KR20190087741A - Geothermal heat exchanging system using automatic control device for underground water extraction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중열교환기공 내의 지하수를 추출하여 열교환 효율을 향상시키는 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 지열교환이란 지하수를 굴착하여 지중에 존재하는 지하수가 갖고 있는 고유열 및 지중의 열을 이용하여 열교환하는 것을 통칭하는 것으로서, 일반적으로 지표 하부를 100m 이상 500m 내외의 깊은 깊이로 굴착한 후, 이곳에 열교환을 위한 파이프를 묻거나 지하수를 양수한 후, 지하수가 갖고 있는 열을 열교환기나 히트펌프를 사용하여 회수하도록 되어 있다.Generally, geothermal exchange is a general term for excavating underground water and performing heat exchange using heat of inherent heat and underground of groundwater existing in the ground. In general, the lower surface of the earth is excavated to a deep depth of about 100m to 500m, This is where the pipe for heat exchange is pumped or the ground water is pumped, and the heat of the ground water is recovered by using a heat exchanger or a heat pump.
개방형 지중열교환시스템은 지중에 설치된 심정펌프를 이용해 지하수를 지상으로 양수하여 히트펌프의 운전 중 발생하는 응축열이나 증발열을 흡수한 뒤 다시 지중으로 환수시키고, 지하 심정으로 되돌아온 지하수는 주위의 땅과 열교환 하면서 본연의 온도를 회복한 뒤 다시 심정펌프에 의해 지상의 히트펌프로 재순환되면서 히트펌프의 연속적인 운전이 가능하도록 구성된 설비이다.The open-air underground heat exchange system pumps the groundwater to the ground by using the heart pump installed in the ground, absorbs condensation heat or evaporation heat generated during the operation of the heat pump, and then returns to the ground, and the groundwater returned to the underground heart is heat- It is a facility that is able to continuously operate the heat pump while recovering the original temperature and recirculating it to the ground heat pump by the heart pump.
밀폐형 지중열교환시스템은 지상에는 열매체 순환펌프와 히트펌프가 설치되고, 지중으로 수직 200~250m 정도의 깊이로 천공된 지중홀 내부에 U자 형태로 구부려진 밀폐순환배관을 삽입하여 배관 내부에 흐르고 있는 열매체가 주위의 땅과 간접 열교환하면서 히트펌프로부터 흡수한 증발열이나 응축열을 방출하도록 구성된 설비이다.The closed-type underground heat exchange system is equipped with a heat medium circulation pump and a heat pump installed on the ground, and a circulation circulation pipe bent in a U-shape is inserted into an underground hole drilled at a depth of about 200 to 250 m And is configured to emit evaporation heat or condensation heat absorbed from the heat pump while indirectly performing heat exchange with the surrounding soil.
밀폐형 지중열교환시스템에서는 지상과 땅 속에 설치된 전체의 배관이 밀폐된 구조여서 지상의 배관에 열매체 순환펌프를 설치하여 배관 내에 열매체를 순환시킨다. 그러나 개방형 지중열교환시스템은 심정 속의 지하수를 지상으로 퍼올려야 하기 때문에 심정 내부에 심정펌프를 설치하고 있다.In a closed-type geothermal heat exchange system, the whole piping installed in the ground and the ground is a closed structure, and a heat medium circulation pump is installed in the ground piping to circulate the heat medium in the piping. However, since the open-air heat exchange system requires that the groundwater in the heart be pumped to the ground, a heart pump is installed inside the heart.
이와 같은 지열교환에서 20m 이하의 지중 온도는 사계절의 변함없이 대부분 일정한 온도를 연중 유지하고 있으므로 친환경적이며 연중 운전이 가능한 안정적인 에너지 공급원이 될 수 있다.In this geothermal exchange, the underground temperature of 20m or less maintains a constant temperature throughout the year without any change of all seasons, making it a stable energy source that is environmentally friendly and can operate throughout the year.
일반적으로 지열교환의 효율은 지하수량이 많을수록 지중열교환기를 통한 전열량이 많아져서 열교환 효율이 향상된다. 그러나 우물공의 물넘침이 발생할 경우 주변 공간 훼손, 인근 주택 민원 발생, 주변 토사 유출 등의 문제점이 있으므로 지하수량은 적정 수위를 유지하는 것이 좋다.Generally, the efficiency of geothermal exchange increases as the amount of underground water is increased, and the heat transfer efficiency through the underground heat exchanger increases. However, in case of overflow of the well, there is a problem such as damage to the surrounding space, civil complaints of neighboring houses, and leakage of surrounding soil.
또한, 시간이 경과함에 따라 지하수의 투수성이 저하되며 원활한 지하수의 대류가 어렵고, 장시간의 지중열교환시스템의 운용시 지중의 지하수는 적체된 상태로 열교환이 됨에 따라 점차 온도가 낮아지게 되므로 열교환 효율이 낮아진다.As time passes, the permeability of the groundwater is decreased, and smooth groundwater flow is difficult. In the operation of the groundwater heat exchange system for a long time, the groundwater in the ground is heat-exchanged with the accumulated state, Lower.
