KR102358502B1 - 지중열 교환 장치 - Google Patents

지중열 교환 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102358502B1
KR102358502B1 KR1020197015107A KR20197015107A KR102358502B1 KR 102358502 B1 KR102358502 B1 KR 102358502B1 KR 1020197015107 A KR1020197015107 A KR 1020197015107A KR 20197015107 A KR20197015107 A KR 20197015107A KR 102358502 B1 KR102358502 B1 KR 102358502B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bag body
tube
bag
state
receiving hole
Prior art date
Application number
KR1020197015107A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190077020A (ko
Inventor
사토시 야스모토
Original Assignee
가부시키가이샤 에코-플래너
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 가부시키가이샤 에코-플래너 filed Critical 가부시키가이샤 에코-플래너
Publication of KR20190077020A publication Critical patent/KR20190077020A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102358502B1 publication Critical patent/KR102358502B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/17—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using tubes closed at one end, i.e. return-type tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • 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
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D20/0043—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material specially adapted for long-term heat storage; Underground tanks; Floating reservoirs; Pools; Ponds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/062—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits
    • 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
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/15—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using bent tubes; using tubes assembled with connectors or with return headers
    • 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
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/06—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with the heat-exchange conduits forming part of, or being attached to, the tank containing the body of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/02—Flexible elements
    • 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
    • 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
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

열효율의 향상을 기할 수 있는 지중열(地中熱) 교환 장치를 제공한다. 지반(2)에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부(3)에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저(有底) 타입의 통 형상(筒狀)인 가요성(可撓性) 주머니체(袋體; 5)와, 수용구멍부(3)에 수용되고 또한 주머니체(5)의 외면부(6)를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단(7)이 주머니체(5)의 하단에 연통(連通)되는 외부 관(外管; 10)을 구비한다. 주머니체(5)는 경화성 수지로 이루어진 주머니체(5)가 팽창된 상태에서 주머니체(5)의 외면부(6)가 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮는다. 주머니체(5)는, 이와 같이 덮은 상태로 경화된다. 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체(15)는, 열매액(17)을 저류시키기 위한 저액조(19)를 형성한다. 외부 관(10)은, 주머니체(5)의 외면부(6)와 내벽부(11)와의 사이에 끼움지지(挾持)된다.

Description

지중열 교환 장치
[0001] 본 발명은 열효율의 향상을 기할 수 있는 지중열(地中熱) 교환 장치에 관한 것이다.
[0002] 열원으로서 지중열을 이용하는 지중열 교환 장치의 일례로서 특허 문헌 1에 개시된 것이 제안된 바 있다. 해당 지중열 교환 장치(a)는 도 32에 나타낸 바와 같이, 소정의 구멍 직경 및 깊이의 보어 홀(bore hole; b)을, 흙탕물(泥水; c)을 채우면서 굴삭하여 형성한다. 이와 같이 형성된 보어 홀(b)의 내부에, 수밀(水密) 재료로 이루어지며 또한 해당 보어 홀(b)과 동일 형상이 될 수 있는 유저(有底) 타입의 통 형상(筒形)인 가요성(可撓性) 주머니체(袋體; d)를 삽입한다. 이후, 내부 관(內管; e)을 그 하단(下端; f)이 해당 보어 홀(b)의 바닥부(底部; g)에 이를 때까지 삽입한다. 그런 다음, 지표부(地表部)측에 배치한 흙탕물 배출 펌프(도시 생략)의 구동에 의해, 상기 보어 홀(b)로부터 흙탕물을 배출하면서 상기 내부 관(e)을 통해 열매액(熱媒液; j)을 상기 가요성 주머니체(d)의 내부로 주입하여 팽창시키고, 해당 가요성 주머니체(d)를 도 32에 나타낸 바와 같이, 구멍 바닥부(k) 및 구멍 벽(m)에 밀착시켜서 저액조(貯液槽; n)를 형성한다. 이와 같이 열매액(j)을 주입 충전한 후에는, 상기 내부 관(e)은, 공조(空調) 장치(도시 생략)측의 추출관으로서 기능한다. 또한, 해당 가요성 주머니체(d) 내에 귀환관(p)을 배관함으로써, 공조 장치측에 대한 열매액의 공급 및 배출(給排)을 행하는 것이 가능한 상기 지중열 교환 장치(a)가 구성되도록 이루어져 있었다.
[0003] 그러나, 이러한 지중열 교환 장치(a)는, 열효율 향상의 면에서 개선의 여지가 있었다. 즉, 겨울철(冬期)에 있어서 건물 안을 난방할 때는, 펌프의 구동에 의해 상기 저액조(n) 내의 열매액(j)이 상기 귀환관(p)의 하단(q)에서 흡인되어 상기 공조 장치에 공급되고, 해당 공조 장치에서 온도가 저하된 열매액이 상기 내부 관(e)을 통해 상기 저액조(n)의 바닥부(r)를 향해 이동하여 해당 바닥부(r)에서 해당 저액조(n) 내로 유입되게 된다. 해당 내부 관(e)을 그 하단(f)을 향해 이동하는 열매액(j)의 온도는 저액조(n) 내의 열매액(j)의 온도보다 낮기 때문에, 해당 저액조(n) 내의 열매액(j)으로부터 해당 내부 관(e) 내의 열매액(j)을 향해, 해당 내부 관(e)의 전체 둘레면(全周面; s)에 있어서 열 이동이 생기며, 그 결과, 상대적으로 온도가 높은 주변의 지중(地中; t)으로부터 저액조(n) 내의 열매액(j)으로의 열 이동에 의해 온도가 상승된 해당 열매액(j)의 온도가 내려가게 된다. 해당 저액조(n) 내의 열매액(j)의 온도는 그 상측일수록 높은데, 상기 내부 관(e) 내의 열매액이, 그 높은 온도 분포인 부분을 저액조의 바닥부(r)를 향해 이동하는 동안에, 상기 열 이동에 의해 상기 저액조(n) 내의 열매액(j)의 열을 빼앗는 결과, 지중열 교환 장치(a)의 열효율 저하를 초래하는 문제가 있었다.
[0004] 반대로 여름철(夏期)에 있어서는, 저액조(n) 내의 열매액(j)의 온도는 상기 공조 장치에 있어서의 방열(放熱)되는 영역의 온도보다 상대적으로 낮다. 이 때문에, 펌프의 구동에 의해 상기 공조 장치를 통과하여 온도가 상승된 열매액(j)이 상기 내부 관(e)을 통해 상기 저액조(n)의 바닥부(r)를 향해 이동하여 해당 바닥부(r)에서 해당 저액조(n) 내로 유입되게 된다. 그 때문에, 상대적으로 온도가 높은 내부 관(e) 내의 열매액(j)으로부터, 해당 내부 관(e)의 전체 둘레면(s)에 있어서, 상기 저액조(n) 내의 열매액(j)으로의 열 이동이 발생하여, 해당 저액조(n) 내의 열매액(j)이 가온(加溫)되게 된다. 이러한 이유로부터 상기 지중열 교환 장치(a)의 열효율이 나빠진다.
[0005] 이와 같이 공조 장치측으로부터 공급되는 열매액을 이동시키기 위한 내부 관(e)을 상기 저액조(n) 내에 그 상하 방향으로 설치하여 이루어지는 상기 지중열 교환 장치(a)에 의할 경우에는, 겨울철에 있어서는 해당 저액조(n) 내의 열매액(j)으로부터 해당 내부 관(e) 내의 열매액(j)으로의 열 이동이 발생하는 한편, 여름철에 있어서는 해당 내부 관(e) 내의 열매액(j)으로부터 상기 저액조(n) 내의 열매액(j)으로의 열 이동이 발생하는 결과, 지중열 교환 장치(a)의 열효율 저하를 초래하는 문제가 있었다.
[0006] 또한 상기 내부 관(e)을, 특허 문헌 2의 단락 0033에 기재되어 있는 것과 마찬가지로 단열재로 피복하는 것을 고려할 수 있는데, 해당 단열재로 해당 내부 관을 피복한 경우는, 그 만큼 저액조(n) 내의 용적을 감소시키게 되어, 그 감소된 만큼 지중열 교환 장치의 열효율을 저하시키게 되어 버린다.
[0007] 또한 다음의 이유로 인해, 유저 타입의 통 형상인 상기 가요성 주머니체(d)가 길어질수록, 상기 내부 관(e)이나 상기 귀환관(p)을 해당 가요성 주머니체(d) 내로 삽입하는 작업은 곤란해지거나 사실상 불가능해지는 문제가 있었다. 즉, 흙탕물로 채워진 상기 보어 홀의 내부에 삽입된 해당 가요성 주머니체(d)는 수압으로 눌려 찌그러진 상태에 있기 때문에, 해당 가요성 주머니체(d) 내에 상기 내부 관(e)이나 상기 귀환관(p)을 삽입시키고자 하더라도, 그 삽입 시에 이들의 하단이, 눌려 찌그러진 상태인 해당 가요성 주머니체(d)의 각부(各部)에 접촉되어 버려, 해당 삽입이 곤란해지거나 사실상 불가능해지기 때문이었다.
[0008] 따라서, 상기 가요성 주머니체(d) 내에 상기 내부 관(e)이나 상기 귀환관(p)을 삽입하는 작업을 지상에서 행한 다음, 해당 내부 관(e)이나 상기 귀환관(p)이 삽입된 상태에 있는 상기 가요성 주머니체(d)를 상기 보어 홀의 내부로 삽입시키는 것을 고려할 수 있는데, 이 경우는, 해당 가요성 주머니체(d)가 길 때에는 넓은 작업 스페이스를 시공 현장의 주변에서 확보하지 않으면 안되어, 현실적이지 않았다.
[0009] 1. 일본 특허공개공보 H10-317389호 2. 일본 특허공표 2015-517643호
[0010] 본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 개발된 것이며, 열효율의 향상을 기할 수 있는 지중열 교환 장치의 제공을 과제로 하는 것이다.
[0011] 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 이하의 수단을 채용한다.
즉, 본 발명에 따른 지중열 교환 장치의 제1의 양태는, 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저(有底) 타입의 통 형상(筒狀)인 가요성(可撓性)을 가지는 주머니체(袋體)와, 해당 수용구멍부에 수용되고 또한 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통(連通)되는 외부 관(外管)을 구비하며, 상기 주머니체는 경화성 수지로 이루어지고, 해당 주머니체가 팽창된 상태에서, 해당 주머니체의 외면부가 상기 수용구멍부의 내벽부를 밀착 상태로 덮을 수 있는 동시에, 해당 주머니체는, 상기 덮은 상태로 경화되도록 이루어져 있으며, 상기 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체는, 그 내부 공간에 열매액(熱媒液)을 저류시키기 위한 저액조(貯液槽)를 형성할 수 있고, 또한 상기 외부 관은, 상기 주머니체의 상기 외면부와 상기 내벽부와의 사이에 끼움지지(挾持)되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
[0012] 본 발명에 따른 지중열 교환 장치의 제2의 양태는, 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지는 주머니체와, 해당 수용구멍부에 수용되고 또한 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통되는 외부 관을 구비한다. 해당 주머니체는, 수지제의 가요성 안주머니(內袋)와 수지제의 가요성 겉주머니(外袋)와의 사이에, 가요성 기재(基材)에 액상 경화성 수지가 함침되어 이루어지는 심재(芯材)가 수용되어 이루어진다. 그리고, 해당 주머니체가 팽창된 상태에서, 해당 주머니체의 외면부가 상기 수용구멍부의 내벽부를 밀착 상태로 덮을 수 있는 동시에, 해당 주머니체는, 상기 덮은 상태로 경화되도록 이루어져 있으며, 상기 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체는, 그 내부 공간에 열매액을 저류시키기 위한 저액조를 형성할 수 있다. 또한 상기 외부 관은, 상기 주머니체의 상기 외면부와 상기 내벽부와의 사이에 끼움지지되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
[0013] 본 발명에 따른 지중열 교환 장치의 제3의 양태는, 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에, 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지며 또한 경화성 수지로 이루어진 주머니체가 수용되는 동시에, 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 그 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통되어 이루어지는 외부 관이, 해당 수용구멍부에 수용되어 있으며, 해당 외부 관은, 해당 주머니체의 해당 외면부의, 둘레 방향에서 본 소요(所要) 폭 부분과 상기 수용구멍부의 내벽부와의 사이에 끼움지지된 상태에 있고, 해당 외면부의 해당 소요 폭 부분을 제외한 잔여 부분은 상기 내벽부를 밀착 상태로 덮은 상태에 있다. 또한 해당 주머니체는, 상기 덮은 상태로 경화되도록 이루어져 있으며, 상기 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체는, 그 내부 공간에 열매액을 저류시킬 수 있는 저액조를 형성하도록 이루어져 있다. 또한, 상기 저액조의 상측 부분에는, 내부 관이, 그 하단측 부분을 해당 저액조 내의 열매액에 가라앉힌 상태로 설치되도록 이루어져 있으며, 상기 외부 관의 상단이, 방열을 필요로 하는 영역에서 방열하거나 또는 흡열을 필요로 하는 영역에서 흡열할 수 있는 흡방열(吸放熱) 관부의 일단에 접속되도록 이루어지고, 또한 상기 내부 관의 상단이, 상기 흡방열 관부의 타단에 접속되도록 이루어져 있으며, 또한, 상기 열매액을 순환시키기 위한 펌프가 개재(介在)되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
[0014] 본 발명에 따른 지중열 교환 장치의 제4의 양태는, 상기 제1의 양태, 상기 제2의 양태 또는 상기 제3의 양태에 있어서, 상기 라이닝 통 형상체의 내주면은 요철면(凹凸面) 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
[0015] 본 발명에 따른 지중열 교환 장치의 제5의 양태는, 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지는 주머니체와, 해당 수용구멍부에 수용되고 또한 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통되는 외부 관을 구비하며, 해당 주머니체는, 방수성을 가지고 있어, 열매액을 저류시키기 위한 저액조를 형성할 수 있는 것이어서, 해당 주머니체에 상기 열매액이 저류되어 해당 주머니체가 팽창된 상태에서, 해당 주머니체의 외면부가 상기 수용구멍부의 내벽부를 밀착 상태로 덮을 수 있으며, 상기 외부 관은, 상기 주머니체의 외면부와 상기 내벽부와의 사이에 끼움지지되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
[0016] 본 발명은, 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지는 주머니체와, 해당 수용구멍부에 수용되고 또한 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통되는 외부 관을 구비하는 기본 구성을 가진다. 따라서 본 발명에 의하면, 열효율의 향상을 기할 수 있는 지중열 교환 장치를 제공할 수 있다. 또한, 해당 주머니체를, 해당 외부 관을 감싸듯이 에워싼 상태로 하여 양자(兩者)를 하나로 합쳐서 상기 수용구멍부 내에 수용할 수 있는 등에 의해, 지중열 교환 장치용의 저액조의 구축을 용이하게 행하는 것이 가능하다.
[0017] 도 1은, 본 발명에 따른 지중열 교환 장치를 설명하는 설명도이다.
도 2는, 라이닝 통 형상체를 형성한 상태에 있어서의 상하의 횡단면도이다.
도 3은, 주머니체의 외면부가, 외부 관의 표면부와 수용구멍부의 내벽부를 덮은 상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 4는, 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부의 내벽부를 원통형 케이싱으로 피복하여 형성된 구멍부를 나타낸 종단면도이다.
도 5는, 그 구멍부에, 주머니체와 외부 관과 추(錘)로 이루어지는 수용물을 수용한 상태를 나타낸 종단면도이다.
도 6은, 이와 같이 수용한 후에 라이닝 통 형상체를 제거한 상태를 나타낸, 일부를 단면으로 도시한 설명도이다.
도 7은, 주머니체를 설명하는, 일부를 잘라내고 도시한 사시도이다.
도 8은, 그 횡단면도이다.
도 9는, 가요성 안주머니와 가요성 겉주머니와의 사이에 형성된 환형(環狀) 간극에 경편지(經編地) 통 부재를 설치하는 요령의 일례를 설명하는 설명도이다.
도 10은, 환형 간극에 심재가 수용된 상태를 설명하는 설명도이다.
도 11은, 주머니체의 상하단이 개방된 가요성 통 형상 부재의 하단 통부에 바닥 부재(底部材)를 접합하는 동시에 그 상단 통부에 덮개 부재를 접합한 상태를 나타낸 종단면도이다.
도 12는, 바닥 부재를 설명하는 종단면도이다.
도 13은, 바닥 부재와 외부 관의 하단 부분을 설명하는 사시도이다.
도 14는, 바닥 부재에 외부 관의 하단을 연통시킨 상태를 나타낸 사시도이다.
도 15는, 상기 덮개 부재를, 마개체를 분리한 상태로 나타낸 사시도이다.
도 16은, 덮개 부재에 마개체를 부착시킨 상태를 나타낸 사시도이다.
도 17은, 덮개 부재와, 해당 덮개 부재에 나사결합에 의해 부착되는 상측 관 부재와 하측 관 부재를 나타낸 사시도이다.
도 18은, 덮개 부재에 하측 관 부재를 부착시킨 상태를 나타낸 사시도이다.
도 19는, 외부 관의 일례를 설명하는 단면도이다.
도 20은, 주머니체를 상기 하측 관 부재와 상기 외부 관을 감싸듯이 에워싼 상태로 하고 그 에워싼 물체를 결속재로 결속한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 21은, 주머니체를 상기 외부 관을 감싸듯이 에워싼 상태로 하고 그 에워싼 물체를 결속재로 결속한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 22는, 상기 수용구멍부에 수용된 주머니체를 그 하측으로부터 상측을 향해 순차적으로 팽창시키는 과정을 설명하는, 일부를 단면으로 도시한 설명도이다.
도 23은, 상기 덮개 부재에 마개체를 부착시킨 상태에서 주머니체를 더욱 팽창시키고 있는 상태를 나타낸, 일부를 단면으로 도시한 설명도이다.
도 24는, 경화성 수지를 온수로 경화시키는 공정을 설명하는 종단면도이다.
도 25는, 본 발명에 따른 지중열 교환 장치의 다른 양태를 설명하는 설명도이다.
도 26은, 그 지중열 교환 장치를 설명하는 횡단면도이다.
도 27은, 그 지중열 교환 장치를 구성함에 있어서, 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부의 내벽부를 원통형 케이싱으로 피복하여 형성된 구멍부를 나타낸 종단면도이다.
도 28은, 그 구멍부에, 주머니체와 외부 관과 추로 이루어지는 수용물을 수용한 상태를 나타낸 종단면도이다.
도 29는, 이와 같이 수용한 후에 라이닝 통 형상체를 제거한 상태를 나타낸, 일부를 단면으로 도시한 설명도이다.
도 30은, 콘크리트제의 말뚝을 이용하여 구성된 저액조를 나타낸 종단면도이다.
도 31은, 강관(鋼管)제의 말뚝을 이용하여 구성된 라이닝 통 형상체로 피복되어 이루어지는 저액조를 나타낸 단면도이다.
도 32는, 종래의 지중열 교환 장치를 설명하는 단면도이다.
실시예 1
[0018] 도 1∼3 및 도 6에 있어서 본 발명에 따른 지중열 교환 장치(1)는, 연간(年間) 평균 15℃를 유지하는 지중열을 열원으로서 이용하는 것이며, 도 6에 나타낸 바와 같이, 지반(2)에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부(3)에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지는 주머니체(5)와, 해당 수용구멍부(3)에 수용되고 또한 해당 주머니체(5)의 외면부(6)를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단(7)이 해당 주머니체(5)의 하단(9)에 연통되는 외부 관(10)을 구비하고 있다. 그리고 해당 외부 관(10)은, 해당 주머니체(5)의 해당 외면부(6)와 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)와의 사이에 끼움지지되도록 이루어져 있다. 보다 구체적으로는 도 3에 나타낸 바와 같이, 해당 외부 관(10)은 해당 주머니체(5)의 해당 외면부(6)의, 둘레 방향에서 본 소요 폭 부분(12)과 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)와의 사이에서 끼움지지되도록 이루어져 있으며, 해당 외면부(6)의 해당 소요 폭 부분(12)을 제외한 잔여 부분(13)은, 상기 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮은 상태가 되도록 이루어져 있다.
[0019] 그리고 해당 주머니체(5)는, 상기 덮은 상태로 경화되도록 이루어져 있으며, 상기 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체(15)(도 1∼2)는, 그 내부 공간(16)에 열매액(17)을 저류시킬 수 있는 저액조(19)를 형성하고, 상기 저액조(19)의 상측 부분(20)에는, 내부 관(21)이, 그 하단측 부분(22)을 해당 저액조(19) 내의 열매액(17)에 가라앉힌 상태로 설치되도록 이루어져 있다. 해당 내부 관(21)의 하단(125)은, 지표(126)로부터 1∼2m 정도의 깊이에 위치시키는 것이 좋다. 해당 열매액(17)은 열에너지를 수송하는 매체이며, 통상적으로는 물을 이용하는데, 한랭지에서는 물에 부동액이 혼입된 것을 이용하는 경우도 있다.
[0020] 그리고, 상기 외부 관(10)의 상단(23)과 상기 내부 관(21)의 상단(24)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 방열을 필요로 하는 영역에서 방열하거나 또는 흡열을 필요로 하는 영역(이하, 흡방열 영역이라고 함)(25)에서 흡열할 수 있는 흡방열 관부(26)의 일방(一方)의 관부(27)와 타방(他方)의 관부(29)에 접속 관부(30, 31)를 통해 연결되어 있다. 도 1에 있어서는, 해당 상단(24)이 일방의 관부(27)에 연결되어 있고, 해당 상단(23)이 타방의 관부(29)에 연결되어 있다. 이에 따라, 해당 열매액(17)이 내부를 흐르는 관로(32)가 구성되어 있다. 그리고 해당 관로(32)의 소요 부위에, 해당 관로(32) 내에서 열매액(17)을 순환시키기 위한 펌프(33)가, 상기 접속 관부(30, 31)의 소요 부위에 설치되어 있다. 또한, 여름철과 겨울철에 있어서의 상기 지중열 교환 장치(1)의 운전의 전환을 행하기 위해 전환 밸브(도시 생략)가 해당 관로(32)에 설치되어 있다.
[0021] 본 발명에 있어서 상기 흡방열 영역(25)이란, 주택, 공장, 역사(驛舍) 등의 각종 건물의 내부나, 주차장이나 일반도로, 교량 등의 각 포장부(鋪裝部) 표면, 철도의 역 주변이나 터널의 포장부 표면 등, 흡방열을 필요로 하는 각종 영역을 말한다.
[0022] 상기 수용구멍부(3)는, 예컨대 퇴적층으로서의 지반(2)을 소요 깊이로 굴삭하여 설치되어 있으며, 예컨대 구멍 직경이 165mm 정도이고 깊이가 10∼100m 정도로 설정되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 통상의 방법(常法)에 따라, 굴삭 비트의 직경을 확대한 상태에서 물을 공급하면서 원통형 케이싱을 수반하면서 소요 깊이로 지반을 굴삭한다. 도 4는, 상기 굴삭 비트에 의해 형성된 예컨대 50m 정도의 길이를 가지는 수용구멍부(3)의 상기 내벽부(11)를 원통형 케이싱(36)으로 피복하여 형성된 구멍부(37)를 나타낸다. 해당 원통형 케이싱(36)은, 굴삭에 의해 형성된 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 보호하는 것이며, 본 실시예에 있어서는 내경이 150mm 정도이고 외경이 165mm 정도이다. 또한 해당 원통형 케이싱(36)의 1개의 길이는 1∼3m, 예컨대 2m 정도이므로, 그 소요 개수가 그 단부(端部)를 서로 용접하거나 나사 접합하여 연장된다. 해당 구멍부(37)에는 물이 충전되어 있는데, 본 실시예에 있어서는, 이 시점에서, 상기 충전된 물에 벤토나이트가 배합된다. 상기 벤토나이트가 배합된 물을, 이하에서는, 벤토나이트 배합액(38)이라고 한다.
[0023] 이와 같이 형성된 구멍부(37)의 내경은, 본 실시예에 있어서는 150mm 정도이며, 도 5에 나타낸 바와 같이, 후술하는 수용물(102)이 바람직하게 수용된다. 해당 구멍부(37)에 해당 수용물(102)이 수용된 후, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 원통형 케이싱(36)을 순차적으로 끌어올려 제거한다. 상기 끌어올림 시에, 상기 벤토나이트가, 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)가 최대한 무너지지 않도록 해당 내벽부(11)를 보호한다. 이와 같이 굴삭에 의해 형성된 수용구멍부(3)의 해당 내벽부(11)는, 예컨대 도 6(B)에 나타낸 바와 같이 요철면 형상을 나타내고 있다. 또한 해당 내벽부(11)는, 도 6(B), 도 22(B), 도 23(B) 이외의 도면에 있어서는 편의상, 평활면 형상으로 나타내고 있다.
[0024] 상기 주머니체(5)는, 본 실시예에 있어서는 도 7∼8에 나타낸 바와 같이, 수지제의 가요성 안주머니(39)와 수지제의 가요성 겉주머니(40)와의 사이에 형성되는 환형 간극(41)에, 해당 환형 간극(41)의 둘레 방향을 따른 환형(環狀)을 나타내는 가요성 환형 기재(42)에 액상 경화성 수지(43)가 함침되어 이루어지는 심재(46)가 수용된 유저 타입의 통 형상을 나타내며, 해당 가요성 안주머니(39)와 해당 가요성 겉주머니(40)는, 상기 액상 경화성 수지가 누설되는 것을 방지한다. 해당 주머니체(5)는 상기와 같이, 상기 수용구멍부(3)에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 것이며, 해당 주머니체(5)가 팽창된 상태에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 해당 주머니체(5)의 외면부(6)가 상기 수용구멍부(3)의, 요철면 형상을 나타내는 상기 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮을 수 있다. 이 때문에, 상기 가요성 겉주머니(40)는, 요철면 형상의 해당 내벽부(11)에 마찰되어 파손되지 않도록 하기 위해, 어느 정도 늘어날 수 있고 또한 강도가 우수한 수지 소재로 구성한다. 상기 수용구멍부(3) 내에 상하 방향으로 연장되도록 수용된 상기 주머니체(5)를 후술하는 바와 같이 팽창시키는 과정에서, 도 22에 화살표(F1)로 나타낸 바와 같이, 상기 수용구멍부(3) 내의 상기 벤토나이트 배합액(38)이 해당 수용구멍부(3)의 상단(47)으로부터 배출된다. 그리고, 이와 같이 해당 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮은 상태에서 상기 액상 경화성 수지(43)(도 8)가 경화됨으로써, 도 1(B)에 나타낸 바와 같이, 상하 방향으로 연장되는 라이닝 통 형상체(15)를 형성하도록 이루어져 있다. 해당 라이닝 통 형상체(15)는, 상기와 같이, 상기 열매액(17)을 저류시키기 위한 저액조(19)를 형성한다. 해당 라이닝 통 형상체(15)의 두께는, 해당 저액조(19)로서의 강도를 고려하여, 2∼4mm 정도로 설정되며, 예컨대 3.5mm 정도로 설정된다.
[0025] 본 실시예에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 해당 주머니체(5)의 외면부(6)가 확실히 상기 수용구멍부(3)의, 요철면 형상을 나타내는 상기 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮을 수 있고, 또한 상기 소요 폭 부분(12)이 굴곡 상태가 되어 상기 외부 관(10)의 외표면부(44)의 소요 폭 부분(48)을 덮을 수 있도록 한다. 이를 위해, 해당 주머니체(5)가 원통 형상으로 팽창된 상태(도 7∼8)에서의 그 외경을, 상기 구멍 직경 165mm보다 약간 크게 설정하고 있다. 예컨대, 해당 외경이 185mm 정도가 되도록 설정하고 있다.
[0026] 상기 가요성 안주머니(39)와 상기 가요성 겉주머니(40)는, 상기와 같이 가요성을 가지고, 일정한 강도를 가지며, 상기 액상 경화성 수지의 열경화 시의 온도에 견디는 내열성을 가지며, 게다가, 열전도율이 큰 것이다. 예컨대, 0.1∼1mm 정도의 두께를 가지는 비닐제(製) 등의 얇은 수지 소재로 이루어진 것이다.
[0027] 상기 가요성 환형 기재(42)는, 상기 주머니체(5)가 그 길이 방향을 상하 방향으로 하여 상기 수용구멍부(3)에 수용된 상태에 있어서, 경화되는 상기 액상 경화성 수지(43)를 상기 환형 간극(41)에 머문 상태로 하여 늘어지기 어렵게 하기 위한 것이며, 열전도율이 높은 소재로 구성되어 있다. 해당 가요성 환형 기재(42)는, 본 실시예에 있어서는, 열전도율이 높고 강도가 우수하며, 게다가 비교적 저렴한 유리 섬유를 이용하여 이루어지는 경편지 통 부재(50)로 구성되어 있으며, 해당 경편지 통 부재(50)의 씨실의 연장 방향을 상기 환형 간극(41)의 둘레 방향에 맞추고, 해당 경편지 통 부재(50)의 날실의 연장 방향을 상기 주머니체(5)의 연장 방향에 맞추어, 상기 환형 간극(41)에 설치되어 있다.
[0028] 그리고 해당 경편지 통 부재(50)는, 이와 같이 해당 환형 간극(41)에 설치된 상태에서 둘레 방향으로 이음매 없는(endless) 통 형상의 형태를 나타내고 있으며, 해당 둘레 방향(수평 방향)으로는 신축성을 가지는 동시에 연장 방향(상하 방향)으로는 우수한 인장 강도를 가지며, 또한 유연성이 우수하다.
[0029] 해당 이음매 없는 통 형상의 형태는, 예컨대, 평면상(狀)의 경편지 편(片)의 폭 방향에서 본 양측 부분을 서로 봉제함으로써 형성할 수 있다. 해당 통 형상의 형태를 나타내는 경편지 통 부재(50)를 상기 환형 간극(41)에 설치시키려면, 예컨대 도 9의 약도에 나타낸 바와 같이, 상기 가요성 안주머니(39)와 상기 가요성 겉주머니(40)와의 사이에 형성되어 있는 해당 환형 간극(41)의 일단측 부분에 해당 경편지 통 부재(50)의 일단 부분(50a)을 삽입시킨 다음, 해당 환형 간극(41)의 타단(41a)으로부터 해당 경편지 통 부재(50)의 일단(50b)을, 끈 형상 부재(54)를 통해 해당 타단(41a)을 향해 끌어당김으로써 설치하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 해당 경편지 통 부재(50)를 해당 환형 간극(41)에 설치한 다음, 도 10의 약도에 나타낸 바와 같이, 해당 경편지 통 부재(50)에 열경화성의 액상 경화성 수지(43)를 함침시킴으로써 상기 심재(46)를 구성할 수 있다. 해당 함침은, 상기 환형 간극(41) 내에, 그 일단측 또는 양단측으로부터 해당 액상 경화성 수지(43)를 공급하여 행하는 것이 가능하다. 해당 심재(46)의 두께는 예컨대 3mm 정도로 설정된다.
[0030] 열경화성의 해당 액상 경화성 수지(43)로서는 각종의 수지를 이용할 수 있는데, 예컨대, 비교적 저렴한 불포화폴리에스테르 수지에 열경화성의 경화제를 첨가한 것을 이용할 수 있다. 상기 경화제로서는, 예컨대, 다관능의 아민, 폴리아미드, 페놀 수지 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 상기 가요성 환형 기재(42)(도 8(A))에 함침되어 있는 상기 액상 경화성 수지(43)를 더욱 늘어지기 어렵도록 하기 위해, 이것에 적당량의 증점제가 혼입되는 경우도 있다. 본 실시예에 있어서는, 해당 열경화성의 경화제로서, 예컨대 80℃ 정도의 온도에서 경화되는 경화제를 이용한다. 또한 상기 불포화폴리에스테르 수지에 탄화규소를 적당량(예컨대 중량비로 10∼40%) 혼입시키면, 상기 액상 경화성 수지의 열전도율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이닝 통 형상체(15)의 열전도율을 향상시켜 지중열을 보다 유효하게 이용할 수 있게 된다.
[0031] 해당 심재(46)를 구성하는 상기 경편지 통 부재(50)(도 8(B))는, 상기와 같이 액상 경화성 수지(43)를 보유(保持)하는 역할을 하며, 또한, 해당 액상 경화성 수지(43)의 경화에 의해 상기 라이닝 통 형상체(15)가 구성된 후에는, 해당 라이닝 통 형상체(15)의 강도 향상을 도모하는 것이다.
[0032] 이러한 구성을 가지는 주머니체(5)에 의하면, 상기 경편지 통 부재(50)가 둘레 방향(수평 방향)의 신축성을 가지며 또한 유연성이 우수하기 때문에, 예컨대 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 주머니체(5)의 외면부(6)가 상기 수용구멍부(3)의, 요철면 형상을 나타내는 상기 내벽부(11)의 요철부(11a)(도 6(B))에 추종하여 상기 수용구멍부(3)의 상기 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮기가 쉽다. 또한, 해당 경편지 통 부재(50)가 그 연장 방향(상하 방향)으로 우수한 인장 강도를 가지기 때문에, 상기 주머니체(5)를 상기 수용구멍부(3) 내에 수용할 때, 해당 주머니체(5)의 상하 방향에서의 신장을 최대한 억제할 수 있다.
[0033] 상기 주머니체(5)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 이러한 구성의 경편지 통 부재(50)를 상기 심재(46)의 구성 요소로 하고 있기 때문에, 도 23(B)에 나타낸 바와 같이, 그 둘레 방향(수평 방향)의 신축성에 의해, 상기 수용구멍부(3)의 상기 내벽부(11)를 무리 없이 덮어, 해당 내벽부(11)에 용이하게 밀착된다.
[0034] 이러한 구성을 가지는 저액조(19)를 구성하는 상기 가요성 겉주머니(40)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 내벽부(11)와 밀착 상태에 있기 때문에, 해당 가요성 겉주머니(40)가 벗겨질 우려는 없지만, 상기 가요성 안주머니(39)는, 그 내주면이 프리한 상태에 있기 때문에 세월이 지남에 따른 열화(劣化) 등으로 인해, 경화된 상기 심재(46)의 내주면(51)(도 8)으로부터 벗겨질 우려가 있다. 이와 같이 벗겨진 부분이 파손되었을 경우에는, 해당 벗겨진 막 부분과 해당 심재(46)와의 사이에 열매액이 모이게 되고, 그 결과, 상기 저액조(19) 내에 있어서의 열매액(17)의 이동이 저해되게 된다.
[0035] 따라서 본 실시예에 있어서는, 상기 가요성 안주머니(39)와 상기 심재(46)와의 일체화 강도를 보다 향상시키기 위해, 예컨대 도 7∼8에 나타낸 바와 같이, 상기 가요성 안주머니(39)의, 해당 가요성 안주머니(39)와 대향(對向)하는 상기 가요성 겉주머니(40)측의 내측면을 펠트(예컨대 1mm 정도의 두께인 것)(52)로 덮어, 해당 펠트(52)를, 점(spot) 형상으로 예컨대 10cm 정도의 간격을 두고, 해당 가요성 안주머니(39)에 열용착하는 것으로 하고 있다. 이에 따라, 상기 심재(46)의 상기 액상 경화성 수지(43)가 해당 펠트(52)에 함침되게 되어, 해당 액상 경화성 수지(43)의 경화에 의해, 해당 펠트(52)를 통해 상기 가요성 안주머니(39)가, 경화된 심재(46)와 일체화되게 된다. 이에 따라, 상기한 바와 같은 가요성 안주머니(39)의 벗겨짐을 방지할 수 있다.
[0036] 유저 타입의 통 형상을 나타내는 상기 주머니체(5)의 구체적인 구성은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 상하단이 개방된 통 형상을 나타내는 가요성 통 형상 부재(상하단이 개방된 상기 가요성 안주머니(39)와 상기 가요성 겉주머니(40)와의 사이에 상기 통 형상의 심재(46)가 설치되어 이루어지는 것)(55)의 하단 통부(56)에 바닥 부재(57)가 접합되는 동시에, 해당 가요성 통 형상 부재(55)의 상단 통부(59)에 덮개 부재(60)가 접합되어 있다.
[0037] 해당 바닥 부재(57)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 해당 가요성 통 형상 부재(55)의 내부 공간(58)에 연통하는 연통 오목부(61)를 가지며, 해당 연통 오목부(61)에 상기 외부 관(10)의 하단(7)이 연통된다. 해당 바닥 부재(57)는, 보다 구체적으로는 도 12, 도 13∼14에 나타낸 바와 같이, 상측 부재(62)와 하측 부재(63)로 이루어지며, 해당 상측 부재(62)는, 합성수지제의 원통형을 나타내고, 그 내경은 30mm 정도로, 그 외경은 60mm 정도로 설정되며, 상하단이 개방된 연통 구멍(65)이 설치되어 있다. 그리고, 그 외주면부(66)의 상측 부분(67)에는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 간격을 두고 상하 3줄(條)의 고정용 둘레홈(69)이 설치되는 동시에 그 하단 통부(70)는, 해당 외주면부(66)에 수(雄)나사부(71)가 설치되어 이루어지는 수나사 통부(72)로 되어 있다. 해당 상측 부재(62)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 가요성 통 형상 부재(55)의 하단 통부(70)에 삽입되어, 해당 하단 통부(70)에 감겨진 밴드 부재(73)에 의해 상기 고정용 둘레홈(69, 69, 69)에서 단단히 조여짐으로써, 해당 하단 통부(70)에 연결되어 있다.
[0038] 또한 상기 하측 부재(63)는, 도 12, 도 13∼14에 나타낸 바와 같이, 상기 연통 구멍(65)에 연통할 수 있는 유저구멍부(有底孔部; 75)가 설치되어 있으며, 해당 유저구멍부(75)에 연통하도록 연통관(76)이 설치되어 있다. 그리고 도 12에 나타낸 바와 같이, 해당 연통관(76)에 설치되어 있는 상향으로 돌출된 연결관부(77)가 상기 외부 관(10)의 하단(7)에 연결된다. 또한 상기 하측 부재(63)는, 본 실시예에 있어서는 예컨대 스테인리스제로 이루어지며, 도 12∼13에 나타낸 바와 같이, 상측 부분이, 상기 수나사 통부(72)와 나사결합할 수 있는, 내경이 30mm 정도인 암(雌)나사 통부(79)로 된 원통형상부(80)를 가지고 있다. 해당 원통형상부(80)의 일측부(81)는, 그 상단(82)으로부터 하단(83)을 향해 직경이 확대된 직경확대부(84)로 이루어지고, 해당 직경확대부(84)의 하단 개방부(85)가 바닥판부(86)로 폐색(閉塞)되어 있다. 그리고 도 12에 나타낸 바와 같이, 해당 직경확대부(84)의 중간 높이 부위에 설치한 연통구(連通口; 88)에, 상방을 향해 돌출되는 상기 연통관(76)의 상기 하단(89)이 연이어 설치(連設)되어 있고, 해당 연통관(76)의 상기 연결관부(77)는, 상기 외부 관(10)의 하단 부분에 설치된 연결 수나사 통부(91)와 나사결합할 수 있는 연결 암나사 통부(92)(상기 연결관부(77))로 되어 있다. 도 12는, 해당 연결 암나사 통부(92)에 해당 연결 수나사 통부(91)를 나사결합하여 단단히 조임으로써 상기 외부 관(10)이 상기 주머니체(5)의 상기 하단(9)에 연통되고, 해당 외부 관(10)이, 해당 주머니체(5)의 연장 방향(상하 방향)으로 세워져 설치(立設)되어 있는 상태를 나타내고 있다.
[0039] 또한 상기 바닥판부(86)의 하면(93)은, 도 12에 나타낸 바와 같이, 하방을 향해 볼록한 원호면(95)으로 이루어지며, 해당 바닥판부(86)의 외주 가장자리 부분은, 상기 하단 개방부(85)(도 12)의 외주 가장자리의 외측 방향(外方)으로 돌출되는 플랜지부(97)로 되어 있다. 해당 플랜지부(97)는, 상기 상측 부재(62)의 외주면의 외측 방향으로 돌출되는 확대보호부(98)를 구성하고 있으며, 해당 하면(93)의 중앙부에는, 추(99)를 매달기 위한 걸림 고정 구멍(100)이 설치된 걸림 고정편(101)이 돌출 설치되어 있으며, 해당 걸림 고정 구멍(100)은, 상기 상측 부재(62)의 축선(L2)에 대해, 상기 외부 관(10)의 축선(L1)측으로 약간 변위되어 있다. 해당 추(99)는 예컨대, 직경이 80mm 정도이고, 길이가 300mm 정도이고, 중량이 30kg 정도이다.
[0040] 그리고, 상기 암나사 통부(79)에 상기 수나사 통부(72)를 나사결합하여 단단히 조임으로써, 도 12 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 상측 부재(62)와 상기 하측 부재(63)가 연결되어 일체화됨으로써 상기 바닥 부재(57)가 구성되어 있다.
[0041] 상기 덮개 부재(60)는, 도 11, 도 15∼16에 나타낸 바와 같이, 중심축선을 따라 원(圓) 형상의 관통 구멍(106)이 관통설치(貫設)되어 이루어지는 합성수지의 원기둥(圓柱) 형상 부재(105)를 이용하여 구성되어 있다. 해당 원기둥 형상 부재(105)의 외경은 150mm 정도로 설정되고, 내경이 30mm 정도인 관통 구멍(106)이 설치되며, 도 15∼16에 나타낸 바와 같이, 그 외주면부(107)의 상하에는, 둘레 방향으로 연속되는 고정용 홈부(109, 109)가 설치되어 있다.
[0042] 상기 관통 구멍(106)은 나사 구멍(110)으로 되어 있으며, 그 상측 부분인 상측 나사 구멍(111)과 그 하측 부분인 하측 나사 구멍(112)은 역(逆) 나사 구멍으로 되어 있다. 그리고 도 16에 나타낸 바와 같이, 해당 나사 구멍(110)의 해당 상측 나사 구멍(111)에는, 마개체(113)의 나사축부(115)를 나사결합하여 단단히 조임으로써 해당 관통 구멍(106)의 상단 개방부(116)의 덮개가 폐쇄되도록 이루어져 있다.
[0043] 상기 내부 관(21)은, 본 실시예에 있어서는 도 1 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 상측 관 부재(118)와 하측 관 부재(120)로 이분할되어 있으며, 해당 상측 관 부재(118)의 하측 부분을 이루는 수나사 관부(121)를 상기 상측 나사 구멍(111)에 나사결합시키는 한편, 상기 하측 관 부재(120)의 상측 부분을 이루는 수나사 관부(122)를 상기 하측 나사 구멍(112)에 나사결합시킴으로써, 해당 내부 관(21)(도 1)이 상기 덮개 부재(60)에 부착된 상태로 이루어진다. 또한 본 실시예에 있어서는 도 18에 나타낸 바와 같이, 해당 하측 관 부재(120)를, 해당 덮개 부재(60)를 상기 상단 통부(59)(도 11(A))에 연결하기에 앞서 해당 덮개 부재(60)에 부착시켜 둔다. 이후, 해당 하측 관 부재(120)가 부착되어 이루어지는 해당 덮개 부재(60)는, 도 11(A)(B)에 나타낸 바와 같이, 상기 상단 통부(59)에 삽입되어, 해당 상단 통부(59)에 감겨진 밴드 부재(117)에 의해 상기 고정용 홈부(109, 109)(도 16)에서 단단히 조여짐으로써, 해당 상단 통부(59)에 연결되어 있다.
[0044] 상기 외부 관(10)은 본 실시예에 있어서는 도 19에 나타낸 바와 같이, 알루미늄제 파이프(119)를 코어 파이프(芯管; core pipe)로 하고, 그 내면(114)과 외면(124)을 예컨대 폴리에틸렌 수지로 피복하여 이루어지는 관체(管體; 128)를 이용하여 이루어지며, 그 내경은 40mm 정도이고, 그 외경은 50mm 정도이다. 해당 외부 관(10)은, 해당 알루미늄제 파이프(119)를 코어 파이프로 하는 관체(128)를 이용하여 구성되어 있기 때문에, 강성(剛性)이 향상되어 있다. 그리고 도 13에 나타낸 바와 같이, 해당 외부 관(10)의 하단 부분에는, 상기 연결 수나사 통부(91)가 설치되어 있다.
[0045] 상기 지중열 교환 장치(1)용의 상기 저액조(19)를 구축함에 있어서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 걸림 고정 구멍(100)에 상기 추(99)를 매단 상태로, 해당 추(99)와 상기 주머니체(5)와 상기 외부 관(10)으로 이루어진 수용물(102)을 상기 수용구멍부(3)(본 실시예에 있어서는 상기 구멍부(37)) 내로 내린다. 본 실시예에 있어서는 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 걸림 고정 구멍(100)을, 상기 상측 부재(62)의 축선(L2)에 대해 상기 외부 관(10)측으로 약간 편위시키고 있기 때문에, 해당 수용물(102)을 대략 수직 상태를 나타내도록 균형있게 상기 수용구멍부(3) 내로 내릴 수 있다.
[0046] 해당 수용물(102)을 해당 수용구멍부(3) 내로 내릴 때, 50m 정도의 길이를 가지는 상기 주머니체(5)와, 50m 정도의 길이를 가지는 상기 외부 관(10)을 별개의 릴에 감은 것을 시공 현장에 반입하여, 해당 주머니체(5)와 해당 외부 관(10)을 동시에 되감으면서, 예컨대 도 20 및 도 21에 나타낸 바와 같이, 해당 주머니체(5)를, 해당 외부 관(10)을 감싸듯이 에워싼 상태로 한다. 이와 같이 에워싼 상태로 하여 형성된 에워싼 물체(103)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 폭이 작고, 전체가 튜브 형상으로 되어, 상기 플랜지부(97)의 외측 방향으로 돌출되지 않도록 할 수 있다. 해당 에워싼 물체(103)는, 상기 주머니체(5)의 후술하는 팽창에 의해 파단(破斷)되는 결속재(104)를 이용하여 결속시켜 두는 것이 좋다. 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이, 1m 정도의 상하 간격을 두고 결속한다.
[0047] 해당 결속재(104)로서 고무밴드나 종이끈을 이용한 경우는, 해당 주머니체(5)의 상기 팽창에 의해 해당 고무밴드나 종이끈이 그 허용 장력을 초과함에 따라 파단되어, 해당 주머니체(5)는 상기 팽창을 계속할 수가 있다. 또한 해당 결속재(104)로서, 서로 걸림결합하며 또한 걸림결합의 해제가 가능하게 이루어진 한 쌍의 면 형상(面狀) 패스너를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우는, 일방의 면 형상 패스너를 상기 에워싼 물체(103)의 일방의 가장자리부에 부착하는 동시에 타방의 면 형상 패스너를 상기 에워싼 물체(103)의 타방의 가장자리부측(타방의 가장자리부 또는 해당 타방의 가장자리부에 보다 가까운 측)에 부착한다. 그리고, 상기 주머니체(5)를 상기 외부 관(10)을 감싸듯이 에워싼 상태로 한 다음, 양(兩) 면 형상 패스너 상호 간을 탈부착 가능한 걸림결합 상태로 하면, 상기 주머니체(5)가 소요의 팽창 상태가 됨에 따라, 해당 양(兩) 면 형상 패스너 상호 간의 걸림결합 상태가 해제된다. 본 발명에서는, 해당 양(兩) 면 형상 패스너 상호 간의 걸림결합이 해제되는 것을, 면 형상 패스너의 파단이라고 한다. 이와 같이 면 형상 패스너가 파단되면, 상기 주머니체(5)는 상기 팽창을 계속할 수 있다.
[0048] 상기 결속재(104)로 결속되어 이루어지는 에워싼 물체(103)를, 상기 추(99)의 자중(自重)을 이용하여, 상기 수용구멍부(3)의 상단(47)으로부터 그 바닥부를 향해 내린다. 이때, 상기 외부 관(10)이 상기 에워싼 물체(103)의 내부에 위치하고 있어 해당 외부 관(10)이 장력 부담 심재(芯材)로서 기능하기 때문에, 해당 에워싼 물체(103)를, 그 늘어남을 억제하며 하강시킬 수 있다.
[0049] 특히 본 실시예에 있어서는, 상기 경편지 통 부재(50)의 상기 날실의 연장 방향을 상기 주머니체(5)의 연장 방향(상기 에워싼 물체(103)의 연장 방향)에 맞추고 있기 때문에, 상기 늘어남을 더욱 억제하며 하강시킬 수 있다. 또한 본 실시예에 있어서는, 상기 상측 부재(62)의 외주면의 외측 방향으로 돌출되도록 상기 확대보호부(98)가 설치되어 있기 때문에, 상기 에워싼 물체(103)를 하강시킬 때, 해당 에워싼 물체(103)의 하단 부분을 이루는 상기 바닥 부재(57)의 하강을, 상기 구멍부(37) 내에서의 횡방향 진동을 더욱 적게 하여, 보다 원활하게 행하도록 할 수가 있다.
[0050] 그리고 해당 수용물(102)을 해당 수용구멍부(3) 내에 바람직하게 내린 상태에서, 해당 외부 관(10)은, 그 강성에 의해, 해당 구멍부(37) 내에서, 상하 방향으로 연장되는 자립(自立) 상태를 나타낼 수 있다. 이 상태에서 상기 주머니체(5)는, 상기 수용구멍부(3)에 수용되고 상하 방향으로 연장된 설치 상태에 있다.
[0051] 이후, 상기 원통형 케이싱(36)(도 5)을 회전시키면서 순차적으로 끌어올려, 이를 제거한다. 이 제거 작업은, 상기 외부 관(10)을 통해 상기 주머니체(5)가 상하 방향으로 연장된 설치 상태에 있기 때문에, 해당 원통형 케이싱(36)을, 상기 주머니체(5)의 상측 부분을 통과시켜 분리하는 것이 용이하다. 도 6은, 상기 원통형 케이싱(36)이 제거된 상태를 나타내고 있다. 이와 같이 원통형 케이싱(36)이 끌어 올려진 후의 상기 내벽부(11)는, 상기한 바와 같이, 상기 벤토나이트로 보호되어 있기 때문에, 해당 내벽부(11)의 붕괴가 억제되어 있다.
[0052] 이 상태에서 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기 외부 관(10)의 상단으로부터 펌프로 물을 공급하고(화살표(F2)), 해당 물을, 에워싼 상태의 상기 주머니체(5) 내에 순차적으로 공급하여 해당 주머니체(5)를, 그 하측으로부터 상측을 향해 순차적으로 팽창시킨다. 이러한 팽창은, 상기 마개체(113)(도 16)를 상기 원기둥 형상 부재(105)로부터 분리시킨 상태에서, 해당 주머니체(5) 내의 잔류 공기를 상기 상단 개방부(116)로부터 배기시키면서 행한다. 해당 팽창은, 해당 주머니체(5)의 상기 에워싼 상태가 개방되면서 행해지며, 해당 주머니체(5)의 팽창에 수반하여, 상기 수용구멍부(3) 내의 상기 벤토나이트 배합액(38)이, 도 22(A)에 화살표(F1)로 나타낸 바와 같이, 해당 수용구멍부(3)의 상단(47)으로부터 순차적으로 배출된다. 이러한 배기를 수반하는 해당 주머니체(5)의 팽창이 완료된 후, 해당 관통 구멍(106)의 상기 상단 개방부(116)를, 상기 마개체(113)를 상기 상측 나사 구멍(111)에 나사결합하여 단단히 조임으로써 막고, 이 상태에서, 상기 외부 관(10)의 상단으로부터 펌프로 물을 더욱 공급하면, 해당 주머니체(5)가 더욱 팽창하며, 그에 따른 수압 상승에 의해, 도 23(B)에 나타낸 바와 같이, 해당 주머니체(5)의 외면부(6)가, 해당 외부 관(10)과 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)에 밀착 상태가 된다.
[0053] 해당 주머니체(5)의 팽창은 상기 에워싼 상태가 개방되면서 행해지기 때문에, 해당 팽창 시에, 상기한 고무밴드나 종이끈, 면 형상 패스너 등으로서의 상기 결속재(104)(도 22(A))가 파단된다. 이러한 주머니체(5)의 팽창에 의해, 상기 외부 관(10)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 주머니체(5)의 외면부(6)와 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)와의 사이에 끼움지지된 상태로 해당 수용구멍부(3) 내에 수용된 상태가 된다. 보다 자세하게는, 해당 외부 관(10)은, 상기 주머니체(5)의 팽창에 의해, 상기 수용구멍부(3)의 상기 내벽부(11)에 의해 지지된 상태가 되며, 해당 지지된 상태에 있는 해당 외부 관(10)의 상기 외표면부(44)가 해당 주머니체(5)의 상기 외면부(6)의, 둘레 방향에서 본 소요 폭 부분(12)에 의해 덮인 상태가 된다. 그리고, 해당 외면부(6)의 해당 소요 폭 부분(12)을 제외한 잔여 부분(13)은 상기 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮은 상태가 된다.
[0054] 이후, 도 24에 나타낸 바와 같이, 상기 마개체(113)(도 16)를 분리해 낸 다음, 상기 상측 관 부재(118)의 상기 수나사 관부(121)를 상기 상측 나사 구멍(111)(도 17)에 나사결합한다. 이 상태에서 상기 펌프의 가동에 의해, 상기 외부 관(10)에, 상기 경화성 수지를 경화시킬 수 있을 온도의 온수를 순차적으로 공급하고, 해당 공급에 수반하여 상기 주머니체(5) 내의 물을 상기 상측 관 부재(118)의 상단(上端)에서 배출시키고, 해당 배출된 물을 보일러로 가열하면서 소요 온도로 하여 이것을 상기 온수로서 해당 외부 관(10)에 공급한다.
[0055] 이것을 소요 시간 동안 계속하면, 상기 경화성 수지의 경화에 의해, 도 1∼2 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 심재(46)의 경화물로 보강된 FRP가 상기 가요성 안주머니(39)와 상기 가요성 겉주머니(40)와의 사이에 개재되어 이루어지는 상기 라이닝 통 형상체(15)가 형성된다. 해당 라이닝 통 형상체(15)는 상기 저액조(19)로서 기능한다. 해당 라이닝 통 형상체(15)는 우수한 방수성을 가지는 것은 물론이고, 상기 경편지 통 부재(50)를 이용하여 구성되어 있기 때문에(도 8(B)), 열전도율이 높고, 강도가 우수하다. 상기 외부 관(10)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 해당 라이닝 통 형상체(15)의 외면부(127)의 상기 소요 폭 부분(129)과 상기 수용구멍부(3)의 상기 내벽부(11)와의 사이에 끼움지지된 상태에 있다. 그리고, 해당 외면부(127)의 해당 소요 폭 부분(129)을 제외한 잔여 부분(130)은 상기 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮은 상태에 있다.
[0056] 또한 본 실시예에 있어서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 구성된 저액조(19)의 상부에, 해당 저액조(19) 내의 열매액(17)의 팽창을 고려하여 그 팽창을 흡수하기 위한 공기층(132)이 설치되어 있다. 해당 공기층(132)의 용적은, 예컨대 여름철에 있어서 열매액(17)이 팽창한 경우에도, 그 팽창을 흡수할 수 있도록 설정한다. 이에 따라, 해당 팽창으로 인한 해당 저액조(19)의 파열을 방지할 수 있고, 또한, 상기 덮개 부재(60)가 해당 팽창의 압력으로 벗겨지는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에 있어서는, 상기 저액조(19)의 상부에 50∼100cm 정도의 상하 길이로 공기층(132)을 설치하는 것으로 하고 있다. 또한, 이와 같이 저액조(19)의 상부에 설치하는 공기층(132)은, 상기 열매액(17)이, 지표에 있어서의 대기 온도의 영향을 받기 어렵도록 하기 위한 단열층으로서도 기능한다.
[0057] 이러한 구성을 가지는 지중열 교환 장치(1)의 작용을, 겨울철과 여름철로 나누어 설명한다. 겨울철에 있어서는, 상기 저액조(19)가 매설되어 있는 주변의 지중 온도는, 예컨대 융설(融雪)을 필요로 하는 흡방열 영역의 표면 온도보다 상대적으로 높다.
[0058] 이 때문에, 이 경우는, 해당 지중열 교환 장치(1)를 다음과 같이 작동시킨다. 즉, 도 1에 있어서, 상기 펌프(33)의 구동에 의해, 상기 흡방열 관부(26)를 통과하는 과정에서 융설을 위해 냉각된 열매액(17)을 상기 외부 관(10)의 하단(7)으로부터 상기 저액조(19)로 유입시킨다. 이와 동시에, 상기 내부 관(21)의 하단(125)으로부터 상기 열매액(17)을 상기 흡방열 관부(26)로 이송하여 공급(送給)시킨다. 이에 따라, 상기 외부 관(10)의 하단(7)으로부터 상기 저액조(19)로 유입되는 열매액(17)은, 해당 저액조(19) 내에 저류되어 있는 열매액(17)의 온도를 저하시키게 되는데, 상대적으로 온도가 높은 주변의 지중(133)으로부터 해당 저액조(19) 내의 열매액으로의 열 이동이 발생하고 있기 때문에, 해당 저액조(19) 내의 열매액(17)은 서서히 가온된다.
[0059] 그리고 도 2에 나타낸 바와 같이, 해당 저액조(19)를 구성하는 상기 라이닝 통 형상체(15)의 외면부(127)의 상기 잔여 부분(130)이 상기 내벽부(11)에 밀착 상태에 있기 때문에, 주변의 지중(133)으로부터 상기 저액조(19) 내의 열매액(17)으로의 열 이동은 효율적으로 발생한다. 뿐만 아니라, 상기 외부 관(10)이 상기 수용구멍부(3)의 상기 내벽부(11)와 접촉하고 있기 때문에, 지중(133)으로부터, 해당 외부 관(10) 내의 열매액(17)으로의 열 이동이 발생하여 해당 외부 관(10) 내의 열매액(17)이 가온되는 것이 기대되고, 해당 지중열 교환 장치(1)의 열효율 향상이 기대된다.
[0060] 그리고 해당 외부 관(10)은 상기 저액조(19) 내에는 존재하지 않기 때문에, 해당 저액조(19) 내의 열매액(17)으로부터 해당 외부 관(10) 내의 열매액(17)을 향한 직접적인 열 이동(특허 문헌 1, 2에 있어서와 같은 열 이동)이 발생할 일은 없다. 해당 외부 관(10)이 해당 저액조(19) 내에 존재하면, 해당 저액조(19) 내의 상부에 모여 있는 보다 따뜻한 열매액(17)으로부터 해당 외부 관(10) 내의 열매액(17)을 향한 열 이동이 발생하여 해당 상부의 열매액(17)의 온도가 저하되어 버려, 지중열 교환 장치(1)의 열효율을 저하시키게 된다. 또한, 해당 외부 관(10)이 상기 라이닝 통 형상체(15)의 외면부(127)에 부분적으로 접촉하고는 있지만, 해당 라이닝 통 형상체(15)의 벽부(136)(도 2)나 해당 외부 관(10)의 벽부(137)(도 2)가 단열성을 가지기 때문에, 상기 저액조(19) 내의 열매액(17)으로부터 해당 외부 관(10) 내의 열매액(17)을 향한 열 이동은 거의 발생하지 않는다.
[0061] 본 실시예에 있어서 상기와 같이, 가온된 열매액(17)을 상기 내부 관(21)의 하단(125)에서 흡인하도록 하고, 해당 하단(125)을 상기 저액조(19)의 상측 부분에 배치하고 있는 것은, 보다 따뜻한 열매액이 상기 저액조(19) 내의 상부에 모여 있기 때문이다.
[0062] 반대로 여름철에 있어서는, 저액조(19)가 매설되어 있는 주변의 지중 온도는, 방열되어야 할 영역의 온도보다 상대적으로 낮다. 그 때문에, 이 경우는, 상기 지중열 교환 장치(1)를 다음과 같이 작동시킨다. 즉, 도 1에 있어서, 상기 펌프(33)의 구동에 의해, 상기 흡방열 관부(26)를 통과하여 상기 흡열되어야 할 영역을 냉각시키는 과정에서 온도가 상승된 열매액(17)을, 상기 내부 관(21)의 하단(125)으로부터 상기 저액조(19)로 유입시킨다. 이와 동시에, 상기 외부 관(10)의 하단(7)으로부터 상기 열매액(17)을 상기 저액조(19) 내로 유입시킴으로써, 상기 내부 관(21)의 하단(125)으로부터 상기 저액조(19) 내로 유입하는 열매액(17)은, 해당 저액조(19) 내에 저류되어 있는 열매액(17)의 온도를 상승시키게 되는데, 상기 저액조(19) 내의 열매액(17)으로부터, 상대적으로 온도가 낮은 주변의 지중으로의 열 이동이 효율적으로 발생하고 있기 때문에, 해당 저액조(19) 내의 열매액(17)은 서서히 온도가 저하된다.
[0063] 그리고, 보다 차가운 열매액이 상기 저액조(19)의 하부에 모여 있으므로, 상기 외부 관(10)의 상단(7)으로부터, 이 차가운 열매액이, 상기 흡방열 관부(26)로 보내진다. 이 경우도 상기와 마찬가지로, 해당 외부 관(10)이 상기 저액조(19) 내에는 존재하지 않기 때문에, 특허문헌 1, 2에 있어서와 같은, 해당 저액조(19) 내의 열매액으로부터 해당 외부 관(10) 내의 열매액을 향한 직접적인 열 이동이 발생할 일은 없다. 해당 외부 관(10)이 해당 저액조(19) 내에 존재하면, 해당 저액조(19) 내의 열매액(17)은 상측에 있는 것일수록 따뜻한 상태에 있기 때문에, 이 따뜻한 열매액(17)으로부터 해당 외부 관(10) 내를 상승하는 보다 차가운 열매액(17)을 향한 열 이동이 발생하여, 해당 외부 관(10) 내의 열매액(17)의 온도가 상승되어 버려, 지중열 교환 장치(1)의 열효율을 저하시키게 된다.
[0064] 그리고 본 실시예에 있어서는 도 23(B)에 나타낸 바와 같이, 상기 내벽부(11)가 요철면 형상을 나타내기 때문에 상기 라이닝 통 형상체(15)의 내주면(139)은 요철면 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에 상기 외부 관(10)의 하단으로부터 저액조(19) 내로 유입한 열매액(17)이 상방으로 이동할 때나, 상기 내부 관(21)으로부터 저액조(19) 내로 유입한 열매액이 하방으로 이동할 때, 해당 요철면이 이들 열매액에 난류를 발생시킬 수 있으며, 이에 따라, 저액조(19) 내의 열매액(17)에 대한 지중열의 이동 효율을 향상시킬 수 있다.
실시예 2
[0065] 도 25∼26은, 본 발명에 따른 지중열 교환 장치(1)의 다른 양태를 나타낸 것으로, 지반(2)에 상하 방향으로 설치된 상기 수용구멍부(3)에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지는 주머니체(140)와, 해당 수용구멍부(3)에 수용되고 또한 하단(7)이 해당 주머니체(140)의 하단(9)에 연통되는 외부 관(10)을 구비하고 있다. 해당 주머니체(140)는, 방수성을 가지고 있어, 상기 열매액(17)을 저류시키기 위한 저액조(19)를 형성할 수 있는 것이며, 해당 주머니체(140)가 팽창된 상태에서, 해당 주머니체(140)의 외면부(142)가 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮을 수 있다. 그리고 상기 외부 관(10)은, 도 25 및 도 26에 나타낸 바와 같이, 상기 주머니체(140)의 상기 외면부(142)와 상기 내벽부(11)와의 사이에 끼움지지되도록 이루어져 있다.
[0066] 해당 지중열 교환 장치(1)를 구성함에 있어서는, 실시예 1에서 도 4에 근거하여 설명한 것과 마찬가지로, 굴삭 비트를 직경확대한 상태에서, 원통형 케이싱(36)을 수반하면서 소요 깊이로 지반을 굴삭한다. 도 27에는, 상기 굴삭 비트에 의해 형성된 예컨대 50m 정도의 깊이를 가지는 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 원통형 케이싱(36)으로 피복하여 형성된 구멍부(37)가 도시되어 있다. 해당 원통형 케이싱(36)은, 굴삭에 의해 형성된 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 보호하는 것이며, 본 실시예에 있어서는 내경이 150mm 정도이고 외경이 165mm 정도이다. 상기와 마찬가지로, 해당 원통형 케이싱(36)의 1개의 길이는 1∼3m, 예컨대 2m 정도이므로, 그 소요 개수가 그 단부를 서로 용접하거나 나사 접합하여 연장된다.
[0067] 이와 같이 하여 형성된 상기 구멍부(37)에, 도 28에 나타낸 바와 같이, 상기 추(99)와 상기 주머니체(140)와 상기 외부 관(10)으로 이루어진 수용물(145)이 수용된 후, 도 29에 나타낸 바와 같이, 상기 원통형 케이싱(36)을 순차적으로 끌어올려 제거한다.
상기 주머니체(140)는 본 실시예에 있어서는, 도 29(B)에 나타낸 바와 같이, 예컨대 폴리에스테르 직물제의 호스 형상을 나타내고, 또한 그 내면(146)이 폴리에스테르 수지 등으로 코팅되어 방수성, 내압성을 가지는 것이며, 상기한 바와 같은 경화성 수지로 이루어진 것은 아니다. 따라서 해당 주머니체(140)는 상기 실시예에 따른 경화성 수지로 이루어진 주머니체(5)와는 달리, 상기의 라이닝 통 형상체(15)를 구성하는 것은 아니다. 해당 주머니체(140)의 팽창된 상태는, 도 26에 나타낸 바와 같이, 해당 주머니체(140) 내에 저류된 열매액(17)의 수압에 의해서만 유지된다.
[0068] 따라서 해당 주머니체(140)에 의하면, 해당 주머니체(140) 내에, 상기 외부 관(10)의 상단으로부터 펌프로 물을 공급하면 해당 주머니체(140)가 팽창되어, 해당 주머니체(140)의 외면부(147)가 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮은 상태가 된다. 이에 의해, 해당 내벽부(11)와 해당 외면부(147)와의 사이에 액상 보호재가 개재된 상태가 된다. 그 후에 있어서의 해당 액상 보호재의 경화에 의해, 해당 내벽부(11)의 붕괴가 방지된다. 그리고 이 상태에서 상기 실시예 1에 있어서와 마찬가지로, 상기 외부 관(10)은, 도 26에 나타낸 바와 같이, 상기 주머니체(140)의 외면부(142)와 상기 내벽부(11)와의 사이에 끼움지지된 상태가 된다.
[0069] 이러한 구성의 주머니체(140)를 구비한 지중열 교환 장치(1)의 작동 상태는 상기한 바와 같으므로, 그 설명을 생략한다.
실시예 3
[0070] 본 발명은, 상기 실시예에서 나타낸 것에 한정되는 것이 결코 아니며, 「특허청구범위」의 기재 내에서 다양한 설계 변경이 가능함은 말할 필요도 없다. 그 일례를 들면 다음과 같다.
[0071] (1) 상기 수용구멍부(3)는, 지반을 상하 방향으로 굴삭하여 구성하는 것 외에, 예컨대 도 30에 부분 단면도를 나타낸 바와 같이, 상하 방향으로 구멍부(149)를 가지는 콘크리트제 말뚝(150)의 해당 구멍부(149)로 구성해도 된다. 혹은, 예컨대 도 31에 부분 단면도를 나타낸 바와 같이, 상하 방향으로 구멍부(149)를 가지는 강관제 말뚝(151)의 해당 구멍부(149)로 구성해도 된다.
[0072] 이러한 경우도 상기와 같이 하여, 해당 구멍부(149)(수용구멍부(3))의 내면(152)을 라이닝 통 형상체(15)로 피복된 상태로 하거나, 혹은 상기한 주머니체(경화성 수지로 이루어진 것이 아님)(140)로 피복된 상태로 한다. 도 30 및 도 31에 있어서, 상기 외부 관(10)은 상기 실시예 1 및 상기 실시예 2에 있어서와 같이 설치되어 있다. 이 경우는, 해당 구멍부(149)가 평활면이기 때문에, 상기 라이닝 통 형상체(15)의 내주면(152) 또는 상기 주머니체(경화성 수지로 이루어진 것이 아님)(140)의 내주면(153)은 평활면을 나타낸다. 이와 같이 하여 콘크리트제 말뚝(150)이나 강관제 말뚝(151)의 내면을 해당 라이닝 통 형상체(15) 혹은 상기 주머니체(140)로 피복하는 결과, 특히 콘크리트제 말뚝(150)의 경우는, 해당 말뚝(150)의 구멍부(149)의 내면으로부터 탄산칼슘이 석출되는 것을 방지할 수 있어, 해당 탄산칼슘이 열펌프(heat pump) 등의 배관을 막히게 하는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 강관제 말뚝(151)의 경우는 해당 구멍부(149)의 내면에서의 녹 발생을 방지할 수 있어, 해당 녹이 열펌프 등의 배관을 막히게 하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이 콘크리트제 말뚝이나 강관제 말뚝을 이용하는 경우, 상기 벤토나이트는 불필요하다. 또한 상기 콘크리트제 말뚝은, 건물을 지지하는 지지말뚝을 겸용하는 것이 좋다.
[0073] (2) 지반을 굴삭하여 수용구멍부(3)를 형성하는 경우, 암반을 굴삭하여 해당 수용구멍부(3)를 형성하는 경우도 있다. 이 경우는, 상기 주머니체(5)나 상기 주머니체(140)를 공기로 팽창시킬 수 있다. 또한 이 경우는, 굴삭 시에 상기 원통형 케이싱(36)이나 벤토나이트를 이용할 필요가 없다.
[0074] (3) 상기 가요성 환형 기재(42)를 상기 경편지 통 부재(50)로 하는 경우, 그 소재는, 상기 유리 섬유 외에, 탄소 섬유 등이어도 된다.
[0075] (4) 상기 심재(46)를 구성하는 가요성 환형 기재(42)는, 상기 경편지 통 부재(50)를 이용하여 구성할 수 있는 것 외에, 펠트나 직물, 부직포, 일본 전통 종이(和紙) 등을 이용하여 구성할 수도 있다.
[0076] (5) 상기 액상 경화성 수지(43)는, 열경화형인 것 외에, 자외선 경화형 등이어도 된다. 열경화형의 경우, 그 경화 온도는, 65℃나 80℃ 등으로 설정할 수 있다. 혹은 해당 경화 온도를, 자연 경화되는 온도로 설정해도 된다.
[0077] (6) 상기 액상 경화성 수지(43)의 열전도율을 향상시키기 위해, 산화알루미늄이나 탄화규소 등을 해당 수지에 혼입시키는 것으로 해도 된다.
[0078] (7) 상기 액상 경화성 수지(43)를 열경화시키는 수단으로서는, 전기 공급(給電)에 의한 발열을 이용하는 급전 발열 수단을 채용할 수도 있다. 해당 급전 발열 수단의 일례는, 상기 가요성 안주머니(39)나 가요성 겉주머니(40) 등에 전류에 의해 발열하는 구리선(예컨대 0.4∼0.6mm 직경) 등의 발열선을 상기 주머니체(5)의 연장 방향이나 수평 방향, 경사 방향 등으로, 떠넣거나 짜넣거나 하여 대략 균일한 상태로 배치하고, 배터리 등으로 급전하여 발열시킴으로써 경화시키는 수단이다. 이와 같이 구성할 때, 상기 가요성을 가지는 주머니체(5)를 그 둘레 방향에서 소요 폭의 복수로 구분하여(예컨대 4구분하여), 각 구분마다 발열부를 구성하고, 해당 발열부마다 급전하도록 구성하면, 그다지 큰 전력을 필요로 하는 일 없이 상기 주머니체(5)의 상기 액상 경화성 수지를 열경화시킬 수 있다.
[0079] (8) 상기 외부 관(10)은, 염화비닐제 관이나 폴리에틸렌제 관 등의 합성수지제 등의 관으로 이루어지는 경우도 있다.
[0080] (9) 구성된 상기 라이닝 통 형상체(15)의 내주면에, 그 하단으로부터 상단을 향해 스파이럴 형상의 유도돌조부(誘導突條部)를 설치함으로써, 상기 외부 관(10)의 하단으로부터 상기 저액조(19) 내로 유입하여 상승하는 열매액이나, 상기 내부 관(21)으로부터 저액조(19) 내로 유입하여 하강하는 열매액을, 해당 스파이럴 형상의 해당 유도돌조부를 따라 상방향 혹은 하방향으로 나선 형상으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 저액조(19) 내의 열매액(17)을 상기 라이닝 통 형상체(15)의 내주면(139)에 최대한 접촉시키면서 해당 열매액을 상승시키거나 혹은 하강시킬 수 있으므로, 해당 저액조(19) 내의 열매액(17)으로의 지중열의 이동 효율을 향상시킬 수 있다.
[0081] (10) 상기 하측 부재(63)의 윗부분이 상기 상측 부재(62)의 아랫부분에, 용접이나 접착 등에 의해 연결됨으로써 상기 바닥 부재(57)가 구성되는 경우도 있다.
[0082] (11) 상기 바닥 부재(57)는, 수지 등에 의해 일체로 성형되어도 된다.
[0083] (12) 상기 주머니체(5)는, 경화되기 전에는 가요성을 가지며, 해당 주머니체(5)가 팽창한 상태에서, 해당 주머니체(5)의 외면부(6)가 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮을 수 있는 동시에, 상기 덮은 상태에서 경화되는 것이라면, 홑겹의 경화성 수지로 이루어진 주머니 형상으로 구성된 것이어도 좋다.
[0084] (13) 본 발명에 있어서, 상기 주머니체(5)의 외면부(6)가 상기 수용구멍부(3)의 내벽부(11)를 밀착 상태로 덮는다는 것은, 해당 외면부(6) 전체가 해당 내벽부(11)에 면 형상으로 접촉한 상태에서 해당 내벽부(11)를 덮는 것에 한정되지는 않고, 해당 외면부(6)에 부분적으로 주름이 발생한 상태에서 해당 외면부(6)가 해당 내벽부(11)를 덮는 경우를 포함하는 것이다.
[0085] (14) 상기 에워싼 물체(103)를 바람직하게 결속하여 이루어지는 상기 결속재(104)는, 상기 주머니체(5)를 상기와 같이 팽창시키는 데 앞서 파단시키는 경우도 있다. 이를 위한 수단으로서, 파단 조작용의 끈 부재를 이용하는 파단 수단을 예시할 수 있다.
해당 파단 수단은, 일단이 지상의 고정부에 고정된 상기 끈 부재를, 상기 에워싼 물체(103)의 연장 방향으로 소요 간격으로 결속한 상태에 있는 각 결속재에 통과시키고, 해당 에워싼 물체(103)가 상기 수용구멍부(3)에 수용된 상태에서, 해당 끈 부재를, 하단의 결속재의 하단에서 상방으로 되접어 꺽어, 해당 끈 부재의 타단 부분이 지상에 위치하는 상태로 한다. 그리고, 해당 타단 부분을 순차로 끌어올림으로써 해당 끈 부재가 해당 결속재를 아래로부터 차례로 파단시키도록 구성하는 것이다.
[0086] (15) 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 에워싼 물체(103)를 포함하는 상기 수용물(102)을 상기 수용구멍부(3)에 수용할 때, 해당 수용물(102)의 하강을 보다 원활화하기 위해, 해당 에워싼 물체(103)의 하단 부분을 이루는 상기 바닥 부재(57)(도 11(C))를 커버된 상태로 하는 것이 좋다. 그 때문에, 예컨대 도 12∼13에 도시되어 있는 상기 바닥 부재(57)의 상기 바닥판부(86)의 외주 가장자리 부분을 이루는, 상기 확대보호부(98)로서의 플랜지부(97)(도 12∼13)로 원통부를 세워 설치하고, 해당 원통부 내에 상기 바닥 부재(57)를 수납한 상태로 한다. 이때, 해당 원통부의 하단에서, 하측 부분이 하방을 향해 반원 형상(半丸狀)을 나타내는 가이드 볼록부를 설치하는 것이 좋다.
[0087] 1 : 지중열 교환 장치
2 : 지반
3 : 수용구멍부
5 : 주머니체
10 : 외부 관
11 : 내벽부
12 : 소요 폭 부분
13 : 잔여 부분
15 : 라이닝 통 형상체
16 : 내부 공간
17 : 열매액
19 : 저액조
21 : 내부 관
39 : 가요성 안주머니
40 : 가요성 겉주머니
41 : 환형 간극
42 : 가요성 환형 기재
43 : 액상 경화성 수지
44 : 외표면부
46 : 심재
48 : 소요 폭 부분
50 : 경편지 통 부재
55 : 가요성 통 형상 부재
56 : 하단 통부
57 : 바닥 부재
59 : 상단 통부
60 : 덮개 부재
61 : 연통 오목부
62 : 상측 부재
63 : 하측 부재
65 : 연통 구멍
69 : 고정용 둘레홈
85 : 하단 개방부
86 : 바닥판부
97 : 플랜지부
98 : 확대보호부
99 : 추
100 : 걸림 고정 구멍
101 : 걸림 고정편
113 : 마개체
115 : 나사축부
118 : 상측 관 부재
120 : 하측 관 부재
140 : 주머니체

Claims (5)

  1. 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저(有底) 타입의 통 형상(筒狀)인 가요성(可撓性)을 가지는 주머니체(袋體)와, 해당 수용구멍부에 수용되고 또한 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통(連通)되는 외부 관(外管)을 구비하며, 상기 주머니체는 경화성 수지로 이루어지고, 해당 주머니체가 팽창된 상태에서, 해당 주머니체의 외면부가 상기 수용구멍부의 내벽부를 밀착 상태로 덮을 수 있는 동시에, 해당 주머니체는, 상기 덮은 상태로 경화되도록 이루어져 있으며, 상기 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체는, 그 내부 공간에 열매액(熱媒液)을 저류(貯留)시키기 위한 저액조(貯液槽)를 형성할 수 있고,
    또한 상기 외부 관은, 상기 주머니체의 상기 외면부와 상기 내벽부와의 사이에 끼움지지(挾持)되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 지중열 교환 장치.
  2. 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지는 주머니체와, 해당 수용구멍부에 수용되고 또한 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통되는 외부 관을 구비하며, 해당 주머니체는, 수지제의 가요성 안주머니(內袋)와 수지제의 가요성 겉주머니(外袋)와의 사이에, 가요성 기재(基材)에 액상 경화성 수지가 함침되어 이루어지는 심재(芯材)가 수용되어 이루어지고, 해당 주머니체가 팽창된 상태에서, 해당 주머니체의 외면부가 상기 수용구멍부의 내벽부를 밀착 상태로 덮을 수 있는 동시에, 해당 주머니체는, 상기 덮은 상태로 경화되도록 이루어져 있으며, 상기 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체는, 그 내부 공간에 열매액을 저류시키기 위한 저액조를 형성할 수 있고,
    또한 상기 외부 관은, 상기 주머니체의 상기 외면부와 상기 내벽부와의 사이에 끼움지지되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 지중열 교환 장치.
  3. 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에, 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지며 또한 경화성 수지로 이루어진 주머니체가 수용되는 동시에, 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 그 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통되어 이루어지는 외부 관이, 해당 수용구멍부에 수용되어 있으며,
    해당 외부 관은, 해당 주머니체의 해당 외면부의, 둘레 방향에서 본 소요(所要) 폭 부분과 상기 수용구멍부의 내벽부와의 사이에 끼움지지된 상태에 있고, 해당 외면부의 해당 소요 폭 부분을 제외한 잔여 부분은 상기 내벽부를 밀착 상태로 덮은 상태에 있으며,
    또한 해당 주머니체는, 상기 덮은 상태로 경화되도록 이루어져 있고, 상기 경화에 의해 형성된 라이닝 통 형상체는, 그 내부 공간에 열매액을 저류시킬 수 있는 저액조를 형성하도록 이루어져 있으며,
    또한, 상기 저액조의 상측 부분에는, 내부 관이, 그 하단측 부분을 해당 저액조 내의 열매액에 가라앉힌 상태로 설치되도록 이루어져 있으며,
    상기 외부 관의 상단이, 방열을 필요로 하는 영역에서 방열하거나 또는 흡열을 필요로 하는 영역에서 흡열할 수 있는 흡방열(吸放熱) 관부의 일단에 접속되도록 이루어지고, 또한 상기 내부 관의 상단이, 상기 흡방열 관부의 타단에 접속되도록 이루어져 있으며,
    또한, 상기 열매액을 순환시키기 위한 펌프가 개재(介在)되어 있는 것을 특징으로 하는 지중열 교환 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라이닝 통 형상체의 내주면은 요철면(凹凸面) 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지중열 교환 장치.
  5. 지반에 상하 방향으로 설치된 수용구멍부에 수용되고 상하 방향으로 연장되는 유저 타입의 통 형상인 가요성을 가지는 주머니체와, 해당 수용구멍부에 수용되고 또한 해당 주머니체의 외면부를 따라 상하 방향으로 연장되고 또한 하단이 해당 주머니체의 하단에 연통되는 외부 관을 구비하며, 해당 주머니체는, 방수성을 가지고 있어, 열매액을 저류시키기 위한 저액조를 형성할 수 있는 것이어서, 해당 주머니체에 상기 열매액이 저류되어 해당 주머니체가 팽창된 상태에서, 해당 주머니체의 외면부가 상기 수용구멍부의 내벽부를 밀착 상태로 덮을 수 있으며,
    상기 외부 관은, 상기 주머니체의 외면부와 상기 내벽부와의 사이에 끼움지지되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 지중열 교환 장치.
KR1020197015107A 2016-10-26 2017-10-23 지중열 교환 장치 KR102358502B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-209747 2016-10-26
JP2016209747A JP6260977B1 (ja) 2016-10-26 2016-10-26 地中熱交換装置及び地中熱交換装置用の貯液槽の構築方法
PCT/JP2017/038122 WO2018079463A1 (ja) 2016-10-26 2017-10-23 地中熱交換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190077020A KR20190077020A (ko) 2019-07-02
KR102358502B1 true KR102358502B1 (ko) 2022-02-03

Family

ID=60989250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197015107A KR102358502B1 (ko) 2016-10-26 2017-10-23 지중열 교환 장치

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10871310B2 (ko)
EP (1) EP3534102B1 (ko)
JP (2) JP6260977B1 (ko)
KR (1) KR102358502B1 (ko)
CN (2) CN109073326A (ko)
AU (1) AU2017350628B2 (ko)
CA (1) CA3041447C (ko)
MY (1) MY194804A (ko)
PH (1) PH12019500916A1 (ko)
RU (1) RU2723470C1 (ko)
TW (1) TWI668402B (ko)
WO (1) WO2018079463A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108533044A (zh) * 2018-07-04 2018-09-14 肖昭然 一种能源平房仓系统
US11035593B2 (en) * 2018-09-07 2021-06-15 Robert Louis Sparks Vertical heat exchanger for a geothermal heating and cooling system and method of use
WO2021094644A1 (en) * 2019-11-13 2021-05-20 Senera Oy Outer pipe for forming a coaxial heat transfer piping, and a heat transfer piping installation method
CN112985141B (zh) * 2021-02-05 2021-11-30 中国矿业大学 一种可用于相变储热的分区式地下连续墙
CN114017934B (zh) * 2021-09-17 2024-04-19 中材(北京)地热能科技有限公司 一种同轴套管换热器管底自封装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110265989A1 (en) * 2008-11-10 2011-11-03 Pemtec Ab System for exchanging energy with a ground
JP2013108658A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Ohbayashi Corp 二重管構造の地中熱交換器

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2128635A (en) * 1935-03-23 1938-08-30 Du Pont Laminated structure and method for preparing same
US3062289A (en) * 1960-01-21 1962-11-06 Charles E Foote Oil well heater
US3183675A (en) * 1961-11-02 1965-05-18 Conch Int Methane Ltd Method of freezing an earth formation
US3609980A (en) * 1969-12-29 1971-10-05 Phillips Petroleum Co Method and apparatus for installing supporting elements in permafrost
US4050509A (en) * 1976-10-28 1977-09-27 Dynatherm Corporation Down-pumping heat pipes
US4325228A (en) * 1980-05-20 1982-04-20 Wolf Herman B Geothermal heating and cooling system
US4441556A (en) * 1981-08-17 1984-04-10 Standard Oil Company Diverter tool and its use
DE3139868A1 (de) 1981-10-07 1983-04-21 Helmut 6331 Schöffengrund Hund Sonde fuer waermepumpen
JPS6093260A (ja) * 1983-10-27 1985-05-25 Agency Of Ind Science & Technol 土中熱交換装置の埋設施行方法
US4574875A (en) * 1983-12-05 1986-03-11 Geo-Systems, Inc. Heat exchanger for geothermal heating and cooling systems
US4741388A (en) * 1984-12-20 1988-05-03 Kazuo Kuroiwa Underground heat exchanging apparatus
AU3840589A (en) * 1988-07-08 1990-02-05 Hans Hildebrand Installation for energy exchange between the ground and an energy exchanger
US4909323A (en) * 1989-05-30 1990-03-20 Hastings James E L Grouting well pipe
US5031706A (en) * 1990-02-07 1991-07-16 Mbs Advanced Engineering Systems Pneumopercussive soil penetrating machine
US5161626A (en) * 1990-12-10 1992-11-10 Industrial Engineering, Inc. Method for embedding lines, anchoring cables, and sinking wells
US5183100A (en) * 1991-02-14 1993-02-02 Harrell Jr James E System for efficiently exchanging heat or cooling ground water in a deep well
US5372016A (en) * 1993-02-08 1994-12-13 Climate Master, Inc. Ground source heat pump system comprising modular subterranean heat exchange units with multiple parallel secondary conduits
US5435387A (en) * 1993-07-19 1995-07-25 Roberts; Jonathan K. Built-in grout line for a well casing
US5435395A (en) * 1994-03-22 1995-07-25 Halliburton Company Method for running downhole tools and devices with coiled tubing
US5561985A (en) * 1995-05-02 1996-10-08 Ecr Technologies, Inc. Heat pump apparatus including earth tap heat exchanger
US6860320B2 (en) * 1995-09-12 2005-03-01 Enlink Geoenergy Services, Inc. Bottom member and heat loops
US6672371B1 (en) * 1995-09-12 2004-01-06 Enlink Geoenergy Services, Inc. Earth heat exchange system
US5623986A (en) * 1995-09-19 1997-04-29 Wiggs; B. Ryland Advanced in-ground/in-water heat exchange unit
KR200144723Y1 (ko) * 1997-01-30 1999-06-15 박영태 지하수용 양수파이프의 연결구조
JPH10317389A (ja) * 1997-05-20 1998-12-02 Ohbayashi Corp ボアホール式蓄熱装置における熱媒体容器の施工方法
TW334922U (en) * 1997-10-01 1998-06-21 rui-kun Lin Multiple location position mechanism of a circulating device of a picking machine
SE513267C2 (sv) * 1998-12-09 2000-08-14 Bertil Forsman Värmeväxlare för anbringande i borrhål samt sätt att anbringa värmeväxlare
DE19909368C1 (de) * 1999-03-03 2000-08-10 Hde Metallwerk Gmbh Wärmetauscherrohr
KR100317389B1 (ko) 2000-01-22 2001-12-22 구자홍 디지털 방송 수신장치의 온 타이머 채널 설정 방법
US6627281B2 (en) * 2001-01-26 2003-09-30 Milliken & Company Textile reinforced thin-walled thermoplastic or thermoset medium pressure pipes
DE10202261A1 (de) * 2002-01-21 2003-08-07 Waterkotte Waermepumpen Gmbh Wärmequellen- oder Wärmesenken-Anlage mit thermischer Erdankopplung
JP3902515B2 (ja) * 2002-06-14 2007-04-11 三菱マテリアル資源開発株式会社 熱交換井戸の掘削及び地中熱交換システムとその設置方法
US7578140B1 (en) * 2003-03-20 2009-08-25 Earth To Air Systems, Llc Deep well/long trench direct expansion heating/cooling system
DE50305842D1 (de) 2003-06-13 2007-01-11 Tiroler Roehren & Metallwerk Energiepfahl
US6955219B2 (en) * 2003-07-03 2005-10-18 Enlink Geoenergy Services, Inc. Earth loop installation with sonic drilling
CN2646628Y (zh) * 2003-08-22 2004-10-06 烟台爱尔玛新能源空调开发有限公司 一种高效地下换热装置
US7363769B2 (en) * 2005-03-09 2008-04-29 Kelix Heat Transfer Systems, Llc Electromagnetic signal transmission/reception tower and accompanying base station employing system of coaxial-flow heat exchanging structures installed in well bores to thermally control the environment housing electronic equipment within the base station
US7347059B2 (en) * 2005-03-09 2008-03-25 Kelix Heat Transfer Systems, Llc Coaxial-flow heat transfer system employing a coaxial-flow heat transfer structure having a helically-arranged fin structure disposed along an outer flow channel for constantly rotating an aqueous-based heat transfer fluid flowing therewithin so as to improve heat transfer with geological environments
FR2884905B1 (fr) * 2005-04-21 2007-07-20 Hades Soc Par Actions Simplifi Sonde de captage de l'energie thermique du sol pour pompe a chaleur
TWM334922U (en) * 2008-01-04 2008-06-21 Ruentex Eng & Constr Co Ltd Heat exchange pipe under ground
US9121630B1 (en) * 2008-04-07 2015-09-01 Rygan Corp. Method, apparatus, conduit, and composition for low thermal resistance ground heat exchange
GB2468496B (en) * 2009-03-10 2011-09-14 Mark Brice Percussion mole
US8776867B2 (en) * 2009-03-23 2014-07-15 John Stojanowski Modular, stackable, geothermal block heat exchange system with solar assist
US9291286B2 (en) * 2009-08-06 2016-03-22 WCA Group LLC Hollow drill rod for slurry application in a geothermal loop
US8256531B1 (en) * 2009-08-06 2012-09-04 Williams Comfort Air, Inc. Vertizontal geothermal loop and installation method
US8529156B2 (en) * 2009-08-06 2013-09-10 True.Home Heating/Cooling, Inc. Bit adapter and tube return for vertizontal geothermal loop
US20110036112A1 (en) * 2009-08-17 2011-02-17 American Ecothermal, Inc. Turbulence Inducing Heat Exchanger
US9777969B2 (en) * 2009-10-28 2017-10-03 Tai-Her Yang Pipe member equipped with heat insulation core pipeline and U-shaped annularly-distributed pipeline
US9909783B2 (en) * 2010-02-23 2018-03-06 Robert Jensen Twisted conduit for geothermal heat exchange
USD648835S1 (en) * 2010-04-16 2011-11-15 Charter Plastics, Inc. Geothermal U-bend socket fusion fitting
US8261551B2 (en) * 2010-09-28 2012-09-11 Doyle Brewington Energy producing device
RU2483255C1 (ru) * 2011-10-20 2013-05-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр по сверхглубокому бурению и комплексному изучению недр Земли" (ОАО "НПЦ "Недра") Способ посезонного использования низкопотенциального тепла приповерхностного грунта и скважинные теплообменники для осуществления вариантов способа
WO2013061406A1 (ja) * 2011-10-25 2013-05-02 パナセアディシンフェクタントカンパニーリミテッド 機能性空調装置及び機能性空調方法
JP5897873B2 (ja) * 2011-11-08 2016-04-06 吉佳エンジニアリング株式会社 熱交換部材
DE102013100886B4 (de) * 2013-01-29 2015-01-08 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug mit einem doppelwandigen Wärmetauscherrohr
CH706507A1 (de) 2012-05-14 2013-11-15 Broder Ag Koaxial-Erdwärmesonde und Verfahren zur Montage einer solchen Erdwärmesonde im Untergrund.
CN203132205U (zh) * 2013-01-10 2013-08-14 江苏望远节能科技开发有限公司 一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统
US9897347B2 (en) * 2013-03-15 2018-02-20 Thomas Scott Breidenbach Screw-in geothermal heat exchanger systems and methods
CN203361131U (zh) * 2013-06-24 2013-12-25 中国京冶工程技术有限公司 带囊袋换热器的能源抗浮桩
WO2016030740A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Cornelius Deutschland Slurries of granulate material for use in cooling devices
JP5839528B1 (ja) * 2015-04-27 2016-01-06 俊一 田原 温度低下補償型地熱交換器および温度低下補償型地熱発電装置
JP2016217688A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 株式会社エコ・プランナー 地中熱交換器
EP3171104B1 (de) * 2015-11-17 2021-01-27 Linde GmbH Vorrichtung und verfahren zum bodengefrieren
CN205561615U (zh) * 2016-03-17 2016-09-07 南京英柯森新能源技术有限公司 地源深井蓄能交换系统用地埋换热管
KR102105707B1 (ko) * 2018-03-16 2020-04-28 (주)한진디엔비 지중열 교환 장치 및 그 시공 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110265989A1 (en) * 2008-11-10 2011-11-03 Pemtec Ab System for exchanging energy with a ground
JP2013108658A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Ohbayashi Corp 二重管構造の地中熱交換器

Also Published As

Publication number Publication date
CA3041447A1 (en) 2018-05-03
MY194804A (en) 2022-12-16
CN113503758B (zh) 2023-06-09
EP3534102A1 (en) 2019-09-04
WO2018079463A1 (ja) 2018-05-03
AU2017350628A1 (en) 2019-05-30
PH12019500916A1 (en) 2019-12-02
CN113503758A (zh) 2021-10-15
NZ752827A (en) 2021-04-30
KR20190077020A (ko) 2019-07-02
CN109073326A (zh) 2018-12-21
EP3534102A4 (en) 2020-06-03
JP6260977B1 (ja) 2018-01-17
JP2018071845A (ja) 2018-05-10
US20190154307A1 (en) 2019-05-23
RU2723470C1 (ru) 2020-06-11
US10871310B2 (en) 2020-12-22
JP6754140B2 (ja) 2020-09-09
AU2017350628B2 (en) 2021-04-15
JP2019078522A (ja) 2019-05-23
TWI668402B (zh) 2019-08-11
CA3041447C (en) 2022-04-19
EP3534102B1 (en) 2022-06-01
TW201819841A (zh) 2018-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102358502B1 (ko) 지중열 교환 장치
JP5063669B2 (ja) トンネル工法とその熱交換路固定具
US20150007960A1 (en) Column Buffer Thermal Energy Storage
KR101162957B1 (ko) 지열 에너지 이용과 보강일체형의 에너지 이중관 장치 및 공법
JP4647709B1 (ja) 場所打ち杭
KR102000481B1 (ko) 충적대수층 계간축열 온실냉난방시스템
KR20200044499A (ko) 리사이클링 탱크가 구비되고 슬러지 제거가 용이한 지열 히트펌프 시스템
KR100798127B1 (ko) 지열공 보호 및 지하수순환장치
JP2004324913A (ja) 場所打ちコンクリート杭及びこの杭を用いた地熱利用方法
NZ752827B2 (en) Underground heat exchanger
JP4702556B2 (ja) 太陽熱の地中内熱備蓄方法と装置
KR20130071604A (ko) 터널 진출입로의 결빙 방지장치 및 그 시공방법
KR101622392B1 (ko) 개방형 지열 지중 열교환기용 신축 거동과 이탈 방지가 가능한 케이싱 장치
KR20090084249A (ko) 적층식 수도계량기 보호통
JP2003254629A (ja) 凍結破損防止型液体用管およびそれを用いた水道管システム並びに温水器システム
JP6349078B2 (ja) 熱源水及び循環水熱交換システム
KR101448200B1 (ko) 튜브시트를 이용한 지열에너지 이용장치 및 방법
JP2743825B2 (ja) 低温液化ガスタンクの側部ヒータ設備
JP2009097831A (ja) 地熱収集ブロック及び杭並びに地熱利用システム
KR102114105B1 (ko) 지중열교환용 터널 세그먼트
KR100572568B1 (ko) 상하수도관 연결부위의 보강대
JP6120104B2 (ja) 床下蓄熱を利用した凍結防止システム
KR20110124035A (ko) 지열 히트펌프의 지중 열교환기

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