KR101131187B1

KR101131187B1 - 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법

Info

Publication number: KR101131187B1
Application number: KR1020110105273A
Authority: KR
Inventors: 오관준; 김성철
Original assignee: (주) 제스코; (주)도암엔지니어링
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2012-03-29

Abstract

본 발명은 지중에 설치되는 지중열교환기에 지하공 보호자재를 제거하여 지하공기의 취출량이 증가되고, 지열공조기의 송풍기 정압이 감소되며, 동력비와 원가가 절감되고, 지중열교환기의 천공부위에 지열공조기를 설치함으로써 천공부위과 송풍기를 간접으로 연결하여 흡입부분의 면적을 최대화하고, 흡입부분의 면적을 최대화하여 지하공기의 취출량이 증가되며, 종래의 송풍기실에 비해 유지관리가 편리하며 원가가 절감되며, 부하유닛을 냉난방시 고저온의 열을 지열공조기의 보조열교환기를 통해 1차로 열교환하고, 1차로 냉각 또는 가열된 순환수를 지중열교환기를 통해 2차로 열교환시킨 후 지열히트펌프로 공급함으로써 보다 많은 지하공기열원을 확보할 수 있어 냉난방시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법에 관한 것이다.

Description

지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법{AIR CONDOTIONING EQUIPMENT USING UNDERGROUND AIR AS THE HEAT SOURCE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중에 설치되는 지중열교환기에 지하공 보호자재와 송풍유도관을 제거하여 지하공기의 취출량이 증가되고, 지열공조기의 송풍기 정압이 감소되며, 동력비와 원가가 절감되고, 지중열교환기의 천공부위에 지열공조기를 설치함으로써 천공부위과 송풍기를 간접으로 연결하여 흡입부분의 면적을 최대화하고, 흡입부분의 면적을 최대화하여 지하공기의 취출량이 증가되며, 종래의 송풍기실에 비해 유지관리가 편리하며 원가가 절감되며, 부하유닛을 동시에 냉난방을 할 수 있고, 또한 주간 냉방시 축열조로 축열시키고, 야간에 난방을 함으로써 에너지 걸감율이 높고, 보다 많은 지하공기열원을 확보할 수 있어 냉난방시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하공기열원을 이용한 냉난방장치는 지하공기열원 교환을 위한 파이프로부터 열을 흡수하여 히트펌프의 증발기 열원으로 사용하고, 응축기를 이용하여 열을 생산함으로써 온수를 공급하거나 응축기의 배출열을 지열교환을 위한 파이프를 통해 배출하도록 구성되어 있다.

상기와 같은 지하공기열원을 이용한 냉난방장치의 축열기는 부하용 축열기로서 부하측에 축열기를 연결하여 부하가 없을 때 히트펌프를 가동하여 온수 또는 냉수를 저장해 두었다가 필요시 부하측에 공급하도록 되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 지하공기 열원을 이용한 냉난방장치는천공바닥지점까지 지하공 보호자재인 유공관을 설치하고 유공관 외부로 지열교환기를 설치함으로써 지하공기 취출량이 감소되는 문제점이 있었다.

그리고 종래의 냉난방장치는 지열교환기가 설치된 천공부위와는 별도의 위치에 송풍기를 별도로 설치하고 천공부위와 송풍기를 직접 연결해야 함으로써 흡입부분의 면적이 최소화되어 지하공기의 취출량이 감소되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 지중에 설치되는 지중열교환기에 지하공 보호자재와 송풍유도관을 제거하여 지하공기의 취출량이 증가되고, 지열공조기의 송풍기 정압이 감소되며, 동력비와 원가가 절감되는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 지중열교환기의 천공부위에 지열공조기를 설치함으로써 천공부위과 송풍기를 간접으로 연결하여 흡입부분의 면적을 최대화하고, 흡입부분의 면적을 최대화하여 지하공기의 취출량이 증가되며, 종래의 송풍기실에 비해 유지관리가 편리하며 원가가 절감되는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 부하유닛을 동시에 냉난방을 할 수 있고, 주간 냉방시 축열조로 축열시키고, 야간에 난방을 함으로써 에너지 절감율이 높고, 보다 많은 지하공기열원을 확보할 수 있어 냉난방시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

그리고 본 발명은 지중열교환기의 천공부위에 설치된 지열공조기의 송풍기를 통해 건물이나 온실에 지하공기를 직접 공급하여 냉방할 수 있고, 지중열교환기 내부의 순환수를 직접 순환시켜 초기에 냉방시킬 수 있으며, 지열히트펌프를 통해 냉난방시킬 수 있어 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기 냉난방 부하를 줄일 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템을 제공하는 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적으로는 한 개의 축열?냉조를 이용하여 한 건물은 난방을 하며 열원측의 냉각된 순환수로 다른 건물은 냉방할 수 있는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템을 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명은 온실과 같은 경우 바닥공급관과 바닥환수관을 이용하여 바닥은 난방하고, 동시에 천정은 휀코일 유닛을 통해 냉방할 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 휀코일 유닛을 통해 부하유닛 내부를 냉방하며 흡열된 열은 지열히프펌프로 승온시켜 축열?냉조에 저장하여 난방시 사용할 수 있는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템은 지중에 매설된 천공관(110) 내부로 열교환파이프(120)가 구비된 지중열교환기(100)와;

상기 지중열교환기(100)에 연결되어 지중열교환기(100)의 천공부위에 설치되는 지열공조기(200)와;

상기 지중열교환기(100)와 지중 순환수 공급관(310)으로 연결되고, 지열공조기(200)에 지중 순환수 환수관(320)으로 연결되는 지열히트펌프(300)와;

상기 지열히트펌프(300)와 연결되는 축열?냉조(400)와;

상부에는 상기 지중열교환기(100) 및 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300), 축열?냉조(400)에 휀코일 공급관(511)과 휀코일 환수관(512)으로 연결된 휀코일 유닛(510)이 구비되고, 바닥에는 바닥 공급관(520)과 바닥 환수관(530)이 구비되어 냉방 또는 난방작용을 부하유닛(500)과;

상기 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥 공급관(520)에 연결된 제 1연결관(610)과;

상기 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530)에 연결된 제 2연결관(620)과;

일측은 상기 제 2연결관(620)에 연결되고, 타측은 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)에 연결된 냉온수 환수관(630)과;

일측은 상기 제 1연결관(610)에 연결되고, 타측은 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)에 연결된 냉온수 공급관(640)과;

상기 냉온수 공급관(640)과 축열?냉조(400)를 연결하는 제 1축열?냉조 연결관(650)과;

상기 냉온수 환수관(630)과 축열?냉조(400)를 연결하는 제 2축열?냉조 연결관(660)과;

상기 각각의 공급관과 환수관 및 연결관에 구비되어 순환수를 제어하는 다수의 제어밸브(700)와;

상기 각각의 공급관과 환수관에 구비되어 순환수를 순환시키는 다수의 순환펌프(800)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 지열공조기(200)는 지열히트펌프(300)의 지중 순환수 환수관(320)으로 환수되는 고?저온 순환수를 1차로 열교환하고, 열교환된 순환수를 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120)를 통해 열교환하는 보조열교환기(210)와;

상기 보조열교환기(210)의 일측에 지중열교환기(100) 내부의 지하공기를 부하유닛(500) 내부에 송풍하는 송풍기(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어밸브(700)는 지중열교환기(100)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 공급관(310)과 연결되는 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)에 구비되어 휀코일 환수관(512)으로 공급된 순환수가 지중 순환수 공급관(310)을 통해 지열히트펌프(300)로 공급되도록 제어하는 제 1제어밸브(710)와;

상기 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 환수관(320)과 연결되는 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)에 구비되어 휀코일 환수관(512)으로 공급된 순환수를 지중 순환수 환수관(320)을 통해 지열공조기(200)로 공급되도록 제어하는 제 2제어밸브(720)와;

상기 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 환수관(320)과 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)의 연결 위치에 구비되어 지열히트펌프(300)에서 지중 순환수 환수관(320)에 환수되는 순환수를 지열공조기(200)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제 3제어밸브(730)와;

상기 냉온수 환수관(630)과 제 2축열?냉조 연결관(660)이 연결되는 위치에 구비되어 휀코일 환수관((512)과 바닥 환수관(530)으로 환수된 순환수를 지열히트펌프(300)로 공급하고, 축열?냉조(400)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키도록 제어하는 제 4제어밸브(740)와;

상기 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)이 연결되는 위치에 구비되어 지열히트펌프(300)의 순환수를 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥공급관(530)에 공급하고, 축열?냉조(400)에 선택적으로 공급하도록 제어하는 제 5제어밸브(750)와;

상기 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥 공급관(520) 사이 제 1연결관(610)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수가 휀코일 공급관(511)으로 공급되도록 제어하는 제 6제어밸브(760)와;

상기 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530) 사이 제 2연결관(620)에 구비되어 휀코일 환수관(530)의 순환수가 축열?냉조(400)로 공급되도록 제어하는 제 7제어밸브(770)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 순환펌프(800)는 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀토일 공급관(511)에 구비되어 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)의 순환수를 휀코일 유닛(510)에 순환시키는 지열순환펌프(810)와;

상기 부하유닛(500)의 바닥공급관(520)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수를 순환시키는 축열 순환펌프(820)와;

상기 냉온수 환수관(630)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키면서 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키는 축열펌프(830)와;

상기 지중열교환기(100)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 공급관(310)에 구비되어 열교환파이프(120)에 의해 열교환된 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키는 열원펌프(840)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 송풍기(220)는 부하 유닛(500)에 지하공기를 송풍시키면서 지하공기에 포함된 이산화탄소를 제거하는 전열교환기(230)를 포함한다.

그리고 상기 제어밸브(700) 중 제 3, 4, 5제어밸브(730, 740, 750)는 3웨이밸브인 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 지중열교환기(100)와 지열공조기(200), 지열히트펌프(300)를 이용하여 축열?냉조(400)에 축열 또는 축냉하거나 부하유닛(500)에 하절기 냉방을 실시하는 하절기 냉방제어모드와 동절기 난방을 실시하는 동절기 난방제어모드, 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기에 냉난방하는 냉난방제어모드로 내부를 냉난방하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법에 있어서,

삭제

상기 하절기 냉방제어모드는 지열히트펌프(300)를 운전시키고,

제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하고.

제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하고,

제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하고,

제 6제어밸브(760)를 오픈하여 제 1연결관(610)과 휀코일 공급관(511)을 통해 축열?냉조(400)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,

제 7제어밸브(770)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 축열?냉조(400)를 연결하고,

부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 동절기 난방제어모드는 지열히트펌프(300)를 운전시키고,

제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하고.

제 6, 7제어밸브(760, 770)를 닫고,

부하유닛(500)의 바닥공급관(530)에 구비된 축열 순환펌프(820)를 작동하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 동절기 난방제어모드는 지열히트펌프(300)를 운전시키고,

부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)와 바닥공급관(530)에 구비된 축열 순환펌프(820)를 작동하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 냉난방제어모드는 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120) 내부의 순환수가 순환되도록 지중 순환수 환수관(320)에 구비된 열원펌프(840)를 작동하고,

제 3제어밸브(730)를 ②방향으로 오픈하여 지중 순환수 환수관(320)과 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,

휀코일 환수관(512)에 구비된 제 2제어밸브(720)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 지중 순환수 환수관(320)을 통해 부하유닛(500)과 지열공조기(200)를 연결하고,

삭제

또한 상기 냉난방제어모드는 지열히트펌프(300)를 작동하고,

지중 순환수 공급관(310)에 구비된 열원펌프(840)를 작동하고,

휀코일 환수관(512)에 구비된 제 1제어밸브(710)를 오픈하여 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 지열히트펌프(300)를 연결하고,

그리고 상기 냉난방제어모드를 지열히트펌프(300)를 작동하고,

제 4제어밸브(740)를 ①방향으로 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620), 냉온수 환수관(630)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 지열히트펌프(300)를 연결하고,

제 5제어밸브(750)를 ①방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1연결관(610), 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,

본 발명은 지중에 설치되는 지중열교환기에 지하공 보호자재와 송풍유도간을 제거하여 지하공기의 취출량이 증가되고, 지열공조기의 송풍기 정압이 감소되며, 동력비와 원가가 절감되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 지중열교환기의 천공부위에 지열공조기를 설치함으로써 천공부위과 송풍기를 간접으로 연결하여 흡입부분의 면적을 최대화하고, 흡입부분의 면적을 최대화하여 지하공기의 취출량이 증가되며, 종래의 송풍기실에 비해 유지관리가 편리하며 원가가 절감되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 부하유닛을 동시에 냉난방을 할 수 있고, 주간 냉방시 축열조로 축열을 시키고, 야간에 안방을 함으로써 에너지 절감율이 높고, 보다 많은 지하공기열원을 확보할 수 있어 냉난방시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 지중열교환기의 천공부위에 설치된 지열공조기의 송풍기를 통해 건물이나 온실에 지하공기를 직접 공급하여 냉방할 수 있고, 지중열교환기 내부의 순환수를 직접 순환시켜 초기에 냉방시킬 수 있으며, 지열히트펌프를 통해 냉난방시킬 수 있어 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기 냉난방 부하를 줄일 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본발명의 다른 효과로는 한 개의 축열?냉조를 이용하여 한 건물은 난방을 하며 열원측의 냉각된 순환수로 다른 건물은 냉방할 수 있다.

그리고 본 발명은 온실과 같은 경우 바닥공급관과 바닥환수관을 이용하여 바닥은 난방하고, 동시에 천정은 휀코일 유닛을 통해 냉방할 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 휀코일 유닛을 통해 부하유닛 내부를 냉방하며 흡열된 열은 지열히프펌프로 승온시켜 축열?냉조에 저장하여 난방시 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템을 나타낸 계통도.
도 2 는 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템에서 지열공조기의 내부를 나타낸 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템에서 하절기 냉방제어모드를 나타낸 계통도.
도 4 는 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템에서 동절기 난방제어모드를 나타낸 계통도.
도 5 는 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템에서 냉난방제어모드의 1차 에너지절감 냉난방제어모드를 나타낸 계통도.
도 6 은 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템에서 냉난방제어모드의 2차 에너지절감 냉난방제어모드를 나타낸 계통도.
도 7 은 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템에서 냉난방제어모드의 3차 에너지절감 냉난방제어모드를 나타낸 계통도.
도 8 은 본 발명에 따른 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템에서 냉난방제어모드의 4차 에너지절감 냉난방제어모드를 나타낸 계통도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 지중에 매설된 천공관(110) 내부로 열교환파이프(120)가 구비된 지중열교환기(100)가 구비되고, 상기 지중열교환기(100)에 연결되어 지중열교환기(100)의 천공부위에 설치되는 지열공조기(200)는 지열히트펌프(300)의 지중 순환수 환수관(320)으로 환수되는 고?저온 순환수를 1차로 열교환하고, 열교환된 순환수를 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120)를 통해 열교환하는 보조열교환기(210)가 구비되며, 상기 보조열교환기(210)의 일측에 지중열교환기(100) 내부의 지하공기를 부하유닛(500) 내부에 송풍하는 송풍기(220)가 구비된다.

그리고 상기 송풍기(220)에는 건물과 같은 부하 유닛(500)에 지하공기를 송풍시키면서 지하공기에 포함된 이산화탄소를 제거하는 전열교환기(230)를 구비하여 실시하는 것이 바람직하다.

상기 지중열교환기(100)와 지중 순환수 공급관(310)으로 연결되고, 지열공조기(200)에 지중 순환수 환수관(320)으로 연결되는 지열히트펌프(300)와 상기 지열히트펌프(300)와 연결되는 축열?냉조(400)가 구비된다.

또한 상부에는 상기 지중열교환기(100) 및 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300), 축열?냉조(400)에 휀코일 공급관(511)과 휀코일 환수관(512)으로 연결된 휀코일 유닛(510)이 구비되고, 바닥에는 바닥 공급관(520)과 바닥 환수관(530)이 구비되어 냉방 또는 난방작용을 부하유닛(500)이 구비된다.

이때 상기 부하유닛(500)은 건물 또는 온실로 상기 지열공조기(200)에서 지하공기를 직접 공급받아 냉방되거나, 지열히트펌프(300) 또는 축열?냉조로부터 냉방 또는 난방을 위한 순환수를 공급받아 냉방 또는 난방된다.

한편 상기 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥 공급관(520)은 제 1연결관(610)으로 연결되고, 상기 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530)은 제 2연결관(620)으로 연결된다.

그리고 일측은 제 2연결관(620)에 연결되고, 타측은 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)에 연결된 냉온수 환수관(630)이 구비되고, 일측은 제 1연결관(610)에 연결되고, 타측은 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)에 연결된 냉온수 공급관(640)이 구비된다.

또한 상기 냉온수 공급관(640)과 축열?냉조(400)를 연결하는 제 1축열?냉조 연결관(650)이 구비되고, 상기 냉온수 환수관(630)과 축열?냉조(400)를 연결하는 제 2축열?냉조 연결관(660)이 구비된다.

그리고 상기 각각의 공급관과 환수관 및 연결관에 구비되어 순환수를 제어하는 다수의 제어밸브(700)는 지중열교환기(100)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 공급관(310)과 연결되는 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)에 구비되어 휀코일 환수관(512)으로 공급된 순환수가 지중 순환수 공급관(310)을 통해 지열히트펌프(300)로 공급되도록 제어하는 제 1제어밸브(710)가 구비되고, 상기 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 환수관(320)과 연결되는 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)에 구비되어 휀코일 환수관(512)으로 공급된 순환수를 지중 순환수 환수관(320)을 통해 지열공조기(200)로 공급되도록 제어하는 제 2제어밸브(720)가 구비된다.

그리고 상기 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 환수관(320)과 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)의 연결 위치에 구비되어 지열히트펌프(300)에서 지중 순환수 환수관(320)에 환수되는 순환수를 지열공조기(200)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제 3제어밸브(730)가 구비되고, 상기 냉온수 환수관(630)과 제 2축열?냉조 연결관(660)이 연결되는 위치에 구비되어 휀코일 환수관((512)과 바닥 환수관(530)으로 환수된 순환수를 지열히트펌프(300)로 공급하고, 축열?냉조(400)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키도록 제어하는 제 4제어밸브(740)가 구비되며, 상기 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)이 연결되는 위치에 구비되어 지열히트펌프(300)의 순환수를 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥공급관(530)에 공급하고, 축열?냉조(400)에 선택적으로 공급하도록 제어하는 제 5제어밸브(750)가 구비된다.

또한 상기 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥 공급관(520) 사이 제 1연결관(610)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수가 휀코일 공급관(511)으로 공급되도록 제어하는 제 6제어밸브(760)가 구비되고, 상기 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530) 사이 제 2연결관(620)에 구비되어 휀코일 환수관(530)의 순환수가 축열?냉조(400)로 공급되도록 제어하는 제 7제어밸브(770)가 구비된다.

이때 상기 제어밸브(700) 중 제 3, 4, 5제어밸브(730, 740, 750)는 3웨이밸브로 실시하는 것이 바람직하다.

한편 상기 각각의 공급관과 환수관에 구비되어 순환수를 순환시키는 다수의 순환펌프(800)는 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀토일 공급관(511)에 구비되어 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)의 순환수를 휀코일 유닛(510)에 순환시키는 지열순환펌프(810)가 구비되고, 상기 부하유닛(500)의 바닥공급관(520)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수를 순환시키는 축열 순환펌프(820)가 구비되며, 상기 냉온수 환수관(630)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키면서 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키는 축열펌프(830)와 상기 지중열교환기(100)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 공급관(310)에 구비되어 열교환파이프(120)에 의해 열교환된 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키는 열원펌프(840)가 구비된다.

본 발명의 지중열교환기(100)와 지열공조기(200), 지열히트펌프(300)를 이용하여 축열?냉조(400)에 축열 또는 축냉하거나 부하유닛(500) 내부를 냉난방하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

(1)부하유닛(500)에 하절기 냉방을 실시하는 하절기 냉방제어모드

도 3에 도시된 바와 같이 먼저 지열히트펌프(300)를 운전시키고, 제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하여 지열히트펌프(300) 내부의 순환수가 지중 순환수 환수관(320)을 통해 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)에 공급되어 고저온의 열을 보조열교환기(210)를 통해 1차로 열교환하고, 1차로 냉각 또는 가열된 순환수를 지중열교환기(100)의 열교환 파이프(120)로 공급하여 2차로 열교환시킨 후 지중 순환수 공급관(310)을 통해 다시 지열히트펌프(300)로 공급한다.

상기와 같이 고저온의 열을 보조열교환기(210)를 통해 1차로 열교환하고, 1차로 냉각 또는 가열된 순환수를 지중열교환기(100)의 열교환 파이프(120)로 공급하여 2차로 열교환시킨 후 지중 순환수 공급관(310)을 통해 다시 지열히트펌프(300)로 공급함으로써 보다 많은 지하공기열원을 확보할 수 있어 냉난방시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고 제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하여 가열된 축열?냉조(400) 내부의 순환수가 지열히트펌프(300) 내부로 공급되도록 한다.

또한 제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하여 냉각된 지열히트펌프(300) 내부의 순환수가 축열?냉조(400)로 공급되어 축냉되도록 한다.

그리고 제 6제어밸브(760)를 오픈하여 제 1연결관(610)과 휀코일 공급관(511)을 통해 축열?냉조(400)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고, 제 7제어밸브(770)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 축열?냉조(400)를 연결한 후 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동한다.

상기와 같이 지열순환펌프(810)를 작동하면 축열?냉조(400)에 축냉된 순환수가 제 1연결관(610)과 휀코일 공급관(511)을 통해 휀코일 유닛(510)에 공급되어 부하유닛(500) 내부를 냉방하게 된다.

그리고 부하유닛(500) 내부를 냉방하면 흡열된 순환수는 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620)을 통해 축열?냉조(400)로 다시 공급된다.

(2)부하유닛(500)에 동절기 난방을 실시하는 동절기 난방제어모드

도 4에 도시된 바와 같이 먼저 지열히트펌프(300)를 운전시키고, 제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하여 지열히트펌프(300) 내부의 순환수가 지중 순환수 환수관(320)을 통해 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)에 공급되어 고저온의 열을 보조열교환기(210)를 통해 1차로 열교환하고, 1차로 냉각 또는 가열된 순환수를 지중열교환기(100)의 열교환 파이프(120)로 공급하여 2차로 열교환시킨 후 지중 순환수 공급관(310)을 통해 다시 지열히트펌프(300)로 공급한다.

그리고 제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하여 냉각된 축열?냉조(400)의 순환수가 지열히트펌프(300) 내부로 공급되도록 한다.

또한 제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하여 가열된 지열히트펌프(300) 내부의 순환수가 축열?냉조(400)로 공급되어 축열되도록 한다.

그리고 제 6, 7제어밸브(760, 770)를 닫고, 부하유닛(500)의 바닥공급관(530)에 구비된 축열 순환펌프(820)를 작동한다.

상기와 같이 축열 순환펌프(820)를 작동하면 축열?냉조(400)에 축열된 순환수가 바닥공급관(530)으로 공급되어 부하유닛(500) 내부 바닥을 난방하게 된다.

그리고 부하유닛(500) 내부 바닥을 난방하면 냉각된 순환수는 바닥환수관(530)을 통해 축열?냉조(400)로 다시 공급된다.

한편 혹한기에 부하유닛(500)의 바닥과 천정을 동시에 난방할 때를 설명하면 다음과 같다.

먼저 지열히트펌프(300)를 운전시키고, 제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하여 지열히트펌프(300) 내부의 순환수가 지중 순환수 환수관(320)을 통해 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)에 공급되어 고저온의 열을 보조열교환기(210)를 통해 1차로 열교환하고, 1차로 냉각 또는 가열된 순환수를 지중열교환기(100)의 열교환 파이프(120)로 공급하여 2차로 열교환시킨 후 지중 순환수 공급관(310)을 통해 다시 지열히트펌프(300)로 공급한다.

그리고 제 6제어밸브(760)를 오픈하여 제 1연결관(610)과 휀코일 공급관(511)을 통해 축열?냉조(400)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고, 제 7제어밸브(770)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 축열?냉조(400)를 연결한 후 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)와 바닥공급관에 구비된 축열순환펌프(820)를 동시에 작동시킨다.

상기와 같이 지열순환펌프(810)와 축열순환펌프(820)를 동시에 작동시키면 축열?냉조(400)에 축열된 순환수가 제 1연결관(610)과 휀코일 공급관(511)을 통해 휀코일 유닛(510)에 공급되어 부하유닛(500) 내부 천정을 난방하게 되고, 축열?냉조(400)에 축열된 순환수는 바닥공급관(511)에 공급되어 부하유닛(500) 바닥을 난방하게 된다.

그리고 부하유닛(500) 내부 천정을를 난방하면서 냉각된 순환수는 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620)을 통해 축열?냉조(400)로 다시 공급되고, 바닥을 난방하면서 냉각된 순환수는 바닥환수관(512)을 통해 축열?냉조(400)로 다시 공급된다.

(3) 부하유닛(500)에 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기에 냉난방하는 제 1차 에너지절감 냉난방제어모드

도 5 에 도시된 바와 같이 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120) 내부의 순환수가 순환되도록 지중 순환수 환수관(320)에 구비된 열원펌프(840)를 작동하고, 제 3제어밸브(730)를 ②방향으로 오픈하여 지중 순환수 환수관(320)과 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고, 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동하면 지열히트펌프(300)의 순환수가 지중 순환수 환수관(320)로 공급되어 휀코일 공급관(511)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)으로 공급되어 냉난방하게 된다.

그리고 휀코일 환수관(512)에 구비된 제 2제어밸브(720)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 지중 순환수 환수관(320)을 통해 부하유닛(500)과 지열공조기(200)를 연결하여 부하유닛(500) 내부를 냉난방하고 휀코일 환수관(512)으로 공급된 순환수는 지중 순환수 환수관(320)을 통해 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)를 통하여 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120)를 순환하여 지중 순환수 공급관(310)을 통해 다시 지열히트펌프(300)로 공급된다.

(4) 부하유닛(500)에 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기에 냉난방하는 제 2차 에너지절감 냉난방제어모드

도 6에 도시된 바와 같이 지열공조기(200)를 작동하고, 지열공조기(200)의 송풍기(220)를 작동하여 지하공기를 부하유닛(500) 내부에 공급하여 냉난방한다.

이때 지하공기에는 공기토출량이 100CMM일때 이산화탄소(CO₂) 농도가 400~800PPM 포함되어 있어 이산화탄소가 함께 공급된다.

상기 부하유닛이 온실일 경우에는 이산화탄소가 포함된 지하공기를 직접 공급하고, 건물일 경우에는 이산환탄소가 제거되도록 송풍기에 전열교환기(230)를 설치하여 부하유닛(500)에 지하공기를 공급하도록 하는 것이 바람직하다.

(5) 부하유닛(500)에 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기에 냉난방하는 제 3차 에너지절감 냉난방제어모드

도 7에 도시된 바와 같이 지열히트펌프(300)를 작동하고, 제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하여 축열?냉조(400)의 순환수가 지열히트펌프(300) 내부로 공급되도록 한다.

그리고 제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하여 지열히트펌프(300) 내부의 순환수가 축열?냉조(400)로 공급되도록 한다.

또한 지중 순환수 공급관(310)에 구비된 열원펌프(840)를 작동하여 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120) 내부에 열교환된 순환수를 지열히트펌프(300)로 공급한다.

그리고 제 3제어밸브(730)를 ②방향으로 오픈하여 지중 순환수 환수관(320)과 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고, 휀코일 환수관(512)에 구비된 제 1제어밸브(710)를 오픈하여 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 지열히트펌프(300)를 연결하며, 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동시킨다.

상기와 같이 지열순환펌프(810)를 작동시키면 지열히트펌프(300)의 순환수는 지중 순환수 환수관(320)과 휀코일 공급관(511)을 통해 휀코일 유닛(510)에 공급되어 부하유닛(500) 내부를 냉방하게 되고, 휀코일 공급관(511)으로 공급된 순환수는 휀코일 환수관(512)을 통해 환수되어 지중 순환수 공급관(310)을 통해 지열히트펌프(300)로 다시 공급된다.

(6) 부하유닛(500)에 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기에 냉난방하는 제 4차 에너지절감 냉난방제어모드

도 8에 도시된 바와 같이 지열히트펌프(300)를 작동하고, 제 4제어밸브(740)를 ①방향으로 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620), 냉온수 환수관(630)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 지열히트펌프(300)를 연결하고, 제 5제어밸브(750)를 ①방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1연결관(610), 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결한 후 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동시킨다.

상기와 같이 지열순환펌프(810)를 작동시키면 지열히트펌프(300)의 순환수는 냉온수공급관(630)과 제 1연결관(610) 휀코일 공급관(511)을 통해 휀코일 유닛(510)에 공급되어 부하유닛(500) 내부를 냉방하게 되고, 휀코일 공급관(511)으로 공급된 순환수는 휀코일 환수관(512)으로 공급되어 제 2연결관(620)과 냉온수 환수관(640)을 통해 지열히트펌프(300)로 환수된다.

상기와 같이 축열?냉조(400)를 사용하지 않고 지열히트펌프(300)에서 직접 부하유닛(500)을 냉방함으로써 냉방부하가 작을 때 에너지 절감 효과가 있는 것이다.

100 : 지중열교환기
110 : 천공관 120 : 열교환 파이프
200 : 지열공조기
210 : 보조열교환기 220 : 송풍기
230 : 전열교환기
300 : 지열히트펌프
310 : 지중 순환수 공급관 320 : 지중 순환수 환수관
400 : 축열?냉조
500 : 부하유닛
510 : 휀코일 유닛 511 : 휀코일 공급관
512 : 휀코일 환수관 520 : 바닥공급관
530 : 바닥환수관
610 : 제 1연결관 620 : 제 2연결관
630 : 냉온수 환수관 640 : 냉온수 공급관
650 : 제 1축열?냉조 연결관 660 : 제 2축열?냉조 연결관
700 : 제어밸브
710, 720, 730, 740, 750, 760, 770 : 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7제어밸브
800 : 순환펌프
810 : 지열순환펌프 820 : 축열순환펌프
830 : 축열펌프 840 : 열원펌프

Claims

지중에 매설된 천공관(110) 내부로 열교환파이프(120)가 구비된 지중열교환기(100)와;
상기 지중열교환기(100)에 연결되어 지중열교환기(100)의 천공부위에 설치되는 지열공조기(200)와;
상기 지중열교환기(100)와 지중 순환수 공급관(310)으로 연결되고, 지열공조기(200)에 지중 순환수 환수관(320)으로 연결되는 지열히트펌프(300)와;
상기 지열히트펌프(300)와 연결되는 축열?냉조(400)와;
상부에는 상기 지중열교환기(100) 및 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300), 축열?냉조(400)에 휀코일 공급관(511)과 휀코일 환수관(512)으로 연결된 휀코일 유닛(510)이 구비되고, 바닥에는 바닥 공급관(520)과 바닥 환수관(530)이 구비되어 냉방 또는 난방작용을 부하유닛(500)과;
상기 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥 공급관(520)에 연결된 제 1연결관(610)과;
상기 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530)에 연결된 제 2연결관(620)과;
일측은 상기 제 2연결관(620)에 연결되고, 타측은 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)에 연결된 냉온수 환수관(630)과;
일측은 상기 제 1연결관(610)에 연결되고, 타측은 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)에 연결된 냉온수 공급관(640)과;
상기 냉온수 공급관(640)과 축열?냉조(400)를 연결하는 제 1축열?냉조 연결관(650)과;
상기 냉온수 환수관(630)과 축열?냉조(400)를 연결하는 제 2축열?냉조 연결관(660)과;
상기 각각의 공급관과 환수관 및 연결관에 구비되어 순환수를 제어하는 다수의 제어밸브(700)와;
상기 각각의 공급관과 환수관에 구비되어 순환수를 순환시키는 다수의 순환펌프(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 지열공조기(200)는 지열히트펌프(300)의 지중 순환수 환수관(320)으로 환수되는 고?저온 순환수를 1차로 열교환하고, 열교환된 순환수를 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120)를 통해 열교환하는 보조열교환기(210)와;
상기 보조열교환기(210)의 일측에 지중열교환기(100) 내부의 지하공기를 부하유닛(500) 내부에 송풍하는 송풍기(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어밸브(700)는 지중열교환기(100)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 공급관(310)과 연결되는 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)에 구비되어 휀코일 환수관(512)으로 공급된 순환수가 지중 순환수 공급관(310)을 통해 지열히트펌프(300)로 공급되도록 제어하는 제 1제어밸브(710)와;
상기 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 환수관(320)과 연결되는 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)에 구비되어 휀코일 환수관(512)으로 공급된 순환수를 지중 순환수 환수관(320)을 통해 지열공조기(200)로 공급되도록 제어하는 제 2제어밸브(720)와;
상기 지열공조기(200)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 환수관(320)과 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)의 연결 위치에 구비되어 지열히트펌프(300)에서 지중 순환수 환수관(320)에 환수되는 순환수를 지열공조기(200)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제 3제어밸브(730)와;
상기 냉온수 환수관(630)과 제 2축열?냉조 연결관(660)이 연결되는 위치에 구비되어 휀코일 환수관((512)과 바닥 환수관(530)으로 환수된 순환수를 지열히트펌프(300)로 공급하고, 축열?냉조(400)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키도록 제어하는 제 4제어밸브(740)와;
상기 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)이 연결되는 위치에 구비되어 지열히트펌프(300)의 순환수를 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥공급관(530)에 공급하고, 축열?냉조(400)에 선택적으로 공급하도록 제어하는 제 5제어밸브(750)와;
상기 부하유닛(500)의 휀코일 공급관(511)과 바닥 공급관(520) 사이 제 1연결관(610)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수가 휀코일 공급관(511)으로 공급되도록 제어하는 제 6제어밸브(760)와;
상기 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530) 사이 제 2연결관(620)에 구비되어 휀코일 환수관(530)의 순환수가 축열?냉조(400)로 공급되도록 제어하는 제 7제어밸브(770)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 순환펌프(800)는 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀토일 공급관(511)에 구비되어 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)의 순환수를 휀코일 유닛(510)에 순환시키는 지열순환펌프(810)와;
상기 부하유닛(500)의 바닥공급관(520)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수를 순환시키는 축열 순환펌프(820)와;
상기 냉온수 환수관(630)에 구비되어 축열?냉조(400)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키면서 부하유닛(500)의 휀코일 환수관(512)과 바닥 환수관(530)의 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키는 축열펌프(830)와;
상기 지중열교환기(100)와 지열히트펌프(300) 사이 지중 순환수 공급관(310)에 구비되어 열교환파이프(120)에 의해 열교환된 순환수를 지열히트펌프(300)로 순환시키는 열원펌프(840)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 송풍기(220)는 부하 유닛(500)에 지하공기를 송풍시키면서 지하공기에 포함된 이산화탄소를 제거하는 전열교환기(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템.
제 3항에 있어서, 상기 제 3, 4, 5제어밸브(730, 740, 750)는 3웨이밸브인 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템.
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지중열교환기(100)와 지열공조기(200), 지열히트펌프(300)를 이용하여 축열?냉조(400)에 축열 또는 축냉하거나 부하유닛(500)에 하절기 냉방을 실시하는 하절기 냉방제어모드와 동절기 난방을 실시하는 동절기 난방제어모드, 하절기 오전과 야간, 환절기 및 동절기에 냉난방하는 냉난방제어모드로 내부를 냉난방하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법에 있어서,
상기 하절기 냉방제어모드는 지열히트펌프(300)를 운전시키고,
제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하고.
제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하고,
제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하고,
제 6제어밸브(760)를 오픈하여 제 1연결관(610)과 휀코일 공급관(511)을 통해 축열?냉조(400)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,
제 7제어밸브(770)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 축열?냉조(400)를 연결하고,
부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법.
제 8 항에 있어서, 상기 동절기 난방제어모드는 지열히트펌프(300)를 운전시키고,
제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하고.
제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하고,
제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하고,
제 6, 7제어밸브(760, 770)를 닫고,
부하유닛(500)의 바닥공급관(530)에 구비된 축열 순환펌프(820)를 작동하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법.
제 8 항에 있어서, 상기 동절기 난방제어모드는 지열히트펌프(300)를 운전시키고,
제 3제어밸브(730)를 ①방향으로 오픈하여 지열히트펌프(300)를 지열공조기(200)의 보조열교환기(210)와 지중열교환기(100)에 연결하고.
제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하고,
제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하고,
제 6제어밸브(760)를 오픈하여 제 1연결관(610)과 휀코일 공급관(511)을 통해 축열?냉조(400)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,
제 7제어밸브(770)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 축열?냉조(400)를 연결하고,
부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)와 바닥공급관(530)에 구비된 축열 순환펌프(820)를 작동하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법.
제 8 항에 있어서, 상기 냉난방제어모드는 지중열교환기(100)의 열교환파이프(120) 내부의 순환수가 순환되도록 지중 순환수 환수관(320)에 구비된 열원펌프(840)를 작동하고,
제 3제어밸브(730)를 ②방향으로 오픈하여 지중 순환수 환수관(320)과 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,
휀코일 환수관(512)에 구비된 제 2제어밸브(720)를 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 지중 순환수 환수관(320)을 통해 부하유닛(500)과 지열공조기(200)를 연결하고,
부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법.
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제 8 항에 있어서, 상기 냉난방제어모드는 지열히트펌프(300)를 작동하고,
제 4제어밸브(740)를 ②방향으로 오픈하여 제 2축열?냉조 연결관(660)과 냉온수 환수관(630)을 통해 축열?냉조(400)와 지열히트펌프(300)를 연결하고,
제 5제어밸브(750)를 ②방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1축열?냉조 연결관(650)을 통해 지열히트펌프(300)와 축열?냉조(400)를 연결하고,
지중 순환수 공급관(310)에 구비된 열원펌프(840)를 작동하고,
제 3제어밸브(730)를 ②방향으로 오픈하여 지중 순환수 환수관(320)과 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,
휀코일 환수관(512)에 구비된 제 1제어밸브(710)를 오픈하여 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 지열히트펌프(300)를 연결하고,
부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법.
제 8 항에 있어서, 상기 냉난방제어모드를 지열히트펌프(300)를 작동하고,
제 4제어밸브(740)를 ①방향으로 오픈하여 휀코일 환수관(512)과 제 2연결관(620), 냉온수 환수관(630)을 통해 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)과 지열히트펌프(300)를 연결하고,
제 5제어밸브(750)를 ①방향으로 오픈하여 냉온수 공급관(640)과 제 1연결관(610), 휀코일 공급관(511)을 통해 지열히트펌프(300)와 부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510)을 연결하고,
부하유닛(500)의 휀코일 유닛(510) 휀코일 공급관(511)에 구비된 지열순환펌프(810)를 작동하는 것을 특징으로 하는 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템의 제어방법.