KR101742785B1 - 지열공 표시 막음 장치 및 이를 이용한 지열공 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지열공 표시 막음 장치 및 이를 이용한 지열공 시공 방법에 관한 것으로, 건축부지 안에 지열공을 시공하는 경우 건축부지의 기초부 레벨이 결정되면 토목공사와 상관없이 토목공사 전 및 토목공사 준비 기간 중에 지열공을 굴착 시공함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치는, 토목공사 전 지표면에서부터 일정 심도로 시공되는 지열공의 내부 또는 상기 지열공 내부에 매설되는 열교환관의 내부로서 토목공사 완료 후 건축 부지의 기초부 레벨에 맞춰 설치되어 상기 지열공의 내부 또는 상기 열교환관의 내부를 폐쇄하는 한편 지상에서 확인이 가능한 막음블록(10)을 포함한다. 그리고, 상기 막음블록을 토목공사 중에 지상에서 확인 가능하도록 하는 인디케이터(20)를 포함하고, 상기 인디케이터는 상기 막음블록에 연결되며 상부가 지표면 위로 노출되어 토목공사 중에 상기 막음블록의 위치를 알려주는 로프 내지 봉형 또는 상기 막음블록에 장착되어 지상의 금속탐지 작업에 의해 탐지되는 금속 칩이다.

Description

지열공 표시 막음 장치 및 이를 이용한 지열공 시공 방법{APPARATUS FOR INDICATING AND CLOSING THERMAL HOLE, AND METHOD FOR CONSTRUCTING THERMAL HOLE}

본 발명은 지열공 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물 등의 건축을 위한 토목공사 이전에 지열공을 굴착 시공할 수 있는 지열공 표시 막음 장치 및 이를 이용한 지열공 시공 방법에 관한 것이다.

지열이란 지하수를 굴착하여 형성된 지열 굴착공 내부에서 양수되는 지하수가 갖고 있는 고유 열과 지중의 열을 통칭하는 것으로서 일반적으로 지표하부를 100미터이상 500미터 내외의 깊은 깊이로 굴착한 후 이곳에 열교환을 위한 관을 묻거나 일반 지하수를 사용하여 지하수 심정시설과 동일하게 심정 수중모터펌프와 양수파이프를 설치하여 지하수를 양수한 후 지하수가 갖고 있는 열을 지상에 설치한 2차 열교환기나 히트펌프를 사용하여 열을 이용한 후 열교환된 순환 지하수를 환수관을 이용하여 다시금 지열 굴착공 내부에 환수시키는 열교환시스템을 구성하여 사용하고 있다.

지중 온도는 사계절 변함없이 17도씨 내지 18도씨의 온도를 연중 유지하며, 이 온도를 갖고 있는 지하수를 양수하여 지열 열교환기장치를 거치게 하여 전열된 열을 이용하는 경우 지하수 심정 펌프의 양수량이 시간당 1000리터에 이르고 온도차가 4도씨인 경우 시간당 4000킬로칼로리에 이르는 열량 확보가 가능하고 이렇게 열교환되어 상승되거나 혹 낮아진 순환 지하수의 온도는 환수관을 통해 지열 굴착공 내부로 유입되어 지중의 열에 의해 다시금 열교환되어 순환 지하수의 온도는 낮아지거나 혹 다시금 높아진 상태를 유지하게 되면서 이러한 사이클이 지속적으로 사용가능한 상태를 유지할 수 있게 된다.

이러한 이유로 인해 냉난방 부하를 갖는 신축 건축물에 대한 지열 에너지의 적용은 급속히 확대되어 가고 있는 추세이며 종래 소규모 건축물이거나 대형 건축물이라 할지라도 부하율을 낮게 산정하여 지열 에너지의 핵심 구성요소인 히트펌프의 용량을 작게 시설하여 왔다.

이러한 변화가 최근 지열 에너지의 효율성이 높게 평가되는 가운데 그 시설규모가 대형화되어지고 있으며 이에 따라 히트펌프의 용량 또한 대형화추세에 진입하고 있다.

지열 에너지의 이용을 위하여 반드시 지중에 지열공을 시공한다.

한편, 건축부지 안쪽에 지열공을 시공하는 경우 지열공의 파손을 예방하기 위해 기초부의 토목공사를 완료하여 적정 레벨이 확보된 상태에서 진행될 수밖에 없었다. 왜냐하면, 토목 공사와 지열공 시공을 동시에 하는 경우 지열공의 위치를 확인하지 못하고 또한 지열공의 위치를 확인한다 하여도 시공 중인 지열공 안에 각종 오염물(토목 공사시 발생되는 자재, 파편, 토사 등)이 침투하기 때문이다.

특히 수직밀폐형의 경우에는 굴착공수가 많을 수밖에 없어 토목공사와 함께 진행하되 토목공사가 완료된 구간을 뒤 따라 가면서 지열공을 굴착하며 진행하게 되는데 지열공 굴착이 완료된 후에야 후속공정이 진행되어 원활한 건축공정진행을 위해 지열공 공사의 마무리를 자주 독촉받는 조건에서 수행하게 되어 품질관리에 어려움이 있었다.

개방형의 경우 역시 굴착 깊이가 500m 내외로 깊어 굴착에 소요되는 기간이 길어 지열공 굴착으로 인해 공사기간이 많이 소요되어 건축비용이 증가되는 요인이 되는 경우도 발생하곤 하였다.

따라서 토목공사 진행과 상관없이 설계도면이 완성되면 토목공사 준비기간 중 지열공 굴착이 이루어 질 수 있는 기술개발의 필요성이 있었다.

특허문헌 1(등록특허 제10-1303430호)은 지열교환기를 시공할 부지에 보어홀(bore-hole)을 복수 개 굴착하는 단계와; 상기 굴착된 복수의 보어홀에 각각 지열교환기가 삽입되도록 상기 지열교환기를 설치하는 단계를 포함하는 지열교환기 시공방법에 있어서, 보어홀들 사이의 간격이 굴착방향을 따라 갈수록 벌어지게 하기 위하여 보어홀들을 방사상 구조를 이루도록 굴착하며, 복수의 보어홀들을 하향으로 경사진 직선형으로 굴착하고, 상기 보어홀들 사이의 입구 간격이 1m이며, 상기 보어홀들 사이의 끝쪽 간격이 5m 이상인 지열교환기 시공방법에 관한 것이다.

특허문헌 2(등록특허 제10-0741564호)는 인입,배출관을 포함하는 열교환부와 상기 배출관에 구비되어 냉매를 강제 순환시키는 펌프로 구성된 열교환기(1)를 포함하는 냉난방장치에 있어서, 지면에서 지중으로 박히고 내부가 중공부로 형성되고, 측벽에는 다수의 열 통과홀이 형성된 하나 이상의 수직 매설관과, 상기 인입,배출관에 연결되고 상기 중공부의 내부에 빙점이 낮은 소금물이나 부동액이 순환되게 삽입되는 지열 회수관으로 구성되는 지열 회수장치이다.

특허문헌들은 본 발명에 의한 지열 시스템의 배경을 확인할 수 있는 기술들이며, 지중에 지열공을 시공하는 것을 알 수 있지만 건축물의 토목공사와 관련하는 지열공의 막음과 표시를 위한 기술들은 제안되지 않고 있다.

등록특허 제10-1303430호 등록특허 제10-0741564호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건축부지 안에 지열공을 시공하는 경우 건축부지의 기초부 레벨이 결정되면 토목공사와 상관없이 토목공사 전 및 토목공사 준비 기간 중에 지열공을 굴착 시공할 수 있는 지열공 표시 막음 장치 및 이를 이용한 지열공 시공 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치는, 토목공사 전 지표면에서부터 일정 심도로 시공되는 지열공의 내부 또는 상기 지표면 상부로부터 일정 높이로 상기 지열공과 연통하도록 설치되는 케이싱의 내부 또는 상기 지열공 안에 설치되는 열교환관의 내부로서 토목공사 완료 후 건축 부지의 기초부 레벨에 맞춰 설치되어 상기 지열공의 내부 또는 상기 열교환관의 내부를 폐쇄하는 한편 지상에서 확인이 가능한 막음블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 막음블록을 토목공사 중에 지상에서 확인 가능하도록 하는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 인디케이터는 상기 막음블록에 연결되며 상부가 지표면 위로 노출되어 토목공사 중에 상기 막음블록의 위치를 알려주는 로프 내지 봉형 또는 상기 막음블록에 장착되어 지상의 금속탐지 작업에 의해 탐지되는 금속 또는 전자 칩이다.

상기 막음블록의 상부에 충진되는 차폐재를 통해 상기 막음블록 상부의 지열공 또는 열교환관 내부를 밀폐하는 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법은, 토목공사 전 지표면에서부터 일정 심도로 개방형의 지열공을 굴착 시공하거나, 상기 지열공 안에 열교환관 및 그라우팅층을 시공하여 밀폐형의 지열공을 시공하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 시공된 개방형의 지열공 또는 밀폐형의 지열공의 열교환관 내부로서 토목공사 완료 후 건축 부지의 기초부 레벨에 맞춰 막음블록을 설치하되, 토목공사시 지상에서 상기 막음블록에 형성된 인디케이터를 통해 상기 막음블록을 확인 가능하도록 설치하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치 및 이를 이용한 지열공 시공 방법에 의하면, 건축부지 내 지열공 굴착 위치가 설계도면에 따라 측량에 의해 결정되어지면 토목공사 이전일지라도 굴착이 진행될 수 있게 되어 건축공사 공사기간을 크게 단축시킬 수 있어 공기 단축에 의한 건축공사비의 절감 효과를 도모한다.

그리고, 지열공 구성이 완료되어 있는 상태에서 토목공사가 진행된다 할지라도 지열공 내부에 암석덩어리나 토사류의 유입을 방지하여 지열공 훼손 또는 파손을 방지할 수 있을 뿐 아니라 막음구 제거가 이루어지게 되면 계획된 지열공의 기능을 이상 없이 확보할 수 있으므로 지열공의 시공과 운용이 매우 용이하다.

또한 토목공사 중 깊이에 따라 케이싱을 절단하거나 파고 내려갈 때 현재 막음구가 어느 깊이에 있는지 깊이를 알 수 있어 지열공에 손상을 주지 않고 보존에 도움을 준다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 지열공 표시 막음 장치의 설치 상태도로서,
도 1은 토목 공사 이전, 지열공과 본 실시예가 시공된 상태이며,
도 2는 지열공과 본 실시예가 시공된 후 건축부지의 기초부 레벨까지 토목 공사를 완료한 상태이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 지열공 표시 막음 장치가 케이싱없이 지열공에 설치된 상태도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 의한 지열공 표시 막음 장치의 예시도.
도 5와 도 6은 각각 본 발명의 실시예 2에 의한 지열공 표시 막음 장치의 설치 상태도로서,
도 5는 토목 공사 이전, 지열공과 본 실시예가 시공된 상태이며,
도 6은 지열공과 본 실시예가 시공된 후 건축부지의 기초부 레벨까지 토목 공사를 완료한 상태이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예 2에 의한 지열공 표시 막음 장치에 보호관이 적용된 사시도와 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 의한 지열공 표시 막음 장치에 적용된 열교환관을 인디케이터로 사용한 예를 보인 도면.
도 10은 본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치가 기초부 레벨이 지표면보다 높아지는 경우에 적용된 것을 보인 도면.
도 11은 본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공의 시공 중에 설계 변경에 의해 기초부 레벨이 변경된 예에 적용된 것을 보인 도면.
도 12는 본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치에 덮개가 적용된 예시도.

본 발명에 의한 지열공 표시 막음 장치는, 토목공사 전에 시공된 지열공의 위치를 알려주는 인디케이터 및 지열공 내부를 밀폐하는 막음블록으로 구성되며, 개방형 지열공과 밀폐형 지열공에 따라 구분하여 설명한다.

<실시예 1>

실시예 1은 개방형 지열공에 적용되는 것이며, 막음블록을 지열공 안에 직접 설치되어 지열공을 폐쇄한다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 지열공 표시 막음 장치는, 지열공(1) 내부의 일정 심도에 설치되어 지열공(1) 내부에 토목 공사시 발생되는 주변의 이물질이 침투하는 것을 차단하는 막음블록(10)과, 막음블록(10)과 연결되면서 지표면 위로 노출되어 지열공(1)의 위치를 알려주는 인디케이터(indicator)(20)로 구성된다.

