KR20160140309A - 단일 관정 지중 열교환기의 취수 및 환수 분리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일 관정 지중 열교환기의 취수 및 환수 분리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중 열교환기의 우물공을 패킹을 이용하여 사부와 하부로 분리하여 상부대수층에서 양수를 하여 열교환에 사용한 후에 상기 사용된 물을 하부대수층으로 환수하여 취수되는 공간과 환수되는 공간의 물이 섞이지 않거나 적은 양이 천천히 섞이게 함으로써 환수된 물에 의하여 취소되는 물이 희석되어 열교환기의 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 단일 관정 지중 열교환기 취소 및 환수 분리 시스템에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은 지하에 시추되어 지하수가 고이도록 하는 관정과, 상기 관정에 고인 물을 끌어올리는 양수관과, 상기 양수관으로부터 양정된 지하수를 이용하여 열교환을 하는 열교환기와, 상기 열교환기를 거친 물을 상기 관정으로 되돌려 보내는 환수관을 포함하여 구성되는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기에 있어서, 상기 관정에는 패킹부재가 더 구비되어 상기 관정을 상부와 하부로 분리하며, 상기 양수관과 환수관의 끝단은 각각 상기 패킹부재의 상부 또는 하부 중 서로 다른 위치에 구비될 수 있다.

Description

단일 관정 지중 열교환기의 취수 및 환수 분리 시스템{Single wells underground heat exchanger system with water intake and water exchange position is separated}

본 발명은 단일 관정 지중 열교환기의 취수 및 환수 분리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중 열교환기의 우물공을 패킹을 이용하여 사부와 하부로 분리하여 상부대수층에서 양수를 하여 열교환에 사용한 후에 상기 사용된 물을 하부대수층으로 환수하여 취수되는 공간과 환수되는 공간의 물이 섞이지 않거나 적은 양이 천천히 섞이게 함으로써 환수된 물에 의하여 취소되는 물이 희석되어 열교환기의 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 단일 관정 지중 열교환기 취소 및 환수 분리 시스템에 관한 것이다.

지열이란 지하수를 굴착하여 양수되는 지하수가 갖고 있는 고유열과 지중의 열을 통칭하는 것으로, 일반적으로 지표 하부를 100미터 이상 500미터 내외의 깊이로 굴착한 후에 이곳의 지하수를 양수하여 히트펌프를 이용하여 열교환을 하는 방법으로 이용한다.

지중온도는 계절의 변화에 상관없이 연중 15℃ 내지 17℃의 온도를 유지하게 된다. 따라서 이러한 지하수를 양수하여 히트펌프를 이용하여 열교환을 하는 경우에 4℃의 온도차에서 1000리터당 4000길로칼로리에 이르는 열량확보가 가능하다. 이러한 원리를 이용하여 건물이나 시설물의 냉난방에 활용하는 것이 지열을 이용한 냉난방시스템이다.

지열을 이용한 냉난방 시스템에서 필수적인 시설이 심정시설이며, 특히 지하수를 양수하여 열교환을 하는 경우에 지하수 심정펌프와 양수파이프 및 환수관을 다시 굴착된 지하수 심정 내부에 연결하도록 하는 것이 반드시 갖춰져야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 단일 관정을 이용한 스텐딩 컬럼 웰 방식의 지중 열교환시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 다중관정을 이용한 스텐딩 컬럼 웰 방식의 지중 열교관시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 단일 관정을 이용한 스텐딩 컬럼 웰 방식의 지중 열교관시스템은 관정(10), 열교환기(30), 상기 관정(10)으로부터 지하수를 끌어 올리는 양수관(50), 상기 열교환기(30)를 거친 지하수를 다시 관정으로 되돌려 보내는 환수관(70)을 포함하여 구성된다. 상기와 같은 구성에서 양수관(50)의 펌프(55)가 지하수를 끌어올리면 열교환기(30)에서 온도차를 이용한 열교환을 하고, 열교환기(30)를 거친 물은 다시 관정(10)으로 되돌려보내 지거나 일부는 생활용수 등으로 사용될 수 있다.

열교환기(30)에서는 주변의 온도에 따라 지하수로부터 열기를 뽑아내거나 지하수에 열기를 전달하는 역할을 한다. 즉, 여름철과 같이 지상의 온도가 지하수보다 높은 경우에는 주변의 열을 지하수에 전달하여 냉방을 하고, 겨울철과 같이 지상의 온도가 지하수보다 낮은 경우에는 지하수로부터 열기를 뽑아서 주변의 온도를 높이게 된다.

한편, 종래기술에 따른 지중 열교환시스템은 하나의 관정(10)으로부터 지하수를 끌어 올려서 열교환을 한 후에 그 지하수를 다시 동일한 관정(10)으로 되돌려보내기 때문에 열교환 양이 많거나 연속적으로 열교환이 이루어지는 경우에 관정에 있는 지하수의 온도가 희석되는 문제점이 있다. 즉, 여름철에 지하수를 끌어올려서 지상의 열을 식힌 후 그 지하수를 다시 관정으로 되돌려 보내면 관정 내부의 지하수 온도가 점점 높아져서 냉방효율이 떨어지게 되고, 겨울철에는 지하수의 온도가 점점 낮아져서 난방효율이 떨어지게 되는 문제가 있다.

이러한 문제를 방지하기 위하여, 도 2에서는 2개의 관정을 굴착한 후에 하나의 관정에서 물을 끌어 올려서 열교환을 한 후에, 열교환을 거친 지하수는 다른 관정으로 되돌려 보내는 방법을 활용하고 있다. 그러나 도 2와 같은 방법은 2개의 관정을 만들어야 하기 때문에 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 관정에 충분한 물이 공급되거나 되돌려 보내진 지하수를 충분히 수용하기 위해서는 지하에 수맥이 있어야 하는데, 좁은 공간에서 수맥이 존재하는 2개의 관정을 확보하는 것이 어려운 경우도 많다. 또한, 열교환이 이루어진 물이 되돌아오는 관정의 경우에 기존에 있던 지하수에 새로운 물을 주입하여야 하기 때문에 많은 동력이 필요하다는 문제점도 있으며, 유지관리 비용도 많이 소요되게 된다.

KR 10-0803351 B1 KR 10-0771937 B1 KR 10-0669461 B1 KR 10-1462251 B1

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 하나의 관정을 패킹을 이용하여 상부와 하부로 나누고, 상부대수층에서 양수를 하여 열교환을 한 후에 하부대수층으로 되돌려 보냄으로써 열교환이 이루어진 지하수와 그렇지 않은 지하수가 서로 섞이는 것을 최소화하여 열교환효율을 항상 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 열교환을 거친 지하수를 관정으로 되돌려 보내는데 소요되는 에너지가 적게 소요될 뿐만 아니라 필요에 따라서는 패킹의 하부로 되돌려 보내진 지하수의 열이 충분히 희석된 후에 다시 열교환에 재활용함으로써 열교환효율을 향상시킬 수 있음은 물론 열교환에 필요한 지하수를 용이하게 확보할 수 있는 이점이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은 지하에 시추되어 지하수가 고이도록 하는 관정과, 상기 관정에 고인 물을 끌어올리는 양수관과, 상기 양수관으로부터 양정된 지하수를 이용하여 열교환을 하는 열교환기와, 상기 열교환기를 거친 물을 상기 관정으로 되돌려 보내는 환수관을 포함하여 구성되는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기에 있어서, 상기 관정에는 패킹부재가 더 구비되어 상기 관정을 상부와 하부로 분리하며, 상기 양수관과 환수관의 끝단은 각각 상기 패킹부재의 상부 또는 하부 중 서로 다른 위치에 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 양수관의 끝단은 상기 패킹부재의 상부에 구비되어 상기 패킹부재 상부의 지하수를 양수하여 열교환기로 이송하고, 상기 환수관의 끝단은 상기 패킹부재의 하부에 구비되어 상기 열교환기를 거친 지하수를 상기 패킹부재의 하부로 되돌려 보내는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 패킹부재의 상부에는 최소한 하나 이상의 수맥이 위치하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 패킹부재는 유체백으로 구비되어 상기 관정의 내부 특정 위치에서 내부에 유체가 주입되는 경우에 부풀어 오르면서 상기 관정의 특정 위치를 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 패킹부재에는 상·하부를 연결하는 복수의 연결관이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단일 관정 지중 열교환기의 취소 및 환수 분리 시스템은 열교환 전·후의 지하수가 분리 저장되거나 복귀된 지하수가 충분한 시간을 가지고 주변온도와 평형상태에 이른 후에 재활용되기 때문에 열교환효율이 높다는 이점이 있다. 또한, 열교환 전·후의 지하수를 분리하기 위하여 2개의 관정이 필요하지 않기 때문에 관정의 확보와 이에 필요한 비용이 절감된다는 이점이 있다. 또한, 하나의 관정만으로도 운용할 수 있고, 관정으로부터 끌어올린 물과 되돌아가는 물의 양이 균일하기 때문에 지하수의 확보가 용이함은 물론 지하수를 되돌려보내는데 소요되는 에너지도 절감되므로 유지관리 비용이 적게 든다는 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 단일 관정을 이용한 스텐딩 컬럼 웰 방식의 지중 열교환시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 다중관정을 이용한 스텐딩 컬럼 웰 방식의 지중 열교관시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 단일 관정 지중 열교환기의 취수 및 환수 분리 시스템에 관한 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패킹부재의 구성을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 단일 관정 지중 열교환기의 취수 및 환수 분리 시스템에 관한 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 단일 관정(100) 지중 열교환기(130)의 취수 및 환수 분리 시스템은 관정(100), 양수관(110), 열교환기(130), 환수관(150)을 포함하여 구성되며, 상기 관정(100)에서는 패킹부재(170)가 더 구비되어 상기 관정(100)을 상부와 하부로 분리하는 구조로 이루어질 수 있다.

관정(100)은 암반층이 위치하는 지하 100m 내지 500m 내외의 깊이로 수직 또는 이와 유사한 구조로 시추 되고, 관정(100)의 상부에는 맨홀(120)이 구비되며, 관정(100)과 맨홀(120)의 상부에는 각각 커버(125)가 구비된다. 상기와 같은 구조의 관정(100)을 이용한 열교환 방식을 스텐딩 컬럼 웰(Standing Column Well)방식이라고 한다.

양수관(110)은 폴리에틸렌(PE; Polyethylene) 또는 피브이씨(PVC; Polyvinyl Chloride) 등으로 이루어진 복수의 관(pipe)을 연결하여 구성되며, 일단은 관정(100)의 내부까지 연장되고 타단은 후술하여 설명하는 지상의 열교환기(130)와 연결된다. 그리고 양수관(110)의 일단은 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 복수의 통공이 형성되어 상기 통공을 통하여 지하수가 유입되고, 몸체에는 심정펌프(115)가 구비되어 있다.

열교환기(130)는 냉매가 순환하면서 양수관(110)을 통하여 유입된 지하수로부터 열을 뽑아내거나 건물의 실내 등으로부터 열을 흡수하여 양수관(110)을 통하여 유입된 지하수로 전달하는 역할을 한다.

환수관(150)은 일단이 관정(100)의 내부로 연장되며, 타단은 열교환기(130)에 연결되어 양수관(110)을 통하여 양정되어 열교환기(130)를 거친 지하수를 다시 관정(100)으로 되돌려 보내게 된다. 이때, 필요에 따라서는 환수관(150)에 사용관(140)이 연결되어 관정(100)으로 되돌려보내지는 물의 전부나 일부를 생활용수 등으로 재활용할 수도 있다.

이상에서 설명한 관정(100), 양수관(110), 열교환기(130), 환수관(150) 등은 지중열교환시스템에 일반적으로 사용되는 구성으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 단일 관정(100) 지중 열교환기(130)의 취수 및 환수 분리 시스템은 전술하여 설명한 하나의 단일관정(100)의 내부 특정 위치에 패킹부재(170)가 더 구비되어 상기 관정(100)을 상부와 하부로 분리하게 된다. 이때, 전술하여 설명한 양수관(110)의 끝단은 패킹부재(170)의 상부에 구비되어 상기 패킹부재(170)의 상부에 고이는 지하수를 양수하여 열교환기(130)로 이송하고, 환수관(150)은 패킹부재(170)의 하부까지 연장되어 열교환기(130)를 거친 지하수를 상기 패킹부재(170)의 하부로 되돌려 보내도록 구성할 수 있다. 이는 후술하여 설명하는 바와 같이 환수관(150)을 통하여 복귀되는 비교적 따뜻한 지하수가 양수관(110)이 구비된 패킹부재(170)의 상부 지하수와 섞이지 않도록 하거나 상기 패킹부재(170)의 하부에서 희석되거나 주변의 온도와 열평형을 이룬 후에 패킹부재(170)의 상부로 흘러갈 수 있도록 하기 위함이다. 다만, 양수관(100)과 환수관(150)의 끝단은 각각 패킹부재(170)의 상부 또는 하부 중 서로 다른 위치에 구비될 수도 있다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 양수관(110)의 끝단이 패킹부재(170)의 상부에 구비되고 환수관(150)은 상기 패킹부재(170)의 하부에 구비되는 것이 ㅂ바람직하나, 필요에 따라서는 양수관(110)의 끝단이 패킹부재(170)의 하부까지 연장되고 환수관(150)의 끝단이 상기 패킹부재(170)의 상부까지 연장되도록 할 수도 있음은 물론이다. 양수관(110) 및 환수관(150)을 통한 지하수의 흐름과 그에 따른 효과에 대해서는 후술하여 상세하게 설명한다.

패킹부재(170)는 관정(100)의 내부 특정 위치에 구비되는데, 이때 상기 패킹부재(170)의 상부에는 주변의 지하수가 자연스럽게 흘러들어오는 구조가 되는 것이 바람직하다. 즉, 패킹부재(170)의 하부로 유입된 지하수가 상기 패킹부재(170)의 상부로 가서 양정되는 것이 아니라 상기 패킹부재(170)의 상부에 최소한 하나 이상의 수맥(미도시)이 있어서 상기 패킹부재(170)의 상부로 유입되는 지하수의 전부 또는 일부가 열교환과정을 거치지 않은 새로운 지하수로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 다만, 상기와 같은 구성은 환수관(150)을 통하여 가열된 지하수가 양수관(110)으로 유입되는 것을 방지하거나 최소화하여 열교환효율을 향상시키거나 일정하게 유지하기 위한 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것으로, 필요에 따라서는 패킹부재(170)의 하부로 흘러들어온 지하수가 상기 패킹부재(170)의 하부에서 충분히 희석되거나 머무르면서 열평형 상태가 된 수에 상기 패킹부재(170)의 상부로 유입되어 양수관(110)을 통하여 양정되도록 할 수도 있음은 물론이다. 패킹부재(170)의 하수로 환수된 지하수가 재사용되는 구조에 관해서는 후술하여 설명한다.

여기서 수맥은 지하수가 흐르는 길을 지칭하는 것으로, 지하에는 다양한 위치에 크고 작은 다양한 수맥이 위치하며, 지중열교환시스템에서는 관정(100)에 충분한 양의 지하수가 필요하기 때문에 반드시 하나 이상의 수맥을 통과하여야만 한다. 따라서 관정(100)의 내부에 설치되는 패킹부재(170)를 수맥의 하부에 구비되도록 하여 상기 패킹부재(170)의 상부로 열교환에 필요한 충분한 지하수가 유입되도록 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 도면에서 설명되지 않은 부호(180)는 온도센서와 벨브를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패킹부재의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 패킹부재(170)는 내부가 중공인 유체백(fluid bag)으로 구성될 수 있다. 그리하여 상기 패킹부재(170)를 관정(100) 내부의 특정위치에 삽입하여 상기 패킹부재(170)의 내부에 공기나 물 등을 주입하면 패킹부재(170)가 부풀어오르면서 상기 관정(100)의 특정 위치에 고정되어 차단할 수 있다. 이때, 패킹부재(170)에는 상·하부를 연결하는 복수의 연결관(190)이 더 구비되어 패킹부재(170)의 상부와 하부가 연통 되도록 할 수 있다. 연결관(190)은 작은 구경의 PE 또는 PVC 파이프로 구성될 수 있다. 다만, 상기와 같은 구성은 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것으로, 연결관(190)의 재질은 패킹부재(170)가 부풀어 오르더라도 연결통로를 유지할 수 있는 공지의 다양한 재질로 구성될 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 구성에서 본 발명에 따른 단일 관정(100) 지중 열교환기(130)의 취수 및 환수 분리 시스템의 동작을 살펴보면, 먼저 양수관(110)에 구비되어 있는 펌프가 작동하면서 상기 양수관(110)을 통하여 패킹부재(170)의 상부에 고여있는 지하수가 열교환기(130)로 양정된다. 그런 후에 열교환기(130)에서 열교환이 이루어진 지하수는 다시 환수관(150)을 통하여 패킹부재(170)의 하부로 보내지며, 이 과정에서 전부 또는 일부의 열교환기(130)를 거친 지하수는 사용관(140)을 통하여 유출되어 생활용수로 활용할 수도 있다. 이와 같이, 열교환을 거친 지하수가 열교환을 하기 전의 지하수와 분리되도록 함으로써 열교환효율을 항상 일정하게 유지할 수 있다.

예를 들어, 패킹부재(170)가 없는 경우에 관정(100)의 상·하부가 연통되어 있기 때문에 열교환을 마치고 환수관(150)을 통하여 되돌아오는 지하수가 관정(100)의 내부에서 서로 섞여서 희석되게 되게 된다. 따라서 여름철에는 열교환기(130)에서 지상의 열을 흡수하여 되돌아오는 지하수에 의하여 관정(100) 내부의 지하수 온도는 상승하고, 겨울철에는 열교환기(130)를 통하여 열을 빼앗긴 차가운 지하수가 되돌아오면서 지하수의 온도가 낮아지게 된다. 이러한 과정이 일정기간 지속하면 지하수와 지상의 온도차가 줄어들어서 열교환효율이 급격히 떨어지게 된다. 이러한 현상은 관정(100)으로 유입되는 지하수의 용량이 작을수록, 그리고 열교환기(130)를 통하여 환수되는 지하수의 양이 많아질수록 더욱 심해지게 된다. 그러나 패킹부재(170)에 의하여 양수관(110)을 통하여 양정되는 지하수와 환수관(150)을 통하여 되돌아오는 지하수가 분리되면 지하수와 지상의 온도차가 항상 일정하게 유지되어 열교환효율도 일정하게 유지될 수가 있다.

한편, 패킹부재(170)의 상부로 유입되는 지하수의 양이 충분하지 않는 경우에는 열교환기(130)를 작동할수록 패킹부재(170)의 상부에 고여있는 지하수의 양이 점점 줄어들어 열교환시스템의 가동이 원활하게 이루어질 수 없다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 패킹부재(170)의 몸체에 상·하부를 복수의 연결관(190)이 구비되어 환수관(150)을 통하여 패킹부재(170)의 하부로 되돌아온 지하수가 상기 연결관(190)을 통하여 상부로 유입될 수 있도록 하여 부족한 수량을 채워주도록 할 수 있다. 환수관(150)은 패킹부재(170)의 하부, 바람직하게는 관정(100)의 하단에 인접한 위치까지 연장되기 때문에 환수된 지하수가 패킹부재(170)의 하부에 고여있는 기존의 지하수와 희석된 후에 일정기간 머무르면서 주변의 온도와 열평형을 이루게 된다. 그런 후에 환수관(150)에 의하여 계속해서 공급되는 지하수의 수압에 의하여 패킹부재(170)의 상부로 다시 유입되어 열교환기(130)에 공급되기 때문에 상기 패킹부재(170)의 상부에 고여있던 주변에서 공급된 지하수와의 온도차가 최소화될 수 있다. 따라서 열교환기(130)에서의 열교환효율을 최대로 유지할 수 있게 된다. 연결관(190)은 작은 지름을 가지는 복수의 연결관(190)이 구비되어 패킹부재(170) 하부의 지하수가 균일하게 서서히 상부로 이동하도록 하는 것이 바람직하다. 그리하여 환수관(150)을 통하여 되돌아오는 지하수에 의하여 패킹부재(170)의 하부 압력이 높아지면 상기 연결관(190)을 통하여 하부의 지하수가 상부로 용이하게 유입될 수 있지만, 상부의 지하수가 하부로 내려가는 것은 최소화할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명을 하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 관정
110: 양수관
120: 맨홀
125: 커버
130: 열교환기
140: 사용관
150: 환수관
170: 패킹부재
190: 연결관

Claims (5)

1. 지하에 시추되어 지하수가 고이도록 하는 관정과, 상기 관정에 고인 물을 끌어올리는 양수관과, 상기 양수관으로부터 양정된 지하수를 이용하여 열교환을 하는 열교환기와, 상기 열교환기를 거친 물을 상기 관정으로 되돌려 보내는 환수관을 포함하여 구성되는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기에 있어서,
   상기 관정에는 패킹부재가 더 구비되어 상기 관정을 상부와 하부로 분리하며, 상기 양수관과 환수관의 끝단은 각각 상기 패킹부재의 상부 또는 하부 중 서로 다른 위치에 구비되는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 양수관의 끝단은 상기 패킹부재의 상부에 구비되어 상기 패킹부재 상부의 지하수를 양수하여 열교환기로 이송하고, 상기 환수관의 끝단은 상기 패킹부재의 하부에 구비되어 상기 열교환기를 거친 지하수를 상기 패킹부재의 하부로 되돌려 보내는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 패킹부재의 상부에는 최소한 하나 이상의 수맥이 위치하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 패킹부재는 유체백으로 구비되어 상기 관정의 내부 특정 위치에서 내부에 유체가 주입되는 경우에 부풀어 오르면서 상기 관정의 특정 위치를 차단하는 것을 특징으로 하는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기.
   
5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
   상기 패킹부재에는 상·하부를 연결하는 복수의 연결관이 구비되는 것을 특징으로 하는 지열에너지를 이용한 지중열교환시스템의 열교환기.

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