KR20070111606A - 지열을 이용한 난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지열을 이용한 난방 시스템에 관한 것으로, 특히 지하 암반층에 형성한 보어홀(borehole : 시추공) 내에 히트 파이프를 설치하고, 히트 파이프에 의해 얻어진 열을 이용하여 열교환 시켜 난방에 이용하도록 하는 것이다.

본 발명은 보어홀 내에 히트 파이프를 내설하되, 히트 파이프와 보어홀 내주벽 사이에 우레탄 발포재로 이루어진 방수 및 단열재를 충진하고, 상기 히트 파이프 상단부에 열교환기를 설치하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

지열을 이용한 난방 시스템{Heating system using the heat of the earth}

도 1은 종래 지열을 이용한 난방시스템 구성도.

도 2는 본 발명의 시스템 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 : 보어홀 2 : 히트 파이프

3. : 방수 및 단열재 4 : 열교환기

본 발명은 지열을 이용한 난방 시스템에 관한 것으로, 특히 지하 암반층에 형성한 보어홀(borehole : 시추공) 내에 히트 파이프를 설치하고, 히트 파이프에 의해 얻어진 열을 이용하여 열교환 시켜 난방에 이용하도록 하는 것이다.

종래, 지열에너지 열교환 시스템은 국내특허 제0576394호가 소개된바 있다.

선출원되어 특허 받은 선행 기술은 도 2에 도시한 바와 같이 보어홀(20)이 지하 암반층에 위치되도록 형성하고, 보어홀(20) 하단부에 있는 지하수를 끌어올리기 위한 양주 파이프(30)와, 상기 양주파이프(30)에 연결되어 상기 열교환장치(40)로 지하수가 유입되게 함과 동시에 열교환 장치로부터 유출되는 지하수를 보어홀의 상단부로 되돌려주는 순환파이프(31)와 상기 보어홀의 상단부로 지하수를 보충시켜주는 보충파이프(32)가 하부에 연결된 보조탱크(50)로 구성되어 있다. 도면중 (33)은 물 공급 파이프이고, 34는 단열재, 60은 에너지교환장치, 70은 양수펌프이다.

이와같은 구성의 선행기술은 열교환장치(40)에 의해 사용된 지하수를 일단 보조탱크(50)에 저장하였다가 보충 파이프(32)에 의해 양수된 지하수량과 누수된 지하수량과 누수된 지하수량 만큼 보어홀(10)에 공급 보충하게 되며, 지하수가 갖고 있던 열 에너지는 열교환 장치(60)에서 교환되고, 교환된 에너지는 건물등의 냉난방용으로 사용된다.

그리고, 상기 에너지 교환장치(60)에서 교환되고, 교환된 에너지는 건물 등의 냉난방으로 사용된다.

그리고, 상기 에너지 교환장치(60)에서 열교환 된 지하수는 다시 순환 파이프(31)를 통해 보어홀의 상단부로 유입 되고, 보어홀 내로 유입된 지하수는 보어홀 하단부로 이동하면서 다시 지하열을 획득하거나 획득한 열을 방출하는 동자을 반복 수행하게 된다.

이와같은 선행기술은 지하수가 가지고 있는 지열을 열교환 시켜 냉난방에 이용하는 점에 있어서는 우수한 열원을 얻는데 효과가 있으나, 양수펌프(70)의 압에 의해 물을 순환시키므로 증발되는 물이나 누수가 발생되고, 이로 인해 물공급 파이프(3)로부터 외부의 물을 공급시켜야 하므로 외부의 물에 의해 지하수가 오염되는 문제점이 지적된다.

본 발명은 지열을 이용한 난방 시스템을 제공함에 있어 환경친화적이고 전력소모를 절감하는 기술적 과제를 가진다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 보어홀 내에 히트 파이프를 내설하되, 히트 파이프와 보어홀 내주벽 사이에 우레탄 발포재로 이루어진 방수 및 단열재를 충진하고, 상기 히트 파이프 상단부에 열교환기를 설치하여 구성함을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 히트 파이프는 잘 알려진 바와 같이 열을 효율적으로 전달하는 장치로서 파이프 한쪽 끝에 열을 가하면 관내의 유체가 증발하여 열 에너지를 가지고 다른 끝으로 이동한다.

보어홀(1)을 지하 암반에 이르기까지 형성하고, 상기 보어홀(1) 내에 히트 파이프(2)를 내설하되, 히트파이프(2)와 보어홀(1) 내주벽 사이에 우레탄 발포재로 이루어진 방수 및 단열재(3)를 충진하고, 상기 히트 파이프(2) 상단부에 열교환기(4)를 설치하여 구성한다.

도면중 4A는 방열핀, 5는 물공급구 6은 열을 가지는 물 배출구이다.

상기에 있어서, 보어홀(1) 하단부의 지하 암반의 지하수 열온도는 대략 50℃~ 100℃ 정도이다.

이와같은 구성의 본 발명은 지하수가 가지는 높은 온도의 열이 히트파이프(2) 하단부에 전달되고, 히트 파이프(2) 내의 유체가 증발하여 열에너지를 가지고 히트파이프(2) 상단부로 이동하고, 히트파이프(2) 외주면의 열을 열교환기(4)의 방열핀(4A)에 의해 방열되어 물공급구(5)로 부터 공급되는 물을 충분히 데우게 되고, 이로 인해 물 배출구(6)측으로 배출되는 물은 지열에서 얻어진 온도 정도의 높은 온도로서 배출되므로 난방에 효율적으로 이용하게 된다.

따라서, 본 발명은 종래와 같이 양수 펌프를 이용하지 않고 히트파이프(2)에 의해 지열을 얻도록 하는 것이어서 소모전력을 절감하면서 에너지를 얻을 수 있고, 지하수를 순환 시키지 않는 것이어서 외부의 물이 지하수에 인입되는 것을 방지하게 되므로 지하수의 오염을 방지하게 된다.

본 발명은 히트 파이프를 이용하여 지열이 가지고 있는 열에너지를 획득하도록 하는 것이어서 전력소모 절감은 물론 지하수 오염이 없는 환경 친화적인 난방 시스템으로서의 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 보어홀(1)을 지하 암반에 이르기까지 형성하고, 상기 보어홀(1) 내에 히트 파이프(2)를 내설하되, 히트파이프(2)와 보어홀(1) 내주벽 사이에 우레탄 발포재로 이루어진 방수 및 단열재(3)를 충진하고, 상기 히트 파이프(2) 상단부에 열교환기(4)를 설치하여 구성함을 특징으로 하는 지열을 이용한 난방 시스템.

Images