KR20130127019A

KR20130127019A - 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치

Info

Publication number: KR20130127019A
Application number: KR1020120047893A
Authority: KR
Inventors: 김재휘
Original assignee: 김재휘
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-11-22

Abstract

본 발명은 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치에 관한 것으로서, 히트펌프의 증발기를 통과하는 열원순환라인에 2개 이상의 나선형 열교환기를 마련하고 이 나선형 열교환기를 오수, 온배수, 해수는 물론 하천이나 연못의 물이 공급되는 현열교환수조에 마련하되 서로 이웃하는 열교환 파이프들을 이격고정클립으로 이격 고정시켜 나선형 열교환기를 통해 현열을 효율적으로 회수할 수 있는 것을 특징으로 한다.
따라서 현열교환수조 내의 현열을 나선형 열교환기로 회수함에 따라 가온된 그 내부의 열매체를 증발기로 공급 순환시킴으로써 히트펌프가 필요로 하는 증발기의 열원으로 활용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치{Apparatus for supplying heat-source of heat pump using spiral heat exchanger}

본 발명은 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오수, 온배수, 해수 등이 공급되는 현열교환수조에 2개 이상의 나선형 열교환기를 마련하고 이 나선형 열교환기를 통해 현열을 회수함으로써 가온된 그 내부의 열매체를 증발기로 공급 순환시켜 히트펌프가 필요로 하는 증발기의 열원으로 활용할 수 있는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 히트펌프는 기본적으로 통상의 냉방 사이클과 같이 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 하나의 사이클을 이루고 구성되어 있으며, 상기 응축기와 증발기의 열교환기가 어떠한 열원(액체나 기체)을 이용하느냐에 따라 수열 또는 기열교환방식의 히트펌프로 구분된다.

이러한 히트펌프를 난방기로 사용하는 경우, 압축기에서 압축된 냉매를 응축기에서 응축시킴에 따라 발생되는 열을 난방시설물로 공급하여 난방하고 이와 반대로, 냉매가 팽창밸브를 통해 저압으로 팽창되면서 증발기에서 필요로 하는 증발열을 흡수하게 된다. 이때, 상기 히트펌프의 증발기에 충분한 열원을 공급하여야 하고 이로 인하여 히트펌프의 효율 저하를 방지할 수 있다.

이렇게 히트펌프가 필요로 하는 증발기의 열원으로 외부공기, 지하공기, 지하수, 우수, 해수는 물론 온배수 등의 열매체를 직접적으로 증발기에 공급하여 상기 열매체가 가지고 있는 현열을 열원으로 활용하고 있다. 이때, 상기 증발기 내부에 흐르는 냉매가 증발되면서 그 냉매온도는 ??15℃~-20℃정도로 되기 때문에 열원으로 제공되는 열매체는 많은 현열을 갖는 것, 높은 온도를 갖는 것이 중요하다 할 것이다.

따라서 외부공기를 열원으로 활용하는 경우 특히 기온이 낮은 동절기엔 충분한 열원을 공급할 수 없어 급격한 효율저하로 이어지게 되고, 항시 일정한 온도를 갖는 열원, 즉 지하수, 해수, 지하공기 등으로 대체 적용한 것들도 있다.

그러나 히트펌프에서 필요로 하는 증발기에의 열원공급 장치에 있어서는, 오수나 온배수 등을 직접적으로 증발기로 공급하는 경우, 오수나 온배수에 다량의 부유물질을 함유하고 있어 상기 부유물질이 증발기의 냉매파이프 외측에 마련되는 유로의 내벽에 쉽게 부착되는 사례가 발생되었으며, 이러한 현상이 지속되면서 증발기의 유로를 막아 유량감소를 초래하고 이렇게 유량이 감소되면 기온이 영하로 떨어지는 동절기엔 동파로 이어진다는 문제점이 있었다.

특히, 오수, 해수, 발전소의 온배수는 물론 화학폐수 등의 열원수는 부식성 성분을 보유하고 있어 이를 열원수로 활용할 경우 히트펌프의 증발기를 부식시켜 정상적인 작동을 방해하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구개발한 것이다. 본 발명의 목적은 히트펌프의 증발기를 통과하는 열원순환라인에 2개 이상의 나선형 열교환기를 마련하고 이 나선형 열교환기를 오수, 온배수, 해수는 물론 하천이나 연못의 물이 공급되는 현열교환수조에 마련하되 서로 이웃하는 열교환 파이프들을 이격고정클립으로 이격 고정시켜 나선형 열교환기를 통해 현열을 효율적으로 회수할 수 있으며, 이렇게 현열교환수조 내의 현열을 회수함에 따라 가온된 그 내부의 열매체를 증발기로 공급 순환시킴으로써 히트펌프가 필요로 하는 증발기의 열원으로 활용할 수 있는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 오수, 해수, 발전소의 온배수는 물론 화학폐수 등의 열원수에서 나선형 열교환기를 통해 단순히 열교환만 수행할 뿐 히트펌프의 증발기에 공급하지 않으며, 이로 인하여 열원수가 갖는 부식성 성분에 의한 증발기의 부식염려가 없는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함하여 하나의 사이클을 이루는 히트펌프가 마련되고 상기 증발기에는 이 증발기가 필요로 하는 열원을 갖는 열매체를 수열교환방식으로 열 교환되도록 열원순환라인이 마련되며 상기 열원순환라인에는 증발기에서 필요로 하는 열원을 공급받도록 열원순환라인의 열매체를 순환시키는 순환펌프가 마련된 히트펌프의 열원공급 장치에 있어서, 상기 히트펌프의 주위에는 열원수인 오수, 온배수, 해수 중의 어느 하나가 공급되는 현열교환수조가 마련되고 상기 현열교환수조의 열원수에 잠긴 상태로 설치되게 열원순환라인에 2개 이상의 나선형 열교환기가 마련되어 있으며 상기 열원수의 공급과 배출을 통해 열원수의 흐름을 주어 나선형 열교환기와의 효과적인 열 교환이 이루어지도록 현열교환수조의 상단부분엔 수평방향으로 열원수를 공급하는 공급파이프가 마련되고 열원교환수조의 하단부분엔 열원을 빼앗겨 낮은 온도의 열원수를 배출하는 배출파이프가 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 나선형 열교환기는 열원수와의 접촉이 확실하고 그 접촉면적증대가 이루어지도록 나선형으로 연속하여 감기면서 서로 이웃하는 열교환 파이프를 일정간격으로 이격시킬 수 있는 이격고정클립으로 고정됨이 바람직하다. 상기 이격고정클립은 서로 이웃하는 열교환 파이프를 이격 고정시킬 수 있는 형상이면 어떠한 것이라도 무방하나 예를 들면 X형, C형으로 마련할 수 있다.

본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치에 있어서, 상기 공급파이프에는 바다의 해수 혹은 연못이나 하천의 물이 있는 장소로부터 흡입하여 열원교환수조에 공급할 수 있도록 열원수 공급펌프가 마련되고, 상기 배출파이프에는 열원수로 취수된 원래위치로 회귀할 때 2m 이상의 낙차를 갖는 장소인 경우 열원수의 위치에너지를 전기에너지로 회수하는 소수력 발전기를 마련할 수도 있다.

상기 열원교환수조에는 하부에서 상부로 열원수를 유동시켜 열원수의 체류를 방지하고 사각지대형성을 방지하도록 나선형 열교환기의 하부에 유동발생기가 마련되는 것을 특징으로 한다. 상기 유동발생기는 블로워(blower)나 산기장치는 물론 열원수 교반펌프 등이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치에 있어서, 상기 열원순환라인에는 현열교환수조에서의 열원회수가 부족한 경우에 열원을 보충할 수 있도록 증발기와 현열교환수조 사이의 열원순환라인에서 분기 순환되는 분기순환라인을 마련하고 이 분기순환라인에 보조열원공급기가 부가되어있는 것을 특징으로 한다.

상기 보조열원공급기는 지중에 매립 설치되어 지중의 열을 흡수할 수 있는 지열교환기, 발열이 많은 기계실이나 냉방을 요하는 실내의 열을 흡수할 수 있는 실내기, 별도의 냉방시스템에서 냉방을 하고 되돌아오는 열매체가 갖는 열을 열원으로 활용할 수 있는 냉동기 등이 있다. 이때, 상기 보조열원공급기를 냉동기로 마련하는 경우 냉방시스템에서 냉방을 수행하여 가온되어 되돌아오는 열매체를 활용하는 것이므로 냉동기의 환수헤더와 연결되어야 한다.

또한, 본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치에 있어서, 상기 히트펌프가 구동되지 않는 동안 열원수가 발생되는 경우에 열원을 임시 저장할 수 있도록 히트펌프와 현열교환수조 사이에 열매체저장탱크가 마련되고 상기 열원순환라인을 제1, 제2열원순환라인으로 분할하되 그 분할된 열원순환라인의 각 끝단이 열매체저장탱크에 연결되어 있으며, 상기 제1, 제2열원순환라인에는 열매체저장탱크 내의 열매체를 각각의 제1, 제2순환라인으로 순환시킬 수 있는 열원순환펌프가 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 열매체저장탱크에는 시설물, 하우스 등의 우수를 집수하여 공급받을 수 있도록 물받이와 이 물받이로부터 열매체저장탱크에 이르기까지 우수라인이 연결되어있는 별도의 우수 집수시설이 마련되고, 재배작물의 급수로 활용할 수 있도록 살수펌프를 갖는 급수라인이 마련된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 히트펌프의 증발기를 통과하는 열원순환라인에 2개 이상의 나선형 열교환기를 마련하고 이 나선형 열교환기를 오수, 온배수, 해수는 물론 하천이나 연못의 물이 공급되는 현열교환수조에 마련하되 서로 이웃하는 열교환 파이프들을 이격고정클립으로 이격 고정시켜 나선형 열교환기를 통해 현열을 효율적으로 회수할 수 있으며, 이렇게 현열교환수조 내의 현열을 회수함에 따라 가온된 그 내부의 열매체를 증발기로 공급 순환시킴으로써 히트펌프가 필요로 하는 증발기의 열원으로 활용할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 오수, 해수, 발전소의 온배수는 물론 화학폐수 등의 열원수에서 나선형 열교환기를 통해 단순히 열교환만 수행할 뿐 히트펌프의 증발기에 공급하지 않으며, 이로 인하여 열원수가 갖는 부식성 성분에 의한 증발기의 부식염려가 없는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 나선형 열교환기에 사용되는 이격고정클립을 발췌하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 이격고정클립에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치의 다른 실시 예들을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치의 바람직한 실시 예의 첨부도면을 참고하여 상세하게 설명하고자 한다.

도면에 나타낸 바와 같이, 히트펌프(10)는 통상의 냉방사이클과 마찬가지로 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함하여 하나의 사이클을 이루도록 마련되되 상기 응축기에는 이 응축기와 수열교환방식으로 열 교환하여 얻은 가온된 열매체를 시설물이나 하우스 등으로 공급 순환시킬 수 있도록 대류펌프(12)를 포함하는 난방순환라인(11)이 마련되어 있고, 상기 증발기에는 이 증발기가 필요로 하는 열원을 갖는 열매체를 수열교환방식으로 열 교환되도록 열원순환라인(20)이 마련되어 있으며, 상기 열원순환라인(20)에는 증발기에서 필요로 하는 열원을 공급받도록 열원순환라인(20)의 열매체를 순환시키는 순환펌프(21)가 마련되어 있다.

상기 히트펌프(10)의 주위에는 열원수인 오수, 온배수, 해수 중의 어느 하나가 공급되는 현열교환수조(30)가 마련되어 있고 상기 현열교환수조(30)의 열원수에 잠긴 상태로 설치되게 열원순환라인(20)에 직렬 또는 병렬로 연결된 2개 이상의 나선형 열교환기(22)가 마련되어 있다.

상기 현열교환수조(30)에는 열원수의 공급과 배출을 통해 열원수의 흐름을 주어 나선형 열교환기(22)와의 효과적인 열 교환이 이루어지도록 공급파이프(31)와 배출파이프(32)가 마련되되, 상기 공급파이프(31)는 상부의 수평방향으로 열원을 갖는 열원수를 공급하도록 현열교환수조(30)의 상단부분에 마련하고, 상기 배출파이프(32)는 열원을 빼앗겨 온도가 낮아지면서 하부로 가라앉는 열원수를 배출하도록 열원교환수조(30)의 하단부분에 마련함이 바람직하다.

상기 나선형 열교환기(22)는 가느다란 열교환 파이프(22a)가 직립하방으로 내려간 상태에서 상부를 향해 연속하여 나선형으로 수회 감긴 후 직립상부로 연장되어 있는 것이며, 상기 열교환 파이프(22a)는 열원수와의 접촉이 확실하고 그 접촉면적증대가 이루어지도록 서로 이웃하는 열교환 파이프(22a)들이 이격고정클립(23)에 의해 일정간격으로 이격 고정되어 있다.

상기 이격고정클립(23)은 도 2와 같이, 소정 폭으로 된 띠형 부재(23a)의 상단과 하단에 각각 서로 이웃하는 열교환 파이프(22a)를 수용하여 탄력적으로 파지할 수 있는 C형의 클립(23b)이 마련되어 있다.

상기 이격고정클립(23)은 서로 이웃하는 열교환 파이프(22a)를 이격 고정시킬 수 있는 형상이면 어떠한 것이라도 무방하다, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 띠형 부재(23a)의 양단에 수평방향으로 개구된 C형의 클립(23b)이 마련되어 있다. 위와 같이 클립(23b)의 개구부를 수평방향으로 마련하는 경우, 띠형 부재를 길게 마련하고 이 띠형 부재에 소정의 이격시키고자 하는 간격으로 다수개의 클립을 마련할 수도 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치의 작동에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

히트펌프(10)를 난방으로 가동시키면, 히트펌프(10)의 압축기가 가동되게 되고 이렇게 압축기가 가동되면서 증발기로부터 냉매를 흡입하여 고온고압의 가스냉매로 압축하며, 이렇게 압축된 냉매는 응축기로 압송되고 이 응축기를 통과되는 동안 수열교환방식을 통해 열 교환(방열)하므로 고온고압의 액상냉매로 응축된다.

이렇게 응축된 고온고압의 액상냉매는 팽창밸브에서 저압상태로 변형되어 증발기에서 증발됨에 따라 수열교환방식을 통해 기화에 필요한 냉매의 기화열을 외부로부터 흡수하므로 증발기의 주위는 냉각된다.

상기 증발기를 통과한 저온저압의 가스냉매는 압축기에 의해 흡입 압축되어 상기에서 언급한 바와 같은 과정을 반복적으로 순환하는 것이어서 응축기와 증발기에서 지속적인 열 교환이 이루어지는 것이다.

상기에서 언급하였듯이, 히트펌프(10)가 가동되는 동안에는 히트펌프(10)의 압축기로부터 지속적으로 압송되는 냉매가 가지고 있는 고열이 응축기에서 수열교환방식을 통해 전열되게 된다.

위와 같이 히트펌프(10)가 가동되면 응축기에서 발생되는 열은 수열교환방식을 통해 열 교환하여 열매체가 가온되게 되고 이러한 상태에서 난방순환라인(11)상의 대류펌프(12)를 가동됨으로써 난방을 필요로 하는 시설물이나 하우스 등에 공급하여 난방을 행할 수 있는 것이다. 이와 같이 난방이 이루어질 때, 증발기에는 그 주위가 냉각되므로 히트펌프(10)의 효율저하 없이 원활한 가동을 위한 열원이 필요하다.

상기와 같이 히트펌프(10)가 가동될 때, 열원순환라인(20)의 열매체는 순환펌프(21)가 가동됨에 따라 히트펌프(10)의 증발기를 통과하면서 열매체가 가지고 있는 열원을 증발기에 공급하여 냉각(열매체가 증발기로 들어올 때의 온도보다 2~5℃정도 냉각)된 상태로 열원순환라인(20)을 따라 현열교환수조(30) 내의 나선형 열교환기(22)로 이동되게 된다.

이때, 현열교환수조(30)에는 오수, 온배수, 해수 중의 어느 하나가 공급파이프(31)를 통해 지속적으로 공급되면서 배출파이프(32)를 통해 배출된다. 따라서 현열교환수조(30)에는 항시 일정수위를 유지하는 상태이다.

이렇게 열원순환라인(20)상의 열매체는 나선형 열교환기(22)를 통과하는 동안 현열교환수조(30)의 열원수가 가지고 있는 현열을 빼앗아 흡열하여 가온되게 되고, 이렇게 가온된 열원순환라인(20)내의 히트펌프(10)의 증발기로 공급되어 통과되는 과정이 지속적으로 이루어지게 된다. 이와 같이 히트펌프(10)의 증발기를 통과하는 동안 증발기에서 필요로 하는 열원을 충분히 공급할 수 있게 된다.

특히, 공급파이프(31)가 현열교환수조(30)의 상부에서 수평으로 공급되므로 현열교환수조(30)내에 채워져 있는 열원수의 흐름(유동)을 부여하고 이격고정클립(23)에 의해 나선형 열교환기(22)의 열교환 파이프(22a)들이 이격되어 있으므로 열원수의 흐름을 좋게 할 수 있으며, 이로 인하여 히트펌프(10)의 증발기가 필요로 하는 열원을 용이하게 확보할 수 있는 것이다.

또한, 상기 현열교환수조(30)에는 열원수의 온도가 높을수록 밀도가 낮아 상부로 올라가려고 하고 저온일수록 밀도가 높아 하부로 내려가려는 자연적인 대류가 이루어지도록 공급파이프(31)는 상부에 마련하고 배출파이프(32)는 하부에 마련함으로써 열원수의 흐름을 원활하게 유도함은 물론 나선형 열교환기(22)들을 거쳐 원활한 열교환이 이루어지게 되며, 나선형 열교환기(22)의 열교환 파이프(22a) 또한 그 내부의 열매체가 가온될수록 자연대류에 의해 상부로 올라가도록 열매체의 인입측이 하부에 위치시킴이 바람직하다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치의 다른 실시 예들을 나타낸 도면이다.

도 4는 공급파이프(31)에 바다의 해수 혹은 연못이나 하천의 물이 있는 장소로부터 흡입하여 열원교환수조(30)에 공급할 수 있도록 열원수 공급펌프(33)를 마련하고, 상기 배출파이프(32)에는 열원수로 취수된 원래위치로 회귀할 때 2m 이상의 낙차를 갖는 장소인 경우 열원수의 위치에너지를 전기에너지로 회수할 수 있는 소수력 발전기(34)를 마련한 것이다.

상기와 같은 다른 실시 예에 의하면, 소수력 발전기(34)를 통해 얻은 전원을 히트펌프(10)의 구동전원으로 활용할 수 있으며, 이렇게 히트펌프(10)의 구동전원으로 활용하면 전기요금도 절약할 수 있는 것이다.

도 5는 열원교환수조(30)에 하부에서 상부로 열원수를 유동시켜 열원수의 체류를 방지하고 사각지대형성을 방지하도록 나선형 열교환기(22)의 하부에 유동발생기(40)가 마련한 것이다. 상기 유동발생기(40)는 블로워(blower)나 산기장치는 물론 열원수를 상부로 밀어내는 열원수 교반펌프 등으로 마련할 수 있다.

상기와 같은 다른 실시 예에 의하면, 유동발생기(40)에 의하여 보다 확실하게 나선형 열교환기(22) 주위의 열원수를 유동시킬 수 있어 열원수의 체류를 방지하며, 이로 인하여 열원수가 정체되는 사각지대의 형성을 원천적으로 방지할 수 있어 열원수가 갖는 열을 효과적으로 빼앗을 수 있는 것이다.

도 6은 열원순환라인(20)에 현열교환수조(30)에서의 열원회수가 부족한 경우 열원을 보충할 수 있도록 히트펌프(10)와 현열교환수조(30) 사이의 열원순환라인(20)에서 분기 순환되는 분기순환라인(25)을 마련하고 이 분기순환라인(25)에 보조열원공급기(26)를 부가한 것이다.

상기 보조열원공급기(26)는 별도의 냉방시스템인 냉동기에서 냉방을 하고 이렇게 냉방하면서 가온되어 되돌아오는 열매체가 갖는 열을 열원으로 활용할 수 있도록 연결한 냉동기로 마련된다.

또한, 상기 보조열원공급기(26)는 지중에 매립 설치되어 지중의 열을 흡수하는 지열교환기나, 발열이 많은 기계실이나 냉방을 요하는 실내의 열을 흡수하는 실내기 등으로 마련할 수도 있다.

상기와 같은 다른 실시 예에 의하면, 현열교환수조(30) 내의 열원수로만으로 히트펌프(10)가 필요로 하는 열원이 부족한 경우 보조열원공급기(26)를 가동시켜 보충할 수 있으며, 이로 인하여 최적상태에서 히트펌프(10)를 가동시킴이 가능하므로 히트펌프(10)의 최적효율 또한 얻을 수 있는 것이다.

도 7은 히트펌프(10)가 구동되지 않는 동안 열원수가 발생되는 경우 열원을 임시 저장할 수 있도록 히트펌프(10)와 현열교환수조(30) 사이에 열매체저장탱크(50)를 마련하고 상기 열원순환라인(20)을 제1, 제2열원순환라인(20a,20b)으로 분할하되 그 분할된 열원순환라인(20a,20b)의 각 끝단이 열매체저장탱크(50)에 연결되게 마련하며, 상기 제1, 제2열원순환라인(20a,20b)에는 열매체저장탱크(50) 내의 열매체를 각각의 제1, 제2순환라인(20a,20b)으로 순환시킬 수 있는 순환펌프(21,21a)를 마련한 것이다.

상기 열매체저장탱크(50)에는 시설물(60), 하우스 등의 우수를 집수하여 공급받을 수 있도록 물받이(61)와, 이 물받이(61)로부터 열매체저장탱크(50)에 이르기까지 우수라인(62)이 연결되어있는 별도의 우수 집수시설을 마련할 수 있고, 재배작물의 급수로 활용할 수 있도록 살수펌프(64)를 갖는 급수라인(63)을 마련할 수도 있다.

상기와 같은 다른 실시 예에 의하면, 히트펌프(10)가 구동되지 않는 동안 열원수가 발생되는 경우 열매체저장탱크(50)에 열원을 임시 저장할 수 있으며, 이로 인하여 히트펌프(10)가 가동되면서 히트펌프(10)의 증발기가 필요로 하는 예비열원으로 즉각적인 활용이 가능할 수 있다.

또한, 과수 등의 재배작물에 살수하고자 하는 경우 급수라인(63)상의 살수펌프(64)를 가동시켜 상기 열매체저장탱크(50)에 저장된 열매체를 살수함으로써 재배작물이 필요로 하는 수분으로 공급할 수도 있는 것이다.

10: 히트펌프 20: 열원순환라인
20a: 제1열원순환라인 20b: 제2열원순환라인
21,21a: 순환펌프 22: 나선형 열교환기
22a: 열교환 파이프 23: 이격고정클립
25: 분기순환라인 26: 보조열원공급기
30: 현열교환수조 31: 공급파이프
32: 배출파이프 40: 유동발생기
50: 열매체저장탱크 60: 시설물
61: 물받이 62: 우수라인
63: 급수라인 64: 살수펌프

Claims

압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함하여 하나의 사이클을 이루는 히트펌프가 마련되고 상기 증발기에는 이 증발기가 필요로 하는 열원을 갖는 열매체를 수열교환방식으로 열 교환되도록 열원순환라인이 마련되며 상기 열원순환라인에는 증발기에서 필요로 하는 열원을 공급받도록 열원순환라인의 열매체를 순환시키는 순환펌프가 마련된 히트펌프의 열원공급 장치에 있어서,
상기 히트펌프의 주위에는 열원수인 오수, 온배수, 해수 중의 어느 하나가 공급되는 현열교환수조가 마련되고 상기 현열교환수조의 열원수에 잠긴 상태로 설치되게 열원순환라인에 2개 이상의 나선형 열교환기가 마련되어 있으며,
상기 열원수의 공급과 배출을 통해 열원수의 흐름을 주어 나선형 열교환기와의 효과적인 열 교환이 이루어지도록 현열교환수조의 상단부분엔 수평방향으로 열원수를 공급하는 공급파이프가 마련되고 열원교환수조의 하단부분엔 열원을 빼앗겨 낮은 온도의 열원수를 배출하는 배출파이프가 마련된 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 나선형 열교환기는 열원수와의 접촉이 확실하고 그 접촉면적증대가 이루어지도록 나선형으로 연속하여 감기면서 서로 이웃하는 열교환 파이프를 일정간격으로 이격시킬 수 있는 이격고정클립으로 고정되는 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급파이프에는 바다의 해수 혹은 연못이나 하천의 물이 있는 장소로부터 흡입하여 열원교환수조에 공급할 수 있도록 열원수 공급펌프가 마련되고, 상기 배출파이프에는 열원수로 취수된 원래위치로 회귀할 때 2m 이상의 낙차를 갖는 장소인 경우 열원수의 위치에너지를 전기에너지로 회수하는 소수력 발전기가 마련되는 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치
제1항에 있어서,
상기 열원교환수조에는 하부에서 상부로 열원수를 유동시켜 열원수의 체류를 방지하고 사각지대형성을 방지하도록 나선형 열교환기의 하부에 블로워, 산기장치, 열원수 교반펌프 중의 하나인 유동발생기가 마련되는 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 열원순환라인에는 현열교환수조에서의 열원회수가 부족한 경우에 열원을 보충할 수 있도록 증발기와 현열교환수조 사이의 열원순환라인에서 분기 순환되는 분기순환라인을 마련하고 이 분기순환라인에 보조열원공급기가 부가되어있는 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제5항에 있어서,
상기 보조열원공급기가 지중에 매립 설치되어 지중의 열을 흡수할 수 있는 지열교환기로 마련되는 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제5항에 있어서,
상기 보조열원공급기가 발열이 많은 기계실이나 냉방을 요하는 실내의 열을 흡수할 수 있는 실내기로 마련되는 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제5항에 있어서,
상기 보조열원공급기가 별도의 냉방시스템에서 냉방을 하고 되돌아오는 열매체가 갖는 열을 열원으로 활용할 수 있는 냉동기로 마련되는 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 히트펌프가 구동되지 않는 동안 열원수가 발생되는 경우에 열원을 임시 저장할 수 있도록 히트펌프와 현열교환수조 사이에 열매체저장탱크가 마련되고 상기 열원순환라인을 제1, 제2열원순환라인으로 분할하되 그 분할된 열원순환라인의 각 끝단이 열매체저장탱크에 연결되어 있으며, 상기 제1, 제2열원순환라인에는 열매체저장탱크 내의 열매체를 각각의 제1, 제2순환라인으로 순환시킬 수 있는 열원순환펌프가 마련된 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.
제9항에 있어서,
상기 열매체저장탱크에는 시설물, 하우스의 우수를 집수하여 공급받을 수 있도록 물받이와 이 물받이로부터 열매체저장탱크에 이르기까지 우수라인이 연결되어있는 별도의 우수 집수시설이 마련되고, 재배작물의 급수로 활용할 수 있도록 살수펌프를 갖는 급수라인이 마련된 것을 특징으로 하는 나선형 열교환기를 이용한 히트펌프의 열원공급 장치.