KR101861092B1 - Heat pump system having underground heat reservoir pipes - Google Patents

Heat pump system having underground heat reservoir pipes Download PDF

Info

Publication number
KR101861092B1
KR101861092B1 KR1020160132837A KR20160132837A KR101861092B1 KR 101861092 B1 KR101861092 B1 KR 101861092B1 KR 1020160132837 A KR1020160132837 A KR 1020160132837A KR 20160132837 A KR20160132837 A KR 20160132837A KR 101861092 B1 KR101861092 B1 KR 101861092B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
medium
underground
heat exchanger
pipe
Prior art date
Application number
KR1020160132837A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180040921A (en
Inventor
임용훈
양제복
이찬규
윤시원
장기창
Original Assignee
한국에너지기술연구원
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 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020160132837A priority Critical patent/KR101861092B1/en
Publication of KR20180040921A publication Critical patent/KR20180040921A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101861092B1 publication Critical patent/KR101861092B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/30—Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/11—Geothermal energy
    • F24D2200/115—Involving mains water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T2010/50—Component parts, details or accessories
    • F24T2010/53—Methods for installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/002—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for geothermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy
    • Y02E10/12—

Abstract

개시되는 난방용 히트 펌프 시스템은, 히트 펌프;와, 상기 히트 펌프의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관 및 외부로 열을 방출한 상기 제1 매질을 상기 응축기로 되돌리는 회수관과 각각 연결되는 난방용 열부하기;와, 상기 회수관의 중간에 설치된 지상 열교환기;와, 지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르도록 지하에 매설된 지중 열교환기;와, 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관; 및 상기 지중 열교환기에 흐르는 상기 제2 매질을 상기 지상 열교환기로 공급하여 상기 제1 매질과 열교환을 하도록 하고, 상기 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 상기 제2 매질을 상기 지중 열저장 배관으로 공급하며, 상기 지중 열저장 배관에 열을 저장한 상기 제2 매질을 상기 히트 펌프의 증발기로 공급하고, 상기 히트 펌프의 증발기에서 열을 뺏긴 상기 제2 매질을 상기 지중 열교환기로 되돌리도록 열결되는 지중 배관;을 포함한다.The heat pump system for heating is provided with a heat pump, a supply pipe for supplying a first medium heated by the condenser of the heat pump, and a return pipe for returning the first medium, which releases heat to the outside, A ground heat exchanger installed in the middle of the return pipe, an underground heat exchanger embedded in the ground so that a second medium supplied with heat from the underground heat source flows, and a heat insulation pipe embedded in the ground Constructed underground heat storage piping; And supplying the second medium flowing through the geothermal heat exchanger to the geothermal heat exchanger to perform heat exchange with the first medium and performing heat exchange with the first medium to supply the heated second medium to the underground heat storage pipe An underground piping which is supplied to the evaporator of the heat pump to heat the second medium storing heat in the underground heat storage pipe and to return the second medium having the heat removed from the evaporator of the heat pump to the underground heat exchanger; .

Description

지중 열저장 배관을 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템{Heat pump system having underground heat reservoir pipes}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat pump system having a sub-

본 발명은 난방용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 지중 열저장 배관을 구비하여 지열 이외의 미활용 에너지원(신재생에너지 열원 포함)까지 추가로 활용할 수 있도록 함으로써 히트 펌프 시스템의 에너지 이용 효율을 높이고, 안정적인 운전이 가능하도록 하며, 지중 열교환기가 소모한 지열을 회복할 수 있도록 함으로써 장기간 히트 펌프 시스템을 운전하더라도 효율이 저하될 우려가 적고, 또한 히트 펌프 시스템의 운전 효율까지 향상시킬 수 있는 난방용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system for heating, and more particularly, to a heat pump system for heating, which can further utilize an unused energy source (including a renewable energy source) other than geothermal heat by providing a geothermal heat storage pipe, And the recovery of the geothermal heat consumed by the geothermal heat exchanger can be restored. Therefore, there is less possibility that the efficiency is lowered even if the long-time heat pump system is operated, and the heating heat, which can improve the operation efficiency of the heat pump system, Pump system.

일반적으로 냉난방을 위해서 사용되는 에너지원은 주로 석탄, 석유 또는 천연가스 등과 같은 화석 연료가 대부분이다. 그러나, 이러한 화석 연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해 물질로 인하여 환경 오염을 유발하고 있으며, 매장량도 한계가 있다.Generally, energy sources used for heating and cooling are mainly fossil fuels such as coal, oil or natural gas. However, such fossil fuels cause environmental pollution due to various pollutants generated in the combustion process, and reserves are also limited.

이에 최근에는 저탄소 정책의 일환에 따라 화석 연료를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 대체 에너지 중에서도 풍력, 태양열 및 지열 등과 같은 자연 에너지에 관한 연구가 오래전부터 진행되고 있다. 이들 자연 에너지는 환경 오염과 기후 변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 거의 무한대의 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면, 에너지 밀도가 대단히 낮은 단점으로 인하여 그 밀도를 높여 이용가능한 형태로 변환하는 것이 자연 에너지 기술 개발의 관건이라고 할 수 있다.In recent years, as part of the low carbon policy, alternative energy that can replace fossil fuels has been actively developed. Among such alternative energy, researches on natural energy such as wind power, solar heat and geothermal energy have been carried out for a long time. These natural energies have the advantage of obtaining almost infinite energy without affecting environmental pollution and climate change. On the other hand, because of the disadvantage that the energy density is very low, It is the key to technological development.

