KR101297986B1 - 우물 관정형 지열 교환 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 지열 교환 시스템은, 지중에 수직한 방향으로 매설되고, 일단이 개방되어 지하수를 유입하여 이송하도록 내부에 유로가 형성된 유입관부와, 상기 유입관부의 상측에 장착되고, 상기 유입관부를 통해 유입되는 지하수를 펌핑하는 심정펌프와, 상기 유입관부의 타단에 연결되고, 상기 심정펌프에 의해 펌핑된 지하수를 공급받아 열 교환을 수행하는 열 교환기와, 일단이 상기 열 교환기에 연결되어 지중에 수직한 방향으로 매설되고, 상기 열 교환기를 통해 열 교환된 지하수를 지중으로 배출하도록 내부에 유로가 형성된 주입관부와, 상기 주입관부의 상측에 장착되고, 상기 주입관부를 통해 하측 방향으로 압축공기를 제공하는 고압펌프와, 상기 유입관부 및 주입관부를 따라 수직한 방향으로 일정 간격 이격되어 장착되고, 상기 유입관부와 상기 주입관부의 거리를 일정하게 유지시키는 거리 유지부 및 상기 주입관부의 하측과 상기 유입관부를 연결하고, 상기 주입관부를 통해 배출되는 열 교환된 지하수를 상기 유입관부로 이송하는 이송부를 포함하고, 상기 주입관부를 통해 제공되는 압축공기는 상기 이송부를 통해 상기 유입관부에 제공되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 개방형 지열 교환 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 지하의 물을 지열 교환기에 공급하는 유입관과 지열 교환기를 통해 열 교환된 지하수를 지하로 배출하는 주입관의 거리를 일정하게 유지하고, 유입관과 주입관 사이에 이송부를 장착하여 배출되는 열 교환된 지하수 중 일부를 유입관으로 유입시켜 유입되는 지하수의 양을 일정하게 유지시키며, 고압펌프를 이용하여 지하수에 포함된 이물질로 인해 관의 막힘을 방지할 수 있는 우물 관정형 지열 교환 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 산업용이나 가정에서는 난방을 위해 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석연료가 직접 사용되거나, 이러한 화석연료를 이용하여 생산된 전력을 사용하고 있다.
그러나, 화석연료는 연소시 공해물질이 발생되어 환경을 오염시킬 뿐만 아니라, 화석연료의 사용으로 인해 매장량이 감소되고 있어, 최근에는 이러한 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원이 개발이 활발히 이루어지고 있다.
이러한, 대체 에너지원으로 풍력, 태양열 및 태양광, 지열 등을 포함할 수 있다. 그러나, 바람을 이용한 풍력이나 태양을 이용한 태양열 및 태양광의 에너지원을 생산하기 위해서는 지상에 대규모의 발전 장치가 설치되어야 하기 때문에, 이들 발전 장치의 설치 및 유지 보수에 대한 막대한 비용이 발생되고, 에너지 효율이 높지 않다는 단점이 있다.
반면에, 열 효율이 좋으면서 넓은 설치 면적이 요구되지 않고, 설치 및 유지 비용이 상대적으로 적게 소요되는 지열을 에너지원으로 이용 열 교환 시스템이 각광을 받고 있다.
지열 교환 시스템은 지하의 물의 온도차를 이용하여 냉난방 등에 활용하는 기술이다. 이러한 지열을 이용한 열 교환 시스템으로, 공개특허 제10-2004-0045780호는 지열교환기 설치방법 및 설치구조에 관한 것으로, 지열을 회수하도록 내부에 열전달 유체가 담긴 지열교환기를 지중에 매설하고, 히트펌프에서 지열교환기를 통해 회수한 지열을 갖는 유체에 대해 열교환을 수행하는 기술이 개시되고 있다.
그러나, 종래 기술은 수직밀폐형 구조로, 폐회로 내 즉, 지열교환기 내에 기포가 발생하면 유체의 순환이 어려워지고, 유체의 온도가 동결온도 이하로 내려가면 히트펌프의 성능이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서, 일반적인 폐회로 지열 펌프로서는 수행할 수 없는, 다량의 지하수를 이용하여 열 교환을 수행하는 것으로, 유입관을 통해 지하수를 공급받아 열 교환을 한 후, 주입관을 통해 지하로 배출하는 개방 회로 방식의 우물 관정형 방식이 주로 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 경우에 있어서도, 하나의 관정에 지하수를 공급받는 유입관과 열 교환된 지하수를 배출하는 주입관이 매설되기 때문에, 유입관과 주입관의 거리가 가깝게 위치되면, 지하수의 공급 과정에서 주입관의 온도차가 유입관에 영향을 미치게 되고, 이로 인하여 공급되는 지하수에도 영향을 미쳐 에너지 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 거리 유지부를 통해 지중에 설치되는 유입관과 주입관의 거리를 일정하게 유지하고, 유입관과 주입관 사이에 이송부를 장착하여 주입관을 통해 배출되는 열 교환된 지하수 중 일부를 유입관으로 유입시켜 유입되는 지하수의 양을 일정하게 유지시키며, 고압펌프를 이용하여 관의 막힘 현상을 방지할 수 있는 우물 관정형 지열 교환 시스템의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 지열 교환 시스템은, 지중에 수직한 방향으로 매설되고, 일단이 개방되어 지하수를 유입하여 이송하도록 내부에 유로가 형성된 유입관부와, 상기 유입관부의 상측에 장착되고, 상기 유입관부를 통해 유입되는 지하수를 펌핑하는 심정펌프와, 상기 유입관부의 타단에 연결되고, 상기 심정펌프에 의해 펌핑된 지하수를 공급받아 열 교환을 수행하는 열 교환기와, 일단이 상기 열 교환기에 연결되어 지중에 수직한 방향으로 매설되고, 상기 열 교환기를 통해 열 교환된 지하수를 지중으로 배출하도록 내부에 유로가 형성된 주입관부와, 상기 주입관부의 상측에 장착되고, 상기 주입관부를 통해 하측 방향으로 압축공기를 제공하는 고압펌프와, 상기 유입관부 및 주입관부를 따라 수직한 방향으로 일정 간격 이격되어 장착되고, 상기 유입관부와 상기 주입관부의 거리를 일정하게 유지시키는 거리 유지부 및 상기 주입관부의 하측과 상기 유입관부를 연결하고, 상기 주입관부를 통해 배출되는 열 교환된 지하수를 상기 유입관부로 이송하는 이송부를 포함하고, 상기 주입관부를 통해 제공되는 압축공기는 상기 이송부를 통해 상기 유입관부에 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지열 교환 시스템은, 상기 이송부에 장착되고, 이송되는 지하수를 일 방향으로만 이송시키도록 개폐되는 밸브부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지열 교환 시스템은, 상기 유입관부 및 주입관부에 각각 다수개 형성되는 미세 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지열 교환 시스템은, 상기 유입관부가, 상기 심정펌프가 장착되는 제 1 유입관과, 상기 제 1 유입관의 하측에 일체로 연결되고, 상기 제 1 유입관의 직경보다 작게 형성되는 제 2 유입관 및 상기 제 2 유입관의 하측 외주면에서 내부 유로를 향해 지하수가 유입되도록 다수개 형성된 유입홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지열 교환 시스템은, 상기 거리 유지부가, 상기 유입관부의 외주면을 지지하는 제 1 지지부와, 상기 유입관부의 외주면과 상기 제 1 지지부 사이에 장착되는 제 1 미끄럼 방지부와, 상기 주입관부의 외주면을 지지하는 제 2 지지부와, 상기 주입관부의 외주면과 상기 제 2 지지부 사이에 장착되는 제 2 미끄럼 방지부 및 일단이 상기 제 1 지지부와 연결되고, 타단이 상기 제 2 지지부와 연결되어 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 사이의 거리를 일정하게 유지하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 우물 관정형 지열 교환 시스템에 따르면, 지중에 설치되는 유입관과 주입관의 거리를 일정하게 유지시켜 줌으로써, 유입관과 주입관 사이의 열 교환을 방지하여 유입관을 통해 공급되는 지하수의 온도를 일정하게 유지하여 열 교환 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 유입관과 주입관 사이에 이송부를 장착하여 주입관을 통해 배출되는 열 교환된 지하수 중 일부를 유입관으로 유입시켜 유입되는 지하수의 양을 일정하게 유지시킬 수 있는 이점이 있으며, 특히, 고압펌프를 이용하여 압축공기를 유입관 및 주입관에 제공함으로써, 지하수에 포함된 이물질로 인해 발생할 수 있는 관의 막힘 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 지하수의 양을 일정하게 유지할 수 있는 이송부가 구비된 지열 교환 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 6은, 본 발명의 유입관과 주입관을 홀딩하는 지지부에 대한 다른 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 유입관과 주입관을 홀딩하는 지지부에 대한 또 다른 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는, 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 6은, 본 발명의 유입관과 주입관을 홀딩하는 지지부에 대한 다른 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 유입관과 주입관을 홀딩하는 지지부에 대한 또 다른 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 지하수의 양을 일정하게 유지할 수 있는 이송부가 구비된 지열 교환 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 지열 교환 시스템(10)은 유입관부(100), 주입관부(200), 열 교환기(300), 거리 유지부(400, 400'), 심정펌프(500), 이송부(700) 및 고압펌프(600)를 포함할 수 있다.
유입관부(100)는 지중(1), 즉 지중(1)에 형성한 관정(2)에 수직한 방향으로 매설되고, 일단에 형성된 개구부(101)를 통해 지하수를 유입할 수 있다. 또한, 내부에 유로가 형성되어 유입된 지하수를 지상의 열 교환기(300)에 제공할 수 있다.
유입관(100)는 제 1 유입관(110)과 이 제 1 유입관(110)보다 직경이 작은 제 2 유입관(120)으로 이루어지고, 제 1 유입관(110)에는 심정펌프(500)가 장착된다. 심정펌프(500)는 유입관부(100)를 통해 지하수를 지상으로 펌핑하기 위해 수중모터 펌프 등 다양한 형태로 채용될 수 있다.
제 2 유입관(120)은 제 1 유입관(110)의 하단에 일체형으로 연결되고, 특히, 제 2 유입관(120)의 하측 외주면에는 내부 유로를 향해 지하수가 유입될 수 있도록 다수개의 유입홀(103)이 형성될 수 있다.
따라서, 제 2 유입관(120)으로 유입된 지하수는 제 1 유입관(110)에 장착된 심정펌프(500)의 펌핑에 의해 지하로부터 지상의 열 교환기(300)로 이송될 수 있다.
열 교환기(300)는 지하에서 공급되는 지하수를 이용하여 지열의 에너지를 흡수하기 위한 것으로, 용도에 따라 다양한 형태로 채용될 수 있다.
주입관부(200)는 열 교환기(300)에 연결되고, 열 교환기(300)를 통해 열 교환된 지하수를 하단에 형성된 개구부(201)를 통해 다시 지중(1)으로 배출시킬 수 있다.
주입관부(200)의 하측과 유입관부(100)의 하측, 즉, 제 2 유입관(120)에는 유로를 서로 연결하는 이송부(700)가 구비될 수 있다. 또한, 이송부(700)의 내부에는, 예를 들어 체크 밸브와 같은 일 방향으로만 이동될 수 있도록 개폐되는 밸브부(710)가 장착될 수 있다.
따라서, 주입관부(200)를 통해 배출되는 열 교환된 지하수 중 일부는 이송부(700)를 통해 제 2 유입관(120)으로 이송될 수 있다. 갈수기 시에는 유입관부(100)를 통해 유입되는 지하수의 양이 줄어들고, 이로 인하여 열 교환 효율이 떨어지게 된다.
그러나, 상기와 같이, 주입관부(200)를 통해 배출되는 지하수의 일부를 유입관부(100)로 유입시킴으로써, 지중(1)의 지하수의 양이 줄어도 유입관부(100)를 통해 유입되는 지하수의 양이 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 이송부(700)는 주입관부(200)의 하측, 예를 들어 지하 500m 이상의 위치에 장착되기 때문에, 배출되는 과정에서 지중의 열을 흡수하게 되고 지중의 열을 흡수한 지하수가 유입관부(100)로 유입되어, 이송부(700)를 통해 이송되는 지하수에 의해 열 효율이 떨어지는 문제점은 발생되지 않고, 지하수의 양을 일정하게 유지시킴으로써 열 교환 효율을 향상시킬 수 있다.
이송부(700)의 내부에는 밸브부(710)가 장착될 수 있다. 따라서, 주입관부(200)에서 유입관부(100)로 지하수가 이동되고, 유입관부(100)에서 주입관부(200)로의 지하수의 이동은 방지할 수 있다.
또한, 고압펌프(600)는 주입관부(200)의 상측에 장착되어, 주입관부(200)를 통해 하측 방향으로 압축공기를 제공할 수 있다. 일반적으로, 지열 교환 시스템(10)으로 유입되는 지하수에는 이물질 들이 포함되고, 이러한 이물질로 인하여 유입관부(100) 및 주입관부(200) 내부의 막힘 현상이 발생되어 열 효율이 감소되거나, 유입되는 이물질 들에 의해 심정펌프(500)가 파손될 수 있는 문제점이 있다.
고압펌프(600)에서는 일정 압력으로 압축공기를 발생시켜 주입관부(200)의 외부로 이물질을 배출시키고, 주입관부(200)에서 발생된 압축공기는 이송부(700)를 통해 유입관부(100)로 이동될 수 있다. 특히, 유입관부(100)와 주입관부(200)에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 다수개의 미세 홀(102, 202)이 형성될 수 있다.
고압펌프(600)에서 발생된 압축공기는 유입관부(100)와 주입관부(200)에 각각 형성된 미세 홀(102, 202)을 통해 지하수에 포함된 이물질을 외부로 배출시킴으로써, 이물질로 인한 관의 막힘 또는 심정펌프(500)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 지열 교환 시스템(10)은, 거리 유지부(400, 400')를 통해 유입관부(100)와 주입관부(200)의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 제 1 유입관(110)과 주입관부(200) 사이에 다수개의 거리 유지부(400)가 장착되고, 제 2 유입관(120)과 주입관부(200) 사이에도 다수개의 거리 유지부(400')가 장착될 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이, 유입관부(100)과 주입관부(200)의 거리를 항상 일정하게 유지시킴으로써 유입관부(100)와 주입관부(200)의 온도차로 인해 유입관부(100)를 통해 유입되는 지하수의 온도를 일정하게 유지시켜 최적의 열 교환 효율을 이룰 수 있다.
도 2는 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 실시예의 구성을 나타내는 구성도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 거리 유지부(400)는 유입관부(100)의 제 1 유입관(110)의 외주면을 지지하는 제 1 지지부(411)와, 주입관부(200)의 외주면을 지지하는 제 2 지지부(421) 및 일단은 제 1 지지부(411)에 연결되고, 타단은 제 2 지지부(421)에 연결되는 연결부(430)가 일체로 구성될 수 있다.
유입관부(100)와 주입관부(200)가 원통형으로 형성되기 때문에 제 1 지지부(411) 및 제 2 지지부(421)는 라운드진 형상으로 이루어져 유입관부(100)와 주입관부(200)를 홀딩할 수 있다. 또한, 제 1 지지부(411)와 제 2 지지부(421)에는 예를 들어, 접착 패드 또는 고무 패드 등의 미끄럼 방지부(412, 422)가 각각 부착될 수 있다.
따라서, 거리 유지부(400)가 제 1 유입관(110)과 주입관(200) 사이에 장착되는 경우, 거리 유지부(400)의 이탈을 방지할 수 있다.
도 2의 (b)는 제 2 유입관(120)과 주입관(200) 사이에 장착되는 거리 유지부(400')로서, 거리 유지부(400)와 동일한 형태로 이루어질 수 있으며, 단지, 거리 유지부(400')를 구성하는 제 1 지지부(411') 및 제 1 미끄럼 방지부(412')는 제 2 유입관(120)의 직경에 따라 그 크기를 다르게 형성하고, 제 1 지지부(411')와 제 2 지지부(421)를 연결하는 연결부(430')도 제 2 유입관(120)의 작아진 직경에 따라 그 길이를 길게 구성할 수 있다.
연결부(430)의 다른 구성으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 연결부재(431)는 원기둥 형상으로 이루어져 일단이 제 1 지지부(411)의 외측면과 연결될 수 있다. 또한, 제 2 연결부재(432)가 일단이 제 2 지지부(421)의 외측면과 연결되고, 내부에 수납공간이 형성될 수 있다.
따라서, 제 1 연결부재(431)는 제 2 연결부재(432)의 수납공간에 슬라이딩 삽입되어 거리가 조정된 상태에서, 볼트(433)로 제 1 연결부재(431)와 연결된 제 2 연결부재(432)를 서로 결합 고정시킬 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 연결부재(431a)의 외주면에 나사부가 형성되고, 수납공간이 구비되는 제 2 연결부재(432a)의 내주면에도 나사부가 형성되어 제 1 연결부재(431a)와 제 2 연결부재(432a)가 서로 나사 결합형태로 결합되고, 제 2 연결부재(432a)의 외주면에 형성된 홀(434)을 통해 볼트(433)로 제 1 연결부재(431a)와 제 2 연결부재(432a)를 서로 고정시킬 수 있다.
도 5의 (a)는 본 발명의 유입관과 주입관 사이에 장착되는 거리 유지부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 5의 (b)는 측면도이다.
도시한 바와 같이, 거리 유지부(480)는 유입관부(100)의 제 2 유입관(120)의 외주면을 지지하는 제 1 지지부(411)와, 주입관부(200)의 외주면을 지지하는 제 2 지지부(421) 및 일단이 제 1 지지부(411)와 연결되고, 타단이 제 2 지지부(421)와 연결되어 제 1 지지부(411)와 제 2 지지부(421) 사이의 거리를 일정하게 유지하는 연결부(430)를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 지지부(411)와 제 2 유입관(120)이 결합되고, 제 2 지지부(421)와 주입관부(200)가 서로 결합된 상태에서, 제 2 유입관(411)과 주입관부(421)에 걸쳐 둘레에 감겨지도록 스텐 밴드 형태의 관 결합부(460)가 장착되고, 도시한 바와 같이, 볼트 등의 결합부재(470)를 이용하여 관 결합부(460)의 양 측단을 결합시킴으로써, 제 2 유입관(120)과 주입관부(200)를 각각 제 1 지지부(411)와 제 2 지지부(421)에 고정시킬 수 있다.
상기와 같이, 도 5에서는 제 2 유입관(120)과 주입관부(200)의 결합 상태를 나타내고 있지만, 제 1 유입관(110) 및 주입관부(200)의 결합을 위해 동일한 구성을 채용할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 유입관과 주입관을 홀딩하는 지지부에 대한 다른 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 연결부(430)에 연결되고, 유입관(100)과 주입관(200)을 홀딩하는 지지부(440)는 단면이 반원 형상으로 이루어지는 제 1 고정부재(410)와, 단면이 반원 형상으로 이루어지며, 제 1 고정부재(410)와 대응 결합하는 제 2 고정부재(420)를 포함하고, 제 1 고정부재(410)와 제 2 고정부재(420)의 일단에는 제 1 고정부재(410)와 제 2 고정부재(420)를 힌지 결합시키는 힌지부재(450)가 구비될 수 있다.
또한, 제 1 고정부재(410)와 제 2 고정부재(420)의 타단에는 제 1 고정부재(410)와 제 2 고정부재(420)를 착탈가능하게 결합시키는 착탈부재(451, 452)가 각각 구비되어 볼트(453)를 통해 서로 결합될 수 있다.
아울러, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제 1 고정부재(410)와 제 2 고정부재(420)의 타단에는 제 1 고정부재(410)와 제 2 고정부재(420)를 착탈가능하게 결합시키는 착탈부재(451a 및 452a)가 각각 구비되어, 각 착탈부재(451a 및 452a)는 결합된 상태에서 고정캡(454)을 통해 서로 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 지중에 설치되는 유입관과 주입관의 거리를 일정하게 유지시켜 줌으로써, 유입관과 주입관 사이의 열 교환을 방지하여 유입관을 통해 공급되는 지하수의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 특징이 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 지열 교환 시스템
100 : 유입관부
110 : 제 1 유입관
120 : 제 2 유입관
200 : 주입관부
300 : 열 교환기
400, 400' : 거리 유지부
500 : 심정펌프
600 : 고압펌프
700 : 이송부
710 : 밸브부
100 : 유입관부
110 : 제 1 유입관
120 : 제 2 유입관
200 : 주입관부
300 : 열 교환기
400, 400' : 거리 유지부
500 : 심정펌프
600 : 고압펌프
700 : 이송부
710 : 밸브부
Claims (5)
- 지중에 수직한 방향으로 매설되고, 일단이 개방되어 지하수를 유입하여 이송하도록 내부에 유로가 형성된 유입관부;
상기 유입관부의 상측에 장착되고, 상기 유입관부를 통해 유입되는 지하수를 펌핑하는 심정펌프;
상기 유입관부의 타단에 연결되고, 상기 심정펌프에 의해 펌핑된 지하수를 공급받아 열 교환을 수행하는 열 교환기;
일단이 상기 열 교환기에 연결되어 지중에 수직한 방향으로 매설되고, 상기 열 교환기를 통해 열 교환된 지하수를 지중으로 배출하도록 내부에 유로가 형성된 주입관부;
상기 주입관부의 상측에 장착되고, 상기 주입관부를 통해 하측 방향으로 압축공기를 제공하는 고압펌프;
상기 유입관부 및 주입관부를 따라 수직한 방향으로 일정 간격 이격되어 장착되고, 상기 유입관부와 상기 주입관부의 거리를 일정하게 유지시키는 거리 유지부; 및
상기 주입관부의 하측과 상기 유입관부를 연결하고, 상기 주입관부를 통해 배출되는 열 교환된 지하수를 상기 유입관부로 이송하는 이송부;를 포함하고,
상기 고압펌프에서 제공된 압축공기는 상기 이송부를 통해 상기 주입관부에서 상기 유입관부로 이동되며,
상기 이송부는 내부에 열 교환된 지하수를 일 방향으로만 이송시키도록 개폐되는 밸브부를 포함하고,
상기 유입관부 및 주입관부는 각각 다수개 형성되는 미세 홀을 포함하여 상기 압축공기에 의해 지하수에 포함된 이물질을 상기 미세 홀을 통해 외부로 배출시키며,
상기 유입관부는,
상기 심정펌프가 장착되는 제 1 유입관; 및
상기 제 1 유입관의 하측에 일체로 연결되고, 직경이 상기 제 1 유입관의 직경보다 작게 형성되는 제 2 유입관;을 포함하고,
상기 거리 유지부는,
상기 유입관부의 외주면을 지지하는 제 1 지지부;
상기 유입관부의 외주면과 상기 제 1 지지부 사이에 장착되는 제 1 미끄럼 방지부;
상기 주입관부의 외주면을 지지하는 제 2 지지부;
상기 주입관부의 외주면과 상기 제 2 지지부 사이에 장착되는 제 2 미끄럼 방지부;
일단이 상기 제 1 지지부와 연결되고, 타단이 상기 제 2 지지부와 연결되어 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 사이의 거리를 일정하게 유지하는 연결부;
상기 유입관부와 상기 주입관부의 둘레에 감겨지도록 장착되어 상기 유입관부가 상기 제 1 지지부에 지지되고 상기 주입관부가 상기 제 2 지지부에 지지된 상태를 유지시키는 스텐 밴드 형태의 관 결합부; 및
상기 관 결합부의 양 측단을 결합시켜 상기 유입관부와 주입관부를 각각 제 1 지지부와 제 2 지지부에 고정시키는 결합부재;를 포함하며,
상기 연결부는,
일단이 상기 제 1 지지부의 외측면과 연결되는 제 1 연결부재; 및
일단이 상기 제 2 지지부의 외측면과 연결되고 내부에 수납공간이 형성된 제 2 연결부재를 포함하고,
상기 제 1 연결부재는 상기 제 2 연결부재의 수납공간에 슬라이딩 삽입되어 상기 유입관부와 상기 주입관부 사이의 거리가 조정된 상태에서 상기 제 2연결부재의 외주면에 형성된 홀을 통해 볼트가 상기 제 2연결부재 내부로 삽입되어 상기 제 1 연결부재와 상기 제 2 연결부재를 서로 결합 고정시키는 것을 특징으로 하는 관의 막힘 현상을 방지하는 지열 교환 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 연결부재는 외주면에 나사부가 형성되고,
수납공간이 형성된 상기 제 2 연결부재는 내주면에 나사부가 형성되며,
상기 제 1 연결부재와 상기 제 2 연결부재가 서로 나사 결합된 상태에서 상기 제 2연결부재의 외주면에 형성된 홀을 통해 볼트가 상기 제 2연결부재 내부로 삽입되어 상기 제 1 연결부재와 상기 제 2 연결부재를 서로 결합 고정시키는 것을 특징으로 하는 관의 막힘 현상을 방지하는 지열 교환 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지부 및 제 2 지지부는 라운드진 형상으로 이루어져 상기 유입관부 및 주입관부를 각각 홀딩하는 것을 특징으로 하는 관의 막힘 현상을 방지하는 지열 교환 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유입관부는,
상기 제 2 유입관의 하측 외주면에서 내부 유로를 향해 지하수가 유입되도록 다수개 형성된 유입홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 관의 막힘 현상을 방지하는 지열 교환 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지부 및 제 2 지지부는,
단면이 반원 형상으로 이루어지는 제 1 고정부재;
단면이 반원 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 고정부재와 대응 결합하는 제 2 고정부재;
상기 제 1 고정부재 및 제 2 고정부재의 일단에 구비되어 상기 제 1 고정부재와 상기 제 2 고정부재를 결합시키는 힌지부재; 및
상기 제 1 고정부재와 상기 제 2 고정부재의 타단에 각각 구비되어 상기 제 1 고정부재와 상기 제 2 고정부재를 착탈가능하게 결합시키는 착탈부재;를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 관의 막힘 현상을 방지하는 지열 교환 시스템.
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