KR101032545B1 - The geothermal system both open-loop and closed-loop well - Google Patents

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최두형
조용
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Abstract

PURPOSE: An opening type and closing type geothermal heat tube well and a cooling/heating system using the same are provided to maximize geothermal heat yield by the integration of opening type and closing type geothermal heat tube wells. CONSTITUTION: An opening type and closing type geothermal heat tube well comprises a screen body(10), a closing type heat exchanging tube(20), and a filter medium(30). The screen body is formed into the shape of a pillar. Multiple water holes(11) are formed on the side of the screen body. The closing type heat exchanging tube is wound on the outside of the screen body. The closing type heat exchanging tube is charged with the heat exchange fluid inside, and heat exchange fluid flows therein. The filter medium is filled between the outside of the screen body and the closing type heat exchanging tube. The filter medium is larger than the water-through hole. The filter medium maintains the gap between the outside of the screen body and the closing type heat exchanging tube. The filter medium makes the smooth flow of the subsurface water in the screen body.

Description

개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정 및 이를 이용한 냉난방시스템{The geothermal system both open-loop and closed-loop well}Open and closed combined geothermal wells and cooling and heating systems using the same {The geothermal system both open-loop and closed-loop well}

본 발명은 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정 및 이를 이용한 냉난방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중에 존재하는 열을 이용하여 인간생활에 여러 용도로 사용할 수 있도록 하는 지열관정의 대표적인 형태인 개방형과 폐쇄형을 하나로 통합형성하여 지열의 사용효율을 극대화하고, 이를 통해 대체에너지를 효과적으로 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정 및 이를 이용한 냉난방시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an open type and a closed type geothermal well and a cooling / heating system using the same. More specifically, the open type and closed type are representative types of geothermal wells that can be used for various purposes in human life using heat existing in the ground. The present invention relates to an open and closed combined geothermal well and a cooling / heating system using the same, in which a mold is integrated into one to maximize the use efficiency of geothermal heat, and thereby, alternative energy can be effectively used.

일반적으로 지열관정이라 함은, 지열을 수득하기 위해 지중에 설치하는 관정으로서, 크게 개방형 지열관정과 폐쇄형 지열관정으로 나눌 수 있다.
In general, geothermal wells are wells that are installed underground to obtain geothermal heat, and they can be broadly divided into open geothermal wells and closed geothermal wells.

여기서, 개방형 지열관정은 지중에 존재하는 지하수 등을 끌어올려 강제순환시키면서 상기 지하수가 가진 열에너지를 열교환기에서 수득하여 이를 활용할 수 있도록 한 것으로, 지중에 존재하는 지하수가 풍부한 지역에 널리 사용되며, 각 개방형 지열관정에 지하수가 충분히 공급되도록 하여 연결된 난방시스템이 원활하게 구동되도록 개방형 지열관정끼리 충분한 이격거리를 두고 시공하는 것이 바람직하다.
Here, the open geothermal wells are used to obtain the thermal energy of the ground water from the heat exchanger while forcibly circulating the groundwater existing in the ground and to use it. It is preferable that the open geothermal wells should be installed with sufficient separation distance so that ground water can be supplied to the open geothermal well enough to drive the connected heating system smoothly.

그러나, 상기와 같은 개방형 지열관정은, 상술한 바와 같이 충분한 지하수가 제공되어야 비로소 제대로 된 난방시스템의 운용이 가능한데, 지중에 존재하는 지하수 량은 항상 충분하지는 아니하고 자연의 변화에 따라 얼마든지 가변할 가능성이 높으므로 운용이 불안정할 뿐 아니라 지하수가 충분하지 못한 경우에는 제대로 운용되지 못한다는 큰 단점이 있다.
However, such open geothermal wells can be operated properly only when sufficient ground water is provided as described above, and the amount of groundwater present in the ground is not always sufficient, and may vary as the nature changes. Because of this high operation is not only unstable, there is a big disadvantage that it is not properly operated when there is not enough ground water.

또한, 개방형 지열관정 간의 이격거리가 충분하지 아니하고 협소하게 시공되는 경우에는 각 개방형 지열관정에 공급되는 지하수가 부족하게 되어 위에서 살펴본 바와 같이 상기 개방형 지열관정에 연결된 난방시스템이 제대로 운용되지 못하게 된다.
In addition, when the separation distance between open geothermal wells is not sufficient and the construction is narrow, the groundwater supplied to each open geothermal well will be insufficient, as described above, the heating system connected to the open geothermal well will not operate properly.

