KR100907810B1 - 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치에 관한 것으로, 지하수회수관은, 열교환기를 경유한 지하수의 지중 통과 시간이 연장되도록 하여 지중의 열을 충분히 흡수하도록 하므로 지중을 통해서 일차로 열복원이 이루어진 후 지열공으로 회수되도록, 코일형태로 이루어진다.

그러므로 열교환기를 통과한 지하수가 코일형태의 지하수회수관을 통과하면서 지중에 충분히 머무르게 되고, 이에 따라 지하수회수관을 통과하는 지하수가 지중에 충분한 시간 동안 머무르게 되므로 지중열을 더 많이 흡수하게 된다. 그러므로 지하수가 코일형태의 지하수회수관을 통과하면서 1차 열복원된 상태로 지열공에 공급되므로 지열공 내의 열복원 능력을 크게 저하시키지 않으며, 이에 따라 지하수 순환장치의 열효율을 일정하게 유지할 수 있다. 그리고, 코일형태의 지하수회수관을 통과한 지하수는 비교적 짧은 깊이의 지열공을 통과하여도 열복원이 쉽게 이루어지므로 본 발명의 지하수회수관에 의해 지열공의 굴착깊이가 그만큼 감소되며, 이에 따라 지하수 순환장치를 설치하기 위한 공사비가 대폭 절감된다.

지열공, 지하수회수관, 코일, 눌림방지관, 흡열핀, 섬유보강재

Description

개방형 지열시스템의 지하수 순환장치{Underground water circulator of open type geothermal system}

본 발명은 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환기를 통과한 지하수가 지열공으로 공급되기 전에 회수관 내에 충분히 머물도록 하여서 열복원이 이루어지고, 지중의 열을 충분히 흡수할 수 있으며, 지열공의 굴착깊이를 최소화시킬 수 있는 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하수의 지열을 이용한 난방을 수행하는 개방형 지열시스템의 열교환구조는, 지하수 300m 내지 500m 깊이의 지열공 즉, 지하수 관정을 개발하고 그 안에 수중 모터펌프를 설치하여 파이프 배관을 통해서 열교환기까지의 연중 15℃ 내외의 온도를 가진 지하수를 보내고, 열교환기와 열교환이 이루어진 지하수는 지열공으로 다시 회수하는 구조를 갖는다.

그런데 이러한 종래의 개방형 지열시스템의 열교환구조는 지열공과 열교환기 사이를 연결하는 지하수 순환라인은 지열공의 상부로부터 지상으로 빠져나와 배설되기 때문에 외부에 그대로 노출되어 겨울철 혹한기 때에 특히, 열교환이 이루어진 지하수를 지열공으로 다시 회수하는 라인이 동파될 우려가 크고, 외부의 물리적 충격을 받아 쉽게 파손될 우려가 클 뿐 아니라, 외기 온도의 영향으로 상당한 지하수의 열손실을 초래할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인(발명자)은 지열공 보호 및 지하수 순환장치(등록특허 10-798127호)를 개발한 바 있다. 이는, 지하수층과 연락하는 지열공과, 상부에 직경보다 크게 형성된 보호관부를 갖고 지열공에 장입되는 지하수 흡입관과, 보호관부 안에 설치되어 지하수 흡입관을 통해서 지하수를 양수하기 위한 수중 모터펌프로 이루어진 지하수 양수수단; 밀폐덮개를 갖는 상부만이 지상으로 노출되게 지열공에 연결되어 지열공의 상부를 폐쇄하는 지열공 보호관; 지열공 보호관에 설치되어 수중 모터펌프를 지지함으로서 지하수 흡입관을 지지함과 아울러 외부의 열교환수단을 순환하는 지하수 순환라인과도 연락하여, 수중 모터펌프가 양수한 지하수를 지열공 보호관의 측벽 쪽으로 배출함으로서 지하수 순환라인을 지중에 배설되게 한 지하수 유도수단을 포함하여 이루어진다.

이러한 종래의 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치는 지열공과 열교환수단을 이어주는 지하수 순환라인을 지중에 매설되게 함으로서 기존과 같이 지상으로 노출되는 일을 없게 하여 겨울철 혹한기에도 동파되는 일을 없게 하고, 외기 온도의 영향을 받지 않아 열손실이 거의 없어 열교환수단에 일정한 온도의 지하수를 보낼 수 있도록 함과 아울러 외부로부터 물리적 충격을 받지 않아 훼손될 우려가 없다.

그런데 이러한 종래 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치는, 열교환기를 통 과한 지하수가 일자형태의 회수관을 빠르게 통과한 후 지열공으로 신속히 투입된다. 따라서 열교환기를 통과한 온도차가 큰 지하수가 지열공으로 신속히 투입되므로 지열공 내의 열복원 능력이 점차 저하되었다. 즉, 열교환기를 통과한 큰 온도차의 지하수가 지열공 내로 신속히 투입되므로 여름철에는 지열공 내의 지하수의 온도가 점차 상승되고 겨울철에는 지열공 내의 지하수의 온도가 점차 하강되면서 열효율이 점진적으로 저하되는 문제점이 발생된다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 열교환기를 통과한 지하수가 지열공으로 공급되기 전에 회수관 내에 충분히 머물도록 하여서 열복원이 이루어지도록 한 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 지중의 열을 충분히 흡수할 수 있도록 한 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 지열공의 굴착깊이를 최소화시킬 수 있도록 한 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치는, 지하수층과 연락되도록 지반에 수직으로 형성된 지열공과, 상기 지열공의 상부에 삽입되고 상단에 밀폐덮개가 형성된 지열공보호관, 상기 지열공보호관 내에 설치되고 제1유로 및 제2유로가 각각 형성된 연결부재와, 상기 지열공 내에 설치되어서 지열공 하부의 지하수를 흡입하여 상기 연결부재의 제1유로 측으로 공급하는 지하수흡입관, 상기 지하수흡입관에 연결되어서 지하수를 제1유로 측으로 펌핑하는 수중모터펌프와, 상기 연결부재의 제1유로와 열교환기에 연결되어서 상기 수중모터펌프로부터 펌핑되는 지하수를 상기 열교환기로 공급하는 직선형태의 지하수공급관과, 상기 열교환기와 연결부재의 제2유로에 연결되어서 상기 열교환기를 통과한 지하수가 상기 제2유로를 통해 지열공으로 회수되도록 하는 지하수회수관으 로 이루어진 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치에 있어서, 지하수회수관은, 열교환기를 경유한 지하수의 지중 통과 시간이 연장되도록 하여 지중의 열을 충분히 흡수하도록 하므로 지중을 통해서 일차로 열복원이 이루어진 후 지열공으로 회수되도록, 코일형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치의 다른 특징은, 상기 지하수회수관은, 코일형태의 관이 지그재그로 절곡되어 이루어진다.

본 발명 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치의 또 다른 특징은, 상기 지하수회수관은, 지반에 외력이 가해져도 매설된 상기 지하수회수관이 찌그러지거나 파손되지 않도록, 코일형태의 상기 지하수회수관의 중앙에 눌림방지관이 삽입된다.

본 발명 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치의 또 다른 특징은, 상기 눌림방지관은, 동파이프로 이루어진다.

본 발명 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치의 또 다른 특징은, 상기 지하수회수관에는, 지중과의 접촉면적을 증대시켜서 지중열의 흡수를 향상시키도록 그 둘레에 흡열핀이 더 형성된다.

본 발명 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치의 또 다른 특징은, 상기 지하수공급관 및 지하수회수관의 상부 측 지중에는, 지반의 균열 및 파괴를 방지하도록, 고탄성계수를 갖는 유리섬유에 의해 격자망 형태로 이루어지고 유화아스팔트 에멀젼에 함침된 후 그 상면에 규사가 도포되어서 이루어진 섬유보강재가 매설된다.

이상에서와 같은 본 발명은, 열교환기를 통과한 지하수가 코일형태의 지하수회수관을 통과하면서 지중에 충분히 머무르게 되고, 이에 따라 지하수회수관을 통과하는 지하수가 지중에 충분한 시간 동안 머무르게 되므로 지중열을 더 많이 흡수하게 된다. 그러므로 지하수가 코일형태의 지하수회수관을 통과하면서 1차 열복원된 상태로 지열공에 공급되므로 지열공 내의 열복원 능력을 크게 저하시키지 않으며, 이에 따라 지하수 순환장치의 열효율을 일정하게 유지할 수 있다.

이러한 본 발명은 열교환기로부터 회수되는 지하수가 지중에 충분히 머무르게 하여서 지중열을 많이 흡수하도록 하므로 지열공 내에서의 열복원 효과가 매우 뛰어나다. 따라서 코일형태의 지하수회수관을 통과한 지하수는 비교적 짧은 깊이의 지열공을 통과하여도 열복원이 쉽게 이루어지므로 본 발명의 지하수회수관에 의해 지열공의 굴착깊이가 그만큼 감소되며, 이에 따라 지하수 순환장치를 설치하기 위한 공사비가 대폭 절감된다.

