KR101166858B1 - Space cooling, heating and domestic hot water systeme for the geosource heat pump heating and cooling - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An air-conditioning and hot water supply system for a ground source air-conditioning heat pump is provided to improve the use of an installation space with reducing a size as the system comprises a dual tank structure having a heating tank, and a hot water supply tank. CONSTITUTION: An air-conditioning and hot water supply system for a ground source air-conditioning heat pump comprises a body(10). The body comprises a ground source heat pump for heating and cooling, and a heat storage tank(20). The heat storage tank is formed into a dual tank structure, which comprises hot water supply tank installed inside a heating tank. The heat storage tank comprises a heating inlet pipe(35), a heating outlet pipe(36), a hot water inlet pipe(37), and a hot water outlet pipe(38). The heating inlet pipe transfers heat sources to the heating tank from an air conditioning unit. The heating outlet pipe transfers the heat sources to the air conditioning unit from the heating tank. The heating outlet pipe comprises a fourth pump, and a check valve. The hot water outlet pipe transfers heated water in the hot water supply tank to a necessary place.

Description

지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템{SPACE COOLING, HEATING AND DOMESTIC HOT WATER SYSTEME FOR THE GEOSOURCE HEAT PUMP HEATING AND COOLING}Air-conditioning and hot water system for geothermal heat-cooled heat pump {SPACE COOLING, HEATING AND DOMESTIC HOT WATER SYSTEME FOR THE GEOSOURCE HEAT PUMP HEATING AND COOLING}

본 발명은 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 난방탱크와 급탕탱크를 이중 탱크 구조로 형성하고 순환관을 구성함으로써, 외형의 크기를 축소하여 설치공간의 활용성과 지열원 냉난방 히트펌프의 효율성을 높이면서 냉난방과 급탕에 따른 열효율 향상에 기여하는 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat-cooled heat pump, and more specifically, by forming a heating tank and a hot water tank in a double tank structure and configuring a circulation pipe, thereby reducing the size of the appearance and utilizing the installation space. The present invention relates to an air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat-cooled heating / heating pump that contributes to improving the efficiency of the geothermal-heated air-heating / heating pump while improving the efficiency of heating and heating.

일반적으로 사용되는 에너지원으로서 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석 연료를 이용하거나, 또는 핵연료를 이용하는 경우가 대부분이다. 그러나, 화석 연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해물질로 인하여 환경을 오염시키고, 핵연료는 수질오염 및 방사능과 같은 유해물질을 발생시키는 단점과 함께 이들 에너지원은 매장량의 한계가 있다.Most commonly used energy sources are fossil fuels such as coal, petroleum, natural gas, or nuclear fuels. However, fossil fuels pollute the environment due to various pollutants generated during the combustion process, and nuclear fuels generate harmful substances such as water pollution and radioactivity, and these energy sources have a limited amount of reserves.

따라서, 근래에는 이를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 대체에너지 중에서도 풍력, 태양열, 지열 등과 같은 자연에너지에 관한 연구가 오래 전부터 진행되어 실질적으로 이를 이용한 냉난방장치가 설치되어 사용되고 있는데, 이들 자연에너지는 환경오염과 기후변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 무한한 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면, 에너지 밀도가 대단히 낮은 결점으로 인하여 그 밀도를 높여 이용가능한 형태로 변환하는 것이 자연에너지 기술개발의 핵심관건이라 할 수 있다.Therefore, in recent years, the development of alternative energy to replace this has been actively progressed. Among these alternative energy, researches on natural energy such as wind, solar, geothermal, etc. have been conducted for a long time and practically installed and used air-conditioning and heating system. These natural energies have almost no influence on environmental pollution and climate change. While there is an advantage in obtaining energy, the fact that the energy density is so low that it is a key to the development of natural energy technology to increase the density and convert it into a usable form.

이러한 자연에너지 기술 중의 하나로 각광받고 있는 것이 지열을 열원으로 이용하여 냉난방을 행하는 히트펌프 시스템이 알려져 있다. 지열을 이용한 히트펌프 시스템은 온도가 10~20℃의 지중의 열을 회수하거나 지중으로 열을 배출할 수 있도록 열교환기를 설치하여 히트펌프의 열원으로 사용하는 기술이다.One of such natural energy technologies is known as a heat pump system that performs cooling and heating using geothermal heat as a heat source. Heat pump system using geothermal heat is a technology that uses heat exchanger to install heat exchanger to recover heat in the ground of 10 ~ 20 ℃ or discharge heat into the ground.

일반적으로 히트펌프의 열원으로는 에어컨과 같이 대기 중에서 열을 얻거나 배출하는 공기열원방식, 냉각탑을 통해 열을 배출하는 수열원방식 등이 사용된다. 지열원을 이용하면 공기열원과 비교할 때 에너지 효율이 매우 높아지는 장점이 있다.In general, as a heat source of a heat pump, an air heat source method for obtaining or discharging heat in the atmosphere, such as an air conditioner, and a water heat source method for discharging heat through a cooling tower are used. The use of geothermal sources has the advantage that the energy efficiency is very high compared to air heat sources.

특히 사계절의 변화가 뚜렷한 지역의 연중 대기온도는 -20~40℃까지 큰 폭으로 변화하는데 반해, 지중온도는 지하 5m 이하의 경우 연중 10~20℃로 거의 일정하게 유지된다.In particular, the year-round air temperature in the areas where the four seasons are obviously changed greatly varies from -20 to 40 ℃, while the underground temperature is almost constant at 10-20 ℃ during the year below 5m underground.

따라서, 여름철에 냉방을 하는 경우 공기열원의 온도는 30℃이상으로 냉방열을 배출하기 위해 많은 전력이 소모되는 반면, 지열원은 10~20℃로 원활하게 열을 배출하므로 높은 효율을 나타낸다. 반대로 겨울철에 난방을 하는 경우 공기열원은 최하 -20℃의 온도로 난방에 필요한 열을 공급하기 어려운 반면 지중열원은 10~20℃로 높아 안정적으로 난방열을 히트펌프에 공급할 수 있다.Therefore, in the case of cooling in summer, the air heat source temperature is consumed a lot of power to discharge the cooling heat to 30 ℃ or more, while the geothermal heat source is smoothly discharged to 10 ~ 20 ℃ shows a high efficiency. On the contrary, in the case of heating in winter, the air heat source is difficult to supply the heat necessary for heating at the lowest temperature of -20 ° C, while the underground heat source is 10 to 20 ° C, which can stably supply the heating heat to the heat pump.

이와 같은 지열을 이용한 히트펌프 시스템은 모든 냉난방기술 중에서 에너지효율이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 에너지 자원이 부족하고 에너지 비용이 높은 상황에서 반드시 필요한 기술이라 할 수 있다.The geothermal heat pump system is known to have the highest energy efficiency among all air-conditioning technologies. Therefore, it is an essential technology in a situation where energy resources are scarce and energy costs are high.

종래의 지열원을 이용한 히트펌프 시스템은 실내를 냉방 또는 난방하기 위하여 실외측 열교환기를 대기열이 아닌 지열원과 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성된다.The conventional heat pump system using a geothermal source is configured to exchange heat between the geothermal source and the refrigerant, not the queue, in order to cool or heat the indoor side heat exchanger.

도 1은 종래기술에 의한 지열을 이용한 히트펌프 냉난방장치의 계통 구성도이다. 상기 도 1에 도시된 종래의 일반적인 지열원 히트펌프 냉난방장치는, 저온저압의 냉매가스를 압축하여 고온고압으로 변환하는 압축기(21)와, 실내측에 설치되고 냉매에 의해 실내를 냉방 또는 난방하도록 구성되는 실내 열교환기(23)와, 실외측에 설치되고 냉매의 열을 지중에서 얻은 열로 교환하도록 구성되는 실외 열교환기(25)와, 실내 열교환기(23)와 실외 열교환기(25) 사이에 설치되어 응축된 냉매를 저압으로 교축하는 팽창밸브(24)와, 냉매의 순환경로를 변경하는 4방밸브(22)와, 상기 각 구성들을 제어하여 냉방운전 또는 난방운전을 하도록 하는 제어부(10) 를 포함하여 구성된다.1 is a system configuration diagram of a heat pump air conditioner using geothermal heat according to the prior art. The conventional geothermal heat source heat pump air-conditioning apparatus shown in FIG. 1 includes a compressor 21 for compressing a refrigerant gas of low temperature and low pressure and converting the refrigerant gas into a high temperature and high pressure, and installed at an indoor side to cool or heat an interior by a refrigerant. Between the indoor heat exchanger 23 configured, the outdoor heat exchanger 25 installed on the outside and configured to exchange heat of the refrigerant with heat obtained in the ground, and between the indoor heat exchanger 23 and the outdoor heat exchanger 25. An expansion valve 24 for throttling the condensed refrigerant at low pressure, a four-way valve 22 for changing a circulation path of the refrigerant, and a control unit 10 for controlling cooling and heating operations by controlling the above components. It is configured to include).

이때, 상기 실외 열교환기(25)는 지중에 매설된 지중열교환관(40)과 배관연결되어 수냉매의 순환경로를 형성하며, 순환펌프(41)에 의해 순환되는 수냉매에 의해 냉매와 열교환시킬 수 있는 것이다. 즉, 상기 실외 열교환기(25)에 의해 냉매와 열교환된 수냉매는 상기 지중열교환관(40)으로 이송되어 지중의 열에 의해 열교환되어 다시 상기 실외 열교환기(25)로 이송되는 것이다. 최근에 상기 지중열교환관(40)은 해수 또는 호수로부터 열교환이 이루어지게 구성되기도 하며, 지하수를 직접 순환시키게 구성되기도 한다.At this time, the outdoor heat exchanger (25) is connected to the underground heat exchange tube (40) buried in the ground to form a circulation path of the water refrigerant, and the heat exchange with the refrigerant by the water refrigerant circulated by the circulation pump 41 It can be. That is, the water refrigerant heat-exchanged with the refrigerant by the outdoor heat exchanger 25 is transferred to the underground heat exchange tube 40, is heat-exchanged by the heat of the ground, and is then transferred to the outdoor heat exchanger 25. Recently, the underground heat exchange tube 40 may be configured to exchange heat from seawater or a lake, or may be configured to directly circulate groundwater.

먼저, 냉방운전시에 냉매의 순환경로를 살펴보면, 4방밸브(22)를 상기 도 1에 파선으로 도시된 경로로 제어하여 압축기(21)에 의해 압축된 냉매가스를 실외 열교환기(25)로 이송시킨다. 그리고, 압축된 냉매가스는 실외 열교환기(25)에서 지열로 열교환시켜 응축시키고, 응축된 냉매를 팽창밸브(24)로 팽창(교축)시켜 저온의 냉매로 변환한 후에 실내 열교환기(23)로 이송시킨다. 그러면, 실내 열교환기(23)는 저온의 냉매를 증발시켜 증발과정에서 실내를 냉방할 수 있는 것이며, 이때 냉방과정에서 얻게 되는 실내의 열에 의해 중온의 냉매가스로 변환되어 4방밸브를 경유하여 압축기(21)로 이송되는 것이다.First, referring to the circulation path of the refrigerant during the cooling operation, the four-way valve 22 is controlled by the path shown by the broken line in FIG. 1 to convert the refrigerant gas compressed by the compressor 21 into the outdoor heat exchanger 25. Transfer. The compressed refrigerant gas is condensed by heat exchange with geothermal heat in the outdoor heat exchanger (25), and expands (condenses) the condensed refrigerant into the expansion valve (24) and converts the refrigerant into a low temperature refrigerant. Transfer. Then, the indoor heat exchanger 23 is to cool the room in the evaporation process by evaporating the low-temperature refrigerant, in this case is converted into medium-temperature refrigerant gas by the heat of the room obtained in the cooling process through the four-way valve Is transferred to (21).

다음으로, 난방운전시에 냉매의 순환경로는, 4방밸브(22)가 상기 도 1에 실선으로 도시된 경로로 제어되어, 냉방운전시의 순환경로와 역순으로 이루어지므로, 냉매는 압축기(21), 실내 열교환기(23), 팽창밸브(24) 및 실외 열교환기(25)의 순서로 순환된다. 이때에는, 실내 열교환기(23)가 응축기의 역할을 하여 응축과정에서의 열로 실내를 난방하고, 실외 열교환기(25)가 증발기의 역할을 하여 증발과정에서 지열로부터 열을 흡수할 수 있는 것이다.Next, since the four-way valve 22 is controlled by the path shown by the solid line in FIG. 1 above in the heating operation, the circulation path of the refrigerant is made in the reverse order to the circulation path during the cooling operation. ), The indoor heat exchanger 23, the expansion valve 24 and the outdoor heat exchanger 25 in the order. At this time, the indoor heat exchanger 23 serves as a condenser to heat the room with heat during the condensation process, and the outdoor heat exchanger 25 serves as an evaporator to absorb heat from geothermal heat during the evaporation process.

또한, 상기 도 1의 종래기술을 살펴보면, 압축기(21)에 의해 압축된 고온고압의 냉매가스가 난방 열교환기(30)를 거쳐 4방밸브(22)로 이송되게 구성됨을 알 수 있다. 즉, 상기 난방 열교환기(30)는 난방 또는 급수 용도로 사용되는 축열조에 연결되어 고온고압의 냉매가스로부터 얻는 열로써 축열조에 열을 축적시킨다.In addition, looking at the prior art of Figure 1, it can be seen that the high-temperature, high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 21 is configured to be transferred to the four-way valve 22 via the heating heat exchanger (30). That is, the heating heat exchanger 30 is connected to a heat storage tank used for heating or water supply and accumulates heat in the heat storage tank as heat obtained from a refrigerant gas of high temperature and high pressure.

이와 같이 구성되는 종래기술에 의한 지열을 이용한 히트펌프 냉난방장치는 대기열이 아닌 지중열로써 실외 열교환기(25)에서 냉매를 열교환시키므로, 히트펌프 시스템을 가동하는 데에 필요한 전력을 대기열을 사용할 때 보다는 절약할 수 있으며, 난방은 물론이고 냉방도 하나의 히트펌프 시스템으로 할 수 있다는 장점을 갖는다.The heat pump air-conditioning apparatus using geothermal heat according to the prior art configured as described above heats the refrigerant in the outdoor heat exchanger 25 as geothermal heat instead of the queue, so that the electric power required to operate the heat pump system is used rather than using the queue. Savings can be achieved, as well as heating and cooling can be achieved in one heat pump system.

상기에서 실외 열교환기(25)와 지중열교환관(40)은 통합하여 지중 열교환부라 칭할 수 있을 것이며, 실내 열교환기(23)는 부하측 열교환부라 칭할 수 있다.In the above, the outdoor heat exchanger 25 and the underground heat exchanger tube 40 may be collectively referred to as an underground heat exchanger, and the indoor heat exchanger 23 may be referred to as a load side heat exchanger.

이와 같이 히트펌프 장치는 지중 열교환부와 부하측 열교환부를 포함하여 이루어지는 것이 일반적이다.Thus, the heat pump apparatus generally includes an underground heat exchanger and a load side heat exchanger.

그러나, 상기한 종래의 히트펌프 시스템은 온수를 형성할 때 난방시스템 전체를 구동하여만 하기 때문에 필요할 때마다 온수를 형성할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 온수를 형성하고자 할 때에는 필히 난방시스템 전체 구동을 선행하여야만 하기에, 온수를 사용하기 위해 히트펌프 시스템 전체를 불필요하게 가동시켜야 한다는 문제점이 있었다.However, the conventional heat pump system has a problem in that it is not possible to form hot water whenever necessary because only the entire heating system is driven when hot water is formed. That is, when the hot water is to be formed, the entire heating system must be driven in advance, and thus, the entire heat pump system must be operated unnecessarily to use hot water.

또한, 형성되는 온수의 온도가 형성될 때에는 저온의 원수가 사용되기 때문에 고온으로 형성되지 못하는 문제점이 있었다. 즉, 온수의 원수가 공급되어 저장된 급탕탱크에서 온수를 유입받아 사용하게 되면 급탕탱크로 찬물이 급속히 공급되고 지속적으로 찬온도의 원수가 사용되기 때문에 온수의 초기 형성시에 고온의 온수가 공급되지 못하는 문제점이 있었다.In addition, when the temperature of the formed hot water is formed, there is a problem in that it cannot be formed at a high temperature because low temperature raw water is used. In other words, when hot water is supplied and used by receiving hot water from the stored hot water tank, the hot water is rapidly supplied to the hot water tank and the hot water is continuously used. There was a problem.

또한 히트펌프를 구성하는 각각의 구성이 별개로 설치되어 사용되기 때문에 공간을 효율적으로 사용할 수 없어, 냉난방과 급탕을 제공하는 시스템의 열효율에 영향을 주지 않으면서 축소 가능한 외형의 크기에 한계성을 보이므로 높은 공간활용성을 기대하기 곤란하다는 문제점이 있었다.
In addition, since each component constituting the heat pump is separately installed and used, space can not be used efficiently, and thus the size of the shrinkable outline is limited without affecting the thermal efficiency of the system for providing heating and cooling. There was a problem that it is difficult to expect high space utilization.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 난방탱크와 급탕탱크를 이중 탱크 구조로 형성하고 순환관을 구성함으로써, 외형의 크기를 축소하여 설치공간의 활용성과 지열원 냉난방 히트펌프의 효율성을 높이면서 냉난방과 급탕에 따른 열효율 향상에 기여하는 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention for improving the conventional problems as described above, by forming a heating tank and hot water supply tank in a double tank structure and constituting the circulation pipe, by reducing the size of the appearance and utilization of the installation space and geothermal heat source heat pump The present invention provides an air conditioning and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump that contributes to improving the efficiency of heating and heating by increasing the efficiency of heating and cooling.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체의 내부에서 냉난방 및 급탕을 위한 배관을 지니고, 지열을 열원으로 축열/방열하는 시스템에 있어서: 상기 본체는, 내부에 지열원 냉난방 히트펌프와, 난방탱크의 내부에 급탕탱크를 지니는 이중탱크 구조로 형성되는 축열탱크를 구비하고, 상기 지열원 냉난방 히트펌프는, 열매체가 지중의 파이프에서 지열원 냉난방 히트펌프측으로 유동하며 체크밸브와 제1펌프를 구비하는 지열입관과, 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프에서 지중의 파이프측으로 유동하는 지열출관과, 열매체가 부하측인 냉난방기 유니트에서 지열원 냉난방 히트펌프측으로 유동하는 냉방입관 및 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프에서 부하측인 냉난방기 유니트측으로 유동하며 체크밸브와 제2펌프를 구비하는 냉방출관을 구비하며, 상기 축열탱크는, 열매체가 부하측인 냉난방기 유니트에서 난방탱크측으로 유동하는 난방입관과, 열매체가 난방탱크에서 부하측인 냉난방기 유니트측으로 유동하며 체크밸브와 제4펌프를 구비하는 난방출관과, 외부에서 공급되는 급탕용 용수가 급탕탱크측으로 공급되도록 급탕입관과 코일공급관 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 급탕입관과 코일공급관 및 급탕탱크 내의 가열된 급탕용수가 사용처로 유동하는 급탕출관을 구비하고, 상기 본체의 내부에는, 난방탱크에서 인출되는 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프의 열교환장치측으로 유동하도록 하는 유로를 형성하고 냉방입관과 연결되는 제1순환관과, 지열원 냉난방 히트펌프의 열교환장치에서 가열되어 인출되는 열매체가 난방탱크측으로 유동하도록 하는 유로를 형성하고 냉방출관과 연결되는 제2순환관을 구비하며, 상기 제1순환관과 제2순환관은, 난방 및 급탕용수의 가열시에 한하여 유로가 개방되어 난방과 급탕을 수행할 수 있도록 하고, 냉방시에는 제1순환관과 제2순환관의 유로가 차단되도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention has a pipe for cooling and heating and hot water supply in the interior of the main body, in the heat storage / heat dissipation of geothermal heat as a heat source: the main body is a geothermal source air-conditioning heat pump and heating tank therein And a heat storage tank formed of a double tank structure having a hot water supply tank in the interior of the heat source, wherein the geothermal heat source heating and heating pump has a check valve and a first pump, wherein the heat medium flows from the underground pipe to the geothermal source cooling and heating heat pump. Geothermal inlet tube, geothermal outlet pipe with heat medium flowing from geothermal source air conditioning heat pump to underground pipe side, and cold air input tube and heating medium with heat medium flowing from geothermal air conditioning unit with load side to geothermal source air conditioning heat pump side are load side in geothermal source air conditioning heating pump It is provided with a cooling and discharge pipe which flows to the air conditioner unit and has a check valve and a second pump, The heat storage tank includes a heating inlet pipe in which the heating medium flows from the air conditioner unit having the load side to the heating tank side, a heating outlet pipe in which the heating medium flows from the heating tank to the heating / heating unit unit having the load side, and includes a check valve and a fourth pump, At least one hot water inlet tube selected from the hot water inlet tube and the coil supply pipe and the hot water supply pipe in which the heated hot water in the hot water tank flows to the place of use, so that the hot water is supplied to the hot water tank side, and inside the main body, The first circulation pipe is connected to the cooling heat pipe and forms a flow path through which the heat medium drawn out from the heating tank flows to the heat exchanger side of the geothermal source air-conditioning heat pump, and the heat medium heated by the heat exchanger of the geothermal source air-conditioning heat pump is heated. Form a flow path to flow to the tank side and connect with the cooling discharge pipe And a second circulation pipe, wherein the first circulation pipe and the second circulation pipe allow the flow path to be opened to perform heating and hot water supply only when the heating and hot water are heated, and when cooling, the first circulation pipe. Characterized in that the flow path between the pipe and the second circulation pipe is blocked.

또, 본 발명에 따르면 상기 축열탱크는 난방탱크의 내부에 급탕탱크를 지니는 이중탱크 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the heat storage tank is characterized in that it is formed in a double tank structure having a hot water supply tank inside the heating tank.

이때, 본 발명에 따르면 상기 급탕탱크의 내면은 범랑 소재로 코팅 처리되는 것을 특징으로 한다.At this time, according to the present invention is characterized in that the inner surface of the hot water tank is coated with an overflow material.

또한, 본 발명에 따르면 상기 제2순환관은 냉방출관에 삼방향밸브를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the second circulation pipe is characterized in that it is connected via a three-way valve to the cooling discharge pipe.

또한, 본 발명의 변형예에 따르면 상기 축열탱크는 급탕탱크의 상부에 급탕입관을 설치하는 대신 급탕탱크의 하부에 코일급탕관을 설치하는 것을 특징으로 한다.
In addition, according to a modification of the present invention, the heat storage tank is characterized in that the coil hot water supply pipe is installed in the lower portion of the hot water supply tank instead of installing the hot water supply pipe in the upper portion of the hot water supply tank.

이상과 같이 본 발명의 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템에 의하면, 난방탱크와 급탕탱크를 이중 탱크 구조로 형성하고 순환관을 구성함으로써, 외형의 크기를 축소하여 설치공간의 활용성을 높이면서 냉난방과 급탕에 따른 열효율 향상에 기여하는 효과가 있다.According to the air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat-cooled heat pump of the present invention as described above, by forming a heating tank and a hot water tank in a double tank structure and constituting a circulation pipe, the size of the appearance is reduced to increase the usability of the installation space. In addition, it contributes to the improvement of thermal efficiency due to heating and cooling and hot water supply.

또한, 난방과 급탕을 동시에 사용하면서도 난방으로 인해 급탕에 악영향을 미치는 것을 최소화할 수 있어, 지열원 냉난방 히트펌프의 효율성을 최대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to minimize the adverse effect on the hot water supply due to heating while using the heating and hot water at the same time, there is an effect that can maximize the efficiency of the geothermal heat source heating and cooling heat pump.

또한, 급탕탱크 상부에 급탕관을 배치하고, 급탕탱크 하부의 외부에 코일급탕관을 설치함으로써, 급탕능력을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by disposing a hot water supply pipe on the hot water supply tank, and installing a coil hot water supply pipe outside the hot water supply tank, there is an effect that can maximize the hot water supply capacity.

또한, 난방탱크 하부를 플랜지 형태로 제작함으로써, 배관과 코일급탕관의 수리 및 교체에 편리성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
In addition, by manufacturing the lower portion of the heating tank in the form of a flange, there is an effect that can provide convenience in repair and replacement of the piping and coil hot water supply pipe.

도 1은 종래 기술에 의한 지열을 이용한 히트펌프 시스템의 계통 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템을부분 절개하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템의 주요부를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템의 이중탱크를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템의 작동을 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 이중탱크를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명의 다른 변형예에 따른 이중탱크를 나타내는 구성도.1 is a system configuration diagram of a heat pump system using geothermal heat according to the prior art,
Figure 2 is a block diagram showing a partially cut air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump according to the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the main parts of the air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a double tank of the air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump according to the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing the operation of the air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump according to the present invention.
Figure 6 is a block diagram showing a double tank according to a modification of the present invention.
7 is a configuration diagram showing a double tank according to another modification of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 본체(10)의 내부에서 냉난방 및 급탕을 위한 배관을 지니고, 지열을 열원으로 축열/방열하는 시스템에 관련된다. 본체(10)는 지열원과 열교환하기 위한 지중 파이프와 배관되는 동시에 실내의 냉난방(팬코일) 유니트와 배관되는 구조를 지닌다. 이와 같은 시스템은 지하의 15°C ± 3°C 범위의 지열원을 냉방, 난방, 급탕을 위한 열원으로 사용한다. The present invention relates to a system having a pipe for cooling and heating and hot water supply inside the main body 10, and heat storage / heat dissipation of geothermal heat as a heat source. The main body 10 has a structure in which it is piped with underground pipes for heat exchange with a geothermal source and at the same time piped with an air-conditioning (fan coil) unit in the room. These systems use underground geothermal sources in the 15 ° C ± 3 ° C subterranean heat source for cooling, heating, and hot water supply.

본 발명에 따르면 본체(10)의 내부에 지열원 냉난방 히트펌프(15)와 축열탱크(20)를 구비하는 구조이다. 지열원 냉난방 히트펌프(15)는 하절기 냉방시에는 지열원을 응축기(도시 생략)에 보내어 고온측 부하를 열교환시켜 실내부하를 지하에 버리고, 동절기 난방시에는 지열원을 증발기(도시 생략)로 보내어 냉방시와 반대로 증발부하를 지열원으로터 취득하는 구조이다. 축열탱크(20)는 고온측 부하 또는 증발부하를 이용하여 난방수와 급탕수를 가온하여 저장한다. 여기서 지열원 냉난방 히트펌프(15)는 도1의 종래기술과 같이 일반적으로 사용되고 있는 지열원 냉난방 히트펌프이므로, 냉방모드와 난방모드에서의 일반적인 냉온열매체의 구체적인 유동과, 냉방을 위한 냉열 및 난방과 급탕을 위한 온열의 생성과정에 대한 설명은 생략하는 것으로 한다.According to the present invention, the geothermal source air conditioning heat pump 15 and the heat storage tank 20 are provided inside the main body 10. Geothermal source air-conditioning heat pump 15 sends the geothermal source to the condenser (not shown) during the summer cooling, heat exchanges the high-temperature load and discards the indoor load in the basement, and sends the geothermal source to the evaporator (not shown) during the winter heating. In contrast to cooling, the evaporation load is obtained from the geothermal source. The heat storage tank 20 stores the heated water and the hot water using the high temperature side load or the evaporation load. Here, since the geothermal source air-conditioning heat pump 15 is a geothermal source air-conditioning heat pump generally used as in the related art of FIG. 1, the specific flow of the general cold / hot medium in the cooling mode and the heating mode, the cooling heat and heating for cooling, Description of the process of generating heat for hot water supply will be omitted.

이때, 상기 축열탱크(20)는 난방탱크(21)의 내부에 급탕탱크(23)를 지니는 이중탱크 구조로 형성되는 것이 좋다. 난방탱크(21)와 급탕탱크(23)를 이중탱크 구조로 하면 본체(10)의 외형과 설치공간을 축소하여 공간활용성이 증대되고 방열면적을 감소하여 열효율을 향상할 수 있다. 또한, 난방과 급탕을 동시에 사용하면서도 난방으로 인해 급탕에 악영향을 미치는 것을 최소화할 수 있어, 지열원 냉난방 히트펌프(15)의 효율성을 최대화할 수 있다. 설치장소의 난방과 급탕부하에 따라 달라지기는 하지만 난방탱크(21)의 순수 저장용량은 급탕탱크(23)의 저장용량보다 2~5배로 하는 것이 좋다.At this time, the heat storage tank 20 is preferably formed in a double tank structure having a hot water supply tank 23 in the heating tank 21. When the heating tank 21 and the hot water tank 23 have a double tank structure, the appearance and installation space of the main body 10 can be reduced, thereby increasing space utilization and reducing heat dissipation area, thereby improving thermal efficiency. In addition, it is possible to minimize the adverse effects on the hot water supply due to heating while using the heating and hot water at the same time, it is possible to maximize the efficiency of the geothermal heat source heating and cooling heat pump (15). Although it depends on the heating and hot water load of the installation place, the net storage capacity of the heating tank 21 is preferably 2 to 5 times the storage capacity of the hot water tank (23).

한편, 상기 난방탱크(21)의 내면과 급탕탱크(23)의 내외면은 범랑 소재로 코팅 처리된다. 범랑은 금속의 표면에 유리질 유약을 고온에서 소성 융착시킨 것으로 난방탱크(21)와 급탕탱크(23)의 내열성과 내부식성을 증대한다. 물론 범랑 코팅 외에 테프론 코팅 또는 PTFE 코팅을 병용하는 것도 가능하다. 급탕탱크(23)의 내외면은 열전도성도 고려하여 코팅하는 것이 좋다.On the other hand, the inner surface of the heating tank 21 and the inner and outer surfaces of the hot water supply tank 23 is coated with an overflow material. The encasement is a plastic fusion of glass glaze on the surface of the metal at a high temperature to increase the heat resistance and corrosion resistance of the heating tank 21 and the hot water supply tank 23. Of course, it is also possible to use a Teflon coating or a PTFE coating in addition to the enamel coating. The inner and outer surfaces of the hot water tank 23 may be coated in consideration of thermal conductivity.

또, 본 발명에 따르면 본체(10)의 지열원 냉난방 히트펌프(15)에서 외부로 열매체가 지중의 파이프에서 지열원 냉난방 히트펌프(15)측으로 유동하며 체크밸브(41-1)와 제1펌프(41)를 구비하는 지열입관(31)과, 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프(15)에서 지중의 파이프측으로 유동하는 지열출관(32)과, 열매체가 부하측인 냉난방기 유니트(도시생략)에서 지열원 냉난방 히트펌프측(15)으로 유동하는 냉방입관(33), 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프(15)에서 부하측인 냉난방기 유니트측으로 유동하며 체크밸브(42-1)와 제2펌프(42)를 구비하는 냉방출관(34)을 구비하는 구조이다. 지열입관(31), 지열출관(32), 냉방입관(33), 냉방출관(34)은 각각 하단에서 지열원 냉난방 히트펌프(15)와 연결되고 상단이 본체(10)의 외부로 노출된다. 지열입관(31) 상에는 체크밸브(41-1)와 제1펌프(41)가 설치되고, 냉방출관(34) 상에는 체크밸브(42-1)와 제2펌프(42)가 설치된다.In addition, according to the present invention, the heat medium flows from the geothermal source air-conditioning heat pump 15 of the main body 10 to the geothermal source air-conditioning heat pump 15 side from the underground pipe, and check valve 41-1 and the first pump. Geothermal heat entry pipe (31) having a (41), geothermal heat pipe 32 in which the heat medium flows from the geothermal source air-conditioning heat pump (15) to the underground pipe side, and the geothermal heat source in the air-conditioner unit (not shown) in which the heat medium is the load side The air-conditioning tube 33 flowing to the air-conditioning heat pump side 15 and the heat medium flow from the geothermal source air-conditioning heat pump 15 to the air-conditioning unit side which is the load side, and are provided with a check valve 42-1 and a second pump 42. It is a structure provided with the cooling discharge | emission pipe | tube 34 to be described. Geothermal inlet tube 31, geothermal outlet tube 32, air-cooled tube 33, air-cooled tube 34 is connected to the geothermal heat source heating and cooling heat pump 15 at the lower end, respectively, the upper end is exposed to the outside of the main body (10). The check valve 41-1 and the first pump 41 are installed on the geothermal inlet pipe 31, and the check valve 42-1 and the second pump 42 are installed on the cooling discharge pipe 34.

또, 본 발명에 따르면 본체(10)의 축열탱크(20)에서 외부로 열매체가 부하측인 냉난방기 유니트(도시생략)에서 난방탱크(21)측으로 유동하는 난방입관(35)과, 열매체가 난방탱크(21)에서 부하측인 냉난방기 유니트측으로 유동하며 체크밸브(44-1)와 제4펌프(44)를 구비하는 난방출관(36)과, 외부에서 공급되는 급탕용 용수(시수)가 급탕탱크(23)측으로 유동하는 급탕입관(37) 및 급탕탱크(23) 내의 가열된 급탕용 용수가 세면기 등의 사용처로 유동하는 급탕출관(38)을 구비하는 구조이다. 난방입관(35), 난방출관(36), 급탕입관(37), 급탕출관(38)은 각각 하단이 축열탱크(20)에 연결되고 상단이 본체(10)의 외부로 노출된다. 난방입관(35)은 난방탱크(21)의 하부로 연결되고, 난방출관(36)은 난방탱크(21)의 중간에 연결된다. 이와 같이 난방탱크(21)의 중간에서 난방수(열매체)를 인출하는 것이 급탕에 대한 영향을 줄이는데 유리하다. 급탕입관(37)과 급탕출관(38)은 모두 급탕탱크(23)의 상부에 연결된다. 난방출관(36) 상에는 체크밸브(44-1)과 제4펌프(44)가 설치된다.In addition, according to the present invention, the heating inlet 35 flowing from the air-conditioner unit (not shown) in which the heat medium is the load side from the heat storage tank 20 of the main body 10 to the heating tank 21 side, and the heat medium is a heating tank ( 21, the heating outlet pipe 36 which flows to the air-conditioner unit which is the load side and has a check valve 44-1 and a fourth pump 44, and the hot water for supplying water (time water) supplied from the outside is the hot water tank 23 It is a structure provided with the hot water supply pipe 37 which flows to the side, and the hot water supply pipe 38 which flows the heated water for hot water in the hot water tank 23 to the use place, such as a washbasin. The heating entrance pipe 35, the heating exit pipe 36, the hot water supply pipe 37, and the hot water supply pipe 38 are respectively connected to the heat storage tank 20 at the lower end thereof and the upper end thereof is exposed to the outside of the main body 10. The heating entrance pipe 35 is connected to the lower part of the heating tank 21, and the heating exit pipe 36 is connected to the middle of the heating tank 21. As described above, drawing out the heating water (heat medium) in the middle of the heating tank 21 is advantageous to reduce the influence on the hot water supply. The hot water supply pipe 37 and the hot water supply pipe 38 are both connected to the upper portion of the hot water tank 23. The check valve 44-1 and the fourth pump 44 are installed on the heating outlet pipe 36.

또, 본 발명에 따르면 본체(10)의 내부에서 지열원 냉난방 히트펌프(15)와 축열탱크(20)의 난방탱크(21)를 제1, 2순환관(45)(46)으로 연결하여 난방과 급탕을 수행하는 구조이다. 지열원 냉난방 히트펌프(15)와 난방탱크(21) 사이의 난방수(열매체) 순환을 위해 제1순환관(45)과 제2순환관(46)이 설치된다. 제1순환관(45)은 난방수(열매체)가 난방탱크(21)에서 지열원 냉난방 히트펌프(15)의 열교환장치(응축기, 도시생략)측으로 인출되는 부분으로 난방탱크(21)의 하부에 연결되고, 제2순환관(46)은 지열원 냉난방 히트펌프(15)의 열교환장치를 거쳐 가열된 난방수(열매체)가 난방탱크(21)에 인입되는 부분으로 난방탱크(21)의 상부에 연결된다. 제2순환관(46) 상에는 체크밸브(43-1)와 제3펌프(43)가 설치된다.In addition, according to the present invention, the geothermal source air conditioning heating pump 15 and the heating tank 21 of the heat storage tank 20 are connected to the first and second circulation pipes 45 and 46 inside the main body 10 for heating. It is the structure to perform hot water supply. The first circulation pipe 45 and the second circulation pipe 46 are installed for circulation of the heating water (heat medium) between the geothermal heat source heating and cooling heat pump 15 and the heating tank 21. The first circulation pipe 45 is a portion in which the heating water (heat medium) is drawn from the heating tank 21 to the heat exchanger device (condenser, not shown) of the geothermal source cooling / heating heat pump 15 at the lower portion of the heating tank 21. The second circulation pipe 46 is a portion in which the heated water (heat medium) is introduced into the heating tank 21 through the heat exchanger of the geothermal heat source heating and heating heat pump 15, and is disposed on the upper portion of the heating tank 21. Connected. The check valve 43-1 and the third pump 43 are installed on the second circulation pipe 46.

이때, 체크밸브(43-1)와 제3펌프(43)가 구비된 제2순환관(46)은 체크밸브(42-1)와 제2펌프(42)가 구비된 냉방출관(34)에 삼방향밸브(52)를 개재하여 연결되는 구조이다. 상기 삼방향밸브(52)는 난방 및 급탕용수의 가열시 지열원 냉난방 히트펌프(15)에서 가열된 난방수(열매체)가 냉방출관(34)으로 유동되지 않고 제2순환관(46)을 통해 난방탱크(21)에 유입되도록 하고, 냉방시에는 제2순환관(46)의 유동을 차단한 상태로 지열원 냉난방 히트펌프(15)에서 냉각된 열매체가 냉방출관(34)으로 인출되도록 한다. 즉, 제1, 2순환관(45)(46)을 통한 난방탱크(21)와의 열매체 유동은 난방 및 급탕용수의 가열시에만 이루어지고 냉방시에는 제1, 2순환관(45)(46)의 유로를 차단한다. 물론 상기 삼방향밸브(52)는 3웨이볼밸브를 사용할 수 있으며. 냉방모드/난방모드(급탕탱크가 난방탱크의 내측에 있으므로 급탕용수를 가열하는 경우도 난방모드에 해당함)의 전환에 따라 제어기(50)의 제어에 의해 동시에 필요한 유로를 절체한다. 이에 따라 난방모드이거나 냉방모드로 지열원 냉난방 히트펌프(15)가 운전 중일 경우에도 급탕용수를 사용할 경우에는 냉방입관(33) 및 냉방출관(34)의 유로를 일시적으로 폐쇄하고, 난방탱크(21)의 열매체가 베1, 2순환관(45, 46)을 통해 지열원 냉난방 히트펌프(15)와 유동되도록 난방모드로 절환하도록 제어할 수 있어 난방탱크(21)의 열매체로 급탕탱크(23) 내의 급탕용수를 가열할 수 있게 된다. 여기서 난방수와 열매체는 순환경로에 따른 용어상의 차이만 있으며 실질적으로 동일하다.At this time, the second circulation pipe 46 having the check valve 43-1 and the third pump 43 is connected to the cooling discharge pipe 34 provided with the check valve 42-1 and the second pump 42. The structure is connected via the three-way valve (52). The three-way valve 52 is the heating water (heat medium) heated in the geothermal source cooling and heating heat pump 15 during the heating and heating of the hot water is not flowing to the cooling discharge pipe 34 through the second circulation pipe 46 It is to be introduced into the heating tank (21), and during cooling to heat the heat medium cooled in the geothermal heat source heating and cooling heat pump (15) in the state of blocking the flow of the second circulation pipe (46) to be drawn out to the cooling discharge pipe (34). That is, the heat medium flow with the heating tank 21 through the first and second circulation pipes 45 and 46 is made only at the time of heating and heating the hot water, and the first and second circulation pipes 45 and 46 at the time of cooling. To block the flow path. Of course, the three-way valve 52 may use a three-way ball valve. In accordance with the switching of the cooling mode / heating mode (the hot water tank is also inside the heating tank, the heating mode also corresponds to the heating mode), the necessary flow paths are simultaneously switched by the control of the controller 50. Accordingly, even when the geothermal heat source heating and heating heat pump 15 is operating in the heating mode or the cooling mode, when the hot water is used, the flow paths of the cooling and cooling pipe 33 and the cooling and discharging pipe 34 are temporarily closed, and the heating tank 21 is heated. ) Can be controlled to switch to the heating mode to flow with the geothermal source cooling and heating heat pump 15 through the first and second circulation pipes (45, 46), the hot water supply tank (23) to the heating medium of the heating tank (21) The hot water in the water can be heated. Here, the heating water and the heating medium have only the difference in terms according to the circulation path and are substantially the same.

이외에 열매체를 보충하기 위한 열매체보충관(48)이 본체(10)의 외부로 인출된다.In addition, the heat medium supplement pipe 48 for refilling the heat medium is drawn out of the main body 10.

도 3에서, 드레인(27)은 급탕탱크(23)의 저면에 연결되어 난방탱크(21)의 외부로 인출되는 드레인을 의미한다. 드레인(27)은 급탕탱크(23)를 주기적으로 편리하게 세척하는 용도로 필요하다. 여기서, 드레인(27) 배관을 플랜지 타입으로 하게 되면, 급탕입관(37)과 동일한 기능을 할 수도 있다.In FIG. 3, the drain 27 refers to a drain connected to the bottom of the hot water tank 23 and drawn out of the heating tank 21. The drain 27 is needed for the purpose of periodically and conveniently washing the hot water tank (23). Here, when the drain 27 pipe is a flange type, the same function as that of the hot water inlet pipe 37 may be performed.

도 6에서, 본 발명의 변형예에 따르면, 상기 축열탱크(20)는 급탕탱크(23)의 상부에 급탕입관(37)을 설치하는 대신 급탕탱크(23)의 하부에 외부에서 급탕용수(시수)가 급탕탱크(23)측으로 공급되는 코일급탕관(55)을 설치하는 구성도 가능하다. 코일급탕관(55)은 전술한 급탕입관(37)과 동일한 기능을 하는 것으로서 급탕탱크(23)의 저면 외측에서 코일 형태로 설치되어 난방탱크(21)의 외부로 인출된다. 이와 같은 구성에 의하면 급탕용수가 난방탱크(21)의 난방수를 거쳐 급탕탱크(23)로 유동하는 과정에서 열교환이 증대되므로 급탕부하의 변동에 대한 대응력이 향상된다. 다만, 도 6의 변형예의 경우 제1순환관(45)과 제2순환관(46)이 난방탱크(21)에 연결되는 간격을 상대적으로 좁게 하는 것이 좋다. 이는 냉난방과 급탕시 부하변동에 따른 시스템의 안정화에 유리한 결과를 나타낸다.In Figure 6, according to a modification of the present invention, the heat storage tank 20 is a hot water supply from the outside of the hot water tank (23) instead of installing the hot water inlet pipe 37 in the upper portion of the hot water tank (23) It is also possible to install a coil hot water supply pipe 55 is supplied to the hot water supply tank 23 side. The coil hot water supply pipe 55 has the same function as the hot water supply pipe 37 described above and is installed in the form of a coil on the outer side of the bottom surface of the hot water supply tank 23 and drawn out to the outside of the heating tank 21. According to such a configuration, since the heat exchange is increased in the process of flowing the hot water of the hot water to the hot water tank 23 through the heating water of the heating tank 21, the ability to cope with the fluctuation of the hot water load is improved. However, in the modified example of FIG. 6, the distance between the first circulation pipe 45 and the second circulation pipe 46 connected to the heating tank 21 may be relatively narrowed. This shows a favorable result for stabilization of the system due to load fluctuations during heating and cooling.

한편, 도 6의 경우 코일급탕관(55)을 급탕탱크(23)의 드레인 용도로 활용할 수도 있으므로 별도의 드레인(27)을 설치하지 않아도 무방하다.In the case of FIG. 6, the coil hot water supply pipe 55 may be used as a drain of the hot water supply tank 23, so that a separate drain 27 may not be installed.

도 7에서, 본 발명의 다른 변형예에 따르면, 상기 축열탱크(20)의 난방탱크(21)는 하부가 플랜지(70) 형태로 제작됨으로써, 상기 축열탱크(20)에 설치된 배관들과 코일급탕관(55)의 수리 및 교체에 편리성을 제공할 수 있다.In FIG. 7, according to another modification of the present invention, the heating tank 21 of the heat storage tank 20 has a lower portion formed in the form of a flange 70, so that pipes and coil hot water installed in the heat storage tank 20 are heated. Convenience may be provided for repair and replacement of the tube 55.

본 발명에 따르면 본체(10)에는 제어기(50)가 설치된다. 제어기(50)는 냉방모드/난방모드의 선택에 따라, 펌프(41~44), 삼방향밸브(52)를 설정된 알고리즘으로 작동한다. 도시에는 생략되나 제어기(50)는 본체(10)에 설치되는 온도계, 압력계 등의 신호를 검출하고 표시한다. 이외에 본체(10)에는 공기빼기 밸브, 안전밸브 등이 구비된다.According to the present invention, the controller 50 is installed in the main body 10. The controller 50 operates the pumps 41 to 44 and the three-way valve 52 with a set algorithm according to the cooling / heating mode selection. Although not shown, the controller 50 detects and displays signals such as a thermometer and a pressure gauge installed in the main body 10. In addition, the main body 10 is provided with an air bleed valve, a safety valve and the like.

설치에 있어서, 본체(10)의 외부로 노출된 지열입관(31)과 지열출관(32)을 지중 파이프에 연결하고, 냉방입관(33)과 냉방출관(34)을 실내의 냉방기 유니트에 연결하며, 난방입관(35)과 난방출관(36)을 실내의 난방기 유니트에 연결하고, 급탕입관(37)과 급탕출관(38)을 원하는 위치에서 급수코크에 연결한다. 만일 냉난방 시스템의 가동에 이상이 발생하면 본체(10)의 커버를 열어 전면에서 모든 배관을 점검하거나 주요 부품을 교체하기 용이하다.In the installation, the geothermal inlet pipe 31 and the geothermal heat outlet pipe 32 exposed to the outside of the main body 10 to the underground pipe, and the air inlet pipe 33 and the air outlet pipe 34 is connected to the indoor air conditioner unit , The heating inlet pipe 35 and the heating outlet pipe 36 are connected to the heater unit in the room, and the hot water supply pipe 37 and the hot water supply pipe 38 are connected to the water supply cock at a desired position. If an abnormality occurs in the operation of the cooling and heating system, it is easy to open the cover of the main body 10 to check all the piping from the front or to replace the main parts.

도 5에서, 난방모드시 실선의 방향으로 유로가 형성되고, 냉방모드시 점선의 방향으로 유로가 형성된다.In Fig. 5, the flow path is formed in the direction of the solid line in the heating mode, and the flow path is formed in the direction of the dotted line in the cooling mode.

본 발명의 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템에 의하면, 난방탱크와 급탕탱크를 이중 탱크 구조로 형성하고 순환관을 구성함으로써, 외형의 크기를 축소하여 설치공간의 활용성을 높이면서 냉난방과 급탕에 따른 열효율 향상에 기여하며; 난방과 급탕을 동시에 사용하면서도 난방으로 인해 급탕에 악영향을 미치는 것을 최소화할 수 있어, 지열원 냉난방 히트펌프의 효율성을 최대화할 수 있으며; 급탕탱크 상부에 급탕관을 배치하고, 급탕탱크 하부의 외부에 코일급탕관을 설치함으로써, 급탕능력을 극대화시킬 수 있으며, 난방탱크 하부를 플랜지 형태로 제작함으로써, 배관과 코일급탕관의 수리 및 교체에 편리성을 제공할 수 있다.According to the air-conditioning and hot water supply system for a geothermal heat-cooled heat pump of the present invention, by forming a heating tank and a hot water tank in a double tank structure and constituting a circulation pipe, the size of the exterior is reduced to increase the usability of the installation space. Contributes to the improvement of thermal efficiency due to hot water supply; It is possible to minimize the adverse effects on the hot water supply due to the heating and hot water supply at the same time, maximizing the efficiency of the geothermal heat-cooled heat pump; By arranging the hot water supply pipe at the top of the hot water supply tank and installing the coil hot water supply pipe at the outside of the hot water supply tank, the hot water supply capacity can be maximized. The flange of the heating tank is manufactured to repair and replace the pipe and the coil hot water supply pipe. Can provide convenience.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 본체 15: 지열원 냉난방 히트펌프
20: 축열탱크 21: 난방탱크
23: 급탕탱크 7: 드레인
31: 지열입관 32: 지열출관
33: 냉방입관 34: 냉방출관
35: 난방입관 36: 난방출관
37: 급탕입관 38: 급탕출관
41, 42, 43, 44: 펌프 41-1,42-1,43-1,44-1,45-1: 첵크밸브
45, 46: 순환관 50: 제어기
52: 삼방향밸브 55: 코일급탕관
70: 플랜지10: main body 15: geothermal source heating and cooling heat pump
20: heat storage tank 21: heating tank
23: hot water tank 7: drain
31: Geothermal Entrance 32: Geothermal Exit
33: air conditioning tube 34: air conditioning tube
35: heating entrance 36: heating entrance
37: hot water supply pipe 38: hot water supply pipe
41, 42, 43, 44: Pumps 41-1, 42-1, 43-1, 44-1, 45-1: Check valve
45, 46: circulation pipe 50: controller
52: three-way valve 55: coil hot water pipe
70: flange

Claims (6)

본체(10)의 내부에서 냉난방 및 급탕을 위한 배관을 지니고, 지열을 열원으로 축열/방열하는 시스템에 있어서:
상기 본체(10)는, 내부에 지열원 냉난방 히트펌프(15)와, 난방탱크(21)의 내부에 급탕탱크(23)를 지니는 이중탱크 구조로 형성되는 축열탱크(20)를 구비하고,
상기 지열원 냉난방 히트펌프(15)는, 열매체가 지중의 파이프에서 지열원 냉난방 히트펌프(15)측으로 유동하며 체크밸브(41-1)와 제1펌프(41)를 구비하는 지열입관(31)과, 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프(15)에서 지중의 파이프측으로 유동하는 지열출관(32)과, 열매체가 부하측인 냉난방기 유니트에서 지열원 냉난방 히트펌프측(15)으로 유동하는 냉방입관(33) 및 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프(15)에서 부하측인 냉난방기 유니트측으로 유동하며 체크밸브(42-1)와 제2펌프(42)를 구비하는 냉방출관(34)을 구비하며,
상기 축열탱크(20)는, 열매체가 부하측인 냉난방기 유니트에서 난방탱크(21)측으로 유동하는 난방입관(35)과, 열매체가 난방탱크(21)에서 부하측인 냉난방기 유니트측으로 유동하며 체크밸브(44-1)와 제4펌프(44)를 구비하는 난방출관(36)과, 외부에서 공급되는 급탕용 용수가 급탕탱크(23)측으로 공급되도록 급탕입관(37)과 코일공급관(55) 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 급탕입관(37)과 코일공급관(55) 및, 급탕탱크(23) 내의 가열된 급탕용수가 사용처로 유동하는 급탕출관(38)을 구비하고,
상기 본체(10)의 내부에는, 난방탱크(21)에서 인출되는 열매체가 지열원 냉난방 히트펌프(15)의 열교환장치측으로 유동하도록 하는 유로를 형성하고 냉방입관(33)과 연결되는 제1순환관(45)과, 지열원 냉난방 히트펌프(15)의 열교환장치에서 가열되어 인출되는 열매체가 난방탱크(21)측으로 유동하도록 하는 유로를 형성하고 냉방출관(34)과 연결되는 제2순환관(46)을 구비하며,
상기 제1순환관(45)과 제2순환관(46)은, 난방 및 급탕용수의 가열시에 한하여 유로가 개방되어 난방과 급탕을 수행할 수 있도록 하고, 냉방시에는 제1순환관(45)과 제2순환관(46)의 유로가 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템.
In the system having piping for air-conditioning and hot water supply inside the main body 10, and accumulating / heating geothermal heat as a heat source:
The main body 10 has a heat storage tank 20 formed of a double tank structure having a geothermal source air-conditioning heat pump 15 and a hot water supply tank 23 inside the heating tank 21,
The geothermal heat source heat and heat pump (15) is a geothermal heat pipe (31) having a check valve (41-1) and the first pump 41, the heat medium flows from the underground pipe to the geothermal source air conditioning heat pump (15) side And the geothermal heat pipe 32 in which the heat medium flows from the geothermal source air-conditioning heat pump 15 to the underground pipe side, and the cooling air input pipe 33 in which the heat medium flows from the air-conditioner unit having the load side to the geothermal source air-conditioning heat pump side 15. And a heat-dissipating medium flowing from the geothermal source air-conditioning heat pump 15 to the air-conditioner unit that is the load side and having a check valve 42-1 and a second pump 42.
The heat storage tank 20 is a heating inlet pipe 35 flowing from the air conditioner unit having a heat medium to the heating tank 21 side, and the heat medium flows from the heating tank 21 to the air conditioner unit side of the load side, and check valve 44-. 1) and at least one selected from a hot water supply pipe (37) and a coil supply pipe (55) so that the hot water supply pipe (36) provided with the fourth pump (44) and the hot water for water supplied from the outside are supplied to the hot water tank (23). One or more hot water supply pipes 37 and coil supply pipes 55, and a hot water supply pipe 38 for flowing heated hot water in the hot water tank 23 to a place of use,
The first circulation pipe is formed inside the main body 10 to form a flow path through which the heat medium drawn out from the heating tank 21 flows to the heat exchanger side of the geothermal heat source heating and cooling heat pump 15, and is connected to the air inlet pipe 33. 45 and a second circulation pipe 46 which forms a flow path for heating the heat medium which is heated in the heat exchanger of the geothermal heat source heating and cooling heat pump 15 to flow toward the heating tank 21 and connected to the cooling and discharging pipe 34. ),
The first circulation pipe 45 and the second circulation pipe 46 allow the flow path to be opened to perform heating and hot water supply only when the heating and hot water are heated, and the first circulation pipe 45 when cooling. Cooling and heating and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump, characterized in that the flow path of the second circulation pipe (46) and the.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 급탕탱크(23)의 내면은 범랑 소재로 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템.
The method of claim 1,
The inner surface of the hot water tank (23) is a heating and cooling system for geothermal source heating and cooling heat pump, characterized in that the coating treatment with a storm material.
제1항에 있어서,
상기 제2순환관(46)은 냉방출관(34)에 삼방향밸브(52)를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 하는 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템.
The method of claim 1,
The second circulation pipe (46) is a cooling and heating and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump, characterized in that connected to the cooling and discharge pipe (34) via a three-way valve (52).
제1항에 있어서,
상기 코일공급관(55)은 난방용 열매체와 열교환이 증대되도록 급탕탱크(23)의 저면 외측에서 코일형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템.
The method of claim 1,
The coil supply pipe 55 is a heating and heating system for a geothermal heat source heating and heating heat pump, characterized in that formed in the form of a coil on the outer side of the bottom surface of the hot water supply tank 23 so that heat exchange with the heating medium.
제1항에 있어서,
상기 난방탱크(21)는 배관과 코일급탕관(55)의 수리 및 교체가 용이하게 하부가 플랜지(70) 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 지열원 냉난방 히트펌프용 냉난방 및 급탕 시스템.The method of claim 1,
The heating tank 21 is a cooling and heating and hot water supply system for a geothermal heat source heating and cooling heat pump, characterized in that the lower portion is made in the form of a flange 70 to facilitate the repair and replacement of piping and coil hot water supply pipe (55).
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