KR20180040921A - 지중 열저장 배관을 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템 - Google Patents

Abstract

개시되는 난방용 히트 펌프 시스템은, 히트 펌프;와, 상기 히트 펌프의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관 및 외부로 열을 방출한 상기 제1 매질을 상기 응축기로 되돌리는 회수관과 각각 연결되는 난방용 열부하기;와, 상기 회수관의 중간에 설치된 지상 열교환기;와, 지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르도록 지하에 매설된 지중 열교환기;와, 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관; 및 상기 지중 열교환기에 흐르는 상기 제2 매질을 상기 지상 열교환기로 공급하여 상기 제1 매질과 열교환을 하도록 하고, 상기 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 상기 제2 매질을 상기 지중 열저장 배관으로 공급하며, 상기 지중 열저장 배관에 열을 저장한 상기 제2 매질을 상기 히트 펌프의 증발기로 공급하고, 상기 히트 펌프의 증발기에서 열을 뺏긴 상기 제2 매질을 상기 지중 열교환기로 되돌리도록 열결되는 지중 배관;을 포함한다.

Description

지중 열저장 배관을 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템{Heat pump system having underground heat reservoir pipes}

본 발명은 난방용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 지중 열저장 배관을 구비하여 지열 이외의 미활용 에너지원(신재생에너지 열원 포함)까지 추가로 활용할 수 있도록 함으로써 히트 펌프 시스템의 에너지 이용 효율을 높이고, 안정적인 운전이 가능하도록 하며, 지중 열교환기가 소모한 지열을 회복할 수 있도록 함으로써 장기간 히트 펌프 시스템을 운전하더라도 효율이 저하될 우려가 적고, 또한 히트 펌프 시스템의 운전 효율까지 향상시킬 수 있는 난방용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 냉난방을 위해서 사용되는 에너지원은 주로 석탄, 석유 또는 천연가스 등과 같은 화석 연료가 대부분이다. 그러나, 이러한 화석 연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해 물질로 인하여 환경 오염을 유발하고 있으며, 매장량도 한계가 있다.

이에 최근에는 저탄소 정책의 일환에 따라 화석 연료를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 대체 에너지 중에서도 풍력, 태양열 및 지열 등과 같은 자연 에너지에 관한 연구가 오래전부터 진행되고 있다. 이들 자연 에너지는 환경 오염과 기후 변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 거의 무한대의 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면, 에너지 밀도가 대단히 낮은 단점으로 인하여 그 밀도를 높여 이용가능한 형태로 변환하는 것이 자연 에너지 기술 개발의 관건이라고 할 수 있다.

이러한 자연 에너지를 이용한 기술들 중에서 현재 지열을 열원으로 사용하여 냉난방을 행하는 지중 열원 냉난방 시스템에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이러한 지중 열원 냉난방 시스템의 원리는 사계절의 변화가 뚜렷한 지역의 연중 대기 온도는 -20℃에서 40℃까지 큰 폭으로 변화하는데 비해, 땅속의 흙이나 암반은 열전도도가 낮아 열이 쉽게 확산하지 않고 저장되는 성질이 있기 때문에 지중 온도가 20℃ 정도로 거의 일정하게 유지되는 것을 이용한 것이다.

이러한 지중 열원의 특성을 이용하는 지중 열원 냉난방 시스템은 지중 열교환기 및 히트 펌프 유닛을 포함하여 구성되며, 지중 열교환기를 통해 지중 열원을 흡수 또는 방출하면서 히트 펌프 유닛과 연계된 건물에 대해 냉방 및 난방을 수행하게 된다. 이때, 지중 열원 냉난방 시스템은 냉방 시에는 건물 내의 열을 지중으로 방출하고, 난방 시에는 지중의 열을 흡수하여 건물 내로 공급함으로써 냉방 및 난방 운전을 수행하는 공기 조화기이다.

도 1 및 도 2는 종래에 겨울철의 난방비용을 절감하기 위해 설치되는 히트 펌프 시스템(1, 1')의 두 가지 실시형태를 각각 도시한 것이다. 도 1은 지중 열교환기(30)를 지면에서 그리 깊지 않게 수평으로 매설한 수평형 지중 열교환기를 도시한 것이고, 도 2는 지중 깊숙이 수직으로 지중 열교환기(30)를 매설한 수직형 지중 열교환기를 도시한 것이다.

도 1의 수평형 지중 열교환기는 지중 매설에 따르는 토공 비용이 적게 드는 장점이 있지만, 지중 열교환을 통해 배관 내 매질(물 등)이 얻을 수 있는 온도 수준이 그리 높지 않다는 단점이 있다.

반면, 도 2의 수직형 지중 열교환기는 심부의 고온 열원을 얻기 위해 지중 열교환기(30)를 수직으로 깊게 매설하기 때문에 배관 내 매질의 온도를 좀더 높게 만들 수는 있지만, 지중 열교환기(30)를 깊숙이 매설하기 위한 시추 작업과 배관 매설 작업에 소요되는 비용이 급격히 증가하는 단점이 있다.

그리고, 이론적으로는 지중 열원이 거의 무한대라고는 하지만 주변의 지중 지열을 장기간 사용하다 보면 지열 온도가 회복되기도 전에 계속 열원을 소모함으로써 원하는 매질의 온도를 달성하기 어려운 경우가 생기며, 이는 히트 펌프 시스템의 효율 저하로 이어지는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-1338264호 (2013.12.09 공고)

Investigation of Heat Pump Condenser Performance in Heating Process of Buildings using a Steady-State Mathematical Model (Jozsef Nyers, Arpad Nyers, 2014, Energy and Buildings 75: 523~530)

본 발명은 수평형 지중 열교환기를 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템에 있어서 지중 열교환기가 소모한 지열을 회복시켜줌으로써 장기간 히트 펌프 시스템을 운전하더라도 효율이 저하될 우려가 적고, 또한 히트 펌프 시스템의 운전 효율까지 향상시킬 수 있는 난방용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있는 것이다.

본 발명에 따른 난방용 히트 펌프 시스템은, 히트 펌프;와, 상기 히트 펌프의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관 및 외부로 열을 방출한 상기 제1 매질을 상기 응축기로 되돌리는 회수관과 각각 연결되는 난방용 열부하기;와, 상기 회수관의 중간에 설치된 지상 열교환기;와, 지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르도록 지하에 매설된 지중 열교환기;와, 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관; 및 상기 지중 열교환기에 흐르는 상기 제2 매질을 상기 지상 열교환기로 공급하여 상기 제1 매질과 열교환을 하도록 하고, 상기 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 상기 제2 매질을 상기 지중 열저장 배관으로 공급하며, 상기 지중 열저장 배관에 열을 저장한 상기 제2 매질을 상기 히트 펌프의 증발기로 공급하고, 상기 히트 펌프의 증발기에서 열을 뺏긴 상기 제2 매질을 상기 지중 열교환기로 되돌리도록 열결되는 지중 배관;을 포함한다.

여기서, 상기 제2 매질은 물인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지중 열교환기는 지면에 대해 수평 방향으로 매설되는 수평형 지중 열교환기일 수 있다.

또한, 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템은 상기 지중 열저장 배관에 추가적인 열을 공급하는 외부 열원을 더 포함할 수도 있다.

여기서, 상기 외부 열원은 신재생에너지 열원일 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템은 난방용 열부하기의 회수측을 흐르는 매질에서 열을 뽑아내어 단열처리된 지중 열저장 배관에 저장하고, 이 저장된 열을 이용하여 부족한 지중 열원을 보충할 수 있으므로, 장기간 난방용 히트 펌프 시스템을 가동하더라고 지중 열원의 소모로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다.

이러한 지중 열원의 보충은 지중 열교환을 통해 배관 내 매질이 얻을 수 있는 온도 수준이 그리 높지 않은 수평형 지중 열교환기에 적용할 경우 매설 비용이 낮다는 장점을 살리면서도 수직형 지중 열교환기에서 얻을 수 있는 수준 이상의 매질 온도 상승을 얻을 수 있기 때문에 비용 대비 높은 난방 효과를 얻을 수 있다.

또한, 단열처리된 지중 열저장 배관에 저장된 열로 충분히 승온된 매질을 히트 펌프에 공급함에 따라 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이가 감소하여 히트 펌프의 효율이 향상되는 것은 물론 응축기 입구 온도 하강에 따른 열교환 성능의 향상으로 인해 난방용 열부하기측 순환 펌프의 소요동력을 줄일 수 있어 시스템 전체의 효율이 향상된다.

도 1은 종래의 수평형 지중 열교환기를 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래의 수직형 지중 열교환기를 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 지중 열저장 배관을 구비하는 난방용 히트 펌프 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템에서의 효율 향상을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여할 것이며, 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.

그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 난방용 히트 펌프 시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 이를 참조하여 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 난방용 히트 펌프 시스템(1, 1')이 갖추었던 히트 펌프(10)와 난방용 열부하기(20), 지중 열교환기(30)를 포함하는 것은 물론 여기에 더하여 지상 열교환기(200)와 지중 열저장 배관(300)을 더 포함하고 있으며, 이와 같이 지상 열교환기(200)와 지중 열저장 배관(300)을 구비함에 따라 종래와는 다른 새로운 연결구조로서 지중 배관(400)이 설치된다.

히트 펌프(10) 및 난방 공간(CV, 예를 들면 온실) 안에 설치되는 난방용 열부하기(20)는, 히트 펌프(10)의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관과, 외부로 열을 방출한 제1 매질을 응축기로 되돌리는 회수관으로 상호 연결되어 있다. 즉, 히트 펌프(10)와 난방용 열부하기(20) 사이를 순환하는 제1 매질은 히트 펌프(10)의 응축기에서 열을 전달받아 온도가 올라간 후 난방 공간(CV) 안에 설치된 난방용 열부하기(20)에서 열을 방출하고, 다시 히트 펌프(10)의 응축기로 되돌아가는 순환을 하게 된다.

이러한 히트 펌프(10)와 난방용 열부하기(20)의 구성은 종래의 일반적인 지중 열원 히트 펌프 시스템(1, 1')과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 지중 열원을 난방에 이용하기 위한 지중 열교환기(30)와 함께 부족한 지중 열원을 보충할 수 있게 하기 위한 지상 열교환기(200)와 지중 열저장 배관(300)을 더 포함하고 있다는 것에 주요한 특징이 있다.

지상 열교환기(200)는 제1 매질이 난방용 열부하기(20)에서 열을 방출한 후 히트 펌프(10)의 응축기로 되돌아가도록 연결된 회수관의 중간에 설치되어 있다. 즉, 제1 매질은 지상 열교환기(200)에서 열교환을 수행하는 한쪽 매질이 되며, 이때 지상 열교환기(200)로 유입되는 제1 매질의 온도는 지중 열교환기(30) 주변의 지중 온도보다 높다.

여기서, 지상 열교환기(200)는 반드시 지상에 설치되는 열교환기로 한정 해석되어서는 안되며, 반드시 지하에 매립되어야 하는 지중 열교환기(30)와 대비되는 개념의 열교환기라는 의미로서 지상 열교환기(200)로 지칭하고 있음에 유의할 필요가 있다.

지하에 매설된 지중 열교환기(30)에는 지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르고 있다. 제2 매질은 히트 펌프(10)의 증발기를 거치면서 히트 펌프(10)의 난방 사이클을 구성하는 매질이다. 제2 매질은 히트 펌프(10)에서의 난방 사이클을 완료한 후 증발기에서 지중 온도보다 낮은 온도로 배출되며, 지중 열교환기(30)에서 다시 그 주변의 지중 온도에 근접하게 승온된다.

도 1 및 도 2의 종래 난방용 히트 펌프 시스템(1, 1')은 지중 열교환기(30)에서 승온된 제2 매질을 바로 히트 펌프(10)의 증발기로 공급하지만, 본 발명은 전술한 지상 열교환기(200)와 함께 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관(300)을 더 구비함으로써 히트 펌프(10)로 공급되는 제2 매질의 온도를 지중 열교환기(30) 주변의 지중 온도보다 더 높게 형성하고 있다.

여기서 지중 열저장 배관(300)은 지중에 매설된 단열 배관으로 이루어져 있어 주변의 지중 열원과 거의 열교환을 하지 않도록 구성되어 있다. 이는 지중 열저장 배관(300)을 흐르는 제2 매질의 온도를 주변의 지중 온도보다 높게 유지하면서, 저장된 열을 외부로 뺏기지 않으면서 그 내부에 열을 저장하기 위해서이다.

위와 같은 구성을 가진 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 다음과 같은 지중 배관(400)의 연결 구조를 통해 제2 매질의 순환 사이클을 완성하게 된다. 이하에서는 지중 배관(400)을 흐르는 제2 매질에 대한 열 에너지의 이동을 중심으로 하여 설명하기로 하며, 당연히 지중 배관(400)은 아래에서 설명되는 열교환이 이루어지도록 각 구성요소를 연결하고 있다.

먼저 지중 열교환기(30)를 흐르는 제2 매질은 주변의 지중 온도에 근접하게 승온된 후 지상 열교환기(200)로 공급되고, 지상 열교환기(200)에서 제1 매질과 열교환을 하게 된다. 전술한 바와 같이, 지상용 열교환기로 유입되는 제1 매질은 난방용 열부하기(20)에서 열을 방출하였지만 그래도 지중 열교환기(30) 주변의 지중 온도보다 높다. 따라서, 지중 열교환기(30)에서 제2 매질은 지중 온도 이상으로 승온되고, 열을 빼앗긴 제1 매질의 온도는 내려간다.

그리고, 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 제2 매질은 지중 열저장 배관(300)으로 공급된다. 지중 열저장 배관(300)은 단열이 되어 있기 때문에 제2 매질이 계속 순환을 하게 되면, 결국 지상 열교환기(200)에서 나온 제2 매질의 온도에 근접한 온도로 수렴하게 된다. 따라서, 지중 열저장 배관(300) 내부의 온도는 주변의 지중 온도보다 높게 유지된다.

지중 열저장 배관(300)에 열을 축적시킨 제2 매질은 비로소 히트 펌프(10)의 증발기로 공급되며, 이후 히트 펌프(10)의 증발기에서 히트 펌프(10)의 작동매체에 열을 전달한 제2 매질은 다시 지중 열교환기(30)로 되돌려지고, 전술한 일련의 순환을 반복하게 된다.

위와 같은 난방 사이클을 수행하는 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 다음과 같은 효과를 가진다.

우선 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 난방용 열부하기(20)의 회수측을 흐르는 제1 매질에서 열을 일부 뽑아내어 단열처리된 지중 열저장 배관(300)에 저장하고, 이 저장된 열을 이용하여 부족한 지중 열원을 보충할 수 있으므로, 장기간 난방용 히트 펌프 시스템(100)을 가동하더라고 지중 열원의 소모로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다.

특히, 이러한 지중 열원의 보충은 지중 열교환을 통해 제2 매질이 얻을 수 있는 온도 수준이 그리 높지 않은 수평형 지중 열교환기에 적용할 경우, 매설 비용이 수직형 지중 열교환기에 비해 저렴하다는 장점을 살리면서도 수직형 지중 열교환기 이상 가는 매질 온도 상승을 얻을 수 있기 때문에 시설 비용 대비 높은 난방 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 지상 열교환기(200)를 통해 제1 매질의 열을 제2 매질로 전달함에 따라 시스템의 효율이 향상되는 이점도 가진다.

도 4의 (a)는 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이에 따른 히트 펌프 시스템의 효율(COP, Coefficient of Performance)을 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이가 작을수록 히트 펌프 시스템의 효율이 올라간다.

본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 증발기로 들어가는 제2 매질은 지상 열교환기(200)에서의 제1 매질과의 열교환으로 통해 올라간다. 응축기 출구 온도를 일정하게 한다면 증발기의 입구 온도가 올라감에 따라 그 사이의 온도 차이는 감소하게 되고, 따라서 난방용 히트 펌프 시스템(100)의 효율이 상승되는 효과를 얻게 된다.

그리고, 도 4의 (b)는 "비특허문헌 1"의 논문에서 발췌한 그래프이다. 이 그래프는 응축기를 흐르는 난방용 매질, 즉 본 발명에서의 제1 매질이 응축기로 유입될 때의 온도가 낮을수록 열교환 성능이 향상되는 것은 물론 난방용 매질의 순환펌프의 소요동력이 적게 든다는 사실을 보여준다.

본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 제1 매질이 응축기로 유입되기 전에 지상 열교환기(200)를 거쳐 보다 저온인 제2 매질로 열을 방출하도록 구성되어 있다. 이는 종래의 난방용 히트 펌프 시스템(1, 1')에 비해 응축기 입구에서의 제1 매질의 온도를 낮추게 되고, 이에 따라 응축기에서의 열교환 효율은 향상되고 순환펌프의 소요동력은 낮추는 효과를 가져온다.

결국 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 단열처리된 지중 열저장 배관(300)에 저장된 열로 충분히 승온된 제2 매질을 히트 펌프(10)에 공급함에 따라 증발기의 입구 온도와 응축기의 출구 온도 차이가 감소하여 히트 펌프(10)의 효율이 향상되는 것은 물론 응축기 입구에서의 제1 매질의 온도 하강에 따른 열교환 성능의 향상으로 인해 난방용 열부하기(20)측 순환 펌프의 소요동력을 줄일 수 있어 시스템 전체의 효율이 향상된다.

위와 같은 구성을 가진 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)에서 지중 열저장 배관(300)은 주변과의 열전달을 억제하기 위해 단열재로 감싸 보온 처리를 하게 되며, 열 저장을 목적으로 하는 것이므로 체적 대비 표면적이 작도록 관경을 크게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 제2 매질로는 물을 사용하는 것이 좋은데, 이는 물의 비열이 여러 지중 물질(흙, 모래, 바위 등)보다 월등히 큰 값을 갖기 때문에 상대적으로 배관 매설을 위한 지중 공간을 작게 설계하여도 충분한 저장 능력을 확보할 수 있기 때문이다.

아울러 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)은 지중 열저장 배관(300)에 좀더 많은 양의 열을 저장하기 위한 추가적인 외부 열원(500)을 더 포함할 수도 있다. 즉, 난방용 열부하기(20)의 회수측을 흐르는 제1 매질로부터 받은 열 이외에 다른 외부 열원(500)을 지중 열저장 배관(300)에 연결함으로써 지중 열저장 배관(300)의 열용량을 더 키울 수도 있다.

여기서 외부 열원(500)은 보충적으로 지중 열저장 배관(300)에 열을 저장하는 것이기 때문에 고가의 에너지원을 사용하지 않고 주변의 다양한 미활용 에너지원(낮은 온도의 열원)을 활용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 에너지 밀도가 낮은 신재생에너지 열원도 에너지 밀도를 높이기 위한 특별한 추가 처리 없이 그대로 사용할 수 있으며, 따라서 큰 비용 증가 없이 주변의 다양한 미활용 에너지원을 효과적으로 활용하데 본 발명의 난방용 히트 펌프 시스템(100)이 유용한 대안이 될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 난방용 히트 펌프 시스템
10: 히트 펌프 20: 난방용 열부하기
30: 지중 열교환기 200: 지상 열교환기
300: 지중 열저장 배관 400: 지중 배관
500: 외부 열원 CV: 난방 공간

Claims (5)

1. 히트 펌프;
   상기 히트 펌프의 응축기에서 가열된 제1 매질을 공급받는 공급관 및 외부로 열을 방출한 상기 제1 매질을 상기 응축기로 되돌리는 회수관과 각각 연결되는 난방용 열부하기;
   상기 회수관의 중간에 설치된 지상 열교환기;
   지중 열원으로부터 열을 공급받는 제2 매질이 흐르도록 지하에 매설된 지중 열교환기;
   지중에 매설된 단열 배관으로 이루어진 지중 열저장 배관; 및
   상기 지중 열교환기에 흐르는 상기 제2 매질을 상기 지상 열교환기로 공급하여 상기 제1 매질과 열교환을 하도록 하고, 상기 제1 매질과 열교환을 하여 가열된 상기 제2 매질을 상기 지중 열저장 배관으로 공급하며, 상기 지중 열저장 배관에 열을 저장한 상기 제2 매질을 상기 히트 펌프의 증발기로 공급하고, 상기 히트 펌프의 증발기에서 열을 뺏긴 상기 제2 매질을 상기 지중 열교환기로 되돌리도록 열결되는 지중 배관;
   을 포함하는 난방용 히트 펌프 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 매질은 물인 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 지중 열교환기는 지면에 대해 수평 방향으로 매설되는 수평형 지중 열교환기인 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지중 열저장 배관에 추가적인 열을 공급하는 외부 열원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 외부 열원은 신재생에너지 열원인 것을 특징으로 하는 난방용 히트 펌프 시스템.

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