한편, 상기와 같은 개방형 지열관정 외에도 폐쇄형 지열관정이 있는데, 상기 폐쇄형 지열관정은 지중에 존재하는 지하수가 충분하지 못하는 경우에 시공되는 구성으로, 그 내부에는 열전달이 용이한 열교환 유체가 충전되어, 상기 열교환 유체가 이동을 하면서 지열을 수득하고, 이를 열교환기에 제공하도록 하는 구조로 되어 있다.
On the other hand, there is a closed geothermal well in addition to the open geothermal well as described above, the closed geothermal well is a construction that is constructed when there is not enough groundwater present in the ground, the heat exchange fluid is easy to be filled therein In addition, the heat exchange fluid is moved to obtain geothermal heat, and has a structure to provide it to the heat exchanger.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 폐쇄형 지열관정은 개방형 지열관정에 비해 지열의 수득이 용이하지 아니하므로, 동일 면적당 더 많은 수의 지열관정이 설치되어야 하며, 이는 곧 무분별한 난개발로 이어질 뿐 아니라 더 많은 시공비용이 소요되어, 투자비용 대비 효율이 낮다는 문제점이 있다.
Since the closed geothermal wells having the above configuration are not easy to obtain geothermal heat compared to open geothermal wells, more geothermal wells should be installed in the same area, which leads to indiscriminate development and more construction costs. There is a problem that the efficiency is low, relative to the investment cost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 개방형 지열관정과 폐쇄형 지열관정을 하나로 통합하여 지하수가 많은 경우에는 개방형 지열관정과 폐쇄형 지열관정을 통해 지열을 수득할 수 있도록 하고, 지하수가 적은 경우에는 폐쇄형 지열관정을 통해 지열을 수득할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정을 제공하고자 하는 데에 본 발명의 첫번째 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, by integrating open geothermal wells and closed geothermal wells into one, so that in the case of a lot of groundwater to obtain geothermal heat through open geothermal wells and closed geothermal wells, The first object of the present invention is to provide an open and closed combined geothermal well characterized in that geothermal heat can be obtained through a closed geothermal well when there is little groundwater.

또한, 지열을 이용한 친환경 에너지의 효율을 극대화시킴과 동시에 그로 부터 수득되는 에너지를 안정적으로 공급받을 수 있도록 함으로써, 기존 석탄 혹은 석유를 통한 에너지 의존도를 크게 낮추어 환경을 보호하는 녹색기술을 실현할 수 있도록 하는 데에 본 발명의 두번째 목적이 있다.
In addition, by maximizing the efficiency of eco-friendly energy using geothermal heat and ensuring stable supply of energy from it, it is possible to realize green technology that protects the environment by greatly reducing energy dependence through existing coal or oil. There is a second object of the present invention.

이하에서는 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결수단에 대해 설명하고자 한다.
Hereinafter will be described the solution of the present invention for achieving the above object.

즉, 본 발명은, 내부가 비어 있는 기둥 형상으로 형성되되, 측면에는 수통공이 다수개 형성되어 있는 스크린 본체와; 상기 스크린 본체의 외측에 일정 간격으로 권취되고, 그 내부에는 열교환 유체가 충전되어 흐르는 폐쇄형 열교환관과; 상기 스크린 본체의 외측면과 폐쇄형 열교환관의 사이에 충전되어 스크린 본체의 외측면과 폐쇄형 열교환관의 사이 간격을 유지시켜주고, 상기 스크린 본체의 내부로 지하수의 원활한 유동이 이루어지도록 하는 여재; 를 포함하여 이루어지는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정을 특징으로 한다.
That is, the present invention is formed in a columnar shape of the hollow inside, the side of the screen body is formed with a plurality of water holes; A closed heat exchanger tube wound around the outside of the screen body at a predetermined interval and filled with a heat exchange fluid therein; A filter medium filled between the outer surface of the screen body and the closed heat exchanger tube to maintain a gap between the outer surface of the screen body and the closed heat exchanger tube and allowing smooth flow of groundwater into the screen body; It is characterized in that the open and closed combined geothermal crystal made of a.

여기서, 상기 스크린 본체의 외측에 일정 간격으로 권취되는 폐쇄형 열교환관의 열교환 유체 유입부와 열교환 유체 유출부는 상기 스크린 본체의 일측에 형성됨을 특징으로 한다.
Here, the heat exchange fluid inlet and the heat exchange fluid outlet of the closed heat exchanger tube wound around the outside of the screen body at a predetermined interval are formed on one side of the screen body.

또한, 상기 폐쇄형 열교환관은 하나의 라인으로 스크린 본체의 외측에 일정 간격으로 권취되되, 일측에서 타측으로 1차 권취된 후, 이어서 다시 타측에서 일측으로 권취됨을 특징으로 한다.
In addition, the closed heat exchanger tube is wound around the outside of the screen body in a single line at a predetermined interval, after being firstly wound from one side to the other side, and then wound again from one side to the other side.

또한, 상기 스크린 본체의 외측에 권취되는 폐쇄형 열교환관의 일정 간격의 크기는 지하수가 용이하게 통과하도록 하되, 여재의 지름보다 작은 크기로 형성되어, 여재의 누출을 방지하고 스크린 본체의 내부로 유입되는 지하수에 대한 1차 필터 역할을 할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
In addition, the size of a predetermined interval of the closed heat exchanger tube wound on the outside of the screen main body to facilitate passage of the groundwater, but is formed to a size smaller than the diameter of the media, to prevent the leakage of media and to flow into the screen body Characterized in that it can act as a primary filter for the groundwater.

또한, 상기 여재는 입자형태로 형성된 모래, 자갈, 석류석, 활성탄, 규조토, 안트라사이트 중 하나로 형성됨을 특징으로 한다.
In addition, the media is characterized in that formed in one of the sand, gravel, garnet, activated carbon, diatomaceous earth, anthracite formed in the form of particles.

또한, 상기 여재는 다공질이 많은 탄소, 금속, 플라스틱 중 하나로 형성됨을 특징으로 한다.
In addition, the filter medium is characterized in that formed of one of many porous carbon, metal, plastic.

또한, 상기 열교환 유체는 물, 알콜, 물과 알콜의 혼합액, 부동액, 물과 부동액의 혼합액 중 하나로 형성됨을 특징으로 한다.
In addition, the heat exchange fluid is characterized in that formed of one of water, alcohol, a mixture of water and alcohol, antifreeze, a mixture of water and antifreeze.

또 한편, 본 발명은, 상기와 같은 구성 중 하나를 선택하여 구성되는 지열관정과; 상기 지열관정을 통해 공급되는 지하수 혹은 지열이 수득된 열교환 유체를 열교환기로 이송하는 이송관과; 상기 이송관을 통해 이송된 지하수 혹은 열교환 유체로부터 열에너지를 수득하는 열교환기와; 상기 열교환기를 통해 수득되는 열에너지를 이송받아 난방 혹은 냉방으로 변환하는 히터펌프와; 상기 히터펌프를 통해 공급받는 냉기 혹은 열기를 실내에 제공하는 냉난방장치; 를 포함하여 이루어지는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정을 이용한 냉난방시스템을 특징으로 한다.
On the other hand, the present invention, geothermal crystal and configured by selecting one of the above configuration; A transfer tube for transferring the groundwater or ground heat supplied through the geothermal well to the heat exchanger; A heat exchanger for obtaining thermal energy from groundwater or heat exchange fluid transferred through the transfer pipe; A heater pump which transfers heat energy obtained through the heat exchanger and converts the heat energy into heating or cooling; A heating and cooling device for providing cold air or heat supplied through the heater pump to the room; It is characterized in that the air-conditioning system using the open and closed combined geothermal well made.

상기와 같은 목적 및 구성을 제공하는 본 발명은 이하와 같은 효과를 기대할 수 있다.
The present invention to provide the above object and configuration can be expected the following effects.

첫째, 개방형 지열관정과 폐쇄형 지열관정의 통합형성을 통해 지중에 존재하는 지하수가 충분한 때에는 개방형 지열관정과 폐쇄형 지열관정 모두를 이용하여 지열을 수득할 수 있도록 하고, 지중에 존재하는 지하수가 부족할 때에는 폐쇄형 지열관정으로 지열을 수득할 수 있도록 함으로써, 지열의 수득효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
First, when there is sufficient groundwater in the ground through the integrated formation of open geothermal wells and closed geothermal wells, it is possible to obtain geothermal heat using both open geothermal wells and closed geothermal wells, At this time, by allowing geothermal heat to be obtained with a closed geothermal well, there is an effect of maximizing geothermal yield efficiency.

둘째, 개방형 지열관정의 단점인 충분한 이격거리를 준수하지 아니하여도 충분한 지열의 수득이 가능하고, 폐쇄형 지열관정의 단점인 다수 개의 지열관정을 시공하지 아니하여도 효율적인 지열의 수득이 가능하여, 자유로운 시공위치의 설정이 가능하고, 시공비용을 크게 절감할 수 있는 잇점이 있다.
Secondly, it is possible to obtain sufficient geothermal heat without complying with sufficient separation distance, which is a disadvantage of open geothermal wells, and to obtain efficient geothermal heat without constructing multiple geothermal wells, which are disadvantages of closed geothermal wells, Free construction position can be set, and construction cost can be greatly reduced.

셋째, 지하수의 양이 풍부하지 않은 지역에 다수개가 집중적으로 시공되는 폐쇄형 지열관정의 문제점을 해소하여, 상기 폐쇄형 지열관정에 사용되는 열교환 유체의 대량 사용을 억제함으로써 상기 열교환 유체로 인한 환경오염을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.
Third, it solves the problem of the closed geothermal well, which is constructed intensively in areas where the amount of groundwater is not abundant, and suppresses the large-scale use of the heat exchange fluid used in the closed geothermal well, thereby contaminating the environment with the heat exchange fluid. This can greatly reduce the effect.

넷째, 지열을 이용한 친환경 에너지의 효율을 극대화시켜 에너지를 안정적으로 공급받을 수 있도록 함으로써, 친환경에너지의 사용율을 높이고, 기존 석탄 혹은 석유를 통한 에너지 의존도를 크게 낮추어 대기환경을 보호하는 효과가 있다.
Fourth, by maximizing the efficiency of environmentally friendly energy using geothermal heat to ensure a stable supply of energy, the use of environmentally friendly energy is increased, and the dependence on energy through existing coal or oil is greatly reduced to protect the atmospheric environment.