코일형태의 지하수회수관이 지중에 지그재그로 절곡되어서 이루어지면 지하수회수관과 지중열과의 접촉면적을 극대화시킬 수 있고, 지하수가 지하수회수관 내에서 체류하는 시간을 극대화시킬 수 있다. 따라서 지하수가 지하수회수관을 통과하는 동안 충분한 시간동안 머무르면서 많은 양의 지중열을 흡수하므로 1차 열복원 효율을 더 높일 수 있다.

코일형태의 지하수회수관 내에는, 지반에 외력이 가해져도 매설된 지하수회수관이 찌그러지거나 파손되지 않도록, 그 중앙에 눌림방지관이 삽입된다. 따라서 눌림방지관이 지하수회수관의 빈공간인 중앙에 결합되어서 지하수회수관의 내측면 들을 지지하므로 지하수회수관의 상부에 외력이 가해져도 지하수회수관이 중앙의 빈공간 측으로 쉽게 찌그러지지 않는다. 이러한 눌림방지관은 열전도율이 좋은 동파이프로 이루어지므로 지중열 흡수가 뛰어나다. 따라서 지중열을 흡수한 눌림방지관은 지하수회수관의 내측면에 접촉되어서 지하수회수관 내부에 열전달을 하고 보온역할을 수행한다.

지하수회수관에는, 지중과의 접촉면적을 증대시켜서 지중열의 흡수를 향상시키도록 그 둘레에 흡열핀이 더 형성되므로 지하수회수관과 지중열과의 열접촉면적이 극대화된다. 따라서 지중열이 지하수회수관에 충분히 흡수되므로 지하수의 열복원이 확실하게 이루어진다.

지하수공급관 및 지하수회수관의 상부 측 지중에는, 지반의 균열 및 파괴를 방지하도록, 섬유보강재가 매설된다. 따라서 지반에 하중이 작용하여도 섬유보강재에 의해 쉽게 균열되거나 파괴되지 않으며 이에 따라 지하수공급관 및 지하수회수관이 보호된다.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치를 보인 개략적 단면도이고, 도 2는 도 1의 부분 발췌 사시도로써, 지반(1)에는 지하수층과 연락되도록 수직으로 지열공(2)들이 형성되어 있다. 지열공(2)의 상부에는 상단에 밀폐덮개(4)가 형성된 지열공보호관(3)이 삽입되어 있다. 지열공보호관(3) 내에는 제1유로(6) 및 제2유로(7)가 각각 형성된 연결부재(5)가 설치되어 있다.

지열공(2) 내에는 지열공(2) 하부의 지하수를 흡입하여 연결부재(5)의 제1유로(6) 측으로 공급하도록 지하수흡입관(8)이 설치되어 있다. 이 지하수흡입관(8)에는 지하수를 제1유로(6) 측으로 펌핑하도록 수중모터펌프(9)가 연결된다.

연결부재(5)의 제1유로(6)와 히트펌프 등의 열교환기(10)에는 수중모터펌프(9)로부터 펌핑되는 지하수를 열교환기(10)로 공급하도록 지하수공급관(11)이 연결된다. 이 지하수공급관(11)은 지열공(2)으로부터 공급되는 지하수가 열교환기(10)로 신속히 공급되도록 직선형태로 이루어진다.

열교환기(10)와 연결부재(5)의 제2유로(7)에는 열교환기(10)를 통과한 지하수가 제2유로(7)를 통해 지열공(2)으로 회수되도록 지하수회수관(20)이 연결되어 있다. 이 지하수회수관(20)은, 본 발명의 특징에 따라 코일형태로 이루어진다. 이러한 지하수회수관(20)은, 열교환기(10)를 경유한 지하수가 코일형태의 지하수회수관(20)을 통과할 때에 지중 통과 시간이 연장되도록 한다. 따라서 지하수가 지하수회수관(20)을 통과하는 비교적 긴 시간동안 지중의 열을 충분히 흡수하므로 지중을 통해서 일차로 열복원이 이루어진 후 지열공(2)으로 회수된다.

