KR20150042927A - Geothermal coin tube insertion device and insertion method for geothermal geothermal underground heat exchanger - Google Patents

Geothermal coin tube insertion device and insertion method for geothermal geothermal underground heat exchanger Download PDF

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Abstract

The present invention provides a geothermal coil pipe insertion device for a high depth geothermal solar heat exchange system and an insertion method thereof, enabling a geothermal coil pipe to stably be inserted into a geothermal excavation hole by forming and correcting a geothermal coil pipe as a straight line type to reduce friction with an excavation hole wall caused by bending of a geothermal coil pipe, even when using an HDPE pipe to collect geothermal heat. According to the present invention, the geothermal coil pipe insertion device for a high depth geothermal solar heat exchange system comprises: a geothermal excavation hole; a geothermal coil pipe inserted inside the geothermal excavation hole; a roller continuously supplying the geothermal coil pipe to be inserted inside the geothermal excavation hole on the ground; and a straight line forming device inserting the geothermal coil pipe, which is bent, to be circular to form the geothermal coil pipe as a straight line. The straight line forming device comprises: a straight line forming guide inside a straight line forming housing; and a heat source supply device to heat inside the straight line forming housing. The geothermal coil pipe insertion method for a high depth geothermal solar heat exchange system comprises the steps of: maintaining the inside of the straight line forming device at a high temperature by operating the heat source supply device; forming the geothermal coil pipe as a straight line type by inserting the geothermal coil pipe into the straight line forming device; and inserting the geothermal coil pipe inside the geothermal excavation hole. By correcting a bending phenomenon in a form of a straight line, the geothermal coil pipe is stably installed in the geothermal excavation hole wall without friction, thereby having great construction ability and improving workability to reduce construction costs.

Description

고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치 및 삽입방법{omitted}Geothermal coin tube inserting device and insertion method for geothermal geothermal underground heat exchanger {omitted}

본 발명은 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치 및 삽입방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지열을 회수하기 위한 고밀도폴리에칠렌관(HDPE 관)을 고심도에 삽입하기위해 원형으로 구부러져 있는 형태를 직선화 성형 고정을 시킬 수 있도록 함으로써 지열코일관의 구부러짐에 의한 굴착공벽과의 마찰을 저감할 수 있도록 하여 안정적으로 지열코일관을 설치될 수 있도록 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치 및 삽입방법에 관한 것이다.The present invention relates to a geothermal coil pipe inserting apparatus and method for inserting a geothermal coil pipe for a high-altitude geothermal underground heat exchanger, and more particularly, to a method of inserting a high density polyethylene pipe (HDPE pipe) Geothermal coil pipe insertion device and insertion for geothermal geothermal heat exchanger for deep geothermal underground heat exchanger which makes it possible to reduce the friction with the excavation wall due to bending of the geothermal coil pipe by making rectilinear molding fixation possible ≪ / RTI >

지열이란 지하수를 굴착하여 양수되는 지하수가 갖고 있는 고유열과 지중의 열을 통칭하는 것으로서 일반적으로 지표하부를 100미터이상 500미터 내외의 깊은 깊이로 굴착한 후 이곳에 열교환을 위한 파이프를 묻거나 일반 지하수를 사용하여 지하수 심정시설과 동일하게 지하수 심정펌프와 양수파이프를 설치하여 지하수를 양수한 후 지하수가 갖고 있는 열을 히트펌프를 사용하여 열을 이용한 후 열교환된 지하수를 환수관을 이용하여 다시금 지하수 심정 내부에 환수시키는 열교환시스템을 이용하여 사용하고 있다.Geothermal heat refers to the natural heat and ground heat of groundwater pumped by excavating groundwater. Generally, the ground surface is excavated at a deep depth of about 100 meters or more and 500 meters or so, and there is a pipe for heat exchange, The groundwater pumping pump and the pumping water were installed in the same way as the groundwater treatment facility, and the groundwater was pumped, and the heat of the groundwater was heat-exchanged using the heat pump, and then the groundwater exchanged with the heat- And a heat exchange system for returning to the inside is used.

지중 온도는 사계절 변함없이 17℃ 내지 18℃의 온도를 연중 유지하여 이 온도를 갖고 있는 지하수를 양수하여 히트펌프를 사용하여 열을 이용하게 되는 경우 지하수 심정 펌프의 양수량이 시간당 1000리터에 이르고 온도차가 4℃인 경우 시간당 4000킬로칼로리에 이르는 열량 확보가 가능하고 이렇게 열교환되어 상승되거나 혹 낮아진 지하수의 온도는 환수관을 통해 지하수 굴착공 내부로 유입되어 지중의 열에 의해 다시금 열교환되어 지하수의 온도는 낮아지거나 혹 다시금 높아진 상태를 유지하게 되면서 이러한 사이클이 지속적으로 사용가능한 상태를 유지할 수 있게 된다. 이러한 원리를 이용한 시설이 지열 열교환장치이다.The groundwater temperature is maintained at 17 ° C to 18 ° C throughout the year without changing the ground temperature. When the groundwater having this temperature is pumped up and the heat is used by using the heat pump, the amount of water of the groundwater pump is reached to 1000 liters per hour. At 4 ℃, it is possible to obtain 4000 calories per hour of heat. The temperature of the groundwater that has been exchanged by the heat exchange is lowered into the groundwater drilling hole through the water return pipe, This cycle can continue to be usable as it keeps increasing again. The facility using this principle is a geothermal heat exchanger.

특히 저탄소 녹색성장 추진과 석유가격의 급등으로 인해 신재생열에너지의 확대공급 정책에 따라 지열의 수요는 지속적으로 증가되어질 수 있는 여지가 높아지고 있는 추세이다.In particular, due to the promotion of low-carbon green growth and the surge in oil prices, geothermal demand is likely to continue to increase in accordance with the expansion and supply policy of new and renewable thermal energy.

지중 열교환장치는 크게 개방형 지중 열교환기 장치와 수직밀폐형 지중 열교환 장치로 구분되어 시설되어지고 있다.The underground heat exchanger is divided into an open-type underground heat exchanger and a vertically-closed underground heat exchanger.

개방형 지중 열교환기 장치는 일반 지하수 심정과 동일한 구조와 시설을 갖추고 있으며 지하수를 양수하여 그 물을 사용하지 않고 단지 지하수가 가지고 있는 지열을 이용한 다음 다시금 양수하였던 지하수 심정 내부로 되돌려 주입하는 형태를 취하고 있어 지하수가 지상 부분에서 노출되어짐으로써 지하수 오염의 우려가 높은 방식이라 할 수 있다. 반면 수직밀폐형 지중 열교환기 장치는 굴착된 지열 굴착공 내부에 지중 열교환을 할 수 있도록 하부가 U밴드로 연결된 두 가닥 또는 다수개의 지열 코일관을 바닥까지 삽입하여 설치한 다음 굴착공벽과 지열코일관들 사이를 그라우팅액으로 충진하여 고정한 것이다. 수직밀폐형 지중 열교환기 장치는 지하수를 직접 양수하여 노출시키지 않고 지열 코일관을 통해 지상에서 열교환되어 보유한 열을 지중에 다시금 교환하는 기능만을 하게 됨으로서 항시 폐쇄된 순환배관 내부에 열교환을 위한 브라인이 순환펌프에 의해 순환될 뿐 지하수와 직접 접촉되지는 않게 됨으로써 개방형 지중 열교환기 장치에 비해서는 지하수 오염을 크게 우려하지 않을 수 있어 지하수 환경보전적인 측면에서는 비교 권장되어져야 할 시스템이라 할 수 있으며 개방형 지중 열교환기 장치가 지하수의 수위강하나 지하수의 고갈에 다른 지속적인 시설운영에 장애가 있는 반면 수직밀폐형 지중열교환기 장치는 이러한 장애없이 항시 안정적인 운영이 가능하여 비교우위의 장점을 가지고 있는 시스템이기도 하다.The open-type geothermal heat exchanger system has the same structure and facilities as general groundwater aquifers, and takes the form of pumping groundwater, using the ground water of the groundwater instead of using the water, and then injecting it back into the groundwater As the groundwater is exposed at the ground level, there is a high possibility of contamination of groundwater. On the other hand, the vertical closed-type geothermal heat exchanger system is constructed by inserting two strands or a plurality of geothermal coils connected to the lower U-band to the bottom so that the underground heat exchange can be performed inside the excavated geothermal excavator, Is filled with a grouting solution and fixed. Vertical closed type submerged heat exchanger device does not expose ground water directly but it exchanges heat from the ground through geothermal coin pipe and re-exchanges the heat that it holds back to the ground. Therefore, brine for heat exchange is circulated in circulation pump , It can be said that it is a system that should be recommended in terms of conservation of groundwater environment because it may not be concerned about groundwater pollution as much as compared with an open type geothermal heat exchanger device because it is circulated by the groundwater heat exchanger, While the device has a disadvantage in the operation of other ongoing facilities due to the depletion of groundwater or groundwater, the vertical closed-loop heat exchanger system is also a system that has the advantage of comparative advantages by being able to operate steadily without interruption.

수직밀폐형 지중 열교환기 장치로 구성된 지열시스템은 U밴드 지열코일관을 지열굴착공에 삽입 설치하여 구성된 U밴드 수직밀폐형이 있으며 외부순환관을 지열굴착공 내부에 먼저 삽입한 후 그 내부에 내부순환관을 삽입하여 구성한 이중관 튜브형, 그리고 기초 파일 내부에 지열코일관을 설치한 에너지 파일형이 대표적 형식으로 개발되어 운용 중에 있다.A geothermal system consisting of a vertical closed-type geothermal heat exchanger device has a U-band vertical sealed type U-band geothermal coil pipe inserted into a geothermal drilling hole. The outer circulation pipe is first inserted into a geothermal drilling hole, And an energy file type in which geothermal coils are installed inside the foundation file are being developed and are being operated in a representative format.

그러나, 두 가닥의 지열코일관 끝에 U밴드를 열융착 연결하여 형성한 U밴드 지열코일관의 경우 지열코일관이 원형으로 감겨진 상태로 생산되고 그 형태로 현장에 반입됨으로써 지열굴착공 내부에 삽입하는 경우 지열코일관의 끝부분인 U밴드부분이 지열굴착공의 공벽에 부딪히거나 지열코일관 전체가 원형으로 구부러져 있었던 중이라 현장에서 펼친다할 지라도 직진성을 화보하기가 어려운 상태여서 삽입 장애가 일어나게 되며 특히 기온이 내려가는 동절기에는 그 정도가 극심하여 삽입에 상당한 어려움이 존재하였다.However, in case of the U-band geothermal coil pipe formed by connecting the U-band to the end of the two-layer geothermal coil pipe by heat fusion, the geothermal coil pipe is wound in a circular shape, The U-band part at the end of the geothermal coil pipe collides with the wall of the geothermal excavator or the entire geothermal coil pipe is curved in a circular shape. Even if it is deployed in the field, it is difficult to visualize the straightness, Especially during the winter when the temperature dropped, the degree of extreme temperature was very difficult to insert.

그리고, HDPE 관은 연성의 특성이 있기 때문에 지열공에 삽입할 때 직진성이 확보되지 않아 휨이 발생되는 문제점도 있다. 따라서 HDPE 관은 특성 상 강관파이프처럼 경직된 직진성을 확보하기 어려워 강제적인 삽입력 확보가 불가능하여 대체적으로 삽입깊이는 150∼200m를 한계로 삽입하여 시설되어지고 있는 중이다.In addition, since the HDPE pipe has a ductility characteristic, there is a problem that the straightness is not ensured when inserting into the hole, resulting in warping. Therefore, the HDPE pipe is difficult to secure the rigid straightness like the steel pipe, so it is impossible to secure the force of forcing. Therefore, the depth of the HDPE pipe is being installed with the limit of 150 ~ 200m.

한편, 동일한 전열량이라 할 때 고심도를 굴착하여 운용하는 개방형 지중 열교환기 장치의 지열굴착공과 비교하여 U밴드 수직밀폐형의 경우 다량의 지열굴착공이 필요하게 되었고 자연히 다량의 지열굴착공을 굴착하기 위한 부지면적 또한 보다 넓게 확보하여야 하였다. 이러한 부지 면적의 확보 문제로 인해 U밴드 수직밀폐형의 경우 대체적으로 건물을 짓기 전에 기초 화일의 내부에 지열코일관을 설치하거나 건물이 지어지는 바닥부분에 조밀하게 지열굴착공을 굴착한 후 지열코일관을 삽입 설치하여 지중 열교환기를 구성한 후 기계실 내에 설치되는 히트펌프의 전열교환기로 배관을 연결하여 왔다. 결국 부지면적이 좁은 경우 시설운용이 편리한 장점을 가지고 있는 U밴드 수직 밀폐형 지열 설비는 시설용량을 충분히 설치할 수 없는 문제점을 가지고 있었다.On the other hand, in comparison with the geothermal drilling rig of the open-type geothermal heat exchanger, which uses the same amount of heat to excavate and operate the drill, a large amount of geothermal excavator is required in case of the U-band vertical closed type. The area of the site was also required to be broader. Due to the problem of securing the site area, in case of U-band vertical closed type, a geothermal coil pipe can be installed inside the foundation file before the building is built, or a geothermal excavator can be drilled densely on the bottom part of the building, And the piping is connected to the total heat exchanger of the heat pump installed in the machine room after the underground heat exchanger is constructed. As a result, the U-band vertical closed geothermal facility, which has the advantage of convenient facility operation when the site area is narrow, has a problem that the facility capacity can not be installed sufficiently.

이러한 문제점을 해결하기 위해 강관파이프를 이용하여 지열코일관을 고심도로 깊이 삽입하는데 도움이 되도록 한다 할지라도 삽입이 완료되고 난 후 강관파이프를 지상으로 뽑아내는 과정에서 강관파이프와 지열코일관의 외주면이 지속적으로 마찰을 일으켜 마모에 의한 천공이 발생될 수 있는 여지가 높아 활용될 수 없었다.In order to solve this problem, although it is helpful to deeply insert the geothermal coil pipe into the core by using the steel pipe pipe, in the process of extracting the steel pipe pipe to the ground after the completion of the insertion, the outer circumferential surface of the pipe pipe and the geothermal coil pipe It is not possible to utilize it because there is a high possibility that perforation due to abrasion occurs due to continuous friction.

따라서 소량의 지열 굴착공을 굴착하여 다량의 지열을 활용할 수 있는 기술의 개발이 필요하였으며, 이를 위하여 본 출원인은 기 등록특허공보 제10-0981527호(고심도 수직밀폐형 지중 열교환기 장치 및 구성방법)에 지열코일관의 삽입 깊이를 획기적으로 고심도로 시행할 수 있는 기술을 개발한 바 있다.Therefore, it is necessary to develop a technology that can utilize a large amount of geothermal heat by excavating a small amount of geothermal excavator. For this purpose, the applicant of the present invention has proposed a method of constructing a vertically- And the depth of insertion of the geothermal coin tube can be drastically improved.

또한, 지열코일관의 비중을 증가시키기 위해 별도의 웨이트바를 지열코일관 외주연에 설치하여 전체적인 지열코일관의 무게를 크게 함으로써 지열 굴착공 내부에 지열코일관이 용이하게 설치될 수 있도록 출원한 바 있다. 그러나 이러한 설치방법은 지열코일관의 외경을 크게 하여 지열 굴착공 내부에서의 간섭에 직접적인 영향을 받게 됨으로써 굴곡진 지열 굴착공 내부에서의 지열코일관의 삽입에 장애가 일어날 수 있는 여지를 완전히 해소하지 못한 문제가 있었으며 웨이트바의 하중이 지열코일관에 고르게 분포되지 않고 일정 부분에 집중되어짐으로써 지열코일관이 지지력이 약한 구간에서는 구부러짐이 극심하여져 순환폐색이 발생될 가능성도 배제하기 어려웠다.In order to increase the specific gravity of the geothermal coin tube, a separate weight bar was installed at the outer periphery of the geothermal coil pipe to increase the weight of the geothermal coil pipe. Thus, a geothermal coil pipe could be easily installed inside the geothermal excavator have. However, this installation method has a large outer diameter of the geothermal coin tube and is directly influenced by the interference in the geothermal excavator hole, thereby failing to completely eliminate the possibility of interfering with the insertion of the geothermal coil tube in the curved geothermal excavator The load of the weight bar is not uniformly distributed in the geothermal coil pipe but concentrated in a certain area, so that it is difficult to exclude the possibility that the geothermal coil pipe may have a circulating obstruction due to extreme bending in the region where the bearing capacity is weak.

또한, 특허출원 제10-2012-0057171호에서는 급수관 연결부와 환수측 연결부가 구비된 유 밴드헤더와 상기 유 밴드헤더의 급수측 이음부와 환수측 이음부에 각각 관이음되는 급수측과 환수측 HDPE 소켓과 상기 HDPE 소켓에 각각 열융착되는 급수측과 환수측 HDPE 관과 급수측과 환수측 HDPE 관 내부에 삽입되는 웨이트장치로 구성되어 상기 HDPE 관이 부력에 의해 부상하지 않고 지열공에 삽입되도록 하는 것을 특징하는 발명을 완수한 바 있으나 상기 발명에서도 초기 반입과정에서 롤형태로 현장에 입고되어 현장에서 구부러진 상태의 HDPE 관을 완벽하게 직선화로 펼치지 못하는 한계로 인해 지열굴착공 공벽과 HDPE 관 간의 마찰을 저감할 수 없는 한계가 있었다.In addition, Japanese Patent Application No. 10-2012-0057171 discloses a U-band header including a water pipe connection part and a water return side connection part, a water supply side water returning side and a water return side HDPE And a weight device inserted into the water supply side and the return water side HDPE pipe thermally fused to the socket and the HDPE socket, respectively, and inserted into the water supply side and the return side HDPE pipe, so that the HDPE pipe is inserted into the tear hole However, the above-mentioned invention has a problem in that since the HDPE tube bent in the field is not completely straightened due to the fact that the HDPE pipe is in the form of a roll during the initial loading process, There was a limit that could not be reduced.

또한, 개방형 지중 열교환기의 경우 환수관을 지열굴착공의 내부케이싱과 굴착공벽 사이에 삽입하여 순환되도록 하는 형태에서 내부케이싱을 제거하고 환수관을 지열굴착공 바닥 근처까지 삽입하는 구조를 취하게 되는 경우 스테인레스강관 재질의 50A 파이프를 사용하게 되거나 PVC파이프를 연결하여 사용함으로써 HDPE 관의 부력으로 인한 부양현상을 방지할 수 있게 되어지긴 하였으나 고심도 시공에 따른 자재비가 많이 소요되어 시공에 경제적이지 않은 문제점이 있었다.Also, in the case of the open-loop geothermal heat exchanger, the inner casing is removed in a manner that a water-return pipe is inserted between the inner casing and the excavation wall of the geothermal drilling hole and circulated, and the water- The use of 50A pipe made of stainless steel pipe or PVC pipe connection is used to prevent floating phenomenon caused by buoyancy of HDPE pipe. However, it is not economical to construct due to a large amount of material cost due to severe construction .

결국 고심도 지열 지중열교환기 시설과정에서 지열코일관의 직진성을 확보하여 마찰저항을 극소화시켜 지열굴착공 내부에 삽입이 용이하도록 직진성형 삽입과 관련된 기술개발이 필요하게 되었다.As a result, it is necessary to develop the technology related to straightforward insertion to facilitate insertion of geothermal drilling holes by minimizing frictional resistance by ensuring the straightness of the geothermal coils in the geothermal heat exchanger facility process.

대한민국 등록특허 제10-1025018호Korean Patent No. 10-1025018 대한민국 등록특허 제10-0981527호Korean Patent No. 10-0981527 대한민국 등록특허 제10-0768064호Korean Patent No. 10-0768064 대한민국 특허출원 제10-2011-0142749호Korean Patent Application No. 10-2011-0142749 대한민국 특허등록 제10-1187863호Korean Patent Registration No. 10-1187863 대한민국 특허출원 제10-2012-0057171호Korean Patent Application No. 10-2012-0057171

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점과 필요성을 해결하기 위한 것으로, 지열을 회수하기 위한 HDPE 관을 사용하여도 지열코일관의 구부러짐에 의한 굴착공벽과의 마찰을 저감할 수 있도록 직선형으로 성형하고 교정하여 안정적으로 지열코일관이 지열굴착공에 삽입 설치될 수 있도록 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치 및 삽입방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an HDPE pipe for recovering geothermal heat by forming and calibrating a linear shape so as to reduce friction with the excavation wall caused by bending of geothermal coils A geothermal coil pipe insertion device for a geothermal underground geothermal heat exchanger and a method of inserting the same.

본 발명에 의한 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치는,According to the present invention, there is provided a geothermal coil pipe insertion apparatus for a geothermal underground geothermal heat exchanger,

지열굴착공과; 지열굴착공 내부에 삽입설치되는 지열코일관과; 지상에서 지열코일관을 연속적으로 지열굴착공 내부에 삽입되도록 공급하는 로울러와; 원형으로 구부러진 지열코일관을 인입시켜 직선 성형을 시행하는 직선성형장치로 이루어 지며;Geothermal digging; A geothermal coil pipe inserted and installed in the geothermal excavator; A roller for continuously supplying the geothermal coil pipe from the ground to be inserted into the geothermal drilling hole; A rectilinear molding device which draws a circularly curved geothermal coil pipe and performs rectilinear molding;

직선성형장치는 직선성형하우징 내부에 직선성형가이드와; 직선성형하우징 내 가열을 위한 열원공급장치로 구성된 것을 특징으로 하고 있다.The linear forming apparatus includes a linear forming guide in the linear forming housing; And a heat source supply device for heating the linear molding housing.

본 발명에 의한 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치와 삽입방법에 의하면,According to the geothermal coil tube inserting apparatus and inserting method for a geothermal underground geothermal heat exchanger according to the present invention,

지열코일관의 구부러짐 현상을 직선형태로 교정하여 지열 굴착공벽에 마찰 현상없이 지열코일관을 안정적으로 설치시킬 수 있어 시공성이 우수하고 작업성을 높일 수 있어 시공 비용을 절감할 수 있다.By correcting the bending phenomenon of the geothermal coil pipe straightly, it is possible to stably install the geothermal coil pipe without friction on the geothermal excavation wall, thus it is possible to improve the workability and workability, thereby reducing the construction cost.

도 1은 지열코일관을 설치한 수직밀폐형 지열 지중열교환기 단면도
도 2은 본 발명에 의한 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치의 단면도
도 3는 본 발명에 의한 동절기 운용형태의 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치의 단면도.
도 4은 전열선을 이용한 직선성형 열원장치의 단면도.
도 5는 철선부를 지열코일관에 고정한 상태를 표현한 사시도.
도 6는 철선부를 지열코일관에 고정한 상태를 표현한 평단면도.
도 7은 직선로울러를 설치하는 예를 표현한 직선성형가이드 단면도1 is a cross-sectional view of a vertically-closed geothermal underground heat exchanger having a geothermal co-
2 is a cross-sectional view of a geothermal coil tube inserting apparatus for a high-altitude geothermal underground heat exchanger according to the present invention
3 is a sectional view of a geothermal coil tube inserting apparatus for a high-altitude geothermal underground heat exchanger in a winter mode according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of a linearly shaped heat source device using an electric heating wire.
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a wire portion is fixed to a geothermal coil pipe. FIG.
6 is a plan sectional view showing a state in which a wire portion is fixed to a geothermal coil pipe;
7 is a cross-sectional view of a straight-line forming guide showing an example in which a straight-

도 1은 본 발명의 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치를 나타낸 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of an apparatus for inserting a geothermal coil tube for a high-altitude geothermal underground heat exchanger according to the present invention.

지중 열교환기를 구성하기 위한 지열굴착공(7) 상부에 수직방향으로 직선성형장치(20)가 세워지게 되며 직선성형장치(20)는 직선성형하우징(21) 내부에 직선성형가이드(22)가 구성되어 있다.A linear shaping apparatus 20 is vertically installed on a geothermal drilling hole 7 for constructing an underground heat exchanger and the linear shaping apparatus 20 is constructed such that a linear shaping guide 22 is formed inside a linear shaping housing 21 .

지상에 설치된 로울러(40)에 감겨진 지열코일관(11)은 직선성형장치(20)의 직선성형가이드(22)를 거쳐 지열굴착공(7) 내부로 투입되어지게 된다. 직성성형가이드(22) 내부에는 직선로울러(5)에 의해 지열코일관(11)이 지탱되거나 도3에서와 같이 가이드관체(52) 내부에 형성된 가이드관(54)을 통과하면서 직선성형이 이루어지게 된다.The geothermal coil pipe 11 wound around the roller 40 installed on the ground is introduced into the geothermal drilling hole 7 through the linear forming guide 22 of the linear shaping apparatus 20. [ The geothermal coil tube 11 is supported by the linear roller 5 or the guide tube 54 formed in the guide tube 52 as shown in FIG. do.

또한, 직선성형장치(20)는 지열굴착공(7)에 수직으로 설치하여 운용하나 현장 여건 상 수평방향이거나 경사 형태 등 변형 설치와 운용이 가능하다 할 것이다.In addition, the linear forming apparatus 20 is installed vertically on the geothermal drilling hole 7 and operated, but it can be installed and operated in a horizontal or inclined form in a field condition.

HDPE 관으로 만들어진 지열코일관(11)은 가열하게 되면 연성이 급격히 증가되는 특성이 있어 직선성형을 위해서는 직선성형장치(20) 내부에 열원공급장치를 이용하여 가열된 공기를 공급하거나 그 내부에 설치된 전열선(51)에 전원을 공급하여 온도를 높일 필요가 있다.The geothermal coil tube 11 made of an HDPE tube is characterized in that the ductility of the geothermal coil tube 11 is rapidly increased when the tube is heated. In order to perform linear shaping, the heated air is supplied into the linear- It is necessary to increase the temperature by supplying electric power to the heating wire 51.

모두 적정 온도 이내로 유지시키기 위해 내부에는 온도센서(미도시)와 온도조절장치(미도시)가 구비됨은 당연할 것이다.It is natural that a temperature sensor (not shown) and a temperature controller (not shown) are provided in the inside in order to maintain the temperature within the proper temperature.

온도를 높이기 위한 열원공급장치의 구성은 도 1에서와 같이 버너(26)를 장착한 온풍기(25)에서 생산된 고온의 공기를 송풍기(27)를 이용하여 직선성형하우징(21) 내부로 송기하고 환기덕트(28)를 통해 순환시키는 구조로 할 수 있다.1, the high-temperature air produced by the hot air fan 25 equipped with the burner 26 is supplied to the inside of the straight forming housing 21 by using the blower 27 And circulated through the ventilation duct (28).

도 3과 같이 직선성형가이드(22) 내부에 전열선(51)을 이용하는 방법과 밀폐된 직선성형가이드(22) 내부에 보일러(미도시)를 이용한 고압스팀이나 고온수를 순환시켜 온도를 높여 동일한 효과를 구현할 수도 있음은 당연하다 하겠다.Pressure steam or high-temperature water using a boiler (not shown) is circulated inside the sealed linear guide 22 by using the heating wire 51 in the linear molding guide 22 as shown in FIG. Of course.

특히 동절기 중 혹한기에는 도 2에서와 같이 텐트(30)를 작업 장소에 설치하여 운영함으로써 주변 온도강하나 냉풍에 의한 작업효율 저하를 예방할 수 있으며 지열코일관(11) 내부에 초기에 고온수를 공급하여 로울러(40)에 감겨진 지열코일관(11)의 연성을 확보하는 방법도 구사될 수 있다. 이때 고온수의 제조는 온수보일러(31)가 사용되어지며 순환펌프(32)에 의해 열수공급관(34)과 열수환수관(33)을 연결하여 순환시킬 수 있도록 하였다.2, the tent 30 is installed and operated at a work site to prevent a decrease in work efficiency due to a strong ambient temperature or cold wind, and a high temperature water is supplied to the inside of the geothermal coil pipe 11 at an early stage A method of securing the ductility of the geothermal coil tube 11 wound around the roller 40 may be employed. At this time, the hot water boiler 31 is used to connect the hot water supply pipe 34 and the hot water return pipe 33 by the circulation pump 32 so as to circulate the hot water.

한편, 도 4는 본 발명의 지열코일관(11) 외주면에 길이방향으로 철선부(12)를 배설하고 고정밴드(13)를 이용하여 철선부(12)를 지열코일관(11) 외주연에 단단하게 결속하여 흔들림이나 이동이 용이하지 않게 함으로써 지열코일관(11)에 균등히 무게부가가 일어나도록 한 것이다. 철선부(12)는 원형철선이거나 평판 밴드형으로 얇은 철편형태로 인발 제작된 형태를 적용할 수도 있다. 한편, 지열코일관(11)을 제작할 때 인발 다이스를 개선하여 철선부(12)가 지열코일관(11) 몸체 내부에 함침시키거나 일면이 노출이 되더라도 도6과 같이 지열코일관 (11)외주면에 요(凹)홈부(33)와 덮개부(34)를 형성하여 철선부(12)를 지열코일관(11) 외주면에 고정되도록 구성할 수도 있다.4 is a side view of the geothermal coil pipe 11 according to the present invention in which a wire portion 12 is arranged in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the geothermal coil pipe 11, So that the geothermal coil tube 11 can be weighted evenly by preventing the shaking or movement from becoming difficult. The wire portion 12 may be a circular wire or a flat band type and may be formed by drawing a thin steel wire. 6, when the wire 12 is impregnated into the body of the geothermal coil tube 11 or one side thereof is exposed, the outer surface of the geothermal coil tube 11 It is also possible to form the concave groove portion 33 and the lid portion 34 on the outer circumferential surface of the geothermal coil tube 11 to form the wire portion 12.

이렇게 구성된 지열고일관(11)의 철선부(12)는 지열코일관(11)을 지열굴착공(7)에 삽입 설치하는 과정에서 로울러(40)에 감겨져 있어 원형 형태를 유지하고 있는 지열코일관(11)의 직선화 과정에서 지열코일관(11)에 고정한 철선부(12)에 의해 직선성형 교정과 유지가 되도록 하였다. 이는 일반적인 철선의 특성으로 인해 직선화 유지에 기여를 하게 되며 결과적으로 지열굴착공(7)에 지열코일관(11)의 삽입시 접촉면을 최소화시켜 마찰 저항을 감소시킴으로써 지열코일관(11)의 침강삽입을 용이하게 도와주게 되는 효과가 있다.The wire section 12 of the open and closed pipe 11 constructed as described above is wound around the roller 40 in the process of inserting the geothermal coil pipe 11 into the geothermal drill hole 7, (12) fixed to the geothermal coil pipe (11) during the straightening process of the pipe (11). This contributes to the maintenance of straightening due to the characteristic of ordinary wire. As a result, when the geothermal coil pipe 11 is inserted into the geothermal drilling hole 7, the contact surface is minimized to reduce frictional resistance, It is easy to help.

온도가 올라가 연성이 증가된 지열코일관(11)은 지열굴착공(7) 내부에 채워져 있는 지하수(8)에 의해 자연 냉각되어 직선성형된 상태로 굳어져 고정되어 지게 되며 지열 굴착공 내부에 지하수가 없을 경우 직선성형장치(20) 하부에 별도의 냉각을 위한 냉각수 공급장치(미도시)를 설치하여 냉각시켜 삽입시키도록 하였다.The geothermal coil pipe 11 having increased ductility and increased ductility is naturally cooled by the ground water 8 filled in the geothermal drilling hole 7 and is hardened and fixed in a state of being linearly shaped. A cooling water supply device (not shown) for cooling is separately installed in the lower portion of the straight forming device 20 and cooled.

고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입방법에 있어서,A method for inserting geothermal coils into a geothermal underground heat exchanger,

열원공급장치를 가동시켜 직선성형장치 내부를 고온으로 유지시키는 공정과;A step of operating the heat source supply device to maintain the interior of the linear molding apparatus at a high temperature;

지열코일관을 직선성형장치 내부에 통과시켜 직선 성형시키는 공정과;A step of forming a geothermal coil tube through a linear molding device to form a linear shape;

지열코일관을 지열굴착공 내부로 삽입시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.And inserting the geothermal coil pipe into the geothermal drilling hole.

또한, 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입방법 중 다른 방법은,In addition, another method of inserting the geothermal coil tube for a high-altitude geothermal underground heat exchanger,

로울러에 감겨진 지열코일관 내부에 고온수를 주입하여 온도를 높여 연성을 증가시키는 공정과; 열원공급장치를 가동시켜 직선성형장치 내부를 고온으로 유지시키는 공정과; 지열코일관을 직선성형장치 내부에 통과시켜 직선 성형시키는 공정과; 지열코일관을 지열굴착공 내부로 삽입시키는 공정과; 지열코일관을 냉각시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.Injecting hot water into the geothermal coil tube wound around the roller to increase the ductility to increase the ductility; A step of operating the heat source supply device to maintain the interior of the linear molding apparatus at a high temperature; A step of forming a geothermal coil tube through a linear molding device to form a linear shape; Inserting the geothermal coil pipe into the geothermal drilling hole; And cooling the geothermal coil pipe.

3 : 무게추 4 : 그라우팅주입관
5 : 직선로울러 6 : 후레임
7 : 지열굴착공 8 : 지하수
9 : 로우프
11 : 지열코일관 12 : 철선부
13 : 고정밴드 16 : 유밴드관
33 : 요홈부 34 : 덮개부
40 : 로울러
50 : 전원공급단자 51 : 전열선
52 : 가이드관체 53 : 단열재
54 : 가이드관 60 : 텐트
61 : 온수보일러 62 : 순환펌프3: weight weight 4: grouting injection tube
5: Straight line 6: Frame
7: Geothermal drilling ball 8: Groundwater
9: Row
11: geothermal coil tube 12: wire section
13: Fixed band 16: Y band pipe
33: recessed portion 34: lid portion
40: Rollers
50: power supply terminal 51:
52: Guide tube 53: Insulator
54: guide tube 60: tent
61: hot water boiler 62: circulation pump

Claims (9)

고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치는,
지열굴착공과; 지열굴착공 내부에 삽입설치되는 지열코일관과; 지상에서 지열코일관을 연속적으로 지열굴착공 내부에 삽입되도록 공급하는 로울러와; 원형으로 구부러진 지열코일관을 인입시켜 직선 성형을 시행하는 직선성형장치로 이루어 지며;
직선성형장치는 직선성형하우징 내부에 직선성형가이드와; 직선성형하우징 내 가열을 위한 열원공급장치로 구성된 것을 특징으로 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치Geothermal Coal Injection Apparatus for Geothermal Underground Heat Exchanger for Highly Indeterminate Geothermal Heat Exchanger,
Geothermal digging; A geothermal coil pipe inserted and installed in the geothermal excavator; A roller for continuously supplying the geothermal coil pipe from the ground to be inserted into the geothermal drilling hole; A rectilinear molding device which draws a circularly curved geothermal coil pipe and performs rectilinear molding;
The linear forming apparatus includes a linear forming guide in the linear forming housing; And a heat source supply device for heating in a straight forming housing. The geothermal coil tube insertion device for a geothermal underground heat exchanger 청구항 1에 있어서,
직선성형장치는 직선성형하우징 내부에 직선성형가이드가 구성되고 열원공급장치가 결된 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치The method according to claim 1,
Wherein the linear shaping device comprises a linear shaping guide formed inside the linear shaping housing and a heat source supply device formed therein. The geothermal coil tube inserting device for a high-altitude geothermal underground heat exchanger 청구항 1에 있어서,
열원공급장치는 버너(26)를 장착한 온풍기(25)에서 생산된 고온의 공기를 송풍기(27)를 이용하여 직선성형하우징(21)내부로 송기하고 환기덕트(28)를 통해 순환시키는 구조인 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치The method according to claim 1,
The heat source supply device has a structure in which the hot air produced by the hot air fan 25 equipped with the burner 26 is sent to the inside of the straight forming housing 21 by using the blower 27 and circulated through the ventilation duct 28 A geothermal coil pipe insertion device for a geothermal geothermal underground heat exchanger 청구항 1에 있어서,
열원공급장치는 직선성형가이드(22) 내부에 전열선(51)을 설치하거나 고압스팀이나 고온수를 순환시켜 직선성형가이드(22) 내부 온도를 높이도록 한 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치The method according to claim 1,
The heat source supply device is provided with an electric heating line (51) in the linear forming guide (22) or circulating high pressure steam or high temperature water to increase the internal temperature of the linear forming guide (22) Coin insertion device 청구항 1에 있어서,
상기 철선부의 날카로운 절단 선단에 의해 코일관의 손상을 방지하기 위해 철선부의 끝을 감아 마감한 회권부로 구성된 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치The method according to claim 1,
And a tearing portion wound around the end of the wire to prevent damage to the coin tube due to the sharp cutting edge of the tearing wire. The geothermal coil tube inserting device for a high-altitude geothermal underground heat exchanger 청구항 1 에 있어서,
지열코일관(11) 내부에 온수보일러(31)에서 생산된 온수를 순환펌프(32)에 의해 열수공급관(34)과 열수환수관(33)을 연결하여 순환시켜 지열코일관의 온도를 높여 연성을 증가시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치The method according to claim 1,
Hot water produced in the hot water boiler 31 in the geothermal coil pipe 11 is circulated by connecting the hot water pipe 34 and the hot water pipe 33 by the circulation pump 32 to increase the temperature of the geothermal coiler pipe, The geothermal coil pipe insertion device for a geothermal underground geothermal heat exchanger 청구항 1에 있어서,
지열코일관 외주면에는 길이방향으로 철선부(12)를 배설하여 직선 성형 교정과 유지가 되도록 한 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입장치The method according to claim 1,
And a wire line portion (12) is arranged in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the geothermal coil tube to perform linear shaping correction and maintenance. The geothermal coil tube insertion device 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입방법에 있어서,
열원공급장치를 가동시켜 직선성형장치 내부를 고온으로 유지시키는 공정과;
지열코일관을 직선성형장치 내부에 통과시켜 직선 성형시키는 공정과;
지열코일관을 지열굴착공 내부로 삽입시키는 공정과;
지열코일관을 냉각시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입방법A method for inserting geothermal coils into a geothermal underground heat exchanger,
A step of operating the heat source supply device to maintain the interior of the linear molding apparatus at a high temperature;
A step of forming a geothermal coil tube through a linear molding device to form a linear shape;
Inserting the geothermal coil pipe into the geothermal drilling hole;
And cools the geothermal coil pipe. The geothermal coil pipe insertion method for a geothermal geothermal heat exchanger 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입방법에 있어서,
로울러에 감겨진 지열코일관 내부에 고온수를 주입하여 온도를 높여 연성을 증가시키는 공정과;
열원공급장치를 가동시켜 직선성형장치 내부를 고온으로 유지시키는 공정과;
지열코일관을 직선성형장치 내부에 통과시켜 직선 성형시키는 공정과;
지열코일관을 지열굴착공 내부로 삽입시키는 공정과;
지열코일관을 냉각시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고심도 지열 지중열교환기용 지열코일관 삽입방법A method for inserting geothermal coils into a geothermal underground heat exchanger,
Injecting hot water into the geothermal coil tube wound around the roller to increase the ductility to increase the ductility;
A step of operating the heat source supply device to maintain the interior of the linear molding apparatus at a high temperature;
A step of forming a geothermal coil tube through a linear molding device to form a linear shape;
Inserting the geothermal coil pipe into the geothermal drilling hole;
And cools the geothermal coil pipe. The geothermal coil pipe insertion method for a geothermal geothermal heat exchanger
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