도 1은 본 발명에 의한 개방형과 폐쇄형이 통합된 지열관정의 개략 사시도
도 2는 본 발명에 의한 개방형과 폐쇄형이 통합된 지열관정의 부분상세도
도 3은 본 발명에 의한 개방형과 폐쇄형이 통합된 지열관정의 단면구조도
도 4는 본 발명에 의한 개방형과 폐쇄형이 통합된 지열관정이 포함된 냉난방시스템도1 is a schematic perspective view of a geothermal well-being integrated open and closed type according to the present invention
2 is a partial detailed view of the geothermal well-being integrated open and closed type according to the present invention
Figure 3 is a cross-sectional structural view of the geothermal well integrated open and closed type according to the present invention
Figure 4 is a cooling and heating system including a geothermal well integrated open and closed type according to the present invention

상기와 같은 목적 및 효과를 제공하는 본 발명의 구체적인 구성을 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
Based on the accompanying drawings, a specific configuration of the present invention for providing the above objects and effects will be described in more detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정은, 내부가 비어 있는 기둥 형상으로 형성되되, 측면에는 수통공(11)이 다수개 형성되어 있는 스크린 본체(10)와; 상기 스크린 본체(10)의 외측에 권취되는 폐쇄형 열교환관(20)과; 상기 스크린 본체(10)의 외측면과 폐쇄형 열교환관(20) 사이에 충전되는 여재(30); 를 포함하여 이루어진다.
As shown in Figure 1, open and closed combined geothermal well according to the present invention, the inside of the column is formed in a column shape, the screen body 10 and a plurality of water holes 11 are formed on the side and ; A closed heat exchange tube 20 wound around the outside of the screen body 10; Media (30) is filled between the outer surface of the screen body 10 and the closed heat exchange tube (20); It is made, including.

여기서, 상기 스크린 본체(10)는 상술한 바와 같이 내부가 비어 있는 기둥형상으로 형성되되, 그 측면에는 지하수가 드나드는 수통공(11)이 다수개 형성되어 있어서, 상기 수통공(11)을 통해 유입 및 유출되는 지하수를 직접 이용하여 상기 지하수가 지닌 지열을 수득하게 된다.
Here, the screen main body 10 is formed in a columnar shape with an empty inside as described above, a plurality of water holes 11 through which the groundwater enters and exits, so that the water through holes 11 The groundwater flowing in and out is used directly to obtain the geothermal heat possessed by the groundwater.

이 때, 스크린 본체(10)의 측면에 형성되는 수통공(11)의 크기와 관련하여, 지하수는 통과가능하나, 상기 스크린 본체(10)의 상단에 연결되는 이송관(C)을 통한 지하수의 이송에 방해가 될 정도의 크기를 가진 불순물은 통과하지 못하는 크기로 형성하는 것이 바람직하다.
At this time, in relation to the size of the water can hole (11) formed on the side of the screen body 10, groundwater can pass through, but the groundwater through the transfer pipe (C) connected to the top of the screen body (10) Impurities having a size that would interfere with the transport is preferably formed to a size that does not pass.

또한, 상기 스크린 본체(10)의 단면은 그 내부로 유입되는 지하수가 상기 스크린 본체(10)의 상단에 연결 체결되는 이송관(C)에 용이하게 양수되도록 원형으로 형성하거나, 혹은 원형에 가까운 다각형으로 형성하는 것이 바람직하다.
In addition, the cross section of the screen body 10 is formed in a circular shape so that the groundwater flowing into the inside is easily pumped to the transfer pipe (C) connected to the upper end of the screen body 10, or a polygon close to the circle It is preferable to form.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 스크린 본체(10)는 그 상단에 이송관(C)이 연결체결되어 지중에 수직으로 매설되므로, 측면에 형성된 수통공(11)을 통해 지열을 지닌 다량의 지하수가 내부로 유입되고, 유입된 지하수는 그 상단의 이송관(C)을 통해 열교환기(B)로 이송되어 상기 열교환기(B)에 지열 에너지를 공급하게 된다.
Screen body 10 having the above configuration is connected to the transfer pipe (C) is connected to the upper vertically buried in the ground, so that a large amount of groundwater with geothermal heat through the water hole 11 formed in the side The introduced ground water is transferred to the heat exchanger (B) through the transfer pipe (C) at the upper end thereof to supply geothermal energy to the heat exchanger (B).

한편, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 스크린 본체(10)의 외측에는 폐쇄형 열교환관(20)이 권취되는데, 상기 폐쇄형 열교환관(20)의 내부에는 열교환 유체가 충전되어 흐르도록 되어 있으며, 지중에 수직으로 설치되는 스크린 본체(10)의 특성을 고려하여, 상기 스크린 본체(10)의 외측에 권취되는 폐쇄형 열교환관(20)이 지중으로 들어가는 초입에 형성되는 열교환 유체 유입부(21)와 지중을 거쳐 나오는 말단에 형성되는 열교환 유체 유출부(22)는 상기 스크린 본체(10)의 일측, 곧 상측에 모두 형성하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the closed heat exchange tube 20 is wound on the outside of the screen body 10 having the above configuration, the heat exchange fluid is filled inside the closed heat exchange tube 20 to flow, In consideration of the characteristics of the screen body 10 installed vertically, the heat exchange fluid inlet portion 21 and the ground formed at the beginning of the closed heat exchange tube 20 wound on the outside of the screen body 10 enters the ground The heat exchanging fluid outlet part 22 formed at the end passing through is preferably formed at one side of the screen body 10, immediately above.

더욱 구체적으로, 상기 폐쇄형 열교환관(20)은 하나의 라인으로 스크린 본체(10)의 외측에 일정 간격으로 권취되되, 상기 스크린 본체(10)의 일측에서 타측으로 1차 권취된 후, 이어서 다시 타측에서 일측으로 권취됨으로써, 상기 폐쇄형 열교환관(20)의 일측단에 형성되는 열교환 유체 유입부(21)와 타측단에 형성되는 열교환 유체 유출부(22)는 상기 스크린 본체(10)의 일측에 함께 형성되는 구조로 되어 있다.
More specifically, the closed heat exchanger tube 20 is wound around the outside of the screen body 10 in one line at a predetermined interval, and after being firstly wound from one side of the screen body 10 to the other side, then again By winding from one side to the other side, the heat exchange fluid inlet 21 formed at one end of the closed heat exchange tube 20 and the heat exchange fluid outlet 22 formed at the other end are one side of the screen body 10. The structure is formed together.

상기와 같은 폐쇄형 열교환관(20)의 권취구조로 인해 지중에 존재하는 지열을 보다 효과적으로 수득하여 열교환기(B)로 공급할 수 있게 된다.
Due to the winding structure of the closed heat exchanger tube 20 as described above, geothermal heat present in the ground can be more effectively obtained and supplied to the heat exchanger (B).

여기서, 상기 열교환 유체는 물, 알콜, 물과 알콜의 혼합액, 부동액, 물과 부동액의 혼합액 중 하나로 형성하는 것이 바람직하고, 기타 열교환이 가능하면서 지중에서도 원활하게 유동가능한 액체라면 어떠한 것이든 가능하며, 위 물과 알콜의 혼합액, 물과 부동액의 혼합액의 각 혼합비율은 열교환이 가능하면서 지중에서도 원활하게 유동할 수 있을 정도로 형성케 하는 혼합비율이라면 어떠한 범위이든 가능하다.
Here, the heat exchange fluid is preferably formed of one of water, alcohol, a mixture of water and alcohol, an antifreeze, a mixture of water and antifreeze, and any other liquid may be used as long as it is capable of heat exchange and smoothly flows in the ground. The mixing ratios of the mixed solution of water and alcohol and the mixed solution of water and antifreeze can be in any range as long as the mixing ratio is sufficient to form heat so that it can flow smoothly in the ground.

상기와 같이 지중에 존재하는 지하수를 직접 양수시켜 이송관(C)을 통해 지하수가 지닌 지열을 열교환기(B)로 공급케 하는 스크린 본체(10)를 포함하는 개방형 지열관정과, 열교환 유체가 충전되어 흐르는 폐쇄형 열교환관(20)을 포함하는 폐쇄형 지열관정을 통합하게 되면, 지하수의 수량이 적어지는 등의 자연적인 변화가 발생하더라도 하나의 지열관정으로 지열을 안정적이고 효율적으로 수득할 수 있게 되는 것이다.
As described above, the open geothermal well and the heat exchange fluid are filled with a screen body 10 for directly pumping the groundwater present in the ground and supplying the geothermal heat of the groundwater to the heat exchanger B through the transfer pipe C. By integrating the closed geothermal well including the closed heat exchanger tube 20, the geothermal heat can be obtained stably and efficiently with one geothermal well even if there is a natural change such as less groundwater. Will be.

아울러, 내부가 비어 있는 기둥 형상으로 형성되되, 측면에는 다수개의 수통공(11)이 형성된 스크린 본체(10)의 외측면과 상기 스크린 본체(10)의 외측에 하나의 라인으로 권취되는 폐쇄형 열교환관(20)의 사이에 일정 공극을 제공하는 여재(30)를 균일하게 충전시켜 여재층(31)을 형성함으로써, 상기 스크린 본체(10)의 외측면과 폐쇄형 열교환관(20)의 이격거리를 일정하게 유지하도록 함과 동시에 상기 스크린 본체(10)의 외측면에 폐쇄형 열교환관(20)이 바로 권취될 경우 대부분의 수통공(11)이 상기 폐쇄형 열교환관(20)에 의해 막혀 지하수가 스크린 본체(10)의 내부에 용이하게 유입되지 못할 수도 있는 우려를 불식하고, 상기 수통공(11)을 통해 지하수가 용이하게 드나들 수 있도록 하여, 지열의 수득효율을 더욱 높일 수 있도록 한다.
In addition, the closed heat exchanger is formed in the shape of a hollow column, the outer side of the screen body 10 is formed with a plurality of water holes 11 on the side and wound in one line on the outside of the screen body 10 The distance between the outer surface of the screen body 10 and the closed heat exchanger tube 20 is formed by uniformly filling the mediar 30 providing uniform voids between the tubes 20 to form the mediar layer 31. In order to maintain the constant and at the same time when the closed heat exchange tube 20 is immediately wound on the outer surface of the screen body 10, most of the water through hole 11 is blocked by the closed heat exchange tube 20 groundwater To eliminate the fear that it may not be easily introduced into the interior of the screen body 10, the groundwater can easily enter through the water through hole 11, it is possible to further increase the yield efficiency of geothermal heat.

상기와 같이 스크린 본체(10)의 외측면과 그 외측에 권취되는 폐쇄형 열교환관(20)의 사이에 충전되는 여재(30)의 크기는, 지중에 존재하는 지하수가 스크린 본체(10)의 내부에 유입되어 이송관(C)을 통해 열교환기(B)로 이송될 때에 이송방해가 될 정도의 크기를 가진 입자성 불순물을 차단할 수 있는 크기로 형성되어야 함은 당연하고, 수통공(11)의 크기보다 크게 형성되어 상기 스크린 본체(10)의 내부로 유입되지 않도록 하며, 이와 동시에 상기 스크린 본체(10)의 외측에 권취되는 폐쇄형 열교환관(20) 사이의 일정 간격보다는 크게 형성되어 외부로 누출되지 않는 정도의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.
As described above, the size of the filter medium 30 filled between the outer surface of the screen body 10 and the closed heat exchange tube 20 wound around the outside of the screen body 10 is that the groundwater existing in the ground is the inside of the screen body 10. Of course, when it is introduced into the heat exchanger (B) through the transfer pipe (C) it should be formed to a size that can block the particulate impurities having a size that is enough to interfere with the transfer, of the water hole (11) It is formed larger than the size so that it does not flow into the screen body 10, and at the same time is formed larger than a predetermined interval between the closed heat exchanger tube 20 wound on the outside of the screen body 10 to leak out It is desirable to form it to such an extent that it does not.

상기와 같은 크기로 형성되는 여재(30)는 다양한 재질로 형성되는데, 보다 구체적으로, 입자형태로 형성된 모래, 자갈, 석류석, 활성탄, 규조토, 안트라사이트 중 하나로 형성되거나, 혹은 다공질이 많은 탄소, 금속, 플라스틱 중 하나로 형성하는 것이 바람직하다.
The filter medium 30 having the same size is formed of various materials, and more specifically, is formed of one of sand, gravel, garnet, activated carbon, diatomaceous earth, anthracite, or porous carbon or metal having a particle shape. It is preferable to form one of the plastics.

상기와 같이 내부가 비어 있는 기둥 형상으로 형성되되, 측면에는 수통공(11)이 다수개 형성되어 있는 스크린 본체(10)와; 상기 스크린 본체(10)의 외측에 일정 간격으로 권취되고, 그 내부에는 열교환 유체가 충전되어 흐르는 폐쇄형 열교환관(20)과; 상기 스크린 본체(10)의 외측면과 폐쇄형 열교환관(20)의 사이에 충전되어 스크린 본체(10)의 외측면과 폐쇄형 열교환관(20)의 사이 간격을 유지시켜주고, 상기 스크린 본체(10)의 내부로 지하수의 원활한 유동이 이루어지도록 하는 여재(30); 를 포함하여 이루어지는 본 발명에 의한 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정(A)을 통해 지중에 존재하는 지열 에너지의 수득률을 종래에 비해 크게 극대화할 수 있게 되는 것이다.
Screen main body 10 is formed in a column shape with an empty inside as described above, a plurality of water holes 11 are formed on the side; A closed heat exchange tube (20) wound around the outside of the screen body (10) at predetermined intervals and filled with heat exchange fluid therein; Filled between the outer surface of the screen body 10 and the closed heat exchange tube 20 to maintain a gap between the outer surface of the screen body 10 and the closed heat exchange tube 20, the screen body ( Media (30) to allow a smooth flow of groundwater into the interior 10; Through the open and closed combined geothermal well (A) according to the present invention comprising a will be able to maximize the yield of geothermal energy existing in the ground than in the prior art.

나아가, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정(A)을 이용하여 수득되는 지열 에너지를 냉난방시스템에도 적용하게 되면, 안정적이고 극대화된 지열에너지의 제공으로 인해 냉난방시스템의 열효율을 크게 높일 수 있을 뿐 아니라 높은 열효율을 안정적으로 제공할 수 있게 되는 것이다.
Furthermore, if the geothermal energy obtained by using the open and closed combined geothermal well (A) having the above configuration is also applied to the cooling and heating system, the thermal efficiency of the cooling and heating system is greatly increased due to the provision of stable and maximized geothermal energy. In addition to being able to stably provide high thermal efficiency.

즉, 상기 냉난방시스템은 본 발명에 의한 상기 구성 중 하나로 형성되는 지열관정(A)과; 상기 지열관정(A)을 통해 공급되는 지하수 혹은 지열이 수득된 열교환 유체를 열교환기(B)로 이송하는 이송관(C)과; 상기 이송관(C)을 통해 이송된 지하수 혹은 열교환 유체로부터 열에너지를 수득하는 열교환기(B)와; 상기 열교환기(B)를 통해 수득되는 열에너지를 이송받아 난방 혹은 냉방으로 변환하는 히터펌프(D)와; 상기 히터펌프(D)를 통해 공급받는 냉기 혹은 열기를 실내에 제공하는 냉난방장치(E); 를 포함하여 이루어진다.
That is, the cooling and heating system is a geothermal well (A) formed in one of the above configuration according to the present invention; A transfer pipe (C) for transferring the groundwater or ground heat supplied from the geothermal well (A) to the heat exchanger (B); A heat exchanger (B) for obtaining thermal energy from the ground water or the heat exchange fluid transferred through the transfer pipe (C); A heater pump (D) for receiving heat energy obtained through the heat exchanger (B) and converting the heat energy into heating or cooling; An air conditioning and heating device (E) for providing cold air or heat supplied through the heater pump (D) to the room; It is made, including.

여기서, 상기 본 발명에 의한 지열관정(A)과 연결되어 지열을 가지는 유체를 열교환기(B)로 이송시키는 이송관(C)은 스크린 본체(10)의 상단에 연결되어 상기 스크린 본체(10)의 내부에 유입된 지하수를 열교환기(B)로 직접 이송시키는 이송관(C)과, 상기 폐쇄형 열교환관(20)과 연결되어 그 내부에 충전되어 흐르는 열교환 유체를 열교환기(B)로 이송시키는 이송관(C)으로 형성되어 있다.
Here, the transfer pipe (C) connected to the geothermal well (A) according to the present invention to transfer the fluid having a geothermal heat to the heat exchanger (B) is connected to the top of the screen body 10 is the screen body 10 Transfer pipe (C) for directly transferring the groundwater introduced into the heat exchanger (B), and the heat exchange fluid is connected to the closed heat exchange tube 20 and filled in the flow to the heat exchanger (B) It is formed by the feed pipe (C).

또한, 상기 이송관(C)과 연결되는 열교환기(B)는 이송관(C)을 통해 이송되는 지열을 지닌 지하수 혹은 열교환 유체로부터 지열 에너지를 수득하는 장치로서, 그 내부를 구성하는 구성요소는 일반적으로 널리 알려진 내용이어서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
In addition, the heat exchanger (B) connected to the transfer pipe (C) is a device for obtaining geothermal energy from groundwater or heat exchange fluid having geothermal heat transferred through the transfer pipe (C), the components constituting the inside Since the contents are generally well known, detailed descriptions will be omitted.

또한, 상기 열교환기(B)와 연결되는 히터펌프(D)는 열교환기(B)로부터 열에너지를 공급받아 실내에 다양한 형태로 냉방 혹은 난방을 제공하는 장치로서, 냉매를 이용하여 지열 에너지를 고온의 열로 변환시키거나, 혹은 저온의 냉기로 변환시킴으로써 실내에 설치된 냉난방장치(E)를 통해 열기 혹은 냉기를 제공할 수 있게 된다.
In addition, the heater pump (D) is connected to the heat exchanger (B) is a device that provides the cooling or heating in various forms in the room by receiving the heat energy from the heat exchanger (B), using a refrigerant to heat the geothermal energy By converting it into heat, or by converting it into low temperature cold air, it is possible to provide heat or cold air through the air conditioner E installed indoors.

이와 관련하여, 지열에너지를 고온의 열기 혹은 차가운 냉기로 변환하는 것은 냉매의 흐름방향을 달리하여 주면 되는 것으로, 이는 냉방 운전과 난방 운전의 선택설정으로 변환가능하며, 그 원리와 부가적이고 구체적인 구성은 널리 알려진 내용이어서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
In this regard, the conversion of geothermal energy into hot or cold cold at high temperatures can be achieved by varying the flow direction of the coolant, which can be converted into a selection of cooling and heating operations. Since details are well known, detailed descriptions will be omitted.

본 발명은 상기와 같은 구체적인 예에 한하여 설명하였으나, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.
Although the present invention has been described with reference to the specific examples as described above, it is a matter of course that various changes can be made within the scope not departing from the technical spirit of the present invention.

A : 지열관정 B : 열교환기
C : 이송관 D : 히터펌프
E : 냉난방장치 10 : 스크린 본체
11 : 수통공 20 : 폐쇄형 열교환관
21 : 열교환 유체 유입부 22 : 열교환 유체 유출부
30 : 여재 31 : 여재층A: Geothermal well B: Heat exchanger
C: Transfer pipe D: Heater pump
E: Air conditioning unit 10: Screen body
11: water hole 20: closed heat exchanger tube
21: heat exchange fluid inlet 22: heat exchange fluid outlet
30: Media 31: Media layer

Claims (8)

내부가 비어 있는 기둥 형상으로 형성되되, 측면에는 수통공(11)이 다수개 형성되어 있는 스크린 본체(10)와;
상기 스크린 본체(10)의 외측에 일정 간격으로 권취되고, 그 내부에는 열교환 유체가 충전되어 흐르는 폐쇄형 열교환관(20)과;
상기 스크린 본체(10)의 외측면과 폐쇄형 열교환관(20)의 사이에 충전되되, 상기 수통공(11)의 크기보다 크게 형성되며, 상기 스크린 본체(10)의 외측면과 폐쇄형 열교환관(20) 사이의 간격을 유지시켜주고, 상기 스크린 본체(10)의 내부로 지하수의 원활한 유동이 이루어지도록 하는 여재(30)와;
상기 스크린 본체(10)의 외측에 권취되는 폐쇄형 열교환관(20)의 일정 간격의 크기는 지하수는 통과하도록 하되, 여재(30)의 지름보다 작은 크기로 형성되어, 여재(30)의 누출을 방지하고 스크린 본체(10)의 내부로 유입되는 지하수에 대한 1차 필터 역할을 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정.
Screen body 10 is formed in the shape of a hollow column, the side has a plurality of water holes 11 formed on the side;
A closed heat exchange tube (20) wound around the outside of the screen body (10) at predetermined intervals and filled with heat exchange fluid therein;
Filled between the outer surface of the screen body 10 and the closed heat exchanger tube 20, which is formed larger than the size of the water receiving hole 11, and the outer surface of the screen body 10 and the closed heat exchanger tube. Media (30) to maintain the interval between the 20, and to allow the smooth flow of groundwater into the screen body (10);
The size of a predetermined interval of the closed heat exchange tube 20 wound on the outside of the screen main body 10 allows groundwater to pass through, but is formed to a size smaller than the diameter of the media 30 to prevent leakage of the media 30. Preventing and acting as a primary filter for groundwater flowing into the interior of the screen body 10, characterized in that the open and closed combined geothermal well.
제 1 항에 있어서,
상기 스크린 본체(10)의 외측에 일정 간격으로 권취되는 폐쇄형 열교환관(20)의 열교환 유체 유입부(21)와 열교환 유체 유출부(22)는 상기 스크린 본체(10)의 일측에 형성됨을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정.
The method of claim 1,
The heat exchange fluid inlet 21 and the heat exchange fluid outlet 22 of the closed heat exchanger tube 20 wound around the screen body 10 at regular intervals are formed at one side of the screen body 10. Open and closed combined use of geothermal wells.
제 1 항에 있어서,
상기 폐쇄형 열교환관(20)은 하나의 라인으로 스크린 본체(10)의 외측에 일정 간격으로 권취되되, 상기 스크린 본체(10)의 일측에서 타측으로 1차 권취된 후, 이어서 다시 타측에서 일측으로 권취됨을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정.
The method of claim 1,
The closed heat exchanger tube 20 is wound around the outside of the screen main body 10 in one line at a predetermined interval, and is first wound from one side of the screen main body 10 to the other side, and then again from the other side to one side. Open and closed combined geothermal wells characterized by being wound.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 여재(30)는 입자형태로 형성된 모래, 자갈, 석류석, 활성탄, 규조토, 안트라사이트 중 하나로 형성됨을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정.
The method of claim 1,
The filter medium 30 is an open and closed combined geothermal well characterized in that formed in the form of sand, gravel, garnet, activated carbon, diatomaceous earth, anthracite in the form of particles.
제 1 항에 있어서,
상기 여재(30)는 다공질이 많은 탄소, 금속, 플라스틱 중 하나로 형성됨을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정.
The method of claim 1,
The media 30 is open and closed combined geothermal well characterized in that the porous material is formed of one of many carbon, metal, plastic.
삭제delete 제 1, 2, 3, 5, 6 항 중 어느 한 항의 지열관정(A)과; 상기 지열관정(A)을 통해 공급되는 지하수 혹은 지열이 수득된 열교환 유체를 열교환기(B)로 이송하는 이송관(C)과; 상기 이송관(C)을 통해 이송된 지하수 혹은 열교환 유체로부터 열에너지를 수득하는 열교환기(B)와; 상기 열교환기(B)를 통해 수득되는 열에너지를 이송받아 난방 혹은 냉방으로 변환하는 히터펌프(D)와; 상기 히터펌프(D)를 통해 공급받는 냉기 혹은 고온의 열을 실내에 제공하는 냉난방장치(E); 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 개방형 및 폐쇄형 겸용 지열관정을 이용한 냉난방시스템.Geothermal well (A) of any one of claims 1, 2, 3, 5, and 6; A transfer pipe (C) for transferring ground water or ground heat supplied from the geothermal well (A) to the heat exchanger (B); A heat exchanger (B) for obtaining thermal energy from the ground water or the heat exchange fluid transferred through the transfer pipe (C); A heater pump (D) for receiving heat energy obtained through the heat exchanger (B) and converting the heat energy into heating or cooling; Cooling and heating device (E) for providing a room of cold air or high temperature heat supplied through the heater pump (D); Heating and cooling system using an open and closed combined geothermal well characterized in that it comprises a.
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