수(21)가 이뤄지는 라인(20)이 설치된 것을 특징으로 하는 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치에 있어서,
    상기 제1열교환기(11)의 라인(20)에는 또 하나의 사이클을 이루도록 제3송풍팬(33a)을 갖는 제3열교환기(33)가 설치되며, 상기 제3열교환기(33)에는 냉난방을 하고자 하는 건축물(30)에 이르기까지 송풍닥트(34)가 연결되고 상기 건축물(30)에서 제3열교환기(33)에 이르기까지 리턴닥트(35)가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 지하공기를 열원으로 이용한 냉난방장치.
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