KR101724379B1 - Thermal compensation control system of seasonal balance for geothermal energy by using air thermal heat pump on the reverse system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 역순환 운전모드를 갖는 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템 및 이를 이용한 제어방법에 관한 것으로서, 이는 지열수에 포함된 지중열을 지열히트펌프에 의한 난방열 또는 냉방열로 회수한 후에, 별도의 공기열원 히트펌프를 이용하여 지중열의 하강 또는 상승을 방지하여, 초기 지열수 온도로 보상하는 제어시스템에 있어서, 지열히트펌프 작동이 중단되더라도, 상기 공기열원 히트펌프를 이용하여 지열수의 역순환 운전을 제어하여 지중열의 하강 또는 상승을 방지하도록 하여, 초기 지열수 온도로 보상하여, 지열히트펌프의 효율을 높히는 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템 및 이를 이용한 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for compensating and controlling a geothermal heat equilibrium between seasons using an air heat source heat pump having an adverse circulation operation mode and a control method using the same, A control system for compensating for an initial geothermal water temperature by preventing a descent or an elevation of the geothermal heat by using a separate air heat source heat pump after recovering the heat, A geothermal energy thermal equilibrium compensation control system that compensates for the initial geothermal water temperature by controlling the reverse circulation operation of the geothermal water by preventing the downward or upward rise of the geothermal water to increase the efficiency of the geothermal heat pump, .
일반적으로 에너지원은 석유나 천연가스와 같은 화석 연료 또는 핵연료 등을 사용하게 되는데, 이러한 에너지원은 환경오염의 원인이 될 뿐 아니라, 매장량의 한계가 있기 때문에 대체 에너지로써 풍력, 태양열, 지열 등을 활용한 냉난방장치를 사용하고 있다.Generally, energy sources use fossil fuels such as petroleum or natural gas or nuclear fuel. Such energy sources not only cause environmental pollution, but also have a limited amount of reserves. Therefore, alternative energy sources such as wind power, solar heat, I have used the heating and cooling system I used.
대체에너지의 일원인 지열에너지는 지하 깊은 곳의 고온 지열을 이용하여 발전 등에 활용되기도 하고, 10℃~20℃의 지열을 이용하여 냉난방 시스템에 적용되기도 하는데, 지열을 이용하여 건물 등의 냉난방기술에 적용하는 경우, 기존 냉난방장치에 비하여 최대 40% 이상의 에너지를 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.Geothermal energy, which is a member of alternative energy, can be used for power generation by using high-temperature geothermal heat in deep underground, and it can be applied to heating and cooling systems using geothermal heat at 10 ° C to 20 ° C. It is known that it can save energy up to 40% or more compared to conventional heating and cooling apparatus.
이러한 지열을 이용하여 냉난방을 행하는 하이브리드 시스템은 지하에서 일정한 온도를 유지하는 지열수를 뽑아낸 후 상기 지열수에 포함된 지열을 흡수하여 냉난방을 행하는 지열히트펌프를 구비하게 되고, 상기 지열히트펌프에서 열이 흡수된 지열수는 다시 지하로 회수되어 지중 열교환기 등을 이용하여 지열을 흡수하여 온도가 높아지도록 하고 있다.The hybrid system for cooling and heating using the geothermal heat includes a geothermal heat pump for extracting geothermal water that maintains a constant temperature in the ground and absorbing the geothermal heat included in the geothermal water to perform cooling and heating. The geothermal water absorbed by the heat is recovered to the ground and absorbed the geothermal heat by using an underground heat exchanger or the like to increase the temperature.
즉, 지하에 묻힌 지중열교환기를 통하여 지열을 흡수한 지열수는 지열히트펌프에서 난방열로 회수된 후 다시 지중열교환기로 회수되도록 하고 있는 것으로, 이That is, the geothermal water that absorbs geothermal heat through a geothermal heat exchanger buried underground is recovered to the heating heat from the geothermal heat pump, and is then recovered to the underground heat exchanger.
와 같은 하이브리드 시스템은 겨울철 난방을 행할 때 초기에는 지중온도가 일정한 온도를 유지하게 되나, 열교환이 진행될수록 지열수의 온도가 낮아지게 되므로, 지중온도도 낮아질 수밖에 없다., The temperature of the groundwater is maintained at a constant temperature in the early stage when the heating is performed in winter. However, as the temperature of the geothermal water is lowered as the heat exchange progresses, the temperature of the groundwater is also inevitably lowered.
따라서, 지열을 이용한 난방이 장시간 이루어지는 경우 지중온도가 떨어직 되고, 이러한 지중온도의 하락은 지열히트펌프로 인입되는 지열수의 온도를 낮추게 되므로, 지열히트펌프의 효율이 떨어지는 문제점이 있는 것이다.Therefore, when the heating using the geothermal heat is performed for a long time, the ground temperature is lowered, and the drop of the ground temperature lowers the temperature of the geothermal water introduced into the geothermal heat pump, so that the efficiency of the geothermal heat pump is lowered.
또한, 지열에너지를 이용하여 겨울철에 지열히트펌프에 의한 공급처의 난방부하에 대응하거나, 여름철에 냉방부하에 대응하는 하거나, 또는 온수 및 급탕부하에 대응하는 다양한 열원모드운전시에, 지열에너지의 과도한 상승 및 하강현상이 발생하게 되는 상태에 신속하고 효율적인 열적평형 보상제어 시스템의 개발이 필요한 문제점이 있는 것이다.In addition, in the case of using a geothermal energy to cope with a heating load of a supply source by a geothermal heat pump in winter, to cope with a cooling load in summer, or in various heat source mode operations corresponding to hot water and hot water load, There is a problem in that it is necessary to develop a rapid and efficient thermal equilibrium compensation control system in a state where the up and down phenomenon occurs.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지열을 이용하여 냉난방을 행하는 하이브리드 시스템에 있어서, 지중열교환기와 지열히트펌프 중간에 공기열원 히트펌프를 설치하여, 지열히트펌프가 필요공급처의 대응되는 부하에 도달되거나, 작동이 중단되는 기간이라도, 역 순환운전모드를 제공하여, 지속적으로 지중의 열적평형을 보상운전을 작동시켜서, 지열히트펌프가 정상운전으로 복귀하더라도, 신속하게 필요한 지열수 온도에 도달하여, 재 작동으로 인하여 지열히트펌프의 효율이 저하되지 않고, 초기 성능효율을 유지하는 지열수 역순환방식을 제공할 수 있으므로, 고효율의 지열히트펌프를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a hybrid system for cooling and heating using geothermal heat, in which an air heat source heat pump is installed between an underground heat exchanger and a geothermal heat pump, Even in a period in which the corresponding load is reached or the operation is interrupted, the reverse circulation operation mode is provided so as to continuously operate the compensation of the thermal equilibrium in the ground, so that even if the geothermal heat pump returns to the normal operation, The present invention provides a geothermal heat pump of high efficiency because it can provide a geothermal water circulation system that does not lower the efficiency of the geothermal heat pump due to re-operation and maintains the initial performance efficiency.
또한, 본 발명에 의한 공기열원을 이용한 지열수 온도보상제어 시스템은 다른 보상장치에 비하여, 지열수를 혼합시키고, 분지시키며, 다양한 제어방식으로 인한 필요한 지열수의 온도조절이 매우 용이한 지열수 역순환방식을 제공할 수 있으므로, 고효율의 지열히트펌프를 제공하는 것이다.In addition, the geothermal water temperature compensation control system using the air heat source according to the present invention is different from the other compensation apparatuses in that the geothermal water temperature compensation control system mixes and branches the geothermal water and controls the temperature of the geothermal water, Circulation system can be provided, so that a geothermal heat pump of high efficiency is provided.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 지중열교환기에 연결된 지열수 유출관 및 유입관으로부터 지열수가 유출되거나 유입되며, 순환되는 지열에너지시스템이 지하에 매설되고; 공기열원 열교환기는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 수열원 열교환기는 냉매와 지열수와 상호 열교환되도록 이루어진 공기열원 히트펌프를 설치하고; 상기 수열원 열교환기로부터 유출되는 지열수와 상기 지중열교환기로부터 유출되는 지열수는 지열수 순환계통의 혼합점에서 혼합되어 순환되어, 지열히트펌프의 지열용 열교환기내의 냉매와 상호 열교환되며 유출되며; 상기 유출된 지열수는 지열수 순환계통의 분기점에서 사전설정된 분배량으로 일부는 다시 상기 수열원 열교환기로 유입되어, 냉매와 상호 열교환되도록 분지되며, 나머지는 다시 지열수 유입관 걸쳐 지중열교환기로 유입되도록 형성되며; 상기 혼합점에서는 분지되어 열교환된 지열수와 지열수 유출관의 지열수가 상호 혼합되어 지열히트펌프의 지열용 열교환기내로 공급되도록 정상적인 냉난방 운전을 형성하되; 필요공급처의 냉난방부하에 대응되는 지열히트펌프의 정상적인 냉난방 운전모드로부터 냉난방부하가 완료되는 완료운전모드는; 상기 지중열교환기내의 지열수 유출관 및 유입관이 역으로 전환되는 역순환되는 지열에너지시스템으로 전환되며, 상기 유출된 지열수는 지열히트펌프로 순환되지 않고, 공기열원 히트펌프의 수열원 열교환기의 냉매와 상호 열교환되고, 다시 지중열교환기로 유입되는 역순환 운전모드가; 이루어진 것을 역순환 운전모드를 갖는 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다. According to the present invention, there is provided a geothermal energy system in which a geothermal water outlet pipe connected to an underground heat exchanger and a geothermal energy system in which geothermal water flows, flows, and circulates is buried underground; The air heat source heat exchanger is heat exchanged with the refrigerant and the outside air, and the hydrothermal source heat exchanger is provided with an air heat source heat pump which is mutually heat exchanged with the refrigerant and the geothermal water; The geothermal water flowing out of the hydrothermal source heat exchanger and the geothermal water flowing out of the geothermal heat exchanger are mixed and circulated at the mixing point of the geothermal water circulation system to mutually heat exchange with the refrigerant in the geothermal heat pump of the geothermal heat pump, ; The outflowed geothermal water flows into the geothermal water circulation system at a branch point of a geothermal water circulation system in a predetermined distribution amount and then flows into the hydrothermal heat exchanger again so that it is branched to mutually heat exchange with the refrigerant. / RTI > And the geothermal water discharged from the geothermal water outlet pipe are mixed with each other and supplied to the geothermal heat exchanger of the geothermal heat pump at the mixing point to form a normal cooling and heating operation; A completed operation mode in which the cooling / heating load is completed from the normal cooling / heating operation mode of the geothermal heat pump corresponding to the cooling / heating load of the necessary supply source; The geothermal water discharge pipe and the inflow pipe in the geothermal heat exchanger are reversely converted to the geothermal energy system in which the geothermal energy system is reversely circulated and the discharged geothermal water is not circulated to the geothermal heat pump, Circulating operation mode in which the refrigerant is heat-exchanged with the refrigerant of the indoor heat exchanger and then introduced into the underground heat exchanger; The present invention relates to a system for compensating for inter-seasonal geothermal energy thermal equilibrium by an air heat source heat pump having an adverse circulation operation mode and a control method thereof.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 지열을 이용하여 냉난방을 행하는 하이브리드 시스템에 있어서, 지중열교환기와 지열히트펌프 중간에 공기열원 히트펌프를 설치하여, 작동기간이 증가하여, 지중열교환기내의 지열수의 온도가 초기 설계값보다 낮아지거나, 높아지더라고, 지중의 열적평형을 보상하기 위하여, 지열히트펌프가 필요공급처의 대응되는 부하에 도달되거나, 작동이 중단되는 기간이라도, 역 순환운전모드를 제공하여, 지속적으로 지중의 열적평형을 보상운전을 작동시켜서, 지열히트펌프가 정상운전으로 복귀하더라도, 신속하게 필요한 지열수 온도에 도달하여, 재 작동으로인하여 지열히트펌프의 효율이 저하되지 않고, 초기 성능효율을 유지하는 효과를 제공하는 것이다. As described above, according to the present invention, in the hybrid system for performing cooling and heating using geothermal heat, an air heat source heat pump is installed between the underground heat exchanger and the geothermal heat pump, Circulating operation mode even in a period in which the geothermal heat pump reaches the corresponding load of the required supply source or the operation is interrupted so as to compensate for the thermal equilibrium in the ground so that the temperature becomes lower or higher than the initial design value, Even if the geothermal heat pump returns to the normal operation, the geothermal heat pump is rapidly reached, and the efficiency of the geothermal heat pump is not lowered due to the re-operation, and the initial performance efficiency And the like.
도 1은 정상운전모드에 따른 지열수 순환흐름을 나타낸 계통도.
도 2는 본 발명의 역 순환 운전모드에 따른 지열수 순환흐름을 나타낸 계통도.
도 3은 지열열적평형이 필요한 계절간 냉난방부하를 나타낸 개략도.1 is a systematic diagram showing a geothermal water circulation flow according to a normal operation mode;
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001]
Fig. 3 is a schematic view showing a seasonal intercooling load required for geothermal thermal equilibrium; Fig.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing in detail several embodiments of the invention, it will be appreciated that the application is not limited to the details of construction and arrangement of components set forth in the following detailed description or illustrated in the drawings. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral," and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features in order to achieve the above object.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
본 발명에 따른 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템의 일 실시예를 살펴보면, In an embodiment of the inter-seasonal geothermal energy thermal balance compensation control system using the air heat source heat pump according to the present invention,
필요공급처의 냉난방부하에 대응되는 지열히트펌프(30)의 정상적인 냉난방 운전모드에 있어서, In the normal cooling / heating operation mode of the
지중열교환기(15)에 연결된 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)으로부터 지열수가 유출되거나 유입되며, 순환되는 지열에너지시스템(10)이 지하에 매설되고; The
공기열원 열교환기(25)는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 수열원 열교환기(26)는 냉매와 지열수와 상호 열교환되도록 이루어진 공기열원 히트펌프(20)를 설치하고;The air heat source heat exchanger (25) is heat exchanged with the refrigerant and the outside air, the heat source heat exchanger (26) is provided with an air heat source heat pump (20) adapted to mutually heat exchange with the refrigerant and the geothermal water.
상기 수열원 열교환기(26)로부터 유출되는 지열수와 상기 지중열교환기(15)로부터 유출되는 지열수는 지열수 순환계통의 혼합점(41)에서 혼합되어 순환되어, 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)내의 냉매와 상호 열교환되며 유출되며,The geothermal water flowing out of the
상기 유출된 지열수는 지열수 순환계통의 분기점(42)에서 사전설정된 분배량으로 일부는 다시 상기 수열원 열교환기(26)로 유입되어, 냉매와 상호 열교환되도록 분지되며, 나머지는 다시 지열수 유입관(12)걸쳐 지중열교환기(15)로 유입되도록 형성되며, The outflowed geothermal water flows into the hydrothermal
상기 혼합점(41)에서는 분지되어 열교환된 지열수와 지열수 유출관(11)의 지열수가 상호 혼합되어 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)내로 공급되도록; 이루어진 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템에 관한 것이다.In the
다른 실시예에 있어서, 본 발명은In another embodiment,
필요공급처의 냉난방부하에 대응되는 지열히트펌프(30)의 정상적인 냉난방 운전모드로부터 냉난방부하가 완료되는 완료운전모드에 있어서, In the completion operation mode in which the cooling / heating load is completed from the normal cooling / heating operation mode of the
상기 지중열교환기(15)내의 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)이 역으로 전환되는 역순환되는 지열에너지시스템(10)으로 전환되며, To the
상기 유출된 지열수는 지열히트펌프(30)로 순환되지 않고, 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)의 냉매와 상호 열교환되고, 다시 지중열교환기(15)로 유입되는 역순환 운전모드;로 이루어진 것이다. The discharged geothermal water is not circulated to the
상기 분기점(42)의 분배량은 지열용 열교환기(35)에 공급되도록 설정된 지열수 온도가 되도록; 이루어진 것이다. The distribution amount of the
또한, 다른 실시예에 있어서, 본 발명은Further, in another embodiment,
상기 지열히트펌프(30)로부터 제공되는 온수 또는 급탕부하가 완료되는 완료운전모드에 있어서,In the completion operation mode in which the hot water or hot water supply load provided from the
상기 지중열교환기(15)내의 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)이 역으로 전환되는 역순환되는 지열에너지시스템(10)으로 전환되며,To the
상기 유출된 지열수는 지열히트펌프(30)로 순환되지 않고, 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)의 냉매와 상호 열교환되고, 다시 지중열교환기(15)로 유입되는 역순환 운전모드가; 이루어진 것이다.The discharged geothermal water is not circulated to the
또한, 본 발명의 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템의 제어방법은Further, the control method of the interseasonal geothermal energy thermal balance compensation control system by the air heat source heat pump of the present invention
일실시예로서, 필요공급처의 냉난방 및 온수, 급탕부하에 대응되도록 작동되는 지열히트펌프(30)의 정상운전모드와In one embodiment, the normal operation mode of the
다른 실시예로서, 필요공급처의 냉난방 및 온수, 급탕부하가 완료되어 작동되는 역순환 운전모드로 이루어지는 멀티운전모드에 있어서,As another embodiment, in a multi-operation mode in which a reverse circulation operation mode in which cooling and heating of a necessary supply source and hot water and hot water supply load are completed and operated,
상기 일실시예로서의 정상운전모드로 선택되는 경우에,In the case where the normal operation mode is selected as the one embodiment,
지열에너지시스템(10)의 지중열교환기(15)로부터 유출된 지열수가 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)의 냉매와 상호 열교환되고 유출되는 단계 (S100)와;(S100) in which the geothermal heat discharged from the geothermal energy system (10) undergoes heat exchange with the refrigerant of the geothermal heat exchanger (35) of the geothermal heat pump (30);
공기열원 히트펌프(20)의 공기열원 열교환기(25)는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 상기 S100단계로부터 유출된 지열수가 순환되어 사전설정된 분배량으로 일부는 분지되어 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환되며, 나머지 지열수는 지중열교환기(15)로 다시 유입되는 단계(S200)와;The air heat
상기 S200단계의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환된 지열수와 상기 S100단계의 지열히트펌프(30)로 유입되도록 형성된 지열수와 지열수 순환계통의 혼합점(41)에서 상호 혼합되어 지열히트펌프(30)의 열교환기로 유입되는 단계(S300)로 이루어지도록 형성되며,The geothermal water heat exchanged with the hydrothermal
상기 다른 실시예로서의 역순환 운전모드로 선택되는 경우에,In the case where the reverse-circulation operation mode is selected as the other embodiment,
상기 정상운전모드에서 지중열교환기(15)로부터의 지열수 유출관(11)과 유입관(12)의 기능이 역으로 전환되는 단계(S500)와;A step S500 of reversing the functions of the geothermal
지열에너지시스템(10)의 지중열교환기(15)로부터 유출되어 순환되는 지열수가 지열히트펌프(30)로 순환되지 않도록 폐쇄시키는 단계(S510)와;(S510) of closing the
공기열원 히트펌프(20)의 공기열원 열교환기(25)의 냉매와 외기공기가 상호 열교환되고, 수열원 열교환기(26)의 냉매는 지중열교환기(15)로부터의 유출된 지열수와 상호 열교환되는 단계(S520)와;The refrigerant of the air heat
상기 S520단계의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환된 지열수가 지열히트펌프(30)로 다시 순환되어 유입되는 단계(S530)로; 이루어진 것이다. The geothermal heat exchanged with the
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템 및 이를 이용한 제어방법를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the inter-seasonal geothermal energy thermal equilibrium compensation control system using the air heat source heat pump according to the preferred embodiment of the present invention and the control method using the same will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG.
도 3에 도시한 바와 같이, 어느 지역의 냉방부하와 난방부하는 계절에 따라서, 필요공급처의 냉방부하와 난방부하간의 차이(열적평형)가 발생되고 있음을 알수 있다. 이는 북쪽지역과 남쪽지역의 지역적 특성에 의하여, 난방부하가 냉방부하보다 클수 있으며, 적을수 있는 것이다.As shown in Fig. 3, it can be seen that the cooling load and the heating load of a certain area are different from each other (thermal equilibrium) between the cooling load and the heating load of the necessary supply source depending on the season. This is because, depending on the regional characteristics of the northern and southern regions, the heating load may be larger or smaller than the cooling load.
지열수에 의한 지열히트펌프를 설치하고, 1년 내지 2년내에는 열적평형에 의하여 지중의 온도가 낮아지거나, 높아지더라고 지열히트펌프에 의한 냉난방 시스템에 문제가 발생되지 않으나, 2년이후에는 지중온도가 설치당시의 초기 설계값을 회복하지 못하고, 난방부하가 큰 지역에서는 지중온도가 설치시점보다도 저온상태를 계속 유지하거나, 냉방부하가 큰 지역에서는 지중온도가 고온상태를 계속 유지하는 문제가 발생되고 있는 것이다.The geothermal heat pump by the geothermal water is installed and the temperature of the ground is lowered or increased due to the thermal equilibrium within 1 to 2 years. However, there is no problem in the cooling / heating system by the geothermal heat pump, In the region where the temperature is not recovering the initial design value at the time of installation and the heating load is large, there is a problem that the ground temperature keeps the low temperature state at the time of installation or the ground temperature keeps the high temperature state in the region where the cooling load is great .
이로 인하여 지열을 이용한 냉난방시스템의 효율이 급격히 저하되는 문제점이 있으므로, 본 발명은 공기열원 히트펌프를 이용하여, 지중의 열적평형을 보상하고, 지열히트펌프가 필요공급처의 대응되는 부하에 도달되거나, 작동이 중단되는 시기에는 역 순환운전모드를 제공하여, 계속적으로 지중의 열적평형을 보상하여주는 시스템 및 이의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a method of compensating for thermal equilibrium in the ground by using an air heat source heat pump, and to provide a geothermal heat pump that reaches a corresponding load of a necessary supply source, The present invention also provides a system for compensating for the thermal equilibrium of the ground continuously by providing a reverse circulation operation mode when the operation is interrupted, and a control method thereof.
도 1에 나타난 바와 같이, 일실시예를 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 1, an embodiment will be described as follows.
필요공급처의 냉난방부하에 대응되는 지열히트펌프(30)의 정상적인 작동되고 있으며, 상기 지열히트펌프(30)는 압축기, 응축기 및 증발기용 열교환기, 팽창밸브 및 난방시와 냉방시에 따른 냉매사이클의 전환제어장치등을 포함하고 있는 것이며, 열교환기는 지중의 지열수와 상호 열교환되는 지열용 열교환기(35)와 필요공급처의 냉난방부하 및 온수 또는 급탕운전에 필요한 열원을 공급하는 열교환기로 크게 이루어진다. The
공급처에 난방부하에 대응하기 위하여, 지열용 열교환기(35)는 증발기 기능을 담당하게 되고, 지열에너지시스템(10)의 지열수로부터 열을 획득하여, 증발되는 것이며, 냉방부하에 대응하기 위하여, 응축기 기능을 담당하게 되고, 지열에너지시스템(10)의 지열수로 열을 방출하여, 응축되는 것이다.The
이를 위하여, 지중열교환기(15)에 연결된 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)으로부터 지열수가 유출되거나 유입되며, 순환되는 지열에너지시스템(10)이 지하에 매설되는 것이다. The
본 발명의 열적평형을 보상하기 위하여, 외기온도의 공기열원을 이용한 히트펌프를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이며, 이를 위하여 공기열원 열교환기(25)는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 수열원 열교환기(26)의 냉매와 지열수와 상호 열교환되도록 이루어진 공기열원 히트펌프(20)를 설치하는 것이다.In order to compensate for the thermal equilibrium of the present invention, a heat pump using an air heat source of outside temperature is used. To this end, the air heat
상기 공급처에 난방열을 공급하는 지열히트펌프(30)가 작동하는 운전조건에서는, 상기 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)는 응축기 기능을 담당하게 되고, 공기열원 열교환기(25)는 증발기 기능을 담당하게 되는 것이다.The hydrothermal
상기 지중열교환기(15)와 연결된 지열수 유출관(11)으로부터 지열히트펌프 (30)로 지열수를 공급하는 지열수 순환계통의 중간지점에서 상기 수열원 열교환기 (26)에서 냉매와 열교환되고 유출되는 지열수와, 상기 지중열교환기(15)로부터 유출되는 지열수가 지열수 순환계통의 혼합점(41)에서 혼합되는 것을 특징으로 하는 것이다.Exchanged with the refrigerant in the hydrothermal
난방시에 지중온도가 점점 낮아지게 되며, 이로 인한 지열수 온도가 점점 낮게 형성되어, 초기의 설계값보다 낮아진 지열수 온도가 지열히트펌프(30)로 공급되어, 지열히트펌프의 효율이 점점 저하되므로, 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명은 공기열원 히트펌프(20)로부터 지열수의 온도를 상승시켜서, 지중의 낮아진 지열수와 상호 혼합시켜서, 지열히트펌프(30)로 공급되는 지열수의 온도를 초기 설계값으로 상승하여 보상시키는 시스템을 특징으로 하는 것이다.The geothermal water temperature is gradually lowered and the geothermal water temperature lower than the initial design value is supplied to the
상기 혼합점(41)에서 상호 혼합되어, 온도가 상승 보상된 지열수는 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)내의 냉매와 상호 열교환되며 유출되는 것이다. The geothermal water whose temperature is compensated for by being mixed at the
이외 반대로, 냉방시에 지중온도가 점점 높아지게 되며, 이로 인한 지열수 온도가 점점 높게 형성되어, 초기의 설계값보다 높아진 지열수 온도가 지열히트펌프(30)로 공급되어, 지열히트펌프의 효율이 점점 저하되므로, 공기열원 히트펌프 (20)의 수열원 열교환기(26)는 증발기 기능을 담당하게 전환시켜서, 지열수 온도를 낮게 형성시켜서, 지중으로부터 높아진 지열수와 상호 혼합시켜서, 하강보상시키는 것을 특징으로 하는 것이다. 이때에 공기열원 열교환기(25)는 응축기 기능을 담당하게 되는 것이다.On the other hand, the geothermal water temperature is gradually increased at the time of cooling, the geothermal water temperature is gradually increased, and the geothermal water temperature higher than the initial design value is supplied to the
상기 지열용 열교환기(35)의 냉매와 상호 열교환되고, 유출된 지열수는 지열수 순환계통의 분기점(42)에서 사전설정된 분배량으로 일부는 다시 상기 수열원 열교환기(26)로 유입되어, 냉매와 상호 열교환되도록 분지되며, 나머지는 다시 지열수 유입관(12)걸쳐 지중열교환기(15)로 유입되도록 형성되는 것이다.Exchanged with the refrigerant of the
상기 분지되는 지열수의 분배량은 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)의 초기 설계값이 필요로 하는 지열수의 온도가 되도록 사전에 설정되는 것이다.The divided amount of the geothermal water to be branched is set in advance so that the initial design value of the
이를 위하여, 상기 혼합점(41)에서는 분지점(42)으로부터 분지되어 수열원 열교환기(26)의 냉매와 열교환된 지열수와 지중열교환기(15)로부터 유출된 지열수 유출관(11)의 지열수가 상호 혼합되어 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)로 공급되는 것이다.The geothermal water heat exchanged with the coolant of the hydrothermal
상기 도 1에 나타낸 정상운전모드에 의하여, 지열히트펌프(30)는 필요공급처의 필요한 냉방 또는 난방열을 형성하게 되며, 부하에 대응하는 열원이 형성된 후에 지열히트펌프(30)가 계속적으로 작동하게 되면, 이는 에너지 손실을 초래하게 되는 것이다. 1, the
이러한 에너지 효율이 저하되는 문제점을 해결하기 위하여, 도 2에 나타낸 다른 실시예에 있어서, 본 발명은In order to solve such a problem that the energy efficiency is lowered, in another embodiment shown in FIG. 2,
필요공급처의 냉난방부하에 대응되는 지열히트펌프(30)의 정상적인 냉난방 운전모드로부터 냉난방부하가 완료되는 완료운전모드에서 작동되는 역순환 운전모드를 특징으로 하는 것이다. Circulation operation mode in which the cooling and heating load is completed from the normal cooling / heating operation mode of the
이를 위하여, 상기 지중열교환기(15)내의 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)이 역으로 전환되는 역순환되는 지열에너지시스템(10)으로 전환되는 것이다.To this end, the
즉, 정상운전시의 지열수 유출관(11)으로부터 지열수가 지중열교환기(15)로 유입되며, 유입관(12)은 지열수가 지중으로부터 유출되는 기능을 담당하는 것이다.That is, the geothermal water flows into the
또한, 지열히트펌프(30)는 작동되지 않으므로, 상기 유출된 지열수는 지열히트펌프(30)로 순환되지 않는 것을 특징으로 하는 것이다.Further, since the
그러므로, 지중열교환기(15)로부터 유출된 지열수는 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)의 냉매와 상호 열교환되고, 다시 지중열교환기(15)로 유입되는 역순환 운전모드;로 이루어진 것이다. Therefore, the geothermal water flowing out of the
난방시에는 공기열원 열교환기(25)는 증발기 기능을 담당하게 되고, 수열원 열교환기(26)는 응축기 기능을 담당하게 되어, 지열히트펌프(30)의 작동이 중단되더라도, 겨울철에 낮아진 지중의 온도를 공기열원 히트펌프(20)로부터 지속적으로 상승보상시키며, 냉방시에는 높아진 지중의 온도를 하강보상시키는 열적평형 보상시스템을 특징으로 하는 것이다.The air heat
또한, 도 2에 나타낸 다른 실시예에 있어서, 본 발명은Further, in another embodiment shown in FIG. 2,
상기 지열히트펌프(30)로부터 제공되는 온수 또는 급탕부하가 완료되는 완료운전모드에 있어서,In the completion operation mode in which the hot water or hot water supply load provided from the
상기 지중열교환기(15)내의 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)이 역으로 전환되는 역순환되는 지열에너지시스템(10)으로 전환되며,To the
상기 유출된 지열수는 지열히트펌프(30)로 순환되지 않고, 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)의 냉매와 상호 열교환되고, 다시 지중열교환기(15)로 유입되는 역순환 운전모드가; 이루어진 것이다.The discharged geothermal water is not circulated to the
또한, 필요공급처의 냉난방 및 온수, 급탕부하에 대응되도록 작동되는 지열히트펌프(30)의 정상운전모드와, 필요공급처의 냉난방 및 온수, 급탕부하가 완료되어 작동되는 역순환 운전모드로 이루어지는 멀티운전모드에 있어서,In addition, a normal operation mode of the
본 발명의 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템의 제어방법은 다음과 같다.The control method of the interseasonal geothermal energy thermal balance compensation control system by the air heat source heat pump of the present invention is as follows.
상기 정상운전모드로 선택되는 경우에는,When the normal operation mode is selected,
지열에너지시스템(10)의 지중열교환기(15)로부터 유출된 지열수가 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)의 냉매와 상호 열교환되고 유출되는 단계 (S100)와;(S100) in which the geothermal heat discharged from the geothermal energy system (10) undergoes heat exchange with the refrigerant of the geothermal heat exchanger (35) of the geothermal heat pump (30);
공기열원 히트펌프(20)의 공기열원 열교환기(25)는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 상기 S100단계로부터 유출된 지열수가 순환되어 사전설정된 분배량으로 일부는 분지되어 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환되며, 나머지 지열수는 지중열교환기(15)로 다시 유입되는 단계(S200)를 특징으로 하는 것이다.The air heat
이는 난방시에는 초기 설계값보다 낮아진 지열온도를 상승보상하기 위하여, 지열히트펌프(30)로부터 유출된 지열수를 지중열교환기(15)로 모두 복귀시키지 않고, 일부는 수열원 열교환기(26)로 공급하여, 지열수 온도를 상승시키는 단계를 특징으로 하는 것이다.This is because the geothermal water discharged from the
냉방시에는 지열수 온도를 낮추기 위하여, 일부를 수열원 열교환기(26)로 공급시키는 것이다.And in order to lower the geothermal water temperature during cooling, a part of the heat is supplied to the heat source heat exchanger (26).
상기 S200단계의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환된 지열수와 상기 S100단계의 지열히트펌프(30)로 유입되도록 형성된 지열수와 지열수 순환계통의 혼합점(41)에서 상호 혼합되어 지열히트펌프(30)의 열교환기로 유입되는 단계(S300)로 이루어지도록 형성되는 단계를 특징으로 하는 것이다.The geothermal water heat exchanged with the hydrothermal
이는 난방시에는 초기 설계값보다 낮아진 지열온도를 상승보상하기 위하여, 지열히트펌프(30)로부터 유출된 지열수를 지중열교환기(15)로 모두 복귀시키지 않고, 일부는 수열원 열교환기(26)로 공급하여, 지열수 온도를 상승시킨 후에, 설계값보다 낮아진 지열수와 상호 혼합시켜서, 지열수 온도를 상승보상시키는 단계를 특징으로 하는 것이다.This is because the geothermal water discharged from the
이와 반대로, 냉방시에는 지열수 온도를 낮추기 위하여, 일부를 수열원 열교환기(26)로 공급시켜서, 지열수 온도를 낮춘 후에, 지중열교환기(15)로부터 유출된설계값보다 높아진 지열수와 상호 혼합시켜서, 하강보상시키는 단계를 특징으로 하는 것이다.On the other hand, during cooling, a part of the heat is supplied to the heat
또한, 지열히트펌프(30)로부터 필요처에 공급되는 냉난방열 및 온수, 급탕열이 완성되면, 지열히트펌프(30)의 작동을 중단시키고, 역순환 운전모드로 선택되는 경우에는, In addition, when the cooling / heating heat, hot water, and hot water heat supplied to the required place from the
상기 정상운전모드에서 지중열교환기(15)로부터의 지열수 유출관(11)과 유입관(12)의 기능이 역으로 전환되는 단계(S500)와;A step S500 of reversing the functions of the geothermal
지열에너지시스템(10)의 지중열교환기(15)로부터 유출되어 순환되는 지열수가 지열히트펌프(30)로 순환되지 않도록 폐쇄시키는 단계(S510)와;(S510) of closing the
공기열원 히트펌프(20)의 공기열원 열교환기(25)의 냉매와 외기공기가 상호 열교환되고, 수열원 열교환기(26)의 냉매는 지중열교환기(15)로부터의 유출된 지열수와 상호 열교환되는 단계(S520)와;The refrigerant of the air heat
상기 S520단계의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환된 지열수가 지열히트펌프(30)로 다시 순환되어 유입되는 단계(S530)로; 이루어진 것이다. The geothermal heat exchanged with the
상기 역순환 운전모드는 지열히트펌프의 작동유무와 관계없이 지속적으로 지열수의 온도를 보상시키는 기능을 담당하게 되며, 다시 정상운전모드로 복귀되는 경우에라도, 필요로 하는 지열수의 온도로 신속하게 도달되도록 하기 위한 것을 특징으로 하는 것이다.The reverse circulation operation mode continuously compensates for the temperature of the geothermal water irrespective of whether the geothermal heat pump is operated or not. Even in the case of returning to the normal operation mode again, In order to achieve the above-mentioned object.
본 발명은 상기 다수개의 실시예에서, 역 순환운전모드를 청구항에 기술적 특징으로 이루어지는 것이다,The present invention is based on the technical features described in the claims, in the above-mentioned plural embodiments,
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.
10: 지열에너지시스템 11: 지열수 유출관
12: 지열수 유입관 15: 지중열교환기
20: 공기열원 히트펌프
25: 공기열원 열교환기
26: 수열원 열교환기
30: 지열히트펌프 35: 지열용 열교환기
41: 혼합점 42: 분기점10: Geothermal energy system 11: Geothermal water outlet pipe
12: Geothermal water inflow pipe 15: Underground heat exchanger
20: Air heat source heat pump
25: Air heat source heat exchanger
26: Hydrothermal heat exchanger
30: Geothermal heat pump 35: Geothermal heat exchanger
41: mixing point 42:
Claims (4)
공기열원 열교환기(25)는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 수열원 열교환기(26)는 냉매와 지열수와 상호 열교환되도록 이루어진 공기열원 히트펌프(20)를 설치하고;
상기 수열원 열교환기(26)로부터 유출되는 지열수와 상기 지중열교환기(15)로부터 유출되는 지열수는 지열수 순환계통의 혼합점(41)에서 혼합되어 순환되어, 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)내의 냉매와 상호 열교환되며 유출되며,
상기 유출된 지열수는 지열수 순환계통의 분기점(42)에서 사전설정된 분배량으로 일부는 다시 상기 수열원 열교환기(26)로 유입되어, 냉매와 상호 열교환되도록 분지되며, 나머지는 다시 지열수 유입관(12)걸쳐 지중열교환기(15)로 유입되도록 형성되며,
상기 혼합점(41)에서는 분지되어 열교환된 지열수와 지열수 유출관(11)의 지열수가 상호 혼합되어 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)내로 공급되도록 정상적인 냉난방 운전을 형성하되;
필요공급처의 냉난방부하에 대응되는 지열히트펌프(30)의 정상적인 냉난방 운전모드로부터 냉난방부하가 완료되는 완료운전모드는;
상기 지중열교환기(15)내의 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)이 역으로 전환되는 역순환되는 지열에너지시스템(10)으로 전환되며,
상기 유출된 지열수는 지열히트펌프(30)로 순환되지 않고, 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)의 냉매와 상호 열교환되고, 다시 지중열교환기(15)로 유입되는 역순환 운전모드가; 이루어진 것을 특징으로 하는 역순환 운전모드를 갖는 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템.
The geothermal energy system 10 in which the geothermal water flows out or flows from the geothermal water outflow pipe 11 and the inflow pipe 12 connected to the geothermal heat exchanger 15 is buried underground;
The air heat source heat exchanger (25) is heat exchanged with the refrigerant and the outside air, the heat source heat exchanger (26) is provided with an air heat source heat pump (20) adapted to mutually heat exchange with the refrigerant and the geothermal water.
The geothermal water flowing out of the hydrothermal heat exchanger 26 and the geothermal water flowing out of the geothermal heat pump 30 are mixed and circulated at the mixing point 41 of the geothermal water circulation system, Exchanges heat with the refrigerant in the geothermal heat exchanger (35) and flows out,
The outflowed geothermal water flows into the hydrothermal source heat exchanger 26 at a predetermined distribution amount at the branch point 42 of the geothermal water circulation system and branches to be mutually heat exchanged with the refrigerant, Is formed to flow into the underground heat exchanger (15) over the pipe (12)
In the mixing point 41, a normal cooling / heating operation is performed so that the geothermal heat of the branched and heat-exchanged water and the geothermal water of the geothermal water outlet pipe 11 are mixed with each other and supplied into the geothermal heat exchanger 35 of the geothermal heat pump 30 ;
A completed operation mode in which the cooling / heating load is completed from the normal cooling / heating operation mode of the geothermal heat pump 30 corresponding to the cooling / heating load of the necessary supply source;
To the geothermal energy system 10 in which the geothermal water outlet pipe 11 and the inflow pipe 12 in the geothermal heat exchanger 15 are reversely circulated reversely,
The discharged geothermal water is not circulated to the geothermal heat pump 30 but exchanges heat with the refrigerant in the hydrothermal source heat exchanger 26 of the air heat source heat pump 20 and flows back to the subterranean heat exchanger 15 Circulating operation mode; Wherein the air heat source heat pump has an inverse circulation operation mode.
상기 분기점(42)의 분배량은 지열용 열교환기(35)에 공급되도록 설정된 지열수 온도가 되도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 역순환 운전모드를 갖는 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템.
The method according to claim 1,
The distribution amount of the branch point 42 is the geothermal water temperature set to be supplied to the geothermal heat exchanger 35; Wherein the air heat source heat pump has an inverse circulation operation mode.
공기열원 열교환기(25)는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 수열원 열교환기(26)는 냉매와 지열수와 상호 열교환되도록 이루어진 공기열원 히트펌프(20)를 설치하고;
상기 수열원 열교환기(26)로부터 유출되는 지열수와 상기 지중열교환기(15)로부터 유출되는 지열수는 지열수 순환계통의 혼합점(41)에서 혼합되어 순환되어, 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)내의 냉매와 상호 열교환되며 유출되며,
상기 유출된 지열수는 지열수 순환계통의 분기점(42)에서 사전설정된 분배량으로 일부는 다시 상기 수열원 열교환기(26)로 유입되어, 냉매와 상호 열교환되도록 분지되며, 나머지는 다시 지열수 유입관(12)걸쳐 지중열교환기(15)로 유입되도록 형성되며,
상기 혼합점(41)에서는 분지되어 열교환된 지열수와 지열수 유출관(11)의 지열수가 상호 혼합되어 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)내로 공급되도록 이루어진 정상적인 냉난방 운전을 형성하되;;
지열히트펌프(30)로부터 제공되는 온수 또는 급탕부하가 완료되는 완료운전모드는
상기 지중열교환기(15)내의 지열수 유출관(11) 및 유입관(12)이 역으로 전환되는 역순환되는 지열에너지시스템(10)으로 전환되며,
상기 유출된 지열수는 지열히트펌프(30)로 순환되지 않고, 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)의 냉매와 상호 열교환되고, 다시 지중열교환기(15)로 유입되는 역순환 운전모드가; 이루어진 것을 특징으로 하는 역순환 운전모드를 갖는 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템.
The geothermal energy system 10 in which the geothermal water flows out or flows from the geothermal water outflow pipe 11 and the inflow pipe 12 connected to the geothermal heat exchanger 15 is buried underground;
The air heat source heat exchanger (25) is heat exchanged with the refrigerant and the outside air, the heat source heat exchanger (26) is provided with an air heat source heat pump (20) adapted to mutually heat exchange with the refrigerant and the geothermal water.
The geothermal water flowing out of the hydrothermal heat exchanger 26 and the geothermal water flowing out of the geothermal heat pump 30 are mixed and circulated at the mixing point 41 of the geothermal water circulation system, Exchanges heat with the refrigerant in the geothermal heat exchanger (35) and flows out,
The outflowed geothermal water flows into the hydrothermal source heat exchanger 26 at a predetermined distribution amount at the branch point 42 of the geothermal water circulation system and branches to be mutually heat exchanged with the refrigerant, Is formed to flow into the underground heat exchanger (15) over the pipe (12)
In the mixing point 41, the geothermal heat of the branched and heat-exchanged water and the geothermal water outflow pipe 11 are mixed with each other and supplied to the geothermal heat exchanger 35 of the geothermal heat pump 30 to form a normal cooling / ";
In the completion operation mode in which the hot water or hot water supply load provided from the geothermal heat pump 30 is completed
To the geothermal energy system 10 in which the geothermal water outlet pipe 11 and the inflow pipe 12 in the geothermal heat exchanger 15 are reversely circulated reversely,
The discharged geothermal water is not circulated to the geothermal heat pump 30 but exchanges heat with the refrigerant in the hydrothermal source heat exchanger 26 of the air heat source heat pump 20 and flows back to the subterranean heat exchanger 15 Circulating operation mode; Wherein the air heat source heat pump has an inverse circulation operation mode.
지열에너지시스템(10)의 지중열교환기(15)로부터 유출된 지열수가 지열히트펌프(30)의 지열용 열교환기(35)의 냉매와 상호 열교환되고 유출되는 단계 (S100)와;
공기열원 히트펌프(20)의 공기열원 열교환기(25)는 냉매와 외기공기와 상호 열교환되고, 상기 S100단계로부터 유출된 지열수가 순환되어 사전설정된 분배량으로 일부는 분지되어 공기열원 히트펌프(20)의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환되며, 나머지 지열수는 지중열교환기(15)로 다시 유입되는 단계(S200)와;
상기 S200단계의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환된 지열수와 상기 S100단계의 지열히트펌프(30)로 유입되도록 형성된 지열수와 지열수 순환계통의 혼합점(41)에서 상호 혼합되어 지열히트펌프(30)의 열교환기로 유입되는 단계(S300)로 이루어지도록 형성되는 정상운전모드에서
지중열교환기(15)로부터의 지열수 유출관(11)과 유입관(12)의 기능이 역으로 전환되는 단계(S500)와;
지열에너지시스템(10)의 지중열교환기(15)로부터 유출되어 순환되는 지열수가 지열히트펌프(30)로 순환되지 않도록 폐쇄시키는 단계(S510)와;
공기열원 히트펌프(20)의 공기열원 열교환기(25)의 냉매와 외기공기가 상호 열교환되고, 수열원 열교환기(26)의 냉매는 지중열교환기(15)로부터의 유출된 지열수와 상호 열교환되는 단계(S520)와;
상기 S520단계의 수열원 열교환기(26)와 상호 열교환된 지열수가 지열히트펌프(30)로 다시 순환되어 유입되는 단계(S530)로; 이루어진 것을 특징으로 하는 역순환 운전모드를 갖는 공기열원 히트펌프에 의한 계절간 지열에너지 열적평형 보상제어 시스템의 제어방법.
In the reverse circulation operation mode in which the heating and cooling of the necessary supply source and the hot water and hot water supply load are completed and operated,
(S100) in which the geothermal heat discharged from the geothermal energy system (10) undergoes heat exchange with the refrigerant of the geothermal heat exchanger (35) of the geothermal heat pump (30);
The air heat source heat exchanger 25 of the air heat source heat pump 20 is heat-exchanged with the refrigerant and the outside air, and the geothermal heat from the step S100 is circulated and a part of the air is heat- Exchanging heat with the hydrothermal heat exchanger 26 of the main heat exchanger 15, and the remaining geothermal water flows into the underground heat exchanger 15 again (S200);
The geothermal water heat exchanged with the hydrothermal source heat exchanger 26 in step S200 and the geothermal heat water circulated in the geothermal heat pump 30 in step S100 are mixed with each other at the mixing point 41 of the geothermal water circulation system, (S300) of flowing into the heat exchanger of the heat pump (30) in a normal operation mode
A step S500 of reversing the functions of the geothermal water outlet pipe 11 and the inflow pipe 12 from the underground heat exchanger 15;
(S510) of closing the geothermal energy system 10 so that the geothermal heat discharged from the geothermal energy system 10 and circulated therethrough is not circulated to the geothermal heat pump 30;
The refrigerant of the air heat source heat exchanger 25 of the air heat source heat pump 20 and the outside air of the heat source heat exchanger 25 are exchanged with each other and the refrigerant of the hydrothermal source heat exchanger 26 is heat exchanged with the flowing geothermal water from the underground heat exchanger 15 (S520);
The geothermal heat exchanged with the hydrothermal heat exchanger 26 in step S520 is circulated back to the geothermal heat pump 30 and introduced (S530); Wherein the control unit is operable to control the temperature of the geothermal heat energy equilibrium compensating control system by using the air heat source heat pump having the reverse circulation operation mode.
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