KR100954234B1 - Sea water source heat pump system for heating and cooling - Google Patents

Sea water source heat pump system for heating and cooling Download PDF

Info

Publication number
KR100954234B1
KR100954234B1 KR1020090061955A KR20090061955A KR100954234B1 KR 100954234 B1 KR100954234 B1 KR 100954234B1 KR 1020090061955 A KR1020090061955 A KR 1020090061955A KR 20090061955 A KR20090061955 A KR 20090061955A KR 100954234 B1 KR100954234 B1 KR 100954234B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seawater
water
heat
cooling
heat pump
Prior art date
Application number
KR1020090061955A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
신경수
임호연
한민수
Original Assignee
(주)이에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)이에스 filed Critical (주)이에스
Priority to KR1020090061955A priority Critical patent/KR100954234B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100954234B1 publication Critical patent/KR100954234B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D15/00Other domestic- or space-heating systems
    • F24D15/04Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/06Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/11Geothermal energy
    • F24D2200/115Involving mains water supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16Waste heat
    • F24D2200/20Sewage water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/002Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for geothermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Farming Of Fish And Shellfish (AREA)

Abstract

PURPOSE: A cooling/heating device with a heat pump for a field for fisheries seedlings using seawater is provided to maintain the regular temperature of seawater provided to a fish raising water tank regardless of ocean temperature. CONSTITUTION: A cooling/heating device with a heat pump for a field for fisheries seedlings using seawater comprises a seawater intake apparatus(19), a seawater heat exchange device(1), a heat pump(2), a raising water tank for a field for fisheries seedlings(5), a water storage tank(21), a discharge pump(12), a filter(17), an effluent heat exchanger(4), and a waste seawater return pipe(A). The raising water tank receives and stores seawater which is heat-exchanged with the cooling-and-heating circulating water for a heap pump. The water storage tank stores waste seawater discharged from the raising water tank. The filter eliminates foreign materials included in the waste seawater. The effluent heat exchanger increases the temperature of the waste seawater. The waste seawater return pipe supplies the seawater to the raising water tank.

Description

해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치{Sea water source heat pump system for heating and cooling}Sea water source heat pump system for heating and cooling

본 발명은 해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치에 관한 것으로서, 바다와 밀접해 있어 위치적으로 유리한 입지적 조건의 제주도나 동서남해안 등의 인근 바다에서 무한한 클린 에너지원으로서 해수를 지역 특성에 맞는 취수 방법으로 취수하고 취수한 해수를 히트 펌프 열원으로 수산 종묘장 생육조건에 최적으로 부합하는 고성능의 환경친화적이고 에너지 절약적인 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치를 제공하여 수산 종묘장용 양식수조에 공급되는 해수 온도를 인위적인 방법으로 연중 일정하게 유지하게 함으로써 수온의 급격한 변화로 인한 어류의 스트레스를 감소시키고 치어를 포함한 어류의 생존과 성장을 촉진시켜 양식(양어) 기간을 단축시키고 우량한 종묘를 생산할 수 있게 하여 양식어민의 소득을 향상시키고 국가 경쟁력을 강화시키게 하는 해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump heating and cooling device for aquatic nursery using seawater, which is in close proximity to the sea and is suitable for regional characteristics as an infinite clean energy source in nearby seas such as Jeju Island and the east-west south coast where the location is advantageous. The temperature of seawater supplied to aquaculture nursery tanks by providing a high-performance, eco-friendly and energy-saving heat pump air pump heating and cooling device that optimally meets the conditions of aquatic nursery growth with the heat pump heat source. By keeping it constant throughout the year in an artificial way to reduce fish stress caused by rapid changes in water temperature and to promote the survival and growth of fish, including fry, to shorten the period of farming and to produce superior seedlings. Incomes and national competition Using the seawater to thereby enhance relates to a heat pump air conditioning system for fish nurseries.

치어를 비롯한 어류는 적정한 수온 범위 이내에서만 최적의 성장 효율을 구 현할 수 있기 때문에 계절적 요인으로 발생하게 되는 양식수 수온의 급격한 변화에 따른 어류의 스트레스를 감소시키고, 성장을 촉진시킬 수 있게끔 어류 양식장에 있어서 적정한 사육 수온을 유지하는 것은 매우 중요하며, 따라서 수산 종묘장을 포함한 어류 양식장에서는 어류의 생육에 적합한 온도로 수온을 조절하여 온도편차를 최소화한 해수 등의 원수를 양식 수조에 공급하고 있다. Since fish, including larvae, can achieve optimal growth efficiency only within the appropriate water temperature range, fish farms can be used to reduce stress and promote growth due to rapid changes in aquaculture water temperature caused by seasonal factors. Therefore, it is very important to maintain proper breeding water temperature. Therefore, fish farms, including fish farms, supply raw water, such as sea water, which minimizes temperature deviations by adjusting the water temperature to a temperature suitable for growing fish.

수산 종묘장 등 어류 양식장의 수온은 어류의 성장과 생존에 큰 영향을 끼치기 때문에 통상의 어류 양식장에서는 양식수 온도 조절을 위하여 인입되는 해수 등 양식수를 동절기에는 보일러 등을 이용하여 승온시키고 하절기에는 액체질소, 얼음 등을 이용 냉각시키는 등의 방법으로 어류 양식에 적합한 온도로 수온을 조절하여 공급하고 있는바, 최근 급격한 유류비용의 상승으로 인하여 연료비는 인건비와 함께 어류 양식장 운영에 큰 경제적 부담을 초래하고 있음에도 불구하고 냉각 또는 가열된 저장수를 냉난방 배관을 따라 단순 이동시키거나 가열된 해수 등을 그대로 방출시킴에 따른 열손실로 인하여 에너지의 낭비를 초래하고 있다.Since the water temperature of fish farms, such as a fishery nursery, has a great influence on the growth and survival of fish, in normal fish farms, aquaculture water, such as seawater, which is introduced to control the temperature of the farmed water, is raised by using a boiler in winter, and liquid nitrogen in summer. The water temperature is adjusted to a temperature suitable for fish farming by cooling with water, ice, etc., but the fuel cost has caused a great economic burden on the operation of the fish farm along with labor costs due to the recent rapid rise in oil cost. Nevertheless, it causes energy waste due to heat loss by simply moving the cooled or heated stored water along the heating and cooling pipe or releasing the heated seawater as it is.

따라서 어류 양식장 등에서는 해수 가열에 따른 에너지 소비를 줄이고 열손실을 최소화함과 동시에 정밀한 온도제어로 최적의 양식수를 공급할 수 있도록 함으로써 어류 양식장 운영에 따른 경제적 부담을 줄이기 위한 방안을 다각도로 강구하고 있으나 효율적인 어류 양식수 공급 시스템이 아직 개발되어 있지 않아 종묘장을 포함한 어류 양식장의 에너지 이용 효율 향상은 어민들의 소득향상을 위해서도 중요한 과제가 되고 있다. Therefore, fish farms are seeking various ways to reduce the economic burden of operating fish farms by reducing energy consumption due to sea water heating, minimizing heat loss, and providing optimum farming water with precise temperature control. As an efficient fish farming system has not yet been developed, improving the energy use efficiency of fish farms, including nurseries, is also an important task for improving the income of fishermen.

최근 미이용에너지의 활용은 단순한 에너지절약 또는 에너지의 고효율 이용 그리고 공해방지라는 경제성 추구에 머물 것이 아니라 지구환경에 기여하는 사회자본의 충실화라는 큰 역할을 담당하고 있다.       In recent years, the utilization of unused energy plays a big role not only in the economic pursuit of saving energy or using high efficiency of energy and preventing pollution, but also in fulfilling social capital that contributes to the global environment.

환경오염으로 인한 지구온난화를 줄일 수 있게끔 미활용 에너지를 이용한 히트 펌프 냉난방 시스템은 공기열원, 지열열원, 폐수 열회수, 폐기열회수, 태양열 등을 이용하는 다양한 방식이 있으나, 그 중에서도 해수 열에너지는 자연에너지로서 온도의 계절변동이 하천수에 비해 적고, 동결온도가 약 -2℃로 낮아 하천수보다 저온까지 열이용이 가능하며, 냉·난방 시 대기와 5∼10℃ 정도의 온도차를 가지고 있으므로 (여름에는 대기보다 5∼10℃ 낮고 겨울에는 대기보다 5∼8℃ 높음), 히트펌프의 열원으로서 아주 우수한 특성을 가지고 있고, 해수온도차 냉난방시스템의 경우 해수온도에 따라 다소 차이가 있지만 시스템의 효율을 40~60% 증가시킬수 있으며, 우리나라의 경우 3면이 바다인 점을 고려하면 해수 열에너지는 거의 무한한 에너지원이면서도 화석연료를 사용하지 않아 유류수급에 따른 영향을 받지 않고 화석연료를 사용했을 때 발생되는 CO2의 배출이 없어 친환경적인 시스템이다. Heat pump heating and cooling system using unutilized energy to reduce global warming due to environmental pollution has various methods using air heat source, geothermal heat source, wastewater heat recovery, waste heat recovery, solar heat, etc. Seasonal fluctuations are less than that of river water, and the freezing temperature is about -2 ℃, so heat can be used to lower temperature than river water, and it has a temperature difference of 5 ~ 10 ℃ from the atmosphere when cooling and heating. 10 ℃ low and 5 ~ 8 ℃ higher than the air in winter), it has very good characteristics as a heat source of heat pump, and seawater temperature difference heating and cooling system is slightly different depending on seawater temperature, but it can increase system efficiency by 40 ~ 60%. In the case of Korea, considering that three sides are oceans, seawater thermal energy is an almost infinite energy source No emissions of CO 2 generated when the fuel does not use fossil fuels without the impact of the oil supply system is environmentally friendly.

지형적 입지 조건과 유리한 해수 온도차 조건을 고려할 때 우리나라의 남해 안 및 동해안은 해수의 간만의 차가 적은 반면에 동절기에 히트펌프의 열원으로 사용할 수 있는 충분한 여건을 가지고 있으며 제주, 부산 등 해안 지역은 동절기에도 해수온도가 10℃ 이상을 유지하고 있기 때문에 해수열원 냉난방 시스템을 도입하기에 양호한 조건을 가지고 있는바,      Considering the geographic location conditions and favorable sea temperature differences, the south and east coasts of Korea have a small difference in tidal sea water, while they have sufficient conditions to be used as heat sources for heat pumps in winter. Since the seawater temperature is maintained above 10 ℃, it has good conditions to introduce the seawater heat source air-conditioning system.

특히 해안과 가까운 곳에 위치하고 있어 해수 취수가 용이하여 해수열원 확보가 쉬운 지형적 입지 조건의 어류 양식장에 해수를 이용한 어류 양식장용 히트 펌프 냉난방 장치의 도입은 기존의 화석연료를 사용하는 냉난방 및 급탕 시스템에 비해 많은 장점이 있음에도 불구하고 어류 양식장에 해수를 이용한 히트 펌프 냉난방 장치의 개발과 보급은 취약하다.     In particular, the introduction of heat pump air-conditioning system for fish farms using sea water in the fish farms in the geographic location where it is easy to secure seawater source because it is located close to the coast is easy to secure the source of seawater, compared to conventional heating and cooling systems using fossil fuels. Despite its many advantages, the development and dissemination of heat pump air conditioning systems using sea water in fish farms is vulnerable.

종묘장을 비롯한 수산 양식장의 수온조절은 온도조절범위가 크지 않기 때문에 히트펌프시스템을 도입하게 되면 아주 효과적으로 정밀한 온도제어가 가능하여 생산성이 크게 향상되고 에너지비용도 절반 이하로 줄일 수 있어서 아주 이상적인 에너지 이용 방법이라고 알려지고 있으며,      Since the temperature control of fish farms and other aquaculture farms does not have a large temperature control range, the introduction of a heat pump system makes it possible to precisely control the temperature very effectively, greatly improving productivity and reducing energy costs to less than half. It is known as

히트 펌프 시스템을 어류 양식장에 활용한 예로는 종래 저온수를 이용하여 넙치 양식 등에 활용함으로써 직화식의 기름 보일러 시스템보다 높은 성적계수(COP)를 구현한 예가 있으나 이 경우 폐열을 활용하지 못하였고 브라인을 이용한 히트 펌프 시스템으로서 열효율이 낮을 뿐 아니라 양식 수조에 적절한 온도의 급수를 하지 못하는 문제점이 있다.        An example of using a heat pump system in aquaculture farms has been to implement a higher coefficient of performance (COP) than a direct oil boiler system by using flounder farming using cold water, but in this case, waste heat was not utilized and brine was not used. As a heat pump system used, the thermal efficiency is low and there is a problem in that the water supply of the proper temperature is not supplied to the aquaculture tank.

그러나 해수 온도차 에너지를 이용한 양식수조용 히트 펌프 시스템에 있어서 고효율 펌프 설계, 히트 펌프 및 취수배관 시공, 열교환방법, 시스템을 운용하기 위한 제어기술 등 복합 기술은 시스템의 양부를 결정하는 중요한 선결과제이며, 특히 수질에 문제가 있는 오염부식성의 열원수로서 해수는 열교환기 오염방지 및 부식대책, 해양생물부착 방지 등 전처리기술의 확립이 요구된다.       However, in the heat pump system for aquaculture tanks using seawater temperature difference energy, complex technologies such as high efficiency pump design, heat pump and intake pipe construction, heat exchange method, and control technology for operating the system are important prerequisites for deciding whether the system is good or not. In particular, seawater is required to establish pretreatment techniques such as pollution prevention and corrosion prevention of heat exchanger, prevention of adhesion of marine organisms.

이에 본 발명자는 전술한 종래 수산 종묘장을 포함한 어류 양식장의 어류 양식수 공급 시스템의 제반 문제점을 해결하여 경제적이고 환경 친화적인 방법의 어류 양식장 어류 양식수 공급 시스템을 개발하고자 노력한 결과 3면이 바다인 우리나라의 경우 부존량이 거의 무한한 에너지원이면서 어류 양식장용 대체 에너지 개발 우위성을 가지고 있는 온도차 에너지원으로서 해수의 열원적 성질을 냉난방 용도로 활용하고 에너지원 변환설비로 히트펌프를 이용하여 환경오염을 방지하면서도 에너지 소비를 최소화시키는 냉난방 시스템 구성으로 본 발명을 완성하게 된 것이다.  The present inventors have solved the problems of the fish farming water supply system of the fish farm including the conventional fisheries nursery described above to develop the fish farming fish farming water supply system of the fish farm in an economical and environmentally friendly way, the three sides are the sea In this case, the temperature difference energy source which has almost infinite energy source and has the advantage of developing alternative energy for fish farms, utilizes the heat source property of sea water for cooling and heating purposes, and prevents environmental pollution by using heat pump as energy source conversion facility. The present invention has been completed with a cooling and heating system configuration that minimizes consumption.

전술한 바와 같이 수산 종묘장을 포함한 종래의 어류 양식장용 히트 펌프 냉난방 장치는 제반 문제점을 가지고 있는바, As described above, the conventional fish pump heating and heating device for fish farms including a fishery nursery has various problems.

지형적 입지조건에 맞춰 해수 취수구 위치를 선정하고 이에 맞는 취수방식으로 견고하고 안전한 취수 장치를 구축하고 효율적으로 취수되는 불량한 수질의 해수를 정화시켜 적정한 유량의 해수를 지속적으로 히트 펌프 냉난방 장치에 공급하고,Select the location of the seawater intake in accordance with the geographic location conditions, build a robust and safe water intake system according to the water intake method, purify the poor water quality of water intake efficiently and continuously supply the seawater with the proper flow rate to the heat pump air-conditioning unit,

계절별로 취득한 소정 온도의 해수(하절기 16∼25℃, 동절기 8∼16℃)를 열원수로 하여 해수온도차를 이용한 히트 펌프 냉난방 장치를 환경친화적이고 에너지 절약적으로 운전하여 전체 냉난방 시스템 효율을 향상시키되,The efficiency of the entire air-conditioning system is improved by operating eco-friendly and energy-saving heat pump air-conditioning system using sea water temperature difference by using sea water (summer 16-25 ℃ in winter, 8-16 ℃ in winter) acquired seasonally as the heat source water. ,

냉난방과 동시에 어류 양식에 적합하도록 가온시켜 일정한 온도대를 유지하는 수온의 양식수를 수산 종묘장 등의 어류 양식 수조에 공급함에 있어서  In the case of supplying aquaculture water of the water temperature such as a fishery nursery, which is heated to be suitable for fish farming at the same time as heating and cooling,

종래 수산 종묘장에서 버리던 폐열(수)을 동시에 이용하여 하절기는 물론 동절기에도 양식 수조에 공급되는 적정 온도 해수(양식수)의 효율적인 공급이 가능하여 해수의 계절적 요인에 관계없이 고효율의 에너지 절약적인 히트 펌프 냉난방 시스템을 구성하여야 하는 기술적 과제가 있다.Efficient energy-saving heat pump, regardless of seasonal factors, enables efficient supply of appropriate temperature seawater (aquaculture water), which is supplied to aquaculture tanks in summer as well as winter, by simultaneously using waste heat (water) discarded at aquatic nursery. There is a technical problem to configure a heating and cooling system.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하기 위하여 창안한 것으로서,The present invention was made to solve the above problems,

섬이나 내륙 해안 지역 등 지형적 입지조건에 맞춰 취수 배관이 손상되지 않게끔 견고하고 안전하게 설치된 해수 취수장치의 해수 취수 펌프로 해수(표층수)나 내륙 해안가의 암반대수층에서 지하 해수(염지하수) 등을 스트레이너로 불순물이 여과되어 수질 오염이 없게끔 효율적으로 취수하고(전처리 취수장치), The seawater intake pump of the seawater intake system is installed firmly and securely to prevent damage to the intake pipe according to the geographic location conditions such as islands and inland coastal areas. The impurities are filtered and efficiently withdrawn to prevent water pollution (pretreatment intake device),

전처리 취수장치로 정화되어 공급되는 계절별 일정 온도대의 해수(하절기 16∼25℃, 동절기 8∼16℃)에서 해수 열교환기를 이용 히트펌프와 해수의 직접 접촉 없는 간접 열교환 방식으로 히트 펌프 열원용 순환수와 열교환한 후 해수열을 취득하고(해수열교환장치),Seawater heat exchanger is used in the sea water at a certain temperature range (season 16 ~ 25 ℃, winter 8 ~ 16 ℃) which is purified and supplied by pretreatment intake device.The circulating water for heat pump heat source is indirect heat exchange method without direct contact between heat pump and seawater. After heat exchange, sea water heat is obtained (sea water heat exchanger),

해수열을 히트펌프의 열원으로 이용하여 해수 에너지의 에너지 변환에 따른 열손실을 최소화하면서 수산 종묘장 시설에 계절별로 냉방과 난방(급탕포함)을 실시함(히트 펌프 냉난방 장치)과 동시에 어류 양식에 적합하도록 가온되어 연중 일정한 온도대를 유지하는 수온의 어류 양식수를 어류 양식 수조에 공급하고 방류하되(양식수 공급),By using seawater heat as a heat source for heat pumps, the fisheries nursery facility provides seasonal cooling and heating (including hot water supply) to the fishery nursery facility (heat pump air-conditioning unit) and at the same time, suitable for fish farming. Supply the fish farming water at the water temperature which is warmed to maintain a constant temperature throughout the year to the fish farming tank and discharged (farming water supply),

특히 종래 열교환후 방류되는 승온된 해수를 그대로 방류하지 않고 양식 수조에 적절한 온도의 양식수로 공급하고, 또한 양식 수조에서 방출되는 해수(양식수)를 재순환시켜 새로운 해수열로부터 열을 취득하여 공급하는 폐열 열교환기 및 냉난방 순환수의 남은 열을 공급하는 재열 열교환기를 각각 순차적으로 경유 열교환시켜 다중으로 열량을 보충하는 어류 양식수 공급 순환 사이클 구현으로 생육 조건에 맞는 적정한 온도의 해수를 어류 양식수로 재공급함으로써 해수의 계절적 요인에 관계없이 환경친화적으로 적절한 온도의 종묘장 양식 수조 공급용 양식수( 해수)의 공급이 가능한 고효율의 에너지 절약적인 히트 펌프 냉난방 시스템을 제공하는데 목적이 있다. In particular, the heated seawater discharged after the conventional heat exchange is not discharged as it is, but is supplied to the aquaculture tank with appropriate temperature, and the seawater (aquaculture water) discharged from the aquaculture tank is recycled to obtain heat from the new seawater heat. A fish-cycled water supply circulation cycle that supplements heat by sequentially heat-exchanging each of the waste heat heat exchanger and the reheat heat exchanger that supplies the remaining heat of the cooling / heating circulating water, and reconstructs the seawater at an appropriate temperature according to the growing conditions to the fish farming water. The purpose of the present invention is to provide a high-efficiency, energy-saving heat pump heating and cooling system capable of supplying aquaculture water (sea water) for nursery farming tanks at an environmentally appropriate temperature regardless of seasonal factors of seawater.

이와 같이 된 본 발명의 해수를 이용한 어류 양식장용 히트 펌프 냉난방 장치는,The heat pump air-conditioning device for fish farms using the seawater of the present invention thus obtained,

해수(지하 해수 포함)를 히트펌프의 열원으로 이용하여 해수 에너지의 에너지 변환에 따른 열손실을 최소화하면서 수산 종묘장 등 어류 양식장 시설에 냉방과 난방을 실시함(히트 펌프 냉난방 장치)과 동시에 열교환 후 보일러 등을 사용하지 않고도 방류되는 해수(폐수)를 계속 순환시켜 열의 취득과 배출을 행하게 하여 목표 열량을 충족시키게 하는 다중 열교환 방식으로 어류 양식에 적합하도록 가온시켜 일정한 온도대가 유지하는 안정된 수온의 양식수를 어류 양식 수조에 공급할 수 있어 에너지 절약적이고 환경친화적인 히트 펌프 냉난방 및 양식수 공급 및 냉난방 시스템으로서,By using seawater (including underground seawater) as a heat source for heat pumps, air-conditioning and heating are carried out at fish farm facilities, such as fish farms, while minimizing heat loss due to energy conversion of seawater energy (heat pump air-conditioning unit) It is a multiple heat exchange method that continuously circulates the discharged seawater (wastewater) without using a lamp, so that heat can be obtained and discharged to meet the target calorific value, and it is heated to be suitable for fish farming. As an energy-saving and environmentally friendly heat pump air-conditioning and aquaculture water supply and cooling system that can be supplied to fish farms,

하절기나 동절기 등 계절에 요인에 따라 변하는 해수온도에 관계없이 추가 에너지를 입력하지 않고도 어류 양식수조에 공급되는 양식수(해수) 온도를 편차 없이 연중 일정하게 유지하게 할 수 있어 수온의 급격한 변화로 인한 치어 등 어류의 스트레스를 감소시키고 어류의 성장을 촉진시켜 양식(양어) 기간을 단축시키고 우량한 종묘를 생산할 수 있게 한다.Irrespective of the seawater temperature that changes depending on the seasonal factors such as summer or winter season, it is possible to keep the aquaculture water (sea water) temperature supplied to the fish farm without any input without any deviation, so that it can be maintained throughout the year without deviation. It reduces the stress of fish such as larvae and promotes the growth of fish, which shortens the period of aquaculture and produces superior seedlings.

또한 해수의 불순물을 여과시켜 취수함으로써 장치의 부식이나 오염이 방지되어 열교환 장치의 내구성이 향상되며 어류 양식수 온도를 일정하게 유지하게 하는 별도의 추가 열원이 필요 없으며 저렴한 농업용 전력을 사용할 수 있어 에너지가 대폭 절감된다. In addition, by filtering the impurities in the sea water to prevent corrosion or contamination of the device to improve the durability of the heat exchanger, it requires no additional heat source to keep the fish farming water temperature constant, and can use energy for inexpensive agricultural power Significantly reduced.

결국 본 발명은 정부 시책인 ‘저탄소 녹색성장’ 프로젝트에 적극 부응하여 온실효과 유발 가스의 배출이 거의 없게 됨으로써 지구 온난화를 억제하기 위한 기후변화협약의 이행에도 크게 기여할 수 있어 국가 경쟁력을 향상시키게 된다.As a result, the present invention can actively contribute to the implementation of the climate change convention to suppress global warming by actively responding to the government policy of “low carbon green growth” project, and thereby resulting in little greenhouse gas emission, thereby improving national competitiveness.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세하게 기술하면 다음과 같으며 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and detailed descriptions of well-known components that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

본 발명은 바다로부터 해수 취수 펌프(20)를 이용 해수나 내륙해안의 암반대수층에서 지하 해수(염지하수)를 여과시켜 취수하는 해수 취수장치(19)와,The present invention uses a seawater intake pump 20 from the sea and seawater intake device 19 for filtering and collecting underground seawater (salt seawater) in the rock aquifer of seawater or inland coasts,

상기 해수 취수장치(19)로 취수된 해수를 해수 열교환기(1) 후단과 히트 펌프(2) 전단에서 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)의 절환 동작에 의하여 선택적으로 형성되는 순환 배관에서 순환하는 히트 펌프 열원용 냉난방 순환수와 열교환시키고 바다로 방류시키는 해수 열교환기(1),In the circulation pipe selectively formed by the switching of the plurality of three-way valve (13a, 13b) at the rear end of the seawater heat exchanger (1) and the heat pump (2) before the seawater withdrawal by the seawater intake device (19) Sea water heat exchanger (1), which heat-exchanges with air-conditioning circulation water for circulating heat pump heat source and discharges it to the sea,

상기 해수 열교환기(1) 후단에서 예열(예냉)된 순환수를 가열(냉각)시켜 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)를 통하여 다중으로 수산 종묘장 시설(6)에 공급하고 환수되는 냉난방수 순환 배관으로 냉난방을 수행하는 히트 펌프(2)로 구성된 히트 펌프 냉난방 장치 순환 배관을 기본 구성으로 하여 해수를 열원으로 수산 종묘장 시설(6)의 냉난방 및 종묘장 양식 수조(5)로 어류 생육 조건에 맞게 승온된 양식수의 공급을 동시 수행하는 복합 기능의 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치에 있어서,Heating and cooling the circulated water preheated (precooled) at the rear end of the seawater heat exchanger (1) and supplied to the fishery nursery facility (6) through the cold / hot water supply header (7a) and the return header (7b) in multiple ways. Based on the heat pump air-conditioner circulation pipe consisting of a heat pump (2) for heating and cooling with water circulation piping, seawater is used as a heat source for air-conditioning and nursery farming tank (5) in a fishery nursery facility (6). In the heat pump air-conditioning apparatus for a fishery nursery with a combined function of simultaneously supplying the appropriately heated farming water,

상기 히트 펌프 냉난방 장치 일측에 해수 취수장치(19)에서 공급되는 양식수(해수)를 어류 생육 조건에 맞게끔 히프 펌프용 냉난방 순환수와 열교환 승온시켜 종묘장 양식 수조 헤더(8)를 통하여 공급받아 저장하는 종묘장 양식수조(5)를 부가 설치하고,On the one side of the heat pump heating and cooling device, the aquaculture water (sea water) supplied from the seawater intake device 19 is heat-exchanged with the heating and cooling circulating water for the bottom of the pump to fit the fish growth conditions, and is supplied and stored through the nursery farming tank header 8. Install nursery farming tank (5)

상기 종묘장 양식 수조(5) 후단으로는 양식 수조(5)에서 사용 후 배출되는 폐해수를 집수하는 집수조(21)와 방류 펌프(12), 폐 해수에 포함된 이물질을 제거하는 여과기(17), 방류되는 폐 해수와 해수 취수장치(19)에서 새로 유입되는 해수를 열교환시켜 폐 해수를 승온시키는 폐수 열교환기(4), 폐수 열교환기(4)에서 승온된 폐해수와 냉난방수 순환 배관에서 환수되는 냉난방수와 열 교환하고 복귀하여 승온된 해수를 종묘장 양식 수조(5)에 공급하는 폐 해수 순환 배관(A)을 형성하되, 상기 해수 열교환기(1) 후단과 히트 펌프(2) 전단 사이에 형성된 수평 2줄의 히트 펌프 열원수 순환 배관 상에는 공급라인과 복귀라인의 일측에 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)를 각각 장착하여 히트 펌프(2) 후단의 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)와 재열 열교환기(3) 사이에 형성된 냉난방수 순환 배관(B)상의 냉난방수 환수 배관과 공급 배관에 각각 수직으로 연결되어 재열 열교환기와 히트 펌프 사이에서 냉난방수가 순환하여 히트 펌프에 보충열을 공급하는 수직 2줄의 바이 패스 배관을 추가로 형성하여 히트 펌프 열교환에 필요한 열량의 열교환수(히트 펌프 냉각수, 응축수)를 공급하는 배관 구성으로서, 히트 펌프 냉난방 장치의 전후단에서 순환하는 열량을 다중으로 회수하고 양식 수조(5)에서 방류되는 폐 해수도 다중 순차적으로 승온시켜 양식수조(5)에 공급함으로써,The rear end of the nursery culture tank (5) is a collecting tank (21) for collecting the waste sea water discharged after use in the culture tank (5) and the discharge pump (12), a filter (17) for removing foreign matter contained in the waste sea water, Wastewater heat exchanger (4) to heat the newly discharged wastewater from the discharged wastewater and the seawater intake unit (19) to heat up the wastewater, and the wastewater heated up from the wastewater heat exchanger (4) and the air-conditioning circulation pipe Forming a waste sea water circulation pipe (A) for exchanging and returning the heated and heated sea water to the nursery culture tank (5), and formed between the rear end of the sea water heat exchanger (1) and the front end of the heat pump (2) On the two horizontal heat pump heat source water circulation pipes, a plurality of three-way valves 13a and 13b are mounted on one side of the supply line and the return line, respectively, to supply the hot and cold water supply header 7a and the return header at the rear end of the heat pump 2. Between 7b and the reheat heat exchanger 3 Vertically connected to the heating and cooling water return pipe and the supply pipe on the formed heating and cooling water circulation pipe (B), respectively, and adds a vertical two-row bypass pipe for cooling and cooling water circulation between the reheat heat exchanger and the heat pump to supply supplemental heat to the heat pump. A heat pipe (heat pump cooling water, condensate) of the heat amount required for heat pump heat exchange is formed into a pipe configuration, the heat quantity circulated in the front and rear ends of the heat pump air-conditioning unit is recovered in multiple and discharged from the aquaculture tank (5) By raising the temperature of the waste water in sequence and supplying it to the aquaculture tank 5,

삭제delete

해수를 이용하여 히트 펌프 냉난방 장치를 구현하는 것만으로도 히트 펌프 냉난방 순환수로부터 다중 순차적으로 열을 회수하고 해수 취수장치에서 취수되는 해수를 가열하여 양식 수조에 공급함을 특징으로 한다.
Just by implementing a heat pump air-conditioning unit using sea water, it is characterized in that to recover heat from the heat pump air-conditioning circulating water multiple times sequentially, and to heat the sea water taken from the sea water intake apparatus to supply the aquaculture tank.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

본 발명은 전술한 바와 같이 해수를 해안에서 떨어진 소정 깊이의 바다나 내륙 해안지역에서 심정 취수하는 해수 취수 장치와 이렇게 취수된 해수를 열원으로 냉난방은 물론 어류 양식 수조에 어류 생육 온도에 적절한 온도로 승온된 양식수(해수)를 공급하는 히트 펌프 냉난방 장치, 그리고 양식 수조에서 방류되는 폐 해수를 재순환시켜 승온된 양식수를 공급하는 폐 해수 순환 배관(A)으로 구성되어 양식 수조용 양식수(해수) 승온에 필요한 추가 에너지의 입력 없이도 취수된 해수를 어류 양식에 적합한 온도로 가열하여 양식 수조에 공급하는 시스템 구성이다.As described above, the present invention provides a seawater intake device for deeply extracting seawater from a sea or an inland coastal region at a predetermined depth away from the coast, and heating the seawater to a temperature suitable for fish growth temperature in a fish farming tank as well as heating and cooling. It is composed of a heat pump air-conditioning unit for supplying the aquaculture water (sea water), and the waste sea water circulation pipe (A) for recycling the wastewater water discharged from the aquaculture tank to supply the warmed aquaculture water (sea water) It is a system configuration in which the seawater collected is heated to a temperature suitable for fish farming and supplied to the aquaculture tank without input of additional energy required for the temperature increase.

상기 해수 취수 장치(19)는 전술한 바와 같이 해안에서 떨어진 소정 깊이의 바다에서 파이프 라인을 통해 해수를 흡입 취수하는 수평 집수정의 해저 구조물 형태 해수 취수 장치와 내륙 해안지역에서 해안가의 취수 구조물을 이용 심정 취수하는 수직정 취수방식의 지하 해수 관정 형태 해수 취수 장치로 구분되어 지역 특성에 맞춰 취수구와 취수 방법을 선택한다.As described above, the seawater intake device 19 uses a seawater intake structure in the form of a sea basin structure of a horizontal sump that intakes seawater through a pipeline in a sea of a predetermined depth away from the coast, and a seawater intake structure in an inland coastal region. It is divided into underground seawater well type seawater intake system of vertical well withdrawal method and selects inlet and intake method according to local characteristics.

상기 해저 구조물 형태의 해수 취수 장치는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 해안의 수질에 따라 차이는 있으나 해안가로부터 가까운 곳으로 약 40∼50m 떨어진 해수면에서 약 10m~50m정도 수심에 이물질 유입이 방지되게끔 취수구(25)를 설치하고 부식이 없는 재질의 직관형 파이프라인을 견고하게 고정시킨 취수 배관을 해수 취수 장치(19)에 연결하고 사이펀(Siphon) 원리에 의해서 취수된 해수(바닷물)를 수중의 해수 취수 펌프(20)로 흡입하고 끌려 올려서 해수 열교환기(1)를 통해 히트 펌프 냉난방 장치와 열교환 시키게 된다.The seawater intake device in the form of the seabed structure is different depending on the water quality of the coast as shown in Figs. 1 and 4, but foreign matters are prevented from entering the water depth of about 10m to 50m from the sea surface about 40-50m away from the shore. The water intake pipe 25 is installed, and the intake pipe which is firmly fixed to the straight pipe of the corrosion-free material is connected to the sea water intake device 19, and the sea water (sea water) collected by the Siphon principle is underwater. The seawater intake pump 20 is sucked up and pulled up to exchange heat with the heat pump air conditioning unit through the seawater heat exchanger 1.

이때 해수 취수 장치(19)의 취수 배관과 취수 배관 말단의 취수구(25)는 콘크리트 구조물로 형성하여 암반에 견고하게 고정하되 스트레이너(strainer)가 내측에 삽입 장착되는 취수구(25)는 일측으로 취수배관의 일단을 올려서 거치시킬 수 있게끔 거치홈이 설치되고 그 외주에는 쓰레기 등의 진입은 방지되면서 해수는 투과시키게끔 스크린 형태의 격자창(네트)이 설치되며 그 내부에는 자갈 또는 모래 주머니를 장입하여 물고기 및 따개비 등의 진입을 방지하고 이물질을 여과시켜 수산 종묘장용 양식수로서의 수질 용도 요구 조건을 충족시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다(도 1 및 도 4 관련 부분 참조). At this time, the water intake pipe of the sea water intake device 19 and the intake port 25 at the end of the intake pipe is formed of a concrete structure to be firmly fixed to the rock, but the intake port 25 into which the strainer is inserted and mounted to the intake pipe to one side. Mounting grooves are installed to raise one end of the screen, and screen grids (nets) are installed on the outer periphery to prevent seawater from entering while permeating seawater. It is desirable to prevent entry of barnacles and the like and to filter foreign matter so as to meet the requirements for water quality use as aquaculture nursery water (see the relevant parts of FIGS. 1 and 4).

그리고 파이프 라인 형태의 취수배관은 예를 들어 취수배관을 고정시킬 수 있게끔 "U"자형 고정홈이 중앙에 구비된 하부 콘크리트 구조물에 반원형의 상부 덮개가 볼트와 너트 한 쌍의 체결 수단으로 견고하게 고정되어 취수배관의 움직임을 방지하고 하부 콘크리트 구조물 역시 양 측벽에 다수 개 구비된 고정편의 구멍으로 앵커 볼트 등 견고한 고정 수단을 이용 해저 암반에 고정됨으로써 파도나 해일에 의해서 파손되지 않도록 하고 스트레이너는 자동 역세 기능을 가진 스트레이너를 설치하는 것이 바람직하다. And in the pipeline type intake pipe, for example, a semicircular upper cover is firmly fixed to a lower concrete structure having a “U” shaped groove in the center so that the intake pipe can be secured by a pair of bolts and nuts. It prevents the movement of the intake pipe and the lower concrete structure is also fixed to the sea bed by using anchor bolts such as anchor bolts. It is preferable to install a strainer having a.

또한 내륙 해안지역에서 해안가의 취수 구조물을 이용 심정 취수하는 지하 해수 관정 형태의 해수 취수 장치는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 해안지역의 지하수에 염수가 침투된 지하 해수(염지하수)를 취수하는 장치로, 내륙 해안지역에 지하 해수 취수 펌프가 구비된 콘크리트 구조물 형태의 기계실(30)을 설치하고 수직으로 약 50m이상 천공하여 모래층에서 암반층 약 1m까지는 외부 케이싱(STS관)(33)을 설치한 다음 외부 케이싱(33) 안으로 취수관(32)을 암반층에 형성된 대수층까지 삽입하여 지하 해수를 지하 해수 취수 펌프(20)로 흡입하여 해수 열교환기(1)로 보내서 열교환시켜 히트 펌프 열원으로 공급하는 구성으로서, 모래가 유입되지 않도록 취수관 구성은 5m 이내의 투수성이 있는 모래층까지는 타공이 없는 통상의 원형 파이프 형태 취수관(32)을 장착하고 모래가 유입되지 않으며 연중 일정한 온도를 유지하는 5∼50m 암반층부터는 지름 약 16mm로 타공된 타공관(34)을 연장시켜 장착하는 것이 바람직하다. In addition, the seawater intake device in the form of an underground seawater well that uses a seawater intake structure in the inland coastal area, as shown in FIGS. 2 and 3, intakes underground seawater (saltwater) in which brine penetrates the groundwater in the coastal area. In the inland coastal area, install a machine room 30 in the form of a concrete structure equipped with an underground sea water intake pump, and drill an over 50m vertically and install an outer casing (STS pipe) 33 from a sand layer to a rock layer about 1m. Then, the intake pipe 32 is inserted into the outer casing 33 to the aquifer formed in the rock bed, and the underground seawater is sucked into the underground seawater intake pump 20 and sent to the seawater heat exchanger 1 for heat exchange to supply the heat pump heat source. As a constitution, the intake pipe constitution includes a normal circular pipe intake pipe 32 without perforation to a sand layer having a permeability within 5 m so that sand does not flow in. It is preferable to install by extending the perforated tube 34 perforated with a diameter of about 16mm from the rock bed layer of 5 to 50m to maintain a constant temperature throughout the year without mounting sand.

상기한 바와 같은 해수 취수 장치(19)에서 취수한 해수는 해수 열교환기(1)에 해수 순환 배관으로 연결되어 해수 열교환기(1) 후단과 히트 펌프(2) 전단에서 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)의 절환 동작에 의하여 선택적으로 형성되는 순환 배관에서 순환하는 히트 펌프 열원용 냉난방 순환수와 열교환시킨 다음 바다로 방류시키게 되는데, The seawater withdrawn from the seawater intake device 19 as described above is connected to the seawater heat exchanger 1 by seawater circulation pipes, so that a plurality of three-way valves 13a are provided at the rear end of the seawater heat exchanger 1 and the front of the heat pump 2. Heat exchanged with the heat and cooling circulating water for the heat pump heat source circulated in the circulation pipe selectively formed by the switching operation of the) (13b) and then discharged to the sea,

해수 취수 장치(19)에서 취수되는 고농도 염분이 함유된 해수는 해수 열교환기(1)를 통하여 히트 펌프(2)와의 직접적인 접촉 없이 간접 열교환 방식으로 히트 펌프 열원용 냉난방 순환수와 열교환시키게 됨으로써 바닷물 및 지하해수(염지하수) 등 고농도염이 함유된 해수로 인한 부식 등으로부터 보호되어 열교환 장치의 내구성이 향상되는데 해수 열교환기(1)는 부식이 되지 않게끔 티타늄으로 형성한다.  The seawater containing the high concentration of salt taken out from the seawater intake device 19 is heat-exchanged with the cooling and heating circulating water for the heat pump heat source by indirect heat exchange without direct contact with the heat pump 2 through the seawater heat exchanger 1. The durability of the heat exchanger is improved by being protected from corrosion due to seawater containing high concentration salt such as underground seawater (salt seawater), and the seawater heat exchanger 1 is formed of titanium so as not to corrode.

또한 상기 해수 열교환기(1) 후단으로는 히트 펌프(2)가 장착되어 해수 열교환기(1)에서 열을 주고 받아 예열(예냉)된 냉난방 순환수를 가열(냉각)시켜 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)를 통하여 다중으로 수산 종묘장 시설(6)의 FCU(팬코일 유니트) 등에 냉난방 열을 공급하고 환수되는 냉난방수 순환 배관이 형성되어 종묘장 시설의 냉난방을 수행하게 된다.  In addition, a heat pump 2 is mounted to the rear end of the seawater heat exchanger 1 to heat (cool) the cooling / heating circulation water preheated (precooled) by receiving heat from the seawater heat exchanger 1 to cool the hot and cold water supply header 7a. And through the return header (7b) to provide a heating and cooling heat to the FCU (fan coil unit) of the fishery nursery facility (6) multiple times to form a cooling and cooling water circulation pipe is returned to perform the heating and cooling of the nursery facility.

한편 상기 히트 펌프 냉난방 장치 일측으로는 종묘장 양식 수조(5)가 설치되는데 상기 종묘장 양식 수조(5) 후단으로는 집수조(21)가 연결되어 있으며 물교환을 위하여 폐 해수를 바다에 직접 방류시키는 방류 배관 이외에 방류 펌프(12), 여과기(17), 폐수 열교환기(4)가 순차로 배관 연결되어 있으며 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)로 히트 펌프에 의하여 가열(냉각)된 냉난방 순환수를 공급하고 환수되는 냉난방수 순환 배관(B)과 접촉하여 순환되는 냉난방수와 열을 교환하여 어류 생육 조건에 맞게끔 승온된 해수를 종묘장 양식 수조(5)에 공급하는 재열 열교환기(3)에 관로 연결되고 다시 종묘장 양식 수조(5)로 복귀하는 폐루프의 폐 해수 순환 배관(A)이 형성되어 양식수로 사용 후 방류되는 폐 해수를 재활용하게 되는데, 도 2에서와 같이 해수 열교환기(1) 후단과 히트 펌프(2) 전단에서 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)의 절환 동작에 의하여 선택적으로 형성되는 순환 배관에서 순환하는 히트 펌프 열원용 냉난방 순환수와 해수 열교환기(1)에서 열교환하고 방류되는 해수 순환 배관의 환수 배관 중도에 3방 밸브(13)를 장착하여 뜨거워진 해수 흐름을 종묘장 양식 수조(5)로 바꿔서 양식 수조 헤더(8)와 게이트 밸브(15)를 통하여 양식수로 공급하는 해수 바이 패스 배관이 추가적으로 형성되어 종묘장 양식 수조(5)에 다중으로 열을 공급하게 된다. Meanwhile, a nursery farming tank 5 is installed at one side of the heat pump air-conditioning unit, and a collecting tank 21 is connected to the rear end of the nursery farming tank 5 and a discharge pipe for directly discharging waste seawater to the sea for water exchange. In addition, the discharge pump 12, the filter 17, and the wastewater heat exchanger 4 are sequentially connected to each other, and the cooling / heating circulation water heated (cooled) by the heat pump with the cold / hot water supply header 7a and the return header 7b. To the reheat heat exchanger (3) for supplying the heated and heated water to the nursery farming tank (5) by exchanging heat with the cooled and heated water that is circulated in contact with the heated and cooled water circulation pipe (B) to be returned. The waste seawater circulation pipe (A) of the closed loop connected to the pipe and returning back to the nursery farming tank (5) is formed to recycle waste seawater discharged after use as aquaculture water, as shown in FIG. (1) Heat and cooling circulating water and seawater heat exchanger for heat pump heat source circulating in a circulation pipe selectively formed by a switching operation of a plurality of three-way valves 13a and 13b at the rear end and the front end of the heat pump 2 The 3-way valve 13 is installed in the middle of the return pipe of the seawater circulation pipe discharged from the heat exchanger and discharged into the nursery farming tank 5 to replace the hot water stream through the farming tank header 8 and the gate valve 15. The seawater bypass pipe for supplying the aquaculture water is additionally formed to supply heat to the nursery aquaculture tank 5 multiplely.

이때 상기 여과기(17)에서는 해수 중에 포함된 이물질을 여과처리하게 되며 상기 폐수 열교환기(4)는 새로 유입되는 해수와 열교환하고 열을 얻어서 승온된 상태로 체크 밸브(CV)가 동작하여 상기 재열 열교환기(3)로 계속 흘러가게 되는데, 폐수 열교환기(4)에 신규로 보충 공급되는 해수 원수의 순환 배관 상에는 전자적으로 작동하는 솔레노이드 밸브(SV)가 장착되어 있어 솔레노이드 밸브(SV)의 작동으로 새로운 해수와 폐 해수를 선택적으로 혼합하여 양식 어류 서식에 필요한 용존산소가 한층 보강된 해수를 재열 열교환기(3)로 펌핑 공급하게 된다. In this case, the filter 17 filters the foreign matter contained in the seawater, and the wastewater heat exchanger 4 exchanges heat with the freshly introduced seawater, obtains heat, and operates the check valve CV to raise the temperature to reheat the heat exchanger. It continues to flow to the machine (3), the electronically operated solenoid valve (SV) is mounted on the circulation pipe of the fresh water raw water newly supplied to the wastewater heat exchanger (4), the operation of the solenoid valve (SV) By selectively mixing seawater and wastewater, the re-heated heat exchanger (3) is pumped and supplied with the dissolved oxygen water, which is further enriched for the aquaculture fish culture.

상기 체크 밸브(CV)는 해수가 반대 방향으로 역류되지 않고 열이 일방향으로만 진행하도록 동작하여 폐 해수의 원활한 순환이 되도록 한다. The check valve CV is operated so that the heat flows in only one direction without the backflow of the seawater in the opposite direction, so that the waste water can be smoothly circulated.

한편 상기 해수 열교환기(1) 후단과 히트 펌프(2) 전단 사이에 형성된 수평 2줄의 히트 펌프 열원수 순환 배관 상에는 공급라인과 복귀라인의 일측에 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)가 각각 장착되어 있으며, 상기 3방 밸브(13a)(13b)는 재열 열교환기(3)와 열교환하기 위하여 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)에서 공급 및 환수되는 냉난방수 순환 배관(B) 상의 냉난방수 환수 배관과 공급 배관에 각각 수직으로 연결되는 수직 2줄의 바이 패스 배관을 추가로 형성하게 된다.On the other hand, on the horizontal two-row heat pump heat source water circulation pipe formed between the rear end of the seawater heat exchanger 1 and the front end of the heat pump 2, a plurality of three-way valves 13a and 13b are provided on one side of the supply line and the return line. Each of the three-way valves (13a) and (13b) is mounted, and the heating and cooling water circulation pipe (B) supplied and returned from the cold / hot water supply header (7a) and the return header (7b) for heat exchange with the reheat heat exchanger (3). An additional two rows of bypass pipes are vertically connected to the heating and cooling water return pipe and the supply pipe respectively.

또한 상기 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b) 사이에는 냉온수 공급 및 환수 헤더 사이에 압력을 일정하게 유지시킴으로써 각 분기 배관에 공급되는 온수의 유량을 일정하게 유지시키도록 차압 밸브(16)가 설치되어 있다. In addition, by maintaining a constant pressure between the hot and cold water supply header (7a) and the return header (7b) between the cold and hot water supply and the return header to the differential pressure valve 16 to maintain a constant flow rate of hot water supplied to each branch pipe It is installed.

그리고 3방 밸브(13a)(13b)가 각각 장착된 해수 열교환기와 히트 펌프 사이에 구비된 상부의 수평 2줄 히트 펌프 열원수 순환 배관과 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)를 기점으로 재열 열교환기(3)에 연결되어 냉난방수를 공급 및 환수시키는 하부 냉난방수 순환 배관(B)을 수직으로 연결하는 수직 2줄의 바이 패스 배관 중 3방 밸브(13b) 아래쪽으로는 순환 펌프(10)가 장착되어 있으며, 하부 냉난방수 순환 배관(B) 상하측에는 복수개의 전자밸브(14)가 각각 장착되어 냉난방수의 흐름을 개폐시키는 기능을 수행하게 되며 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)에 연결된 하부 냉난방수 순환 배관(B) 중 냉온수 공급 헤더(7a)에 연결된 냉난방수 공급배관 중도에는 배수관 전자밸브(22)가 구비되고 배수로에 연결되는 배수배관이 형성되고 냉온수 환수 헤더(7b)에 연결된 냉난방수 환수배관에는 열팽창으로 인한 열응력을 방지하는 팽창탱크(23)가 구비된 급수배관이 각각 연결됨으로써,The upper horizontal two-row heat pump heat source water circulation pipe provided between the seawater heat exchanger and the heat pump equipped with the three-way valves 13a and 13b, the cold / hot water supply header 7a, and the return header 7b, respectively. Circulation pump (10) below the three-way valve (13b) of the vertical two-row bypass pipe connected to the reheat heat exchanger (3) to vertically connect the lower heating and cooling water circulation pipe (B) for supplying and returning heating and cooling water. ) Is installed, and a plurality of solenoid valves 14 are respectively installed on the upper and lower sides of the lower cooling / heating water circulation pipe (B) to perform the function of opening / closing the flow of cooling / heating water, and the cold / hot water supply header 7a and the return header 7b. In the middle of the cooling / cooling water supply pipe (B) connected to the cold / hot water supply pipe (7a), the heating and cooling water supply pipe (7a) is provided with a drain pipe solenoid valve (22), and a drain pipe connected to the drainage line is formed. On By being connected air-exchange can be provided with a tubing, the expansion tank 23 to prevent the thermal stress caused by thermal expansion of the water supply pipe connection, respectively,

냉난방수 순환 배관(B) 상하측에 각각 전자밸브(14)의 개폐작용에 의하여 재열 열교환기(3)와 히트 펌프(2) 사이에 냉난방수 순환 라인이 선택적으로 형성되어 에너지부하에 맞춰 히트 펌프 열교환에 필요한 온도의 열교환수(히트 펌프 냉각수, 응축수)를 공급하는 배관을 구성하게 되며 냉난방수는 폐회로만을 순환하여 하절기나 동절기 냉난방 운전조건에 맞춰 냉난방수 공급 온도를 조절하고 히트 펌프에 공급되는 열교환수의 입출 온도차를 적절하게 조정함으로써 히트 펌프 냉난방 시스템 운전 효율을 향상시키게 되는데, 특히 동절기 난방 운전의 경우 환수되는 온수를 배수배관으로 배출하고 급수배관으로 냉수를 공급하는 방법으로 냉수와 온수의 혼합 비율을 제어하여 출력 온도를 설정한 목표 온도에 맞추게 된다.   The heating and cooling water circulation line (B) is selectively formed between the reheat heat exchanger (3) and the heat pump (2) by the opening and closing action of the solenoid valve (14) on the upper and lower sides of the heating and cooling circulation pipe (B). It consists of a pipe to supply heat exchange water (heat pump cooling water, condensate) at the temperature required for heat exchange.Cooling and cooling water circulates only the closed circuit to adjust the air-conditioning and cooling water supply temperature according to the summer and winter air-conditioning operation conditions, and the heat exchanger supplied to the heat pump. The heat pump cooling and heating system operation efficiency is improved by appropriately adjusting the difference between the inflow and outflow temperature of water. Especially in winter heating operation, the ratio of the mixing of cold water and hot water by discharging hot water being returned to the drain pipe and supplying cold water to the water supply pipe. Control to adjust the output temperature to the set target temperature.

결국 본 발명은 지역별 계절별 해수 온도에 맞춰 폭 넓은 온도 범위의 히트 냉난방 운전을 수행하는 과정에서 양식수(해수)를 어류 생육 조건에 맞게끔 히프 펌프용 냉난방 순환수와 열교환 승온시켜 종묘장 양식 수조에 공급하고 동시에 열을 다중으로 주고 받아 에너지를 조정하여 차이가 나는 온도를 보상하고 열교환에 필요한 적정 온도범위 이내의 열교환수를 히트 펌프에 안정적으로 공급하여 전체 냉난방 시스템 운전 효율(COP)을 향상시킬 수 있게 하는 구성에 특징이 있게 된다.As a result, the present invention heats and raises the aquaculture water (sea water) with the heating and cooling circulating water for the bottom of the pump to fit the growth conditions of fish in the process of performing the heat-cooling operation of a wide temperature range according to the seasonal seawater temperature of each region and supplies it to the nursery aquaculture tank. And at the same time, the energy is adjusted to give and receive multiple heats to compensate for the difference in temperature, and the heat pump can be stably supplied to the heat pump within the proper temperature range required for heat exchange to improve the overall cooling and heating system operating efficiency (COP). The configuration is characterized by.

또한 종묘장의 양식수 수온조절범위는 크지 않기 때문에 히트펌프시스템으로 정밀한 온도제어가 가능하며 본 발명의 시스템은 온도를 정확하게 조절하고 편차를 최소화할 수 있게끔 마이크로 프로세서를 이용한 정밀 제어방식을 적용하는 것이 바람직하다.In addition, since the temperature control range of the cultured water temperature of the nursery is not large, it is possible to precisely control the temperature with the heat pump system, and the system of the present invention preferably applies a precise control method using a microprocessor to precisely control the temperature and minimize the deviation. Do.

예를 들어 여름철에 냉방운전을 하게 되는 경우 해수 또는 지하 해수를 해수 취수 장치(19)로 해안에서 떨어진 소정 깊이의 바다나 내륙 해안지역에서 취수하고 취수된 일정 수온의 해수를 해수 열교환기(1)에 보내서 히트 펌프 열매체(순환수)와 열교환하고 바다로 방류되며 해수와 열교환한 히트 펌프(2)는 냉방을 수행하여 수산 종묘장 시설(6)에 냉방열을 공급하고 환수되는 냉방 사이클을 구현하게 된다(히트 펌프 냉방 과정). 한편 해수 열교환기(1)로 열을 히트 펌프 순환수에 전달하고 승온된 상태로 순환되는 해수는 3방 밸브(13)에 의하여 바로 방류되지 않고 흐름 방향이 바뀌어 종묘장 양식 수조(5)에 치어류 생육 온도에 적절한 온도로 승온된 양식수(해수)를 공급하게 된다(열교환 후 승온된 해수 어류 양식수 공급과정). 그리고 상기 종묘장 양식 수조(5)에서 방류되는 폐 해수는 집수조(21)로 모아져서 방류시키게 되는데, 이때 집수조(21)에서 일정온도가 유지되지 않은 폐 해수는 바로 바다로 방류하게 되며, 집수조(21)에서 일정한 온도로 유지된 폐 해수는 방류펌프(12)로 가압하여 여과기(17)로 부유물을 제거한 다음 폐수 열교환기(4)를 경유 열을 주고 바다로 방류된다. 한편 양식 수조(5)의 온도가 일정해지면 해수 취수펌프(20)에서 폐열 열교환기(4)를 경유하는 별도의 해수 순환 사이클을 구현하되 폐해수 순환 배관(A)에서 순환되는 해수는 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)를 기점으로 재열 열교환기(3)와 형성된 냉난방수 순환 배관(B)로 순환되는 냉난방 순환수와 재열 열교환기(3)에서 열교환하고 열을 얻어서 양식 수조(5)로 보내어진다(폐열회수 어류 양식수 공급과정). 그리고 3방 밸브(13a)(13b)가 배관상에 각각 장착되며 해수 열교환기(1)와 히트 펌프(2) 사이에 구비된 상부의 수평 2줄 히트 펌프 열원수 순환 배관과 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)에 연결된 하부 냉난방수 순환 배관(B)을 수직 연결하는 수직 2줄의 바이 패스 배관에 의하여 형성되는 재열 열교환기(3)와 히트펌프(2)사이의 폐 회로를 냉난방 순환수가 순환하면서 히트펌프(2)에서 냉방 열을 만들어 종묘장 시설(6)에 공급하게 되어 히트펌프로 어류 양식수 급탕과 종묘장 시설 냉방을 수행하면서 동시에 폐 해수에 포함된 폐열도 회수하여 승온에 필요한 추가 에너지의 입력 없이 어류 양식에 적합한 온도로 승온된 해수를 양식 수조(5)에 공급하게 된다. For example, when the cooling operation during summer, seawater or underground seawater is taken from the sea or inland coastal region of a predetermined depth away from the coast by the seawater intake unit 19, and the seawater having a predetermined temperature of water taken from the seawater heat exchanger (1) Heat pump (2) exchanges heat with heat pump heat medium (circulating water) and discharges it into the sea, and heat pump (2) heat-exchanges with sea water to provide cooling heat to the fishery nursery facility (6) and implement a cooling cycle for returning. (Heat pump cooling process). Meanwhile, the seawater is transferred to the heat pump circulating water by the seawater heat exchanger 1, and the seawater circulated in the elevated temperature is not immediately discharged by the three-way valve 13, and the flow direction is changed, so that the fry in the nursery aquaculture tank 5. The growth temperature is supplied to the cultured water (sea water) at a temperature appropriate to the growth temperature (seawater fish cultured water supply process after heat exchange). And the waste sea water discharged from the nursery culture tank (5) is collected in the sump tank 21 to be discharged, the waste sea water that is not maintained at a constant temperature in the sump tank 21 is immediately discharged into the sea, the sump tank 21 Waste seawater maintained at a constant temperature in the c) is pressurized by the discharge pump 12 to remove the suspended matter by the filter 17, and the wastewater heat exchanger (4) through the heat passing through the sea is discharged. On the other hand, if the temperature of the aquaculture tank (5) is constant, the seawater intake pump 20 implements a separate seawater circulation cycle via the waste heat heat exchanger (4), but the seawater circulated in the wastewater circulation pipe (A) is a cold and hot water supply header (7a) and the heat and circulation circulation water circulated to the reheat heat exchanger (3) and the cooling and heating water circulation pipe (B) formed from the return header (7b) and heat exchange in the reheat heat exchanger (3) to obtain heat to form a culture tank (5). (Waste heat recovery fish farming water supply process). The three-way valves 13a and 13b are mounted on the pipes, respectively, and the upper horizontal two-row heat pump heat source water circulation pipe and the cold / hot water supply header 7a provided between the seawater heat exchanger 1 and the heat pump 2 are provided. And the closed circuit between the reheat heat exchanger (3) and the heat pump (2) formed by two vertical rows of bypass pipes vertically connecting the lower heating and cooling water circulation pipe (B) connected to the return header (7b). As the circulating water circulates, the heat of cooling is generated in the heat pump (2) and supplied to the nursery facility (6). The heat pump is used to supply fish farming water and cool the nursery, while at the same time recovering the waste heat contained in the waste seawater, The seawater heated to a temperature suitable for fish farming is supplied to the aquaculture tank 5 without input of additional energy.

상기한 여름철 냉방운전모드의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 연중 해수 온도 16℃를 유지하는 제주도의 경우는 해수와 열교환 후 21℃로 방류되는 해수를 곧바로 양식수로 공급할 수 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 경남, 전남, 남해 등 내륙 해안지역의 경우 겨울 온도 8∼9℃, 여름 온도 10∼11℃로 유지되는 비교적 저온의 해수를 히트 펌프 냉난방에 이용하게 되면 해수 열교환기와 열교환 후 방류되는 저온의 해수는 바다에 그대로 방류하여야 한다. In the case of the summer cooling operation mode, as shown in FIG. 1, in case of Jeju Island which maintains the annual seawater temperature of 16 ° C., the seawater discharged to 21 ° C. after heat exchange with seawater can be supplied directly to the farmed water, but is shown in FIG. 2. As mentioned above, inland coastal areas such as Gyeongnam, Jeonnam, and Namhae, when relatively low temperature seawater maintained at winter temperatures of 8-9 ° C and summer temperatures of 10-11 ° C is used for heat pump cooling and heating, Seawater should be discharged to the sea as is.

또한 겨울철 난방 운전 모드의 경우 해수 또는 지하 해수를 해수 취수 장치(19)로 해안에서 떨어진 소정 깊이의 바다나 내륙 해안지역에서 심정 취수하고 취수된 일정 수온의 해수를 해수 열교환기(1)에 보내서 히트 펌프 열매체(순환수)와 열교환하고 바다로 방류되며 해수 열교환기(1)와 히트펌프(2) 사이를 순환하여 얻은 열을 가지고 히트 펌프는 난방을 수행하고 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(b)를 통해 수산 종묘장 시설(6)과 재열 열교환기(3)에 난방열을 공급하고 환수되는 난방 사이클을 구현하게 된다(히트 펌프 난방 과정). In addition, in the winter heating operation mode, the seawater or underground seawater is collected by the seawater intake device (19) from the sea or the inland coastal region of a predetermined depth away from the coast, and the seawater having a predetermined temperature is sent to the seawater heat exchanger (1). With heat exchanged with the pump heat medium (circulating water) and discharged to the sea, and circulating between the seawater heat exchanger (1) and the heat pump (2), the heat pump performs heating and the cold and hot water supply header (7a) and the return header ( b) to supply heating heat to the fisheries nursery facility 6 and the reheat heat exchanger 3 and to implement a heating cycle in which the water is returned (heat pump heating process).

한편 해수 열교환기(1)로 열을 해수 열교환기(1)와 히트펌프(2) 사이를 순환하는 히트 펌프용 냉난방 순환수에 전달하고 감온된 상태로 순환되는 해수는 바다로 바로 방류된다.(열교환 후 감온된 해수 방류)Meanwhile, the seawater heat exchanger 1 transfers heat to the heat and cooling circulating water for the heat pump circulating between the seawater heat exchanger 1 and the heat pump 2, and the seawater circulated in the reduced temperature is discharged directly to the sea. Desuperheated seawater after heat exchange)

한편 해수 취수 펌프(20)에서 가압된 해수는 집수조(21)에서 방류펌프(12)로 여과기(17)를 통해 여과시켜 보내주고 폐열 열교환기(4)를 경유한 폐 해수와 합쳐져 순환하게 되며 순환되는 해수는 재열 열교환기(3)에서 히트펌프(2)에서 보내어진 난방열과 열교환한 후 승온된 해수를 양식 수조(5)에 공급하게 된다(폐열회수 어류 양식수 공급과정). Meanwhile, the seawater pressurized by the seawater intake pump 20 is filtered through the filter 17 from the water collection tank 21 to the discharge pump 12 and combined with the wastewater via the waste heat heat exchanger 4 to circulate. The seawater is heat-exchanged with the heating heat sent from the heat pump (2) in the reheat heat exchanger (3) to supply the heated seawater to the aquaculture tank (waste heat recovery fish farming water supply process).

이때, 양식 수조(5)의 온도가 일정하게 유지되면 냉온수 공급 및 환수 헤더(7a), (7b)에서 공급 및 환수되는 냉난방수 순환 배관 상의 전자밸브(14)가 오프(off)되고 재열 열교환기(3) 공급배관에 연결되어 있는 배수관 전자밸브(22)가 열리면서 배수로에 난방수를 방류하게 된다.At this time, when the temperature of the aquaculture tank 5 is kept constant, the solenoid valve 14 on the cooling / heating water circulation pipe that is supplied and returned from the cold / hot water supply and return headers 7a and 7b is turned off and the reheat heat exchanger. (3) The drain pipe solenoid valve 22 connected to the supply pipe is opened to discharge the heating water to the drain.

그러면 급수배관에 연결된 팽창탱크(23)에서 냉난방수 환수 배관에 물(직수)을 공급해줌으로써 기존에 형성된 높은 온도의 난방수는 방류시키고 찬물을 혼합하여 히트펌프(2)에서 열교환하기에 적당한 적정 온도로 조절된 난방수를 히트 펌프(2)에 공급하여 승온에 따른 온도차를 최소화하여 히트 펌프 시스템 효율을 상승시키게 된다. Then, by supplying water (direct water) to the cooling and heating water return pipe from the expansion tank 23 connected to the water supply pipe, the existing high temperature heating water is discharged and the appropriate temperature suitable for heat exchange in the heat pump 2 by mixing cold water. By supplying the heating water adjusted to the heat pump (2) to minimize the temperature difference according to the elevated temperature to increase the heat pump system efficiency.

이때 배수관 전자밸브(22)는 관내에 일정한 온도의 물이 차면 오프(off)가되고, 해수 열교환기(1)와 히트펌프(2) 사이에 있는 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)가 동작하게 되고 재열 열교환기(3)와 히트펌프(2) 사이를 난빙수가 순환하게 된다.   At this time, the drain pipe solenoid valve 22 is turned off when water of a constant temperature is filled in the pipe, and a plurality of three-way valves 13a and 13b between the seawater heat exchanger 1 and the heat pump 2 are provided. It is operated and the circulating ice water is circulated between the reheat heat exchanger (3) and the heat pump (2).

따라서 해수 열교환기(1)에서는 더 이상 열교환을 하지 않게 되어 난방 운전 필요한 온수 온도와 해수의 온도차이로 인한 히트 펌프 시스템 압축 효율 손실을 예방하고 승온에 적합하도록 변화된 공급 온도의 난방수를 히트 펌프에 공급하여 시스템의 효율을 향상시키게 된다.Therefore, the seawater heat exchanger (1) no longer performs heat exchange, and prevents the heat pump system compression efficiency loss due to the difference between the hot water temperature required for heating operation and the seawater temperature, and supplies the heated water of the supplied temperature to the heat pump so as to be suitable for elevated temperature. To improve the efficiency of the system.

본 발명의 냉난방 모드 및 급탕 운전은 전술한 바와 같이 제주도의 경우 연중 해수 취수 온도 16℃, 내륙 해안지역의 경우 겨울 온도 8∼9℃, 여름 온도 10∼11℃로 하고 냉방운전온도 12→7℃, 난방운전온도 30→35℃와 어류 양식수 공급 온도를 21℃로 목표 설정한 시스템 구성으로서,As described above, the air-conditioning mode and the hot water supply operation of the present invention are year-round seawater intake temperature of 16 ° C. in the case of Jeju Island, winter temperature 8-9 ° C., summer temperature 10-11 ° C. in the inland coastal area, and cooling operation temperature 12 → 7 ° C. Is a system configuration that targets the heating operation temperature of 30 → 35 ℃ and the fish farming water supply temperature to 21 ℃.

특히 동절기에는 유류보일러를 대체하여 저온 해수를 양식 수조에 알맞은 온도로 가열 급수시킬 수 있으며 승온 폭도 작아 시스템 효율이 향상되며 경유보일러 시스템에 비하여 에너지비용이 상당히 절약된다.In particular, in winter, low-temperature seawater can be heated and supplied by replacing the oil boiler with a suitable temperature for the aquaculture tank, and the temperature rise is small, improving the system efficiency and significantly reducing the energy cost compared to the diesel boiler system.

결국 본 발명은 미활용에너지인 해수를 활용 온도차 에너지를 생성함으로써 에너지절약 및 에너지의 고효율 이용 그리고 공해방지와 경제성을 모두 충족시키는 효과가 있다.As a result, the present invention has the effect of satisfying both energy saving and high efficiency use of energy and pollution prevention and economic efficiency by generating temperature difference energy utilizing seawater which is unutilized energy.

미설명 부호 9는 순환 펌프, 10은 냉난방 순환 펌프이다.Reference numeral 9 is a circulation pump, 10 is a cooling and heating circulation pump.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.       The present invention described above is not limited to the above-described embodiment as various substitutions and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. .

도 1은 본 발명의 연중 해수 온도 16℃를 유지하는 제주도의 경우 적용되는 전체 히트 펌프 냉난방 시스템 구성을 개략적으로 도시한 시스템 구성도       1 is a system configuration diagram schematically showing the configuration of the entire heat pump air-conditioning system applied to the case of Jeju Island maintaining the year-round seawater temperature of 16 ℃ of the present invention

도 2는 경남, 전남, 남해 등 내륙 해안지역의 경우 적용되는 전체 히트 펌프 냉난방 시스템 구성을 개략적으로 도시한 시스템 구성도       Figure 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the heat pump air-conditioning system applied to the case of inland coastal areas, such as Gyeongnam, Jeonnam, Namhae

도 3은 본 발명의 지하 해수 관정 취수장치 일실시예를 개략적으로 도시한 구성도Figure 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the underground seawater well intake device of the present invention

도 4는 본 발명의 수평 집수정 형태의 해저 구조물 취수 장치를 개략적으로 도시한 구성도Figure 4 is a schematic view showing a schematic structure of the subsea structure intake device of the horizontal collection well of the present invention

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art

1:해수 열교환기 2:히트펌프1: Sea water heat exchanger 2: Heat pump

3:재열 열교환기 4:폐수 열교환기3: reheat heat exchanger 4: wastewater heat exchanger

5:양식 수조 6:종묘장 시설5: Aquaculture tank 6: Nursery facility

7a:냉온수 공급 헤더 7b:냉온수 환수 헤더7a: Cold and hot water supply header 7b: Cold and hot water return header

9:순환 펌프 10:냉난방 순환 펌프9: circulation pump 10: cooling and heating circulation pump

11:냉온수 순환 펌프 12:방류펌프11: Cold / hot water circulation pump 12: Discharge pump

13:3방밸브 14:전자밸브13: 3-way valve 14: solenoid valve

15:게이트 밸브 16:차압밸브15: gate valve 16: differential pressure valve

17:여과기 17: filter

19:해수취수장치 20:해수 취수 펌프19: seawater intake device 20: seawater intake pump

21:집수조 22:배수관 전자 밸브 21: collection tank 22: drain pipe solenoid valve

23:팽창탱크 25:취수구23: expansion tank 25: water intake

30:기계실30: Machine room

31:맨홀 32:취수관31: Manhole 32: Water pipe

33:외부 케이싱 34:타공관 33: outer casing 34: other hole

SV:전자 밸브 CV:체크 밸브
A: 폐 해수 순환 배관
B: 냉난방수 순환 배관
SV: Solenoid valve CV: Check valve
A: waste seawater circulation piping
B: HVAC circulation pipe

Claims (5)

바다로부터 해수 취수 펌프(20)를 이용 해수나 내륙해안의 암반대수층에서 지하 해수(염지하수)를 여과시켜 취수하는 해수 취수장치(19)와, A seawater intake device 19 for filtering underground seawater (saltwater) from seawater or rock bed aquifers on inland coasts using seawater intake pumps 20 from the sea, 상기 해수 취수장치(19)로 취수된 해수를 해수 열교환기(1) 후단과 히트 펌프(2) 전단에서 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)의 절환 동작에 의하여 선택적으로 형성되는 순환 배관에서 순환하는 히트 펌프 열원용 냉난방 순환수와 열교환시키고 바다로 방류시키는 해수 열교환기(1),In the circulation pipe selectively formed by the switching of the plurality of three-way valve (13a, 13b) at the rear end of the seawater heat exchanger (1) and the heat pump (2) before the seawater withdrawal by the seawater intake device (19) Sea water heat exchanger (1), which heat-exchanges with air-conditioning circulation water for circulating heat pump heat source and discharges it to the sea, 상기 해수 열교환기(1) 후단에서 예열(예냉)된 순환수를 가열(냉각)시켜 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)를 통하여 다중으로 수산 종묘장 시설(6)에 공급하고 환수되는 냉난방수 순환 배관으로 냉난방을 수행하는 히트 펌프(2)로 구성된 히트 펌프 냉난방 장치 순환 배관을 기본 구성으로 하여 해수를 열원으로 수산 종묘장 시설(6)의 냉난방 및 종묘장 양식 수조(5)로 어류 생육 조건에 맞게 승온된 양식수의 공급을 동시 수행하는 복합 기능의 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치에 있어서,Heating and cooling the circulated water preheated (precooled) at the rear end of the seawater heat exchanger (1) and supplied to the fishery nursery facility (6) through the cold / hot water supply header (7a) and the return header (7b) in multiple ways. Based on the heat pump air-conditioner circulation pipe consisting of a heat pump (2) for heating and cooling with water circulation piping, seawater is used as a heat source for air-conditioning and nursery farming tank (5) in a fishery nursery facility (6). In the heat pump air-conditioning apparatus for a fishery nursery with a combined function of simultaneously supplying the appropriately heated farming water, 상기 히트 펌프 냉난방 장치 일측에 해수 취수장치(19)에서 공급되는 양식수(해수)를 어류 생육 조건에 맞게끔 히프 펌프용 냉난방 순환수와 열교환 승온시켜 종묘장 양식 수조 헤더(8)를 통하여 공급받아 저장하는 종묘장 양식수조(5)를 부가 설치하고,On the one side of the heat pump heating and cooling device, the aquaculture water (sea water) supplied from the seawater intake device 19 is heat-exchanged with the heating and cooling circulating water for the bottom of the pump to fit the fish growth conditions, and is supplied and stored through the nursery farming tank header 8. Install nursery farming tank (5) 상기 종묘장 양식 수조(5) 후단으로는 양식 수조(5)에서 사용 후 배출되는 폐해수를 집수하는 집수조(21)와 방류 펌프(12), 폐 해수에 포함된 이물질을 제거하는 여과기(17), 방류되는 폐 해수와 해수 취수장치(19)에서 새로 유입되는 해수를 열교환시켜 폐 해수를 승온시키는 폐수 열교환기(4), 폐수 열교환기(4)에서 승온된 폐해수와 냉난방수 순환 배관에서 환수되는 냉난방수와 열 교환하고 복귀하여 승온된 해수를 종묘장 양식 수조(5)에 공급하는 폐 해수 순환 배관(A)을 형성하되,The rear end of the nursery culture tank (5) is a collecting tank (21) for collecting the waste sea water discharged after use in the culture tank (5) and the discharge pump (12), a filter (17) for removing foreign matter contained in the waste sea water, Wastewater heat exchanger (4) to heat the newly discharged wastewater from the discharged wastewater and the seawater intake unit (19) to heat up the wastewater, and the wastewater heated up from the wastewater heat exchanger (4) and the air-conditioning circulation pipe Forming a waste seawater circulation pipe (A) for supplying the heated seawater to the nursery aquaculture tank (5) by exchanging heat with the cooling and heating water, 상기 해수 열교환기(1) 후단과 히트 펌프(2) 전단 사이에 형성된 수평 2줄의 히트 펌프 열원수 순환 배관 상에는 공급라인과 복귀라인의 일측에 복수 개의 3방 밸브(13a)(13b)를 각각 장착하여 히트 펌프(2) 후단의 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)와 재열 열교환기(3) 사이에 형성된 냉난방수 순환 배관(B) 상의 냉난방수 환수 배관과 공급 배관에 각각 수직으로 연결되어 재열 열교환기(3)와 히트 펌프(2) 사이에서 냉난방수가 순환하여 히트 펌프(2)에 보충열을 공급하는 수직 2줄의 바이 패스 배관을 추가로 형성하여 히트 펌프 열교환에 필요한 열량의 열교환수(히트 펌프 냉각수, 응축수)를 공급하는 배관 구성으로서, 히트 펌프 냉난방 장치의 전후단에서 순환하는 열량을 다중으로 회수하고 양식 수조(5)에서 방류되는 폐 해수도 다중 순차적으로 승온시켜 양식수조(5)에 공급함으로써,On the horizontal two-row heat pump heat source water circulation pipe formed between the rear end of the seawater heat exchanger 1 and the front end of the heat pump 2, a plurality of three-way valves 13a and 13b are provided on one side of the supply line and the return line, respectively. Vertically to the cooling and heating water return pipe and the supply pipe on the cooling and cooling water circulation pipe (B) formed between the cold and hot water supply header (7a) and the return header (7b) and the reheat heat exchanger (3) after the heat pump (2). Connected to the reheat heat exchanger (3) and the heat pump (2) to form additional two rows of bypass pipes for supplying heat to the heat pump (2) to supply heat to the heat pump (2) by A piping configuration for supplying heat exchange water (heat pump cooling water and condensate water), wherein the amount of heat circulating in the front and rear ends of the heat pump cooling and heating system is recovered in multiple times, and the waste sea water discharged from the aquaculture tank 5 is also heated in multiple times. By supplying to form the tank (5), 해수를 이용한 히트 펌프 냉난방 장치의 구현과 동시에 해수를 가열한 양식수를 양식 수조에 공급함을 특징으로 하는 해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치Heat pump air conditioning system for aquatic nursery using sea water, characterized by supplying aquaculture tanks with heated sea water to aquaculture tanks simultaneously with the implementation of heat pump air conditioning system using sea water 제 1항에 있어서, 해수 취수 장치는 해안에서 떨어진 소정 깊이의 바다에서 파이프 라인을 통해 해수를 흡입 취수하는 수평 집수정 형태로서 해안가로부터 가까운 곳으로 40∼50m 떨어진 해수면에서 10m~50m정도 수심에 이물질 유입이 방지되게끔 취수구(25)를 설치하고 부식이 없는 재질의 직관형 파이프라인을 견고하게 고정시킨 취수배관을 해수 취수 장치(19)에 연결하고 사이펀(Siphon) 원리에 의해서 취수된 해수(바닷물)를 수중의 해수 취수 펌프(20)로 흡입하고 끌려 올리는 해저 구조물 취수 장치임을 특징으로 하는 해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치 The seawater intake device is a horizontal sump that takes in seawater through a pipeline in a sea of a predetermined depth away from the coast, and has a foreign object at a depth of about 10m to 50m at sea level 40 to 50m away from the shore. The intake pipe 25 is installed to prevent the inflow, and the intake pipe in which the straight pipeline of the material free of corrosion is fixed is connected to the sea water intake device 19, and the seawater (sea water) collected by the siphon principle (sea water) ) A water pump heating and heating device for aquatic nursery using seawater, which is a subsea structure intake device that sucks and pulls up into an underwater seawater intake pump 20 제 1항에 있어서, 해수 취수 장치는 내륙 해안지역에 지하 해수 취수 펌프가 구비된 콘크리트 구조물 형태의 기계실(30)을 설치하고 수직으로 50m이상 천공하여 모래층에서 암반층 1m까지는 외부 케이싱(STS관)(33)을 설치한 다음 외부 케이싱 안으로 5m 이내의 투수성이 있는 모래층까지는 타공이 없는 통상의 원형 파이프 형태 취수관(32)을 장착하고 모래가 유입되지 않으며 연중 일정한 온도를 유지하는 5∼50m 암반층부터는 지름 16mm로 타공된 타공관(34)을 연장시켜 장착하는 지하 해수 관정 취수 장치임을 특징으로 하는 해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치 According to claim 1, the seawater intake device is installed in the inland coastal area with a concrete structure-type machine room 30 is equipped with an underground seawater intake pump and drilled more than 50m vertically to the outer casing (STS pipe) from the sand layer to 1m rock bed ( 33) and then to the permeable sand layer within 5 m into the outer casing, a normal circular pipe intake pipe 32 without perforation is installed, and from 5 to 50 m rock layer where sand does not enter and maintains a constant temperature throughout the year. Heat pump heating and heating device for fisheries nursery using seawater, which is an underground seawater well intake device for extending and installing perforated pipes 34 with a diameter of 16 mm 제 1항에 있어서, 해수 취수장치(19)와 해수를 취수시켜 히트 펌프(2)에 열을 전달하고 냉난방 순환수와 열교환 시킨 다음 바다로 방류시키는 해수 순환 배관의 복귀 배관에는 3방 밸브(13)가 장착되어 뜨거워진 해수 흐름을 종묘장 양식 수조(5)로 바꿔서 양식수로 공급하는 해수 바이 패스 배관이 추가적으로 형성됨을 특징으로 하는 해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치 The return pipe of the seawater circulation pipe according to claim 1, wherein the seawater intake unit 19 and seawater are collected to transfer heat to the heat pump 2, heat exchange with the cooling and heating circulation water, and then discharge into the sea. Is installed in the seawater bypass pipe to convert the heated seawater flow into the nursery farming tank (5) and supply it to the farming water. 제 1항에 있어서, 히트 펌프(2) 후단의 냉온수 공급 헤더(7a) 및 환수 헤더(7b)와 재열 열교환기 (3)사이에 형성된 냉난방수 순환 배관(B)에서 냉온수 공급 헤더(7a)에 연결된 냉난방수 공급배관에는 배수관 전자밸브(22)가 구비되고 배수로에 연결되는 배수배관이 형성되고 냉온수 환수 헤더(7b)에 연결된 냉난방수 환수배관에는 열팽창으로 인한 열응력을 방지하는 팽창탱크(23)가 구비된 급수배관이 각각 연결되어 냉난방 순환수 열량을 조절하여 히트 펌프에 공급함을 특징으로 하는 해수를 이용한 수산 종묘장용 히트 펌프 냉난방 장치 The cold / hot water supply header (7a) according to claim 1, wherein the cold / hot water supply header (7a) formed between the cold / hot water supply header (7a) and the return header (7b) and the reheat heat exchanger (3) after the heat pump (2). The connected cooling and heating water supply pipe is provided with a drain pipe solenoid valve 22 and a drain pipe is connected to the drainage path, and the expansion and cooling tank 23 prevents thermal stress due to thermal expansion in the cooling and cooling water return pipe connected to the cold / hot water return header 7b. Each water supply pipe is equipped with a heat pump cooling and heating device for fisheries nursery using sea water, characterized in that for supplying heat pump by controlling the heat quantity of the cooling and heating circulation water
KR1020090061955A 2009-07-08 2009-07-08 Sea water source heat pump system for heating and cooling KR100954234B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090061955A KR100954234B1 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Sea water source heat pump system for heating and cooling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090061955A KR100954234B1 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Sea water source heat pump system for heating and cooling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100954234B1 true KR100954234B1 (en) 2010-04-21

Family

ID=42220229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090061955A KR100954234B1 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Sea water source heat pump system for heating and cooling

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100954234B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102679625A (en) * 2012-04-26 2012-09-19 邵武市九亮工贸有限公司 Water source heating station
CN102840769A (en) * 2011-06-20 2012-12-26 逸盛大化石化有限公司 Closed cycle seawater cooling system for flow device
KR101347153B1 (en) 2013-09-24 2014-01-06 에너지관리기술(주) Building air conditioning/heating and the seawater introducing system using siphon
KR20150033216A (en) * 2013-09-23 2015-04-01 이상훈 Heatpump system using waste heat and geothermal heat for bottom coil heating type farming water tank
KR102051029B1 (en) 2019-07-04 2019-12-03 주식회사 현진기업 Water Supply System for Fish Facility with Water Temperature Control and Virus Sterilization
CN114576693A (en) * 2020-11-30 2022-06-03 上海本家空调系统有限公司 Gas heat pump heating system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100267838B1 (en) 1998-07-10 2000-10-16 오종택 Heat automatic controll system of supplied water in indoor culture pool
KR200268580Y1 (en) 2001-08-30 2002-03-15 하나전설 주식회사 Seawater temperature auto control system using a waste heat and thermodynamics cycle
KR100653238B1 (en) 2006-04-28 2006-12-04 (주)일진기건 Heat-recoverable heating apparatus of fish farm water tank on ground using heat pump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100267838B1 (en) 1998-07-10 2000-10-16 오종택 Heat automatic controll system of supplied water in indoor culture pool
KR200268580Y1 (en) 2001-08-30 2002-03-15 하나전설 주식회사 Seawater temperature auto control system using a waste heat and thermodynamics cycle
KR100653238B1 (en) 2006-04-28 2006-12-04 (주)일진기건 Heat-recoverable heating apparatus of fish farm water tank on ground using heat pump

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102840769A (en) * 2011-06-20 2012-12-26 逸盛大化石化有限公司 Closed cycle seawater cooling system for flow device
CN102679625A (en) * 2012-04-26 2012-09-19 邵武市九亮工贸有限公司 Water source heating station
KR20150033216A (en) * 2013-09-23 2015-04-01 이상훈 Heatpump system using waste heat and geothermal heat for bottom coil heating type farming water tank
KR101632202B1 (en) 2013-09-23 2016-06-21 이상훈 Heatpump system for bottom coil heating type farming water tank
KR101347153B1 (en) 2013-09-24 2014-01-06 에너지관리기술(주) Building air conditioning/heating and the seawater introducing system using siphon
KR102051029B1 (en) 2019-07-04 2019-12-03 주식회사 현진기업 Water Supply System for Fish Facility with Water Temperature Control and Virus Sterilization
CN114576693A (en) * 2020-11-30 2022-06-03 上海本家空调系统有限公司 Gas heat pump heating system
CN114576693B (en) * 2020-11-30 2024-02-27 上海本家空调系统有限公司 Gas heat pump heating system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100954233B1 (en) Multiple purpose sea water heat source heat pump system for heating and cooling
KR100954234B1 (en) Sea water source heat pump system for heating and cooling
KR200422672Y1 (en) Heat-recoverable heating apparatus of fish farm water tank on ground using heat pump
KR101283349B1 (en) Tube well type heat pump system for removing and sterilizing foreign material and air
KR100653238B1 (en) Heat-recoverable heating apparatus of fish farm water tank on ground using heat pump
CN202551927U (en) Sea water aquiculture heat pump water cooling and heating device set and system thereof
KR100890240B1 (en) Water temperature control system of nursery
CN102578027A (en) Marine aquaculture heat pump water chiller/heater unit and system thereof
JP2010041979A (en) Heat retention system of aquaculture pond for eel
CN108571836B (en) Sewage-permeable geothermal source pipe network type heat exchange heat pump system
CN104315631B (en) A kind of auto-control formula cultivating system
KR102027652B1 (en) Smart renewable complex cultivating plant using renewable energy
CN104264738B (en) Water circulating system for glass industry
CN1826882A (en) Method for reusing waste water of aquaculture
CN202618052U (en) Water source heat pump cold/hot water unit and system for recycling waste heat of mariculture seedling culture wastewater
KR101038558B1 (en) Heating and cooling apparatus using heat pump and micro bubbles
KR101551911B1 (en) Heating and cooling systems for building using filtration-well in seaside
KR20060059237A (en) The cooling method of a thermal power plant by using deep sea water
CN102578028A (en) Cold-hot water unit and system of water source heat pump for recovering afterheat of waste water from sea farming and seedling
CN203010805U (en) Water source cooling air conditioning system and water source cooling regional air conditioning system
CN102440219A (en) Mariculture heat pump water heater unit
CN201069946Y (en) Energy-saving environment-protecting mariculture system
CN108253663A (en) A kind of coastal waters sandy beach applied to sea water source heat pump is percolated water fetching device
CN201797865U (en) Special heat exchange system adopting heating pump for land water tank type fish farm
CN212127703U (en) Constructed wetland structure suitable for cold areas

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130410

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160412

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee