KR101775024B1 - 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템 - Google Patents

지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템 Download PDF

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Abstract

지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템이 개시된다.
개시되는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템은 태양열을 집열할 수 있는 태양열 집열 부재; 지중의 지열을 집열할 수 있는 지열 교환 부재; 및 수요처에 대해 냉난방을 공급할 수 있는 냉난방용 지열 히트 펌프;을 포함하고, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 냉방 운전 시, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 응축 폐열과 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 난방 운전 시, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재에서 지중과 열교환에 의해 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고, 상기 수요처에 대한 냉난방 중간기에는, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프는 운전 중지하고, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재에서 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하는 것을 특징으로 한다.
개시되는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템에 의하면, 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템이 태양열 집열 부재와, 지열 교환 부재와, 냉난방용 지열 히트 펌프를 포함함에 따라, 상기 태양열 집열 부재에서 생산한 온수를 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 증발기 가열원으로 사용함으로써 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 성적계수(COP)를 높이거나, 부하 측에서 바로 사용할 수 있게 되고, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 폐열인 응축열 또한 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 증발기 가열원으로 사용함으로써 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 성적계수를 높일 수 있으며, 중간기에는 에너지 소모가 큰 상기 냉난방용 지열 히트 펌프 및 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 가동이 전혀 없이 태양열 집열 부재에서 생산한 온수와 지열 교환 부재에서 생산된 열교환수를 급탕 사용처나 부하측으로 보내어 사용이 가능하고, 지열, 태양열 및 폐열인 응축열을 모두 혼합하여 시너지 효과를 창출하고, 냉난방 시스템을 에너지 절약적으로 사용할 수 있으며, 부하축 축열조 및 열원측 축열조를 통하여 건물의 피크 전력을 감소할 수 있는 열에너지 부분에서의 수요관리가 가능해지는 장점이 있다.

Description

지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템{Fusion energy system of geothermal, solar and water heat energy}
본 발명은 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템에 관한 것이다.
냉난방 시스템은 건축물, 작물 재배용 시설 등에 냉난방을 공급할 수 있는 것으로, 추가적으로 급탕을 제공하기도 한다.
이러한 냉난방 시스템의 작동 효율을 높이기 위하여 다양한 시도가 있어왔고, 태양열, 지열 등 다양한 열원을 추가하는 시스템이 개발되어 왔고, 그 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌들이다.
그러나, 아래 특허문헌들을 포함한 종래의 냉난방 시스템에 의하면, 태양열, 지열 등 다양한 열원을 단순히 추가하는 방식에 그칠 뿐이어서, 이를 이용하여 시스템의 작동 효율을 높이는 데에는 한계가 있었다.
등록특허 제 10-1083895호, 등록일자: 2011.11.09., 발명의 명칭: 태양열과 지열을 이용한 주택 냉난방 및 생활하수 처리시스템 등록특허 제 10-1338264호, 등록일자: 2013.12.02., 발명의 명칭: 지열을 이용한 3존 하이브리드 냉난방 시스템
본 발명은 지열, 태양열, 폐열 등 다양한 열원을 이용하되, 작동 효율이 향상될 수 있는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템은 태양열을 집열할 수 있는 태양열 집열 부재; 지중의 지열을 집열할 수 있는 지열 교환 부재; 및 수요처에 대해 냉난방을 공급할 수 있는 냉난방용 지열 히트 펌프;을 포함하고,
상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 냉방 운전 시, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 응축 폐열과 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고,
상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 난방 운전 시, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재에서 지중과 열교환에 의해 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고,
상기 수요처에 대한 냉난방 중간기에는, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프는 운전 중지하고, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재에서 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템은 태양열을 집열할 수 있는 태양열 집열 부재; 지중의 지열을 집열할 수 있는 지열 교환 부재; 수요처에 대해 냉난방을 공급할 수 있는 냉난방용 지열 히트 펌프; 및 상기 수요처에 급탕을 제공할 수 있는 급탕용 지열 히트 펌프;를 포함하고,
상기 급탕용 지열 히트 펌프의 증발기를 상기 냉난방용 지열 히트 펌프로부터의 응축 폐열로 직접 가열하고, 상기 태양열 집열 부재로부터의 태양열이 상기 수요처에 직접 전달되어 급탕으로 이용될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템에 의하면, 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템이 태양열 집열 부재와, 지열 교환 부재와, 냉난방용 지열 히트 펌프를 포함함에 따라, 상기 태양열 집열 부재에서 생산한 온수를 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 증발기 가열원으로 사용함으로써 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 성적계수(COP)를 높이거나, 부하 측에서 바로 사용할 수 있게 되고, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 폐열인 응축열 또한 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 증발기 가열원으로 사용함으로써 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 성적계수를 높일 수 있으며, 중간기에는 에너지 소모가 큰 상기 냉난방용 지열 히트 펌프 및 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 가동이 전혀 없이 태양열 집열 부재에서 생산한 온수와 지열 교환 부재에서 생산된 열교환수를 급탕 사용처나 부하측으로 보내어 사용이 가능하고, 지열, 태양열 및 폐열인 응축열을 모두 혼합하여 시너지 효과를 창출하고, 냉난방 시스템을 에너지 절약적으로 사용할 수 있으며, 부하축 축열조 및 열원측 축열조를 통하여 건물의 피크 전력을 감소할 수 있는 열에너지 부분에서의 수요관리가 가능해지는 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템에 의하면, 냉난방용 지열 히트 펌프의 응축 폐열을 축열하지 않고 급탕용 지열 히트 펌프의 증발기 가열원으로 직접 사용 가능하여, 급탕용 지열 히트 펌프의 빠른 순발력과 최대 효율 증대 및 전체 시스템 간소화를 이룰 수 있게 되고, 상대적으로 매우 고온의 상태로 매우 빠르게 가열될 수 있어서, 겨울철 등 고온수가 다량으로 신속하게 필요한 환경에 신속하게 대응할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템의 구성을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템의 구성을 보이는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템의 구성을 보이는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)은 태양열 집열 부재(140)와, 지열 교환 부재(150)와, 냉난방용 지열 히트 펌프(110)를 포함한다.
또한, 상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)은 열원측 축열조(120)와, 부하측 축열조(130)를 더 포함할 수 있는데, 상기 열원측 축열조(120)와 상기 부하측 축열조(130)의 적용은 선택적인 것으로, 상기 열원측 축열조(120)와 상기 부하측 축열조(130) 모두를 선택할 수도 있고, 어느 하나만 선택할 수도 있으며, 모두 선택하지 않을 수도 있다.
상기 태양열 집열 부재(140)는 태양열 집열판 등을 포함하여, 태양열을 집열할 수 있는 것이다.
상기 지열 교환 부재(150)는 지중에 매설되는 열교환기(126) 등을 포함하여, 지중의 지열을 집열할 수 있는 것이다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)는 압축기(116), 응축기(117), 팽창 밸브(118), 증발기(119) 등을 포함하여 수요처에 대해 냉난방을 공급할 수 있는 것이다.
본 실시예에서는, 상기 수요처가 냉난방 수요처(10)와, 급탕 수요처(20)로 분리 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이고, 같은 공간에 대해 냉난방 및 급탕 공급도 가능하므로, 이하에서는 '수요처'로 통칭한다.
상기 열원측 축열조(120)는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 폐열, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열 및 상기 지열 교환 부재(150)에서 집열된 집열 중 적어도 하나가 축열될 수 있는 것이다.
상기 부하측 축열조(130)는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 공급되는 냉난방 열기 및 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열 중 적어도 하나가 축열될 수 있고, 상기 수요처와 연결되는 것이다.
상기와 같은 구성 요소를 포함하는 상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)은 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 냉방 운전 시, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 응축 폐열과 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 난방 운전 시, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재(150)에서 지중과 열교환에 의해 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고, 상기 수요처에 대한 냉난방 중간기(봄, 가을, 초겨울, 초여름 등)에는, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)는 운전 중지하고, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재(150)에서 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급한다.
이하에서 이에 대해 상세히 설명한다.
상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)은 상기 수요처에 급탕을 제공할 수 있는 급탕용 지열 히트 펌프(160)를 포함한다. 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)도 압축기(166), 응축기(167), 팽창 밸브(168), 증발기(169) 등을 구비한 것이다.
상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)은 상기 태양열 집열 부재(140)에서 상기 열원측 축열조(120)로 유체를 유동시키는 태양열 집열 공급 배관(141)과, 상기 태양열 집열 공급 배관(141)과 상기 부하측 축열조(130)를 연결하는 냉난방 축열조향 연결 배관(132)과, 상기 태양열 집열 공급 배관(141)과 상기 냉난방 축열조향 연결 배관(132)의 연결 부분에 설치되는 태양열 집열측 삼방 밸브(170)를 포함한다.
도면 번호 142는 상기 열원측 축열조(120)에서 상기 태양열 집열 부재(140)로 유체를 유동시키는 태양열 집열 환수 배관이고, 도면 번호 143은 상기 태양열 집열 공급 배관(141) 상에 설치되는 태양열 집열측 공급 펌프이고, 도면 번호 131은 상기 부하측 축열조(130)에서 상기 태양열 집열 환수 배관(142) 쪽으로 유체를 유동시키는 태양열 집열향 연결 배관이다.
도면 번호 135와 136은 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)와 상기 부하측 축열조(130) 사이에서 유체를 순환시키는 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(111)과 냉난방 히트 펌프발 연결 배관이고, 도면 번호 137과 138은 상기 부하측 축열조(130)와 상기 냉난방 수요처(10) 사이에서 유체를 순환시켜 냉난방을 공급하는 냉난방 공급 배관과 냉난방 환수 배관이다.
상기 태양열 집열 부재(140)에서 태양열이 집열되면서 온수화된 유체가 상기 태양열 집열 공급 배관(141)을 통해 상기 열원측 축열조(120)에 저장되고, 이렇게 저장된 열기가 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)와 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160) 모두의 증발기 가열원으로 이용될 수 있게 된다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 난방 운전 시에는, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재(150)에서 집열된 집열이 상기 열원측 축열조(120)에 저장된 다음 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 난방 운전을 위한 열원으로 이용된다.
상기 태양열 집열 부재(140)에서 태양열이 집열된 유체는 상기 태양열 집열 공급 배관(141), 상기 태양열 집열측 삼방 밸브(170) 및 상기 냉난방 축열조향 연결 배관(132)을 순차적으로 따라 상기 부하측 축열조(130)에 저장된 다음 상기 수요처에 공급될 수 있다.
상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)은 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 상기 열원측 축열조(120)로 유체를 유동시키는 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(111)과, 상기 열원측 축열조(120) 내에 배치되되 일 측이 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(111)과 연결되는 열교환기(126)와, 상기 열교환기(126)의 타 측과 상기 지열 교환 부재(150)를 연결해주는 지열 환수 배관(151)과, 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(111) 상에 설치되어 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 상기 열원측 축열조(120)로 향하는 유체의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서(101)와, 상기 열원측 축열조(120) 내에 저장된 유체의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서(102)와, 상기 열원측 축열조(120)를 바이패스하여 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(111)과 상기 지열 환수 배관(151)을 연결하는 지열향 바이패스 배관(125)과, 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(111)과 상기 지열향 바이패스 배관(125)의 연결 부분에 설치되는 축열조측 삼방 밸브(172)를 포함한다.
도면 번호 113은 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(111) 상에 설치되는 냉난방 히트 펌프측 공급 펌프이고, 도면 번호 112는 상기 열원측 축열조(120)에서 유체가 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)로 유입되도록 하는 냉난방 히트 펌프향 연결 배관이고, 도면 번호 152는 상기 지열 교환 부재(150)를 경유한 유체가 상기 열원측 축열조(120)로 유입되도록 하는 지열 공급 배관이고, 도면 번호 124는 상기 열원측 축열조(120)를 바이패스하여 상기 지열 공급 배관(152)과 상기 냉난방 히트 펌프향 연결 배관(112)을 연결해주는 히트 펌프향 바이패스 배관이다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)가 냉방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서(101)에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서(102)에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 높은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브(172)는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체를 상기 열교환기(126) 쪽으로 유동시켜 주고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체는 상기 열교환기(126)를 통해 상기 열원측 축열조(120) 내에서 1차적으로 방열된 다음, 상기 지열 교환 부재(150)를 통해 지중으로 2차적으로 방열된다. 그러면, 두 차례에 걸친 방열로 인해 시스템의 작동 효율이 증대될 수 있고, 폐열 즉, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 응축열을 태양열과 더불어 상기 열원측 축열조(120)에 모아두었다가 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 증발기 가열원으로 활용하게 될 수 있다.
즉, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 냉방 운전 중 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 발생되는 응축 폐열과 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열 중 적어도 하나가 상기 열원측 축열조(120)에 축열되어 있다가, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 증발기 가열원으로 사용될 수 있고 그에 따라 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 성적 계수가 향상될 수 있게 된다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)가 냉방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서(101)에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서(102)에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 낮은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브(172)는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체를 상기 지열향 바이패스 배관(125)으로 유동시키고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체는 상기 열원측 축열조(120)는 비경유한 상태로 상기 지열 교환 부재(150)에서만 방열되도록 한다. 그러면, 상기 열원측 축열조(120)가 상기 태양열 집열 부재(140)에 의해 이미 뜨거워진 상태라서, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 열원으로서의 역할을 못하기 때문에, 이를 바이패스시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)가 난방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서(101)에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서(102)에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 낮은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브(172)는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체를 상기 열교환기(126) 쪽으로 유동시켜 주고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체는 상기 열교환기(126)를 통해 상기 열원측 축열조(120) 내에서 1차적으로 흡열된 다음, 상기 지열 교환 부재(150)를 통해 지중으로 2차적으로 흡열된다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)가 난방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서(101)에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서(102)에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 높은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브(172)는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체를 상기 지열향 바이패스 배관(125)으로 유동시키고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)에서 유동된 유체는 상기 열원측 축열조(120)는 비경유한 상태로 상기 지열 교환 부재(150)에서만 흡열된다.
한편, 상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)은 상기 열원측 축열조(120) 내의 열기가 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 열원이 될 수 있도록 상기 열원측 축열조(120)와 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)를 연결하는 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관(121)과, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)와 상기 수요처, 상세히는 상기 급탕 수요처(20)를 연결해주는 급탕 공급 배관(163)과, 상기 급탕 공급 배관(163)을 통해 유동되었다가 상기 수요처를 경유한 유체가 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)로 유동되도록 하는 급탕 환수 배관(164)과, 상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관(121)과 상기 급탕 환수 배관(164)을 연결해주는 급탕 히트 펌프 유입 배관(161)과, 상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관(121)과 상기 급탕 히트 펌프 유입 배관(161)의 연결 부분에 설치되는 축열조측 급탕 삼방 밸브(171)와, 상기 급탕 공급 배관(163)과 상기 부하측 축열조(130)를 연결해주는 급탕 공급 축열조 연결 배관(134)과, 상기 급탕 공급 배관(163)과 상기 급탕 공급 축열조 연결 배관(134)의 연결 부분에 설치되는 급탕측 삼방 밸브(173)를 포함한다.
도면 번호 122는 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)에서 유체가 상기 열원측 축열조(120)로 향하도록 하는 급탕 히트 펌프 축열조 연결 배관이고, 도면 번호 123은 상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관(121) 상에 설치되는 축열조측 공급 펌프이고, 도면 번호 162는 상기 급탕 공급 배관(163)을 유동하는 유체가 상기 급탕 히트 펌프 축열조 연결 배관으로 향하도록 하는 급탕 히트 펌프 유출 배관이고, 도면 번호 165는 상기 급탕 공급 배관(163) 상에 설치되는 급탕측 공급 펌프이고, 도면 번호 133은 상기 부하측 축열조(130)에서 유체가 상기 급탕 환수 배관(164)으로 향하게 하는 축열조 급탕 환수 연결 배관이다.
상기 열원측 축열조(120)의 열기가 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)를 바이패스하여 상기 부하측 축열조(130)로 전달되어야 하는 경우, 상기 열원측 축열조(120)의 열기를 함유한 유체는 상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관(121), 상기 축열조측 급탕 삼방 밸브(171), 상기 급탕 히트 펌프 유입 배관(161), 상기 급탕 환수 배관(164), 상기 급탕 공급 배관(163), 상기 급탕측 삼방 밸브(173) 및 상기 급탕 공급 축열조 연결 배관(134)을 순차적으로 경유하면서 상기 부하측 축열조(130)로 유입된다.
한편, 상기 열원측 축열조(120)의 열기가 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)를 거치지 않고 바로 상기 수요처 중 급탕 수요처(20)로 공급할 수도 있는데, 이 경우, 상기 열원측 축열조(120)의 유체가 상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관(121), 상기 축열조측 급탕 삼방 밸브(171), 상기 급탕 히트 펌프 유입 배관(161) 및 상기 급탕 공급 배관(163)을 통해 유동된다.
이하에서는 도면을 참조하여 상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)의 작동에 대하여 간단히 설명한다.
먼저, 상기 지열 교환 부재(150)와 상기 태양열 집열 부재(140)를 통해 각각 지열과 태양열이 상기 열원측 축열조(120)로 축적된다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 냉방 운전 시, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 응축 폐열이 상기 열원측 축열조(120)로 축적된다. 상기와 같이, 상기 열원측 축열조(120)에 축적된 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 응축 폐열과 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열 중 적어도 하나를 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)를 통해 냉방의 형태로 상기 수요처로 공급하거나, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)를 통해 급탕의 형태로 상기 수요처로 공급할 수 있다.
한편, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 난방 운전 시, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재(150)에서 지중과 열교환에 의해 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)를 통해 난방의 형태로 상기 수요처로 공급하거나, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)를 통해 급탕의 형태로 상기 수요처로 공급할 수 있다.
한편, 상기 수요처에 대한 냉난방 중간기에는, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)는 운전 중지하고, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재(150)에서 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 직접 공급할 수 있다.
여기서, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 집열된 태양열은 상기 냉난방 축열조향 연결 배관(132)과 상기 부하측 축열조(130)를 통해 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)를 경유하지 아니하고 상기 수요처로 공급될 수 있고, 상기 지열 교환 부재(150)에서 집열된 지열은 상기 열원측 축열조(120), 상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관(121), 상기 급탕 히트 펌프 유입 배관(161), 상기 급탕 환수 배관(164), 상기 급탕 공급 배관(163), 상기 급탕 공급 축열조 연결 배관(134) 및 상기 부하측 축열조(130)를 통해 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)를 경유하지 아니하고 상기 수요처로 공급될 수 있다.
상기와 같이, 상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(100)이 태양열 집열 부재(140)와, 지열 교환 부재(150)와, 냉난방용 지열 히트 펌프(110)를 포함함에 따라, 상기 태양열 집열 부재(140)에서 생산한 온수를 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 증발기 가열원으로 사용함으로써 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 성적계수(COP)를 높이거나, 부하 측에서 바로 사용할 수 있게 되고, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110)의 폐열인 응축열 또한 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 증발기 가열원으로 사용함으로써 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 성적계수를 높일 수 있으며, 중간기에는 에너지 소모가 큰 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(110) 및 상기 급탕용 지열 히트 펌프(160)의 가동이 전혀 없이 태양열 집열 부재(140)에서 생산한 온수와 지열 교환 부재(150)에서 생산된 열교환수를 급탕 사용처나 부하측으로 보내어 사용이 가능하고, 지열, 태양열 및 폐열인 응축열을 모두 혼합하여 시너지 효과를 창출하고, 냉난방 시스템을 에너지 절약적으로 사용할 수 있으며, 부하축 축열조 및 열원측 축열조(120)를 통하여 건물의 피크 전력을 감소할 수 있는 열에너지 부분에서의 수요관리가 가능해지는 장점이 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 일 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템의 구성을 보이는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(200)에서는 축열조로 열원측 축열조 없이 부하측 축열조(230)만 설치된다.
그리고, 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(211)과 지열 환수 배관(251)이 직접 연결되고, 냉난방 히트 펌프향 연결 배관(212)과 지열 공급 배관(252)이 직접 연결됨으로써, 냉난방용 지열 히트 펌프(210)와 지열 교환 부재(250)가 직접 연결된다. 그러면, 냉난방용 지열 히트 펌프(210)에서 유동되는 유체가 직접 서로 연결된 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(211)과 상기 지열 환수 배관(251)을 통해 지열 교환 부재(250)로 유동되고, 상기 지열 교환 부재(250)를 경유한 유체는 직접 서로 연결된 상기 지열 공급 배관(252)과 상기 냉난방 히트 펌프향 연결 배관(212)을 통해 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)로 유동된다.
또한, 상기 지열 환수 배관(251) 상에 지열 환수측 삼방 밸브(280)가 설치되고, 상기 지열 공급 배관(252) 상에 지열 공급측 삼방 밸브(281)가 설치된다.
또한, 상기 지열 환수측 삼방 밸브(280)와 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260) 사이에는 상기 지열 환수측 삼방 밸브(280)에서 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260) 쪽으로 유체가 유동되도록 하는 지열 급탕 공급 배관(282)이 연결되고, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)와 상기 냉난방 히트 펌프향 연결 배관(212) 사이에는 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)에서 상기 냉난방 히트 펌프향 연결 배관(212) 쪽으로 유체가 유동되도록 하는 지열 급탕 환수 배관(283)이 연결된다.
상기 지열 급탕 공급 배관(282) 상에는 제 1 온도 센서(201)가 설치되고, 상기 지열 급탕 환수 배관(283) 상에는 제 2 온도 센서(202)가 설치된다.
또한, 상기 지열 공급측 삼방 밸브(281)와 태양열 집열 부재(240) 사이에는 상기 지열 공급측 삼방 밸브(281)에서 상기 태양열 집열 부재(240) 쪽으로 유체가 유동되도록 하는 태양열 집열 환수 배관(242)이 연결되고, 상기 태양열 집열 부재(240)와 상기 지열 급탕 공급 배관(282) 사이에는 상기 태양열 집열 부재(240)에서 상기 지열 급탕 공급 배관(282) 쪽으로 유체가 유동되도록 하는 태양열 집열 공급 배관(241)이 연결된다.
상기 태양열 집열 공급 배관(241) 상에 태양열 집열측 삼방 밸브(270)가 설치되고, 상기 태양열 집열측 삼방 밸브(270)에서 분지되어 상기 부하측 축열조(230)로 향하는 냉난방 축열조향 연결 배관(232) 상에 태양열 집열측 공급 펌프(243)가 설치된다.
상기 냉난방 축열조향 연결 배관(232) 상에 급탕향 삼방 밸브(290)가 설치되고, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)와 상기 급탕향 삼방 밸브(290) 사이에는 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)에서 상기 급탕향 삼방 밸브(290)로 유체가 유동되도록 하는 급탕 삼방 밸브 연결 배관(291)이 연결된다.
상기 부하측 축열조(230)에서 상기 태양열 집열 환수 배관(242) 쪽으로 유체를 유동시키는 태양열 집열향 연결 배관(231)과 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260) 사이에는 상기 태양열 집열향 연결 배관(231)에서 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)로 유체가 유동되도록 하는 급탕향 분지 배관(292)이 연결된다.
상기 급탕 삼방 밸브 연결 배관(291) 상에 급탕측 공급 펌프(265)가 설치되고, 상기 급탕 삼방 밸브 연결 배관(291)에서 분지된 급탕 공급 배관(263)이 급탕 수요처(20)로 급탕 공급을 위해 연결되고, 상기 급탕 수요처(20)로부터 유체가 유동되는 급탕 환수 배관(264)이 상기 급탕향 분지 배관(292)과 연결된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)의 증발기(269)를 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)로부터의 응축 폐열로 직접 가열하고, 상기 태양열 집열 부재(240)로부터의 태양열이 급탕 수요처(20)에 직접 전달되어 급탕으로 이용될 수 있으므로, 일반적인 지열 시스템을 이용한 급탕 공급 방식에 비해 상대적으로 온도가 높은 고온수 급탕이 가능해진다.
상세히, 상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(200)의 여름철 등 냉방 모드 운전 시의 경우를 설명하면 다음과 같다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)의 응축기(217)를 경유하며 열을 취득한 유체는 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(211) 상에 설치되는 냉난방 히트 펌프측 공급 펌프(213) → 상기 지열 환수측 삼방 밸브(280) → 상기 지열 급탕 공급 배관(282) → 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)의 증발기(269) → 지열 급탕 환수 배관(283) → 상기 냉난방 히트 펌프향 연결 배관(212) → 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)의 응축기(217) 순으로 순환하면서, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)의 응축기(217)의 응축 폐열을 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)로 공급하여 급탕에 직접 이용되도록 한다.
이 때, 상기 제 1 온도 센서(201)와 상기 제 2 온도 센서(202)에서 감지되는 온도 중 어느 하나라도 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)의 과부하를 나타내는 미리 설정된 온도값, 예를 들어 30 내지 35℃ 이상이면, 상기 지열 환수측 삼방 밸브(280)에서 상기 지열 교환 부재(250) 쪽이 일부 열리고, 그에 따라 상기 지열 환수측 삼방 밸브(280)를 경유하는 유체 중 일부는 상기 지열 교환 부재(250)로 향하여, 지중에 열기를 일부 버린 후, 상기 지열 급탕 환수 배관(283)을 따라 유동되는 유체와 합류된 다음 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)로 유동된다.
한편, 상기 태양열 집열 부재(240)를 경유하며 열기를 함유한 유체는 태양열 집열 공급 배관(241) → 상기 태양열 집열측 삼방 밸브(270) → 상기 냉난방 축열조향 연결 배관(232) 상에 설치되는 상기 태양열 집열측 공급 펌프(243) → 상기 급탕향 삼방 밸브(290) → 상기 급탕 삼방 밸브 연결 배관(291) → 상기 급탕 공급 배관(263) → 상기 급탕 수요처(20) → 상기 급탕 환수 배관(264) → 상기 급탕향 분지 배관(292) → 상기 태양열 집열향 연결 배관(231) → 상기 태양열 집열 환수 배관(242) → 상기 태양열 집열 부재(240) 순으로 순환하면서, 상기 태양열 집열 부재(240)에서 집열된 태양열을 상기 급탕 수요처(20)로 직접 공급하여 급탕에 직접 이용되도록 한다.
상기와 같이 구성되면, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)의 응축 폐열을 축열하지 않고 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)의 증발기(269) 가열원으로 직접 사용 가능하여, 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)의 빠른 순발력과 최대 효율 증대 및 전체 시스템 간소화를 이룰 수 있게 된다.
한편, 상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템(200)의 겨울철 등 난방 모드 운전 시의 경우를 설명하면 다음과 같다.
상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)의 증발기(219)를 경유하며 열을 손실한 유체는 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관(211) 상에 설치되는 냉난방 히트 펌프측 공급 펌프(213) → 상기 지열 환수 배관(251) → 상기 지열 교환 부재(250) → 상기 지열 공급 배관(252) → 상기 지열 공급측 삼방 밸브(281) → 상기 태양열 집열 환수 배관(242) → 상기 태양열 집열 부재(240) → 태양열 집열 공급 배관(241) → 상기 지열 급탕 공급 배관(282) → 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260)의 증발기(269) → 상기 지열 급탕 환수 배관(283) → 상기 냉난방 히트 펌프향 연결 배관(212) → 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210)의 증발기(219) 순으로 순환하면서, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프(210), 상기 지열 교환 부재(250), 상기 태양열 집열 부재(240) 및 상기 급탕용 지열 히트 펌프(260) 사이를 순환하는 유체가 상대적 저온 가열원인 지열을 이용하여 상기 지열 교환 부재(250)에서 1차 가열 및 상대적 고온 가열원인 태양열을 이용하여 상기 태양열 집열 부재(240)에서 2차 가열됨으로써, 상대적으로 매우 고온의 상태로 매우 빠르게 가열될 수 있어서, 겨울철 등 고온수가 다량으로 신속하게 필요한 환경에 신속하게 대응할 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템에 의하면, 지열, 태양열, 폐열 등 다양한 열원을 이용하되, 작동 효율이 향상될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템
101 : 제 1 온도 센서
102 : 제 2 온도 센서
110 : 냉난방용 지열 히트 펌프
120 : 열원측 축열조
130 : 부하측 축열조
140 : 태양열 집열 부재
150 : 지열 교환 부재
170 : 태양열 집열측 삼방 밸브
171 : 축열조측 급탕 삼방 밸브
172 : 축열조측 삼방 밸브
173 : 급탕측 삼방 밸브

Claims (14)

  1. 태양열을 집열할 수 있는 태양열 집열 부재;
    지중의 지열을 집열할 수 있는 지열 교환 부재;
    수요처에 대해 냉난방을 공급할 수 있는 냉난방용 지열 히트 펌프;
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 폐열, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열 및 상기 지열 교환 부재에서 집열된 집열 중 적어도 하나가 축열될 수 있는 열원측 축열조;
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 상기 열원측 축열조로 유체를 유동시키는 냉난방 히트 펌프발 연결 배관;
    상기 열원측 축열조 내에 배치되되 일 측이 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관과 연결되는 열교환기;
    상기 열교환기의 타 측과 상기 지열 교환 부재를 연결해주는 지열 환수 배관;
    상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관 상에 설치되어, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 상기 열원측 축열조로 향하는 유체의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서;
    상기 열원측 축열조 내에 저장된 유체의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서;
    상기 열원측 축열조를 바이패스하여 상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관과 상기 지열 환수 배관을 연결하는 지열향 바이패스 배관; 및
    상기 냉난방 히트 펌프발 연결 배관과 상기 지열향 바이패스 배관의 연결 부분에 설치되는 축열조측 삼방 밸브;를 포함하고,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 냉방 운전 시, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 응축 폐열과 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 난방 운전 시, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재에서 지중과 열교환에 의해 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고,
    상기 수요처에 대한 냉난방 중간기에는, 상기 냉난방용 지열 히트 펌프는 운전 중지하고, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재에서 집열된 지열 중 적어도 하나를 상기 수요처로 공급하고,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프가 냉방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 높은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체를 상기 열교환기 쪽으로 유동시켜 주고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체는 상기 열교환기를 통해 상기 열원측 축열조 내에서 1차적으로 방열된 다음, 상기 지열 교환 부재를 통해 지중으로 2차적으로 방열되고,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프가 냉방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 낮은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체를 상기 지열향 바이패스 배관으로 유동시키고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체는 상기 열원측 축열조는 비경유한 상태로 상기 지열 교환 부재에서만 방열되는 것을 특징으로 하는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템은
    상기 수요처에 급탕을 제공할 수 있는 급탕용 지열 히트 펌프;를 포함하고,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 냉방 운전 중 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 발생되는 응축 폐열과 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열 중 적어도 하나가 상기 열원측 축열조에 축열되어 있다가, 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 증발기 가열원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프가 난방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 낮은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체를 상기 열교환기 쪽으로 유동시켜 주고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체는 상기 열교환기를 통해 상기 열원측 축열조 내에서 1차적으로 흡열된 다음, 상기 지열 교환 부재를 통해 지중으로 2차적으로 흡열되고,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프가 난방 운전 중이고, 상기 제 1 온도 센서에서 감지된 온도가 상기 제 2 온도 센서에서 감지된 온도에 비해 상대적으로 높은 경우, 상기 축열조측 삼방 밸브는 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체를 상기 지열향 바이패스 배관으로 유동시키고, 그에 따라 상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 유동된 유체는 상기 열원측 축열조는 비경유한 상태로 상기 지열 교환 부재에서만 흡열되는 것을 특징으로 하는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 난방 운전 시에는, 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열과 상기 지열 교환 부재에서 집열된 집열이 상기 열원측 축열조에 저장된 다음 상기 냉난방용 지열 히트 펌프의 난방 운전을 위한 열원으로 이용되는 것을 특징으로 하는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템은
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 공급되는 냉난방 열기 및 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열 중 적어도 하나가 축열될 수 있고, 상기 수요처와 연결되는 부하측 축열조;
    상기 태양열 집열 부재에서 상기 열원측 축열조로 유체를 유동시키는 태양열 집열 공급 배관; 및
    상기 태양열 집열 공급 배관과 상기 부하측 축열조를 연결하는 냉난방 축열조향 연결 배관;
    상기 태양열 집열 공급 배관과 상기 냉난방 축열조향 연결 배관의 연결 부분에 설치되는 태양열 집열측 삼방 밸브;를 포함하고,
    상기 태양열 집열 부재에서 태양열이 집열된 유체는 상기 태양열 집열 공급 배관, 상기 태양열 집열측 삼방 밸브 및 상기 냉난방 축열조향 연결 배관을 순차적으로 따라 상기 부하측 축열조에 저장된 다음 상기 수요처에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템은
    상기 냉난방용 지열 히트 펌프에서 공급되는 냉난방 열기 및 상기 태양열 집열 부재에서 집열된 태양열 중 적어도 하나가 축열될 수 있고, 상기 수요처와 연결되는 부하측 축열조;
    상기 수요처에 대한 급탕을 제공할 수 있는 급탕용 지열 히트 펌프;
    상기 열원측 축열조 내의 열기가 상기 급탕용 지열 히트 펌프의 열원이 될 수 있도록, 상기 열원측 축열조와 상기 급탕용 지열 히트 펌프를 연결하는 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관;
    상기 급탕용 지열 히트 펌프와 상기 수요처를 연결해주는 급탕 공급 배관;
    상기 급탕 공급 배관을 통해 유동되었다가 상기 수요처를 경유한 유체가 상기 급탕용 지열 히트 펌프로 유동되도록 하는 급탕 환수 배관;
    상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관과 상기 급탕 환수 배관을 연결해주는 급탕 히트 펌프 유입 배관;
    상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관과 상기 급탕 히트 펌프 유입 배관의 연결 부분에 설치되는 축열조측 급탕 삼방 밸브;
    상기 급탕 공급 배관과 상기 부하측 축열조를 연결해주는 급탕 공급 축열조 연결 배관; 및
    상기 급탕 공급 배관과 상기 부하측 축열조의 연결 부분에 설치되는 급탕측 삼방 밸브;를 포함하고,
    상기 열원측 축열조의 열기가 상기 급탕용 지열 히트 펌프를 바이패스하여 상기 부하측 축열조로 전달되어야 하는 경우, 상기 열원측 축열조의 열기를 함유한 유체는 상기 축열조 급탕 히트 펌프 연결 배관, 상기 축열조측 급탕 삼방 밸브, 상기 급탕 히트 펌프 유입 배관, 상기 급탕 환수 배관, 상기 급탕 공급 배관, 상기 급탕측 삼방 밸브 및 상기 급탕 공급 축열조 연결 배관을 순차적으로 경유하면서 상기 부하측 축열조로 유입되는 것을 특징으로 하는 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템.
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