KR101621751B1 - 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법 - Google Patents

가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법 Download PDF

Info

Publication number
KR101621751B1
KR101621751B1 KR1020150170849A KR20150170849A KR101621751B1 KR 101621751 B1 KR101621751 B1 KR 101621751B1 KR 1020150170849 A KR1020150170849 A KR 1020150170849A KR 20150170849 A KR20150170849 A KR 20150170849A KR 101621751 B1 KR101621751 B1 KR 101621751B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
underground heat
guide
depth
connecting member
Prior art date
Application number
KR1020150170849A
Other languages
English (en)
Inventor
김금파
Original Assignee
코텍엔지니어링주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코텍엔지니어링주식회사 filed Critical 코텍엔지니어링주식회사
Priority to KR1020150170849A priority Critical patent/KR101621751B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101621751B1 publication Critical patent/KR101621751B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F24J3/08—
    • F24J3/081—
    • F24J2003/087—
    • F24J2003/088—

Abstract

본 발명은 지열을 이용하여 건물의 냉방,난방 및 급탕을 행하는 지열히트펌프 시스템에서, 건물의 바닥 하부에 보어홀을 지상으로부터 천공한 후, 상기 보어 홀에 지중열 교환기를 삽입·설치하는, 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법은, 지면으로부터 케이싱을 소정의 깊이까지 설치하는 단계; 상기 케이싱을 소정의 깊이로 설치한 후 천공장비로 소정의 깊이로 보어홀을 천공하는 단계; 상기 천공된 보어홀에 지중열교환기를 보어홀의 바닥으로부터 터파기 심도 만큼 이격시켜 삽입·설치하는 단계; 상기 지중열교환기의 내부에 물을 충전하여 수압 및 지중열교환기의 심도를 측정하는 단계; 및 상기 지중열교환기의 측정된 심도를 기준으로, 터파기 작업 완료 후 터파기 심도 레벨과 동일하거나 심도 레벨 바로 아래에 지중열교환기의 상단부가 위치되도록 가이드를 지중열교환기에 연결하는 단계; 를 거쳐서 시공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 지중열교환기에 가이드를 연결하는 단계는, 보어홀에 삽입될 지중열교환기의 상단부를 열 융착으로 폐쇄하는 단계; 상기 지중열교환기의 상단부를 열 융착으로 폐쇄한 후, 지중열교환기의 상부에 연결부재를 결속하는 단계; 상기 가이드의 하단부에 연결부재를 삽입하는 단계; 를 더 포함하며, 상기 가이드의 하단부에 연결부재를 삽입한 후에, 상기 연결부재에 의해 연결된 가이드 및 지중열교환기를 보어홀 내로 삽입하는 단계; 상기 보어홀 내부를 그라우팅 하는 단계; 상기 그라우팅 양생 후, 가이드를 연결부재에서 제거하는 단계; 및 케이싱을 제거하는 단계; 를 더 거쳐서 시공한다.

Description

가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법{UNDERGROUND HEAT EXCHANGER INSERTION METHOD BEFORE EXCAVATION USING A GUIDE}
본 발명은 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지열을 이용하여 건물의 냉방,난방 및 급탕을 행하는 지열히트펌프 시스템에서, 건물의 바닥 하부에 보어홀을 지상으로부터 천공한 후, 상기 보어 홀에 지중열 교환기를 삽입·설치하는, 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법에 관한 것이다.
일반적으로 가정 및 산업용으로 사용되는 에너지원으로는 대부분 석탄, 석유 및 천연가스 등의 화석연료를 이용하고 있는데, 제한적으로 핵연료를 이용하기도 한다. 주로 사용하고 있는 화석연료는 매장량의 고갈로 인해 에너지 비용이 급상승하며, 연소과정에서 발생하는 각종 공해물질로 인하여 수질 환경 및 대기 환경을 오염시키고 있다. 따라서 최근에는 상기 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경적인 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 대체 에너지 중에서도 친환경적이고, 무한한 에너지원을 갖는 풍력, 태양광, 지열 등의 대체 에너지 개발 사업이 활발하게 진행되고 있는데, 특히 풍력과 태양열을 이용하여 에너지를 얻기 위해서는 넓은 설치 면적이 확보되어야 하고, 또한 설치장소에도 제한을 받는다. 또한 날씨 및 풍량에 영향을 받으므로 설치 지역이 한정되어 있으며, 이들 장치는 단위장치 당 에너지 생산용량이 적고, 초기 투자비용 및 유지 관리 비용이 많이 소요된다. 따라서 설치 및 유지관리에 상대적으로 저렴한 비용이 소요되는 지열에너지를 이용한 냉난방장치들이 많이 개발되어 이용되고 있는데, 사계절 내내 일정한 온도(약 10∼20℃)를 유지하는 안정적인 열원인 지열 에너지를 이용하므로 대체 에너지로 각광을 받으며 보급이 확대되고 있다. 상기 지열 에너지를 이용하기 위해서는 지중열 교환기를 지하에 설치해야 된다.
일반적으로 열교환 파이프로 불리우는 지중열 교환기는 매설하는 방법에 따라 수직형, 수평형 및 에너지 파일형 등으로 구분할 수 있는데, 수직형은, 일반적으로 직경이 약 30∼40 ㎜의 지중열 교환기를 지하 약 100 내지 200 m 깊이로 수직 매설하는 방식인데, 예컨대, 고밀도 폴리에틸렌 파이프(high-density polyethylene pipes)와 같은 재질의 파이프를 매설하는 방식이며, 수평형은 지하 약 1.25m∼1.5m 지점에 수평으로 매설하는 방식이며, 그리고 에너지 파일형은 건물의 기초로 사용하는 기존의 PHC파일, 강관 등의 중공파일의 내부에 지중열 교환기를 삽입하여 그라우팅하는 것으로, 구조물의 기초가 되는 파일에 지중열 교환기를 매설하기 때문에 설치장소가 추가로 필요하지 않고, 굴착비용이 이중으로 들지않아 시공비를 30% 내지 50% 절감할 수 있는 방식인데, 근래에는 수직형 및 에너지 파일형을 주로 사용하고 있는 실정이다.
이중에서도 특히 보어홀을 천공하기 위한 별도의 천공부지를 확보하기 어려운 도심지, 밀집지역 등에서는 건물의 하부에 보어홀을 천공하여 지중열 교환기를 건물 하부에 설치하는데, 도 1은 종래의 탑-다운(TOP-DOWN) 방식 및 일반적인 터파기 방식을 도시한 도면이다. 상기 탑-다운(TOP-DOWN) 공법으로 시공되는 현장의 경우 터파기 후 슬라브 타설, 다시 터파기 후 슬라브 타설을 반복하여 최종바닥 레벨까지 터파기를 한 후, 천공장비를 하부 바닥인 천공 시작 지점에설치하여 지중열 교환기를 매설하기 위한 보어홀 천공을 실시하는데, 이와 같은 탑-다운 방식의 터파기가 완료된 후 최종바닥 레벨에서 보어홀 천공을 실시하는 경우, 흙막이 외벽(1), 기둥(2), 보 및 트러스(3) 등의 구조물로 인해 천공장비(4)의 설치 및 작업공간이 협소하여 천공장비의 크기가 제한되며, 기타 다른 작업공정과의 간섭이 발생하여 작업 진행이 원할하지 않아 공사 기한를 맞추기가 어려운 문제점이 있다.
또한, 일반적인 터파기 방식으로 소정의 터파기 심도까지 표토층을 굴토한 후에, 천공장비를 하부 바닥에 설치 한 후 보어홀 천공작업을 실시할 경우에는 작업공간의 협소함은 일부 해결할 수 있으나, 토목과 건축 공정 사이에 장비가 투입되어 보어홀을 천공해야 하므로, 다른 공정과의 작업간섭이 발생하여 작업의 효율성이 현저히 떨어진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 지열을 이용하는 지열히트펌프 시스템에서, 종래의 보어홀 천공 방식과는 다르게 표토층을 굴토하지 않고도 지표면에서 직접 건물의 바닥 하부에 보어홀(borehole)을 천공한 후, 천공된 보어홀에 원하는 위치까지만 지중열 교환기(열교환 파이프)를 설치하기 위한 것이다.
상기와 같은 문제해결을 위하여 본 발명에 따른 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법은, 지면으로부터 케이싱(10)을 소정의 깊이까지 설치하는 단계; 상기 케이싱을 소정의 깊이로 설치한 후 천공장비(11)로 소정의 깊이로 보어홀(12)을 천공하는 단계; 상기 천공된 보어홀(12)에 지중열교환기(131)를 보어홀의 바닥으로부터 터파기 심도 만큼 이격시켜 삽입·설치하는 단계; 상기 지중열교환기(131)의 내부에 물을 충전하여 수압 및 지중열교환기의 심도를 측정하는 단계; 및 지중열교환기의 측정된 심도를 기준으로, 터파기 작업 완료 후 터파기 심도 레벨과 동일하거나 심도 레벨 바로 아래에 지중열교환기의 상단부가 위치되도록 가이드(132)를 지중열교환기(131)에 연결하는 단계; 를 거쳐서 시공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 지중열교환기(131)에 가이드(132)를 연결하는 단계는, 보어홀(12)에 삽입될 지중열교환기(131)의 상단부를 열 융착으로 폐쇄하는 단계; 상기 지중열교환기(131)의 상단부를 열 융착으로 폐쇄한 후, 지중열교환기(131)의 상부에 연결부재(133)를 결속하는 단계; 상기 가이드(132)의 하단부에 연결부재를 삽입하는 단계; 를 더 포함하며, 상기 가이드(132)의 하단부에 연결부재(133)를 삽입한 후에, 상기 연결부재(133)에 의해 연결된 가이드 및 지중열교환기를 보어홀(12) 내로 삽입하는 단계; 상기 보어홀 내부를 그라우팅 하는 단계; 상기 그라우팅 양생 후, 가이드(132)를 연결부재(133)에서 제거하는 단계; 및 케이싱(10)을 제거하는 단계; 를 더 거쳐서 시공한다.
이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법은, 천공장비의 설치 및 작업공간에 제한을 받지 않기에 최대 작업 효율에 도달할 수 있는 천공장비를 투입하여 보어홀 천공 및 보어홀 내부에 지중열 교환기를 효과적으로 삽입할 수 있고, 다른 작업공정과의 간섭이 발생하지 않아 작업 진행이 원할하여 공기(工期) 내에 용이하게 작업을 완료할 수 있다.
도 1은 종래의 보어홀 천공 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 보어홀 천공 방식을 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 보어홀 천공 작업을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 지중열 교환기를 삽입하는 것을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 가이드 및 지중열 교환기의 상태를 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 가이드 및 지중열 교환기를 연결부재로 연결시키고, 연결부재 외부 표면에 경고 테이프를 부착한 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 가이드 및 지중열 교환기를 연결부재로 연결한 후에, 보어홀 내로 삽입된 상태에서 보어홀 내부로 그라우트 재료를 투입하는 그라우팅을 보여주는 도면이다.
도 9는 그라우팅이 완료된 후, 지중열 교환기로부터 가이드가 분리되어 제거하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 10은 보어홀 내부의 터파기 심도까지 케이싱의 빈 공간에 토사를 채우고, 케이싱을 빼내는 상태를 보여주는 도면이다.
본 발명은 지열을 이용하여 건물의 냉방,난방 및 급탕을 행하는 지열히트펌프 시스템에서, 지상으로부터 건물의 바닥 하부에 보어홀을 천공 한 후, 상기 보어홀에 지중열 교환기를 삽입·설치하는, 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법에 관한 것이다.
도 2 내지 도 10은 참조하여, 본 발명에 따른 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 가이드를 이용한 터파기 전 지중열 교환기 삽입 공법은, 지중열 교환기를 설치하기 위해 보어홀을 천공시, 터파기를 먼저 시행하지 않고도 현장에서 보어홀을 천공하고, 상기 보어홀에 지중열교환기를 삽입·설치하는 지중열교환기 삽입 공법으로, 타 공정과의 간섭을 피할 수 있으며, 공사기간도 단축시킬 수 있다.
지중열교환기를 삽입·설치하기 위한, 본 발명에 따른 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법에 있어서, 상기 지중열 교환기 삽입 공법은,
지면으로부터 케이싱(10)을 소정의 깊이까지 설치하는 단계; 상기 케이싱(10)을 소정의 깊이로 설치한 후 천공장비(11)로 소정의 깊이로 보어홀(12)을 천공하는 단계; 상기 천공된 보어홀(12)에 지중열교환기(131)를 보어홀의 바닥으로부터 터파기 심도 만큼 이격시켜 삽입·설치하는 단계; 상기 지중열교환기(131)의 내부에 물을 충전하여 수압 및 지중열교환기의 심도를 측정하는 단계; 및 지중열교환기(131)의 측정된 심도를 기준으로, 터파기 작업 완료 후 터파기 심도 레벨과 동일하거나 심도 레벨 아래에 지중열교환기의 상단부가 위치되도록 지중열교환기(131)에 가이드(132)를 연결하는 단계; 를 거쳐서 시공한다.
일반적으로 보어홀(12,borehole)은 열교환 파이프라고 일컫는 지중열 교환기를 삽입·설치하는 곳으로, 터 파기 심도(최종바닥 레벨에서부터)와 천공깊이(실제 지중열 교환기가 최종 설치되어 완료되는 구간 깊이)를 합해서 보어홀의 최종 천공 깊이를 설정한다. 예컨대, 표토층 터파기 깊이(심도)가 약 20m 이고 표토층 하부의 풍화암측 및 암반층의 천공 깊이가 약 200m 인 경우, 최종 천공 깊이는 220m가 되는데, 이때 풍화암 및 암반층의 천공 깊이는 설계 깊이에 따라 변동될 수 있다. 여기에서 지중열 교환기의 실제 최종 설치 길이는 풍화암 및 암반층의 천공 깊이에 해당하는 부분이 된다. 또한 상기 케이싱(10)은, 터파기 심도에서 하부로 더 연장되어(약 20m), 풍화암층과 암반층의 경계선까지 설치되는 것이 일반적인데, 이는 보어홀 천공시 표토층의 토사와 풍화암의 암석 부스러기가 보어홀 내로 침투하는 것을 방지하기 위해 설치한다. 케이싱(10)을 설치한 후, 천공장비(11)로 보어홀(12)을 소정의 천공 깊이로 천공하고 나서, 권선장치를 사용하여 지중열 교환기(131)를 상기 보어홀(12)의 바닥으로부터 터파기 심도 만큼 이격시켜 삽입·설치한 후, 지중열 교환기(131) 내부에 물을 충전하고 나서 충전된 물의 수압 및 지중열 교환기의 심도, 즉 보어홀로 들어간 지중열 교환기의 길이를 측정한 후(지중열 교환기가 설계 심도까지 도달했는지를 측정), 지중열 교환기(131)의 실측된 심도를 기준으로, 표토층의 터파기 작업 완료 후 터파기 심도 레벨과 동일하거나 심도 레벨 바로 아래에 지중열교환기(131)의 상단부가 위치되도록 지중열교환기(131)에 소정 길이의 가이드(132)를 연결한다. 상기 가이드(132)는 PE 파이프 또는 이와 유사한 용도로 사용 가능한 수단들을 사용할 수 있다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 지중열교환기(131)가 보어홀(12)의 바닥으로부터 터파기 심도 만큼 이격되어 보어홀(12) 내에 삽입됨으로서, 상기 지중열교환기(131)의 상단부가 지표면 위쪽으로 돌출되어 지중열교환기를 보어홀에서 빼내지 않고도 가이드(132)를 지면 위에서 용이하게 지중열교환기(131)와 연결시킬 수 있다.
상기 지중열 교환기는 고밀도 폴리에틸렌파이프(HDPE PIPE)로 구성되며, 물 또는 부동액과 물이 혼합된 혼합액이 지중열 교환기 내부를 순환하면서 동절기에는 지중에서 얻은 열을 건물 내부로 전달하여 난방을 실시하고, 하절기에는 건물 내부의 열을 흡수하여 지중으로 흡수열을 방출시켜서 냉방을 실시한다.
또한, 본 발명에서, 상기와 같이 지중열교환기(131)에 가이드(132,guide)를 연결하는 단계는, 보어홀(12)에 삽입될 지중열교환기(131)의 상단부를 열 융착으로 폐쇄하는 단계; 상기 지중열교환기(131)의 상단부를 열 융착으로 폐쇄한 후, 지중열교환기(131)의 상부에 연결부재(133)를 결속하는 단계; 상기 가이드(132)의 하단부에 연결부재(133)를 삽입하는 단계; 를 더 포함하며, 상기 가이드(132)의 하단부에 연결부재(133)를 삽입한 후에, 상기 연결부재(133)에 의해 연결된 가이드(132) 및 지중열교환기(131)를 보어홀(12) 내로 삽입하는 단계; 상기 보어홀(12) 내부를 그라우팅 하는 단계; 상기 그라우팅 양생 후, 가이드(132)를 연결부재(133)에서 제거하는 단계; 및 케이싱(10)을 제거하는 단계; 를 더 거쳐서 시공한다.
상기와 같이 지중열 교환기(131)의 상단부를 열 융착하여 폐쇄하는 것은 지중열 교환기의 설치가 완료된 후 다른 작업이 진행시에, 토사 등의 이물질이 지중열 교환기 내부로 유입되는 것을 방지하기 위함인데, 상기 보어홀(12)을 그라우팅하는 작업, 그라우팅이 양생된 후에, 가이드(132)를 연결부재(133)로부터 분리하는 작업, 케이싱(10)의 내부 공간에 토사를 채우는 작업, 케이싱(1)을 지중으로부터 빼내는(인발)작업, 및 토목 공정의 터파기 완료 후 트렌치 배관 연결 작업시, 토사 등의 이물질이 지중열 교환기로 유입되지 않도록 지중열 교환기(131)의 상단부를 열 융착하여 밀봉하는 것이다.
상기 지중열교환기(131)의 상단부를 열 융착으로 폐쇄한 후, 상기 지중열교환기(131)의 상부에 연결부재(133)를 결속하는데, 상기 연결부재(133)는 일반적으로 PVC 또는 PE 파이프를 사용하며, 도면 6에 도시된 바와 같이 와이어(wire)와 같은 결속부재(136)로 지중열 교환기들(131)의 상부와 연결부재들(133)을 함께 일체로 결속시키거나, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 와이어로 하나의 지중열 교환기(131) 상부와 하나의 연결부재(133), 다른 하나의 지중열 교환기(131)의 상부와 다른 하나의 연결부재(133)를 각각 결속시킬 수도 있다.
이와같이 지중열 교환기(131)와 연결부재(133)를 결속시킨 후, 상기 가이드(132)의 하단부에 연결부재(133)를 삽입하는데, 상기 연결부재(133)를 가이드(132)의 내부 공간으로 삽입하여 가이드(132)와 연결부재(133)를 연결시키면, 이전에 연결부재(133)와 연결된 지중열 교환기(131)와 가이드(132)는 연결부재를 매개로 서로 연결된 하나의 구성체가 된다.
가이드(132)의 하단부에 연결부재(133)를 삽입하는 단계에서, 가이드(132)의 하부에 인출부재(135)를 더 연결하고, 연결부재(133)의 외부 표면에 경고 테이프(134)를 더 부착한다. 상기 인출부재(135)는 로프로써 지표면으로부터 연장되어 가이드(132)의 하부를 관통하여, 상기 가이드(132)에 삽입·연결된다. 상기 경고 테이프(134)는 터파기 심도 위쪽으로 연장되게 연결부재(133)에 부착하는 것이 바람직하다. 일반적으로 그 부착 길이는 약 20㎝ 내외 인 것이 유리하며, 또한 연결부재(133)는 가이드(132)를 제거했을 경우, 터파기 심도 위쪽으로 위치되는 것이 바람직하다. 그 노출 높이는 약 15 내지 20㎝ 이다. 연결부재(133)의 전체 길이가 약 30 내지 50㎝ 인 것을 감안하면 연결부재(133)의 절반은 터파기 심도 아래에 있고, 나머지 절반 가량이 터파기 심도 위로 돌출되는 것이다. 이와같이 연결부재(133)에 경고 테이프(134)가 부착된 부분이 터파기 심도 위로 돌출되게끔 하는 것은 후속 작업 중인 작업자가 지중열 교환기의 위치를 쉽게 파악할 수 있게 함으로서 지중열 교환기가 손상되지 않게끔 작업을 보다 조심스럽게 할 수 있다. 그리고, 터파기가 완료되고 건물 바닥 작업이 완료된 후, 지열히트펌프 시스템과 연결시키기 위한 수평 배관 작업시 지중열 교환기의 위치를 보다 용이하게 확인할 수 있게 한다.
이 후에, 상기 연결부재(133)에 의해 연결된 가이드(132) 및 지중열교환기(131)를 보어홀(12) 내로 삽입하는데, 이때 인입장비로 가이드(132)에 힘을 가해 강제로 보어홀(12) 내부로 밀어 넣음으로서, 가이드(132) 및 지중열 교환기(131)가 보어홀(12) 내부로 삽입된다. 이때, 보어홀 내부로 삽입되는 지중열교환기(131)의 하단부는 보어홀(12)의 바닥까지 삽입·설치되며, 연결부재(133)에 의해 연결된 지중열교환기(131) 및 가이드(132)의 연결부위는 터파기 심도 아래에 위치되는데, 바람직하게는 터파기 심도 하부 약 15㎝ 지점에 위치되게 한다. 이와같이 터파기 심도 아래에 위치하게끔하는 것은 지중열 교환기의 설치가 완료된 후, 터파기 작업 진행시, 기타 장비로 인한 지중열교환기의 손상을 방지하기 위해서이다.
상기 가이드(132) 및 지중열교환기(131)를 보어홀(12) 내부로 삽입하기 위해 사용되는 인입장비로 가이드(132) 및 지중열 교환기(131)를 보어홀(12) 내부로 용이하게 밀어넣기 위해, 가이드(132)는 터파기 깊이(심도) 이상으로 길어야 하는데, 바람직하게는 그 길이가 약 20m 이상이 되어야 한다. 본 발명에서는 연결부재(133)에 의해 지중열 교환기(131)와 연결된 가이드(132)는, 실질적으로 지중에 삽입·설치되어 지중열 교환을 위해 사용되는 지중열 교환기(131)를 보어홀 내부로 밀어넣기 위한 수단으로 사용되고 있으나, 경우에 따라 단관파이프 또는 철근 등의 다른 수단이 사용될 수 있다.
상기 가이드(132) 및 지중열교환기(131)를 보어홀(12) 내부로 삽입한 후, 상기 보어홀(12) 내부를 그라우트 재료로 그라우팅 하는데, 보어홀(12)의 바닥으로부터 터파기 심도까지만 그라우트 재료(121)를 투입한다. 상기 그라우트 재료로는 버림콘크리트, 소일 시멘트(soil cement) 또는 방수기능을 갖는 벤토나이트(bentonite)로 충진하여 지하수가 보어홀로 유입되는 것을 방지한다.
상기 그라우팅 양생 후, 가이드(132)를 연결부재(133)에서 제거하고나서, 케이싱(10)을 제거하는데, 이때 케이싱을 제거하기 전에, 케이싱의 내부 빈 공간에 토사(122)를 먼저 채운다. 여기에서 상기 가이드(132)를 연결부재(133)에서 제거하기 위해서는, 위에서 설명된 가이드(132)의 하부에 관통 연결된 인출부재(135)를 상부, 즉 지표면 위에서 잡아당겨서 가이드(132)를 연결부재(133)로부터 제거하여 외부로 빼낸다. 이때 터파기 심도가 얕은 경우, 예컨대 약 20 m 이하인 경우에는 인력으로 빼낼수 있지만, 터파기 심도가 깊은 경우, 예컨대 약 20 m 이상인 경우에는 장비를 사용하여 빼내는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명은, 케이싱(10)을 설치하고 지표면(GL)으로부터 보어홀(12)을 천공하여, 지중열 교환기(131)를 보어홀에 삽입·설치하고 나서, 보어홀(12) 내부에 그라우팅을 하고, 그라우팅 양생 후, 실제 지중열 교환기(131)를 제외한, 상기 지중열 교환기(131)와 연결된 가이드(132)를 제거하고나서, 케이싱(10)의 남은 빈 공간에 토사(122)를 채운 후에 케이싱을 제거함으로써, 보어홀 천공 및 지중열 교환기의 설치가 완료된다. 이 후 토목 공정에서 터파기 작업을 실시할 수 있다. 터파기 심도까지 터파기 작업이 완료되면 연결부재(133)가 노출되므로, 상기 노출된 연결부재(133)를 지중열 교환기(131)에서 제거하고, 지중열 교환기의 상단부 융착 부분을 제거하고 나서 지열 히트펌프 시스템과 배관 연결하면 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며,본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10.케이싱 11.천공장비
12.보어홀 121.그라우트 재료
122.토사
131.지중열 교환기
132.가이드 133.연결부재
134.경고 테이프 135.인출부재
136.결속부재

Claims (9)

  1. 지중열교환기를 삽입·설치하기 위한 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법에 있어서,
    지면으로부터 케이싱을 소정의 깊이까지 설치하는 단계;
    상기 케이싱을 소정의 깊이로 설치한 후, 천공장비로 소정의 깊이로 보어홀을 천공하는 단계;
    상기 천공된 보어홀에 지중열교환기를 보어홀의 바닥으로부터 터파기 심도 만큼 이격시켜 삽입·설치하는 단계;
    상기 지중열교환기의 내부에 물을 충전하여 수압 및 지중열교환기의 심도를 측정하는 단계; 및
    상기 지중열교환기의 측정된 심도를 기준으로, 터파기 작업 완료 후 터파기 심도 레벨과 동일하거나 심도 레벨 바로 아래에 지중열교환기의 상단부가 위치되도록 지중열교환기에 가이드를 연결하는 단계; 를 거쳐서 시공하는데,
    상기 지중열교환기에 가이드를 연결하는 단계는,
    보어홀에 삽입될 지중열교환기의 상단부를 열 융착으로 폐쇄하는 단계;
    상기 지중열교환기의 상단부를 열 융착으로 폐쇄한 후, 지중열교환기의 상부에 연결부재를 결속하는 단계;
    상기 가이드의 하단부에 연결부재를 삽입하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드의 하단부에 연결부재를 삽입한 후에,
    상기 연결부재에 의해 연결된 가이드 및 지중열교환기를 보어홀 내로 삽입하는 단계;
    상기 보어홀 내부를 그라우팅 하는 단계;
    상기 그라우팅 양생 후, 가이드를 연결부재에서 제거하는 단계; 및
    케이싱을 제거하는 단계;
    를 더 거쳐서 시공하는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
  4. 제 1항에 있어서,
    가이드의 하단부에 연결부재를 삽입하는 단계에서, 가이드의 하부에 인출부재를 더 연결하고, 연결부재의 외부 표면에 경고 테이프를 더 부착하는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
  5. 제 3항에 있어서,
    가이드 및 지중열교환기를 보어홀 내부로 삽입하는 단계에서, 보어홀 내부로 삽입되는 지중열교환기의 하단부는 보어홀의 바닥까지 삽입·설치되며, 연결부재에 의해 연결된 지중열교환기 및 가이드의 연결부위는 터파기 심도 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
  6. 제 3항에 있어서,
    보어홀 내부를 그라우팅 하는 단계는, 보어홀의 바닥으로부터 터파기 심도까지만 그라우트 재료를 투입하는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
  7. 제 3항에 있어서,
    케이싱을 제거하는 단계는, 그라우팅 후에 케이싱의 내부 빈 공간에 토사를 먼저 채우는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
  8. 제 4항에 있어서.
    상기 인출부재는 로프로써 가이드의 하부를 관통하여 가이드에 삽입·연결되는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지중열교환기의 상부에 연결부재를 결속하는 단계는, 와이어로 지중열교환기들의 상부와 연결부재들을 일체로 결속시키거나, 와이어로 하나의 지중열교환기 상부와 하나의 연결부재, 다른 하나의 지중열 교환기의 상부와 다른 하나의 연결부재를 각각 결속시키는 것을 특징으로 하는 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법.
KR1020150170849A 2015-12-02 2015-12-02 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법 KR101621751B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150170849A KR101621751B1 (ko) 2015-12-02 2015-12-02 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150170849A KR101621751B1 (ko) 2015-12-02 2015-12-02 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101621751B1 true KR101621751B1 (ko) 2016-05-17

Family

ID=56109714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150170849A KR101621751B1 (ko) 2015-12-02 2015-12-02 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101621751B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025516A (ko) 2018-08-30 2020-03-10 조희남 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기 및 이의 시공 방법
KR20200105263A (ko) * 2019-02-28 2020-09-07 노갑덕 지그관을 이용한 터파기 전 지중 열교환 파이프 시공 방법
KR20200124098A (ko) * 2019-04-23 2020-11-02 김정남 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법
US11085670B2 (en) 2018-09-14 2021-08-10 Geosource Energy Inc. Method and apparatus for installing geothermal heat exchanger

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101525431B1 (ko) * 2015-03-04 2015-06-09 코텍엔지니어링주식회사 분리형 이음재를 이용한 터파기 전 보어홀 천공 공법
KR101569419B1 (ko) * 2014-12-03 2015-11-16 대림산업 주식회사 건물 하부 지반에서의 지중열교환용 열순환파이프 시공방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101569419B1 (ko) * 2014-12-03 2015-11-16 대림산업 주식회사 건물 하부 지반에서의 지중열교환용 열순환파이프 시공방법
KR101525431B1 (ko) * 2015-03-04 2015-06-09 코텍엔지니어링주식회사 분리형 이음재를 이용한 터파기 전 보어홀 천공 공법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025516A (ko) 2018-08-30 2020-03-10 조희남 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기 및 이의 시공 방법
KR102175105B1 (ko) * 2018-08-30 2020-11-06 조희남 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기 및 이의 시공 방법
US11085670B2 (en) 2018-09-14 2021-08-10 Geosource Energy Inc. Method and apparatus for installing geothermal heat exchanger
US11774145B2 (en) 2018-09-14 2023-10-03 Geosource Energy Inc. Method and apparatus for installing geothermal heat exchanger
KR20200105263A (ko) * 2019-02-28 2020-09-07 노갑덕 지그관을 이용한 터파기 전 지중 열교환 파이프 시공 방법
KR102212315B1 (ko) * 2019-02-28 2021-02-03 노갑덕 지그관을 이용한 터파기 전 지중 열교환 파이프 시공 방법
KR20200124098A (ko) * 2019-04-23 2020-11-02 김정남 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법
KR102257087B1 (ko) * 2019-04-23 2021-05-27 김정남 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101525431B1 (ko) 분리형 이음재를 이용한 터파기 전 보어홀 천공 공법
KR101621751B1 (ko) 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법
CN108166486B (zh) 深层埋管式预制型能源管桩及其施工工艺
CN105544512A (zh) 埋设传热管的加筋布袋注浆碎石桩及施工方法
KR101569419B1 (ko) 건물 하부 지반에서의 지중열교환용 열순환파이프 시공방법
KR101154016B1 (ko) 지열배관 파이프 연결용 밀폐 소켓 및 이를 이용한 시공방법
CN101713602A (zh) 高压旋喷埋设地源热泵地埋管换热器技术方法
KR100654151B1 (ko) 말뚝의 중공부를 이용한 열교환장치 및 그 설치공법
CN104963341B (zh) 一种耦合式地源热泵混合回填工艺及回填料
CN108547628B (zh) 上软下硬地层顶管工作井快速施工方法
CN106436776A (zh) 一种水平定向钻应用于垃圾填埋场排渗滤液的方法
KR200417382Y1 (ko) 히트펌프용 고효율 지열교환기
CN105927271A (zh) 竖直换热器中竖井的灌浆回填系统及方法
CN104695478B (zh) 一种超深地下连续墙内置地埋管结构及其施工方法
KR101494314B1 (ko) 지중 열교환기용 튜브 매설 방법
KR101303575B1 (ko) 대구경 천공을 활용한 혼합형 지열시스템 및 그 시공방법
KR101742785B1 (ko) 지열공 표시 막음 장치 및 이를 이용한 지열공 시공 방법
CN109723384A (zh) 跟管成井降水施工工法
KR20190014800A (ko) 보호 캡을 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법
KR101802597B1 (ko) 공급관 결합챔버를 구비한 개방형 지중 열교환기
KR101968143B1 (ko) 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법
CN110144903B (zh) 一种基坑支护遇防空洞的施工工法
KR102212315B1 (ko) 지그관을 이용한 터파기 전 지중 열교환 파이프 시공 방법
JP5375549B2 (ja) 山留め壁の構築方法
CN105064384A (zh) 特殊地质条件下的真空管井降水系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190510

Year of fee payment: 4