KR200487949Y1

KR200487949Y1 - Pipe for exchanging geothermal heat

Info

Publication number: KR200487949Y1
Application number: KR2020170005916U
Authority: KR
Inventors: 민철기; 문선; 김도경; 백태연; 정대교; 김미래; 박성구; 이준석
Original assignee: 주식회사 한국피이엠
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-11-27
Also published as: KR20170004020U

Abstract

지열 교환 파이프가 개시된다.
본 고안의 지열 교환 파이프는, 지중에 매설되어 지열과 열교환 가능하도록 유체 이송관로가 마련된 지열 교환 파이프로서, 직선관 형태의 몸체; 및 상기 몸체의 내주면에 상기 몸체의 길이 방향을 따라 나선형으로 마련되어 내부 유체에 와류를 발생시키는 나선형 리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의할 경우, 몸체 내주면에 나선형 리브를 마련하여 나선형 와류가 발생함에 따른 유체의 체류시간을 증가시킴으로써 유체와 지중 열 간의 충분한 열 교환이 이루어지도록 할 수 있다.A geothermal exchange pipe is disclosed.
The geothermal exchange pipe of the present invention is a geothermal exchange pipe embedded in the ground and provided with a fluid transfer pipe for heat exchange with the geothermal heat. And a spiral rib provided on the inner circumferential surface of the body in a spiral shape along the longitudinal direction of the body to generate a vortex in the inner fluid.
According to the present invention, by providing a helical rib on the inner circumferential surface of the body, the residence time of the fluid due to the occurrence of the spiral vortex is increased, so that sufficient heat exchange can be performed between the fluid and the underground heat.

Description

{PIPE FOR EXCHANGING GEOTHERMAL HEAT}

본 고안은, 지열 교환 파이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수직형 파이프를 따라 유동하는 유체의 파이프 내 체류시간을 증가시키거나 지중 열과의 열 접촉 면적을 증가시켜 유체와 지중 열 간의 충분한 열 교환이 이루어지도록 하는 지열 교환 파이프에 관한 것이다.The present invention relates to a geothermal heat exchange pipe, and more particularly, to a geothermal heat exchange pipe, which increases the residence time of a fluid flowing along a vertical pipe in a pipe or increases a thermal contact area with the underground heat, To the geothermal exchange pipe.

주지하는 바와 같이, 지열 에너지란 지구가 가지고 있는 열에너지를 총칭하나 최근에 지열 에너지는 인간에 의해 발견되고 개발된, 또는 개발될 수 있는 지구의 열을 지칭하는 의미로 자주 쓰인다. 지열의 근원은 지각 및 맨틀을 구성하고 있는 물질 내부의 방사성 동위원소의 붕괴에 의한 것이 약 83%, 맨틀 및 그 하부 열의 방출, 즉 지구가 서서히 식어가는 과정에 의한 것이 약 17%로 알려져 있으며, 지표에서 느껴지는 지열의 약 40%가 지각에 의한 것으로 추정되고 있다. As we all know, geothermal energy is a generic term for earth's thermal energy, but recently geothermal energy is often used to refer to the heat of the earth that can be discovered, developed, or developed by humans. The origin of geothermal heat is about 83% due to the collapse of radioactive isotopes inside the crust and mantle, about 17% due to the release of mantle and its lower heat, It is estimated that about 40% of the geothermal heat in the surface is due to crust.

지열 에너지자원의 활용 기술은 크게 150℃이상의 지열 유체(증기 및 지열수)를 이용한 발전(간접이용) 기술과 이보다 낮은 온도의 지열수를 지역난방 등에 이용하는 직접이용 기술로 나눌 수 있다. 최근에는 깊이 300m 이내의 지반 속에서 비교적 일정한 온도를 유지하는 지열로부터 열을 회수하고 이것을 유효에너지로 변환시켜 건물의 냉난방 및 온수 급탕용 시스템으로 활용하는 지열 냉난방시스템을 따로 분류하기도 한다.Technology for utilizing geothermal energy resources can be classified into power generation (indirect use) technology using geothermal fluid (steam and geothermal water) at 150 ° C or more and direct utilization technology using geothermal water at a lower temperature for district heating. In recent years, geothermal heating and cooling systems, which collect heat from geothermal heat that maintains a relatively constant temperature in the ground within a depth of 300 m and convert it into effective energy and utilize it as a system for heating and cooling the building and for hot water supply, are also classified.

지열 냉난방시스템은 고온의 지열수를 이용하는 지열발전과는 달리 연중 일정한 온도를 유지하는 지하열원(15±5℃)을 이용하여 냉난방, 급탕을 동시에 해결하는 고효율의 환경친화적 시스템으로, 고온성 화산활동이 없는 국내와 같은 지역에서 가장 지열 에너지자원을 효율적으로 사용할 수 있는 방법이다.Unlike geothermal power generation, which uses geothermal water at high temperature, the geothermal heating and cooling system is a highly efficient, environmentally friendly system that solves both heating and cooling simultaneously by using an underground heat source (15 ± 5 ℃) Is the most efficient way to use geothermal energy resources in the same region as Korea.

지열 냉난방시스템은 겨울에는 따뜻한 지중열을 흡수하여 난방하며, 여름에는 차가운 지중으로 실내의 더운 열을 버리는 원리를 이용하며, 지중으로 물을 순환시켜 열을 얻는 방법으로 원하는 온도와 효율을 높이기 위해 지중 열펌프를 사용한다. The geothermal heating and cooling system uses the principle of absorbing the warmest heat in the winter and heating it in the summer and the heat of the room in the cold in the summer. In order to increase the desired temperature and efficiency, Use a heat pump.

한편, 열교환기로 기능하는 열 교환 파이프의 설치 방법에 따라 열교환 시스템은 수직형, 수평형, 지표수형, 지하수형 등으로 분류된다. 특히 수직형의 경우에는 파이프가 지하 약 200m 정도 깊이까지 수직방향으로 매설되며 국내에서 가장 많이 시공되고 있는 형태이다.On the other hand, according to the installation method of the heat exchange pipe serving as the heat exchanger, the heat exchange system is classified into vertical type, horizontal type, surface type, ground type. In case of vertical type, pipe is buried vertically to the depth of about 200m under the ground, and it is the most installed type in Korea.

이러한 수직형 파이프는 보통 직관(直管)으로 제작되는데, 내부를 따라 유동하는 유체가 아무런 장애 없이 곧게 흐르기 때문에 유체의 순환 속도가 너무 빨라 충분한 열교환이 이루어지지 못하므로 열교환 효율이 떨어지는 문제가 있다. 이에 따라 종래에는 열교환 효율의 증대를 위해 지열 냉난방용 열교환 파이프의 시공 깊이를 지하 200m 이상으로 깊게 할 수밖에 없으며, 원자재의 소요 비용도 그만큼 증가하게 되는 문제가 따른다.Such a vertical pipe is generally made of a straight tube. Since the fluid flowing along the inside flows straight without any obstacle, the circulation speed of the fluid is too fast, and sufficient heat exchange can not be performed. Accordingly, conventionally, in order to increase the heat exchange efficiency, the construction depth of the heat exchange pipe for geothermal cooling and heating is inevitably deepened to 200 m or more under the ground, and the cost of the raw material is increased accordingly.

한국 공개특허 제10-2010-0085432호 (2010.07.29 공개)Korean Patent Publication No. 10-2010-0085432 (published on July 29, 2010)

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수직형 파이프를 따라 유동하는 유체의 파이프 내 체류시간을 증가시키거나 지중 열과의 열 접촉 면적을 증가시켜 유체와 지중 열 간의 충분한 열 교환이 이루어지도록 하는 지열 교환 파이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the conventional problems described above and it is an object of the present invention to increase the residence time of a fluid flowing along a vertical pipe in a pipe or increase a thermal contact area with an underground heat, And a plurality of geothermal heat exchanger pipes.

본 고안의 목적은 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 고안의 일 측면에 따르면, 지중에 매설되어 지열과 열교환 가능하도록 유체 이송관로가 마련된 지열 교환 파이프로서, 직선관 형태의 몸체; 및 상기 몸체의 내주면에 상기 몸체의 길이 방향을 따라 나선형으로 마련되어 내부 유체에 와류를 발생시키는 나선형 리브를 포함하는 지열 교환 파이프이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a geothermal exchange pipe having a fluid conveying pipe embedded in the ground and capable of heat exchange with a geothermal heat. And a spiral rib provided on an inner circumferential surface of the body in a spiral shape along the longitudinal direction of the body to generate a vortex in the inner fluid.

상기 나선형 리브는 상기 몸체 내주면의 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수로 마련될 수 있다.The helical ribs may be provided to be spaced from each other along the circumferential direction of the inner circumferential surface of the body.

상기 나선형 리브는, 서로 마주보는 양측면 중 적어도 하나가 상기 몸체의 내주면에 대해 테이퍼지게 마련될 수 있다.The helical ribs may be provided such that at least one of opposite sides of the helical rib is tapered with respect to the inner circumferential surface of the body.

상기 나선형 리브는, 상기 몸체의 내주면에 접하는 일측으로부터 타측으로 갈수록 폭이 점차 증가하도록 마련될 수 있다.The helical rib may be formed so that its width gradually increases from one side contacting the inner circumferential surface of the body to the other side.

상기 나선형 리브는, 상기 몸체의 내주면에 접하는 일측으로부터 타측으로 갈수록 폭이 점차 감소하도록 마련될 수 있다.The helical rib may be formed so that the width gradually decreases from one side contacting the inner circumferential surface of the body to the other side.

상기 몸체의 내주면으로부터 가장 이격된 상기 나선형 리브의 상단부에는 외측으로 절곡된 절곡부가 마련될 수 있다.And an outwardly bent bent portion may be provided at the upper end of the helical ribs which are most distant from the inner circumferential surface of the body.

상기 몸체의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 마련되며, 상기 몸체의 내주면으로부터 상기 몸체의 반경 방향으로 돌출되는 복수의 배리어를 더 포함할 수 있다.And a plurality of barriers spaced apart from each other along the longitudinal direction of the body and protruding from the inner circumferential surface of the body in the radial direction of the body.

상기 복수의 배리어는, 상기 몸체 내에서의 유체 유동 진행방향을 따라 돌출 높이가 점차 증가할 수 있다.The protrusion height of the plurality of barriers may gradually increase along the fluid flow advancing direction in the body.

상기 복수의 배리어의 단부에는 상기 몸체 내에서의 유체 유동 진행방향의 반대 방향을 향해 절곡되는 절곡연결부가 마련될 수 있다.The end portions of the plurality of barriers may be provided with a bending connection portion that is bent in a direction opposite to the fluid flow advance direction in the body.

상기 복수의 배리어는 상기 몸체 내에서의 유체 유동 진행방향의 반대 방향을 향해 경사지게 마련될 수 있다.The plurality of barriers may be inclined toward the direction opposite to the direction of the flow of the fluid in the body.

상기 복수의 배리어는, 상기 몸체 내에서의 유체 유동 진행방향을 따라 상기 경사진 각도가 점차 증가할 수 있다.The inclination angle of the plurality of barriers may gradually increase along the fluid flow advancing direction in the body.

상기 나선형 리브의 피치는 상기 몸체 내경의 1 내지 10배로 마련되고, 상기 나선형 리브의 높이 및 두께는 상기 몸체 두께의 1 내지 5배로 마련될 수 있다.The pitch of the helical ribs may be 1 to 10 times the inner diameter of the body, and the height and thickness of the helical ribs may be 1 to 5 times the thickness of the body.

상기 몸체의 외주면에는 상기 몸체의 길이 방향을 따라 나선형 그루브가 더 마련되되, 상기 나선형 리브가 형성된 위치와 대응하는 위치에 동일한 형상으로 마련될 수 있다.The outer circumferential surface of the body may have a spiral groove along the longitudinal direction of the body, and may have the same shape at a position corresponding to the position where the spiral rib is formed.

상기 나선형 리브가 상기 몸체 내주면의 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수로 마련되고, 상기 나선형 그루브는 상기 몸체 외주면의 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수로 마련되되, 상기 나선형 리브가 형성된 위치와 대응하는 위치에 동일한 형상으로 마련될 수 있다.Wherein a plurality of helical ribs are provided so as to be spaced apart from each other along a circumferential direction of the inner circumferential surface of the body, a plurality of helical grooves are provided so as to be spaced apart from each other along a circumferential direction of the outer circumferential surface of the body, Or the like.

상기 나선형 리브에는 그 양 측면을 관통하도록 복수의 관통공이 마련될 수 있다.The spiral rib may be provided with a plurality of through holes to penetrate both side surfaces thereof.

상기 나선형 리브는, 상기 몸체의 길이 방향을 따라 시계 방향으로 회전하도록 형성되는 제1 영역과 상기 제1 영역과 연결되며 상기 몸체의 길이 방향을 따라 반시계 방향으로 회전하도록 형성되는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 교대로 복수회 반복될 수 있다.The spiral rib includes a first region formed to rotate clockwise along the longitudinal direction of the body and a second region connected to the first region and configured to rotate counterclockwise along the longitudinal direction of the body And the first region and the second region may be alternately repeated a plurality of times.

본 고안에 따르면, 몸체 내주면에 나선형 리브를 마련하여 나선형 와류가 발생함에 따른 유체의 체류시간을 증가시킴으로써 유체와 지중 열 간의 충분한 열 교환이 이루어지도록 할 수 있다.According to the present invention, a spiral rib is provided on the inner circumferential surface of the body to increase the residence time of the fluid as the spiral vortex occurs, thereby enabling sufficient heat exchange between the fluid and the underground heat.

또한, 몸체의 내주면에 그 길이 방향을 따라 서로 이격되게 복수의 배리어를 마련하고, 배리어의 돌출 높이, 몸체 내주면에 대해 기울어진 경사각 등을 파이프의 구간별로 다양하게 변화시켜 파이프의 특정 구간에서 유체 체류시간을 좀 더 증가시킬 수 있다.In addition, a plurality of barriers are provided on the inner circumferential surface of the body so as to be spaced apart from each other along the longitudinal direction, and the protrusion height of the barrier and the inclination angle inclined with respect to the inner circumferential surface of the body are varied in various sections of the pipe, The time can be further increased.

또한, 몸체 외주면에 나선형 리브와 대응하도록 나선형 그루브를 마련함으로써, 파이프의 어느 부분에서라도 유체 측으로 균일하게 열전달이 이루어지도록 할 수 있다.In addition, by providing the helical groove so as to correspond to the helical rib on the outer circumferential surface of the body, heat can be uniformly transferred to the fluid side at any portion of the pipe.

본 고안의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 고안에 따른 지열 교환 파이프가 설치된 상태를 나타내는 상태도이다.
도 2는 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 사시도와 정면도이다.
도 3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프의 또 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 5 및 도 6은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 이용하여 열전달 계수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 고안의 제2 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 고안의 제3 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 고안의 제4 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 사시도이다.1 is a state diagram showing a state in which a geothermal exchange pipe according to the present invention is installed.
2 is a perspective view and a front view showing a geothermal exchange pipe according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing another example of the geothermal heat exchange pipe according to the first embodiment of the present invention.
4 is a front view showing still another example of the geothermal exchange pipe according to the first embodiment of the present invention.
5 and 6 are graphs showing the results of measurement of heat transfer coefficient using the geothermal exchange pipe according to the first embodiment of the present invention.
7 is a sectional view showing a geothermal exchange pipe according to a second embodiment of the present invention.
8 and 9 are sectional views showing a geothermal exchange pipe according to a third embodiment of the present invention.
10 is a perspective view showing a geothermal exchange pipe according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It will be understood, however, that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

본 고안의 바람직한 실시예에 따른 지열 교환 파이프(이하, '파이프'라 함)는, 지중에 매설되어 지열과 열교환 가능하도록 유체 이송관로가 마련되어 유체와 지열과의 열교환이 가능한 직관 형태로 이루어진다.A geothermal exchange pipe (hereinafter, referred to as 'pipe') according to a preferred embodiment of the present invention is formed in the form of an intro duct which is embedded in the ground and is provided with a fluid transfer conduit for heat exchange with the geothermal heat and heat exchange between the fluid and the geothermal heat.

도 1은 본 고안에 따른 지열 교환 파이프가 설치된 상태를 나타내는 상태도이고, 도 2는 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 사시도와 정면도이며, 도 3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프의 다른 예를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프의 또 다른 예를 나타내는 정면도이며, 도 5 및 도 6은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 이용하여 열전달 계수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.2 is a perspective view and a front view showing a geothermal exchange pipe according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a geothermal exchange pipe according to a first embodiment of the present invention 4 is a front view showing still another example of the geothermal heat exchanger pipe according to the first embodiment of the present invention, and Figs. 5 and 6 are cross sectional views showing another embodiment of the geothermal heat exchanger pipe according to the first embodiment And the heat transfer coefficient is measured using a geothermal exchange pipe according to the following formula.

도 1에는 본 고안의 실시예에 따른 파이프(100)를 구비하는 지열 교환장치가 개시되어 있다. 도면을 살펴보면, 지열 교환장치는, 지면과 수직하도록 지중에 매설되어 지상으로부터 공급된 유체의 이송관로로서의 복수의 파이프(100)와, 이러한 복수의 파이프(100)와 각각 연통하고 복수의 파이프(100)를 통과하면서 지열과 열교환된 유체를 지상으로 배출하는 지열 회수 파이프(150)를 포함하고 있다. 도면에서는, 복수의 파이프(100)가 한 다발로 이루어진 경우만 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 다발이 서로 이격되게 복수로 마련되며 각각의 다발이 지열 회수 파이프(150)와 연통하도록 이루어질 수도 있다.1 shows a geothermal exchange apparatus having a pipe 100 according to an embodiment of the present invention. The geothermal exchange apparatus includes a plurality of pipes 100 as a transfer pipe of fluid supplied from the ground and buried in the ground so as to be perpendicular to the ground surface and a plurality of pipes 100 And a geothermal heat recovery pipe 150 for discharging the fluid heat exchanged with the geothermal heat to the ground. Although the plurality of pipes 100 are shown as a single bundle in the drawing, the present invention is not limited thereto, and a plurality of bundles may be provided so as to be spaced apart from each other and each bundle may be configured to communicate with the geothermal heat recovery pipe 150 have.

이하에서는, 본 고안의 특징적인 부분인 파이프(100)를 다양한 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the pipe 100, which is a characteristic part of the present invention, will be described with reference to various embodiments.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 제1 실시예에 따른 파이프(100)는 압출 공정을 통해 제조 가능한 것으로서, 직선관 형태의 몸체(110)와, 몸체(110)의 내주면에 몸체(110)의 길이 방향을 따라 나선형으로 마련되어 내부 유체에 와류를 발생시키는 나선형 리브(120)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the pipe 100 according to the first embodiment of the present invention can be manufactured through an extrusion process. The pipe 110 includes a straight tube-like body 110, a body 110 And a spiral rib 120 provided in a spiral shape along the longitudinal direction of the inner fluid to generate a vortex in the inner fluid.

먼저, 몸체(110)는 외경과 내경을 갖는 직선의 파이프 형상으로 이루어지며 내측 관통로에는 지열과의 열교환을 위한 매체로서 물 등의 유체가 유동하게 된다. 이러한 몸체(110)는 PB, PE, HDPE, ABS, PP, HIPS 등의 재질로 이루어질 수 있다.First, the body 110 has a straight pipe shape having an outer diameter and an inner diameter, and a fluid such as water flows as a medium for heat exchange with the geothermal heat. The body 110 may be made of PB, PE, HDPE, ABS, PP, HIPS, or the like.

다음, 나선형 리브(120)는 몸체(110)의 내주면에 그 길이 방향을 따라 나선형으로 돌출되게 마련된다. 이에 따라, 유체는 몸체(110) 내부를 따라 유동하는 동안 나선형 리브(120)의 형상에 의해 나선형의 와류를 발생하면서 하강하게 된다. 이러한 경우, 유체는 나선형 리브(120)가 마련되지 않은 경우에 비해 상대적으로 몸체(110)의 단위 길이 구간에서 더욱 오랜 시간동안 체류할 수 있게 되고 체류시간 증가에 따라 많은 에너지의 지열 흡수가 가능하게 된다.Next, the helical ribs 120 are provided on the inner circumferential surface of the body 110 so as to protrude spirally along the longitudinal direction thereof. Accordingly, while the fluid flows along the inside of the body 110, the fluid is lowered while generating a spiral vortex due to the shape of the helical ribs 120. In this case, the fluid can stay in the unit length section of the body 110 for a longer time relative to the case where the spiral rib 120 is not provided, and it is possible to absorb a large amount of energy of the geothermal heat do.

또한, 본 실시예는, 유체가 몸체(110) 내에서 몸체(110)의 내주면과 나선형 리브(120)의 외면에 각각 접촉하여 지열과 열 교환이 가능하므로 접촉 면적 증가에 따른 열교환 효율을 증대시킬 수 있게 된다.In this embodiment, since the fluid contacts the inner circumferential surface of the body 110 and the outer surface of the helical rib 120 in the body 110 to exchange heat with the geothermal heat, heat exchange efficiency is increased according to the increase of the contact area .

또한, 파이프(100)가 지면에 대해 수직으로 설치되는 경우 지중에 매설된 토사의 압력에 의해 외형이 변형되는 현상이 발생할 수 있는데, 몸체(110) 내면에 나선형 리브(120)가 일종의 지지살 기능을 함으로써 토사 등에 의한 몸체(110)의 형상 변형을 방지할 수 있다. When the pipe 100 is installed perpendicularly to the ground, the outer shape may be deformed due to the pressure of the gravel embedded in the ground. The spiral rib 120 is formed on the inner surface of the body 110, It is possible to prevent the shape of the body 110 from being deformed by gravel or the like.

여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 나선형 리브(120)는 몸체(110) 내주면의 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수로 마련될 수 있다.3, the plurality of helical ribs 120 may be spaced apart from one another along the circumferential direction of the inner circumferential surface of the body 110. As shown in FIG.

나선형 리브(120)가 전술한 바와 같이 복수로 마련되는 경우, 몸체(110) 내에서의 유체 와류 강도가 더 증가하여 체류 시간증가가 발생할 뿐 아니라, 지열과의 열 교환을 위한 접촉 면적 증가로 인해 열교환 효율이 증가하게 되는 이점이 있다.In the case where the plurality of helical ribs 120 are provided as described above, the fluid eddy current intensity in the body 110 is further increased to cause an increase in residence time, and an increase in contact area for heat exchange with the geothermal heat There is an advantage that the heat exchange efficiency is increased.

본 실시예에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 몸체(110) 내에서의 원활한 유체 유동을 위해, 나선형 리브(120)의 서로 마주보는 양측면 중 적어도 하나가 몸체(110)의 내주면에 대해 테이퍼지게 마련된다.4, at least one of opposite side surfaces of the helical ribs 120 is tapered against the inner circumferential surface of the body 110 in order to smoothly flow the fluid in the body 110, as shown in FIG. .

일 예로, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 나선형 리브(120)는, 몸체(110)의 내주면에 접하는 일측으로부터 타측으로 갈수록 폭이 점차 감소하도록 마련될 수 있다.For example, as shown in Fig. 4 (a), the helical rib 120 may be provided so that its width gradually decreases from one side contacting the inner peripheral surface of the body 110 to the other side.

이와 같은 단면 형상으로 나선형 리브(120)가 마련된 경우, 유체는 나선형 리브(120)의 나선 구조를 따라 유동하는 동안 나선형의 와류를 발생시킬 뿐만 아니라, 나선형 리브(120)의 경사진 제1 측면을 따라 그 반대인 경사진 제2 측면으로도 유동 가능하므로 결국 와류 강도 증가에 따른 몸체(110) 내에서의 체류시간 증가가 발생하여 열교환 효율이 더 증대될 수 있다.When the spiral rib 120 is provided in such a cross-sectional shape, the fluid not only generates a spiral vortex while flowing along the spiral structure of the spiral rib 120, but also causes the inclined first side of the spiral rib 120 Accordingly, the residence time in the body 110 increases with the increase of the vortex intensity, and the heat exchange efficiency can be further increased.

또한, 몸체(110)의 내주면으로부터 가장 이격된 나선형 리브(120)의 상단부에는 외측으로 절곡된 절곡부(121)가 마련될 수 있다. 이러한 절곡부(121)는 나선형 와류가 좀 더 효율적으로 발생가능하도록 나선형 리브(120)의 상단부에서 좌우 양측으로 연장되게 마련되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시예는, 몸체(110)의 중심축 방향을 향해 바라보았을 때, 나선형 리브(120)와 근접하거나 나선형 리브(120)의 좌우 측면과 접하는 상태로 유동하는 유체입자 간의 혼합을 최소화하여 와류 강도를 증대시킬 수 있다.The bent portion 121 may be formed at the upper end of the spiral rib 120, which is the most distant from the inner circumferential surface of the body 110. It is preferable that the bending portion 121 is provided to extend from the upper end of the spiral rib 120 to both the left and right sides so that the spiral vortex can be generated more efficiently. Accordingly, this embodiment minimizes mixing between fluid particles that are in close contact with the helical ribs 120 or in contact with the left and right sides of the helical ribs 120 when viewed in the direction of the central axis of the body 110 The vortex intensity can be increased.

다른 예로, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 나선형 리브(120)는, 몸체(110)의 내주면에 접하는 일측으로부터 타측으로 갈수록 폭이 점차 증가하도록 마련될 수 있다.As another example, as shown in Fig. 4 (b), the spiral rib 120 may be provided so that its width gradually increases from one side contacting the inner circumferential surface of the body 110 to the other side.

이와 같은 단면 형상으로 나선형 리브(120)가 마련된 경우, 유체는 마찬가지로 나선형 리브(120)의 나선 구조를 따라 유동하는 동안 나선형의 와류를 발생시키게 되는데 전술한 바와 유사하게 나선형 리브(120)와 근접하거나 나선형 리브(120)의 좌우 측면과 접하는 상태로 유동하는 유체입자 간의 혼합이 최소화되므로 와류 강도를 더 증대시킬 수 있다. 여기서, 나선형 리브(120)의 상단부에는 전술한 절곡부(121)가 마련될 수 있으며, 이러한 절곡부(121)에 의해 발생하는 이점은 전술한 바와 동일하다.If the spiral ribs 120 are provided in such a cross-sectional shape, the fluid will also generate a spiral vortex while flowing along the spiral structure of the spiral rib 120, similar to that described above, The mixing of the fluid particles flowing in a state of being in contact with the left and right side surfaces of the helical ribs 120 is minimized and the vortex intensity can be further increased. Here, the above-mentioned bending portion 121 may be provided at the upper end of the spiral rib 120, and the advantages generated by the bending portion 121 are the same as described above.

본 고안의 실시예에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 나선형 리브(120)에는 그 양 측면을 관통하도록 복수의 관통공(122)이 더 마련될 수 있다.In the embodiment of the present invention, as shown in Fig. 4, the spiral rib 120 may further include a plurality of through holes 122 to penetrate both sides thereof.

이러한 관통공(122)은, 나선형 리브(120)와 근접하거나 나선형 리브(120)의 좌우 측면과 접하는 상태로 유동하는 유체입자 간의 혼합을 가능하게 하는 일종의 유로로서, 정상적인 나선형 와류에 관통공(122)을 따라 유동하는 유체 흐름이 추가됨으로써 서로 간의 혼합에 의한 유동 방해 효과를 통해 유체 체류시간 증가가 발생하여 열교환 효율이 더 증대될 수 있다.The through hole 122 is a kind of flow path that allows mixing between fluid particles that are in close contact with the spiral rib 120 or in contact with the left and right sides of the spiral rib 120. The through hole 122 The flow residence time is increased through the flow interfering effect caused by mixing with each other, so that heat exchange efficiency can be further increased.

이하에서는, 몸체(110)에 나선형 리브(120)가 한 줄로 마련된 경우와 나선형 리브가 마련되지 않은 일반적인 경우의 열전달 특성 비교를 위한 실험결과를 설명하고자 한다.Hereinafter, experimental results for comparing heat transfer characteristics in a case where a spiral rib 120 is provided in a single row on a body 110 and in a general case where a spiral rib is not provided will be described.

도 5는 나선형 리브(120)의 피치를 50.2mm로 설정한 상태에서 나선형 리브(120)의 높이 및 두께 변화에 따른 열전달 계수를 나타낸 그래프이고, 도 6은 나선형 리브(120)의 높이 및 두께를 4.9mm로 설정한 상태에서 나선형 리브(120)의 피치 변화에 따른 열전달 계수를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the heat transfer coefficient according to the height and thickness of the spiral rib 120 in a state where the pitch of the spiral rib 120 is set to 50.2 mm. And a heat transfer coefficient according to a pitch change of the spiral rib 120 in a state where the pitch of the spiral rib 120 is set to 4.9 mm.

도 5 및 도 6을 살펴보면, 나선형 리브(120)가 마련된 파이프(100)가 비교 대상인 나선형 리브(120)가 마련되지 않은 smooth pipe에 비해 높은 열전달 계수를 나타내는 것을 확인할 수 있다.5 and 6, it can be seen that the pipe 100 provided with the spiral rib 120 has a higher heat transfer coefficient than the smooth pipe without the spiral rib 120 to be compared.

특히, 도 5를 통해 나선형 리브(120)의 높이 및 두께가 피치의 1/5 내지 1/6 수치를 갖는 구간에서 상대적으로 높은 열전달 계수를 나타냄을 확인할 수 있으며, 도 6을 통해서도 마찬가지로 나선형 리브(120)의 피치가 높이 및 두께의 1/20 내지 1/10 수치를 갖는 구간에서 상대적으로 높은 열전달 계수를 나타냄을 확인할 수 있다.In particular, it can be seen from FIG. 5 that the height and thickness of the helical ribs 120 exhibit a relatively high heat transfer coefficient in a section having 1/5 to 1/6 of the pitch, 120) exhibits a relatively high heat transfer coefficient in a section having a height and a thickness of 1/20 to 1/10 of the thickness.

한편, 나선형 리브(120)의 높이 및 두께가 증가할수록 몸체(110) 내에서 발생하는 와류 강도 증가로 인해 몸체(110) 내의 압력강하가 증가하게 되고, 나선형 리브(120)의 피치가 증가할수록 와류 강도 약화로 인해 압력강하가 감소하게 된다. 즉, 나선형 리브(120)의 높이 및 두께와 피치는 압력강하에 대해 서로 반대의 영향을 미치게 된다.As the height and thickness of the spiral rib 120 increase, the pressure drop in the body 110 increases due to the increased vortex intensity occurring in the body 110. As the pitch of the spiral rib 120 increases, The pressure drop is reduced due to the weakening of the strength. That is, the height, thickness, and pitch of the helical ribs 120 have opposing effects on the pressure drop.

본 출원인은 압력강하 및 전술한 열전달 계수 측정 등의 실험을 통해, 나선형 리브(120)의 피치는 몸체(110) 내경의 1 내지 20배로 마련되고, 나선형 리브(120)의 높이 및 두께는 몸체(110) 두께(외면과 내주면 사이의 간격)의 1 내지 5배로 마련되는 경우가 최적화된 결과를 도출할 수 있는 수치임을 확인하였다.The Applicant has found that the pitch of the helical ribs 120 is set to be 1 to 20 times the inner diameter of the body 110 and the height and thickness of the helical ribs 120 can be adjusted 110) thickness (the distance between the outer surface and the inner circumferential surface) is set to be 1 to 5 times, which is an optimum value.

도 7은 본 고안의 제2 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 단면도이다.7 is a sectional view showing a geothermal exchange pipe according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 고안의 제2 실시예에 따른 파이프를 설명하며, 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일 구성에 대해서는 200번대로 시작하는 도면 번호를 사용하기로 한다.Hereinafter, a pipe according to a second embodiment of the present invention will be described, and repetitive description of the construction overlapping with the first embodiment will be omitted, and the same reference numerals beginning with 200 will be used for the same construction.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 고안의 제2 실시예에서, 나선형 리브(220)는, 몸체(210)의 길이 방향을 따라 시계 방향으로 회전하도록 형성되는 제1 영역(A)과, 제1 영역(A)과 연결되며 몸체(210)의 길이 방향을 따라 반시계 방향으로 회전하도록 형성되는 제2 영역(B)을 포함한다. 여기서, '시계 및 반시계 방향'은 작업자가 몸체(210)를 그 중심축 방향으로 바라보았을 때 나선형 와류의 회전 및 나선형 리브(220)의 회전 진행 방향을 의미한다.7, in the second embodiment of the present invention, the helical rib 220 includes a first region A formed to rotate clockwise along the longitudinal direction of the body 210, And a second region B connected to the region A and configured to rotate counterclockwise along the longitudinal direction of the body 210. Here, 'clockwise and counterclockwise' means the rotation of the spiral vortex and the direction of rotation of the spiral rib 220 when the operator looks at the body 210 in the direction of the central axis thereof.

예를 들어, 나선형 리브(220)는 하나의 피치가 마련된 구간, 즉 제1 영역(A)에서는 시계 방향으로 회전하도록 마련되고, 상기 피치와 연결되는 다음 피치가 마련된 구간, 즉 제2 영역(B)에서는 반시계 방향으로 회전하도록 마련된다.For example, the spiral rib 220 is provided so as to rotate in a clockwise direction in a section where one pitch is provided, that is, in the first area A, and a section provided with the next pitch to be connected with the pitch, ) Is provided to rotate counterclockwise.

따라서, 유체는 제1 영역(A)을 지나는 동안 시계 방향으로 회전하게 되고 제2 영역(B)에서는 반대인 시계 반대 방향으로 회전하게 된다. 즉, 제1 영역(A)과 제2 영역(B)의 연결 구간에서 현재 진행 중인 유체의 회전 방향을 반대로 변동시키기 위한 회전력이 발생하게 되며, 이에 따라 연결 구간에서는 더욱 강도 높은 와류가 발생하게 된다. 본 실시예는, 파이프(200)의 특정 부분에서 발생하는 와류 강도를 증가시킴으로써 몸체(210) 내에서의 유체 체류시간을 증가시킬 수 있고 이에 따라 유체와 지열 사이의 열교환 효율을 향상시킬 수 있게 된다.Thus, the fluid rotates clockwise while passing through the first region A and counterclockwise in the second region B. In other words, a rotational force for reversing the rotational direction of the fluid currently in progress is generated in the connection region between the first region A and the second region B, and thus a stronger vortex is generated in the connection region . The present embodiment can increase the fluid retention time in the body 210 by increasing the eddy current intensity occurring in a specific portion of the pipe 200 and thereby improve the heat exchange efficiency between the fluid and the geothermal heat .

도면에서는 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)이 각각 하나씩 마련되어 있는 경우가 도시되었지만 이에 한정되는 것은 아니며 파이프(200) 길이에 대응하여 교대로 복수회 반복되어 형성될 수 있다. Although the first region A and the second region B are provided one by one in the drawing, the present invention is not limited to this, and may be formed by alternately repeating a plurality of times corresponding to the length of the pipe 200.

*도 8 및 도 9는 본 고안의 제3 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 단면도이다.8 and 9 are sectional views showing a geothermal exchange pipe according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 고안의 제3 실시예에 따른 파이프를 설명하며, 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일 구성에 대해서는 300번대로 시작하는 도면 번호를 사용하기로 한다. 또한, 본 고안의 제3 실시예에 따른 파이프는 제2 실시예에서 설명한 내용을 포함하여 마련될 수 있으며 이에 대한 중복 설명은 생략한다.Hereinafter, a pipe according to a third embodiment of the present invention will be described, and repetitive description of the construction overlapping with the first embodiment will be omitted, and the same reference numerals beginning with 300 will be used for the same construction. In addition, the pipe according to the third embodiment of the present invention may be provided including the contents described in the second embodiment, and a duplicate description thereof will be omitted.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 고안의 제3 실시예에 따른 파이프(300)는, 몸체(310)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 마련되며, 몸체(310)의 내주면으로부터 몸체(310)의 반경 방향으로 돌출되는 복수의 배리어(barrier, 330)를 더 포함한다. 여기서, 복수의 배리어(330)는 각각 원판 디스크 형상으로 이루어진다. 이러한 복수의 배리어(330)는 몸체(310) 내에서의 유체 유동압을 허용범위 내로 강하시켜 유체 체류시간을 증가시키기 위한 목적으로 마련된다. 8 and 9, the pipe 300 according to the third embodiment of the present invention is spaced apart from each other along the longitudinal direction of the body 310, 310 which are radially outwardly protruding from the outer circumferential surface. Here, the plurality of barriers 330 are each formed in the shape of a disc. These plurality of barriers 330 are provided for the purpose of increasing the fluid retention time by lowering the fluid flow pressure within the body 310 within an allowable range.

본 실시예에 따른 파이프(300)는 지중에 대략 수십 미터 내지 길게는 수백 미터까지 매설되는데, 지중 깊이에 따른 지중 온도차이가 발생하므로 지중 깊이에 따른 효율적인 지열과의 열교환을 위해 특정 깊이구간에서는 보다 신속하게 유체를 유동시키고 또 다른 특정 깊이구간에서는 상대적으로 유체 체류시간을 더 증가시켜주어야 할 필요가 발생한다.The pipe 300 according to the present embodiment is embedded in the ground up to several hundreds of meters to several hundred meters. Since the ground temperature difference is generated according to the depth of the ground, There is a need to increase the fluid residence time relatively quickly at a certain depth section and to flow the fluid quickly.

이를 위해, 본 고안의 제3 실시예에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 배리어(330)가 몸체(310) 내에서의 유체 유동 진행방향을 따라 돌출 높이가 점차 증가하도록 마련된다.To this end, in the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the plurality of barriers 330 are provided so that the protrusion height gradually increases along the fluid flow advancing direction in the body 310.

부연하자면, 일 예로 여름철의 경우에는 지중으로 깊이 내려갈수록 지중 온도가 점차 낮아지게 형성된다. 이와 같이 상대적으로 낮은 온도를 갖는 지중의 열과 유체와의 상호 열교환 효율을 증대시키기 위해서는, 지중의 깊은 위치에 위치하는 파이프(300) 구간에서 유체의 체류시간을 좀 더 증대시켜야 할 필요가 발생한다. 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 파이프(300) 구간에 따라 배리어(330)의 돌출 높이를 동일하게 적용하지 않고 서로 다르게 적용함으로써, 유체가 파이프(300)의 설치 구간상 하측(즉, 지중 깊이가 깊은 구간)을 유동할 때 상대적으로 긴 체류시간을 가지면서 통과하도록 할 수 있다. 이러한 구조를 적용할 경우, 일 예로 여름철에는 지열과 열교환되어 보다 낮은 온도를 갖는 유체를 획득할 수 있으며, 겨울철에는 지열과 열교환되어 보다 높은 온도를 갖는 유체를 획득할 수 있게 된다.In other words, for example, in the case of summer, the depth of the ground is gradually lowered down to the ground. In order to increase mutual heat exchange efficiency between the heat of the ground and the fluid having a relatively low temperature, it is necessary to further increase the residence time of the fluid in the pipe 300 located at a deep position in the ground. In this embodiment, as described above, by applying the protrusion height of the barrier 330 differently according to the section of the pipe 300, the fluid can be applied to the upper and lower sides of the installation section of the pipe 300 So that it can pass therethrough with a relatively long residence time. When this structure is applied, for example, a fluid having a lower temperature due to heat exchange with the geothermal heat can be obtained in summer, and a fluid having higher temperature can be obtained by heat exchange with the geothermal heat in winter.

또한, 본 실시예에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 배리어(330)의 단부에 몸체(310) 내에서의 유체 유동 진행방향의 반대 방향을 향해 절곡되는 절곡연결부(331)가 마련된다.8, a bending connection portion 331 is provided at the ends of the plurality of barriers 330 and is bent toward the direction opposite to the direction of fluid flow in the body 310 .

이러한 절곡연결부(331)는 배리어(330)와 마찬가지로 유체 유동압을 허용범위 내로 강하시켜 유체 체류시간을 증가시키기 위한 목적으로 마련되는 것으로서, 본 실시예는 절곡연결부(331)를 통해 파이프(300)의 원하는 구간(예로, 지중 깊은 위치에 위치하는 구간)을 통과하는 유체의 유속을 감소시켜 체류시간을 증대시킬 수 있으므로 전술한 바와 마찬가지로 지열과 유체 사이의 열교환 효율을 증대시킬 수 있게 된다.The bending connection portion 331 is provided for the purpose of increasing the fluid retention time by lowering the fluid flow pressure within an allowable range as in the case of the barrier 330. The bending connection portion 331 is formed by connecting the pipe 300 through the bending connection portion 331, It is possible to increase the residence time by decreasing the flow rate of the fluid passing through a desired section of the geothermal fluid (for example, a section located at a deep position in the ground), so that the heat exchange efficiency between the geothermal fluid and the fluid can be increased as described above.

또한, 본 실시예에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 복수의 배리어(330)가 몸체(310) 내에서의 유체 유동 진행방향의 반대 방향을 향해 경사지게 마련되고, 또한 몸체(310) 내에서의 유체 유동 진행방향을 따라 경사진 각도(α)가 점차 증가하도록 마련된다.9, the plurality of barriers 330 are provided so as to be inclined in the direction opposite to the fluid flow advancing direction in the body 310, and the plurality of barriers 330 are provided in the body 310 The inclination angle alpha along the fluid flow advancing direction is gradually increased.

이와 같이, 배리어(330)를 경사지게 형성하고 경사각을 파이프(300) 구간에 따라 변화시킨 구조는 마찬가지로 유체 유동압을 허용범위 내로 강하시켜 유체 체류시간을 증가시키기 위한 목적으로 마련된다.The structure in which the barrier 330 is inclined and the inclination angle is changed along the section of the pipe 300 is also provided for the purpose of increasing the fluid retention time by lowering the fluid flow pressure within the allowable range.

본 실시예는, 배리어(330)의 경사진 구조와 경사각 변화 구조를 통해 파이프(300)의 원하는 구간(예로, 지중 깊은 위치에 위치하는 구간)을 통과하는 유체의 유속을 감소시켜 체류시간을 증대시킬 수 있으므로 전술한 바와 마찬가지로 지열과 유체 사이의 열교환 효율을 증대시킬 수 있게 된다.The present embodiment increases the residence time by reducing the flow rate of the fluid passing through a desired section of the pipe 300 (for example, a section located at a deep position in the ground) through the inclined structure of the barrier 330 and the inclination angle changing structure The heat exchange efficiency between the geothermal heat and the fluid can be increased as described above.

도 10은 본 고안의 제4 실시예에 따른 지열 교환 파이프를 나타내는 사시도이다.10 is a perspective view showing a geothermal exchange pipe according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 고안의 제4 실시예에 따른 파이프를 설명하며, 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일 구성에 대해서는 400번대로 시작하는 도면 번호를 사용하기로 한다. 또한, 본 고안의 제4 실시예에 따른 파이프는 제2 및 제3 실시예에서 설명한 내용을 포함하여 마련될 수 있으며 이에 대한 중복 설명은 생략한다.Hereinafter, a pipe according to a fourth embodiment of the present invention will be described. Repeated explanations of the construction overlapping with the first embodiment will be omitted, and the same reference numerals as those of the 400th embodiment will be used. In addition, the pipe according to the fourth embodiment of the present invention may be provided including the contents described in the second and third embodiments, and a duplicate description thereof will be omitted.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 고안의 제4 실시예에서, 몸체(410)의 외주면에는 몸체(410)의 길이 방향을 따라 나선형 그루브(440)가 더 마련된다. 여기서, 나선형 리브(420)가 형성된 위치와 대응하는 위치에 동일한 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.10, in the fourth embodiment of the present invention, a spiral groove 440 is further formed on the outer circumferential surface of the body 410 along the longitudinal direction of the body 410. As shown in FIG. Here, it is preferable that they are provided in the same shape at positions corresponding to the positions where the helical ribs 420 are formed.

나선형 그루브(440)는 홈 구조로 이루어지는 것으로서, 보다 많은 지중 열이 파이프(400)로 전달되도록 지중의 토사 등과 파이프(400) 사이의 접촉면적을 증가시킬 수 있으며 접촉면적 증가에 따른 열 교환 효율 상승을 유발할 수 있다.The helical grooves 440 are formed in a groove structure so that the contact area between the gravel and the like in the ground and the pipe 400 can be increased so that more underground heat is transmitted to the pipe 400, Lt; / RTI >

여기서, 나선형 그루브(440)가 마련되지 않는다면 나선형 리브(420)가 마련된 부분의 몸체(410) 두께가 나선형 리브(420)가 마련되지 않은 나머지 영역보다 상대적으로 더 두껍게 형성되며, 이러한 두께 증가에 따라 나선형 리브(420)가 마련된 부분은 다른 부분보다 상대적으로 열전달 효율이 감소할 수 밖에 없다.If the helical groove 440 is not provided, the thickness of the body 410 at the portion where the helical rib 420 is provided is formed to be relatively thicker than the remaining region where the helical rib 420 is not provided. The portion where the helical ribs 420 are provided has a relatively lower heat transfer efficiency than the other portions.

본 실시예에서는 나선형 그루브(440)를 나선형 리브(420)가 형성된 위치와 대응하는 위치에 동일한 형상으로 마련함으로써, 파이프(400) 전체 영역에 걸쳐 두께를 균일하게 할 수 있게 되며 이에 따라 파이프(400)의 어느 부분에서라도 유체 측으로 균일하게 열전달이 이루어지도록 할 수 있다. In this embodiment, the spiral grooves 440 are formed in the same shape at positions corresponding to the positions where the helical ribs 420 are formed, so that the thicknesses can be made uniform over the entire area of the pipes 400, So that heat can be uniformly transferred to the fluid side.

또한, 본 고안의 제4 실시예에서, 도면에 도시하지 않았지만 나선형 리브(420)는 몸체(410) 내주면의 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수로 마련되고, 나선형 그루브(440)는 몸체(410) 외주면의 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수로 마련되되, 나선형 리브(420)가 형성된 위치와 대응하는 위치에 동일한 형상으로 마련될 수 있다.In the fourth embodiment of the present invention, although not shown in the drawings, a plurality of helical ribs 420 are provided so as to be spaced apart from each other along the circumferential direction of the inner circumferential surface of the body 410, and the helical groove 440 includes a body 410, And may be provided in the same shape at positions corresponding to the positions where the helical ribs 420 are formed.

이와 같은 구조로 이루어질 경우, 본 실시예는 전술한 바와 마찬가지로 파이프(400) 전체 영역에 걸쳐 두께를 균일하게 할 수 있게 되며 이에 따라 파이프(400)의 어느 부분에서라도 유체 측으로 균일하게 열전달이 이루어지도록 할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예는, 몸체(410) 내에서의 와류 발생 강도를 증가시켜 체류시간 증대에 따른 열교환 효율 상승을 가져올 수 있다. With this structure, the present embodiment is able to uniformize the thickness throughout the entire area of the pipe 400 as described above, so that heat can be uniformly transferred to the fluid side from any portion of the pipe 400 . In addition, the present embodiment can increase the vortex generation intensity in the body 410 and increase the heat exchange efficiency as the residence time increases.

본 고안을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

100: 파이프 120: 나선형 리브
121: 절곡부 122: 관통공
330: 배리어100: pipe 120: spiral rib
121: bending section 122: through hole
330: Barrier

Claims

1. A geothermal exchange pipe embedded in the ground and provided with a fluid conveying pipe for heat exchange with the geothermal heat,
A straight tube-shaped body; A spiral rib provided on the inner circumferential surface of the body in a spiral shape along the longitudinal direction of the body to generate a vortex in the inner fluid; And a plurality of barriers spaced from each other along the longitudinal direction of the body and protruding from the inner circumferential surface of the body in the radial direction of the body,
Wherein the helical ribs are tapered such that at least one of the opposite sides facing each other gradually increases or decreases in width from one side contacting the inner peripheral surface of the body to the other side,
The helical ribs are provided with a plurality of through holes to penetrate both side surfaces thereof,
A bent portion bent outward is provided at an upper end portion of the spiral rib which is most distant from the inner peripheral surface of the body,
Wherein the plurality of barriers are provided such that a protrusion height gradually increases along a fluid flow advancing direction in the body and is inclined toward a direction opposite to a fluid flow advancing direction in the body, The inclined angle along the flow advancing direction gradually increases,
Wherein a spiral groove having a groove structure along a longitudinal direction of the body is further provided on an outer circumferential surface of the body, the spiral groove is provided in the same shape at a position corresponding to a position where the spiral rib is formed,
The spiral rib includes a first region formed to rotate clockwise along a longitudinal direction of the body, and a second region connected to the first region and configured to rotate counterclockwise along a longitudinal direction of the body, Wherein the first region and the second region are alternately repeated a plurality of times.