KR20130131645A - 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골프장의 배수지 또는 가압장의 물을 히트펌프의 열원으로 사용하는 골프장 배수지의 물을 이용한 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 관정에서 지하수를 취수하는 다수개의 심정부와, 상기 심정부로부터 유입되는 물을 저수하는 옥외저수조와, 상기 옥외저수조와 연결된 송수관을 통하여 옥외저수조의 물을 열원으로 사용하는 히트펌프와, 상기 히트펌프와 배관을 통하여 연결되어 저장된 물을 히트펌프로 순환시켜 냉,온수로 전환하고, 전환된 물을 저장하는 축열조와, 상기 축열조와 배관을 통하여 연결되어 냉,온수를 공조기로 순환시키는 제1순환라인과, 상기 축열조와 배관을 통하여 연결되고, 구비된 열교환기를 통하여 가열되는 물을 공급하는 제2순환라인을 포함하여 구성된다.
위와 같은 본 발명은 첫째, 골프장에 구비된 배수지 또는 가압장의 물을 히트펌프의 열원으로 사용함으로써 골프장에 최적화된 히트펌프 시스템을 이룰 수 있다.
둘째, 골프장에 설치되는 배수지 또는 가압장의 특징에 따라 온도변화가 적고, 높은 상온이 유지되는 물을 지속적으로 히트펌프의 열원으로 사용할 수 있게 함으로써 히트펌프를 이용한 냉,난방 시스템을 효율적으로 이룰 수 있다.
셋째. 히트펌프의 열원으로 물을 이용하는 경우에도 골프장에 구비된 배수지 또는 가압장의 특징에 따라 풍부한 양의 열원을 확보할 수 있게 됨으로써 효율적인 히트펌프 시스템의 가동을 이룰 수 있다.
넷째, 폐수 또는 하수 등을 열원으로 사용하는 경우에 발생 될 수 있는 시설물의 오염과 부식 등의 문제를 방지할 수 있게 됨으로써 히트펌프 시스템의 높은 효율확보는 물론이고, 유지 보수 등에 불필요한 비용이 발생되는 것을 방지하여 히트펌프 시스템의 유지 보수 등에 사용되는 전체비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

Description

골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템{Heat pump system using water for irrigation of golf course reservoir}

본 발명은 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히트펌프 시스템을 골프장에 적용하여 사용하고자 하는 경우 골프장의 배수지 관개용수를 히트펌프의 열원으로 사용할 수 있도록 하여 골프장의 효율적인 냉,난방과 급탕공급을 이룰 수 있는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 히트펌프를 이용한 냉,난방 시스템이란 유체를 가열시켜 난방, 급탕 각종 공정용수의 가열 등에 활용되며 화석연료를 사용하는 유류보일러나 가스보일러, 전기보일러 등과 비교할 때 에너지 비용을 효율적으로 절감할 수 있는 고효율 에너지공급 시스템을 말하는 것이다.

위와 같은 히트펌프 시스템은 저온의 열원으로부터 증발기를 통하여 저압의 기체냉매로 변환되는 과정에서 열을 흡수한 다음 냉매압축기로 흡입되어 기체냉매를 고압으로 단열 압축함으로써 냉매를 고온으로 승온 시키고 응축기로 보내져 열을 방출하면서 고압액체냉매로 변환되고 팽창밸브에서 액체냉매가 저압으로 감압이나 냉각 냉동공정에 활용되고 열을 방출하는 응축과정에서 유체를 가열시켜 난방, 급탕 각종 공정용수의 가열 등에 사용하는 것을 말하는 것이다.

즉, 종래에는 공기열을 이용한 히트펌프 시스템과, 물 또는 지열을 이용한 히트펌프 시스템이 제안되어 사용되고 있으며, 특히, 인구의 유동이 많은 곳이거나 냉,난방 효율을 높이고자 하는 경우에는 자연적인 물과 지열을 이용하여 히트펌프의 열원으로 사용하는 방법 등이 제안된 바 있다.

최근에는 이러한 히트펌프 시스템이 다양한 장소와 환경에 적용되어 사용되고 있으며, 효율적인 냉,난방과 급탕 공급의 효율을 높이기 위한 방법 및 장치가 다양하게 제공되고 있는 실정이다.

예컨대, 시대의 변화에 따라 사회체육시설인 골프장의 건설이 많이 이루어지고 있으며 이러한 골프장의 냉,난방 및 급탕을 이루기 위하여 히트펌프를 이용한 냉,난방 시스템의 설비가 늘어나고 있는 추세이다.

그러나, 종래에 골프장에 적용되었던 히트펌프 시스템의 열원은 구비된 사우나,스파 등의 시설에서 나오는 폐수열, 공기열 또는 종래의 지열을 이용한 히트펌프 시스템을 적용하여 사용함으로써 효율적인 골프장 내 냉,난방 시스템을 이루기 힘든 문제가 있었으며, 폐수 또는 지열을 히트펌프의 열원으로 사용함으로써 히트펌프 시스템을 이루기 위한 별도의 설치비용은 물론이고, 이러한 설비의 유지 보수가 원활하지 못한 문제가 있었던 것이다.

이는 즉, 상기와 같은 종래의 히트펌프 시스템은 적용하고자 하는 장소에 따라 설치되기 보다는 열원이 구비된 장소에 히트펌프 시스템을 적용하여 사용하는 것이 일반적이었고, 이러한 문제에 따라 골프장에 적용하여 사용하는 경우에는 낮은 효율성에 비하여 불필요한 설치비용과 유지비용이 증대될 수 있는 문제가 있었던 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 골프장의 냉,난방과 급탕공급을 이루기 위하여 히트펌프 시스템을 설치하여 사용하고자 할 때 골프장의 배수지 또는 가압장에 저수된 물을 히트펌프의 열원으로 사용함으로써 폐수나 공기열에 비하여 높은 열원효율을 얻을 수 있고, 이에 따른 골프장의 효율적인 냉,난방 시설과 급탕시설 가동을 이룰 수 있는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템을 제공한다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 공기열을 열원으로 사용하는 히트펌프 시스템보다 높은 효율을 나타내면서도 폐수나 하수 등을 사용하는 경우 발생 될 수 있는 오염문제에 유연하게 대처할 수 있도록 함으로써 유지 및 보수가 편리함은 물론이고, 불필요한 유지비용의 증대를 방지하여 전체비용 절감 효과를 얻을 수 있는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 관정에서 지하수를 취수하는 다수개의 심정부와, 상기 심정부로부터 유입되는 물을 저수하는 옥외저수조와, 상기 옥외저수조와 연결된 송수관을 통하여 옥외저수조로부터 공급되는 물을 열원으로 사용하는 히트펌프와, 상기 히트펌프와 배관을 통하여 연결되어 저장된 물을 히트펌프로 순환시켜 냉,온수로 전환하고, 전환된 물을 저장하는 축열조와, 상기 축열조와 배관을 통하여 연결되고, 구비된 냉온수순환펌프를 통하여 냉,온수를 공조기(부하측; 공조기 또는 FCU 또는 바닥난방배관 등)로 순환시키는 제1순환라인과, 상기 축열조와 배관을 통하여 연결되고, 구비된 열교환기를 통하여 가열되는 물을 급탕부로 공급하는 제2순환라인을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 관정에서 지하수를 취수하는 다수개의 심정부와, 상기 심정부로부터 유입되는 물을 저수하는 옥외저수조와, 상기 옥외저수조와 연결된 송수관을 통하여 옥외저수조로부터 공급되는 물을 열원으로 사용하는 히트펌프를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 옥외저수조를 통하여 히트펌프에 공급되는 열원은 골프장의 배수지 또는 가압장의 물을 이용할 수 있다.

또한, 상기 옥외저수조와 히트펌프를 연결하는 송수관에는 열교환기가 더 구비되어 구성될 수 있다.

또한, 상기 축열조는 저장되는 냉,온수가 혼합되지 않도록 차단하는 디퓨저와, 축열조에 저장되는 냉,온수의 온도를 제어하고, 공조기와 히트펌프로 유입되는 물의 방향을 제어하는 자동밸브를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 심정부는 관정에서 유입되는 물을 상기 옥외저수조로 안내하는 취수관과, 옥외저수조에서 배출되는 물을 관정으로 안내하는 배수관을 포함하여 구성될 수 있다.

더하여, 상기 옥외저수조는 저수된 물의 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함하고, 상기 심정부는 상기 취수관에 유입되는 물을 상기 옥외저수조로 안내하는 심정펌프와, 상기 온도축정센서를 통하여 측정된 온도가 설정온도 이하로 떨어지는 경우 옥외저수조에 저장된 물을 배수관으로 배출시키는 순환조절펌프를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 온도측정센서를 통하여 측정된 설정온도는 10~38도 이내를 이루도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 취수관에는 다수개의 열교환기가 더 구비되어 구성될 수 있다.

그리고, 상기 옥외저수조와 히트펌프를 연결하는 송수관에는 히트펌프로 공급되는 물이 분기되어 배출되도록 하는 배출파이프가 더 연결될 수 있다.

한편, 상기 축열조는 제1순환라인, 제2순환라인, 히트펌프로 공급되는 물의 방향과 공급여부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 골프장에 구비된 배수지 또는 가압장의 관개용수를 히트펌프의 열원으로 사용함으로써 골프장에 최적화된 히트펌프 시스템을 이룰 수 있다.

둘째, 옥외저수조에 저수되는 물이 골프장의 시설과 히트펌프에 지속적으로 사용되며 순환되게 구성함으로써 옥외저수조에 저수된 물이 높은 상온상태를 유지할 수 있어 지속적이고 효율적인 히트펌프의 열원으로 사용이 가능하고, 이에 따른 히트펌프 시스템의 효율성을 높일 수 있다.

셋째, 히트펌프의 열원으로 물을 이용하는 경우에도 골프장의 구비된 배수지의 특징에 따라 풍부한 양의 물을 확보할 수 있게 됨으로써 효율적인 히트펌프 시스템의 가동을 이룰 수 있다.

넷째, 폐수 또는 하수 등을 열원으로 사용하는 경우에 발생 될 수 있는 시설물의 오염과 부식 등의 문제를 방지할 수 있어 히트펌프 시스템의 높은 효율확보는 물론이고, 유지 보수 등에 불필요한 비용이 발생 되는 것을 방지하여 히트펌프 시스템의 유지 보수 등에 사용되는 전체비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명인 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명인 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템의 다른 실시예를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명인 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명인 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명인 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템에 버터탱크가 적용된 상태를 도시한 구성도.
도 6은 도 5에 따라 구성된 히트펌프 시스템의 다른 실시예를 도시한 구성도.
도 7은 본 발명인 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도.
도 8은 도 7에 따라 구성된 히트펌프 시스템의 다른 실시예를 도시한 구성도.

이하, 도시하여 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 설명에 앞서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 도시된 도 1 내지 도 4에 따라 설명한다.

본 발명은 관정(150)에서 지하수를 취수하는 다수개의 심정부(100)와, 상기 심정부(100)로부터 유입되는 물(W)을 저수하는 옥외저수조(200)와, 상기 옥외저수조(200)와 연결된 송수관(10)을 통하여 옥외저수조(200)로부터 공급되는 물(W)을 열원으로 사용하는 히트펌프(300)와, 상기 히트펌프(300)와 배관을 통하여 연결되어 저장된 물(W)을 히트펌프(300)로 순환시켜 냉,온수로 전환하고, 전환된 물을 저장하는 축열조(400)와, 상기 축열조(400)와 배관(20)을 통하여 연결되어 냉,온수를 공조기(600)로 순환시키는 제1순환라인(510)과, 상기 축열조(400)와 배관(20)을 통하여 연결되고, 구비된 열교환기(500)를 통하여 가열되는 물(W)을 공급하는 제2순환라인(520)을 포함하여 구성된다.

상기 관정(150)은 지면으로부터 시축장비 등을 이용하여 수직방향으로 뚫어 지하수가 관정의 내측으로 고이도록 하기 위하여 형성되는 것이다.

이러한 관정(150)은 종래의 관정과 동일한 것이나, 본 발명에서는 수천 톤의 관개용수가 필수적으로 필요한 골프장에서 관개용수를 충당하기 위하여 심부지하수를 개발하는 것에 착안하여 적용한 것으로서 골프장의 배수지 또는 가압장으로 공급하기 위하여 구성된 관정(150)을 말하는 것이다.

이때, 본 발명에서 골프장의 관개용수가 수용되는 배수지, 가압장은 본 발명의 옥외저수조와 동일한 것을 지칭하는 것임을 밝혀두는 바이다.

또한, 상기 심정부(100)는 상기 관정(150)에서 지하수를 취수하기 위하여 구성되는 것으로서, 관정(150)에서 유입되는 물(W)을 상기 옥외저수조(200)로 안내하는 취수관(110)과, 상기 옥외저수조(200)에서 배출되는 물(W)을 관정(150)으로 다시 안내하는 배수관(120)을 포함하여 구성된다.

이러한 구조는 관정(150)에서 취수되어 옥외저수조(200)로 안내되는 물(W)의 온도변화에 따라 옥외저수조(200)로 관정(150) 내측의 물을 유동시키거나, 배출하여 옥외저수조(200)의 내측에 저수된 물(W)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 것이다.

예컨대, 본 발명은 골프장 배수지의 관개용수를 히트펌프(300)의 열원으로 이용하기 위하여 골프장의 배수지 또는 가압장과 클럽하우스의 기계실 사이에 송수관(10)로를 매설하고 배수지 또는 가압장에 펌프를 설치함으로써 상기 관정(150)으로부터 유입되는 지하수를 기계실로 공급하여 열원을 확보한 뒤 열원이 확보된 물(W)은 다시 배수지로 돌려보내는 과정을 반복하게 되는 것이다.

이때, 골프장의 특성에 따라 배수지(옥외저수조) 또는 가압장에 저장된 물(W)이 골프장 내에 설치된 스프링쿨러 등을 통하여 외부로 배출되고, 상기 관정(150)을 통하여 상기 옥외저수조(200)로 지하수가 공급됨으로써 히트펌프(300)의 열원으로 옥외저수조(200)의 물(W)을 사용하는 경우에도 옥외저수조(200)에 수용된 물(W)의 온도가 떨어지는 것을 방지하며 효율적인 히트펌프(300)의 열원으로 사용할 수 있게 되는 것이다.

이러한 구성은 즉, 골프장의 배수지는 각 홀에 연결된 스프링쿨러 라인으로 물을 공급하기 위한 저류지로서 매일 수천 톤의 물이 나가고 또 나간 만큼 보충되는 특징을 가지고 있는 것이며, 이에 따른 골프장에서는 매일 최소 1000톤에서 3000톤 가량의 관개용수를 잔디의 생육을 위해 사용함으로써 히트펌프의 열원으로 사용되는 골프장의 배수지 관개용수가 옥외저수조(200)에서 순환하며 저수되게 되어 상술한 히트펌프(300)의 열원으로 골프장 배수지(옥외저수지)의 관개용수를 사용하는 경우에도 온도변화가 적으면서도 풍부한 양의 관개용수를 히트펌프의 열원으로 사용할 수 있어 효율적인 히프펌프(300) 열원을 확보할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기에서 설명한 바와 같이, 배수지 또는 가압장의 저수된 물(W)의 온도가 히트펌프(300)의 열원으로 사용하기 어려울 정도로 낮아지는 경우에는 옥외저수조(200)에 구비된 펌프(미도시)로 심정(150)과 연결된 배수관(120)을 통하여 심정(150)으로 물(W)을 다시 돌려보내도록 구성함으로써 상기 심정(150)에서 물(W)의 열 교환이 이루어지도록 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 옥외저수조(200)에 저수된 물(W)의 온도를 측정할 수 있는 온도측정센서(210)를 더 구비하여 구성하게 되고, 상기 심정부(100)는 상기 취수관(110)에 유입되는 물(W)을 상기 옥외저수조(200)로 안내하는 심정펌프(130)와, 상기 온도측정센서(210)를 통하여 측정된 물(W)의 온도가 설정온도(T) 이하로 떨어지는 경우 옥외저수조(200)에 저장된 물(W)을 배수관(120)으로 배출시키는 순환조절펌프(140)를 구비하여 구성하게 된다.

이러한 구성을 통하여 상기에서 설명한 바와 같이, 옥외저수조(200)에 저수된 물(W)의 온도가 설정온도(T) 이하로 낮아지는 경우에는 이를 감지하여 상기 옥외저수조(200)에 저수된 물(W)을 구비된 순환조절펌프(140)를 통하여 배수관(120)과 연결된 심정부(100)로 배출함으로써 상기 심정부(100)를 통한 물(W)의 열 교환이 자연스럽게 이루어지도록 할 수 있고, 상기 심정부(100)에 구비된 심정펌프(130)를 통하여 취수관(110)으로 연결된 옥외저수조(200)로 열 교환이 이루어진 물(W)을 공급하여 옥외저수조(200)의 물(W) 온도가 설정온도 이하로 떨어지는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 설정온도(T)는 10~38도 이내를 이루는 것으로서 옥외저수조(200)에 저수된 물을 히트펌프(300)의 열원으로 사용할 수 없는 온도 이하로 떨어지는 경우를 대비하기 위하여 적용되는 것이다.

또한, 상기 히트펌프(300)는 저온, 저밀도의 열에너지를 사용가능한 고온,고밀도의 열에너지 상태를 이루도록 하여 냉방이나, 난방, 급탕에 이용할 수 있는 기계적 장치로서 열에 민감한 냉매를 압출, 응축, 팽창, 증발시키는 사이클로 운전하여 압축기에서 압축된 고온, 고압의 가스냉매가 응축기를 통과할 때 교환된 고열상태를 난방, 급탕에 이용하고, 이와 반대로 증발기로 열을 빼앗겨 낮아진 저온상태를 냉방에 이용하는 것으로서 종래의 구성 및 기능은 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그러나, 본 발명에서는 상기 히트펌프(300)로 공급되는 열원이 물(W)을 사용하는 것이며, 특히, 종래의 심정,관정에서 공급되는 물이 아니라 골프장 배수지(옥외저수조), 가압장의 관개용수를 열원으로 사용함으로써 효율적인 히트펌프(300)의 열원을 확보할 수 있음은 물론이고, 이에 따른 히트펌프(300)의 효율성을 확보할 수 있도록 구성한 것이다.

또한, 상기 히트펌프(300)는 배관(20)을 통하여 축열조(400)와 연결 구성된다.

상기 축열조(400)는 상기 히트펌프(300)를 통하여 전환된 옥외저수조(200)의 냉,온수를 저장하고, 전환된 냉,온수를 제1순환라인(510)을 통하여 공조기(600)로 공급하거나 제2순환라인(520)을 통하여 급탕부(700)로 공급하는 것이다.

이때, 상기 축열조(400)는 상기 히트펌프(300)를 통하여 냉,온수로 전환된 물이 혼합되지 않도록 하기 위하여 내측에 냉,온수를 분리하는 디퓨저(410)가 더 구비되어 구성된다.

상기 디퓨저(410)는 축열조(400)의 내측에 저장되는 냉,온수가 혼합되어 열 손실이 발생 되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 본 발명에서는 자세히 도시하지 않았지만 상기 축열조(400)의 내측에 격벽(미도시)을 이룰 수 있는 구성을 적용하는 것이 바람직한 것이며, 상기 축열조(400) 내측에 수용되는 냉,온수가 혼합 또는 열전달이 상호 이루어지지 않는 구성이라면 다양하게 그 구성 및 형태를 변경하여 적용할 수 있는 것이다.

또한, 상기 축열조(200)와 급탕부(700)를 연결하는 제2순환라인(520)은 축열조(200)와 급탕부(700)를 연결하는 배관(20)과, 상기 배관(20)에 구비되는 열교환기(500)로 구성되는 것으로서, 특히, 상기 열교환기(500)는 상기 축열조(400)로부터 공급되는 물(W)을 급탕으로 전환 시킬 수 있는 급탕열교환기로 구성하는 것이 바람직한 것이며, 본 발명에서는 자세히 도시하지 않았지만 상기 배관(20)에는 상기 열교환기(500)를 통하여 급탕으로 전환된 물(W)을 급탕부(700)로 신속하게 공급할 수 있는 급탕순환펌프(710)를 구비하여 구성할 수 있는 것이다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 본 발명은 도 1에서와 같이, 상기 심정부(100)로부터 취수된 물(W)을 옥외저수조(200)로 공급하고, 상기 옥외저수조(200)와 송수관(10)을 통하여 연결된 히트펌프(300)로 상기 옥외저수조(200)의 물(W)이 투입되어 냉,온수로 전환되며, 상기 히트펌프(300)와 배관(20)을 통하여 연결된 축열조(400)로 전환된 냉,온수가 저장되게 됨으로써 상기 축열조(400)에 냉,온수로 전환되어 저장된 물(W)을 배관(20)을 통하여 연결되는 공조기(600) 또는 급탕부(700)로 공급하여 건물의 냉,난방과 필요한 시설에 급탕을 공급할 수 있게 되는 것이다.

더하여, 상기 옥외저수조(200)와 히트펌프(300)를 연결하는 송수관(10)과, 상기 옥외저수조(200)와 심정부(100)를 연결하는 취수관(110)에는 다수개의 열교환기(500)가 더 구비되어 구성될 수 있다.

이러한 열교환기(500)는 심정부(100)로부터 공급되는 물(W)의 열을 회수하기 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 구성은 사용자의 선택에 따라 적용되는 갯 수와 설치 구성을 변경하여 적용할 수 있으며, 삭제되어 이루어질 수도 있는 것이다.

이를 상세히 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시예로 도 2에서와 같이, 심정부(100)와 옥외저수조(200)를 연결하는 취수관(110)에는 다수개의 열교환기(500)를 구비하여 구성할 수 있다.

이러한 구성은 상기 옥외저수조(200)로 유동되는 심정부(100)의 물(W)을 절연벽(미도시)을 통해서 열을 전달함으로써 심정부(100)에서 옥외저수조(400)로 공급되는 물(W)의 온도가 히트펌프(300)의 열원으로 사용이 가능한 상태를 이룰 수 있도록 유지하는 것이며, 상기 옥외저수조(200)의 물(W) 온도가 낮아지는 것을 방지하기 위하여 구성되는 것이다.

또한, 도시된 바와 같이, 상기 옥외저수조(400)에 구비된 온도측정센서(210)를 통하여 옥외저수조(200)의 수온이 낮아지는 경우에도 심정부(100)의 관정(150)으로 물(W)을 배출하지 않고도 구비된 열교환기를 통하여 옥외저수조(200)에서 배출된 물(W)에 열을 전달한 후 다시 옥외저수조(200)로 공급될 수 있게 되는 것이다.

이에 따라, 상기 옥외저수조(400)에 수용된 물(W)의 온도가 일정한 온도를 이룰 수 있게 됨과 동시에 옥외저수조(400)에 수용된 물(W)의 온도를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이러한 구성은 본 발명의 열원으로 사용되는 골프장 배수지의 관개용수를 더욱 효율적으로 히트펌프(300)의 열원으로 사용하기 위하여 구성되는 것이며, 이를 통하여 계절의 변화에 상관없이 옥외저수조(200)의 물(W)을 히트펌프(300)의 열원으로 원활하게 사용을 이룰 수 있게 되는 것이다.

더하여, 도시된 도 3에서와 같이, 상기 옥외저수조(200)와 히트펌프(300)를 연결하는 송수관(10)에는 히트펌프(300)로 공급되는 물(W)이 분기 되어 배출되도록 안내할 수 있는 배출파이프(30)가 더 연결되어 구성될 수 있다.

이는, 상기 심정부(100)에서 히트펌프(300)로 유송되는 물(W)을 상기 배출파이프(30)를 통하여 배출함으로써 사용하고자 하는 용도에 따라 심정부(100)의 물을 더욱 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이는 즉, 상기 히트펌프(300) 또는 축열조(400)를 통하여 골프장의 배수지 관개용수를 회전시킨 후에 사용하는 것이 아니라, 골프장 내측의 스프링쿨러, 연못의 조성 등에 사용하기 위한 경우에 직접적으로 관개용수를 배출하여 사용할 수 있도록 함으로써 효율적인 골프장 내 관리에 관개용수의 사용을 이룰 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기에서 상기 배출파이프(30)에는 자세히 도시하지 않았지만, 배출파이프(30)를 통하여 배출되는 물(W)을 더욱 효율적으로 사용하기 위하여 상기 배출파이프(30)에는 배출펌프(미도시), 제어밸브(미도시) 등을 구비하여 구성하는 것이 더욱 바람직한 것이다.

한편, 본 발명은 도 4에서 도시한 바와 같이, 다수개의 심정부(100)를 구비한 경우에도 어느 하나의 심정부(100)에서 취수된 물(W)을 이용하여 히트펌프(300)의 열원으로 사용할 수도 있는 것이다.

이를 상세히 설명하면, 한 개 또는 다수개의 지하수 심정으로 사용하지 않는 관정(지하수 개발시 수량부족 도는 수질불량 등으로 폐공될 심정)을 활용하여 심정부(100)와 옥외저수조(200) 사이에 물(W)이 서로 섞이지 않도록 열교환기(500)를 설치하여 열교환전용으로 사용할 수 있게 하는 것이다.

이를 통하여, 골프장과 같이 대규모 지하수개발(통상 10공내외)이 이루어지는 장소나 심정설비를 설치하여 사용하는 경우에도 이 중 한 개 또는 다수개의 수량과 수질이 미달하는 심정이 발생하는 문제점을 개선하기 위하여 종래에 문제가 발생 된 심정을 원상복구(폐공)하는 방법을 사용하지 않고도 도 4에서와 같이 이러한 심정을 에너지공으로 활용하여 효율적인 에너지를 얻을 수 있도록 할 수 있는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 옥외저수조(200)의 폐열을 히트펌프(300)의 증발기(미도시) 열원으로 사용하여, 히트펌프(300)의 응축기(미도시)로 축열조(400)의 물(W)을 순환시켜 온수를 생산하고, 축열조(400)에 약 48℃의 온수를 저장하였다가 동계 주간에 축열조(400)의 온수를 순환하여 난방을 수행할 수 있으며, 하계에는 옥외저수조(200)의 폐열을 히트펌프(300)의 응축기(미도시) 열원으로 사용하여, 히트펌프(300)의 증발기(미도시)로 축열조(400)의 물(W)을 순환시켜 냉수를 생산하여 축열조(400)에 약 8℃의 냉수를 저장하였다가, 축열조(400)의 냉수를 순환시켜 냉방을 수행할 수 있게 되는 것이다.

상기에서, 히트펌프(300)의 증발기(미도시), 응축기(미도시)의 구성은 종래의 히트펌프(300)에 적용된 기술과 그 기능 및 구성이 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 위와 같이 냉,난방을 이루는 경우에도 심정부(100)로부터 상기 옥외저수조(200)로 공급되는 물(W)의 열원이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 옥외저수조(200)의 풍부한 물(W)을 이용하여 효율적인 히트펌프(300)의 열원을 확보할 수 있도록 하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 관정(150)에서 지하수를 취수하는 다수개의 심정부(100)와, 상기 심정부(100)로부터 유입되는 물(W)을 저수하는 옥외저수조(200)와, 상기 옥외저수조(200)와 연결된 송수관(10)을 통하여 옥외저수조(200)로부터 공급되는 물(W)을 열원으로 사용하는 히트펌프(300)를 포함하여 구성할 수 있는 것이다.

이는, 상술한 축열조(400)를 구비하지 않고도 상기 옥외저수조(200)에서 공급되는 물(W)을 히트펌프(300)를 통하여 냉,온수로 전환 시킨 후에 상기 제1순환라인(510) 또는 제2순환라인(520)을 히트펌프(300)와 연결구성하여 히트펌프(300)로부터 전환되는 냉,온수를 공조기(600)와 급탕부(700)로 바로 공급할 수 있도록 할 수 있는 것이다.

이를 통하여, 축열조(400)의 설비가 어려운 환경 또는 사용자가 히트펌프 시스템을 설비하고자 하는 환경에 따라 선택적으로 적용하여 사용할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명에서는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 축열조(400) 또는 히트펌프(300)에는 배관(20)을 통하여 연결되는 백업난방기(미도시)를 구비하여 구성할 수 있는 것이다.

이러한 구성은 히트펌프 시스템을 이루는 옥외저수조(200), 히트펌프(300), 축열조(400)와 이를 연결하는 송수관(10), 배관(20) 등이 손상을 일으키는 경우 별도로 구비된 백업난방기(미도시)를 통하여 난방을 이룰 수 있도록 하는 것이다.

더하여, 상기 축열조(400)에는 축열조(400)에 저장되는 냉,온수의 온도를 제어하고, 공조기(500)와 히트펌프(300)로 유입되는 물의 방향을 제어할 수 있는 자동밸브(420)와, 상기 심정부(100), 옥외저수조(200), 축열조(400), 제1순환라인(510), 제2순환라인(520), 히트펌프(300)로 공급되는 물의 방향과 공급 여부를 제어할 수 있는 제어부(430)가 더 구비되어 구성될 수 있는 것이다.

이때, 상기 자동밸브(420)는 외부에서 인가되는 신호에 따라 자동으로 개폐가 가능하게 구성되는 밸브로서 종래의 물이나 기름을 유송하기 위한 구성에 적용되는 밸브와 그 구성 및 기능이 동일한 것이다.

또한, 상기 제어부(430)는 본 발명에서 상기 축열조(400)에 구비되도록 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 상기 심정부(100), 옥외저수조(200), 축열조(400), 제1순환라인(510), 제2순환라인(520), 히트펌프(300)로 공급되는 물의 방향과 공급 여부를 제어할 수 있는 구성이라면 별도의 제어부를 구비할 수 있음은 물론이고, 상술한 옥외저수조(200), 축열조(400), 제1순환라인(510), 제2순환라인(520), 히트펌프(300)에 구비하거나 그 설치상태를 다양하게 변경하여 적용할 수 있음은 물론이다.

더하여, 본 발명은 또 다른 실시예로 도 5에서와 같이, 상술한 축열조(200)를 구비하지 않고, 축열조(200)를 대신하여 버퍼탱크(800)를 구비하여 구성할 수 있다.

이러한 구성은 히트펌프(300) 기기의 안정성 및 효율성을 높이기 위하여 설치 구성되는 것으로, 도시한 도 5에서와 같이, 설치 구성하여 실내공간의 온도변화에 따라 히트펌프(300)를 가동하지 않고, 상술한 버퍼탱크(800)의 온도변화에 따라 히트펌프(300)가 작동되도록 구성하여 히트펌프(300)의 운전과 정지에 의한 전기사용효율이 떨어지는 것을 방지하며 효율적인 사용을 이룰 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 상술한 도 5의 구성을 적용하여 사용하는 경우에도 도 6에서와 같이, 축열조(200)와 버퍼탱크(800)를 구비하지 않고 히트펌프(300)를 통하여 냉,온수로 전환되는 물(W)을 공조기(600)로 바로 전달할 수 있도록 구성할 수도 있는 것이다.

이러한 구성은 사용자의 선택에 따라 다양하게 변경하여 적용할 수 있는 것으로서, 상술한 도 5 및 도 6의 구성은 물론이고, 도 1 내지 도 4의 구성을 결합 또는 제외하여 구성할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명은 또 다른 실시예로 도 6 및 도 7에서와 같이, 히트펌프(300)를 통하여 급탕부(700)로 공급되는 물(W)을 제어하여 히트펌프(300)를 통하여 냉,온수로 전환되는 물(W)이 상술한 버퍼탱크(800)를 통하여 공조기(600)로 전달되거나, 히트펌프(300)에서 공조기(600)로 신속하게 전달될 수 있도록 구성할 수도 있는 것이다.

이러한 구성 또한 히트펌프 시스템을 효율적으로 이루기 위하여 적용할 수 있는 구성으로서 사용자의 선택에 따라 다양하게 변경하여 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 수천 톤의 관개용수를 구비하기 위하여 심부지하수를 개발할 수밖에 없는 국내 유수 골프장들의 필연적인 여건을 이용하여 골프장에 최적화된 히트펌프 시스템을 제공하고, 이에 따른 효율적인 골프장의 냉,난방과 급탕제공을 이룰 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 요지 또는 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변경될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

10: 송수관 20: 배관
30: 배출파이프 100: 심정부
110: 취수관 120: 배수관
130: 심정펌프 140: 순환펌프
150: 심정 200: 옥외저수조
210: 온도측정센서 300: 히트펌프
400: 축열조 410: 디퓨저
420: 자동밸브 430: 제어부
500: 열교환기 510: 제1순환라인
520: 제2순환라인 600: 공조기
700: 급탕부 800: 버퍼탱크
W: 물

Claims (11)

1. 관정(150)에서 지하수를 취수하는 다수개의 심정부(100);
   상기 심정부(100)로부터 유입되는 물(W)을 저수하는 옥외저수조(200);
   상기 옥외저수조(200)와 연결된 송수관(10)을 통하여 옥외저수조(200)로부터 공급되는 물(W)을 열원으로 사용하는 히트펌프(300);
   상기 히트펌프(300)와 배관을 통하여 연결되어 저장된 물(W)을 히트펌프(300)로 순환시켜 냉,온수로 전환하고, 전환된 물을 저장하는 축열조(400);
   상기 축열조(400)와 배관(20)을 통하여 연결되고, 구비된 냉온수순환펌프(511)를 통하여 냉,온수를 공조기(600)로 순환시키는 제1순환라인(510); 및,
   상기 축열조(400)와 배관(20)을 통하여 연결되고, 구비된 열교환기(500)를 통하여 가열되는 물(W)을 급탕부(700)로 공급하는 제2순환라인(520)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
2. 관정(150)에서 지하수를 취수하는 다수개의 심정부(100);
   상기 심정부(100)로부터 유입되는 물(W)을 저수하는 옥외저수조(200);
   상기 옥외저수조(200)와 연결된 송수관(10)을 통하여 옥외저수조(200)로부터 공급되는 물(W)을 열원으로 사용하는 히트펌프(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 옥외저수조(200)를 통하여 히트펌프(300)에 공급되는 열원은 골프장의 배수지 또는 가압장의 물(W)을 이용하는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 옥외저수조(200)와 히트펌프(300)를 연결하는 송수관(10)에는 열교환기(500)가 더 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 축열조(400)는
   저장되는 냉,온수가 혼합되지 않도록 차단하는 디퓨저(410);
   축열조(400)에 저장되는 냉,온수의 온도를 제어하고, 공조기(500)와 히트펌프(300)로 유입되는 물의 방향을 제어하는 자동밸브(420)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 심정부(100)는
   관정(150)에서 유입되는 물(W)을 상기 옥외저수조(200)로 안내하는 취수관(110)과, 옥외저수조(200)에서 배출되는 물(W)을 관정(150)으로 안내하는 배수관(120)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 옥외저수조(200)는
   저수된 물(W)의 온도를 측정하는 온도측정센서(210)를 더 포함하고,
   상기 심정부(100)는
   상기 취수관(110)에 유입되는 물(W)을 상기 옥외저수조로 안내하는 심정펌프(130);
   상기 온도측정센서(210)를 통하여 측정된 온도가 설정온도(T) 이하로 떨어지는 경우 옥외저수조(200)에 저장된 물(W)을 배수관(120)으로 배출시키는 순환조절펌프(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 온도측정센서(210)를 통하여 측정된 설정온도(T)는
   10~38도 이내인 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
9. 제5항에 있어서,
   상기 취수관(110)에는 다수개의 열교환기(500)가 더 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
   
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 옥외저수조(200)와 히트펌프(300)를 연결하는 송수관(10)에는
    히트펌프(300)로 공급되는 물(W)이 분기되어 배출되도록 안내하는 배출파이프(30)가 더 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 축열조(400)는 제1순환라인(510), 제2순환라인(520), 히트펌프(300)로 공급되는 물의 방향과 공급여부를 제어하는 제어부(430)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 골프장 배수지의 관개용수를 이용한 히트펌프 시스템.

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