KR200384621Y1 - Heat pump system using geothermal energy and controlling apparatus - Google Patents

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KR200384621Y1
KR200384621Y1 KR20-2005-0004526U KR20050004526U KR200384621Y1 KR 200384621 Y1 KR200384621 Y1 KR 200384621Y1 KR 20050004526 U KR20050004526 U KR 20050004526U KR 200384621 Y1 KR200384621 Y1 KR 200384621Y1
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geothermal
heat
heat pump
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KR20-2005-0004526U
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김대성
이상록
최재상
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가진기업(주)
나노콘트롤(주)
(주)선우콘트롤
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Abstract

본 고안은 지열을 이용한 히트펌프시스템 및 그 제어장치에 관한 것으로, 본 고안은 특히 지열교환기, 지열순환펌프 및 히트펌프를 유닛화하여 구성함으로서 부하에 따른 지열 히트펌프시스템을 순차 제어 및 댓수 제어를 할 수 있게 하고, 각각의 유닛화된 장치에 맞는 컨트롤러를 장착하고 유닛트 컨트롤러 내부에 에너지 측정에 따른 에너지 소모량 및 에너지 비용 프로그램을 설치하여 컨트롤러 외부에 이를 디스플레이 할 수 있는 지열을 이용한 히트펌프시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a heat pump system and a control device using the geothermal heat, and the present invention is composed of a geothermal heat exchanger, a geothermal circulation pump and a heat pump as a unit to control the sequential control and the number control of the geothermal heat pump system according to the load A heat pump system using geothermal heat, which is equipped with a controller suitable for each unitized device and installs an energy consumption and energy cost program according to energy measurement inside the unit controller and displays it outside the controller. will be.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 지열을 이용한 히트펌프시스템은 Geothermal heat pump system of the present invention for achieving the above object

냉매를 이용해 고온의 열원을 저온으로 전달하거나 저온의 열원을 고온으로 전달하는 다수개의 히트펌프(30);와A plurality of heat pumps 30 transferring a high temperature heat source to a low temperature or a low temperature heat source using a refrigerant; and

지열을 흡수 또는 지중으로 열을 방출하기 위한 지열교환기(10);와A geothermal heat exchanger (10) for absorbing geothermal heat or releasing heat into the ground; and

상기 히트펌프와 상기 지열교환기를 연결하는 파이프 내의 지열수를 원활하게 유통시키는 지열순환펌프(20)를 포함하여 이루어진 지열을 이용한 히트펌프시스템에 있어서,In the heat pump system using geothermal heat comprising a geothermal circulation pump 20 for smoothly circulating the geothermal water in the pipe connecting the heat pump and the geothermal heat exchanger,

상기 지열교환기(10), 지열순환펌프(20) 및 히트펌프(30)를 하나의 시스템으로 구성한 N개의 유닛으로 이루어진 것을 특징으로 한다. The geothermal heat exchanger 10, the geothermal circulation pump 20 and the heat pump 30 is characterized by consisting of N units consisting of a system.

본 고안은 지열교환기, 지열순환펌프 및 히트펌프를 하나의 시스템으로 구성한 N개의 유닛으로 구성함으로서 부하에 따른 지열순환펌프를 순차적으로 제어할 수 있음과 더불어 댓수를 제어할 수 있게 하여 궁극적으로는 에너지를 절감하게 할 수 있고,The present invention consists of N units consisting of a geothermal heat exchanger, a geothermal circulation pump and a heat pump as one system, thereby enabling the sequential control of the geothermal circulation pump according to the load and ultimately controlling energy. To reduce costs,

N개의 유닛으로 이루어진 히트펌프시스템을 제어하는 N개의 컨트롤러를 설치하여 유닛별 온도 및 전류 등을 감시함과 동시에 히트펌프시스템에 이상현상(동파현상, 컴프레셔에 이상현상) 발생시 경고할 수 있고, 각 장비를 유닛별로 기동정지 할 수 있게 하고, 유닛별로 제어함과 동시에 여름, 겨울철 절환운전을 용이하게 할 수 있다. By installing N controllers to control the heat pump system consisting of N units, it is possible to monitor the temperature and current of each unit and to warn of any abnormality (freeze phenomenon, abnormality in the compressor) in the heat pump system. It is possible to stop the equipment by unit, control by unit and facilitate the summer and winter switching operation.

상기 컨트롤러 외부에 에너지 소모량 및 에너지 비용등을 표시할 수 있는 표시기를 설치하여 지열을 이용한 히트펌프 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.It is possible to secure the reliability of the heat pump system using geothermal heat by installing an indicator that displays energy consumption and energy cost outside the controller.

또한, 상기 시스템을 쓰레기 매립장에 설치함으로서, 초기 설치투자비를 획기적으로 감소시켜 경제적이고 높은 지열을 이용함으로 히트펌프의 효율을 높일 수 있다.     In addition, by installing the system in the landfill, it is possible to significantly reduce the initial installation investment cost to increase the efficiency of the heat pump by using economical and high geothermal heat.

Description

지열을 이용한 히트펌프시스템 및 그 제어장치{HEAT PUMP SYSTEM USING GEOTHERMAL ENERGY AND CONTROLLING APPARATUS}  Heat pump system and control device using geothermal heat {HEAT PUMP SYSTEM USING GEOTHERMAL ENERGY AND CONTROLLING APPARATUS}

본 고안은 히트펌프를 이용한 지열냉난방시스템에 관한 것으로, 본 고안은 특히 지열교환기, 지열순환펌프 및 히트펌프를 유닛화하여 구성함으로서 부하에 따른 지열 히트펌프시스템을 순차 제어 및 댓수 제어를 할 수 있게 하고, 각각의 유닛화된 장치에 맞는 컨트롤러를 장착하고 유닛트 컨트롤러 내부에 에너지 측정에 따른 에너지 소모량 및 에너지 비용 프로그램을 설치하여 컨트롤러 외부에 이를 디스플레이 할 수 있는 지열을 이용한 히트펌프시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a geothermal heating and cooling system using a heat pump, and the present invention is configured by uniting a geothermal heat exchanger, a geothermal circulation pump and a heat pump, so that the geothermal heat pump system according to the load can be controlled sequentially and the number control. In addition, the present invention relates to a heat pump system using geothermal heat, which is equipped with a controller for each unitized device and installs an energy consumption and energy cost program according to energy measurement in the unit controller and displays it outside the controller.

지열을 에너지원으로 하는 히트펌프를 이용한 지열냉난방시스템에 관한 기술은 다음과 같이 공개되어 있다.The technology related to a geothermal heating and cooling system using a heat pump using geothermal as an energy source is disclosed as follows.

대한민국 공개특허2000-63299호에 공개된 냉난방 열교환 시스템은 지열을 이용한 냉난방 열교환 시스템에 있어서, 대지 내에 포함된 지열과 지하수 또는 개방된 수역에 존재하는 일정한 온도의 지열을 순환시키는 지열교환기와; 상기 지열교환기에 의해 지상으로 끌어올려진 지열을 순환시키는 냉방사이클 및 난방사이클과; 상기 난방사이클과 연설되어 실내의 온수를 가열하는 실내용 온수사이클을 포함하여 이루어진다.The air-conditioning heat exchange system disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-63299 includes a geothermal heat exchanger that circulates geothermal heat contained in the ground and ground water of a constant temperature present in groundwater or open water; A cooling cycle and a heating cycle for circulating the geothermal heat drawn up by the geothermal heat exchanger; It includes a hot water cycle for indoors that is speeched to the heating cycle for heating the hot water of the room.

또한, 대한민국 공개특허2004-106826호에 공개된 지열 및 폐열을 이용한 히트펌프시스템은 폐열을 갖는 생활배수를 저장하는 폐수조로부터 폐열회수 열교환기를 통하여 회수한 폐열을 급탕용 히트펌프의 증발기에서 열원으로 사용하고 히트펌프의 컴프레셔에서 온열을 생산하여 급탕을 공급하게 한 폐열 회수부와; 지중에 매설된 다수개의 지열교환 파이프를 구비하여 난방시 이 지열교환 파이프로부터의 지열을 냉난방용 히트펌프 증발기의 열원으로 사용하고 히트펌프의 컴프레셔에서 생산한 온수를 공급하게 하며, 냉방시 냉난방용 히트펌프에서 발생되는 컴프레셔의 배열을 이 지열교환 파이프를 통하여 지중으로 배출하게 한 지열 교환부와; 상기 폐열 회수부의 급탕용 히트펌프 증발기의 입구측 및 상기 지열 교환부의 냉난방용 히트펌프 증발기의 입구측에 연결된 제1삼방밸브와; 상기 폐열 회수부의 급탕용 히트펌프 증발기의 출구측 및 상기 지열 교환부의 냉난방 히트펌프 증발기의 출구측에 연결된 제2삼방밸브;를 구비하여 상기 지열 교환부의 지열교환 파이프로부터의 지열 또는 냉난방 히트펌프 컴프레셔로부터의 배열을 상기 제1 및 제2 삼방밸브들을 통해 상기 폐열 회수부의 급탕용 히트펌프 증발기의 열원으로 더 사용하게 하여 안정된 온도의 급탕을 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 구성이다.In addition, the heat pump system using geothermal and waste heat disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-106826 discloses the waste heat recovered through a waste heat recovery heat exchanger from a waste water tank storing living wastewater having waste heat as a heat source in an evaporator of a hot water supply heat pump. A waste heat recovery unit configured to supply heat by supplying hot water from the compressor of the heat pump; It is equipped with a number of geothermal heat exchange pipes buried in the ground to use geothermal heat from this geothermal heat exchange pipe as a heat source for heat pump evaporator for heating and cooling, and to supply hot water produced by the compressor of heat pump. A geothermal heat exchanger configured to discharge the array of compressors generated by the pump into the ground through the geothermal heat exchange pipe; A first three-way valve connected to an inlet side of the hot water heat pump evaporator of the waste heat recovery unit and an inlet side of a heat pump evaporator for heating and cooling of the geothermal heat exchange unit; And a second three-way valve connected to an outlet side of the hot water heat pump evaporator for the waste heat recovery unit and an outlet side of the cooling and heating heat pump evaporator of the geothermal heat exchange unit. By using the arrangement of the first and second three-way valve as a heat source of the hot water heat pump evaporator for the hot water of the waste heat recovery unit is characterized in that it is possible to supply a hot water supply of a stable temperature.

상기한 특허의 경우에는 수동으로 운전되고 있으며 자동운전도 히트펌프 자체의 운전조건에 따른 운전 혹은 원격운전으로 운전 중에서 부하에 따른 운전을 하고 있지 못하는 구성으로서 에너지 낭비가 많은 문제점을 가지고 있다.  In the case of the patent, it is operated manually, and the automatic operation also has a lot of energy waste as a configuration that does not operate according to the load during operation or remote operation according to the operating conditions of the heat pump itself.

또한, 일반적으로 히트펌프는 냉동톤이 30-40RT 이상이 되는 용량이 없어 몇 개의 히트펌프를 사용하여 필요한 냉동톤에 맞추어 사용하고 있는 실정이고, 이 경우에 사용되는 히트펌프 시스템은 도 1에 도시된 바와 같다. In addition, since the heat pump generally does not have a capacity of more than 30-40RT of frozen tons, several heat pumps are used to meet the required cooling tones, and the heat pump system used in this case is shown in FIG. As it is.

도 1에는 여러 개의 히트펌프 시스템을 하나의 지열순환펌프를 사용상태를 도시하고 있고, 이 경우에는 부하에 따른 장비의 수차운전 및 댓수운전이 불가능할 뿐더러 상기 지열순환펌프는 부하량이 작은 경우에도 일정한 전기 용량으로 지열순환펌프를 사용하여야 하므로 에너지 소모가 많은 문제점과 지열순환펌프의 용량보다 큰 부하량이 걸릴 경우에 지열순환펌프가 손상되는 문제점을 가지고 있다.1 shows a state in which a plurality of heat pump systems use a single geothermal circulation pump, and in this case, aberration operation and large number operation of equipment according to a load are not possible, and the geothermal circulation pump has a constant electric power even when the load is small. Since geothermal circulation pumps must be used as capacity, there are problems that energy consumption is high and geothermal circulation pumps are damaged when a load larger than the capacity of geothermal circulation pumps is taken.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 다수개의 히트펌프시스템을 하나의 컨트롤러로 제어하므로 각 유닛별 온도, 전류 등을 감시할 수 없는 문제점이 있고, 동파가 발생할 경우 및 컴프레셔에 문제점이 발생하는 경우에 어느 유닛에서 이상현상이 발생했는지 경고 기능을 할 수 없는 문제점이 있었고, 각 유닛별로 기동정지를 할 수 없는 문제점과, 여름겨울 절환운전을 하기에 부적합한 문제점을 지니고 있음과 더불어 여러개의 히트펌프시스템을 하나의 컨트롤러로 제어하기 때문에 배관이 복잡하여 컨트롤러에 이상이 생긴 경우 수리에 상당한 시간이 소요되는 문제점을 지니고 있다.In addition, as shown in FIG. 1, in the related art, since a plurality of heat pump systems are controlled by one controller, there is a problem in that temperature, current, etc. of each unit cannot be monitored, and when a freezing wave occurs and a problem occurs in the compressor. In this case, there was a problem that a warning function could not be provided in which unit had an abnormal phenomenon, and there was a problem in that each unit could not be stopped, and a problem that was not suitable for a changeover operation in summer and winter. Because the system is controlled by a single controller, a complicated piping system causes a problem in that it takes a long time to repair the controller.

또한, 종래에는 지열을 이용한 히트펌프시스템에서 에너지 측정에 따른 에너지 소모량 및 에너지 비용을 디스플레이할 수 있는 표시장치가 구비되어 있지 않아In addition, conventionally, a display device capable of displaying energy consumption and energy cost according to energy measurement in a heat pump system using geothermal heat is not provided.

소비자가 에너지 사용량을 계산하기 위하여는 복잡한 단계의 계산을 통하여야만 하므로 시스템의 신뢰성을 확보하는데 어려운 문제점을 지니고 있다.In order to calculate the energy consumption, it is difficult to secure the reliability of the system because it is necessary to perform a complicated calculation.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 제1목적은 지열교환기, 지열순환펌프 및 히트펌프를 유닛화하여 구성한 지열을 이용한 히트펌프시스템을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, the first object of the present invention is to provide a heat pump system using a geothermal heat consisting of a geothermal heat exchanger, a geothermal circulation pump and a heat pump unit.

본 고안의 제2목적은 유닛화된 히트프시스템 각각에 맞는 컨트롤러가 구비된 지열을 이용한 히트펌프시스템을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a heat pump system using a geothermal heat is provided with a controller for each unit heat pump system.

본 고안의 제3목적은 에너지 사용량을 측정할 수 있는 표시기가 구비된 지열을 이용한 히트펌프시스템을 제공하는 것이다.It is a third object of the present invention to provide a heat pump system using geothermal heat with an indicator capable of measuring energy usage.

본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 고안은 냉매를 이용해 고온의 열원을 저온으로 전달하거나 저온의 열원을 고온으로 전달하는 다수개의 히트펌프;와  The present invention is to achieve the above object, the present invention is a plurality of heat pump for transferring a high temperature heat source to a low temperature or a low temperature heat source using a refrigerant; and

지열을 흡수 또는 지중으로 열을 방출하기 위한 지열교환기;와A geothermal heat exchanger for absorbing geothermal heat or releasing heat into the ground; and

상기 히트펌프와 상기 지열교환기를 연결하는 파이프 내의 냉매를 원활하게 유통시키는 지열순환펌프를 포함하여 이루어진 지열을 이용한 히트펌프시스템에 있어서,In the heat pump system using geothermal heat comprising a geothermal circulation pump for smoothly circulating the refrigerant in the pipe connecting the heat pump and the geothermal heat exchanger,

상기 지열교환기, 지열순환펌프 및 히트펌프를 하나의 시스템으로 구성한 N개의 유닛으로 이루어진다. The geothermal heat exchanger, geothermal circulation pump and heat pump is composed of N units consisting of a system.

또한, 본 고안은 상기 유닛에 각 유닛을 유닛별로 제어할 수 있는 N 개의 컨트롤러가 설치된 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the N controller is installed in the unit that can control each unit for each unit.

또한, 본 고안은 상기 컨트롤러 내부에 에너지 소모량 및 에너지 비용을 측정할 수 있는 측정기를 구비한 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that provided with a measuring instrument for measuring the energy consumption and energy costs inside the controller.

또한, 본 고안은 상기 측정기에 나타난 수치를 디스플레이할 수 있도록 컨트롤러 외부에 엘시디가 더 마련된 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the LCD is further provided on the outside of the controller to display the numerical value displayed on the measuring device.

또한, 본 고안의 상기 지열교환기는 쓰레기 매립장에 매설되어 25-40℃ 내에서 열교환되는 것을 특징으로 한다.In addition, the geothermal heat exchanger of the present invention is characterized in that the heat exchange within 25-40 ℃ buried in the landfill.

이하, 본 고안을 첨부된 도 2 내지 3을 참고하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 3.

본 고안의 대상이 되는 시스템은 지하에 있는 열에너지를 이용할 수 있는 것이면 모두 적용되나, 본 고안의 일실시예에서는 쓰레기 매립장에 버려지는 폐열을 이용한 것에 한정하여 설명한다.Any system that is the subject of the present invention is applicable to any one that can use the thermal energy in the basement, but in one embodiment of the present invention will be described by using only the waste heat discarded in the landfill.

도 2 는 본 고안에 의한 지열을 이용한 히트펌프시스템의 실시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 히트펌프시스템을 이용한 전체적인 개념도이다.2 is an exemplary view of a heat pump system using geothermal heat according to the present invention, and FIG. 3 is an overall conceptual view using the heat pump system shown in FIG. 2.

도2에서 도시한 바와 같이 본 고안은 냉매를 이용해 고온의 열원을 저온으로 전달하거나 저온의 열원을 고온으로 전달하는 다수개의 히트펌프(30); 지열을 흡수 또는 지중으로 열을 방출하기 위한 지열교환기(10); 상기 히트펌프(30)와 상기 지열교환기(10)를 연결하는 파이프(11) 내의 냉매를 원활하게 유통시키는 지열순환펌프(20)를 하나의 시스템으로 구성한 N개의 유닛; 상기 유닛에는 각 유닛을 유닛별로 제어할 수 있고, 내부에 에너지 소모량 및 에너지 비용을 측정할 수 있는 측정기가 설치된 N 개의 컨트롤러(40); 상기 측정기에 나타난 것을 외부로 전시할 수 있는 엘씨디(60); 및 상기 컨트롤러(40)를 중앙에서 제어하는 메인 컴퓨터(50)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the present invention provides a plurality of heat pumps 30 that transfer a high temperature heat source to a low temperature or a low temperature heat source to a high temperature by using a refrigerant; A geothermal heat exchanger (10) for absorbing geothermal heat or releasing heat into the ground; N units including a geothermal circulation pump 20 for smoothly circulating refrigerant in the pipe 11 connecting the heat pump 30 and the geothermal heat exchanger 10 as a system; The unit includes N controllers 40 which can control each unit for each unit and have a measuring device installed therein for measuring energy consumption and energy cost therein; An LCD 60 for displaying to the outside what is shown in the measuring device; And a main computer 50 for centrally controlling the controller 40.

상기 히트펌프(30)는 응축기(32), 컴프레셔(34), 팽창밸브(36) 등으로 구성되어 있고, 지열수가 지열교환기(10)를 통해 지열을 흡수하여 히트펌프(30)로 유입되면 히트펌프(30)에서 냉매가 흡수한 지열을 열원으로 하여 상기 히트펌프(30)와 연결되어 있는 냉난방부(70)를 통해 냉난방 기능, 급탕기능 및 침출수 처리공정의 가온용으로 활용한다.The heat pump 30 includes a condenser 32, a compressor 34, an expansion valve 36, and the like, and when the geothermal water absorbs geothermal heat through the geothermal heat exchanger 10 and enters the heat pump 30, the heat is heated. Geothermal heat absorbed by the refrigerant from the pump 30 is used as a heat source through the heating and cooling unit 70 connected to the heat pump 30 for heating and cooling function, hot water function and leachate treatment process.

상기 지열교환기(10)는 쓰레기 매립장에 설치되며, 상기 지열교환기(10)는 냉매의 유통경로가 되는 파이프(11)가 지중에 매설되어 있는 것으로서 그 형태는 코일형태, U자형 등 다양한 형태로 제작될 수 있으며 설치방식도 쓰레기 매립장에 수직 또는 수평하게 설치할 수 있다.The geothermal heat exchanger (10) is installed in a landfill, and the geothermal heat exchanger (10) is a pipe 11, which is a distribution path of refrigerant, is buried in the ground, and its shape is manufactured in various forms such as coil shape and U shape. It can be installed vertically or horizontally in a landfill.

상기 지열순환펌프(20)는 히트펌프(30)와 지열교환기(10)를 연결하는 파이프(11) 내의 냉매의 흐름을 원활하게 한다.The geothermal circulation pump 20 smoothly flows the refrigerant in the pipe 11 connecting the heat pump 30 and the geothermal heat exchanger 10.

쓰레기 매립장의 바닥지면은 평균온도가 15℃정도이나 그 상부는 쓰레기의 분해열로 평균온도가 25℃ 이상이어서 파이프내에 있는 5℃~10℃의 지열수는 지열교환기를 통과하면서 지열을 흡수하여 20℃~25℃의 냉매로 되어 지열 순환펌프를 통해 순환펌프로 들어가고, 상기 순환펌프는 컴프레셔를 거치면서 쓰레기 매립장에서 취출한 고온의 온도를 전달하고, 팽창밸브를 거치게 된다. 상기 팽창밸브는 쓰로틀 밸브 또는 모세관이 사용될 수 있다.At the bottom of the landfill, the average temperature is about 15 ℃, but the upper part is the heat of decomposition of waste, and the average temperature is 25 ℃ or more.The geothermal water of 5 ℃ ~ 10 ℃ in the pipe absorbs the geothermal heat by passing through the geothermal heat exchanger. It becomes a refrigerant of ~ 25 ℃ enters the circulation pump through the geothermal circulation pump, the circulation pump passes the high temperature temperature taken out of the landfill while passing through the compressor, and passes through the expansion valve. The expansion valve may be a throttle valve or a capillary tube.

쓰레기 매립장은 쓰레기의 분해과정에서 발생하는 열로 인하여 지중열이 평균 25℃ 이상에 달한다. 이는 보통 지중열이 평균 15℃인 것에 비하면 상당히 높은 온도로서, 지열시스템은 지중과 파이프내의 냉매와의 열교환 방식에 의해 에너지를 얻는 방식이므로 온도차가 클수록 효율은 커진다. Landfill sites have an average of 25 ° C or higher due to the heat generated during the decomposition of garbage. This is a considerably higher temperature than the average ground heat of 15 ° C. The geothermal system obtains energy by heat exchange between the ground and the refrigerant in the pipe, so the greater the temperature difference, the greater the efficiency.

또한, 쓰레기 매립장은 지열교환기를 지하 깊이 매설할 필요가 없고 천공과정 없이도 지열교환기의 설치가 가능하므로 초기 설치투자비가 획기적으로 감소하므로 경제적이다.In addition, since the landfill does not need to bury the geothermal exchanger deep underground and can be installed without a drilling process, the initial installation investment costs are drastically reduced.

본 고안에서는 유닛을 다수개를 설치하여 각각의 유닛이 냉난방부(70)에 필요한 열원을 모두 각각 제공할 수도 있지만, 냉난방부(70)의 급탕기능과 냉난방기능을 분리하여 각각의 히트펌프가 이를 전담하게 할 수도 있으며, 또한 침출수 처리공정의 가온을 전담하게 할 수도 있다. In the present invention, a plurality of units may be installed so that each unit may provide all the heat sources required for the cooling and heating unit 70, but each heat pump separates the hot water supply function and the heating and cooling function from the cooling and heating unit 70. It may be dedicated, or may also be responsible for warming up the leachate treatment process.

상기 냉난방부(70)는 냉매의 순환을 원활히 하기 위한 순환펌프, 실내 냉난방을 위한 순환펌프, 실내 냉난방을 위한 냉온수탱크, 샤워 및 온수제공을 위한 급탕탱크 등으로 구성할 수 있다.The cooling and heating unit 70 may include a circulation pump for smoothly circulating the refrigerant, a circulation pump for indoor cooling and heating, a cold / hot water tank for indoor cooling and heating, a hot water tank for providing a shower, and hot water.

일반적으로 수요자가 원하는 냉동톤을 얻기 위하여는 대개 여러개의 히트펌프를 사용하는 것이 일반적인바, 종래에는 여러개의 히트펌프시스템을 하나로 보고 지열순환펌프를 하나 설치하고, 시스템을 콘트롤러 하나로 제어하였지만, In general, it is common to use a plurality of heat pumps in order to obtain a desired cooling tone, but in the past, several heat pump systems were considered as one geothermal circulation pump, and the system was controlled by one controller.

본 고안에서는 다수개의 히트펌프(30); 지열을 흡수 또는 지중으로 열을 방출하기 위한 지열교환기(10); 상기 히트펌프(30)와 상기 지열교환기(10)를 연결하는 파이프(11) 내의 지열수를 원활하게 유통시키는 지열순환펌프(20)를 하나의 시스템으로 구성한 N개의 유닛으로 구성하는 것이 핵심이다. In the present invention, a plurality of heat pumps 30; A geothermal heat exchanger (10) for absorbing geothermal heat or releasing heat into the ground; It is essential that the geothermal circulating pump 20 for smoothly circulating the geothermal water in the pipe 11 connecting the heat pump 30 and the geothermal heat exchanger 10 is composed of N units composed of one system.

또한, 본 고안에서는 상술한 바와 같이 상기 유닛을 제어할 수 있는 컨트롤러(40)를 유닛마다 설치를 하는데, 상기와 같이 각 유닛별로 컨트롤러(40)를 설치함으로서 부하에 따른 장비의 순차 및 댓수를 제어 할 수 있다.In addition, in the present invention, as described above, the controller 40 capable of controlling the unit is installed for each unit, and as described above, the controller 40 is installed for each unit to control the sequential and number of equipment according to the load. can do.

댓수제어라 함은 소정의 냉동톤에 도달하기 위하여 작동되어야 하는 유닛수를 제어를 하는 것을 말하며, 순차제어라 함은 소정의 냉동톤을 얻고자 할 경우에 제1유닛이 작동하고, 수차제어라 함은 상기 댓수제어로 소망하는 냉동톤을 달성하고, 시스템이 종료된 후 다시 시스템을 작동시켜야 하는 경우 종전에 작동한 유닛 이후의 유닛을 순차적으로 작동하게 하는 것을 말한다. Number control means controlling the number of units to be operated in order to reach a predetermined freezing tone, and sequential control means that the first unit is operated in order to obtain a predetermined freezing tone, and is called aberration control. Means that the desired control achieves the desired cryogenic tone, and the units after the previously operated unit are operated sequentially when the system is to be operated again after the system is terminated.

상기 순차제어 및 댓수제어에 대한 순서도는 도 4에 도시되어 있는 바, 본 고안에 의한 순차제어 및 댓수제어는 다음과 같은 흐름에 의하여 얻어진다.The flow chart for the sequential control and logarithmic control is shown in Figure 4, the sequential control and logarithmic control according to the present invention is obtained by the following flow.

우선, 소망하는 냉동톤(X)이 입력되면(S1) 제1유닛이 작동하여(S2) 제1유닛에 의하여 발생되는 냉동톤(X1)이 발생된다. First, when the desired freezing tone X is input (S1), the first unit is operated (S2) to generate the freezing tone X1 generated by the first unit.

상기 냉동톤(X1)과 소망하는 냉동톤(X)을 비교하는 단계를 거치게 된다.(S3) 상기 단계에서 제1유닛에 의하여 발생되는 냉동톤(X1)이 소망하는 냉동톤(X) 이상인 경우에는 더 이상의 제2유닛을 작동시키지 않고 제1유닛만 작동하게 되고, 제1유닛에 의하여 발생되는 냉동톤(X1)이 소망하는 냉동톤(X) 이하인 경우에는 제2유닛을 작동시키게 되고(S4), 이 단계에서는 냉동톤(X2)가 발생된다. Comparing the freezing ton (X1) and the desired freezing ton (X). (S3) When the freezing ton (X1) generated by the first unit in the step is more than the desired freezing ton (X). In this case, only the first unit is operated without further operation of the second unit, and when the freezing tone X1 generated by the first unit is less than the desired freezing tone X, the second unit is operated (S4). In this step, the freezing tone (X2) is generated.

상기 제1유닛과 제2유닛으로부터 발생되는 냉동톤의 합과 소망하는 냉동톤을 비교단계를 거치게 된다.(S5) The sum of the frozen tones generated from the first unit and the second unit and the desired frozen tones are subjected to a comparison step.

제1유닛과 제2유닛으로부터 발생되는 냉동톤의 합(X1+X2)이 소망하는 냉동톤(X) 이상인 경우에는 제3유닛이 작동되지 않고, 제1유닛과 제2유닛만 작동하게 되고, 제1유닛과 제2유닛으로부터 발생되는 냉동톤의 합(X1+X2)이 소망하는 냉동톤(X) 이하인 경우에는 제3유닛이 작동하여, 위 과정을 반복하여 나간다.When the sum (X1 + X2) of the freezing tones generated from the first unit and the second unit is equal to or more than the desired freezing tone (X), the third unit is not operated, and only the first unit and the second unit are operated. If the sum of the frozen tones (X1 + X2) generated from the first unit and the second unit is less than or equal to the desired frozen ton (X), the third unit is operated to repeat the above process.

종전의 지열을 이용한 히트펌프시스템에서는 하나의 지열순환펌프를 사용하여 소정의 냉동톤을 얻었으나, 이 경우 소정의 냉동톤에 부하가 미달할 경우에는 지열순환펌프와 히트펌프에서의 전력 손실이 있었고, 또하느 부하변동에 대해 지열순환펌프와 히트펌프 모두가 잦은 기동정지 때문에 기계적 고장의 원인을 제공하였으나, 본 고안에서는 지열순환펌프를 유닛개수 만큼 사용하여 유닛을 순차제어 함과 동시에 댓수제어를 할 수 있어 소망하는 냉동톤을 저렴한 비용으로 얻을 수 있다.In the conventional geothermal heat pump system, a single geothermal circulation pump was used to obtain a predetermined refrigeration tone, but in this case, when the load was under a given refrigeration tone, there was a power loss in the geothermal circulation pump and the heat pump. In addition, the geothermal circulation pump and the heat pump both provide the cause of mechanical failure due to frequent stoppages for the load variation.However, in the present design, the number of units of the geothermal circulation pump can be used to control the number of units and control the number of units simultaneously. It is possible to obtain the desired cryogenic tones at low cost.

또한, 본 고안의 각 유닛과 컨트롤러는 통신라인으로 구성하는 것이 바람직한데, 상기와 같이 통신라인으로 구성함으로서 배관 배선을 획기적으로 줄일 수 있다.In addition, each unit and the controller of the present invention is preferably composed of a communication line, by configuring as a communication line as described above can significantly reduce the piping wiring.

종래에는 전체의 시스템을 하나의 컨트롤러로 제어하는 방식을 취하였으나, 각 유닛별로 컨트롤러를 설치함으로서 각 유닛별 온도 및 전류 등을 감시할 수 있고, 동파현상 및 컴프레셔 등에 문제가 생겼을 경우 경고를 할 수 있고, 각 장비별로 기동정지를 할 수 있고, 유닛별로 연동운전이 가능해지는 장점이 있다.Conventionally, the whole system is controlled by one controller. However, by installing controllers for each unit, temperature and current of each unit can be monitored, and a warning can be given when problems such as freezing phenomenon and compressor occur. And, there is an advantage that can be stopped by each equipment, the interlocking operation is possible for each unit.

또한, 유닛에 설치된 컨트롤러에서 각 유닛별로 이상현상을 감지할 수 있어 유닛별로 수리가 가능하다.In addition, the controller installed in the unit can detect an abnormal phenomenon for each unit, and can be repaired for each unit.

상기 컨트롤러(40) 내부에는 에너지 측정에 따른 에너지 소모량 및 에너지 비용을 계산할 수 있는 프로그램을 내장시키고, 이 프로그램에 의하여 계산된 에너지 소모량 및 에너지 비용을 디스플레이 할 수 있는 엘씨디(70)를 컨트롤러(40) 외부에 설치하게 할 수 있다.The controller 40 has a built-in program that can calculate the energy consumption and energy costs according to the energy measurement, and the LCD 40 that can display the energy consumption and energy costs calculated by the program 40 Can be installed externally.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 쓰레기 매립장을 활용한 지열시스템에 대해 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다. In the above description of the present invention, a geothermal system using a landfill having a specific shape and structure has been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art. It should be interpreted as falling within the protection scope of the present invention.

본 고안은 지열교환기, 지열순환펌프 및 히트펌프를 하나의 유닛으로 하여 부하에 따른 지열순환펌프를 순차적으로 제어할 수 있음과 더불어 댓수를 제어할 수 있게 하여 궁극적으로는 에너지를 절감하게 할 수 있다. The present invention can control the geothermal circulation pump according to the load sequentially by using the geothermal heat exchanger, the geothermal circulation pump, and the heat pump as one unit, and also can control the number of units to ultimately save energy. .

또한, 본 고안은 N개의 유닛으로 이루어진 시스템을 제어하는 N개의 컨트롤러를 설치하여 유닛별 온도 및 전류 등을 감시함과 동시에 이상현상(동파현상, 컴프레셔에 이상현상) 발생시 경보를 발생시킬 수 있고, 각 장비를 유닛별로 기동정지 할 수 있게 하고, 유닛별로 제어됨으로서 여름, 겨울철 절환운전을 용이하게 할 수 있다.In addition, the present invention is installed by installing N controllers to control the system consisting of N units to monitor the temperature and current of each unit, and at the same time can generate an alarm when an abnormal phenomenon (freeze phenomenon, abnormality in the compressor) occurs, Each equipment can be stopped for each unit and controlled by each unit to facilitate summer and winter switching operation.

또한, 상기 컨트롤러 외부에 에너지 소모량 및 에너지 비용등을 표시할 수 있는 표시기를 설치하여 지열을 이용한 히트펌프 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, by installing an indicator that can display the energy consumption and energy costs, etc. outside the controller has the effect of ensuring the reliability of the heat pump system using geothermal.

또한, 상기 시스템을 쓰레기 매립장에 설치함으로서, 초기 설치투자비를 획기적으로 감소시켜 경제적이고 높은 지열을 이용함으로 히트펌프의 효율을 높일 수 있다. In addition, by installing the system in the landfill, it is possible to significantly reduce the initial installation investment cost to increase the efficiency of the heat pump by using economical and high geothermal heat.

도 1 은 종래의 지열을 이용한 히트펌프시스템의 실시도.1 is an embodiment of a heat pump system using a conventional geothermal heat.

도 2 는 본 고안에 의한 지열을 이용한 히트펌프시스템의 실시도.2 is an embodiment of a heat pump system using geothermal heat according to the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 히트펌프시스템을 이용한 전체적인 개념도.3 is an overall conceptual view using the heat pump system shown in FIG.

도 4는 도 1 및 도 3에 의하여 제어되는 상태를 나타낸 개념도.4 is a conceptual diagram illustrating a state controlled by FIGS. 1 and 3.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 지열교환기 11: 파이프10: geothermal heat exchanger 11: pipe

20: 지열순환펌프 30: 히트펌프 20: geothermal circulation pump 30: heat pump

32: 응축기 34: 컴프레셔 32: condenser 34: compressor

36: 팽창밸브 40 : 컨트롤러36: expansion valve 40: controller

50 : 메인컴퓨터 60 : 엘씨디50: main computer 60: LCD

70: 냉난방부70: air conditioning

Claims (8)

냉매를 이용해 고온의 열원을 저온으로 전달하거나 저온의 열원을 고온으로 전달하는 다수개의 히트펌프;와 A plurality of heat pumps that transfer a high temperature heat source to a low temperature or a low temperature heat source by using a refrigerant; and 지열을 흡수 또는 지중으로 열을 방출하기 위한 지열교환기;와A geothermal heat exchanger for absorbing geothermal heat or releasing heat into the ground; and 상기 히트펌프와 상기 지열교환기를 연결하는 파이프 내의 지열수를 원활하게 유통시키는 지열순환펌프를 포함하여 이루어진 지열을 이용한 히트펌프시스템에 있어서,In the heat pump system using a geothermal heat comprising a geothermal circulation pump for smoothly circulating the geothermal water in the pipe connecting the heat pump and the geothermal heat exchanger, 상기 지열교환기, 지열순환펌프 및 히트펌프를 하나의 시스템으로 구성한 N개의 유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템. And a geothermal heat exchanger, a geothermal circulating pump, and a heat pump comprising N units configured as one system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유닛 별 간에는 통신라인으로 구성되어 배관 배선을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템.The heat pump system using geothermal heat characterized in that it is configured as a communication line between each unit can reduce the wiring wiring. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 유닛에는 각 유닛을 유닛별로 제어할 수 있는 N 개의 컨트롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템.The unit is a heat pump system using geothermal heat, characterized in that the N controllers that can control each unit for each unit is installed. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 컨트롤러 내부에 에너지 소모량 및 에너지 비용을 측정할 수 있는 측정기를 구비한 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템.Geothermal heat pump system, characterized in that provided with a measuring instrument for measuring the energy consumption and energy costs inside the controller. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 측정기에 나타난 수치를 디스플레이할 수 있도록 컨트롤러 외부에 전시수단을 더 마련한 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템.Geothermal heat pump system, characterized in that the display means further provided to the outside of the controller to display the numerical value displayed on the measuring device. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 전시수단은 엘씨디인 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템.The exhibition means is a heat pump system using geothermal heat, characterized in that the CD. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 지열교환기는 쓰레기 매립장에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템.The geothermal heat exchanger is a heat pump system using geothermal heat, characterized in that embedded in the landfill. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 지열교환기는 25-40℃ 내에서 열교환되는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 히트펌프시스템.The geothermal heat exchanger is a heat pump system using geothermal heat, characterized in that the heat exchange within 25-40 ℃.
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