KR102583268B1 - 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템 - Google Patents

지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템 Download PDF

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신정수
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Abstract

개시되는 폐열회수형 열원탱크가 열원탱크 케이싱과, 분사노즐과, 에어하강 블로워와, 에어토출 홀을 포함함에 따라, 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 수용을 위해 공급되는 열교환매체를 하강 흐름의 에어에 의해 냉각시킬 수 있어서, 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용되는 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템{Waste heat collecting type heat source tank comprised in geothermal heat pump system, and geothermal heat pump system comprising the waste heat collecting type heat source tank}
본 발명은 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 관한 것이다.
지열 히트펌프(geothermal heat pump) 시스템이라 함은 지표면으로부터 약 1km 이내 10 내지 20℃ 범위의 저엔탈피 지열을 가진 지중, 지하수, 지표수를 열원으로 이용하는 히트펌프 시스템을 말하는 것이다.
이러한 지열히트펌프 시스템의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
그러나, 종래의 지열히트펌프 시스템에 의하면, 지열 등을 함유한 열교환매체를 수용하는 중간 열원탱크를 구비하기는 하나, 이러한 중간 열원탱크가 단순히 열교환매체를 수용하는 데에 그칠 뿐이어서 중간 열원탱크 내에 수용된 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 불가능한 문제가 있었다.
등록특허 제 10-0984704호, 등록일자: 2010.09.27., 발명의 명칭: 우수를 이용한 지열히트펌프시스템
본 발명은 폐열회수형 열원탱크의 내부에 수용되는 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 용이하게 이루어질 수 있는 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크는 지중(地中)과 열교환되면서 부하측에 냉난방을 제공할 수 있는 지열히트펌프를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 적용되는 것으로서,
내부에 열교환매체가 수용되는 열원탱크 케이싱; 상기 열원탱크 케이싱의 내부의 상부에 배치되어, 상기 지열히트펌프로부터 공급되는 열교환매체를 상기 열원탱크 케이싱에 수용된 열교환매체의 수면 상으로 분사시켜주는 분사노즐; 상기 열원탱크 케이싱의 상부와 연통되어, 상기 열원탱크 케이싱의 상부로부터 하방으로 하강되면서 상기 분사노즐을 통해 분사되는 열교환매체를 냉각시켜줄 수 있는 에어를 공급시켜줄 수 있는 에어하강 블로워; 상기 열원탱크 케이싱의 내외부를 연통시켜, 상기 에어하강 블로워에 의해 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 따라 하강된 에어가 상기 열원탱크 케이싱의 외부로 토출되도록 하는 에어토출 홀; 상기 열원탱크 케이싱의 일부가 절개되어 외측으로 경사지게 굽혀진 형태로 성형됨으로써, 상기 에어토출 홀이 형성되도록 하는 슬리팅 루버(slitting louver); 상기 에어토출 홀을 통해 에어가 토출되는 과정에서 비산되었다가 상기 슬리팅 루버에 맺히는 열교환매체의 응결수가 낙하되어 모이는 비산수 받이; 상기 비산수 받이에 모인 열교환매체의 응결수가 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 회수될 수 있도록 상기 비산수 받이의 상부와 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 연통시키는 비산수 회수 홀; 상기 슬리팅 루버의 하단 중 상기 에어토출 홀 쪽 부분으로 편심된 부분에서 하방으로 소정 길이로 연장되어, 상기 슬리팅 루버에 맺히는 열교환매체의 응결수가 하측으로 낙하되도록 함과 함께, 외부의 이물질이 상기 에어토출 홀을 통해 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 유입되는 것을 차단시켜주는 낙하 유도 이물질 차단체; 및 상기 슬리팅 루버 중 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 전면 공간과 상기 슬리팅 루버의 상측 공간을 연통시키도록 상기 슬리팅 루버를 관통하여, 상기 낙하 유도 이물질 차단체에 의해 막힌 외기를 상기 슬리팅 루버의 상측 공간 쪽으로 배기시키는 배기 유도홀;을 포함하고,
상기 배기 유도홀에서 상기 에어토출 홀 쪽 내면과 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면은 서로 단차없이 연결됨과 함께 상기 에어토출 홀 쪽으로 오목해지도록 소정 곡률의 곡면 형태로 만곡 형성됨에 따라, 상기 낙하 유도 이물질 차단체에 의해 막힌 외기 중 일부는 상기 배기 유도홀에서 상기 에어토출 홀 쪽 내면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 슬리팅 루버의 상측 공간 중 상기 슬리팅 루버로부터 멀어지는 외측 방향으로 배출되고, 상기 낙하 유도 이물질 차단체에 의해 막힌 외기 중 나머지는 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 에어토출 홀로부터 멀어지는 외측 방향으로 배출되고,
상기 낙하 유도 이물질 차단체의 내면은 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면 쪽으로 오목해지도록 소정 곡률의 곡면 형태로 만곡 형성됨에 따라, 상기 슬리팅 루버에 맺히는 열교환매체의 응결수가 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 내면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 에어토출 홀을 향하는 방향으로 낙하되고,
상기 낙하 유도 이물질 차단체의 저면은 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 내면 쪽으로부터 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면 쪽으로 갈수록 점진적으로 낮아지는 경사면 형태로 형성됨으로써, 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 따라 하강된 다음 상기 에어토출 홀을 통해 토출되는 에어가 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 저면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 슬리팅 루버의 외측 공간으로 배출될 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열히트펌프 시스템은 상기 지열히트펌프; 상기 폐열회수형 열원탱크; 상기 지열히트펌프로부터 상기 폐열회수형 열원탱크 쪽으로 열교환매체를 공급시키는 펌프 탱크 연결관; 상기 펌프 탱크 연결관에 연결되는 삼방밸브; 상기 삼방밸브와 상기 분사노즐을 연결시키는 분사노즐 연결관; 및 상기 삼방밸브와 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용된 열교환매체로 상기 펌프 탱크 연결관을 통해 유동된 열교환매체를 상기 분사노즐을 우회하여 직접 공급해주는 직공급관;을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 의하면, 상기 폐열회수형 열원탱크가 열원탱크 케이싱과, 분사노즐과, 에어하강 블로워와, 에어토출 홀을 포함함에 따라, 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 수용을 위해 공급되는 열교환매체를 하강 흐름의 에어에 의해 냉각시킬 수 있어서, 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용되는 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 의하면, 상기 상기 지열히트펌프 시스템이 지열히트펌프와, 상기 폐열회수형 열원탱크와, 펌프 탱크 연결관과, 삼방밸브와, 분사노즐 연결관과, 직공급관을 포함함에 따라, 상기 지열히트펌프에서 승온 또는 감온된 상태로 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용되는 열교환매체를 한번 더 승온 또는 감온시켜줄 수 있게 되어, 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용되는 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크를 구성하는 선회 블레이드 부재를 위에서 내려다보는 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크를 구성하는 슬리팅 루버를 확대한 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크를 구성하는 선회 블레이드 부재를 위에서 내려다보는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크(105)는 지열히트펌프 시스템(100)에 적용되는 것으로서, 열원탱크 케이싱(110)과, 분사노즐(130)과, 에어하강 블로워(120)와, 에어토출 홀(116)을 포함한다.
또한, 상기 폐열회수형 열원탱크(105)는 상부 챔버(111)와, 선회 블레이드 부재(125)와, 슬리팅 루버(slitting louver)(115)와, 비산수 받이(113)와, 비산수 회수 홀(114)과, 복수 개의 탱크 내부 격막(112)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 지열히트펌프 시스템(100)은 지열히트펌프(140)와, 상기 폐열회수형 열원탱크(105)와, 펌프 탱크 연결관(150)과, 삼방밸브(152)와, 분사노즐 연결관(153)과, 직공급관(154)을 포함한다.
상기 지열히트펌프(140)는 지중(地中)과 열교환되면서 건축물의 실내 등의 부하측(145)에 부하측 순환관(146)을 통해 냉난방을 제공할 수 있는 것으로, 지중에서 지열을 수득하거나 지중에 폐열을 버림으로써 냉난방을 수행하고, 이를 위해 열원측 열교환기, 냉난방용 압축기, 부하측 열교환기, 팽창밸브 등을 구비하는데, 이러한 상기 지열히트펌프(140)는 일반적인 것이므로, 그 구체적인 구성 및 작동에 대한 도시 및 설명은 여기서는 생략하기로 한다.
상기 열원탱크 케이싱(110)은 내부에 물 등의 열교환매체가 수용되는 것으로, 수직으로 길고 내부가 빈 통 형태로 형성된다.
도면 번호 156은 외부의 수원과 연결되어 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 열교환매체를 보충해줄 수 있는 보충관이고, 도면 번호 157은 상기 보충관(156)을 개폐시킬 수 있는 보충관 개폐 밸브이다.
상기 분사노즐(130)은 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 상부에 배치되어, 상기 지열히트펌프(140)로부터 공급되는 열교환매체를 상기 열원탱크 케이싱(110)에 수용된 열교환매체의 수면 상으로 분사시켜주는 것이다.
상기 분사노즐(130)은 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부를 가로지르는 관 형태로 형성되고, 상기 분사노즐(130)의 하단에 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부를 향하는 복수 개의 노즐체(131)가 형성되어, 상기 분사노즐(130)을 따라 유동된 열교환매체가 상기 각 노즐체(131)를 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 분사될 수 있게 된다.
상기 에어하강 블로워(120)는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부와 연통되어, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부로부터 하방으로 하강되면서 상기 분사노즐(130)을 통해 분사되는 열교환매체를 냉각시켜줄 수 있는 에어를 공급시켜줄 수 있는 것이다.
상기 에어하강 블로워(120)는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부에 수직 방향으로 설치되어, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외부에 있던 에어를 흡입하여 해당 에어를 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부에서 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부로부터 하방으로 하강시킬 수 있는 것이다.
상기 에어하강 블로워(120)로는 고정압 블로워가 적용될 수 있다.
상기 에어토출 홀(116)은 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내외부를 연통시켜, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부를 따라 하강된 에어가 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외부로 토출되도록 하는 것이다.
상기 에어토출 홀(116)은 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용된 열교환매체의 수면 윗 부분에 복수 개 형성될 수 있다.
상기와 같이, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부에서 하부로 에어가 하강되면서 공급된 다음 상기 에어토출 홀(116)을 통해 외부로 토출되는 과정에서, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되던 에어가 상기 분사노즐(130)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부에서 하부로 분사된 열교환매체를 냉각시켜줄 수 있게 되어, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용되는 열교환매체의 온도를 낮추어줄 수 있게 됨은 물론, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 에어가 하강되도록 구성됨으로써 해당 에어에 의해 상기 분사노즐(130)을 통해 분사된 열교환매체가 하강 방향으로 유도될 수 있게 되어 비산수 발생이 최소화될 수 있게 된다.
상기 상부 챔버(111)는 상기 열원탱크 케이싱(110)과 상기 에어하강 블로워(120)가 연결되도록 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부에 배치되는 것이다.
상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부에 상기 상부 챔버(111)가 형성되고, 상기 상부 챔버(111)의 상부에 상기 에어하강 블로워(120)가 수직으로 역전된 형태로 세워짐으로써, 상기 에어하강 블로워(120)에서 하향되는 에어가 상기 상부 챔버(111)를 통과한 다음 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 하향된다.
상기 상부 챔버(111)는 상기 에어하강 블로워(120)로부터 상기 열원탱크 케이싱(110)의 상부 쪽으로 갈수록 점진적으로 확장되도록 경사진 형태로 형성됨으로써, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어가 상기 분사노즐(130) 전체에 도달될 수 있도록 확장되면서 하강될 수 있게 된다.
상기 선회 블레이드 부재(125)는 상기 에어하강 블로워(120)의 하부와 상기 상부 챔버(111) 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어가 상기 상부 챔버(111) 전체로 퍼질수 있도록 함과 함께 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어에 난류를 형성시키는 것이다.
상세히, 상기 선회 블레이드 부재(125)는 상기 에어하강 블로워(120)의 하부와 상기 상부 챔버(111) 중 적어도 하나에 연결되는 원형 링 형태의 블레이드 몸체(126)와, 상기 블레이드 몸체(126)의 중심부의 회전축(127)을 중심으로 회전되는 선회 블레이드(128)를 포함한다.
상기 선회 블레이드(128)는 상기 선회 블레이드(128)의 회전 방향을 기준으로 전측부에서 후측부로 갈수록 점진적으로 낮아지도록 굴곡진 형태로 형성됨으로써, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어가 상기 상부 챔버(111) 전체로 더욱 원활하게 퍼질수 있도록 함과 함께 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어에 난류를 더욱 잘 형성시킬 수 있게 된다.
상기 선회 블레이드(128)는 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어의 유동력에 의해 회전될 수 있다.
상기 선회 블레이드 부재(125)에 의해 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어가 상기 분사노즐(130) 전체에 도달될 수 있도록 더욱 확장되면서 하강될 수 있게 됨과 함께, 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 하강되는 에어에 상기 선회 블레이드 부재(125)에 의해 회전류에 의한 난류가 형성됨으로써 열교환 효율이 향상될 수 있게 된다.
상기 슬리팅 루버(115)는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 일부가 절개되어 외측으로 경사지게 굽혀진 형태로 성형됨으로써, 상기 에어토출 홀(116)이 형성되도록 하는 것이다.
상기 슬리팅 루버(115)는 그 하부로 갈수록 점진적으로 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외부로 향하되 하향되는 하향 슬리팅 구조로 이루어지고, 그에 따라 외부로부터 빗물 등의 이물질이 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 유입되는 것을 차단시킬 수 있으면서도, 상기 열원탱크 케이싱(110)에 상기 에어토출 홀(116)이 형성될 수 있도록 한다.
상기 비산수 받이(113)는 상기 에어토출 홀(116)을 통해 에어가 토출되는 과정에서 비산되었다가 상기 슬리팅 루버(115)에 맺히는 열교환매체의 응결수가 낙하되어 모이는 것이다.
상기 비산수 받이(113)는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외면 중 상기 에어토출 홀(116)의 하측 공간에 형성되어, 상기 에어토출 홀(116)을 통해 에어가 토출되는 과정에서 비산되었다가 상기 슬리팅 루버(115)에 맺히는 열교환매체의 응결수가 낙하되어 모이게 된다.
상기 비산수 회수 홀(114)은 상기 비산수 받이(113)에 모인 열교환매체의 응결수가 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 회수될 수 있도록 상기 비산수 받이(113)의 상부와 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부를 연통시키는 것이다.
상기 열원탱크 케이싱(110) 중 상기 비산수 받이(113)의 상단에 해당되는 부분이 관통됨으로써 상기 비산수 회수 홀(114)이 형성될 수 있다.
상기 각 탱크 내부 격막(112)은 공장의 연도 등의 폐열이 존재하는 외부 열원(10)과 열교환된 상태로 외부 열원 공급관(163)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 공급되는 열교환매체와 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용된 열교환매체가 혼합될 수 있도록, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수평 방향으로 지그재그 형태로 돌출된 것이다.
상기 지열히트펌프 시스템(100)은 상기 열원탱크 케이싱(110)의 하부로부터 연장되어 상기 열원탱크 케이싱(110)의 하부의 열교환매체가 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외부로 유동되도록 하는 외부 열원 전달관(160)과, 상기 외부 열원 전달관(160) 상에 형성되어 상기 외부 열원 전달관(160)에서의 열교환매체의 유동을 형성시키는 외부 열원 전달 펌프(161)와, 상기 외부 열원 전달관(160)을 통해 유동된 열교환매체가 상기 외부 열원(10)에서 열교환되는 열교환기 등의 외부 열원 열교환수단(162)과, 상기 외부 열원 열교환수단(162)에서 열교환된 열교환매체가 상기 열원탱크 케이싱(110) 중 상기 각 탱크 내부 격막(112) 중 가장 높은 것의 상부 쪽으로 재유입되도록 하는 상기 외부 열원 공급관(163)을 포함한다.
상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 냉방운전 시에는, 상기 외부 열원 전달관(160)을 통해 유동된 열교환매체가 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 열기를 상기 외부 열원 열교환수단(162)을 통해 상기 외부 열원(10) 쪽으로 버리게 되고, 상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 난방운전 시에는, 상기 외부 열원 전달관(160)을 통해 유동된 열교환매체가 상기 외부 열원 열교환수단(162)을 통해 상기 외부 열원(10)의 폐열 등의 열기를 흡수하여 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 공급하게 된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 외부 열원 전달 펌프(161)의 작동에 따라, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 하부의 열교환매체가 상기 외부 열원 전달관(160)을 통해 유동된 다음 상기 외부 열원 열교환수단(162)에서 열교환된 후 상기 외부 열원 공급관(163)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110) 중 상기 각 탱크 내부 격막(112) 중 가장 높은 것의 상부 쪽으로 재유입될 수 있게 되고, 상기 열원탱크 케이싱(110) 중 상기 각 탱크 내부 격막(112) 중 가장 높은 것의 상부 쪽으로 재유입된 열교환매체가 상기 각 탱크 내부 격막(112)을 통해 지그재그 형태로 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에서 유동되면서 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 있던 열교환매체와 원활하게 혼합될 수 있게 되고, 그에 따라 폐열 등의 상기 외부 열원(10)의 열기가 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 열교환매체의 온도를 승온 또는 감온시키는 데 활용될 수 있으면서도 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 온도가 균질해질 수 있게 된다.
상기 외부 열원 전달 펌프(161)의 작동에 따른 상기 외부 열원(10)과 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 열교환매체의 열교환은 상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 냉방운전 또는 난방운전을 수행하는 경우 등 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 열교환매체에 대한 승온 또는 감온이 필요한 경우 수행될 수 있다.
상기 펌프 탱크 연결관(150)은 상기 지열히트펌프(140)로부터 상기 폐열회수형 열원탱크(105) 쪽으로 열교환매체를 공급시키는 것이다.
상기 펌프 탱크 연결관(150) 상에는 펌프 탱크 연결 펌프(151)가 설치되어, 상기 펌프 탱크 연결 펌프(151)의 작동에 따라 상기 펌프 탱크 연결관(150)에서의 열교환매체의 유동이 형성된다.
상기 삼방밸브(152)는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외부에서 상기 펌프 탱크 연결관(150)에 연결되는 것이다.
상기 분사노즐 연결관(153)은 상기 삼방밸브(152)와 상기 분사노즐(130)을 연결시키는 것이다.
상기 직공급관(154)은 상기 삼방밸브(152)와 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용된 열교환매체로 상기 펌프 탱크 연결관(150)을 통해 유동된 열교환매체를 상기 분사노즐(130)을 우회하여 직접 공급해주는 것이다.
상기 직공급관(154)은 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 열교환매체의 수면 아래까지 연장된 형태로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 삼방밸브(152)가 상기 펌프 탱크 연결관(150), 상기 분사노즐 연결관(153) 및 상기 직공급관(154)과 각각 삼방에서 연결되어, 상기 삼방밸브(152)의 제어에 따라, 상기 펌프 탱크 연결관(150)을 통해 상기 지열히트펌프(140)로부터 공급된 열교환매체가 상기 분사노즐 연결관(153)을 통해 상기 분사노즐(130)로 공급되어 상기 분사노즐(130)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 분사되면서 하강될 수도 있고, 상기 펌프 탱크 연결관(150)을 통해 상기 지열히트펌프(140)로부터 공급된 열교환매체가 상기 직공급관(154)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용된 열교환매체에 상기 분사노즐(130)을 통해 분사되지 아니하고 직접 공급될 수도 있다.
도면 번호 155는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 하부와 상기 지열히트펌프(140)를 연결하여, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 하부의 열교환매체가 상기 지열히트펌프(140)로 공급되도록 하는 탱크 펌프 연결관이다.
한편, 상기 지열히트펌프 시스템(100)은 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외기(외부 공기)의 온도를 감지하는 외기온도 감지센서(170)와, 상기 펌프 탱크 연결관(150)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)으로 인입되는 열교환매체의 온도를 감지하는 인입수온도 감지센서(171)를 포함한다.
상기 인입수온도 감지센서(171)는 상기 펌프 탱크 연결관(150) 중 상기 삼방밸브(152)의 전단 부분(상기 삼방밸브(152)에 유입되기 전 부분)에서 상기 펌프 탱크 연결관(150)을 통해 유동되는 열교환매체의 온도를 감지할 수 있다.
상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 난방운전 시에는, 상기 외기온도 감지센서(170)에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외기의 온도가 상기 인입수온도 감지센서(171)에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱(110)으로 유입되는 열교환매체의 온도에 비해 더 높은 경우, 상기 에어하강 블로워(120)가 작동되어 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외기가 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 유입되고, 그에 따라 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외기의 열기가 상기 펌프 탱크 연결관(150)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 인입되는 열교환매체를 가열시키는 추가 열원으로 기능할 수 있게 된다.
반면, 상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 냉방운전 시에는, 상기 외기온도 감지센서(170)에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외기의 온도가 상기 인입수온도 감지센서(171)에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱(110)으로 유입되는 열교환매체의 온도에 비해 더 낮은 경우, 상기 에어하강 블로워(120)가 작동되어 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외기가 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 유입되고, 그에 따라 상기 열원탱크 케이싱(110)의 외기의 열기가 상기 펌프 탱크 연결관(150)을 통해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 인입되는 열교환매체를 냉각시키는 추가 열원으로 기능할 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 상기 폐열회수형 열원탱크(105)를 포함하는 상기 지열히트펌프 시스템(100)의 작동에 대하여 설명한다.
상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 냉방운전 시에는, 상기 부하측(145)에 냉방을 제공하면서 승온된 열교환매체가 상기 펌프 탱크 연결관(150), 상기 삼방밸브(152) 및 상기 분사노즐 연결관(153)을 순차적으로 경유한 다음 상기 분사노즐(130)을 통해 분사되면서 상기 에어하강 블로워(120)에 의해 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부를 따라 하강되는 에어에 의해 1차적으로 냉각된 상태로 상기 열원탱크 케이싱(110)의 하부에 수용되어 있다가 상기 탱크 펌프 연결관(155)을 통해 상기 지열히트펌프(140) 쪽으로 공급되어 상기 지열히트펌프(140)에서 지중과 열교환되며 2차적으로 냉각됨으로써 순환될 수 있게 된다. 그러면, 상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 냉방운전 시에, 열교환매체가 상기 지열히트펌프(140)에서 지중과 열교환되며 냉각됨은 물론 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에서 한번더 냉각될 수 있게 되어, 상기 부하측(145)에 대한 냉방운전의 운전효율이 향상될 수 있게 된다.
상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 난방운전 시에는, 상기 부하측(145)에 난방을 제공하면서 감온된 열교환매체가 상기 펌프 탱크 연결관(150), 상기 삼방밸브(152) 및 상기 직공급관(154)을 순차적으로 경유한 다음 상기 분사노즐(130)을 우회하여 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용되어 상기 외부 열원(10)에서 전달된 폐열 등의 열기에 의해 이미 승온된 상태의 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부의 열교환매체와 혼합되어 1차적으로 승온된 상태로 상기 열원탱크 케이싱(110)의 하부에 저장되어 있다가 상기 탱크 펌프 연결관(155)을 통해 상기 지열히트펌프(140) 쪽으로 공급되어 상기 지열히트펌프(140)에서 지중과 열교환되며 2차적으로 승온됨으로써 순환될 수 있게 된다. 그러면, 상기 지열히트펌프(140)가 상기 부하측(145)에 대한 난방운전 시에, 열교환매체가 상기 지열히트펌프(140)에서 지중과 열교환되며 승온됨은 물론 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에서 한번더 승온될 수 있게 되어, 상기 부하측(145)에 대한 난방운전의 운전효율이 향상될 수 있게 된다.
상기와 같이, 상기 폐열회수형 열원탱크(105)가 상기 열원탱크 케이싱(110)과, 상기 분사노즐(130)과, 상기 에어하강 블로워(120)와, 상기 에어토출 홀(116)을 포함함에 따라, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부로 수용을 위해 공급되는 열교환매체를 하강 흐름의 에어에 의해 냉각시킬 수 있어서, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용되는 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
또한, 상기 상기 지열히트펌프 시스템(100)이 상기 지열히트펌프(140)와, 상기 폐열회수형 열원탱크(105)와, 상기 펌프 탱크 연결관(150)과, 상기 삼방밸브(152)와, 상기 분사노즐 연결관(153)과, 상기 직공급관(154)을 포함함에 따라, 상기 지열히트펌프(140)에서 승온 또는 감온된 상태로 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용되는 열교환매체를 한번 더 승온 또는 감온시켜줄 수 있게 되어, 상기 열원탱크 케이싱(110)의 내부에 수용되는 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 일 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크를 구성하는 슬리팅 루버를 확대한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 폐열회수형 열원탱크는 낙하 유도 이물질 차단체(281)와, 배기 유도홀(285)을 더 포함한다.
상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)는 슬리팅 루버(215)의 하단 중 에어토출 홀(216) 쪽 부분으로 편심된 부분에서 하방으로 소정 길이로 연장되어, 상기 슬리팅 루버(215)에 맺히는 열교환매체의 응결수가 하측으로 낙하되도록 함과 함께, 먼지 등의 외부의 이물질이 상기 에어토출 홀(216)을 통해 열원탱크 케이싱의 내부로 유입되는 것을 차단시켜주는 것이다.
상기 배기 유도홀(285)은 상기 슬리팅 루버(215) 중 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 전면 공간과 상기 슬리팅 루버(215)의 상측 공간을 연통시키도록 상기 슬리팅 루버(215)를 관통하여, 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)에 의해 막힌 외기를 상기 슬리팅 루버(215)의 상측 공간 쪽으로 배기시키는 것이다.
상기 배기 유도홀(285)에서 상기 에어토출 홀(216) 쪽 내면(286)과 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 외면(281)(상기 낙하 유도 이물질 차단체(281) 중 상기 에어토출 홀(216)과 상대적으로 먼 쪽의 면)은 서로 단차없이 매끄럽게 연결됨과 함께 상기 에어토출 홀(216) 쪽으로 오목해지도록 소정 곡률의 곡면 형태로 만곡 형성됨에 따라, 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)에 의해 막힌 외기 중 일부는 상기 배기 유도홀(285)에서 상기 에어토출 홀(216) 쪽 내면(286)을 따라 유도되면서 이동되어 상기 슬리팅 루버(215)의 상측 공간 중 상기 슬리팅 루버(215)로부터 멀어지는 외측 방향으로 배출되고, 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)에 의해 막힌 외기 중 나머지는 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 외면(281)을 따라 유도되면서 이동되어 상기 에어토출 홀(216)로부터 멀어지는 외측 방향으로 배출되고, 그에 따라 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)에 의해 막힌 외기가 상기 에어토출 홀(216)로부터 더욱 멀어지는 방향으로 배출되도록 한다.
또한, 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 내면(282)(상기 낙하 유도 이물질 차단체(281) 중 상기 에어토출 홀(216)과 대면되는 면)은 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 외면(281) 쪽으로 오목해지도록 소정 곡률의 곡면 형태로 만곡 형성됨에 따라, 상기 슬리팅 루버(215)에 맺히는 열교환매체의 응결수가 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 내면(282)을 따라 유도되면서 이동되어 상기 에어토출 홀(216)을 향하는 방향으로 낙하되고, 그에 따라 상기 슬리팅 루버(215)에 맺히는 열교환매체의 응결수의 임의적 소실이 방지될 수 있게 된다.
또한, 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 저면(283)은 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 내면(282) 쪽으로부터 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 외면(281) 쪽으로 갈수록 점진적으로 낮아지는 경사면 형태로 형성됨으로써, 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 따라 하강된 다음 상기 에어토출 홀(216)을 통해 토출되는 에어가 상기 낙하 유도 이물질 차단체(281)의 저면(283)을 따라 유도되면서 이동되어 상기 슬리팅 루버(215)의 외측 공간으로 원활하게 배출될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 의하면, 상기 폐열회수형 열원탱크의 내부에 수용되는 열교환매체에 대한 능동적인 온도 조절이 용이하게 이루어질 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 지열히트펌프 시스템
105 : 폐열회수형 열원탱크
110 : 열원탱크 케이싱
111 : 상부 챔버
112 : 탱크 내부 격막
113 : 비산수 받이
114 : 비산수 회수 홀
115 : 슬리팅 루버
116 : 에어토출 홀
120 : 에어하강 블로워
125 : 선회 블레이드 부재
126 : 블레이드 몸체
127 : 회전축
128 : 선회 블레이드
130 : 분사노즐
140 : 지열히트펌프
150 : 펌프 탱크 연결관
151 : 펌프 탱크 연결 펌프
152 : 삼방밸브
153 : 분사노즐 연결관
154 : 직공급관
155 : 탱크 펌프 연결관
156 : 보충관
157 : 보충관 개폐 밸브
160 : 외부 열원 전달관
161 : 외부 열원 전달 펌프
162 : 외부 열원 열교환수단
163 : 외부 열원 공급관
170 : 외기온도 감지센서
171 : 인입수온도 감지센서

Claims (11)

  1. 지중(地中)과 열교환되면서 부하측에 냉난방을 제공할 수 있는 지열히트펌프를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 적용되는 것으로서,
    내부에 열교환매체가 수용되는 열원탱크 케이싱;
    상기 열원탱크 케이싱의 내부의 상부에 배치되어, 상기 지열히트펌프로부터 공급되는 열교환매체를 상기 열원탱크 케이싱에 수용된 열교환매체의 수면 상으로 분사시켜주는 분사노즐;
    상기 열원탱크 케이싱의 상부와 연통되어, 상기 열원탱크 케이싱의 상부로부터 하방으로 하강되면서 상기 분사노즐을 통해 분사되는 열교환매체를 냉각시켜줄 수 있는 에어를 공급시켜줄 수 있는 에어하강 블로워;
    상기 열원탱크 케이싱의 내외부를 연통시켜, 상기 에어하강 블로워에 의해 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 따라 하강된 에어가 상기 열원탱크 케이싱의 외부로 토출되도록 하는 에어토출 홀;
    상기 열원탱크 케이싱의 일부가 절개되어 외측으로 경사지게 굽혀진 형태로 성형됨으로써, 상기 에어토출 홀이 형성되도록 하는 슬리팅 루버(slitting louver);
    상기 에어토출 홀을 통해 에어가 토출되는 과정에서 비산되었다가 상기 슬리팅 루버에 맺히는 열교환매체의 응결수가 낙하되어 모이는 비산수 받이;
    상기 비산수 받이에 모인 열교환매체의 응결수가 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 회수될 수 있도록 상기 비산수 받이의 상부와 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 연통시키는 비산수 회수 홀;
    상기 슬리팅 루버의 하단 중 상기 에어토출 홀 쪽 부분으로 편심된 부분에서 하방으로 소정 길이로 연장되어, 상기 슬리팅 루버에 맺히는 열교환매체의 응결수가 하측으로 낙하되도록 함과 함께, 외부의 이물질이 상기 에어토출 홀을 통해 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 유입되는 것을 차단시켜주는 낙하 유도 이물질 차단체; 및
    상기 슬리팅 루버 중 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 전면 공간과 상기 슬리팅 루버의 상측 공간을 연통시키도록 상기 슬리팅 루버를 관통하여, 상기 낙하 유도 이물질 차단체에 의해 막힌 외기를 상기 슬리팅 루버의 상측 공간 쪽으로 배기시키는 배기 유도홀;을 포함하고,
    상기 배기 유도홀에서 상기 에어토출 홀 쪽 내면과 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면은 서로 단차없이 연결됨과 함께 상기 에어토출 홀 쪽으로 오목해지도록 소정 곡률의 곡면 형태로 만곡 형성됨에 따라, 상기 낙하 유도 이물질 차단체에 의해 막힌 외기 중 일부는 상기 배기 유도홀에서 상기 에어토출 홀 쪽 내면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 슬리팅 루버의 상측 공간 중 상기 슬리팅 루버로부터 멀어지는 외측 방향으로 배출되고, 상기 낙하 유도 이물질 차단체에 의해 막힌 외기 중 나머지는 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 에어토출 홀로부터 멀어지는 외측 방향으로 배출되고,
    상기 낙하 유도 이물질 차단체의 내면은 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면 쪽으로 오목해지도록 소정 곡률의 곡면 형태로 만곡 형성됨에 따라, 상기 슬리팅 루버에 맺히는 열교환매체의 응결수가 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 내면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 에어토출 홀을 향하는 방향으로 낙하되고,
    상기 낙하 유도 이물질 차단체의 저면은 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 내면 쪽으로부터 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 외면 쪽으로 갈수록 점진적으로 낮아지는 경사면 형태로 형성됨으로써, 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 따라 하강된 다음 상기 에어토출 홀을 통해 토출되는 에어가 상기 낙하 유도 이물질 차단체의 저면을 따라 유도되면서 이동되어 상기 슬리팅 루버의 외측 공간으로 배출될 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 폐열회수형 열원탱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐열회수형 열원탱크는
    상기 열원탱크 케이싱과 상기 에어하강 블로워가 연결되도록 상기 열원탱크 케이싱의 상부에 배치되는 상부 챔버; 및
    상기 에어하강 블로워의 하부와 상기 상부 챔버 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 에어하강 블로워에 의해 하강되는 에어가 상기 상부 챔버 전체로 퍼질수 있도록 함과 함께 상기 에어하강 블로워에 의해 하강되는 에어에 난류를 형성시키는 선회 블레이드 부재;를 포함하고,
    상기 상부 챔버는 상기 에어하강 블로워로부터 상기 열원탱크 케이싱의 상부 쪽으로 갈수록 점진적으로 확장되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐열회수형 열원탱크.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐열회수형 열원탱크는
    외부 열원과 열교환된 상태로 외부 열원 공급관을 통해 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 공급되는 열교환매체와 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용된 열교환매체가 혼합될 수 있도록, 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수평 방향으로 지그재그 형태로 돌출된 복수 개의 탱크 내부 격막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열회수형 열원탱크.
  6. 삭제
  7. 지중과 열교환되면서 부하측에 냉난방을 제공할 수 있는 지열히트펌프;
    내부에 열교환매체가 수용되는 열원탱크 케이싱와,
    상기 열원탱크 케이싱의 내부의 상부에 배치되어, 상기 지열히트펌프로부터 공급되는 열교환매체를 상기 열원탱크 케이싱에 수용된 열교환매체의 수면 상으로 분사시켜주는 분사노즐과,
    상기 열원탱크 케이싱의 상부와 연통되어, 상기 열원탱크 케이싱의 상부로부터 하방으로 하강되면서 상기 분사노즐을 통해 분사되는 열교환매체를 냉각시켜줄 수 있는 에어를 공급시켜줄 수 있는 에어하강 블로워와,
    상기 열원탱크 케이싱의 내외부를 연통시켜, 상기 에어하강 블로워에 의해 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 따라 하강된 에어가 상기 열원탱크 케이싱의 외부로 토출되도록 하는 에어토출 홀을 포함하는 폐열회수형 열원탱크;
    상기 지열히트펌프로부터 상기 폐열회수형 열원탱크 쪽으로 열교환매체를 공급시키는 펌프 탱크 연결관;
    상기 펌프 탱크 연결관에 연결되는 삼방밸브;
    상기 삼방밸브와 상기 분사노즐을 연결시키는 분사노즐 연결관; 및
    상기 삼방밸브와 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용된 열교환매체로 상기 펌프 탱크 연결관을 통해 유동된 열교환매체를 상기 분사노즐을 우회하여 직접 공급해주는 직공급관;을 포함하는 지열히트펌프 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지열히트펌프가 부하측에 대한 냉방운전 시에는,
    상기 부하측에 냉방을 제공하면서 승온된 열교환매체가 상기 펌프 탱크 연결관, 상기 삼방밸브 및 상기 분사노즐 연결관을 순차적으로 경유한 다음 상기 분사노즐을 통해 분사되면서 상기 에어하강 블로워에 의해 상기 열원탱크 케이싱의 내부를 따라 하강되는 에어에 의해 1차적으로 냉각된 상태로 상기 열원탱크 케이싱의 하부에 수용되어 있다가 상기 지열히트펌프 쪽으로 공급되어 상기 지열히트펌프에서 지중과 열교환되며 2차적으로 냉각되고,
    상기 지열히트펌프가 상기 부하측에 대한 난방운전 시에는,
    상기 부하측에 난방을 제공하면서 감온된 열교환매체가 상기 펌프 탱크 연결관, 상기 삼방밸브 및 상기 직공급관을 순차적으로 경유한 다음 상기 분사노즐을 우회하여 상기 열원탱크 케이싱에 수용되어 상기 열원탱크 케이싱의 내부의 열교환매체와 혼합되어 1차적으로 승온된 상태로 상기 열원탱크 케이싱의 하부에 수용되어 있다가 상기 지열히트펌프 쪽으로 공급되어 상기 지열히트펌프에서 지중과 열교환되며 2차적으로 승온되는 것을 특징으로 하는 지열히트펌프 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 지열히트펌프 시스템은
    상기 열원탱크 케이싱의 외기의 온도를 감지하는 외기온도 감지센서; 및
    상기 펌프 탱크 연결관을 통해 상기 열원탱크 케이싱으로 인입되는 열교환매체의 온도를 감지하는 인입수온도 감지센서;를 포함하고,
    상기 지열히트펌프가 상기 부하측에 대한 난방운전 시에는, 상기 외기온도 감지센서에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱의 외기의 온도가 상기 인입수온도 감지센서에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱으로 유입되는 열교환매체의 온도에 비해 더 높은 경우, 상기 에어하강 블로워가 작동되어 상기 열원탱크 케이싱의 외기가 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 유입되고, 그에 따라 상기 열원탱크 케이싱의 외기의 열기가 상기 펌프 탱크 연결관을 통해 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 인입되는 열교환매체를 가열시키는 추가 열원으로 기능할 수 있게 되고,
    상기 지열히트펌프가 상기 부하측에 대한 냉방운전 시에는, 상기 외기온도 감지센서에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱의 외기의 온도가 상기 인입수온도 감지센서에 의해 감지되는 상기 열원탱크 케이싱으로 유입되는 열교환매체의 온도에 비해 더 낮은 경우, 상기 에어하강 블로워가 작동되어 상기 열원탱크 케이싱의 외기가 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 유입되고, 그에 따라 상기 열원탱크 케이싱의 외기의 열기가 상기 펌프 탱크 연결관을 통해 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 인입되는 열교환매체를 냉각시키는 추가 열원으로 기능할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 지열히트펌프 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 지열히트펌프 시스템은
    상기 열원탱크 케이싱의 하부로부터 연장되어 상기 열원탱크 케이싱의 하부의 열교환매체가 상기 열원탱크 케이싱의 외부로 유동되도록 하는 외부 열원 전달관;
    상기 외부 열원 전달관을 통해 유동된 열교환매체가 외부 열원에서 열교환되는 외부 열원 열교환수단;
    상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수평 방향으로 지그재그 형태로 돌출된 복수 개의 탱크 내부 격막; 및
    상기 외부 열원 열교환수단에서 열교환된 열교환매체가 상기 열원탱크 케이싱 중 상기 각 탱크 내부 격막 중 가장 높은 것의 상부 쪽으로 재유입되도록 하는 외부 열원 공급관;을 포함하고,
    상기 각 탱크 내부 격막은 상기 외부 열원과 열교환된 상태로 상기 외부 열원 공급관을 통해 상기 열원탱크 케이싱의 내부로 공급되는 열교환매체와 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수용된 열교환매체가 혼합될 수 있도록, 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 수평 방향으로 지그재그 형태로 돌출되고,
    상기 열원탱크 케이싱의 하부의 열교환매체가 상기 외부 열원 전달관을 통해 유동된 다음 상기 외부 열원 열교환수단에서 열교환된 후 상기 외부 열원 공급관을 통해 상기 열원탱크 케이싱 중 상기 각 탱크 내부 격막 중 가장 높은 것의 상부 쪽으로 재유입될 수 있게 되고, 상기 열원탱크 케이싱 중 상기 각 탱크 내부 격막 중 가장 높은 것의 상부 쪽으로 재유입된 열교환매체가 상기 각 탱크 내부 격막을 통해 지그재그 형태로 상기 열원탱크 케이싱의 내부에서 유동되면서 상기 열원탱크 케이싱의 내부에 있던 열교환매체와 혼합될 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 지열히트펌프 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 폐열회수형 열원탱크는
    상기 열원탱크 케이싱과 상기 에어하강 블로워가 연결되도록 상기 열원탱크 케이싱의 상부에 배치되는 상부 챔버와,
    상기 에어하강 블로워의 하부와 상기 상부 챔버 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 에어하강 블로워에 의해 하강되는 에어가 상기 상부 챔버 전체로 퍼질수 있도록 함과 함께 상기 에어하강 블로워에 의해 하강되는 에어에 난류를 형성시키는 선회 블레이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열히트펌프 시스템.
KR1020230055114A 2023-04-27 2023-04-27 지열히트펌프 시스템에 적용되는 폐열회수형 열원탱크 및 상기 폐열회수형 열원탱크를 포함하는 지열히트펌프 시스템 KR102583268B1 (ko)

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