KR102561407B1 - Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy - Google Patents

Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy Download PDF

Info

Publication number
KR102561407B1
KR102561407B1 KR1020220158666A KR20220158666A KR102561407B1 KR 102561407 B1 KR102561407 B1 KR 102561407B1 KR 1020220158666 A KR1020220158666 A KR 1020220158666A KR 20220158666 A KR20220158666 A KR 20220158666A KR 102561407 B1 KR102561407 B1 KR 102561407B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vertical
groundwater
support
cooling
pipe
Prior art date
Application number
KR1020220158666A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박영우
Original Assignee
박영우
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 박영우 filed Critical 박영우
Priority to KR1020220158666A priority Critical patent/KR102561407B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102561407B1 publication Critical patent/KR102561407B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F24T10/20—Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
    • 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
    • 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
    • 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

Abstract

본 발명은 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로 지하에 존재하는 지하수를 열교환시켜 히터펌프에 저장해 둔 후, 필요에 따라 냉방 또는 난방 사용토록 한 다음, 다시 지하로 회귀시키도록 함으로써 냉난방에 필요한 전기에너지를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 환경 친화적인 시스템을 구현할 수 있도록 하기 위해, 지면(2)을 시작점으로 하여 수직방향 지하측으로 위치된 토층(4) 및 암반층(5)에 걸쳐 수직 삽입되는 수용공간(51)을 갖는 수직관체(50); 상기 수직관체(50)는 암반층(5) 내의 하부측에서부터 상부측으로 향하도록 다단 위치되는 다수 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 통과토록 구비되어 수직관체(50)의 외면부에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰 위치되게 하며, 상기 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰되는 수평방향측 수직관체(5)의 내측 수용공간(51) 중심측에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)의 수평 위치 일직선상에 각각 구비되어 수직방향으로 이격 배열되는 다단의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13); 상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13)와 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 연결토록 수직관체(5)의 외면측 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 측으로 연통되도록 구비되는 수평연결관(35); 상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 간에 연통되도록 수직하게 구비되는 수직이송관(31); 상기 수직이송관(31)의 상단부는 지면(2)에 구비된 상부캡(60) 내에 위치되게 하고, 상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 상부측에 이격되는 위치의 수직이송관(31) 상에 연통되도록 구비되는 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23); 상기 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23)는 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 유입되어 이송되는 지하수의 온도 보다 3∼10℃ 높게 설정유지되어 통과되는 지하수의 온도가 상승되게 하고, 상기 상부캡(60) 내에서 수직이송관(31)에 연결되는 유입관(85); 상기 유입관(85)을 통해 이송되는 온도 상승된 지하수를 냉난방 사용하기 위해 보관하는 히트펌프(81); 상기 히트펌프(81)에서 필요에 따라 선택적으로 냉난방수의 온도를 조절하여 건물(83) 내부에 공급토록 하며, 상기 건물(83) 내부에 사용된 지하수를 지면(2) 아래의 토층(4)으로 배출시키는 회귀관(86);을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a heating and cooling system using heat-exchanged hydrothermal energy, which heat-exchanges groundwater existing underground, stores it in a heater pump, uses it for cooling or heating as needed, and then returns it to the ground, where necessary for cooling and heating. Accommodation that is vertically inserted across the soil layer (4) and rock layer (5) located in the vertical direction underground with the ground (2) as the starting point in order to reduce electrical energy and to realize an environmentally friendly system a vertical pipe body 50 having a space 51; The vertical pipe body 50 is provided to pass through a plurality of first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 located in multiple stages from the lower side to the upper side in the bedrock layer 5, so that the vertical pipe body 50 The first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are rubbed on the outer surface, and the horizontal side vertical pipe body in which the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are rubbed The first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are provided on a straight line in the horizontal position of the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 at the center of the inner accommodating space 51 of (5) and are arranged spaced apart in the vertical direction. 2, the third pump (11, 12, 13); The first, second, and third pumps 11, 12, and 13 and the first, second, and third underground water layers 91, 92, and 93 are connected to each other. Horizontal connection pipes 35 provided to communicate from the second and third groundwater layers 91, 92, and 93 to the first, second, and third pumps 11, 12, and 13; a vertical transfer pipe 31 provided vertically to communicate between the first, second, and third pumps 11, 12, and 13; The upper end of the vertical transfer pipe 31 is positioned in the upper cap 60 provided on the ground 2, and is spaced apart from the upper side of the respective first, second, and third pumps 11, 12, and 13 first, second, and third heat exchangers 21, 22, and 23 provided to be in communication with the vertical transfer pipe 31 at the position; The first, second, and third heat exchangers 21, 22, and 23 are set 3 to 10° C. higher than the temperature of the groundwater flowing in and transported from the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93. An inlet pipe 85 connected to the vertical transfer pipe 31 within the upper cap 60 to increase the temperature of groundwater maintained and passing through; a heat pump (81) for storing the elevated temperature groundwater transported through the inlet pipe (85) for use in cooling and heating; The heat pump 81 selectively adjusts the temperature of cooling and heating water as needed to supply it to the inside of the building 83, and the groundwater used inside the building 83 is transferred to the soil layer 4 under the ground 2 It is characterized in that it is made including; return pipe 86 for discharging to.

Description

열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템{Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy}Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy}

본 발명은 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지하에 존재하는 지하수를 열교환시켜 히터펌프에 저장해 둔 후, 필요에 따라 냉방 또는 난방 사용토록 한 다음, 다시 지하로 회귀시키도록 함으로써 냉난방에 필요한 전기에너지를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 환경 친화적인 시스템을 구현할 수 있도록 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating system using heat-exchanged hydrothermal energy, and more particularly, after heat-exchanging underground water and storing it in a heater pump, allowing it to be used for cooling or heating as needed, and then returning it to the underground. It relates to a heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy that can reduce the electrical energy required for cooling and heating by allowing the realization of an environmentally friendly system.

일반적으로 건축물의 냉난방을 위하여 사용되는 에너지원으로는 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료를 이용하거나, 또는 이들 화석연료나 원자력을 이용하여 생산된 전력 에너지를 주로 사용하고 있다.In general, as an energy source used for heating and cooling of buildings, fossil fuels such as coal, oil, and natural gas are mainly used, or electric power energy produced using these fossil fuels or nuclear power is mainly used.

그러나 화석연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해물질로 인하여 수질 및 환경을 오염시키는 단점이 있으므로, 근래에는 이를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다.However, since fossil fuels have the disadvantage of contaminating water quality and the environment due to various pollutants generated during combustion, in recent years, development of alternative energy that can replace them has been actively pursued.

이러한 대체 에너지 중에서도 무한한 에너지원을 갖는 풍력, 태양열, 지열 등에 관한 연구와 이를 이용한 냉난방장치가 사용되고 있는데, 이들 에너지원은 공기오염과 기후변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면 에너지 밀도가 대단히 낮은 단점이 있다.Among these alternative energies, research on wind power, solar heat, geothermal heat, etc., which have infinite energy sources, and air conditioning and heating systems using them are being used. These energy sources have the advantage of obtaining energy without affecting air pollution and climate change. On the other hand, the energy density is very low.

특히, 풍력과 태양열을 이용하여 에너지를 얻기 위해서는 설치장소의 한계와 함께 넓은 면적이 확보되어야 하며, 이 장치들은 단위장치 당 에너지 생산용량이 적고 또한 설치 및 유지관리에 많은 비용이 소요된다.In particular, in order to obtain energy using wind power and solar heat, a large area must be secured along with the limitations of the installation place, and these devices have a low energy production capacity per unit device and require a lot of cost for installation and maintenance.

이에 근래에는 수열에너지를 이용한 냉난방장치가 사용되고 있는데, 이러한 수열에너지는 신재생에너지의 하나이며, 물의 온도차를 이용한 기술로 수열 에너지를 활용하면 기존 냉난방 시스템에 비해 약 20~50%의 에너지를 절약이 가능하다.In recent years, a cooling and heating device using hydrothermal energy has been used. This hydrothermal energy is one of the new and renewable energies. As a technology using water temperature difference, using hydrothermal energy can save about 20 to 50% of energy compared to conventional air conditioning and heating systems. possible.

본 출원인은 이러한 수열에너지를 이용하여 보다 효율적으로 냉난방 사용이 가능하도록 하는 기술을 제안하고자 한다.The present applicant intends to propose a technology that enables more efficient use of heating and cooling using such hydrothermal energy.

등록특허 제10-2277557호Registered Patent No. 10-2277557

이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 지하에 존재하는 지하수를 열교환시켜 히터펌프에 저장해 둔 후, 필요에 따라 냉방 또는 난방 사용토록 한 다음, 다시 지하로 회귀시키도록 함으로써 냉난방에 필요한 전기에너지를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 환경 친화적인 시스템을 구현할 수 있도록 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.Accordingly, the present invention has been devised to eliminate the above problems. After exchanging heat with groundwater existing in the basement and storing it in a heater pump, cooling or heating is used as necessary, and then returned to the basement, thereby improving air conditioning and heating. It was completed as a technical task with a focus on the heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy that can reduce the required electrical energy and realize an environmentally friendly system.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템을 구성함에 있어서, 지면(2)을 시작점으로 하여 수직방향 지하측으로 위치된 토층(4) 및 암반층(5)에 걸쳐 수직 삽입되는 수용공간(51)을 갖는 수직관체(50); 상기 수직관체(50)는 암반층(5) 내의 하부측에서부터 상부측으로 향하도록 다단 위치되는 다수 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 통과토록 구비되어 수직관체(50)의 외면부에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰 위치되게 하며, 상기 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰되는 수평방향측 수직관체(5)의 내측 수용공간(51) 중심측에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)의 수평 위치 일직선상에 각각 구비되어 수직방향으로 이격 배열되는 다단의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13); 상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13)와 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 연결토록 수직관체(5)의 외면측 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 측으로 연통되도록 구비되는 수평연결관(35); 상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 간에 연통되도록 수직하게 구비되는 수직이송관(31); 상기 수직이송관(31)의 상단부는 지면(2)에 구비된 상부캡(60) 내에 위치되게 하고, 상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 상부측에 이격되는 위치의 수직이송관(31) 상에 연통되도록 구비되는 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23); 상기 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23)는 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 유입되어 이송되는 지하수의 온도 보다 3∼10℃ 높게 설정유지되어 통과되는 지하수의 온도가 상승되게 하고, 상기 상부캡(60) 내에서 수직이송관(31)에 연결되는 유입관(85); 상기 유입관(85)을 통해 이송되는 온도 상승된 지하수를 냉난방 사용하기 위해 보관하는 히트펌프(81); 상기 히트펌프(81)에서 필요에 따라 선택적으로 냉난방수의 온도를 조절하여 건물(83) 내부에 공급토록 하며, 상기 건물(83) 내부에 사용된 지하수를 지면(2) 아래의 토층(4)으로 배출시키는 회귀관(86);을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템을 제공한다.In the present invention for achieving the above technical problem, in constructing a heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy, vertical A vertical tube body 50 having an accommodation space 51 inserted therein; The vertical pipe body 50 is provided to pass through a plurality of first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 located in multiple stages from the lower side to the upper side in the bedrock layer 5, so that the vertical pipe body 50 The first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are rubbed on the outer surface, and the horizontal side vertical pipe body in which the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are rubbed The first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are provided on a straight line in the horizontal position of the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 at the center of the inner accommodating space 51 of (5) and are arranged spaced apart in the vertical direction. 2, the third pump (11, 12, 13); The first, second, and third pumps 11, 12, and 13 and the first, second, and third underground water layers 91, 92, and 93 are connected to each other. Horizontal connection pipes 35 provided to communicate from the second and third groundwater layers 91, 92, and 93 to the first, second, and third pumps 11, 12, and 13; a vertical transfer pipe 31 provided vertically to communicate between the first, second, and third pumps 11, 12, and 13; The upper end of the vertical transfer pipe 31 is positioned in the upper cap 60 provided on the ground 2, and is spaced apart from the upper side of the respective first, second, and third pumps 11, 12, and 13 first, second, and third heat exchangers 21, 22, and 23 provided to be in communication with the vertical transfer pipe 31 at the location; The first, second, and third heat exchangers 21, 22, and 23 are set 3 to 10° C. higher than the temperature of the groundwater flowing in and transported from the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93. An inlet pipe 85 connected to the vertical transfer pipe 31 within the upper cap 60 to increase the temperature of groundwater maintained and passing through; a heat pump (81) for storing the elevated temperature groundwater transported through the inlet pipe (85) for use in cooling and heating; The heat pump 81 selectively adjusts the temperature of cooling and heating water as needed to supply it to the inside of the building 83, and the groundwater used inside the building 83 is transferred to the soil layer 4 under the ground 2 It provides a cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy, characterized in that it comprises a return pipe (86) for discharging.

이때, 상기 지면(2)에 수직하는 방향으로 삽입되어 수직관체(50)의 하단부를 지지하는 바닥지지체(59)가 구비되고, 상기 바닥지지체(59)는 하단측이 첨단(尖端) 형태로 형성되며, 상기 바닥지지체(59)의 상부면과 제1펌프(11)의 하부면 사이에 상호 밀착되어 제1펌프(11)의 하중을 지지하는 하중지지체(58)가 구비되는 것을 특징으로 한다.At this time, a bottom support 59 is provided that is inserted in a direction perpendicular to the ground 2 and supports the lower end of the vertical tube 50, and the bottom support 59 is formed in the form of a tip. And, it is characterized in that a load supporter 58 for supporting the load of the first pump 11 is provided by being in close contact with each other between the upper surface of the bottom supporter 59 and the lower surface of the first pump 11.

또한, 상기 하중지지체(58)의 상부측에 다수의 수직형 탄성스프링(58b)이 구비되어 탄성스프링(58b)의 상단부가 제1펌프(11)의 하부면에 밀착되게함으로써 상기 하중지지체(58)가 제1펌프(11)를 탄성적으로 지지토록 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of vertical elastic springs 58b are provided on the upper side of the load supporter 58 so that the upper end of the elastic spring 58b is in close contact with the lower surface of the first pump 11, so that the load supporter 58 ) is characterized in that it is configured to elastically support the first pump (11).

또한, 상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 각각의 상,하부측 수직이송관(31) 상에 수평탄성부재(40)를 구비하되, 상기 수평탄성부재(40)는 수직이송관(31)을 감싸면서 수용하는 중심지지커버(41)와, 상기 중심지지커버(41)의 수평방향에 위치된 수직관체(50)의 내면에 구비되는 측부지지커버(42)와, 상기 중심지지커버(41) 및 측부지지커버(42)의 사이에 구비되는 수평형 탄성스프링(46)으로 구성되어, 상기 수평형 탄성스프링(46)에 의해 수평탄성부재(40)가 수직이송관(31)을 탄성적으로 지지토록 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, a horizontal elastic member 40 is provided on the upper and lower vertical transfer pipes 31 of each of the first, second, and third pumps 11, 12, and 13, and the horizontal elastic member 40 The center support cover 41 for accommodating while surrounding the vertical transfer pipe 31, the side support cover 42 provided on the inner surface of the vertical pipe body 50 located in the horizontal direction of the center support cover 41 , Consisting of a horizontal elastic spring 46 provided between the center support cover 41 and the side support cover 42, the horizontal elastic member 40 is vertical by the horizontal elastic spring 46 It is characterized in that the conduit 31 is elastically supported.

또한, 상기 상부캡(60)의 하부측 토층(4) 내에 상부캡(60) 및 수직이송관(31)을 고정지지하는 케이싱(70)을 구비하되, 상기 케이싱(70)은 토층(4)과 암반층(5) 사이 경계부(3)에 위치되어 암반층(5)의 상부면에 안착되는 수평지지체(72)와, 상기 수평지지체(72)의 내측단부에서 수직하게 연장되어 지면(2)에 닿으면서 상부캡(60)의 테두리측을 수용하는 수직지지체(71)와, 상기 수직지지체(71)의 내면 상에서 중심측으로 수평 연장되면서 상부캡(60)의 하부측에 밀착됨과 아울러 수직이송관(31)의 외면에 밀착되어 상부캡(60) 및 수직이송관(31)을 지지하는 제1지지부재(73)와, 상기 상기 수직지지체(71)의 내면 상에서 중심측으로 수평지지체(72)와 일직선상에 수평 연장되면서 수직관체(50)의 상부측에 밀착됨과 아울러 수직이송관(31)의 외면에 밀착되어 수직관체(50) 및 수직이송관(31)을 지지하는 제2지지부재(75)로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a casing 70 for fixing and supporting the upper cap 60 and the vertical transfer pipe 31 is provided in the soil layer 4 on the lower side of the upper cap 60, and the casing 70 is provided with the soil layer 4 and a horizontal support 72 positioned at the boundary 3 between the rock layer 5 and seated on the upper surface of the rock layer 5, extending vertically from the inner end of the horizontal support 72 and touching the ground 2 The vertical support 71 accommodating the rim side of the upper cap 60 while horizontally extending toward the center on the inner surface of the vertical support 71 and in close contact with the lower side of the upper cap 60, and the vertical transfer pipe 31 ) In close contact with the outer surface of the first support member 73 for supporting the upper cap 60 and the vertical transfer pipe 31, and the horizontal support 72 toward the center on the inner surface of the vertical support 71 and in a straight line As the second support member 75 that extends horizontally to the upper side of the vertical tube body 50 and adheres to the outer surface of the vertical transfer tube 31 to support the vertical tube body 50 and the vertical transfer tube 31. It is characterized by being composed.

그리고, 상기 제1지지부재(73) 및 제2지지부재(75)는 일정간격 이격 위치되어지되, 상기 제1지지부재(73)의 내측편에 밀착부재(74)가 구비되어 수직관체(50)의 외면에 밀착되게 하고, 상기 제2지지부재(75)의 내측편에 밀착부재(76)가 구비되어 수직관체(50)의 외면에 밀착되게 하고, 상기 밀착부재(76)의 외측편에 수평형 탄성스프링(77)을 구비하여, 상기 제1지지부재(73) 및 제2지지부재(75)에 의해 수직관체(50)를 탄성적으로 지지토록 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first support member 73 and the second support member 75 are spaced apart at regular intervals, and a close contact member 74 is provided on the inner side of the first support member 73 so that the vertical tube body 50 ), and an adhesion member 76 is provided on the inner side of the second support member 75 to adhere to the outer surface of the vertical tube body 50, and on the outer side of the adhesion member 76. A horizontal elastic spring 77 is provided, and the vertical tube 50 is elastically supported by the first support member 73 and the second support member 75.

상기한 본 발명에 의하면 지하에 존재하는 지하수를 열교환시켜 히터펌프에 저장해 둔 후, 필요에 따라 냉방 또는 난방 사용토록 한 다음, 다시 지하로 회귀시키도록 함으로써 냉난방에 필요한 전기에너지를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 환경 친화적인 시스템을 구현할 수 있는 등의 효과가 있다.According to the present invention described above, after exchanging heat with groundwater existing in the ground and storing it in a heater pump, cooling or heating is used as necessary, and then returned to the ground to reduce electrical energy required for cooling and heating, In addition, there is an effect such as being able to implement an environmentally friendly system.

도 1은 본 발명에 의한 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템의 전체 실시 예시도
도 2는 본 발명에 의한 수직관체 내부 구성 실시 예시도
도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 다양한 변형 실시 예시도1 is a diagram illustrating an overall embodiment of a heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy according to the present invention.
Figure 2 is an exemplary view of the internal configuration of the vertical tube according to the present invention
3 to 6 are examples of various modified embodiments according to the present invention

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific details for the implementation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 지하에 존재하는 지하수를 열교환시켜 히터펌프에 저장해 둔 후, 필요에 따라 냉방 또는 난방 사용토록 한 다음, 다시 지하로 회귀시키도록 함으로써 냉난방에 필요한 전기에너지를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 환경 친화적인 시스템을 구현할 수 있도록 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로서 도 1 내지 도 6을 참고하여 보면 수직관체(50), 제1,제2,제3 펌프(11,12,13), 수평연결관(35), 수직이송관(31), 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23), 유입관(85), 히트펌프(81) 및 회귀관(86)을 포함하여 이루어진다.The present invention heat-exchanges groundwater existing in the ground, stores it in a heater pump, uses cooling or heating as needed, and then returns it to the ground, thereby reducing electrical energy required for cooling and heating. It relates to a cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy to implement a friendly system. Referring to FIGS. 1 to 6, the vertical pipe 50, the first, second, and third pumps 11, 12, and 13 , horizontal connection pipe 35, vertical transfer pipe 31, first, second, third heat exchangers 21, 22, 23, inlet pipe 85, heat pump 81 and return pipe 86 made including

본 발명의 구현을 위해 먼저 도 1에서와 같이 지면(2)을 시작점으로 하여 수직방향 지하측으로 위치된 토층(4) 및 암반층(5)에 걸쳐 수직 삽입되는 수직관체(50)가 구비된다. 상기 수직관체(50)는 상,하 개방 형태로 된 관체이며, 이러한 구조 하에서 내부 수용공간(51)이 형성된다.For the implementation of the present invention, first, as shown in FIG. 1, a vertical tube 50 is provided that is vertically inserted over the soil layer 4 and the rock layer 5 located in the vertical direction underground with the ground 2 as the starting point. The vertical tube body 50 is a tube body in the form of an upper and lower open, and an internal accommodation space 51 is formed under this structure.

이러한 상기 수직관체(50)는 토층(4)의 아래에 위치되는 암반층(5) 내의 하부측에서부터 상부측으로 향하도록 다단 위치되는 다수 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 통과토록 구비되어 수직관체(50)의 외면부에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰 위치되게 구성한다.The vertical pipe body 50 has a plurality of first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 positioned in multiple stages from the lower side to the upper side in the bedrock layer 5 located below the soil layer 4. It is provided so that the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are frictionally positioned on the outer surface of the vertical pipe body 50.

상기 암반층(5) 내에 수직관체(50)가 삽입 위치된 상태에서, 상기 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰되는 수평방향측 수직관체(5)의 내측 수용공간(51) 중심측에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)의 수평 위치 일직선상에 각각 구비되어 수직방향으로 이격 배열되는 다단의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13)가 구비된다.In the state where the vertical pipe 50 is inserted into the bedrock layer 5, the inner accommodation space of the vertical pipe 5 on the horizontal direction where the first, second, and third underground water layers 91, 92, and 93 are rubbed. (51) The first, second, and third pumps 11 of multiple stages provided on a straight line in the horizontal position of the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 at the center side and arranged spaced apart in the vertical direction ,12,13) are provided.

또한, 상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13)와 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 연결토록 수직관체(5)의 외면측 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 측으로 연통되도록 수평연결관(35)이 구비되고, 상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 간에 연통되도록 수직하게 구비되는 수직이송관(31)이 구비된다. 이때, 상기 수직이송관(31)의 상단부는 지면(2)에 구비된 상부캡(60) 내에 위치되게 구성한다.In addition, the outer surface side of the vertical pipe body 5 connects the first, second, and third pumps 11, 12, and 13 and the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93, respectively. A horizontal connection pipe 35 is provided to communicate from the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 to the first, second, and third pumps 11, 12, and 13, and the first, second, and third pumps 11, 12, and 13 are provided. A vertical transfer pipe 31 provided vertically to communicate between the second and third pumps 11, 12, and 13 is provided. At this time, the upper end of the vertical transfer pipe 31 is configured to be located in the upper cap 60 provided on the ground 2.

그리고, 상기 상부캡(60) 내에서 수직이송관(31)에 연결되는 유입관(85)이 구비되고, 상기 유입관(85)을 통해 이송되는 온도 상승된 지하수를 냉난방 사용하기 위해 보관하는 히트펌프(81)가 구비된다.In addition, an inlet pipe 85 connected to the vertical transfer pipe 31 is provided in the upper cap 60, and a heat storage for cooling and heating the groundwater with elevated temperature transferred through the inlet pipe 85 A pump 81 is provided.

상기한 구조에 의하면 상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13)가 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 이동되는 지하수를 수평연결관(35)을 통해 흡입하여 수직이송관(31)을 통해 상부측인 지면(2) 측으로 이송시켜 히트펌프(81)로 유입되도록 구성된다.According to the structure described above, the first, second, and third pumps 11, 12, and 13 transfer groundwater from the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 to the horizontal connecting pipe 35. It is configured to be sucked in through the vertical transfer pipe 31 and transported to the upper side, the ground surface 2, to be introduced into the heat pump 81.

이러한 구조 상에서 상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 상부측에 이격되는 위치의 수직이송관(31) 상에 연통되도록 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23)가 구비된다.In this structure, the first, second, and third heat exchangers ( 21, 22, 23) are provided.

상기 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23)는 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 유입되어 이송되는 지하수의 온도 보다 3∼10℃ 높게 설정유지되어 통과되는 지하수의 온도가 상승되게 하는 것으로서, 통상 지하수의 온도는 약 14∼18℃인데, 이러한 지하수의 온도를 3∼10℃ 상승시켜 줌으로써 히트펌프(81)에서 필요에 따라 선택적으로 냉난방수의 온도를 조절하여 건물(83) 내부에 공급이 용이토록 구성하였다.The first, second, and third heat exchangers 21, 22, and 23 are set 3 to 10° C. higher than the temperature of the groundwater flowing in and transported from the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93. This is to increase the temperature of the groundwater maintained and passed through. The temperature of the groundwater is usually about 14 to 18 ° C. By raising the temperature of the ground water by 3 to 10 ° C, the heat pump 81 selectively cools and heats water as needed. It was configured to facilitate supply to the inside of the building 83 by adjusting the temperature.

이때, 상기 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23)는 지하수의 통상 온도 보다 3∼10℃ 높은 온도를 유지하는 열매체로 구성될 수 있고, 이동되는 지하수의 온도를 높이기 위한 히팅관체 등의 가열부재로 구성될 수 있다.At this time, the first, second, and third heat exchangers 21, 22, and 23 may be composed of a heat medium that maintains a temperature 3 to 10 ° C higher than the normal temperature of groundwater, and to increase the temperature of groundwater being moved. It may be composed of a heating member such as a heating tube body.

상기와 같이 지하수를 지면으로 이동시키면서 온도를 상승시켜 히트펌프(81)를 통해 건물(83) 내부에 공급되어 사용된 지하수는 건물(83)에 연결되어 지면(2) 아래의 토층(4)으로 회귀관(86)을 통해 배출시키도록 구성된다.As described above, the groundwater is supplied to the inside of the building 83 through the heat pump 81 by raising the temperature while moving the groundwater to the ground, and the used groundwater is connected to the building 83 and transferred to the soil layer 4 under the ground 2. It is configured to discharge through the return pipe (86).

상기 회귀관(86)의 배출측 단부는 토층(4) 내에 위치되도록 하며, 상기 토층(4) 내에 넓은 면적에 골고루 배출되어 암반층(5) 내로 유입되도록 하기 위해 토층(4) 내의 회귀관(86)은 수평방향으로 확장 형성되게 하고, 상기 확장된 회귀관(86)의 하부측 일정간격으로 확개형 배출로(87)를 형성토록 한다.The discharge-side end of the return pipe 86 is positioned within the soil layer 4, and the return pipe 86 within the soil layer 4 is uniformly discharged over a large area within the soil layer 4 to flow into the rock layer 5. ) is formed to expand in the horizontal direction, and to form the expansion type discharge passage 87 at regular intervals on the lower side of the expanded return pipe 86.

한편, 상기 수직관체(50)는 도 1에서와 같이 암반층(5) 내에 위치되는데, 이러한 수직관체(50)의 하부측을 보다 안정적으로 지지하기 위해 도 2에서와 같이 상기 지면(2)에 수직하는 방향으로 삽입되어 수직관체(50)의 하단부를 지지하는 바닥지지체(59)를 구비토록 한다. 이때, 상기 바닥지지체(59)는 상단측이 수평되게 형성되어 수직관체(50)의 하단부를 밀착 지지토록 함과 아울러, 하단측이 첨단(尖端) 형태로 형성되게 하여 바닥지지체(59)가 토층(4) 및 암반층(5) 내로의 진입이 용이토록 하며, 또한 진입고정된 후 안정적인 안착성이 확보되도록 구현하였다. On the other hand, the vertical tube body 50 is located in the bedrock layer 5 as shown in FIG. 1. In order to more stably support the lower side of the vertical tube body 50, as shown in FIG. It is inserted in the direction to provide a bottom support body 59 for supporting the lower end of the vertical tube body 50. At this time, the upper side of the bottom support 59 is formed horizontally so that the lower end of the vertical tube 50 is closely supported and the lower side is formed in the form of a tip so that the bottom support 59 is formed in the form of a soil layer. (4) and the bedrock layer (5) to facilitate entry, and also ensure stable seating after entry is fixed.

또한, 상기 바닥지지체(59)의 상부면과 제1펌프(11)의 하부면 사이에 상호 밀착되어 제1펌프(11)의 하중을 지지하는 하중지지체(58)를 구비함으로써 제1펌프(11) 및 그 상부측으로 구비되는 구조물들의 하중을 지지토록 구현하였다.In addition, by providing a load supporter 58 for supporting the load of the first pump 11 by being in close contact with each other between the upper surface of the bottom supporter 59 and the lower surface of the first pump 11, the first pump 11 ) and it was implemented to support the load of the structures provided on the upper side.

이때, 도 5에서와 같이 상기 하중지지체(58)의 상부측에 다수의 수직형 탄성스프링(58b)이 구비되어 탄성스프링(58b)의 상단부가 제1펌프(11)의 하부면에 밀착되게함으로써 상기 하중지지체(58)가 제1펌프(11)를 탄성적으로 지지토록 구성할 수 있다.At this time, as shown in FIG. 5, a plurality of vertical elastic springs 58b are provided on the upper side of the load supporter 58 so that the upper end of the elastic spring 58b is in close contact with the lower surface of the first pump 11. The load supporter 58 may be configured to elastically support the first pump 11 .

그리고 이때, 상기 탄성스프링(58b)의 외부 이탈을 방지하기 위해 하중지지체(58) 테두리 상부측에 탄성을 갖는 탄성관(58a)을 구비하여, 상기 탄성관(58a)에 의해 탄성스프링(58b)의 외부 이탈을 방지토록 함과 아울러 탄성스프링(58b)과 함께 탄성작용이 유지되도록 구성한다.At this time, an elastic tube 58a having elasticity is provided on the upper side of the rim of the load support body 58 to prevent the elastic spring 58b from leaving the outside, and the elastic spring 58b is moved by the elastic tube 58a. It is configured to prevent the external departure and to maintain the elastic action together with the elastic spring (58b).

이러한 상기 하중지지체(58) 및 수직형 탄성스프링(58b)에 의해 지진 등의 외부 흔들림에도 구조물들의 설치 상태 안정성을 확보할 수 있게 된다.Due to the load supporting body 58 and the vertical elastic spring 58b, it is possible to secure the stability of the installation state of the structures even in the event of external shaking such as an earthquake.

한편, 본 발명의 변형 실시예로서 도 3에서와 같이 상기 수평연결관(35)은 수직관체(50)의 내측면 상에 고정되고, 상기 수평연결관(35)에 밀착되어 수직관체(50)의 외측면 상에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)으로부터 공급되는 지하수의 유입을 안내하는 유입안내링(37)이 구비된다.On the other hand, as a modified embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the horizontal connecting pipe 35 is fixed on the inner surface of the vertical pipe 50, and is closely attached to the horizontal connecting pipe 35 to form a vertical pipe 50 An inflow guide ring 37 for guiding the inflow of groundwater supplied from the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 is provided on the outer surface of

이때, 상기 유입안내링(37)은 지하수의 유입방향을 기준으로 수직관체(50)의 내측으로 갈수록 폭이 좁아지는 내향경사부(37a)가 형성되게 하여 지하수의 유입을 안내토록 구성하며, 상기 유입안내링(37)과 수평연결관(35) 사이의 고정성을 확보하기 위해 지지링(36)을 더 구비할 수 있다.At this time, the inflow guide ring 37 is configured to guide the inflow of groundwater by forming an inwardly inclined portion 37a whose width narrows toward the inside of the vertical pipe 50 based on the inflow direction of groundwater. A support ring 36 may be further provided to ensure stability between the inlet guide ring 37 and the horizontal connection pipe 35.

그리고, 상기 유입안내링(37)은 미도시되었으나 수평관체(50)의 형성된 통공 테두리측을 단턱지게 형성한 다음, 그 단턱진 테두리 내에 유입안내링(37)이 안착 고정되도록 하여 용접고정되도록 구성할 수 있다.In addition, although the inlet guide ring 37 is not shown, the through-hole edge side of the horizontal tube body 50 is formed stepwise, and then the inlet guide ring 37 is seated and fixed in the stepped edge so that it is welded and fixed. can do.

본 발명의 다른 변형 실시예로서 도 4에서와 같이 상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 각각의 상,하부측 수직이송관(31) 상에 수평탄성부재(40)를 구비할 수 있다.As another modified embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, a horizontal elastic member 40 is installed on the upper and lower vertical transfer pipes 31 of the first, second, and third pumps 11, 12, and 13, respectively. can be provided.

이때, 상기 수평탄성부재(40)는 수직이송관(31)을 감싸면서 수용하는 중심지지커버(41)와, 상기 중심지지커버(41)의 수평방향에 위치된 수직관체(50)의 내면에 구비되는 측부지지커버(42)와, 상기 중심지지커버(41) 및 측부지지커버(42)의 사이에 구비되는 수평형 탄성스프링(46)으로 구성되어, 상기 수평형 탄성스프링(46)에 의해 수평탄성부재(40)가 수직이송관(31)을 탄성적으로 지지토록 구성할 수 있고, 이에 더하여 상기 수평형 탄성스프링(46)의 외측편에 탄성관(45)을 구비하여 상기 탄성관(45)에 의해 수평형 탄성스프링(46)의 외부 이탈을 방지토록 함과 아울러 수평형 탄성스프링(46)과 함께 탄성작용이 유지되도록 구성한다.At this time, the horizontal elastic member 40 is on the inner surface of the center support cover 41 accommodating while surrounding the vertical transfer pipe 31, and the vertical pipe body 50 located in the horizontal direction of the center support cover 41. It is composed of a side support cover 42 provided and a horizontal elastic spring 46 provided between the center support cover 41 and the side support cover 42, by the horizontal elastic spring 46. The horizontal elastic member 40 may be configured to elastically support the vertical conveying pipe 31, and in addition, an elastic pipe 45 is provided on the outer side of the horizontal elastic spring 46 so that the elastic pipe ( 45) to prevent external departure of the horizontal elastic spring 46 and to maintain the elastic action together with the horizontal elastic spring 46.

상기 탄성관(45)은 구체적으로 중심지지커버(41)와 측부지지커버(42)의 양측 테두리측을 연결하여 구성된다.The elastic tube 45 is specifically configured by connecting both edge sides of the center support cover 41 and the side support cover 42 .

본 발명의 또 다른 변형 실시예로서 도 6에서와 같이 상기 상부캡(60)의 하부측 토층(4) 내에 상부캡(60) 및 수직이송관(31)을 고정지지하는 케이싱(70)을 구비한다.As another modified embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, a casing 70 for fixing and supporting the upper cap 60 and the vertical transfer pipe 31 is provided in the soil layer 4 on the lower side of the upper cap 60. do.

상기 케이싱(70)은 토층(4)과 암반층(5) 사이 경계부(3)에 위치되어 암반층(5)의 상부면에 안착되는 수평지지체(72)와, 상기 수평지지체(72)의 내측단부에서 수직하게 연장되어 지면(2)에 닿으면서 상부캡(60)의 테두리측을 수용하는 수직지지체(71)와, 상기 수직지지체(71)의 내면 상에서 중심측으로 수평 연장되면서 상부캡(60)의 하부측에 밀착됨과 아울러 수직이송관(31)의 외면에 밀착되어 상부캡(60) 및 수직이송관(31)을 지지하는 제1지지부재(73)와, 상기 상기 수직지지체(71)의 내면 상에서 중심측으로 수평지지체(72)와 일직선상에 수평 연장되면서 수직관체(50)의 상부측에 밀착됨과 아울러 수직이송관(31)의 외면에 밀착되어 수직관체(50) 및 수직이송관(31)을 지지하는 제2지지부재(75)로 구성된다.The casing 70 is located at the boundary 3 between the soil layer 4 and the rock layer 5 and is seated on the upper surface of the rock layer 5, and the horizontal support 72 at the inner end of the horizontal support 72 A vertical support 71 extending vertically and receiving the rim side of the upper cap 60 while touching the ground 2, and a lower portion of the upper cap 60 extending horizontally toward the center on the inner surface of the vertical support 71 The first support member 73 that is in close contact with the side and adheres to the outer surface of the vertical transfer pipe 31 to support the upper cap 60 and the vertical transfer pipe 31, and on the inner surface of the vertical support body 71 As it extends horizontally on a straight line with the horizontal support 72 toward the center, it adheres to the upper side of the vertical tube body 50 and adheres to the outer surface of the vertical transfer tube 31 to form the vertical tube body 50 and the vertical transfer tube 31. It is composed of a second support member 75 for supporting.

이때, 상기 제1지지부재(73) 및 제2지지부재(75)는 일정간격 이격 위치되게 한 상태에서, 상기 제1지지부재(73)의 내측편에 밀착부재(74)가 구비되어 수직관체(50)의 외면에 밀착되게 하고, 상기 제2지지부재(75)의 내측편에 밀착부재(76)가 구비되어 수직관체(50)의 외면에 밀착되게 함과 아울러 상기 밀착부재(76)의 외측편에 수평형 탄성스프링(77)을 구비하여, 상기 제1지지부재(73) 및 제2지지부재(75)에 의해 수직관체(50)를 탄성적으로 지지토록 구성한다.At this time, in a state in which the first support member 73 and the second support member 75 are spaced apart from each other by a predetermined interval, an adhesion member 74 is provided on the inner side of the first support member 73 to form a vertical tube body. (50), and an adhesion member (76) is provided on the inner side of the second support member (75) to adhere to the outer surface of the vertical tube (50), and of the adhesion member (76). A horizontal elastic spring 77 is provided on the outer side so that the vertical tube 50 is elastically supported by the first support member 73 and the second support member 75.

이러한 구조에서 상기 제2지지부재(75)의 외측단부는 수평지지체(72)의 내측편으로 일부 삽입연장되게 형성하여, 상기 제2지지부재(75)의 외측단부가 수직관체(50)의 테두리부를 지나 암반층(5)의 상단부인 경계부(3) 상에 안착되게 함으로써 케이싱(70) 전체의 설치 안정성을 확보토록 구성한다.In this structure, the outer end of the second support member 75 is formed to be partially inserted and extended into the inner side of the horizontal support member 72, so that the outer end of the second support member 75 is the rim of the vertical pipe body 50. It is configured to secure the installation stability of the entire casing 70 by passing through the part and seated on the boundary portion 3, which is the upper end of the rock layer 5.

상술된 바와 같은 본 발명의 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템에 의하면 지하에 존재하는 지하수를 열교환시켜 히터펌프에 저장해 둔 후, 필요에 따라 냉방 또는 난방 사용토록 한 다음, 다시 지하로 회귀시키도록 함으로써 냉난방에 필요한 전기에너지를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 환경 친화적인 시스템을 구현할 수 있게 된다.According to the heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy of the present invention as described above, groundwater existing in the ground is heat-exchanged and stored in a heater pump, and then used for cooling or heating as necessary, and then returned to the ground. In addition to reducing electric energy required for cooling and heating, it is possible to implement an environmentally friendly system.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention described above has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. will have to be clarified. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be construed by the appended claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

2 : 지면 4 : 토층
5 : 암반층 11,12,13 : 펌프
21,22,23 : 열교환체 31 : 수직이송관
35 : 수평연결관 50 : 수직관체
51 : 수용공간 60 : 상부캡
81 : 히트펌프 83 : 건물
85 : 유입관 86 : 회귀관
91,92,93 : 지하수층2: ground 4: soil layer
5: rock layer 11, 12, 13: pump
21,22,23: heat exchanger 31: vertical transfer pipe
35: horizontal connector 50: vertical tube
51: accommodation space 60: top cap
81: heat pump 83: building
85: inlet pipe 86: return pipe
91,92,93: groundwater layer

Claims (6)

열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템을 구성함에 있어서,
지면(2)을 시작점으로 하여 수직방향 지하측으로 위치된 토층(4) 및 암반층(5)에 걸쳐 수직 삽입되는 수용공간(51)을 갖는 수직관체(50); 상기 수직관체(50)는 암반층(5) 내의 하부측에서부터 상부측으로 향하도록 다단 위치되는 다수 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 통과토록 구비되어 수직관체(50)의 외면부에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰 위치되게 하며,
상기 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)이 마찰되는 수평방향측 수직관체(50)의 내측 수용공간(51) 중심측에 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)의 수평 위치 일직선상에 각각 구비되어 수직방향으로 이격 배열되는 다단의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13);
상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13)와 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)을 연결토록 수직관체(5)의 외면측 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 측으로 연통되도록 구비되는 수평연결관(35);
상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 간에 연통되도록 수직하게 구비되는 수직이송관(31); 상기 수직이송관(31)의 상단부는 지면(2)에 구비된 상부캡(60) 내에 위치되게 하고,
상기 각각의 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 상부측에 이격되는 위치의 수직이송관(31) 상에 연통되도록 구비되는 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23); 상기 제1,제2,제3 열교환체(21,22,23)는 제1,제2,제3 지하수층(91,92,93)에서 유입되어 이송되는 지하수의 온도 보다 3∼10℃ 높게 설정유지되어 통과되는 지하수의 온도가 상승되게 하고,
상기 상부캡(60) 내에서 수직이송관(31)에 연결되는 유입관(85);
상기 유입관(85)을 통해 이송되는 온도 상승된 지하수를 냉난방 사용하기 위해 보관하는 히트펌프(81); 상기 히트펌프(81)에서 필요에 따라 선택적으로 냉난방수의 온도를 조절하여 건물(83) 내부에 공급토록 하며,
상기 건물(83) 내부에 사용된 지하수를 지면(2) 아래의 토층(4)으로 배출시키는 회귀관(86);을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템.
In constructing a cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy,
A vertical tube 50 having a receiving space 51 vertically inserted over the soil layer 4 and the bedrock layer 5 located in the vertical direction underground with the ground 2 as a starting point; The vertical pipe body 50 is provided to pass through a plurality of first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 located in multiple stages from the lower side to the upper side in the bedrock layer 5, so that the vertical pipe body 50 The first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93 are placed in friction on the outer surface,
The first, second, and third underground water layers (91, 91, 92 and 93) of multi-stage first, second and third pumps 11, 12 and 13 provided on a straight line in the horizontal position and spaced apart in the vertical direction;
The first, second, and third pumps 11, 12, and 13 and the first, second, and third underground water layers 91, 92, and 93 are connected to each other. Horizontal connection pipes 35 provided to communicate from the second and third groundwater layers 91, 92, and 93 to the first, second, and third pumps 11, 12, and 13;
a vertical transfer pipe 31 provided vertically to communicate between the first, second, and third pumps 11, 12, and 13; The upper end of the vertical transfer pipe 31 is positioned in the upper cap 60 provided on the ground 2,
The first, second, and third heat exchangers 21 provided to communicate on the vertical transfer pipe 31 at a position spaced apart from the upper side of the respective first, second, and third pumps 11, 12, and 13 ,22,23); The first, second, and third heat exchangers 21, 22, and 23 are set 3 to 10° C. higher than the temperature of the groundwater flowing in and transported from the first, second, and third groundwater layers 91, 92, and 93. It is maintained and the temperature of the passing groundwater rises,
An inlet pipe 85 connected to the vertical transfer pipe 31 within the upper cap 60;
a heat pump (81) for storing the elevated temperature groundwater transported through the inlet pipe (85) for use in cooling and heating; The heat pump 81 selectively adjusts the temperature of cooling and heating water as needed to supply it to the inside of the building 83,
A cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy, characterized in that it comprises a return pipe (86) for discharging the groundwater used inside the building (83) to the soil layer (4) under the ground (2).
 제1항에 있어서,
상기 지면(2)에 수직하는 방향으로 삽입되어 수직관체(50)의 하단부를 지지하는 바닥지지체(59)가 구비되고, 상기 바닥지지체(59)는 하단측이 첨단(尖端) 형태로 형성되며,
상기 바닥지지체(59)의 상부면과 제1펌프(11)의 하부면 사이에 상호 밀착되어 제1펌프(11)의 하중을 지지하는 하중지지체(58)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템.
According to claim 1,
A bottom support 59 is inserted in a direction perpendicular to the ground 2 to support the lower end of the vertical tube 50, and the bottom support 59 has a lower end side formed in the shape of a tip,
The heat exchanged water, characterized in that the load support 58 for supporting the load of the first pump (11) is provided in close contact between the upper surface of the bottom support (59) and the lower surface of the first pump (11) Heating and cooling system using thermal energy.
 제2항에 있어서,
상기 하중지지체(58)의 상부측에 다수의 수직형 탄성스프링(58b)이 구비되어 탄성스프링(58b)의 상단부가 제1펌프(11)의 하부면에 밀착되게함으로써 상기 하중지지체(58)가 제1펌프(11)를 탄성적으로 지지토록 구성하는 것을 특징으로 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템.
According to claim 2,
A plurality of vertical elastic springs 58b are provided on the upper side of the load supporter 58 so that the upper end of the elastic spring 58b is in close contact with the lower surface of the first pump 11, so that the load supporter 58 A cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy, characterized in that the first pump (11) is configured to be elastically supported.
 제3항에 있어서,
상기 제1,제2,제3 펌프(11,12,13) 각각의 상,하부측 수직이송관(31) 상에 수평탄성부재(40)를 구비하되,
상기 수평탄성부재(40)는 수직이송관(31)을 감싸면서 수용하는 중심지지커버(41)와, 상기 중심지지커버(41)의 수평방향에 위치된 수직관체(50)의 내면에 구비되는 측부지지커버(42)와, 상기 중심지지커버(41) 및 측부지지커버(42)의 사이에 구비되는 수평형 탄성스프링(46)으로 구성되어, 상기 수평형 탄성스프링(46)에 의해 수평탄성부재(40)가 수직이송관(31)을 탄성적으로 지지토록 구성하는 것을 특징으로 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템.
According to claim 3,
A horizontal elastic member 40 is provided on the upper and lower vertical transfer pipes 31 of each of the first, second, and third pumps 11, 12, and 13,
The horizontal elastic member 40 is provided on the inner surface of the center support cover 41 for accommodating while surrounding the vertical transfer pipe 31, and the vertical pipe body 50 located in the horizontal direction of the center support cover 41 It is composed of a side support cover 42 and a horizontal elastic spring 46 provided between the central support cover 41 and the side support cover 42, and is horizontally elastic by the horizontal elastic spring 46. A cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy, characterized in that the member 40 is configured to elastically support the vertical transfer pipe 31.
 제4항에 있어서,
상기 상부캡(60)의 하부측 토층(4) 내에 상부캡(60) 및 수직이송관(31)을 고정지지하는 케이싱(70)을 구비하되,
상기 케이싱(70)은 토층(4)과 암반층(5) 사이 경계부(3)에 위치되어 암반층(5)의 상부면에 안착되는 수평지지체(72)와, 상기 수평지지체(72)의 내측단부에서 수직하게 연장되어 지면(2)에 닿으면서 상부캡(60)의 테두리측을 수용하는 수직지지체(71)와, 상기 수직지지체(71)의 내면 상에서 중심측으로 수평 연장되면서 상부캡(60)의 하부측에 밀착됨과 아울러 수직이송관(31)의 외면에 밀착되어 상부캡(60) 및 수직이송관(31)을 지지하는 제1지지부재(73)와, 상기 상기 수직지지체(71)의 내면 상에서 중심측으로 수평지지체(72)와 일직선상에 수평 연장되면서 수직관체(50)의 상부측에 밀착됨과 아울러 수직이송관(31)의 외면에 밀착되어 수직관체(50) 및 수직이송관(31)을 지지하는 제2지지부재(75)로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템.
According to claim 4,
A casing 70 for fixing and supporting the upper cap 60 and the vertical transfer pipe 31 is provided in the soil layer 4 on the lower side of the upper cap 60,
The casing 70 is located at the boundary 3 between the soil layer 4 and the rock layer 5 and is seated on the upper surface of the rock layer 5, and the horizontal support 72 at the inner end of the horizontal support 72 A vertical support 71 extending vertically and receiving the rim side of the upper cap 60 while touching the ground 2, and a lower portion of the upper cap 60 extending horizontally toward the center on the inner surface of the vertical support 71 The first support member 73 that is in close contact with the side and adheres to the outer surface of the vertical transfer pipe 31 to support the upper cap 60 and the vertical transfer pipe 31, and on the inner surface of the vertical support body 71 As it extends horizontally on a straight line with the horizontal support 72 toward the center, it adheres to the upper side of the vertical tube body 50 and adheres to the outer surface of the vertical transfer tube 31 to form the vertical tube body 50 and the vertical transfer tube 31. A cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy, characterized in that composed of a second support member (75) for supporting.
 제5항에 있어서,
상기 제1지지부재(73) 및 제2지지부재(75)는 일정간격 이격 위치되어지되,
상기 제1지지부재(73)의 내측편에 밀착부재(74)가 구비되어 수직관체(50)의 외면에 밀착되게 하고,
상기 제2지지부재(75)의 내측편에 밀착부재(76)가 구비되어 수직관체(50)의 외면에 밀착되게 하고, 상기 밀착부재(76)의 외측편에 수평형 탄성스프링(77)을 구비하여,
상기 제1지지부재(73) 및 제2지지부재(75)에 의해 수직관체(50)를 탄성적으로 지지토록 구성하는 것을 특징으로 하는 열교환된 수열에너지를 이용한 냉난방 시스템.According to claim 5,
The first support member 73 and the second support member 75 are spaced apart at regular intervals,
An adhesion member 74 is provided on the inner side of the first support member 73 to adhere to the outer surface of the vertical tube body 50,
An adhesion member 76 is provided on the inner side of the second support member 75 to adhere to the outer surface of the vertical tube 50, and a horizontal elastic spring 77 is provided on the outer side of the adhesion member 76. with
A cooling and heating system using heat exchanged hydrothermal energy, characterized in that the vertical tube (50) is elastically supported by the first support member (73) and the second support member (75).
KR1020220158666A 2022-11-23 2022-11-23 Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy KR102561407B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220158666A KR102561407B1 (en) 2022-11-23 2022-11-23 Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220158666A KR102561407B1 (en) 2022-11-23 2022-11-23 Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102561407B1 true KR102561407B1 (en) 2023-07-28

Family

ID=87427056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220158666A KR102561407B1 (en) 2022-11-23 2022-11-23 Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102561407B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006145059A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Mitsubishi Materials Natural Resources Development Corp Hybrid type underground heat utilization heat pump device and its operating method
JP2007177434A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Nomoto Tetsutsugu Underground device in underground water heat utilizing facility
KR100916761B1 (en) * 2009-05-25 2009-09-14 한국지질자원연구원 Ground source heat exchange system with thermal storage well
KR20140135598A (en) * 2014-03-19 2014-11-26 주식회사 지앤지테크놀러지 Underground water circulator of Geohill open type geothermal system and method for constructing the same
KR101803227B1 (en) * 2017-04-05 2017-12-28 주식회사 지지케이 High-capacity geothermal exchange device using river side underground water
KR102197104B1 (en) * 2019-06-26 2020-12-30 주식회사 지앤지테크놀러지 Geothermal system with multi-tube vertical seal type underground heat exchanger and a installation method thereof
KR102277557B1 (en) 2020-07-14 2021-07-19 강한기 Thermal storage heating and cooling system for smart farm using thermal energy

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006145059A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Mitsubishi Materials Natural Resources Development Corp Hybrid type underground heat utilization heat pump device and its operating method
JP2007177434A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Nomoto Tetsutsugu Underground device in underground water heat utilizing facility
KR100916761B1 (en) * 2009-05-25 2009-09-14 한국지질자원연구원 Ground source heat exchange system with thermal storage well
KR20140135598A (en) * 2014-03-19 2014-11-26 주식회사 지앤지테크놀러지 Underground water circulator of Geohill open type geothermal system and method for constructing the same
KR101803227B1 (en) * 2017-04-05 2017-12-28 주식회사 지지케이 High-capacity geothermal exchange device using river side underground water
KR102197104B1 (en) * 2019-06-26 2020-12-30 주식회사 지앤지테크놀러지 Geothermal system with multi-tube vertical seal type underground heat exchanger and a installation method thereof
KR102277557B1 (en) 2020-07-14 2021-07-19 강한기 Thermal storage heating and cooling system for smart farm using thermal energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hussain et al. Advances in solar thermal harvesting technology based on surface solar absorption collectors: A review
KR101670007B1 (en) Borehole seasonal heat storage system capable of selecting storing space in accordance with supply temperature of heat source
US9574551B2 (en) Power tower—system and method of using air flow generated by geothermal generated heat to drive turbines generators for the generation of electricity
KR101368362B1 (en) Cooling and heating system using ground source
KR101676589B1 (en) Method for operating an arrangement for storing thermal energy
CN110285589A (en) A kind of solar air heating device
CN105737232A (en) High-efficiency clean energy source heat supplying system using heat energy of hot dry rocks
KR101903295B1 (en) Earthquake-proof heating and cooling system
KR101322470B1 (en) Geothermal heat exchanger and heat exchange system using the same
KR102561407B1 (en) Heating and cooling system using heat exchanged hydrothermal energy
KR101614349B1 (en) Cooling and heating system using ground source
KR20190030844A (en) Subterranean seasonal thermal storage system
KR20100013129A (en) Geothermal heat pump unit
KR100895292B1 (en) An inter-connected geo-thermal hole for preventing effluence of underground water
KR101587495B1 (en) Cooling and heating system using ground source
US11359597B2 (en) Combined pumped hydro and thermal energy storage
KR101179659B1 (en) Hybrid type heating and cooling system using geothermal heat
KR20190059644A (en) Borehole heat exchanger
CN103124151A (en) Solar photo-thermal comprehensive utilization electric vehicle charging station obvious in energy-saving effect
KR102118986B1 (en) Soil Heat Exchanger
CN206540327U (en) A kind of high power concentrator type solar heat-preservation device
KR101284121B1 (en) Thermal accumulating type boiler
KR101587494B1 (en) Cooling and heating system using ground source
KR102314799B1 (en) Coaxial type geothermal heat exchanging system
KR102181516B1 (en) Natural circulation type solar water heater with internal cylindrical heat exchanger and a method of controlling the auxiliary heat source by using the same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant