KR101600839B1 - Hybrid type ground heat regenerative system - Google Patents

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KR101600839B1 KR1020140035624A KR20140035624A KR101600839B1 KR 101600839 B1 KR101600839 B1 KR 101600839B1 KR 1020140035624 A KR1020140035624 A KR 1020140035624A KR 20140035624 A KR20140035624 A KR 20140035624A KR 101600839 B1 KR101600839 B1 KR 101600839B1
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Abstract

본 발명은 동절기 실내 건축물에 지중으로 얻어진 열로 난방할 수 있도록 함과 아울러, 하절기에는 실내 건축물로부터 발생되는 잉여 폐열을 지중으로 공급하여 지중의 열 불균형 현상을 해소시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템에 관한 것이다.
본 발명은 실내 건축물(10)에 배치되는 부하측 열교환기(20)와; 상기 부하측 열교환기(20)측에 온열 또는 냉열을 전달하기 위한 히트펌프(100)와; 상기 히트펌프(100)의 열을 부하측 열교환기(20)측으로 전달하도록 열매체가 부하측 열교환기(20)측으로 순환되며 제2열매체전환로(245) 연결부와 히트펌프(100) 사이에 체크밸브(450)가 구비되는 제1열매체 공급로(212) 및, 부하측 열교환기(20)에서 배출되는 열매체가 히트펌프(100)측으로 순환되며 제1열매체전환로(235) 연결부와 열매체를 히트펌프(100)측으로 이송하는 제1펌프(310) 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 제1개폐밸브(410)가 구비되는 제1열매체배출로(214)로 구성되는 제1순환유로(210)와; 상기 히트펌프(100)와 지중을 연결하여 히트펌프(100)에 지중(G)의 지열을 전달한 열매체가 순환되는 제2열매체 공급로(222) 및, 지중(G)을 통과한 열매체를 히트펌프(100)측으로 이송하는 제2펌프(320)와 상기 제2펌프(320)와 제2열매체전환로(245) 연결부 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 제2개폐밸브(420)를 구비한 제2열매체배출로(224)로 구성되는 제2순환유로(220)와; 상기 제1열매체 배출로(214)와 제2열매체 공급로(222)를 연통되게 연결되도록 일측이 부하측 열교환기(20)와 제1개폐밸브(410) 사이의 제1열매체 배출로(214)와 연결되고 타측은 히트펌프(100)를 통과한 열매체가 지중(G)으로 인입되는 제2열매체공급로(222)와 연결되며, 전환로 상의 유로를 개폐하는 제3개폐밸브(430)가 구비되는 제1열매체 전환로(235)와; 상기 제2열매체 배출로(224)와 제1열매체 공급로(212)를 연통되게 연결되도도록 일측이 부하측 열교환기(20)와 체크밸브(450) 사이의 제1열매체 공급로(212)와 연결되고 타측은 지중(G)을 통과한 열매체가 제2개폐밸브(420)로 인입되기 전의 제2열매체 배출로(224)와 연결되며, 전환로 상의 유로를 개폐하는 제4개폐밸브(440)와 상기 제1열매체 공급로(212)와 제4개폐밸브(440) 사이에 지중(G)을 통과한 열매체를 부하측 열교환기(20)측으로 공급하는 제3펌프(330)를 구비하는 제2열매체 전환로(245)와; 상기 실내 건축물(10)의 실내 온도를 계측하고 이를 제어부(500)측으로 출력하는 온도센세(710); 및, 운전자의 동절기 모드, 하절기 모드 및 열회복 모드의 선택과, 온도센세(710)에서 출력된 신호에 따라 열매체의 공급방향을 제어하는 제어부(500);를 포함하여 이루어지고, 상기 제어부(500)는 운전자가 동절기 모드 및 하절기 모드를 선택하면 제1,2열매체 전환로(235,245)가 폐쇄되도록 제1,2개폐밸브(410,420)를 온동작시키고 제3,4개폐밸브(430,440)를 오프동작시키도록 제어하고, 운전자가 상기 열회복 모드를 선택하면 제1,2열매체 전환로(235,245)가 개방되도록 1,2개폐밸브(410,420)를 오프동작시키고 제3,4개폐밸브(430,440)를 온동작시키도록 제어하며, 상기 온도센세(710)에서 실내 건축물(10)의 실내 온도가 설정된 온도보다 높은 것으로 계측되면 상기 열회복 모드가 선택되어 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention is intended to provide a method of heating a building in the winter season so that it can be heated by the ground, and at the same time, it is possible to supply the waste heat generated from the interior of the building to the ground to reduce heat imbalance in the ground. And more particularly to a hybrid underground heat recovery system.
The present invention relates to a load-side heat exchanger (20) disposed in an indoor building (10); A heat pump (100) for transferring heat or cold heat to the load side heat exchanger (20) side; The heating medium is circulated to the side of the load side heat exchanger 20 so as to transfer the heat of the heat pump 100 to the side of the load side heat exchanger 20 and the check valve 450 And the heat medium discharged from the load side heat exchanger 20 are circulated toward the heat pump 100 and the connection portion and the heating medium of the first heat medium conversion path 235 are connected to the heat pump 100, A first circulation flow path 210 formed between the first pump 310 for transferring the refrigerant to the first pump 310 and the first heat medium discharge path 214 having a first opening / closing valve 410 for opening and closing the flow path; A second heat medium supply passage 222 through which the heat medium circulating the heat pump 100 and the geothermal heat of the underground G is circulated to the heat pump 100 and the heat medium passing through the underground G, (420) provided between the second pump (320) and the connection portion of the second heat medium conversion path (245) for opening and closing the flow path, the second pump (320) A second circulation channel 220 composed of a heating medium discharge path 224; One side of the first heat medium discharge path 214 is connected to the first heat medium discharge path 214 between the load side heat exchanger 20 and the first on-off valve 410 so as to be connected to the first heat medium discharge path 214 and the second heat medium supply path 222 And a third open / close valve 430 connected to the second heat medium supply passage 222 through which the heat medium having passed through the heat pump 100 is introduced into the underground G, A first heating medium switching path 235; One side is connected to the first heat medium supply path 212 between the load side heat exchanger 20 and the check valve 450 so as to be connected to the second heat medium discharge path 224 and the first heat medium supply path 212, The other side of which is connected to the second heating medium discharge path 224 before the heating medium having passed through the underground G is drawn into the second on-off valve 420, and a fourth on-off valve 440 for opening / And a third pump 330 for supplying a heat medium, which has passed through the underground G, between the first heat medium supply passage 212 and the fourth open / close valve 440 to the load side heat exchanger 20, (245); A temperature sensor 710 measuring the room temperature of the indoor building 10 and outputting the measured temperature to the control unit 500; And a controller 500 for controlling the driver to select a winter season mode, a summer season mode, and a heat recovery mode, and a supply direction of the heating medium according to a signal output from the temperature sensor 710. The controller 500 When the driver selects the winter season mode and the summer season mode, the first and second on-off valves 410 and 420 are turned on and the third and fourth on-off valves 430 and 440 are turned off so that the first and second heating medium switching paths 235 and 245 are closed Off valves 410 and 420 are turned off and the third and fourth opening / closing valves 430 and 440 are turned on so that the first and second heating medium switching paths 235 and 245 are opened when the driver selects the heat recovery mode, And controls the thermal sensor 710 to select and operate the thermal recovery mode when the indoor temperature of the indoor building 10 is measured to be higher than the set temperature.

Figure R1020140035624
Figure R1020140035624

Description

하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템{Hybrid type ground heat regenerative system}[0001] Hybrid type ground heat regenerative system [0002]

본 발명은 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템에 관한 것으로, 특히 지중 열을 이용하여 시설하우스 또는 주택 등의 실내 건축물에 온열 또는 냉열을 공급함에 있어 지중 열이 고갈 또는 불균형이 발생할 경우 실내 건축물에 발생하는 신재생에너지 및 폐열을 이용하여 지중으로 열을 공급함으로써, 지중의 열 불균형 현상을 해소시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid fused hybrid type underground heat recovery system. More particularly, the present invention relates to a hybrid fused hybrid type underground heat recovery system, and more particularly, to a hybrid fused hybrid type underground heat recovery system that generates heat or cold heat in an indoor building such as a facility house or a house, The present invention relates to a hybrid fused hybrid thermal recovery system, which is improved in structure to solve heat imbalance phenomenon in the ground by supplying heat to the ground using renewable energy and waste heat.

시설하우스, 주택 등의 실내 건축물에 온열 또는 냉열을 이용하여 공조시스템을 운전하게 되는데, 이러한 공조시스템의 운전시 막대한 전기 또는 유류 또는 가스, 전기등을 소비하게 되며 CO2를 발생시켜 환경오염 문제를 야기하게 된다.Greenhouse, using heated or cold in the room buildings such as houses there is the operation of the air conditioning system, and consume these during the operation of the air conditioning system, massive electricity or fuel or gas, electricity, etc. The problem of environmental pollution by generating CO 2 .

이러한 환경오염 물질인 C02 발생 최소화와 비용을 절약함과 동시에 공조시스템의 효율을 향상시키고 용량을 줄여 효율적인 냉난방 환경을 제공하기 위해 최근에는 지중열을 이용하는 방식이 많이 연구되고 있고, 또한 실제 시공되어 운전되고 있는 실정이다.In order to minimize the occurrence of CO 2 , which is an environmental pollutant, and to save costs, and to improve the efficiency of the air conditioning system and to provide an efficient cooling and heating environment by reducing the capacity, recently, a method using geothermal heat has been studied, It is in fact operating.

지중열을 이용하는 방법은 직접 이용방식과 간접 이용방식으로 구분되며, 현재는 주로 간접 이용방식이 주를 이루고 있다.The method of using geothermal heat is divided into direct use type and indirect use type, and nowadays, mainly indirect use type is main.

간접 이용방식은 지열이용 히트펌프와 개방형 및 폐회로형 지중열교환기 시스템을 구비해야 하는데, 특히 폐회로형 지중열교환기 시스템은 지중 오염방지 및 지하수 고갈, 오염문제로부터 개방식에 비해 안전하므로 가장 많이 적용되고 있는 추세이며 안정적 효율을 확보할 수 있는 장점이 있다.Indirect use systems should be equipped with a geothermal heat pump and an open and closed loop underground heat exchanger system. Especially, the closed loop type underground heat exchanger system is most applied because it is safer than open type due to prevention of underground pollution and groundwater depletion and pollution Trend and stable efficiency can be secured.

종래 히트펌프는 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기와, 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 전자 팽창밸브와, 전자 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 실내 열교환기와, 상기 압축기 후단에 설치되어 냉/난방시 냉매의 흐름을 절환시켜주는 사방밸브 및 상기 압축기 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 어큐뮬레이터로 구성된다.The conventional heat pump includes a compressor for compressing a refrigerant into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, an outdoor heat exchanger for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at a medium-temperature high-pressure, and a refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger, A four-way valve provided downstream of the compressor for switching the flow of the refrigerant in the cooling / heating mode, and a four-way valve provided at the downstream end of the compressor for switching the flow of the refrigerant in the cooling / And an accumulator for filtering the liquid refrigerant.

이러한 지중열교환기 시스템은 지중열을 교환하여 안정적인 건물의 냉난방이 가능하지만, 부하가 큰 건물의 경우 지중에 설치되는 폐회로형 지중열교환기의 설치 심도나 천공수가 급격히 증가하여 초기비용이 매우 커지는 문제와 적절한 지중열교환기 설치 면적을 확보할 수 없다는 문제가 있다.However, in the case of a building with a large load, there is a problem that the installation depth or drilling number of the closed-loop type geothermal heat exchanger installed in the ground is drastically increased, There is a problem in that it is impossible to secure an appropriate installation area of the underground heat exchanger.

또한 지중 열원의 회복은 지표면에서의 태양열과 강우의 침투, 마그마 등을 통한 흡열로 인한 자연적 회복, 히트 펌프의 계절변환 운전인 냉,난방 교대 운전에 따른 열회복 등이 있으나, 자연적 회복에는 한계가 있는 바 계절변환 운전에 따른 회복이 시스템의 성능 및 공사비를 결정하는 중요 요소가 된다.In addition, recovery of underground heat source is caused by penetration of solar heat and rainfall on the surface of the earth, natural recovery due to endothermic through magma, heat recovery due to seasonal change operation of heat pump, cooling and heating alternation operation, As a result, the recovery due to the seasonal conversion operation is an important factor determining the performance and cost of the system.

시설하우스, 주택 등의 실내 건축물의 공조시스템은 지중으로부터 발생하는 온열을 사용할 경우에 지중으로는 냉열이 축적되고, 냉열을 사용하고자 할 경우에는 지중에 온열이 축적되는 데, 지속적인 사용시 사용량에 불균형이 발생하게 되고, 이로 인해 지표면에서의 태양열 및 강우의 침투, 마그마 등을 통한 흡열로 발생되는 자연적 회복으로는 한계가 있으며, 계절 변화에 따른 열 축적 즉 열 회복이 되지 않아 지중 열원의 불균형 상태를 야기시키게 되며, 지열의 냉,난방 운전이 되지 않는 문제점이 있다.In the air conditioning system of indoor buildings such as a house, a house and a house, cold heat accumulates in the ground when the heat generated from the earth is used, and heat is accumulated in the ground when the cold is used. And it is limited due to the natural recovery caused by the penetration of solar heat and rainfall on the surface of the earth and the endothermic endotherm through the magma, and the heat accumulation due to the seasonal change, that is, the heat recovery, And there is a problem that the cooling and heating operation of the geothermal heat can not be performed.

지중 온도를 조절하는 선행기술로는 한국 공개특허공보 제 10-2001-0087064호 "히트 파이프를 이용한 잔디 경기장 지중 온도 조절시스템"(공개일자 : 2001.09.15)에 개시된 바와 같이, 경기장 지반 밑에 냉수나 온수를 공급할 수 있는 주배관을 설치하고, 설치된 주배관에 히트 파이프를 V자로 삽입하여 주배관으로 흐르는 온수의 열을 히트 파이프의 응축부를 통해 신속하게 경기장 바닥 전체로 분배하여 지중 온도를 높이거나 또는 높아진 지열을 히트 파이프를 통해 주배관으로 흐르는 냉수를 이용해 뽑아냄으로써 지중 온도를 낮추도록 된 것이다.Background Art [0002] As a prior art for controlling an underground temperature, there has been proposed a method of controlling a temperature of a grass field stadium using a heat pipe as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2001-0087064 (published on Sep. 15, 2001) A main pipe capable of supplying hot water is installed, and a heat pipe is inserted into a V-shaped pipe in the installed main pipe to rapidly distribute the heat of the hot water flowing into the main pipe through the condensation portion of the heat pipe to the entire floor of the stadium, By using the cold water flowing into the main pipe through the heat pipe, it is possible to lower the ground temperature.

한편, 지중 온도를 조절하는 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1100096호 "지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템"(등록일자 : 2011.12.22)에 기재된 바와 같이, 태양열을 흡수하여 물을 가열하는 태양열집열수단과; 지중에 매설되어 있으며, 축열순환관에 의해 상기 태양열집열수단과 연결되어 태양열집열수단에 의해 가열된 물이 순환하여 지중의 흙을 가열하여 열을 저장하는 지중축열수단과; 상기 축열순환관의 중간에 연결된 온수탱크와; 상기 온수탱크에 병렬로 연결되어 상기 태양열집열수단에 의해 가열된 온수나 지중축열수단에 저장된 온수의 순환에 의해 온기를 열교환하여 난방을 하는 냉난방수단을 포함하여 구성되되, 상기 냉난방수단은 냉기 또는 냉기를 실내에 공급하는 실내열교환기를 포함하는 실내기와, 냉매라인을 통해 상기 실내열교환기와 연결되어 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 압축된 냉매를 응축 또는 증발시켜 온기 또는 냉기를 외부로 방출하는 실외열교환기 및 송풍기를 포함하는 실외기와, 상기 실내,실외열교환기 사이에 구비되어 냉매를 팽창시키는 팽창밸브를 포함하는 냉난방장치이고, 상기 냉매라인의 중간에 연결된 온수탱크에 병렬로 연결된 난방순환관을 순환하는 온수가 순환하여 냉매라인을 통과하는 냉매를 가열하는 온수열교환기를 포함하여 구성된 것이다.On the other hand, as another prior art for controlling the underground temperature, as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1100096 entitled " Underground Heat Storage Hybrid Heating & Cooling System "(registered on Dec. 22, 2011), solar heat Collecting means; An underground heat storage means embedded in the ground and connected to the solar heat collecting means by a heat storage circulation pipe to circulate water heated by the solar heat collecting means to heat earth soil to store heat; A hot water tank connected in the middle of the heat storage circulation pipe; And a cooling / heating means connected in parallel to the hot water tank for heating by heating the hot water heated by the solar heat collecting means or the hot water stored in the underground heat storage means to heat the warmed air, An indoor heat exchanger for supplying indoor heat to the indoor heat exchanger, a compressor connected to the indoor heat exchanger through a refrigerant line for compressing the refrigerant, and an outdoor unit for condensing or evaporating the refrigerant compressed in the compressor, An outdoor unit including a heat exchanger and a blower, and an expansion valve provided between the indoor and outdoor heat exchangers to expand the refrigerant. The heating / circulation pipe connected to the hot water tank connected in the middle of the refrigerant line, A hot water heat exchanger for circulating hot water and heating the refrigerant passing through the refrigerant line; To be configured.

기존 지중 온도를 조절하기 위한 지중 축열 시스템은 태양열을 이용하여 온수를 가열한 후에 가열된 온수를 이용하여 지중으로 순환시켜 열을 축열하도록 되어 있으나, 이를 위해 온수의 열을 지중에 공급하기 위한 펌프에 전기 에너지를 공급해야 하므로 전기 에너지가 소요됨과 아울러, 가열된 온수를 지중으로 공급하기 위한 별도의 온수공급수단(온수탱크, 펌프 등)을 구비해야 하므로 비용이 상승하게 되는 단점이 있다.In order to control the existing ground temperature, the underground heat storage system is designed to heat the hot water by using the solar heat, and then heat the heat by circulating the hot water using the heated hot water. To this end, Electric energy is required to supply electric energy, and a separate hot water supply means (hot water tank, pump, etc.) for supplying heated hot water to the ground is required, so that the cost is increased.

또한, 기존 히트펌프를 이용한 지중 축열 시스템은 단순히 지중의 열을 실내 건축물의 냉난방에만 적용하고 있으므로, 앞서 설명한 바와 같이 동절기 지중 열을 지속적으로 외부로 인출하여 사용하는 과정에서 지중 열원이 자연적으로 회복되지 못하고 불균형한 상태를 가지게 되며, 이로 인해 지중의 열 에너지 불균형 현상을 해소하는 데 적용하기 어려운 단점이 있다.In addition, since the underground heat storage system using the existing heat pump only applies the heat in the ground to the heating and cooling of the indoor building, as described above, the underground heat source is not restored naturally during the process of continuously using the underground heat in the winter season And it has a disadvantage that it is difficult to apply to solve the unbalance of thermal energy in the ground.

한국 공개특허공보 제 10-2001-0087064호 "히트 파이프를 이용한 잔디 경기장 지중 온도 조절시스템"(공개일자 : 2001.09.15)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2001-0087064 entitled " Ground Temperature Control System for Lawn Stadium Using Heat Pipe "(Open Date: Sep. 15, 2001) 한국 등록특허공보 제10-1100096호 "지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템"(등록일자 : 2011.12.22)Korean Registered Patent No. 10-1100096 entitled " Underground Regenerative Hybrid Heating & Cooling System "(registered on December 22, 2011)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 지중 열을 이용하여 시설하우스 또는 주택 등의 실내 건축물에 온열 또는 냉열을 공급하여 실내 건축물을 냉,난방할 수 있도록 함과 아울러, 실내 건축물로부터 발생되는 잉여 폐열을 지중으로 공급하여 지중의 열 불균형 현상을 해소할 수 있도록 한 하이브리드형 지중 열회복 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a system and a method for cooling and heating an indoor building by supplying hot or cold heat to indoor buildings such as a facility house or a house using underground heat. And also to provide a hybrid type underground heat recovery system in which excessive waste heat generated from an indoor building is supplied to the ground so that heat imbalance phenomenon in the ground can be solved.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실내 건축물에 배치되는 부하측 열교환기; 상기 부하측 열교환기측에 온열 또는 냉열을 전달하기 위한 히트펌프와; 상기 히트펌프의 열을 부하측 열교환기측으로 전달하도록 열매체가 부하측 열교환기측으로 순환되며 제2열매체전환로 연결부와 히트펌프 사이에 체크밸브가 구비되는 제1열매체 공급로 및, 부하측 열교환기에서 배출되는 열매체가 히트펌프측으로 순환되며 제1열매체전환로 연결부와 열매체를 히트펌프측으로 이송하는 제1펌프 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 제1개폐밸브가 구비되는 제1열매체배출로로 구성되는 제1순환유로와; 상기 히트펌프와 지중을 연결하여 히트펌프에 지중(G)의 지열을 전달한 열매체가 순환되는 제2열매체 공급로 및, 지중(G)을 통과한 열매체를 히트펌프측으로 이송하는 제2펌프와 상기 제2펌프와 제2열매체전환로 연결부 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 제2개폐밸브를 구비한 제2열매체배출로로 구성되는 제2순환유로와; 상기 제1열매체 배출로와 제2열매체 공급로를 연통되게 연결되도록 일측이 부하측 열교환기와 제1개폐밸브 사이의 제1열매체 배출로와 연결되고 타측은 히트펌프를 통과한 열매체가 지중(G)으로 인입되는 제2열매체공급로와 연결되며, 전환로 상의 유로를 개폐하는 제3개폐밸브가 구비되는 제1열매체 전환로와; 상기 제2열매체 배출로와 제1열매체 공급로를 연통되게 연결되도도록 일측이 부하측 열교환기와 체크밸브 사이의 제1열매체 공급로와 연결되고 타측은 지중(G)을 통과한 열매체가 제2개폐밸브로 인입되기 전의 제2열매체 배출로와 연결되며, 전환로 상의 유로를 개폐하는 제4개폐밸브와 상기 제1열매체 공급로와 제4개폐밸브 사이에 지중(G)을 통과한 열매체를 부하측 열교환기측으로 공급하는 제3펌프를 구비하는 제2열매체 전환로와; 상기 실내 건축물의 실내 온도를 계측하고 이를 제어부측으로 출력하는 온도센세; 및, 운전자의 동절기 모드, 하절기 모드 및 열회복 모드의 선택과, 온도센세에서 출력된 신호에 따라 열매체의 공급방향을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지고,To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a refrigerator comprising: a load side heat exchanger disposed in an indoor building; A heat pump for transmitting heat or cold heat to the load side heat exchanger; A first heat medium supply passage through which the heat medium is circulated to the load side heat exchanger side to transfer heat of the heat pump to the load side heat exchanger side and a check valve is provided between the second heat medium conversion path connection portion and the heat pump, And a first heat medium discharge path provided between the first heat medium transfer path connecting portion and the first pump for transferring the heat medium to the heat pump side, the first heat medium discharge path being connected to the heat pump, Wow; A second pump for circulating the heat medium through which the geothermal heat of the underground G is transmitted to the heat pump by connecting the heat pump to the heat pump and a second pump for transferring the heat medium passing through the underground G to the heat pump side, A second circulation flow path formed of a second heat medium discharge path provided between the second pump and the second heat medium switching connection unit and having a second on-off valve for opening and closing the flow path; The first heat medium discharge path is connected to the first heat medium discharge path between the load side heat exchanger and the first opening / closing valve so that the first heat medium discharge path and the second heat medium supply path are communicatively connected to each other and the heat medium passing through the heat pump is connected to the ground G A first heat medium switching furnace connected to the second heat medium supply path to be introduced and provided with a third opening / closing valve for opening / closing a flow path on the switching path; One side of which is connected to the first heat medium supply path between the load side heat exchanger and the check valve so that the second heat medium discharge path and the first heat medium supply path are connected to communicate with each other and the other side of which is connected to the second on- Closing valve that opens and closes the flow path on the switching path, and a heat medium that has passed through the underground G between the first and second heat medium supply paths and the fourth on-off valve is connected to the load side heat exchanger A second heat medium switching furnace having a third pump for supplying the heat medium to the first heat medium conversion furnace; A temperature sensor for measuring an indoor temperature of the indoor building and outputting the measured indoor temperature to the control unit; And a control unit for controlling the driver to select the winter season mode, the summer season mode and the heat recovery mode, and the supply direction of the heating medium according to the signal output from the temperature sensor,

상기 제어부는 운전자가 동절기 모드 및 하절기 모드를 선택하면 제1,2열매체 전환로가 폐쇄되도록 제1,2개폐밸브를 온동작시키고 제3,4개폐밸브를 오프동작시키도록 제어하고, 운전자가 상기 열회복 모드를 선택하면 제1,2열매체 전환로가 개방되도록 1,2개폐밸브를 오프동작시키고 제3,4개폐밸브를 온동작시키도록 제어하며, 상기 온도센세에서 실내 건축물의 실내 온도가 설정된 온도보다 높은 것으로 계측되면 상기 열회복 모드가 선택되어 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다. The control unit controls the first and second on-off valves to be turned on and the third and fourth on-off valves to be turned off so that the first and second heating medium conversion passages are closed when the driver selects the winter mode and the summer mode, When the heat recovery mode is selected, the first and second switching valves are turned off so that the first and second heating medium switching paths are opened and the third and fourth switching valves are turned on. In the temperature sensor, And when it is determined that the temperature is higher than the predetermined temperature, the thermal recovery mode is selected and operated.

태양광을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 모듈과 인버터를 구비하며, 상기 태양광 모듈로부터 발생된 전기 에너지를 상기 제1,2,3,4개폐밸브 및 제1,2,3펌프에 공급하는 전원 공급수단을 더 구비한다.A power supply for supplying electric energy generated from the solar module to the first, second, third and fourth opening / closing valves, first, second and third pumps, and a solar module for converting sunlight into electric energy, And further comprises a supply means.

본 발명은 평상시에는 지중 히트펌프시스템을 적용하여 지중의 열에너지(냉,난방)를 부하측 열교환기측으로 공급하여 실내 건축물의 냉,난방기능을 수행할 수 있으면서, 지중 열회복 모드 선택시 기존 별도의 온수공급수단을 구비하지 않고도 단순한 유로 전환과정을 통해 열매체의 순환유로를 전환하여 실내 건축물의 잉여 폐열을 지중으로 공급할 수 있도록 함으로써, 비용 부담없이 지중 열에너지 불균형 현상을 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 지중 열회복 모드 선택시 히트펌프를 거치지 않고 지중의 지열(냉열)이 실내 건축물의 내부로 직접 유입되어 실내 건축물의 내부를 냉방할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.In the present invention, an underground heat pump system is usually used to supply the heat energy (cooling and heating) of the ground to the load side heat exchanger to perform the cooling and heating function of the indoor structure. However, when the underground heat recovery mode is selected, It is possible to switch the circulation flow path of the heating medium through the simple flow path switching process without providing the supply means so as to supply the waste heat of the indoor building to the ground so that it is possible to prevent the uneven heat phenomenon in the ground without costing, There is a beneficial effect that the geothermal heat (cold and heat) of the ground can be directly introduced into the inside of the building without passing through the heat pump, thereby cooling the interior of the building.

또한, 본 발명은 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키고 변환된 전기에너지를 제어부의 제어에 따라 선택적으로 제1,2,3,4개폐밸브 및 제1,2,3펌프에 전달함으로써, 일반 전기 사용에 따른 비용을 절감할 수 있는 유용한 이점을 갖는다. Also, the present invention converts solar energy into electrical energy and selectively transfers the converted electrical energy to the first, second, third, and fourth opening / closing valves and the first, second, and third pumps according to the control of the control unit, And has a useful advantage of being able to reduce the cost of use.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템의 제 1실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명 제1실시예의 평상시 지중 히트펌프 시스템이 적용되는 사용상태도.
도 3은 본 발명 제1실시예의 지중 열 회복 모드선택시 사용상태도.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템의 제 2실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing the configuration of a first embodiment of a hybrid fused hybrid type underground heat recovery system according to the present invention; Fig.
Fig. 2 is a state of use in which the ordinary underground heat pump system of the first embodiment of the present invention is applied. Fig.
3 is a view illustrating a state of use when selecting the underground thermal recovery mode of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 schematically shows the configuration of a second embodiment of a hybrid fused hybrid type underground heat recovery system according to the present invention; FIG.

여기서 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템은 방법 발명이 아닌 지중 열 회복장치를 의미한다.Here, the hybrid fused hybrid type geothermal heat recovery system refers to a geothermal heat recovery system not a method invention.

[제1실시예][First Embodiment]

본 발명에 따른 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템의 제1실시예는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 실내 건축물(10)에 배치되는 부하측 열교환기(20)와, 부하측 열교환기(20)측에 온열 또는 냉열을 전달하기 위한 히트펌프(100)와, 히트펌프(100)의 열을 부하측 열교환기(20)에 전달하기 위한 제1순환유로(210)와, 지중(G)의 지열을 히트펌프(100)에 전달하도록 지중에 열매체 유로가 매설된 제2순환유로(220)와, 제1,2열매체 배출로(214,224)에 각각 마련되어 유로를 선택적으로 개폐하는 제1,2개폐밸브(410,420)와, 상기 제1열매체 배출로(214)와 제2열매체 공급로(222)를 연통되게 연결하는 제1열매체 전환로(235)와, 상기 제2열매체 배출로(224)와 제1열매체 공급로(212)를 연통되게 연결하며 지중(G)의 지열이 전달된 열매체를 상기 제1열매체 공급로(212)측으로 압송하기 위한 제3펌프(330)를 갖는 제2열매체 전환로(245)와, 상기 제1,2열매체 전환로(235,245)에 각각 마련되어 제1,2열매체 전환로(235,245)의 유로를 선택적으로 개폐시키는 제3,4개폐밸브(430,440)와, 운전자의 조작에 따른 동절기 또는 하절기 등의 조건 선택에 따라 열매체의 공급방향을 제어하는 제어부(500)로 구성된다.1 to 3, a first embodiment of a hybrid fused hybrid type underground heat recovery system according to the present invention includes a load side heat exchanger 20 disposed in an indoor building 10, a load side heat exchanger 20, A first circulation flow passage 210 for transferring the heat of the heat pump 100 to the load side heat exchanger 20 and a second circulation flow passage 210 for passing the geothermal heat of the underground G A second circulation flow passage 220 in which a heat medium flow path is buried in the ground so as to be transmitted to the heat pump 100 and a first and second on-off valves (not shown) provided in the first and second heat medium discharge paths 214 and 224, A first heating medium switching path 235 for connecting the first heating medium discharging path 214 and the second heating medium supplying path 222 in a communicative manner and a second heating medium switching path 235 for connecting the second heating medium discharging path 224 and the first heating medium feeding path 222, To feed the heating medium to the first heating medium supply path 212 side by communicating the supply path 212 with the geothermal heat of the underground G, A third heat medium conversion path 245 having a third pump 330 and a third heat medium conversion path 245 provided respectively in the first and second heating medium conversion paths 235 and 245 for selectively opening and closing the flow paths of the first and second heat medium conversion paths 235 and 245, Closing valves 430 and 440, and a control unit 500 for controlling the supply direction of the heating medium according to the selection of conditions such as winter or summer according to the operation of the driver.

여기서 실내 건축물(10)은 시설하우스, 주택 등의 시설물을 통칭하여 표현한 것이다.Here, the indoor building (10) is collectively referred to as a facility house, a house, and the like.

도 1을 참조하면, 제1순환유로(210)는 히트펌프(100)의 온열 또는 냉열을 부하측 열교환기(20)측으로 전달하도록 열매체가 순환되는 제1열매체 공급로(212)와 제1열매체 배출로(214)를 가지며, 제1순환유로(210) 내의 열매체를 순환 이송시키는 제1펌프(310)를 구비한다.1, the first circulation passage 210 includes a first heat medium supply passage 212 through which a heat medium is circulated to transfer the heat or cold heat of the heat pump 100 to the load side heat exchanger 20, And a first pump 310 for circulating and transferring the heat medium in the first circulation passage 210. [

제1펌프(310)는 열매체 순환을 위해 제1열매체 배출로(214)에 배치되어 있으며, 외부 전원이 인가됨에 따라 구동되어 제1순환유로(210) 내의 열매체를 순환시키는 기능을 수행하게 된다.The first pump 310 is disposed in the first heat medium discharge passage 214 for circulating the heat medium and is driven according to application of external power to circulate the heat medium in the first circulation passage 210.

제2순환유로(220)는 히트펌프(100)와 지중을 연결하여 히트펌프(100)에 지중의 지열을 전달하도록 열매체가 순환되는 제2열매체 공급로(222)와 제2열매체 배출로(224)를 가지며 열매체의 이송을 위한 제2펌프(320)를 구비한다.The second circulation passage 220 is connected to the second heat medium supply passage 222 and the second heat medium discharge passage 224 through which the heat medium is circulated to connect the ground to the heat pump 100 to transmit the geothermal heat to the heat pump 100. [ And a second pump 320 for transferring the heat medium.

제2펌프(320)는 지중의 열을 히트펌프(100)측으로 전달하도록 제2열매체 공급로(222)에 배치되고, 외부 전원이 인가됨에 따라 구동되어 제2순환유로(220)내의 열매체를 순환시키는 기능을 수행하게 된다.The second pump 320 is disposed in the second heat medium supply passage 222 to transfer the heat in the ground to the heat pump 100 and is driven as the external power is supplied to circulate the heat medium in the second circulation passage 220 .

제1,2열매체 전환로(235,245)는 하절기 시에만 제어부(500)에 의해 열매체의 유로 진행방향이 변경될 경우 실내 건축물(10)의 폐열이 열매체를 통해 지중으로 전달하는 기능을 수행하게 된다.The first and second heating medium conversion passages 235 and 245 function to transfer the waste heat of the building 10 to the ground through the heating medium when the flow direction of the heating medium is changed by the control unit 500 only during the summer season.

제1개폐밸브(410)는 제1열매체 배출로(214)에 배치되어 제어부(500)의 제어신호에 따라 제1순환유로(210)의 개방 또는 차단 동작을 수행하게 된다.The first on-off valve 410 is disposed in the first heating medium discharge path 214 and performs an opening or shutting operation of the first circulation passage 210 according to a control signal of the controller 500.

더 상세히 설명하면, 제1개폐밸브(410)는 열매체의 순환방향에 대해 제1열매체 전환로(235)의 후방측에 배치된다.More specifically, the first opening / closing valve 410 is disposed on the rear side of the first heat medium switching passage 235 with respect to the circulating direction of the heating medium.

제2개폐밸브(420)는 제2열매체 배출로(224)에 배치되어 제어부(500)의 제어신호에 따라 제2순환유로(220)의 개방 또는 차단 동작을 수행하게 된다.The second on-off valve 420 is disposed on the second heating medium discharge path 224 to perform an opening or shutting operation of the second circulation passage 220 according to a control signal of the controller 500.

제3개폐밸브(430)는 제1열매체 전환로(235)에 배치되어 평상시 제1열매체 전환로(235)와 제2열매체 공급로(222)의 연통상태를 차단하고, 제어부(500)의 제어신호에 따른 열매체 공급방향 전환시 제1열매체 전환로(235)를 개방시키는 동작을 수행하게 된다.The third on-off valve 430 is disposed in the first heat medium switching path 235 to shut off the communication between the first heating medium switching path 235 and the second heating medium supply path 222, And the first heat medium switching path 235 is opened when the heating medium supply direction is changed according to the signal.

제4개폐밸브(440)는 제2열매체 전환로(245)에 배치되어 평상시 제2열매체 전환로(245)와 제2열매체 배출로(224)의 연통상태를 차단하고, 제어부(500)의 제어신호에 따른 열매체 공급방향 전환시 제1열매체 전환로(235)를 개방시키는 동작을 수행하게 된다.The fourth on-off valve 440 is disposed in the second heat medium switching path 245 to shut off the communication between the second heating medium switching path 245 and the second heating medium discharge path 224, And the first heat medium switching path 235 is opened when the heating medium supply direction is changed according to the signal.

즉, 제3,4개폐밸브(430,440)는 평상시 기존 제1,2순환유로(210,220)를 따라 순환되는 열매체의 순환과정에서 열매체가 제1,2열매체 전환로(235,245)측으로 유입되는 것을 차단하기 위한 것으로, 제1,2개폐밸브(410,420)와는 상반되는 온,오프동작을 갖는다.That is, the third and fourth opening / closing valves 430 and 440 prevent the heat medium from flowing into the first and second heat medium conversion passages 235 and 245 during the circulation of the heat medium circulated along the first and second circulating flow paths 210 and 220, And has an on / off operation that is opposite to that of the first and second opening / closing valves 410 and 420. [

여기서 각각의 개폐밸브는 온 동작시 유로를 개방시키고, 오프동작시 유로를 차단하는 동작을 수행하게 된다.Here, each of the opening and closing valves performs an operation of opening the flow path in the ON operation and shutting off the flow path in the OFF operation.

바람직하게는 제1열매체 공급로(212)에는 제1순환유로(210)의 유로를 일방향 차단하는 체크밸브(450)를 더 구비하는 것이다.Preferably, the first heat medium supply passage 212 further includes a check valve 450 for blocking the flow path of the first circulation flow path 210 in one direction.

체크밸브(450)는 열매체가 공급되는 방향에 대해 제2열매체 전환로(245)의 전방에 배치되고, 제2열매체 전환로(245)의 개방시 열매체가 제1열매체 공급로(212)의 공급방향에 대해 역류되는 방향으로 공급되는 것을 차단하는 기능을 수행하게 되며, 이로 인해 유로방향 전환시 열매체의 공급이 원활하게 이루어지도록 한다.The check valve 450 is disposed in front of the second heat medium conversion path 245 with respect to the direction in which the heating medium is supplied and the heating medium is supplied to the first heat medium supply path 212 when the second heat medium conversion path 245 is opened. And the supply of the heat medium is smoothly performed at the time of switching the flow direction.

히트펌프(100)는 공지의 것으로서, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기와, 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외 열교환기와, 실외 열교환기에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 전자 팽창밸브와, 전자 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 실내 열교환기와, 냉/난방시 냉매의 흐름을 절환시켜주는 사방밸브 및 액체냉매를 걸러주는 어큐뮬레이터가 포함된 공지의 구성을 갖는다. The heat pump 100 includes a compressor for compressing the refrigerant into a gas refrigerant of high temperature and high pressure, an outdoor heat exchanger for condensing the refrigerant compressed in the compressor to liquid refrigerant of middle temperature and high pressure, and a refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger, An indoor heat exchanger for evaporating the refrigerant decompressed in the electronic expansion valve to a low-temperature low-pressure gas refrigerant, a four-way valve for switching the flow of the refrigerant during cooling and heating, And has a known configuration including an accumulator.

부하측 열교환기(20)는 실내 건축물(10) 내에 배치되고 제1순환유로(210)를 따라 순환되는 열매체가 통과되는 라디에이터(24)와, 라디에이터(24)의 열을 실내 건축물(10) 내로 송풍하는 송풍기(22)로 구성된다.The load side heat exchanger 20 includes a radiator 24 disposed in the interior of the building 10 and through which the heating medium circulated along the first circulation channel 210 is passed and a radiator 24 for radiating heat of the radiator 24 into the interior of the building 10 And a blower (22).

전원 공급수단(600)은 태양광을 전기 에너지로 변환시키는 공지의 태양광 모듈(610)과 인버터(620)를 구비하며, 상기 태양광 모듈(610)로부터 발생된 전기 에너지를 상기 제1,2,3,4개폐밸브(410,420,430,440) 및 제1,2,3펌프(310,320,330)에 공급하는 기능을 갖는다.The power supply unit 600 includes a known solar module 610 and an inverter 620 that convert sunlight into electric energy and converts the electric energy generated from the solar module 610 into the first and second The third and fourth opening / closing valves 410, 420, 430, and 440, and the first, second, and third pumps 310, 320, and 330, respectively.

이러한 구성을 갖는 본 발명 제1실시예는 평상시 도 2에 도시된 바와 같이, 지중 히트펌트 열교환시스템의 작동과 동일하게, 지중에 일부 매설된 제2순환유로(220)를 따라 열매체가 순환됨에 따라 지중의 지열이 히트펌프(100)에 전달되면, 히트펌프(100)에서 전달된 지중(G)의 열을 열교환한 후에, 제1순환유로(210)를 따라 순환되는 열매체를 통해 실내 건축물(10)의 부하측 열교환기(20)측으로 열을 전달하게 된다.As shown in FIG. 2, the first embodiment of the present invention having such a configuration normally operates in the same manner as the operation of the underground heat pump heat exchange system, as the heat medium is circulated along the second circulation channel 220 partially buried in the ground After the geothermal heat of the ground is transferred to the heat pump 100, the heat of the underground G transferred from the heat pump 100 is exchanged with the heat of the indoor building 10 To the load-side heat exchanger 20 side.

평상시 동절기에는 운전자의 조작판(미도시됨)을 조작하여 동절기 모드 선택시 부하측 열교환기(20)에 지중(G)의 지열(온열)을 전달하여 난방의 기능을 수행하게 되고, 하절기에는 운전자의 하절기 모드 선택할 경우 부하측 열교환기(20)에 실내 건축물(10)의 온도보다 상대적으로 낮은 온도를 갖는 지중의 지열(냉열)을 이용하여 실내 건축물(10)을 냉방시키는 기능을 수행하게 된다.In the normal winter season, when a driver's operation panel (not shown) is operated to select a winter mode, geothermal heat (heat) of the underground G is transmitted to the load side heat exchanger 20 to perform a heating function. When the summer mode is selected, the load side heat exchanger 20 functions to cool the indoor building 10 using geothermal heat (cold heat) having a temperature relatively lower than the temperature of the indoor building 10.

이때, 제어부(500)는 동절기 모드와 하절기 모드를 판단한 후에 제1,2개폐밸브(410,420)를 온동작시키고, 제3,4개폐밸브(430,440)를 오프동작시킨다.At this time, the control unit 500 turns on the first and second opening / closing valves 410 and 420 and turns off the third and fourth opening / closing valves 430 and 440 after determining the winter mode and the summer mode.

이로 인해 제1,2열매체 전환로(235,245)는 폐쇄되며, 제2순환유로(220)를 따라 열매체가 순환됨에 따라 지중(G)의 지열을 히트펌프(100)에 전달하게 되고, 제1순환유로(210)를 따라 열매체가 순환됨에 따라 히트펌프(100)의 열에너지가 부하측 열교환기(20)측으로 공급된다.The first and second heating medium conversion paths 235 and 245 are closed and the geothermal heat of the ground G is transmitted to the heat pump 100 as the heating medium is circulated along the second circulation flow path 220, Heat energy of the heat pump 100 is supplied to the load side heat exchanger 20 as the heat medium circulates along the flow path 210.

또한 제어부(500)는 제1,2펌프를 온 동작시켜 제1,2순환유로 내에서 열매체를 순환시키고, 제3펌프(330)를 오프 동작시킨다.In addition, the control unit 500 turns on the first and second pumps to circulate the heat medium in the first and second circulation conduits, and turns off the third pump 330.

한편, 운전자가 조작판(미도시)을 조작하여 하절기에 지중 열회복 모드를 선택할 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 실내 건축물(10) 내의 잉여 폐열을 지중으로 공급하여 지중(G)에 열 에너지를 회복시킬 수 있다.On the other hand, when the driver operates the operation panel (not shown) and selects the underground heat recovery mode in the summer, the excess waste heat in the interior of the building 10 is supplied to the ground, Energy can be restored.

이때, 제어부(500)는 제1,2개폐밸브(410,420)를 오프동작시키고, 제3,4개폐밸브(430,440)를 온동작시켜 제1,2열매체 전환로(235,245)를 개방시킴과 아울러, 제3펌프(330)를 온동작시킨다.At this time, the controller 500 turns off the first and second opening / closing valves 410 and 420, turns on the third and fourth opening / closing valves 430 and 440 to open the first and second heating medium switching paths 235 and 245, The third pump 330 is turned on.

이로 인해, 제1,2열매체 전환로(235,245)가 개방되면서 지중에 일부 매설된 제2열매체 배출로(224)와 제2열매체 전환로(245) 및 제1열매체 공급로(212)가 연통되도록 개방되고, 제1열매체 배출로(214)와 제1열매체 전환로(235) 및 제2열매체 공급로(222)가 연통되도록 개방된다.As a result, the first and second heating medium conversion passages 235 and 245 are opened so that the second heating medium discharge path 224, partially buried in the ground, and the second heating medium switching path 245 and the first heating medium supply path 212 are communicated with each other And is opened so that the first heating medium discharge path 214 and the first heating medium switching path 235 and the second heating medium supply path 222 are communicated with each other.

이후에, 제3펌프(330)의 온 동작시 열매체가 지중에 매설된 제2열매체 공급로(222) 내의 열매체가 제2열매체 전환로(245)를 통해 제1열매체 공급로(212)측으로 압송되고, 이어서 부하측 열교환기(20)를 통해 실내 건축물(10)의 실내온도와 열교환된 후에 제1열매체 배출로(214)와 제1열매체 전환로(235)를 통해 제2열매체 공급로(222)측으로 공급되어 도 3에 도시된 화살표 방향으로 열매체가 순환되는 폐회로방식의 제3순환유로를 형성시키게 되고, 제3순환유로를 따라 열매체가 순환되면서 부하측 열교환기(20)에서 얻어진 열에너지를 지중으로 공급하게 된다.The heating medium in the second heating medium supply path 222 in which the heating medium is embedded in the ground in the ON operation of the third pump 330 is fed to the first heating medium feeding path 212 side through the second heating medium switching path 245 And is then subjected to heat exchange with the room temperature of the indoor building 10 through the load side heat exchanger 20 and then to the second heat medium supply passage 222 through the first heat medium discharge path 214 and the first heat medium conversion path 235, Side circulating flow path in which the heating medium is circulated in the direction of the arrow shown in FIG. 3, and the heat medium is circulated along the third circulating flow path to supply heat energy obtained in the load-side heat exchanger 20 to the ground .

즉, 상기한 본 발명의 제1실시예는 운전자가 조작판을 조작하여 동절기,하절기, 지중 열회복 모드를 선택할 수 있으며, 동절기 모드 및 하절기 모드 선택시 평상시의 지중 히트펌프시스템이 적용되는 반면에, 지중 열회복 모드 선택시 제3펌프(330)의 압송력에 의해 열매체가 제3순환유로를 순환하게 되고, 실내 건축물(10)에서 발생되는 잉여 폐열이 부하측 열교환기(20)를 통해 지중(G)에 전달됨으로써, 지중의 열에너지 불균형 현상을 해소할 수 있게 된다.That is, in the first embodiment of the present invention, the driver can select the winter season, the summer season, and the underground heat recovery mode by operating the operation board, and the usual underground heat pump system is applied when the winter season mode and the summer season mode are selected , The heat medium is circulated through the third circulation channel by the force of the third pump 330 when the underground heat recovery mode is selected and the excess waste heat generated in the indoor building 10 flows through the load side heat exchanger 20 G), it is possible to solve the heat energy unbalance phenomenon in the ground.

또한, 지중 열회복 모드 선택시 히트펌프(100)를 거치지 않고 지중의 지열(냉열)이 실내 건축물(10) 내부로 직접 유입되므로, 신속하게 실내 건축물(10)의 내부를 냉방할 수 있는 이점을 갖는다.
In addition, when the underground heat recovery mode is selected, geothermal heat (cold heat) in the ground flows directly into the interior of the interior building 10 without passing through the heat pump 100, so that the interior of the interior building 10 can be quickly cooled .

[제2실시예][Second Embodiment]

본 발명에 따른 하이브리드 융복합형 지중 열회복 시스템의 제2실시예는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실내 건축물(10)에 배치되는 부하측 열교환기(20)와, 부하측 열교환기(20)측에 온열 또는 냉열을 전달하기 위한 히트펌프(100)와, 히트펌프(100)의 열을 부하측 열교환기(20)에 전달하기 위한 제1순환유로(210)와, 지중의 지열을 히트펌프(100)에 전달하도록 지중에 열매체 유로가 일부 매설된 제2순환유로(220)와, 제1,2열매체 배출로(214,224)에 각각 마련되어 유로를 선택적으로 개폐하는 제1,2개폐밸브(410,420)와, 상기 제1열매체 배출로(214)와 제2열매체 공급로(222)를 연통되게 연결하는 제1열매체 전환로(235)와, 상기 제2열매체 배출로(224)와 제1열매체 공급로(212)를 연통되게 연결하며 지중의 지열이 전달된 열매체를 상기 제1열매체 공급로(212)측으로 압송하기 위한 제3펌프(330)를 갖는 제2열매체 전환로(245)와, 상기 제1,2열매체 전환로(235,245)에 각각 마련되어 제1,2열매체 전환로(235,245)의 유로를 선택적으로 개폐시키는 제3,4개폐밸브(430,440)와, 상기 실내 건축물(10)의 실내 온도를 계측하고 이를 제어부(500)측으로 출력하는 온도센서(710)와, 상기 온도센서(710)로부터 출력된 온도가 기 설정된 온도보다 높을 경우 제어신호를 출력하여 열매체의 공급방향을 가변 제어하는 제어부(500)를 구비한 것이다.The second embodiment of the hybrid fused hybrid type underground heat recovery system according to the present invention comprises a load side heat exchanger 20 disposed in an indoor building 10 and a load side heat exchanger 20 disposed on the load side heat exchanger 20 side A first circulation flow passage 210 for transferring the heat of the heat pump 100 to the load side heat exchanger 20 and a second circulation flow passage 210 for transferring the geothermal heat from the ground to the heat pump 100 Closing valves 410 and 420 provided in the first and second heating medium discharge passages 214 and 224 so as to selectively open and close the flow passage, A first heating medium switching path 235 for connecting the first heating medium discharging path 214 and the second heating medium supplying path 222 in a communicative manner and a second heating medium switching path 235 for connecting the second heating medium discharging path 224 and the first heating medium supplying path 222, 212 to the first heat medium supply passage 212 side and feeds the heat medium to the first heat medium supply path 212 side, A third heat medium conversion path 245 having a third pump 330 and a third heat medium conversion path 245 provided respectively in the first and second heating medium conversion paths 235 and 245 for selectively opening and closing the flow paths of the first and second heat medium conversion paths 235 and 245, A temperature sensor 710 for measuring an indoor temperature of the indoor building 10 and outputting the measured indoor temperature to the control unit 500; And a controller 500 for outputting a control signal to variably control the supply direction of the heating medium.

즉, 본 발명의 제2실시예는 앞서 설명한 제1실시예의 구성요소를 가지되, 운전자가 조작판을 조작하여 모드를 선택하는 수동방식이 아니라, 자동으로 실내 건축물(10) 내의 온도를 온도센서(710)로 계측하고, 설정된 온도보다 높은 온도가 계측될 경우 제어부(500)에서 지중 열회복 모드가 선택되도록 제어신호를 출력하여 앞서 설명한 제3순환유로를 형성시켜 부하측 열교환기(20)의 잉여 폐열이 제3순환유로를 통해 지중으로 공급되도록 한 것이다.That is, the second embodiment of the present invention has the components of the first embodiment described above, and is not a manual method in which a driver operates the operation panel to select a mode, but automatically changes the temperature in the interior building 10 to a temperature sensor The control unit 500 outputs a control signal to select the underground heat recovery mode in the control unit 500 to form the third circulation flow path described above so that the surplus of the load side heat exchanger 20 And the waste heat is supplied to the ground through the third circulation channel.

제3순환유로를 형성시키기 위한 각 제1,2,3,4개폐밸브(410,420,430,440)와 제1,2,3펌프(310,320,330)의 구동 제어는 앞서 설명한 제1실시예와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the drive control of the first, second, third, and fourth opening / closing valves 410, 420, 430, and 440 and the first, second, and third pumps 310, 320, and 330 for forming the third circulation flow path is the same as that of the first embodiment, Is omitted.

상기한 본 발명의 실시예들은 평상시에는 지중 히트펌프시스템을 적용하여 지중의 열에너지(온열, 냉열)를 부하측 열교환기(20)측으로 공급하여 하우스, 주택 등의 실내 건축물(10)에 냉,난방기능을 수행할 수 있으면서, 지중 열회복 모드 선택시 열매체의 순환유로를 전환하여 실내 건축물(10)의 잉여 폐열을 지중으로 공급할 수 있도록 함으로써, 지중 열에너지 불균형 현상을 예방할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.In the embodiments of the present invention described above, an underground heat pump system is usually applied to supply heat energy (heat, cold heat) of the ground to the load side heat exchanger 20 to provide a cooling and heating function It is possible to switch the circulation flow path of the heating medium and to supply the waste heat of the building 10 to the ground when the underground heat recovery mode is selected, so that it is possible to prevent unbalance of the thermal energy in the ground.

본 발명은 태양광 에너지를 전원 공급수단(600)을 매개로 전기에너지로 변환시키고 변환된 전기에너지를 제어부(500)의 제어에 따라 선택적으로 제1,2,3,4개폐밸브(410,420,430,440) 및 제1,2,3펌프(310,320,330)에 전달함으로써, 일반 전기 사용에 따른 비용을 절감할 수 있는 유용한 이점을 갖는다. The present invention converts solar energy into electrical energy via a power supply means 600 and selectively converts the converted electrical energy into first, second, third, and fourth opening / closing valves 410, 420, 430, The first, second, and third pumps 310, 320, and 330, thereby reducing the cost associated with the use of general electricity.

10 : 실내 건축물 20 : 부하측 열교환기
22 : 송풍기 24 : 라디에이터
100 : 히트펌프 210 : 제1순환유로
212 : 제1열매체 공급로 214 : 제1열매체 배출로
220 : 제2순환유로 222 : 제2열매체 공급로
224 : 제2열매체 배출로 235 : 제1열매체 전환로
245 : 제2열매체 전환로 310,320,330 : 제1,2,3펌프
410,420,430,440 : 제1,2,3,4개폐밸브 500 : 제어부
600 : 전원 공급수단 610 : 태양광 모듈
620 : 인버터 710 : 온도센서10: indoor building 20: load-side heat exchanger
22: blower 24: radiator
100: Heat pump 210: First circulation flow path
212: first heating medium supply path 214: first heating medium discharge path
220: second circulation channel 222: second heat medium supply path
224: second heat medium discharge path 235: first heat medium transfer path
245: second heat medium conversion path 310, 320, 330: 1st,
410, 420, 430, 440: first, second, third and fourth opening / closing valves 500:
600: power supply means 610: solar module
620: Inverter 710: Temperature sensor

Claims (5)

실내 건축물(10)에 배치되는 부하측 열교환기(20)와;
상기 부하측 열교환기(20)측에 온열 또는 냉열을 전달하기 위한 히트펌프(100)와;
상기 히트펌프(100)의 열을 부하측 열교환기(20)측으로 전달하도록 열매체가 부하측 열교환기(20)측으로 순환되며 제2열매체전환로(245) 연결부와 히트펌프(100) 사이에 체크밸브(450)가 구비되는 제1열매체 공급로(212) 및, 부하측 열교환기(20)에서 배출되는 열매체가 히트펌프(100)측으로 순환되며 제1열매체전환로(235) 연결부와 열매체를 히트펌프(100)측으로 이송하는 제1펌프(310) 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 제1개폐밸브(410)가 구비되는 제1열매체배출로(214)로 구성되는 제1순환유로(210)와;
상기 히트펌프(100)와 지중을 연결하여 히트펌프(100)에 지중(G)의 지열을 전달한 열매체가 순환되는 제2열매체 공급로(222) 및, 지중(G)을 통과한 열매체를 히트펌프(100)측으로 이송하는 제2펌프(320)와 상기 제2펌프(320)와 제2열매체전환로(245) 연결부 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 제2개폐밸브(420)를 구비한 제2열매체배출로(224)로 구성되는 제2순환유로(220)와;
상기 제1열매체 배출로(214)와 제2열매체 공급로(222)를 연통되게 연결되도록 일측이 부하측 열교환기(20)와 제1개폐밸브(410) 사이의 제1열매체 배출로(214)와 연결되고 타측은 히트펌프(100)를 통과한 열매체가 지중(G)으로 인입되는 제2열매체공급로(222)와 연결되며, 전환로 상의 유로를 개폐하는 제3개폐밸브(430)가 구비되는 제1열매체 전환로(235)와;
상기 제2열매체 배출로(224)와 제1열매체 공급로(212)를 연통되게 연결되도도록 일측이 부하측 열교환기(20)와 체크밸브(450) 사이의 제1열매체 공급로(212)와 연결되고 타측은 지중(G)을 통과한 열매체가 제2개폐밸브(420)로 인입되기 전의 제2열매체 배출로(224)와 연결되며, 전환로 상의 유로를 개폐하는 제4개폐밸브(440)와 상기 제1열매체 공급로(212)와 제4개폐밸브(440) 사이에 지중(G)을 통과한 열매체를 부하측 열교환기(20)측으로 공급하는 제3펌프(330)를 구비하는 제2열매체 전환로(245)와;
상기 실내 건축물(10)의 실내 온도를 계측하고 이를 제어부(500)측으로 출력하는 온도센세(710); 및,
운전자의 동절기 모드, 하절기 모드 및 열회복 모드의 선택과, 온도센세(710)에서 출력된 신호에 따라 열매체의 공급방향을 제어하는 제어부(500);를 포함하여 이루어지고,
상기 제어부(500)는 운전자가 동절기 모드 및 하절기 모드를 선택하면 제1,2열매체 전환로(235,245)가 폐쇄되도록 제1,2개폐밸브(410,420)를 온동작시키고 제3,4개폐밸브(430,440)를 오프동작시키도록 제어하고, 운전자가 상기 열회복 모드를 선택하면 제1,2열매체 전환로(235,245)가 개방되도록 1,2개폐밸브(410,420)를 오프동작시키고 제3,4개폐밸브(430,440)를 온동작시키도록 제어하며, 상기 온도센세(710)에서 실내 건축물(10)의 실내 온도가 설정된 온도보다 높은 것으로 계측되면 상기 열회복 모드가 선택되어 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템.A load side heat exchanger (20) disposed in the indoor building (10);
A heat pump (100) for transferring heat or cold heat to the load side heat exchanger (20) side;
The heating medium is circulated to the side of the load side heat exchanger 20 so as to transfer the heat of the heat pump 100 to the side of the load side heat exchanger 20 and the check valve 450 And the heat medium discharged from the load side heat exchanger 20 are circulated toward the heat pump 100 and the connection portion and the heating medium of the first heat medium conversion path 235 are connected to the heat pump 100, A first circulation flow path 210 formed between the first pump 310 for transferring the refrigerant to the first pump 310 and the first heat medium discharge path 214 having a first opening / closing valve 410 for opening and closing the flow path;
A second heat medium supply passage 222 through which the heat medium circulating the heat pump 100 and the geothermal heat of the underground G is circulated to the heat pump 100 and the heat medium passing through the underground G, (420) provided between the second pump (320) and the connection portion of the second heat medium conversion path (245) for opening and closing the flow path, the second pump (320) A second circulation channel 220 composed of a heating medium discharge path 224;
One side of the first heat medium discharge path 214 is connected to the first heat medium discharge path 214 between the load side heat exchanger 20 and the first on-off valve 410 so as to be connected to the first heat medium discharge path 214 and the second heat medium supply path 222 And a third open / close valve 430 connected to the second heat medium supply passage 222 through which the heat medium having passed through the heat pump 100 is introduced into the underground G, A first heating medium switching path 235;
One side is connected to the first heat medium supply path 212 between the load side heat exchanger 20 and the check valve 450 so as to be connected to the second heat medium discharge path 224 and the first heat medium supply path 212, The other side of which is connected to the second heating medium discharge path 224 before the heating medium having passed through the underground G is drawn into the second on-off valve 420, and a fourth on-off valve 440 for opening / And a third pump 330 for supplying a heat medium, which has passed through the underground G, between the first heat medium supply passage 212 and the fourth open / close valve 440 to the load side heat exchanger 20, (245);
A temperature sensor 710 measuring the room temperature of the indoor building 10 and outputting the measured temperature to the control unit 500; And
And a controller 500 for controlling the driver to select a winter mode, a summer mode, and a heat recovery mode, and a supply direction of the heating medium according to a signal output from the temperature sensor 710,
When the driver selects the winter season mode and the summer season mode, the controller 500 turns on the first and second on-off valves 410 and 420 to close the first and second heating medium switching paths 235 and 245, Off valves 410 and 420 so that the first and second heating medium conversion passages 235 and 245 are opened when the driver selects the heat recovery mode and the third and fourth opening and closing valves And controlling the heat recovery mode to be selected and operated when the indoor temperature of the indoor building (10) is measured to be higher than the set temperature in the temperature sensor (710) Hybrid Underground Heat Recovery System. 청구항 1에 있어서,
태양광을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 모듈(610)과 인버터(620)를 구비하며, 상기 태양광 모듈(610)로부터 발생된 전기 에너지를 상기 제1,2,3,4개폐밸브(410,420,430,440) 및 제1,2,3펌프(310,320,330)에 공급하는 전원 공급수단(600)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 융복합형 지중 열 회복시스템.The method according to claim 1,
Second, third, and fourth opening / closing valves 410, 420, 430, and 440, and a solar module 610 and an inverter 620 that convert sunlight into electric energy. And power supply means (600) for supplying the first, second, and third pumps (310, 320, 330) to the first, second, and third pumps (310, 320, 330). 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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