KR20100084603A

KR20100084603A - 유수의 열 추출 장치

Info

Publication number: KR20100084603A
Application number: KR1020097013747A
Authority: KR
Inventors: 우어스 스투데르
Original assignee: 주식회사 휴다임건축사사무소
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2010-07-27
Also published as: WO2010031193A1; CA2737359A1; CN102203536A; KR101176833B1; EP2329211A1; EP2329211B1

Abstract

본 발명은 관 내에 흐르는 액체로부터 열을 추출하기 위한 장치(1)에 관한 것이다. 본원의 장치는 관 내에 흐르는 액체와 직접 접촉하는 적어도 하나의 열 교환기(2.1, 2.2, 2.3)를 포함한다. 열 교환기는 순환하는 열 교환 매체를 포함하는 용기(5)뿐 아니라, 열 펌프로부터 열 교환 매체를 공급하거나, 그 열 펌프로 열 교환 매체를 배출하는 열 교환 매체용 공급 및 배출 라인들(8)을 형성한다. 열 교환기는, 열 교환기 자체에 의해 형성되는 열 교환면이 관의 관 내부(3)를 둘러싸는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

관, 액체, 열 교환기, 열 교환 매체, 용기, 열 펌프, 공급 및 배출 라인, 열 교환면.

Description

유수의 열 추출 장치{INSTALLATION FOR EXTRACTING A HEAT FROM FLOWING WATER}

본 발명은 열 교환 매체를 이용하여 산업 시설에서, 흐르는 액체, 예컨대 폐수 또는 냉각수로부터 열을 추출하거나, 또는 그 흐르는 액체에 열을 방출하기 위한 장치에 관한 것이다.

열 교환 매체에 전달되는 열은, 그 열 교환 매체에 뒤이어, 열 펌프에 의해 추출되어, 건물 난방, 온수 처리 등을 위해 이용된다(또는 앞서 설명한 열 펌프와 반대 방향으로 작동되는 열 펌프에 의해 열 교환 매체로 열이 공급되고, 그에 이어서 열은 흐르는 액체로 방출되며, 그에 따라 열 펌프는 건물을 냉방하기 위해 이용될 수 있다. 상황에 따라 시스템은 각각 작동 상태에 따라 두 기능(냉방/난방)을 동시에 할 수 있다).

상기와 같은 장치는 예컨대 유럽 공개 공보 1 591 740과 독일 특허 공보 197 19 311로부터 공지되었다.

상기 공보에서 공개된 접근법들은 수많은 상황에서 경제적인 것으로서 입증되었다. 그러나 위의 예의 경우에는, 폐수관 내 열교환기를 설치하는 비용이 너무 높고, 혹은/동시에 효율은 너무 낮았다. 이런 상황에 대한 실례로, 압력관 내에서 흐르는 폐수(또는 압력관 내에서 흐르는 또 다른 액체)로부터 열을 추출하는 경우이다. 상기 압력관들은 예컨대 비교적 평평하고 충분한 경사가 없는 그런 지역에서 자주 사용된다. 또한, 압력관들은 하수 처리장의 폐기/통합과 관련하여 사용된다. 이때 그 폐기/통합을 바탕으로 폐수는 폐기된 하수 처리장의 장소로부터 상대적으로 더욱 높은 용량을 갖는 또 다른 하수 처리장의 장소로 이동되는데, 이는 펌프를 이용하여야 하며, 따라서 압력관들이 사용되게 된다. 압력관들의 또 다른 응용은 예컨대 냉각수를 필요로 하는 산업 시설이다.

비록 상기와 같은 특수한 전제 조건이 없다고 하더라도, 효율이 높다면 더욱 바람직할 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 폐수 또는 냉각수 또는 그 외 액체로부터 열을 추출하기 위한 (또는 그 액체들에 열을 방출하기 위한) 장치에 있어서, 종래 기술의 단점들을 극복하고, 특히 효율 및 설치 비용과 관련하여, 특히 특수한 응용과 관련하여 개량된 상기 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 관점에 따라, 관 내에 흐르는 액체로부터 열을 추출하고, 그리고/또는 그 액체에 열을 방출하기 위한 장치를 이용할 수 있되, 이 장치는 순환하는 열 교환 매체를 포함하는 적어도 하나의 용기뿐 아니라, 열 펌프로부터 열 교환 매체를 공급하거나, 또는 그 열 펌프로 열 교환 매체를 배출하는 열 교환 매체용 공급 및 배출 라인들을 보유하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함하며, 이 적어도 하나의 열 교환기는, 자신에 의해 형성되는 열 교환면이 관 내부를 둘러싸면서 그 관 내부에서 흐르는 액체와 직접 접촉할 수 있도록 형성된다.

여기서 열 교환면이 관을 둘러싼다는 것은 열 교환기가 관의 둘레를 따라 틈새 없이 제공되어야 하는 것을 의미하지는 않는다. 오히려, 이것은 열 교환면이 하부 및 상부에 있다는 것이며, 다시 말하면 둘레의 절반 이상을 덮는 것을 의미한다. 다소 더욱 일반적으로 형식화하면, 다음과 같은 의미가 존재할 수 있다. 열 교환기 영역에서 열 교환면은 중력 축을 포함하는 각각 표면의 양측에서 연장된다. 바람직하게는 상기 열 교환기 영역에서 둘레의 열 교환면이 없는 부분은 예컨대 그 합이 최대 약 150°이며, 최대 90°이거나, 심지어는 최대 약 60° 또는 그 이하이며, 다시 말하면 열 교환면에 의해 덮이는 전체 방위각 영역은 바람직하게는 적어도 210°이며, 적어도 270°이거나, 또는 적어도 300°이다.

이처럼 비교적 간단한 조치를 통해, 효율은 종래 기술에 비해 대폭 증가한다.

바람직하게는 열 교환기는, 각각 방위각 영역을 덮으면서 축방향에서는 소정의 길이에 걸쳐, 예컨대 0.5m 내지 4m에 걸쳐 연장되는 다수의 세그먼트를 포함한다. 관 내부를 함께 둘러싸는 세그먼트의 개수는 바람직하게는 2와 4 사이이며, 예컨대 3이다.

방위각 영역을 덮는 다수의 세그먼트의 제공은 특히 조립과 관련하여 바람직하다. 세그먼트들은 각각 별도로 제조되고 운반되어 현장에서 관을 둘러싸는 열 교환기에 조립되고, 그리고/또는 지지관에 장착될 수 있다. 세그먼트들의 조립은 용접을 이용할 수도 있다.

마찬가지로 바람직하게는 열 교환기의 표면은 원형으로 연장되는 관을 형성하며, 다시 말하면, 열 교환기 자체가 관을 형성한다.

만일 상기와 같이 열 교환기에 의해 형성되는 관이 다수의 세그먼트로 구성된다면, 그 세그먼트들은 축방향으로 연장되는 선에 따라 용접하거나, 또는 경우에 따라 접착하거나, 또는 납땜하거나, 또는 그 외 기밀하게 서로 맞대어 이을 수 있다.

매우 특히 바람직하게는 열 교환기에 형성되는 상기 관(이하에서는 "열 교환기 관"으로 칭함)은, 완전한 폐수관을 형성할 정도로, 다시 말하면 열 교환기를 둘러싸는 추가의 관이 필요하지 않을 정도로 기계적으로 안정적인 특성을 나타낸다.

이와 같은 바람직한 접근법은 2가지 우수한 장점이 있다. 첫 번째 장점은, 본질적인 폐수관을 절약하는 것이며, 이는 제조 비용을 대폭 감소시킨다. 두 번째 장점은 관 내 열 교환기의 조립 공정을 절약하는 것이며, 이도 역시 비용과 관련하여 바람직하다.

열 교환기는, 열 교환기 관이 여기서는 상기 관 중 '외부' 관을 형성하도록 구성될 수 있고, 다시 말하면 열 교환 매체가 열 교환기에 의해 형성된 관의 내부에서 흐르게 된다. 대체되는 실시예에 따라, 특히 얇은 관, 다시 말하면 적은 횡단면을 구비하는 관에 적합한 방식으로, 열 교환기 관은 '내부 관'일 수도 있으며, 그럼으로써 열 교환 매체는 관 외부에서 흐르게 된다. 이런 경우 관의 벽 두께는 바람직하게는 관을 통과하는 열 전달이 충분히 우수하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 너무 두껍게 형성되지는 않는다.

열 교환기 관이 상대적으로 얇은 실시예에 따라, 기계적인 보강을 위해, 예컨대 플라스틱 관으로서 지지관이 제공될 수도 있다. 열 교환기 자체가 원형 관을 형성함으로써, 지지관과 열교환기 사이에 밀봉은 필요하지 않으며, 이는 제조 시에 더욱 경제적이며, 작동 시에는 더욱 다루기가 용이해진다.

그 외에도 본 발명의 제1 관점에 따른 장치는 바람직하게는 다수의 열 교환기 유닛들에 열 교환 매체를 병렬로 공급하기 위한 공급관들을 포함한다. 열 교환기 유닛들 각각은 제1 공급관과 연결된 열 교환 매체 유입구와, 제2 공급관과 연결된 열 교환 매체 유출구와, 이 유입구 및 유출구 사이의 열 교환 매체 경로를 포함한다. 이 열 교환 매체 경로는 예컨대 열 교환 매체용 채널들에 의해, 또는 배플판들(baffle plate) 등에 의해 범위 한정될 수 있고, 일반적으로 관 내부의 액체(폐수 등)로부터 열 교환 매체로 가능한 한 높은 열 전달이 보장될 수 있도록 형성되고, 다시 말하면 열 교환 매체가 이동하게 될 경로는 열 교환면 중 가능한 한 많은 영역을 점유해야 한다.

공급관들은 바람직한 실시예에 따라 관의 상부에 배치된다. 왜냐하면, 열 교환기의 순환은 중요한 주제일 수 있으며, 그런 순환은 공급관들이 본질적인 열 교환기 상부에 있을 때 더욱 간단하게 제공될 수 있는 것으로 확인되었기 때문이다.

언급했듯이 병렬로 매체를 공급받는 열 교환기 유닛들은 예컨대 소정의 길이 구간에서 앞서 이미 언급한 세그먼트들에 상응할 수 있다.

다시 말해 본 발명의 추가의 바람직한 컨셉은, 관 내부에서 흐르는 액체로부터 열을 추출하기 위한 (그리고/또는 그 액체에 열을 방출하기 위한) 장치에 있어서, 병렬로 열 교환 매체를 공급받는 다수의 열 교환기 세그먼트를 포함하는 상기 장치를 제공하는 것에 있다. 이와 관련하여 열 교환기 세그먼트들은 관의 서로 다른 방위각 영역을 둘러싸고, 다시 말하면 외주선에 따라 분포되되, 이런 상황은 관 방향(축방향)으로 연속해서 배치되는 열 교환기 유닛들에 병렬로 매체를 공급하는 공지된 방법에 반대로 형성되거나, 또는 그에 추가될 수 있다.

전체적으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 다수의 세그먼트로 구성될 수 있으며, 그 세그먼트들 중에 바람직하게는 2-4개의 세그먼트 그룹이 공동으로 관의 일측 (축방향) 영역을 둘러싸되, 상기와 같은 세그먼트 그룹 다수가 축방향으로 연속해서 배치되며, 그리고 그 세그먼트들 각각은 병렬로 열 교환 매체를 공급받는다.

이런 접근법은 특히 조립과 관련하여 특히 바람직하고, 사전 제조된 열 교환기 세그먼트들을 이용한 조립을 실시할 수 있되, 그 열 교환기 세그먼트들은 그룹 단위로 관을 둘러싸는 (축방향) 영역에 조립되거나, 또는 지지관에 장착되며, 그에 이어서 상기와 같은 적어도 하나의 추가 축방향 영역이 조립/장착되고, 제1 축방향 영역에 부착된다. 최종적으로 모든 세그먼트는 공급관들에 연결되게 된다.

본 발명의 제2 관점은 열 전달 자체에 관한 것이다. 이런 제2 관점은 제1 관점과 무관하게, 관을 둘러싸는 구조를 포함하는 것이 아니라, 예컨대 독일 공보 DE 197 19 311과 유럽 공보 1 591 740에서 개시되는 바와 같이 관을 포함하는 구조가 나타나는 대신 보통 콘크리트로 되어 있는 하수관에 설치되는 열교환장치에 적용될 수 있다.

이런 제2 관점에 따라, 관 내부에서 흐르는 액체로부터 열을 추출하고, 그리고/또는 그 액체에 열을 방출하기 위한 장치에 있어서, 이 장치는 순환하는 열 교환 매체를 포함하는 적어도 하나의 용기와, 열 펌프로부터 열 교환 매체를 공급하거나, 또는 그 열 펌프로 열 교환 매체를 배출하기 위한 열 교환 매체용 공급 및 배출 라인들을 구비하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함하되, 열 교환기는 적어도 부분적으로, 예컨대 적어도 열 교환면의 영역에서, 그리고 바람직하게는 전체가 페라이트 강으로 제조되는, 상기 장치가 제공된다.

왜냐하면, 놀랍게도, 자체 자기 특성을 바탕으로 지금까지 특히 유도 가열 조리기용 냄비 및 프라이팬용으로 공지되었던 페라이트 강은 폐수로부터 열을 추출하기 위한 열 교환기 재료로서 매우 적합하다는 사실이 확인되었기 때문이다. 지금까지 페라이트 강은 본원과 같은 응용에 대해 부적합한 것으로서 간주하여 왔다. 왜냐하면, 그 페라이트 강은 상대적으로 연질이면서 쉽게 부식될 수 있는 것으로서 간주하였기 때문이다. 그러나 확인된 바에 따르면, 크롬과, 경우에 따라서는 몰리브데늄과 같은 또 다른 재료의 함량이 그에 상응하게 충분히 포함될 시에, 일반적으로 니켈이 함유되어 있지 않거나, 또는 극미한 함량으로 포함되어 있음에도, 내마모성 및 내부식성은 충분하게 제공되며, 또한 페라이트 강은 부식 특성과 관련하여 매우 요건이 까다로운 응용에 적합하다. 그 외에도 열 전도 특성은 매우 바람직한 것으로 입증되었으며, 용접성 역시도 우수하다.

특히 바람직하게는 페라이트 강의 크롬 함량은 적어도 12%이거나, 적어도 14%이거나, 예컨대 15%와 32% 사이이며, 특히 바람직하게는 추가로 페라이트 강의 몰리브데늄 함량은 적어도 0.5%(예컨대 0.5%와 5% 사이, 특히 바람직하게는 0.5%와 2% 사이)이다.

적합한 페라이트 강에 대한 실례는 1% Si, 1% Mn, 17.5~19.5% Cr, 1.75~25% Mo 및 흔적량의 C, N, Ti, P, Nb뿐 아니라, 최대 1% Ni를 함유하는 강 1.4521 (444)(아르세롤; Arcelor)이다.

폐수 또는 그 외 가능한 한 부식성이 있는 액체로부터 열을 추출하기 위한 열 교환기 시스템을 위한 (선행 기술로부터 공지된 바와 같은 오스테나이트 강 대신) 페라이트 강의 이용은, 폐수와 열 교환기를 직접 접촉시키는 접근법과 조합될 때 특히 바람직하다. 마찬가지로 바람직하게는, 우수한 용접성을 바탕으로, 상호 간에 용접된 다수의 열 교환기 부재로 열 교환기를 구성하는 접근법과의 조합을 가능하게 한다.

다음에서는 본 발명의 실시예가 도면에 따라 더욱 상세하게 설명된다. 동일하거나 유사한 부재는 동일한 도면 부호로 표시된다.

도 1은 압력관을 형성하는 열 교환기 장치를 관 축에 대해 수직으로 절단하여 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1에서와 같은 열 교환기의 구조를 전개하여 도시한 개략도이다.

도 3은, 마찬가지로 축방향으로 연속해서 배치되는 다수의 열 교환기 세그먼트 그룹을 포함하는 장치에 있어서, 각각의 세그먼트는 공급관들에 의해 열 교환기 액체를 병렬로 공급받는, 상기 장치를 도시한 개략도이다.

도 4는 도 3에 대체되는 열 교환기 장치의 실시예를 도시한 단면도이다.

도 5는 추가의 대체되는 실시예를 도시한 단면도이다.

도 1에 따른 열 교환기 장치는 3개의 열 교환기 세그먼트(2.1, 2.2, 2.3)를 포함하고, 이 세그먼트 모두는 관 내부(3)를 둘러싼다. 세그먼트들은 축방향으로 연장되는 용접 솔기(4)에 따라 용접되면서, 함께 압력관으로서 기능하는 열 교환기 관을 형성한다. 작동 상태일 때 관 내부(3)는 일반적으로 액체로, 예컨대 폐수나, 냉각수나, 또는 임의의 액체로 완전하게 채워진다.

열 교환기 관의 내부에서는 열 교환기 세그먼트들(2.1, 2.2, 2.3)이 각각 용기(5)를 형성하고, 이 용기 내부에서 열 교환 매체가 순환한다. 본 실시예의 경우, 용기는 2개의 평행한 열 교환기 판(6.1, 6.2) 사이에 형성되며, 이 판들 중 외부 판(6.1)은 바람직하게는 상대적으로 더욱 두꺼운 재료 두께를 보유한다. 또한, 외부 판(6.1)은 열 교환기 세그먼트들과 함께 열 교환기 관을 형성한다. 배플판으로서 기능하는 웨브들(6.3)을 바탕으로, 용기(5)는 나란하게 위치하는 일련의 채널들을 형성한다. 이 채널들은 차례로 열 교환 매체에 의해 관류되며, 이는 다음에서 도 2에 따라 더욱 상세하게 설명된다. 열 교환 매체 공급을 위해 공급관들(7.2, 7.2, 7.3)이 제공된다. 따라서 열 교환 매체는 공급 및 배출 라인들(8)을 통해 공급용 공급관(7.2)으로부터 용기(5)로 공급되거나, 또는 용기로부터 다시 배출용 공급관(7.3)으로 배출된다. 도 1에 따른 관점에서, 각각 2개의 공급 및 배출 라인(8)이 직접적으로 연속해서 도시되어 있기 때문에, 도 1에서는 어떤 공급 및 배출 라인(8)이 어떤 세그먼트(2.1)로 이어져 있는지를 확인할 수 없다. 그러나 개념상 그에 상응하는 구성에 대한 실례는 다음에서 도 3에 따라 설명된다.

열 교환기 세그먼트들의 재료는 예컨대 스테인리스강이며, 특히 앞서 언급한 페라이트 형식의 스테인리스강이거나, 또는 오스테나이트 강이기도 하다. 열 교환면을 형성하는 내부 판(6.2)의 두께는 예컨대 1.5㎜와 5㎜ 사이이며, 바람직하게는 2㎜와 4㎜ 사이이며, 외부 판(6.1)의 두께는 각각 관의 크기와 달성할 압력 강도에 따라 3㎜와 9㎜ 사이이다. 웨브(6.3)의 벽 두께는 오히려 비임계의 값이며, 예컨대 1㎜와 4㎜ 사이일 수 있다. 외부 판, 내부 판, 그리고 웨브는 예컨대 동일한 재료로 제조되거나, 또는 서로 결합될 수 있는 다양한 재료로 제조된다.

도 2는 도 1에 따른 열 교환기의 구조를 전개하여 개략적으로 도시하고 있다. 도 2에서 외부 가장자리들은 본원에서 선택한 설명에 따라 도 1에서 하부에 도시한 용접 솔기(4)에 상응한다. 도시된 바로부터 알 수 있듯이, 웨브들(6.3)은 각각의 열 교환기 세그먼트 내에 열 교환 매체를 위한 곡류형(meander) 경로가 제공되는 방식으로 배치된다.

도 3은 연이어 배치되는 다수의 열 교환기 세그먼트 그룹을 포함하는 장치를 도시하고 있다. 도시한 실시예에 따르면, 상기 그룹은 3개가 도시되어 있다. 다시 말하면 총 9개의 열 교환기 세그먼트가 도시되어 있다. 물론 도 3에 도시된 바에 따라 다소의 열 교환기 세그먼트를 포함하는 열 교환기 장치도 실현할 수 있다.

공급관들(7.1, 7.2, 7.3)은 공지된 티클만(Tichelmann) 시스템에 따라 배치 되는데, 다시 말하면 제1 공급관(7.1)은 열 펌프로부터 가장 멀리 떨어진 장소로 열 교환 매체를 공급하는 역할을 하며, 그리고 공급 및 배출용 공급관들(7.2, 7.3) 내로는 열 교환 매체가 병렬로 유입된다(티클만 시스템은 정 반대로 유사하게 실현된다).

도 3에 도시한 화살표들은 열 교환 매체의 흐름 방향을 나타낸다. 폐수(또는 그 외 액체)의 흐름 방향(F)도 도시되어 있다. 액체는 방향(F) 대신에 그 반대 방향(F')으로 흐를 수도 있다.

도에서 알 수 있듯이, 관 내부를 둘러싸는 3개의 열 교환기 세그먼트를 바탕으로, 적어도 하나의 공급 및 배출 라인은 교차되어야 한다. 이는 가용한 자유도를 바탕으로 즉시 실현할 수 있다. 기본적으로 대체되는 실시예에 따라 관 하부에서 공급 또는 배출 라인을 하측으로 통과하게 할 수도 있다. 그러나 이는 그렇게 바람직하지 못할 수도 있다.

도 4에 따른 실시예는, 열 교환기 관이 내부 열 교환기 판(6.2)에 의해 형성되는 점에서 도 1에 따른 실시예와 차이가 있다. 그에 따라 열 교환 매체는 관의 외부에서 순환한다. 이런 실시예는 특히, 관이 전체가 오히려 더욱 작은 지름을 보유하며, 관 내부에서 기대되는 압력은 매우 높지 않으며, 그에 따라 관 벽 두께도 그리 두꺼울 필요가 없고, 예컨대 4㎜를 초과하지 않을 때 바람직하다. 열 교환 매체 경로의 구성과 관련하여서는 도 1에 따른 형식에 대한 실시예와 동일한 실시예가 적용된다.

열 교환면은, 열 교환 매체와 직접 접촉하는 그런 영역에서 내부 판(6.2)에 의해 형성된다.

원칙적으로, 열 교환기 세그먼트의 판으로서 내부 열 교환기 판(6.2)뿐 아니라, 외부 열 교환기 판(6.1)은 각각 관 내부(3)를 둘러싸는 관을 형성할 수 있다.

도 5는 재차, 예컨대 플라스틱으로 제조되어 외측에서 열 교환기(2.1, 2.2, 2.3)에 접하여 연장되는 지지관(11)을 포함하는 실시예를 도시하고 있다. 이 지지관은 관 전체에 필요한 기계적 안정성을 부여하면서, 결합을 더욱 개선시킨다. 또한, 도 5에 따른 실시예의 경우, 열 교환기 세그먼트들(2.1, 2.2, 2.3)은 함께 관 내부 공간(3)을 둘러싸는 관을 형성한다. 도시한 실시예의 경우, 3개의 세그먼트의 내부 열 교환기 판들(6.2)이 관을 형성하고 있다.

그러나 도 5에 따른 실시예는, 외부 열 교환기 판들(6.1) 도는 두 열 교환기 판들(6.1, 6.2)이 관을 형성하는 방식으로 설계될 수도 있다.

그 외에도 도시한 실시예들과 다르게, 열 교환기가 연속되는 표면을 형성하지 않는 방식으로 지지관(11) 내에 삽입될 수도 있으며, 이런 경우 지지관(11)은 영역에 따라 관 내부(3)에서 교반 되는 액체와 접촉할 수도 있다.

본 발명의 제2 관점에 따른 열 교환기 장치는 제1 관점에 따라 형성될 수도 있거나, 또는 또 다른 구성을 포함할 수도 있으며, 예컨대 대개 콘크리트로 이루어진 폐수관의 내부에 배치될 수도 있다. 이는 독일 공보 197 19 311 및 유럽 공보 1 591 740에 교시되어 있는 바와 같다.

본 발명의 두 관점과 관련하여 또 다른 수많은 실시예를 생각해 볼 수도 있다. 예컨대 EP 1 591 740에서 설명된 바와 같이 하수관 막(sewer film)의 형성을 방지하기 위한 수단과 같은 추가 기능성이 제공될 수도 있다.

Claims

관 내에서 흐르는 액체로부터 열을 추출하고, 그리고/또는 관 내에서 흐르는 액체에 열을 방출하기 위한 장치(1)에 있어서, 상기 관 내에 흐르는 액체와 직접 접촉하는 적어도 하나의 열 교환기(2.1, 2.2, 2.3)를 포함하며, 상기 열 교환기는 순환하는 열 교환 매체를 포함하는 적어도 하나의 용기(5)와, 열 펌프로부터 열 교환 매체를 공급하거나, 상기 열 펌프로 열 교환 매체를 배출하는 열 교환 매체용 공급 및 배출 라인들(8)을 포함하며, 적어도 하나의 상기 열 교환기는 상기 열교환기에 의해 형성되는 열 교환면이 상기 관의 관 내부(3)를 둘러싸는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 열 교환면에 의해 형성되는 방위각 영역은 적어도 270°를 점유하는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 교환기는 상호 간에 분리된 방위각 영역들을 덮는 다수의 세그먼트(2.1, 2.2, 2.3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제3항에 있어서, 상기 세그먼트 각각은, 열 교환 매체를 병렬로 공급받을 수 있는 방식으로 각각의 공급 및 배출 라인(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유수 로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 교환기의 표면은 관 내부(3)를 포함하고 원형으로 연장되는 관을 형성하는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제5항에 있어서, 상기 열 교환기에 의해 형성된 상기 관은, 상기 관 자체가 완전한 폐수관을 형성할 정도로 기계적으로 안정적인 특성을 나타내어, 상기 열교환기를 둘러싸는 관을 설치할 필요가 없는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 용기(5)는 상기 열 교환기에 의해 형성되는 관의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 용기(5)는 상기 열 교환기에 의해 형성되는 관의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 열 교환 매체를 다수의 상기 열 교환기 유닛들에 병렬로 공급하기 위한 공급관들(7.1, 7.2, 7.3)이 구비되는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제4항 또는 제9항에 있어서, 상기 열 교환기 세그먼트들(2., 2.2, 2.3)이 상기 열교환 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제10항에 있어서, 상기 관의 축방향과 관련하여 연속해서 배치되는 다수의 상기 열 교환기 세그먼트 그룹이 제공되되, 각각의 상기 열 교환기 세그먼트는 열 교환 매체를 병렬로 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공급관들은 관의 상부에서 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
관 내에 흐르는 액체로부터 열을 추출하고, 그리고/또는 관 내에 흐르는 액체에 열을 방출하기 위한 장치로서, 상기 장치는 관 내에 흐르는 액체와 직접 접촉하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함하며, 상기 열 교환기는 순환하는 열 교환 매체를 포함하는 적어도 하나의 용기와, 열 펌프로부터 열 교환 매체를 공급하거나 또는 그 열 펌프로 열 교환 매체를 배출하는 열 교환 매체용 공급 및 배출 라인들 을 포함하며, 상기 적어도 하나의 열 교환기는 적어도 부분적으로 페라이트 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제13항에 있어서, 상기 열 교환기는 적어도 열 교환면의 영역에서 페라이트 강으로 이루어지거나, 상기 열 교환기 전체가 페라이트 강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 페라이트 강은 적어도 12%의 크롬 함량을 함유하는 것을 특징으로 하는 유수로부터 열을 채취 및/또는 방출하는 장치.