KR20190081516A - Cascade heatpump system for making both cold water and steam comprising small high level compressor and enhanced geothermy cold and hot geothermy punching - Google Patents

Cascade heatpump system for making both cold water and steam comprising small high level compressor and enhanced geothermy cold and hot geothermy punching Download PDF

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Abstract

Disclosed is a cascade heat pump system for simultaneously generating cold water and steam, which comprises: a deep geothermal cold and hot common geothermal hole; a high level compressor inflow temperature sensing member; and a high level compressor inflow side supercooling member. Accordingly, when temperature of a refrigerant at a high level side sensed by the high level compressor inflow temperature sensing member is equal to or more than preset allowable temperature, the refrigerant at the high level side passing by a middle heat exchanger exchanges heat with a geothermal exchange refrigerant flowing along a bypass pipe at a geothermal hole side in the high level compressor inflow side supercooling member to be introduced into a small high level compressor in a state in which the refrigerant is supercooled. Therefore, temperature of the refrigerant at the high level side introduced into the small high level compressor can be adjusted below allowable intake temperature.

Description

소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템{Cascade heatpump system for making both cold water and steam comprising small high level compressor and enhanced geothermy cold and hot geothermy punching}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a low-capacity high-stage compressor and a deep geothermal hot-

본 발명은 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam, including a small-capacity high-stage compressor and a deep geothermal cold-service cooperator.

냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템은 냉수와 스팀을 동시에 생산할 수 있는 것으로서, 저단측 원수가 냉수로 변환되도록 상기 저단측 원수와 저단측 냉매가 열교환되는 저단 열교환기와, 상기 저단측 열교환기에서 형성된 상기 냉수가 저장될 수 있는 냉수 저장 탱크와, 상기 저단 열교환기에서 열을 수득한 상기 저단측 냉매가 압축되는 저단 압축기와, 상기 저단 압축기에서 압축된 상기 저단측 냉매가 방열되도록, 상기 저단측 냉매와 고단측 냉매가 열교환되는 중간 열교환기와, 상기 중간 열교환기에서 방열된 상기 저단측 냉매가 팽창되는 저단 팽창 밸브와, 상기 중간 열교환기에서 열을 수득한 상기 고단측 냉매가 압축되는 고단 압축기와, 상기 고단 압축기에서 압축된 상기 고단측 냉매가 방열되고 고단측 원수가 스팀이 되도록 상기 고단측 냉매와 상기 고단측 원수가 열교환되는 고단 열교환기와, 상기 고단 열교환기에서 방열된 상기 고단측 냉매가 팽창되는 고단 팽창 밸브와, 상기 고단 열교환기에서 형성된 상기 스팀이 저장되는 스팀 저장 탱크를 포함한다.The cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam is capable of simultaneously producing cold water and steam and includes a low-stage heat exchanger in which the low-stage raw water and the low-stage refrigerant undergo heat exchange so as to convert the low- A lower-stage compressor in which the lower-stage refrigerant obtained by heat in the lower-stage heat exchanger is compressed, and a lower-stage compressor in which the lower-stage refrigerant compressed in the lower- An intermediate heat exchanger in which a refrigerant and a high-stage refrigerant are heat-exchanged; a low-stage expansion valve in which the low-stage refrigerant radiating in the intermediate heat exchanger is expanded; a high-stage compressor in which the high- , The high-stage side refrigerant compressed by the high-stage compressor is discharged, and the high-stage side raw water is steamed A high-stage heat exchanger in which the high-stage side refrigerant and the high-stage side raw water are heat-exchanged; a high-stage expansion valve in which the high-stage side refrigerant radiating from the high-stage heat exchanger is expanded; and a steam storage tank in which the steam formed in the high- .

한편, 일반적으로 대략 지중 400m 지점에서는 지중 온도가 대략 23℃ 정도가 되고, 대략 지중 1km 지점에서는 지중 온도가 40℃ 정도가 된다. 이러한 지중 1km 지점 또는 그보다 더 아래 지중의 심부에 존재하는 지열을 심부 지열이라고 하는데, 이러한 심부 지열을 이용하는 종래 시스템의 예로 제시될 수 있는 것들이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.On the other hand, in general, the ground temperature is about 23 ° C at about 400m, and the ground temperature is about 40 ° C at about 1km. The geothermal heat existing at the deep part of the ground below 1 km or below is called a deep geothermal heat. Examples of conventional systems using such deep geothermal heat are those listed below.

상기 고단 압축기가 대용량인 경우 압축을 위한 부분과 구동을 위한 부분이 서로 분리된 분리형 타입이어서, 그 적용에 한계가 있고, 그에 따라 상기 고단 압축기로 50kW 이하 출력의 소용량이 적용되어지고 있다.When the high-stage compressor is a large-capacity compressor, there is a limit to the application of the high-stage compressor because the compression section and the driving section are separated from each other, so that a small capacity of 50 kW or less is applied to the high-stage compressor.

이러한 소용량 고단 압축기의 예로 제시될 수 있는 것이 댄포스 사의 PSH 모델 등이다.An example of such a small capacity high-stage compressor is the Danfoss PSH model.

그러나, 소용량 고단 압축기의 경우, 그 허용되는 흡입 온도가 제한되는데, 이러한 허용 흡입 온도를 넘는 냉매가 소용량 고단 압축기로 유입되는 경우, 압축기가 제대로 작동되지 못할 뿐만 아니라, 심한 경우 고장의 원인이 될 수 있으므로, 소용량 고단 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 그 허용되는 흡입 온도 이하로 조절해 줄 필요가 있음에도 불구하고, 종래 시스템에서는 이에 대한 대책이 전무한 실정이다.However, in the case of a small-capacity high-stage compressor, the allowable suction temperature is limited. If the refrigerant exceeding the allowable suction temperature flows into the low-capacity high-stage compressor, not only does the compressor fail to operate properly, Therefore, although it is necessary to adjust the temperature of the refrigerant flowing into the small capacity high-stage compressor to the allowable suction temperature or lower, there is no countermeasure in the conventional system.

등록특허 제 10-1237723호, 등록일자: 2013.02.19., 발명의 명칭: 심부지열발전을 위한 심정 시스템 및 그 시추방법Registered Patent No. 10-1237723, Date of Registration: 2013.02.19., Name of invention: Depression System for deep-rooted geothermal power generation and its drilling method

본 발명은 소용량 고단 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 그 허용되는 흡입 온도 이하로 조절해 줄 수 있는 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention provides a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a low-capacity high-stage compressor and a deep geothermal cooling / heating coiler which can control the temperature of the refrigerant flowing into the low- The purpose is to do.

본 발명의 일 측면에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템은 저단측 원수가 냉수로 변환되도록 상기 저단측 원수와 저단측 냉매가 열교환되는 저단 열교환기와, 상기 저단측 열교환기에서 형성된 상기 냉수가 저장될 수 있는 냉수 저장 탱크와, 상기 저단 열교환기에서 열을 수득한 상기 저단측 냉매가 압축되는 저단 압축기와, 상기 저단 압축기에서 압축된 상기 저단측 냉매가 방열되도록, 상기 저단측 냉매와 고단측 냉매가 열교환되는 중간 열교환기와, 상기 중간 열교환기에서 방열된 상기 저단측 냉매가 팽창되는 저단 팽창 밸브와, 상기 중간 열교환기에서 열을 수득한 상기 고단측 냉매가 압축되되 50kW 이하 출력의 소용량 고단 압축기와, 상기 소용량 고단 압축기에서 압축된 상기 고단측 냉매가 방열되고 고단측 원수가 스팀이 되도록 상기 고단측 냉매와 상기 고단측 원수가 열교환되는 고단 열교환기와, 상기 고단 열교환기에서 방열된 상기 고단측 냉매가 팽창되는 고단 팽창 밸브와, 상기 고단 열교환기에서 형성된 상기 스팀이 저장되는 스팀 저장 탱크를 포함하는 것으로서,The cascade heat pump system for producing cold water and steam simultaneously including the small-capacity high-stage compressor and the deep geothermal cooling / heating cooperator according to one aspect of the present invention is characterized in that the low-stage raw water and the low- A low-stage compressor in which the low-stage refrigerant obtained by heat in the low-stage heat exchanger is compressed; a low-stage compressor in which the low-stage refrigerant is compressed in the low-stage compressor; An intermediate heat exchanger in which the low-stage side refrigerant and the high-stage side refrigerant undergo heat exchange so that the low-stage side refrigerant is radiated, a low-stage expansion valve in which the low-stage side refrigerant radiating from the intermediate heat exchanger is expanded, A low-capacity high-stage compressor having a high-stage side refrigerant output of 50 kW or less and a low-capacity high- Stage side refrigerant and the high-stage side raw water are heat-exchanged so that the high-stage side refrigerant is discharged from the high-stage side refrigerant and the high-stage side refrigerant is discharged from the high- And a steam storage tank in which the steam formed in the high-stage heat exchanger is stored,

심부 지중까지 천공 형성되는 심부 지열 냉온 공용 지열공; 상기 소용량 고단 압축기로 유입되는 상기 고단측 냉매의 온도를 감지하는 고단 압축기 유입 온도 감지 부재; 및 상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재에서 감지된 상기 고단측 냉매의 온도가 미리 설정된 허용 온도 이상인 경우, 상기 소용량 고단 압축기로 향하던 상기 고단측 냉매가 바이패스되어 경유되면서 과냉각되도록 함과 함께, 상기 소용량 고단 압축기로 향하던 상기 고단측 냉매가 잃어버린 열기를 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공 쪽으로 전달하는 고단 압축기 유입측 과냉각 부재;를 포함한다.Deep geothermal hot and cold forming geothermal; A high-stage compressor inlet temperature sensing member for sensing a temperature of the high-stage refrigerant flowing into the low-capacity high-stage compressor; And the high-stage side refrigerant directed to the low-capacity high-stage compressor is bypassed to be supercooled while passing through the low-stage high-stage compressor when the temperature of the high-stage side refrigerant detected by the high-stage compressor inflow temperature sensing member is equal to or higher than a preset allowable temperature, And a high-stage compressor inlet-side supercooling member for transferring the lost heat of the high-stage refrigerant directed toward the compressor to the deep geothermal heat-

본 발명의 일 측면에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템에 의하면, 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템이 심부 지열 냉온 공용 지열공과, 고단 압축기 유입 온도 감지 부재와, 고단 압축기 유입측 과냉각 부재를 포함함에 따라, 상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재에서 감지된 고단측 냉매의 온도가 미리 설정된 허용 온도 이상인 경우, 중간 열교환기를 경유한 상기 고단측 냉매가 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재에서 지열공측 바이패스관을 따라 유동된 지열 교환 냉매와 열교환되면서 과냉각된 상태로 소용량 고단 압축기로 유입될 수 있으므로, 상기 소용량 고단 압축기로 유입되는 상기 고단측 냉매의 온도를 그 허용되는 흡입 온도 이하로 조절해 줄 수 있는 효과가 있다.According to one aspect of the present invention, a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam according to the present invention includes a low-capacity high-stage compressor and a deep geothermal hot- , The high-stage compressor inflow temperature sensing member and the high-stage compressor inlet-side supercooling member, when the temperature of the high-stage side refrigerant sensed by the high-stage compressor inflow temperature sensing member is equal to or higher than a preset allowable temperature, Side refrigerant flows into the low-capacity high-stage compressor while being supercooled while being heat-exchanged with the geothermal heat exchanger refrigerant flowing along the geothermal through-side bypass pipe in the high-stage compressor inflow side and the high- If the temperature of the refrigerant is below the allowable suction temperature There is who can adjust the effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템을 구성하는 중간 열교환기 부분을 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템의 일부를 확대한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a low-capacity high-stage compressor and a deep geothermal cooling /
FIG. 2 is a view showing an intermediate heat exchanger portion constituting a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a low-capacity high-stage compressor according to an embodiment of the present invention and a geothermal geothermal cooling /
FIG. 3 is an enlarged view of a part of a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam, including a small-capacity high-stage compressor according to an embodiment of the present invention and a deep geothermal hot-

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템에 대하여 설명한다.Hereinafter, a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a small-capacity high-stage compressor and a geothermal geothermal / cold / geothermal joint according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템을 구성하는 중간 열교환기 부분을 보이는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템의 일부를 확대한 도면이다.1 is a view showing a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a small-capacity high-stage compressor and a geothermal geothermal hot-water cooperating tile according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing an intermediate heat exchanger portion constituting a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a low-capacity high-stage compressor and a deep geothermal hot- FIG. 2 is an enlarged view of a part of a cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a deep geothermal hot and cold co-operating ground hole; FIG.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템(100)은 저단 열교환기(120)와, 냉수 저장 탱크(110)와, 저단 압축기(130)와, 중간 열교환기(140)와, 저단 팽창 밸브(102)와, 소용량 고단 압축기(150)와, 고단 열교환기(160)와, 고단 팽창 밸브(103)와, 스팀 저장 탱크(170)와, 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)과, 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)와, 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)를 포함한다.1 to 3, the cascade heat pump system 100 for simultaneous production of cold water and steam according to the present embodiment includes a low-stage heat exchanger 120, a cold water storage tank 110, a low-stage compressor 130, Stage heat exchanger 160, a high-stage expansion valve 103, a steam storage tank 170, and a low-stage high-pressure compressor 150. The low- A high-stage compressor inflow temperature sensing member 220, and a high-stage compressor inlet-side supercooling member 210. The high-

또한, 본 실시예에 따른 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템(100)은 고단측 바이패스관(185)과, 심부 삽입관(191)과, 천부 삽입관(193)과, 중간 열교환관(194)과, 지열공측 바이패스관(195)과, 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재(200)를 포함한다.The cascade heat pump system 100 for simultaneous production of cold water and steam according to the present embodiment includes a high-stage side bypass pipe 185, a deep-portion insertion pipe 191, a superficial insertion pipe 193, (194), a geothermal bypass pipe (195), and a high expansion refrigerant supercooling member (200).

상기 저단 열교환기(120)는 수돗물 등 외부에서 공급되는 저단측 원수가 냉수로 변환되도록, 상기 저단측 원수와 저단측 냉매가 열교환되는 것이다.The low-stage heat exchanger (120) exchanges heat between the low-stage side raw water and the low-stage side refrigerant so that raw water on the low-stage side supplied from the outside such as tap water is converted into cold water.

상기 저단 열교환기(120)에서 형성된 상기 냉수는 상기 냉수 저장 탱크(110)에 저장될 수 있다. 상기 냉수 저장 탱크(110)에 저장된 냉수가 외부의 냉수 수요처에 공급될 수 있다.The cold water formed in the low-stage heat exchanger 120 may be stored in the cold water storage tank 110. The cold water stored in the cold water storage tank 110 can be supplied to the outside cold water consumer.

본 실시예에서는 수돗물 등 외부에서 공급되는 상기 저단측 원수가 상기 냉수 저장 탱크(110)에 저장되어 있다가, 상기 냉수 저장 탱크(110)와 상기 저단 열교환기(120)와의 사이에서 상기 저단측 원수가 순환되면서, 상기 저단측 원수가 냉수화하여 다시 상기 냉수 저장 탱크(110)에 유입되어 저장된다.In the present embodiment, the low-stage raw water supplied from the outside such as tap water is stored in the cold water storage tank 110, and the low-stage raw water is stored between the cold water storage tank 110 and the low-stage heat exchanger 120. [ The raw water on the low-stage side flows into the cold water storage tank 110 and is stored again.

도면 번호 101은 상기 냉수 저장 탱크(110)와 상기 저단 열교환기(120) 사이에서 상기 저단측 원수가 순환되도록 하는 냉수 순환 펌프이다.Reference numeral 101 denotes a cold water circulation pump for circulating the low-stage raw water between the cold water storage tank 110 and the low-stage heat exchanger 120.

상기 저단 압축기(130)는 상기 저단 열교환기(120)에서 열을 수득한 상기 저단측 냉매가 압축되는 것이다.The low-stage compressor (130) compresses the low-stage refrigerant obtained from the heat in the low-stage heat exchanger (120).

상기 중간 열교환기(140)는 상기 저단 압축기(130)에서 압축된 상기 저단측 냉매가 방열되도록, 상기 저단측 냉매와 고단측 냉매가 열교환되는 것이다.The intermediate heat exchanger 140 exchanges heat between the low-stage side refrigerant and the high-stage side refrigerant so that the low-stage refrigerant compressed by the low-stage compressor 130 is radiated.

상기 저단 팽창 밸브(102)는 상기 중간 열교환기(140)에서 방열된 상기 저단측 냉매가 팽창되는 것이다. 상기 저단 팽창 밸브(102)를 경유하며 팽창된 상기 저단측 냉매는 상기 저단 열교환기(120)를 다시 경유하면서 열을 수득하게 된다.The low-stage expansion valve (102) expands the low-stage side refrigerant discharged from the intermediate heat exchanger (140). The lower-stage refrigerant expanded through the lower-stage expansion valve (102) passes through the lower-stage heat exchanger (120) again to obtain heat.

상기 소용량 고단 압축기(150)는 상기 중간 열교환기(140)에서 열을 수득한 상기 고단측 원수가 압축되되, 50kW 이하 출력의 소용량이다.The low-stage high-stage compressor (150) compresses the high-stage raw water obtained from the heat in the intermediate heat exchanger (140) and has a small capacity of 50 kW or less.

상기 고단 열교환기(160)는 상기 소용량 고단 압축기(150)에서 압축된 상기 고단측 냉매가 방열되고 수돗물 등 외부에서 공급되는 고단측 원수가 스팀이 되도록, 상기 고단측 냉매와 상기 고단측 원수가 열교환되는 것이다.The high-stage heat exchanger (160) performs heat exchange between the high-stage side refrigerant and the high-stage side raw water so that the high-stage side refrigerant compressed by the small capacity high-stage compressor (150) dissipates and the high- .

상기 고단 팽창 밸브(103)는 상기 고단 열교환기(160)에서 방열된 상기 고단측 냉매가 팽창되는 것이다. 상기 고단 팽창 밸브(103)를 경유하며 팽창된 상기 고단측 냉매는 상기 중간 열교환기(140)를 다시 경유하면서 열을 수득하게 된다.In the high-stage expansion valve (103), the high-stage side refrigerant discharged from the high-stage heat exchanger (160) is expanded. The high-stage refrigerant expanded through the high-stage expansion valve (103) passes through the intermediate heat exchanger (140) again to obtain heat.

상기 고단 열교환기(160)에서 형성된 상기 스팀은 그 스팀 형태로 상기 스팀 저장 탱크(170)에 저장될 수 있다. 상기 스팀 저장 탱크(170)에 저장된 스팀이 외부의 스팀 수요처로 스팀 형태로 공급될 수 있다.The steam generated in the high-stage heat exchanger (160) may be stored in the steam storage tank (170) in the form of steam. The steam stored in the steam storage tank 170 may be supplied in the form of steam to an external steam demanding entity.

상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)은 지열공 형태로 지중에 형성되되, 지표로부터 1km 이상의 지중을 의미하는 심부 지중까지 천공 형성되어, 지열 교환 냉매가 상기 심부 지중에서 지표 부근의 천부 지중까지의 넓은 범위에서 열교환될 수 있도록 하는 것이다. 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내에는 상기 지열 교환 냉매, 예를 들어 물이 일정 수위로 수용되어 있어서, 지중과 열교환될 수 있다.The geothermal heat exchanger geothermal cavity (190) is formed in the ground in the form of a geothermal structure. The geothermal heat exchanger (190) is perforated to a depth of 1 km or more from the surface of the ground, So that heat exchange can be performed over a wide range. The geothermal heat exchanging coolant 190, for example, water is stored at a certain water level in the deep geothermal heat and cold co-

상기 심부 삽입관(191)은 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)에 삽입되되, 상기 심부 지중까지 상대적으로 깊게 삽입되는 것이다.The deep portion insertion pipe 191 is inserted into the deep geothermal heat and cold water cofferdam hole 190 and inserted deeply into the deep portion of the deep portion.

상기 천부 삽입관(193)은 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)에 삽입되되, 상기 심부 삽입관(191)에 비해 상대적으로 지표에 근접되도록 얕게 삽입되는 것이다.The ceiling insertion pipe 193 is inserted into the deep geothermal heat and cooling ground hole 190 and inserted shallowly so as to be relatively close to the surface of the core insertion pipe 191.

상기 중간 열교환관(194)은 상기 심부 삽입관(191)과 그 일 측이 연결되고, 상기 천부 삽입관(193)과 그 타 측이 연결되며, 상기 중간 열교환기(140)를 경유함으로써, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)에서 지중과 열교환된 지열 교환 냉매가 상기 중간 열교환기(140)를 경유하면서 열교환되도록 하는 것이다.The intermediate heat exchange tube 194 is connected to the core insert tube 191 at one side thereof and connected to the other side of the insert tube 193 via the intermediate heat exchanger 140, Exchanges the geothermal heat exchanged with the ground in the deep geothermal heat-and-cooling cooperage trench 190 through the intermediate heat exchanger 140.

상기 심부 삽입관(191) 또는 상기 천부 삽입관(193)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로부터 유출된 상기 지열 교환 냉매가 상기 중간 열교환기(140)를 경유한 다음, 다시 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로 재유입될 수 있다.The geothermal heat exchanger refrigerant flowing out from the deep geothermal heat and cold water cofferdam hole 190 through the deep portion insertion pipe 191 or the heft pipe insertion pipe 193 passes through the intermediate heat exchanger 140, And can be reintroduced into the geothermal heat & cold co-

즉, 상기 심부 삽입관(191)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로부터 유출된 상기 지열 교환 냉매는 상기 중간 열교환기(140)를 경유한 다음, 상기 천부 삽입관(193)을 통해 다시 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로 재유입될 수 있고, 상기 천부 삽입관(193)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로부터 유출된 상기 지열 교환 냉매는 상기 중간 열교환기(140)를 경유한 다음, 상기 심부 삽입관(191)을 통해 다시 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로 재유입될 수 있다.That is, the geothermal heat exchanger refrigerant discharged from the deep geothermal heat and cold water cofferdam trench 190 through the deep portion insertion pipe 191 passes through the intermediate heat exchanger 140 and then flows through the cephalic insertion pipe 193 The geothermal exchange coolant flowing out from the deep geothermal heat and cold water cofferdam hole 190 through the superficial insert pipe 193 flows through the intermediate heat exchanger 140 and then re-introduced into the deep geothermal cooling / co-finishing ground hole 190 through the core insert pipe 191.

도면 번호 192는 상기 심부 삽입관(191) 상에 설치되되, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내의 상기 지열 교환 냉매 중에 잠겨 있는 공급 펌프이다. 상기 공급 펌프(192)의 작동에 따라 상기 심부 삽입관(191) 또는 상기 천부 삽입관(193)을 따라 상기 지열 교환 냉매가 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)과 상기 중간 열교환기(140) 사이를 순환할 수 있다.Reference numeral 192 denotes a feed pump installed on the core insert pipe 191 and immersed in the geothermal heat exchanger 190 in the deep geothermal heat and cold co- The geothermal heat exchanger refrigerant is circulated along the core insert pipe 191 or the insert pipe 193 according to the operation of the supply pump 192 to the deep geothermal heat and cold co- As shown in FIG.

즉, 상기 공급 펌프(192)가 일 방향으로 작동되면, 상기 지열 교환 냉매가 상기 심부 삽입관(191)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로부터 유출되고, 상기 공급 펌프(192)가 타 방향으로 작동되면, 상기 지열 교환 냉매가 상기 천부 삽입관(193)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)으로부터 유출될 수 있다.That is, when the feed pump 192 is operated in one direction, the geothermal heat exchanger refrigerant flows out of the deep geothermal cooling / co-finishing ground hole 190 through the deep portion insertion pipe 191, The geothermal exchange refrigerant can be discharged from the deep geothermal cooling / co-finishing ground hole 190 through the ceiling insertion pipe 193. [

난방 시에는, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내의 상기 심부 삽입관(191)의 유입공 주변의 지열 교환 냉매가 상기 심부 삽입관(191)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 외부로 토출되고, 냉방 시에는, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내의 상기 천부 삽입관(193)의 유입공 주변의 지열 교환 냉매가 상기 천부 삽입관(193)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 외부로 토출된다.The geothermal heat exchanger refrigerant around the inflow hole of the deep portion insertion pipe 191 in the deep geothermal heat and cold coater tearing hole 190 is connected to the deep geothermal heat and cold coater ground hole 190 through the deep portion insertion pipe 191, The geothermal heat exchanger refrigerant around the inflow hole of the ceiling insertion pipe 193 in the deep geothermal cooling / coiling ground hole 190 is discharged through the ceiling insertion pipe 193 to the deep geothermal cooling / And is discharged outside the tearing hole (190).

여기서, 상기 심부 삽입관(191)의 유입공은 상기 심부 삽입관(191) 하부에 형성된 복수 개의 미세 홀로, 상기 심부 삽입관(191)의 유입공을 통해 지열 교환 냉매가 상기 심부 삽입관(191) 내부로 유입되거나 상기 심부 삽입관(191) 외부로 유출될 수 있다.The inflow hole of the deep portion insertion pipe 191 is connected to a plurality of fine holes formed in the lower portion of the deep portion insertion pipe 191. The inflow hole of the deep portion insertion pipe 191 is connected to the deep portion insertion pipe 191 through the inflow hole of the deep portion insertion pipe 191, ) Or out of the core insertion tube (191).

또한, 상기 천부 삽입관(193)의 유입공은 상기 천부 삽입관(193) 하부에 형성된 복수 개의 미세 홀로, 상기 천부 삽입관(193)의 유입공을 통해 지열 교환 냉매가 상기 천부 삽입관(193) 내부로 유입되거나 상기 천부 삽입관(193) 외부로 유출될 수 있다.The inflow hole of the ceiling insertion pipe 193 is connected to a plurality of micro holes formed in the lower portion of the ceiling insertion pipe 193 so that the geothermal exchange refrigerant is introduced into the ceiling insertion pipe 193 through the inflow hole of the ceiling insertion pipe 193. [ ) Or out of the ceiling insertion tube (193).

도면 번호 105는 상기 고단 열교환기(160)와 상기 스팀 저장 탱크(170) 사이에서 상기 고단측 원수가 순환되도록 하는 고온 순환 펌프이고, 도면 번호 106은 상기 스팀 저장 탱크(170)로 수돗물 등 고단측 원수를 공급하는 고단측 원수 공급 펌프이다.Reference numeral 105 denotes a high-temperature circulation pump for circulating the high-stage raw water between the high-stage heat exchanger 160 and the steam storage tank 170. Reference numeral 106 denotes a steam storage tank 170, It is a high-end raw water supply pump that supplies raw water.

도면 번호 180은 상기 저단 열교환기(120)와 상기 냉수 저장 탱크(110)를 순환 연결하는 냉수 탱크측 순환관이고, 도면 번호 181은 상기 저단 열교환기(120), 상기 저단 압축기(130), 상기 중간 열교환기(140) 및 상기 저단 팽창 밸브(102)를 순환 연결하는 저단측 순환관이고, 도면 번호 182는 상기 소용량 고단 압축기(150), 상기 고단 열교환기(160), 상기 고단 팽창 밸브(103) 및 상기 중간 열교환기(140)를 순환 연결하는 고단측 순환관이고, 도면 번호 183은 상기 고단 열교환기(160)와 상기 스팀 저장 탱크(170)를 순환 연결하는 스팀 탱크측 순환관이다.Reference numeral 180 denotes a cold water tank side circulation pipe circulatingly connecting the low-stage heat exchanger 120 and the cold water storage tank 110. Reference numeral 181 denotes a circulation pipe connected to the low-stage heat exchanger 120, the low-stage compressor 130, End circulation pipe for circulating the intermediate heat exchanger 140 and the low stage expansion valve 102. Reference numeral 182 denotes the low capacity high stage compressor 150, the high stage heat exchanger 160, the high stage expansion valve 103 And the intermediate heat exchanger 140. Reference numeral 183 denotes a circulation tube on the steam tank side that circulates the high-stage heat exchanger 160 and the steam storage tank 170. The high-

상기 중간 열교환기(140)의 양 측단에는 상기 저단측 순환관(181)과 상기 고단측 순환관(182)이 각각 연결되고, 상기 중간 열교환기(140)의 중앙을 상기 중간 열교환관(194)이 가로지른다. 그러면, 상기 중간 열교환기(140)에서 상기 저단측 순환관(181), 상기 중간 열교환관(194) 및 상기 고단측 순환관(182)이 삼중으로 서로 열교환될 수 있다.The lower end side circulation pipe 181 and the upper end side circulation pipe 182 are connected to both ends of the intermediate heat exchanger 140 and the center of the intermediate heat exchanger 140 is connected to the intermediate heat exchange pipe 194, It crosses. In the intermediate heat exchanger 140, the low-stage side circulation pipe 181, the intermediate heat exchange pipe 194, and the high-stage side circulation pipe 182 can be heat-exchanged with each other in triplicate.

상기 스팀 저장 탱크(170) 내의 스팀 압력에 따라 상기 소용량 고단 압축기(150)의 구동 모터가 인버터 제어될 수 있다. 이를 위해, 상기 스팀 저장 탱크(170)에는 그 내부 압력을 감지하는 압력 센서(미도시)가 설치될 것인데, 이러한 압력 센서는 범용적으로 이용되는 것이 채용될 수 있으므로 여기서는 그 구체적 설명 및 도시를 생략한다.The driving motor of the small capacity high-stage compressor 150 may be inverter-controlled according to the steam pressure in the steam storage tank 170. To this end, a pressure sensor (not shown) for sensing the internal pressure of the steam storage tank 170 will be installed in the steam storage tank 170. Since such a pressure sensor can be used for general purpose, do.

상세히, 상기 스팀 저장 탱크(170) 내의 스팀 압력에 따라 상기 소용량 고단 압축기(150)의 상기 구동 모터는 상기 구동 모터의 최고 회전 속도 대비 60 내지 100% 범위 내에서 제어되고, 구체적으로 상기 소용량 고단 압축기(150)의 상기 구동 모터는 40 내지 60Hz 범위 내에서 제어될 수 있다.In detail, the driving motor of the small-capacity high-stage compressor 150 is controlled within a range of 60 to 100% of the maximum rotation speed of the driving motor according to the steam pressure in the steam storage tank 170, The drive motor of the motor 150 may be controlled within a range of 40 to 60 Hz.

상기와 같이 상기 소용량 고단 압축기(150)의 구동 모터가 실시간으로 인버터 제어됨으로써, 상기 소용량 고단 압축기(150)의 부하를 감소시켜 내구성을 향상시킬 수 있으면서도, 효율적인 운전이 가능해진다.As described above, the drive motor of the small capacity high-stage compressor 150 is controlled by the inverter in real time, so that the load of the small capacity high-stage compressor 150 is reduced to improve the durability, and efficient operation becomes possible.

상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)는 상기 소용량 고단 압축기(150)로 유입되는 상기 고단측 냉매의 온도를 감지하는 것이다.The high-stage compressor inlet temperature sensing member (220, 225) senses the temperature of the high-stage refrigerant flowing into the low-capacity high-stage compressor (150).

상세히, 상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)는 상기 중간 열교환기(140)의 출구 측 온도를 감지하는 제 1 온도 감지 부재(220)와, 상기 소용량 고단 압축기(150)의 입구 측 온도를 감지하는 제 2 온도 감지 부재(225) 중 적어도 하나를 구비하여, 상기 제 1 온도 감지 부재(220)와 상기 제 2 온도 감지 부재(225) 중 하나의 감지값 또는 두 감지값 모두를 이용하여, 상기 소용량 고단 압축기(150)로 유입되는 상기 고단측 냉매의 온도가 감지될 수 있다.In detail, the high-stage compressor inlet temperature sensing member 220, 225 includes a first temperature sensing member 220 for sensing an outlet-side temperature of the intermediate heat exchanger 140, And a second temperature sensing member (225) for sensing the temperature of the first temperature sensing member (220), such that the sensed value of either the first temperature sensing member (220) or the second temperature sensing member , The temperature of the high-stage side refrigerant flowing into the low-capacity high-stage compressor (150) can be sensed.

상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)는 상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)에서 감지된 상기 고단측 냉매의 온도가 미리 설정된 허용 온도 이상인 경우, 상기 소용량 고단 압축기(150)로 향하던 상기 고단측 냉매가 바이패스되어 경유되면서 과냉각되도록 함과 함께, 상기 소용량 고단 압축기(150)로 향하던 상기 고단측 냉매가 잃어버린 열기를 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 쪽으로 전달하는 것이다.When the temperature of the high-stage side refrigerant detected by the high-stage compressor inflow temperature sensing member 220 or 225 is equal to or higher than a preset allowable temperature, the high-stage compressor inlet- Side refrigerant bypasses the high-stage side refrigerant to be supercooled while passing the lost heat of the high-stage side refrigerant directed toward the low-capacity high-stage compressor 150 toward the deep geothermal cooling /

여기서, 상기 미리 설정된 허용 온도는 상기 소용량 고단 압축기(150)의 정상 운전을 위하여 미리 설정되어 있는 허용 온도로서, 상기 소용량 고단 압축기(150)의 제조사, 출력 등에 따라 각각 고유의 값이 설정되어 있다.Here, the predetermined allowable temperature is an allowable temperature set in advance for normal operation of the small capacity high pressure compressor 150, and a specific value is set according to the manufacturer, output, etc. of the small capacity high pressure compressor 150.

상기 고단측 바이패스관(185)은 상기 고단측 순환관(182)의 상기 중간 열교환기(140)와 상기 소용량 고단 압축기(150)를 연결하는 부분 중 상대적으로 상기 중간 열교환기(140)에 근접된 부분에서 분지되고, 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)를 경유한 다음 상기 고단측 순환관(182)의 상기 중간 열교환기(140)와 상기 소용량 고단 압축기(150)를 연결하는 부분 중 상대적으로 상기 소용량 고단 압축기(150)에 근접된 부분에 합지되는 것이다.The high-stage side bypass pipe 185 is relatively close to the intermediate heat exchanger 140 among the portions connecting the intermediate heat exchanger 140 and the low-capacity high-stage compressor 150 of the high-stage side circulation pipe 182 And is connected to the intermediate-stage heat exchanger 140 of the high-stage side circulation pipe 182 via the high-stage compressor inflow side and the high-stage high-stage compressor 150, Capacity high-stage compressor (150).

상기 지열공측 바이패스관(195)은 상기 심부 삽입관(191)에서 분지되어 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)를 경유한 다음 상기 천부 삽입관(193)에 합지되는 것이다.The geothermal bypass pipe 195 is branched from the core insertion pipe 191 and passes through the high-stage compressor inlet side and the cooling member 210, and is then joined to the ceiling insertion pipe 193.

상기 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재(200)는 상기 고단 열교환기(160)에서 상기 고단 팽창 밸브(103)로 향하던 상기 고단측 냉매가 경유되면서 과냉각되도록 함과 함께, 상기 고단 팽창 밸브(103)로 향하던 상기 고단측 냉매가 잃어버린 열기를 상기 고단측 바이패스관(185)을 따라 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)로 향하는 상기 고단측 냉매로 전달하는 것이다.The high-stage expansion refrigerant / super-cooling member (200) is configured to supercool the high-stage expansion refrigerant from the high-stage heat exchanger (160) while passing through the high-stage expansion valve (103) Side refrigerant to the high-stage side refrigerant flowing toward the high-stage compressor inlet side and the high-stage side refrigerant passing through the high-stage side bypass tube 185 toward the high-stage side refrigerant.

이를 위해, 상기 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재(200)에는, 상기 고단측 바이패스관(185)의 상기 중간 열교환기(140)와 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210) 사이 부분과, 상기 고단측 순환관(182)의 상기 고단 열교환기(160)와 상기 고단 팽창 밸브(103) 사이 부분이 경유되면서, 서로 열교환된다.To this end, the high expansion refrigerant / supercooling member 200 is provided with a portion between the intermediate heat exchanger 140 of the high-stage side bypass pipe 185 and the high-stage compressor inlet side and between the high- Stage exchanger 160 and the high-stage expansion valve 103 of the circulation pipe 182 are exchanged with each other.

도면 번호 230은 상기 고단측 바이패스관(185)을 개폐시키는 고단측 바이패스 개폐 밸브이고, 도면 번호 231은 상기 고단측 순환관(182)의 상기 중간 열교환기(140)와 상기 소용량 고단 압축기(150)를 연결하는 부분을 개폐시키는 고단측 순환 개폐 밸브이고, 도면 번호 232는 상기 지열공측 바이패스관(195)을 개폐시키는 비열공측 바이패스 개폐 밸브이다.Reference numeral 230 denotes a high-stage side bypass opening / closing valve for opening / closing the high-stage side bypass pipe 185. Reference numeral 231 denotes a high-stage side circulation pipe 182 for connecting the intermediate heat exchanger 140 and the low- 150, and reference numeral 232 denotes a non-hot-hole bypass opening / closing valve for opening / closing the geothermal hole bypass pipe 195.

도면 번호 235는 상기 고단측 바이패스관(185)의 역류를 방지하는 고단측 바이패스 역류 방지 밸브이고, 도면 번호 236은 상기 고단측 순환관(182)의 상기 중간 열교환기(140)와 상기 소용량 고단 압축기(150)를 연결하는 부분의 역류를 방지하는 고단측 순환 역류 방지 밸브이다.Reference numeral 235 denotes a high-stage side bypass backflow prevention valve for preventing the backflow of the high-stage side bypass pipe 185. Reference numeral 236 denotes a high-side side backflow preventing valve for preventing the reverse flow of the high- End-side circulation-backflow prevention valve that prevents backflow of a portion connecting the high-stage compressor 150. [

상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)에서 감지된 상기 고단측 냉매의 온도가 상기 미리 설정된 허용 온도 미만인 경우, 상기 고단측 바이패스 개폐 밸브(230) 및 상기 비열공측 바이패스 개폐 밸브(232)는 닫히고, 상기 고단측 순환 개폐 밸브(231)는 열린다. 그러면, 상기 중간 열교환기(140)를 경유한 상기 고단측 냉매가 상기 고단측 순환관(182)을 따라 상기 소용량 고단 압축기(150)로 직접 유입된다.When the temperature of the high-stage side refrigerant detected by the high-stage compressor inflow temperature sensing member (220, 225) is lower than the preset allowable temperature, the high-stage side bypass on-off valve (230) and the non- 232 are closed, and the high-stage side circulation opening / closing valve 231 is opened. Then, the high-stage side refrigerant passed through the intermediate heat exchanger 140 flows directly into the low-capacity high-stage compressor 150 along the high-stage side circulation pipe 182.

상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)에서 감지된 상기 고단측 냉매의 온도가 상기 미리 설정된 허용 온도 이상인 경우, 상기 고단측 바이패스 개폐 밸브(230) 및 상기 비열공측 바이패스 개폐 밸브(232)는 열리고, 상기 고단측 순환 개폐 밸브(231)는 닫힌다. 그러면, 상기 중간 열교환기(140)를 경유한 상기 고단측 냉매가 상기 고단측 바이패스관(185)을 따라 유동되다가, 상기 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재(200)에서 상기 고단측 순환관(182)을 따라 상기 고단 팽창 밸브(103)로 향하던 상기 고단측 냉매와 열교환되고, 그에 따라 상기 고단측 순환관(182)을 따라 상기 고단 팽창 밸브(103)로 향하던 상기 고단측 냉매는 과냉각된 상태로 상기 고단 팽창 밸브(103)로 유입된다.When the temperature of the high-stage side refrigerant sensed by the high-stage compressor inlet temperature sensing member (220, 225) is equal to or higher than the predetermined allowable temperature, the high-stage side bypass on-off valve (230) 232 are opened, and the high-stage side circulation opening / closing valve 231 is closed. The high-stage side refrigerant flowing through the intermediate heat exchanger 140 flows along the high-stage side bypass pipe 185 and flows into the high-stage side circulation pipe 182 from the high- Side refrigerant directed to the high-stage expansion valve 103 along the high-stage side circulation pipe 182, the high-stage refrigerant is directed to the high-stage expansion valve 103 along the high- Stage expansion valve (103).

한편, 상기 고단측 바이패스관(185)을 따라 유동되다가 상기 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재(200)를 경유한 상기 고단측 냉매는 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)에서 상기 지열공측 바이패스관(195)을 따라 유동된 지열 교환 냉매와 열교환되고, 그에 따라 상기 고단측 바이패스관(185)을 따라 유동된 상기 고단측 냉매는 과냉각되어, 그러한 과냉각된 상태로 상기 소용량 고단 압축기(150)로 유입된다.The high-stage side refrigerant flowing along the high-stage side bypass pipe 185 and passing through the high-stage expansion refrigerant and the cooling member 200 flows from the high-stage compressor inlet side to the geothermal through- Stage refrigerant flowing along the high-stage side bypass pipe 185 is supercooled, and the low-stage high-stage compressor 150 is supercooled in such a supercooled state, Lt; / RTI >

여기서, 상기 지열공측 바이패스관(195)을 따라 유동되어 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)에서 열을 수득한 상기 지열 교환 냉매는 상기 천부 삽입관(193)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내부로 유입된다.Here, the geothermal heat exchanger refrigerant flowing along the geothermal hole bypass pipe 195 and having the heat of the high-stage compressor inlet side and the heat of the geothermal heat exchanger 210 is introduced into the deep geothermal heat exchanger And flows into the ground hole 190.

이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 심부 지열 냉온 공용 지열공 구조의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the geothermal structure for a deep geothermal cooling / heating joint according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

먼저, 난방 운전 시에는, 상기 공급 펌프(192)가 일 방향으로 작동되고, 그에 따라 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내의 상기 심부 삽입관(191)의 유입공 주변의 상대적 고온의 지열 교환 냉매가 상기 심부 삽입관(191)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 외부로 토출된다.4, during the heating operation, the feed pump 192 is operated in one direction so that the inflow of the deep portion insertion tube 191 in the deep geothermal cooling / A relatively high temperature geothermal exchange coolant around the hot water circulates through the deep portion insertion pipe 191 to the outside of the deep geothermal heat &

상기와 같이 상기 심부 삽입관(191)을 통해 토출된 상대적 고온의 지열 교환 냉매는 난방 운전에 이용된 다음 상기 천부 삽입관(193)을 통해 다시 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)로 환수된다.As described above, the relatively high temperature geothermal-exchange refrigerant discharged through the deep portion insertion pipe 191 is used for heating operation, and then is returned to the deep geothermal cooling / co-finishing ground hole 190 again through the ceiling insertion pipe 193 .

반면, 냉방 운전 시에는, 상기 공급 펌프(192)가 타 방향으로 작동되고, 그에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내의 상기 천부 삽입관(193)의 유입공 주변의 상대적 저온의 지열 교환 냉매가 상기 천부 삽입관(193)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 외부로 토출된다.On the other hand, during the cooling operation, the feed pump 192 is operated in the other direction, and as shown in FIG. 5, the inflow of the ceiling insertion tube 193 in the deep geothermal cooling / A relatively low temperature geothermal heat exchanger refrigerant circulating in the vicinity of the hearth is discharged to the outside of the deep geothermal heat and cold co-

상기와 같이 상기 천부 삽입관(193)을 통해 토출된 상대적 저온의 지열 교환 냉매는 냉방 운전에 이용된 다음 상기 심부 삽입관(191)을 통해 다시 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)로 환수된다.As described above, the geothermal-exchange refrigerant discharged from the relatively low-temperature geothermal heat exchanger 193 is used for cooling operation, and is then returned to the deep geothermal cooling / co-finishing ground hole 190 through the deep portion insertion pipe 191 .

상기와 같이, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공 구조가 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)과, 심부 삽입관(191)과, 천부 삽입관(193)을 포함함에 따라, 심부 지열을 포함하는 난방 운전이 가능하면서도 냉방 운전으로도 전환 가능해진다.As described above, since the deep geothermal heat and cold compartment geothermal structure includes the deep geothermal heat and cold cohesion hole 190, the deep portion insertion pipe 191, and the top portion insertion pipe 193, the heating operation including the deep geothermal heat It is possible to switch to a cooling operation.

이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템(100)의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the cascade heat pump system 100 for simultaneous production of cold water and steam according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

먼저, 외부에서 공급된 상기 저단측 원수가 상기 냉수 저장 탱크(110)에 저장되어 있다가 상기 냉수 순환 펌프(101)의 작동에 따라 유동되어 상기 저단 열교환기(120)를 경유하게 된다.First, the low-stage raw water supplied from the outside is stored in the cold water storage tank 110 and then flows through the low-stage heat exchanger 120 according to the operation of the cold water circulation pump 101.

이러한 상기 저단 열교환기(120)의 경유 과정에서, 상기 저단측 원수는 열을 잃게 되어 냉수화되고, 역시 상기 저단 열교환기(120)를 경유하는 상기 저단측 냉매가 그 열을 수득하게 된다.In the course of passing through the low-stage heat exchanger 120, the low-stage raw water loses heat and is cold-watered, and the low-stage side refrigerant passing through the low-stage heat exchanger 120 also obtains the heat.

상기와 같이 방열한 상기 저단측 원수는 냉수로 변환되어 상기 냉수 저장 탱크(110)에 저장된다.The lower-stage raw water discharged as described above is converted into cold water and stored in the cold water storage tank 110.

한편, 상기 저단 열교환기(120)에서 열을 수득한 상기 저단측 냉매는 상기 저단 압축기(130)를 경유하면서 압축된 다음 상기 중간 열교환기(140)를 경유하게 된다.Meanwhile, the low-stage refrigerant obtained from the heat in the low-stage heat exchanger 120 is compressed while passing through the low-stage compressor 130, and then passes through the intermediate heat exchanger 140.

이러한 상기 중간 열교환기(140)의 경유 과정에서, 상기 저단측 냉매는 열을 잃게 되고, 역시 상기 중간 열교환기(140)를 경유하는 상기 고단측 냉매가 그 열을 수득하게 된다.During the passage of the intermediate heat exchanger (140), the low-stage refrigerant loses heat and the high-stage refrigerant passing through the intermediate heat exchanger (140) also obtains the heat.

상기와 같이 방열한 상기 저단측 냉매는 상기 저단 팽창 밸브(102)를 경유하면서 팽창된 다음 다시 상기 저단 열교환기(120)를 경유하면서 열을 수득하여 팽창하게 되면서, 다시 위와 같이 순환하게 된다.The low-stage side refrigerant having the heat dissipated as described above is expanded while passing through the low-stage expansion valve 102, and then passes through the low-stage heat exchanger 120 to obtain heat and expand.

한편, 상기 중간 열교환기(140)에서 열을 수득한 상기 고단측 냉매는 상기 소용량 고단 압축기(150)를 경유하면서 압축된 다음 상기 고단 열교환기(160)를 경유하게 된다.Meanwhile, the high-stage side refrigerant obtained from the heat in the intermediate heat exchanger 140 is compressed while passing through the low-capacity high-stage compressor 150, and then passes through the high-stage heat exchanger 160.

이러한 상기 고단 열교환기(160)의 경유 과정에서, 상기 고단측 냉매는 열을 잃게 되고, 상기 스팀 저장 탱크(170)에 저장되어 있다가 역시 상기 고단 열교환기(160)를 경유하게 되는 상기 고단측 원수가 그 열을 수득하게 되어 스팀으로 변화된다.During the passage of the high-stage heat exchanger (160), the high-stage refrigerant loses heat and is stored in the steam storage tank (170) and then flows through the high-stage heat exchanger (160) The raw water is converted into steam by obtaining the heat.

상기와 같이 방열한 상기 고단측 냉매는 상기 고단 팽창 밸브(103)를 경유하면서 팽창된 다음 다시 상기 중간 열교환기(140)를 경유하면서 열을 수득하여 팽창하게 되면서, 다시 위와 같이 순환하게 된다.The high-temperature side refrigerant having the heat dissipated as described above is expanded while passing through the high-stage expansion valve (103), and then passes through the intermediate heat exchanger (140) to obtain heat and expand.

상기와 같이 상기 고단 열교환기(160)에서 형성된 상기 스팀이 상기 스팀 저장 탱크(170)에 저장된다.The steam generated in the high-stage heat exchanger 160 is stored in the steam storage tank 170 as described above.

한편, 냉수와 스팀이 균형있게 수요처로 공급되는 경우가 아닌, 냉수 사용량은 극히 적고 스팀 사용량만 상대적으로 큰 경우 또는 반대로 냉수 사용량만 상대적으로 크고 스팀 사용량은 극히 적은 경우 등 부하가 편중된 경우, 즉 상기 저단측 원수가 냉수로 변환되는 양과 상기 고단측 원수가 스팀으로 변환되는 양이 균형을 이루는 균형점에서 일 측으로 편중된 부하 편중의 경우에는, 상기 지열 교환 냉매가 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)에서 지중과 열교환된 다음 상기 중간 열교환관(194)을 따라 상기 중간 열교환기(140)로 순환되면서 상기 부하 편중에 대응되는 열기를 제공한다.On the other hand, when the cold water and steam are supplied to the customer in a balanced manner, the amount of cold water used is extremely small and the amount of steam used is relatively large, or conversely, when the load is relatively concentrated In the case of a load biased toward one side at a balance point in which the amount of the low-stage raw water converted into the cold water and the amount of the high-stage raw water converted into steam are balanced, the geothermal heat exchanger refrigerant is supplied to the deep- And then circulated to the intermediate heat exchanger 140 along the intermediate heat exchanger tube 194 to provide heat corresponding to the load biases.

상세히는, 냉수 사용량은 극히 적고 스팀 사용량만 상대적으로 큰 경우에는, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내의 상기 심부 삽입관(191)의 유입공 주변의 상대적 고온의 지열 교환 냉매가 상기 심부 삽입관(191)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 외부로 토출된 다음 상기 중간 열교환기(140)에서 상기 고단측 원수 쪽으로 열을 전달해 줌으로써, 많은 양의 스팀 형성을 위해 부족한 열기를 보충해줄 수 있다.More specifically, when the amount of cold water used is extremely small and only the amount of steam used is relatively large, a relatively high temperature geothermal exchange refrigerant around the inflow hole of the deep portion insertion pipe 191 in the deep geothermal heat & The heat is discharged to the outside of the deep geothermal heat and cold water cofferdam hole 190 through the pipe 191 and then the heat is transferred from the intermediate heat exchanger 140 toward the high-end raw water, I can do it.

반면, 냉수 사용량만 상대적으로 크고 스팀 사용량은 극히 적은 경우에는, 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 내의 상기 천부 삽입관(193)의 유입공 주변의 상대적 저온의 지열 교환 냉매가 상기 천부 삽입관(193)을 통해 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190) 외부로 토출된 다음, 상기 중간 열교환기(140)에서 상기 저단측 원수가 냉수로 변환되면서 버려지는 열기를 흡수하여 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)에서 상기 심부 삽입관(191)을 통해 지중으로 방열해 줌으로써, 남는 열기를 지중으로 버릴 수 있게 된다.On the other hand, when the amount of cold water used is relatively large and the amount of steam used is extremely small, the geothermal heat exchanger refrigerant of relatively low temperature around the inflow hole of the heavenly insertion pipe 193 in the deep geothermal heat- The hot water is discharged to the outside of the deep geothermal heat and cold coater trench 190 through the heat exchanger 193 and then the lower end raw water is converted into cold water by the intermediate heat exchanger 140 to absorb the discarded heat, The heat is radiated to the ground through the deep portion insertion tube 191 in the tear hole 190, so that the remaining heat can be buried in the ground.

상기 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템(100)이 저단 열교환기(120)와, 저단 압축기(130)와, 중간 열교환기(140)와, 저단 팽창 밸브(102)와, 소용량 고단 압축기(150)와, 고단 열교환기(160)와, 고단 팽창 밸브(103)와, 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)과, 심부 삽입관(191)과, 천부 삽입관(193)과, 중간 열교환관(194)을 포함함에 따라, 냉수와 스팀이 균형있게 수요처로 공급되는 경우가 아닌, 냉수 사용량은 극히 적고 스팀 사용량만 상대적으로 큰 경우 또는 반대로 냉수 사용량만 상대적으로 크고 스팀 사용량은 극히 적은 경우 등 부하가 편중된 경우, 지열 교환 냉매가 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)에서 지중과 열교환된 다음 상기 중간 열교환관(194)을 따라 상기 중간 열교환기(140)로 순환되면서 상기 부하 편중에 대응되는 열기를 제공해줄 수 있고, 그에 따라 냉수 사용량과 스팀 사용량이 다르게 편중된 경우에도 작동이 원활하게 이루어지고 그 편중된 부하에 원활하게 대응할 수 있게 된다.The cascade heat pump system 100 for simultaneous production of cold water and steam includes a low-stage heat exchanger 120, a low-stage compressor 130, an intermediate heat exchanger 140, a low-stage expansion valve 102, 150, a high-stage heat exchanger 160, a high-stage expansion valve 103, a deep geothermal cooling and cooling coater hole 190, a deep portion insertion pipe 191, a superficial insertion pipe 193, (194), the cold water and steam are supplied to the customer in a balanced manner, and the cold water consumption is extremely small and the steam consumption is relatively large, or conversely, when the cold water consumption is relatively large and the steam consumption is extremely small, The geothermal exchange refrigerant is heat-exchanged with the ground at the deep geothermal heat and cold coater ground hole 190 and then circulated to the intermediate heat exchanger 140 along the intermediate heat exchange pipe 194, Can provide you with open Therefore, even when the amount of cold water and the amount of steam used are different from each other, the operation can be smoothly performed, and it is possible to smoothly cope with the biased load.

상기와 같이, 상기 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템(100)이 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공(190)과, 상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)와, 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)를 포함함에 따라, 상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재(220, 225)에서 감지된 상기 고단측 냉매의 온도가 상기 미리 설정된 허용 온도 이상인 경우, 상기 중간 열교환기(140)를 경유한 상기 고단측 냉매가 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재(210)에서 상기 지열공측 바이패스관(195)을 따라 유동된 지열 교환 냉매와 열교환되면서 과냉각된 상태로 상기 소용량 고단 압축기(150)로 유입될 수 있으므로, 상기 소용량 고단 압축기(150)로 유입되는 상기 고단측 냉매의 온도를 그 허용되는 흡입 온도 이하로 조절해 줄 수 있다.As described above, the cascade heat pump system 100 for simultaneous production of the cold water and the steam includes the deep geothermal cooling / coiling trench 190, the high-stage compressor inlet temperature sensing members 220 and 225, Side refrigerant detected by the high-stage compressor inflow temperature sensing member (220, 225) is higher than or equal to the preset allowable temperature, the refrigerant passing through the intermediate heat exchanger (140) The high-stage side refrigerant is heat-exchanged with the geothermal-exchange-side refrigerant flowing along the geothermal hole side bypass pipe 195 at the high-stage compressor inlet side and the high-stage high-stage compressor 150 in a supercooled state So that the temperature of the high-stage side refrigerant flowing into the low-capacity high-stage compressor 150 can be regulated below the allowable suction temperature.

상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims And can be changed. However, it is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

본 발명의 일 측면에 따른 소용량 고단 압축기 및 심부 지열 냉온 공용 지열공을 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템에 의하면, 소용량 고단 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 그 허용되는 흡입 온도 이하로 조절해 줄 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.According to the cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam including a small-capacity high-stage compressor and a deep geothermal / cold-cooperating tearing hole according to one aspect of the present invention, the temperature of the refrigerant flowing into the low- So that it is highly likely to be used in the industry.

100 : 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템
140 : 중간 열교환기
150 : 소용량 고단 압축기
185 : 고단측 바이패스관
190 : 심부 지열 냉온 공용 지열공
195 : 지열공측 바이패스관
200 : 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재
210 : 고단 압축기 유입측 과냉각 부재
220, 225 : 고단 압축기 유입 온도 감지 부재
230 : 고단측 바이패스 개폐 밸브
231 : 고단측 순환 개폐 밸브
232 : 비열공측 바이패스 개폐 밸브100: Cascade heat pump system for simultaneous cold water and steam production
140: intermediate heat exchanger
150: Small capacity high-stage compressor
185: High-side bypass pipe
190: Geothermal geothermal heating
195: Geothermal bypass pipe
200: High-expansion refrigerant supercooling member
210: Supercooling inlet side supercooling member
220, 225: High-stage compressor inlet temperature sensing member
230: High-side bypass opening / closing valve
231: High-end circulation opening / closing valve
232: Non-tearing side bypass opening / closing valve

Claims (4)

저단측 원수가 냉수로 변환되도록 상기 저단측 원수와 저단측 냉매가 열교환되는 저단 열교환기와, 상기 저단측 열교환기에서 형성된 상기 냉수가 저장될 수 있는 냉수 저장 탱크와, 상기 저단 열교환기에서 열을 수득한 상기 저단측 냉매가 압축되는 저단 압축기와, 상기 저단 압축기에서 압축된 상기 저단측 냉매가 방열되도록, 상기 저단측 냉매와 고단측 냉매가 열교환되는 중간 열교환기와, 상기 중간 열교환기에서 방열된 상기 저단측 냉매가 팽창되는 저단 팽창 밸브와, 상기 중간 열교환기에서 열을 수득한 상기 고단측 냉매가 압축되되 50kW 이하 출력의 소용량 고단 압축기와, 상기 소용량 고단 압축기에서 압축된 상기 고단측 냉매가 방열되고 고단측 원수가 스팀이 되도록 상기 고단측 냉매와 상기 고단측 원수가 열교환되는 고단 열교환기와, 상기 고단 열교환기에서 방열된 상기 고단측 냉매가 팽창되는 고단 팽창 밸브와, 상기 고단 열교환기에서 형성된 상기 스팀이 저장되는 스팀 저장 탱크를 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템으로서,
심부 지중까지 천공 형성되는 심부 지열 냉온 공용 지열공;
상기 소용량 고단 압축기로 유입되는 상기 고단측 냉매의 온도를 감지하는 고단 압축기 유입 온도 감지 부재; 및
상기 고단 압축기 유입 온도 감지 부재에서 감지된 상기 고단측 냉매의 온도가 미리 설정된 허용 온도 이상인 경우, 상기 소용량 고단 압축기로 향하던 상기 고단측 냉매가 바이패스되어 경유되면서 과냉각되도록 함과 함께, 상기 소용량 고단 압축기로 향하던 상기 고단측 냉매가 잃어버린 열기를 상기 심부 지열 냉온 공용 지열공 쪽으로 전달하는 고단 압축기 유입측 과냉각 부재;를 포함하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템.A low-stage heat exchanger in which the low-stage side raw water and the low-stage side refrigerant undergo heat exchange so that the low-stage raw water is converted into cold water, a cold water storage tank in which the cold water formed in the low-stage side heat exchanger can be stored, An intermediate heat exchanger in which the low-stage side refrigerant and the high-stage side refrigerant undergo heat exchange so that the low-stage side refrigerant compressed in the low-stage compressor is discharged, and an intermediate heat exchanger in which the low- Side refrigerant compressed in the low-capacity high-stage compressor is discharged, and the high-stage refrigerant discharged from the intermediate-stage heat exchanger is discharged to the high-stage refrigerant, A high-stage heat exchanger in which the high-stage side refrigerant and the high-stage side raw water are heat-exchanged so that the raw water becomes steam, A high-stage expansion valve, cold water, steam, concurrent production cascade heat pump system comprising a steam storage tank in which the steam is stored in the high-stage heat exchanger is formed in which the high-stage side of the refrigerant heat exchanger from the high-stage heat exchanger expansion,
Deep geothermal hot and cold forming geothermal;
A high-stage compressor inlet temperature sensing member for sensing a temperature of the high-stage refrigerant flowing into the low-capacity high-stage compressor; And
Wherein when the temperature of the high-stage side refrigerant detected by the high-stage compressor inflow temperature sensing member is equal to or higher than a preset allowable temperature, the high-stage side refrigerant directed to the low- And a high-stage compressor inlet-side supercooling member for transferring the lost heat of the high-stage-side refrigerant to the deep geothermal heat-exchanging geothermal cavity; and a cascade heat pump system for simultaneously producing cold water and steam. 제 1 항에 있어서,
상기 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템은
상기 소용량 고단 압축기, 상기 고단 열교환기, 상기 고단 팽창 밸브 및 상기 중간 열교환기를 순환 연결하는 고단측 순환관;
상기 심부 지열 냉온 공용 지열공에 삽입되되, 상기 심부 지중까지 삽입되는 심부 삽입관;
상기 심부 지열 냉온 공용 지열공에 삽입되되, 상기 심부 삽입관에 비해 상대적으로 지표에 근접되도록 삽입되는 천부 삽입관;
상기 고단측 순환관의 상기 중간 열교환기와 상기 소용량 고단 압축기를 연결하는 부분 중 상대적으로 상기 중간 열교환기에 근접된 부분에서 분지되고, 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재를 경유한 다음 상기 고단측 순환관의 상기 중간 열교환기와 상기 소용량 고단 압축기를 연결하는 부분 중 상대적으로 상기 소용량 고단 압축기에 근접된 부분에 합지되는 고단측 바이패스관; 및
상기 심부 삽입관에서 분지되어 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재를 경유한 다음 상기 천부 삽입관에 합지되는 지열공측 바이패스관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템.The method according to claim 1,
The cascade heat pump system for simultaneous cold water and steam production
A high-stage circulation tube for circulating the low-capacity high-stage compressor, the high-stage heat exchanger, the high-stage expansion valve, and the intermediate heat exchanger;
A deep insertion pipe inserted into the deep geothermal heat and cold compartment ground hole and inserted into the deep portion of the deep portion;
A ceiling inserting tube inserted into the geothermal hot and cold cooperating trench and relatively inserted into the core inserting tube so as to be closer to the ground;
Wherein the high-stage side circulation pipe is branched at a portion of the high-stage side circulation pipe which is adjacent to the intermediate heat exchanger relatively to a portion connecting the intermediate heat exchanger and the small capacity high-stage compressor, A high-stage side bypass pipe which is connected to a portion of the intermediate heat exchanger and the low-capacity high-stage compressor which are adjacent to the low-capacity high-stage compressor; And
And a geothermal bypass bypass pipe branched from the core insertion pipe and passing through the high-stage compressor inlet side and the cooling member, and then being joined to the ceiling insertion pipe. 제 2 항에 있어서,
상기 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템은
상기 고단 열교환기에서 상기 고단 팽창 밸브로 향하던 상기 고단측 냉매가 경유되면서 과냉각되도록 함과 함께, 상기 고단 팽창 밸브로 향하던 상기 고단측 냉매가 잃어버린 열기를 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재로 향하는 상기 고단측 냉매로 전달하는 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템.3. The method of claim 2,
The cascade heat pump system for simultaneous cold water and steam production
Wherein the high-stage refrigerant directed from the high-stage heat exchanger to the high-stage expansion valve is supercooled while passing through the high-stage expansion valve, and the high-stage refrigerant directed toward the high- And a high expansion refrigerant / supercooling member for transferring the refrigerant to the refrigerant. 제 3 항에 있어서,
상기 고단 팽창향 냉매 과냉각 부재에는, 상기 고단측 바이패스관의 상기 중간 열교환기와 상기 고단 압축기 유입측 과냉각 부재 사이 부분과, 상기 고단측 순환관의 상기 고단 열교환기와 상기 고단 팽창 밸브 사이 부분이 경유되면서, 서로 열교환되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 스팀 동시 생산용 캐스케이드 열펌프 시스템.The method of claim 3,
The portion between the intermediate heat exchanger and the high-stage compressor inflow side and the portion between the high-stage expansion valve and the high-stage expansion valve of the high-stage side circulation pipe is passed through the high- And heat exchanged with each other. A cascade heat pump system for simultaneous production of cold water and steam.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010112655A (en) * 2008-11-07 2010-05-20 Daikin Ind Ltd Refrigerating device
JP4915680B2 (en) * 2009-06-30 2012-04-11 株式会社東洋製作所 Multi-source heat pump steam / hot water generator
KR101237723B1 (en) 2012-06-29 2013-02-26 한국지질자원연구원 Drilling and connection system of wellbore for enhanced geothermal system and drilling method thereof
KR101327073B1 (en) * 2012-09-21 2013-11-07 한국전력공사 Cascade heat pump system
KR101446768B1 (en) * 2014-05-27 2014-10-02 주식회사 선이앤씨 Geothermal Heat Pump System
KR20140123384A (en) * 2013-04-13 2014-10-22 이병길 Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air heat source
KR101690628B1 (en) * 2016-02-26 2016-12-28 한밭대학교 산학협력단 Cascade heatpump system for making both cold water and steam

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010112655A (en) * 2008-11-07 2010-05-20 Daikin Ind Ltd Refrigerating device
JP4915680B2 (en) * 2009-06-30 2012-04-11 株式会社東洋製作所 Multi-source heat pump steam / hot water generator
KR101237723B1 (en) 2012-06-29 2013-02-26 한국지질자원연구원 Drilling and connection system of wellbore for enhanced geothermal system and drilling method thereof
KR101327073B1 (en) * 2012-09-21 2013-11-07 한국전력공사 Cascade heat pump system
KR20140123384A (en) * 2013-04-13 2014-10-22 이병길 Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air heat source
KR101446768B1 (en) * 2014-05-27 2014-10-02 주식회사 선이앤씨 Geothermal Heat Pump System
KR101690628B1 (en) * 2016-02-26 2016-12-28 한밭대학교 산학협력단 Cascade heatpump system for making both cold water and steam

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