이러한 자연 에너지를 이용한 기술들 중에서 현재 지열을 열원으로 사용하여 냉난방을 행하는 지중 열원 냉난방 시스템에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이러한 지중 열원 냉난방 시스템의 원리는 사계절의 변화가 뚜렷한 지역의 연중 대기 온도는 -20℃에서 40℃까지 큰 폭으로 변화하는데 비해, 땅속의 흙이나 암반은 열전도도가 낮아 열이 쉽게 확산하지 않고 저장되는 성질이 있기 때문에 지중 온도가 20℃ 정도로 거의 일정하게 유지되는 것을 이용한 것이다.Among the technologies using natural energy, researches on the underground heat source cooling and heating system that uses the geothermal heat as the heat source are performed actively. The principle of the underground heat source cooling and heating system is that the annual atmospheric temperature Is changed from -20 ° C to 40 ° C, whereas soil and rocks in the ground have a low thermal conductivity so that the heat is not easily diffused and stored. Therefore, the ground temperature is kept almost constant at about 20 ° C will be.

이러한 지중 열원의 특성을 이용하는 지중 열원 냉난방 시스템은 지중 열교환기 및 히트 펌프 유닛을 포함하여 구성되며, 지중 열교환기를 통해 지중 열원을 흡수 또는 방출하면서 히트 펌프 유닛과 연계된 건물에 대해 냉방 및 난방을 수행하게 된다. 이때, 지중 열원 냉난방 시스템은 냉방 시에는 건물 내의 열을 지중으로 방출하고, 난방 시에는 지중의 열을 흡수하여 건물 내로 공급함으로써 냉방 및 난방 운전을 수행하는 공기 조화기이다.The underground heat source cooling and heating system utilizing the characteristics of the underground heat source is composed of an underground heat exchanger and a heat pump unit. The underground heat exchanger absorbs or discharges the underground heat source while cooling and heating the buildings associated with the heat pump unit . At this time, the underground heat source heating and cooling system is an air conditioner that performs heat and cooling operation by discharging the heat in the building to the ground during the cooling and absorbing the heat in the ground during heating to supply it into the building.

도 1 및 도 2는 종래에 겨울철의 난방비용을 절감하기 위해 설치되는 히트 펌프 시스템(1, 1')의 두 가지 실시형태를 각각 도시한 것이다. 도 1은 지중 열교환기(30)를 지면에서 그리 깊지 않게 수평으로 매설한 수평형 지중 열교환기를 도시한 것이고, 도 2는 지중 깊숙이 수직으로 지중 열교환기(30)를 매설한 수직형 지중 열교환기를 도시한 것이다.Figs. 1 and 2 show two embodiments of a heat pump system 1, 1 ', respectively, which are installed to reduce the heating cost in winter. FIG. 1 shows a horizontal underground heat exchanger in which a submerged heat exchanger 30 is horizontally embedded not so deeply on the ground, and FIG. 2 shows a vertical submerged heat exchanger in which a submerged heat exchanger 30 is deeply embedded in the ground. It is.

도 1의 수평형 지중 열교환기는 지중 매설에 따르는 토공 비용이 적게 드는 장점이 있지만, 지중 열교환을 통해 배관 내 매질(물 등)이 얻을 수 있는 온도 수준이 그리 높지 않다는 단점이 있다.1 has an advantage in that the earthworks cost due to underground burial is small, but the temperature level at which the medium (water, etc.) in the pipe can be obtained through the underground heat exchange is not so high.

반면, 도 2의 수직형 지중 열교환기는 심부의 고온 열원을 얻기 위해 지중 열교환기(30)를 수직으로 깊게 매설하기 때문에 배관 내 매질의 온도를 좀더 높게 만들 수는 있지만, 지중 열교환기(30)를 깊숙이 매설하기 위한 시추 작업과 배관 매설 작업에 소요되는 비용이 급격히 증가하는 단점이 있다.2, since the submerged heat exchanger 30 is vertically deeply buried in order to obtain a high temperature heat source of the deep portion, the temperature of the medium in the piping can be made higher, but the submergence heat exchanger 30 There is a disadvantage that the drilling work for burial deeply and the burden of buried piping work are rapidly increased.

그리고, 이론적으로는 지중 열원이 거의 무한대라고는 하지만 주변의 지중 지열을 장기간 사용하다 보면 지열 온도가 회복되기도 전에 계속 열원을 소모함으로써 원하는 매질의 온도를 달성하기 어려운 경우가 생기며, 이는 히트 펌프 시스템의 효율 저하로 이어지는 문제가 있다.Theoretically, if the ground heat source is almost infinite, if the ground geothermal heat is used for a long time, it is difficult to achieve the desired medium temperature by consuming the heat source before the geothermal temperature is recovered. There is a problem that the efficiency is lowered.

한국등록특허 제10-1338264호 (2013.12.09 공고)Korean Registered Patent No. 10-1338264 (Announced on December 12, 2013)

Investigation of Heat Pump Condenser Performance in Heating Process of Buildings using a Steady-State Mathematical Model (Jozsef Nyers, Arpad Nyers, 2014, Energy and Buildings 75: 523~530) (Jozsef Nyers, Arpad Nyers, 2014, Energy and Buildings 75: 523-530) using a Steady-State Mathematical Model

본 발명은 수평형 지중 열교환기를 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템에 있어서 지중 열교환기가 소모한 지열을 회복시켜줌으로써 장기간 히트 펌프 시스템을 운전하더라도 효율이 저하될 우려가 적고, 또한 히트 펌프 시스템의 운전 효율까지 향상시킬 수 있는 난방용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있는 것이다.The present invention relates to a heating heat pump system having a horizontal groundwater heat exchanger, which restores the geothermal heat consumed by the geothermal heat exchanger, thereby reducing the possibility of lowering the efficiency even when the long term heat pump system is operated, The present invention is directed to a heat pump system for heating that can be used for heating.

본 발명에 따른 난방용 히트 펌프 시스템은, 히트 펌프;와, 상기 히트 펌프의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관 및 외부로 열을 방출한 상기 제1 매질을 상기 응축기로 되돌리는 회수관과 각각 연결되는 난방용 열부하기;와, 상기 회수관의 중간에 설치된 지상 열교환기;와, 지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르도록 지하에 매설된 지중 열교환기;와, 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관; 및 상기 지중 열교환기에 흐르는 상기 제2 매질을 상기 지상 열교환기로 공급하여 상기 제1 매질과 열교환을 하도록 하고, 상기 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 상기 제2 매질을 상기 지중 열저장 배관으로 공급하며, 상기 지중 열저장 배관에 열을 저장한 상기 제2 매질을 상기 히트 펌프의 증발기로 공급하고, 상기 히트 펌프의 증발기에서 열을 뺏긴 상기 제2 매질을 상기 지중 열교환기로 되돌리도록 열결되는 지중 배관;을 포함한다.The heat pump system for heating according to the present invention comprises a heat pump, a supply pipe for supplying a first medium heated in the condenser of the heat pump, and a recovery pipe for returning the first medium, A ground heat exchanger installed in the middle of the return pipe; an underground heat exchanger embedded in the ground so that a second medium supplied with heat from the underground heat source flows; A geothermal heat storage piping consisting of piping; And supplying the second medium flowing through the geothermal heat exchanger to the geothermal heat exchanger to perform heat exchange with the first medium and performing heat exchange with the first medium to supply the heated second medium to the underground heat storage pipe An underground piping which is supplied to the evaporator of the heat pump to heat the second medium storing heat in the underground heat storage pipe and to return the second medium having the heat removed from the evaporator of the heat pump to the underground heat exchanger; .

여기서, 상기 제2 매질은 물인 것이 바람직하다.Here, the second medium is preferably water.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지중 열교환기는 지면에 대해 수평 방향으로 매설되는 수평형 지중 열교환기일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the underground heat exchanger may be a horizontal underground heat exchanger buried in a horizontal direction with respect to the ground.

또한, 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템은 상기 지중 열저장 배관에 추가적인 열을 공급하는 외부 열원을 더 포함할 수도 있다.In addition, the heating heat pump system of the present invention may further include an external heat source for supplying additional heat to the geothermal heat storage pipe.

여기서, 상기 외부 열원은 신재생에너지 열원일 수 있다.Here, the external heat source may be a renewable energy heat source.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템은 난방용 열부하기의 회수측을 흐르는 매질에서 열을 뽑아내어 단열처리된 지중 열저장 배관에 저장하고, 이 저장된 열을 이용하여 부족한 지중 열원을 보충할 수 있으므로, 장기간 난방용 히트 펌프 시스템을 가동하더라고 지중 열원의 소모로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다. The heat pump system for heating according to the present invention having the above construction extracts heat from the medium flowing in the recovery side of the heating unit for heating, stores the heat in the heat storage storage pipe subjected to heat treatment, replenishes the insufficient underground heat source It is possible to prevent a reduction in efficiency due to consumption of the underground heat source even if the heat pump system for heating for a long time is operated.

이러한 지중 열원의 보충은 지중 열교환을 통해 배관 내 매질이 얻을 수 있는 온도 수준이 그리 높지 않은 수평형 지중 열교환기에 적용할 경우 매설 비용이 낮다는 장점을 살리면서도 수직형 지중 열교환기에서 얻을 수 있는 수준 이상의 매질 온도 상승을 얻을 수 있기 때문에 비용 대비 높은 난방 효과를 얻을 수 있다. This supplementation of the underground heat source makes it possible to obtain the level that can be obtained from the vertical type submerged heat exchanger while taking advantage of the low burden cost when applied to the horizontal type submerged heat exchanger in which the temperature level obtained by the medium in the pipeline is not so high. The temperature rise of the medium can be obtained, so that the heating effect can be obtained at a high cost.

또한, 단열처리된 지중 열저장 배관에 저장된 열로 충분히 승온된 매질을 히트 펌프에 공급함에 따라 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이가 감소하여 히트 펌프의 효율이 향상되는 것은 물론 응축기 입구 온도 하강에 따른 열교환 성능의 향상으로 인해 난방용 열부하기측 순환 펌프의 소요동력을 줄일 수 있어 시스템 전체의 효율이 향상된다.In addition, by supplying the heat pump with a sufficiently heated medium stored in the thermally insulated geothermal heat storage pipe, the difference between the inlet temperature of the evaporator and the outlet temperature of the condenser is reduced, thereby improving the efficiency of the heat pump, It is possible to reduce the required power of the heating side circulation pump for heating and improve the efficiency of the entire system.

도 1은 종래의 수평형 지중 열교환기를 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래의 수직형 지중 열교환기를 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 지중 열저장 배관을 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템에서의 효율 향상을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view schematically showing the construction of a heat pump system for heating with a conventional horizontal-type groundwater heat exchanger. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat pump system for heating,
3 is a view schematically showing the construction of a heating heat pump system having a geothermal heat storage pipe according to the present invention.
FIG. 4 is a graph for illustrating the efficiency improvement in the heating heat pump system of the present invention. FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여할 것이며, 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In describing the embodiments of the present invention, a description of well-known structures that can be easily understood by those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements will be denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. Referring to the drawings, The size of the elements, etc., may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; coupled "or" connected "indirectly while intervening in the context of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 난방용 히트 펌프 시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 이를 참조하여 상세히 설명한다.FIG. 3 is a view schematically showing a configuration of a heating heat pump system 100 according to the present invention, and will be described in detail with reference to FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 난방용 히트 펌프 시스템(1, 1')이 갖추었던 히트 펌프(10)와 난방용 열부하기(20), 지중 열교환기(30)를 포함하는 것은 물론 여기에 더하여 지상 열교환기(200)와 지중 열저장 배관(300)을 더 포함하고 있으며, 이와 같이 지상 열교환기(200)와 지중 열저장 배관(300)을 구비함에 따라 종래와는 다른 새로운 연결구조로서 지중 배관(400)이 설치된다.3, the heating heat pump system 100 according to the present invention includes a heat pump 10 and a heating heat pump 10, which are provided in the conventional heating heat pump system 1, 1 'shown in FIGS. 1 and 2, The ground heat exchanger 200 and the geothermal heat exchanger 200 as well as the geothermal heat exchanger 200 and the geothermal heat storage pipe 300. The geothermal heat exchanger 200, As the storage pipe 300 is provided, an underground pipe 400 is installed as a new connection structure different from the conventional one.

히트 펌프(10) 및 난방 공간(CV, 예를 들면 온실) 안에 설치되는 난방용 열부하기(20)는, 히트 펌프(10)의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관과, 외부로 열을 방출한 제1 매질을 응축기로 되돌리는 회수관으로 상호 연결되어 있다. 즉, 히트 펌프(10)와 난방용 열부하기(20) 사이를 순환하는 제1 매질은 히트 펌프(10)의 응축기에서 열을 전달받아 온도가 올라간 후 난방 공간(CV) 안에 설치된 난방용 열부하기(20)에서 열을 방출하고, 다시 히트 펌프(10)의 응축기로 되돌아가는 순환을 하게 된다.The heating heat exchanger 20 installed in the heat pump 10 and the heating space CV (for example, a greenhouse) includes a supply pipe for receiving the first medium heated by the condenser of the heat pump 10, And is connected to a return pipe for returning the discharged first medium to the condenser. That is, the first medium circulating between the heat pump 10 and the heating heat exchanger 20 receives heat from the condenser of the heat pump 10, And returns to the condenser of the heat pump 10 again.

이러한 히트 펌프(10)와 난방용 열부하기(20)의 구성은 종래의 일반적인 지중 열원 히트 펌프 시스템(1, 1')과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The construction of the heat pump 10 and the heating heat exchanger 20 is the same as that of the conventional general underground heat source heat pump system 1 or 1 ', and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 지중 열원을 난방에 이용하기 위한 지중 열교환기(30)와 함께 부족한 지중 열원을 보충할 수 있게 하기 위한 지상 열교환기(200)와 지중 열저장 배관(300)을 더 포함하고 있다는 것에 주요한 특징이 있다.The present invention further includes a ground heat exchanger (200) and a geothermal heat storage pipe (300) for enabling the underground heat source to be supplemented with an underground heat exchanger (30) Feature.

지상 열교환기(200)는 제1 매질이 난방용 열부하기(20)에서 열을 방출한 후 히트 펌프(10)의 응축기로 되돌아가도록 연결된 회수관의 중간에 설치되어 있다. 즉, 제1 매질은 지상 열교환기(200)에서 열교환을 수행하는 한쪽 매질이 되며, 이때 지상 열교환기(200)로 유입되는 제1 매질의 온도는 지중 열교환기(30) 주변의 지중 온도보다 높다.The overheat heat exchanger 200 is installed in the middle of the recovery pipe connected to the first medium to return to the condenser of the heat pump 10 after the heat medium is discharged from the heating heat source 20. That is, the first medium becomes one medium for performing heat exchange in the superheat heat exchanger 200, and the temperature of the first medium flowing into the superheat heat exchanger 200 is higher than the superficial temperature around the superheater 30 .

여기서, 지상 열교환기(200)는 반드시 지상에 설치되는 열교환기로 한정 해석되어서는 안되며, 반드시 지하에 매립되어야 하는 지중 열교환기(30)와 대비되는 개념의 열교환기라는 의미로서 지상 열교환기(200)로 지칭하고 있음에 유의할 필요가 있다.Here, the ground-based heat exchanger 200 is not necessarily interpreted as a heat exchanger installed on the ground, but is a heat exchanger having a concept of contrast with an underground heat exchanger 30, As shown in FIG.

지하에 매설된 지중 열교환기(30)에는 지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르고 있다. 제2 매질은 히트 펌프(10)의 증발기를 거치면서 히트 펌프(10)의 난방 사이클을 구성하는 매질이다. 제2 매질은 히트 펌프(10)에서의 난방 사이클을 완료한 후 증발기에서 지중 온도보다 낮은 온도로 배출되며, 지중 열교환기(30)에서 다시 그 주변의 지중 온도에 근접하게 승온된다.In the underground heat exchanger (30) buried underground, a second medium supplied with heat from an underground heat source flows. The second medium is a medium constituting a heating cycle of the heat pump 10 while passing through an evaporator of the heat pump 10. After the heating cycle of the heat pump 10 is completed, the second medium is discharged to a temperature lower than the ground temperature in the evaporator, and the temperature of the second medium is raised close to the ground temperature around the groundwater heat exchanger 30 again.

도 1 및 도 2의 종래 난방용 히트 펌프 시스템(1, 1')은 지중 열교환기(30)에서 승온된 제2 매질을 바로 히트 펌프(10)의 증발기로 공급하지만, 본 발명은 전술한 지상 열교환기(200)와 함께 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관(300)을 더 구비함으로써 히트 펌프(10)로 공급되는 제2 매질의 온도를 지중 열교환기(30) 주변의 지중 온도보다 더 높게 형성하고 있다.The conventional heating heat pump system 1, 1 'of FIGS. 1 and 2 supplies the second medium heated by the underground heat exchanger 30 directly to the evaporator of the heat pump 10. However, the present invention is not limited to the above- The first medium supplied to the heat pump 10 is heated to a temperature lower than the ground temperature around the ground heat exchanger 30 by providing the underground heat storage pipe 300 formed of the heat insulating pipe embedded in the ground Respectively.

여기서 지중 열저장 배관(300)은 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어져 있어 주변의 지중 열원과 거의 열교환을 하지 않도록 구성되어 있다. 이는 지중 열저장 배관(300)을 흐르는 제2 매질의 온도를 주변의 지중 온도보다 높게 유지하면서, 저장된 열을 외부로 뺏기지 않으면서 그 내부에 열을 저장하기 위해서이다.Here, the geothermal heat storage pipe (300) is composed of a heat insulation pipe buried in the ground, so that it is configured not to perform heat exchange with the underground heat source. This is to keep the temperature of the second medium flowing through the geothermal storage pipe 300 higher than the surrounding ground temperature while storing the heat without storing the stored heat to the outside.

위와 같은 구성을 가진 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 다음과 같은 지중 배관(400)의 연결 구조를 통해 제2 매질의 순환 사이클을 완성하게 된다. 이하에서는 지중 배관(400)을 흐르는 제2 매질에 대한 열 에너지의 이동을 중심으로 하여 설명하기로 하며, 당연히 지중 배관(400)은 아래에서 설명되는 열교환이 이루어지도록 각 구성요소를 연결하고 있다.The heat pump system 100 for heating according to the present invention having the above configuration completes the circulation cycle of the second medium through the connection structure of the underground pipe 400 as follows. Hereinafter, the description will be focused on the movement of heat energy with respect to the second medium flowing through the submerged pipe 400. Of course, the submerged pipe 400 connects the respective components so that heat exchange is performed as described below.

먼저 지중 열교환기(30)를 흐르는 제2 매질은 주변의 지중 온도에 근접하게 승온된 후 지상 열교환기(200)로 공급되고, 지상 열교환기(200)에서 제1 매질과 열교환을 하게 된다. 전술한 바와 같이, 지상용 열교환기로 유입되는 제1 매질은 난방용 열부하기(20)에서 열을 방출하였지만 그래도 지중 열교환기(30) 주변의 지중 온도보다 높다. 따라서, 지중 열교환기(30)에서 제2 매질은 지중 온도 이상으로 승온되고, 열을 빼앗긴 제1 매질의 온도는 내려간다. First, the second medium flowing through the geothermal heat exchanger (30) is heated to a temperature close to the surrounding ground temperature, and then supplied to the geothermal heat exchanger (200) to perform heat exchange with the first medium at the geothermal heat exchanger (200). As described above, the first medium introduced into the ground-use heat exchanger releases heat at the heating heat exchanger 20, but is still higher than the ground temperature around the ground heat exchanger 30. Therefore, in the underground heat exchanger (30), the temperature of the second medium is raised above the ground temperature, and the temperature of the first medium in which the heat is lost is lowered.

그리고, 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 제2 매질은 지중 열저장 배관(300)으로 공급된다. 지중 열저장 배관(300)은 단열이 되어 있기 때문에 제2 매질이 계속 순환을 하게 되면, 결국 지상 열교환기(200)에서 나온 제2 매질의 온도에 근접한 온도로 수렴하게 된다. 따라서, 지중 열저장 배관(300) 내부의 온도는 주변의 지중 온도보다 높게 유지된다.The second medium heated by the heat exchange with the first medium is supplied to the underground heat storage pipe (300). Since the geothermal heat storage pipe 300 is thermally insulated, when the second medium continues to circulate, the temperature of the geothermal heat storage pipe 300 converges to a temperature close to the temperature of the second medium coming from the surface heat exchanger 200. Therefore, the temperature inside the geothermal heat storage pipe 300 is maintained higher than the geothermal temperature of the surrounding.

지중 열저장 배관(300)에 열을 축적시킨 제2 매질은 비로소 히트 펌프(10)의 증발기로 공급되며, 이후 히트 펌프(10)의 증발기에서 히트 펌프(10)의 작동매체에 열을 전달한 제2 매질은 다시 지중 열교환기(30)로 되돌려지고, 전술한 일련의 순환을 반복하게 된다.The second medium in which the heat is accumulated in the underground heat storage pipe 300 is supplied to the evaporator of the heat pump 10 and then supplied to the evaporator of the heat pump 10, 2 medium is returned to the underground heat exchanger 30, and the above-described series of circulation is repeated.

위와 같은 난방 사이클을 수행하는 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 다음과 같은 효과를 가진다.The heating heat pump system 100 of the present invention for performing the above heating cycle has the following effects.

우선 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 난방용 열부하기(20)의 회수측을 흐르는 제1 매질에서 열을 일부 뽑아내어 단열처리된 지중 열저장 배관(300)에 저장하고, 이 저장된 열을 이용하여 부족한 지중 열원을 보충할 수 있으므로, 장기간 난방용 히트 펌프 시스템(100)을 가동하더라고 지중 열원의 소모로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다.First, the heating heat pump system 100 for heating according to the present invention extracts a part of heat from a first medium flowing on the recovery side of the heating heat exchanger 20, stores the heat in the heat storage storage pipe 300 subjected to heat treatment, It is possible to compensate for the insufficient underground heat source by using the heat pump system 100 for heating for a long period of time.

특히, 이러한 지중 열원의 보충은 지중 열교환을 통해 제2 매질이 얻을 수 있는 온도 수준이 그리 높지 않은 수평형 지중 열교환기에 적용할 경우, 매설 비용이 수직형 지중 열교환기에 비해 저렴하다는 장점을 살리면서도 수직형 지중 열교환기 이상 가는 매질 온도 상승을 얻을 수 있기 때문에 시설 비용 대비 높은 난방 효과를 얻을 수 있다.Particularly, this supplement of the underground heat source is advantageous in that the burden cost is lower than that of the vertical type subsea heat exchanger when applied to a horizontal type subsea heat exchanger in which the temperature of the second medium can be obtained through the underground heat exchange, Since the temperature of the medium can be increased beyond the type of the underground heat exchanger, a high heating effect can be obtained compared to the facility cost.

또한, 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 지상 열교환기(200)를 통해 제1 매질의 열을 제2 매질로 전달함에 따라 시스템의 효율이 향상되는 이점도 가진다.In addition, the heat pump system 100 for heating according to the present invention has an advantage that the efficiency of the system is improved by transferring the heat of the first medium to the second medium through the superficial heat exchanger 200.

도 4의 (a)는 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이에 따른 히트 펌프 시스템의 효율(COP, Coefficient of Performance)을 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이가 작을수록 히트 펌프 시스템의 효율이 올라간다. 4 (a) is a graph showing the COP (coefficient of performance) of the heat pump system according to the difference between the inlet temperature of the evaporator and the outlet temperature of the condenser. As shown, the smaller the difference between the inlet temperature of the evaporator and the outlet temperature of the condenser, the higher the efficiency of the heat pump system.

본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 증발기로 들어가는 제2 매질은 지상 열교환기(200)에서의 제1 매질과의 열교환으로 통해 올라간다. 응축기 출구 온도를 일정하게 한다면 증발기의 입구 온도가 올라감에 따라 그 사이의 온도 차이는 감소하게 되고, 따라서 난방용 히트 펌프 시스템(100)의 효율이 상승되는 효과를 얻게 된다.In the heating heat pump system (100) of the present invention, the second medium entering the evaporator rises through heat exchange with the first medium in the surface heat exchanger (200). If the condenser outlet temperature is kept constant, the temperature difference between the evaporator and the evaporator becomes lower as the inlet temperature of the evaporator increases, thereby increasing the efficiency of the heating heat pump system 100.

그리고, 도 4의 (b)는 "비특허문헌 1"의 논문에서 발췌한 그래프이다. 이 그래프는 응축기를 흐르는 난방용 매질, 즉 본 발명에서의 제1 매질이 응축기로 유입될 때의 온도가 낮을수록 열교환 성능이 향상되는 것은 물론 난방용 매질의 순환펌프의 소요동력이 적게 든다는 사실을 보여준다.4 (b) is a graph taken from the paper of "Non-patent document 1". This graph shows that as the temperature of the heating medium flowing through the condenser, that is, the first medium in the present invention, is lowered as the temperature is lowered, the heat exchange performance is improved, and the required power of the circulating pump of the heating medium is reduced.

본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 제1 매질이 응축기로 유입되기 전에 지상 열교환기(200)를 거쳐 보다 저온인 제2 매질로 열을 방출하도록 구성되어 있다. 이는 종래의 난방용 히트 펌프 시스템(1, 1')에 비해 응축기 입구에서의 제1 매질의 온도를 낮추게 되고, 이에 따라 응축기에서의 열교환 효율은 향상되고 순환펌프의 소요동력은 낮추는 효과를 가져온다.The heating heat pump system 100 of the present invention is configured to discharge heat to the second medium through the geothermal heat exchanger 200 before the first medium flows into the condenser. This lowers the temperature of the first medium at the inlet of the condenser compared to the conventional heating heat pump system 1, 1 ', thereby improving heat exchange efficiency in the condenser and lowering the required power of the circulation pump.

결국 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 단열처리된 지중 열저장 배관(300)에 저장된 열로 충분히 승온된 제2 매질을 히트 펌프(10)에 공급함에 따라 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이가 감소하여 히트 펌프(10)의 효율이 향상되는 것은 물론 응축기 입구에서의 제1 매질의 온도 하강에 따른 열교환 성능의 향상으로 인해 난방용 열부하기(20)측 순환 펌프의 소요동력을 줄일 수 있어 시스템 전체의 효율이 향상된다.As a result, the heat pump system 100 for heating according to the present invention supplies the second medium sufficiently heated by the heat stored in the thermally insulated geothermal heat storage pipe 300 to the heat pump 10 so that the temperature of the inlet of the evaporator and the temperature of the outlet of the condenser The efficiency of the heat pump 10 is improved and the power required for the circulation pump for the heating heat exchanger 20 can be reduced due to the improvement of the heat exchange performance due to the temperature drop of the first medium at the inlet of the condenser, The efficiency of the entire system is improved.

위와 같은 구성을 가진 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)에서 지중 열저장 배관(300)은 주변과의 열전달을 억제하기 위해 단열재로 감싸 보온 처리를 하게 되며, 열 저장을 목적으로 하는 것이므로 체적 대비 표면적이 작도록 관경을 크게 하는 것이 바람직하다.In the heating heat pump system 100 according to the present invention having the above-described structure, the underground heat storage pipe 300 is surrounded by a heat insulating material to suppress heat transfer to the surroundings, It is preferable to increase the diameter of the tube so that the surface area is small.

그리고, 제2 매질로는 물을 사용하는 것이 좋은데, 이는 물의 비열이 여러 지중 물질(흙, 모래, 바위 등)보다 월등히 큰 값을 갖기 때문에 상대적으로 배관 매설을 위한 지중 공간을 작게 설계하여도 충분한 저장 능력을 확보할 수 있기 때문이다. As the second medium, it is preferable to use water because the specific heat of water is much larger than that of various underground materials (earth, sand, rock, etc.) It is possible to secure the storage capacity.

아울러 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 지중 열저장 배관(300)에 좀더 많은 양의 열을 저장하기 위한 추가적인 외부 열원(500)을 더 포함할 수도 있다. 즉, 난방용 열부하기(20)의 회수측을 흐르는 제1 매질로부터 받은 열 이외에 다른 외부 열원(500)을 지중 열저장 배관(300)에 연결함으로써 지중 열저장 배관(300)의 열용량을 더 키울 수도 있다.In addition, the heating heat pump system 100 of the present invention may further include an external heat source 500 for storing a larger amount of heat in the geothermal heat storage pipe 300. That is, by connecting the external heat source 500 other than the heat received from the first medium flowing on the recovery side of the heating heat source 20 to the underground heat storage pipe 300, the heat capacity of the underground heat storage pipe 300 may be increased have.

여기서 외부 열원(500)은 보충적으로 지중 열저장 배관(300)에 열을 저장하는 것이기 때문에 고가의 에너지원을 사용하지 않고 주변의 다양한 미활용 에너지원(낮은 온도의 열원)을 활용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 에너지 밀도가 낮은 신재생에너지 열원도 에너지 밀도를 높이기 위한 특별한 추가 처리 없이 그대로 사용할 수 있으며, 따라서 큰 비용 증가 없이 주변의 다양한 미활용 에너지원을 효과적으로 활용하데 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)이 유용한 대안이 될 수 있다.Since the external heat source 500 supplements heat to the underground heat storage pipe 300, it is preferable to utilize various unused energy sources (low temperature heat source) in the vicinity without using an expensive energy source. For example, a new and renewable energy source having a low energy density can be used as it is without any additional treatment to increase the energy density. Therefore, the present invention can effectively utilize a variety of unused energy sources in the vicinity without increasing the cost. 100) can be a useful alternative.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 난방용 히트 펌프 시스템
10: 히트 펌프 20: 난방용 열부하기
30: 지중 열교환기 200: 지상 열교환기
300: 지중 열저장 배관 400: 지중 배관
500: 외부 열원 CV: 난방 공간100: Heat pump system for heating
10: Heat pump 20: Heating part for heating
30: Underground heat exchanger 200: Surface heat exchanger
300: Underground storage piping 400: Underground piping
500: External heat source CV: Heating space

Claims (5)

히트 펌프;
상기 히트 펌프의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관 및 외부로 열을 방출한 상기 제1 매질을 상기 응축기로 되돌리는 회수관과 각각 연결되는 난방용 열부하기;
상기 회수관의 중간에 설치된 지상 열교환기;
지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르도록 지하에 매설된 지중 열교환기;
지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관; 및
상기 지중 열교환기에 흐르는 상기 제2 매질을 상기 지상 열교환기로 공급하여 상기 제1 매질과 열교환을 하도록 하고, 상기 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 상기 제2 매질을 상기 지중 열저장 배관으로 공급하며, 상기 지중 열저장 배관에 열을 저장한 상기 제2 매질을 상기 히트 펌프의 증발기로 공급하고, 상기 히트 펌프의 증발기에서 열을 뺏긴 상기 제2 매질을 상기 지중 열교환기로 되돌리도록 연결되는 지중 배관;을 포함하고,
상기 지중 열저장 배관 내부의 온도가 주변의 지중 온도보다 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 장치.Heat pump;
A heating pipe connected to a supply pipe supplied with the first medium heated by the condenser of the heat pump and to a recovering pipe returning the first medium to the condenser;
A ground heat exchanger installed in the middle of the return pipe;
An underground heat exchanger buried underground so that a second medium supplied with heat from an underground heat source flows;
An underground heat storage piping consisting of a heat insulation pipe embedded in the ground; And
Supplying the second medium flowing through the underground heat exchanger to the geothermal heat exchanger to perform heat exchange with the first medium, performing heat exchange with the first medium to supply the heated second medium to the underground heat storage pipe, A submerged pipe connected to the second submerged heat storage pipe to supply the second medium, which stores heat to the submerged heat storage pipe, to the evaporator of the heat pump, and to return the second medium having the heat removed from the evaporator of the heat pump to the submerged heat exchanger; Including,
Wherein the temperature of the inside of the underground heat storage pipe is maintained to be higher than the underground temperature of the surroundings. [청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.][Claim 2 is abandoned upon payment of the registration fee.] 제1항에 있어서,
상기 제2 매질은 물인 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 장치.The method according to claim 1,
Wherein the second medium is water. 제1항에 있어서,
상기 지중 열교환기는 지면에 대해 수평 방향으로 매설되는 수평형 지중 열교환기인 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 장치.The method according to claim 1,
Wherein the underground heat exchanger is a horizontal underground heat exchanger buried horizontally with respect to the ground. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지중 열저장 배관에 추가적인 열을 공급하는 외부 열원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising an external heat source for supplying additional heat to the underground heat storage pipe. 제4항에 있어서,
상기 외부 열원은 신재생에너지 열원인 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the external heat source is a renewable energy heat source.
KR1020160132837A 2016-10-13 2016-10-13 Heat pump system having underground heat reservoir pipes KR101861092B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160132837A KR101861092B1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Heat pump system having underground heat reservoir pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160132837A KR101861092B1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Heat pump system having underground heat reservoir pipes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180040921A KR20180040921A (en) 2018-04-23
KR101861092B1 true KR101861092B1 (en) 2018-07-05

Family

ID=62089071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160132837A KR101861092B1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Heat pump system having underground heat reservoir pipes

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101861092B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108966604B (en) * 2018-08-21 2020-06-12 南京师范大学 Container enclosure structure utilizing heat pipe for heat dissipation
KR102352496B1 (en) * 2020-04-22 2022-01-19 한국에너지기술연구원 Dual heat source heat pump with selectable heat source and load and its operation method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041718B1 (en) 2009-04-21 2011-06-14 한밭대학교 산학협력단 Heat pump system for supplying hot water and heating space
KR101338264B1 (en) 2013-08-23 2013-12-09 주식회사 에너솔라 3zone hybrid type cooling and heating system using ground source
JP2014098535A (en) * 2012-10-18 2014-05-29 Sekisui Chem Co Ltd Air conditioning system for building utilizing geothermal heat and heat pump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041718B1 (en) 2009-04-21 2011-06-14 한밭대학교 산학협력단 Heat pump system for supplying hot water and heating space
JP2014098535A (en) * 2012-10-18 2014-05-29 Sekisui Chem Co Ltd Air conditioning system for building utilizing geothermal heat and heat pump
KR101338264B1 (en) 2013-08-23 2013-12-09 주식회사 에너솔라 3zone hybrid type cooling and heating system using ground source

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180040921A (en) 2018-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Self et al. Geothermal heat pump systems: Status review and comparison with other heating options
US8650875B2 (en) Direct exchange geothermal refrigerant power advanced generating system
JP5990652B2 (en) Operation method of fluid storage equipment
US9394771B2 (en) Single well, self-flowing, geothermal system for energy extraction
US9423158B2 (en) System and method of maximizing heat transfer at the bottom of a well using heat conductive components and a predictive model
PH12016501591B1 (en) Boiling-water-type geothermal heat exchanger and boiling-water-type geothermal power generation equipment
JP2017508921A (en) Process and method for generating geothermal heat
KR101368362B1 (en) Cooling and heating system using ground source
KR101061494B1 (en) Heat exchange system using an earth heat
KR101098949B1 (en) Hybrid system of geothermal heat pump for efficiency
CN105737232A (en) High-efficiency clean energy source heat supplying system using heat energy of hot dry rocks
KR101861092B1 (en) Heat pump system having underground heat reservoir pipes
Eggen et al. Heat pump for district cooling and heating at Oslo Airport Gardermoen
KR101322470B1 (en) Geothermal heat exchanger and heat exchange system using the same
EP3230659A1 (en) System for providing energy from a geothermal source
KR101614349B1 (en) Cooling and heating system using ground source
KR100530005B1 (en) Heat pump system for underground water source using artificial water vein
KR101587495B1 (en) Cooling and heating system using ground source
KR101501658B1 (en) Geothermal power generation system
EP2189731A1 (en) Geothermal probe
Lukawski et al. Geothermal Energy, Nature, Use, and Expectations
CN111648927A (en) In-situ heat-taking cogeneration system based on natural circulation principle
KR102314799B1 (en) Coaxial type geothermal heat exchanging system
Bielicki et al. Sedimentary basin geothermal resource for cost-effective generation of renewable electricity from sequestered carbon dioxide
JP2020148200A (en) Geothermal heat recovery device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant