KR102257087B1 - 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지열 냉난방에 사용되는 열교환 파이프를 굴삭기 등의 외부 충격으로부터 파손되거나 열교환 파이프 내부로 토사 등 이물질이 유입되는 것을 방지하는 방법에 관한 것이다.
하단에 드릴 비트가 결합된 드릴 스트링을 이용하여 지표면과 수직인 방향으로 지층을 천공하여 지열 냉난방용 시추공을 굴착하는 단계; 상기 지열 냉난방용 시추공에 열교환 파이프를 삽입하는 단계; 상기 열교환 파이프에 물을 채우는 단계; 상기 열교환 파이프가 움직이지 않도록 상기 지열 냉난방용 시추공에 미리 정해진 높이까지 시멘트를 삽입하여 그라우팅층을 형성하는 단계; 상기 열교환 파이프 내의 물이 터파기 심도까지 차지하도록 공기압축기를 이용하여 상기 열교환 파이프 내의 물을 배출하는 단계; 상기 열교환 파이프 내에 백업재를 삽입하는 단계; 상기 백업재가 상기 열교환 파이프 내에서 기밀유지되도록 양생제와 물을 주입하여 양생시키는 단계;를 포함한다.
하단에 드릴 비트가 결합된 드릴 스트링을 이용하여 지표면과 수직인 방향으로 지층을 천공하여 지열 냉난방용 시추공을 굴착하는 단계; 상기 지열 냉난방용 시추공에 열교환 파이프를 삽입하는 단계; 상기 열교환 파이프에 물을 채우는 단계; 상기 열교환 파이프가 움직이지 않도록 상기 지열 냉난방용 시추공에 미리 정해진 높이까지 시멘트를 삽입하여 그라우팅층을 형성하는 단계; 상기 열교환 파이프 내의 물이 터파기 심도까지 차지하도록 공기압축기를 이용하여 상기 열교환 파이프 내의 물을 배출하는 단계; 상기 열교환 파이프 내에 백업재를 삽입하는 단계; 상기 백업재가 상기 열교환 파이프 내에서 기밀유지되도록 양생제와 물을 주입하여 양생시키는 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지열 냉난방에 사용되는 열교환 파이프를 굴삭기 등의 외부 충격으로부터 파손되거나 열교환 파이프 내부로 토사 등 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 관한 것이다.
대체에너지의 일원인 지열에너지는 지하 깊은 곳의 고온 지열을 이용하여 발전 등에 활용되기도 하고, 10~20℃의 지열을 이용하여 냉난방 시스템에 적용되기도 하는데, 지열을 이용하여 건물 등의 냉난방기술에 적용하는 경우, 기존 냉난방장치에 비하여 최대 40% 이상의 에너지를 절감할 수 있으며, 40~70%의 에너지 발생비용을 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.
지열에너지 발전은 첫째, 심도 30~200m 내외를 천공하고 히트펌프를 사용하여 냉난방하는 기술인 소구경의 수직밀폐형 천부지열 기술이 있고, 둘째, 소구경 300~500m 가령을 시추하고 지하의 지하수를 직접 순환하고 히트펌프를 이용하는 관정형 천부지열 기술, 셋째, 하산지대에서 사용하는 방식으로써 소구경 1000m이상을 시추하고 지하에서 200℃이상의 고온수를 직접 지상으로 끌어 올려 지열 발전하는 기술, 넷째 심도 500~5,000m의 장심도 대구경을 시추하여 지열순환매체를 순환시키는 방식을 통해 열만 지상으로 끌어 올리고 히트펌프 없이 지열 직접 난방 및 발전하는 기술인 심부지열 기술로 크게 분류할 수 있다.
이러한 지열을 이용하여 건물 내의 냉난방을 목적으로 지하수와 같은 천연 열저장소를 이용하는 전기장치인 지열 히트펌프 시스템은, 지중 열교환기를 구비하여 상기 열교환기에 의해 하절기에는 지중으로 열을 방출하고 동절기에는 지중으로부터 열을 흡수하는 것으로, 연중 10~20℃로 거의 일정한 온도를 유지한 지온에 의해 냉난방 성능이 저하되지 않아 안정적인 운전이 가능하다.
통상적으로 사용되는 지열을 이용한 냉난방장치는 지열을 회수하기 위한 지열교환기 파이프와, 회수한 지열을 필요한 장소로 이동시켜 냉난방을 행하도록 하는 히트펌프로 구성된다. 열교환기 파이프는 일반적으로 지하 200~300m까지 삽입되어 있으며, U자 형태를 지닌다.
그러나 이러한 시스템은 시설물의 건설 이전에 설치되어야 하는데, 추후에 터파기 작업시 굴삭기와 같은 중장비를 이용하여 터파기 및 지반 보강 공사를 하면서 기설치된 열교환기 파이프를 파손하여, 이에 따라 건축물의 건설에 소요되는 기간과 비용이 늘어나는 문제점이 있다.
이와 같이, 터파기 작업중에 발파나 굴삭기등의 외부충격으로 열교환기 파이프가 파손된 경우에, 토사나 자갈과 같은 이물질이 열교환 파이프 내부로 유입되면서 열교환 효율을 저하시키는 문제점이 있다. 열교환 파이프를 지열 냉난방용으로 사용하기 위해서, U자형 열교환기 파이프의 내부에 쌓인 토사나 자갈을 제거하여야 하나, U자형관의 깊이가 200~300m 정도로 깊게 형성됨으로 이를 제거하는 것에 상당한 어려움이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 지열 냉난방에 사용되는 열교환 파이프가 외부의 충격으로 인해 파손되는 것을 방지하며, 상기 열교환 파이프가 파손됨에 따라 건축물의 건설에 불필요하게 소요될 수 있는 기간과 비용을 줄이는 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 암반층에 비해 비교적 연약한 토층으로 구성된 지층에 상기 열교환 파이프가 설치되는 경우, 상기 토층이 붕괴되어 상기 열교환 파이프 내부에 토사와 같은 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법은, 하단에 드릴 비트가 결합된 드릴 스트링을 이용하여 지표면과 수직인 방향으로 지층을 천공하여 지열 냉난방용 시추공을 굴착하는 단계; 상기 지열 냉난방용 시추공에 열교환 파이프를 삽입하는 단계; 상기 열교환 파이프에 물을 채우는 단계; 상기 열교환 파이프가 움직이지 않도록 상기 지열 냉난방용 시추공에 미리 정해진 높이까지 시멘트를 삽입하여 그라우팅층을 형성하는 단계; 상기 열교환 파이프 내의 물이 터파기 심도까지 차지하도록 공기압축기를 이용하여 상기 열교환 파이프 내의 물을 배출하는 단계; 상기 열교환 파이프 내에 백업재를 삽입하는 단계; 상기 백업재가 상기 열교환 파이프 내에서 기밀유지되도록 양생제와 물을 주입하여 양생시키는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 사전 측정을 통해 열교환 파이프 내에 차지하는 물의 높이당 물의 부피를 계산하고, 상기 공기압축기를 통해 배출된 물의 부피를 측정함으로써 상기 열교환 파이프 내의 물이 차지하는 높이를 측정하는 단계;를 추가로 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 열교환 파이프 내의 물이 차지하는 높이를 측정하기 위해 전동릴에 권취되어 있는 와이어를 상기 열교환 파이프 내의 수위까지 삽입하여, 삽입된 와이어의 길이를 통해 상기 열교환 파이프 내의 물이 차지하는 높이를 측정하는 단계;를 추가로 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 전동릴에 권취되어 있는 상기 와이어 단부에 달린 추의 자중에 의해 상기 백업재가 상기 열교환 파이프의 수위까지 삽입되도록 한다.
바람직하게는, 상기 백업재를 삽입하는 단계와 상기 양생제와 물을 주입하여 양생시키는 단계를 추가적으로 1회 이상 반복하는 단계;를 포함한다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법은 열교환 파이프 내에 백업재를 삽입하고 양생시켜 기밀유지함으로써 열교환 파이프 내부로 토사나 자갈 등의 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 의해 시공된 지열 냉난방용 시추공의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법의 순서도에 따른 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 의해 시공된 지열 냉난방용 시추공의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 의해 시공된 지열 냉난방용 시추공의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법의 순서도에 따른 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 의해 시공된 지열 냉난방용 시추공의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 의해 시공된 지열 냉난방용 시추공의 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호하는 방법은 다음과 같다.
하단에 드릴 비트가 결합된 드릴 스트링을 이용하여 지표면과 수직인 방향으로 지층을 천공하여 지열 냉난방용 시추공(20)을 굴착한다.
다음으로, 상기 지열 냉난방용 시추공(30)에 열교환 파이프(20)를 삽입한다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20) 내에 물(50)을 주입한다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20)가 움직이지 않도록 상기 지열 냉난방용 시추공에 미리 정해진 높이까지 시멘트를 삽입하여 그라우팅층(40)을 형성한다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20) 내의 물(50)이 터파기 심도까지 차지하도록 공기압축기(60)를 이용하여 상기 열교환 파이프(10) 내의 물을 배출한다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20) 내에 백업재(10)를 삽입한다.
다음으로, 상기 백업재(10)가 상기 열교환 파이프(20) 내에서 기밀유지되도록 양생제와 물을 주입하여 양생시킴으로써 양생층(80)을 형성시킨다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법의 순서도에 따른 개략도이다.
도 3을 참조하여 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 시공 단계는 다음과 같다.
먼저, 지열 냉난방용 열교환 파이프 설치 공사가 시작되면, 지열 냉난방용 시추공(30)이 굴착된다(S10).
상기 지열 냉난방용 시추공(30)은 하단에 드릴 비트(미도시)가 부착된 드릴 스트링(미도시)을 이용하여 지층과 수직인 방향으로 정해진 깊이까지 굴착되어야 한다.
상기 드릴 비트는 굴착 대상 지역의 지반 상태에 따라서 재질, 형상 등을 고려하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 연암 및 중경암 지반의 굴착시 메탈 드릴 비트를 사용하며, 경암 및 극경암 지반의 굴착시 다이아몬드 드릴 비트를 사용한다.
다음으로, 상기 지열 냉난방용 시추공(30)에 열교환 파이프(20)를 삽입한다(S20).
상기 열교환 파이프(20)는 U자 형태로 구부러진 단부가 연직 아래를 향하도록 삽입되며, 상기 열교환 파이프(20)의 재질은 일반적으로 PE, PVC, HDPE 등이 널리 사용되나 꼭 이에 한정하지는 않는다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20)에 물(50)을 가득 채운다(S30).
상기 열교환 파이프(20)에 물(50)을 채우기 전 물주입 파이프(56)에 압력계(54)를 설치할 수 있다. 상기 압력계(54)는 상기 열교환 파이프(20)에 작용하는 수압을 모니터링하여 상기 열교환 파이프(20)의 파손 여부를 확인하기 위한 것이다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20)가 움직이지 않도록 상기 지열 냉난방용 시추공(30)에 미리 정해진 높이까지 그라우팅 재료를 주입하여 그라우팅층(40)을 형성한다(S40).
상기 그라우팅 재료는 상기 지층의 열이 상기 열교환 파이프(20)에 잘 전도되도록 하기 위해 열 전도율이 높은 금속 물질을 혼합한 벤토나이트, 실리카샌드, 물을 혼합하여 사용할 수 있으나 꼭 이에 한정하지는 않는다.
더욱 바람직하게는 상기 그라우팅층(40)을 형성하기 위해서 벤토나이트, 실리카샌드, 물을 각 1:5:3~4의 비율로 혼합한 재료를 상기 지열 냉난방용 시추공(30)에 주입한다.
그라우팅 재료 주입 후 그라우팅 재료의 고형화로 인한 침강현상이 발생할 경우 그라우팅 재료를 추가로 더 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20) 내의 물(50)이 터파기 심도까지 차지하도록 공기압축기(60)를 이용하여 상기 열교환 파이프(20) 내의 물(50)을 배출한다(S50).
배출되는 물의 양을 측정함으로써, 열교환 파이프(20)에 채워진 물의 수위가 얼마나 하강하였는지를 산정할 수 있다. 배출되는 물의 양과 열교환 파이프(20)에 채워진 물의 수위의 감소치의 관계를 미리 반복실험에 의해 계산하여, 1m의 열교환 파이프 내에 차지하는 물의 부피를 산정할 수 있다. 이에 따라, 배출되는 물의 양을 측정함으로써, 열교환 파이프의 물의 수위가 얼마가 감소했는지 파악할 수 있다.
더욱 바람직하게는 전동릴(70)에 권취되어 있는 와이어(wire)(74)를 상기 열교환 파이프(20) 내의 수위까지 삽입하여, 삽입된 와이어의 길이를 통해 상기 열교환 파이프(20) 내 물(50)의 높이를 측정할 수 있다.
상기 전동릴(70)에는 상기 와이어(74)가 삽입되는 길이가 표시되는 디스플레이부(미도시)를 추가로 더 구비할 수 있으며, 디스플레이부에 표기되는 와이어(74)의 길이를 통해 상기 열교환 파이프(20) 내의 물이 차지하는 높이를 측정할 수 있다.
상기 와이어(74)의 재질은 나일론(Nylon), 플루오로카본(Fluorocarbon), PE(Polyethylene) 또는 스테인리스스틸(Stainless Steel), 티타늄(Titanium), 니켈(Nickel) 등의 합금을 주성분으로 하는 금속 와이어가 주로 사용되나 꼭 이에 한정하지는 않는다.
다음으로, 상기 열교환 파이프(20) 내에 백업재(10)를 삽입한다(S60).
상기 전동릴(70)의 와이어(74) 단부에 달린 추(72)의 자중에 의해 상기 백업재(10)가 상기 열교환 파이프(20)의 수위까지 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 백업재(10)는 원기둥(Cylindrical) 형태이며, 스티로폼, 폴리우레탄폼, 폴리스티렌폼, 폴리에틸렌폼, 폴리프로필렌폼, EVA폼, PET발포폼 등과 같은 다공질의 발포수지 재질이 주로 사용됨으로써 중량이 가벼우면서도 외부 충격 흡수가 용이하도록하나 꼭 이에 한정하지는 않는다.
상기 백업재(10)의 삽입을 용이하게 하기 위하여 상기 백업재(10)의 직경은 상기 열교환 파이프(20)의 내경보다 작거나 같아야 한다.
상기 추(72)는 백업재(10)가 열교환 파이프(20)를 충분히 보호할 수 있는 심도인 지하 20~50m 깊이까지 삽입될 수 있도록 철, 납, 황동, 텅스텐 등과 같은 비중이 높은 금속 재질이 주로 사용되나 꼭 이에 한정하지는 않는다.
다음으로, 상기 백업재(10)가 상기 열교환 파이프(20) 내에서 기밀유지되도록 양생제와 물을 주입하여 양생시킨다(S70).
양생제는 상기 그라우팅층(40)을 형성하는 분말(Powder)상의 재료를 동일하게 사용할 수 있으며, 상기 양생제가 수화(Hydration) 반응을 일으킬 수 있도록 20℃의 온도 조건에서 약 72시간 동안 양생시킨다.
이는 상기와 같은 조건에서 형성된 겔(gel) 상의 양생층(80)을 통해 상기 백업재(10)가 기밀을 유지함과 동시에, 터파기 작업이 완료된 후 수압을 통해 손쉽게 상기 양생층(80)을 제거할 수 있다.
상기 백업재(10)를 삽입하는 단계와 상기 양생제와 물을 주입하여 양생시키는 단계를 추가적으로 1회 이상 반복하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 단계를 통하여 상기 열교환 파이프(20) 내에 양생층(80)과 백업재(10)가 반복 형성됨으로써 터파기 및 굴착 작업 시 상기 열교환 파이프(20) 내 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 외부 충격으로 인해 상기 열교환 파이프(20)가 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
터파기 작업이 완료된 후 상기 백업재(10)와 상기 양생층(80)을 제거하기 위해 물(50)을 주입할 수 있으며, 물(50)은 삽입된 백업재(10)가 모두 배출될 때까지 주입하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법에 의해 시공된 지열 냉난방용 시추공의 단면도이며, 도 4를 참조하면 지열 냉난방용 시추공(30)은 1차 시추 작업과 2차 시추 작업을 통해서 굴착할 수 있다.
1차 시추 작업은 터파기 구간인 지하 30~40m까지 굴착하며, 작업 완료 후 해당 암반이 연질일 경우 지름 6~9인치의 1차 케이싱(22)을 설치할 수 있으며, 상기 1차 케이싱(22)은 지상 1~3m 위치에서부터 터파기 심도까지 설치되고, 그 외 암반의 경우에도 시추공 보호를 위해 케이싱 설치가 가능하다.
터파기 작업 중 상기 열교환 파이프(20)의 파손을 방지하기 위해 지름 4~6인치, 길이 5~8m의 2차 케이싱(24)을 추가로 더 설치할 수 있다.
2차 시추 작업은 지열 냉난방이 가능하도록 지하 200~300m 깊이까지 굴착하며, 대상 지역 암반의 지열 온도에 따라 더 깊거나 더 얕은 심도로 굴착 가능하다.
상기 1차 케이싱(22)과 상기 2차 케이싱(24)의 재질은 발파나 굴삭기 등의 외부충격으로부터 열교환 파이프(20)를 보호할 수 있도록 강관(Steel Pipe) 등의 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 꼭 이에 한정하지는 않는다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
10 : 백업재(Back-up Rod)
20 : 열교환 파이프(Heat Exchanging Pipe)
22 : 1차 케이싱(the First Casing)
24 : 2차 케이싱(the Second Casing)
30 : 지열 냉난방용 시추공(Geothermal Borehole)
40 : 그라우팅층(Grouting Layer)
50 : 물(Water)
52 : 수조(Water Tank)
54 : 압력계(Pressure Gauge)
56 : 물주입 파이프(Water Injection Pipe)
60 : 공기압축기(Air Compressor)
70 : 전동릴(Electric Reel)
72 : 추(Weight)
74 : 와이어(Wire)
80 : 양생층(Curing Layer)
20 : 열교환 파이프(Heat Exchanging Pipe)
22 : 1차 케이싱(the First Casing)
24 : 2차 케이싱(the Second Casing)
30 : 지열 냉난방용 시추공(Geothermal Borehole)
40 : 그라우팅층(Grouting Layer)
50 : 물(Water)
52 : 수조(Water Tank)
54 : 압력계(Pressure Gauge)
56 : 물주입 파이프(Water Injection Pipe)
60 : 공기압축기(Air Compressor)
70 : 전동릴(Electric Reel)
72 : 추(Weight)
74 : 와이어(Wire)
80 : 양생층(Curing Layer)
Claims (5)
- 하단에 드릴 비트가 결합된 드릴 스트링을 이용하여 지표면과 수직인 방향으로 지층을 천공하여 지열 냉난방용 시추공을 굴착하는 단계;
상기 지열 냉난방용 시추공에 열교환 파이프를 삽입하는 단계;
상기 열교환 파이프에 물을 채우는 단계;
상기 열교환 파이프가 움직이지 않도록 상기 지열 냉난방용 시추공에 미리 정해진 높이까지 시멘트를 주입하여 그라우팅층을 형성하는 단계;
상기 열교환 파이프 내의 물이 터파기 심도까지 차지하도록 공기압축기를 이용하여 상기 열교환 파이프 내의 물을 배출하는 단계;
상기 열교환 파이프 내에 상기 열교환 파이프의 수위까지 추의 자중에 의해 백업재를 삽입하는 단계;
상기 백업재가 상기 열교환 파이프 내에서 기밀유지되도록 양생제와 물을 주입하여 양생시키는 단계;
상기 백업재를 삽입하는 단계와 상기 양생제와 물을 주입하여 양생시키는 단계를 추가적으로 1회 이상 반복하는 단계;를 포함하되,
상기 열교환 파이프 내의 물이 차지하는 높이를 측정하기 위해 전동릴에 권취되어 있는 와이어를 상기 열교환 파이프 내의 수위까지 삽입하여, 삽입된 상기 와이어의 길이를 통해 상기 열교환 파이프 내의 물이 차지하는 높이를 측정하는 단계;를 추가로 더 포함하며,
상기 추는 상기 전동릴에 권취되어 있는 상기 와이어 단부에 결합되는 것을 특징으로 하며,
터파기 작업이 완료된 후 상기 백업재와 양생층을 제거하기 위해 상기 열교환 파이프 내부로 물을 주입하며, 물은 삽입된 상기 백업재가 상기 열교환 파이프의 외부로 모두 배출될 때까지 주입하는 단계 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법. - 제1항에 있어서,
사전 측정을 통해 열교환 파이프 내에 차지하는 물의 높이당 물의 부피를 계산하고, 상기 공기압축기를 통해 배출된 물의 부피를 측정함으로써 상기 열교환 파이프 내의 물이 차지하는 높이를 측정하는 단계;를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백업재를 이용한 지열 냉난방용 열교환 파이프 보호 방법. - 삭제
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KR101621751B1 (ko) * | 2015-12-02 | 2016-05-17 | 코텍엔지니어링주식회사 | 가이드를 이용한 터 파기전 지중열 교환기 삽입 공법 |
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KR100778936B1 (ko) | 2006-09-08 | 2007-11-22 | 지앤에스건설 주식회사 | 지열파이프 일체형 지반보강공법 |
KR101370440B1 (ko) * | 2011-10-18 | 2014-03-07 | 금오공과대학교 산학협력단 | 코일형 지중열교환기 시공구조와 그 시공장치 및 그 시공방법 |
KR101415299B1 (ko) * | 2012-05-30 | 2014-07-04 | 주식회사 지앤지테크놀러지 | 고심도용 지중 열교환기 그라우팅 장치 및 방법 |
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2019
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