KR20090099392A - 다용도 결빙 방지 장치 - Google Patents

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KR20090099392A
KR20090099392A KR1020080024603A KR20080024603A KR20090099392A KR 20090099392 A KR20090099392 A KR 20090099392A KR 1020080024603 A KR1020080024603 A KR 1020080024603A KR 20080024603 A KR20080024603 A KR 20080024603A KR 20090099392 A KR20090099392 A KR 20090099392A
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김남운
조휘승
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주식회사 국민에너지
(주)홍인건설
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Abstract

본 발명은 지면이 결빙되는 것을 방지하는 장치에 관한 것이다.
이 같은 본 발명은, 지열이나 공기열 또는 태양열과 같은 자연 에너지를 열원으로 하는 히트펌프 시스템에 연결되는 배관을 도로나 그린 또는 비닐하우스내의 지면에 매설하여 둠으로써, 농작물 재배용 비닐하우스, 골프장, 교량 및 경사도로, 활주로 등의 지면이 결빙되는 것을 방지하고, 이를 통해 골프장의 경우에는 동절기에도 그 이용이 가능하도록 하고, 교량 및 경사도로와 활주로의 경우에는 결빙으로 인한 사고를 방지하며, 비닐하우스의 경우에는 비닐하우스내의 지면 온도를 상승시켜 지면 온도 보상을 위해 내부의 온도를 필요 이상으로 상승시키는데 따른 난방유의 소비량을 줄이면서 대기오염을 예방하며, 하절기에는 방열부를 이용한 급탕열원생산과 방열부를 이용한 냉수 생산 등 복합적으로 활용할 수 있는 시스템으로 경제성과 친환경성을 우선한 것이다.
Figure P1020080024603
지열, 태양열, 공기열, 결빙, 방열부, 배관, 히트파이프

Description

다용도 결빙 방지 장치{freezing prevention device of many purposes}
본 발명은 지면이 결빙되는 것을 방지하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자연에너지(예; 지열, 공기열, 태양열)를 열원으로 하는 히트펌프 시스템을 이용하여 농작물 재배용 비닐하우스내의 바닥면, 골프장의 그린면, 교량 및 경사도로, 활주로 등(이하 지면 이라함)이 동절기에 결빙되는 것을 방지하고, 동절기를 제외한 기타 계절에 방열부를 이용한 급탕용 온수 및 하절기 냉방용 냉수 생산 등 히트펌프를 중심으로 한 다양한 응용기술에 관한 것이다.
일반적으로 농작물 재배용 비닐하우는 동절기에 별도의 난방시설을 설치하여 필요로 하는 농작물을 계절에 관계없이 재배할 수 있도록 한 것이다.
그러나, 상기와 같은 비닐하우스는 비닐로 덮혀진 내부 온도를 농작물 재배가 필요한 온도로 유지시키는 기능만 있을 뿐, 비닐로 덮혀진 하우스내의 지면 온도를 상승시키기 위한 수단은 없는 관계로, 지면에 농작물을 심어야 하는 비닐하우스의 특성상 지면의 온도를 보상하도록 비닐하우스내의 온도를 높이기 위해서는 많은 양의 난방유(예; 등유)를 소비해야 하는 단점이 있다.
또한, 상기와 같은 난방유는 친환경적이지 못해, 이를 과다하게 사용할 경우 대기 오염이 심각해지는 단점이 있다.
한편, 종래 골프장의 그린이나 교량 및 경사도로, 그리고 공항의 활주로 또한 동절기에 눈이나 비에 의해 결빙되는 단점이 있고, 이러한 단점으로 인해 동절기에 야외 골프장은 대부분이 폐장하고, 교량이나 경사도로 또는 공항의 활주로의 경우에는 결빙을 해소하도록 별도의 결빙 해소 장비를 마련하거나 또는 전기열선을 설치하였다.
그러나, 상기와 같이 결빙 해소 장비는 그 유지 관리에 상당한 비용이 소요되고, 상기 전기 열선의 경우에는 전기설비의 규모가 대형화됨에 따라 시공비 및 유지, 보수에 상당한 비용이 소요됨은 물론, 대형차량 등에 의한 도로 변형시 전기열선의 절연파괴, 과열에 의한 단선시 교체비용이 막대하게 소요되는 문제점과 과열에 의한 화재 및 감전사고 등 안전에 문제가 많은 것이 현실이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지열이나 공기열 또는 태양열과 같은 자연 에너지를 열원으로 하는 히트펌프 시스템에 연결되는 배관을 도로나 그린 또는 비닐하우스내의 지면에 매설하여 온수를 순환시키므로서, 농작물 재배용 비닐하우스, 골프장, 교량 및 경사도로, 활주로 등의 지면이 결빙되는 것을 방지하고, 이를 통해 골프장의 경우에는 동절기에도 그 이용이 가능하도록 하고, 교량 및 경사도로와 활주로의 경우에는 결빙으로 인한 사고를 방지하며, 비닐하우스의 경우에는 비닐하우스내의 지면 온도를 상승시켜 지면 온도 보상을 위해 내부의 온도를 필요 이상으로 상승시키는데 따른 난방유의 소비량을 줄이면서 대기오염을 예방할 수 있도록 하는 지면의 결빙 방지 장치를 제공하려는데 주목적이 있으며, 이 설비를 이용하여 하절기에 냉수를 생산하여 냉방을 공급하고 급탕수를 공급할 수 있도록 하여 설비를 다용도로 이용할 수 있도록 하려는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 다용도 결빙 방지 장치는 지면의 결빙방지 또는 지열온도를 상승시키기 위해 지면에 매설되는 열교환용 배관과 온수를 순환시키는 공급, 환수의 순환라인을 포함한 방열부; 상기 방열부에 공급되는 온수를 일정온도로 상승시켜 지면의 결빙을 방지하도록, 열원의 생산(히트펌프), 저장(축열탱크)은 물론 축열온수와 결빙방지용수의 열교환을 위한 열교환장치, 이에 각종 순 환펌프를 포함하는 가열처리부; 상기 가열처리부의 히트펌프 증발열을 공급하기 위한 지열공기열, 또는 태양열의 기초열원을 회수하는 열원공급부; 로 구성된다.
또한, 상기 방열부는 지면에 배관을 매설하여 온수를 순환시키는 온수 직접 순환용 배관형과 히트파이프를 지면에 매설하여 공급의 순환라인으로부터 간접 열교환에 의해 지면온도를 승온시키는 히트파이프형으로 구성되며,
상기 온수 직접 순환용 배관형은 온수 공급의 순환라인과 환수의 순환라인 양단에 병렬구조의 다단 배열구조로 연결되며, 히트파이프형인 경우에는 온수의 공급 순환라인에 히트파이프의 증발부가 연결되도록 설치한다
또한, 상기 가열처리부는 비축열식 직접 가열 방식일 경우 히트펌프와 공급라인에 설치되어 승온된 온수를 공급함에 있어 완충 작용 및 순간 저장기능을 담당하는 버퍼탱크; 를 포함한다.
또한, 상기 히트펌프와 축열탱크는 축열라인을 통해 연결하고, 상기 축열라인에는 축열펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 축열탱크와 열교환기는 방열라인을 통해 연결하고, 상기 방열라인에는 방열펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 히트펌프와 버퍼탱크는 하나의 방열라인으로 연결하고, 또한 상기 히터펌프에는 순환펌프가 설치되는 상기 환수 순환라인이 연결된다.
또한, 상기 환수 순환라인에는 팽창탱크가 설치된다.
또한, 상기 결빙방지용수는 부동액을 주입하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열원공급부는 지중에 열교환 설비를 매설하여 지중으로 부터 상 기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 공급하는 지열처리부를 설치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열원공급부는 대기중으로 부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 공급하는 공기열처리부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열원공급부는 태양열로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 공급하는 태양열 처리부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열원공급부는 대기중으로 부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 공기열 처리부 및, 태양열로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 공급하는 태양열 처리부가 병렬로 연결 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열원공급부는 지중에 열교환 설비를 매설하여 대지로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 공급하는 지열처리부, 대기중으로부터 상기 열원공급부에서 필요한 열량을 회수하여 공급하는 공기열 처리부 및, 태양열로부터 상기 열원공급부에서 필요한 열량을 회수하여 공급하는 태양열 처리부가 병렬로 연결 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와같이 본 발명은, 지열이나 공기열 또는 태양열과 같은 자연 에너지를 열원으로 하는 히트펌프 시스템에 연결되는 배관을 도로나 그린 또는 비닐하우스내의 지면에 매설한 것으로, 이를 통해 농작물 재배용 비닐하우스, 골프장, 교량 및 경사도로, 활주로 등의 지면이 결빙되는 것을 방지하여 결빙으로 인한 차량이나 비행 기의 운행차질을 예방하고, 골프장의 경우에는 동절기에도 그 이용이 가능하도록 하며, 교량 및 경사도로와 활주로의 경우에는 결빙으로 인한 사고를 방지하면서, 비닐하우스에 있어서는 비닐하우스내의 지면 온도를 상승시켜 지면 온도 보상을 위해 내부의 온도를 필요 이상으로 상승시키는데 따른 난방유의 소비량을 줄이고, 또한 대기오염을 예방하는 효과를 얻을 수 있고, 본 설비를 이용하여 하절기에 냉수를 생산하여 냉방을 공급하고 급탕수를 공급할수 있도록 하여 설비를 다용도로 이용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 지면의 결빙방지장치에 대한 개략구성도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지면의 결빙 방지 장치는 방열부(10), 공급 및 환수의 순환라인(L1)(L2), 가열 처리부(20), 그리고 열원공급부(30)를 포함한다.
상기 방열부(10)는 지면(500)에 매설되는 다단 배열 구조의 배관(11)으로, 상기 다단 배열 구조의 배관(11)은 각각 그 양끝단부가 결빙방지용수(부동액)의 순환이 가능하도록 상기 공급 및 환수의 순환라인(L1)(L2)에 연결된다.
상기 공급의 순환라인(L1)은 동절기에 지면(500)의 결빙을 방지하기 위한 일정온도로 승온된 결빙방지용수를 상기 방열부(10)인 배관(11)에 공급하는 것이고, 상기 환수의 순환라인(L2)은 상기 결빙방지용수를 상기 가열처리부(20)로 리턴시키 기 위한 것이다.
상기 가열처리부(20)는 상기 방열부(10)를 일정온도로 상승시켜 지면(500)의 결빙을 방지하도록, 상기 공급 순환라인(L1)을 따라 순환되는 결빙방지용수를 일정온도로 가열하는 것으로, 히트펌프(21), 축열탱크(22), 그리고 열교환기(23)를 포함한다.
상기 히트펌프(21)는 도시하지 않았지만 제어반에 의해 그 동작이 온/오프 되도록 미도시된 통상적인 증발기와 응축기를 포함하는 것으로, 상기 열원공급부(30)로부터 공급되는 열원을 이용하여 순환매체(온수)를 일정온도로 승온시키도록 축열하며, 상기 열원공급부(30)로부터 열원을 공급받도록 상기 열원공급부(30)와 공급 및 리턴의 열원라인(L3)(L4)으로 연결 구성된다.
여기서, 상기 열원라인(L3)(L4)에는 공급 및 리턴헤더(H1)(H2)가 설치되며, 상기 공급헤더(H1)는 물론, 상기 환수의 순환라인(L2)에는 각각 팽창탱크(400)가 설치되며, 상기 팽창팽크(400)는 온도 변화에 의해 팽창,수축시 열원공급라인(L3)과 순환라인(L2)이 변형되는 것을 방지하기 위함이다.
이때, 상기 공급의 열원라인(L3)과 상기 환수 순환라인(L2)에는 각각 순환매체(온수)의 순환과 결빙방지온수의 리턴효율을 높이기 위한 순환펌프(100)가 설치되도록 하였다.
상기 축열탱크(22)는 상기 히트펌프(21)에 의해 축열되는 순환매체를 저장하는 성층화형의 구조물로, 상기 히트펌프(21)와 공급 및 리턴의 축열라인(L5)(L6)으로 연결되고, 상기 리턴의 축열라인(L6)에는 축열펌프(200)가 설치된다.
상기 열교환기(23)는 상기 축열탱크(22)에 축열되어 저장된 순환매체를 공급받아 상기 환수 순환라인(L2)을 통해 리턴되는 결빙방지용수를 일정온도로 승온시켜 상기 공급 순환라인(L1)으로 승온된 결빙방지용수를 재순환시키는 것으로, 일단에는 상기 공급 및 환수의 순환라인(L1)(L2)이 연결되고, 타단은 상기 축열탱크(22)와 공급 및 리턴의 방열라인(L7)(L8)을 통해 연결되며, 상기 공급의 방열라인(L7)에는 방열펌프(300)가 설치된다.
상기 열원공급부(30)는 상기의 결빙방지용수가 일정온도로 가열되도록, 상기 가열처리부에 포함되는 히트펌프(21)에 열원을 제공하는 것으로, 이는 지중에 열교환 설비를 매설하여 대지로부터 상기 가열처리부에 포함되는 히트펌프(21)에서 필요한 열량을 회수한 후 이를 상기 히트펌프(21)로 공급하는 지열공이다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예는 첨부된 도 1에서와 같이, 열원공급부(30)로서 지열공인 지열처리부(31)로부터 발생하는 열원이 공급헤더(H1) 및 열원라인(L3)을 통해 가열처리부(20)에 포함되는 히트펌프(21)로 공급되는 경우, 상기 히트펌프(21)는 제어반의 제어를 받아 축열동작을 수행한다.
이때, 상기 히트펌프(21)는 공급 및 리턴의 축열라인(L5)(L6)을 통해 성층화디퓨저가 설치된 축열탱크(22)와 연결되어 있는 바,
상기 축열탱크(22)의 하측 공간에 온도 저하가 이루어진 상태로 저장되는 순환매체가 축열펌프(200)의 펌핑동작으로 리턴의 축열라인(L6)을 따라 상기 히트펌프(21)로 공급되며, 상기 순환매체는 상기 히트펌프(21)의 축열동작으로부터 일정온도로 승온되고, 상기 승온된 순환매체는 다시 공급의 축열라인(L5)을 통해 상기 축열탱크(22)의 상측 공간에 저장된다.
다음으로, 상기 축열탱크(22)의 상측 공간에 저장되는 승온된 순환매체는 제어반의 제어를 받는 방열펌프(300)의 펌핑동작으로부터 공급의 방열라인(L7)을 통해 열교환기(23)로 공급되는 바,
상기 열교환기(23)의 내부를 통해 상기 승온된 순환매체가 리턴의 방열라인(L8)으로 순환되는 과정에서, 상기 열교환기(23)의 내부로 환수의 순환라인(L2)을 통해 환수되는 결빙방지용수는 열교환되어 일정온도로 승온된 후, 공급의 순환라인(L1)을 통해 지면(500)에 매설된 상태인 방열부(10)의 배관(11)으로 공급된다.
그러면, 상기 배관(11)을 따라 순환되는 승온된 결빙방지용수로부터, 상기 배관(11)이 매설된 지면(500)은 동절기에 그 결빙이 방지되는 것이다.
이때, 상기 지면(500)의 결빙을 방지하도록 열교환이 이루어진 결빙방지용수는 다시 환수의 순환라인(L2)에 설치되어 제어반의 제어를 받는 순환펌프(100)의 펌핑동작으로부터, 상기 열교환기(23)로 환수되고, 상기와 같이 환수되는 결빙방지용수는 다시 상기의 설명과 같이 열교환을 통해 승온된 상태로 상기 배관(11)으로 그 공급이 이루어진다.
여기서, 상기 환수의 순환라인(L2)에는 결빙방지용수의 환수가 이루어질 때, 온도변화에 의한 상기 결빙방지용수의 용적변화에 대응하도록 팽창탱크(400)를 설치하였다.
한편, 도 2는 본 발명의 제 2 실시예로, 이는 가열처리부(20)에 포함되는 축열탱크(22)에 열원공급부(30)인 공기열처리부(32)와 태양열 처리부(33)를 병렬로 연결 구성한 것이다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예는 열원공급부(30)인 공기열처리부(32)와 태양열 처리부(33)를 가열처리부(20)에 포함되는 축열탱크(22)에 병렬로 연결 구성하는 상태에서, 상기 공기열 처리부(32) 또는 태양열 처리부(33)로부터 공급되는 열원으로부터 공급 및 리턴의 열원라인(L3)(L3')(L4)(L4')을 통해 순환이 이루어지는 순환매체를 일정온도로 승온시켜, 상기 축열탱크(22)의 상측에 저장시킨다.
그러면, 상기 축열탱크(22)의 상측 공간에 저장되는 승온된 순환매체는 제어반의 제어를 받는 방열펌프(300)의 펌핑동작으로부터 공급의 방열라인(L7)을 통해 열교환기(23)로 공급되는 바,
상기 열교환기(23)의 내부를 통해 상기 승온된 순환매체가 리턴의 방열라인(L8)으로 순환되는 과정에서, 상기 열교환기(23)의 내부로 환수의 순환라인(L2)을 통해 환수되는 결빙방지용수는 열교환되어 일정온도로 승온된 후, 공급의 순환라인(L1)을 통해 지면(500)에 매설된 상태인 방열부(10)의 배관(11)으로 공급된다.
그러면, 상기 배관(11)을 따라 순환되는 승온된 결빙방지용수로부터, 상기 배관(11)이 매설된 지면(500)은 동절기에 그 결빙이 방지되는 것이다.
이때, 상기 지면(500)의 결빙을 방지하도록 열교환이 이루어진 결빙방지용수는 다시 환수의 순환라인(L2)에 설치되어 제어반(미도시)의 제어를 받는 순환펌프(100)의 펌핑동작으로부터, 상기 열교환기(23)로 환수되고, 상기와 같이 환수되는 결빙방지용수는 다시 상기의 설명과 같이 열교환을 통해 승온된 상태로 상기 배관(11)으로 그 공급이 이루어지는 것이다.
여기서, 상기 공기열처리부(32)와 태양열 처리부(33)를 병렬로 연결 구성하는 것은, 상기 축열탱크(22)의 상측에 승온된 순환매체가 지속적으로 저장될 수 있도록 하기 위함이며, 상기 공기열처리부(32)와 태양열 처리부(33)는 그 동작이 상호 보완하면서 선택적으로 이루어지거나, 또는 동시에 이루어지는 것이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 첨부된 도 3은 본 발명의 제 3 실시예로, 이는 가열처리부(20)를 히트펌프(21)와 버퍼탱크(24)로 구성한 것이다.
즉, 본 발명의 제 3 실시예는 열원공급부(30)인 지열처리부(21)로부터 공급되는 열원을 이용하여 환수 순환라인(L2)을 통해 환수되는 부동액인 결빙방지용수를 일정온도로 승온시키도록 축열동작하는 히트펌프(21), 그리고 상기 히트펌프(21)의 축열동작으로부터 축열된 결빙방지용수를 저장하고, 이를 상기 공급 순환라인(L1)으로 공급하는 버퍼탱크(24)를 포함하는 가열처리부(20)를 구성한 것이다.
이때, 첨부된 도 3에서와 같이, 열원공급부(30)로서 지열공인 지열처리부(31)로부터 발생하는 열원이 공급헤더(H1) 및 열원라인(L3)을 통해 가열처리부(20)에 포함되는 히트펌프(21)로 공급되는 경우, 상기 히트펌프(21)는 제어반의 제어를 받아 축열동작을 수행한다.
이때, 상기 히트펌프(21)는 순환라인(L9)를 통해서는 버퍼탱크(24)와 연결되고, 또 다른 순환라인(L10)을 통해서는 환수의 순환라인(L2)이 연결된 리턴헤더(H4)에 연결되며, 상기 버퍼탱크(24)는 순환라인(L11)을 통해 공급의 순환라 인(L1)이 연결된 공급헤더(H3)에 연결되는 바,
상기 히트펌프(21)의 축열동작시, 상기 순환라인(L10)에 마련되는 순환펌프(100)의 펌핑동작으로부터 환수의 순환라인(L2)→리턴헤더(H4)→순환라인(L10)을 통해 상기 히트펌프(21)로 환수되는 부동액인 결빙방지용수는 상기 히트펌프(21)를 통과하면서 열교환이 이루어져 일정온도로 승온된다.
그리고, 상기와 같이 승온된 결빙방지용수는 다시 순환라인(L9)을 거쳐 버퍼탱크(24)로 저장된후 또 다른 순환라인(L11)과 공급헤더(H3)를 통해 공급의 순환라인(L1)으로 공급이 이루어지는 바,
상기 공급의 순환라인(L1)을 통해 순환되는 결빙방지용수는 지면(500)에 매설된 상태인 방열부(10)의 배관(11)으로 공급되고, 이에따라 상기 배관(11)을 따라 순환되는 승온된 결빙방지용수로부터, 상기 배관(11)이 매설된 지면(500)의 결빙이 방지되는 것이다.
여기서, 외기온도가 영상권일 경우 돌발 적설 및 미세 결빙시 히트펌프(21)를 가동하지 않은 상태로 지열(13℃)만으로 방열부(10)에 직접 순환하는 방식으로 지열순환펌프(100)를 가동하여 순환매체가 순환공급순환라인(L3) 및 바이패스공급관(LS)을 통해 순환공급순환라인(L9)으로 공급되도록 하고, 환수순환라인(L10)을 통해 회수된 순환수는 바이패스 리턴관(LR)으로 순환되도록 가동하였다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하였다.
한편, 도 4는 본 발명의 제 4 실시예로, 이는 열원공급부(30)를 지열처리 부(31)와 공기열처리부(32) 및 태양열 처리부(33)를 병렬로 구성한 것이며, 이는 가열처리부(20)에 포함되는 히트펌프(21)의 축열 효율을 높이기 위함이다.
즉, 상기 지열처리부(31)와 공기열처리부(32) 및 태양열 처리부(33)는 그 동작이 개별적으로 이루어지도록 하거나, 또는 동시에 이루어지도록 하거나, 또는 지열처리부(31)와 공기열처리부(32) 및 태양열 처리부(33) 중에서 복수개를 선택적으로 동작시킴으로써, 상기 히트펌프(21)의 축열에 필요로 하는 열원의 공급효율을 높이고, 이에따라 상기 히트펌프(21)의 축열에 따른 동작효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이하, 본 발명의 제 1,2 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 5는 본 발명의 제 5 실시예로, 이는 지면(500)에 매설되는 방열부(10)를 배관이 아닌 물이나, 메탄올, 아세톤, 나트륨, 수은과 같은 가열매체를 선택적으로 충진시킨 다수개의 히트파이프(13)로 구성한 것이다.
즉, 본 발명의 제 5 실시예는 지면(500)에 매설되는 다수개의 히트파이프(13) 일단에 각각 공급의 순환라인(L1)을 연결시킨 상태에서, 상기 공급의 순환라인(L1)에서 환수의 순환라인(L2)을 분기시킨 후, 상기 공급의 순환라인(L1)과 환수의 순환라인(L2)은 가열처리부(20)에 포함되는 열교환기(23)에 연결하여 폐루프를 이루도록 한 것이다.
이에따라, 본 발명의 제 5 실시예서는 상기 공급의 순환라인(L1)으로 일정온도로 열교환이 이루어지는 결빙방지용수가 공급되어, 상기 결빙방지용수가 다수개 로 이루어진 히트파이프(13)의 일단을 통과할 때마다, 상기 히트파이프(13)는 그 내부에 충진된 가열매체의 가열동작이 이루어지고, 그러면 상기 다수개의 히트파이프(13)가 매설된 지면(500)은 상기 히트파이프(13)에서 발산하는 열기로 인해 결빙이 방지될 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 제 1,2,4 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 6은 본 발명의 제 6 실시예로, 이는 다수개의 히트파이프를 각각 제 1,2 히트파이프(13a)(13b)로 분할 구성한 상태에서, 상기 제 1 히트파이프(13a)는 지면(500)의 일측방향에서 매설하고, 상기 제 2 히트파이프(13b)는 지면(500)의 타측방향에서 매설이 이루어지도록 한 후, 상기 제 1,2 히트파이프(13a)(13b)의 일단에 각각 공급의 순환라인(L1)을 연결하고, 상기 공급의 순환라인(L1)으로부터 환수의 순환라인(L2)을 분기시킨다.
그리고, 상기 공급의 순환라인(L1)과 환수의 순환라인(L2)을 가열처리부(20)에 포함되는 열교환기(23)에 연결하여 폐루프를 이루도록 한 것이다.
그러면, 본 발명의 제 6 실시예도 본 발명의 제 5 실시예에서와 같이 지면(500)에 대한 결빙을 방지시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 히트파이프(13a)(13b)의 배치는 경사면 상측면으로 응축부가 향하도록 하며, 증발부를 경사면 하측부로 설치하여 응축 후 열매체가 증발부로 회수하기 용이하게 설치되도록 하였다.
이하, 본 발명의 제 1,2,4,5 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기 지면(500)에 대한 결빙 방지 장치를 구성하는 본 발명의 제 1 내지 제 6 실시예는 도면으로 도시하지는 않았지만, 결빙방지를 위한 각 구성요소들의 동작이 도로바닥온도센서 및 외기센서(미도시)에 의해 온도가 감지되고 외기온도의 정보가 제어반(미도시)으로 전달됨과 동시에, 상기 제어반이 제어동작을 수행함으로써 가능하게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 제 1 내지 도 6 실시예에 있어, 열원공급부(30)는 지열처리부(31), 공기열 처리부(32), 태양열 처리부(33)를 각각 하나만을 적용할 수도 있지만, 열원공급의 효율성을 높이도록 지열처리부(31)와 공기열처리부(32), 지열처리부(31)와 태양열 처리부(33), 공기열 처리부(32)와 태양열 처리부(33)를 각각 병렬로 연결하여 구성하거나, 다른 한편으로는 지열처리부(31)와 공기열 처리부(32) 및 태양열 처리부(33) 모두는 병렬로 연결하여 구성할 수도 있는 것이다.
이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게된다.
도 1은 다용도 결빙 방지 장치에 대한 본 발명의 제 1 실시예.
도 2는 다용도 결빙 방지 장치에 대한 본 발명의 제 2 실시예.
도 3은 다용도 결빙 방지 장치에 대한 본 발명의 제 3 실시예.
도 4는 다용도 결빙 방지 장치에 대한 본 발명의 제 4 실시예.
도 5는 다용도 결빙 방지 장치에 대한 본 발명의 제 5 실시예.
도 6은 다용도 결빙 방지 장치에 대한 본 발명의 제 6 실시예.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10; 방열부 11, 배관
13; 히트파이프 13a,13b; 제 1,2 히트파이프
20; 가열처리부 21; 히트펌프
22; 축열탱크 23; 열교환기
24; 버퍼탱크 30; 열원공급부
31; 지열처리부 32; 공기열처리부
33; 태양열 처리부 100; 순환펌프
200; 축열펌프 300; 방열펌프
400; 팽창탱크 500; 지면

Claims (15)

  1. 지면의 결빙방지 또는 지열온도를 상승시키기 위해 지면에 매설되는 열교환용 배관과 온수를 순환시키는 공급 및 환수의 순환라인을 포함한 방열부;
    상기 방열부에 공급되는 온수를 일정온도로 상승시켜 지면의 결빙을 방지하도록, 열원의 생산, 저장은 물론 축열온수와 결빙방지용수의 열교환을 위한 열교환장치, 그리고 각종 순환펌프를 포함하는 가열처리부;
    상기 결빙방지용수가 일정온도로 가열되도록 상기 가열처리부에 열원을 제공하는 열원공급부; 를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방열부는,
    상기 가열처리부에 의해 일정온도로 가열되는 결빙방지용수의 순환이 가능하도록 하는 배관을 포함하고, 상기 배관은 공급 및 환수의 순환라인에 양단이 연결되는 다단 배열 구조로 구성하는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 방열부는,
    공급 관에 일정온도로 가열되는 결빙방지용수가 공급시, 상기 결빙방지용수로부터 가열동작이 이루어지도록 가열매체가 저장되는 히트파이프로 구성하는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 히트파이프는 공급 순환라인에 일정온도로 가열되는 결빙방지용수가 공급시 각각 가열동작이 이루어지는 제 1,2 히트파이프로 분할 구성하는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가열처리부는,
    상기 열원공급부로부터 공급되는 열원을 이용하여 순환매체(온수)를 일정온도로 승온시키도록 축열하는 히프펌프;
    상기 히트펌프에 의해 축열되는 순환매체를 저장하는 축열탱크;
    상기 환수 순환라인을 통해 결빙방지용수를 리턴받되, 상기 축열탱크에 축열되어 저장된 순환매체를 공급받아 상기 환수 순환라인을 통해 리턴되는 결빙방지용수를 일정온도로 승온시켜 상기 공급 순환라인으로 재순환시키는 열교환기; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가열처리부는,
    상기 열원공급부로부터 공급되는 열원으로부터 일정온도로 승온되는 순환매체(온수)를 저장하는 축열탱크; 및,
    상기 환수 순환라인을 통해 결빙방지용수를 리턴받되, 상기 축열탱크에 축열되어 저장된 순환매체를 공급받아 상기 환수 순환라인을 통해 리턴되는 결빙방지용수를 일정온도로 승온시켜 상기 공급 순환라인으로 재순환시키는 열교환기; 를 포 함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 가열처리부는,
    상기 열원공급부로부터 공급되는 열원을 이용하여 상기 환수 순환라인을 통해 환수되는 결빙방지용수를 일정온도로 승온시키도록 축열동작하는 히트펌프;
    상기 히트펌프의 축열동작으로부터 축열된 결빙방지용수를 저장하고, 이를 상기 공급 순환라인으로 공급하는 버퍼탱크; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는 지중에 열교환 설비를 매설하여 대지로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 지열처리부인 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는 대기중으로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 공기열 처리부인 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는 태양열로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 태양열 처리부인 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는,
    대기중으로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 공기열 처리부 및, 태양열로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 태양열 처리부가 병렬로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는,
    지중에 열교환 설비를 매설하여 대지로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 지열처리부 및, 대기중으로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 공기열 처리부가 병렬로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는,
    지중에 열교환 설비를 매설하여 대지로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 지열처리부 및, 태양열로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 태양열 처리부가 병렬로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는,
    지중에 열교환 설비를 매설하여 대지로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 지열처리부, 대기중으로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 공기열 처리부 및, 태양열로부터 상기 가열처리부에서 필요한 열량을 회수하여 상기 가열처리부로 공급하는 태양열 처리부가 병렬로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 가열처리부의 가동이 없는 상태에서, 상기 열원공급부로부터 발생하는 열원을 직접 방열부로 순환시켜 결빙을 방지하는 것을 특징으로 하는 다용도 결빙 방지 장치.
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