KR20130030699A - 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법이 개시된다.
개시되는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치는 지중과 열교환될 수 있는 지열 교환부를 포함하고 지열을 이용하여 수요처에 대하여 냉난방을 수행할 수 있는 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 감지하는 열량 감지 부재; 외부 열을 상기 지열 냉난방 시스템이 적용된 지중으로 보충하거나 지중의 열을 상기 외부 열 쪽으로 전달할 수 있는 열량 보전 부재; 및 상기 열량 감지 부재에서 감지된 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 비교하여, 상기 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량과 다른 경우, 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 상기 열량 보전 부재를 작동시키는 제어 부재;를 포함한다.
개시되는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치가 열량 감지 부재와, 열량 보전 부재와, 제어 부재를 포함함에 따라, 열량 감지 부재에서 감지된 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 비교하여, 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 요구되는 열량과 다른 경우, 열량 보전 부재를 작동시켜, 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 할 수 있으므로, 지열 냉난방 시스템의 냉난방 운전이 요구될 때 그 실제 열량이 부족해져서 운전이 불가능해지는 현상이 방지되고, 지속적이고 안정적인 운전이 가능해질 수 있는 장점이 있다.

Description

지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법{Heat preserving apparatus of geothermal heat cooling and heating system, and controlling method thereof}
본 발명은 지열 냉난방 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
지열 냉난방 시스템은 지열을 이용하여 수요처에 대하여 냉난방을 수행할 수 있는 것으로, 일반적으로 지중에 매설되는 지열 교환부와, 지열 교환부와 열교환되면서 수요처에 냉난방을 공급하는 히트 펌프 등으로 구성된다.
종래의 지열 냉난방 시스템에 있어서는, 겨울철 등에 지속적으로 수요처에 대해 난방 운전을 수행하게 되면, 지중의 열량이 감소되는데, 이러한 감소된 지중의 열량은 여름철 등에 수요처에 대한 냉방 운전을 통해 일정 부분 보충될 수 있다.
그러나, 종래의 시스템에 의하면, 겨울철 등에는 지열 냉난방 시스템을 통해 수요처에 대한 난방 운전이 수행되고, 여름철 등에는 지열 냉난방 시스템을 가동시키지 아니하고 자연 환기 또는 다른 장치를 이용하여 냉방을 수행하는 경우가 빈번하였다. 이러한 운전 패턴에 의할 경우, 겨울철 등에 난방 운전을 위해 감소된 지중의 열량이 회복되지 못한 상태로 다시 겨울철 등에 난방 운전을 수행하게 되고, 그러한 반복적인 지중의 열량 감소가 누적되어, 결국 지중의 열량 부족으로 인해 겨울철 등에 난방 운전을 수행하지 못하게 되는 현상이 발생되고 있어, 이에 대한 보완이 요구되고 있다.
본 발명은 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 요구되는 열량으로 보전될 수 있는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치는 지중과 열교환될 수 있는 지열 교환부를 포함하고 지열을 이용하여 수요처에 대하여 냉난방을 수행할 수 있는 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 감지하는 열량 감지 부재; 외부 열을 상기 지열 냉난방 시스템이 적용된 지중으로 보충하거나 지중의 열을 상기 외부 열 쪽으로 전달할 수 있는 열량 보전 부재; 및 상기 열량 감지 부재에서 감지된 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 비교하여, 상기 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량과 다른 경우, 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 상기 열량 보전 부재를 작동시키는 제어 부재;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치의 제어 방법은 (a) 지중과 열교환될 수 있는 지열 교환부를 포함하고 지열을 이용하여 수요처에 대하여 냉난방을 수행할 수 있는 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 감지하는 열량 감지 부재와, 외부 열을 상기 지열 냉난방 시스템이 적용된 지중으로 보충하거나 지중의 열을 상기 외부 열 쪽으로 전달할 수 있는 열량 보전 부재와, 제어 부재를 포함하는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치를 마련하는 단계; (b) 상기 열량 감지 부재에서 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 감지하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 감지된 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 상기 제어 부재가 비교하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서의 비교 결과, 상기 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 적은 경우, 상기 제어 부재가 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 상기 열량 보전 부재를 작동시키는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치가 열량 감지 부재와, 열량 보전 부재와, 제어 부재를 포함함에 따라, 열량 감지 부재에서 감지된 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 비교하여, 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 요구되는 열량과 다른 경우, 열량 보전 부재를 작동시켜, 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 할 수 있으므로, 지열 냉난방 시스템의 냉난방 운전이 요구될 때 그 실제 열량이 부족해져서 운전이 불가능해지는 현상이 방지되고, 지속적이고 안정적인 운전이 가능해질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열량 보전 장치가 적용된 지열 냉난방 시스템을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열량 보전 장치가 적용된 지열 냉난방 시스템에서 지열 냉난방이 이루어지는 모습을 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열량 보전 장치가 적용된 지열 냉난방 시스템에서 열량 보전이 이루어지는 모습을 보이는 도면.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치의 제어 방법을 보이는 순서도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열량 보전 장치가 적용된 지열 냉난방 시스템을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열량 보전 장치가 적용된 지열 냉난방 시스템에서 지열 냉난방이 이루어지는 모습을 보이는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열량 보전 장치가 적용된 지열 냉난방 시스템에서 열량 보전이 이루어지는 모습을 보이는 도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치의 작동을 보이는 순서도이다.
도 1 내지 도 6을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 지열 냉난방 시스템(100)은 히트 펌프(heat pump)(110)와, 유입측 온도계(121)와, 유출측 온도계(122)와, 유량계(123)와, 제어 부재(130)와, 열량 보전 부재(140)를 포함하고, 지열을 이용하여 수요처에 대하여 냉난방을 수행할 수 있는 것이다.
도면 번호 10은 상기 히트 펌프(110)에 의해 냉난방이 수행되는 수요처이고, 도면 번호 116은 상기 수요처(10)로 냉난방용 순환 유체가 순환되는 순환관이고, 도면 번호 115는 상기 순환관(116) 내에서 상기 냉난방용 순환 유체가 순환되도록 하는 냉난방용 순환 펌프이다.
상기 히트 펌프(110)는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하여, 상기 수요처(10)에 대해 냉난방을 수행할 수 있는 냉난방 장치로, 압축기, 증발기, 응축기, 팽창 밸브 등으로 구성된다. 일반적으로 널리 이용되는 다양한 히트 펌프가 본 실시예에 적용될 수 있으므로, 여기서는 상기 히트 펌프(110)의 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
도면 번호 111은 상기 히트 펌프(110)에서 유출되는 순환 유체가 유동되는 히트 펌프 유출관이고, 도면 번호 112는 지중(20)에 매설되어, 상기 히트 펌프 유출관(111)을 통해 유동된 순환 유체가 지중과 열교환될 수 있도록 하는 지열 교환부이고, 도면 번호 113은 상기 지열 교환부(112)에서 지중과 열교환된 순환 유체가 상기 히트 펌프(110)로 유입되는 히트 펌프 유입관이다.
도면 번호 120은 상기 히트 펌프 유출관(111), 상기 지열 교환부(112) 및 상기 히트 펌트 유입관(113) 내에서 순환 유체가 순환되도록 하는 지열 순환 펌프이고, 도면 번호 124는 상기 히트 펌프 유입관(113) 등에 설치되어 상기 히트 펌프 유입관(113)을 통해 상기 히트 펌프(110)로 순환 유체가 유동되는 것을 차단할 수 있는 지열측 개폐 밸브이다.
상기 유입측 온도계(121)는 상기 히트 펌프 유입관(113) 상에 설치되어, 상기 지열 냉난방 시스템(100)을 구성하는 상기 지열 교환부(112)에서 상기 히트 펌프(110)로 유동되는 순환 유체의 온도, 즉 유입측 온도를 감지하는 것이다.
상기 유출측 온도계(122)는 상기 히트 펌프 유출관(111) 상에 설치되어, 상기 지열 냉난방 시스템(100)을 구성하는 상기 히트 펌프(110)에서 상기 지열 교환부(112)로 유동되는 순환 유체의 온도, 즉 유출측 온도를 감지하는 것이다.
상기 유량계(123)는 예시적으로 상기 히트 펌프 유출관(111) 상에 설치되어, 상기 지열 냉난방 시스템(100)을 구성하는 상기 히트 펌프(110)와 상기 지열 교환부(112) 사이를 순환하는 순환 유체의 유량을 감지하는 것이다.
상기 제어 부재(110)는 상기 유량계(123)에서 감지되는 상기 순환 유체의 유량과, 상기 유입측 온도계(121)에서 감지되는 상기 순환 유체의 유입측 온도와, 상기 유출측 온도계(122)에서 감지되는 상기 순환 유체의 유출측 온도로부터 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량을 연산한다.
상기 실제 열량은 다음 식에 의해 구해질 수 있다.
Qgeo = FM ×( Tin - Tout)
여기서, Qgeo는 상기 실제 열량이고, FM은 상기 유량이고, Tin은 상기 유입측 온도이고, Tout은 상기 유출측 온도이다.
상기 유량계(123), 상기 유입측 온도계(121) 및 상기 유출측 온도계(123)는 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량을 감지하는 것으로, 이러한 측면에서 열량 감지 부재로 정의될 수 있다.
상기 열량 보전 부재(140)는 외부 열을 상기 지열 냉난방 시스템(100)이 적용된 지중으로 보충하거나 지중의 열을 상기 외부 열 쪽으로 전달할 수 있는 것이다.
본 실시예에서는, 상기 열량 보전 부재(140)가 열량 보전 유입관(142)과, 열량 보전 유출관(141)과, 외부 열 교환부(145)를 포함한다.
상기 열량 보전 유입관(142)은 상기 히트 펌프 유입관(113)과 연결되어, 상기 히트 펌프 유입관(113)을 따라 유동되는 순환 유체가 외부 열원 쪽인 상기 외부 열 교환부(145)로 유입되도록 하는 것이다.
상기 열량 보전 유출관(141)은 상기 히트 펌프 유출관(111)과 연결되어, 상기 외부 열 교환부(145)를 경유한 순환 유체가 다시 상기 히트 펌프 유출관(111)을 통해 상기 지열 교환부(112)로 유입되도록 하는 것이다.
상기 열량 보전 유입관(142)과 상기 열량 보전 유출관(141)은 상기 히트 펌프(110)와 상기 지열 교환부(123) 사이를 유동하는 순환 유체가 외부 열원 쪽으로 유동되도록 하는 것으로, 열량 보전 순환관으로 정의될 수 있다.
도면 번호 125는 예시적으로 상기 열량 보전 유출관(141)에 설치되어, 상기 열량 보전 유출관(141)을 개폐시킬 수 있는 보전측 개폐 밸브이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지열 냉난방 시스템(100)이 정상 작동, 즉 상기 수요처(10)에 대하여 냉난방을 수행하는 경우, 상기 보전측 개폐 밸브(125)는 닫히고, 상기 지열측 개폐 밸브(124)는 열린다.
반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지열 냉난방 시스템(100)이 정상 작동되지 못하고 열량 보전이 필요한 경우, 상기 보전측 개폐 밸브(125)는 열리고, 상기 지열측 개폐 밸브(124)는 닫힌다.
상기 외부 열 교환부(145)는 상기 열량 보전 순환관을 따라 유동되는 순환 유체가 상기 외부 열원과 열교환되면서 열을 수득하거나 버리도록 하는 것이다.
본 실시예에서는, 상기 외부 열 교환부(145)에서 상기 순환 유체와 열교환되는 외부 열원이 대기이고, 상기 외부 열 교환부(145)가 열교환기(146) 및 송풍팬(147)으로 구성되는 것으로 제시되어, 상기 순환 유체가 상기 외부 열 교환부(145)를 통해 대기 중으로 열을 버리거나 대기 중의 열을 수득할 수 있는 것으로 제시되나, 이는 예시적인 것이고, 외부 열원으로는 폐열원, 태양열원 등 다양한 열원이 제시될 수 있음은 물론, 상기 외부 열 교환부(145)도 그에 따라 다양하게 제시될 수 있다.
상기 제어 부재(130)는 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 각 구성 요소와 연결되어 각 구성 요소를 제어할 수 있는 것으로, 상기 열량 감지 부재에서 감지된 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량과 요구되는 열량을 비교하여, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량과 다른 경우, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 상기 열량 보전 부재(140)를 작동시킬 수 있다.
상기와 같이 구성되면, 상기 외부 열 교환부(145)에서 상기 외부 열원과 열교환되면서 열을 수득하거나 버린 상기 순환 유체가 상기 지열 교환부(112)를 통해 지중과 열교환되면서 상기 외부 열 교환부(145)에서 수득한 열을 지중으로 버리거나 상기 외부 열 교환부(145)에서 버린 열을 보충함에 따라, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있다.
예를 들어, 겨울철에 상기 지열 냉난방 시스템(100)이 상기 수요처(10)에 대해 도 2에 도시된 바와 같은 정상 작동을 통해 난방 운전을 수행하게 되면, 상기 지열 교환부(112)에서 지중의 열을 지속적으로 수득해감에 따라, 지중의 열량이 부족하게 된다. 그 후, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 작동이 멈추는 기간인 휴지기에 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열량 보전 부재(140)와 상기 지열 교환부(112) 사이에서 순환 유체를 순환시켜, 외부 열원인 대기 등으로부터 열을 수득하여, 지중으로 버림으로써, 지중의 열이 보충되어, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량이 요구되는 열량으로 보전될 수 있다.
여름철에 지속적인 냉방 운전을 수행함에 따라 지중에 과도하게 열이 버려진 경우, 휴지기에 상기 열량 보전 부재(140)와 상기 지열 교환부(112) 사이에서 순환 유체를 순환시켜, 지중에서 열을 수득하여 외부 열원인 대기 등으로 열을 버림으로써, 지중의 과도한 열이 감소되어, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량이 요구되는 열량으로 보전될 수 있다.
이하에서는 상기 열량 보전 장치의 제어 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 지열 냉난방 시스템(100)에 요구되는 기준부하량, 즉 요구되는 열량을 입력한다(S100).
그런 다음, 상기 열량 감지 부재에서 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제부하량, 즉 실제 열량을 감지한다(S110).
그 후, 상기와 같이 감지된 실제 열량과 요구되는 열량을 상기 제어 부재(130)가 비교한다(S120).
상기 비교(S120) 결과, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 많거나 같은 경우, 상기 지열 냉난방 시스템(100)을 정상 작동시켜, 상기 수요처(10)에 대한 냉난방을 수행시킬 수 있다(S130).
이 때, 상기 보전측 개폐 밸브(125)는 닫히고, 상기 지열측 개폐 밸브(124)는 열려, 도 2에 도시된 바와 같은 정상 작동이 이루어질 수 있다.
반면, 상기 비교(S120) 결과, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 적은 경우, 열량 보전 사이클을 구동시킨다(S140). 즉, 상기 제어 부재(130)가 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록, 상기 열량 보전 부재(140)를 작동시킨다.
이 때, 상기 보전측 개폐 밸브(125)는 열리고, 상기 지열측 개폐 밸브(124)는 닫혀, 도 3에 도시된 바와 같은 열량 보전 사이클이 구동될 수 있다.
상기와 같은 열량 보전 사이클의 구동(S140) 후, 상기 열량 감지 부재에서 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량을 다시 감지한다(S150).
그런 다음, 상기 다시 감지된 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 실제 열량과 상기 요구되는 열량을 상기 제어 부재(130)가 비교한다(S160).
상기 비교(S160) 결과, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 많거나 같은 경우, 상기 지열 냉난방 시스템(100)을 정상 작동시켜, 상기 수요처(10)에 대한 냉난방을 수행시킬 수 있다(S130).
반면, 상기 비교(S160) 결과, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 적은 경우, 상기 제어 부재(130)가 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 미리 설정된 부족 허용 범위 내에 있는지, 예를 들어 상기 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에서 10%를 감한 부족 허용 범위 내에 있는지, 즉 상기 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량값과 상기 요구되는 열량에서 10%를 감한 열량값 사이에 있는지 여부를 판단한다(S170).
상기 판단(S170) 결과, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 미리 설정된 부족 허용 범위 내에 있는 것으로 판단되면, 상기 지열 냉난방 시스템(100)을 정상 작동시켜, 상기 수요처(10)에 대한 냉난방을 수행시킬 수 있다(S130).
반면, 상기 판단(S170) 결과, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 상기 미리 설정된 부족 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 제어 부재(130)가 상기 지열 냉난방 시스템(100)에 대하여 강제적인 냉방 운전을 수행시키거나, 상기 지열 냉난방 시스템(100)의 냉방 운전이 요구됨을 디스플레이 부재(미도시) 등에 표시한다(S180).
상기와 같이, 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치가 열량 감지 부재와, 열량 보전 부재와, 제어 부재를 포함함에 따라, 상기 열량 감지 부재에서 감지된 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 비교하여, 상기 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량과 다른 경우, 상기 열량 보전 부재를 작동시켜, 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 할 수 있으므로, 상기 지열 냉난방 시스템의 냉난방 운전이 요구될 때 그 실제 열량이 부족해져서 운전이 불가능해지는 현상이 방지되고, 지속적이고 안정적인 운전이 가능해질 수 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 요구되는 열량으로 보전될 수 있으므로, 그 산업상 이용 가능성이 높다고 하겠다.

Claims (5)

  1. 지중과 열교환될 수 있는 지열 교환부를 포함하고 지열을 이용하여 수요처에 대하여 냉난방을 수행할 수 있는 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 감지하는 열량 감지 부재;
    외부 열을 상기 지열 냉난방 시스템이 적용된 지중으로 보충하거나 지중의 열을 상기 외부 열 쪽으로 전달할 수 있는 열량 보전 부재; 및
    상기 열량 감지 부재에서 감지된 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 비교하여, 상기 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량과 다른 경우, 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 상기 열량 보전 부재를 작동시키는 제어 부재;를 포함하는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지열 냉난방 시스템은 히트 펌프(heat pump)를 포함하고,
    상기 열량 감지 부재는
    상기 지열 냉난방 시스템 상을 유동하는 순환 유체의 유량을 감지하는 유량계와,
    상기 히트 펌프로 유입되는 측에서 상기 순환 유체의 유입측 온도를 감지하는 유입측 온도계와,
    상기 히트 펌프에서 유출되는 측에서 상기 순환 유체의 유출측 온도를 감지하는 유출측 온도계를 포함하고,
    상기 제어 부재는 상기 유량계에서 감지되는 상기 순환 유체의 유량과, 상기 유입측 온도계에서 감지되는 상기 순환 유체의 유입측 온도와, 상기 유출측 온도계에서 감지되는 상기 순환 유체의 유출측 온도로부터 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 연산하는 것을 특징으로 하는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열량 보전 부재는
    상기 지열 냉난방 시스템 상을 유동하는 순환 유체가 외부 열원 쪽으로 유동되도록 하는 열량 보전 순환관과,
    상기 열량 보전 순환관을 따라 유동되는 순환 유체가 상기 외부 열원과 열교환되면서 열을 수득하거나 버리는 외부 열 교환부를 포함하고,
    상기 외부 열 교환부에서 상기 외부 열원과 열교환되면서 열을 수득하거나 버린 상기 순환 유체가 상기 지열 교환부를 통해 지중과 열교환되면서 상기 외부 열 교환부에서 수득한 열을 지중으로 버리거나 상기 외부 열 교환부에서 버린 열을 보충함에 따라, 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있는 것을 특징으로 하는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치.
  4. (a) 지중과 열교환될 수 있는 지열 교환부를 포함하고 지열을 이용하여 수요처에 대하여 냉난방을 수행할 수 있는 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 감지하는 열량 감지 부재와, 외부 열을 상기 지열 냉난방 시스템이 적용된 지중으로 보충하거나 지중의 열을 상기 외부 열 쪽으로 전달할 수 있는 열량 보전 부재와, 제어 부재를 포함하는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치를 마련하는 단계;
    (b) 상기 열량 감지 부재에서 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 감지하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서 감지된 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 요구되는 열량을 상기 제어 부재가 비교하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계에서의 비교 결과, 상기 지열 냉난방 시스템의 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 적은 경우, 상기 제어 부재가 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량이 상기 요구되는 열량으로 보전될 수 있도록 상기 열량 보전 부재를 작동시키는 단계;를 포함하는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    (e) 상기 (d) 단계의 수행 후, 상기 열량 감지 부재에서 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량을 다시 감지하는 단계;
    (f) 상기 (e) 단계에서 다시 감지된 상기 지열 냉난방 시스템의 실제 열량과 상기 요구되는 열량을 상기 제어 부재가 비교하는 단계;
    (g) 상기 (f) 단계에서의 비교 결과, 상기 지열 냉난방 시스템의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 적은 경우, 상기 제어 부재가 상기 지열 냉난방 시스템의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 미리 설정된 부족 허용 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
    (h) 상기 (g) 단계에서의 판단 결과, 상기 지열 냉난방 시스템의 다시 감지된 실제 열량이 상기 요구되는 열량에 비해 상기 미리 설정된 부족 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 제어 부재가 상기 지열 냉난방 시스템에 대하여 강제적인 냉방 운전을 수행시키거나, 상기 지열 냉난방 시스템의 냉방 운전이 요구됨을 표시하는 단계;를 포함하는 지열 냉난방 시스템의 열량 보전 장치의 제어 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150101912A (ko) * 2014-02-27 2015-09-04 주식회사 지앤지테크놀러지 지열시스템의 수자원 데이터 취득 장치
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KR102013099B1 (ko) * 2019-03-06 2019-11-05 최승길 하이브리드 지열 냉난방 시스템
KR102053572B1 (ko) * 2019-03-06 2019-12-09 최승길 폐열 회수 장치 기반의 하이브리드 지열 냉난방 시스템 및 방법

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