KR101559738B1 - Using a geothermal heating system - Google Patents

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KR101559738B1 KR1020150059404A KR20150059404A KR101559738B1 KR 101559738 B1 KR101559738 B1 KR 101559738B1 KR 1020150059404 A KR1020150059404 A KR 1020150059404A KR 20150059404 A KR20150059404 A KR 20150059404A KR 101559738 B1 KR101559738 B1 KR 101559738B1
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Abstract

본 발명은 강제 및 자연순환방식을 이용하면서 금속산화물분말에 의한 열흡수력과 열보존력을 증대시키며 대류방식과 전도방식의 열저장탱크를 이용하여 지열의 흡수 및 보존 잔존력이 우수하도록 하는 지열을 이용한 난방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면에 열코팅층이 형성된 충진재를 충진하여 암반층에 설치되는 열저장탱크, 상기 열저장탱크의 유입구와 배기구에 각각 연결되며 난방기능을 수행하도록 내부에 금속산화물분말이 투입된 열매체유가 유동하도록 순환펌프가 연결된 회수관과 난방관으로 구성하는 것을 특징으로 하여; 강제순환방식과 자연순환방식을 이용하여 순환력을 향상시키고 금속산화물분말을 이용하여 열효율을 증대시켜 동일한 온도에 의한 열 상승률이 빨라지는 효과가 있다.The present invention uses geothermal heat to enhance the absorption and preservation residual power of geothermal heat by using heat storage tank of convection type and conduction type while increasing the heat absorption power and thermal storage power by metal oxide powder while using forced and natural circulation system And more particularly to a heat storage tank for filling a filler material having a thermal coating layer formed on its surface to be installed in a rock layer, and an inlet and an outlet for the heat storage tank, respectively, And a return pipe and a heating pipe connected to the circulation pump so that the charged heat medium oil flows. The forced circulation method and the natural circulation method are used to improve the circulation power and to increase the thermal efficiency by using the metal oxide powder, thereby increasing the rate of heat rise due to the same temperature.

Description

지열을 이용한 난방시스템{Using a geothermal heating system}Using a geothermal heating system

본 발명은 지열을 이용한 난방시스템에 관한 것으로, 특히 강제순환 및 자연순환방식을 이용하면서 금속산화물분말에 의한 열흡수력과 열보존력을 증대시키며 열저장탱크를 이용하여 지열의 보존력이 우수하도록 하는 지열을 이용한 난방시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a geothermal heating system, and more particularly, to a geothermal heating system that uses a forced circulation system and a natural circulation system to increase heat absorbing power and heat retention capability by metal oxide powder, The present invention relates to a heating system used.

일반적으로, 극한 동절 칼바람에 몸서리치는 한겨울에도 땅속 아래 5m만 내려가면 초여름과 다름없다. 여름내 쌓인 지열이 아직 다 방출되지 않은 것이다. 똑같은 원리로 한여름에는 땅속이 더 서늘하다. In general, it is almost the same as early summer if you go down 5m below the ground even in the middle of the cold winter. The geothermal heat accumulated in the summer has not yet been released. With the same principle, the underground is cooler in summer.

만약, 현재 기온이 영하 10℃의 강추위에 땅속온도는 몇도 인지를 기상청에 따르면 지하 5m 지점에 설치된 온도계를 통해 알아보면 영상 약 16℃를 웃돌아 지열의 온도가 초여름 가깝다는 보고가 있었다.According to the Korea Meteorological Administration (KMA), it is reported that the temperature of the geothermal heat is close to the early summer when the temperature is below about 16 ℃.

이러한, 지열을 이용하기 위하여 지하 2~3M만 굴착해도 소규모 난방부터 수 킬로미터를 뚫어서 150℃ 이상의 열을 이용하는 대규모 발전까지, 땅이 선사하는 자연 에너지 활용 방안이 다양하게 시도되고 있다.In order to utilize the geothermal energy, a wide range of natural energy utilization methods have been attempted from land to small-scale heating to large-scale power generation using a heat of 150 ° C or more by piercing a few kilometers from underground.

즉, 최근 들어 고유가에 대처하기 위하여 건설업계에서는 냉난방에 사용되는 에너지원으로서 석유나 천연가스를 대체할 수 있는 대체 에너지 개발을 활발하게 진행하고 있다. 이러한 대체 에너지 자원중에서 무한한 에너지원을 갖는 풍력, 태양열, 지열등을 이용하여 냉난방시스템에 적용할 수 있는 기술이 연구되고 있는데, 이들 에너지 자원들은 공기오염과 기후변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면 에너지 밀도가 낮은 단점이 있다.In other words, in order to cope with high oil prices, the construction industry is actively developing alternate energy that can replace oil or natural gas as an energy source used for heating and cooling. Among these alternative energy sources, technologies that can be applied to air-conditioning and heating systems using wind power, solar heat, and geothermal power with infinite energy sources are being studied. These energy resources have little effect on air pollution and climate change. There is a disadvantage in that the energy density is low.

이러한, 자연 에너지 중 풍력과 태양열 에너지를 얻기 위해서는 설치장소의 한계와 함께 넓은 면적이 확보되어야 하며, 이 장치들은 에너지 생산량이 적고 설치 및 유지관리에 많은 비용이 소요되므로, 현재까지 냉난방시스템에 적용하는데 한계가 있다.In order to obtain wind energy and solar energy among natural energy, it is necessary to secure a large area together with the limitation of the installation place. Since these devices have low energy production and high cost for installation and maintenance, they are applied to the air- There is a limit.

그러나, 지열에너지는 설치 및 유지관리가 상대적으로 저렴하기 때문에, 지열을 열원으로 이용한 냉난방시스템이 많이 제안되고 있다.However, because geothermal energy is relatively inexpensive to install and maintain, many cooling and heating systems using geothermal heat as a heat source have been proposed.

일례로 공개특허공보 제10-2004-0045780호의 지열교환기 설치 방법 및 설치구조와, 공개특허공보 제10-2004-0055951호의 지중열을 이용한 파일형 냉난방시스템등이 제안되어 있다.For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-2004-0045780 discloses a geothermal heat exchanger installation method and installation structure, and a pile heating / cooling system using geothermal heat of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2004-0055951.

전자의 공개특허등록 제10-2004-0045780호는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 2개의 자유단을 가지며, 내부에 열전달유체가 담겨져 있는 코일 형상의 지열교환기를 시굴공에 설치한 후 시굴공에 흙채움 및 지표수의 대수층 유입을 방지하기 위한 그라우팅을 순차적으로 실시하고, 지열교환기의 2개의 자유단중 하나를 히트펌프에 연결하여 지중의 열원을 회수하여 각 세대의 냉방 또는 난방을 수행하는 구조가 개시되어 있다. 상기한 구조는 하나의 시굴공에 지열교환기가 설치되므로, 시공부지 및 시공비를 최소화할 수 있으며, 지열 교환기가 코일형태로 되어 있어 열전달 유체가 지중에 머무르는 시간을 늘려 열효율을 극대화하고 있다.1 and 2, a geothermal heat exchanger having two free ends and having a coil-shaped heat transfer fluid is installed in a probe hole Grouting is carried out in order to prevent soil infiltration and inflow of aquifer into the aquifer, and one of the two free ends of the geothermal exchanger is connected to a heat pump to recover the heat source in the ground and perform cooling or heating of each household Is disclosed. Since the geothermal heat exchanger is installed in one exploration hole, the construction site and the construction cost can be minimized, and the geothermal exchanger is formed into a coil shape, thereby maximizing the heat efficiency by increasing the time during which the heat transfer fluid stays in the ground.

그러나, 상기의 구조는 시굴공을 뚫기 위하여 여유가 있는 대지의 확보가 필요하며, 또 시굴공의 굴착비용이 많이 소요되고 있으며, 시굴공 내부에 지열교환기를 설치한 후 채워지는 벤토나이트나 콘크리트는 그라우팅재는 열전도율이 낮아 지열의 효율적 회수가 어려워 상용화되지 않은 상태에 있다.However, the above structure requires securing of sufficient ground to drill the exploration well, and the excavation cost of the exploration well is high, and the bentonite or concrete that is filled after installing the geothermal heat exchanger inside the exploration well, The ash has low thermal conductivity and it is difficult to efficiently recover the geothermal heat and is not commercialized.

다른 종래 기술로써 지중열을 이용한 밀폐형 열교환구조는, 지반에 수직으로 다수의 지열공들을 형성시키고, 이 지열공내에 U자형 열복원관을 매설한다. 건물에는 열복원관의 열을 이용하여서 건물 내부를 냉방 또는 난방하도록 히트펌프 등의 열교환기를 설치한다.As another conventional art, a closed type heat exchange structure using a geothermal heat source forms a plurality of geothermal holes perpendicular to the ground, and a U-shaped heat recovery pipe is buried in the geothermal cavity. A heat exchanger such as a heat pump is installed in the building to cool or heat the inside of the building by using the heat of the heat recovery pipe.

상기 열복원관의 출구와 열교환기에는 순환유체공급관을 연결하고 열교환기와 열복원관의 입구에는 순환유체회수관을 연결한다. 따라서 열복원관으로부터 열복원된 순환유체는 순환유체공급관을 통해 열교환기로 공급되고 열교환기를 통과한 순환유체는 순환유체회수관을 통해 열복원관으로 회수된 후 열복원된다.A circulating fluid supply pipe is connected to the outlet of the heat recovery pipe and the heat exchanger, and a circulating fluid return pipe is connected to the inlet of the heat exchanger and the heat recovery pipe. Therefore, the circulating fluid thermally recovered from the heat recovery pipe is supplied to the heat exchanger through the circulating fluid supply pipe, and the circulating fluid passing through the heat exchanger is recovered to the heat recovery pipe through the circulating fluid return pipe, and then the heat is recovered.

그런데, 종래 지중열을 이용한 밀폐형 열교환장치는, 열교환기를 통과한 순환유체가 일자형태의 회수관을 빠르게 통과한 후 지열공으로 신속히 투입된다. 따라서 열교환기를 통과한 온도차가 큰 순환유체가 지열공으로 신속히 투입되므로 지열공 내의 열복원 능력이 점차 저하되었다. 즉, 열교환기를 통과한 큰 온도차의 순환유체가 지열공 내로 신속히 투입되므로 여름철에는 지열공 내의 온도가 점차 상승되고 겨울철에는 지열공 내의 온도가 점차 하강되면서 열효율이 점진적으로 저하되는 문제점이 발생된다.However, in the conventional closed heat exchanger using the geothermal heat, the circulating fluid that has passed through the heat exchanger rapidly passes through the straight-type return pipe, and then quickly enters the geothermal cavity. Therefore, since the circulating fluid having a large difference in temperature passing through the heat exchanger is rapidly injected into the tail hole, the heat recovery ability in the tail hole is gradually reduced. That is, since the circulating fluid having a large temperature difference passed through the heat exchanger is rapidly injected into the tearing hole, the temperature in the tearing hole gradually increases in the summer and the temperature in the tearing hole gradually decreases in the winter season, resulting in a gradual decrease in the thermal efficiency.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 지열을 이용하는 난방시스템은 열매체유를 대부분 공기를 이용함으로써 지열의 대류열에 의해 가열되는데 시간이 오래걸리고 빨리 냉각되는 문제점이 있었다.However, in the conventional heating system using geothermal heat, the heat medium oil is mostly heated by the convection heat of the geothermal heat due to the use of air.

또한, 지중에 설치되는 탱크 내에 돌 같은 충진재를 충진하는 경우에는 표면 열보존력이 적어 쉽게 발산되며 돌에 의한 열 가열 작용만을 이용함으로써 지열의 변화에 따른 온도 변화가 심하게 발생하는 문제점이 있었다.In addition, when filling a tank-like filler in a tank installed in the ground, the surface heat retention force is small and the surface heat is easily scattered. Since the heat is heated only by the stone, there is a problem that the temperature change due to the change of the geothermal heat is severely generated.

이로 인하여, 열매체유에 금속산화물분말을 혼합하여 가열시간은 짧아지고 냉각시간은 길어지도록 하며 대류방식과 전도방식을 이용하여 열 보존력을 향상시키는 지열을 이용하는 난방시스템이 절실히 요구되는 실정이다.Therefore, a heating system using geothermal heat, which improves the heat retention ability by using the convection system and the conduction system, is required to shorten the heating time and the cooling time by mixing the metal oxide powder into the thermal oil.

1. 등록번호 제10-0949816호 (밀폐형 지열시스템의 유체순환장치 및 열복원관 및 열복원관 시공방법)1. Registration No. 10-0949816 (Fluid circulation device and heat recovery pipe and heat recovery pipe construction method of closed geothermal system) 2. 특개 JP제2013-228155호2. JP-A-2013-228155 3. 공개번호 제10-2009-0108795호 (지중열 교환시스템 및 그의 시공방법)3. Publication No. 10-2009-0108795 (Underground heat exchange system and its construction method) 4. 공개번호 제10-2004-0045780호 (지열교환기 설치방법 및 설치구조)4. Publication No. 10-2004-0045780 (Installation method and installation structure of geothermal exchanger) 5. 특개 JP제2013-211883호5. JP-A-2013-211883

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 강제순환방식과 자연순환방식을 이용하여 순환력을 향상시키고 금속산화물분말을 이용하여 대류나 전도 열효율을 증대시킨 지열을 이용한 난방시스템을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a heating system using geothermal heat, which increases circulation power by using a forced circulation system and a natural circulation system, And the like.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 충진재를 열저장탱크내에 충진하여 지중에 매립함으로써 환경의 오염이 발생하지 않도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to prevent the contamination of the environment by filling the filler into the heat storage tank and filling it in the ground.

더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 열저장탱크내에서 충진재가 이루는 공극과 분할판의 구획기능으로 열매체유가 여러 방향으로 난반사 순환되어 채류시간이 길어지고 접촉면적 및 회수가 증대되어 동일 면적당 열 상승 효율이 증대되도록 하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a heat storage tank in which the space and the partition plate function as a partitioning function of the filler material, the heat medium oil is circulated irregularly in various directions to increase the accumulation time and increase the contact area and recovery, To increase.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 열대류나 전도 기능을 복합적으로 이용하여 열의 보존력과 가열효율성이 증대되도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to enhance thermal retention and heating efficiency by using a combination of a thermal flow and a conduction function.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지열을 이용하여 난방을 하는 시스템에 있어서, 지반의 연약층의 하부에 위치하는 암반층내에 설치되는 것으로, 상부 일측에는 유입구가 형성되는 반대편 상부 일측에는 배기구가 구비된 열저장탱크를 형성하며, 상기 열저장탱크의 내부에는 표면에 열코팅층을 형성한 충진재를 충진 형성하고, 상기 열저장탱크의 유입구에는 난방기능을 끝마치고 재가열되도록 순환펌프의 작동에 의해 열매체유가 유입되는 회수관을 형성하며, 상기 열저장탱크의 배기구에는 충진재의 사이를 통과하며 가열된 열매체유가 난방을 위해 배기되는 난방관을 연결 형성하고, 상기 열저장탱크의 내부 및 회수관과 배기관을 유동하는 열매체유에는 금속산화물분말을 투입 형성하여, 상기 열저장탱크의 유입구와 배기구의 높이 차이로 인하여 순환펌프의 작동과 가열 상승기류에 의한 순환효율이 증대되며 열코팅층과 금속산화물분말에 의해 가열효율이 증대되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a system for heating by using geothermal heat, the system being installed in a rock layer positioned below a soft layer of a ground, wherein an inlet is formed at one side of the upper part, The heat storage tank is filled with a filling material having a thermal coating layer formed on the surface thereof, and the inlet of the heat storage tank is filled with heat medium oil by the operation of the circulation pump so that the heating function is completed and reheated And a heat pipe through which the heated heat medium oil is exhausted for heating is connected to the exhaust port of the heat storage tank and flows through the inside of the heat storage tank and the return pipe and the exhaust pipe The metal oxide powder is injected into the thermal oil, and the height difference between the inlet and the outlet of the heat storage tank Because increasing the cycle efficiency due to the operation of the circulating pump and heating updraft to and provides a heating system with a geothermal characterized in that configured to increase the heating efficiency by the thermal coating layer and the metal oxide powder.

이상에서와 같이 본 발명은 강제순환방식과 자연순환방식을 이용하여 순환력을 향상시키고 금속산화물분말을 이용하여 대류나 전도 열효율을 증대시켜 동일한 온도에 의한 열 상승률이 빨라지는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of improving the circulation power by using the forced circulation method and the natural circulation method and increasing the convection or conduction thermal efficiency by using the metal oxide powder, thereby increasing the rate of heat rise by the same temperature.

그리고, 충진재를 열저장탱크내에 충진하여 지중에 매립함으로써 환경의 오염이 발생하지 않도록 하며 교체가 용이한 효과가 있다.The filling material is filled in the heat storage tank and buried in the ground, so that the environment is not contaminated and the replacement is easy.

더불어, 열저장탱크내에서 충진재가 이루는 공극과 분할판의 구획기능으로 열매체유가 여러 방향으로 난반사 순환되어 채류시간이 길어지고 접촉면적 및 회수가 증대되어 동일 면적당 열 상승 효율이 증대되도록 하는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the heat medium oil is circulated irregularly in various directions by the partition function of the voids and the partition plate of the filler material in the heat storage tank so that the contact time and recovery are increased and the heat rise efficiency per area is increased .

아울러, 열대류나 전도 기능을 복합적으로 이용하여 열의 보존력과 가열효율성이 증대되도록 하는 효과가 있다.In addition, there is an effect that heat conservation power and heating efficiency can be increased by using a combination of a tropical stream and a conduction function.

도 1은 본 발명에 따른 지열을 이용한 난방시스템를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 열저장탱크를 나타낸 평 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 망에 충진재가 충진되는 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 열저장탱크의 채움공간에 충진재가 설치된 평 단면도,
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도,
도 6에서 도면 a는 직선형태의 분할판을 도시한 평면도, 도면 b는 곡률형태의 분할판을 도시한 평면도, 도면 c는 절곡형태의 분할판을 도시한 평면도,
도 7은 열저장탱크의 하부에 액상가열부가 형성된 다른 실시 단면 예시도,
도 8은 본 발명에 따른 열저장탱크의 대류공간에 액상전도부를 형성한 다른 실시 예시 평 단면도,
도 9는 액상전도부의 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 열저장탱크를 나타낸 평 단면도 상에서 냉각된 열매체유가 가열되는 과정을 나타낸 열매체유 흐름도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a heating system using geothermal heat according to the present invention;
2 is a plan sectional view showing a heat storage tank according to the present invention,
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the filling of a filler into an aluminum net according to the present invention,
FIG. 4 is a plan view of a filling space of a heat storage tank according to the present invention,
5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4,
6 is a plan view showing a linear partition plate, FIG. 6 (b) is a plan view showing a curved partition plate, FIG. 7 (c) is a plan view showing a bent partition plate,
FIG. 7 is a view showing another embodiment of the present invention in which a liquid heating portion is provided in a lower portion of a heat storage tank,
8 is a plan sectional view of another embodiment in which a liquid conduction portion is formed in a convection space of a heat storage tank according to the present invention,
9 is a perspective view of the liquid conductive portion,
10 is a heat medium oil flow chart showing a process of heating a cooled heat medium oil on a flat cross-sectional view showing a heat storage tank according to the present invention.

이에 상기한 바와같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 지열을 이용한 난방시스템은 지열을 이용하여 난방을 하는 시스템에 관한 것으로, 표면에 열코팅층(21)이 형성된 충진재(20)를 충진하여 암반층(202)에 설치되는 열저장탱크(10), 상기 열저장탱크(10)의 유입구(11)와 배기구(12)에 각각 연결되며 난방기능을 수행하도록 내부에 금속산화물분말(60)이 투입된 열매체유가 유동하도록 순환펌프(31)가 연결된 회수관(30)과 난방관(40)으로 지열난방시스템(100)을 구성한다.As shown in FIGS. 1 to 9, the heating system using geothermal heat of the present invention is a system for heating by using geothermal heat. The system includes a filler material 20 having a thermal coating layer 21 formed thereon, A heat storage tank 10 installed in the heat storage tank 10 and an exhaust port 12 connected to the heat storage tank 10 and a heating medium oil in which the metal oxide powder 60 is inserted to perform a heating function The geothermal heating system 100 is constructed by the recovery pipe 30 and the heating pipe 40 to which the circulation pump 31 is connected.

우선, 상기 지열난방시스템(100)의 열저장탱크(10)는 지반(200)의 연약층(201)의 하부에 위치하는 암반층(202)내에 설치되는 것으로, 상부 일측에는 유입구(11)가 형성되고 반대편 상부 일측에는 배기구(12)가 구비되어 형성된다.The thermal storage tank 10 of the geothermal heating system 100 is installed in a rock layer 202 located under the soft layer 201 of the ground 200. An inlet 11 is formed at one side of the thermal storage tank 10 And an exhaust port 12 is formed on one side of the opposite side.

이때, 상기 열저장탱크(10)는 암반층(202)내에 설치된 상태에서도 산화나 부식현상이 발생되지 않는 알루미늄합금이나 스테인리스 합금으로 구성함이 바람직할 것이다. At this time, it is preferable that the heat storage tank 10 is made of an aluminum alloy or a stainless steel alloy which does not cause oxidation or corrosion even in the state of being installed in the rock layer 202.

그리고, 상기 열저장탱크(10)는 유입구(11)가 형성된 끝단은 낮고 배기구(12)가 형성된 끝단은 높게 위치하는 경사진 직육면체 형상으로 형성하는 것으로, 상기 유입구(11)와 배기구(12)의 높이차 경사각도는 10~20°범위로 구성한다.The heat storage tank 10 is formed in an inclined rectangular parallelepiped shape in which the end of the heat storage tank 10 at which the inlet port 11 is formed is low and the end of the exhaust port 12 is located at a high height. The inclination angle of the height is in the range of 10 to 20 degrees.

즉, 상기 유입구(11)와 배기구(12)를 높이 차를 이루도록 형성하는 것은 베루누이 방정식의 개념을 도입한 것으로 유입구(11)와 배기구(12)의 높이차이를 이용하여 열저장탱크(10)를 통과하면서 가열된 열유체유가 빠르게 배기구(12)를 통해 배기될 수 있도록 구성한 것이다.That is, the inlet port 11 and the outlet port 12 are formed to have a height difference by adopting the Bernoulli equation, and the temperature difference between the inlet port 11 and the outlet port 12 is used to separate the heat storage tank 10, So that the heated thermal fluid can be quickly exhausted through the exhaust port 12.

아울러, 상기 열저장탱크(10)의 내부공간에는 유입구(11)와 배기구(12)가 위치된 사이를 가로 방향을 따라 다수의 구역으로 분할하는 분할판(15)을 이격형성하여 열매체유가 유동하는 동시에 충진재(20)의 충진을 위한 채움공간(16)을 형성하도록 지그재그형태로 형성한다.The heat storage tank 10 is partitioned into a plurality of sections along the transverse direction between the inlet 11 and the outlet 12 in the internal space of the heat storage tank 10 so that the heat medium oil flows And is formed in a zigzag shape to form a filling space 16 for filling the filler 20.

여기서, 상기 분할판(15)의 일끝단은 열저장탱크(10)의 내면에 연결되며 타 끝단은 열저장탱크(10)의 반대편 내면과 연결되지 않도록 절단된 형상으로 형성한다.One end of the partition plate 15 is connected to the inner surface of the heat storage tank 10 and the other end of the partition plate 15 is cut so as not to be connected to the inner surface of the heat storage tank 10.

이때, 상기 분할판(15)의 절단끝단(15')측은 배기구(12)가 형성된 측을 향해 경사지게 구성한다.At this time, the cutting end 15 'side of the partition plate 15 is inclined toward the side where the exhaust port 12 is formed.

즉, 상기 열저장탱크(10)를 수직단면으로 투영할 경우에는 사각형태이되 유입구(11)측은 낮고 배기구(12)측은 높게 형성되어 유입구(11)와 배기구(12)는 높이차를 갖게되는 것이며, 암반층(202)의 바닥면과 열저장탱크(10)의 바닥면은 약 10~20°범위로 경사지게 구성한다.That is, when the heat storage tank 10 is projected in a vertical section, the inlet 11 and the outlet 12 are formed in a quadrangular shape with a low inlet port 11 and a high outlet port 12, , The bottom surface of the rock layer 202 and the bottom surface of the heat storage tank 10 are inclined in a range of about 10 to 20 degrees.

아울러, 상기 열저장탱크(10)를 평단면상으로 투영할 경우에는 사각형태이되 유입구(11)와 배기구(12)가 서로 대각선 방향 배치로 형성되며, 분할판(15)은 유입구(11)가 형성된 열저장탱크(10)의 일측내면에 연결되고 절단끝단(15')은 배기구(12)를 향하도록 제1분할판(15)이 경사지게 형성되며, 상기 제1분할판(15)과 반대방향으로 경사지며 이격되게 제2분할판(15)의 일 끝단이 열저장탱크(10)의 내면에 연결되며, 상기 제2분할판(15)과 반대방향으로 경사지며 이격되게 제3분할판(15)의 일 끝단이 열저장탱크(10)의 내면에 연결되며, 상기 제3분할판(15)과 반대방향으로 경사지며 이격되게 제4분할판(15)의 일 끝단이 열저장탱크(10)의 내면에 연결되는 것이다.When the heat storage tank 10 is projected on a flat surface, the inlet 11 and the exhaust 12 are arranged in a diagonal direction with respect to each other, and the partition plate 15 has an inlet 11 formed therein. The first partition plate 15 is inclined so that the cutting end 15 'is directed to the exhaust port 12 and is connected to the inner surface of one side of the heat storage tank 10, The second partition plate 15 is connected to the inner surface of the heat storage tank 10 so that the third partition plate 15 is inclined and spaced away from the second partition plate 15 in a direction opposite to the second partition plate 15, And one end of the fourth partition plate 15 is connected to the inner surface of the heat storage tank 10 so as to be inclined in a direction opposite to the third partition plate 15, It is connected to the inside.

즉, 상기 분할판(15)은 본 발명에서 제1~제4분할판(15a)(15b)(15c)(15d)으로 구성하는 것으로 제1~제4분할판(15a)(15b)(15c)(15d)의 절단끝단(15')은 열저장탱크(10)의 내면에 연결되지 않고 이격되며 분할판(15)의 개수는 필요에 따라 다르게 변경 구성할 수도 있을 것이다.That is, the partition plate 15 is constituted by the first to fourth partition plates 15a, 15b, 15c and 15d according to the present invention, and the first to fourth partition plates 15a, 15b and 15c The cut end 15 'of the partition plate 15d is not connected to the inner surface of the heat storage tank 10 but is spaced apart and the number of the partition plates 15 may be changed as needed.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분할판(15)은 일직선형태(도면 a)이거나 곡률(도면 b)지거나 절곡(도면 c)된 형태 중 하나로 형성하여 일직선형일 경우보다 곡률지거나 절곡된 경우 열매체유가 유동하며 닿는 면적과 굴절 회수가 많아져 동일 구간을 지날 경우와 비교하면 더 많은 열을 흡수하며 높은 온도로 가열되도록 구성하는 것이다.As shown in FIG. 6, the partition plate 15 is formed in one of a straight shape (a) and a curved shape (b) or a bent shape (c) The area of flow and the number of refractions are increased, so that it absorbs more heat and is heated to a higher temperature as compared with the case where the same section is passed.

한편, 상기 열저장탱크(10)의 내부에는 표면에 열코팅층(21)을 형성한 충진재(20)를 충진 형성한다.Meanwhile, a filler 20 having a thermal coating layer 21 formed on its surface is filled in the heat storage tank 10.

여기서, 상기 충진재(20)는 알루미늄 망(22)에 채움하여 분할판(15)과 분할판(15)이 이루는 채움공간(16)에 충진하되, 상기 분할판(15)의 절단끝단(15')측에는 충진재(20)가 채움되지 않는 대류공간(17)을 형성한다.The filling material 20 is filled in the aluminum net 22 to fill the filling space 16 formed by the dividing plate 15 and the dividing plate 15 so that the cutting end 15 ' A convection space 17 in which the filler 20 is not filled is formed.

이때, 상기 충진재(20)가 충진되는 알루미늄 망(22)은 충진재(20)를 열저장탱크(10)로 충진이 용이하도록 하며 열 전도율이 우수한 알루미늄으로 제작한 망을 이용하여 구성한다.At this time, the aluminum net 22 filled with the filler 20 is formed by using a net made of aluminum having a high heat conductivity and filling the filler 20 with the heat storage tank 10 easily.

다른 실시 예로써, 상기 열저장탱크(10)는 하부에 액상열매체유(13)가 담겨진 액상가열부(14)를 구성할 수 있는데, 상기 액상열매체유(13)는 페닐에테르, 폴리페닐, 아릴알칸, 알칼벤젠 중 하나 또는 둘 이상으로 혼합하여 구성할 수 있다.In another embodiment, the heat storage tank 10 may include a liquid phase heating body 14 having a liquid phase heat medium oil 13 therein. The liquid phase heat medium oil 13 may include a phenyl ether, An alkane, and an alkaline benzene.

이러한, 상기 액상가열부(14)는 열저장탱크(10)의 하부면과 일체로 연결되는 액상열탱크(13a)의 내부에 액상열매체유(13)가 담겨지는 것으로, 암반층(202)의 지열이 액상열탱크(13a)로 전도되어 액상열매체유(13)가 가열되면 열저장탱크(10)의 하부면을 가열하도록 구성하는 것이다.The liquid heating unit 14 includes a liquid thermal storage tank 13a that is integrally connected to a lower surface of the thermal storage tank 10. The liquid heating unit 14 contains liquid thermal oil 13, And the lower surface of the heat storage tank 10 is heated when the liquid thermal oil 13 is conducted by being transferred to the liquid thermal storage tank 13a.

다른 실시 예로써, 상기 열저장탱크(10)의 채움공간(16)에 충진재(20)를 채움한 나머지인 대류공간(17)에는 금속산화물분말(60)이 혼합된 액상열매체유(13)가 담겨진 액상전도부(50)를 삽입하여 구성한다.In another embodiment, the convection space 17, which is the remainder of the filling space 16 of the heat storage tank 10 filled with the filler 20, is provided with a liquid phase heat medium oil 13 in which the metal oxide powder 60 is mixed So that the liquid conduction portion 50 is inserted.

여기서, 상기 액상전도부(50)의 액상열저장탱크(52)의 외면 중 열저장탱크(10)의 중앙을 향하는 외면에는 타공홀(51a)이 길이 방향을 따라 다수개로 형성되는 열교환타공판(51)을 다수 개로 구성할 수 있는데, 상기 열교환타공판(51)은 액상열저장탱크(52)의 길이방향으로 따라 판 형태가 배기구(12)쪽을 향해 끝단이 모아지는 경사진 형태로 구성되는 것으로 열매체유가 분할판(15)과 충진재(20)를 따라 유동하면서 열교환타공판(51)에 접촉하여 더욱더 가열되며 빠른 속도로 유동되도록 구성한 것이다.A heat exchange perforated plate 51 is formed on the outer surface of the liquid storage tank 52 of the liquid conduction part 50 facing toward the center of the heat storage tank 10 and formed with a plurality of perforations 51a along the longitudinal direction. The heat exchange perforated plate 51 is formed in an inclined form in which a plate shape is gathered toward the exhaust port 12 along the longitudinal direction of the liquid heat storage tank 52, Exchanged perforated plate 51 while flowing along the partition plate 15 and the filler 20, and is further heated and flows at a high speed.

아울러, 상기 액상전도부(50)의 액상열저장탱크(52)의 크기는 대류공간(17)내에 삽입될 수 있는 사다리꼴 형태로써 일 끝단은 열저장탱크(10)의 내면에 밀착되고 반대편은 충진재(20)와 이격되어 열교환타공판(51)이 위치할 수 있도록 구성하며, 액상열저장탱크(52)는 경사진 열저장탱크(10)의 특성으로 대류공간(17)에서 이동하지 않도록 볼트나 용접방식으로 열저장탱크(10)에 고정함 바람직할 것이다.The size of the liquid heat storage tank 52 of the liquid conduction part 50 is a trapezoidal shape that can be inserted into the convection space 17 and one end of the liquid heat storage tank 52 is in close contact with the inner surface of the heat storage tank 10, Exchanged perforated plate 51. The liquid heat storage tank 52 is made of a material such as a bolt or a welding method so as not to move in the convection space 17 due to the characteristics of the inclined heat storage tank 10, To the heat storage tank 10 as shown in FIG.

그리고, 상기 충진재(20)의 열코팅층(21)은 아크릴이나 실리콘 계열의 용제에 금속산화물분말(60)이 혼합되어 충진재(20)의 표면에 코팅하는데, 상기 금속산화물을 아크릴이나 실리콘 계열의 용제에 혼합한 후 콩자갈이나 쇄석으로 이루어지는 충진재(20)의 표면에 도포한 후 고온 건조하여 구성함이 바람직할 것이다.The thermal coating layer 21 of the filler 20 is coated on the surface of the filler 20 by mixing the metal oxide powder 60 with an acrylic or silicone type solvent and the metal oxide is mixed with an acrylic or silicone- And then applied to the surface of the filler 20 made of soybean gravel or crushed stone, followed by drying at a high temperature.

이때, 상기 아크릴이나 실리콘계열의 용제는 투명하게 구성함이 바람직할 것이며 연성을 갖거나 단단하게 구성해도 무방할 것이다.At this time, it is preferable that the acrylic or silicone-based solvent is made transparent, and it may be ductile or rigid.

한편, 상기 열저장탱크(10)의 유입구(11)에는 난방기능을 끝마치고 재가열되도록 순환펌프(31)의 작동에 의해 공기나 액체로 형성될 수 있는 열매체유가 유입되는 회수관(30)을 형성하는데, 상기 회수관(30)은 암반층(202)의 지열을 충분히 흡수하도록 지그재그 형태로 구성함이 바람직할 것이다.Meanwhile, the inlet 11 of the heat storage tank 10 is formed with a return pipe 30 through which the heating fluid, which may be formed of air or liquid, flows into the inlet 11 of the heat storage tank 10 by the operation of the circulation pump 31, However, it is preferable that the recovery pipe 30 is formed in a zigzag shape so as to sufficiently absorb the geothermal heat of the rock layer 202.

아울러, 상기 열저장탱크(10)의 배기구(12)에는 충진재(20)의 사이를 통과하며 가열된 열매체유가 난방을 위해 배기되는 난방관(40)을 연결 형성한다.The heating pipe 40 is connected to the exhaust port 12 of the heat storage tank 10 through a space between the filler 20 and the heated heating oil is exhausted for heating.

그리고, 상기 열저장탱크(10)의 내부 및 회수관(30)과 난방관(40)을 유동하는 열매체유에는 금속산화물분말(60)을 투입 형성한다.The metal oxide powder 60 is injected into the heat storage tank 10 and the heat medium flowing through the recovery pipe 30 and the heating pipe 40.

이때, 상기 회수관(30) 및 난방관(40)의 열매체유, 열코팅층(21), 액상전도부(50)에 혼합되는 금속산화물분말(60)은 텅스텐(W), 몰리브데넘(Mo), 안티몬(Sb), 세슘(Cs), 루비듐(Rb), 바나듐(V), 스트론튬(Sr), 나이오븀(Nb), 크롬(Cr), 인듐(In2O3), 주석(Sn) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 금속재 산화물분말을 혼합하여 열대류나 열전도율이 향상되도록 구성한다.At this time, the metal oxide powder 60 mixed with the heat medium oil, the thermal coating layer 21 and the liquid conductive portion 50 of the recovery pipe 30 and the heating pipe 40 may be tungsten (W), molybdenum (Mo) among them, antimony (Sb), cesium (Cs), rubidium (Rb), vanadium (V), strontium (Sr), niobium (Nb), chromium (Cr), indium (in 2 O 3), tin (Sn) The selected one or two or more metal oxide powders are mixed so as to improve the thermal conductivity or the thermal conductivity.

이러한, 상기 금속산화물분말(60)은 입자의 입경은 30∼50㎛범위로 구성함이 바람직할 것이다.The particle diameter of the metal oxide powder 60 may be preferably in the range of 30 to 50 mu m.

즉, 상기 지열난방시스템(100)은 열저장탱크(10)의 유입구(11)와 배기구(12)의 높이 차이로 인하여 순환펌프(31)의 작동과 가열 상승기류에 의한 순환효율이 증대되며 열코팅층(21)과 금속산화물분말(60)에 의해 가열효율이 증대되도록 구성하는 것이다.That is, the geothermal heating system 100 increases the circulation efficiency due to the operation of the circulation pump 31 and the heat rising air flow due to the height difference between the inlet 11 and the exhaust port 12 of the heat storage tank 10, And the heating efficiency is increased by the coating layer 21 and the metal oxide powder 60.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the present invention constructed as described above will be described below.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 지열난방시스템(100)을 시공하기 위해서는 연약층(201)을 거쳐 암반층(202)을 약 4~5M 정도 깊이로 열저장탱크(10)가 삽입될 수 있는 면적으로 굴착한다.1 to 9, in order to construct the geothermal heating system 100, the thermal storage tank 10 may be inserted into the rock layer 202 through the soft layer 201 to a depth of about 4 to 5M Excavate to an area of.

그리고, 상기 열저장탱크(10)의 채움공간(16)에 알루미늄 망(22)에 열코팅층(21)이 형성된 콩자갈이나 쇄석 등으로 이루어지는 충진재(20)를 충진한 후 설치한다.The filling material 20 made of soybean gravel, crushed stone, or the like having the thermal coating layer 21 formed on the aluminum net 22 is filled in the filling space 16 of the heat storage tank 10 and then installed.

이후, 상기 열저장탱크(10)의 유입구(11)에는 회수관(30)을 연결하고 배기구(12)에는 난방관(40)을 연결한 상태로 암반층(202)의 시공공간(203)에 삽입 시공한다.Thereafter, the return pipe 30 is connected to the inlet 11 of the heat storage tank 10, and the heating pipe 40 is connected to the exhaust port 12, Construction.

이렇게, 상기 암반층(202)의 시공공간(203)에 열저장탱크(10)가 설치가 완료되면 암반층(202)에는 암반층을 파쇄시 발생되었던 암반 잔여물을 되메움하고, 연약층(201)과 암반층(202)의 경계부분에는 연약층(201)의 수분이 암반층(202)으로 유입되는 것을 방지하기 위한 밀폐시트(204)를 시공한다.When the thermal storage tank 10 is installed in the construction space 203 of the rock layer 202, the rock layer 202 is backfilled with the rock residue that was generated when the rock layer was crushed and the soft layer 201 and the rock layer A sealing sheet 204 for preventing the moisture of the soft layer 201 from flowing into the rock layer 202 is applied to the boundary of the rock layer 202.

이후, 상기 밀폐시트(204)의 상부로 연약층(201)을 굴착했던 토사를 되메움하여 시공한다.Then, the gravel layer 201 is backed up to the upper part of the sealing sheet 204, and then the gravel layer 201 is applied.

다음으로, 상기 회수관(30)에는 순환펌프(31)를 연결하고 순환펌프(31)에는 난방관(40)을 연결하되, 상기 난방관(40)은 주택의 난방을 위해서 시공하는데, 상기 회수관(30)과 난방관(40)에서 연약층(201)을 통과하는 구간에는 단열재(41)를 감싸 지열의 영향이 작은 연약층(201)을 지날 때 냉각되는 것을 방지하도록 시공한다.Next, the circulation pump 31 is connected to the return pipe 30 and the heating pipe 40 is connected to the circulation pump 31. The heating pipe 40 is installed for heating the house, The heat insulating material 41 is wrapped around the tube 30 and the heating tube 40 to prevent the tube from being cooled when passing through the soft layer 201 having a small influence of the geothermal heat.

그리고, 상기 회수관(30)과 난방관(40)에 이동되는 열매체유는 공기를 이용하는 것을 채택하되, 상기 열매체유에는 1M당 약 5~10g정도의 금속산화물분말(60)을 투입하여 지열난방시스템(100)의 시공을 완료한다.The metal oxide powder 60 of about 5 to 10 g per 1 M is fed into the heat medium oil to be heated by the geothermal heating The construction of the system 100 is completed.

이러한, 상기 지열난방시스템(100)은 순환펌프(31)를 작동시키면 공기로 이루어지며 금속산화물분말(60)이 혼합된 열매체유가 회수관(30)을 따라 유동한 다음 열저장탱크(10)의 유입구(11)를 통해 열매체유가 알루미늄 망(22)에 담겨진 콩자갈이나 쇄석으로 이루어지는 충진재(20)와 충진재(20)의 사이에 생성되는 공극을 통해 유동한다.In the geothermal heating system 100, when the circulation pump 31 is operated, the heat medium oil mixed with the metal oxide powder 60 flows along the recovery pipe 30 and then flows into the heat storage tank 10 The heat medium oil flows through the inlet port 11 through the gap created between the filler material 20 made of soybean gravel or crushed stone and the filler material 20 contained in the aluminum net 22. [

이때, 상기 열매체유는 암반층(202)의 지열에 의해 가열된 열저장탱크(10)의 충진재(20)와 접촉하는 동시에 공극을 따라 난반사 유동으로 통과하면서 가열된 충진재(20)에 접촉 및 가열된 열저장탱크(10)의 내부 공기와 혼합되어 가열되면서 유동하게 된다.At this time, the heat medium oil contacts the filler 20 of the heat storage tank 10 heated by the geothermal heat of the rock layer 202, passes through the diffused diffused flow along the gap, and is contacted with the heated filler 20, Mixed with the internal air of the heat storage tank (10), and flows while being heated.

아울러, 상기 열매체유는 충진재(20)의 공극뿐만 아니라 분할판(15)을 따라 유동하면서 충진재(20)가 채움공간(16)에 설치되고 남는 잔여공간인 대류공간(17)을 거쳐, 분할판(15)의 제1~제4분할판(15a)(15b)(15c)(15d)의 사이에 충진된 충진재(20)를 순차적으로 거쳐 유동하여 배기구(12)를 통해 난방관(40)으로 배기되어 건물의 난방을 수행하는 것이다.The heat medium oil flows through the partition plate 15 as well as the voids of the filler material 20 and flows through the convection space 17 as a remaining space in which the filler material 20 is installed in the filling space 16, The filling material 20 filled in the space between the first to fourth partition plates 15a to 15d is sequentially flowed through the exhaust port 12 to the heating pipe 40 And exhausted to perform heating of the building.

한편, 상기 대류공간(17)에 액상전도부(50)가 설치될 경우에는 열매체유가 열교환타공판(51)에 접촉하는 동시에 타공홀(51a)을 통과하면서 추가적으로 가열되는 특징과 함께, 분할판(15)의 제1~제4분할판(15a)(15b)(15c)(15d)의 사이에 충진된 충진재(20)를 순차적으로 거쳐 유동하여 배기구(12)를 통해 난방관(40)으로 배기되어 건물의 난방을 수행하는 특징이 있다.When the liquid conduction portion 50 is provided in the convection space 17, the heat medium oil contacts the heat exchange perforated plate 51 and is further heated while passing through the perforation hole 51a. The filling material 20 filled between the first to fourth partition plates 15a, 15b, 15c and 15d sequentially flows through the exhaust port 12 to the heating pipe 40, Of the heating system.

이때, 상기 열저장탱크(10)는 유입구(11) 측은 낮고 배기구(12) 측은 높게 형성되어 순환펌프(31)에 의한 순환력과 가열된 열매체유가 상승하는 기류의 특성에 의해 원활하게 배기되는 특징이 있다.At this time, the heat storage tank 10 is formed such that the inlet port 11 is low and the exhaust port 12 is high, so that the heat storage tank 10 is smoothly discharged due to the circulation force by the circulation pump 31 and the characteristics of the airflow in which the heated heat- .

여기서, 상기 회수관(30)과 난방관(40)을 따라 흐르는 열매체유에 혼합된 금속산화물분말(60)과 충진재(20)의 표면에 형성된 열코팅층(21)의 금속산화물분말(60)은 금속입자의 특성으로 쉽게 가열되는 특징이 있다.The metal oxide powder 60 mixed in the thermal oil flowing along the return pipe 30 and the heating pipe 40 and the metal oxide powder 60 of the thermal coating layer 21 formed on the surface of the filler 20 are mixed with the metal It is characterized by easy heating by the characteristics of the particles.

그리고, 상기 회수관(30)과 난방관(40)을 따라 열매체유와 함께 유동하는 금속산화물분말(60)은 입경이 작은 특성에 의해 순환펌프(31)의 순환력에 의해 특정지점에 정체되지 않고 흩날리면서 가열되어 유동하는 특징이 있다.The metal oxide powder 60 flowing together with the heat medium oil along the recovery pipe 30 and the heating pipe 40 is stagnated at a specific point by the circulation force of the circulation pump 31 due to the small particle diameter But it is heated and flows while being scattered.

아울러, 상기 열저장탱크(10)의 대류공간(17)에 액상가열부(14)를 형성하거나 열저장탱크(10)의 하부에 액상탱크(14a)를 형성할 경우에는 암반층(202)이 지열이 액상열매체유(13)를 가열함으로써 지속적으로 지열을 보유하는 특징이 있는 동시에, 암반층(202)의 기온에 변화가 발생하더라도 충진재(20)가 충진된 열저장탱크(10)내에서는 대류방식을 이용한 가열로 인하여 온도변화가 쉽게 발생할 수 있으나, 액상가열부(14)와 액상탱크(14a)를 설치할 경우에는 액상열매체유(13)가 가열된 상태에서 암반층(202)의 지열 온도가 변화하더라도 변화율이 미세하며 서서히 변화되어 열 보존력이 우수한 특징이 있다.When the liquid heating unit 14 is formed in the convection space 17 of the heat storage tank 10 or the liquid tank 14a is formed in the lower part of the heat storage tank 10, And the geothermal heat is retained by heating the liquid thermal oil 13 and even if a change occurs in the temperature of the rock layer 202, convection can be prevented in the heat storage tank 10 filled with the filler 20 When the liquid heating unit 14 and the liquid tank 14a are installed, even if the geothermal temperature of the rock layer 202 changes while the liquid heating medium oil 13 is heated, the change rate Is finely and gradually changed, and there is a characteristic of excellent heat retention ability.

이러한, 상기 회수관(30)과 난방관(40)을 따라 흐르는 열매체유를 공기로 선택한 경우와 금속산화물분말(60)이 열매체유에 혼합된 경우 실험 데이터를 비교하면 다음 표 1과 같다.Table 1 shows experimental data when the heat transfer fluid flowing through the return pipe 30 and the heating pipe 40 is selected as air and when the metal oxide powder 60 is mixed with the heat transfer oil.

아래의 표 1의 실험조건은 상온 약 15~19℃의 실내에서 유동파이프를 타원형태로 양 끝단을 연결한 후 일부분에 열풍기를 연결하고 온도센서를 이용하여 가열시점온도를 측정하면서 열풍기의 가열온도와 열풍속도를 조절하고, 열풍기가 설치된 반대편 유동파이프의 일부분에는 열풍기와 이격된 지점에서 측정시점온도를 측정하는 온도센서를 연결하여 시험하였다.The test conditions shown in Table 1 below were obtained by connecting the flow pipe at both ends in an oval shape at room temperature of about 15 to 19 ° C, connecting a hot air fan to a part of the pipe, measuring the heating point temperature using a temperature sensor, And a temperature sensor for measuring the temperature at the point where the hot air was separated from the hot air was connected to a part of the opposite flow pipe provided with the hot air.

실험조건Experimental conditions 종래 기술 열매체유(공기)BACKGROUND ART [0002] Thermal oil (air) 본 발명 열매체유(공기+금속산화물분말)The present thermal oil (air + metal oxide powder) 유동파이프길이Flow pipe length 30M30M 가열시점온도
(℃)
Heating temperature
(° C)
측정시점온도
(℃)
Measurement point temperature
(° C)
가열시점온도
(℃)
Heating temperature
(° C)
측정시점온도
(℃)
Measurement point temperature
(° C)


유동속도(m/s)


Flow rate (m / s)
0.50.5 7676 7272 7676 7474
1.01.0 6363 5858 6363 6363 1.51.5 5959 5555 5959 5959 2.02.0 5454 5050 5454 5454

즉, 표 1에서 나타난 바와 같이 열매체유를 단순히 공기를 이용하는 기존방식보다 열매체유인 공기에 금속산화물분말(60)을 혼합하였을 경우 측정시점온도가 더 높게 측정되는 것을 확인할 수 있는데, 그 이유는 공기내에 혼합되어진 금속산화물분말(60)이 열풍기의 열기에 의해 가열됨을 확인할 수 있는 실험 데이터이다.That is, as shown in Table 1, it can be seen that when the metal oxide powder (60) is mixed with air, which is a heating medium, than the conventional method using the air, the temperature at the measurement point is higher, It is experimental data that it can be confirmed that the mixed metal oxide powder 60 is heated by the heat of the hot air.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다. 가진While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art. have

10 : 열저장탱크 11 : 유입구
12 : 배기구 13 : 액상열매체유
14 : 액상가열부 14a : 액상탱크
15 : 분할판 15' : 절단끝단
15a~15d : 제1~제4분할판 16 : 채움공간
17 : 대류공간 20 : 충진재
21 : 열코팅층 22 : 알루미늄 망
30 : 회수관 31 : 순환펌프
40 : 난방관 41 : 단열재
50 : 액상전도부 60 : 금속산화물분말
51 : 열교환타공판 100 : 지열난방시스템
200 : 지반 201 : 연약층
202 : 암반층 203 : 시공공간
204 : 밀폐시트
10: heat storage tank 11: inlet
12: exhaust port 13: liquid phase heat medium oil
14: liquid phase heating part 14a: liquid phase tank
15: partition plate 15 ': cutting end
15a to 15d: first to fourth partition plates 16:
17: Convection space 20: Filler
21: thermal coating layer 22: aluminum mesh
30: return pipe 31: circulation pump
40: Heating pipe 41: Insulation
50: liquid phase conducting portion 60: metal oxide powder
51: Heat exchange perforated plate 100: Geothermal heating system
200: ground 201: weak layer
202: rock layer 203: construction space
204: sealing sheet

Claims (11)

지열을 이용하여 난방을 하는 시스템에 있어서,
지반(200)의 연약층(201)의 하부에 위치하는 암반층(202)내에 설치되는 것으로, 상부 일측에는 유입구(11)가 형성되고 반대편 상부 일측에는 배기구(12)가 구비된 열저장탱크(10)를 형성하며,
상기 열저장탱크(10)의 내부에는 표면에 열코팅층(21)을 형성한 충진재(20)를 충진 형성하고,
상기 열저장탱크(10)의 유입구(11)에는 난방기능을 끝마치고 재가열되도록 순환펌프(31)의 작동에 의해 열매체유가 유입되는 회수관(30)을 형성하며,
상기 열저장탱크(10)의 배기구(12)에는 충진재(20)의 사이를 통과하며 가열된 열매체유가 난방을 위해 배기되는 난방관(40)을 연결 형성하고,
상기 열저장탱크(10)의 내부 및 회수관(30)과 난방관(40)을 유동하는 열매체유에는 금속산화물분말(60)을 투입 형성하여,
상기 열저장탱크(10)의 유입구(11)와 배기구(12)의 높이 차이로 인하여 순환펌프(31)의 작동과 가열 상승기류에 의한 순환효율이 증대되며 열코팅층(21)과 금속산화물분말(60)에 의해 가열효율이 증대되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.
In a system for heating by using geothermal heat,
A thermal storage tank 10 having an inlet 11 formed at one side of the upper portion and an exhaust port 12 formed at an opposite side of the upper portion of the lower portion of the soft layer 201 of the ground 200, Lt; / RTI >
A filler 20 having a thermal coating layer 21 formed on its surface is filled in the heat storage tank 10,
The inlet 11 of the heat storage tank 10 is formed with a recovery pipe 30 through which the heat medium oil flows by the operation of the circulation pump 31 so that the heating function is completed and reheated,
A heating pipe (40) through which the heated heat medium oil is exhausted for heating is connected to the exhaust port (12) of the heat storage tank (10) through a space between the fillers (20)
The metal oxide powder 60 is injected into the heat storage tank 10 and the heat medium oil flowing through the recovery pipe 30 and the heating pipe 40,
The circulation efficiency due to the operation of the circulation pump 31 and the heat rising air flow is increased due to the difference in height between the inlet 11 and the exhaust 12 of the heat storage tank 10 and the thermal coating layer 21 and the metal oxide powder 60), the heating efficiency is increased.
제 1항에 있어서, 상기 열저장탱크(10)는 유입구(11)가 형성된 끝단은 낮고 배기구(12)가 형성된 끝단은 높게 위치하는 경사진 직육면체 형상으로 형성하고,
상기 열저장탱크(10)의 경사각도 및 유입구(11)와 배기구(12)의 높이차 경사각도는 10~20°범위로 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.
The heat storage tank (10) according to claim 1, wherein the heat storage tank (10) has an inclined rectangular parallelepiped shape in which the inlet end (11) is formed at a low end and the end of the exhaust port (12)
Wherein the inclination angle of the heat storage tank (10) and the inclination angle of the height difference between the inlet (11) and the exhaust port (12) are in the range of 10 to 20 degrees.
제 1항에 있어서, 상기 열저장탱크(10)의 하부에는 액상열매체유(13)가 담겨진 액상가열부(14)를 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The geothermal heating system according to claim 1, wherein a liquid heating unit (14) containing liquid thermal oil (13) is provided below the heat storage tank (10). 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열저장탱크(10)는 내부공간을 가로지르는 방향을 따라 다수의 구역으로 분할하는 분할판(15)과 분할판(15) 사이에 채움공간(16)을 형성하도록 지그재그형태로 형성하며,
상기 분할판(15)의 일끝단은 열저장탱크의 내면에 연결되며 타 끝단은 열저장탱크(10)의 반대편 내면과 연결되지 않도록 절단된 형상으로 형성하고,
상기 분할판(15)의 절단끝단(15')측은 배기구(12)가 형성된 측을 향해 경사지게 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.
The heat storage tank (10) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the heat storage tank (10) has a space between the partition plate (15) dividing into a plurality of zones along the direction crossing the inner space, Is formed in a zigzag shape to form a space (16)
One end of the partition plate 15 is connected to the inner surface of the heat storage tank and the other end of the partition plate 15 is cut so as not to be connected to the inner surface of the heat storage tank 10,
, And the cutting end (15 ') side of the partition plate (15) is inclined toward a side where the exhaust port (12) is formed.
제 4항에 있어서, 상기 분할판(15)은 일직선형태이거나 곡률지거나 절곡된 형태 중 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The geothermal heating system according to claim 4, wherein the partition plate (15) is formed of one of a linear shape, a curved shape, and a curved shape. 제 1항에 있어서, 상기 충진재(20)는 콩자갈이나 쇄석 중 하나로 이루어지며 알루미늄 망(22)에 채움하여 분할판(15)과 분할판(15)이 이루는 채움공간(16)에 충진하되, 상기 분할판(15)의 절단끝단(15')측에는 충진재(20)가 채움되지 않는 대류공간(17)을 형성하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The filling material (20) according to claim 1, wherein the filling material (20) comprises one of pebble pebbles or a crushed stone and is filled in the aluminum net (22) to fill the filling space (16) formed by the dividing plate (15) And a convection space (17) in which the filler (20) is not filled is formed at the cutting end (15 ') side of the partition plate (15). 제 6항에 있어서, 상기 대류공간(17)에는 금속산화물분말(60)이 혼합된 액상열매체유(13)가 담겨진 액상전도부(50)를 설치하여 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The system according to claim 6, wherein the convection space (17) is formed by installing a liquid conduction part (50) in which a liquid thermal oil (13) mixed with a metal oxide powder (60) is contained. 제 7항에 있어서, 상기 액상전도부(50)의 액상열저장탱크(52)의 외면 중 열저장탱크(10)의 중앙을 향하는 외면에는 열교환타공판(51)을 다수 개로 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The heat exchanger according to claim 7, wherein a plurality of heat exchange perforated plates (51) are formed on the outer surface of the liquid storage tank (52) facing the center of the heat storage tank (10) Heating system. 제 1항에 있어서, 상기 충진재(20)의 열코팅층(21)은 아크릴이나 실리콘 계열의 용제에 금속산화물분말(60)을 혼합하여 충진재(20)의 표면에 코팅하여 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The method of claim 1, wherein the thermal coating layer (21) of the filler (20) is formed by coating a metal oxide powder (60) with an acrylic or silicone solvent and coating the surface of the filler (20) Heating system. 제 1항 또는 제 7항 또는 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속산화물분말(60)은 텅스텐(W), 몰리브데넘(Mo), 안티몬(Sb), 세슘(Cs), 루비듐(Rb), 바나듐(V), 스트론튬(Sr), 나이오븀(Nb), 크롬(Cr), 인듐(In2O3), 주석(Sn) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 선택 혼합하여 열대류나 열전도율, 열가열성이나 열보존성이 향상되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the metal oxide powder (60) is at least one selected from the group consisting of tungsten (W), molybdenum (Mo), antimony (Sb), cesium (Cs) Rb), vanadium (V), strontium (Sr), niobium (Nb), chromium (Cr), indium (in 2 O 3), tin (Sn) by mixing selected for more than one or two selected from the tropical flow or thermal conductivity, Wherein the heating system is constructed so as to improve thermal stability and heat storability. 제 3항 또는 제 7항에 있어서, 상기 액상열매체유(13)는 페닐에테르, 폴리페닐, 아릴알칸, 알칼벤젠 중 하나 또는 둘 이상으로 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방시스템.The geothermal heating system according to claim 3 or 7, wherein the liquid thermal oil (13) is composed of one or more of phenyl ether, polyphenyl, arylalkane, and alkalene.
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