KR101220531B1 - Geothermal system using circulation underground water - Google Patents

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KR101220531B1
KR101220531B1 KR1020120073547A KR20120073547A KR101220531B1 KR 101220531 B1 KR101220531 B1 KR 101220531B1 KR 1020120073547 A KR1020120073547 A KR 1020120073547A KR 20120073547 A KR20120073547 A KR 20120073547A KR 101220531 B1 KR101220531 B1 KR 101220531B1
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이병대
조희남
하규철
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한국지질자원연구원
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Abstract

PURPOSE: A geothermal system using a circulating storage tank and circulating underground water is provided to improve the operating rate of a heat pump by being supplied with mixed underground water for operating a heat pump as heat exchanged underground water is mixed with pumped underground water. CONSTITUTION: A geothermal system using a circulating storage tank and circulating underground water comprise a water supply unit(10), a heat pump(20), a return pipe(30), and a underground water circulating unit(40). The water supply unit pumps up underground water in a geothermal hole(1). The heat pump collects the heat of the underground water pumped by the water supply unit. The return pipe returns the underground water discharged through the heat pump to the geothermal hole. The underground water circulating unit is connected between the heat pump and the return pipe, and between the water supply unit and the heat pump. The underground water circulating unit stores the circulating underground water, and supplies the underground water to the return pipe. The underground water circulating unit mixes the circulating underground water with the underground water supplied to the heat pump to control the temperature of the underground water.

Description

순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템{GEOTHERMAL SYSTEM USING CIRCULATION UNDERGROUND WATER}Geothermal system using circulation reservoir and circulating groundwater {GEOTHERMAL SYSTEM USING CIRCULATION UNDERGROUND WATER}

본 발명은 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히트펌프를 통과한 순환 지하수를 재활용하여 적은 양의 지하수와 적은 수량의 지열공으로도 냉난방이 가능한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a geothermal system using a circulating reservoir and a circulating groundwater, and more particularly, a circulating reservoir and a circulating groundwater capable of cooling and heating a small amount of groundwater and a small amount of geothermal holes by recycling a circulating groundwater that has passed through a heat pump. It relates to a geothermal system using.

그리고, 본 발명은 지열을 이용하여 냉난방을 해결함은 물론 히트펌프를 통과한 순환 지하수를 생활용수 또는 먹는 물로 겸용할 수 있는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템에 관한 것이다.
In addition, the present invention relates to a geothermal system using circulating reservoirs and circulating groundwater that can solve both cooling and heating by using geothermal heat as well as circulating groundwater that has passed through a heat pump as living water or drinking water.

지열이란 지하수를 굴착하여 양수되는 지하수가 갖고 있는 고유열과 지중의 열을 통칭하는 것으로서 일반적으로 지표하부를 100미터이상 500미터 내외의 깊은 깊이로 굴착한 후 이곳에 열교환을 위한 파이프를 묻거나 일반 지하수를 사용하여 지하수 심정시설과 동일하게 지하수 심정펌프와 양수파이프를 설치하여 지하수를 양수한 후 지하수가 갖고 있는 열을 히트펌프를 사용하여 열을 이용한 후 열교환된 지하수를 환수관을 이용하여 다시금 지하수 심정 내부에 환수시키는 열교환시스템을 이용하여 사용하고 있다.Geothermal heat refers to the unique heat and underground heat of groundwater that is excavated by excavating groundwater. Generally, the ground surface is excavated to a depth of more than 100 meters and 500 meters, and then buried a pipe for heat exchange or general groundwater. The groundwater pump and pumping pipe are installed in the same way as the groundwater pump, and the groundwater is pumped and the groundwater is heated using a heat pump. It uses a heat exchange system to return inside.

지중 온도는 사계절 변함없이 17℃ 내지 18℃의 온도를 연중 유지하여 이 온도를 갖고 있는 지하수를 양수하여 히트펌프를 사용하여 열을 이용하게 되는 경우 지하수 심정 펌프의 양수량이 시간당 1000리터에 이르고 온도차가 4℃인 경우 시간당 4000킬로칼로리에 이르는 열량 확보가 가능하고 이렇게 열교환되어 상승되거나 혹 낮아진 지하수의 온도는 환수관을 통해 지하수 굴착공 내부로 유입되어 지중의 열에 의해 다시금 열교환되어 지하수의 온도는 낮아지거나 혹 다시금 높아진 상태를 유지하게 되면서 이러한 사이클이 지속적으로 사용가능한 상태를 유지할 수 있게 된다. 이러한 원리를 이용한 시설이 지열을 이용한 냉난방시스템이다. Underground temperature is maintained at a temperature of 17 ° C to 18 ° C throughout the year without changing the seasons, and when the groundwater having this temperature is pumped and heat is used using a heat pump, the pumping amount of the groundwater core pump reaches 1000 liters per hour and the temperature difference In case of 4 ℃, it is possible to secure up to 4000 kilocalories per hour, and the temperature of the groundwater which is raised or lowered by heat exchange is introduced into the groundwater drilling rig through the return pipe, and the heat of the groundwater is lowered by heat of the ground again. Once again, the cycle remains high, allowing these cycles to remain available. A facility using this principle is a geothermal heating and cooling system.

이러한 지열 냉난방 시스템에서 필수적인 시설은 바로 굴착된 지하수 심정 시설이며 특히 지하수를 양수하여 열교환을 위한 시설인 경우에는 지하수 심정펌프와 양수파이프 및 환수관을 다시금 굴착된 지하수 심정 내부에 연결되도록 하는 것은 반드시 갖춰져야 하는 시스템이라 할 것이다.The essential facilities in such geothermal heating and cooling system are the groundwater wells that have been excavated, and especially in the case of the groundwater pumping facility, the groundwater well pump, the pumping pipe, and the return pipe should be connected to the groundwater wells again. It will be called a system.

잘 알다시피 지하수(地下水: groundwater)라 함은 지하의 지층이나 암석사이의 빈틈을 채우고 있거나 흐르는 물을 말하는 것으로, 현대에 이르러 산업화가 진척됨에 따라 환경오염이 심화되고, 토양의 오염이 심각해짐으로써 자연히 토양층을 투과하여 형성되는 지하수 역시 그 오염 율이 날로 증가되어 가고 있는 추세이다. 지층은 통상적으로 일반 흙과 모래 등으로 구성된 토사층과 지하수의 투수율이 그나마 높은 풍화암층, 그리고 불투수층이라 할 수 있는 연암층과 보통암, 경암층 순으로 구성되어 있다. 연암층 이하 층에 형성된 암반대수층 지하수는 지층 상부의 토사층이나 풍화암층으로부터의 오염된 지하수의 영향을 받지 않고 있어 맑고 깨끗한 수질상태를 유지하고 있게 된다. 그러나 토사층과 풍화암층은 지표상부로부터 유입하는 각종 오염물질로부터 일부 여과의 기능은 가능하다 하겠으나 투수 중 자연정화의 시간이 짧고 토사층이나 풍화암층이 오염되어 있을 경우 이 공간을 흐르는 지하수 역시 함께 오염될 수밖에 없는 상황이 발생된다. 지하수 개발과정에서는 당연히 토사층과 풍화암층을 천공하게 되고 이러한 천공되는 구간은 이어서 연암층과 보통암, 경암층을 관통하여 구성되어지게 된다. 결과적으로 오염에 취약하거나 오염되어 있는 지하수는 아무런 저항이나 여과 수단없이 자연스럽게 오염되지 않은 암반대수층의 지하수에 혼입되어지게 되고 암반대수층 지하수 오염의 주요 요인이 되어왔다. 따라서, 지하수 개발과정에서 암반대수층의 지하수를 이러한 오염된 상층 지하수로부터 어떻게 보호하며 유입을 차단할 것인가가 지금까지의 지표하부보호벽 구성의 주요 목적이며 연구과제라 할 수 있었다.
As you may know, groundwater refers to water that fills or flows through gaps between rocks and rocks in the basement. As industrialization progresses in modern times, environmental pollution becomes more severe and soil pollution becomes more serious. Groundwater, which naturally forms through the soil layer, is also increasing in pollution rate. The strata are generally composed of soil layers composed of general soil and sand, weathered rock layers with high permeability of groundwater, and soft rocks, ordinary rocks, and hard rocks, which are called impermeable layers. The rock aquifer groundwater formed in the sub-layer of soft rock is not affected by the contaminated groundwater from the soil layer or weathered rock layer in the upper strata, thus maintaining a clear and clean water quality. However, the soil layer and weathered rock layer may be able to perform some filtration function from various contaminants coming from the surface of the earth. Is generated. Naturally, in the groundwater development process, the soil layer and the weathered rock layer are perforated, and the perforated sections are formed through the soft rock layer, the common rock, and the hard rock layer. As a result, groundwater that is vulnerable or contaminated is contaminated with uncontaminated rock aquifers without any resistance or filtration, and has been a major factor in rock aquifer groundwater contamination. Therefore, how to protect the groundwater in the rock aquifer from the contaminated upper groundwater and block the inflow during the groundwater development is the main purpose and research project.

종래 기술에 의한 지중 열교환 시스템은, 지열공, 상기 지열공 내부에 삽입되며 다수의 구멍이 형성된 내부 케이싱, 내부 케이싱 내부에 설치되어 지하수를 급수하는 급수수단으로 급수 펌프와 급수관, 상기 급수관에 의해 급수되는 지하수의 열을 회수하는 히트펌프, 히트펌프를 통과한 지하수를 지열공에 환수하는 환수관으로 구성된다.The underground heat exchange system according to the prior art is a geothermal hole, an inner casing inserted into the geothermal hole and formed with a plurality of holes, a water supply means installed in the inner casing to supply groundwater, and a water supply pump, a water supply pipe, and a water supply by the water supply pipe. It consists of a heat pump for recovering the heat of the groundwater, and a return pipe for returning the groundwater passing through the heat pump to the geothermal holes.

종래 기술에 의한 지중 열교환 시스템에 의하면, 상기 급수 펌프는 상기 내부 케이싱 내부에 있는 지하수를 펌핑하여 상기 급수관에 급수하며, 급수관은 지하수를 히트펌프에 공급한다. 상기 히트펌프는 열교환매체를 이용하여 지하수의 열을 회수하고, 상기 히트펌프를 통과하여 열을 빼앗긴 지하수는 상기 환수관을 통해 상기 지열공 내부에 환수된다.According to the underground heat exchange system according to the prior art, the feed water pump pumps ground water inside the inner casing to feed the feed water pipe, and the feed water pipe supplies ground water to the heat pump. The heat pump recovers heat from the ground water using a heat exchange medium, and the ground water deprived of heat through the heat pump is returned to the inside of the geothermal hole through the return pipe.

상기 환수관의 위치상 상기 지열공에 환수된 지하수는 상기 지열공의 바닥부로 내려가면서 지열을 회수하고 내부 케이싱 내부에 유입되어 급수 펌프로 공급된다. 이와 같이 지하수가 순환하면서 히트펌프에 지열을 공급한다.
The ground water returned to the geothermal hole in the position of the return pipe is recovered to the bottom of the geothermal hole while recovering the geothermal heat and flowing into the inner casing and supplied to the feed pump. As such, the groundwater circulates to supply geothermal heat to the heat pump.

이러한 구성의 종래 지중 열교환 시스템에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.According to the conventional underground heat exchange system of such a configuration has the following problems.

지열공 주변 지반의 조건에 따라 지열 시스템의 가동을 위한 최대 양수량이 확보되지 않을 경우 불용공(폐공)을 원상복구하고 재 굴착하게 됨으로써 추가 굴착에 따른 시공비용이 증가되는 문제점이 있다.If the maximum amount of water for the operation of the geothermal system is not secured according to the ground conditions around the geothermal hole, there is a problem in that the construction cost due to the additional excavation is increased by restoring and re-excavating the insoluble hole (closed hole).

그리고, 히트펌프를 통과한 지하수를 배수처리함으로써 수자원의 낭비와 하수요금이 상승하는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that waste of water resources and sewage rates increase by draining groundwater that has passed through the heat pump.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 다수의 지열공을 사용할 수 있으나, 다수의 지열공을 굴착하기 위해 많은 비용이 소요되는 문제점이 있고, 다수의 지열공의 수위와 개별 지하수의 수량 배분이 어려워 현실적이지 못한 문제점이 있다.A large number of geothermal holes can be used to solve this problem, but there are problems that require a large cost to excavate a large number of geothermal holes, and it is not practical because the level of the plurality of geothermal holes and the quantity of individual groundwater are difficult to distribute. There is this.

한편, 전력난 등을 해결하기 위하여 지열 시스템의 보급을 늘려야 하는 실정이며, 특히, 단독주택이나 펜션 등 소규모 건축물의 경우 전력난과 비용 절감 측면과 더불어 생활용수의 원활한 공급을 위한 설비의 필요성이 증대되고 있다.On the other hand, in order to solve the power shortage, it is necessary to increase the spread of geothermal systems. Especially, in the case of small buildings such as single-family houses or pensions, the need for facilities for smooth supply of living water is increasing along with power shortage and cost reduction aspects. .

등록특허 제10-0997184호Patent Registration No. 10-0997184 등록특허 제10-0670082호Patent Registration No. 10-0670082

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 히트펌프를 통과한 순환 지하수를 재활용하여 적은 양의 지하수와 적은 수량의 지열공으로도 냉난방이 가능한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.
The present invention is to solve the problems described above, to provide a geothermal system using a circulating reservoir and a circulating groundwater that can be cooled and cooled with a small amount of groundwater and a small number of geothermal holes by recycling the circulating groundwater passed through the heat pump. I want to do that.

본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템은, 지중에 천공된 지열공 내부의 지하수를 양수하는 급수수단과; 상기 급수수단을 통해 양수된 지하수의 열을 회수하는 히트펌프와; 상기 히트펌프에서 토출되는 순환 지하수를 상기 지열공에 복귀시키는 환수관과; 상기 히트펌프와 상기 환수관의 사이, 상기 급수수단과 상기 히트펌프의 사이에 연결되어 상기 히트펌프를 통과한 순환 지하수를 저장하여 상기 환수관에 공급하거나 상기 급수수단을 통해 상기 히트펌프에 공급되는 지하수에 혼합하여 상기 히트펌프에 공급되는 지하수의 온도를 조절하는 순환 지하수 순환수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The geothermal system using the circulation reservoir and the circulation groundwater according to the present invention comprises: water supply means for pumping groundwater inside a geothermal hole drilled in the ground; A heat pump for recovering heat of the groundwater pumped through the water supply means; A return pipe for returning the circulating ground water discharged from the heat pump to the geothermal hole; Is connected between the heat pump and the return pipe, between the water supply means and the heat pump is stored in the circulating ground water passing through the heat pump is supplied to the return pipe or supplied to the heat pump through the water supply means Mixing with ground water, characterized in that it comprises a circulating ground water circulation means for controlling the temperature of the ground water supplied to the heat pump.

본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템에 의하면, 히트펌프를 통과하여 열교환된 순환 지하수를 필요에 따라 지열공에 바로 복귀시키지 않고 지열공에서 양수된 지하수와 혼합하여 히트펌프에 공급함으로써 히트펌프의 가동을 위한 최적 온도의 혼합 지하수를 공급함으로써 히트펌프의 가동율을 높일 수 있고, 적은 수량의 지열공을 이용하여도 히트펌프를 정상적으로 운전할 수 있으므로 지열공의 천공을 위한 비용 등을 절감할 수 있으며, 적은 유량의 지하수를 이용하여도 히트펌프의 가동이 가능하여 지하수의 양이 적은 지역에서도 히트펌프를 가동할 수 있으므로 지리적 제약없이 사용이 가능하다.According to the geothermal system using the circulating water tank and the circulating ground water according to the present invention, the circulating ground water that has been heat-exchanged through the heat pump is mixed with groundwater pumped from the geothermal hole without being returned to the geothermal hole as needed, thereby supplying it to the heat pump. By supplying the mixed groundwater at the optimum temperature for the operation of the heat pump, the operation rate of the heat pump can be increased, and the heat pump can be operated normally even with a small number of geothermal holes, thereby reducing the cost for drilling of the geothermal holes. In addition, the heat pump can be operated even with a low flow rate of groundwater, so that the heat pump can be operated even in a region where the amount of groundwater is small.

그리고, 순환 저수조에 저장된 순환 지하수를 히트펌프의 열원이외의 용도 즉 생활용수로 공급하여 단독주택이나 펜션, 산간 지역 등에서 실내를 냉난방함과 더불어 생활용수를 원활하게 공급할 수 있으므로 제품의 효용성을 높일 수 있다.In addition, by supplying circulating ground water stored in the circulating reservoir to other purposes than the heat source of the heat pump, that is, for living water, the indoor water can be smoothly supplied in a single house, a pension, a mountain area, etc., and thus the utility of the product can be improved. .

참고로, 건축물의 냉난방부하는 최대 피크에 적합한 부하량에 따라 냉난방 설비 용량을 산정하게 되며, 일일 누적 부하량은 최대피크 부하량과 냉난방가동시간을 곱하여 산정할 필요가 없으며 평균 부하율을 곱하여 산정한다.For reference, the heating / cooling load of a building calculates the capacity of the heating and cooling facilities according to the load appropriate for the maximum peak, and the daily cumulative load does not need to be calculated by multiplying the maximum peak load by the heating and cooling operation time, and is calculated by multiplying the average load ratio.

단독주택의 경우 평당 약 450kcal/h 의 열량을 필요로 하며 약 30평의 경우 13,500kcal/h의 난방열량이 필요하다. 다만 일중 평균 부하율을 50%로 산정시 24시간 필요한 열량은 13,500*24*50% = 162,000kcal/h이다. Single-family homes require about 450 kcal / h of heat per square foot and about 30 pyeong of 13,500 kcal / h of heat. However, when calculating the average daily load rate to 50%, the heat required for 24 hours is 13,500 * 24 * 50% = 162,000kcal / h.

이를 급수순환수와 환수주입수간 온도차를 4℃로 할 경우 필요한 급수량은 Q = WC(t1-t2)에서, 162,000/4=40,500kg/일=40,500리터/일 = 1,688리터/시간, 즉 일일 40톤(M3)의 순환 수량이 필요하다.If the temperature difference between the feed water circulating water and the feed water inlet is 4 ℃, the required water supply amount is Q = WC (t1-t2), 162,000 / 4 = 40,500kg / day = 40,500 liters / day = 1,688 liters / hour, that is 40 A circulation quantity of tonnes M3 is required.

그런데 히트펌프의 운전효율을 유지하기 위해 급수순환수의 최저 수온 설정을 4℃로 할 경우 최초 지하수 수온을 16℃로 하고 운전 온도 차이를 4℃로 하면 급수순환수의 일차순환온도는 16℃에서 12℃, 이차순환온도는 12℃에서 8℃, 삼차순환온도는 8℃에서 4℃로 되어지며 순환저수조의 용량은 40톤/3 = 약 13.5톤이 된다. 따라서, 순환저수조의 용량이 약15톤의 경우 만수된 상태에서 순환저수조의 용량만으로도 난방이 가능하다는 산출이 되며 이는 또한 일일 약 15톤의 양수량을 갖는 지열공 1개만으로도 냉난방부하를 감당할 수 있게 되는 효과가 있다.
However, in order to maintain the operating efficiency of the heat pump, if the minimum water temperature is set to 4 ℃, the initial groundwater temperature is 16 ℃ and the operating temperature difference is 4 ℃. 12 ℃, secondary circulation temperature is from 12 ℃ to 8 ℃, tertiary circulation temperature is from 8 ℃ to 4 ℃ and the capacity of the circulation reservoir is 40 ton / 3 = about 13.5 ton. Therefore, when the capacity of the circulating water tank is about 15 tons, it is calculated that the heating is possible only by the capacity of the circulating water tank in a full state. It works.

도 1은 본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템에 적용된 폐열회수수단의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템이 다수의 지열공을 사용한 예를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템의 다른 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템의 또 다른 예시도.1 is a block diagram of a geothermal system using a circulating reservoir and a circulating groundwater according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram of the waste heat recovery means applied to the geothermal system using the circulation reservoir and the circulation ground water according to the present invention.
3 is a configuration diagram showing an example in which a geothermal system using a circulation reservoir and a circulation groundwater according to the present invention uses a plurality of geothermal holes.
Figure 4 is another illustration of a geothermal system using the circulation reservoir and the circulation groundwater according to the present invention.
Figure 5 is another illustration of a geothermal system using a circulating reservoir and circulating groundwater according to the present invention.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템은, 지중에 천공된 지열공(1) 내부의 지하수를 양수하는 급수수단(10), 급수수단(10)에 의해 양수된 지하수의 열을 회수하는 히트펌프(20), 히트펌프(20)를 통과한 순환 지하수를 지열공(1)에 복귀시키는 환수관(30), 히트펌프(20)를 통과한 순환 지하수를 환수관(30)을 통해 복귀시키거나 히트펌프(20)에 공급되는 지하수에 혼합하는 순환 지하수 순환수단(40)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the geothermal system using the circulating water tank and the circulating groundwater according to the present invention includes a water supply means 10 and a water supply means 10 for pumping groundwater inside the geothermal hole 1 perforated in the ground. The heat pump 20 for recovering the heat of the pumped ground water, the return pipe 30 for returning the circulating ground water passed through the heat pump 20 to the geothermal hole 1, and the circulating ground water passed through the heat pump 20 It is composed of a circulating groundwater circulation means 40 for returning through the return pipe 30 or mixed with the groundwater supplied to the heat pump 20.

급수수단(10)은 지열공(1) 내부에 삽입되는 급수관(11), 급수관(11)에 장착[예를 들어 급수관(11)의 하단]되어 지열공(1) 내부의 지하수를 펌핑하는 양수 펌프(12), 순환 지하수의 공급 제어를 위한 제1,2수위센서(13),(14)로 구성된다.The water supply means 10 is mounted in the water supply pipe 11 inserted into the geothermal hole 1, the water supply pipe 11 (for example, the bottom of the water supply pipe 11) pumping the groundwater inside the geothermal hole (1) The pump 12, the first and second water level sensors 13, 14 for controlling the supply of circulating ground water.

급수관(11), 양수 펌프(12)는 공지된 제품이다.The water supply pipe 11 and the pump pump 12 are known products.

제1수위센서(13)는 순환 지하수 순환수단(40)의 블리딩 조정밸브의 개방 제어를 위한 정보를 제공하며 양수펌프(12)의 가동을 위해 겸용으로 활용한다.The first water level sensor 13 provides information for controlling the opening of the bleeding control valve of the circulating groundwater circulation means 40 and also serves as a dual purpose for the operation of the pump pump 12.

급수관(11)의 아래쪽에는 양수 펌프(12)의 가동을 정지하기 위한 수위를 검출하는 제2수위센서(14)가 적용된다.Below the water supply pipe 11, a second water level sensor 14 for detecting the water level for stopping the operation of the pump 12 is applied.

급수관(11)에는 급수관(11)을 따라 공급되는 지하수의 유량을 검출하는 제1유량계(15)가 적용된다.The water supply pipe 11 is applied with a first flow meter 15 for detecting the flow rate of the ground water supplied along the water supply pipe 11.

순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수의 온도를 적정 온도로 맞춘 후 지하수와 혼합하여 사용할 수 있도록 급수관(11)에는 순환제어밸브(16)가 적용된다. 순환제어밸브(16)는 일방향 제어 밸브인 체크밸브일 수 있다.The circulation control valve 16 is applied to the water supply pipe 11 so that the temperature of the circulating ground water stored in the circulation reservoir 41 is adjusted to an appropriate temperature and then mixed with the ground water. The circulation control valve 16 may be a check valve that is a one-way control valve.

예를 들어, 순환 지하수의 온도가 적정온도를 유지하지 못하는 경우 양수 펌프(12)를 가동하지 않은 상태에서, 히트펌프(20)와 저수조 순환펌프(44)를 가동하면 순환 지하수는 히트펌프(20) - 순환 저수조(41)를 연속 순환하며, 이 과정에서 히트펌프(20)에 의해 온도가 변화되고, 순환 횟수에 따라 온도 변화가 커지게 될 것이다.
For example, when the temperature of the circulating ground water does not maintain the proper temperature, when the heat pump 20 and the reservoir circulation pump 44 are operated without the pump 12 being operated, the circulating ground water is the heat pump 20. )-The circulation reservoir 41 is continuously circulated, and in this process, the temperature is changed by the heat pump 20, and the temperature change will increase according to the number of cycles.

또한, 히트펌프(20)는 적정 순환지하수의 유량이 확보되지 않으면 히트펌프(20)의 안전을 위해 그 가동을 중지시킬 수 있도록 유량센서(미도시)가 설치되어 안전제어회로를 구성하여 운용되어지게 되는데 양수펌프(12)가 가동되어진다 할지라도 수위가 떨어지거나 양수펌프(12)의 고장 등으로 양수량이 급감되어지게 되어 순환지하수의 유량이 적정 유량을 유지하지 못한 경우에도 히트펌프(20)의 정상가동을 위해 순환펌프(44)의 가동이 이루어지게 된다.
In addition, the heat pump 20 has a flow sensor (not shown) is installed to operate the safety control circuit to stop the operation for the safety of the heat pump 20 if the proper circulation groundwater flow rate is not secured Even though the pump 12 is operated, the pumping amount is drastically reduced due to a drop in the water level or a failure of the pump 12, so that the heat pump 20 even when the flow rate of the circulating groundwater does not maintain the proper flow rate. Operation of the circulation pump 44 is made for the normal operation of the.

참고로 개방형 지열 시스템의 경우 앞서 기술한 바와 같이 순환 지하수의 온도가 영상 4℃ 전후에서 히트펌프의 운전이 가능하다고 볼 때 초기 지열공에서 공급되는 지하수의 수온이 16℃라 할 경우 순환온도차를 4℃로 하면, 1차 순환시 16℃-12℃, 2차순환시 12℃-8℃, 3차 순환시 8℃-4℃로 유지되며 즉, 3회의 순환을 통해 적정 온도의 열원을 확보할 수 있다. 따라서, 별도의 열교환 장비를 이용하지 않아도 적정 온도의 열원을 확보할 수 있는 것이다.For reference, in the case of the open geothermal system, as described above, when the temperature of the circulating groundwater is able to operate the heat pump before and after the image 4 ℃, if the water temperature of the groundwater supplied from the initial geothermal hole is 16 ℃, the circulating temperature difference is 4 In case of ℃, it is maintained at 16 ℃ -12 ℃ in the first cycle, 12 ℃ -8 ℃ in the second cycle, and 8 ℃ -4 ℃ in the third cycle, that is, it is possible to secure a heat source of proper temperature through three cycles. have. Therefore, it is possible to secure a heat source of a proper temperature without using a separate heat exchange equipment.

급수수단(10)에는 지열공(1) 내부의 지하수의 온도를 측정하기 위한 수중 온도계(17)가 적용된다.
The water supply means 10 is applied to the underwater thermometer 17 for measuring the temperature of the ground water inside the geothermal hole (1).

히트펌프(20)의 열원인 지하수를 적정 온도로 유지하기 위해 혼합된 순환 지하수의 온도가 일정범위에 도달되는 경우 블리딩 처리하여 외부[지열공(1), 생활용수 공급수단]로 배수시켜 지열공(1)에서 유입되는 순환지하수의 유량을 증대시키거나 순환지하수의 수온과 순환저수조(41)의 수온을 혼합하여 운용할 수 있다.When the temperature of the mixed circulating groundwater reaches a predetermined range in order to maintain the groundwater, which is the heat source of the heat pump 20, at a predetermined temperature, the bleeding process is performed to drain it to the outside (geothermal hole (1), household water supply means). It is possible to increase the flow rate of the circulating ground water flowing in (1) or to mix and operate the water temperature of the circulating ground water and the water temperature of the circulating reservoir 41.

즉, 냉난방 부하크기가 큰 시간대일 경우 순환저수조지하수만을 순환시키거나 주입량이 작을 경우 순환저수조지하수의 온도가 난방시 기준일 경우 지속적으로 하강하게 되어 시스템 운전이 어려우질 수 있게 되는데 이때에는 가령 설정온도를 5℃로 하면 이 온도에 접근하게 될수록 외부로 배출되는 블리딩수량을 증가시키거나 지열공으로 주입되는 수량을 증대시킴으로서 순환저수조지하수의 수온이 저하되는 것을 방지하도록 한다.That is, when the heating and cooling load size is large, only the circulating reservoir groundwater is circulated or when the injection volume is small, the temperature of the circulating reservoir groundwater is continuously lowered when the temperature is the standard for heating, which makes it difficult to operate the system. When the temperature reaches 5 ° C, the amount of bleeding discharged to the outside is increased or the amount of water injected into the geothermal holes is increased to prevent the water temperature of the circulating reservoir underground water from decreasing.

한편, 냉난방 부하를 부담하여 기기의 가동을 마친 후 휴지시간에 블리딩 조정밸브(45)를 개방하여 순환저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 지열공(1)에 주입하여 수온을 회복시켜 나가도록 한다.
On the other hand, after finishing the operation of the equipment to bear the heating and cooling load to open the bleeding control valve 45 at rest time to inject the circulating ground water stored in the circulation reservoir (41) to the geothermal hole (1) to recover the water temperature. .

히트펌프(20)는 급수수단(10)[또는 급수수단(10)과 순환 지하수 순환수단(40)]을 통해 공급되는 지하수의 열을 회수하여 냉난방용 열교환매체의 온도를 냉방과 난방에 적당한 온도로 조절한다.The heat pump 20 recovers the heat of the groundwater supplied through the water supply means 10 (or the water supply means 10 and the circulating groundwater circulation means 40) to adjust the temperature of the heat exchange medium for cooling and heating to a temperature suitable for cooling and heating. Adjust with

환수관(30)은 순환 지하수 순환수단(40)과 연결되어 순환 지하수 순환수단(40)으로부터 순환 지하수를 공급받아 지열공(1)에 복귀시킨다.The return pipe 30 is connected to the circulation groundwater circulation means 40 and receives the circulation groundwater from the circulation groundwater circulation means 40 and returns it to the geothermal hole 1.

환수관(30)에는 환수관(30)을 통해 지열공(1)에 복귀되는 순환 지하수의 유량을 검출하는 제2유량계(31)가 적용된다.
A second flowmeter 31 for detecting the flow rate of the circulating groundwater returned to the geothermal hole 1 through the return pipe 30 is applied to the return pipe 30.

순환 지하수 순환수단(40)은, 내부에 저장공간이 구비된 순환 저수조(41), 히트펌프(30)와 순환 저수조(41)를 연결하여 히트펌프(30)를 통과한 순환 지하수를 순환 저수조(41)에 회수하는 순환 지하수 회수관(42), 순환 저수조(41)와 급수관(11)을 연결하여 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 급수관(11)에 공급하는 순환 지하수 공급관(43), 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 펌핑하는 저수조 순환펌프(44), 환수관(30)의 개도를 조절하는 블리딩 조정밸브(45)로 구성된다.Circulation ground water circulation means 40 is connected to the circulation reservoir 41, the heat pump 30 and the circulation reservoir 41 having a storage space therein circulating ground water passed through the heat pump 30 circulating reservoir ( A circulating ground water supply pipe 43 for connecting the circulating ground water recovery pipe 42, the circulating water tank 41, and the water supply pipe 11 to be recovered to the water supply pipe 11 to supply the circulating ground water stored in the circulating water tank 41 to the water supply pipe 11; It consists of a reservoir circulation pump 44 for pumping the circulation groundwater stored in the circulation reservoir 41, and a bleeding adjustment valve 45 for adjusting the opening degree of the return pipe 30.

순환 저수조(41)는 히트펌프(20)를 통과한 순환 지하수를 저장하여 급수수단(10)을 통해 양수된 지하수의 유량과 온도 등에 따라 저장중인 순환 지하수를 히트펌프(20)에 공급하거나 지열공(1)에 공급한다.The circulation reservoir 41 stores circulating groundwater passing through the heat pump 20 and supplies the circulating groundwater stored in the heat pump 20 according to the flow rate and temperature of the groundwater pumped through the water supply means 10 or geothermal air. It supplies to (1).

따라서, 순환 저수조(41)는 저장된 순환 지하수의 온도와 유량을 측정하기 위한 저수조 온도센서(41a), 저수조 수위센서(41b) 등의 센서가 갖추어진다.Accordingly, the circulation reservoir 41 is equipped with sensors such as a reservoir temperature sensor 41a and a reservoir level sensor 41b for measuring the temperature and flow rate of the stored circulation groundwater.

순환 저수조(41)는 블리딩 조정밸브(45)를 통해 강제적으로 순환 지하수를 지열공(1)에 공급할 수도 있고, 순환 지하수의 유량과 수온을 근거로 하여 자동으로 순환 지하수를 지열공(1)에 복귀시킬 수도 있다. 후자에 따르면, 블리딩 조정밸브(45) 등의 고장이 발생되어도 순환 지하수의 만충으로 인한 순환 저수조(41) 및 부속물의 손상을 방지할 수 있고, 이를 위하여 오버플로우 관(46)이 적용된다. 오버플로우 관(46)의 일측은 순환 저수조(41)의 상부측에 연결되고 타측은 블리딩 조정밸브(45)의 간섭을 받지 않는 위치의 환수관(30)에 연결된다.
The circulation reservoir 41 may forcibly supply the circulation ground water to the geothermal holes 1 through the bleeding control valve 45, and automatically supply the circulation ground water to the geothermal holes 1 based on the flow rate and the water temperature of the circulation ground water. You can also restore it. According to the latter, even if a failure of the bleeding control valve 45 or the like occurs, it is possible to prevent the damage of the circulation reservoir 41 and the accessories due to the filling of the circulation groundwater, and the overflow pipe 46 is applied for this purpose. One side of the overflow pipe 46 is connected to the upper side of the circulation reservoir 41 and the other side is connected to the return pipe 30 in a position not affected by the bleeding adjustment valve 45.

즉, 순환저수조(41)의 수온과, 급수수단(10)을 통해 양수된 지하수의 수온을 혼합하여 운용하게 되는 경우에는 급수수단(10)의 지속적인 운전을 통해 양수된 지하수를 순환저수조(41)에 충수되도록 함으로써 히트펌프(20)의 운전 시간 중에는 오버플오우 관(46)을 통해 지열공(1)에 지속적으로 복귀되도록 한 것이다.
That is, when the water temperature of the circulating reservoir 41 and the water temperature of the groundwater pumped through the water supply means 10 are mixed and operated, the ground water pumped through the continuous operation of the water supply means 10 circulates the water reservoir 41. It is to be returned to the geothermal hole (1) through the overflow of the pipe 46 during the operating time of the heat pump 20 by being added to the.

순환 지하수 회수관(42)은 히트펌프(20)의 사이클을 순환하는 열교환매체와 열교환된 순환 지하수를 순환 저수조(41)에 공급하는 관이며, 즉, 급수관(11)과 직간접적(직접 연결 또는 별도의 열교환유도관)으로 연통하는 유로인 것이다.The circulating ground water recovery pipe 42 is a pipe for supplying the heat exchange medium circulating the cycle of the heat pump 20 and the circulating ground water heat exchanged to the circulation reservoir 41, that is, directly or indirectly (directly connected to the water supply pipe 11 or It is a flow path communicating with a separate heat exchange guide tube).

순환 지하수 공급관(43)은 순환 저수조(41)와 급수관(11)을 연결하여 저수조 순환펌프(44)의 작동에 의해 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 급수관(11)에 공급한다.The circulation ground water supply pipe 43 connects the circulation reservoir 41 and the water supply pipe 11 to supply the circulation ground water stored in the circulation reservoir 41 to the water supply pipe 11 by the operation of the reservoir circulation pump 44.

저수조 순환펌프(44)는 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 압송하여 급수관(11)에 공급하는 것이며, 컨트롤러의 제어에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
The reservoir circulation pump 44 pumps the circulating groundwater stored in the circulation reservoir 41 and supplies it to the water supply pipe 11, and is preferably controlled by the controller.

순환저수조(41)의 수온이 일정 범위를 벗어나거나 생활용수의 사용등으로 인해 수위가 떨어지게 되면 순환펌프(44)의 운전은 자동중지되어지게 되고 급수수단(10)의 운전으로 전환되도록 한다.
When the water temperature of the circulation reservoir 41 is out of a certain range or the water level drops due to the use of living water, the operation of the circulation pump 44 is automatically stopped and the operation of the water supply means 10 is switched.

블리딩 조정밸브(45)는 환수관(30)을 개폐 또는 개도를 조정하며, 환수관(30)의 개폐시는 저수조 순환펌프(44)의 가동시 환수관(30)을 폐쇄하고 저수조 순환펌프(44)의 정지시 환수관(30)을 개방한다. 환수관(30)의 개도 조정시는 저수조 순환펌프(44)의 가동과 상관없이 컨트롤러의 제어를 통해 환수관(30)의 개도를 조정한다.
The bleeding adjustment valve 45 adjusts the opening and closing of the return pipe 30, and when the opening and closing of the return pipe 30 closes the return pipe 30 when the reservoir circulation pump 44 is operated, and the reservoir circulation pump ( At the stop of 44, the return pipe 30 is opened. When the opening degree of the return pipe 30 is adjusted, the opening degree of the return pipe 30 is adjusted through the control of the controller regardless of the operation of the reservoir circulation pump 44.

순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수는 히트펌프(20)를 통과하여 온도만 변화한 것일 뿐, 오염되지 않은 것이므로 생활용수의 사용이 가능하고, 본 발명은 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 생활용수로 사용할 수 있도록 생활용수 공급수단[생활용수 공급관(47), 밸브(47a) 등]과 연결된다. 물론 정수기(미도시)를 연결하여 음용수로 활용될 수 있음은 당연하다The circulating ground water stored in the circulation reservoir 41 is merely changed in temperature by passing through the heat pump 20 and is not contaminated so that the use of living water is possible, and the present invention provides the circulation ground water stored in the circulation reservoir 41. It is connected to the living water supply means (living water supply pipe 47, the valve 47a, etc.) so that it can be used as living water. Of course, it can be used as drinking water by connecting a water purifier (not shown).

순환 지하수 순환수단(40)에 따르면, 급수수단(10)의 양수 펌프(12)의 고장이 발생되어도 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수의 순환을 통해 히트펌프(20)를 가동할 수 있는 이점도 있다.According to the circulation ground water circulation means 40, even if a failure of the pump pump 12 of the water supply means 10 has the advantage that the heat pump 20 can be operated through the circulation of the circulation ground water stored in the circulation reservoir 41 have.

본 발명은 순환 지하수가 히트펌프(20)를 통과하여 온도가 상승하거나 하강한 특성이 있으며, 즉, 별도의 열교환기를 이용하여 온도가 변화된 순환 지하수를 얻을 수 있겠지만, 본 발명은 별도의 열교환수단을 이용하지 않고 온도가 변화된 순환 지하수를 얻을 수 있고, 이 순환 지하수의 열을 사용할 수 있도록 도 2에서 보이는 것처럼, 폐열회수수단이 적용될 수 있다.The present invention has the characteristic that the temperature of the circulating ground water rises or falls by passing through the heat pump 20, that is, the circulated ground water whose temperature is changed using a separate heat exchanger, but the present invention provides a separate heat exchange means. The waste heat recovery means can be applied as shown in FIG. 2 so as to obtain the circulating ground water whose temperature is changed without using it, and to use the heat of the circulating ground water.

상기 폐열회수수단은, 순환 저수조(41)의 내부에 배관되며 내부에 폐열회수용 열교환매체가 순환하는 폐열회수관(50), 폐열회수관(50)의 양측 개방부가 연결되며 내부에 상기 폐열회수용 열교환매체가 폐열회수관(50)을 순환하도록 하는 폐열(51), 폐열교환기(51)의 내부에 배관되면서 내부에 폐열교환기(51) 내부를 순환하는 폐열회수용 열교환매체와 열교환하여 공급처에 연결되어 직접 또는 간접적으로 사용되는 열교환매체가 순환하는 폐열공급관(52), 상기 폐열회수용 열교환매체를 강제로 순환시키는 순환펌프(53)를 포함하여 구성된다.
The waste heat recovery means is connected to both sides of the waste heat recovery pipe 50 and the waste heat recovery pipe 50 through which the heat exchange medium for waste heat recovery circulates inside the circulation storage tank 41, and the waste heat recovery therein. Waste heat 51 to allow the receiving heat exchange medium to circulate the waste heat recovery pipe 50 and heat exchange with the waste heat recovery heat exchange medium circulating inside the waste heat exchanger 51 while circulating inside the waste heat exchanger 51 to the supply source. The waste heat supply pipe 52 is connected to the heat exchange medium used directly or indirectly circulated, and the circulation pump 53 for forcibly circulating the heat exchange medium for waste heat recovery.

도 3은 본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템의 다른 예를 도시한 것으로, 지열공(1)에서 급수되는 지하수의 양이 적은 경우 히트펌프(20)를 가동하기 위한 열원을 공급할 수 없으며, 이를 해결하기 위하여 급수수단(10)에서 급수되는 지하수를 급수관(11)에 연결하여 밸브로서 예컨대 자동차단밸브(60)를 거쳐 순환저수조(41)에 직접 양수하여 저장될 수 있도록 한 후 일정 유량의 지하수가 저장되면 저장된 지하수를 히트펌프(20)에 공급하여 운전이 되도록 한 것이다. 즉 급수관(11)에는 지하수를 순환저수조(41) 내부에 저장하기 위한 보조 급수관(61)이 연결되며, 자동차단밸브(60)는 보조 급수관(61)의 개도를 개폐 내지 조정한다. 자동차단밸브(60)는 순환저수조(41)의 저장량에 따라 컨트롤러의 제어를 통해 자동으로 제어될 수 있다.
3 illustrates another example of the geothermal system using the circulation reservoir and the circulation groundwater according to the present invention. When the amount of groundwater supplied from the geothermal hole 1 is small, a heat source for operating the heat pump 20 may be supplied. In order to solve this problem, the groundwater supplied from the water supply means 10 is connected to the water supply pipe 11 so as to be pumped and stored directly in the circulation reservoir 41 through the shutoff valve 60 as a valve. When groundwater of a predetermined flow rate is stored, the stored groundwater is supplied to the heat pump 20 to operate. That is, the auxiliary water supply pipe 61 for storing ground water in the circulation reservoir 41 is connected to the water supply pipe 11, and the shut-off valve 60 opens and adjusts the opening degree of the auxiliary water supply pipe 61. The shut-off valve 60 may be automatically controlled through the control of the controller according to the storage amount of the circulation reservoir 41.

본 발명에 의한 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템의 작용은 다음과 같다.The operation of the geothermal system using the circulation reservoir and the circulation groundwater according to the present invention is as follows.

양수 펌프(12)에 의해 펌핑되는 지하수는 급수관(11)을 통해 히트펌프(20)를 통과하며, 이 과정에서 지하수와 히트펌프(20) 내부를 순환하는 열교환매체간의 열교환을 통해 상기 열교환매체는 상기 지하수의 열원을 회수하고 회수된 열원을 냉난방기에 공급하여 냉난방한다.The groundwater pumped by the pump pump 12 passes through the heat pump 20 through the water supply pipe 11, and in this process, the heat exchange medium is exchanged between the groundwater and the heat exchange medium circulating inside the heat pump 20. The heat source of the groundwater is recovered and the recovered heat source is supplied to an air conditioner for cooling and heating.

히트펌프(20)를 통과한 순환 지하수는 순환 저수조(41) 내부에 공급된다.The circulating ground water passing through the heat pump 20 is supplied into the circulation reservoir 41.

순환 지하수가 순환 저수조(41)에 공급된 후 바로 환수관(30)을 통해 지열공(1)에 복귀되는 것은 일반적인 것이므로 이에 대해서는 설명을 생략하고, 본 발명에 의해 신규한 작용에 대해서만 설명한다.Since it is common to return the groundwater to the geothermal hole 1 through the return pipe 30 immediately after the circulation groundwater is supplied to the circulation reservoir 41, the description thereof will be omitted, and only the new action will be described by the present invention.

히트펌프(20)를 통과하여 열교환된 순환 지하수는 순환 지하수 회수관(42)을 경유하여 순환 저수조(41)에 저장된다. 만약, 제1수위센서(13)에 의해 지하수가 감지되면 블리딩 조정밸브(45)를 통해 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 지열공(1)에 복귀시키고, 제2수위센서(14)에서 지하수가 감지되면 양수 펌프(12)의 가동을 정지한다.The circulating ground water exchanged through the heat pump 20 is stored in the circulation reservoir 41 via the circulating ground water recovery pipe 42. If the groundwater is detected by the first water level sensor 13, the groundwater stored in the circulation reservoir 41 is returned to the geothermal hole 1 through the bleeding adjustment valve 45, and the second water level sensor 14 When the ground water is detected, the pump pump 12 is stopped.

순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수는 지열공(1)에서 급수되는 지하수와 다른 온도로서, 냉방 작동시에는 지하수보다 높은 온도이고, 난방 작동시에는 지하수보다 낮은 온도일 것이다.The circulating ground water stored in the circulation reservoir 41 has a temperature different from that of the ground water supplied from the geothermal holes 1, and may be a temperature higher than the ground water in the cooling operation and lower than the ground water in the heating operation.

본 발명은 지하수와 순환 지하수의 혼합을 통해 히트펌프(20)의 열원으로 적합한 온도의 지하수를 공급하는 특징이 있으며, 지하수와 순환 지하수의 혼합으로 생성된 혼합 지하수는 히트펌프(20)에 공급된다.The present invention is characterized by supplying groundwater of a suitable temperature as a heat source of the heat pump 20 through the mixing of groundwater and circulating groundwater, the mixed groundwater generated by the mixing of groundwater and circulating groundwater is supplied to the heat pump 20 .

지하수의 급수, 순환 지하수의 급수와 배수는 지열공(1)에 있는 지하수의 유량, 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수의 유량에 따라 제어됨과 아울러, 온도에 따라서도 제어되며, 전술한 것처럼, 순환 저수조(41)에 저장된 순환 지하수를 히트펌프(20)의 열교환매체와 다수회에 걸쳐 열교환시켜 적정 온도의 혼합 지하수를 생산할 수 있다.
The water supply of the groundwater, the water supply and the drainage of the circulating groundwater are controlled not only by the flow rate of the groundwater in the geothermal hole 1 and the flow rate of the circulating groundwater stored in the circulation reservoir 41 but also by the temperature. The circulating ground water stored in the circulation reservoir 41 may be heat-exchanged with the heat exchange medium of the heat pump 20 multiple times to produce mixed ground water at an appropriate temperature.

본 발명은 하나의 지열공에만 가능한 것이 아니라 다수의 지열공을 이용한 방법도 가능하며, 도 4는 2개의 지열공(1-1,1-2)을 하나의 히트펌프(20), 순환 지하수 순환수단(40)과 연결한 예를 도시한 것으로, 제1,2지열공(1-1,1-2)에 각각 삽입 설치된 제1,2급수관(11-1,11-2)은 하나의 유로로 병합되어 히트펌프(20)에 연결되고, 제1,2환수관(30-1,30-2)은 하나의 유로로 병합되어 순환 저수조(41)에 연결된다.The present invention is not only possible to one geothermal hole, but also a method using a plurality of geothermal holes, and FIG. 4 shows two geothermal holes 1-1 and 1-2 in one heat pump 20 and circulating groundwater circulation. The first and the second water supply pipes 11-1 and 11-2 respectively installed in the first and second geothermal holes 1-1 and 1-2 are shown in the example connected to the means 40. It is merged into a heat pump 20, the first and second return pipes (30-1, 30-2) are merged into one flow path is connected to the circulation reservoir (41).

제1,2환수관(30-1,30-2)에는 제1,2지열공(1-1,1-2)에 각각 복귀되는 순환 지하수의 양을 조정하기 위한 제1,2조정밸브(32-1,32-2)가 갖추어진다.The first and second return pipes 30-1 and 30-2 have first and second adjustment valves for adjusting the amount of circulating groundwater returned to the first and second geothermal holes 1-1 and 1-2, respectively. 32-1, 32-2).

그 이외의 구성은 전술한 예[하나의 지열공(1)에 설치된 예]와 동일하게 적용된다.
The other configuration is applied in the same manner as the above-described example (example provided in one geothermal hole 1).

또한, 본 발명에 적용하는 히트펌프(20)는 통상 히트펌프(20) 내부에 설치되는 장치 중 4방밸브의 설치를 생략하고 난방기능 또는 냉방기능 중 단일 기능만을 가질 수도 있게 하여 단독주택이나 펜션 등 소규모 건축물에 적용하게 될 경우 필요이상으로 히트펌프(20)의 기능을 복잡하게 함으로써 오는 장치구성 단가의 상승을 억제할 수 있도록 하여 경제적인 장치 구성이 가능하게 하였다. In addition, the heat pump 20 to be applied to the present invention usually omits the installation of the four-way valve of the device installed inside the heat pump 20, so that it may have only a single function of heating function or cooling function so as a single house or pension When it is applied to a small building, such as to make the function of the heat pump 20 more complicated than necessary, it is possible to suppress the increase in the cost of the device configuration comes to enable economical device configuration.

또한, 도 5에서처럼, 순환지하수의 양이 적거나 히트펌프(20)의 용량이 작은 경우에는 보조열원장치인 보일러(70)를 결합하여 열원부하를 충당할 수 있도록 하였다. 보일러(70)는 전기, 가스, 유류를 사용하도록 하여 연료공급에 불편이 없도록 하였다. In addition, as shown in FIG. 5, when the amount of circulating groundwater is small or the capacity of the heat pump 20 is small, the boiler 70, which is an auxiliary heat source device, is combined to cover the heat source load. Boiler 70 is to use electricity, gas, oil so that there is no inconvenience in fuel supply.

이때, 보일러(70)가 선택적으로 사용되도록 바이패스관(71) 및 바이패스 밸브(72)가 갖추어진다. 즉 히트펌프(20)를 통과한 열교환매체는 보일러(70)를 통과하거나 보일러(70)를 회피하여 바이패스관(71)을 통과한다.
At this time, the bypass pipe 71 and the bypass valve 72 are provided so that the boiler 70 can be selectively used. That is, the heat exchange medium passing through the heat pump 20 passes through the boiler 70 or bypasses the boiler 70 and passes through the bypass pipe 71.

1 : 지열공, 10 : 급수수단
11 : 급수관, 12 : 양수 펌프
13,14 : 제1,2수위센서, 15,31 : 제1,2유량계
16 : 순환제어밸브, 20 : 히트펌프
30 : 환수관, 40 : 순환 지하수 순환수단
41 : 순환 저수조, 42 : 순환 지하수 회수관
43 : 순환 지하수 공급관, 44 : 저수조 순환펌프
45 : 블리딩 조정밸브, 50 : 폐열 회수관
51 : 폐열교환기, 52 : 폐열 공급관
60 : 자동차단밸브,1: geothermal hole, 10: water supply means
11: water supply pipe, 12: pumping pump
13,14: 1st, 2nd water level sensor, 15,31: 1st, 2nd flow meter
16: circulation control valve, 20: heat pump
30: return pipe, 40: circulation groundwater circulation means
41: circulation reservoir, 42: circulation groundwater recovery pipe
43: circulating ground water supply pipe, 44: reservoir tank circulation pump
45: bleeding adjustment valve, 50: waste heat recovery pipe
51: waste heat exchanger, 52: waste heat supply pipe
60: car shut-off valve,

Claims (11)

지중에 천공된 지열공(1) 내부의 지하수를 양수하는 급수수단(10)과;
상기 급수수단을 통해 양수된 지하수의 열을 회수하는 히트펌프(20)와;
상기 히트펌프에서 토출되는 순환 지하수를 상기 지열공에 복귀시키는 환수관(30)과;
상기 히트펌프와 상기 환수관의 사이, 상기 급수수단과 상기 히트펌프의 사이에 연결되어 상기 히트펌프를 통과한 순환 지하수를 저장하여 상기 환수관에 공급하거나 상기 급수수단을 통해 상기 히트펌프에 공급되는 지하수에 혼합하여 상기 히트펌프에 공급되는 순환 지하수의 온도를 조절하는 순환 지하수 순환수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템.Water supply means (10) for pumping groundwater inside the geothermal hole (1) perforated in the ground;
A heat pump 20 for recovering heat of the groundwater pumped through the water supply means;
A return pipe 30 for returning the circulating ground water discharged from the heat pump to the geothermal hole;
Is connected between the heat pump and the return pipe, between the water supply means and the heat pump is stored in the circulating ground water passing through the heat pump is supplied to the return pipe or supplied to the heat pump through the water supply means Geothermal system using a circulating water reservoir and circulating ground water, characterized in that it comprises a circulating ground water circulation means for adjusting the temperature of the circulating ground water supplied to the heat pump by mixing with ground water. 청구항 1에 있어서, 상기 순환 지하수 순환수단은, 순환 저수조(41), 상기 순환 저수조와 상기 히트펌프를 연결하여 상기 히트펌프를 통과하여 열교환된 순환 지하수를 상기 순환 저수조에 회수하는 순환 지하수 회수관(42), 상기 순환 저수조와 상기 급수수단의 급수관(11)을 연결하여 상기 순환 저수조에 저장된 순환 지하수를 상기 급수관에 공급하는 순환 지하수 공급관(43), 상기 순환 저수조에 저장된 순환 지하수를 펌핑하는 저수조 순환펌프(44), 상기 환수관의 개도를 조절하는 블리딩 조정밸브(45)로 구성된 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템.The method of claim 1, wherein the circulation ground water circulation means, a circulation ground water recovery pipe for connecting the circulation reservoir 41, the circulation reservoir and the heat pump to recover the circulation ground water heat exchanged through the heat pump to the circulation reservoir ( 42), a circulation groundwater supply pipe 43 for connecting the circulation reservoir and the water supply pipe 11 of the water supply means to supply the circulation groundwater stored in the circulation reservoir to the water supply pipe, and a reservoir circulation for pumping the circulation groundwater stored in the circulation reservoir A geothermal system using a circulating reservoir and circulating groundwater, comprising a pump (44) and a bleeding adjustment valve (45) for adjusting the opening degree of the return pipe. 청구항 2에 있어서, 상기 순환 저수조에 저장된 순환 지하수의 온도, 수위를 포함하는 정보를 검출하는 센서가 포함되는 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템.The geothermal system according to claim 2, wherein a sensor for detecting information including a temperature and a water level of the circulating groundwater stored in the circulating reservoir is included. 청구항 2에 있어서, 상기 순환 저수조와 상기 환수관에 연결되며 상기 순환 저수조에 저장된 순환 지하수의 수위에 따라 순환 지하수를 상기 환수관으로 유도하는 오버플로우 관(46)이 포함되는 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템.The circulation reservoir according to claim 2, further comprising an overflow pipe (46) connected to the circulation reservoir and the return pipe to guide the circulation groundwater to the return pipe according to the level of the circulation groundwater stored in the circulation reservoir. And geothermal systems using circulating groundwater. 청구항 2에 있어서, 상기 순환 저수조에 저장된 순환 지하수를 공급하는 생활용수 공급수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템.The geothermal system according to claim 2, wherein the living water supply means for supplying the circulation groundwater stored in the circulation reservoir is included. 청구항 1에 있어서, 상기 지열공 내부 지하수의 수위를 검출하는 수위센서를 포함하고, 컨트롤러는 상기 수위센서의 검출 값을 근거로 하여 상기 순환 지하수 순환수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템.The circulating reservoir and circulating groundwater according to claim 1, further comprising a level sensor for detecting the level of the groundwater inside the geothermal hole, wherein the controller controls the circulating groundwater circulation means based on the detection value of the level sensor. Geothermal system using. 청구항 1에 있어서, 상기 급수수단은 다수의 지열공에서 양수한 지하수를 하나로 병합하여 상기 히트펌프에 공급하고, 상기 순환 지하수 순환수단은 순환 지하수를 상기 히트펌프에 공급되는 지하수에 혼합하거나 상기 다수의 지열공에 분할하여 복귀시키는 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템.The method of claim 1, wherein the water supply unit merges groundwater pumped from a plurality of geothermal holes into one and supplies the heat pump to the heat pump, and the circulation groundwater circulation unit mixes the circulating groundwater to the groundwater supplied to the heat pump or the plurality of A geothermal system using a circulating water reservoir and circulating ground water, characterized by dividing and returning to a geothermal hole. 청구항 1에 있어서, 상기 순환 저수조에 저장된 순환 지하수의 열을 회수하는 폐열교환기, 상기 폐열교환기에서 회수한 열을 회수하는 폐열공급관이 포함되어, 상기 순환 저수조에 저장된 순환 지하수의 열을 재사용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템. The waste heat exchanger for recovering heat of the circulating ground water stored in the circulation reservoir, and a waste heat supply pipe for recovering the heat recovered from the waste heat exchanger, are configured to reuse the heat of the circulating ground water stored in the circulation reservoir. A geothermal system using a circulating reservoir and circulating groundwater. 청구항 2에 있어서, 상기 급수수단과 상기 순환저수조를 연결하여 상기 급수수단에 의해 급수된 지하수를 상기 순환저수조에 공급하는 보조 급수관, 상기 보조 급수관의 개도를 제어하는 밸브를 포함하여, 일정량의 지하수를 상기 순환저수조에 저장한 후 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템. The water supply system of claim 2, further comprising: an auxiliary water supply pipe connecting the water supply means and the circulation water storage tank to supply ground water supplied by the water supply means to the circulation water storage tank, and a valve controlling the opening degree of the auxiliary water supply pipe. Geothermal system using a circulating reservoir and circulating ground water, characterized in that stored in the circulating reservoir to be used. 청구항 1에 있어서,
상기 히트펌프(20)는 히트펌프 사이클의 4방 밸브의 설치를 생략하고 난방기능 또는 냉방기능 중 단일 기능만 갖도록 한 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템. The method according to claim 1,
The heat pump 20 is a geothermal system using a circulating reservoir and circulating ground water, characterized in that the installation of the four-way valve of the heat pump cycle to omit only one function of heating or cooling function. 청구항 1에 있어서, 히트펌프에는 보조열원장치인 보일러를 결합하여서 된 것을 특징으로 하는 순환 저수조와 순환 지하수를 이용하는 지열 시스템. The geothermal system according to claim 1, wherein the heat pump is formed by combining a boiler as an auxiliary heat source device.
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