부가적으로 막음블록(10)의 상부에 차폐재가 충진되어 차폐층(30)이 형성될 수 있다.

도 1은 토목 공사 전으로서 본 발명의 막음블록(10)와 인디케이터(20)가 설치된 상태이며, 도 2는 본 발명의 막음블록(10)와 인디케이터(20)가 건축부지 레벨까지 토목공사를 완료한 상태의 도면이다.

막음블록(10)은 개방형 지열공에 맞춰 지열공(1) 내부에 설치되는 내부케이싱(2)의 상단부에 설치되며 둘레부가 지열공(1)의 내벽[또는 지열공(1)의 붕괴 방지를 위해 설치되는 케이싱(3)의 내벽]에 지지되어 하부를 밀폐한다.

막음블록(10)은 케이싱(3)이 없는 경우에도 설치 가능하고, 도 3에서처럼, 지열공(1)의 내벽에 밀착 고정된다.

막음블록(10)은 지열공(1)의 형태에 따라 원통 형태로 제작되며 지열공(1) 또는 케이싱(3)의 내경보다 큰 외경으로 이루어져 압축되는 고무나, 수팽창 고무제재나, 압축공기 또는 액체에 의해 팽창되는 팽창튜브나, 또는 외력 또는 스프링에 의해 압축되는 원통형 고무튜브나, 다층의 고무판이거나 합성수지제재의 몸체 둘레부에 방사형으로 브러쉬모가 형성된 브러쉬형 등 지열공(1)을 단순히 차폐하는 모든 형태가 가능하다. 예를 들어 도 4에서 보이는 것처럼, 막음블록(10)은 원통체(11) 및 원통체(11)의 둘레부에 다층으로 결합되는 탄성판(고무판 등)(12)으로 구성된다.

막음블록(10)은 상부에서 차폐층(30) 등으로부터 가해지는 하중에 의해 설치 위치를 유지하지 못할 수 있으므로 별도의 고정을 필요로 할 수 있다.

막음블록(10)의 고정 방법으로는, 액상 또는 겔상을 유지하다가 자연적(온도 변화 등) 경화(양생)되는 밀랍 또는 합성제재, 물과 혼합하여 양생시키는 석고액 또는 시멘트액 등의 실링 접착제를 막음블록(10)의 상단과 지열공(1)[또는 케이싱(3)]에 도포하여 이 실링 접착제의 양생에 의해 고정하는 방법 등이 가능하다. 다르게는 지열공(1) 또는 케이싱(3) 내벽 중 막음블록(10)의 삽입 위치에 지지턱(바람직하게 링형)을 형성하여 상기 지지턱 위에 막음블록(10)을 설치하는 것도 가능하다.

막음블록(10)은 인디케이터(20)를 통해서 위치가 확인 가능하지만, 부가적으로 금속탐지장치에 의해 탐지되도록 금속표찰이나 지열공의 설치좌표와 깊이, 직경 등 내부시설 정보를 입력한 전자 IC 칩이 내장될 수 있다. 즉 상기 금속표찰이나 IC 칩은 인디케이터의 한 종류인 것이다.

인디케이터(20)는 하부가 막음블록(10)에 연결되며 상부가 지표면 위로 노출(돌출 포함)되며, 이를 통해 공사 관련자에게 지열공(1)의 위치를 알려준다.

인디케이터(20)는 봉형 로프형 등으로서 휨없이 자립할 수 있는 관, 앵글 또는 휨이 있는 로프, 강선, 철사 등의 사용이 가능하고 하부가 막음블록(10)의 고리(13)에 고정되고, 차폐층(30)이 적용되는 경우 차폐층(30) 안에 매설되며 차폐층(30)이 적용되지 않는 경우 지열공(1)의 내벽에 고정될 수 있다.

또한, 인디케이터(20)는 지열공(1)의 위치를 알려주는 것과 함께 막음블록(10)의 설치 심도도 알려줄 수 있도록 둘레부에 눈금이 표시된다.

상기 눈금은 막음블록(10)과 연결되는 단부를 "0"으로 일정 단위(cm, inch, 척 등)로 이루어진다.

상기 눈금은 인디케이터(20)의 둘레부에 직접 인쇄될 수 있고 또는 별도의 줄자 형태 등 눈금띠를 통해 인디케이터(20)에 부착되는 것도 가능하다.

상기 눈금은 케이싱(3)이 적용되는 경우 케이싱(3)의 표면에도 적용 가능하다.

또한 케이싱(3)이 삽입되어 설치되면서 막음블록(10)이 케이싱(3) 내부에 설치되는 경우에는 케이싱(3) 외부에 음각부를 구성하거나 색상이 있는 페인트를 칠하는 등 별도의 막음블록(10)의 설치위치가 확인될 수 있는 케이싱 표식부가 포함될 수 있다.

즉, 지열공(1)의 시공을 완료한 후 토목공사를 하는 중에 케이싱(3)의 절단이나 인디케이터(20)의 노출시 상기 눈금을 통해 현재 노출된 깊이가 막음블록(10)으로부터 어느 정도에 도달된 상태인지를 작업자들이 인지하여 주의를 기울일 수 있거나 막음블록(10)을 해지할 수 있는 준비를 사전에 시행할 수 있도록 한다.

차폐재는 케이싱(3) 절단 또는 차폐층(30)의 해체가 용이하도록 벤토나이트나 모래 등으로 이루어진다. 또한, 차폐재는 육안 식별이 용이하도록 토사와 다른 색상의 유색의 안료가 포함 가능하고, 안료의 혼합량을 지반의 색상에 따라 달라질 것이므로 구체적인 수치로 한정하지 아니한다.

차폐층(30)은 막음블록(10) 상부에 속경성제재로 형성되는 제1차폐층(31), 제1차폐층(31) 상부에 일반 몰탈 등에 의해 형성되는 제2차폐층(32)으로 구분될 수 있으며, 신속한 시공이 가능한 제1차폐층(31)을 먼저 시공한 후 제2차폐층(32)을 시공함으로써 공기를 단축한다.

물론, 케이싱(3)이 토목 공사 완료 후 건축 부지의 기초부 레벨깊이 보다 얕게 삽입되어지는 경우 막음블록(10)과 차폐층(30)은 당연히 지열공(1)의 암반 내벽에 설치되거나 구성되어지게 되며 이러한 경우에는 토목공사 진행과정에서 인디케이터(20)의 노출과 더불어 차폐층(30)에 착색된 소재를 추가하여 쉽게 지열공(1) 위치와 막음블럭(10)의 설치깊이를 인식할 수 잇도록 하였다.

또한 차폐층(30)의 적용과 상관없이 덮개(50)(도 12참고)가 적용될 수 있다. 덮개(50)는 되메우기에 의해 기초부 레벨을 토목 공사 이전보다 높게 하는 경우, 설계변경에 의해 기초부 레벨이 상승한 경우 막음블록(10)을 상승시키지 않고 사용할 수 있다는 점에서 효과적이다. 덮개는 이러한 용도로 한정되지 아니하고 차폐층을 대신하여 적용되는 것도 가능하고 차폐층과 함께 적용되는 것도 가능하다.

건축 부지의 기초부 레벨은 반드시 토목 공사 전의 레벨보다 낮다고 할 수 없으며, 즉 도 10에서처럼, 토목 공사(되메우기) 후 기초부 레벨이 높아질 수도 있으며, 본 발명은 이러한 시공 현장에서도 적용이 가능하고, 따라서, 기초부 레벨 이상으로 케이싱(3)이 설치되고, 이 케이싱(3) 안에 막음블록(10) 등이 설치된다. 이러한 경우 케이싱(3)이 절단되지 않고 영구 구조물로 사용되며 막음블록(10)은 케이싱(3)의 상단부에 인디케이터(20)와 차폐층(30) 없이 사용 가능하다.

또한, 건축물의 설계 변경 등으로 인하여 기초부 레벨이 변화가 발생되는 경우 초기 기초부 레벨보다 낮게 설계 변경되는 경우는 그대로 사용이 가능하지만 초기 기초부 레벨보다 높게 설계 변경되는 경우 도 11과 같이 연장 케이싱(3-1)을 기존에 설치된 케이싱(3)에 연결 또는 케이싱(3)이 없는 경우 지열공(1)에 맞춰 설계 변경에 의한 기초부 레벨 이상으로 설치하고 막음블록(10)을 기초부 레벨에 맞춰 인상하여 재 설치한다.

즉 본 발명은 토목 공사 이전의 레벨과 건축부지의 기초부 레벨의 다양한 변화에 모두 적용 가능하다.

본 실시예에 의한 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법은 다음과 같다.

1. 지열공 굴착.

건축부지의 토목공사 전에 지열공(1)을 굴착 시공한다.

지열공(1)의 굴착 시공시 토사층에서의 흙무너짐을 방지하기 위해 케이싱(3)을 시공한다.

2. 막음블록과 인디케이터 설치.

지열공(1)의 굴착을 완료한 후 지열공(1) 안에 막음블록(10)과 인디케이터(20)를 설치하며, 막음블록(10)의 설치 심도는 건축부지의 기초부 레벨과 대응하는 심도이다.

지열공(1) 안에 막음블록(10)과 인디케이터(20)를 설치하기 전에 내부케이싱 (2) 등 지열공(1) 내부 시설물을 삽입 설치 완료할 수도 있다. 이 경우 내부케이싱(2)은 토목 공사 완료 후 건축 부지의 기초부 레벨을 감안한 깊이까지만 설치하게 된다.

막음블록(10)의 설치 심도는 인디케이터(20)에 표시된 눈금을 통해서 확인 가능하고, 즉 작업자는 상기 눈금을 보면서 막음블록(10)이 설치 심도까지 삽입되면 삽입을 멈추고, 막음블록(10)의 둘레부와 지열공(1) 사이를 전술한 실링 접착제로 고정한다.

인디케이터(20)가 자립성이 있는 재질의 경우 별도의 고정을 필요로 하지 않으며, 휨성질이 있는 자재인 경우 지열공(1)의 내벽 등에 고정한다.

3. 차폐층 시공.

막음블록(10)을 지열공(1) 등에 고정한 경우 막음블록(10) 상부에 차폐층을 형성하며, 전 공정을 통해 막음블록(10)을 지열공(1) 등에 고정한 후 막음블록(10) 상부에 차폐재를 충진하여 제1,2차폐층(31,32)을 시공한다.

이와 같이 본 실시예를 통해 지열공을 시공한 후 건축부지의 기초부 레벨까지 토목 공사를 하게 되며, 터파기시 작업자는 인디케이터(20)를 통해 막음블록(10) 및 지열공(1)의 위치를 확인하고 아울러 인디케이터(20)의 눈금 확인을 통해 막음블록(10)의 삽입 심도도 확인이 가능하여 이 부분에서 주의를 기울여 작업을 하게 될 것이다. 건축부지의 기초부 레벨까지 토목 공사를 완료하면 자연스럽게 막음블록(10)이 확인될 것이며, 토목공사가 완료되면 막음블록(10)을 지열공(1) 안에서 제거하고 지하수 순환배관 및 상부보호공 등을 설치하여 지열 시스템의 마무리 작업을 한다. 기초부 레벨의 변화에 따른 변경은 후술하는 실시예 2도 동일하게 적용 가능하다.

<실시예 2>

실시예 2는 수직밀폐형 지열공에 적용되는 것이며, 막음블록이 지열공 안에 설치되는 열교환관 내부에 설치된다.

도 5와 도 6에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 지열공 표시 막음 장치는, 막음블록(10)이 지열공(1) 내부에 삽입 및 충진재의 그라우팅층(4)에 의해 지열공(1) 내부에 설치되며 내부에 열교환매체가 순환하는 열교환관(5)의 내부에 삽입 설치되는 점에서 실시예 1과 차이점이 있고, 고정방법은 실시예 1과 동일하거나 열교환관(5)과의 고정을 위한 다른 방법도 가능하다.

인디케이터(20)는 막음블록(10)에 연결되어 막음블록(10)의 위치 및 심도를 알려주는 것으로 실시예 1과 동일하다.

차폐층(30)은 막음블록(10)이 삽입 설치된 열교환관(5)의 내부에 충진되어 열교환관(5) 내부를 차폐한다.

도 5는 토목 공사 이전 즉 지열공(1)의 시공 상태도이며, 도 6은 지열공(1)을 시공한 후 건축부지의 기초부 레벨까지 토목 공사를 완료한 상태이고, 따라서, 기초부 레벨까지 토목 공사를 하면서 케이싱(3)을 절단하여야 하며, 케이싱(3)의 절단시 케이싱(3) 안에 열교환관(5)이 있는 것을 알지 못하여 열교환관(5)을 절단함으로써 열교환관(5)이 손상될 수 있고, 이를 방지하기 위하여 도 7과 도 8에서처럼 보호관(40)이 적용될 수 있다.

보호관(40)은 열교환관(5)의 2개 라인을 감싸는 내경이면서 케이싱(3)의 내부에 삽입되는 외경의 상하 개방형 관이며, 케이싱(3)과 일정 간격을 형성하는 크기가 바람직하다.

보호관(40)은 충진재에 의한 그라우팅층(4)을 시공하기 전에 케이싱(3) 내부에 삽입 고정(그라우팅에 의해 이탈되지 않을 정도의 가조립 등)되며 그라우팅층(4)에 매설됨으로써 영구 고정될 수 있다.

보호관(40)은 케이싱(3) 내부에서 열교환관(5)을 감싸 보호하기 때문에 케이싱(3)을 절단할 때 열교환관(5)과 절단기가 직접 접촉되지 않으며 즉 케이싱(3)을 절단할 때 보호관(40)을 모른 상태에서 보호관(40)까지 절단하는 경우 작업자는 보호관(40) 안에 열교환관(5)이 있는 것을 알게 되어 열교환관(5)을 손상없이 작업하게 될 것이다.

본 실시예는 열교환관(5)을 인디케이터(20)로 사용할 수 있으며, 예를 들어 도 9에서 보이는 것처럼, 막음블록(10)을 인양로프(14)로 매달아 설치하고, 열교환관(5)의 외부면에 눈금을 표시하며 물론 상기 눈금은 막음블록(10)의 삽입 심도를 알려주는 것이므로 막음블록(10)의 삽입 심도에 따라 초기값인 "0"의 위치가 달라질 것이다.

본 실시예가 적용된 열교환관(5)은 토목 공사를 완료하고 지열 시스템을 마무리작업한 후 내부에 열교환매체가 순환할 것이므로 막음블록(10)의 인발제거가 용이하고 차폐재에 의해 오염되지 않아야 하므로 차폐재에 의한 차폐층이 생략될 수 있다. 또한, 막음블록(10)은 토목공사 중에서 암석조각이나 토사류가 열교환관(5) 내부로 유입되지 않도록 식물성 그리스유의 도포 등 차폐성을 보완할 수 있는 제재를 추가할 수 있도록 있다.

본 실시예에 의한 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법은 다음과 같다.

1. 지열공 굴착.

건축부지의 토목공사 전에 지열공(1)을 굴착 시공한다.

지열공(1)의 굴착 시공시 토사층에서의 흙무너짐을 방지하기 위해 케이싱(3)을 시공된다.

2. 열교환관 설치.

하부가 U 형인 열교환관(5)을 지열공(1) 내부에 삽입 설치하고, 지열공(1) 내부에 충진재를 충진하여 그라우팅한다. 이때, 열교환관(5)의 상단부를 지표면보다 돌출되도록 하는 것도 가능하다.

3. 막음블록.

열교환관(5)의 2개 라인의 내부에 막음블록(10)과 인디케이터(20)를 설치하며, 막음블록(10)의 설치 심도는 건축부지의 기초부 레벨과 대응하는 심도이다.

막음블록(10)의 설치 심도는 인디케이터(20)에 표시된 눈금을 통해서 확인 가능하고, 즉 작업자는 상기 눈금을 보면서 막음블록(10)이 설치 심도까지 삽입되면 삽입을 멈추고, 막음블록(10)의 둘레부와 지열공(1) 사이를 전술한 실링 접착제로 고정한다.

또는 인디케이터(20)를 사용하지 않고 막음블록(10)에 인양로프(14)로 연결하여 인양로프(14)를 열교환관(5)의 상단부에 고정함으로써 막음블록(10)을 삽입 심도로 설치하는 것도 가능하다.

필요한 경우 열교환관(5) 내부에 차폐재를 주입하여 차폐층을 형성하는 것도 가능하다.

토목공사를 완료한 후 막음블록(10)을 열교환관(5)에서 분리한 후 열교환관(5)의 2개 라인을 지열시스템과 연결하는 등 지열 시스템 시공 작업을 마감한다.

1 : 지열공, 2 : 내부케이싱
3 : 케이싱, 4 : 그라우팅층
5 : 열교환관,
10 : 막음블록, 20 : 인디케이터
30 : 차폐층, 40 : 보호관

Claims (16)

1. 토목공사 전 지표면에서부터 일정 심도로 지열공 안에 설치되는 열교환관의 내부로서 토목공사 완료 후 건축 부지의 기초부 레벨에 맞춰 설치되어 상기 열교환관의 내부를 폐쇄하는 한편 지상에서 확인이 가능한 막음블록과;
   상기 막음블록을 토목공사 중에 지상에서 확인 가능하도록 하는 인디케이터와;
   상기 인디케이터 또는 상기 열교환관의 둘레부에 형성되며 상기 막음블록의 삽입 심도를 표시하는 눈금을 포함하고,
   상기 인디케이터는 상기 막음블록에 연결되며 상부가 지표면 위로 노출되어 토목공사 중에 상기 막음블록의 위치를 알려주는 로프 또는 봉 또는 상기 막음블록에 장착되어 지상의 금속탐지 작업에 의해 탐지되는 금속 또는 전자 칩이며,
   상기 열교환관과 상기 지열공 사이에 설치되어 상기 열교환관을 보호하는 보호관을 포함하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 막음블록의 상부에 충진되는 차폐재를 통해 상기 막음블록 상부의 열교환관 내부를 밀폐하는 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 막음블록은 둘레부가 상기 열교환관의 내부에 실링 접착제를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서, 상기 막음블록은 상기 열교환관의 내경보다 큰 외경으로 이루어져 탄성변형을 통해 상기 열교환관 내부에 압입되는 탄성블록 또는 수팽창 고무블록 또는 외력에 의해 압축되는 튜브형 고무블록 또는 합성수지제재의 몸체 둘레부에 고무가 형성된 복합블록 또는 다층의 고무판 또는 방사형으로 브러쉬모가 형성된 브러쉬형인 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   기초부 레벨의 상향 변경에 맞춰 상기 지열공 또는 상기 지열공에 설치되는 케이싱의 상부에 설치되는 연장 케이싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 열교환관에 결합되어 밀폐하는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치.
10. 삭제
11. 삭제
12. 청구항 1에 의한 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법으로서,
    토목공사 전 지표면에서부터 일정 심도로 지열공을 굴착 시공하고, 상기 지열공 내부에 하부가 U 형으로 벤딩된 열교환관을 설치하고, 상기 열교환관과 상기 지열공 사이를 그라우팅하는 제1단계와;
    상기 제1단계를 통해 시공된 열교환관 내부로서 토목공사 완료 후의 건축 부지 기초부 레벨에 맞춰 막음블록과 인디케이터를 설치하는 제2단계와;
    토목 공사 완료 후 상기 지열공 표시 막음 장치의 인디케이터를 통해 상기 막음블록의 위치를 확인하여 상기 막음블록을 제거하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 막음블록을 상기 지열공 또는 상기 열교환관 내부에 설치한 후 상기 막음블록 상부에 차폐재를 주입하여 차폐층을 형성하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법.
14. 청구항 12에 있어서, 설계 변경에 의해 기초부 레벨이 상향 조정되는 경우 또는 메우기에 의해 토목공사 전 지표면보다 기초부 레벨이 높아지는 경우 상기 지열공 상측에 연장 케이싱을 설치하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 막음블록을 상기 연장 케이싱으로 인상 설치하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법.
16. 청구항 14에 있어서, 상기 연장 케이싱에 덮개를 설치하는 것을 특징으로 하는 지열공 표시 막음 장치를 이용한 지열공 시공 방법.

Images