KR101614349B1 - 지열을 이용한 냉난방 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지열을 이용하여 열교환하는 히트펌프와, 히트펌프로부터 냉매를 공급받아 수요처를 냉난방하는 실내기를 구비하는 냉난방 시스템에 있어서, 지면으로부터 소정깊이로 매설되어 상기 히트펌프와 연결되며 지중의 지열을 흡수하거나 지중으로 열을 방출하는 복수개의 열교환 파이프 및 하나의 시추공에 매설되는 복수개의 상기 열교환 파이프들을 각각 지중에서 일정 간격 유지하도록 이격시키는 간격유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 냉난방 시스템을 제공한다.

Description

지열을 이용한 냉난방 시스템{COOLING AND HEATING SYSTEM USING GROUND SOURCE}
본 발명은 지열을 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로, 특히 지중의 시추공 내부에 복수개의 열교환 파이프를 매설시켜 열교환 효율을 향상시키도록 한 지열을 이용한 냉난방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 가정 및 산업용 냉난방에 사용되고 있는 에너지원은 석유나 천연가스와 같은 화석 연료 또는 핵연료 등이 있는데, 이러한 에너지원 사용은 환경오염의 주원인을 발생시킬 뿐만 아니라 매장량의 한계가 있기 때문에 대체에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이와 같은, 냉난방을 위하여 사용되는 에너지원으로는 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료를 이용하거나, 또는 이들 화석연료나 원자력을 이용하여 생산된 에너지를 주로 사용하고 있다.
그러나 화석연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해물질로 인하여 수질 및 환경을 오염시키는 단점이 있으므로, 근래에는 이를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 대체 에너지 중에서도 무한한 에너지원을 갖는 풍력, 태양열, 지열 등에 관한 연구와 이를 이용한 냉난방 장치가 사용되고 있는데, 이들 에너지원은 공기오염과 기후변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면 에너지 밀도가 대단히 낮은 단점이 있다.
특히, 풍력과 태양열을 이용하여 에너지를 얻기 위해서는 설치장소의 한계와 함께 넓은 면적이 확보되어야 하며, 이 장치들은 단위장치당 에너지 생산 용량이 작고 또한 설치 및 유지관리에 많은 비용이 소요된다.
대체에너지의 일원인 지열에너지는 지하 깊은 곳의 지열을 이용하여 발전 등에 활용되기도 하고, 10~20℃의 지열을 이용하여 냉난방 시스템에 적용되기도 하는데, 지열을 이용하여 건물 등의 냉난방 기술에 적용하는 경우, 기존 냉난방 장치에 비하여 최대 40% 이상의 에너지를 절감할 수 있으며, 40~70%의 에너지 발생비용을 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 지열을 이용하여 건물 내의 냉난방을 목적으로 지하수와 같은 천연 열저장소를 이용하는 전기장치인 지열을 이용한 냉난방 시스템은, 지중 열교환기를 구비하여 상기 열교환기에 의해 하절기에는 지중으로 열을 방출하고 동절기에는 지중으로부터 열을 흡수하는 것으로, 연중 10~20℃로 거의 일정한 온도를 유지한 지온에 의해 냉난방 성능이 저하되지 않아 안정적인 운전이 가능하다.
따라서, 설치 및 유지관리에 상대적으로 저렴한 비용이 소요되는 지열에너지를 이용한 냉난방 장치들이 많이 이용되고 있는데, 이것은 온도가 10~20℃인 지중의 열 에너지를 이용하는 기술이다.
통상적으로 사용되는 지열을 이용한 냉난방 시스템은 지열을 회수하기 위한 열교환 파이프와, 상기 열교환 파이프로부터 회수한 지열을 필요한 장소로 이동시켜 냉난방을 행하는 히트펌프로 구성된다.
이러한 지열을 이용한 냉난방 시스템은 지표측의 토양층에 최대 150~200m 이상의 깊이로 다수의 시추공을 굴착하고, 상기 각 시추공의 내부에 지열수를 공급하기 위해 열교환 파이프(20)를 매립하고 있다.
상기 열교환 파이프(20)를 통해 공급되는 지열수는 필요로 하는 수요처(10)로 이동시켜 냉난방을 행하도록 하는 히트펌프(30)를 구비하고 있다.
상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 지열을 이용한 냉난방 시스템은 지열을 열원으로 열교환을 수행하는 것으로 지중에 매설된 U자형의 열교환 파이프들을 통해 일정한 온도를 유지하고 있는 지열로부터 열교환 된 냉매를 공급받아 냉난방을 실시하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 지열을 이용한 냉난방 시스템은 열교환 파이프가 U자 형상으로 하나의 시추공에 하나의 열교환 파이프가 매설되어 열교환 효율이 떨어지는 문제가 발생하고 있다. 이에 따라 종래에는 열교환 효율의 증대를 위해 더 많은 시추공을 뚫어야만 하는 문제가 있고, 또한 이에 따른 시공비용과 기간이 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 보다 상세하게는 지중에 시추공을 천공하는 개수를 감소시킴과 동시에 하나의 시추공에 복수개의 열교환 파이프를 매설하여 열교환 파이프의 열교환 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 지열을 이용한 냉난방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 지열을 이용하여 열교환하는 히트펌프와, 히트펌프로부터 냉매를 공급받아 수요처를 냉난방하는 실내기를 구비하는 냉난방 시스템에 있어서, 지면으로부터 소정깊이로 매설되어 상기 히트펌프와 연결되며 지중의 지열을 흡수하거나 지중으로 열을 방출하는 복수개의 열교환 파이프 및 하나의 시추공에 매설되는 복수개의 상기 열교환 파이프들을 각각 지중에서 일정 간격 유지하도록 이격시키는 간격유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 냉난방 시스템을 제공한다.
상기 간격유지부는 상기 열교환 파이프의 외주면에 체결되는 체결부재와, 상기 체결부재와 인접한 다른 열교환 파이프의 외주면에 체결되는 체결부재를 연결하는 지지부재를 포함할 수 있다.
상기 지지부재는 상기 열교환 파이프와 측방향으로 가장 인접한 다른 열교환 파이프를 서로 연결하여 동일 높이에 위치한 상기 열교환 파이프의 간격을 유지시킬 수 있다.
상기 지지부재는 상기 열교환 파이프와 대각선 방향에 위치하는 다른 열교환 파이프를 서로 연결하여 동일 높이에 위치한 상기 열교환 파이프의 간격을 유지시킬 수 있다.
상기 간격유지부는 설정 깊이에 따라서 복수개 결합될 수 있다.
상기 열교환 파이프는 상기 열교환 파이프 외주면과 시추공 내주면이 접촉하는 부분에 길이방향을 따라서 돌출되는 가이드편을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
하나의 시추공을 통해 복수개의 열교환 파이프를 매설할 수 있어 열교환 효율이 증대되고, 뿐만아니라 시추공의 시공 횟수가 감소함에 따라 시공비용이 현저히 감소하며, 시공기간이 단축되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템을 개략적으로 도시하는 참고도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템의 열교환 파이프를 도시하는 내부 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 열교환 파이프를 상부에서 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템의 열교환 파이프를 도시하는 내부 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 열교환 파이프를 상부에서 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 열교환 파이프의 일부를 확대한 부분 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템을 개략적으로 도시하는 참고도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템은 수요처(110), 히트펌프(120), 열교환 파이프(130) 및 축열조(140)를 주요 구성요소로 포함한다.
여기서, 상기 수요처(110)는 일정한 면적 또는 부피를 가지면서 사람들이나 가축들이 거주하여 생활하는 공간 또는 회사나 관공서와 같이 일정시간 근무하는 공간을 의미한다.
상기 히트펌프(120)는 일반적으로 주지된 기술로서 구체적으로 도시 및 설명하지 않았지만, 냉매를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 증발된 냉매를 압축시켜 고온 고압의 냉매를 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 유입되어 응축되는 응축기 및 팽창밸브를 갖는 냉동사이클을 운전한다.
즉, 상기 히트펌프(120)는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방 장치를 의미한다. 이러한 히트펌프(120)는 압축기 및 실외 열교환기를 구비하는 실외기와, 팽창밸브 및 실내 열교환기를 포함하는 실내기를 포함하여 이루어진다.
상기 열교환 파이프(130)는 지중에 매립된 U자 형태로 구성되고, 지중에 삽입되어 지열수를 상기 히트펌프(120) 또는 축열조(140)로 순환시킬 수 있도록 펌프(미도시)가 구비되어 있다.
상기 열교환 파이프(130)는 지표면을 100~150M의 깊이로 천공하여 시추공을 형성하고, 상기 시추공 내부에 U자형의 입수관과 출수관 파이프로 이루어진 열교환 파이프(130)를 삽입하여 구성된다.
한편, 상기 열교환 파이프(130)를 구성하는 U자형의 열교환 파이프(130) 중에서 입수관과 출수관 파이프의 지름을 상이하게 구성하여 지열수의 유속을 달리할 수도 있다.
예를 들면, 상기 수요처(110)에서 냉난방으로 사용한 지열수가 지중으로 흘러가는 입수관 파이프의 지름을 상기 히트펌프(120) 또는 축열조(140)쪽으로 지열수가 유입되는 출수관 파이프 지름보다 작게 구성하여 사용된 지열수의 유속을 빠르게 진행함으로써 상기 히트펌프(120) 또는 축열조(140)로 공급되는 지열수의 유속을 느리게 하여 지열수의 온도를 낮추거나 높일 수 있다.
이와 같이 펌프에 의해 지열수가 열교환 파이프(130) 내부를 따라 순환됨으로써 상기 열교환 파이프(130)는 지중과의 열교환을 통해 지중으로부터 열을 흡수하여 지열을 회수하거나 상기 히트펌프(120) 또는 축열조(140)를 통해 일정 온도(15~21℃)의 지열수를 공급하게 된다.
예를 들면, 상기 열교환 파이프(130)로부터 유입되는 지열수의 온도가 10℃일 때 상기 축열조(140)는 가열을 통해 15~21℃로 지열수의 온도를 올려 상기 히트펌프(120)에 공급하고, 25℃일 때는 냉각하여 15~21℃의 온도로 낮추어 상기 히트펌프(120)로 공급한다.
상기 열교환 파이프(130)의 내·외면에 길이를 따라 방사상으로 부설되는 다수의 방열핀을 구비하고 있는데, 상기 다수의 방열핀은 열교환 파이프(130)의 내·외면 표면적을 최대한 넓혀주기 때문에 내부를 통과하는 지열과의 열교환 효율을 극대화시킬 수 있다.
상기 축열조(140)는 상기 열교환 파이프(130)에서 유입된 지열수를 저장하거나 상기 히트펌프(120)에서 열교환된 지열수를 저장하는 곳으로, 상술한 바와 같이 지열 회수관을 통해 열교환 파이프(130)와 연결됨과 함께 상기 히트펌프(120)에 연결되어 있다.
상기 열교환 파이프(130)를 통해 상기 축열조(140)로 유입되는 지열수를 일정한 온도로 가열 또는 냉각하여 상기 히트펌프(120)에 공급하게 된다.
예를 들어, 상기 축열조(140)에 온도감시센서(도시되지 않음)를 부착하고 상기 온도감지센서를 통해 상기 축열조(140) 내부로 유입된 지열수의 온도가 15도 미만일 경우에는 상기 축열조(140)에 유입된 지열수를 가열하여 15도 이상으로 배출하고, 15~30도일 때는 상기 축열조(140)를 동작하지 않고 바로 지열수를 배출하여 난방에 사용되게 된다.
따라서 상기 열교환 파이프(130)로부터 상기 축열조(140)로 공급되는 지열수의 온도를 15~21℃로 보상하여 상기 히트펌프(120)로 공급함으로써 히트펌프(120)의 동작시간을 줄임과 함께 지열 냉난방 효율을 최적화시킬 수가 있다.
여기서, 상기 축열조(140)는 지중에서 유입되는 지열수의 온도를 측정하여 설정값보다 지열수 온도가 낮거나 높을 경우에 가열 또는 냉각을 통해 지열수의 온도를 15~21℃의 온도로 보상하여 상기 히트펌프(120)로 공급한다.
이때 상기 축열조(140)는 평상시에는 태양광 발전장치(도시되지 않음)로부터 공급되는 전원을 공급받아 사용하나 상기 태양광 발전장치가 발전하지 않는 경우에는 축적된 전원 또는 한전계통(도시되지 않음)에서 공급되는 전원을 사용하게 된다.
또한, 상기 축열조(140)는 태양광 발전이 가능한 주간에는 태양광 발전을 통해 자체적으로 전력을 생산하여 사용함으로써 소비전력을 줄일 수가 있고, 관공서와 같이 주 5일 근무하는 장소에 설치할 경우에는 상기 태양광 발전장치로부터 생산되어 미사용된 태양광 발전전력의 잉여 에너지 혹은 일반 계통전기로 운영이 되며, 이때 축열된 에너지를 저장하여 사용함으로써 에너지를 절감할 수 있다.
상기 태양광 발전장치는 태양광을 입사받은 태양전지 어레이로부터 직류전기를 생성하여 인버터를 통해 교류 전기로 변환하고, 상기 인버터를 통해 변환한 교류전기를 계통 연계반을 통해 한전계통에서 공급되는 전력 계통과 함께 선택적으로 전원을 사용할 수 있도록 한다.
만약, 상기 축열조(140)가 동작하지 않을 경우에는 상기 태양광 발전장치로부터 생산된 전기 에너지는 에너지 저장장치(도시되지 않음)에 충전하여 필요에 따라 사용할 수 있도록 구성된다.
상기 히트펌프(120)와 축열조(140)는 상호 통신을 통해 지열수를 15~21℃로 유지하면서 공급하도록 구성된다. 한편, 상기 축열조(140)는 본 발명의 실시예에서 부가적인 요소이고 필요에 따라 생략하고 상기 열교환 파이프(130)를 통해 상기 히트펌프(120) 또는 축열조(140)로 지중의 지열수를 공급할 수도 있다.
더욱이, 본 발명은 히트펌프(120)가 축열조(140)의 설정 온도에 따라 운전되도록 함으로써 히트펌프(120)의 운전비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 운영 에너지원으로서 자연의 태양 에너지를 이용한 태양광 발전을 통해 전기 에너지를 직접 생산하여 사용하거나 태양광 발전이 이루어지지 않을 경우에는 한전계통에서 직접 에너지원을 공급받아 사용하게 된다. 상기 태양광 발전을 통해 발전된 전기 에너지를 냉난방 시스템이 가동되지 않을 때 별도의 에너지 저장장치에 저장하여 필요할 때 에너지원으로 사용함으로서 전력 소모를 최소로 줄일 수가 있다.
또한, 본 발명은 열교환 효율이 증대됨에 따라서 시추공을 천공시 깊이를 줄일 수 있기 때문에 장소의 제약이 적고 시추 공사를 간소화시킬 수 있다.
[제1실시예]
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템(200)의 열교환 파이프(130)를 도시하는 내부 사시도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 열교환 파이프(130)를 상부에서 도시하는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템(200)은 지면으로부터 소정깊이로 매설되어 상기 히트펌프와 연결되며 지중의 지열을 흡수하거나 지중으로 열을 방출하는 복수개의 열교환 파이프(130) 및 하나의 시추공(H)에 매설되는 복수개의 상기 열교환 파이프(130)들을 각각 지중에서 일정 간격 유지하도록 이격시키는 간격유지부(230)를 포함한다.
상기 열교환 파이프(130)는 시추공의 내주면에 인접하게 배치되고, 서로 등 간격으로 이격되도록 배치된다. 그러면 상기 열교환 파이프(130)는 하나의 시추공 내에 복수개의 열교환 파이프가 설치되어 열교환 효율이 현저히 증가하게 된다.
여기서 상기 간격유지부(230)는 상기 열교환 파이프(130)의 외주면에 체결되는 체결부재(231)와, 상기 체결부재(231)와 인접한 다른 열교환 파이프의 외주면에 체결되는 체결부재(231)를 연결하는 지지부재(232)를 포함한다.
상기 체결부재(231)는 상기 열교환 파이프(130)의 외주면 상에 탈착 가능하도록 결합되며, 상기 열교환 파이프(130)의 길이 방향을 따라서 설정된 간격으로 복수개 결합되는 것이 바람직하다.
또한 상기 열교환 파이프(130)와 인접한 다른 열교환 파이프의 외주면 상에도 상기 체결부재(231)와 같은 높이에 대응하여 다른 체결부재(231)가 결합되어 상기 지지부재(232)에 의해 연결된다.
상기 지지부재(232)는 상기 열교환 파이프(130)와 측방향으로 가장 인접한 다른 열교환 파이프를 서로 연결하여 동일 높이에 위치한 상기 열교환 파이프(130)의 간격을 유지하는 기능을 제공한다.
이때 상기 지지부재(232)는 각각의 상기 열교환 파이프(130) 외주면 상에 결합된 복수개의 체결부재(231)를 연결하여 상기 열교환 파이프(130)들 사이의 간격을 유지하고, 또한 시추공 내부에 상기 열교환 파이프(130)들의 설치를 용이하게 하도록 한다.
[제2실시예]
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템(300)의 열교환 파이프(130)를 도시하는 내부 사시도이고, 도 5는 도 4에 나타낸 열교환 파이프(130)를 상부에서 도시하는 평면도이며, 도 6은 도 5에 나타낸 열교환 파이프(130)의 일부를 확대한 부분 확대도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 지열을 이용한 냉난방 시스템(300)은 간격유지부(330) 내에서 지지부재(332)의 결합구조에 대한 차이점이 있다.
제1실시예에서와 달리 제2실시예에서는 상기 열교환 파이프(130)와 대각선 방향에 위치하는 다른 열교환 파이프를 상기 지지부재(332)로 서로 연결한다.
이러한 경우 제1실시예에 비하여 상기 지지부재(332)의 수가 줄기 때문에 재료비를 절감할 수 있고, 또한 상기 열교환 파이프(130)들의 중심에서 간격유지부(330)가 배치되기 때문에 상기 열교환 파이프(130)들이 서로 거리가 가까워 지는 중심방향으로 절곡되는 것을 방지할 수 있다.
때문에 상기 지지부재(332)는 상기 열교환 파이프(130)와 대각선 방향에 위치하는 다른 열교환 파이프를 서로 연결하여 동일 높이에 위치한 상기 열교환 파이프(130)의 간격을 유지시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 간격유지부(330)는 시추공(H) 내부에서 설정된 깊이에 따라서 안전계수를 고려하여 복수개 결합된다.
그리고 도 6을 참조하면, 상기 열교환 파이프(130)는 길이방향으로 돌출되는 가이드편(340)을 포함한다.
상기 가이드편(340)은 상기 열교환 파이프(130) 외주면과 시추공 내주면이 접촉하는 부분에 상기 열교환 파이프(130)의 길이방향을 따라서 돌출되어 시추공의 내주면과의 마찰력을 감소시켜주고, 또한 열교환 면적을 증대시키는 기능을 제공한다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
200,300 : 지열을 이용한 냉난방 시스템
110 : 수요처 120 : 히트펌프
130 : 열교환 파이프 140 : 축열조
230,330 : 간격유지부 231 : 체결부재
232,332 : 지지부재 시추공 : H

Claims (6)

  1. 지열을 이용하여 열교환하는 히트펌프와, 히트펌프로부터 냉매를 공급받아 수요처를 냉난방하는 실내기를 구비하는 지열을 이용한 냉난방 시스템에 있어서,
    지면으로부터 소정깊이로 시추공에 매설되어 상기 히트펌프와 연결되며 지중의 지열을 흡수하거나 지중으로 열을 방출하며, 상기 열교환 파이프 외주면과 시추공 내주면이 접촉하는 부분에 길이방향을 따라서 돌출되는 가이드편을 각각 구비하는 복수개의 열교환 파이프 및
    하나의 시추공에 매설되는 복수개의 상기 열교환 파이프들을 각각 지중에서 일정 간격 유지하도록 이격시키는 간격유지부를 포함하고,
    상기 간격유지부는 상기 열교환 파이프의 외주면에 체결되는 체결부재와, 상기 체결부재와 인접한 다른 열교환 파이프의 외주면에 체결되는 체결부재를 연결하되, 상기 열교환 파이프와 측방향으로 가장 인접한 다른 열교환 파이프를 서로 연결하여 동일 높이에 위치한 상기 열교환 파이프의 간격을 유지시키거나, 상기 열교환 파이프와 대각선 방향에 위치하는 다른 열교환 파이프를 서로 연결하여 동일 높이에 위치한 상기 열교환 파이프의 간격을 유지시키는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 냉난방 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 간격유지부는 설정 깊이에 따라서 복수개 결합되는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 냉난방 시스템.
  6. 삭제
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014020645A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Ohbayashi Corp 保持部材
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014020645A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Ohbayashi Corp 保持部材
KR101368362B1 (ko) * 2013-11-07 2014-03-03 주식회사 케이디파워 지열을 이용한 냉난방 시스템

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