이러한 구성의 본 발명의 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치는, 겨울철에 히트펌프 등의 열교환기(10)를 구동시키면 수중모터펌프(9)가 구동되며 이에 따라 지열에 의해 가열된 지열공(2) 내의 지하수가 지하수흡입관(8)으로 흡입된다. 지하수흡입관(8)으로 흡입된 지하수는 연결부재(5)의 제1유로(6)를 통해 지하수공급 관(11)으로 공급된다.

지하수공급관(11)은 고온의 지하수를 열교환기(10)로 신속히 공급하도록 직선형태로 이루어진다. 열교환기(10)로 공급된 지하수는 열교환기(10)에 의해 열교환이 이루어진 후 저온 상태로 배출된다.

저온 상태로 배출되는 지하수는 지하수회수관(20)을 통과한 후 연결부재(5)의 제2유로(7)로 회수된다. 지하수회수관(20)은 코일형태로 이루어지므로 직선형태의 지하수공급관(11)을 통과할 때보다 통과시간이 지연된다. 따라서 지하수가 지하수회수관(20)을 통과하는 시간이 지연되므로 지중열에 접촉되는 시간이 그만큼 증가된다. 그러므로 지하수가 지하수회수관(20)을 통과하는 동안 충분한 열복원이 이루어진다.

1차로 열복원된 지하수는 연결부재(5)의 제2유로(7)로 회수된 후 지열공(2)으로 투입된다. 지열공(2)으로 투입된 지하수는 지열공(2)을 따라 흐르면서 2차 열복원이 이루어지며, 다시 지하수흡입관(8)을 통해 지하수공급관(11) 측으로 펌핑된다.

이러한 본 발명은 다음과 같은 장점이 있다.

먼저, 열교환기(10)를 통과한 지하수가 코일형태의 지하수회수관(20)을 통과하면서 지중에 충분히 머무르게 된다. 따라서 지하수회수관(20)을 통과하는 지하수가 지중에 충분한 시간 동안 머무르게 되므로 지중열을 더 많이 흡수하게 된다. 그러므로 지하수가 코일형태의 지하수회수관(20)을 통과하면서 1차 열복원된 상태로 지열공(2)에 공급되므로 지열공(2) 내의 열복원 능력을 크게 저하시키지 않으며, 이에 따라 지하수 순환장치의 열효율을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 이러한 본 발명은 열교환기(10)로부터 회수되는 지하수가 지중에 충분히 머무르게 하여서 지중열을 많이 흡수하도록 하므로 지열공(2) 내에서의 열복원 효과가 매우 뛰어나다. 따라서 코일형태의 지하수회수관(20)을 통과한 지하수는 비교적 짧은 깊이의 지열공(2)을 통과하여도 열복원이 쉽게 이루어지므로 본 발명의 지하수회수관(20)에 의해 지열공(2)의 굴착깊이가 그만큼 감소되며, 이에 따라 지하수 순환장치를 설치하기 위한 공사비가 대폭 절감된다.

도 3은 지하수회수관(30)의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 평면도로써, 이러한 지하수회수관(30)은, 코일형태의 관이 지그재그로 절곡되어 이루어진다. 이와 같이 코일형태의 지하수회수관(30)이 지중에 지그재그로 절곡되어서 이루어지면 지하수회수관(30)과 지중열과의 접촉면적을 극대화시킬 수 있고, 지하수가 지하수회수관(30) 내에서 체류하는 시간을 극대화시킬 수 있다. 따라서 지하수가 지하수회수관(30)을 통과하는 동안 충분한 시간동안 머무르면서 많은 양의 지중열을 흡수하므로 1차 열복원 효율을 더 높일 수 있다.

도 4는 지하수회수관(40)의 또 다른 실시예를 보인 개략적 부분 사시도로써, 이 지하수회수관(40)은, 지반(1)에 외력이 가해져도 매설된 지하수회수관(40)이 찌그러지거나 파손되지 않도록, 코일형태의 지하수회수관(40)의 중앙에 눌림방지 관(41)이 삽입된다. 이러한 눌림방지관(41)은 동파이프로 이루어진다.

따라서 눌림방지관(41)이 지하수회수관(40)의 빈공간인 중앙에 결합되어서 지하수회수관(40)의 내측면들을 지지하므로 지하수회수관(40)의 상부에 외력이 가해져도 지하수회수관(40)이 중앙의 빈공간 측으로 쉽게 찌그러지지 않는다. 이러한 눌림방지관(41)은 열전도율이 좋은 동파이프로 이루어지므로 지중열 흡수가 뛰어나다. 그러므로 지중열을 흡수한 눌림방지관(41)은 지하수회수관(40)의 내측면에 접촉되어서 지하수회수관(40) 내부에 열전달을 하고 보온역할을 수행한다.

도 5는 지하수회수관(50)의 또 다른 실시예를 보인 개략적 측면도로써, 이 지하수회수관(50)에는, 지중과의 접촉면적을 증대시켜서 지중열의 흡수를 향상시키도록 그 둘레에 흡열핀(51)이 더 형성된다.

이와 같이 지하수회수관(50)의 둘레에 흡열핀(51)이 더 형성되므로 지하수회수관(50)과 지중열과의 열접촉면적이 극대화된다. 따라서 지중열이 지하수회수관(50)에 충분히 흡수되므로 지하수의 열복원이 확실하게 이루어진다.

도 6은 본 발명의 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치의 또 다른 실시예를 보인 개략적 부분 절개 사시도로써, 지하수공급관(20) 및 지하수회수관(20)의 상부 측 지중에는, 지반(1)의 균열 및 파괴를 방지하도록, 섬유보강재(60)가 매설된다. 이 섬유보강재(60)는 고탄성계수를 갖는 유리섬유에 의해 격자망 형태로 이루어지고 유화아스팔트 에멀젼에 함침된 후 그 상면에 규사가 도포되어서 이루어진다.

이 섬유보강재(60)는, 지반(1)에 하중이 작용하여도 섬유보강재(60)에 의해 쉽게 균열되거나 파괴되지 않으며 이에 따라 지하수공급관(11) 및 지하수회수관(20)을 보호하는 역할을 한다.

이러한 섬유보강재(60)는 다음과 같은 순서로 제조된다.

먼저, 고탄성계수를 갖는 유리섬유로 격자망을 형성시키고, 이 격자망을 유화아스팔트 에멀젼에 함침시킨다. 그리고 격자망의 상면을 샌딩 처리한다.

이러한 섬유보강재(60)가 도로의 하부에 매설될 경우, 도로의 폭방향으로는 탄소섬유가 배치되도록 하고, 도로의 진행방향으로는 유리섬유가 배치되도록 한다. 여기서, 도로의 폭방향으로 섬유보강재(60)의 탄소섬유가 배치되도록 한 것은 도로상에서 주로 길이방향으로 크랙이 발생하거나 소성변형이 생기기 때문에 유리섬유보다 고강도인 탄소섬유를 사용함으로써 균열발생 등을 최소화시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

그리고, 섬유보강재(60)는 고탄성계수를 갖는 유리섬유의 극히 높은 장력강도(10ton/m)에 의해 장기간 균열이 발생되지 않도록 하고, 교통하중에 의한 전단(소성)변형을 저감하며, 표면에 전달하는 하중의 확대로 인한 포장 도로의 구조적 파손을 예방하는 공용성능을 증진시킬 수 있다.

섬유보강재(60)의 유화아스팔트 에멀젼 처리는, 매설된 지중에 견고히 부착될 수 있도록 하는 본딩 에이젼트(bonding agent) 역할을 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

섬유보강재(60)의 샌딩처리는, 섬유보강재(60)가 설치된 후 그 위에 포장작 업이 이루어지기 전에 작업 차량이 섬유보강재(60) 상부면을 통행할 경우, 차량 바퀴에 섬유보강재가 붙어서 섬유보강재(60)가 훼손되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이러한 섬유보강재(60)는, 고탄성계수를 갖는 유리섬유에 의해 격자망 형태로 이루어지고, 유화아스팔트 에멀젼에 함침되며, 유화아스팔트 에멀젼이 함침된 격자망의 상면에 규사가 도포되어 구비된다.

그러므로, 이러한 섬유보강재(60)를 지하수공급관(11) 및 지하수회수관(20)의 상부에 매설할 경우, 지반(1)에 발생하는 균열발생을 막거나 줄일 수 있고, 중차량에 의한 소성변형 등을 최소화한다.

도 1은 본 발명의 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치를 보인 개략적 단면도

도 2는 도 1의 부분 발췌 사시도

도 3은 지하수회수관의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 평면도

도 4는 지하수회수관의 또 다른 실시예를 보인 개략적 부분 사시도

도 5는 지하수회수관의 또 다른 실시예를 보인 개략적 측면도

도 6은 본 발명의 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치의 또 다른 실시예를 보인 개략적 부분 절개 사시도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 지반 2 : 지열공

3 : 지열공보호관 4 : 밀폐덮개

5 : 연결부재 6 : 제1유로

7 : 제2유로 8 : 지하수흡입관

9 : 수중모터펌프 10 : 열교환기

11 : 지하수공급관 20,30,40,50 : 지하수회수관

41 : 눌림방지관 51 : 흡열핀

60 : 섬유보강재

Claims (6)

1. 지하수층과 연락되도록 지반에 수직으로 형성된 지열공과, 상기 지열공의 상부에 삽입되고 상단에 밀폐덮개가 형성된 지열공보호관, 상기 지열공보호관 내에 설치되고 제1유로 및 제2유로가 각각 형성된 연결부재와, 상기 지열공 내에 설치되어서 지열공 하부의 지하수를 흡입하여 상기 연결부재의 제1유로 측으로 공급하는 지하수흡입관, 상기 지하수흡입관에 연결되어서 지하수를 제1유로 측으로 펌핑하는 수중모터펌프와, 상기 연결부재의 제1유로와 열교환기에 연결되어서 상기 수중모터펌프로부터 펌핑되는 지하수를 상기 열교환기로 공급하는 직선형태의 지하수공급관과, 상기 열교환기와 연결부재의 제2유로에 연결되어서 상기 열교환기를 통과한 지하수가 상기 제2유로를 통해 지열공으로 회수되도록 하는 지하수회수관으로 이루어진 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치에 있어서,

   지하수회수관(20)(30)(40)(50)은, 열교환기(10)를 경유한 지하수의 지중 통과 시간이 연장되도록 하여 지중의 열을 충분히 흡수하도록 하므로 지중을 통해서 일차로 열복원이 이루어진 후 지열공(2)으로 회수되도록, 코일형태로 이루어지며;

   지하수회수관(40)은, 지반(1)에 외력이 가해져도 매설된 상기 지하수회수관(40)이 찌그러지거나 파손되지 않도록, 코일형태의 지하수회수관(40)의 중앙에 눌림방지관(41)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치.
2. 지하수층과 연락되도록 지반에 수직으로 형성된 지열공과, 상기 지열공의 상부에 삽입되고 상단에 밀폐덮개가 형성된 지열공보호관, 상기 지열공보호관 내에 설치되고 제1유로 및 제2유로가 각각 형성된 연결부재와, 상기 지열공 내에 설치되어서 지열공 하부의 지하수를 흡입하여 상기 연결부재의 제1유로 측으로 공급하는 지하수흡입관, 상기 지하수흡입관에 연결되어서 지하수를 제1유로 측으로 펌핑하는 수중모터펌프와, 상기 연결부재의 제1유로와 열교환기에 연결되어서 상기 수중모터펌프로부터 펌핑되는 지하수를 상기 열교환기로 공급하는 직선형태의 지하수공급관과, 상기 열교환기와 연결부재의 제2유로에 연결되어서 상기 열교환기를 통과한 지하수가 상기 제2유로를 통해 지열공으로 회수되도록 하는 지하수회수관으로 이루어진 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치에 있어서,

   지하수회수관(20)(30)(40)(50)은, 열교환기(10)를 경유한 지하수의 지중 통과 시간이 연장되도록 하여 지중의 열을 충분히 흡수하도록 하므로 지중을 통해서 일차로 열복원이 이루어진 후 지열공(2)으로 회수되도록, 코일형태로 이루어지고;

   지하수회수관(30)은, 코일형태의 관이 지그재그로 절곡되어 이루어지며;

   지하수회수관(40)은, 지반(1)에 외력이 가해져도 매설된 지하수회수관(40)이 찌그러지거나 파손되지 않도록, 코일형태의 지하수회수관(40)의 중앙에 눌림방지관(41)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 눌림방지관(41)은,

   동파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하수 순환장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 지하수회수관(50)에는,

   지중과의 접촉면적을 증대시켜서 지중열의 흡수를 향상시키도록 그 둘레에 흡열핀(51)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 지하수공급관(11) 및 지하수회수관(20)의 상부 측 지중에는,

   지반(1)의 균열 및 파괴를 방지하도록, 고탄성계수를 갖는 유리섬유에 의해 격자망 형태로 이루어지고 유화아스팔트 에멀젼에 함침된 후 그 상면에 규사가 도포되어서 이루어진 섬유보강재(60)가 매설되는 것을 특징으로 하는 개방형 지열시 스템의 지하수 순환장치.

Images