KR102378170B1

KR102378170B1 - 지열유닛과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템

Info

Publication number: KR102378170B1
Application number: KR1020210086478A
Authority: KR
Inventors: 홍순원; 홍경식; 홍정식
Original assignee: 주식회사 와이이씨; 홍경식; 홍정식
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-03-25

Abstract

본 발명은 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황으로부터 지열유닛을 보호하고, 지열유닛의 유지보수를 간편하게 할 수 있는 지열유닛과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 지열유닛은 지면에 천공된 지열홀부의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인과, 지열홀부에서 지중열이 발생되는 지하수에 침지되고 지열홀부에서 지하수와 작동유체가 열교환되는 적어도 하나의 지중열교환모듈 및 지열홀부에 전달되는 진동으로부터 지열열교환라인과 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 보호하기 위한 방진방재유닛을 포함한다.

Description

지열유닛과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템{GEOTHERMAL UNIT AND GEOTHERMAL HEATING AND COOLING SYSTEM FOR PREVENTING EARTHQUAKE OR DISASTER USING THIS}

본 발명은 지열유닛과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황으로부터 지열유닛을 보호하고, 지열열교환라인과 지중열교환모듈 등에서의 균열이나 파손으로 작동유체가 지열홀부의 지하수에 유출되거나 지하수가 지열열교환라인과 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나로 유입되는 지를 감지하여 2차 사고를 방지할 수 있으며, 지열유닛 등을 유지보수할 때도 간편하게 작업을 수행할 수 있는 기능을 갖는 지열유닛과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 날씨가 추운 겨울에는 실내 온도를 높이고 날씨가 더운 여름에는 실내 온도를 낮추는 냉난방 시스템이 설치 운영된다.

종래에는 석탄이나 석유와 같은 화석연료를 사용하여 난방을 하거나 이를 전기에너지로 전환하여 냉방을 하는 장치나 시스템이 운영되었으나, 화석연료가 연소되면서 대기오염 문제가 발생되는 문제가 있었으며, 기후변화로 인한 피해가 점점 커짐에 따라 이를 해결하고자 하는 다양한 대체 에너지 개발이 진행되고 있다.

여러 대책 중 하나가 땅속 지열을 이용하여 냉난방하는 기술이 제시되고 있는데, 지하의 열 온도차를 이용하여 여름에는 실내에서 발생한 열을 지열 히트펌프가 흡수하여 지중의 열교환기를 통해서 땅속으로 방출하여 실내 냉방이 되고, 겨울에는 지중의 열교환기를 통해 지열에너지를 지열 히트펌프에서 흡수하여 실내로 방출하여 실내 난방이 된다.

하지만, 이와 같은 지열 에너지를 이용한 냉난방 시스템의 경우에는, 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황에 대해 지중의 열교환기가 파손되는 문제점, 지중의 열교환기의 파손에 따라 지하수와 작동유체가 혼합되어 지하수를 오염시키는 문제점 등이 발생하였다.

또한, 지중의 열교환기로 순환되는 작동유체가 지중에서 지하수와 열교환되어야 함에 따라 열교환 시간을 증가시키기 위해 천공 깊이가 깊어져야 하는 문제점, 천공 깊이에 대응하여 시공 시간이 길어지는 문제점, 천공 깊이에 대응하여 유지보수가 어려워지는 문제점, 천공 깊이에 대응하여 시공 비용이 증가하는 문제점이 발생하였다. 또한, 열교환된 작동유체가 온도차나 조건에 무관하게 일정하게 순환됨에 따라 열교환 효율이 최적화되지 못하는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0040561호(발명의 명칭 : 지열냉난방용 지열교환기, 2014. 04. 03. 공개)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황으로부터 지열유닛을 보호하고, 지열열교환라인과 지중열교환모듈 등에서의 균열이나 파손으로 작동유체가 지열홀부의 지하수에 유출되거나 지하수가 지열열교환라인과 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나로 유입되는 지를 감지하여 2차 사고를 방지할 수 있으며, 지열유닛 등을 유지보수할 때도 간편하게 작업을 수행할 수 있는 기능을 갖는 지열유닛과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지열유닛은 지면에 천공된 지열홀부의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인; 상기 지열홀부에서 상기 지중열이 발생되는 지하수에 침지되고, 상기 지열홀부에서 상기 지하수와 상기 작동유체가 열교환되는 적어도 하나의 지중열교환모듈; 및 상기 지열홀부에 전달되는 진동으로부터 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 보호하기 위한 방진방재유닛;을 포함한다.

여기서, 상기 방진방재유닛은, 상기 진동에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나에서 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 충격제어유닛; 및 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체를 보충 또는 교체하는 기능과, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 오염된 작동유체를 회수하는 기능과, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체의 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 점검하는 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 수행하는 점검보수유닛; 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

여기서, 상기 충격제어유닛은, 상기 지열열교환라인에 결합되는 전자밸브모듈; 상기 지열홀부와 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나에 전달되는 상기 진동을 감지하는 충격감지부; 및 상기 충격감지부가 감지한 진동과 기설정된 방진방재정보를 비교하여 상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체의 흐름 제어를 위해 상기 전자밸브모듈의 "on/off" 를 결정하는 충격제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 점검보수유닛은, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체를 보충 또는 교체하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈; 상기 지열열교환라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 상기 작동유체를 공급하고 회수하는 점검보수모듈; 및 상기 점검보수모듈에서 상기 작동유체의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체의 보충 또는 교체 상태를 감시하는 보충교체제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 점검보수모듈은, 상기 지열열교환라인의 일측에서 분기되는 공급분기라인; 상기 지열열교환라인의 타측에서 분기되는 회수분기라인; 상기 지열열교환라인의 일측 또는 상기 공급분기라인에 구비되는 유체공급밸브; 상기 지열열교환라인의 타측 또는 상기 회수분기라인에 구비되는 유체회수밸브; 상기 공급분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 신규 작동유체를 공급하는 유체공급모듈; 및 상기 회수분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에서 전달되는 작동유체를 회수하는 유체회수모듈;을 포함하고, 상기 보충교체제어부는, 상기 유체공급밸브와 상기 유체회수밸브와 상기 유체공급모듈과 상기 유체회수모듈을 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율과 기설정된 보충교체정보를 비교하여 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체의 보충 또는 교체 상태를 감시한다.

이때, 상기 보충교체제어부는, 상기 유체공급밸브의 개도를 상기 유체회수밸브의 개도보다 크게 설정한다.

이때, 상기 점검보수모듈은, 상기 공급분기라인을 기준으로 상기 지열열교환모듈 쪽에서 상기 지열열교환라인의 일측에 구비되는 제1차단밸브; 및 상기 회수분기라인을 기준으로 상기 지열열교환모듈 쪽에서 상기 지열열교환라인의 타측에 구비되는 제2차단밸브;를 더 포함한다.

여기서, 상기 점검보수유닛은, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 오염된 작동유체를 회수하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈; 상기 지열열교환라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 청수를 공급하고 회수하는 점검보수모듈; 및 상기 점검보수모듈에서 상기 청수의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 청수의 공급 상태 및 회수 상태를 감시하는 점검보수제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 점검보수모듈은, 상기 지열열교환라인의 일측에서 분기되는 공급분기라인; 상기 지열열교환라인의 타측에서 분기되는 회수분기라인; 상기 지열열교환라인의 일측 또는 상기 공급분기라인에 구비되는 유체공급밸브; 상기 지열열교환라인의 타측 또는 상기 회수분기라인에 구비되는 유체회수밸브; 상기 공급분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 상기 청수를 공급하는 유체공급모듈; 및 상기 회수분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에서 전달되는 상기 작동유체와 상기 청수 그리고 상기 작동유체와 상기 청수의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 회수하는 유체회수모듈;을 포함하고, 상기 점검보수제어부는, 상기 유체공급밸브와 상기 유체회수밸브와 상기 유체공급모듈과 상기 유체회수모듈을 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율과 기설정된 회수정보를 비교하여 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 작동유체의 회수 상태를 감시한다.

이때, 상기 점검보수제어부는, 상기 유체공급밸브의 개도와 상기 유체회수밸브의 개도를 동일하게 설정한다.

여기서, 상기 점검보수유닛은, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체의 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 점검하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈; 상기 지열열교환라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 상기 작동유체를 공급하고 회수하는 점검보수모듈; 및 상기 점검보수모듈에서 상기 작동유체의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 감시하는 점검보수제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 점검보수모듈은, 상기 지열열교환라인의 일측에서 분기되는 공급분기라인; 상기 지열열교환라인의 타측에서 분기되는 회수분기라인; 상기 지열열교환라인의 일측 또는 상기 공급분기라인에 결합되는 유체공급밸브; 상기 지열열교환라인의 타측 또는 상기 회수분기라인에 결합되는 유체회수밸브; 상기 공급분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 신규 작동유체를 공급하는 유체공급모듈; 및 상기 회수분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에서 전달되는 유체를 회수하는 유체회수모듈;을 포함하고, 상기 점검보수제어부는, 상기 유체공급밸브와 상기 유체회수밸브의 개도를 조절하는 개도제어부; 및 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율과 기설정된 정상정보를 비교하여 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 감시하는 파손제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 개도제어부는, 상기 유체회수밸브의 개도를 상기 유체공급밸브의 개도보다 크게 설정한다.

여기서, 상기 방진방재유닛은, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 진동에 대응하여 신축 가능한 신축유닛; 및 상기 진동에 대응하여 상기 충격제어유닛과 상기 점검보수유닛 중 적어도 어느 하나의 제어에 따른 알람을 전파하는 알람유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.

여기서, 상기 지열열교환라인은, 일부가 상기 지열홀부에 삽입되는 제1지열관; 상기 제1지열관과 함께 일부가 상기 지열홀부에 삽입되는 제2지열관; 및 상기 지열홀부에서 상기 제1지열관과 상기 제2지열관을 연결시키는 지열연결관;을 포함하고, 상기 지중열교환모듈은, 상기 지열홀부에서 상기 제1지열관에 연결되어 상기 작동유체가 통과하는 제1모듈; 및 상기 지열홀부에서 상기 제2지열관에 연결되어 상기 작동유체가 통과하는 제2모듈;을 포함하며, 상기 제1모듈이 분기관모듈로 이루어지는 경우, 상기 제2모듈은 상기 분기관모듈로 이루어지거나 직관모듈로 이루어지고, 상기 제1모듈이 상기 직관모듈로 이루어지는 경우, 상기 제2모듈은 상기 분기관모듈로 이루어지거나 상기 직관모듈로 이루어지며, 상기 분기관모듈은 전달되는 상기 작동유체를 적어도 둘로 분기하여 통과시키고, 상기 직관모듈은 전달되는 상기 작동유체를 그대로 통과시키며, 상기 지열열교환모듈은, 상기 지열홀부에서 상기 지중열이 발생되는 지하수가 수용되는 중공의 함체이고, 상기 제1모듈과 상기 제2모듈이 내장되며, 외주면에 상기 지하수가 통과하는 다수의 열교환통과홀이 관통 형성되는 열교환챔버; 및 상기 지열홀부의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비되고, 상기 지열홀부에서 상기 지중열이 발생되는 지하수를 순환시키는 지하수순환펌프; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.

본 발명에 따른 지열유닛은 상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체의 이동 방향을 전환시키는 경로전환모듈; 및 상기 지열열교환라인에 구비되고, 상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체를 순환시키는 작동유체펌프; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.

여기서, 상기 지열열교환라인은, 일부가 상기 지열홀부에 삽입되는 제1지열관; 상기 제1지열관과 함께 일부가 상기 지열홀부에 삽입되는 제2지열관; 상기 지열홀부에서 상기 제1지열관과 상기 제2지열관을 연결시키는 지열연결관; 상기 제1지열관과 상기 제2지열관 중 어느 하나의 상기 작동유체를 전달받는 지열공급관; 및 상기 제1지열관과 상기 제2지열관 중 다른 하나에 작동유체를 전달하는 지열회수관;을 포함하고, 상기 경로전환모듈은, 상기 제1지열관과 상기 지열공급관을 연결시키되, 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제1밸브모듈; 상기 제2지열관과 상기 지열회수관을 연결시키되, 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제2밸브모듈; 상기 제1지열관과 상기 지열회수관을 연결시키는 제1전환라인; 상기 제1전환라인에 구비되고, 상기 제1전환라인에서 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제1전환밸브모듈; 상기 제2지열관과 상기 지열공급관을 연결시키는 제2전환라인; 및 상기 제2전환라인에 구비되고, 상기 제2전환라인에서 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제2전환밸브모듈;을 포함한다.

여기서, 상기 작동유체펌프는, 회전력을 발생시켜 모터축을 회전시키는 순환모터; 상기 지열열교환라인 중 상기 지열홀부 쪽의 작동유체가 전달되는 배관에 구비되고, 상기 모터축의 일측에 결합되어 상기 지열홀부 쪽의 작동유체를 배출시키는 제1펌핑부; 및 상기 지열열교환라인 중 상기 지열홀부 쪽으로 상기 작동유체를 전달하는 배관에 구비되고, 상기 제1펌핑부 또는 상기 모터축의 타측에 결합되어 상기 지열홀부 쪽으로 상기 작동유체를 이동시키는 제2펌핑부;를 포함한다.

본 발명에 따른 지열유닛은 실내의 냉난방을 위해 실내라인에 연결되는 실내기를 제어하는 컨트롤러;를 더 포함하되, 상기 지열홀부에는, 상기 지중열이 발생되는 지하수의 온도를 측정하는 온도센서;가 구비되고, 상기 컨트롤러는, 상기 실내기의 동작정보와 상기 온도센서에 의해 측정된 지하수의 온도를 바탕으로 상기 실내기와 상기 작동유체펌프의 운전을 예측하여 상기 실내기와 상기 작동유체펌프를 제어한다.

여기서, 상기 지열홀부에는, 상기 지중열이 발생되는 지하수의 온도를 측정하는 온도센서;가 구비되고, 상기 온도센서에 의해 측정된 지하수의 온도는, 다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 하나의 지열홀부에서 상기 작동유체의 순환 여부를 선택하는 기능과, 다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 하나의 지열홀부에 구비된 상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체의 속도를 제어하는 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 실시하기 위한 정보로 이용한다.

본 발명에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템은 본 발명에 따른 지열유닛; 및 상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프;를 포함한다.

본 발명에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템은 본 발명에 따른 지열유닛; 및 상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프;를 포함하고, 상기 지열유닛에서 이격되어 전달유체가 이동되는 경로를 형성하되 상기 지열히트펌프에서 상기 전달유체가 열교환이 이루어지는 제1전달유로부와, 상기 작동유체와 상기 전달유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열열교환라인과 상기 제1전달유로부를 연결시키는 지열열교환모듈을 포함하는 제1전달유닛; 및 상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 순환유체가 순환되는 경로를 형성하는 제2전달유로부와, 실내에 공급되는 실내유체가 수용되되 상기 순환유체와 상기 실내유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열히트펌프에서 이격되어 상기 제2전달유로부가 연결되는 버퍼탱크를 포함하는 제2전달유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.

본 발명에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템은 본 발명에 따른 지열유닛; 상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프; 및 상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 실내유체가 이동되는 경로를 형성하는 실내라인;을 포함한다.

본 발명에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템은 본 발명에 따른 지열유닛; 상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프; 및 상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 실내유체가 이동되는 경로를 형성하는 실내라인;을 포함하고, 상기 지열유닛에서 이격되어 전달유체가 이동되는 경로를 형성하되 상기 지열히트펌프에서 상기 전달유체가 열교환이 이루어지는 제1전달유로부와, 상기 작동유체와 상기 전달유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열열교환라인과 상기 제1전달유로부를 연결시키는 지열열교환모듈을 포함하는 제1전달유닛; 및 상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 순환유체가 순환되는 경로를 형성하는 제2전달유로부와, 상기 실내라인에 연결되어 상기 실내유체가 수용되되 상기 순환유체와 상기 실내유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열히트펌프에서 이격되어 상기 제2전달유로부가 연결되는 버퍼탱크를 포함하는 제2전달유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.

본 발명에 따른 지열유닛과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에 따르면, 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황으로부터 지열유닛을 보호하고, 지열열교환라인과 지중열교환모듈 등에서의 균열이나 파손으로 작동유체가 지열홀부의 지하수에 유출되거나 지하수가 지열열교환라인과 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나로 유입되는 지를 감지하여 2차 사고를 방지할 수 있으며, 지열유닛 등을 유지보수할 때도 간편하게 작업을 수행할 수 있는 기능을 갖는다.

또한, 본 발명은 충격제어유닛의 세부 구성을 통해 지열유닛의 동작을 제어하고, 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황에서 작동유체의 순환을 정지시켜 작동유체의 압력이 지열홀부의 내부 작용하는 것을 방지하는 한편, 작동유체의 누설에 따른 지하수의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 점검보수유닛에서 지열열교환라인과 지중열교환모듈을 통과하는 작동유체를 보충 또는 교체하는 기능을 통해 지열열교환라인과 지중열교환모듈에 충진된 작동유체의 상태를 점검하는 한편, 지열열교환라인과 지중열교환모듈에서 작동유체의 안정된 충진 상태를 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 점검보수모듈의 제1 세부 구성을 통해 지열열교환라인과 지중열교환모듈에 작동유체를 안정되게 공급할 수 있다. 또한, 유체공급밸브의 개도와 유체회수밸브의 개도 설정을 통해 작동유체의 공급 측이 작동유체의 회수 측보다 상대적으로 높은 압력을 형성하여 작동유체의 충진 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1차단밸브와 제2차단밸브의 부가 구성을 통해 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인에 충진된 작동유체가 지중열교환모듈 쪽으로 이동되는 것을 방지하고, 작동유체의 충진을 원활하게 하고, 작동유체의 충진 상태를 안정화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 점검보수유닛에서 지열열교환라인과 지중열교환모듈을 통과하는 오염된 작동유체를 회수하는 기능을 통해 지열열교환라인과 지중열교환모듈에 충진된 작동유체의 상태를 점검하는 한편, 지열열교환라인과 지중열교환모듈에서 오염된 작동유체를 회수하고 새로운 작동유체를 충진시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 점검보수모듈의 제2 세부 구성을 통해 지열열교환라인과 지중열교환모듈에서 오염된 작동유체를 안정되게 회수할 수 있다. 또한, 유체공급밸브의 개도와 유체회수밸브의 개도 설정을 통해 작동유체의 공급 측과 작동유체의 회수 측이 상호 동일한 압력을 형성하여 청수의 흐름을 원활하게 하고, 작동유체의 회수 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1차단밸브와 제2차단밸브의 부가 구성을 통해 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인에 충진된 작동유체와 청수의 혼합을 방지하고, 지열열교환라인과 지중열교환모듈의 유지보수를 간편하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 점검보수유닛에서 지열열교환라인과 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 점검하는 기능을 통해 지열열교환라인과 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 안정되게 점검할 수 있다.

또한, 본 발명은 점검보수모듈의 제3 세부 구성을 통해 지열열교환라인과 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 확인할 수 있다. 또한, 제1유체선택밸브와 제2유체선택밸브의 부가 구성을 통해 작동유체와 청수를 선택하여 점검보수유닛의 기능을 복합적으로 수행할 수 있도록 한다. 또한, 또한, 제1차단밸브와 제2차단밸브의 부가 구성을 통해 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인에 충진된 작동유체가 지중열교환모듈 쪽으로 이동되는 것을 방지하고, 파손 상태 점검을 명확하게 하며, 지열열교환라인과 지중열교환모듈의 유지보수를 간편하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 유체공급밸브의 개도와 유체회수밸브의 개도 설정을 통해 작동유체의 회수 측이 작동유체의 공급 측보다 상대적으로 높은 압력을 형성하여 파손 부위에서의 지하수 유입을 촉진시키고, 도전율의 변화를 크게 하여 파손 상태의 점검을 명확하게 할 수 있고, 작동유체의 소비를 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 지중열교환모듈의 세부 구성을 통해 지하 천공을 깊게 하지 않아도 냉난방 효율을 증가시킬 수 있다.

특히, 본 발명은 종래 지열 냉난방 시스템에서는 지열열교환라인과 지중열이 직접 열교환됨에 따라 열교환 효율이 떨어지고 그에 따라 더 많이 열교환되게 하기 위하여 지하 천공 깊이가 깊어지는 문제가 있었으나, 지중열교환모듈에서 지열열교환라인과 지하수가 액티브하게 열교환이 이루어짐에 따라 천공 깊이가 기존 대비 낮아도 열교환율이 증가될 수 있다. 또한, 지중열교환모듈에서 지열열교환라인과 지하수가 액티브하게 열교환이 이루어짐에 따라 지열홀부의 깊이가 기존 방식과 같은 천공 깊이라고 하더라도 지열열교환라인에서의 열교환 효율이 기존 방식에 비해 월등히 향상된다. 그에 따라, 시공 기간을 대폭 단축할 수 있으며 시공 비용 및 유지보수 비용 또한 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 보다 능동적인 열교환이 이루어지게 되어 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 지중 온도, 작동유체의 온도, 실내의 온도 조건에 따라 지열열교환라인 내 작동유체의 유동 속도를 조절하여 온도제어를 최적화할 수 있다.

또한, 본 발명은 지열열교환라인과 지중열교환모듈의 결합 관계를 통해 지열홀부의 내부에서 지중열에 의한 작동유체의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 지열홀부의 내부에 대한 세부 구성으로 분기관모듈의 세부 구성 및 연결 관계를 통해 지열홀부의 내부에서 작동유체의 공급경로와 작동유체의 회수경로를 명확하게 하고, 작동유체가 지열홀부에서 안정되게 순환되도록 한다.

또한, 본 발명은 지중열교환모듈의 세부 구성으로 관통관부가 포함되므로, 지열열교환라인과 열교환챔버의 결합 관계를 명확하게 하고, 작동유체의 순환을 명확하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 열교환챔버에서 작동유체의 분산 이동 관계를 통해 지열홀부의 내부에서 지중열과 작동유체의 접촉 면적을 증가시키고, 지중열에 의해 작동유체가 안정되게 가열 또는 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 열교환챔버의 내부에 대한 세부 구성으로 분기관모듈의 세부 구성 및 연결 관계를 통해 열교환챔버의 내부에서 작동유체의 공급경로와 작동유체의 회수경로를 명확하게 하고, 작동유체가 지열홀부에서 안정되게 순환되도록 한다.

또한, 본 발명은 열교환챔버 내부의 지하수를 지하수순환펌프가 순환시킴에 따라 지열홀부의 지하수와 열교환챔버의 지하수를 혼합시켜 열교환챔버에서 작동유체에 균일한 지중열이 공급되도록 하여 지열홀부의 내부에서 지중열과 작동유체의 열교환을 안정화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 지열홀부의 지하수를 지하수순환펌프가 순환시킴에 따라 지열홀부에서 지하수를 안정되게 순환시키고, 지열홀부에서 깊이에 따른 지하수의 온도차를 최소화하며, 지열홀부에서 작동유체에 균일한 지중열이 공급되도록 하여 지열홀부의 내부에서 지중열과 작동유체의 열교환을 안정화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 분기관모듈과 직관모듈의 조합을 통해 실내의 냉난방 조건에 따라 예를 들어 겨울에는 제1지열관을 통해 공급되는 유체가 분기관모듈을 거치면서 충분히 열교환이 이루어지도록 하고, 지열연결관을 거친 다음, 작동유체는 제2지열관과 직관모듈을 간편하게 통과하므로, 열교환된 작동유체는 열손실을 최소화하여 배출될 수 있다.

또한, 본 발명은 분기관모듈과 직관모듈의 조합을 통해 실내의 냉난방 조건에 따라 예를 들어 여름에는 제2지열관과 직관모듈을 통해 작동유체가 지열홀부에 간편하게 공급되도록 하고, 지열연결관을 거친 다음, 작동유체는 분기관모듈을 거치면서 충분히 열교환이 이루어지므로, 지열홀부에서 작동유체의 정체시간을 충분히 확보할 수 있고, 열교환된 작동유체는 열손실을 최소화하여 배출될 수 있다.

또한, 본 발명은 분기관모듈과 직관모듈에서 주름 구조 또는 방열핀부 구조를 통해 지하수의 접촉 면적을 증가시키고 지하수와 작동유체의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 경로전환모듈을 통해 냉방 기능과 난방 기능에 대응하여 지열열교환라인의 입구에서는 작동유체가 유입만 되고 지열열교환라인의 출구에서는 작동유체가 배출만 되도록 하여 지열열교환라인의 입구와 출구를 특정시키고, 작동유체의 이동 방향을 일원화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 지열열교환라인의 세부 구성을 통해 지열유닛에서 작동유체의 순환을 명확하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 경로전환모듈의 세부 구성을 통해 지열홀부에서 냉방 기능 또는 난방 기능에 따라 작동유체의 이동 방향을 전환시키며, 지열열교환라인의 입구와 출구를 특정시켜 작동유체의 이동에 따른 부하를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 작동유체펌프를 통해 지열열교환라인에서 작동유체를 안정되게 순환시킬 수 있고, 작동유체펌프는 인버터 방식으로 동작되어 명령에 따라 작동유체의 속도를 조절할 수 있다. 또한, 운전명령에 따라 속도가 낮아지면 펌핑량이 적어지고, 운전명령에 따라 속도가 증가하면 펌핑량이 증가되므로 지하수와 작동유체 사이의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 작동유체펌프의 세부 구성을 통해 지열열교환라인의 입구측에서는 작동유체가 유입만 되도록 하고, 지열열교환라인의 출구에서는 작동유체가 배출만 되도록 하며, 작동유체에 방향성을 부여하고, 작동유체가 역행되는 것을 방지하며, 순환모터의 회전력이 안정되게 전달되어 작동유체의 이동을 원활하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 작동유체펌프의 세부 구성을 통해 순환모터의 모터축을 한 방향으로만 회전시키고, 냉방 기능과 난방 기능에 대응하여 순환모터의 모터축의 회전 방향을 전환시키지 않아도 된다. 또한, 지열열교환라인의 입구와 출구에서 각각 흡입과 토출이 동시에 이루어지므로, 지열열교환라인에 작용하는 관압에 문제가 발생되지 않게 된다. 좀더 자세하게, 하나의 순환모터가 제1펌핑부와 제2펌핑부를 동시에 구동시키므로, 지열홀부를 향한 작동유체의 공급과 지열홀부로부터 작동유체의 배출이 동시에 이루어지도록 하고, 지열열교환라인의 관압이 상대적으로 상승 또는 하강되는 것을 방지하며, 작동유체의 공급과 배출에 대응하여 지열열교환라인에 작용하는 관압을 안정되게 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 경로전환모듈과 작동유체펌프가 모두 포함됨에 따라 냉방 기능과 난방 기능에 대응하여 순환모터의 한 방향 회전을 명확하게 하며, 순환모터의 한 방향 회전에 따라 작동유체의 순환을 명확하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 온도센서를 통해 다수의 지열홀부 중 적어도 어느 하나의 지열홀부에 대해 지하수의 온도를 감시할 수 있고, 작동유체펌프와의 연계를 통해 측정된 지하수의 온도에 따라 다수의 지열홀부 중 적어도 어느 하나의 지열홀부에 대한 사용 여부를 자동으로 결정하여 효율적인 냉난방 운전을 실시할 수 있도록 하며, 측정된 지하수의 온도에 따라 다수의 지열홀부 중 선택된 지열홀부에서 작동유체의 속도를 조절하여 열교환이 완료된 작동유체 온도를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 온도센서가 측정한 지하수의 온도를 이용하여 실내기의 예측 운전 또는 예지 운전을 가능하게 하고, 실내기가 안정되게 실내를 냉난방할 수 있다.

또한, 본 발명은 컨트롤러를 통해 실내기의 동작정보와 온도센서가 측정한 지하수의 온도를 바탕으로 모듈들과 유닛들 및 펌프들의 동작을 안정되게 제어하고, 모듈들과 유닛들 및 펌프들의 동작에 대응하여 예측 운전 또는 예지 운전을 가능하게 하며, 라인들에서 관압이 상승되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 지중열교환모듈의 배치 관계를 통해 지중열교환모듈의 수량을 조절하여 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 지중열교환모듈에서 지하수의 순환 구조는 열교환챔버의 내부로 유입되는 지하수와 지열열교환유닛 사이의 열교환 또는 열교환챔버의 내부로 유입되는 지하수와 분기관모듈 사이의 열교환을 명확하게 하여 작동유체가 안정되게 열교환이 이루어지도록 한다. 이때, 지하수순환펌프의 동작에 따라 지하수의 순환을 원활하게 한다.

또한, 본 발명은 지열히트펌프가 부가되므로, 열교환된 작동유체를 이용하여 지열히트펌프에서의 냉매 순환을 원활하게 하고, 지열히트펌프 자체에서의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 실내라인이 부가되므로, 지열열교환라인에서 열교환된 작동유체 또는 지열히트펌프에서 열교환된 냉매를 이용하여 실내라인을 순환하는 실내유체를 가열하거나 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 실내라인의 실내유체가 가열 또는 냉각되므로, 실내유체가 실내기를 통과하면서 실내를 냉난방할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 라인들의 각 부위에 장착되는 밸브들은 수동식과 자동식으로 구비되어 능동적인 대처가 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에서 지열유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에서 지열유닛의 경로전환모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에서 지열유닛의 냉매순환펌프를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에서 지열유닛의 냉매순환펌프에 구비되는 펌핑부를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 제1펌핑부를 나타내고 (b)는 제2펌핑부를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에서 지열유닛의 지중열교환모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에서 지열유닛의 지중열교환모듈의 평면 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 지열유닛(10)과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템은 본 발명의 일 실시예에 따른 지열유닛(10)을 포함하고, 지열히트펌프(21)와 실내라인(30) 중 적어도 지열히트펌프(21)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방진 방재형 지열 냉난방 시스템은 제1전달유닛과 제2전달유닛 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지열유닛(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 지중열과 작동유체 사이에 열교환이 이루어지도록 한다. 지열유닛(10)은 아래의 일곱 가지 변형예로 구분할 수 있다.

제1변형예에서 지열유닛(10)은 지면에 천공된 지열홀부(11)의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인(12)과, 지열홀부(11)에서 지중열과 작동유체가 열교환되는 적어도 하나의 지중열교환모듈(50)을 포함할 수 있다.

여기서, 지열홀부(11)에는 지중열이 발생되는 지하수의 온도를 측정하는 온도센서(57)가 구비될 수 있다. 온도센서(57)는 지중열교환모듈(50)의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다. 온도센서(57)는 후술하는 열교환챔버(51)의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.

온도센서(57)에 의해 측정된 지하수의 온도는 다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 하나의 지열홀부(11)에서 작동유체의 순환 여부를 선택하는 기능과, 다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 하나의 지열홀부(11)에 구비된 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 속도를 제어하는 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 실시하기 위한 정보로 이용한다.

특히, 온도센서(57)가 측정한 지하수의 온도는 후술하는 실내기(40)의 동작 정보와 연계하여 지능형 지열 냉난방 시스템의 예측 운전 또는 예지 운전을 가능하게 할 수 있다.

지열열교환라인(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 지열관모듈을 포함하고, 지열전달관모듈을 더 포함할 수 있다.

지열관모듈은 일부가 지열홀부(11)에 삽입되는 제1지열관(121)과, 제1지열관(121)과 함께 일부가 지열홀부(11)에 삽입되는 제2지열관(122)과, 지열홀부(11)에서 제1지열관(121)과 제2지열관(122)을 연결시키는 지열연결관(123)을 포함할 수 있다.

지열전달관모듈은 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 어느 하나의 작동유체를 전달받는 지열공급관(124)과, 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 다른 하나에 작동유체를 전달하는 지열회수관(125)을 포함할 수 있다.

지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 지중열이 발생되는 지하수에 침지된다. 지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 지중열이 발생되는 지하수와 작동유체가 열교환되도록 한다. 지중열교환모듈(50)은 도 2와 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 지열홀부(11)에서 지열열교환라인(12)을 따라 적어도 하나가 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)의 상부에 배치되는 상부모듈(50a)과, 상부모듈(50a)의 하측으로 이격되어 지열홀부(11)의 하부에 배치되는 하부모듈(50b)로 구분할 수 있다. 도 6과 도 7을 참조하면, 지중열교환모듈(50)은 아래와 같이 네 가지 예로 구분할 수 있다.

제1예에서 지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 제1지열관(121)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제1모듈과, 지열홀부(11)에서 제2지열관(122)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제2모듈을 포함할 수 있다.

제1모듈이 분기관모듈로 이루어지는 경우, 제2모듈은 분기관모듈로 이루어지거나 직관모듈로 이루어질 수 있다. 또한, 제1모듈이 직관모듈로 이루어지는 경우, 제2모듈은 분기관모듈로 이루어지거나 직관모듈로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 제1모듈이 분기관모듈로 이루어지고, 제2모듈이 직관모듈로 이루어지는 것으로 도시하였다.

여기서, 분기관모듈은 전달되는 작동유체를 적어도 둘로 분기하여 통과시킨다.

분기관모듈은 지열홀부(11)의 내부에서 지열열교환라인(12)에 연결되고 작동유체가 수용 가능한 상부버퍼챔버(52)와, 상부버퍼챔버(52)와 이격 배치되고 지열홀부(11)에서 지열열교환라인(12)에 연결되며 작동유체가 수용 가능한 하부버퍼챔버(53)와, 지열홀부(11)의 내부에서 상부버퍼챔버(52)와 하부버퍼챔버(53)를 연결시키는 적어도 둘의 챔버연결관(54)을 포함할 수 있다.

다만, 상부버퍼챔버(52)와 하부버퍼챔버(53) 중 적어도 어느 하나는 열교환챔버(51)에 내장되거나 열교환챔버(51)의 외부에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 챔버연결관(54)은 다수 개가 이격 배치되는 것으로 도시하였다.

챔버연결관(54)에는 주름이 형성되거나 방열핀부가 돌출 형성되므로, 챔버연결관(54)의 표면적을 증가시키고 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 직관모듈은 전달되는 작동유체를 그대로 통과시킨다.

직관모듈은 관통관부(55)를 포함할 수 있다. 관통관부(55)는 지열홀부(11)에서 지열열교환라인(12)을 직접 연결된다. 관통관부(55)에서는 작동유체가 통과하게 된다.

관통관부(55)의 양단부에는 각각 지열열교환라인(12)과 탈부착 가능하게 결합되는 지열관플랜지(512)가 구비되어 지열열교환라인(12)과의 탈부착 결합시 결합 작업을 용이하게 할 수 있다.

관통관부(55)에는 주름이 형성되거나 방열핀부가 돌출 형성되므로, 관통관부(55)의 표면적을 증가시키고 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

제1모듈과 제2모듈이 모두 분기관모듈로 이루어지는 경우, 상부버퍼챔버(52)는 지열열교환라인(12)의 제1지열관(121)이 연결되는 제1상부챔버와, 제1상부챔버와 분리되어 지열열교환라인(12)의 제2지열관(122)이 연결되는 제2상부챔버를 포함할 수 있다. 또한, 하부버퍼챔버(53)는 제1상부챔버의 하측으로 이격 배치되어 지열열교환라인(12)의 제1지열관(121)이 연결되는 제1하부챔버와, 제1하부챔버와 분리되어 지열열교환라인(12)의 제2지열관(122)이 연결되는 제2하부챔버를 포함할 수 있다. 또한, 챔버연결관(54)은 지열홀부(11)의 내부 또는 후술하는 열교환챔버(51)의 내부에서 제1상부챔버와 제1하부챔버를 연결시키는 적어도 하나의 제1연결관과, 지열홀부(11)의 내부 또는 후술하는 열교환챔버의 내부에서 제2상부챔버와 제2하부챔버를 연결시키는 적어도 하나의 제2연결관을 포함할 수 있다.

제1모듈과 제2모듈이 모두 직관모듈로 이루어지는 경우, 관통관부(55)는 제1지열관(121)이 연결되도록 열교환챔버(51)에 관통 형성되는 제1관통관과, 제1관통관에서 이격되어 제2지열관(122)이 연결되도록 열교환챔버(51)에 관통 형성되는 제2관통관을 포함할 수 있다. 그러면, 제1관통관(51a)의 양단부에는 각각 제1플랜지(5121)가 구비되어 제1지열관(121)에 형성된 플랜지와 결합되도록 한다. 또한, 제2관통관(51b)의 양단부에는 제2플랜지(5122)가 구비되어 제2지열관(122)에 형성된 플랜지와 결합되도록 한다.

제2예에서 지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 제1지열관(121)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제1모듈과, 지열홀부(11)에서 제2지열관(122)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제2모듈과, 지열홀부(121)에서 지중열이 발생되는 지하수가 수용되는 중공의 함체이고 제1모듈과 제2모듈이 내장되며 외주면에 지하수가 통과하는 다수의 열교환통과홀(511)이 관통 형성되는 열교환챔버(51)를 포함할 수 있다.

또한, 직관모듈은 전달되는 작동유체를 그대로 통과시킨다.

제1모듈과 제2모듈이 모두 직관모듈로 이루어지는 경우, 관통관부(55)는 제1지열관(121)이 연결되도록 열교환챔버(51)에 관통 형성되는 제1관통관과, 제1관통관에서 이격되어 제2지열관(122)이 연결되도록 열교환챔버(51)에 관통 형성되는 제2관통관을 포함할 수 있다.

열교환챔버(51)에는 지중열이 발생되는 지하수가 통과하는 다수의 열교환통과홀(511)이 관통 형성되어 지하수의 이동을 원활하게 할 수 있다.

열교환챔버(51)에는 지열열교환라인(12)과 탈부착 가능하게 결합되는 지열관플랜지(512)가 구비되어 지열열교환라인(12)과의 탈부착 결합을 용이하게 할 수 있다. 지열관플랜지(512)는 제1지열관(121)이 탈부착 가능하게 결합되는 제1플랜지(5121)와, 제2지열관(122)이 탈부착 가능하게 결합되는 제2플랜지(5122)를 포함할 수 있다. 지열관플랜지(512)는 열교환챔버(51)의 상부와 하부에 각각 구비되는 것이 바람직하다. 그러면, 제1관통관(51a)의 양단부에는 각각 제1플랜지(5121)가 구비되어 제1지열관(121)에 형성된 플랜지와 결합되도록 한다. 또한, 제2관통관(51b)의 양단부에는 제2플랜지(5122)가 구비되어 제2지열관(122)에 형성된 플랜지와 결합되도록 한다.

열교환챔버(51)에는 순환홀부(513)가 관통 형성될 수 있다. 순환홀부(513)는 지하수순환펌프(56)의 설치에 대응하여 열교환챔버(51)의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비되는 것이 바람직하다.

열교환챔버(51)에는 온도센서(57)를 전기적으로 연결하는 신호선(C)이 통과하는 선통과부(514)가 관통 형성될 수 있다. 이때, 열교환챔버(51)에는 신호선(C)통과하는 중공의 전선관(51c)이 내장될 수 있다. 전선관(51c)의 양단부는 각각 선통과부(514)와 연통되도록 한다.

열교환챔버(51)에는 견인고리(515)가 구비되어 지열홀부(11)에서 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)의 설치 및 해체 그리고 유지보수를 간편하게 할 수 있다. 도시되지 않았지만, 견인고리(515)에는 견인와이어(미도시)가 연결되어 지상으로 연장 형성되므로, 지열홀부(11)의 상측에서 견인와이어(미도시)를 이용하여 지중열교환모듈(50)을 승강 이동시킬 수 있다.

제3예에서 지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 제1지열관(121)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제1모듈과, 지열홀부(11)에서 제2지열관(122)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제2모듈과, 지열홀부(11)의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비되고 지열홀부(11)에서 지중열이 발생되는 지하수를 순환시키는 지하수순환펌프(56)를 포함할 수 있다.

또한, 직관모듈은 전달되는 작동유체를 그대로 통과시킨다.

관통관부(55)의 양단부에는 각각 지열열교환라인(12)과 탈부착 가능하게 결합되는 지열관플랜지(512)가 구비되어 지열열교환라인(12)과의 탈부착 결합을 용이하게 할 수 있다.

지하수순환펌프(56)는 인버터 방식으로 동작되어 해당 지열홀부(11)에서 작동유체의 순환 여부를 선택할 수 있다. 또한, 지하수순환펌프(56)는 인버터 방식으로 동작되어 해당 지열홀부(11)에서 지하수의 순환 속도를 조절할 수 있다.

제4예에서 지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 제1지열관(121)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제1모듈과, 지열홀부(11)에서 제2지열관(122)에 연결되어 작동유체가 통과하는 제2모듈과, 지열홀부(11)에서 지중열이 발생되는 지하수가 수용되는 중공의 함체이고 제1모듈과 제2모듈이 내장되며 외주면에 지하수가 통과하는 다수의 열교환통과홀(511)이 관통 형성되는 열교환챔버(51)와, 열교환챔버(51)의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비되고 지열홀부(11)와 열교환챔버(51) 사이에서 지하수를 순환시키는 지하수순환펌프(56)를 더 포함할 수 있다.

또한, 직관모듈은 전달되는 작동유체를 그대로 통과시킨다.

제2변형예에서 지열유닛(10)은 지면에 천공된 지열홀부(11)의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인(12)과, 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 이동 방향을 전환시키는 경로전환모듈(14)을 포함할 수 있다.

여기서, 지열홀부(11)에는 지중열이 발생되는 지하수의 온도를 측정하는 온도센서(57)가 구비될 수 있다. 온도센서(57)는 지열홀부(11)의 상단부와 하단부에 각각 구비될 수 있다. 온도센서(57)는 지중열교환모듈(50)의 상단부와 하단부 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.

특히, 온도센서(57)가 측정한 지하수의 온도는 후술하는 실내기의 동작 정보와 연계하여 지능형 지열 냉난방 시스템의 예측 운전 또는 예지 운전을 가능하게 할 수 있다.

여기서, 지열열교환라인(12)은 제1변형예에 따른 지열유닛(10)에 포함되는 그것과 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.

경로전환모듈(14)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1지열관(121)과 지열공급관(124)을 연결시키되 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제1밸브모듈(141)과, 제2지열관(122)과 지열회수관(125)을 연결시키되 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제2밸브모듈(142)과, 제1지열관(121)과 지열회수관(125)을 연결시키는 제1전환라인(143)과, 제1전환라인(143)에 구비되고 제1전환라인(143)에서 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제1전환밸브모듈(144)과, 제2지열관(122)과 지열공급관(124)을 연결시키는 제2전환라인(145)과, 제2전환라인(145)에 구비되고 제2전환라인(145)에서 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제2전환밸브모듈(146)을 포함할 수 있다.

각각의 밸브모듈은 배관 상에 구비되는 주밸브와 바이패스 배관에 구비되는 보조밸브로 구분할 수 있다. 이러한 주밸브와 보조밸브는 수동식과 자동식 중 적어도 어느 하나를 채택하여 배관을 개폐할 수 있다.

이에 따라, 실내의 냉방과 난방 중 어느 하나를 실시하고자 하는 경우, 도 3의 (a)와 같이 제1밸브모듈(141)과 제2밸브모듈(142)은 "on"으로 동작되어 작동유체가 이동되도록 하고, 제1전환밸브모듈(144)과 제2전환밸브모듈(146)은 "off"로 동작되어 전환라인에서 작동유체가 이동되지 못하도록 한다.

또한, 실내의 냉방과 난방 중 다른 하나를 실시하고자 하는 경우, 도 3의 (b)와 같이 제1전환밸브모듈(144)과 제2전환밸브모듈(146)은 "on"으로 동작되어 전환라인에서 작동유체가 이동되도록 하고, 제1밸브모듈(141)과 제2밸브모듈(142)은 "off"로 동작되어 작동유체가 이동되지 못하도록 한다.

그러면, 실내의 냉방과 난방에 대응하여 지열공급관(124)과 지열회수관(125)에서는 작동유체가 한 방향으로만 이동할 수 있다. 또한, 실내의 냉방과 난방 중 어느 하나에 대응하여 제1지열관(121)에서는 작동유체가 지열홀부(11) 쪽으로 이동하고 제2지열관(122)에서는 작동유체가 지열홀부(11) 쪽에서 공급되지만, 실내의 냉방과 난방 중 다른 하나에 대응하여 제1지열관(121)에서는 작동유체가 지열홀부(11) 쪽에서 공급되고, 제2지열관(122)에서는 작동유체가 지열홀부(11) 쪽으로 이동하게 되어 후술하는 작동유체펌프(13)가 한 방향으로 만 작동유체를 이동시킬 수 있다.

제3변형예에서 지열유닛(10)은 지면에 천공된 지열홀부(11)의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인(12)과, 지열열교환라인(12)에 구비되고 지열열교환라인(12)에서 작동유체를 순환시키는 작동유체펌프(13)를 포함할 수 있다.

작동유체펌프(13)는 도 4에 도시된 바와 같이 회전력을 발생시켜 모터축을 회전시키는 순환모터(131)와, 지열열교환라인(12) 중 지열홀부(11) 쪽의 작동유체가 전달되는 배관에 구비되고, 회전력이 입력되도록 모터축의 일측에 결합되어 지열홀부(11) 쪽의 작동유체를 배출시키는 제1펌핑부(132)와, 지열열교환라인(12) 중 지열홀부(11) 쪽으로 작동유체를 전달하는 배관에 구비되고 회전력이 입력되도록 제1펌핑부(132) 또는 모터축의 타측에 결합되어 지열홀부(11) 쪽으로 작동유체를 이동시키는 제2펌핑부(133)를 포함할 수 있다.

작동유체펌프(13)는 인버터 방식으로 동작되어 다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 하나의 지열홀부(11)에서 작동유체의 순환 여부를 선택할 수 있다. 또한, 작동유체펌프(13)는 인버터 방식으로 동작되어 다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 어느 하나의 지열홀부(11)에서 작동유체의 순환 속도를 조절할 수 있다.

제1펌핑부(132)는 도 5에 도시된 바와 같이 지열공급관(124)에 구비되는 제1펌핑바디(1321)와, 순환모터(131)의 모터축에 동축으로 연결되는 제1펌핑축(1325)과, 제1펌핑바디(1321)에 회전 가능하게 내장되고 제1펌핑축(1325)과 함께 회전되어 작동유체를 이동시키는 제1펌핑날개(1324)를 포함할 수 있다. 제1펌핑바디(1321)에는 지열공급관(124)과 연결되어 제1펌핑바디(1321)의 내부로 작동유체가 유입되는 제1흡입구(1322)와, 지열공급관(124)과 연결되어 제1펌핑바디(1321)의 내부 작동유체가 배출되는 제1배출구(1323)가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1펌핑부(132)는 시로코팬 방식으로 작동유체가 유입되었다가 배출되는 것으로 도시하였지만, 여기에 한정하는 것은 아니고, 하나의 순환모터(131)가 제1펌핑부(132)와 제2펌핑부(133)를 동시에 동작시킴에 따라 제1펌핑부(132)에서 작동유체가 한 방향으로만 이동되도록 할 수 있으면 충분하다.

제2펌핑부(133)는 도 5에 도시된 바와 같이 지열회수관(125)에 구비되는 제2펌핑바디(1331)와, 순환모터(131)의 모터축 또는 제1펌핑축(1325)에 동축으로 연결되는 제2펌핑축(1335)과, 제2펌핑바디(1331)에 회전 가능하게 내장되고 제2펌핑축(1335)과 함께 회전되어 작동유체를 이동시키는 제2펌핑날개(1334)를 포함할 수 있다. 제2펌핑바디(1331)에는 지열회수관(125)과 연결되어 제2펌핑바디(1331)의 내부로 작동유체가 유입되는 제2흡입구(1332)와, 지열회수관(125)과 연결되어 제2펌핑바디(1331)의 내부 작동유체가 배출되는 제2배출구(1333)가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제2펌핑부(133)는 시로코팬 방식으로 작동유체가 유입되었다가 배출되는 것으로 도시하였지만, 여기에 한정하는 것은 아니고, 하나의 순환모터(131)가 제1펌핑부(132)와 제2펌핑부(133)를 동시에 동작시킴에 따라 제2펌핑부(133)에서 작동유체가 한 방향으로만 이동되도록 할 수 있으면 충분하다.

제4변형예에서 지열유닛(10)은 지면에 천공된 지열홀부(11)의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인(12)과, 지열홀부(11)에서 지중열과 작동유체를 열교환시키는 지중열교환모듈(50)과, 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 이동 방향을 전환시키는 경로전환모듈(14)을 포함할 수 있다.

지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 지중열이 발생되는 지하수에 침지된다. 지중열교환모듈(50)은 지열홀부(11)에서 지중열이 발생되는 지하수와 작동유체가 열교환되도록 한다.

또한, 지중열교환모듈(50)은 제1변형예에 따른 지열유닛(10)에 포함되는 그것과 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.

또한, 경로전환모듈(14)은 제2변형예에 따른 지열유닛(10)에 포함되는 그것과 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.

제5변형예에서 지열유닛(10)은 지면에 천공된 지열홀부(11)의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인(12)과, 지열홀부(11)에서 지중열과 작동유체를 열교환시키는 지중열교환모듈(50)과, 지열열교환라인(12)에 구비되고 지열열교환라인(12)에서 작동유체를 순환시키는 작동유체펌프(13)를 포함할 수 있다.

또한, 작동유체펌프(13)는 제3변형예에 따른 지열유닛(10)에 포함되는 그것과 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.

제6변형예에서 지열유닛(10)은 지면에 천공된 지열홀부(11)의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인(12)과, 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 이동 방향을 전환시키는 경로전환모듈(14)과, 지열열교환라인(12)에 구비되고 지열열교환라인(12)에서 작동유체를 순환시키는 작동유체펌프(13)를 포함할 수 있다.

제7변형예에서 지열유닛(10)은 지면에 천공된 지열홀부(11)의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인(12)과, 지열홀부(11)에서 지중열과 작동유체를 열교환시키는 지중열교환모듈(50)과, 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 이동 방향을 전환시키는 경로전환모듈(14)과, 지열열교환라인(12)에 구비되고 지열열교환라인(12)에서 작동유체를 순환시키는 작동유체펌프(13)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지열유닛(10)은 실내의 냉난방을 위해 실내라인(30)에 연결되는 실내기를 제어하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 이때, 지열홀부(11)에는 상술한 바와 같이 지중열이 발생되는 지하수의 온도를 측정하는 온도센서(57)가 구비될 수 있다. 그러면, 컨트롤러는 실내기(40)의 동작정보와 온도센서(57)에 의해 측정된 지하수의 온도를 바탕으로 실내기(40)와 작동유체펌프(13)의 운전을 예측하여 실내기(40)와 작동유체펌프(13)를 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러는 실내기(40)의 동작정보와 온도센서(57)에 의해 측정된 지하수의 온도를 바탕으로 경로전환모듈(14)과, 지열히트펌프(21)와 공급순환펌프(211)와, 공급팽창탱크(212)와, 전달순환펌프(214)와, 전달팽창탱크(215)와, 버퍼탱크(23)와, 회수순환펌프(41)와, 지중열교환모듈(50)을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지열유닛(10)은 상술한 일곱 가지 변형예와 더불어 방진방재유닛(60)을 더 포함할 수 있다.

방진방재유닛(60)은 지열홀부(11)에 전달되는 진동으로부터 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나를 보호하기 위한 것이다. 방진방재유닛(60)은 충격제어유닛(61)과 점검보수유닛(64) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

충격제어유닛(61)은 진동에 따라 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나에서 작동유체의 흐름을 제어한다.

충격제어유닛(61)은 지열열교환라인(12)에 결합되는 전자밸브모듈과, 지열홀부(11)와 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나에 전달되는 진동을 감지하는 충격감지부(621)와, 충격감지부(621)가 감지한 진동과 기설정된 방진방재정보를 비교하여 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 흐름 제어를 위해 전자밸브모듈의 "on/off" 를 결정하는 충격제어부(622)를 포함할 수 있다.

전자밸브모듈은 지열열교환라인(12)의 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 어느 하나에서 지중열교환모듈(50)에 작동유체가 투입되는 쪽에 구비되는 제1전자밸브(611)와, 지열열교환라인(12)의 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 다른 하나에서 지중열교환모듈(50)의 작동유체가 배출되는 쪽에 구비되는 제2전자밸브(612)를 포함할 수 있다.

다른 표현으로, 제1전자밸브(611)는 지열열교환라인(12)의 지열공급관(124)에 구비될 수 있고, 제2전자밸브(612)는 지열열교환라인(12)의 지열회수관(125)에 구비될 수 있다. 이 경우, 제1전자밸브(611)와 제2전자밸브(612)는 각각 후술하는 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)의 역할을 수행할 수 있다.

충격감지부(621)의 설치 위치를 한정하는 것은 아니고, 지중에서 지열홀부(11) 쪽으로 전달되는 진동을 감지할 수 있다.

그러면, 충격감지부(621)가 감지한 진동이 기설정된 방진방재정보보다 작은 경우, 충격제어부(622)는 전자밸브모듈을 "on" 상태로 유지하므로, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에서 작동유체가 원활하게 이동되도록 한다. 결국, 평상 시에는 전자밸브모듈이 "on" 상태를 유지하므로, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에서 작동유체가 원활하게 이동하게 된다.

또한, 충격감지부(621)가 감지한 진동이 기설정된 방진방재정보와 같거나 큰 경우, 충격제어부(622)는 전자밸브모듈을 "off" 상태로 전환시키므로, 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 흐름이 정지되고, 지열열교환라인(12)에서 작동유체의 투입 측과 배출 측이 모두 폐쇄된다. 결국, 지진이나 재난 상황 등과 같은 위험 상황에서는 전자밸브모듈이 "off" 상태로 전환되므로, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에서 작동유체의 흐름을 정지시키게 된다.

점검보수유닛(64)은 아래와 같은 세 가지 기능 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다.

첫째, 점검보수유닛(64)은 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 작동유체를 보충 또는 교체하는 기능을 수행할 수 있다.

그러면, 점검보수유닛(64)은 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈(641)과, 지열열교환라인(12)에 연결되어 지열열교환라인(12)에 작동유체를 공급하고 회수하는 점검보수모듈(642)과, 점검보수모듈(642)에서 작동유체의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율에 따라 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 작동유체의 보충 또는 교체 상태를 감시하는 보충교체제어부(644)를 포함할 수 있다.

도전율센싱모듈(641)은 지열열교환라인(12)의 제1지열관(121) 그리고 여기에 구비되는 지중열교환모듈(50)의 제1모듈과 제2모듈 중 적어도 어느 하나에 구비되어 내부를 통과하는 유체의 제1도전율을 감지하는 적어도 하나의 제1도전율센싱부(6411)와, 지열열교환라인(12)의 제2지열관(122) 그리고 여기에 구비되는 지중열교환모듈(50)의 제1모듈과 제2모듈 중 적어도 어느 하나에 구비되어 내부를 통과하는 유체의 제2도전율을 감지하는 적어도 하나의 제2도전율센싱부(6412)를 포함할 수 있다. 도전율센싱모듈(641)은 지열열교환라인(12)의 지열연결관(123)에 구비되어 내부를 통과하는 유체의 제3도전율을 감지하는 적어도 하나의 제3도전율센싱부를 더 포함할 수 있다. 일예로, 각각의 도전율센싱부는 작동유체의 이동 방향을 기준으로 해당 부재의 투입 측과 배출 측에 각각 구비될 수 있다.

여기서, 유체는 기존의 작동유체와 신규 작동유체와 이들의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다.

점검보수모듈(642)은 지열열교환라인(12)의 일측인 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 어느 하나 또는 지열공급관(124)에서 분기되는 공급분기라인(6421)과, 지열열교환라인(12)의 타측인 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 다른 하나 또는 지열회수관(125)에서 분기되는 회수분기라인(6422)과, 지열열교환라인(12)의 일측 또는 공급분기라인(6421)에 구비되는 유체공급밸브(6423)와, 지열열교환라인(12)의 타측 또는 회수분기라인(6422)에 구비되는 유체회수밸브(6424)와, 공급분기라인(6421)에 연결되어 지열열교환라인(12)에 신규 작동유체를 공급하는 유체공급모듈(6425)과, 회수분기라인(6422)에 연결되어 지열열교환라인(12)에서 전달되는 작동유체를 회수하는 유체회수모듈(6426)을 포함할 수 있다. 여기서, 유체공급모듈(6425)은 신규 작동유체를 공급하기 위한 작동유체공급부(64251)를 포함하고, 유체회수모듈(6426)은 작동유체를 회수하기 위한 작동유체회수부(64261)를 포함할 수 있다. 유체공급모듈(6425)과 유체회수모듈(6426)에는 각각 작동유체를 펌핑하기 위한 펌핑부가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 작동유체펌프(13)의 동작으로 작동유체를 이동시킬 수 있다.

그러면, 보충교체제어부(644)는 유체공급밸브(6423)와 유체회수밸브(6424)와 유체공급모듈(6425)과 유체회수모듈(6426)을 제어하고, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율과 기설정된 보충교체정보를 비교하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 작동유체의 보충 또는 교체 상태를 감시하게 된다.

기존의 작동유체에는 이물질의 혼합에 따라 신규 작동유체의 도전율보다 높은 도전율을 나타낼 수 있고, 기존의 작동유체에 신규 작동유체가 혼합됨에 따라 도전율이 낮아질 수 있다.

일예로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 보충교체정보에 포함되는 경우, 보충교체제어부(644)는 작동유체의 보충 또는 교체가 완료된 것으로 판단할 수 있다. 다른 표현으로, 제1도전율과 제2도전율의 차이값이 기설정된 보충교체오차범위에 포함되는 경우, 보충교체제어부(644)는 작동유체의 보충 또는 교체가 완료된 것으로 판단할 수 있다.

다른 예로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 보충교체정보에서 벗어나는 경우, 보충교체제어부(644)는 작동유체의 보충 또는 교체가 완료되지 않은 것으로 판단하고, 신규 작동유체의 공급을 유지시킬 수 있다. 다른 표현으로, 제1도전율과 제2도전율의 차이값이 기설정된 보충교체오차범위를 벗어나는 경우, 보충교체제어부(644)는 작동유체의 보충 또는 교체가 완료되지 않은 것으로 판단하고, 신규 작동유체의 공급을 유지시킬 수 있다.

이때, 보충교체제어부(644)는 유체공급밸브(6423)의 개도를 유체회수밸브(6424)의 개도보다 크게 설정하는 것이 바람직하다. 일예로, 유체공급밸브(6423)의 개도를 100%로 설정하는 경우, 유체회수밸브(6424)의 개도를 1% 내지 99%로 설정할 수 있다.

점검보수모듈(642)은 공급분기라인(6421)을 기준으로 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인(12)의 일측에 구비되는 제1차단밸브(64281)와, 회수분기라인(6422)을 기준으로 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인(12)의 타측에 구비되는 제2차단밸브(64282)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 점검보수모듈(642)이 제1차단밸브(64281)를 더 포함한다는 것은 제1차단밸브(64281)가 제1전자밸브(611)로 치환되어 제1전자밸브(611)가 제외된다는 것을 의미하기도 하고, 제1차단밸브(64281)와 제1전자밸브(611)가 모두 구비된다는 것을 의미하기도 한다.

마찬가지로, 점검보수모듈(642)이 제2차단밸브(64282)를 더 포함한다는 것은 제2차단밸브(64282)가 제2전자밸브(612)로 치환되어 제2전자밸브(612)가 제외된다는 것을 의미하기도 하고, 제2차단밸브(64282)와 제2전자밸브(612)가 모두 구비된다는 것을 의미하기도 한다.

그러면, 보충교체제어부(644)는, 작동유체의 보충 또는 교체를 위해 유체공급밸브(6423)와 유체회수밸브(6424)를 개방하기에 앞서, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)를 "off"로 동작시키고, 작동유체의 보충 또는 교체가 완료되면, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)를 "on" 으로 동작시켜 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체가 안정되게 충진되도록 할 수 있다.

둘째, 점검보수유닛(64)은 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 오염된 작동유체를 회수하는 기능을 수행할 수 있다.

그러면, 점검보수유닛(64)은 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈(641)과, 지열열교환라인(12)에 연결되어 지열열교환라인(12)에 청수를 공급하고 회수하는 점검보수모듈(642)과, 점검보수모듈(642)에서 청수의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율에 따라 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 청수의 공급 상태 및 회수 상태를 감시하는 점검보수제어부(643)를 포함할 수 있다.

여기서, 유체는 기존의 작동유체와 청수와 이들의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다.

점검보수모듈(642)은 지열열교환라인(12)의 일측인 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 어느 하나 또는 지열공급관(124)에서 분기되는 공급분기라인(6421)과, 지열열교환라인(12)의 타측인 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 다른 하나 또는 지열회수관(125)에서 분기되는 회수분기라인(6422)과, 지열열교환라인(12)의 일측 또는 공급분기라인(6421)에 구비되는 유체공급밸브(6423)와, 지열열교환라인(12)의 타측 또는 회수분기라인(6422)에 구비되는 유체회수밸브(6424)와, 공급분기라인(6421)에 연결되어 지열열교환라인(12)에 청수를 공급하는 유체공급모듈(6425)과, 회수분기라인(6422)에 연결되어 지열열교환라인(12)에서 전달되는 작동유체와 청수 그리고 작동유체와 청수의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 회수하는 유체회수모듈(6426)을 포함할 수 있다. 여기서, 유체공급모듈(6425)은 청수를 공급하기 위한 청수공급부(64252)를 포함하고, 유체회수모듈(6426)은 청수의 공급에 따라 작동유체와 청수 중 적어도 어느 하나를 회수하기 위한 청수회수부(64262)를 포함할 수 있다. 유체공급모듈(6425)과 유체회수모듈(6426)에는 각각 유체를 펌핑하기 위한 펌핑부가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 작동유체펌프(13)의 동작으로 유체를 이동시킬 수 있다. 유체공급모듈(6425)과 유체회수모듈(6426)에는 각각 작동유체와 청수 중 적어도 어느 하나를 펌핑하기 위한 펌핑부가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 작동유체펌프(13)의 동작으로 작동유체와 청수 중 적어도 어느 하나를 이동시킬 수 있다.

그러면, 점검보수제어부(643)는 유체공급밸브(6423)와 유체회수밸브(6424)와 유체공급모듈(6425)과 유체회수모듈(6426)을 제어하고 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율과 기설정된 회수정보를 비교하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 작동유체의 회수 상태를 감시하게 된다.

작동유체는 청수의 도전율보다 낮은 도전율을 나타낼 수 있고, 작동유체에 청수가 혼합됨에 따라 도전율이 높아질 수 있다.

일예로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 회수정보에 포함되는 경우, 점검보수제어부(643)는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 청수가 충진된 것으로 판단하고, 작동유체의 회수를 완료할 수 있다. 다른 표현으로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 회수정보와 같거나 큰 경우, 점검보수제어부(643)는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 청수가 충진된 것으로 판단할 수 있다. 그리고 상술한 작동유체의 보충 또는 교체 기능을 수행하도록 하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체가 안정되게 충진되도록 할 수 있다.

다른 예로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 회수정보를 벗어나는 경우, 점검보수제어부(643)는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체가 잔류하는 것으로 판단하고, 청수의 공급 및 회수를 유지시킬 수 있다. 다른 표현으로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 회수정보보다 작은 경우, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체가 잔류하는 것으로 판단할 수 있다.

이때, 점검보수제어부(643)는 유체공급밸브(6423)의 개도와 유체회수밸브(6424)의 개도를 동일하게 설정하는 것이 바람직하다. 유체공급밸브(6423)의 개도와 유체회수밸브(6424)의 개도를 100%로 설정할 수 있다.

점검보수제어부(643)는 작동유체의 회수를 위해 유체공급밸브(6423)와 유체회수밸브(6424)를 개방하기에 앞서, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)를 "off"로 동작시키고, 작동유체의 회수가 완료되면, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 간편하게 유지보수할 수 있게 된다. 그리고 유지보수가 완료되면, 상술한 작동유체의 보충 또는 교체 기능을 수행하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체가 안정되게 충진되도록 할 수 있다.

셋째, 점검보수유닛(64)은 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 작동유체의 도전율에 따라 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 점검하는 기능을 수행할 수 있다.

그러면, 점검보수유닛(64)은 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈(641)과, 지열열교환라인(12)에 연결되어 지열열교환라인(12)에 작동유체를 공급하고 회수하는 점검보수모듈(642)과, 점검보수모듈(642)에서 작동유체의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율에 따라 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 감시하는 점검보수제어부(643)를 포함할 수 있다.

여기서, 유체는 기존의 작동유체와 신규 작동유체와 청수와 이들 중 둘 이상의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다.

점검보수모듈(642)은 지열열교환라인(12)의 일측인 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 어느 하나 또는 지열공급관(124)에서 분기되는 공급분기라인(6421)과, 지열열교환라인(12)의 타측인 제1지열관(121)과 제2지열관(122) 중 다른 하나 또는 지열회수관(125)에서 분기되는 회수분기라인(6422)과, 지열열교환라인(12)의 일측 또는 공급분기라인(6421)에 결합되는 유체공급밸브(6423)와, 지열열교환라인(12)의 타측 또는 회수분기라인(6422)에 결합되는 유체회수밸브(6424)와, 공급분기라인(6421)에 연결되어 지열열교환라인(12)에 신규 작동유체를 공급하는 유체공급모듈(6425)과, 회수분기라인(6422)에 연결되어 지열열교환라인(12)에서 전달되는 유체를 회수하는 유체회수모듈(6426)을 포함할 수 있다. 여기서, 유체공급모듈(6425)은 신규 작동유체를 공급하기 위한 작동유체공급부(64251)를 포함하고, 유체회수모듈(6426)은 작동유체를 회수하기 위한 작동유체회수부(64261)를 포함할 수 있다. 유체공급모듈(6425)과 유체회수모듈(6426)에는 각각 작동유체를 펌핑하기 위한 펌핑부가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 작동유체펌프(13)의 동작으로 작동유체를 이동시킬 수 있다.

그러면, 점검보수제어부(643)는 유체공급밸브(6423)와 유체회수밸브(6424)의 개도를 조절하는 개도제어부(6431)와, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율과 기설정된 정상정보를 비교하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 감시하는 파손제어부(6432)를 포함할 수 있다.

이때, 개도제어부(6431)는 유체회수밸브(6424)의 개도를 유체공급밸브(6423)의 개도보다 크게 설정하는 것이 바람직하다. 일예로, 유체회수밸브(6424)의 개도를 100%로 설정하는 경우, 유체공급밸브(6423)의 개도를 1% 내지 99%로 설정할 수 있다.

작동유체는 지하수보다 낮은 도전율을 나타낼 수 있고, 작동유체에 지하수가 혼합됨에 도전율이 높아질 수 있다.

일예로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 정상정보에 포함되는 경우, 파손제어부(6432)는 지열홀부(11)의 지하수가 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 유입되지 않은 것이므로, 지진이나 재난 상황 등과 같은 위험 이후에 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 그대로 활용할 수 있게 된다. 결국, 위험 이후 또는 정상 상태에서는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)이 정상이므로, 지열유닛(10)의 안정성을 보장할 수 있다. 다른 표현으로, 파손제어부(6432)는 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 정상정보와 같거나 작은 경우, 지열홀부(11)의 지하수가 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 유입되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 그리고 정상 상태인 경우, 상술한 작동유체를 보충 교체하는 기능을 수행하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체를 안정되게 충진할 수 있다.

다른 예로, 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 정상정보를 벗어나는 경우, 파손제어부(6432)는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손에 따라 지열홀부(11)의 지하수가 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나에 유입된 것이므로, 지진이나 재난 상황 등과 같은 위험 이후에 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나를 유지보수해야 한다. 결국, 위험 이후에는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나가 파손된 것이므로, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나를 유지보수해야 한다. 다른 표현으로, 파손제어부(6432)는 도전율센싱모듈(641)이 감지한 도전율이 기설정된 정상정보보다 큰 경우, 지열홀부(11)의 지하수가 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나에 유입된 것으로 판단할 수 있다. 이때, 파손제어부(6432)는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 유지보수를 위한 알람신호를 알람유닛(65)에 전달하여 알람유닛(65)이 알람신호에 의해 동작되도록 할 수 있다. 그리고 위험 상태인 경우, 후술하는 오염된 작동유체를 회수하는 기능을 수행하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 충진된 작동유체를 회수한 다음, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나를 유지보수할 수 있다.

여기서, 유체공급모듈(6425)은 작동유체를 공급하기 위한 작동유체공급부(64251)와, 청수를 공급하기 위한 청수공급부(64252)로 구분할 수 있다. 또한, 유체회수모듈(6426)은 작동유체회수부(64261)와 청수회수부(64262)로 구분할 수 있다. 유체공급모듈(6425)과 유체회수모듈(6426)에는 각각 작동유체와 청수 중 적어도 어느 하나를 펌핑하기 위한 펌핑부가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 작동유체펌프(13)의 동작으로 작동유체와 청수 중 적어도 어느 하나를 이동시킬 수 있다.

그리고 점검보수모듈(642)은 공급분기라인(6421)에 구비되어 작동유체공급부(64251)와 청수공급부(64252)가 연결되는 제1유체선택밸브(64271)와, 회수분기라인(6422)에 구비되어 작동유체회수부(64261)와 청수회수부(64262)가 연결되는 제2유체선택밸브(64272)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 점검보수모듈(642)이 제1유체선택밸브(64271)를 더 포함한다는 것은 유체공급밸브(6423)가 제1유체선택밸브(64271)로 치환되어 유체공급밸브(6423)가 제외된다는 것을 의미하기도 하고, 유체공급밸브(6423)와 제1유체선택밸브(64271)가 모두 구비된다는 것을 의미하기도 한다.

마찬가지로, 점검보수모듈(642)이 제2유체선택밸브(64272)를 더 포함한다는 것은 유체회수밸브(6424)가 제2유체선택밸브(64272)로 치환되어 유체회수밸브(6424)가 제외된다는 것을 의미하기도 하고, 유체회수밸브(6424)와 제2유체선택밸브(64272)가 모두 구비된다는 것을 의미하기도 한다.

이때, 제1유체선택밸브(64271)와 제2유체선택밸브(64272)는 개도제어부(6431)에 의해 제어될 수 있다.

파손 상태를 점검할 때는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 작동유체가 제2유체선택밸브(64272)를 거쳐 작동유체회수부(64261)로 회수되도록 할 수 있고, 작동유체를 회수할 때는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 유체가 제2유체선택밸브(64272)를 거쳐 청수회수부(64262)로 회수되도록 할 수 있다.

점검보수제어부(643)의 개도제어부(6431)는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 점검하기 위해 유체공급밸브(6423)와 유체회수밸브(6424)를 개방하기에 앞서, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)를 "off"로 동작시키고, 파손 상태의 점검 결과, 정상 상태로 판단되면, 상술한 작동유체의 보충 또는 교체 기능을 수행하고, 위험 상태로 판단되면, 상술한 작동유체의 회수 기능을 수행할 수 있다.

다른 표현으로, 개도제어부(6431)는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)의 점검을 위해 유체공급밸브(6423)와 유체회수밸브(6424)를 개방하기에 앞서, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)를 "off"로 동작시키고, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)의 점검이 완료되면, 정상 상태에서는 상술한 작동유체의 보충 또는 교체 기능을 수행하도록 하여 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체가 안정되게 충진되도록 할 수 있고, 파손 상태에서는 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 유지보수를 위해 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)가 "off" 상태를 유지하도록 한다.

방진방재유닛(60)은 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나에 구비되어 진동에 대응하여 신축 가능한 신축유닛(63)과, 진동에 대응하여 충격제어유닛(61)과 점검보수유닛(64) 중 적어도 어느 하나의 제어에 따른 알람을 전파하는 알람유닛(65) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

신축유닛(63)은 작동유체가 통과하는 배관에 구비되는 것이 바람직하고, 작동유체의 흐름에 방해되지 않는다.

신축유닛(63)은 지열열교환라인(12)의 제1지열관(121)과 제2지열관(122)과 지열연결관(123) 중 적어도 어느 하나에 구비되는 라인신축부재(631)와, 지중열교환모듈(50)의 제1모듈과 제2모듈과 열교환챔버(51) 중 적어도 어느 하나에 구비되는 열교환신축부재(632)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 방진방재유닛(60)의 세부 구성 부품이 배치되는 위치를 한정하는 것은 아니고, 방진방재유닛(60)의 원활한 동작을 위해 도면에 도시된 배치 구조 이외에도 다양한 배치 구조를 구현할 수 있다.

지열히트펌프(21)는 지열유닛(10)에서 배출되는 작동유체와 열교환이 이루진다. 지열히트펌프(21)는 압축기와 4방밸브와 응축기와 팽창밸브와 증발기를 이용하여 4방밸브의 동작에 따라 냉매를 정방향 또는 역방향으로 순환시킨다.

여기서, 실내 냉방의 경우, 지열히트펌프(21)의 냉매는 4방밸브의 동작에 따라 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기를 차례로 통과하여 압축기에 전달되어 냉매의 순환이 이루어진다. 그리고 지열유닛(10)에서 열교환된 작동유체는 지열히트펌프(21)의 응축기에 전달되어 냉매와 열교환되고, 지열히트펌프(21)의 증발기에는 실내기(40)를 순환하는 실내유체가 전달되어 실내유체를 냉각시킬 수 있다.

또한, 실내 난방의 경우, 지열히트펌프(21)의 냉매는 4방밸브의 동작에 따라 압축기와 증발기와 팽창밸브와 응축기를 차례로 통과하여 압축기에 전달되어 냉매의 순환이 이루어진다. 그리고 지열유닛(10)에서 열교환된 작동유체는 지열히트펌프(21)의 응축기에 전달되어 냉매와 열교환되고, 지열히트펌프(21)의 증발기에는 실내기(40)를 순환하는 실내유체가 전달되어 실내유체를 가열할 수 있다.

제1전달유닛은 제1전달유로부(24)와, 지열열교환모듈(22)을 포함할 수 있다.

제1전달유로부(24)는 지열유닛(10)에서 이격되어 전달유체가 이동되는 경로를 형성하되 지열히트펌프(21)에서 전달유체가 열교환이 이루어진다. 제1전달유로부(24)는 지열히트펌프(21)와 지열유닛(10) 사이에서 순환되는 전달유체가 이동되는 경로를 형성한다.

제1전달유로부(24)는 지열히트펌프(21)에서 열교환이 이루어지는 전달유체가 지열유닛(10) 쪽으로 이동하는 경로를 형성하는 제1전달공급관(241)과, 지열유닛(10)의 작동유체와 열교환된 전달유체가 지열히트펌프(21)로 이동하는 경로를 형성하는 제1전달회수관(243)을 포함할 수 있다.

지열열교환모듈(22)은 작동유체와 전달유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열열교환라인과 상기 제1전달유로부를 연결시키는 지열열교환모듈을 포함할 수 있다. 지열열교환모듈(22)은 지열유닛(10)의 지열열교환라인(12)과 전달라인(24)이 연결되어 작동유체와 전달유체가 열교환되도록 한다. 지열열교환모듈(22)은 판형열교환기를 적용할 수 있다.

제1전달유로부(24)에는 공급순환펌프(211)가 구비될 수 있다. 공급순환펌프(211)는 제1전달회수관(243)에 구비되어 지열히트펌프(21) 쪽으로 전달유체를 펌핑한다. 공급순환펌프(211)는 제1전달회수관(243)에 구비된 전달바이패스(213)에도 구비되어 전달유체의 순환을 원활하게 할 수 있다. 제1전달회수관(243)에는 공급순환펌프(211)와 지열열교환모듈(22) 사이에 구비되어 제1전달회수관(243) 내의 압력을 조절하는 공급팽창탱크(212)가 구비될 수 있다.

제2전달유닛은 제2전달유로부(25)와, 버퍼탱크(23)를 포함할 수 있다.

제2전달유로부(25)는 지열히트펌프(21)를 순환하는 냉매와 열교환되는 순환유체가 순환되는 경로를 형성한다. 제2전달유로부(25)는 버퍼탱크(23)와 지열히트펌프(21) 사이에서 순환되는 순환유체가 이동되는 경로를 형성한다.

제2전달유로부(25)는 지열히트펌프(21)에서 열교환된 순환유체가 배출되는 경로를 형성하는 제2전달공급관(251)과, 지열히트펌프(21) 쪽으로 순환유체를 전달하는 경로를 형성하는 제2전달회수관(253)을 포함할 수 있다.

버퍼탱크(23)는 실내에 공급되는 실내유체가 수용되되 순환유체와 실내유체가 열교환이 이루어지도록 지열히트펌프(21)에서 이격되어 제2전달유로부(25)가 연결된다. 다른 표현으로, 버퍼탱크(23)는 실내라인(30)에 연결되어 실내유체가 수용되되 순환유체와 실내유체가 열교환이 이루어지도록 지열히트펌프(21)에서 이격되어 제2전달유로부(25)가 연결된다.

버퍼탱크(23)에는 순환유체가 통과하는 순환열교환부가 구비될 수 있다. 순환열교환부의 일단부는 제2전달회수관(244)의 입구와 연결되고, 순환열교환부의 타단부는 제2전달공급관(242)의 출구가 연결되어 순환유체의 순환을 원활하게 할 수 있다. 순환열교환부는 실내유체와 열교환되어 실내유체를 가열하거나 실내유체를 냉각시킬 수 있다.

제2전달유로부(25)에는 전달순환펌프(214)가 구비될 수 있다.

전달순환펌프(214)는 제2전달회수관(253)에 구비되어 지열히트펌프(21) 쪽으로 순환유체를 펌핑한다. 전달순환펌프(214)는 제2전달회수관(253)에 구비된 버퍼바이패스(216)에도 구비되어 순환유체의 순환을 원활하게 할 수 있다. 제2전달회수관(253)의 입구 쪽에는 제2전달회수관(253) 내의 압력을 조절하는 전달팽창탱크(215)가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 지열 냉난방 시스템은 지열히트펌프(21) 또는 실내라인(30) 쪽에서 전달되는 실내유체의 순환에 따라 실내를 냉난방하는 실내기(40)를 더 포함할 수 있다.

실내라인(30)은 지열유닛(10)을 순환하는 작동유체와 직간접으로 열교환되는 실내유체가 이동되는 경로를 형성한다. 실내라인(30)은 지열유닛(10) 쪽에서 열교환된 실내유체가 배출되는 경로를 형성하는 실내공급관(31)과, 지열유닛(10) 쪽으로 실내유체를 전달하는 경로를 형성하는 실내회수관(32)을 포함할 수 있다.

실내라인(30)에는 회수순환펌프(41)가 구비될 수 있다. 회수순환펌프(41)는 실내회수관(32)에 구비되어 지열유닛(10) 쪽으로 실내유체를 펌핑한다. 회수순환펌프(41)는 실내회수관(32)에 구비된 회수바이패스(42)에도 구비되어 실내유체의 순환을 원활하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 지열 냉난방 시스템이 지열유닛(10)과 지열히트펌프(21)를 포함하는 경우, 지열유닛(10)에서는 지하수와 작동유체가 열교환되고, 지열유닛(10)과 지열히트펌프(21) 사이에서는 작동유체와 지열히트펌프(21)를 순환하는 냉매가 열교환되도록 한다. 그리고 지열히트펌프(21)를 순환하는 냉매는 실내 냉난방을 위해 구비되는 실내기(40)를 순환하는 실내유체와 열교환되고, 실내유체는 실내기(40)에서 실내의 공기와 열교환이 이루어지므로, 실내에 공급되는 실내유체에 따라 실내를 냉난방할 수 있다.

여기에, 지열유닛(10)과 지열히트펌프(21) 사이에는 제1전달유닛이 구비되므로, 작동유체와 전달유체가 열교환되고, 전달유체와 냉매가 열교환되도록 할 수 있다. 또한, 실내기(40)에는 실내라인(30)이 연결되고, 지열히트펌프(21)와 실내라인(30) 사이에는 제2전달유닛이 구비되므로, 냉매와 순환유체가 열교환되고, 순환유체와 실내유체가 열교환되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 지열 냉난방 시스템이 지열유닛(10)과 히트펌프유닛(20)과 실내라인(30)을 포함하는 경우, 지열유닛(10)에서는 지하수와 작동유체가 열교환되고, 지열유닛(10)과 지열히트펌프(21) 사이에서는 작동유체와 지열히트펌프(21)를 순환하는 냉매가 열교환되며, 냉매는 실내유체와 열교환되고, 실내유체는 실내기(40)에서 실내의 공기와 열교환이 이루어지므로, 실내에 공급되는 실내유체에 따라 실내를 냉난방할 수 있다.

상술한 지열유닛(10)과 이것을 이용한 방진 방재형 지열 냉난방 시스템에 따르면, 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황으로부터 지열유닛(10)을 보호하고, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 등에서의 균열이나 파손으로 작동유체가 지열홀부(11)의 지하수에 유출되거나 지하수가 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나로 유입되는 지를 감지하여 2차 사고를 방지할 수 있으며, 지열유닛(10) 등을 유지보수할 때도 간편하게 작업을 수행할 수 있는 기능을 갖는다.

또한, 충격제어유닛(61)의 세부 구성을 통해 지열유닛(10)의 동작을 제어하고, 지진 또는 재난 등과 같은 위험 상황에서 작동유체의 순환을 정지시켜 작동유체의 압력이 지열홀부(11)의 내부 작용하는 것을 방지하는 한편, 작동유체의 누설에 따른 지하수의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 점검보수유닛(64)에서 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 작동유체를 보충 또는 교체하는 기능을 통해 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 충진된 작동유체의 상태를 점검하는 한편, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에서 작동유체의 안정된 충진 상태를 유지시킬 수 있다.

또한, 점검보수모듈(642)의 제1 세부 구성을 통해 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 작동유체를 안정되게 공급할 수 있다. 또한, 유체공급밸브(6423)의 개도와 유체회수밸브(6424)의 개도 설정을 통해 작동유체의 공급 측이 작동유체의 회수 측보다 상대적으로 높은 압력을 형성하여 작동유체의 충진 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)의 부가 구성을 통해 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인(12)에 충진된 작동유체가 지중열교환모듈(50) 쪽으로 이동되는 것을 방지하고, 작동유체의 충진을 원활하게 하고, 작동유체의 충진 상태를 안정화시킬 수 있다.

또한, 점검보수유닛(64)에서 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)을 통과하는 오염된 작동유체를 회수하는 기능을 통해 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에 충진된 작동유체의 상태를 점검하는 한편, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에서 오염된 작동유체를 회수하고 새로운 작동유체를 충진시킬 수 있다.

또한, 본점검보수모듈(642)의 제2 세부 구성을 통해 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)에서 오염된 작동유체를 안정되게 회수할 수 있다. 또한, 유체공급밸브(6423)의 개도와 유체회수밸브(6424)의 개도 설정을 통해 작동유체의 공급 측과 작동유체의 회수 측이 상호 동일한 압력을 형성하여 청수의 흐름을 원활하게 하고, 작동유체의 회수 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)의 부가 구성을 통해 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인(12)에 충진된 작동유체와 청수의 혼합을 방지하고, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)의 유지보수를 간편하게 할 수 있다.

또한, 점검보수유닛(64)에서 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 점검하는 기능을 통해 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 안정되게 점검할 수 있다.

또한, 점검보수모듈(642)의 제3 세부 구성을 통해 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50) 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 확인할 수 있다. 또한, 제1유체선택밸브(64271)와 제2유체선택밸브(64272)의 부가 구성을 통해 작동유체와 청수를 선택하여 점검보수유닛(64)의 기능을 복합적으로 수행할 수 있도록 한다. 또한, 또한, 제1차단밸브(64281)와 제2차단밸브(64282)의 부가 구성을 통해 지열열교환모듈 쪽에서 지열열교환라인(12)에 충진된 작동유체가 지중열교환모듈(50) 쪽으로 이동되는 것을 방지하고, 파손 상태 점검을 명확하게 하며, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)의 유지보수를 간편하게 할 수 있다.

또한, 유체공급밸브(6423)의 개도와 유체회수밸브(6424)의 개도 설정을 통해 작동유체의 회수 측이 작동유체의 공급 측보다 상대적으로 높은 압력을 형성하여 파손 부위에서의 지하수 유입을 촉진시키고, 도전율의 변화를 크게 하여 파손 상태의 점검을 명확하게 할 수 있고, 작동유체의 소비를 최소화시킬 수 있다.

또한, 지중열교환모듈(50)의 세부 구성을 통해 지하 천공을 깊게 하지 않아도 냉난방 효율을 증가시킬 수 있다.

특히, 종래 지열 냉난방 시스템에서는 지열열교환라인(12)과 지중열이 직접 열교환됨에 따라 열교환 효율이 떨어지고 그에 따라 더 많이 열교환되게 하기 위하여 지하 천공 깊이가 깊어지는 문제가 있었으나, 지중열교환모듈(50)에서 지열열교환라인(12)과 지하수가 액티브하게 열교환이 이루어짐에 따라 천공 깊이가 기존 대비 낮아도 열교환율이 증가될 수 있다. 또한, 지중열교환모듈(50)에서 지열열교환라인(12)과 지하수가 액티브하게 열교환이 이루어짐에 따라 지열홀부(11)의 깊이가 기존 방식과 같은 천공 깊이라고 하더라도 지열열교환라인(12)에서의 열교환 효율이 기존 방식에 비해 월등히 향상된다. 그에 따라, 시공 기간을 대폭 단축할 수 있으며 시공 비용 및 유지보수 비용 또한 절감할 수 있게 된다.

또한, 보다 능동적인 열교환이 이루어지게 되어 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 지중 온도, 작동유체의 온도, 실내의 온도 조건에 따라 지열열교환라인(12) 내 작동유체의 유동 속도를 조절하여 온도제어를 최적화할 수 있다.

또한, 지열열교환라인(12)과 지중열교환모듈(50)의 결합 관계를 통해 지열홀부(11)의 내부에서 지중열에 의한 작동유체의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 지열홀부(11)의 내부에 대한 세부 구성으로 분기관모듈의 세부 구성 및 연결 관계를 통해 지열홀부(11)의 내부에서 작동유체의 공급경로와 작동유체의 회수경로를 명확하게 하고, 작동유체가 지열홀부(11)에서 안정되게 순환되도록 한다.

또한, 지중열교환모듈(50)의 세부 구성으로 관통관부(55)가 포함되므로, 지열열교환라인(12)과 열교환챔버(51)의 결합 관계를 명확하게 하고, 작동유체의 순환을 명확하게 할 수 있다.

또한, 열교환챔버(51)에서 작동유체의 분산 이동 관계를 통해 지열홀부(11)의 내부에서 지중열과 작동유체의 접촉 면적을 증가시키고, 지중열에 의해 작동유체가 안정되게 가열 또는 냉각시킬 수 있다.

또한, 열교환챔버(51)의 내부에 대한 세부 구성으로 챔버들의 세부 구성 및 연결 관계를 통해 열교환챔버(51)의 내부에서 작동유체의 공급경로와 작동유체의 회수경로를 명확하게 하고, 작동유체가 지열홀부(11)에서 안정되게 순환되도록 한다.

또한, 열교환챔버(51) 내부의 지하수를 지하수순환펌프(56)가 순환시킴에 따라 지열홀부(11)의 지하수와 열교환챔버(51)의 지하수를 혼합시켜 열교환챔버(51)에서 작동유체에 균일한 지중열이 공급되도록 하여 지열홀부(11)의 내부에서 지중열과 작동유체의 열교환을 안정화시킬 수 있다.

또한, 지열홀부(11)의 지하수를 지하수순환펌프(56)가 순환시킴에 따라 지열홀부(11)에서 지하수를 안정되게 순환시키고, 지열홀부(11)에서 깊이에 따른 지하수의 온도차를 최소화하며, 지열홀부(11)에서 작동유체에 균일한 지중열이 공급되도록 하여 지열홀부(11)의 내부에서 지중열과 작동유체의 열교환을 안정화시킬 수 있다.

또한, 지열홀부(11)의 상단과 지열홀부(11)의 하단 사이의 온도차를 이용하여 열교환 효율을 더 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 지열홀부(11)의 상단은 외기와 가까우므로, 겨울에는 지열홀부(11)의 상단이 상대적으로 지열홀부(11)의 하단보다 차갑고, 여름에는 지열홀부(11)의 상단이 상대적으로 지열홀부(11)의 하단보다 뜨겁다.

또한, 분기관모듈과 직관모듈의 조합을 통해 실내의 냉난방 조건에 따라 예를 들어 겨울에는 제1지열관(121)을 통해 공급되는 유체가 분기관모듈을 거치면서 충분히 열교환이 이루어지도록 하고, 지열연결관(123)을 거친 다음, 작동유체는 제2지열관(122)과 직관모듈을 간편하게 통과하므로, 열교환된 작동유체는 열손실을 최소화하여 배출될 수 있다.

또한, 분기관모듈과 직관모듈의 조합을 통해 실내의 냉난방 조건에 따라 예를 들어 여름에는 제2지열관(122)과 직관모듈을 통해 작동유체가 지열홀부(11)에 간편하게 공급되도록 하고, 지열연결관(123)을 거친 다음, 작동유체는 분기관모듈을 거치면서 충분히 열교환이 이루어지므로, 지열홀부(11)에서 작동유체의 정체시간을 충분히 확보할 수 있고, 열교환된 작동유체는 열손실을 최소화하여 배출될 수 있다.

또한, 분기관모듈과 직관모듈에서 주름 구조 또는 방열핀부 구조를 통해 지하수의 접촉 면적을 증가시키고 지하수와 작동유체의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 경로전환모듈(14)을 통해 냉방 기능과 난방 기능에 대응하여 지열열교환라인(12)의 입구에서는 작동유체가 유입만 되고 지열열교환라인(12)의 출구에서는 작동유체가 배출만 되도록 하여 지열열교환라인(12)의 입구와 출구를 특정시키고, 작동유체의 이동 방향을 일원화시킬 수 있다.

또한, 지열열교환라인(12)의 세부 구성을 통해 지열유닛(10)에서 작동유체의 순환을 명확하게 할 수 있다.

또한, 경로전환모듈(14)의 세부 구성을 통해 지열홀부(11)에서 냉방 기능 또는 난방 기능에 따라 작동유체의 이동 방향을 전환시키며, 지열열교환라인(12)의 입구와 출구를 특정시켜 작동유체의 이동에 따른 부하를 줄일 수 있다.

또한, 작동유체펌프(13)를 통해 지열열교환라인(12)에서 작동유체를 안정되게 순환시킬 수 있고, 작동유체펌프(13)는 인버터 방식으로 동작되어 명령에 따라 작동유체의 속도를 조절할 수 있다. 또한, 운전명령에 따라 속도가 낮아지면 펌핑량이 적어지고, 운전명령에 따라 속도가 증가하면 펌핑량이 증가되므로, 지하수와 작동유체 사이의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 작동유체펌프(13)의 세부 구성을 통해 지열열교환라인(12)의 입구측에서는 작동유체가 유입만 되도록 하고, 지열열교환라인(12)의 출구에서는 작동유체가 배출만 되도록 하며, 작동유체에 방향성을 부여하고, 작동유체가 역행되는 것을 방지하며, 순환모터(131)의 회전력이 안정되게 전달되어 작동유체의 이동을 원활하게 할 수 있다.

또한, 작동유체펌프(13)의 세부 구성을 통해 순환모터(131)의 모터축을 한 방향으로만 회전시키고, 냉방 기능과 난방 기능에 대응하여 순환모터(131)의 모터축의 회전 방향을 전환시키지 않아도 된다. 또한, 지열열교환라인(12)의 입구와 출구에서 각각 흡입과 토출이 동시에 이루어지므로, 지열열교환라인(12)에 작용하는 관압에 문제가 발생되지 않게 된다. 좀더 자세하게, 하나의 순환모터(131)가 제1펌핑부(132)와 제2펌핑부(133)를 동시에 구동시키므로, 지열홀부(11)를 향한 작동유체의 공급과 지열홀부(11)로부터 작동유체의 배출이 동시에 이루어지도록 하고, 지열열교환라인(12)의 관압이 상대적으로 상승 또는 하강되는 것을 방지하며, 작동유체의 공급과 배출에 대응하여 지열열교환라인(12)에 작용하는 관압을 안정되게 유지시킬 수 있다.

또한, 경로전환모듈(14)과 작동유체펌프(13)가 모두 포함됨에 따라 작동유체의 순환을 명확하게 하고, 냉방 기능과 난방 기능에 대응하여 순환모터(131)의 한 방향 회전을 명확하게 하며, 순환모터(131)의 한 방향 회전에 따라 작동유체의 순환을 명확하게 할 수 있다. 또한, 냉방 기능과 난방 기능에 대응하여 순환모터(131)의 역행을 방지하며, 순환모터(131)의 역행에 따른 작동유체의 순환 불량을 방지할 수 있다.

또한, 온도센서(57)를 통해 다수의 지열홀부(11) 중 적어도 어느 하나의 지열홀부(11)에 대해 지하수의 온도를 감시할 수 있고, 작동유체펌프(13)와의 연계를 통해 측정된 온도 정보에 따라 다수의 지열홀부(11) 중 적어도 어느 하나의 지열홀부(11)에 대한 사용 여부를 자동으로 결정하여 효율적인 냉난방 운전을 실시할 수 있도록 하며, 측정된 온도 정보에 따라 지열홀부(11)에서 작동유체의 속도를 조절하여 열교환이 완료된 작동유체 온도를 조절할 수 있다.

또한, 온도센서(57)가 측정한 지하수의 온도를 이용하여 실내기(40)의 예측 운전 또는 예지 운전을 가능하게 하고, 실내기(40)가 안정되게 실내를 냉난방할 수 있다. 또한, 컨트롤러를 통해 실내기(50)의 동작정보와 온도센서(57)가 측정한 지하수의 온도를 바탕으로 모듈들과 유닛들 및 펌프들의 동작을 안정되게 제어하고, 모듈들과 유닛들 및 펌프들의 동작에 대응하여 예측 운전 또는 예지 운전을 가능하게 하며, 라인들에서 관압이 상승되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 지중열교환모듈(50)의 배치 관계를 통해 지중열교환모듈(50)의 수량을 조절하여 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 지중열교환모듈(50)에서 지하수의 순환 구조는 열교환챔버(51)의 내부로 유입되는 지하수와 지중열교환유닛(50) 사이의 열교환 또는 열교환챔버(51)의 내부로 유입되는 지하수와 분기관모듈 사이의 열교환을 명확하게 하여 작동유체가 안정되게 열교환이 이루어지도록 한다. 이때, 지하수순환펌프(56)의 동작에 따라 지하수의 순환을 원활하게 한다.

또한, 지열히트펌프(21) 부가되므로, 열교환된 작동유체를 이용하여 지열히트펌프(21)에서의 냉매 순환을 원활하게 하고, 지열히트펌프(21) 자체에서의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 실내라인(30)이 부가되므로, 지열열교환라인(12)에서 열교환된 작동유체 또는 지열히트펌프(21)에서 열교환된 냉매를 이용하여 실내라인(30)을 순환하는 실내유체를 가열하거나 냉각시킬 수 있다.

또한, 실내라인(30)의 실내유체가 가열 또는 냉각되므로, 실내유체가 실내기(40)를 통과하면서 실내를 냉난방할 수 있다.

또한, 상술한 라인들의 각 부위에 장착되는 밸브들은 수동식과 자동식으로 구비되어 능동적인 대처가 가능해진다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

10: 지열유닛 11: 지열홀부 12: 지열열교환라인
121: 제1지열관 122: 제2지열관 123: 지열연결관
124: 지열공급관 125: 지열회수관 13: 작동유체펌프
131: 순환모터 132: 제1펌핑부 1321: 제1펌핑바디
1322: 제1흡입구 1323: 제1배출구 1324: 제1펌핑날개
1325: 제1펌핑축 133: 제2펌핑부 1331: 제2펌핑바디
1332: 제2흡입구 1333: 제2배출구 1334: 제2펌핑날개
1335: 제2펌핑축 14: 경로전환모듈 141: 제1밸브모듈
142: 제2밸브모듈 143: 제1전환라인 144: 제1전환밸브모듈
145: 제2전환라인 146: 제2전환밸브모듈
21: 지열히트펌프 211: 공급순환펌프 212: 공급팽창탱크
213: 전달바이패스 214: 전달순환펌프 215: 전달팽창탱크
216: 버퍼바이패스 22: 지열열교환모듈 23: 버퍼탱크
24: 제1전달유로부 241: 제1전달공급관 243: 제1전달회수관
25: 제2전달유로부 251: 제2전달공급관 253: 제2전달회수관
30: 실내라인 31: 실내공급관 32: 실내회수관
40: 실내기 41: 회수순환펌프 42: 회수바이패스
50: 지중열교환모듈 50a: 상부모듈 50b: 하부모듈
51: 열교환챔버 51c: 전선관 511: 열교환통과홀
512: 지열관플랜지 5121: 제1플랜지 5122: 제2플랜지
513: 순환홀부 514: 선통과부 515: 견인고리
52: 상부버퍼챔버 53: 하부버퍼챔버 54: 챔버연결관
55: 관통관부 56: 지하수순환펌프 57: 온도센서
60: 방진방재유닛 61: 충격제어유닛 611: 제1전자밸브
612: 제2전자밸브 621: 충격감지부 622: 충격제어부
63: 신축유닛 631: 라인신축부재 632: 열교환신축부재
64: 점검보수유닛 641: 도전율센싱모듈 6411: 제1도전율센싱부
6412: 제2도전율센싱부 642: 점검보수모듈 6421: 공급분기라인
6422: 회수분기라인 6423: 유체공급밸브 6424: 유체회수밸브
6425: 유체공급모듈 64251: 작동유체공급부 64252: 청수공급부
6426: 유체회수모듈 64261: 작동유체회수부 64262: 청수회수부
64271: 제1유체선택밸브 64272: 제2유체선택밸브 64281: 제1차단밸브
64282: 제2차단밸브 643: 점검보수제어부 6431: 개도제어부
6432: 파손제어부 644: 보충교체제어부 65: 알람유닛
C: 신호선

Claims

지면에 천공된 지열홀부의 지중열과 열교환되는 작동유체가 이동되는 경로를 형성하는 지열열교환라인;
상기 지열홀부에서 상기 지중열이 발생되는 지하수에 침지되고, 상기 지열홀부에서 상기 지하수와 상기 작동유체가 열교환되는 적어도 하나의 지중열교환모듈; 및
상기 지열홀부에 전달되는 진동으로부터 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 보호하기 위한 방진방재유닛;을 포함하고,
상기 방진방재유닛은,
상기 진동에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나에서 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 충격제어유닛; 및
상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체를 보충 또는 교체하는 기능과, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 오염된 작동유체를 회수하는 기능과, 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체의 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 점검하는 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 수행하는 점검보수유닛;
중 적어도 어느 하나를 포함하며,
상기 지열열교환라인은,
일부가 상기 지열홀부에 삽입되는 제1지열관;
상기 제1지열관과 함께 일부가 상기 지열홀부에 삽입되는 제2지열관; 및
상기 지열홀부에서 상기 제1지열관과 상기 제2지열관을 연결시키는 지열연결관;을 포함하고,
상기 지중열교환모듈은,
상기 지열홀부에서 상기 제1지열관에 연결되어 상기 작동유체가 통과하는 제1모듈;
상기 지열홀부에서 상기 제2지열관에 연결되어 상기 작동유체가 통과하는 제2모듈;
상기 지열홀부의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비되고, 상기 지열홀부에서 상기 지중열이 발생되는 지하수를 순환시키는 지하수순환펌프; 및
상기 지열홀부에서 상기 지중열이 발생되는 지하수가 수용되는 중공의 함체이고, 상기 제1모듈과 상기 제2모듈이 내장되는 열교환챔버;를 포함하며,
상기 열교환챔버에는,
상기 지하수가 통과하도록 외주면에 관통 형성되는 다수의 열교환통과홀; 및
상기 열교환챔버의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 구비되고, 상기 지하수순환펌프가 설치되는 순환홀부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항에 있어서,
상기 충격제어유닛은,
상기 지열열교환라인에 결합되는 전자밸브모듈;
상기 지열홀부와 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나에 전달되는 상기 진동을 감지하는 충격감지부; 및
상기 충격감지부가 감지한 진동과 기설정된 방진방재정보를 비교하여 상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체의 흐름 제어를 위해 상기 전자밸브모듈의 "on/off" 를 결정하는 충격제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항에 있어서,
상기 점검보수유닛은,
상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈;
상기 지열열교환라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 상기 작동유체를 공급하고 회수하는 점검보수모듈; 및
상기 점검보수모듈에서 상기 작동유체의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체의 보충 또는 교체 상태를 감시하는 보충교체제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제3항에 있어서,
상기 점검보수모듈은,
상기 지열열교환라인의 일측에서 분기되는 공급분기라인;
상기 지열열교환라인의 타측에서 분기되는 회수분기라인;
상기 지열열교환라인의 일측 또는 상기 공급분기라인에 구비되는 유체공급밸브;
상기 지열열교환라인의 타측 또는 상기 회수분기라인에 구비되는 유체회수밸브;
상기 공급분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 신규 작동유체를 공급하는 유체공급모듈; 및
상기 회수분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에서 전달되는 작동유체를 회수하는 유체회수모듈;을 포함하고,
상기 보충교체제어부는,
상기 유체공급밸브와 상기 유체회수밸브와 상기 유체공급모듈과 상기 유체회수모듈을 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율과 기설정된 보충교체정보를 비교하여 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 작동유체의 보충 또는 교체 상태를 감시하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항에 있어서,
상기 점검보수유닛은,
상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈;
상기 지열열교환라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 청수를 공급하고 회수하는 점검보수모듈; 및
상기 점검보수모듈에서 상기 청수의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 상기 청수의 공급 상태 및 회수 상태를 감시하는 점검보수제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제5항에 있어서,
상기 점검보수모듈은,
상기 지열열교환라인의 일측에서 분기되는 공급분기라인;
상기 지열열교환라인의 타측에서 분기되는 회수분기라인;
상기 지열열교환라인의 일측 또는 상기 공급분기라인에 구비되는 유체공급밸브;
상기 지열열교환라인의 타측 또는 상기 회수분기라인에 구비되는 유체회수밸브;
상기 공급분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 상기 청수를 공급하는 유체공급모듈; 및
상기 회수분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에서 전달되는 상기 작동유체와 상기 청수 그리고 상기 작동유체와 상기 청수의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 회수하는 유체회수모듈;을 포함하고,
상기 점검보수제어부는,
상기 유체공급밸브와 상기 유체회수밸브와 상기 유체공급모듈과 상기 유체회수모듈을 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율과 기설정된 회수정보를 비교하여 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈을 통과하는 작동유체의 회수 상태를 감시하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항에 있어서,
상기 점검보수유닛은,
상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나를 통과하는 유체의 도전율을 감지하는 도전율센싱모듈;
상기 지열열교환라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 상기 작동유체를 공급하고 회수하는 점검보수모듈; 및
상기 점검보수모듈에서 상기 작동유체의 공급 상태 및 회수 상태를 제어하고, 상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율에 따라 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 감시하는 점검보수제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제7항에 있어서,
상기 점검보수모듈은,
상기 지열열교환라인의 일측에서 분기되는 공급분기라인;
상기 지열열교환라인의 타측에서 분기되는 회수분기라인;
상기 지열열교환라인의 일측 또는 상기 공급분기라인에 결합되는 유체공급밸브;
상기 지열열교환라인의 타측 또는 상기 회수분기라인에 결합되는 유체회수밸브;
상기 공급분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에 신규 작동유체를 공급하는 유체공급모듈; 및
상기 회수분기라인에 연결되어 상기 지열열교환라인에서 전달되는 유체를 회수하는 유체회수모듈;을 포함하고,
상기 점검보수제어부는,
상기 유체공급밸브와 상기 유체회수밸브의 개도를 조절하는 개도제어부; 및
상기 도전율센싱모듈이 감지한 도전율과 기설정된 정상정보를 비교하여 상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나의 파손 상태를 감시하는 파손제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제8항에 있어서,
상기 개도제어부는,
상기 유체회수밸브의 개도를 상기 유체공급밸브의 개도보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항에 있어서,
상기 방진방재유닛은,
상기 지열열교환라인과 상기 지중열교환모듈 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 진동에 대응하여 신축 가능한 신축유닛; 및
상기 진동에 대응하여 상기 충격제어유닛과 상기 점검보수유닛 중 적어도 어느 하나의 제어에 따른 알람을 전파하는 알람유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항에 있어서,
상기 제1모듈이 분기관모듈로 이루어지는 경우, 상기 제2모듈은 상기 분기관모듈로 이루어지거나 직관모듈로 이루어지고,
상기 제1모듈이 상기 직관모듈로 이루어지는 경우, 상기 제2모듈은 상기 분기관모듈로 이루어지거나 상기 직관모듈로 이루어지며,
상기 분기관모듈은 전달되는 상기 작동유체를 적어도 둘로 분기하여 통과시키고,
상기 직관모듈은 전달되는 상기 작동유체를 그대로 통과시키는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항에 있어서,
상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체의 이동 방향을 전환시키는 경로전환모듈; 및
상기 지열열교환라인에 구비되고, 상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체를 순환시키는 작동유체펌프;
중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제12항에 있어서,
상기 지열열교환라인은,
상기 제1지열관과 상기 제2지열관 중 어느 하나의 상기 작동유체를 전달받는 지열공급관; 및
상기 제1지열관과 상기 제2지열관 중 다른 하나에 작동유체를 전달하는 지열회수관;을 더 포함하고,
상기 경로전환모듈은,
상기 제1지열관과 상기 지열공급관을 연결시키되, 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제1밸브모듈;
상기 제2지열관과 상기 지열회수관을 연결시키되, 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제2밸브모듈;
상기 제1지열관과 상기 지열회수관을 연결시키는 제1전환라인;
상기 제1전환라인에 구비되고, 상기 제1전환라인에서 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제1전환밸브모듈;
상기 제2지열관과 상기 지열공급관을 연결시키는 제2전환라인; 및
상기 제2전환라인에 구비되고, 상기 제2전환라인에서 상기 작동유체의 이동 여부를 선택하는 제2전환밸브모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제12항에 있어서,
상기 작동유체펌프는,
회전력을 발생시켜 모터축을 회전시키는 순환모터;
상기 지열열교환라인 중 상기 지열홀부 쪽의 작동유체가 전달되는 배관에 구비되고, 상기 모터축의 일측에 결합되어 상기 지열홀부 쪽의 작동유체를 배출시키는 제1펌핑부; 및
상기 지열열교환라인 중 상기 지열홀부 쪽으로 상기 작동유체를 전달하는 배관에 구비되고, 상기 제1펌핑부 또는 상기 모터축의 타측에 결합되어 상기 지열홀부 쪽으로 상기 작동유체를 이동시키는 제2펌핑부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제12항에 있어서,
실내의 냉난방을 위해 실내라인에 연결되는 실내기를 제어하는 컨트롤러;를 더 포함하되,
상기 지열홀부에는,
상기 지중열이 발생되는 지하수의 온도를 측정하는 온도센서;가 구비되고,
상기 컨트롤러는,
상기 실내기의 동작정보와 상기 온도센서에 의해 측정된 지하수의 온도를 바탕으로 상기 실내기와 상기 작동유체펌프의 운전을 예측하여 상기 실내기와 상기 작동유체펌프를 제어하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제11항에 있어서,
상기 지열홀부에는,
상기 지중열이 발생되는 지하수의 온도를 측정하는 온도센서;가 구비되고,
상기 온도센서에 의해 측정된 지하수의 온도는,
다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 하나의 지열홀부에서 상기 작동유체의 순환 여부를 선택하는 기능과, 다수의 지열홀부 중 선택되는 적어도 하나의 지열홀부에 구비된 상기 지열열교환라인에서 상기 작동유체의 속도를 제어하는 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 실시하기 위한 정보로 이용하는 것을 특징으로 하는 지열유닛.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 지열유닛; 및
상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방진 방재형 지열 냉난방 시스템.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 지열유닛; 및
상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프;를 포함하고,
상기 지열유닛에서 이격되어 전달유체가 이동되는 경로를 형성하되 상기 지열히트펌프에서 상기 전달유체가 열교환이 이루어지는 제1전달유로부와, 상기 작동유체와 상기 전달유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열열교환라인과 상기 제1전달유로부를 연결시키는 지열열교환모듈을 포함하는 제1전달유닛; 및
상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 순환유체가 순환되는 경로를 형성하는 제2전달유로부와, 실내에 공급되는 실내유체가 수용되되 상기 순환유체와 상기 실내유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열히트펌프에서 이격되어 상기 제2전달유로부가 연결되는 버퍼탱크를 포함하는 제2전달유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방진 방재형 지열 냉난방 시스템.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 지열유닛;
상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프; 및
상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 실내유체가 이동되는 경로를 형성하는 실내라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방진 방재형 지열 냉난방 시스템.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 지열유닛;
상기 지열유닛에서 배출되는 상기 작동유체와 열교환이 이루어지는 지열히트펌프; 및
상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 실내유체가 이동되는 경로를 형성하는 실내라인;을 포함하고,
상기 지열유닛에서 이격되어 전달유체가 이동되는 경로를 형성하되 상기 지열히트펌프에서 상기 전달유체가 열교환이 이루어지는 제1전달유로부와, 상기 작동유체와 상기 전달유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열열교환라인과 상기 제1전달유로부를 연결시키는 지열열교환모듈을 포함하는 제1전달유닛; 및
상기 지열히트펌프를 순환하는 냉매와 열교환되는 순환유체가 순환되는 경로를 형성하는 제2전달유로부와, 상기 실내라인에 연결되어 상기 실내유체가 수용되되 상기 순환유체와 상기 실내유체가 열교환이 이루어지도록 상기 지열히트펌프에서 이격되어 상기 제2전달유로부가 연결되는 버퍼탱크를 포함하는 제2전달유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방진 방재형 지열 냉난방 시스템.