KR101385649B1 - 지중 열교환에서의 가변송풍시스템 - Google Patents

지중 열교환에서의 가변송풍시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101385649B1
KR101385649B1 KR1020130075809A KR20130075809A KR101385649B1 KR 101385649 B1 KR101385649 B1 KR 101385649B1 KR 1020130075809 A KR1020130075809 A KR 1020130075809A KR 20130075809 A KR20130075809 A KR 20130075809A KR 101385649 B1 KR101385649 B1 KR 101385649B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blower
underground air
borehole
underground
temperature
Prior art date
Application number
KR1020130075809A
Other languages
English (en)
Inventor
김성용
심성천
김용환
현명택
Original Assignee
(주) 제스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 제스코 filed Critical (주) 제스코
Priority to KR1020130075809A priority Critical patent/KR101385649B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101385649B1 publication Critical patent/KR101385649B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/042—Temperature sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)

Abstract

본 발명은 지중 열교환을 통한 에너지 절감시스템에 있어서 특히, 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층 내에서의 지하공기의 흐름을 이용하여 지하공기를 목적하는 장소로 이송시키는 제어시스템을 통한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 가변송풍시스템에 관한 것으로, 지하의 현무암 지층에서 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 송풍부를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절할 수 있게 하고, 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들을 통해 시추공 내 지하공기의 온도정보를 깊이별 또는 통합 산출하여 이를 통해 상기 송풍부를 제어하는 가변송풍시스템에 관한 것이다.

Description

지중 열교환에서의 가변송풍시스템{A Variable Air Blast System of ground heat exchanger}
본 발명은 지중 열교환을 통한 에너지 절감시스템에 있어서 특히, 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층 내에서의 지하공기의 흐름을 이용하여 지하공기를 목적하는 장소로 이송시키는 제어시스템을 통한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 가변송풍시스템에 관한 것으로, 지하의 현무암 지층에서 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 송풍부를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절할 수 있게 하고, 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들을 통해 시추공 내 지하공기의 온도정보를 깊이별 또는 통합 산출하여 이를 통해 상기 송풍부를 제어하는 가변송풍시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지열이라 함은 지표면의 하부에 분포되어 있는 토양과 암석이 태양복사열 이나 지구 내부의 마그마열 때문에 보유하고 있는 열을 의미한다. 지표면 하부의 특정 심도의 지열은 연중 일정한 온도를 유지하고 있으며, 지하수가 풍부한 곳에서는 지하수의 수온을 이용하고 지하수의 산출성이 빈약한 곳에서는 순수한 토양과 암석 자체가 보유하고 있는 지열을 건물의 냉, 난방에 사용하고 있다.
이와 같이 지열을 이용하는 냉난방시스템은 냉난방 방식 중에서 가장 효율이 높고, 환경 친화적인 방법으로 알려져 있으며 지구온난화를 유발하는 이산화탄소 배출 절감을 위한 방안 중에서 가장 경제적이고 효과적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나, 종래의 지열을 활용하는 시스템은 별도의 열교환수 즉, 물을 매개체로 활용하는 열교환방식에 그치고 있다.
(특허 문헌)
등록특허 제10-0803351호(2008. 2. 13. 공고) "지열에너지 이용을 위한 지중 열교환 시스템"
위 (특허 문헌) 역시 암반층 또는 대수층이 형성된 지중에 보어홀을 형성하여 흡입 파이프와 순환 파이프를 설치하고, 상기 흡입 파이프를 통해 흡입된 지하수가 갖고 있는 열 에너지를 열교환부를 통해 열교환을 실시하여 각종 건물의 냉난방으로 사용할 수 있도록 하는 지열에너지 이용을 위한 지중 열교환 시스템에 관한 것이다.
그러나, 위와 같은 종래의 방식들에서는 지중의 지하수를 이용함에 따른 지하수 오염의 문제는 물론, 지하수 흡입과정에서 각종 이물질이 유입됨으로 인한 유지관리상의 문제가 발생하게 되고, 또한 수자원 고갈 및 열교환 효율상의 문제도 안고 있다.
따라서, 이러한 종래의 방식에서 탈피하여 특히, 제주도와 같이 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층에서의 공기의 순환을 이용한 새로운 방식을 제안함으로써 종래 지하수 등을 활용하는 방식에서 도출되는 여러 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있도록 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 지중 열교환을 통한 에너지 절감시스템에 있어서 특히, 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층 내에서의 지하공기의 흐름을 이용하여 지하공기를 목적하는 장소로 이송시키는 제어시스템을 통한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 가변송풍시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 지하의 현무암 지층에서 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 송풍부를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절할 수 있게 하는 가변송풍시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들을 통해 시추공 내 지하공기의 온도정보를 깊이별 또는 통합 산출하여 이를 통해 상기 송풍부를 제어하는 가변송풍시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시추공의 중단 또는 하단에서 별도로 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 보조관로 및 보조송풍기를 추가로 포함하고, 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도를 항상 일정 온도로 유지시키기 위해 필요에 따라 상기 보조송풍기를 제어할 수 있는 가변송풍시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 지하 시추공에서 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 9~11℃가 유지되도록 송풍부를 제어함으로써 지중 열교환시스템의 효율을 증대시키는 가변송풍시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 지중 열교환에서의 가변송풍시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지중 열교환에서의 가변송풍시스템은 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층 내를 관통하여 형성되는 시추공; 상기 시추공 내 지하공기의 온도 및 압력을 측정하는 센서부; 상기 시추공 내 지하공기를 목적하는 장소로 이송시켜 지하공기를 이용한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 송풍부; 상기 센서부에서 측정되는 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 상기 송풍부를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 가변송풍시스템에 있어서 상기 센서부는 상기 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 센서를 배치하고, 상기 제어부는 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들을 통해 시추공 내 지하공기의 온도정보를 깊이별 또는 통합 산출하여 이를 통해 상기 송풍부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 가변송풍시스템에 있어서 상기 제어부는 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들로부터 시추공 내 지하공기의 온도정보를 전송받는 센서정보수집모듈과, 상기 센서정보수집모듈의 정보를 토대로 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지되도록 상기 송풍부를 제어하는 송풍부제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 가변송풍시스템은 상기 시추공의 중단 또는 하단에서 별도로 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 제1보조관로 또는 제2보조관로를 추가로 포함하고, 상기 송풍부는 상기 제1보조관로의 말단에서 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 제1보조송풍기 또는 상기 제2보조관로의 말단에서 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 제2보조송풍기를 포함하고, 상기 송풍부제어모듈은 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도를 항상 일정 온도로 유지시키기 위해 상기 제1보조송풍기 또는 제2보조송풍기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 가변송풍시스템에 있어서 상기 송풍부제어모듈은 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 9~11℃가 유지되도록 상기 송풍부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 지중 열교환을 통한 에너지 절감시스템에 있어서 특히, 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층 내에서의 지하공기의 흐름을 이용하여 지하공기를 목적하는 장소로 이송시키는 제어시스템을 통한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 지하의 현무암 지층에서 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 송풍부를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절할 수 있게 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들을 통해 시추공 내 지하공기의 온도정보를 깊이별 또는 통합 산출하여 이를 통해 상기 송풍부를 제어하는 효과를 갖는다.
본 발명은 시추공의 중단 또는 하단에서 별도로 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 보조관로 및 보조송풍기를 추가로 포함하고, 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도를 항상 일정 온도로 유지시키기 위해 필요에 따라 상기 보조송풍기를 제어할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 지하 시추공에서 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 9~11℃가 유지되도록 송풍부를 제어함으로써 지중 열교환시스템의 효율을 증대시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 열교환에서의 가변송풍시스템 구조도
도 2는 제어부의 구성을 도시한 블럭도
도 3은 도 1의 시스템이 작동하는 상태를 도시한 개념도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지중 열교환에서의 가변송풍시스템 구조도
도 5는 도 4의 시스템이 작동하는 상태를 도시한 개념도
이하에서는 본 발명에 따른 지중 열교환에서의 가변송풍시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 열교환에서의 가변송풍시스템은 수많은 공극을 포함하는 현무암(100) 지층 내를 관통하여 형성되는 시추공(10); 상기 시추공(10) 내 지하공기의 온도 및 압력을 측정하는 센서부(20); 상기 시추공(10) 내 지하공기를 목적하는 장소로 이송시켜 지하공기를 이용한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 송풍부(30); 상기 센서부(20)에서 측정되는 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 상기 송풍부(30)를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절하는 제어부(40);를 포함할 수 있다.
상기 시추공(10)은 수많은 공극을 포함하는 현무암(100) 지층 내를 지하로 관통하여 지층 내의 지하공기를 열교환을 위한 목적으로 이송시킬 수 있게 하는 공간을 제공하는 구성이다. 상기 시추공(10)은 통상적으로 수십에서 수백 미터 지하로 관통하여 일정 부피를 갖도록 형성될 수 있다.
제주도와 같은 화산지대의 지질은 현무암류 등의 화산암류와 화산쇄설성 퇴적암류로 구성되어 있으며, 현무암은 기공 발달이 많고 균열과 수직절리가 잘 발달된 특징을 갖고 있다. 이러한 현무암층은 그 두께가 1~2m 부터 수십 m에 이르는 경우가 많으며, 각 암층 사이에 화산쇄설층이 협재되어 있다. 지온의 계절변화는 지하 10~20m 깊이에서는 거의 나타나지 않는데, 이러한 층을 지중온도의 불변층이라고 한다. 그리고 지하로 깊게 내려갈수록 지온은 점차 상승하는데 그 비율은 100m 당 2~3℃ 정도를 보이게 된다. 이와 같은 지중온도의 특성은 여름철은 지표보다 낮고, 겨울철은 지표보다 높게 유지되므로 이를 활용하여 에너지 냉·난방 등에 활용하는 열교환시스템이 시도되고 있다. 그러나, 앞서 종래기술의 문제점으로 언급한 바와 같이, 종래의 지열을 활용하는 시스템은 별도의 열교환수 즉, 물을 매개체로 활용하는 열교환방식에 그치고 있었던바, 이와 같은 종래의 방식들에서는 지중의 지하수를 이용함에 따른 지하수 오염의 문제는 물론, 지하수 흡입과정에서 각종 이물질이 유입됨으로 인한 유지관리상의 문제가 발생하게 되고 또한 수자원 고갈 및 열교환 효율상의 문제도 안고 있다. 따라서, 이러한 종래의 방식에서 탈피하여 특히, 제주도와 같이 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층의 특성을 활용하여 지하공기의 순환을 이용한 새로운 방식을 제안함으로써 종래 지하수 등을 활용하는 방식에서 도출되는 여러 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있도록 한 것이다. 특히, 시설하우스 등과 같이 온수난방이 아닌 기체 난방이 이루어져야 하는 곳에 있어서는 별도의 화석에너지에 대한 비용을 절약하고 지하공기를 에너지 자원화하여 곧바로 이용할 수 있다는 점에서 농업경제성을 확보할 수 있도록 하는 중요한 수단으로 활용될 수 있다.
상기 센서부(20)는 상기 시추공(10) 내에 설치되어 지하공기의 온도 및/또는 압력을 측정하는 구성으로, 특히 본 발명에서 상기 센서부(20)는 상기 시추공(10)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 센서를 배치하여 시추공(10)의 깊이별로 지하공기의 온도 및/또는 압력을 측정할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 상기 센서부(20)가 시추공(10)의 깊이별로 지하공기의 온도 및/또는 압력을 측정하게 되면, 후술할 제어부(40)는 시추공(10)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들을 통해 시추공(10) 내 지하공기의 온도정보를 깊이별 또는 통합 산출하여 이를 통해 후술할 송풍부(30)를 제어하게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 송풍부(30)는 상기 시추공(10) 내 지하공기를 목적하는 장소(시설하우스, 건물 등)로 이송시켜 지하공기를 이용한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 구성이다. 즉, 상기 송풍부(30)는 상기 시추공(10) 내 지하공기의 흐름을 인위적으로 지상의 목적하는 장소까지 이송시키는 동력을 제공하게 된다. 특히, 상기 송풍부(30)는 이송되는 지하공기의 유량 또는 유속을 가변적으로 제어할 수 있는 가변송풍기로 구성되는데, 이때 상기 송풍부(30)의 제어는 후술할 제어부(40)에 의해 이루어지게 된다.
상기 제어부(40)는 상기 센서부(20)에서 측정되는 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 상기 송풍부(30)를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절하는 구성이다. 이를 위해 상기 제어부(40)는 시추공(10)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서부(20)로부터 시추공(10) 내 지하공기의 온도정보를 전송받는 센서정보수집모듈(410)과, 상기 센서정보수집모듈(410)의 정보를 토대로 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지되도록 상기 송풍부(30)를 제어하는 송풍부제어모듈(420)을 포함할 수 있다.
상기 센서정보수집모듈(410)은 시추공(10)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 상기 센서부(20)로부터 시추공(10) 내 지하공기의 온도정보를 전송받아 지하공기의 온도정보를 깊이별 또는 통합(즉, 시추공(10) 내 전체 지하공기의 온도의 평균)하여 산출하여 제공하는 구성이다.
상기 송풍부제어모듈(420)은 상기 센서정보수집모듈(410)의 정보를 토대로 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지되도록 상기 송풍부(30)를 제어하여 송풍부(30)를 통해 이송되는 지하공기의 유량 또는 유속을 가변적으로 조절하는 구성이다. 특히, 상기 송풍부제어모듈(420)은 상기 센서정보수집모듈(410)에서 산출된 시추공(10) 내 지하공기의 평균온도 또는 시추공(10)의 최상단을 통과하는 지하공기의 온도가 9~11℃(보다 바람직하게는 10℃ 내외)가 유지되도록 상기 송풍부(30)를 제어하게 된다. 즉, 상기 센서정보수집모듈(410)에서 산출된 시추공(10) 내 지하공기의 평균온도 또는 시추공(10)의 최상단을 통과하는 지하공기의 온도가 기준온도(바람직하게는 10℃ 내외) 보다 낮은 경우에는 공기가 지중에서 보다 많이 머무를 수 있도록 상기 송풍부(30)를 통해 이송되는 공기의 유속 또는 유량이 낮아지도록 제어하고, 반대로 상기 센서정보수집모듈(410)에서 산출된 시추공(10) 내 지하공기의 평균온도 또는 시추공(10)의 최상단을 통과하는 지하공기의 온도가 기준온도(바람직하게는 10℃ 내외) 보다 높은 경우에는 상대적으로 공기가 빠르게 순환될 수 있도록 상기 송풍부(30)를 통해 이송되는 공기의 유속 또는 유량이 높아지도록 제어함으로써, 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 기준온도로 유지될 수 있게 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변송풍시스템은 상기 시추공(10)의 중단 또는 하단에서 별도로 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 제1보조관로(50) 또는 제2보조관로(60)를 추가로 포함하고, 상기 송풍부(30)는 상기 제1보조관로(50)의 말단에서 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 제1보조송풍기(310) 또는 상기 제2보조관로(60)의 말단에서 해당 지점의 지하공기를 이송시키는 제2보조송풍기(320)를 포함하고, 상기 송풍부제어모듈(420)은 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도를 항상 일정 온도로 유지시키기 위해 상기 제1보조송풍기(310) 또는 제2보조송풍기(320)를 제어할 수 있다.
상기 제1보조관로(50)는 상기 시추공(10) 중단 지점의 지하공기를 별도의 관로를 통해 지표 또는 목적하는 장소로 이송시킬 수 있도록, 일단은 시추공(10)의 중단 지점에 타단은 지표 또는 목적하는 장소에 위치하도록 형성되는 관로이다.
상기 제2보조관로(60)는 상기 시추공(10) 하단 지점의 지하공기를 별도의 관로를 통해 지표 또는 목적하는 장소로 이송시킬 수 있도록, 일단은 시추공(10)의 하단 지점에 타단은 지표 또는 목적하는 장소에 위치하도록 형성되는 관로이다.
상기 제1보조송풍기(310)는 상기 제1보조관로(50)상에(보다 구체적으로는 상기 제1보조관로(50)의 일단에) 설치되어 시추공(10) 중단 지점의 지하공기를 상기 제1보조관로(50)를 통해 이송시킬 수 있도록 흡입력을 제공하는 구성이다. 따라서, 상기 제1보조송풍기(310)가 작동하게 되면, 제1보조송풍기(310)가 설치된 제1보조관로(50) 일단에서는 시추공(10) 중단 지점의 지하공기가 곧바로 흡입되어 제1보조관로(50)를 따라 지표 또는 목적하는 장소로 이송되게 된다.
상기 제2보조송풍기(320)는 상기 제2보조관로(60)상에(보다 구체적으로는 상기 제2보조관로(60)의 일단에) 설치되어 시추공(10) 하단 지점의 지하공기를 상기 제2보조관로(60)를 통해 이송시킬 수 있도록 흡입력을 제공하는 구성이다. 따라서, 상기 제2보조송풍기(320)가 작동하게 되면, 제2보조송풍기(320)가 설치된 제2보조관로(60) 일단에서는 시추공(10) 하단 지점의 지하공기가 곧바로 흡입되어 제2보조관로(60)를 따라 지표 또는 목적하는 장소로 이송되게 된다.
상기 송풍부제어모듈(420)은 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도를 항상 일정 온도로 유지시키기 위해 상기 제1보조송풍기(310) 또는 제2보조송풍기(320)를 추가로 제어하게 된다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 지중의 지하공기의 온도는 100m 당 2~3℃ 정도의 비율로 상승하게 되므로, 상시 시추공(10) 내에서도 깊이에 따라 지중공기의 온도차이가 존재하게 되는바(즉, 시추공(10) 상단, 중단, 하단 각각의 위치에서의 지하공기의 온도차가 존재하게 되는바), 상기 송풍부제어모듈(420)에서는 일 예로, 목적하는 장소로 이송되는 공기의 온도가 일정 기준보다 낮게 나타나는 경우에는 상기 제2보조관로(60)의 제2보조송풍기(320)를 가동시켜 시추공(10) 최하단의 상대적으로 온도가 높은 지하공기를 곧바로 흡입, 공급되도록 하여 목적하는 장소로 이송되는 공기의 온도가 일정 기준으로 유지될 수 있게 제어할 수 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 현무암
10: 시추공 20: 센서부
30: 송풍부 310: 제1보조송풍기
320: 제2보조송풍기 40: 제어부
410: 센서정보수집모듈 420: 송풍부제어모듈
50: 제1보조관로 60: 제2보조관로

Claims (5)

  1. 수많은 공극을 포함하는 현무암 지층 내를 관통하여 형성되는 시추공;
    상기 시추공의 중단 또는 하단에서 별도로 해당 지점의 지하공기를 별도의 관로를 통해 이송시키는 제1보조관로 또는 제2보조관로;
    상기 시추공 내 지하공기의 온도 및 압력을 측정하는 센서부;
    상기 시추공 내 지하공기를 목적하는 장소로 이송시켜 지하공기를 이용한 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 송풍부;
    상기 센서부에서 측정되는 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 상기 송풍부를 제어하여 가변적으로 이송되는 지하공기의 풍량을 조절하는 제어부;를 포함하며,
    상기 센서부는 상기 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 센서를 배치하고,
    상기 제어부는 시추공의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 센서들로부터 시추공 내 지하공기의 깊이별 온도정보를 전송받는 센서정보수집모듈과, 상기 센서정보수집모듈의 정보를 토대로 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 항상 일정 온도가 유지되도록 상기 송풍부를 제어하는 송풍부제어모듈을 포함하고,
    상기 송풍부는 상기 제1보조관로의 말단에서 해당 지점의 지하공기를 제1보조관로를 통해 곧바로 목적하는 장소로 이송시키는 제1보조송풍기 또는 상기 제2보조관로의 말단에서 해당 지점의 지하공기를 제2보조관로를 통해 곧바로 목적하는 장소로 이송시키는 제2보조송풍기를 포함하고,
    상기 송풍부제어모듈은 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도를 항상 일정 온도로 유지시키기 위해 상기 제1보조송풍기 또는 제2보조송풍기를 제어하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환에서의 가변송풍시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍부제어모듈은 목적하는 장소로 이송되는 지하공기의 온도가 9~11℃가 유지되도록 상기 송풍부를 제어하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환에서의 가변송풍시스템.
KR1020130075809A 2013-06-28 2013-06-28 지중 열교환에서의 가변송풍시스템 KR101385649B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130075809A KR101385649B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 지중 열교환에서의 가변송풍시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130075809A KR101385649B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 지중 열교환에서의 가변송풍시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101385649B1 true KR101385649B1 (ko) 2014-04-16

Family

ID=50657779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130075809A KR101385649B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 지중 열교환에서의 가변송풍시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101385649B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436606B1 (ko) * 2004-01-26 2004-06-22 주식회사 이지음 지열용 냉난방 최적시스템의 제어방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436606B1 (ko) * 2004-01-26 2004-06-22 주식회사 이지음 지열용 냉난방 최적시스템의 제어방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104695926A (zh) 一种低温地热能开采技术方法
JP2019513211A (ja) 閉ループシステムを用いる発電のための高温低透過性地層からの地中熱回収
CN211177029U (zh) 中深层地热能取热不取水模式供暖系统
CN112856562A (zh) 中深层地热能取热不取水模式供暖系统
KR101124359B1 (ko) 지중 열교환기를 이용한 열원저장식 지열 히트펌프 시스템
KR101061494B1 (ko) 지열을 이용한 열교환시스템
CN101285628B (zh) 加速地下水流动的复合土壤源热泵系统
Nam et al. Study on the characteristic of heat exchange for vertical geothermal system using the numerical simulation
Vangkilde-Pedersen et al. Shallow geothermal energy in Denmark
CN105352003A (zh) 增强型地热供热系统
KR101385649B1 (ko) 지중 열교환에서의 가변송풍시스템
CN205351454U (zh) 深层地热岩供热系统
CN207194865U (zh) 一种用于深层地热开采的大跨度水平对接u型井
Yasukawa et al. Space cooling by ground source heat pump in tropical Asia
KR101403687B1 (ko) 지열을 이용한 냉난방 시스템용 열교환장치
Lara et al. Geothermal use of mine water
CN105371341A (zh) 增强型地热供暖系统
Hongbo et al. Numerical calculation of heat transfer in single medium-deep geothermal well
CN205174513U (zh) 增强型地热供暖系统
CN102853471B (zh) 夏季蓄热式太阳能供暖洗浴系统
CN105605645A (zh) 深层地热岩供热系统
CN205174512U (zh) 增强型地热供热系统
Zhao Assessing the impacts of geological factors on the thermo-economic performance of ground coupled heat pump systems
CN206361777U (zh) 一种深层地热能干热岩直供式供暖装置
CN206310796U (zh) 一种双级地源热泵系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190409

Year of fee payment: 6