KR102266107B1 - 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템 - Google Patents

대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템 Download PDF

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Abstract

개시되는 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템이 제 1 관정, 지열 이용부 및 제 2 관정 및 예비 관정을 포함함에 따라, 대수층이 막혀서 함양 관정인 상기 제 2 관정이 넘치는 경우, 취출 관정인 상기 제 1 관정과 상기 예비 관정 사이에서 지열 교환 매체의 유동이 이루어지도록 함으로써, 대수층이 막히는 경우 이러한 대수층 막힘에 대응하여 상기 지열 교환 매체의 함양과 취출이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.

Description

대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템{Geothermal heat exchanging system for action about aquifer blockage}
본 발명은 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템에 관한 것이다.
지열 교환 시스템은 지중의 지열을 지열 교환 매체을 통해 수요처로 공급해주거나 수요처로부터 전달된 열기를 상기 지열 교환 매체를 통해 지중으로 버릴 수 있는 시스템을 말한다.
이러한 지열 교환 시스템의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
지열 교환 시스템은 지중으로부터 지열 교환 매체를 토출시키는 취출 관정과, 지중으로 지열 교환 매체를 인입시키는 함양 관정을 포함하고, 상기 함양 관정을 통해 인입, 즉 함양된 지열 교환 매체가 지중의 대수층을 통해 상기 취출 관정 쪽으로 이동되어, 상기 취출 관정을 통해 토출, 즉 취출될 수 있다.
그러나, 종래의 지열 교환 시스템에 있어서는, 지열 교환 시스템의 지속적인 사용 등으로 인해 대수층이 막히는 경우, 함양 관정은 그대로 넘쳐버리게 되고, 취출 관정에서는 취출할 지열 교환 매체가 부족해지는 문제가 발생되었다.
등록특허 제 10-0768064호, 등록일자: 2007.10.11., 발명의 명칭: 암반대수층의 지열을 이용한 열교환 순환장치 등록특허 제 10-1424566호, 등록일자: 2014.07.23., 발명의 명칭: 충적 대수층을 이용한 지하수열 활용 저장 시스템
본 발명은 대수층이 막히는 경우 이러한 대수층 막힘에 대응하여 지열 교환 매체의 함양과 취출이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템은 대수층이 형성된 지중에 관통 매설되어, 지중과 열교환되어 지열을 수득한 지열 교환 매체를 지표 상으로 토출시킬 수 있는 제 1 관정; 상기 제 1 관정을 통해 토출된 상기 지열 교환 매체과 열교환되면서 상기 지열을 수득하여 수요처로 공급할 수 있는 지열 이용부; 상기 제 1 관정과 이격되도록 상기 지중에 관통 매설되어, 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로 인입시킬 수 있는 제 2 관정; 및 상기 제 1 관정 및 상기 제 2 관정과 이격되도록 상기 지중에 관통 매설되고, 상기 제 2 관정의 작동 중에는 작동 중지되어 있다가, 상기 제 2 관정의 작동 불능 상태에서는 상기 제 2 관정을 대체하여 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로 인입시킬 수 있는 예비 관정;을 포함하고,
상기 예비 관정이 작동 중지 중에는, 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체는 상기 제 2 관정으로 모두 유입된 다음 상기 지중으로 흡수되고, 상기 제 2 관정의 작동 불능 상태에서는, 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체는 상기 제 2 관정을 대체한 상기 예비 관정으로 모두 유입된 다음 상기 지중으로 흡수되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템에 의하면, 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템이 제 1 관정, 지열 이용부 및 제 2 관정 및 예비 관정을 포함함에 따라, 대수층이 막혀서 함양 관정인 상기 제 2 관정이 넘치는 경우, 취출 관정인 상기 제 1 관정과 상기 예비 관정 사이에서 지열 교환 매체의 유동이 이루어지도록 함으로써, 대수층이 막히는 경우 이러한 대수층 막힘에 대응하여 상기 지열 교환 매체의 함양과 취출이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템을 보이는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템을 보이는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템(100)은 제 1 관정(130), 지열 이용부(101) 및 제 2 관정(135) 및 예비 관정(140)을 포함한다.
도면 번호 105는 상기 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템(100)의 각종 구성 요소의 작동을 제어할 수 있는 제어 부재이다.
상기 제 1 관정(130)은 대수층(10)이 형성된 지중에 관통 매설되어, 지중과 열교환되어 지열을 수득한 지열 교환 매체를 지표 상으로 토출시킬 수 있는 것이다.
상기 지열 이용부(101)는 상기 제 1 관정(130)을 통해 토출된 상기 지열 교환 매체과 열교환되면서 상기 지열을 수득하여 수요처로 공급하거나, 상기 수요처로부터 열기를 수득하여 상기 지열 교환 매체를 통해 상기 지중으로 버리는 것이다.
상세히, 상기 지열 이용부(101)는 냉온수 탱크(110)와, 히트 펌프(115)와, 열교환기(120)와, 블리딩 탱크(125)를 포함한다.
상기 냉온수 탱크(110)는 상기 지열 이용부(101)에서 생성되는 냉수와 온수가 저장되는 것으로, 그 하부에 냉수가, 그 상부에 온수가 저장될 수 있다.
상기 히트 펌프(115)는 공기열과 지열을 함께 이용할 수 있는 복합 열원 히트 펌프로서, 이러한 복합 열원 히트 펌프는 등록특허 제 10-1635571호 등에서 제시되는 바와 같이, 일반적인 것이므로, 여기서는 그 구체적인 설명을 생략한다.
상기 열교환기(120)는 상기 히트 펌프(115)로 상기 지열 교환 매체가 직접적으로 유입되지 않도록 상기 히트 펌프(115)와 상기 열교환기(120) 사이를 순환되는 순환 매체와 상기 지열 교환 매체를 열교환시키는 것이다. 상기 열교환기(120)를 통해 상기 지열 교환 매체의 열기가 상기 히트 펌프(115)와 상기 열교환기(120) 사이를 순환하는 순환 매체에 전달된 다음 상기 히트 펌프(115)로 전달될 수 있다.
이를 위해, 상기 히트 펌프(115)와 상기 열교환기(120) 사이에는, 상기 열교환기(120)로부터 상기 히트 펌프(115)로 상기 히트 펌프(115)와 상기 열교환기(120) 사이를 순환되는 순환 매체가 유동되는 배관인 제 1 히트 펌프향 배관(153)과, 상기 히트 펌프(115)로부터 상기 열교환기(120)로 상기 히트 펌프(115)와 상기 열교환기(120) 사이를 순환되는 순환 매체가 유동되는 배관인 제 1 열교환기향 배관(152)이 설치된다.
상기 히트 펌프(115)로 전달된 열기는 상기 냉온수 탱크(110)와 상기 히트 펌프(115) 사이를 순환하는 순환 매체에 의해 상기 냉온수 탱크(110)로 전달된다.
이를 위해, 상기 냉온수 탱크(110)와 상기 히트 펌프(115) 사이에는, 상기 냉온수 탱크(110)로부터 상기 히트 펌프(115)로 상기 냉온수 탱크(110)와 상기 히트 펌프(115) 사이를 순환하는 순환 매체가 유동되는 배관인 제 2 히트 펌프향 배관(150)과, 상기 히트 펌프(115)로부터 상기 냉온수 탱크(110)로 상기 냉온수 탱크(110)와 상기 히트 펌프(115) 사이를 순환하는 순환 매체가 유동되는 배관인 냉온수 탱크향 배관(151)이 설치된다.
상기 블리딩 탱크(125)는 상기 열교환기(120)로 향하는 상기 지열 교환 매체 중 일부를 저장하고 있다가, 상기 지중으로 상기 지열 교환 매체의 보충, 즉 블리딩(bleeding)이 필요한 경우, 상기 제어 부재(105)에 의해 작동되어, 상기 블리딩 탱크(125) 내부에 저장되어 있던 상기 지열 교환 매체를 상기 지중 쪽으로 공급해주는 것이다.
이를 위해, 상기 열교환기(120)와 상기 블리딩 탱크(125) 사이에는, 상기 열교환기(120)로부터 상기 블리딩 탱크(125) 쪽으로 상기 지열 교환 매체가 유동되는 배관인 블리딩 탱크향 배관(154)과, 상기 블리딩 탱크(125)로부터 상기 열교환기(120) 쪽으로 상기 지열 교환 매체가 유동되는 배관인 제 2 열교환기향 배관(155)이 설치된다.
상기 블리딩 탱크향 배관(154)과 상기 제 2 열교환기향 배관(155)에서 상기 블리딩 탱크(125)에 근접된 각 부분에는, 상기 블리딩 탱크향 배관(154)과 상기 제 2 열교환기향 배관(155)을 각각 개폐시킬 수 있는 블리딩 탱크향 개폐 밸브(170)와 제 2 열교환기향 개폐 밸브(171)가 설치된다.
상기 블리딩 탱크향 배관(154)에서 상기 열교환기(120)와 상기 블리딩 탱크향 개폐 밸브(170) 사이에는 후술되는 관정향 연결 배관(161)이 연결되고, 상기 제 2 열교환기향 배관(155)에서 상기 열교환기(120)와 상기 제 2 열교환기향 개폐 밸브(171) 사이에는 후술되는 지열 이용향 연결 배관(156)이 연결된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 블리딩 탱크향 개폐 밸브(170)와 상기 제 2 열교환기향 개폐 밸브(171)가 모두 닫힌 상태이면, 상기 지열 이용향 연결 배관(156)을 통해 유동된 상기 지열 교환 매체가 상기 열교환기(120)를 경유한 다음 상기 블리팅 탱크로 향하지 아니하고 상기 관정향 연결 배관(161)을 통해 유동된다.
반면, 상기 블리딩 탱크향 개폐 밸브(170)가 닫히고, 상기 제 2 열교환기향 개폐 밸브(171)가 열린 상태이면, 상기 지열 이용향 연결 배관(156)을 통해 유동된 상기 지열 교환 매체 중 일부가 상기 블리딩 탱크(125)로 향하여 수용되고, 상기 블리딩 탱크향 개폐 밸브(170)가 열리고, 상기 제 2 열교환기향 개폐 밸브(171)가 닫힌 상태이면, 상기 블리딩 탱크(125)에 수용되어 있던 상기 지열 교환 매체가 상기 관정향 연결 배관(161)을 통해 유동되어 상기 지중으로 블리딩될 수 있게 된다.
이러한 블리딩을 위하여, 상기 블리딩 탱크(125) 내부에는 블리딩 펌프(미도시)가 설치된다.
상기 제 2 관정(135)은 상기 제 1 관정(130)과 이격되도록 상기 지중에 관통 매설되어, 상기 지열 이용부(101)에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로 인입시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제 1 관정(130)이 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로부터 취출하는 취출 관정으로, 상기 제 2 관정(135)이 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로 함양하는 함양 관정으로 기능하는 것으로 제시되나, 후술되는 각 밸브의 제어에 의해, 상기 제 1 관정(130)이 함양 관정으로, 상기 제 2 관정(135)이 취출 관정으로 기능하도록 작동될 수도 있다.
이를 위해, 상기 제 1 관정(130) 및 상기 제 2 관정(135)에는, 상기 지중으로부터 상기 지열 교환 매체를 외부로 취출시킬 수 있는 제 1 취출 펌프(131)와 제 2 취출 펌프(136)가 각각 배치된다.
상기 예비 관정(140)은 상기 제 1 관정(130) 및 상기 제 2 관정(135)과 이격되도록 상기 지중에 관통 매설되고, 상기 제 2 관정(135)의 작동 중에는 작동 중지되어 있다가, 상기 제 2 관정(135)의 작동 불능 상태에서는 상기 제 2 관정(135)을 대체하여 상기 지열 이용부(101)에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로 인입시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 예비 관정(140)이 함양 관정으로 기능하는 것으로 제시되나, 후술되는 각 밸브의 제어에 의해, 상기 예비 관정(140)이 취출 관정으로도 기능할 수 있고, 이를 위해, 상기 예비 관정(140)에는, 상기 지중으로부터 상기 지열 교환 매체를 외부로 취출시킬 수 있는 예비 취출 펌프(141)가 배치된다.
한편, 상기 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템(100)은 함양 관정으로 기능하는 상기 제 2 관정(135) 내의 수위를 감지하는 수위 감지 센서(137)를 포함한다.
상기 수위 감지 센서(137)에서 감지된 상기 제 2 관정(135) 내의 수위가 미리 설정된 입력 수위에 도달되었는지 여부는 상기 제어 부재(105)에 의해 판단된다.
상기 제어 부재(105)에 의해 상기 수위 감지 센서(137)에서 감지된 상기 제 2 관정(135) 내의 수위가 상기 미리 설정된 입력 수위에 도달된 것으로 판단된 경우, 상기 제어 부재(105)는 대수층(10)이 막혀서 함양 관정인 상기 제 2 관정(135)이 넘치는 것으로 보고, 상기 제 2 관정(135)의 작동은 중지시키고, 상기 예비 관정(140)을 작동시켜, 상기 예비 관정(140)이 상기 제 1 관정(130)과 상기 대수층(10)을 통해 상기 지열 교환 매체를 교환하도록 한다.
한편, 상기 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템(100)은 상기 지열 이용부(101)의 일정 지점, 상세히는 상기 제 2 열교환기향 배관(155)과 연결되어 상기 지중으로부터 유동된 상기 지열 교환 매체가 상기 지열 이용부(101) 쪽으로 유동되도록 하는 지열 이용향 연결 배관(156)과, 상기 지열 이용향 연결 배관(156)으로부터 분지되어 상기 제 1 관정(130)의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 1 관정(130)과 연통되고 상기 제 1 취출 펌프(131)가 설치되는 제 1 지열 이용향 분지 배관(157)과, 상기 지열 이용향 연결 배관(156)으로부터 분지되어 상기 제 2 관정(135)의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 2 관정(135)과 연통되고 상기 제 2 취출 펌프(136)가 설치되는 제 2 지열 이용향 분지 배관(158)과, 상기 제 1 지열 이용향 분지 배관(157)을 개폐시킬 수 있는 제 1 지열 이용향 분지 개폐 밸브(172)와, 상기 제 2 지열 이용향 분지 배관(158)을 개폐시킬 수 있는 제 2 지열 이용향 분지 개폐 밸브(173)와, 상기 지열 이용부(101)에서 상기 지열 이용향 연결 배관(156)이 연결된 지점과 다른 지점, 상세히는 상기 블리딩 탱크향 배관(154)과 연결되어 상기 지열 이용부(101)로부터 유동된 상기 지열 교환 매체가 상기 지중 쪽으로 유동되도록 하는 관정향 연결 배관(161)과, 상기 관정향 연결 배관(161)으로부터 분지되어 상기 제 1 관정(130) 및 상기 제 2 관정(135) 쪽으로 연장되는 제 1 관정향 분지 배관(162)과, 상기 제 1 관정향 분지 배관(162)으로부터 분지되어 상기 제 1 관정(130)의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 1 관정(130)과 연통되는 제 1 관정향 재분지 배관(159)과, 상기 제 1 관정향 분지 배관(162)으로부터 분지되어 상기 제 2 관정(135)의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 2 관정(135)과 연통되는 제 2 관정향 재분지 배관(160)과, 상기 관정향 연결 배관(161)으로부터 분지되어 상기 예비 관정(140)의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 예비 관정(140) 쪽으로 연장되고 상기 예비 취출 펌프(141)가 설치되는 제 2 관정향 분지 배관(163)과, 상기 제 2 관정향 분지 배관(163)과 병렬이 되면서 상기 예비 관정(140)의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 관정향 연결 배관(161)과 상기 예비 관정(140)을 연통시키는 제 2 관정향 병렬 배관(164)과, 상기 제 1 관정향 재분지 배관(159)을 개폐시킬 수 있는 제 1 관정향 재분지 개폐 밸브(174)와, 상기 제 2 관정향 재분지 배관(160)을 개폐시킬 수 있는 제 2 관정향 재분지 개폐 밸브(175)와, 상기 관정향 연결 배관(161)에서 상기 제 2 관정향 분지 배관(163)과 상기 제 2 관정향 병렬 배관(164) 사이 부분을 개폐시킬 수 있는 분지 병렬 사이 개폐 밸브(176)와, 상기 제 2 관정향 분지 배관(163)을 개폐시킬 수 있는 관정향 분지 개폐 밸브(178)와, 상기 제 2 관정향 병렬 배관(164)을 개폐시킬 수 있는 관정향 병렬 개폐 밸브(177)를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템(100)의 작동에 대하여 설명한다.
상기 제어 부재(105)에 의해 상기 수위 감지 센서(137)에서 감지된 상기 제 2 관정(135) 내의 수위가 상기 미리 설정된 입력 수위에 도달되지 아니한 것으로 판단된 경우, 상기 제어 부재(105)는 대수층(10)이 막히지 아니한 정상적인 작동 상태로 판단하여, 상기 제 1 관정(130)과 상기 제 2 관정(135)이 작동되도록 한다.
상세히, 상기 제 1 관정(130)이 취출 관정으로, 상기 제 2 관정(135)이 함양 관정으로 각각 기능하는 경우이므로, 상기 제 1 지열 이용향 분지 개폐 밸브(172)는 열리고, 상기 제 2 지열 이용향 분지 개폐 밸브(173)는 닫히고, 상기 제 1 관정향 재분지 개폐 밸브(174)는 닫히고, 상기 제 2 관정향 재분지 개폐 밸브(175)는 열린다. 그러면, 상기 제 1 취출 펌프(131)의 작동에 따라 상기 제 1 관정(130)에서 취출되는 상기 지열 교환 매체가 상기 제 1 지열 이용향 분지 배관(157) 및 상기 지열 이용향 연결 배관(156)을 경유한 다음 상기 제 2 열교환기향 배관(155)을 거쳐 상기 열교환기(120)를 경유하면서 열교환되어 지열을 상기 히트 펌프(115)와 상기 열교환기(120) 사이를 순환하는 순환 매체로 전달하고, 그런 다음 상기 블리딩 탱크향 배관(154)로 유동된다.
여기서, 블리딩이 요구되지 않는 경우이므로, 상기 블리딩 탱크향 개폐 밸브(170)와 상기 제 2 열교환기향 개폐 밸브(171)가 모두 닫힌 상태여서, 상기 열교환기(120)를 거친 상기 지열 교환 매체는 상기 블리딩 탱크향 배관(154) 및 상기 관정향 연결 배관(161)을 따라 유동된다.
이 때, 상기 예비 관정(140)은 작동이 요구되지 않으므로, 상기 분지 병렬 사이 개폐 밸브(176)는 열리고, 상기 관정향 분지 개폐 밸브(178)와 상기 관정향 병렬 개폐 밸브(177)는 모두 닫힌 상태가 된다. 그러면, 상기 관정향 연결 배관(161)을 따라 유동된 상기 지열 교환 매체는 상기 제 1 관정향 분지 배관(162) 및 상기 제 2 관정향 재분지 배관(160)을 통해 상기 제 2 관정(135)으로 유입된 다음 상기 지중으로 흡수될 수 있다.
한편, 상기 제어 부재(105)에 의해 상기 수위 감지 센서(137)에서 감지된 상기 제 2 관정(135) 내의 수위가 상기 미리 설정된 입력 수위에 도달된 것으로 판단된 경우, 상기 제어 부재(105)는 대수층(10)이 막혀서 함양 관정인 상기 제 2 관정(135)이 넘치는 비정상적인 작동 상태로 판단하여, 상기 제 1 관정(130)과 상기 예비 관정(140)이 작동되도록 한다.
상세히, 상기 제 1 관정(130)이 취출 관정으로, 상기 예비 관정(140)이 함양 관정으로 각각 기능하는 경우이므로, 상기 제 1 지열 이용향 분지 개폐 밸브(172)는 열리고, 상기 제 2 지열 이용향 분지 개폐 밸브(173)는 닫히고, 상기 제 1 관정향 재분지 개폐 밸브(174) 및 상기 제 2 관정향 재분지 개폐 밸브(175)는 모두 닫힌다. 그러면, 상기 제 1 취출 펌프(131)의 작동에 따라 상기 제 1 관정(130)에서 취출되는 상기 지열 교환 매체가 상기 제 1 지열 이용향 분지 배관(157) 및 상기 지열 이용향 연결 배관(156)을 경유한 다음 상기 제 2 열교환기향 배관(155)을 거쳐 상기 열교환기(120)를 경유하면서 열교환되어 지열을 상기 히트 펌프(115)와 상기 열교환기(120) 사이를 순환하는 순환 매체로 전달하고, 그런 다음 상기 블리딩 탱크향 배관(154)로 유동된다.
여기서, 블리딩이 요구되지 않는 경우이므로, 상기 블리딩 탱크향 개폐 밸브(170)와 상기 제 2 열교환기향 개폐 밸브(171)가 모두 닫힌 상태여서, 상기 열교환기(120)를 거친 상기 지열 교환 매체는 상기 블리딩 탱크향 배관(154) 및 상기 관정향 연결 배관(161)을 따라 유동된다.
이 때, 상기 예비 관정(140)이 작동 요구되므로, 상기 분지 병렬 사이 개폐 밸브(176)는 열리고, 상기 관정향 분지 개폐 밸브(178)는 열리고, 상기 관정향 병렬 개폐 밸브(177)는 닫힌 상태가 된다. 그러면, 상기 관정향 연결 배관(161)을 따라 유동된 상기 지열 교환 매체는 상기 제 2 관정향 분지 배관(163)을 통해 상기 예비 관정(140)으로 유입된 다음 상기 지중으로 흡수될 수 있다.
한편, 상기 제 1 관정(130)이 함양 관정으로, 상기 제 2 관정(135)이 취출 관정으로 각각 기능하는 경우에는, 상기 제 1 지열 이용향 분지 개폐 밸브(172)는 닫히고, 상기 제 2 지열 이용향 분지 개폐 밸브(173)는 열리고, 상기 제 1 관정향 재분지 개폐 밸브(174)는 열리고, 상기 제 2 관정향 재분지 개폐 밸브(175)는 닫힌다.
상기와 같이, 상기 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템(100)이 상기 제 1 관정(130), 상기 지열 이용부(101) 및 상기 제 2 관정(135) 및 예비 관정(140)을 포함함에 따라, 대수층(10)이 막혀서 함양 관정인 상기 제 2 관정(135)이 넘치는 경우, 취출 관정인 상기 제 1 관정(130)과 상기 예비 관정(140) 사이에서 상기 지열 교환 매체의 유동이 이루어지도록 함으로써, 대수층(10)이 막히는 경우 이러한 대수층(10) 막힘에 대응하여 상기 지열 교환 매체의 함양과 취출이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템에 의하면, 대수층이 막히는 경우 이러한 대수층 막힘에 대응하여 지열 교환 매체의 함양과 취출이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템
101 : 지열 이용부
130 : 제 1 관정
135 : 제 2 관정
140 : 예비 관정

Claims (3)

  1. 대수층이 형성된 지중에 관통 매설되어, 지중과 열교환되어 지열을 수득한 지열 교환 매체를 지표 상으로 토출시킬 수 있는 제 1 관정;
    상기 제 1 관정을 통해 토출된 상기 지열 교환 매체과 열교환되면서 상기 지열을 수득하여 수요처로 공급할 수 있는 지열 이용부;
    상기 제 1 관정과 이격되도록 상기 지중에 관통 매설되어, 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로 인입시킬 수 있는 제 2 관정; 및
    상기 제 1 관정 및 상기 제 2 관정과 이격되도록 상기 지중에 관통 매설되고, 상기 제 2 관정의 작동 중에는 작동 중지되어 있다가, 상기 제 2 관정의 작동 불능 상태에서는 상기 제 2 관정을 대체하여 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체를 상기 지중으로 인입시킬 수 있는 예비 관정;을 포함하고,
    상기 예비 관정이 작동 중지 중에는, 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체는 상기 제 2 관정으로 모두 유입된 다음 상기 지중으로 흡수되고,
    상기 제 2 관정의 작동 불능 상태에서는, 상기 지열 이용부에 상기 지열을 전달한 상기 지열 교환 매체는 상기 제 2 관정을 대체한 상기 예비 관정으로 모두 유입된 다음 상기 지중으로 흡수되는 것을 특징으로 하는 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템은
    상기 제 2 관정 내의 수위를 감지하는 수위 감지 센서; 및
    상기 수위 감지 센서에서 감지된 상기 제 2 관정 내의 수위가 미리 설정된 입력 수위에 도달되었는지 여부를 판단하는 제어 부재;를 포함하고,
    상기 제어 부재에 의해 상기 수위 감지 센서에서 감지된 상기 제 2 관정 내의 수위가 상기 미리 설정된 입력 수위에 도달된 것으로 판단된 경우, 상기 제어 부재는 상기 제 2 관정의 작동은 중지시키고, 상기 예비 관정을 작동시켜, 상기 예비 관정이 상기 제 1 관정과 상기 대수층을 통해 상기 지열 교환 매체의 교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지열 이용부는
    상기 지열 이용부에서 생성되는 냉수와 온수가 저장되는 냉온수 탱크와,
    히트 펌프와,
    상기 히트 펌프와의 사이에서 순환되는 순환 매체와 상기 지열 교환 매체를 열교환시키는 열교환기와,
    상기 열교환기로 향하는 상기 지열 교환 매체 중 일부를 저장하고 있다가, 상기 지중으로 상기 지열 교환 매체를 보충해주는 블리딩이 필요한 경우, 그 내부에 저장되어 있던 상기 지열 교환 매체를 상기 지중 쪽으로 공급해주는 블리딩 탱크를 포함하고,
    상기 열교환기와 상기 블리딩 탱크 사이에는, 상기 열교환기로부터 상기 블리딩 탱크 쪽으로 상기 지열 교환 매체가 유동되는 배관인 블리딩 탱크향 배관과, 상기 블리딩 탱크로부터 상기 열교환기 쪽으로 상기 지열 교환 매체가 유동되는 배관인 제 2 열교환기향 배관이 설치되고,
    상기 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템은
    상기 제 2 열교환기향 배관과 연결되어 상기 지중으로부터 유동된 상기 지열 교환 매체가 상기 지열 이용부 쪽으로 유동되도록 하는 지열 이용향 연결 배관;
    상기 지열 이용향 연결 배관으로부터 분지되어 상기 제 1 관정의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 1 관정과 연통되고 제 1 취출 펌프가 설치되는 제 1 지열 이용향 분지 배관;
    상기 지열 이용향 연결 배관으로부터 분지되어 상기 제 2 관정의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 2 관정과 연통되고 제 2 취출 펌프가 설치되는 제 2 지열 이용향 분지 배관;
    상기 제 1 지열 이용향 분지 배관을 개폐시킬 수 있는 제 1 지열 이용향 분지 개폐 밸브;
    상기 제 2 지열 이용향 분지 배관을 개폐시킬 수 있는 제 2 지열 이용향 분지 개폐 밸브;
    상기 블리딩 탱크향 배관과 연결되어 상기 지열 이용부로부터 유동된 상기 지열 교환 매체가 상기 지중 쪽으로 유동되도록 하는 관정향 연결 배관;
    상기 관정향 연결 배관으로부터 분지되어 상기 제 1 관정 및 상기 제 2 관정 쪽으로 연장되는 제 1 관정향 분지 배관;
    상기 제 1 관정향 분지 배관으로부터 분지되어 상기 제 1 관정의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 1 관정과 연통되는 제 1 관정향 재분지 배관;
    상기 제 1 관정향 분지 배관으로부터 분지되어 상기 제 2 관정의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 제 2 관정과 연통되는 제 2 관정향 재분지 배관;
    상기 관정향 연결 배관으로부터 분지되어 상기 예비 관정의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 예비 관정 쪽으로 연장되고 예비 취출 펌프가 설치되는 제 2 관정향 분지 배관;
    상기 제 2 관정향 분지 배관과 병렬이 되면서 상기 예비 관정의 내부 일정 깊이까지 삽입됨으로써 상기 관정향 연결 배관과 상기 예비 관정을 연통시키는 제 2 관정향 병렬 배관;
    상기 제 1 관정향 재분지 배관을 개폐시킬 수 있는 제 1 관정향 재분지 개폐 밸브;
    상기 제 2 관정향 재분지 배관을 개폐시킬 수 있는 제 2 관정향 재분지 개폐 밸브;
    상기 관정향 연결 배관에서 상기 제 2 관정향 분지 배관과 상기 제 2 관정향 병렬 배관 사이 부분을 개폐시킬 수 있는 분지 병렬 사이 개폐 밸브;
    상기 제 2 관정향 분지 배관을 개폐시킬 수 있는 관정향 분지 개폐 밸브; 및
    상기 제 2 관정향 병렬 배관을 개폐시킬 수 있는 관정향 병렬 개폐 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대수층 막힘에 대한 대응이 가능한 지열 교환 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7359413B2 (ja) * 2019-04-12 2023-10-11 東邦地水株式会社 逆洗システム、逆洗方法、及び逆洗プログラム
CN114719456A (zh) * 2021-01-06 2022-07-08 天津大学 一种中深层地热井下强化换热系统
CN114412416A (zh) * 2022-03-09 2022-04-29 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 一种地热热储层及输送管线不提泵除垢装置及使用方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100768064B1 (ko) 2007-01-30 2007-10-18 홍성술 암반대수층의 지열을 이용한 열교환 순환장치
KR101424566B1 (ko) 2013-11-05 2014-08-04 (주)넥스지오 충적 대수층을 이용한 지하수열 활용 저장 시스템
KR20140004959U (ko) * 2014-08-25 2014-09-15 주식회사 한솔에스코 개방형 지열시스템의 지중열교환기 물넘침 방지 방법
KR20160148268A (ko) * 2015-06-16 2016-12-26 금호산업 주식회사 복수개의 관정을 활용하여 주입량을 개선한 지중열교환 장치
KR101957226B1 (ko) * 2017-03-29 2019-03-12 (주)앤씨티 관정 열취득 시스템 및 상기 관정 열취득 시스템을 이용한 이중 수막 하우스 시설

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