KR101370440B1 - 코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일형태의 지중열교환기를 시공할 때에 파이프 형상의 변형을 미연에 방지하며 냉난방 시스템의 열원으로 지열을 매우 효과적으로 사용하고, 시공과정이 용이하여 최소의 인력을 통한 작업의 편의성을 도모함은 물론 시공효율을 높임이 가능하도록, 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 매설되는 지중열교환기의 시공구조에 있어서, 지중에 홀 형태를 이루도록 형성되는 천공구멍과; 상기 천공구멍의 내부 둘레 면으로부터 사방이 일정한 간격을 유지하도록 수용되고 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감겨 배치되는 지중열교환파이프와; 상기 지중열교환파이프의 외측으로 상기 천공구멍의 둘레 면 및 하면에 접하도록 채움재가 충전되어 상기 지중열교환파이프를 고정하는 외부충진층과; 상기 외부충진층의 내부에 채워져 상기 천공구멍을 메우고 상기 지중열교환파이프를 내측에서 고정하는 내부충진층;을 포함하는 코일형 지중열교환기 시공구조를 제공한다.

Description

코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법{omitted}

본 발명은 코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코일형태의 지중열교환기를 시공할 때에 파이프 형상의 변형을 미연에 방지하며 냉난방 시스템의 열원으로 지열을 매우 효과적으로 사용하고, 시공과정이 용이하여 최소의 인력을 통한 작업의 편의성을 도모함은 물론 시공효율을 높이는 것이 가능한 코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.

최근 석유, 석탄, 천연가스 등의 에너지를 빈도 높게 사용함에 따라 지구온난화와 같은 자연의 환경오염이 심각하게 진행되고 있으며 천연자원의 과도한 사용으로 인해 자원이 부족해지는 등 과도한 에너지 사용에 따른 다양한 환경적인 변화가 문제로 대두되고 있다. 따라서 근래에는 현실적으로 직면한 환경문제를 대처하고자 기존의 에너지원을 대체할 수 있는 신 재생에너지의 개발이 활발하게 진행되고 있다.

이러한 신 재생에너지에는 풍력, 태양열, 지열 등을 에너지원으로 사용하며 점차 응용분야가 넓어지고 있다. 그러나 신 재생에너지는 공기오염과 기후변화에 악영향을 미치지 않으면서 에너지를 얻을 수 있는 반면에 에너지의 밀도가 대단히 낮은 단점이 있다. 특히 신 재생에너지의 에너지원으로 풍력과 태양열을 적용하여 사용하는 경우 설비를 설치할 장소확보가 어려운 한계가 있으며 단위장치당 에너지 생산용량이 극히 적고 설비의 설치나 유지관리에 비용이 많이 소용된다는 문제가 있다.

반면 신 재생에너지의 에너지원 중 지열 에너지는 설비를 지중에 설치하여 지상에서의 별다른 설치장소가 불필요하며 설치나 유지관리가 상대적으로 쉬움은 물론 비용이 적게 소요되어 현재 냉난방 시스템에 많이 이용되고 있다. 나아가 지열 에너지는 현존하는 냉난방 에너지원 중에서 가장 에너지 효율적이며 환경친화적이고 비용효과 높은 에너지원으로 알려져 계속해서 응용분야가 넓어지고 있는 실정이다.

일반적으로 지열은 지중에 본디부터 있는 열에 더해 햇볕을 받으므로 자연히 생성되는 열로서, 이러한 지열을 열원으로 사용하는 열 펌프에 의한 냉난방 시스템은 열원에 설치된 지중열교환기를 통해 열을 회수 또는 열원에 열을 방출하는 냉난방시스템을 의미하고, 현재 지중열교환기는 다양한 형태로 이용되고 있으며 설치형식에 따라 구분되는데, 이는 땅속에 수직으로 매설하는 수직형 및 수평으로 매설하는 수평형을 선택하여 적용할 수 있으며, 국내에서는 설치공간을 최소화할 수 있는 수직 밀폐형이 가장 널리 사용되고 있다.

이와 같이 지중 열을 열원으로 이용한 냉난방 시스템(200)은 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이 냉방사이클(210a)로 작동할 수 있는데, 고온,고압의 냉매는 과열증기 상태로 압축기(212)를 나와 4방 밸브(214)를 거쳐 응축기(216)로 들어가고, 응축기(216)에서 고온의 증기 냉매는 상대적으로 온도가 낮은 지중열교환기(220)의 열전달 유체인 부동액과 열교환을 한다. 이 과정에서 부동액의 온도는 상승하며 증기 냉매는 기상(vapor phase)에서 액상(liquid phase)으로 상 변화(응축)를 하게 된다. 이어 응축기(216)를 나온 고온의 액상냉매는 팽창밸브(222)를 지나면서 저온,저압의 상태가 되고, 이와 같은 저온,저압 상태의 액상냉매는 증발기(224)로 들어가 실내공기와 열교환을 한다. 이처럼 열교환 과정에서 액상냉매는 증발기(224)로 유입되는 실내공기를 차갑게 만들면서 증기로 상 변화(증발)를 하게 되고, 증발기(224)를 나온 저온,저압의 액상냉매는 다시 4방 밸브(214)를 지나 압축기(212)로 들어가 압축과정을 겪으면서 다시 고온,고압의 증기 냉매가 된다.

한편 이와 같은 전형적인 지열원 냉난방 시스템(200)에서 부동액의 응축기(216) 입구온도(EWT, Entering Water Temperature)는 약 15℃ 내외이고, 출구온도(LWT, Leaving Water Temperature)는 냉매로부터 열을 받아 입구온도보다 약 5∼6℃ 정도 상승한다. 온도가 상승한 부동액은 지중 열교환기(220)의 파이프(230) 내를 순환하면서 약 12℃의 토양과 열교환을 하여 설정입구온도로 된다.

또한 도 1의 (b)는 지열원 난방사이클(210b)을 개략적으로 나타낸 것으로서, 이와 같은 난방 싸이클(210b)은 압축기(212)를 나온 고온,고압의 증기 냉매가 4방 밸브(214)를 거쳐 응축기(216)로 들어가고, 응축기(216)에서 고온의 증기 냉매는 상대적으로 온도가 낮은 실내순환공기(물 대 공기 방식) 또는 물(물 대 물 방식)과 열교환을 수행한다. 이 과정에서 증기 냉매는 액상으로 상 변화를 하고, 실내순환공기 또는 물은 냉매가 갖고 있던 에너지를 받아 온도가 상승하고, 온도가 상승한 공기 또는 물을 분배장치(240)를 통해 난방을 하거나 온수를 공급하게 된다.

여기서 응축기(216)를 통과하면서 액상으로 상이 변한 냉매는 팽창밸브(222)를 지나면서 온도와 압력이 감소하여 증발기(224)로 들어간다. 증발기(224)로 유입된 액상냉매는 지중 열교환기(220)를 순환하는 열전달 유체인 부동액으로부터 에너지를 받아 다시 증발하고, 4방 밸브(214)를 지나 압축기(212)로 들어간다. 압축기(212)는 저온,저압의 액상 냉매를 압축하여 처음 상태로 만든다. 지중 열교환기(220)의 부동액은 증발기(224)에서 냉매를 증발시키고 자신은 약 5∼6℃ 정도 온도가 감소한다. 이때 부동액의 증발기(224) 입구온도는 대략 10℃이다. 온도가 강하된 부동액은 지중 열교환기(220) 내를 순환하면서 약 12℃의 토양과 열교환을 하여 설정 입구온도로 된다.

그리고 도 2는 이와 같은 지열원 열펌프 냉난방 시스템(200)에 사용되는 종래의 수직형 지중열교환기(230)를 도시한 단면도로서, 이를 참조하여 설명하면, 종래의 지중열교환기(230)는 100~200mm의 직경을 갖는“∪”자 형태의 열교환 파이프로 지면에 깊이가 60~200m 내외로 천공된 구멍 내부에 삽입하여 시공함에 따라 지중열교환기(230)를 이루게 된다. 즉, 지중열교환기(230)는 PE재질의 공급관(232) 및 환수관(234)에 ∪-밴드(236)를 이용하여 연결하여 천공된 구멍에 삽입한 후 비어있는 나머지 공간을 시멘트나 벤토나이트를 주재료로 그라우팅하므로 지중열교환기(230)를 형성하게 된다.

그러나 종래의 수직형 지중열교환기를 시공함에는 천공 심도가 깊어 지표면으로부터 지반을 너무 깊게 천공해야하므로 작업시간이 많이 소요되고 지중 깊은 곳에 위치하는 암반 등의 물질로 인해 천공작업이 어려우며, 이에 따른 추가작업으로부터 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서 최근에는 지중열교환기를 수직으로 매설하되 열교환파이프를 소정의 회전반경 및 간격을 유지하며 스프링 모양으로 감긴 코일형의 지중열교환기를 사용함에 따라 천공구멍의 깊이를 크게 줄이면서 유체가 지중에 머무는 시간을 최대한 늘려 열효율을 증진시킬 수 있도록 한 코일형 지중열교환기가 제작되어 사용되고 있다.

그런데 코일형의 지중열교환기는 지중에 삽입한 후의 그라우팅 공정에는 열교환파이프 간의 간격을 유지시킬 수 있는 스페이서(spacer)의 제작공정이 반드시 필요하며, 지중열교환기에 스페이서를 설치함에는 하나하나 현장에서 이루어져야 하므로 현장에서의 시공시간이 많이 소요되고, 시공이 매우 번거로운 문제점이 있었다.

또한 종래의 코일형 지중열교환기는 지중에 매설하고자 그라우팅 공정을 거쳐 시공할 때에 외력의 영향으로 충격이 가해져 열교환파이프의 회전반경의 피치가 서로 간에 틀어지거나 간격이 변하는 등의 시공시 열교환파이프가 변형되고 이러한 원인으로부터 열 교환효율을 저하되는 문제가 있었다.

그리고 종래 코일형 지중열교환기는 서로 간의 피치 간격을 정확하게 유지시키기 위한 작업시간이 많이 지체되고, 시공이 모두 인력에 의해 이루어져 작업이 어렵고 번거로우며, 이는 작업의 효율성이 저하되는 문제가 있으므로 더욱 효율적으로 시공할 수 있는 지중열교환기의 시공장치 및 시공방법에 대한 개발이 시급히 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일정한 피치를 갖는 코일형태로 지중에 매립할 수 있도록 고정하여 지중열교환기를 시공하므로 간단한 시공구조를 이루고 시공중 지중열교환기의 형상이 틀어지거나 변형되는 현상을 방지하여 열교환효율을 지속적으로 유지하며 시공의 안정성 및 품질을 높일 수 있는 코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 일정한 피치로 코일형태의 지중열교환기를 매설할 수 있게 전반적인 시공공정을 기계화하여 작업의 편의성을 도모하고 작업인원과 공기를 단축하여 매우 효율적으로 시공할 수 있는 코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 코일형 지중열교환기 시공구조는 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 매설되는 지중열교환기의 시공구조에 있어서, 지중에 홀 형태를 이루도록 형성되는 천공구멍과; 상기 천공구멍의 내부 둘레 면으로부터 사방이 일정한 간격을 유지하도록 수용되고 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감겨 배치되는 지중열교환파이프와; 상기 지중열교환파이프의 외측으로 상기 천공구멍의 둘레 면 및 하면에 접하도록 채움재가 충전되어 상기 지중열교환파이프를 고정하는 외부충진층과; 상기 외부충진층의 내부에 채워져 상기 천공구멍을 메우고 상기 지중열교환파이프를 내측에서 고정하는 내부충진층;을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 외부충진층과 상기 내부충진층의 사이에는 둘레를 따라 경계를 이루도록 형성되는 부직포를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 외부충진층은 채움재로 벤토나이트를 사용하여 형성하고, 상기 내부충진층은 채움재로 흙을 사용하여 형성한다.

그리고 본 발명이 제안하는 코일형 지중열교환기 시공장치는 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 천공구멍이 형성된 지중에 코일형태의 지중열교환파이프를 채움재와 함께 매설하여 지중열교환기를 시공함에 있어서, 상기 지중열교환파이프가 외부 둘레 면을 따라 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 감길 수 있도록 하부에 측면이 폐쇄된 형태의 원통지지체가 형성되고, 상부는 상기 원통지지체의 상단에 연장하여 형성되고 둘레를 따라 등간격을 이루며 구비된 복수의 지지대로 구성되는 몸체부와; 상기 몸체부 중에서 상기 지지대 간의 사이마다 상기 원통지지체의 상단까지 수직으로 연장하여 위치하고 상기 원통지지체의 외측을 향해 채움재 중 벤토나이트를 충전하도록 토출하는 복수의 제1주입관과; 상기 몸체부의 중심선 상에 상측에서부터 하측으로 연장하여 위치하고 채움재 중 흙을 충전하도록 토출하는 제2주입관;을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 몸체부의 외주연을 따라 접하고 시공시 상기 채움재 중 벤토나이트와 흙의 경계를 이루어 위치하도록 형성되는 부직포를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 부직포는 하부가 상기 몸체부의 원통지지체에 외주연을 따라 접하고 상부는 상기 지지대의 바깥쪽에 접하면서 상기 제1주입관의 안쪽으로 위치하도록 형성된다.

상기 제1주입관은 하단이 상기 지중열교환파이프를 향해 전방으로 굽어지도록 연장단이 형성된다.

또한 상기 제1주입관과 상기 제2주입관의 상단에 연결 설치되고 채움재를 공급하는 공급기를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 공급기는 상기 제1주입관 및 상기 제2주입관에 채움재를 일정량씩 나눠 여러 차례 교대로 충전하도록 이루어진다.

상기 공급기로부터 상기 제1주입관 및 상기 제2주입관을 통해 상기 천공구멍에 충전되는 1회 토출량은 상기 몸체부 중 상기 원통지지체의 높이보다 상대적으로 낮은 높이로 충전되도록 형성한다.

그리고 본 발명이 제안하는 코일형 지중열교환기 시공방법은 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 지중열교환기를 매설하는 시공방법에 있어서, 지표면의 지반을 굴착하여 지중에 천공구멍을 형성하는 단계와; 상기 천공구멍의 내주연으로부터 사방이 동일한 간격을 유지하도록 삽입하고 상하 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감긴 지중열교환파이프를 형성하는 단계와; 상기 천공구멍의 내부에 상기 지중열교환파이프의 외측으로 채움재 중 벤토나이트를 충전하여 외부충진층을 형성하는 단계와; 상기 지중열교환파이프의 내측에 상기 천공구멍의 내부를 메우도록 채움재 중 흙을 충전하여 내부충진층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

상기 지중열교환파이프를 형성할 때에 상기 지중열교환파이프의 내면에 접하여 상기 천공구멍에 위치하고 상기 외부충진층과 상기 내부충진층의 경계부분에 부직포를 형성한다.

상기 천공구멍에 상기 외부충진층과 상기 내부충진층을 형성할 때에 채움재인 벤토나이트와 흙을 상기 천공구멍의 하부에서부터 일정량씩 번갈아가며 여러 차례에 걸쳐 충전하되 먼저 벤토나이트를 부분적으로 충전한 다음 흙을 부분적으로 충전하여 형성한다.

본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공구조 및 그 시공방법에 의하면 간단한 시공구조를 이루어 시공이 용이하고 시공중 형상이 틀어지거나 변형됨 없이 코일형태의 지중열교환파이프를 일정한 피치로 매설함에 따라 안전한 시공이 가능함은 물론 우수한 시공품질을 도모하며 설비의 유지관리가 편리하면서도 우수한 열교환효율을 지속적으로 유지할 수 있는 효과를 얻는다.

그리고 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치에 의하면 지중열교환파이프를 코일형태로 감아 지지한 상태로 시공할 수 있는 몸체부와, 지중열교환파이프의 내외로 각각 벤토나이트 및 흙을 구분하여 자동으로 충진할 수 있는 제1주입관 및 제2주입관을 구성하여 지중열교환파이프의 직경과 피치를 각각 일정한 상태로 간단히 시공하는 것이 가능하고, 전반적인 시공을 기계화하여 작업의 편의성을 도모함은 물론 작업인원과 공기를 줄여 최소비용으로 시공의 효율성을 극대화할 수 있는 효과를 얻는다.

또한 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치는 상기 몸체부에서 상기 제1주입관의 안쪽으로 부직포가 위치하여 지중열교환파이프를 향해 벤토나이트의 충전작업이 원활하게 이루어지므로 시공의 효율성 및 편의성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1의 (a),(b)는 각각 일반적인 지열 냉방 및 난방시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 종래의 기술에 따른 수직형 지중열교환기를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공구조의 일실시예를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치의 일실시예를 나타내는 정단면도.
도 5는 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치의 일실시예를 나타내는 평단면도.
도 6의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치의 일실시예에 있어서 벤토나이트와 흙을 충전하는 사용상태를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 지중열교환기의 시공을 완료한 상태를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공방법의 일실시예를 나타내는 블럭도.

본 발명은 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 매설되는 지중열교환기의 시공구조에 있어서, 지중에 홀 형태를 이루도록 형성되는 천공구멍과; 상기 천공구멍의 내부 둘레 면으로부터 사방이 일정한 간격을 유지하도록 수용되고 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감겨 배치되는 지중열교환파이프와; 상기 지중열교환파이프의 외측으로 상기 천공구멍의 둘레 면 및 하면에 접하도록 채움재가 충전되어 상기 지중열교환파이프를 고정하는 외부충진층과; 상기 외부충진층의 내부에 채워져 상기 천공구멍을 메우고 상기 지중열교환파이프를 내측에서 고정하는 내부충진층;을 포함하는 코일형 지중열교환기 시공구조를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 외부충진층과 상기 내부충진층의 사이에는 둘레를 따라 경계를 이루도록 형성되는 부직포를 더 포함하는 코일형 지중열교환기 시공구조를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 외부충진층은 채움재로 벤토나이트를 사용하여 형성되는 코일형 지중열교환기 시공구조를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 내부충진층은 채움재로 흙을 사용하여 형성되는 코일형 지중열교환기 시공구조를 기술구성의 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 천공구멍이 형성된 지중에 코일형태의 지중열교환파이프를 채움재와 함께 매설하여 지중열교환기를 시공함에 있어서, 상기 지중열교환파이프가 외부 둘레 면을 따라 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 감길 수 있도록 하부에 측면이 폐쇄된 형태의 원통지지체가 형성되고, 상부는 상기 원통지지체의 상단에 연장하여 형성되고 둘레를 따라 등간격을 이루며 구비된 복수의 지지대로 구성되는 몸체부와; 상기 몸체부 중에서 상기 지지대 간의 사이마다 상기 원통지지체의 상단까지 수직으로 연장하여 위치하고 상기 원통지지체의 외측을 향해 채움재 중 벤토나이트를 충전하도록 토출하는 복수의 제1주입관과; 상기 몸체부의 중심선 상에 상측에서부터 하측으로 연장하여 위치하고 채움재 중 흙을 충전하도록 토출하는 제2주입관;을 포함하는 코일형 지중열교환기 시공장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 몸체부의 외주연을 따라 접하고 시공시 상기 채움재 중 벤토나이트와 흙의 경계를 이루어 위치하도록 형성되는 부직포를 더 포함하는 코일형 지중열교환기 시공장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 부직포는 하부가 상기 몸체부의 원통지지체에 외주연을 따라 접하고 상부는 상기 지지대의 바깥쪽에 접하면서 상기 제1주입관의 안쪽으로 위치하도록 형성되는 코일형 지중열교환기 시공장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 제1주입관은 하단이 상기 지중열교환파이프를 향해 전방으로 굽어지도록 연장단이 형성되는 코일형 지중열교환기 시공장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 제1주입관과 상기 제2주입관의 상단에 연결 설치되고 채움재를 공급하는 공급기를 더 포함하는 코일형 지중열교환기 시공장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 공급기는 상기 제1주입관 및 상기 제2주입관에 채움재를 일정량씩 나눠 여러 차례 교대로 충전하도록 이루어지는 코일형 지중열교환기 시공장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 공급기로부터 상기 제1주입관 및 상기 제2주입관을 통해 상기 천공구멍에 충전되는 1회 토출량은 상기 몸체부 중 상기 원통지지체의 높이보다 상대적으로 낮은 높이로 충전되도록 형성되는 코일형 지중열교환기 시공장치를 기술구성의 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 지중열교환기를 매설하는 시공방법에 있어서, 지표면의 지반을 굴착하여 지중에 천공구멍을 형성하는 단계와; 상기 천공구멍의 내주연으로부터 사방이 동일한 간격을 유지하도록 삽입하고 상하 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감긴 지중열교환파이프를 형성하는 단계와; 상기 천공구멍의 내부에 상기 지중열교환파이프의 외측으로 채움재 중 벤토나이트를 외부충진층을 형성하는 단계와; 상기 지중열교환파이프의 내측에 상기 천공구멍의 내부를 메우도록 채움재 중 흙을 충전하여 내부충진층을 형성하는 단계;를 포함하는 코일형 지중열교환기 시공방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 지중열교환파이프를 형성할 때에 상기 지중열교환파이프의 내면에 접하여 상기 천공구멍에 위치하고 상기 외부충진층과 상기 내부충진층의 경계부분에 부직포를 형성하는 코일형 지중열교환기 시공방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 천공구멍에 상기 외부충진층과 상기 내부충진층을 형성할 때에 채움재인 벤토나이트와 흙을 상기 천공구멍의 하부에서부터 일정량씩 번갈아가며 여러 차례에 걸쳐 충전하되 먼저 벤토나이트를 부분적으로 충전한 다음 흙을 부분적으로 충전하여 형성하는 코일형 지중열교환기 시공방법을 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공구조의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공구조의 일실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 매설되는 지중열교환기(100)의 시공구조에 있어서, 천공구멍(10)과, 지중열교환파이프(20)와, 외부충진층(30)과, 내부충진층(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 천공구멍(10)은 상기 지중열교환기(100)의 시공에 있어서 가장 기초가 되는 공간을 형성하는 것으로서, 지중에 홀 형태의 형상을 이루도록 지면을 소정의 지름과 깊이로 굴착하여 형성한다.

상기 천공구멍(10)의 깊이는 상기 지중열교환파이프(20)의 상하 높이에 대응하여 형성하고, 60~100㎝의 깊이로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 천공구멍(10)의 둘레 지름은 상기 지중열교환파이프(20)의 시공이 용이하도록 매설하고자하는 상기 지중열교환파이프(20)의 지름보다 상대적으로 크게 형성한다.

상기 천공구멍(10)은 내부 둘레 면이 동일한 수직면을 이루도록 형성하고 하면은 판판한 수평면을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 지중열교환파이프(20)는 스프링형상으로 이루어지고, 상기 천공구멍(10) 내에 코일형태로 감겨 배치된다.

상기 지중열교환파이프(20)는 내부에 열전달매체가 흘러 이동될 수 있도록 속이 비어 있는 관 형태의 형상을 이루고, 내부로 이동되는 열전달매체로부터 지중의 열을 회수하거나 방출하여 냉난방 시스템에 사용가능한 열원을 공급한다.

상기 지중열교환파이프(20)는 동일한 직경을 이루며 코일형태로 감겨 상기 천공구멍(10)의 내부 둘레 면으로부터 사방이 일정한 간격을 유지하도록 수용되어 매설한다.

상기 지중열교환파이프(20)의 양쪽 끝단은 각각 상기 천공구멍(10)에 매설된 후에도 지상에 위치하도록 형성된다. 즉, 상기 지중열교환파이프(20)는 내부로 이동되는 열전달매체가 한쪽으로 유입되고 지중을 거친 후 다시 지상으로 이동됨에 따라 냉난방 시스템에 공급가능하도록 형성되는 것으로, 상기 지중열교환파이프(20)가 코일형태로 감긴 후 하부에서부터 상측 연장된 위치를 향해 수직으로 상향하여 상기 지중열교환파이프(20)의 양쪽 끝단이 지상으로 돌출된 형태로 구성된다.

상기 지중열교환파이프(20)는 상하로 동일한 피치 간격을 이루어 매설된다.

상기 지중열교환파이프(20)는 고밀도의 폴리에틸렌 재질로 구성하는 것이 바람직하고, 상기 지중열교환파이프(20)는 열전도율이 높은 금속재질로 형성하는 것도 가능하다.

상기 외부충진층(30)과 상기 내부충진층(40)은 상기 지중열교환파이프(20)를 고정하도록 상기 천공구멍(10)의 내부에 서로 다른 채움재가 충전되어 형성된다.

상기 외부충진층(30)은 상기 지중열교환파이프(20)를 기준으로 외측에 채움재가 충전되어 상기 지중열교환파이프(20)를 고정한다.

상기 외부충진층(30)은 상기 천공구멍(10)의 둘레 면 및 하면에 접하도록 충전된다.

상기 외부충진층(30)은 채움재로 열전도율이 우수한 벤토나이트를 원료로 사용하여 형성한다.

벤토나이트란 팽창성을 가진 가소성이 매우 높은 광물로 화산폭발로 인한 화산재가 해저에서 점토질 광물로 변성되고 지표면에 솟아올라 오랜 침식과 풍화에 의해 생성된 광물로서, 그 종류는 크게 소디움(Na)계, 칼슘(Ca)계, 나트륨교환(Na₂Co₂-Na)계로 구분되는데 본 발명에서의 벤토나이트는 소디움계를 사용한다.

상기 외부충진층(30)은 원료로 벤토나이트를 사용함에 따라 점착력이 우수하여 시공후 층이 붕괴되는 현상 없이 영구적이며, 방수성이 우수하여 지중에서 물이나 지하수의 유입을 차단하는 불투수층을 이루게 된다.

상기 내부충진층(40)은 상기 천공구멍(10)의 남은 공간을 메우도록 상기 외부충진층(30)의 내부에 채워져 상기 지중열교환파이프(20)를 내측에서 고정한다.

상기 내부충진층(40)은 채움재로 흙을 원료로 사용하여 형성된다.

상기 내부충진층(40)을 이루는 원료인 흙은 상기 천공구멍(10)을 굴착할 때 발생하는 흙을 재사용하는 것이 바람직하다.

상기 외부충진층(30)과 상기 내부충진층(40)을 이루도록 사용되는 채움재인 벤토나이트 및 흙을 분말상태 그대로 충전하는 것도 가능하고, 채움재인 벤토나이트 및 흙에 각각 소정의 물을 함께 혼합하여 슬러리 상태로 충전하는 것도 가능하다.

또한 상기 외부충진층(30)과 상기 내부충진층(40)의 사이에 부직포(50)가 위치하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 부직포(50)는 상기 지중열교환파이프(20)의 내측 면 둘레에 접하여 위치한다. 즉 상기 부직포(50)는 지중에서 상기 외부충진층(30)과 상기 내부충진층(40)의 둘레를 따라 경계를 이루도록 형성된다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공구조에 의하면, 간단한 시공구조를 이루어 시공이 용이하고 시공중 형상이 틀어지거나 변형됨 없이 코일형태의 지중열교환파이프를 일정한 피치로 매설함에 따라 안전한 시공이 가능함은 물론 우수한 시공품질을 도모하며 설비의 유지관리가 편리하면서도 우수한 열교환효율을 지속적으로 유지하는 것이 가능하다.

다음으로 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치의 일실시예는 도 4 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상술한 코일형 지중열교환기 시공구조를 이루기 위한 것으로, 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 천공구멍(10)이 형성된 지중에 코일형태의 지중열교환파이프(20)를 채움재와 함께 매설하여 지중열교환기(100)를 시공함에 있어서, 몸체부(110)와, 제1주입관(120) 및 제2주입관(130)을 포함하여 이루어진다.

상기 몸체부(110)는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 외부 둘레 면을 따라 상기 지중열교환파이프(20)가 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감겨 시공중 외력으로부터 전반적인 형상을 유지할 수 있도록 지지하는 것으로서, 원통지지체(111)와 지지대(113)로 상하 구분하여 구성된다.

상기 원통지지체(111)는 상기 몸체부(110)의 하부에 원통형으로 이루어지고, 측면이 폐쇄된 형태로 형성된다.

상기 지지대(113)는 상기 몸체부(110)의 상부를 이루도록 상기 원통지지체(111)의 상단에서 상측 수직으로 연장하여 형성된다.

상기 지지대(113)는 원형의 막대형상을 이루고 상기 원통지지체(111)의 상단 둘레를 따라 등간격을 이루며 복수로 구비된다. 상기 지지대(113)는 복수로 구비하되 적어도 3개 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 몸체부(110)는 상단에서 상기 지지대(113)를 서로 연결하여 고정할 수 있는 상판(115)을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제1주입관(120)은 상기 천공구멍(10)에 채움재 중 벤토나이트를 충전하는 것으로, 상기 원통지지체(111)의 외측을 향해 토출한다.

상기 제1주입관(120)은 위에서 아래를 향해 상기 원통지지체(111)의 상단까지 수직으로 연장하여 위치한다.

상기 제1주입관(120)은 상기 몸체부(110) 중에서 상기 지지대(113) 간의 사이마다 개별로 위치한다. 즉, 상기 제1주입관(120)은 상기 지지대(113)에 상응하는 개수를 이루며 복수로 형성된다.

상기 제1주입관(120)은 하단이 상기 지중열교환파이프(20)를 향해 전방으로 굽어진 형태로 연장단(121)이 형성된다.

상기 연장단(121)은 채움재인 벤토나이트의 원활한 토출을 도모하도록 상기 지중열교환파이프(20)를 향해 전방으로 굽어지되 방향이 소정의 각도로 하향지향하도록 경사진 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 제2주입관(130)은 상기 천공구멍(10)에 채움재 중 흙을 충전하도록 토출하는 것으로, 상기 몸체부(110)의 내측 중앙 중심선 상에 상측에서부터 하측으로 연장하여 위치한다.

상기 제1주입관(120) 및 상기 제2주입관(130)은 상기 몸체부(110)로부터 상측에 구비된 상기 상판(115)에 고정된 구조로 구성하는 것이 가능하되, 상기 제1주입관(120) 및 제2주입관(130)의 상단이 상기 상판(115)을 관통하여 보다 연장된 구조를 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 천공구멍(10)에 상기 제1주입관(120) 및 상기 제2주입관(130)을 통해 채움재를 공급하도록 외부 지상에 위치하는 공급기(140)를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 공급기(140)는 채움재를 상기 제1주입관(120) 및 상기 제2주입관(130)을 향해 펌핑하는 작동원리로부터 공급한다.

상기 공급기(140)는 상기 제1주입관(120)과 상기 제2주입관(130)의 상단에 연결가능한 구조로 설치된다. 즉 상기 공급기(140)로부터 상기 제1주입관(120)과 상기 제2주입관(130)의 상단을 연결하도록 파이프나 호스 등을 이용하여 채움재를 공급가능하게 설치된다.

상기 공급기(140)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 제1주입관(120) 및 상기 제2주입관(130)에 채움재를 일정량씩 나눠 여러 차례 교대로 충전하도록 이루어진다. 즉, 상기 공급기(140)를 통해 상기 천공구멍(10)을 충전하도록 채움재를 공급함에는 도 6의 (a)에서처럼 상기 공급기(140)로부터 채움재 중 벤토나이트를 상기 제1주입관(120)으로 공급하여 상기 천공구멍(10)의 하부 일정량을 충전시킨 후, 도 6의 (b)에서처럼 상기 몸체부(110)를 상측을 향해 일정한 높이만큼 이동시켜 상기 공급기(140)로부터 채움재 중 흙을 상기 제2주입관(130)으로 공급하여 상기 천공구멍(10)에 일정량을 충전한다. 이처럼 벤토나이트와 흙을 계속해서 교대로 충전함에 따라 도 7과 같이 상기 천공구멍(10)을 모두 채워 상기 지중열교환기(100)를 시공한다.

상기 공급기(140)로부터 상기 제1주입관(120) 및 상기 제2주입관(130)을 통해 상기 천공구멍(10)에 충전되는 1회 토출량은 상기 몸체부(110) 중 상기 원통지지체(111)의 높이보다 상대적으로 낮은 높이로 충전되도록 형성한다.

또한 상기 몸체부(110)에는 외주연을 따라 접하여 위치하고 시공시 상기 천공구멍(10)으로 채움재인 벤토나이트와 흙의 경계부분에 부직포(50)를 형성하도록 구비된다.

상기 부직포(50)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 몸체부(110)의 원통지지체(111)의 외주연을 따라 하부가 접하고, 상부는 상기 지지대(113)의 바깥쪽에 접하면서 상기 제1주입관(120)의 안쪽으로 위치하도록 형성된다. 즉 상기 부직포(50)는 상하 동일한 직경을 이루며 상기 몸체부(110)의 외주연 상을 감싸도록 접하는데, 상기 원통지지체(111)에 접하는 상기 부직포(50)의 하부는 팽팽한 형태를 이루게 되고 상기 지지대(113)에 접하는 상기 부직포(50)의 상부는 상기 지지대(113)에만 접하므로 상기 제1주입관(120)의 안쪽에서 느슨한 상태를 유지하게 위치한다.

상기에서처럼 부직포(50)가 상기 몸체부(110)에서 상기 제1주입관(120)의 안쪽으로 위치하는 것에 의해서 상기 부직포(50)의 바깥쪽인 상기 지중열교환파이프(20)를 향해 원활하게 벤토나이트를 채우는 것이 가능하다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공장치에 의하면, 지중열교환파이프를 코일형태로 감아 지지한 상태로 시공할 수 있는 몸체부와, 지중열교환파이프의 내외로 각각 벤토나이트 및 흙을 구분하여 자동으로 충진할 수 있는 제1주입관 및 제2주입관을 구성하여 지중열교환파이프의 직경과 피치를 각각 일정한 상태로 간단히 시공하는 것이 가능하고, 전반적인 시공을 기계화하여 작업의 편의성을 도모함은 물론 작업인원과 공기를 줄여 최소비용으로 시공의 효율성을 극대화하는 것이 가능하다.

다음으로 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공방법의 일실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이, 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 지중열교환기(100)를 매설하는 시공방법에 있어서, 천공구멍(10)을 형성하는 단계(S10)와, 지중열교환파이프(20)를 형성하는 단계(S20)와, 외부충진층(30)을 형성하는 단계(S30)와, 내부충진층(40)을 형성하는 단계(S40)를 포함하여 이루어진다.

상기 천공구멍(10)을 형성하는 단계(S10)에서는 상기 지중열교환기(100)를 시공할 가장 기초적인 틀인 시공공간을 이루도록 지표면의 지반을 굴착기나 오거 등을 사용하여 소정의 직경과 깊이를 갖는 천공구멍(10)을 굴착하여 형성한다.

상기 천공구멍(10)을 형성함에는 매설할 상기 지중열교환파이프(20)의 회전반경을 점검하여 상기 지중열교환파이프(20)의 지름보다 상대적으로 큰 지름으로 굴착하고, 굴착깊이는 60~100㎝로 지면을 뚫어 상기 천공구멍(10)을 형성한다.

상기 천공구멍(10)을 굴착할 때는 상기 지중열교환파이프(20)의 원활한 매설 시공을 위해 내측 벽면이 일정한 수직을 이룸은 물론 바닥면이 평탄한 수평면을 이루도록 시공하는 것이 바람직하다.

상기 지중열교환파이프(20)를 형성하는 단계(S20)에서는 상기 지중열교환파이프(20)를 상기 천공구멍(10)의 내부에 삽입하여 위치한다.

상기 지중열교환파이프(20)를 형성할 때는 상기 지중열교환파이프(20)가 일정한 회전반경과 피치 간격을 이루도록 코일형태로 감는 작업을 선행한다. 예를 들면, 본 발명의 시공장치에 구성된 몸체부(110)에 감아 상기 천공구멍(10)에 삽입하므로 상기 지중열교환파이프(20)를 형성한다.

상기 지중열교환파이프(20)를 형성할 때에 상기 지중열교환파이프(20)의 내면 둘레를 따라 접하는 부직포(50)를 함께 상기 천공구멍(10)으로 삽입하는 것도 가능하다.

상기 부직포(50)를 형성함에는 상기한 본 발명의 시공장치에서 몸체부(110)의 외부 둘레 면을 감싸도록 구비하되 상기 몸체부(110)의 상부는 지지대의 바깥쪽 면에 접하면서 제1주입관(120)의 안쪽으로 위치하도록 구비한다.

상기 부직포(50)는 상기 천공구멍(10)에 위치하도록 상기 지중열교환파이프(20)와 함께 삽입하여 시공하므로 상기 외부충진층(30)과 상기 내부충진층(40)의 경계부분에 위치하도록 형성된다.

상기 지중열교환파이프(20)를 상기 천공구멍(10)에 삽입하여 위치함에는 상하 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감긴 상기 지중열교환파이프(20)를 상기 천공구멍(10)의 내주연으로부터 사방이 동일한 간격을 유지하도록 삽입한다.

상기 외부충진층(30)을 형성하는 단계(S30)에서는 상기 천공구멍(10)의 내부에 상기 지중열교환파이프(20)를 향한 외측으로 채움재 중 벤토나이트를 충전한다.

예를 들면, 상기한 시공장치에서 제1주입관(120)을 통해 벤토나이트를 주입하되 공급기(140)의 펌핑작동에 의해 벤토나이트 원료를 상기 천공구멍(10)에 공급한다.

상기 외부충진층(30)은 상기 천공구멍(10)의 내면과 하면에 접하여 소정의 두께를 이루도록 시공한다.

상기 외부충진층(30)은 상기 내부충진층(40)과 함께 부분적으로 상기 천공구멍(10)을 채우는 작업을 반복하므로 형성된다.

상기 내부충진층(40)을 형성하는 단계(S40)에서는 상기 지중열교환파이프(20)의 내측 즉 상기 천공구멍(10)에서 상기 외부충진층(30) 외의 남은 내부공간을 메우도록 채움재 중 흙을 충전한다.

예를 들면, 상기한 시공장치에서 제2주입관(130)을 통해 흙을 주입하는데, 이는 공급기(140)의 펌핑작동에 의해 흙 원료를 상기 천공구멍(10)에 공급하여 충전한다. 이때 몸체부(110)는 흙을 충전가능하도록 상향이동하되 부분적으로 이동하며 상기 내부충진층(40)을 형성하게 된다.

상기 천공구멍(10)에 상기 외부충진층(30)과 상기 내부충진층(40)을 형성할 때에 채움재인 벤토나이트와 흙을 상기 천공구멍(10)의 하부에서부터 일정량씩 번갈아가며 여러 차례에 걸쳐 충전하되 먼저 벤토나이트를 부분적으로 충전한 다음 흙을 부분적으로 충전하여 형성하고, 이러한 작업을 계속해서 반복하므로 시공을 완료한다.

상기에서는 본 발명에 따른 코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 천공구멍 20 : 지중열교환파이프 30 : 외부충진층
40 : 내부충진층 50 : 부직포 100 : 지중열교환기
110 : 몸체부 111 : 원통지지체 113 : 지지대
115 : 상판 120 : 제1주입관 121 : 연장단
130 : 제2주입관 140 : 공급기

Claims (14)

1. 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 매설되는 지중열교환기에 있어서,
   지중에 홀 형태를 이루도록 형성되는 천공구멍과;
   상기 천공구멍의 내부 둘레 면으로부터 사방이 일정한 간격을 유지하도록 수용되고 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감겨 배치되는 지중열교환파이프와;
   상기 지중열교환파이프의 외측으로 상기 천공구멍의 둘레 면 및 하면에 접하도록 채움재가 충전되어 상기 지중열교환파이프를 고정하는 외부충진층과;
   상기 외부충진층의 내부에 채워져 상기 천공구멍을 메우고 상기 지중열교환파이프를 내측에서 고정하는 내부충진층;을 포함하여 이루어지되,
   상기 외부충진층과 상기 내부충진층의 사이에는 둘레를 따라 경계를 이루도록 형성되는 부직포를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 외부충진층은, 채움재로 벤토나이트를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 내부충진층은, 채움재로 흙을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기
   
5. 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 천공구멍이 형성된 지중에 코일형태의 지중열교환파이프를 채움재와 함께 매설하여 지중열교환기를 시공함에 있어서,
   상기 지중열교환파이프가 외부 둘레 면을 따라 상하로 동일한 피치 간격을 이루며 감길 수 있도록 하부에 측면이 폐쇄된 형태의 원통지지체가 형성되고, 상부는 상기 원통지지체의 상단에 연장하여 형성되고 둘레를 따라 등간격을 이루며 구비된 복수의 지지대로 구성되는 몸체부와;
   상기 몸체부 중에서 상기 지지대 간의 사이마다 상기 원통지지체의 상단까지 수직으로 연장하여 위치하고 상기 원통지지체의 외측을 향해 채움재 중 벤토나이트를 충전하도록 토출하는 복수의 제1주입관과;
   상기 몸체부의 중심선 상에 상측에서부터 하측으로 연장하여 위치하고 채움재 중 흙을 충전하도록 토출하는 제2주입관;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 몸체부의 외주연을 따라 접하고 시공시 상기 채움재 중 벤토나이트와 흙의 경계를 이루어 위치하도록 형성되는 부직포를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 부직포는, 하부가 상기 몸체부의 원통지지체에 외주연을 따라 접하고 상부는 상기 지지대의 바깥쪽에 접하면서 상기 제1주입관의 안쪽으로 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공장치.
   
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1주입관은, 하단이 상기 지중열교환파이프를 향해 전방으로 굽어지도록 연장단이 형성되는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공장치.
   
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1주입관과 상기 제2주입관의 상단에 연결 설치되고 채움재를 공급하는 공급기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 공급기는, 상기 제1주입관 및 상기 제2주입관에 채움재를 일정량씩 나눠 여러 차례 교대로 충전하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 공급기로부터 상기 제1주입관 및 상기 제2주입관을 통해 상기 천공구멍에 충전되는 1회 토출량은 상기 몸체부 중 상기 원통지지체의 높이보다 상대적으로 낮은 높이로 충전되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공장치.
    
12. 지중의 열을 냉난방 시스템의 열원으로 사용할 수 있도록 코일형태로 지중열교환기를 매설하는 시공방법에 있어서,
    지표면의 지반을 굴착하여 지중에 천공구멍을 형성하는 단계와;
    상기 천공구멍의 내주연으로부터 사방이 동일한 간격을 유지하도록 삽입하고 상하 동일한 피치 간격을 이루며 코일형태로 감긴 지중열교환파이프를 형성하는 단계와;
    상기 천공구멍의 내부에 상기 지중열교환파이프의 외측으로 채움재 중 벤토나이트를 충전하여 외부충진층을 형성하는 단계와;
    상기 지중열교환파이프의 내측에 상기 천공구멍의 내부를 메우도록 채움재 중 흙을 충전하여 내부충진층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공방법.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 지중열교환파이프를 형성할 때에 상기 지중열교환파이프의 내면에 접하여 상기 천공구멍에 위치하고 상기 외부충진층과 상기 내부충진층의 경계부분에 부직포를 형성하는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공방법.
    
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 천공구멍에 상기 외부충진층과 상기 내부충진층을 형성할 때에 채움재인 벤토나이트와 흙을 상기 천공구멍의 하부에서부터 일정량씩 번갈아가며 여러 차례에 걸쳐 충전하되 먼저 벤토나이트를 부분적으로 충전한 다음 흙을 부분적으로 충전하여 형성하는 것을 특징으로 하는 코일형 지중열교환기 시공방법.
    

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