KR102528819B1 - 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템 - Google Patents

폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102528819B1
KR102528819B1 KR1020220067497A KR20220067497A KR102528819B1 KR 102528819 B1 KR102528819 B1 KR 102528819B1 KR 1020220067497 A KR1020220067497 A KR 1020220067497A KR 20220067497 A KR20220067497 A KR 20220067497A KR 102528819 B1 KR102528819 B1 KR 102528819B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hot water
heat
load
supply
geothermal
Prior art date
Application number
KR1020220067497A
Other languages
English (en)
Inventor
박두열
김동욱
최원복
Original Assignee
주식회사 에너솔라
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 주식회사 에너솔라 filed Critical 주식회사 에너솔라
Priority to KR1020220067497A priority Critical patent/KR102528819B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102528819B1 publication Critical patent/KR102528819B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T50/00—Geothermal systems 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • F24D19/1054—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • 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
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/11—Geothermal energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • F24F2005/0053—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground receiving heat-exchange fluid from a well
    • 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
    • F24T2010/56—Control arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템에 관한 것으로서, 별도의 급탕시설을 구비하지 않고 냉방시 지열을 보충하여 냉방효율을 향상시키고 난방시는 난방 무부하시점에 급탕을 통하여 히트펌프시스템을 효율적을 활용할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.
즉, 본 발명은 지열시스템에 있어서, 부하환수배관에 부하부에서 히트펌프로의 열매체 환수를 제어할 수 있게 구비되는 부하환수밸브와 지열환수배관 또는 부하공급배관의 열매체와 열교환에 의하여 급탕 가열을 할 수 있게 구비되는 급탕열교환부, 상기 급탕열교환부로 급탕열교환을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 급탕메인공급배관, 상기 급탕열교환부에서 급탕열교환이 완료된 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 급탕메인환수배관, 지열환수배관과 급탕메인공급배관 사이에서 급탕열교환을 위한 열매체 공급이 이루어질 수 있게 구비되는 열원급탕공급배관, 상기 지열환수배관에서 열원급탕공급배관으로의 열매체의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 열원급탕공급밸브, 급탕메인환수관에서 지열환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 열원급탕환수배관, 부하공급배관에서 급탕메인공급배관으로의 열매체 공급이 이루어지게 구비되는 부하급탕공급배관, 상기 부하공급배관에 부하급탕공급배관으로 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하급탕공급밸브, 급탕메인환수배관에 부하환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 부하급탕환수배관, 열원급탕공급배관의 열매체 또는 부하급탕공급배관의 열매체 중 어느 하나의 열매체를 급탕메인공급배관으로의 선택 공급할 수 있게 구비되는 급탕공급열원부하절환밸브, 급탕메인환수배관의 열매체를 열원급탕환수배관과 부하급탕환수배관 중 어느 하나의 환수배관으로 선택환수할 수 있게 구비되는 급탕환수열원부하절환밸브, 상기 급탕메인환수배관에 열매체를 환수 순환할 수 있게 구비되는 급탕열순환펌프를 구비함으로써, 별도의 급탕시설을 구비하지 않아도 되는 효과와 냉방시 지열을 보충하여 냉방효율을 향상시키는 효과 및 난방시는 난방 무부하시점에 급탕을 통하여 히트펌프시스템을 효율적을 활용할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Description

폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템{GEOTHERMAL HEAT SYSTEM FOR USING WASTE HEAT}
본 발명은 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지열시스템에 있어서; 부하환수배관에 부하부에서 히트펌프로의 열매체 환수를 제어할 수 있게 구비되는 부하환수밸브와 지열환수배관 또는 부하공급배관의 열매체와 열교환에 의하여 급탕 가열을 할 수 있게 구비되는 급탕열교환부, 상기 급탕열교환부로 급탕열교환을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 급탕메인공급배관, 상기 급탕열교환부에서 급탕열교환이 완료된 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 급탕메인환수배관, 지열환수배관과 급탕메인공급배관 사이에서 급탕열교환을 위한 열매체 공급이 이루어질 수 있게 구비되는 열원급탕공급배관, 상기 지열환수배관에서 열원급탕공급배관으로의 열매체의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 열원급탕공급밸브, 급탕메인환수관에서 지열공급배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 열원급탕환수배관, 부하공급배관에서 급탕메인공급배관으로의 열매체 공급이 이루어지게 구비되는 부하급탕공급배관, 상기 부하공급배관에 부하급탕공급배관으로 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하급탕공급밸브, 급탕메인환수배관에 부하환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 부하급탕환수배관, 열원급탕공급배관의 열매체 또는 부하급탕공급배관의 열매체 중 어느 하나의 열매체를 급탕메인공급배관으로의 선택 공급할 수 있게 구비되는 급탕공급열원부하절환밸브, 급탕메인환수배관의 열매체를 열원급탕환수배관과 부하급탕환수배관 중 어느 하나의 환수배관으로 선택환수할 수 있게 구비되는 급탕환수열원부하절환밸브, 상기 급탕메인환수배관에 열매체를 환수 순환할 수 있게 구비되는 급탕열순환펌프를 구비하여서 별도의 급탕시설을 구비하지 않고 냉방시 지열을 보충하여 냉방효율을 향상시키고 난방시는 난방 무부하시점에 급탕을 통하여 히트펌프시스템을 효율적을 활용할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.
일반적으로, 지열시스템은 지열을 히트펌프를 이용하여 부하부를 난방 또는 냉방할 수 있도록 하는 것이다.
이상과 같은 지열시스템은 난방 또는 냉방 수요처에 사용자의 조작에 따라 난방 또는 냉방이 이루어지게 구비되는 부하부와 부하부의 냉방 및 난방을 위한 열원을 지열로부터 흡열할 수 있게 구비되는 지열부 및 상기 부하부와 지열부 사이에서 부하부의 난방 또는 냉방이 이루어지게 콤프레셔와 냉매절환밸브를 통하여 냉매를 히트펌핑 순환시킬 수 있게 구비되는 히트펌프부로 구성되는 것이다.
이와 같은 지열시스템은 지열을 열원으로 하여 콤프레셔와 냉매절환밸브로 구성되는 히트펌프부를 이용하여 부하부를 난방 또는 냉방하는 것이다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 지열시스템은 난방 또는 냉방이 주 목적으로 이루어져 급탕을 위하여는 별도의 전기 온수기를 구비하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 지열시스템은 냉방시 지열부로 환수되는 열매체가 과도하게 과열되어 환수되어 지열부의 온도가 과도하게 상승되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 지열시스템은 난방 부하가 없는 경우 지열시스템의 활용율이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허 제10-1715752호
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 지열시스템이 난방 또는 냉방이 주 목적으로 이루어져 급탕을 위하여는 별도의 전기 온수기를 구비하여야 하는 문제점과 냉방시 지열부로 환수되는 열매체가 과도하게 과열되어 환수되는 지열부의 온도가 과도하게 상승되는 문제점 및 난방 부하가 없는 경우 지열시스템의 활용율이 저하되는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 지열시스템에 있어서, 난방 또는 냉방 수요처에 사용자의 조작에 따라 난방 또는 냉방이 이루어지게 구비되는 부하부와 부하부의 냉방 및 난방을 위한 열원을 지열로부터 흡열할 수 있게 구비되는 지열부, 상기 부하부와 지열부 사이에서 부하부의 난방 또는 냉방이 이루어지게 콤프레셔와 냉매절환밸브를 통하여 냉매를 히트펌핑 순환시킬 수 있게 구비되는 히트펌프부, 지열의 열원을 히트펌프부로 공급할 수 있게 구비되는 지열공급배관,
상기 지열공급배관에서 열원의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 지열공급밸브, 히트펌프부에서 열매체를 지열부로 환수할 수 있게 구비되는 지열환수배관, 상기 지열환수배관에서 열원의 환수를 제어할 수 있게 구비되는 지열환수밸브,
히트펌프부에서 열매체를 부하부로 공급할 수 있게 구비되는 부하공급배관, 부하공급배관에 히트펌프부로에서 부하부로의 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하공급밸브, 부하부에서 히트펌프로 열매체가 환수되게 구비되는 부하환수배관, 상기 부하환수배관에 부하부에서 히트펌프로의 열매체 환수를 제어할 수 있게 구비되는 부하환수밸브, 지열환수배관 또는 부하공급배관의 열매체와 열교환에 의하여 급탕 가열을 할 수 있게 구비되는 급탕열교환부, 상기 급탕열교환부로 급탕열교환을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 급탕메인공급배관, 상기 급탕열교환부에서 급탕열교환이 완료된 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 급탕메인환수배관, 지열환수배관과 급탕메인공급배관 사이에서 급탕열교환을 위한 열매체 공급이 이루어질 수 있게 구비되는 열원급탕공급배관, 상기 지열환수배관에서 열원급탕공급배관으로의 열매체의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 열원급탕공급밸브, 급탕메인환수관에서 지열환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 열원급탕환수배관, 부하공급배관에서 급탕메인공급배관으로의 열매체 공급이 이루어지게 구비되는 부하급탕공급배관, 상기 부하공급배관에 부하급탕공급배관으로 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하급탕공급밸브, 급탕메인환수배관에 부하환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 부하급탕환수배관, 열원급탕공급배관의 열매체 또는 부하급탕공급배관의 열매체 중 어느 하나의 열매체를 급탕메인공급배관으로의 선택 공급할 수 있게 구비되는 급탕공급열원부하절환밸브, 급탕메인환수배관의 열매체를 열원급탕환수배관과 부하급탕환수배관 중 어느 하나의 환수배관으로 선택환수할 수 있게 구비되는 급탕환수열원부하절환밸브로 구비되고, 고효율 급탕 지열시스템의 동작을 제어할 수 있게 구비되는 제어부 및 상기 제어부에 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 구비되는 조작부로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 급탕메인환수배관에 열매체를 환수 순환할 수 있게 구비되는 급탕순환펌프, 급탕열교환부에 의하여 열교환을 통하여 급탕이 이루어진 급탕수를 저장할 수 있게 구비되는 급탕탱크, 상기 급탕열교환부에서 급탕탱크로 급탕수의 급탕을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 탱크공급배관, 상기 급탕탱크에서 급탕 열교환이 완료된 열매체를 급탕열교환부로 환수할 수 있게 구비되는 탱크환수배관, 상기 탱크환수배관에 열매체를 환수 순환시킬 수 있게 구비되는 급탕탱크펌프, 고효율 급탕 지열시스템의 동작을 제어할 수 있게 구비되는 제어부 및 상기 제어부에 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 구비되는 조작부로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명은 지열시스템에 있어서, 난방 또는 냉방 수요처에 사용자의 조작에 따라 난방 또는 냉방이 이루어지게 구비되는 부하부와 부하부의 냉방 및 난방을 위한 열원을 지열로부터 흡열할 수 있게 구비되는 지열부, 상기 부하부와 지열부 사이에서 부하부의 난방 또는 냉방이 이루어지게 콤프레셔와 냉매절환밸브를 통하여 냉매를 히트펌핑 순환시킬 수 있게 구비되는 히트펌프부, 지열의 열원을 히트펌프부로 공급할 수 있게 구비되는 지열공급배관,
상기 지열공급배관에서 열원의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 지열공급밸브, 히트펌프부에서 열매체를 지열부로 환수할 수 있게 구비되는 지열환수배관, 상기 지열환수배관에서 열원의 환수를 제어할 수 있게 구비되는 지열환수밸브,
히트펌프부에서 열매체를 부하부로 공급할 수 있게 구비되는 부하공급배관, 부하공급배관에 히트펌프부로에서 부하부로의 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하공급밸브, 부하부에서 히트펌프로 열매체가 환수되게 구비되는 부하환수배관, 상기 부하환수배관에 부하부에서 히트펌프로의 열매체 환수를 제어할 수 있게 구비되는 부하환수밸브, 지열환수배관 또는 부하공급배관의 열매체와 열교환에 의하여 급탕 가열을 할 수 있게 구비되는 급탕열교환부, 상기 급탕열교환부로 급탕열교환을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 급탕메인공급배관, 상기 급탕열교환부에서 급탕열교환이 완료된 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 급탕메인환수배관, 지열환수배관과 급탕메인공급배관 사이에서 급탕열교환을 위한 열매체 공급이 이루어질 수 있게 구비되는 열원급탕공급배관, 상기 지열환수배관에서 열원급탕공급배관으로의 열매체의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 열원급탕공급밸브, 급탕메인환수관에서 지열환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 열원급탕환수배관, 부하공급배관에서 급탕메인공급배관으로의 열매체 공급이 이루어지게 구비되는 부하급탕공급배관, 상기 부하공급배관에 부하급탕공급배관으로 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하급탕공급밸브, 급탕메인환수배관에 부하환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 부하급탕환수배관, 열원급탕공급배관의 열매체 또는 부하급탕공급배관의 열매체 중 어느 하나의 열매체를 급탕메인공급배관으로의 선택 공급할 수 있게 구비되는 급탕공급열원부하절환밸브, 급탕메인환수배관의 열매체를 열원급탕환수배관과 부하급탕환수배관 중 어느 하나의 환수배관으로 선택환수할 수 있게 구비되는 급탕환수열원부하절환밸브로 구비되고, 고효율 급탕 지열시스템의 동작을 제어할 수 있게 구비되는 제어부 및 상기 제어부에 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 구비되는 조작부로 구성함으로써, 별도의 급탕시설을 구비하지 않아도 되는 효과와 냉방시 지열을 보충하여 냉방효율을 향상시키는 효과 및 난방시는 난방 무부하시점에 급탕을 통하여 히트펌프시스템을 효율적을 활용할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템의 배관도.
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템의 냉방시 급탕공급흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예를 도시한 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템의 난방 또는 부하가 없는 경우 급탕공급흐름을 보인도면.
도 4는 본 발명의 일실시예를 도시한 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템의 개요도.
이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 별도의 급탕시설을 구비하지 않고 냉방시 지열을 보충하여 냉방효율을 향상시킬 수 있도록 함과 더불어 난방 무부하시점에 급탕을 통하여 히트펌프시스템을 효율적을 활용할 수 있도록 한 것으로서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
즉, 본 발명은 지열시스템에 있어서; 부하부(101)와 히트펌프부(100), 지열부(102), 지열환수배관(310), 지열환수밸브(311), 지열공급배관(320), 지열공급밸브(321), 부하공급배관(410), 부하공급밸브(411), 부하환수배관(420), 부하환수밸브(421), 급탕열교환부(500), 급탕메인공급배관(501), 급탕메인환수배관(502), 열원급탕공급배관(510), 열원급탕공급밸브(511), 열원급탕환수배관(520), 부하급탕공급배관(610) 부하급탕공급밸브(611), 부하급탕환수배관(620), 급탕공급열원부하절환밸브(710), 급탕환수열원부하절환밸브(720), 급탕열순환펌프(503), 제어부(910) 및 조작부(920)로 구성한 것이다.
여기서, 상기 부하부(101)는 난방 또는 냉방 수요처에 사용자의 조작에 따라 난방 또는 냉방이 이루어지게 구비되는 것이다.
그리고, 상기 지열부(102)는 부하부(101)의 냉방 및 난방을 위한 열원을 지열로부터 흡열할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 히트펌프부(200)는 부하부(101)와 지열부(102) 사이에서 부하부(101)의 난방 또는 냉방이 이루어지게 콤프레셔와 냉매절환밸브를 통하여 냉매를 히트펌핑 순환시킬 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 지열공급배관(320)은 지열의 열원을 히트펌프부(200)로 공급할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 지열공급밸브(321)은 지열공급배관(320)에서 열원의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 지열환수배관(310)은 히트펌프부(200)에서 열매체를 지열부(102)로 환수할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 지열환수밸브(311)은 지열공급배관(320)에서 열원의 환수를 제어할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 부하공급배관(410)는 히트펌프부(200)에서 열매체를 부하부(101)로 공급할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 부하공급밸브(411)는 부하공급배관(410)에 히트펌프부(200)로에서 부하부(101)로의 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 부하환수배관(420)은 부하부(101)에서 히트펌프로 열매체가 환수되게 구비되는 것이다.
또한, 상기 부하환수밸브(421)는 부하환수배관(420)에 부하부(101)에서 히트펌프로의 열매체 환수를 제어할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕열교환부(500)는 지열환수배관(310) 또는 부하공급배관(410)의 열매체와 열교환에 의하여 급탕 가열을 할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕메인공급배관(501)은 급탕열교환부(500)로 급탕열교환을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕메인환수배관(502)은 급탕열교환부(500)에서 급탕열교환이 완료된 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 열원급탕공급배관(510)은 지열환수배관(310)과 급탕메인공급배관(501) 사이에서 급탕열교환을 위한 열매체 공급이 이루어질 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 열원급탕공급밸브(511)는 지열환수배관(310)에서 열원급탕공급배관(510)으로의 열매체의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 열원급탕환수배관(520)은 급탕메인환수관에서 지열환수배관(310)으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 부하급탕공급배관(610)은 부하공급배관(410)에서 급탕메인공급배관(501)으로의 열매체 공급이 이루어지게 구비되는 것이다.
또한, 상기 부하급탕공급밸브(611)은 부하공급배관(410)에 부하급탕공급배관(610)으로 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 부하급탕환수배관(620)은 급탕메인환수배관(502)에 부하환수배관(420)으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕공급열원부하절환밸브(710)는 열원급탕공급배관(510)의 열매체 또는 부하급탕공급배관(610)의 열매체 중 어느 하나의 열매체를 급탕메인공급배관(501)으로의 선택 공급할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕환수열원부하절환밸브(720)는 급탕메인환수배관(502)의 열매체를 열원급탕환수배관(520)과 부하급탕환수배관(620) 중 어느 하나의 환수배관으로 선택환수할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕열순환펌프(503)는 급탕메인환수배관(502)에 열매체를 환수 순환할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕탱크는 급탕열교환부(500)에 의하여 열교환을 통하여 급탕이 이루어진 급탕수를 저장할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 탱크공급배관은 급탕열교환부(500)에서 급탕탱크로 급탕수의 급탕을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 탱크환수배관은 급탕탱크에서 급탕 열교환이 완료된 열매체를 급탕열교환부(500)로 환수할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 급탕탱크펌프은 탱크환수배관에 열매체를 환수 순환시킬 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 상기 제어부(910)는 고효율 급탕 지열시스템의 동작을 제어할 수 있게 구비되는 것이다.
상기 제어부(910)에는 부하부(101)의 난방부하를 감지하는 난방부하감지부(911)와
지열환수배관(310)을 통하여 지열부(102)로 환수되는 열매체의 온도를 감지하는 환수지열감지부(912),
급탕열교환부(500)의 급탕부하를 감지하는 급탕부하감지부,
지열부(102)의 온도를 감지하는 지열부온도감지부(913),
히트펌프부(200)의 냉방동작과정에 지열온도감지부를 통한 지열부(102)의 온도가 설정온도 이상일 경우 지열환수배관(310)의 열매체가 열원급탕공급배관(510)으로 전환되게 열원급탕공급밸브(511)를 제어할 수 있게 구비되는 지열감지열원급탕공급제어구(914),
히트펌프부(200)의 난방동작과정에 일정기간동안 난방부하감지부(911)를 통하여 감지된 난방부하에 따라 난방부하가 적은 시간대에 부하공급배관(410)의 열매체를 부하급탕공급배관(610)으로 전환공급할 수 있게 부하급탕공급밸브(611)를 제어할 수 있게 구비되는 저난방급부하급탕공급제어구를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.
일반적으로, 상기 급탕열교환부(500)에 의하여 열교환을 통하여 급탕이 이루어진 급탕수는 예컨데 급탕수를 저장할 수 있게 구비되는 급탕탱크, 상기 급탕열교환부(500)에서 급탕탱크로 급탕수의 급탕을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 탱크공급배관, 상기 급탕탱크에서 급탕 열교환이 완료된 열매체를 급탕열교환부(500)로 환수할 수 있게 구비되는 탱크환수배관, 상기 탱크환수배관에 열매체를 환수 순환시킬 수 있게 구비되는 급탕탱크펌프로 구성하여 실시할 수 있다.
또한, 상기 조작부(920)는 제어부(910)에 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 구비되는 것이다.
또한, 제어부(910)는 습도조절동작부 및 부하부에 습도를 측정하는 습도측정장치를 포함한다.
상기 습도조절동작부는 여름철 부하부에서 측정된 습도가 높을 때 급탕열순환펌프(503)가 역방향 동작하여 급탕열교환부(500)를 통하여 열을 부하부에 공급 및 회수하여 순환시키는 습도조절동작과정을 포함한다.
즉,상기 습도조절동작과정은 급탕열교환부에서 급탕열순환펌프가 동작하여 급탕메인환수배관, 열원급탕환수배관으로 이동하여 부하부로 공급되고, 부하공급밸브(411) 및 부하환수밸브(421)가 히트펌프부로 이동하는 것을 막아 급탕열교환부로 이동하여 순환하게 된다.
이하, 본 발명의 적용실시에 따른 작용효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기한 바와 같이 지열시스템에 있어서, 난방 또는 냉방 수요처에 사용자의 조작에 따라 난방 또는 냉방이 이루어지게 구비되는 부하부(101)와 부하부(101)의 냉방 및 난방을 위한 열원을 지열로부터 흡열할 수 있게 구비되는 지열부(102), 상기 부하부(101)와 지열부(102) 사이에서 부하부(101)의 난방 또는 냉방이 이루어지게 콤프레셔와 냉매절환밸브를 통하여 냉매를 히트펌핑 순환시킬 수 있게 구비되는 히트펌프부(200), 지열의 열원을 히트펌프부(200)로 공급할 수 있게 구비되는 지열공급배관(320), 상기 지열공급배관(320)에서 열원의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 지열공급밸브(321), 히트펌프부(200)에서 열매체를 지열부(102)로 환수할 수 있게 구비되는 지열환수배관(310), 상기 지열환수배관(310)에서 열원의 환수를 제어할 수 있게 구비되는 지열환수밸브(311), 히트펌프부(200)에서 열매체를 부하부(101)로 공급할 수 있게 구비되는 부하공급배관(410), 부하공급배관(410)에 히트펌프부(200)로에서 부하부(101)로의 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하공급밸브(411), 부하부(101)에서 히트펌프로 열매체가 환수되게 구비되는 부하환수배관(420), 상기 부하환수배관(420)에 부하부(101)에서 히트펌프로의 열매체 환수를 제어할 수 있게 구비되는 부하환수밸브(421), 지열환수배관(310) 또는 부하공급배관(410)의 열매체와 열교환에 의하여 급탕 가열을 할 수 있게 구비되는 급탕열교환부(500), 상기 급탕열교환부(500)로 급탕열교환을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 급탕메인공급배관(501), 상기 급탕열교환부(500)에서 급탕열교환이 완료된 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 급탕메인환수배관(502), 지열환수배관(310)과 급탕메인공급배관(501) 사이에서 급탕열교환을 위한 열매체 공급이 이루어질 수 있게 구비되는 열원급탕공급배관(510), 상기 지열환수배관(310)에서 열원급탕공급배관(510)으로의 열매체의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 열원급탕공급밸브(511), 급탕메인환수관에서 지열환수배관(310)으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 열원급탕환수배관(520), 부하공급배관(410)에서 급탕메인공급배관(501)으로의 열매체 공급이 이루어지게 구비되는 부하급탕공급배관(610), 상기 부하공급배관(410)에 부하급탕공급배관(610)으로 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하급탕공급밸브(611), 급탕메인환수배관(502)에 부하환수배관(420)으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 부하급탕환수배관(620), 열원급탕공급배관(510)의 열매체 또는 부하급탕공급배관(610)의 열매체 중 어느 하나의 열매체를 급탕메인공급배관(501)으로의 선택 공급할 수 있게 구비되는 급탕공급열원부하절환밸브(710), 급탕메인환수배관(502)의 열매체를 열원급탕환수배관(520)과 부하급탕환수배관(620) 중 어느 하나의 환수배관으로 선택환수할 수 있게 구비되는 급탕환수열원부하절환밸브(720), 상기 급탕메인환수배관(502)에 열매체를 환수 순환할 수 있게 구비되는 급탕열순환펌프(503), 고효율 급탕 지열시스템의 동작을 제어할 수 있게 구비되는 제어부(910) 및 상기 제어부(910)에 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 구비되는 조작부(920)로 구성한 본 발명을 적용하여 실시하게 되면, 별도의 급탕시설을 구비하지 않아도 되며 냉방시 지열을 보충하여 냉방효율을 향상시키는 것이다.
또한, 본 발명은 난방시는 난방 무부하시점에 급탕을 통하여 히트펌프시스템을 효율적을 활용할 수 있는 것이다.
101 : 부하부
102 : 지열부
200 : 히트펌프부
310 : 지열환수배관 311 : 지열환수밸브
320 : 지열공급배관 321 : 지열공급밸브
410 : 부하공급배관 411 : 부하공급밸브
420 : 부하환수배관 421 : 부하환수밸브
500 : 급탕열교환부
501 : 급탕메인공급배관 502 : 급탕메인환수배관 503 : 급탕열순환펌프
510 : 열원급탕공급배관 511 : 열원급탕공급밸브
520 : 열원급탕환수배관
610 : 부하급탕공급배관 611 : 부하급탕공급밸브
620 : 부하급탕환수배관
710 : 급탕공급열원부하절환밸브
720 : 급탕환수열원부하절환밸브
910 : 제어부
911 : 난방부하감지부
912 : 환수지열감지부
913 : 지열부온도감지부
914 : 지열감지열원급탕공급제어구
915 : 저난방급부하급탕공급제어구
920 : 조작부

Claims (5)

  1. 지열시스템에 있어서;
    난방 또는 냉방 수요처에 사용자의 조작에 따라 난방 또는 냉방이 이루어지게 구비되는 부하부와 부하부의 냉방 및 난방을 위한 열원을 지열로부터 흡열할 수 있게 구비되는 지열부, 상기 부하부와 지열부 사이에서 부하부의 난방 또는 냉방이 이루어지게 콤프레셔와 냉매절환밸브를 통하여 냉매를 히트펌핑 순환시킬 수 있게 구비되는 히트펌프부, 지열의 열원을 히트펌프부로 공급할 수 있게 구비되는 지열공급배관, 상기 지열공급배관에서 열원의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 지열공급밸브, 히트펌프부에서 열매체를 지열부로 환수할 수 있게 구비되는 지열환수배관, 상기 지열환수배관에서 열원의 환수를 제어할 수 있게 구비되는 지열환수밸브, 히트펌프부에서 열매체를 부하부로 공급할 수 있게 구비되는 부하공급배관, 부하공급배관에 히트펌프부로에서 부하부로의 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하공급밸브, 부하부에서 히트펌프로 열매체가 환수되게 구비되는 부하환수배관, 상기 부하환수배관에 부하부에서 히트펌프로의 열매체 환수를 제어할 수 있게 구비되는 부하환수밸브, 지열환수배관 또는 부하공급배관의 열매체와 열교환에 의하여 급탕 가열을 할 수 있게 구비되는 급탕열교환부, 상기 급탕열교환부로 급탕열교환을 위한 열매체를 공급할 수 있게 구비되는 급탕메인공급배관, 상기 급탕열교환부에서 급탕열교환이 완료된 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 급탕메인환수배관, 지열환수배관과 급탕메인공급배관 사이에서 급탕열교환을 위한 열매체 공급이 이루어질 수 있게 구비되는 열원급탕공급배관, 상기 지열환수배관에서 열원급탕공급배관으로의 열매체의 공급을 제어할 수 있게 구비되는 열원급탕공급밸브, 급탕메인환수관에서 지열환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 열원급탕환수배관, 부하공급배관에서 급탕메인공급배관으로의 열매체 공급이 이루어지게 구비되는 부하급탕공급배관, 상기 부하공급배관에 부하급탕공급배관으로 열매체 공급을 제어할 수 있게 구비되는 부하급탕공급밸브, 급탕메인환수배관에 부하환수배관으로 열매체를 환수할 수 있게 구비되는 부하급탕환수배관, 열원급탕공급배관의 열매체 또는 부하급탕공급배관의 열매체 중 어느 하나의 열매체를 급탕메인공급배관으로의 선택 공급할 수 있게 구비되는 급탕공급열원부하절환밸브, 급탕메인환수배관의 열매체를 열원급탕환수배관과 부하급탕환수배관 중 어느 하나의 환수배관으로 선택환수할 수 있게 구비되는 급탕환수열원부하절환밸브, 상기 급탕메인환수배관에 열매체를 환수 순환할 수 있게 구비되는 급탕열순환펌프, 고효율 급탕 지열시스템의 동작을 제어할 수 있게 구비되는 제어부 및 상기 제어부에 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 구비되는 조작부로 구성하고,
    상기 제어부에는 부하부의 난방부하를 감지하는 난방부하감지부와 지열환수배관을 통하여 지열부로 환수되는 열매체의 온도를 감지하는 환수지열감지부, 급탕탱크의 급탕부하를 감지하는 급탕부하감지부, 지열부의 온도를 감지하는 지열부온도감지부를 구비하며,
    히트펌프부의 냉방동작과정에 지열온도감지부를 통한 지열부의 온도가 설정온도 이상일 경우 지열환수배관의 열매체가 열원급탕공급배관으로 전환되게 열원급탕공급밸브를 제어할 수 있게 구비되는 지열감지열원급탕공급제어구를 구비하고,
    히트펌프부의 난방동작과정에 일정기간동안 난방부하감지부를 통하여 감지된 난방부하에 따라 난방부하가 적은 시간대에 부하공급배관의 열매체를 부하급탕공급배관으로 전환공급할 수 있게 부하급탕공급밸브를 제어할 수 있게 구비되는 저난방급부하급탕공급제어구를 구비한 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 여름철 부하부에서 측정된 습도가 높을 때 급탕열순환펌프가 동작하여 급탕열교환부를 통하여 열을 부하부에 공급 및 회수하여 순환시키는 습도조절동작부 및 부하부에 습도를 측정하는 습도측정장치를 포함한 것을 특징으로 하는 열원을 보상하는 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020220067497A 2022-06-02 2022-06-02 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템 KR102528819B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220067497A KR102528819B1 (ko) 2022-06-02 2022-06-02 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220067497A KR102528819B1 (ko) 2022-06-02 2022-06-02 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102528819B1 true KR102528819B1 (ko) 2023-05-08

Family

ID=86381214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220067497A KR102528819B1 (ko) 2022-06-02 2022-06-02 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102528819B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100067156A (ko) * 2008-12-11 2010-06-21 김성수 온실용 하이브리드 히트펌프식 열교환 시스템
KR20130052324A (ko) * 2011-11-11 2013-05-22 주식회사 대영파워펌프 지열 히트펌프 시스템
KR101715752B1 (ko) 2015-10-30 2017-03-23 대한민국(농촌진흥청장) 지하수를 이용한 지열 냉난방시스템
KR101764881B1 (ko) * 2017-01-04 2017-08-14 가진기업(주) 냉방 시 급탕 이용이 가능한 고효율 지열 히트 펌프 시스템
KR20200105088A (ko) * 2019-02-28 2020-09-07 박종우 지능형 이중 열교환 방식의 히트펌프 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100067156A (ko) * 2008-12-11 2010-06-21 김성수 온실용 하이브리드 히트펌프식 열교환 시스템
KR20130052324A (ko) * 2011-11-11 2013-05-22 주식회사 대영파워펌프 지열 히트펌프 시스템
KR101715752B1 (ko) 2015-10-30 2017-03-23 대한민국(농촌진흥청장) 지하수를 이용한 지열 냉난방시스템
KR101764881B1 (ko) * 2017-01-04 2017-08-14 가진기업(주) 냉방 시 급탕 이용이 가능한 고효율 지열 히트 펌프 시스템
KR20200105088A (ko) * 2019-02-28 2020-09-07 박종우 지능형 이중 열교환 방식의 히트펌프 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104633929B (zh) 热泵热水器及其控制方法
JP2015224796A (ja) 給湯装置
CN107014098A (zh) 一种二氧化碳热泵供热系统
JP6153328B2 (ja) コージェネレーションシステム及び暖房設備
KR101415972B1 (ko) 급탕가열장치
KR101436241B1 (ko) 히트 펌프 열원 시스템
JP6429851B2 (ja) コージェネレーションシステム及び暖房設備
JP2011069599A5 (ko)
KR102528819B1 (ko) 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템
KR100409134B1 (ko) 연료전지 코제네레이션 시스템
KR102528820B1 (ko) 열원을 보상하는 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템
JP4114930B2 (ja) ヒートポンプ給湯暖房装置
KR102528817B1 (ko) 폐열을 이용한 고효율 급탕 지열시스템의 제어방법
JP2016166718A (ja) ヒートポンプ給湯暖房システム
EP3322016A1 (en) Fuel cell system
KR20030042924A (ko) 연료전지 시스템의 폐열을 보일러에 공급하기 위한 장치
KR102507123B1 (ko) 태양광열과 공기열을 동시에 이용하는 냉난방 및 급탕 시스템 및 그의 운전 방법
JP2007327727A (ja) ヒートポンプ給湯機
JPH0972612A (ja) 貯湯式給湯装置
KR101404163B1 (ko) 온수탱크 열교환기를 이용한 배열회수시스템의 급탕온도 제어장치
JP2007155275A (ja) ヒートポンプ給湯機
US20150195954A1 (en) Distributed Computing And Combined Computation Exhaust Heat Recovery System
JP2002364912A (ja) 多機能給湯装置
KR101506872B1 (ko) 외장펌프를 구비한 축열식 보일러
JP4133593B2 (ja) 貯湯式給湯暖房装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant