KR101964015B1 - Heat storage air-conditioning and heating system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a heat storage cooling and heating system, comprising: a cold water tube well provided with a first main tube axially inserted into a cold water well, where low temperature underground water is accommodated, and allowing the low temperature underground water to move to a heat exchanger when water is pumped, and multiple first injection tubes arranged to be spaced from the first main tube to be axially inserted; a warm water tube well provided with a second main tube axially inserted into a warm water tube, where high temperature underground water is stored, and allowing the high temperature water to move to the heat exchanger when water is pumped, and multiple second injection tubes arranged to be spaced from the second main tube to be axially inserted; and an air injection unit forming compressed air and connected to the first injection tubes and the second injection tubes for injecting air into an alluvium aquifer to oxidize and precipitate inclusions contained in the cold water well and the warm water well, injecting the compressed air into the first injection tubes when the low temperature underground water is induced into the first main tube during a cooling operation, and injecting the compressed air into the second injection tubes when the high temperature underground water is induced into the second main tube during a heating operation. The present invention prevents a blockage and failure in pipes and the heat exchanger, and simultaneously increases cooling and heating efficiency.

Description

축열 냉난방시스템{Heat storage air-conditioning and heating system}[0001] Heat storage air-conditioning and heating system [0002]
본 발명은 축열 냉난방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충적대수층에 저장된 지하수를 이용한 열교환을 통해 냉방 또는 난방 시 그 충적대수층에 함유된 철 및 망간 등의 함유물을 효과적으로 제거하여 수배관 및 열교환기의 막힘현상을 억제시킬 수 있도록, 구조가 개선된 축열 냉난방시스템에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a heat storage and cooling system that effectively removes iron and manganese contained in an alluvial aquifer during cooling or heating through heat exchange using groundwater stored in an alluvial aquifer, And more particularly, to a regenerative cooling / heating system having improved structure.
일반적으로 냉난방을 위해 사용되는 에너지원으로는 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료와 원자력에 의한 전기 에너지가 있다. 그러나 화석연료의 경우 연소과정에서 발생되는 각종 공해물질로 인하여 수질 및 환경을 오염시키는 단점이 있기 때문에 근래에는, 이를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다. Generally, energy sources used for heating and cooling include fossil fuels such as coal, oil, natural gas, and nuclear energy. However, in the case of fossil fuels, various pollutants generated during the combustion process have a disadvantage of polluting the water quality and the environment. Therefore, alternate energy that can replace the fossil fuel has been actively developed in recent years.
현재, 무한 에너지원을 갖는 풍력, 태양열 및 지열이 대체 에너지로 주목받고 있으며, 설치 및 유지관리 시 적은 비용이 소요되는 지열 에너지를 이용한 냉난방 장치들이 많이 이용되고 있다. At present, wind power, solar heat and geothermal power having infinite energy sources are attracting attention as alternative energy, and air conditioning devices using geothermal energy, which requires low cost in installation and maintenance, are widely used.
지열은 지표면의 하부에 분포되어 토양과 암석이 태양복사열이나 지구 내부의 마그마 열로 인하여 보유하는 열을 말한다. 또한 충적대수층은 지하수를 함유한 지층으로 모래, 자갈, 실트, 점토 등으로 구성되어 있고, 지하수가 이들 지층을 구성하는 암석의 공극을 포화시키면서 존재한다. 이러한 충적대수층의 지열은 연중 일정한 온도를 유지한다. Geothermal heat is distributed in the lower part of the earth's surface, and refers to the heat held by the soil and rocks due to solar radiation or magmatic heat inside the earth. The alluvial aquifer is composed of sand, gravel, silt, clay, and so on, and groundwater exists while saturating the pores of rocks forming these strata. The geothermal heat of these alluvial aquifers maintains a constant temperature throughout the year.
지하수가 풍부한 곳에서는 연중 일정한 수온(약 15℃)의 지하수를 냉난방에 이용하고 있다. 충적대수층을 이용한 냉난방시스템은 효율이 높고, 친환경적인 방법으로 알려져 있으며 다양한 방법의 히트펌프 시스템으로 개발되고 있다.Where groundwater is abundant, groundwater at constant water temperature (about 15 ° C) is used for heating and cooling throughout the year. The heating and cooling system using the alluvial aquifer is known as a highly efficient, environmentally friendly method and is being developed as a heat pump system of various methods.
충적대수층을 이용한 일반적인 냉난방 시스템은, 철 및 망간이 포함된 충적대수층의 지하수를 그대로 이용하기 때문에 수배관 및 열교환기에 막힘 현상이 발생되고 냉난방 효율을 저하시키는 문제점을 가진다. Since the general airconditioning system using the alluvial aquifer uses the groundwater of the alluvial aquifer containing iron and manganese as it is, the water pipe and the heat exchanger are clogged and the cooling and heating efficiency is lowered.
종래기술로는 한국등록특허 제10-1424566호 ‘충적 대수층을 이용한 지하수열 활용 저장 시스템’이 있다.Korean Patent No. 10-1424566, entitled " Groundwater heat utilization storage system using an alluvial aquifer, "
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 냉난방을 위한 충적대수층에 함유된 철 및 망간 등의 함유물이 배관에 유입되는 것을 억제하여 그 배관 및 열교환기의 막힘현상과 고장발생을 방지함과 동시에 냉난방 효율을 증대시시킬 수 있는 축열 냉난방시스템을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an air conditioning system for an air conditioner which suppresses the inclusion of iron and manganese contained in an alluvial aquifer for cooling and heating into a pipe, And to provide a heat storage cooling and heating system capable of preventing clogging and occurrence of faults and increasing cooling and heating efficiency.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 축열 냉난방시스템은, 충적대수층에 저장된 상대적인 저온 및 고온 지하수를 이용하고, 열교환기의 열교환을 통해 냉방과 난방을 가능하게 하는 축열 냉난방시스템에 관한 것으로, 저온 지하수가 수용된 냉수정에 축방향으로 삽입되고 양수 시 상기 저온 지하수를 열교환기로 이동되게 하는 제1주관과, 상기 제1주관과 이격되게 배치되어 상기 축방향으로 삽입된 복수의 제1주입관을 구비하는 냉수관정; 고온 지하수가 수용된 온수정에 축방향으로 삽입되고 양수 시 상기 고온 지하수를 열교환기로 이동되게 하는 제2주관과, 상기 제2주관과 이격되게 배치되어 축방향으로 삽입된 복수의 제2주입관을 구비한 온수관정; 및 충적대수층에 공기를 주입시켜 상기 냉수정과 온수정에 함유된 함유물을 산화시키며 침전시킬 수 있도록, 압축공기를 형성시키고 제1주입관과 제2주입관에 연결되며, 냉방 시 제1주관으로 저온 지하수가 유입될 경우 상기 제1주입관에 상기 압축공기를 주입하고, 난방 시 제2주관으로 고온의 지하수가 유입될 경우 상기 제2주입관에 상기 압축공기를 주입시키는 공기주입부;를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention provides a heat storage cooling and heating system using relatively low temperature and high temperature groundwater stored in an alluvial aquifer and enabling cooling and heating through heat exchange of a heat exchanger, And a plurality of first injection pipes arranged so as to be spaced apart from the first main pipe and inserted in the axial direction of the first main pipe, Cold water bath; A second main pipe inserted axially into the hot tempered water accommodated in the high temperature groundwater and moved to the heat exchanger when the water is pumped; One hot water gauge; And air is injected into the alluvial aquifer to oxidize and precipitate the contents contained in the cold crystal and the on crystal. The compressed air is connected to the first injection pipe and the second injection pipe, An air injection unit injecting the compressed air into the first injection pipe when the low temperature groundwater flows into the second injection pipe and injecting the compressed air into the second injection pipe when high temperature groundwater flows into the second main pipe at the time of heating .
본 발명은, 상기 공기주입부에 전력을 공급할 수 있도록, 상기 공기주입부와 전기적으로 연결되며 풍력에 의한 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 에너지 공급부;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The apparatus may further include an energy supplying unit electrically connected to the air injecting unit to convert mechanical energy generated by wind power into electrical energy so as to supply power to the air injecting unit.
상기 제1주관 및 제2주관은, 상기 저온 지하수 또는 고온 지하수를 흡입할 수 있도록, 상기 충적대수층에 삽입되는 방향을 따라 이격되게 배치된 복수의 흡입개구부를 각각 포함하여 이루어질 수 있다.The first main pipe and the second main pipe may include a plurality of suction openings spaced apart from each other in a direction to be inserted into the allotment aquifer so that the low temperature groundwater or the high temperature groundwater can be sucked.
상기 제1주입관 및 제2주입관은, 상기 충적대수층에 압축공기를 분사할 수 있도록, 외주면을 따라 형성되고 내부와 상기 충적대수층을 소통시키는 주입개구부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The first injection pipe and the second injection pipe may include injection openings formed along the outer circumferential surface and communicating the inside and the aquifer aquifer so as to inject compressed air into the allotment aquifer.
상기 흡입개구부는, 상기 저온 지하수 또는 고온 지하수의 흡입력을 증대시킬 수 있도록, 내측직경이 상기 제1주관 및 제2주관의 각 내부로 갈수록 점진적으로 커지는 테이퍼진 형태로 이루어질 수 있다.The suction opening may have a tapered shape in which the inner diameter gradually increases toward the inside of each of the first and second main pipes so as to increase the suction force of the low temperature ground water or the high temperature ground water.
상기 제1주입관 및 제2주입관은, 압축공기의 분사율을 증대시킬 수 있도록, 제1주입관 및 제2주입관의 외주면으로부터 각각 돌출되와 상기 주입개구부와 연결되는 확산로를 형성하고, 상기 확산로와 충적대수층을 각각 소통시키는 복수의 확산구를 구비한 확산주입부;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The first injection pipe and the second injection pipe may form a diffusion path that protrudes from the outer peripheral surface of the first injection pipe and the second injection pipe and is connected to the injection opening so as to increase the injection rate of compressed air And a diffusion injection unit having a plurality of diffusion holes communicating the diffusion path and the alluvial aquifer, respectively.
본 발명은, 복수의 관통구가 형성된 관형태로 이루어져 냉수정 및 온수정에 각각 배치되고, 내부에 상기 제1주관 및 제2주관이 각각 삽입되는 외부관; 및 상기 제1주관 및 제2주관으로 유입되는 상기 저온 지하수 또는 고온 지하수에 침전된 상기 함유물을 필터링할 수 있도록, 상기 외부관과 상기 제1주관 및 제2주관의 사이공간에 끼워지는 필터부재;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The present invention relates to an outer tube having a tube shape in which a plurality of through-holes are formed and arranged in the cold crystal and the on crystal, respectively, and into which the first main tube and the second main tube are respectively inserted; And a filter member fitted in the space between the outer pipe and the first and second main pipes so as to filter the contents contained in the low temperature ground water or the high temperature ground water flowing into the first and second main pipes, ; And the like.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 축열 냉난방시스템은, 냉수관정의 제1주관과 제1주입관이 냉수정에 삽입되고, 온수관정의 제2주관과 제2주입관이 온수정에 삽입되며, 냉방시 제1주관으로 저온 지하수가 유입될 때 공기주입부가 제1주입관으로 압축공기를 주입시키고, 난방 시 제2주관으로 고온 지하수가 유입될 때 그 공기주입부가 제2주입관으로 압축공기를 주입시켜, 냉수정 및 온수정에 함유된 철 및 망간 등의 함유물을 산화시키고 침전시킴으로써, 냉난방을 위한 충적대수층에 함유된 철 및 망간 등의 함유물이 배관에 유입되는 것을 억제하여 그 배관 및 열교환기의 막힘현상과 고장발생을 방지함과 동시에 냉난방 효율을 증대시키는 효과를 가진다. The first main pipe and the first injection pipe of the cold water pipe are inserted into the cold plate and the second main pipe and the second injection pipe of the hot water pipe are inserted into the on- When the low-temperature groundwater flows into the first main pipe during cooling, the air injection unit injects compressed air into the first injection pipe. When the hot groundwater flows into the second main pipe at the time of heating, It is possible to prevent the inclusion of iron and manganese contained in the alluvial aquifer for cooling and heating into the piping by oxidizing and precipitating the inclusions such as iron and manganese contained in the cold crystal and the on crystal by injecting air, It is possible to prevent clogging and trouble in the piping and the heat exchanger and to increase the cooling and heating efficiency.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축열 냉난방시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명 일실시예에 채용된 냉수관정 및 온수관정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명 일실시예의 사용 상태를 설명하기 위한 상태도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열 냉난방시스템에 채용된 냉수관정 및 온수관정을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열 냉난방시스템에 채용된 흡입개구부와 외부관 및 필터부재를 설명하기 위한 단면도.
도 6은 본 발명 또 다른 실시예에에 채용된 주입관에 설치된 확산주입부를 설명하기 위한 단면도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a heat storage cooling / heating system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a view for explaining a cold water well and a hot water well adopted in an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a state diagram for explaining a use state of an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a sectional view for explaining a cold water tank and a hot water tank used in the heat storage cooling / heating system according to another embodiment of the present invention; FIG.
5 is a sectional view for explaining a suction opening, an outer tube and a filter member employed in the heat storage cooling / heating system according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a diffusion injection unit installed in an injection tube employed in another embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 축열 냉난방시스템은, 충적대수층(A)에 저장된 저온 지하수 및 고온 지하수를 이용하고 열교환기(H)의 열교환을 통해 냉방과 난방을 가능하게 한다. 여기서, 저온 지하수는 고온 지하수에 비해 상대적으로 온도가 낮은 지하수를 의미한다. 한편, 본 명세서의 내용 중 상기 충적대수층(A)에서 저온 지하수가 저장된 부분을 냉수정(10), 상대적으로 고온 지하수가 저장된 부분을 온수정(20)이라 한다. The thermal storage heating and cooling system according to an embodiment of the present invention enables cooling and heating through heat exchange of the heat exchanger (H) using low temperature ground water and high temperature ground water stored in the alluvium aquifer (A). Here, low-temperature groundwater refers to groundwater whose temperature is relatively lower than that of high-temperature groundwater. Meanwhile, in the present specification, a portion where the low-temperature groundwater is stored in the alluvium aquifer (A) is referred to as a cold crystal (10), and a portion where relatively hot groundwater is stored is referred to as on-crystal 20.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 축열 냉난방시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 설명하기에 앞서 본 발명에 따른 냉수관정(100)과 온수관정(200)은 서로 대응되는 구조로 이루어져 있다. 따라서, 냉수관정 및 온수관정의 구조 설명은, 냉수관정 또는 온수관정 중 어느 하나에 대한 도면을 참조하여 설명 가능하다. 이에 따라, 하나의 도면에 두개의 도면부호를 부여하여 냉수관정과 온수관정의 구조를 설명하였다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a heat storage cooling and heating system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Before describing the present invention, the cold water well 100 and the hot water well 200 according to the present invention are structured to correspond to each other. Therefore, the description of the structure of the cold water well and the hot water well can be explained with reference to the drawings for either the cold water well or the hot water well. Accordingly, the structure of the cold water well and the hot water well have been described by giving two reference numerals to the same figure.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축열 냉난방시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명 일실시예에 채용된 냉수관정 및 온수관정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명 일실시예의 사용 상태를 설명하기 위한 상태도이다. FIG. 1 is a view for explaining a thermal storage and cooling system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining a cold water tank and a hot water tank adopted in an embodiment of the present invention. Fig. 7 is a state diagram for explaining the use state of the embodiment. Fig.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 다른 축열 냉난방시스템은 냉수관정(100), 온수관정(200) 및 공기주입부(300)를 포함하여 이루어진다. As shown in these figures, the thermal storage and cooling system according to an embodiment of the present invention includes a cold water tube 100, a hot water tube 200, and an air injection unit 300.
상기 냉수관정(100)은 제1주관(110)과 복수의 제1주입관(120)을 포함하여 이루어지고, 충적대수층(A)에서 상대적으로 저온 지하수가 수용된 냉수정(10)에 축방향으로 삽입됨으로써 냉방 시 상기 저온 지하수를 열교환기(H) 측으로 이동되게 한다. The cold water well 100 includes a first main pipe 110 and a plurality of first injection pipes 120. The cold water pipe 100 is installed in the alluvial aquifers A in the axial direction So that the low-temperature groundwater is moved to the heat exchanger (H) side during cooling.
상기 냉수관정(100)의 제1주관(110)은, 냉방 시 상기 저온 지하수가 내부로 유입되게 하고 열교환기(H)로 이동되게 하는 수로 역할을 한다(도 3의 (a) 참조). 아울러, 상기 제1주관(110)은 난방 시 열교환에 의해 열에너지를 소실(消失)한 지하수 즉, 온도가 낮아진 고온 지하수를 냉수정(10)으로 이동되게 하여 그 고온 지하수(온도가 낮아져 저온 지하수로 변화된 고온 지하수)를 저장할 수 있게 한다(도 3의 (b) 참조). The first main pipe 110 of the cold water pipe 100 serves as a water pipe for allowing the low temperature groundwater to flow into the heat exchanger H during the cooling process (refer to FIG. 3 (a)). In addition, the first main pipe 110 causes the groundwater, that is, the low temperature groundwater, which has lost heat energy by heat exchange at the time of heating, to move to the cold crystal 10, and the high temperature groundwater Temperature high-temperature groundwater) (Fig. 3 (b)).
상기 제1주관(110)은 알루미늄과 같이 내부식성을 가진 금속 소재 또는 합성수지로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 제1주입관(120) 보다 지하를 향해 상대적으로 길게 형성될 수 있음으로써, 냉방 시 저온 지하수의 원활한 양수를 가능하게 할 수 있다. The first main pipe 110 is preferably made of a metal material or synthetic resin having corrosion resistance such as aluminum and can be formed relatively longer toward the underground than the first injection pipe 120, It is possible to smoothly carry out the transfer.
상기 냉수관정(100)의 제1주입관(120)은, 복수로 마련되어 상기 제1주관(110)의 주위에 이격되게 배치되고 상기 냉수정(10)을 향해 삽입된다. 상기 제1주입관(120)은, 공기주입부(300)와 연결된 관 형태로 이루어져서 내부에 공기의 흐름을 가능하게 하고, 상기 공기주입부(300)에 의해 형성된 압축공기를 상기 냉수정(10) 측의 충적대수층(A)으로 주입될 수 있게 한다. A plurality of first injection pipes 120 of the cold water pipe 100 are disposed to be spaced apart from the first main pipe 110 and inserted toward the cold fixer 10. The first injection pipe 120 is formed in the shape of a tube connected to the air injection unit 300 so as to allow air to flow therein and to supply the compressed air formed by the air injection unit 300 to the cold- To be injected into the alluvial aquifer (A).
상기 냉수관정(100)의 제1주입관(120)은, 내부의 직경이 상기 제1주관(110)의 내부 직경보다 작은 얇은 관으로 형성될 수 있음으로써, 상기 압축공기를 고압으로 상기 충적대수층(A)까지 원활하게 이동시키는 장점을 가진다. The first injection pipe 120 of the cold water pipe 100 may be formed as a thin pipe whose inside diameter is smaller than the inner diameter of the first main pipe 110, (A).
상기 온수관정(200)은 저온 지하수에 비해 온도가 높은 고온 지하수가 수용된 온수정(20)에 삽입되어, 난방 시 상기 고온 지하수가 열교환기(H) 측으로 이동되게 한다. 아울러, 온수관정(200)은 제2주관(210) 및 복수의 제2주입관(220)을 포함하여 이루어진다. The hot water well 200 is inserted into the on-quartz crucible 20 where hot groundwater having a temperature higher than that of the low temperature groundwater is received, so that the hot groundwater is moved to the heat exchanger H side upon heating. In addition, the hot water tub 200 includes a second main pipe 210 and a plurality of second injection pipes 220.
상기 온수관정(200)의 제2주관(210)은, 금속소재나 합성수지로 이루어진 관 형태로 형성되고 온수정(20)을 향해 축방향으로 삽입되며, 난방 시 펌프(미도시)의 구동에 따라 고온 지하수를 양수할 수 있도록 한다(도 3의 (b) 참조). The second main pipe 210 of the hot water duct 200 is formed in the shape of a tube made of a metal material or a synthetic resin and inserted in the axial direction toward the on crystal 20, So that the high-temperature groundwater can be pumped (see Fig. 3 (b)).
한편, 상기 제2주관(210)은 냉방 시 열교환기(H)에 의한 열교환으로 열 에너지를 축적한 저온 지하수(열교환에 의해 온도가 높아진 저온 지하수)를 상기 온수정(20)으로 주입되게 함으로써, 온도가 올라간 저온 지하수를 온수정에 저장할 수 있게 하고 난방 시 지열원수로 사용할 수 있게 하는 효과를 가진다(도 3의 (a) 참조)On the other hand, the second main pipe 210 allows the low temperature groundwater (low temperature ground water whose temperature has been raised by heat exchange), which has accumulated heat energy by heat exchange by the heat exchanger H during cooling, It is possible to store the low-temperature groundwater whose temperature is increased in the warm-up crystal and to use it as the geothermal heat source in the heating (refer to FIG. 3 (a)),
상기 제2주입관(220)은, 상기 공기주입부(300)에 연결되어 난방 시 상기 제2주관(210)을 통해 고온 지하수가 양수될 경우, 그 온수정(20)으로 압축공기가 주입될 수 있게 한다. When the high-temperature groundwater is pumped through the second main pipe 210 at the time of heating, the second injection pipe 220 is connected to the air injection unit 300, and the compressed air is injected into the on- I will.
상기 제2주입관(220)은 온수정(20)을 향해 길이를 가지며 제2주관(210) 보다 짧게 형성될 수 있고, 상기 제2주관(210)의 내부 직경보다 작은 내부 직경을 가질 수 있음으로써, 압축공기를 상기 온수정(20) 측에 고압으로 분사할 수 있게 한다. The second injection tube 220 may have a length toward the on crystal 20 and may be shorter than the second main tube 210 and may have an inner diameter smaller than the inner diameter of the second main tube 210 So that compressed air can be injected to the on-crystal 20 side at a high pressure.
상기 공기주입부(300)는, 제1주입관(120) 및 제2주입관(220)과 연결되며 압축공기를 형성시키고, 냉방 시 상기 제1주입관(120)에 그 압축공기를 주입시켜 냉수정(10)측에 함유된 철 및 망간 등의 함유물을 산화시켜 침전되게 한다. The air injection unit 300 is connected to the first injection pipe 120 and the second injection pipe 220 to form compressed air and inject the compressed air into the first injection pipe 120 during cooling The content of iron and manganese contained in the cold crystal 10 is oxidized and precipitated.
한편, 상기 공기주입부(300)는 난방 시 상기 제2주입관(220)으로 압축공기를 주입시켜 그 압축공기가 온수정(20)으로 주입되게 함으로써, 제2주관(210)으로 고온 지하수가 유입될 때 그 고온 지하수에 함유된 함유물을 산화시켜 침전될 수 있게 한다. Meanwhile, the air injection unit 300 injects compressed air into the second injection pipe 220 when heated, and the compressed air is injected into the on-quartz crystal 20, so that the high-temperature groundwater is supplied to the second main pipe 210 When introduced, oxidizes the contents contained in the high-temperature groundwater so as to be precipitated.
상기 공기주입부(300)는 제1주입관(120) 또는 제2주입관(220)과 선택적으로 소통될 수 있도록 밸브(미도시)를 구비할 수 있음으로써, 냉방 시 제1주입관(120)과 소통될 수 있고 난방 시 제2주입관(220)과 소통되어 압축공기를 주입시킬 수 있게 하는 효과를 가진다. The air injection unit 300 may include a valve (not shown) for selectively communicating with the first injection pipe 120 or the second injection pipe 220 so that the first injection pipe 120 And communicates with the second injection pipe 220 during heating to inject compressed air.
상기 공기주입부(300)는, 제1연결관(130)에 의해 복수의 제1주입관(120)과 소통되고, 제2연결관(230)에 의해 복수의 제2주입관(220)과 소통될 수 있다. 상기 공기주입부(300)의 밸브는 냉방 시 제1연결관(130)을 개방시켜 공기주입부와 제1주입관(120)을 서로 소통시킬 수 있다. 한편, 상기 밸브는 난방 시 제2연결관(230)을 개방시키고 제1연결관(130)을 폐쇄시켜 공기주입부와 제2주입관(220)을 서로 소통시킬 수 있다. The air injection unit 300 communicates with the plurality of first injection pipes 120 by the first connection pipe 130 and is connected to the plurality of second injection pipes 220 by the second connection pipe 230. Can be communicated. The valve of the air injection unit 300 may open the first connection pipe 130 during cooling to communicate the air injection unit and the first injection pipe 120 with each other. Meanwhile, the valve may open the second connection pipe 230 and close the first connection pipe 130 when heating to communicate the air injection unit and the second injection pipe 220 with each other.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 축열 냉난방시스템은 냉수관정(100)의 제1주관(110)과 제1주입관(120)이 냉수정(10)에 삽입되고, 온수관정(200)의 제2주관(210)과 제2주입관(220)이 온수정(20)에 삽입되며, 냉방시 제1주관(110)으로 저온 지하수가 유입될 때 공기주입부(300)가 제1주입관(120)으로 압축공기를 주입시키고, 난방 시 제2주관(210)으로 고온 지하수가 유입될 때 그 공기주입부(300)가 제2주입관(220)으로 압축공기를 주입시켜, 냉수정(10) 및 온수정(20)에 함유된 철 및 망간 등의 함유물을 산화시키고 침전시킴으로써, 냉난방을 위한 충적대수층에 함유된 철 및 망간 등의 함유물이 배관에 유입되는 것을 억제하여 그 배관 및 열교환기의 막힘현상과 고장발생을 방지함과 동시에 냉난방 효율을 증대시키는 효과를 가진다. In the thermal storage and cooling system according to the present invention having the above-described structure, the first main pipe 110 and the first injection pipe 120 of the cold water pipe 100 are inserted into the cold fixer 10, The second main pipe 210 and the second injection pipe 220 of the pipe 200 are inserted into the on crystal 200. When the low temperature groundwater flows into the first main pipe 110 during cooling, When the high temperature groundwater flows into the second main pipe 210 during heating, the air injection unit 300 injects the compressed air into the second injection pipe 220, And the inclusion of iron and manganese contained in the cold crystal 10 and the warm crystal 20 is precipitated and thereby the inclusion of iron and manganese contained in the alluvial aquifer for cooling and heating into the pipeline Thereby preventing clogging and failure of the piping and the heat exchanger and increasing the cooling and heating efficiency.
한편, 본 실시예는 상기 열교환기(H)측으로 이동되는 저온 지하수 및 고온 지하수를 필터링할 수 있는 여과부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 여과부는 열교환기(H)와 제1주관(110) 사이에 마련되어 저온 지하수에 침전된 함유물이 열교환기(H) 및 양수를 위한 펌프(미도시)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. The present embodiment may further include a filtration unit (not shown) capable of filtering the low-temperature groundwater and the high-temperature groundwater that are moved to the heat exchanger H side. The filtration unit is provided between the heat exchanger H and the first main pipe 110 to prevent the inclusions precipitated in the low temperature groundwater from flowing into the heat exchanger H and the pump for the amniotic fluid.
아울러, 상기 여과부는 열교환기(H)와 제2주관(210) 사이에 배치되어 고온 지하수의 양수 시 함유물이 열교환기(H) 및 펌프(미도시)로 유입되는 것을 방지하여, 배관 및 열교환기의 막힘 현상을 방지할 수 있다. 한편, 상기 여과부는 제1주관 및 제2주관이 서로 합쳐지는 구간에 구비될 수 있으며, 교체사용이 가능하도록 착탈구조로 이루어질 수 있다.In addition, the filtration unit is disposed between the heat exchanger H and the second main pipe 210 to prevent the inclusion of the high-temperature groundwater into the heat exchanger H and the pump (not shown) The clogging phenomenon of the base can be prevented. Meanwhile, the filtration unit may be provided in a section where the first main pipe and the second main pipe are joined to each other, and may be detachable so as to be replaceable.
본 실시예는 공기주입부(300)에 전력을 공급하기 위해 에너지 공급부(400)를 더 포함하여 이루어진다. 상기 에너지 공급부(400)는 공기주입부(300)와 전기적으로 연결되며 풍력에 의한 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 그 전기 에너지를 공기주입부(300)에 전달한다. 상기 에너지 공급부(400)는 풍력 발전기로 구현되는 것이 바람직하나, 태양광 발전기로도 구현될 수 있다. The present embodiment further includes an energy supply unit 400 for supplying power to the air injection unit 300. The energy supply unit 400 is electrically connected to the air injection unit 300 and converts mechanical energy by wind power into electrical energy and transfers the electrical energy to the air injection unit 300. The energy supply unit 400 may be implemented as a wind power generator, but may also be a solar power generator.
이상, 본 발명의 일실시예에 따른 축열 냉난방시스템을 설명하였다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하기로 한다. The regenerative heating and cooling system according to one embodiment of the present invention has been described above. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열 냉난방시스템에 채용된 냉수관정 및 온수관정을 설명하기 위한 단면도이다. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a cold water pipe and a hot water pipe used in the heat storage cooling / heating system according to another embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 앞서 설명한 실시예와 대부분의 구성이 유사하나, 냉수관정(100)의 제1주관(110)과 온수관정(200)의 제2주관(210)에 흡입개구부(B)를 구비하고, 제1주입관(120) 및 제2주입관(220)에 주입개구부(G)를 구비한다는 점에서 차이점을 가진다. As shown in FIG. 4, the present embodiment is similar to the above-described embodiment in most respects, but the first main pipe 110 of the cold water pipe 100 and the second main pipe 210 of the hot water pipe 200 Has a suction opening (B) and has an injection opening (G) in the first injection tube (120) and the second injection tube (220).
즉, 본 실시예에 채용된 상기 제1주관(110) 및 제2주관(210)은, 충적대수층(A)에 삽입되는 방향을 따라 이격되게 배치되는 복수의 흡입개구부(B)를 각각 구비함으로써, 상기 제1주관(110) 및 제2주관(210)이 저온 지하수 및 고온 지하수를 효과적으로 흡입할 수 있도록 한다. That is, the first main pipe 110 and the second main pipe 210 employed in the present embodiment are each provided with a plurality of suction openings B spaced apart from each other in the direction of insertion into the allotment aquifers A The first main pipe 110 and the second main pipe 210 can effectively suck the low temperature ground water and the high temperature ground water.
아울러, 상기 제1주입관(120) 및 제2주입관(220)의 주입개구(G)는 외측면을 따라 형성되고 내부와 상기 충적대수층(A)을 소통시킨다. 상기 제1주입관(120)의 주입개구(G)는, 냉방 시 제1주관(110)으로 저온 지하수가 유입될 때 보다 넓은 범위의 냉수정(10)으로 공기를 주입시킬 수 있게 한다. In addition, the injection opening G of the first injection pipe 120 and the second injection pipe 220 is formed along the outer side, and communicates the inside and the allotment aquifer A with each other. The injection opening G of the first injection pipe 120 allows the air to be injected into the cooler 10 having a wider range when the low temperature groundwater flows into the first main pipe 110 during cooling.
또한, 제2주입관(220)의 주입개구(G)는, 난방 시 제2주관(210)으로 고온 지하수가 유입될 때 넓은 범위의 온수정(20)으로 공기를 주입시킨다. 따라서, 상기 주입개구(G)는 냉방 또는 난방 시 저온 지하수 또는 고온 지하수에 함유된 함유물을 보다 효과적으로 산화시키고 침전시키는 효과를 도출한다. In addition, the injection opening G of the second injection pipe 220 injects air into the wide range of the ON crystal 20 when the high temperature groundwater flows into the second main pipe 210 at the time of heating. Therefore, the injection opening (G) has the effect of more effectively oxidizing and precipitating the contents contained in the low-temperature groundwater or the high-temperature groundwater in the cooling or heating.
이상 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열 냉난방시스템을 설명하였다. 이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열 냉난방시스템을 설명하기로 한다. The regenerative heating and cooling system according to another embodiment of the present invention has been described above. Hereinafter, a regenerative heating / cooling system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축열 냉난방시스템에 채용된 흡입개구부와 외부관 및 필터부재를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 본 발명 또 다른 실시예에에 채용된 주입관에 설치된 확산주입부를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a suction opening, an outer tube, and a filter member employed in the heat storage cooling / heating system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross- Sectional view for explaining the diffusion injection section.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 앞서 설명한 실시예와 대부분의 구성이 유사하나 흡입개구부(B)을 구조에 있어서 차이점이 있고, 외부관(500) 및 필터부재(600), 확산주입부(D)를 더 포함하여 이루어진다는 점에서 차이점이 있다. As shown in these drawings, the present embodiment is similar to the above-described embodiment in most of the configurations, but the suction opening portion B has a difference in structure, and the outer tube 500 and the filter member 600, (D) in the second embodiment.
즉, 본 실시예에 채용된 각각의 상기 흡입개구부(B)는, 내측직경이 상기 제1주관(110) 및 제2주관(210) 각각의 내부로 갈수록 점진적으로 커지는 테이퍼진 형태로 이루어짐으로써, 상기 저온 지하수 또는 고온 지하수의 흡입력을 증대시키는 효과를 도출한다. That is, each of the suction openings B employed in the present embodiment has a tapered shape in which the inner diameter gradually increases toward the inside of each of the first main pipe 110 and the second main pipe 210, The effect of increasing the suction force of the low-temperature groundwater or the high-temperature groundwater is derived.
상기 외부관(500)은, 관형태로 이루어져 복수의 관통공(510)을 구비하고, 냉수정(10)과 온수정(20)에 각각 배치되며 내부에 제1주관(110) 및 제2주관(210)이 각각 삽입된다. The outer tube 500 is formed in a tubular shape and has a plurality of through holes 510. The outer tube 500 is disposed in each of the cold crystal 10 and the on crystal 20 and includes a first main tube 110 and a second main tube 110, (210) are respectively inserted.
아울러 상기 필터부재(600)는 어느 하나의 외부관(500)과 제1주관(110)의 사이공간, 다른 하나의 외부관(500)과 제2주관(210)의 사이공간에 끼워져 제1주관(110)과 제2주관(210)으로 각각 유입되는 저온 지하수와 고온 지하수에 침전된 함유물을 필터링함으로써, 냉방이나 난방 시 지하수에 함유된 철 및 망간 등의 함유물에 의한 배관 및 열교환기의 막힘현상을 차단하고 열교환 효율을 증대시키는 효과를 가진다. The filter member 600 is inserted into a space between any one of the outer tubes 500 and the first main tube 110 and between the other outer tube 500 and the second main tube 210, The low-temperature groundwater flowing into the second main pipe 210 and the contents precipitated in the high-temperature groundwater are filtered so that the pipe and the heat exchanger containing the iron and manganese contained in the groundwater at the time of cooling or heating Thereby blocking the clogging phenomenon and increasing the heat exchange efficiency.
상기 확산주입부(D)는, 제1주입관(120)과 제2주입관(220)의 외주면으로부터 각각 돌출되어 상기 주입개구(G)와 연결되는 확산로(D1)를 형성시킨다. 아울러, 상기 확산주입부(D)는 냉수정(10)과 온수정(20)이 형성된 충적대수층(A)과 그 확산로(D1)를 각각 소통시키는 복수의 확산구(D2)를 포함하여 이루어짐으로써, 냉방이나 난방 시 제1주입관(120)과 제2주입관(220)을 통해 분사되는 압축공기의 분사율을 증대시키는 효과를 가진다. The diffusion injection unit D forms a diffusion path D1 which protrudes from the outer circumferential surfaces of the first injection pipe 120 and the second injection pipe 220 and is connected to the injection opening G. [ The diffusion injection unit D includes a plurality of diffusion holes D2 communicating the alluvial aquifer A formed with the cold crystal 10 and the on crystal 20 and the diffusion furnace D1. Thereby increasing the injection rate of the compressed air injected through the first injection pipe 120 and the second injection pipe 220 during cooling or heating.
이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예들을 설명하였으나 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개발을 할 수 있음은 자명하다. 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, but on the contrary is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Do.
A: 충적대수층 H: 열교환기
10: 냉수정 20: 온수정
100: 냉수관정 110: 제1주관
120: 제1주입관 130: 제1연결관
200: 온수관정 210: 제2주관
220: 제2주입관 230: 제2연결관
300: 공기주입부 400: 에너지 공급부
500: 외부관 600: 필터부재
A: Alluvial aquifer H: Heat exchanger
10: Cold Correction 20: On Correction
100: cold water pipe 110: first pipe
120: first injection tube 130: first connection tube
200: hot water well 210: second water well
220: second injection tube 230: second connection tube
300: air injection unit 400: energy supply unit
500: outer tube 600: filter element

Claims (5)

  1. 충적대수층에 저장된 상대적인 저온 및 고온 지하수를 이용하고, 열교환기의 열교환을 통해 냉방과 난방을 가능하게 하는 축열 냉난방시스템에 관한 것으로,
    저온 지하수가 수용된 냉수정에 축방향으로 삽입되고 양수 시 상기 저온 지하수를 열교환기로 이동되게 하는 제1주관과, 상기 제1주관과 이격되게 배치되어 상기 축방향으로 삽입된 복수의 제1주입관을 구비하는 냉수관정;
    고온 지하수가 수용된 온수정에 축방향으로 삽입되고 양수 시 상기 고온 지하수를 열교환기로 이동되게 하는 제2주관과, 상기 제2주관과 이격되게 배치되어 축방향으로 삽입된 복수의 제2주입관을 구비한 온수관정; 및
    충적대수층에 공기를 주입시켜 상기 냉수정과 온수정에 함유된 함유물을 산화시키며 침전시킬 수 있도록, 압축공기를 형성시키고 제1주입관과 제2주입관에 연결되며, 냉방 시 제1주관으로 저온 지하수가 유입될 경우 상기 제1주입관에 상기 압축공기를 주입하고, 난방 시 제2주관으로 고온의 지하수가 유입될 경우 상기 제2주입관에 상기 압축공기를 주입시키는 공기주입부;를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1주관 및 제2주관은, 상기 저온 지하수 또는 고온 지하수를 흡입할 수 있도록, 상기 충적대수층에 삽입되는 방향을 따라 이격되게 배치된 복수의 흡입개구부를 각각 포함하여 이루어지고,
    상기 제1주입관 및 제2주입관은, 상기 충적대수층에 압축공기를 분사할 수 있도록, 외주면을 따라 형성되고 내부와 상기 충적대수층을 소통시키는 주입개구부를 포함하여 이루어지고,
    상기 흡입개구부는, 상기 저온 지하수 또는 고온 지하수의 흡입력을 증대시킬 수 있도록, 내측직경이 상기 제1주관 및 제2주관의 각 내부로 갈수록 점진적으로 커지는 테이퍼진 형태로 이루어지고,
    상기 제1주입관 및 제2주입관은, 압축공기의 분사율을 증대시킬 수 있도록, 제1주입관 및 제2주입관의 외주면으로부터 각각 돌출되어 상기 주입개구부와 연결되는 확산로를 형성하고, 상기 확산로와 충적대수층을 각각 소통시키는 복수의 확산구를 구비한 확산주입부;를 더 포함하여 이루어지고,
    복수의 제1주입관과 공기주입부를 소통시키는 제1연결관; 및 복수의 제2주입관과 공기주입부를 소통시키는 제2연결관;을 포함하고,
    상기 공기주입부는 제1주입관 또는 제2주입관과 선택적으로 소통될 수 있도록 밸브를 구비하고,
    상기 밸브는, 냉방 시 제1연결관을 개방시켜 공기주입부와 제1주입관을 서로 소통시키고, 난방 시 제2연결관을 개방시키고 제1연결관을 폐쇄시켜 공기주입부와 제2주입관을 서로 소통시키는 것을 특징으로 하는 축열 냉난방시스템.
    The present invention relates to a regenerative heating and cooling system that utilizes relatively low temperature and high temperature groundwater stored in an alluvial aquifer and enables cooling and heating through heat exchange of a heat exchanger,
    A first main pipe inserted axially into the cold crystal accommodating the low temperature groundwater and allowed to move the low temperature groundwater to the heat exchanger when the pump is pumped; a plurality of first injection pipes spaced apart from the first main pipe, A cold water pipe provided;
    A second main pipe inserted axially into the hot tempered water accommodated in the high temperature groundwater and moved to the heat exchanger when the water is pumped; One hot water gauge; And
    Air is injected into the alluvial aquifer so as to oxidize and precipitate the contents contained in the cold crystal and the on crystal. The compressed air is connected to the first injection pipe and the second injection pipe, And an air injection unit injecting the compressed air into the first injection pipe when the low temperature groundwater flows in and injecting the compressed air into the second injection pipe when high temperature groundwater flows into the second main pipe at the time of heating Lt; / RTI >
    The first main pipe and the second main pipe each include a plurality of suction openings spaced from each other in a direction of insertion into the allotment aquifers so that the low temperature ground water or the high temperature ground water can be sucked,
    Wherein the first injection pipe and the second injection pipe include injection openings formed along the outer circumferential surface and communicating the inside and the allotment aquifer so as to inject compressed air into the allotment aquifer,
    Wherein the suction opening has a tapered shape in which an inner diameter gradually increases toward the inside of each of the first and second main pipes so as to increase suction force of the low temperature ground water or high temperature ground water,
    The first injection pipe and the second injection pipe may form a diffusion path which protrudes from the outer circumferential surface of the first injection pipe and the second injection pipe and is connected to the injection opening so as to increase the injection rate of the compressed air, And a diffusion injection unit having a plurality of diffusion holes communicating the diffusion path and the alluvial aquifer respectively,
    A first connection pipe communicating the plurality of first injection pipes and the air injection unit; And a second connection pipe communicating the plurality of second injection pipes and the air injection unit,
    Wherein the air injection unit includes a valve for selectively communicating with the first injection pipe or the second injection pipe,
    The valve opens the first connection pipe when cooling and communicates the air injection unit with the first injection pipe, opens the second connection pipe at the time of heating, closes the first connection pipe, To communicate with each other.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기주입부에 전력을 공급할 수 있도록, 상기 공기주입부와 전기적으로 연결되며 풍력에 의한 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 에너지 공급부;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 축열 냉난방시스템.
    The method according to claim 1,
    Further comprising an energy supply unit electrically connected to the air injection unit to convert mechanical energy generated by wind power into electric energy so as to supply electric power to the air injection unit.
  3. 삭제delete
  4. 삭제delete
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 관통구가 형성된 관형태로 이루어져 냉수정 및 온수정에 각각 배치되고, 내부에 상기 제1주관 및 제2주관이 각각 삽입되는 외부관; 및
    상기 제1주관 및 제2주관으로 유입되는 상기 저온 지하수 또는 고온 지하수에 침전된 상기 함유물을 필터링할 수 있도록, 상기 외부관과 상기 제1주관 및 제2주관의 사이공간에 끼워지는 필터부재;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 축열 냉난방시스템.
    The method according to claim 1,
    An outer tube having a tube shape having a plurality of through holes and disposed in the cold crystal and the on crystal respectively and having the first and second main tubes respectively inserted therein; And
    A filter member sandwiched between the outer tube and the first main pipe and the second main pipe so as to filter the contents contained in the low temperature groundwater or the high temperature groundwater flowing into the first main pipe and the second main pipe; Further comprising a second heat exchanger for cooling the second heat exchanger.
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