KR20110018158A - Geothermal heat exchanger improving thermal conductivity - Google Patents

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KR20110018158A KR1020090075804A KR20090075804A KR20110018158A KR 20110018158 A KR20110018158 A KR 20110018158A KR 1020090075804 A KR1020090075804 A KR 1020090075804A KR 20090075804 A KR20090075804 A KR 20090075804A KR 20110018158 A KR20110018158 A KR 20110018158A
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Abstract

PURPOSE: A geothermal heat exchanger with improved thermal conductivity is provided to be easily installed regardless of surrounding environment because a storage tank is buried in the ground. CONSTITUTION: A geothermal heat exchanger(120) with improved thermal conductivity comprises a storage tank(122) and heat transfer pipes(124). The storage tank stores heat transfer fluid and is connected to an intake pipe and a collecting pipe which are connected to an external heat exchange cycle. The heat transfer pipes are installed by passing through the wall of the storage tank in order to promote heat exchange with geothermal heat. Parts of the heat transfer pipes are located at the outside the storage tank.

Description

열전도율을 개선한 지중 열교환기{Geothermal heat exchanger improving thermal conductivity}Geothermal heat exchanger improving thermal conductivity

본 발명은 지열 냉난방시스템에 사용되는 지중 열교환기에 관한 것으로서, 구체적으로는 지열과의 보다 효과적인 열교환을 위하여 열 전도율이 개선되고 설치가 간편한 지중 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to an underground heat exchanger used in a geothermal heating and cooling system, and more particularly, to an underground heat exchanger having improved thermal conductivity and easy installation for more effective heat exchange with geothermal heat.

지열 냉난방 시스템은 온도가 일정한 지중의 열을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방하는 시스템으로서, 지중의 열을 이용하여 실내 냉난방에 사용되는 열전달유체를 냉각 또는 가열시키는 방식으로 작동한다.Geothermal air-conditioning system is a system that cools or heats a room using underground heat with a constant temperature, and operates by cooling or heating a heat transfer fluid used for indoor air-conditioning using underground heat.

도 1은 이러한 지열 냉난방 시스템의 일 예를 도시한 것으로서, 지중의 열과 열교환을 하기 위하여 지중에 매설된 수직형배관(12)을 포함하는 지중 열교환기(10), 건물(60)의 실내를 냉난방하기 위해 설치된 실내 냉난방사이클(30), 지중 열교환기(10)의 수직형배관(12)을 유동하는 열전달유체(예, 물)와 실내 냉난방사이 클(20)과의 열교환을 수행하는 열교환사이클(20) 등을 포함한다.1 illustrates an example of such a geothermal air-conditioning and heating system. The underground heat exchanger 10 including a vertical pipe 12 embedded in the ground for heat exchange with the underground heat is heated and heated in an interior of a building 60. Heat exchange cycle for performing heat exchange between a heat transfer fluid (eg, water) flowing in the vertical pipe 12 of the underground heat exchanger 10 and the indoor air-conditioning cycle 20, 20) and the like.

열교환사이클(20)에는 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기 등이 포함되며, 냉방모드에서는 실내 냉난방사이클(30)의 열전달유체가 열교환사이클(20)의 증발기를 통과하는 저온저압의 냉매가스와 열교환을 한다. 이 경우 지중열교환기(10)의 열전달유체는 열교환사이클(20)의 응축기를 통과하는 고온고압의 냉매액체를 냉각시키는 용도로 사용된다.The heat exchange cycle 20 includes a compressor, a condenser, an expander, an evaporator, and in the cooling mode, the heat transfer fluid of the indoor air conditioning cycle 30 exchanges heat with the low temperature low pressure refrigerant gas passing through the evaporator of the heat exchange cycle 20. . In this case, the heat transfer fluid of the underground heat exchanger 10 is used for cooling the refrigerant liquid of high temperature and high pressure passing through the condenser of the heat exchange cycle 20.

또한 난방모드에서는 실내 냉난방사이클(30)의 열전달유체가 열교환사이클(20)의 응축기를 통과하는 고온고압의 냉매액체와 열교환을 하며, 이때에는 지중열교환기(10)의 열전달유체는 열교환사이클(20)의 기화기를 통과한 저온저압의 냉매가스를 가열시키는 용도로 사용된다.In addition, in the heating mode, the heat transfer fluid of the indoor air conditioning cycle 30 exchanges heat with the refrigerant liquid of high temperature and high pressure passing through the condenser of the heat exchange cycle 20, and in this case, the heat transfer fluid of the underground heat exchanger 10 is a heat exchange cycle 20. It is used for heating low temperature low pressure refrigerant gas that passed through vaporizer.

도 2는 종래의 지열 냉난방 시스템의 다른 예를 도시한 것으로서, 수평형배관(14)을 사용한 점에서 차이가 있을 뿐이고 나머지 구성은 도 1과 동일하다.Figure 2 shows another example of the conventional geothermal heating and cooling system, there is only a difference in that the use of the horizontal pipe 14, and the rest of the configuration is the same as FIG.

그런데 종래의 지열 냉난방 시스템에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional geothermal heating and cooling system has the following problems.

즉, 수직형배관(12) 또는 수평형배관(14)의 내부에서 유동하는 열전달유체에는 주로 물이 사용되는데, 물은 그 비열이 매우 크기 때문에 지열과 충분한 열교환을 위해서는 배관의 길이가 매우 길어져야 한다.That is, water is mainly used for the heat transfer fluid flowing in the vertical pipe 12 or the horizontal pipe 14, and since the specific heat of water is very large, the length of the pipe must be very long for sufficient heat exchange with geothermal heat. do.

실제로 수직형배관(12) 또는 수평형배관(12,14)의 길이가 수 백미터 이상에 달하는 경우도 많은데, 수직형 배관(12)을 이 정도의 길이로 설치하기 위해서는 굴착 심도가 매우 깊어야 하므로 설치 비용이 과도하게 소요될 뿐만 아니라 지반구조 에 따라서는 설치가 불가능한 경우도 많은 실정이다.In fact, the length of the vertical pipe 12 or the horizontal pipe (12, 14) is often more than a few hundred meters, but in order to install the vertical pipe 12 to this length, the depth of excavation must be very deep. Therefore, not only the installation cost is excessive, but also the installation is not possible depending on the ground structure.

또한 수평형 배관(14)은 비교적 낮은 심도에 설치되기는 하지만, 설치 면적이 넓어지므로 일부 특수한 경우를 제외하고는 주변 환경의 제약으로 인해 설치하기가 쉽지 않은 문제점이 있다.In addition, although the horizontal pipe 14 is installed at a relatively low depth, there is a problem that it is not easy to install due to the limitations of the surrounding environment except for some special cases because the installation area is widened.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 설치가 간편하고 설치비용도 저렴한 지중 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 주변환경에 구애되지 않고 범용적으로 사용할 수 있는 지중 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve this problem, it is an object to provide an underground heat exchanger is easy to install and low installation cost. It is also an object of the present invention to provide an underground heat exchanger that can be used universally regardless of the surrounding environment.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 지열 냉난방시스템을 가동하기 위하여 땅속에 매설된 지중 열교환기에 있어서, 내부에 열전달 유체가 저장되고, 외부의 열교환사이클과 연결된 입수관과 회수관이 연결된 저장탱크 지열과의 열교환을 촉진하기 위하여 상기 저장탱크의 벽면을 관통하여 설치되고, 적어도 일부가 상기 저장탱크의 외부에 위치하는 열전달배관을 포함하는 지중 열교환기를 제공한다.The present invention is an underground heat exchanger buried in the ground to operate the geothermal heating and cooling system to achieve the above object, the heat transfer fluid is stored therein, the storage tank is connected to the inlet pipe and the recovery pipe connected to the external heat exchange cycle In order to promote heat exchange with the geothermal heat is provided through the wall surface of the storage tank, and provides an underground heat exchanger comprising a heat transfer pipe at least partially located outside the storage tank.

상기 열전달배관은 일단이 상기 저장탱크의 외부에 위치하는 제1배관 일단 이 상기 저장탱크의 외부에 위치하는 제2배관 상기 제1배관의 일단과 상기 제2배관의 일단을 연결하는 연결배관을 포함할 수 있다.The heat transfer pipe may include a connection pipe connecting one end of the first pipe and one end of the second pipe to one end of the first pipe, one end of which is located outside the storage tank. can do.

또한 상기 제1배관의 타단과 상기 제2배관의 타단은 각각 개구된 상태로 상기 저장탱크의 내부에 위치하며, 상기 저장탱크의 열전달유체는 상기 제1배관, 제2배관 및 연결배관의 내부를 유동하면서 지열과 열교환을 하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the other end of the first pipe and the other end of the second pipe are located in the interior of the storage tank, respectively open state, the heat transfer fluid of the storage tank is the inside of the first pipe, the second pipe and the connection pipe. It may be characterized by heat exchange with geothermal heat while flowing.

본 발명에 따르면, 지중에 저장탱크를 매설하는 방식이어서 지중 열교환기의 설치가 간편하고 비용이 저렴한 장점이 있다. 또한 설치 심도가 깊지 않고 설치면적도 많이 차지하지 않기 때문에 주변환경에 구애되지 않고 지중 열교환기를 설치할 수 있어 지열 냉난방시스템의 저변확대에 크게 기여할 것으로 기대된다.According to the present invention, there is an advantage that the installation of the underground heat exchanger is simple and inexpensive since the storage tank is buried in the ground. In addition, since the installation depth is not deep and does not occupy much of the installation area, the underground heat exchanger can be installed regardless of the surrounding environment, which is expected to greatly contribute to the expansion of the geothermal heating and cooling system.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 지중 냉난방 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 지중 열교환기(110), 건물(60)의 실내를 냉난방하기 위해 설치된 실내 냉난방사이클(30), 지중 열교환기(10)의 열전달유체(예, 물)와 실내냉난방사이클(20)과의 열교환을 수행하는 열교환사이클(20) 등을 포함한다.As shown in FIG. 3, the underground air conditioning system according to the embodiment of the present invention includes an indoor air conditioning cycle (30) and an underground heat exchanger (10) installed to cool and heat an indoor heat exchanger (110) and a building (60). And a heat exchange cycle 20 for performing heat exchange between the heat transfer fluid (eg, water) and the indoor cooling and heating cycle 20.

특히, 본 발명의 실시예에서는 지중 열교환기(110)가 열전달유체를 저장하 는 저장탱크(122)와 이에 결합된 열전달배관(124)을 포함하는 점에 특징이 있다. 즉, 종래처럼 수직형 배관 또는 수평형 배관을 이용하는 것이 아니라 지중에 저장탱크(122)를 설치하여 저장탱크(122) 내부에 저장된 열전달유체(예, 물)를 열교환수단으로 활용한다.In particular, the embodiment of the present invention is characterized in that the underground heat exchanger 110 includes a storage tank 122 for storing heat transfer fluid and a heat transfer pipe 124 coupled thereto. That is, rather than using a vertical pipe or a horizontal pipe as in the prior art, the storage tank 122 is installed in the ground to utilize a heat transfer fluid (eg, water) stored in the storage tank 122 as a heat exchange means.

저장탱크(122)에 저장된 열전달유체는 벽면을 통해 전달된 지중열로 인해 소정 시간내에 지중열과 열적 평형을 이루게 된다.The heat transfer fluid stored in the storage tank 122 is in thermal equilibrium with the ground heat within a predetermined time due to the ground heat transferred through the wall surface.

저장탱크(122)에는 출수관(112)과 회수관(114)의 각 일단이 연결되며, 출수관(112)에서 배출된 열전달유체는 열교환사이클(20)과 열교환을 수행한 후 회수관(114)을 통해 저장탱크(122)로 회수된다. 열전달유체의 유동을 위하여 출수관(112) 또는 회수관(114)에는 펌프(P)가 설치된다.Each end of the outlet pipe 112 and the recovery pipe 114 is connected to the storage tank 122, and the heat transfer fluid discharged from the outlet pipe 112 performs heat exchange with the heat exchange cycle 20, and then the recovery pipe 114. It is recovered to the storage tank 122 through the). A pump P is installed in the outlet pipe 112 or the recovery pipe 114 for the flow of the heat transfer fluid.

이와 달리 저장탱크(122)의 내부에 열교환용 배관(미도시)을 설치하고 그 일단과 타단에 출수관(112)과 회수관(114)을 각각 연결할 수도 있다. 즉, 회수관(114)을 통해 열교환용 배관(미도시)으로 유입된 열전달유체가 저장탱크(122)에 저장된 열전달유체와 간접적으로 열교환을 한 후 출수관(112)을 통해 배출되도록 설치할 수도 있다.Alternatively, a heat exchange pipe (not shown) may be installed in the storage tank 122 and the outlet pipe 112 and the recovery pipe 114 may be connected to one end and the other end, respectively. That is, the heat transfer fluid introduced into the heat exchange pipe (not shown) through the recovery pipe 114 may be installed to be indirectly exchanged with the heat transfer fluid stored in the storage tank 122 and then discharged through the water discharge pipe 112. .

저장탱크(122)는 그 상면부가 지면에서 대략 3m이상의 깊이에 위치하는 것이 바람직하며, 지압을 지탱할 수 있도록 충분한 두께를 가지는 콘크리트 구조물로 제작하는 것이 비용면에서 유리하다. 그렇다고 해서 금속제 탱크의 사용이 배제되는 것은 아니다. The storage tank 122 is preferably located at a depth of approximately 3m or more above the ground surface, it is advantageous in terms of cost to manufacture a concrete structure having a sufficient thickness to support the pressure. This does not preclude the use of metal tanks.

저장탱크(122)를 콘크리트로 제작하면 건축물의 기초공사단계에서 저장탱크(122)를 지중에 매립할 수도 있기 때문에 수직형배관이나 수평평배관을 설치하던 종래 방식에 비하여 훨씬 간편하게 설치할 수 있고 설치비용도 크게 줄일 수 있다. If the storage tank 122 is made of concrete, the storage tank 122 may be buried in the ground at the foundation stage of the building, so it is much easier to install than the conventional method of installing vertical or horizontal pipes and installation cost. Can be greatly reduced.

저장탱크(122)를 설치하기 위해서는 먼저 설치공간을 확보하기 위하여 굴착을 하고, 이어서 거푸집을 설치한 후에 콘크리트를 타설하고 양생한다. 이때 출수관(112)과 회수관(114)을 미리 연결해 두어야 함은 물론이다.In order to install the storage tank 122, the first excavation to secure the installation space, and then install the formwork to pour concrete and curing. At this time, of course, the outlet pipe 112 and the recovery pipe 114 must be connected in advance.

열전달배관(124)을 설치하기 위해서는 거푸집 제작과정에서 미리 열전달배관(124)을 설치한 후에 콘크리트를 타설하거나, 열전달배관(124)을 삽입할 관통부를 만든 후에 콘크리트를 타설해야 한다.In order to install the heat transfer pipe 124, after the heat transfer pipe 124 is installed in advance in the formwork manufacturing process, the concrete must be poured, or after making the through-hole to insert the heat transfer pipe 124, the concrete must be poured.

콘크리트가 양생된 후에는 내부에 방수처리를 해야 하며, 이를 위해 저장탱크(122)의 상면부에는 작업자가 출입할 수 있도록 출입구를 사전에 형성해두어야 한다. 만일 열전달배관(124)이 설치되지 않은 상태이면 열전달배관(124)을 장착한 후에 방수처리를 해야 한다.After the concrete is cured, it should be waterproofed inside, and for this purpose, the upper surface of the storage tank 122 should be formed in advance so that the worker can enter the entrance. If the heat transfer pipe 124 is not installed, the heat transfer pipe 124 should be waterproofed after mounting.

방수처리가 완료되면 저장탱크의 내부에 열전달유체를 채운 다음 수밀시험, 기압시험, 열전도시험 등을 수행해야 하며, 이러한 시험이 완료되면 출수관(112)과 회수관(114)에 지상까지 연장되는 배관을 연결하고 출입구를 닫고 밀봉한 후 복토한다. After the waterproofing is completed, the heat transfer fluid is filled in the storage tank, and watertightness test, air pressure test, and heat conduction test are performed. When the test is completed, the water discharge pipe 112 and the recovery pipe 114 extend to the ground. Connect pipes, close and seal the entrances and cover them.

열전달배관(124)은 저장탱크(122)에 저장된 열전달유체가 보다 빠른 시간내에 지중열과 열적평형을 이루도록 설치되는 것이며, 저장탱크(122)의 열전달유체에 완전히 잠기도록 설치되어야 한다.The heat transfer pipe 124 is installed such that the heat transfer fluid stored in the storage tank 122 is in thermal equilibrium with the ground heat in a faster time, and should be installed to be completely submerged in the heat transfer fluid of the storage tank 122.

이러한 열전달배관(124)은 다양한 구조로 설치될 수 있다. The heat transfer pipe 124 may be installed in various structures.

예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 배관을 저장탱크(122)의 일측벽과 반대쪽의 타측벽을 관통하도록 수평방향으로 설치하고 각 배관의 양 단부가 저장탱크(122)의 외부로 돌출되도록 설치할 수 있다. 이때 2개의 배관(124a,124b)을 1쌍으로 해서 각 배관(124a,124b)의 단부를 연결배관(124c)로 연결하면 2개의 배관(124a,124b)이 하나의 순환유로를 형성하게 된다. For example, as shown in FIG. 4, a plurality of pipes are installed in a horizontal direction so as to pass through one side wall of the storage tank 122 and the other side wall opposite to each other, and both ends of each pipe protrude out of the storage tank 122. It can be installed if possible. At this time, when the two pipes 124a and 124b are paired and the ends of the pipes 124a and 124b are connected to the connection pipes 124c, the two pipes 124a and 124b form one circulation passage.

따라서 열전달배관(124)의 내부에 열전달유체(예, 물)를 채워넣으면, 저장탱크(122)의내부와 외부의 온도차로 인해 열전달배관(124)의 내부에 대류가 발생하고 이를 통해 저장탱크(122) 내부의 열전달유체가 빠른 시간에 지중열과 열적 평형을 이룰 수 있게 된다. Therefore, when the heat transfer fluid (eg, water) is filled in the heat transfer pipe 124, convection occurs inside the heat transfer pipe 124 due to a temperature difference between the inside and the outside of the storage tank 122, and thus, the storage tank ( 122) The internal heat transfer fluid can achieve thermal equilibrium with geothermal heat in a short time.

이와 같이 한 쌍의 배관(124a,124b)을 연결하여 사용하지 않고, 한 개의 배관을 그 양단을 막은 채 사용할 수도 있다. 이 경우에도 내부에는 열전달유체를 충진하는 것이 바람직하며, 이렇게 하더라도 저장탱크(122)의 내부와 외부의 온도차로 인해 열전달배관(124)의 내부에서 대류가 발생한다.In this way, a pair of pipes may be used with the both ends of the pipes not connected to each other. Even in this case, it is preferable to fill a heat transfer fluid therein. Even in this case, convection occurs in the heat transfer pipe 124 due to a temperature difference between the inside and the outside of the storage tank 122.

도 4에서는 하나의 열전달배관(124)이 저장탱크(122)의2개의 측벽을 관통하도록 설치되었으나, 이와 달리 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 열교환 배관(124)이 하나의 측벽만을 관통하도록 설치될 수도 있다. 이 경우에도 도시된 바와 같이 한 쌍의 열전달배관(124)의 각 단부를 서로 연결하여 폐유로를 형성할 수도 있고, 한 개의 배관을 그 양단을 막은 채 사용할 수도 있다. In FIG. 4, one heat transfer pipe 124 is installed to penetrate two sidewalls of the storage tank 122. Alternatively, as shown in FIG. 5, one heat exchange pipe 124 is installed to penetrate only one sidewall. May be In this case, as shown, each end of the pair of heat transfer pipes 124 may be connected to each other to form a waste flow path, or one pipe may be used while blocking both ends thereof.

한편 도 4 및 도 5에 도시된 방식은, 열전달배관(124)의 내부에서 유동하는 열전달유체와 저장탱크(122)에 저장된 열전달유체를 서로 격리시켜서 간접적으로 열교환을 시키는 방식이다. 4 and 5, the heat transfer fluid flowing in the heat transfer pipe 124 and the heat transfer fluid stored in the storage tank 122 are insulated from each other to indirect heat exchange.

그러나 열전달배관(124)을 반드시 이러한 방식으로 설치해야 하는 것은 아니며, 도 6에 도시된 바와 같이 열전달배관(124)에서 저장탱크(122)의 내부쪽 단부를 개구하여 열전달배관(124)의 내부로 저장탱크(122)의 열전달유체가 유동하도록 설치할 수도 있다. 이렇게 하면 저장탱크(122) 내부의 열전달 유체가 지중열과 직접적인 열교환을 하므로 더 빠른 시간내에 열적 평형상태에 도달할 것으로 기대된다.However, the heat transfer pipe 124 is not necessarily installed in this manner, and as shown in FIG. 6, the inner end of the storage tank 122 is opened in the heat transfer pipe 124 to the inside of the heat transfer pipe 124. The heat transfer fluid of the storage tank 122 may be installed to flow. This is expected to reach the thermal equilibrium in a faster time because the heat transfer fluid in the storage tank 122 is in direct heat exchange with the ground heat.

도 4 내지 도 6에서는 편의를 위하여 저장탱크(122)의 상면부가 제거된 상태를 도시하였으나, 실제로는 상면부까지 일체로 제작된다.4 to 6 illustrate a state in which the upper surface portion of the storage tank 122 is removed for convenience, but is actually manufactured integrally up to the upper surface portion.

전술한 방식으로 설치되는 열전달배관(124)은 동관(銅管) 등의 내부식성이 강한 금속재질인 것이 바람직하지만, PE관 등의 합성수지 재질이 사용될 수도 있다. 금속재질을 사용하면 대류에 의한 열전도뿐만 아니라 배관을 통해서 직접적인 열전도가 일어나기 때문에 보다 빨리 열적 평형상태에 도달하게 된다.The heat transfer pipe 124 installed in the above-described manner is preferably a metal material having a high corrosion resistance such as a copper pipe, but a synthetic resin material such as a PE pipe may be used. The use of metal material leads to thermal equilibrium faster because convection as well as direct heat conduction occurs through the pipe.

또한 열전달배관은 50~70mm 직경의 배관을 사용하는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the heat transfer pipe is preferably used to 50 ~ 70mm diameter pipe is not necessarily limited thereto.

이하에서는 전술한 지중 열교환기(110)를 포함한 지열 냉난방 시스템의 동작을 간단히 설명한다.Hereinafter, the operation of the geothermal air conditioning system including the above-described underground heat exchanger 110 will be described briefly.

먼저 저장탱크(122)에 저장된 열전달유체는 소정 시간 경과후에 지중열과 열적평형을 이루게 되어 그 온도가 지중온도와 같아진다. 이러한 상태에서 열교환사이클(20)이 예를 들어 난방모드로 작동하면, 실내 냉난방사이클(30)의 열전달유체가 열교환사이클(20)의 응축기를 통과하는 고온고압의 냉매액체와 열교환을 하고, 펌프(P)에 의해 유동하는 저장탱크(122)의 열전달유체는 열교환사이클(20)의 기화기를 통과한 저온저압의 냉매가스와 열교환을 한 후 차가워진 상태로 저장탱크(122)로 회수된다. 이로 인해 저장탱크(122)의 온도가 내려가면 열전도배관(124)을 통해 지중열이 빠르게 전달되어 저장탱크(122)의 온도가 다시 지중온도까지 올라가게 된다.First, the heat transfer fluid stored in the storage tank 122 is in thermal equilibrium with the ground heat after a predetermined time elapses so that the temperature is equal to the ground temperature. In this state, when the heat exchange cycle 20 operates in the heating mode, for example, the heat transfer fluid of the indoor air conditioning cycle 30 exchanges heat with the high temperature and high pressure refrigerant liquid passing through the condenser of the heat exchange cycle 20, and the pump ( The heat transfer fluid of the storage tank 122 flowing by P) is recovered to the storage tank 122 in a cool state after heat exchange with the refrigerant gas of low temperature and low pressure passing through the vaporizer of the heat exchange cycle 20. As a result, when the temperature of the storage tank 122 is lowered, the ground heat is rapidly transmitted through the heat conduction pipe 124, and the temperature of the storage tank 122 is raised to the ground temperature again.

냉방모드로 작동하는 경우에는, 실내 냉난방사이클(30)의 열전달유체가 열교환사이클(20)의 증발기를 통과하는 저온저압의 냉매가스와 열교환을 하고, 펌프(P)에 의해 유동하는 저장탱크(122)의 열전달유체는 열교환사이클(20)의 응축기를 통과하는 고온고압의 냉매액체와 열교환을 한 후 가열된 상태로 저장탱크(122)로 회수된다. 이로 인해 저장탱크(122)의 온도가 올려가면 열전도배관(124)을 통해 빠르게 열전도가 일어나므로 저장탱크(122)의 온도가 다시 지중온도까지 내려가게 된다.When operating in the cooling mode, the heat transfer fluid of the indoor air conditioning cycle 30 exchanges heat with the low temperature low pressure refrigerant gas passing through the evaporator of the heat exchange cycle 20, and the storage tank 122 flows by the pump P. The heat transfer fluid of) is exchanged with the high temperature and high pressure refrigerant liquid passing through the condenser of the heat exchange cycle 20 and then recovered to the storage tank 122 in a heated state. As a result, when the temperature of the storage tank 122 rises, heat conduction occurs rapidly through the heat conduction pipe 124, so that the temperature of the storage tank 122 is lowered to the ground temperature again.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 수정 또는 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 전술한 실시예 뿐만 아니라 이와 균등하거나 등가적으로 변형된 사항들을 모두 포함한다고 보아야 할 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and may be modified or modified in various forms. Therefore, the scope of the present invention should be considered to include not only the above-described embodiment but also all matters equivalently or equivalently modified.

도 1은 종래 지열 냉난방시스템의 일 예를 나타낸 구성도1 is a configuration diagram showing an example of a conventional geothermal heating and cooling system

도 2는 종래 지열 냉난방시스템의 다른 예를 나타낸 구성도2 is a configuration diagram showing another example of a conventional geothermal heating and cooling system

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지열 냉난방시스템의 구성도3 is a block diagram of a geothermal heating and cooling system according to an embodiment of the present invention

도 4는 지중 열교환기의 구성도4 is a block diagram of an underground heat exchanger

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

20: 히트펌프 30: 실내 열교환사이클20: heat pump 30: indoor heat exchange cycle

110: 지중 열교환사이클 120: 지중 열교환기110: underground heat exchange cycle 120: underground heat exchanger

122: 저장탱크 124: 열전도배관122: storage tank 124: heat conduction piping

Claims (3)

지열 냉난방시스템을 가동하기 위하여 땅속에 매설된 지중 열교환기에 있어서,In the underground heat exchanger embedded in the ground to operate the geothermal heating and cooling system, 내부에 열전달 유체가 저장되고, 외부의 열교환사이클과 연결되는 입수관과 회수관이 각각 연결된 저장탱크;A storage tank in which a heat transfer fluid is stored and connected to an inlet pipe and a recovery pipe respectively connected to an external heat exchange cycle; 지열과의 열교환을 촉진하기 위하여 상기 저장탱크의 벽면을 관통하여 설치되고, 적어도 일부가 상기 저장탱크의 외부에 위치하는 열전달배관;A heat transfer pipe installed through the wall of the storage tank to promote heat exchange with geothermal heat, and at least a portion of which is located outside the storage tank; 을 포함하는 지중 열교환기Underground heat exchanger 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전달배관은,The heat transfer pipe, 일단이 상기 저장탱크의 외부에 위치하는 제1배관;A first pipe whose one end is located outside the storage tank; 일단이 상기 저장탱크의 외부에 위치하는 제2배관;A second pipe whose one end is located outside the storage tank; 상기 제1배관의 일단과 상기 제2배관의 일단을 연결하는 연결배관;A connection pipe connecting one end of the first pipe and one end of the second pipe; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환기Underground heat exchanger comprising a 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1배관의 타단과 상기 제2배관의 타단은 각각 개구된 상태로 상기 저장탱크의 내부에 위치하며, 상기 저장탱크의 열전달유체는 상기 제1배관, 제2배관 및 연결배관의 내부를 유동하면서 지열과 열교환을 하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환기The other end of the first pipe and the other end of the second pipe are respectively located inside the storage tank in an open state, and the heat transfer fluid of the storage tank flows inside the first pipe, the second pipe and the connection pipe. Underground heat exchanger, characterized in that the heat exchange with geothermal
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