KR101425632B1 - 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치 및 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치는, 지열을 회수하기 위한 HDPE 관을 사용하여도 고심도에서 지하수의 부력에 의해 부상하지 않고 안정적으로 설치됨을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치는 유 밴드헤더가 결합된 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관을 포함하며;
급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 삽입 설치되는 웨이트장치로 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 웨이트장치는 금속재질의 웨이트봉으로 이루어지도록 하여 비중이 크게 작용될 수 있도록 하였다.
고심도용 지중 열교환기 코일관 설치방법으로서는,
지열굴착공 내부에 유밴드헤더를 결합한 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관을 삽입하는 공정과; 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 물을 채우는 공정과 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 웨이트장치를 삽입하거나 채우는 공정과; 지열굴착공 내부에 그라우팅과 양생을 시행하는 공정과; 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 삽입되거나 채워진 웨이트장치를 인양하거나 배출시켜 제거하는 공정으로 이루어도록 하였다.

Description

고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치 및 설치방법{omitted}

본 발명은 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치 및 설치방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지열을 회수하기 위한 HDPE 관을 사용하여도 고심도에서 지하수의 부력에 의해 HDPE 관이 부상하지 않고 안정적으로 설치될 수 있는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치 및 설치방법에 관한 것이다.

지열이란 지하수를 굴착하여 양수되는 지하수가 갖고 있는 고유열과 지중의 열을 통칭하는 것으로서 일반적으로 지표하부를 100미터이상 500미터 내외의 깊은 깊이로 굴착한 후 이곳에 브라인이 충진되어 순환되면서 열교환을 할 수 있는 파이프를 묻거나 일반 지하수를 사용하여 지하수 심정시설과 동일하게 지하수 심정펌프와 양수파이프를 설치하여 지하수를 양수한 후 지하수가 갖고 있는 열이나 브라인이 갖고 있는 열을 히트펌프를 사용하여 열을 이용한 후 열교환된 지하수나 브라인을 환수관을 이용하여 다시금 지하수 심정 내부나 지열굴착공 내부에 환수시키는 열교환시스템을 이용하여 사용하고 있다.

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 지열 열교환장치이다.

지중 열교환장치는 크게 개방형 지중 열교환기 장치와 수직밀폐형 지중 열교환 장치로 구분되어 시설되어지고 있다.

개방형 지중 열교환기 장치는 일반 지하수 심정과 동일한 구조와 시설을 갖추고 있으며 단지 지하수를 양수하여 그 물을 사용하지 않고 단지 지하수가 가지고 있는 지열을 이용한 다음 다시금 양수하였던 지하수 심정 내부로 되돌려 주입하는 형태를 취하고 있어 지하수가 지상 부분에서 노출되어짐으로써 지하수 오염의 우려가 높은 방식이라 할 수 있다.

반면 수직밀폐형 지중 열교환기 장치는 굴착된 지열 굴착공 내부에 지중 열교환을 할 수 있도록 하부가 U밴드로 연결된 두 가닥 또는 다수개의 지열 코일관을 바닥까지 삽입하여 설치한 다음 굴착공벽과 지열코일관들 사이를 그라우팅액으로 충진하여 고정한 것이다. 수직밀폐형 지중 열교환기 장치는 지하수를 직접 양수하여 노출시키지 않고 지열 코일관을 통해 지상에서 열교환되어 보유한 열을 지중에 다시금 교환하는 기능만을 하게 됨으로서 항시 폐쇄된 순환배관 내부에 열교환을 위한 브라인이 순환펌프에 의해 순환될 뿐 지하수와 직접 접촉되지는 않게 됨으로써 개방형 지중 열교환기 장치에 비해서는 지하수 오염을 크게 우려하지 않을 수 있어 지하수 환경보전적인 측면에서는 적극 권장되어져야 할 시스템이라 할 수 있으며 개방형 지중 열교환기 장치가 지하수의 수위강하나 지하수의 고갈에 다른 지속적인 시설운영에 장애가 있는 반면 수직밀폐형 지중열교환기 장치는 이러한 장애없이 항시 안정적인 운영이 가능하여 비교우위의 장점을 가지고 있는 시스템이다.

특히 저탄소 녹색성장 추진과 석유가격의 급등으로 인해 신재생에너지의 확대공급 정책에 따라 지열의 수요는 지속적으로 증가되어질 수 있는 여지가 높아진 반면 지열 시스템의 운용에 따른 지하수 오염 우려로 인해 환경 행정 규제 또한 점차 강화되어져 가고 있는 추세이다. 지열시스템에 의한 지하수 오염 우려는 일반 지하수 굴착공과 동일한 시설 형태를 취하면서 열교환된 지하수가 직접 굴착공 내에 유동하고 있는 암반대수층의 지하수와 접촉될 수밖에 없는 개방형 지중 열교환기 장치의 경우가 심각하여 개방형 지중 열교환기 장치와 대체될 수 있는 대열용량을 갖는 고심도 수직밀폐형 지중열교환기 장치와 공법의 필요성이 크게 대두되어지고 있다.

또한, 개방형 지중 열교환기 장치의 경우에는 지하수를 양수하기 위한 지하수 심정 펌프를 지열 굴착공 내부에 설치하게 됨으로써 자연수위가 특히 낮을 경우에는 지하수를 양수하기 위해 지나친 운전 동력비를 부담하게 됨으로써 에너지 절감효과가 낮아지는 문제점 또한 있었다.

더구나 지열 굴착공 내부로 환수되는 지하수는 지열 굴착공 내부에서 흘러내리면서 굴착공벽을 침식시키고 침식되어 떨어지는 암편과, 파쇄대 또는 암반대수층에서 유입되는 지하수와 함께 유입되는 토사류는 장기간에 걸쳐 꾸준히 지열 굴착공 내부에 축적이 이루어지게 되고 결국은 압축공기를 이용한 청소인 써징작업을 정기적으로 시행해 주어야 하는 관리상의 어려움 또한 있었다.

또한, 다수개의 지열 굴착공을 함께 운용시 순환수량의 차이로 인해 각 지열 굴착공에 환수되는 지하수의 수량에 편차가 발생되어지게 되고 결국 일부 지열 굴착공은 심하게 지하수가 지열 굴착공 외부로 넘쳐 올라 시스템 운전에 장애를 발생시키기도 하는 문제를 가지고 있다. 또한, 지하수 자체가 가지고 있는 수질 특성상 모래 등 토사류가 함유되어 있을 수 있고 칼슘, 마그네슘 등 배관이나 열교환기 내에서 스케일을 형성할 수 있는 물질을 다수 함유하고 있어 열교환 효율저하와 순환수배관의 폐색등이 발생될 우려가 높은 문제점을 가지고 있다.

수직밀폐형 지중 열교환기 장치의 경우에는 열교환기와 순환수배관을 순환하는 브라인(여기에서 브라인은 동절기에 동결되지 않도록 에칠알코올 계통의 부동액을 첨가한 깨끗한 청수를 사용하게 되며 브라인관 내부와 열교환기, 그리고 지열굴착공 내부에 설치된 지열코일관 내부를 순환하는 열교환 매체이다.)이 지하수와 직접 접촉하지 않음으로써 지하수의 오염 우려가 낮음은 물론 유지관리가 편리한 지상에 설치되는 순환펌프만으로 브라인의 열교환을 위한 시스템 내부의 순환을 달성할 수 있는 장점을 가지고 있다.

이러한 수직밀폐형 지중 열교환기 장치로 구성된 지열시스템은 현재 수직밀폐형으로서는 U밴드 지열코일관을 지열굴착공에 삽입 설치하여 구성된 U밴드 수직밀폐형이 있으며 외부순환관을 지열굴착공 내부에 먼저 삽입한 후 그 내부에 내부순환관을 삽입하여 구성한 이중관 튜브형, 그리고 기초 파일 내부에 지열코일관을 설치한 에너지 파일형이 대표적 형식으로 개발되어 운용 중에 있다.

그러나, 두 가닥의 지열코일관 끝에 U밴드를 열융착 연결하여 형성한 U밴드 지열코일관의 경우 지열코일관이 원형으로 감겨진 상태로 생산되고 그 형태로 현장에 반입됨으로써 지열굴착공 내부에 삽입하는 경우 지열코일관의 끝부분인 U밴드부분이 지열굴착공의 공벽에 부딪히거나 지열코일관 전체가 원형으로 구부러져 있었던 중이라 현장에서 펼친다할 지라도 직진성을 확보하기가 어려운 상태여서 삽입 장애가 일어나게 된다.

지하수의 양수와 환수를 위한 급수관과 환수관은 제조원가가 저렴한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 주로 사용되고 있다. HDPE 관은 가격이 저렴한 이점은 있지만, 비중이 약 0.97로 물보다 가벼워 작고 연성인 특성이 있기 때문에 지열공 깊이가 300∼500m에 이르는 고심도의 경우 급수관과 환수관을 지열공에 삽입할 때 부력이 발생되어 삽입 자체가 불가능한 현상이 발생된다.

한편, HDPE 관의 단점을 보완하기 위하여 HDPE 관 내부에 물을 채워 부력을 저감하는 방법이 있지만, 근본적인 비중 차이의 저감은 달성되지 않아 삽입이 어렵다.

그리고, HDPE 관은 연성의 특성이 있기 때문에 지열공에 삽입할 때 직진성이 확보되지 않아 휨이 발생되는 문제점도 있다. 따라서 HDPE 관은 특성 상 강관파이프처럼 경직된 직진성을 확보하기 어려워 강제적인 삽입력 확보가 불가능하여 대체적으로 삽입깊이는 150∼200m를 한계로 삽입하여 시설되어 지고 있으며 이로인해 과다하게 형성되는 지열굴착공의 수량으로 인해 도심지등 부지확보가 어려운 지역에서는 그 적용이 어려운 현실적인 문제가 있었다.

한편, 급수관과 환수관을 연결하는 헤더는 2개의 엘보우를 열융착하여 적용하거나 금형을 통해 하나의 몸체로 구성하고 있으며, 이로 인하여 HDPE 관의 직경이 커지고 최소 소요 지열공의 직경이 과도하게 커지는 문제점도 있다.

또한, 시설 깊이가 얕음으로써 결과적으로 개별 지열 굴착공에 시설된 지중 열교환기의 열전달면적이 크지 않음으로써 개방형 지중 열교환기 장치에 비해 지중 열교환 효율이 비교적 낮은 문제점을 안고 있었다.

이로 인해 동일한 전열량이라 할 때 고심도를 굴착하여 운용하는 개방형 지중 열교환기 장치의 지열굴착공과 비교하여 U밴드 수직밀폐형의 경우 다량의 지열굴착공이 필요하게 되었고 자연히 다량의 지열굴착공을 굴착하기 위한 부지면적 또한 보다 넓게 확보하여야 하였다. 이러한 부지 면적의 확보 문제로 인해 U밴드 수직밀폐형의 경우 대체적으로 건물을 짓기 전에 기초 화일의 내부에 지열코일관을 설치하거나 건물이 지어지는 바닥부분에 조밀하게 지열굴착공을 굴착한 후 지열코일관을 삽입 설치하여 지중 열교환기를 구성한 후 기계실 내에 설치되는 히트펌프의 전열교환기로 배관을 연결하여 왔다. 결국 부지면적이 좁은 경우 시설운용이 편리한 장점을 가지고 있는 U밴드 수직 밀폐형 지열 설비는 시설용량을 충분히 설치할 수 없는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 강관파이프를 이용하여 지열코일관을 삽입하는데 도움이 되도록 한다 할지라도 삽입이 완료되고 난 후 강관파이프를 지상으로 뽑아내는 과정에서 강관파이프와 지열코일관의 외주면이 지속적으로 마찰을 일으켜 마모에 의한 천공이 발생될 수 있는 여지가 높아 활용될 수 없었다.

따라서 소량의 지열 굴착공을 굴착하여 다량의 지열을 활용할 수 있는 기술의 개발이 필요하였으며, 이를 위하여 본 출원인은 기 등록특허공보 제10-0981527호(고심도 수직밀폐형 지중 열교환기 장치 및 구성방법)에 지열코일관의 삽입 깊이를 획기적으로 고심도로 시행할 수 있는 기술을 개발한 바 있다.

또한, 지열코일관의 비중을 증가시키기 위해 별도의 웨이트바를 지열코일관 외주연에 설치하여 전체적인 지열코일관의 무게를 크게 함으로써 지열 굴착공 내부에 지열코일관이 용이하게 설치될 수 있도록 특허출원 제10-2011-0142749호(특허출원명칭:고심도용 지중열교환 시스템)로 출원한 바 있다. 그러나 이러한 설치방법은 지열코일관의 간섭되는 외경을 크게 하여 지열 굴착공 내부에서의 간섭에 직접적인 영향을 받게 됨으로써 굴곡진 지열 굴착공 내부에서의 지열코일관의 삽입에 장애가 일어날 수 있는 여지를 완전히 해소하지 못한 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1025018호 대한민국 등록특허 제10-0981527호 대한민국 등록특허 제10-0768064호 대한민국 특허출원 제10-2011-0142749호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지열을 회수하기 위한 HDPE 관을 사용하여도 고심도에서 지하수의 부력에 의해 부상하지 않고 안정적으로 설치될 수 있도록 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트 장치 및 설치방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치는,

유 밴드헤더가 결합된 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관을 포함하며; 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 삽입 설치되는 웨이트장치로 구성되어 상기 HDPE 관이 부력에 의해 부상하지 않고 지열공에 삽입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

고심도용 지중 열교환기 코일관 설치방법은,

지열굴착공 내부에 유밴드헤더를 결합한 급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관을 삽입하는 공정과;

급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 물을 채우는 공정과;

급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 웨이트장치를 삽입하거나 채우는 공정과;

지열굴착공 내부에 그라우팅과 양생을 시행하는 공정과;

급수측 HDPE 관과 환수측 HDPE 관 내부에 삽입되거나 채워진 웨이트장치를 인양하거나 배출시켜 제거하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의한 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트 장치 및 설치방법에 의하면, HDPE 관과 HDPE 관 내부에 삽입 설치되는 웨이트장치의 조합을 통해 HDPE 관의 전체적인 비중을 크게 하여 지열굴착공의 심도에 따라 적합한 비중의 웨이트장치와 형태를 설치하도록 함으로써 고심도에서도 지하수에 의한 부력에 의해 코일관이 부상하지 않고 지중 열교환기 코일관을 안정적으로 설치되므로 시공성이 우수하고 시공 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치의 단면도
도 2는 본 발명에 의한 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치를 웨이트봉으로 적용한 사례의 단면도
도 3은 본 발명에 의한 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치를 모래 또는 금속볼을 적용한 사례의 단면도
도 4는 본 발명의 웨이트봉 단면도.

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치는,

지중에 형성된 지열굴착공(1)에 열교환수 급수 및 환수를 위한 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)을 삽입하여 설치하되 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)의 끝단에는 유밴드헤더(6)를 결합하였다. (여기서 HDPE는 고밀도폴리에칠렌을 말한다)

급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)을 지열굴착공(1) 내부에 삽입하면서 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)으로 이루어진 코일관(14)의 내부에는 각각 웨이트장치(5)를 삽입하도록 하였다. 웨이트장치(5)는 금속재질로 제작된 원형 또는 중공된 파이프 형태로 가공된 웨이트봉(17)이거나 금속볼(19) 또는 모래 등 비중이 큰 소재로 이루어지면서 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)으로 이루어진 코일관 내부에 삽입되는 물질을 총칭한다.

웨이트봉(17)은 상단과 하단에 연결고리(18)를 구성하고 연결핀(16)으로 연결, 다수개의 웨이트봉(17)을 결합하여 설치하도록 하여 굴신이 가능하게 하였다. 이는 웨이트봉(17)을 지나치게 길게 제작하여 삽입함으로써 구부러진 지열굴착공(1)과 이에 따른 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)의 휨으로 인해 웨이트봉(17)이 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에서 긁히거나 마찰을 일으키는 등 문제를 사전에 방지하여 삽입과 인발제거에 장애가 없도록 하기 위함이다.

또한 웨이트봉(17)을 환봉형태로 제작하게 되는 경우에는 주변에 돌기핀(20)을 형성하여 삽입과 인발제거시 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 충수된 물(15)의 저항을 최소화하여 작업성을 높일 수 있도록 하였다.

물론, 웨이트봉(17)이 다수개의 마디를 갖는 후렉시블한 다양한 결합구조를 이용하여 위와 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당연하다 할 것이며 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 웨이트봉(17)의 최하단부는 반구체(22)를 구성하도록 하여 웨이트봉(17)을 코일관(14) 내부에 삽입할 때 최하단부 끝의 날카로운 모서리로 인해 코일관(14) 내부가 손상이 발생되지 않도록 하였다. 반구체(22)는 웨이트봉(17)의 모서리를 다듬어 모따기를 한 형태를 포함한 것으로 이해되어야 하며 곰나 합성수지재질로 별도로 가공한 모양을 나사결합 등을 통해 웨이트봉(17)과 일체화하는 방법을 채택하여 적용할 수 있다.

웨이트장치(5) 중 금속볼(19)이나 웨이트봉(17)은 모두 자성을 갖는 일반 철재질로 제작함으로써 인양로우프(미도시)로 연결된 자력을 갖는 환봉(미도시)의 투입만으로도 강력한 자력에 의한 결합을 통해 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에서 웨이트장치(5)를 용이하게 제거가 될 수 있도록 하였다. 물론 모래나 콩자갈 등으로 웨이트장치(5)가 구성된 경우에는 이젝터(미도시)나 압축공기, 압축수 등을 주입하여 배출시키는 방법을 적용할 수 있다.

또는, 웨이트봉(17)을 인양하기 위해서 인양고리(16)에 로우프를 연결하여 설치할 수 있으며 별도의 인양용걸림장치(미도시)등을 다양하게 구성하여 웨이트봉(17)을 외부로 인양하여 제거할 수 있다 하겠다.

물론 지열굴착공(1) 내부에 그라우팅을 시행하게 되면 지상에 설치된 그라우팅믹서(11)를 이용하여 시멘트와 규사 그리고 벤토나이트 등 그라우팅조성물을 혼합하여 믹싱한 후 그라우팅펌프(9)를 이용하여 지열굴착공(1) 내부에 코일관(14)과 함께 삽입설치된 트레미파이프(10)를 통해 하단에서부터 주입하여 지열굴착공(1) 내부에 채워 올려 시행하게 된다.

이때 그라우팅(21)의 하중에 의한 코일관(14)의 내부함몰 등 변형을 방지하기 위해 압력발생기(12)를 통해 발생되는 수압이나 공기압을 이용하여 코일관(14) 끝단에 설치한 압력주입구(13)에 일정한 압력 이상으로 가압유체를 지속적으로 주입하도록 하여 압력을 일정하게 유지시키도록 하였다.

유밴드헤더(6)는 원통 또는 타원통체의 형태로 제작되며 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)을 결합하도록 하며 그 내부가 이들 두 관이 연결되어 연통되도록 되어 향후 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)으로 구성된 코일관(14) 내부에 채워지는 브라인의 순환에 장애가 없도록 하였다. 물론, 유밴드헤더(6)는 HDPE 재질로 제작된 통상의 지열 전용 유(U)밴드관을 포함한 것으로 이해되어야 할 것이다.

유밴드헤더(6) 몸체 하부에는 비중이 큰 금속재질의 웨이트부(7)를 한 몸체로 구성하거나 볼트 또는 나사결합으로 체결하도록 하여 코일관(14)이 부력에 의해 상승되는 것을 방지하도록 하였다.

또한 웨이트부(7) 하단에는 앵커(8)를 설치하도록 함으로써 향후 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에서 웨이트장치(5)를 인양 제거하여도 앵커(8)가 지열굴착공(1) 내벽면에 고정되어 코일관(14)이 부력에 의해 상승되는 것을 방지하도록 하였다. 물론 앵커(8)는 삽입시에는 오무려진 상태로 있게 되고 설치가 완료되면 날개가 펼쳐지는 구조로 설치하게 되는데 이에 따른 상세한 작동설명은 생략하도록 한다.

다만, 유밴드헤더(6) 또는 웨이트부(7)의 높은 하중으로 인해 급격한 탈락등을 방지하기 위해 로우프(23)를 연결하여 설치할 수도 있음은 당연하다 하겠다.

고심도용 지중 열교환기 코일관 설치방법은,

지열굴착공(1) 내부에 유밴드헤더(6)를 결합한 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)을 삽입하는 공정과;

급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 물을 채우는 공정과;

급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 웨이트장치(5)를 삽입하거나 채우는 공정과;

지열굴착공(1) 내부에 그라우팅과 양생을 시행하는 공정과;

급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 삽입되거나 채워진 웨이트장치(5)를 인양하거나 배출시켜 제거하는 공정으로 이루어지도록 하였다.

급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 물을 채우는 공정과;

급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 웨이트장치를 삽입하거나 채우는 공정은 그 순서를 달리하여도 무방하다 할 것이다.

1 : 지열 굴착공 2 : 급수측 HDPE 관
3 : 환수측 HDPE 관 5 : 웨이트장치
6 : 유밴드헤더 7 : 웨이트부
8 : 앵커 9 : 그라우팅펌프
11 : 그라우팅믹서 12 : 압력발생기
13 : 압력주입구 14 : 코일관
15 : 물 17 : 웨이트봉
19 : 금속볼

Claims (10)

1. 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트 장치에 있어서,
   유 밴드헤더(6)가 결합된 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)을 포함하며;
   급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)으로 이루어진 코일관(14) 내부에 삽입 설치되는 웨이트장치(5)로 구성되고,
   상기 웨이트장치는 금속재질의 웨이트봉(17)과 금속볼(19) 및 모래 중에서 선택된 어느 하나로서 상기 지열코일관이 지열굴착공에 설치된 후 상기 지열코일관 내부에서 외부로 배출 제거되는 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유 밴드헤더(6)는 웨이트부(7)를 구성한 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 웨이트부(7)에는 앵커(8)를 구성한 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치.
4. 청구항 2에 있어서, 유 밴드헤더(6)에는 로우프(23)를 연결하여 설치하는 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 웨이트봉(17)은 상단과 하단에 연결고리(18)가 형성되며 다수개가 상기 연결고리와 연결핀(16)을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서, 웨이트봉(17)은 그 최하단부를 반구체(22)로 한 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서, 상기 웨이트장치(5)는 강력한 자력을 갖는 자력봉을 이용하여 인양되는 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 웨이트장치.
10. 고심도용 지중 열교환기 코일관 설치방법에 있어서,
    지열굴착공(1) 내부에 유밴드헤더(6)를 결합한 급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3)을 삽입하는 공정과;
    급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 물을 채우는 공정과;
    급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 금속재질의 웨이트봉(17)과 금속볼(19) 및 모래 중에서 선택된 어느 하나의 웨이트장치를 삽입하거나 채우는 공정과;
    지열굴착공(1) 내부에 그라우팅과 양생을 시행하는 공정과;
    급수측 HDPE 관(2)과 환수측 HDPE 관(3) 내부에 삽입되거나 채워진 웨이트장치를 인양하거나 배출시켜 제거하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고심도용 지중 열교환기 코일관 설치방법.

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