위와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 열교환의 효율이 향상되는 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention, which has been made in view of the above, to provide an underground heat exchange system by an automatic groundwater extraction control apparatus with improved heat exchange efficiency.
또한, 지중의 지하수위를 적절히 조절 가능한 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an underground heat exchange system by an automatic control device for groundwater extraction capable of appropriately adjusting groundwater level in the ground.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템은 지표에서 일정 깊이로 관입되어 설치되는 중공 형상의 지중열교환기공, 지중열교환기공의 외부에 구비된 지열히트펌프, 지중열교환기공 내부의 지하수와 열교환된 열매체가 지열히트펌프로 공급되는 공급라인, 지열히트펌프에서 열교환된 열매체가 지중열교환기공의 내부로 환수되는 환수라인, 공급라인 또는 환수라인과 결합되며 내부의 열매체를 이동시키는 열매체순환펌프, 일단이 지중열교환기공 내부에 위치되어 지중열교환기공 내부의 지하수를 지중열교환기공 외부로 추출하는 지하수추출라인, 지중열교환기공 외부에 구비되며 상기 지하수추출라인과 연결되어 상기 지하수추출라인을 통해 추출되는 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 저장 가능한 물탱크, 물탱크와 일측이 연결되며 물탱크에 저장되는 지하수를 외부로 배출하거나 물탱크 외부의 물을 물탱크 내부로 주입하는 입출력라인 및 지중열교환기공 내부에 구비되며 일측이 지하수추출라인과 연결되어 지중열교환기공 내부의 지하수를 지중열교환기공 외부로 추출시키는 지하수추출펌프를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an underground water heat exchange system comprising: an underground heat exchange hole having a hollow shape penetrating a predetermined depth from an earth surface; A geothermal heat pump, a supply line where geothermal heat pumps are connected to the groundwater heat exchanger and groundwater in the underground heat exchange pores, a return line in which the heat medium heat-exchanged in the geothermal heat pump is returned to the inside of the underground heat exchange pond, A heat medium circulation pump for transferring the internal heat medium, a groundwater extraction line which is located inside the underground heat exchange pores and extracts groundwater from the underground heat exchange pores into the outside of the underground heat exchange pores, And the groundwater heat exchanger An input / output line connected to one side of the water tank and capable of storing groundwater therein, for discharging groundwater stored in the water tank to the outside or for injecting water outside the water tank into the water tank, And a groundwater extraction pump connected to the groundwater extraction line for extracting groundwater in the underground heat exchange pores to the outside of the underground heat exchange pores.
또한, 공급라인과 환수라인은 지중열교환기공 내부에서 서로 연결되어 열매체를 순환시킬 수 있다.Further, the supply line and the water return line may be connected to each other inside the underground heat exchange pores to circulate the heat medium.
또한, 공급라인에 결합되며 공급라인을 이동하는 열매체의 온도를 측정하는 제1 온도측정센서 및 환수라인에 결합되며 환수라인을 이동하는 열매체의 온도를 측정하는 제2 온도측정센서를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a first temperature measuring sensor coupled to the supply line and measuring a temperature of the heating medium moving in the supply line, and a second temperature measuring sensor coupled to the return line and measuring a temperature of the heating medium moving through the return line have.
또한, 제1 온도측정센서 및 제2 온도측정센서의 측정값에 따라 열교환 효율값을 산출하고, 산출된 효율값이 기준치 이하인 경우 지하수추출펌프를 작동시키는 제1 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a first controller for calculating a heat exchange efficiency value according to the measured values of the first temperature measurement sensor and the second temperature measurement sensor and operating the groundwater extraction pump when the calculated efficiency value is equal to or lower than a reference value.
또한, 물탱크와 연결되고 물탱크에 저장된 물이 지중열교환기공 내부로 공급되는 외부공급라인, 외부공급라인에 결합되어 외부공급라인의 물 공급을 차단하는 제2 연동밸브를 포함할 수 있다.In addition, an external supply line connected to the water tank and supplied with water stored in the water tank into the underground heat exchange pores, and a second interlock valve coupled to the external supply line to shut off the water supply of the external supply line.
또한, 지중열교환기공 내부에 구비되어 지하수의 수위를 측정하는 수위측정센서 및 수위측정센서에서 측정된 지하수의 수위가 기준치 이하인 경우 제2 연동밸브를 개방시키는 제2 컨트롤러를 포함할 수 있다.And a second controller that is provided in the underground heat exchange pores and opens the second interlock valve when the level of the groundwater measured by the water level sensor is below the reference value.
또한, 공급라인 또는 환수라인에는 열매체의 순환을 차단하는 제3 연동밸브가 결합되고, 제1 컨트롤러는 상기 산출된 효율값이 기준치 이하인 경우 제3 연동밸브가 열매체의 순환을 차단하도록 제어할 수 있다.In addition, a third interlocking valve for interrupting the circulation of the heating medium is coupled to the supply line or the water-return line, and the first controller can control the third interlocking valve to block the circulation of the heating medium when the calculated efficiency value is equal to or lower than the reference value .
본 발명의 다른 일실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템은 지표에서 일정 깊이로 설치되는 우물공, 우물공으로부터 지중으로 관입되는 중공 형상의 지중열교환기공, 지중열교환기공의 외부에 구비된 지열히트펌프, 지중열교환기공 내부의 지하수가 지열히트펌프로 공급되는 지하수공급라인, 지중열교환기공 내부에 구비되고 지하수공급라인과 연결된 지하수공급펌프, 지열히트펌프에서 열교환된 지하수가 지중열교환기공의 내부로 환수되는 지하수환수라인, 일단이 지중열교환기공 내부에 위치되어 지중열교환기공 내부의 지하수를 지중열교환기공 외부로 추출하는 지하수추출라인, 지중열교환기공 외부에 구비되며 상기 지하수추출라인과 연결되어 상기 지하수추출라인을 통해 추출되는 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 저장 가능한 물탱크, 물탱크와 일측이 연결되며 물탱크에 저장되는 지하수를 외부로 배출하거나 물탱크 외부의 물을 물탱크 내부로 주입하는 입출력라인 및 지중열교환기공 내부에 구비되며 일측이 지하수추출라인과 연결되어 지중열교환기공 내부의 지하수를 지중열교환기공 외부로 추출시키는 지하수추출펌프를 포함할 수 있다.In accordance with another embodiment of the present invention, an underground heat exchange system using an automatic control device for groundwater extraction includes a well hole installed at a certain depth from an earth surface, a hollow underground heat exchange hole penetrating into the ground from a well hole, A groundwater supply pump connected to the groundwater supply line, and a groundwater heat exchanger connected to the groundwater supply line, wherein the groundwater heat exchanger includes a groundwater heat pump, A groundwater recovery line which is located inside the underground heat exchange pores and has a groundwater extraction line for extracting groundwater inside the underground heat exchange pores to the outside of the underground heat exchange pores, The inside of the underground heat exchange pores extracted through the groundwater extraction line A water tank for storing the groundwater of the water tank, an input / output line connected to one side of the water tank for discharging groundwater stored in the water tank to the outside, or for injecting water outside the water tank into the water tank, And a groundwater extraction pump connected to the groundwater extraction line for extracting the groundwater inside the underground heat exchange pores to the outside of the underground heat exchange pores.
또한, 지하수공급라인과 지하수환수라인은 지중열교환기공 내부에서 서로 이격되어 지하수를 순환시킬 수 있다.In addition, the groundwater supply line and the groundwater exchange line can be circulated within the underground heat exchange pores to separate the groundwater from each other.
지하수공급라인에 결합되며 지하수공급라인을 이동하는 지하수의 온도를 측정하는 제1 온도측정센서 및 지하수환수라인에 결합되며 지하수환수라인을 이동하는 지하수의 온도를 측정하는 제2 온도측정센서를 더 포함할 수 있다.A first temperature measurement sensor coupled to the groundwater supply line and measuring a temperature of the groundwater moving through the groundwater supply line, and a second temperature measurement sensor coupled to the groundwater return line and measuring the temperature of the groundwater moving through the groundwater return line can do.
또한, 제1 온도측정센서 및 제2 온도측정센서의 측정값에 따라 열교환 효율값을 산출하고, 산출된 효율값이 기준치 이하인 경우 지하수추출펌프를 작동시키는 제1 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a first controller for calculating a heat exchange efficiency value according to the measured values of the first temperature measurement sensor and the second temperature measurement sensor and operating the groundwater extraction pump when the calculated efficiency value is equal to or lower than a reference value.
또한, 물탱크와 연결되고 물탱크에 저장된 물이 상기 지중열교환기공 내부로 공급되는 외부공급라인 및 외부공급라인에 결합되어 외부공급라인의 물 공급을 차단하는 제2 연동밸브를 포함할 수 있다.The second interlock valve may be connected to an external supply line connected to the water tank and water stored in the water tank to the inside of the underground heat exchange pores, and a second interlock valve connected to the external supply line to block water supply to the external supply line.
또한, 지중열교환기공 내부에 구비되어 지하수의 수위를 측정하는 수위측정센서 및 수위측정센서에서 측정된 지하수의 수위가 기준치 이하인 경우 상기 제2 연동밸브를 개방시키는 제2 컨트롤러를 포함할 수 있다.And a second controller that is provided in the underground heat exchange pores to open the second interlock valve when the level of the groundwater measured by the water level sensor and the level sensor is lower than a reference value.
또한, 지하수공급라인 및 지하수환수라인에는 지하수의 이동을 차단하는 제3 연동밸브가 결합되고, 상기 제1 컨트롤러는 산출된 효율값이 기준치 이하인 경우 제3 연동밸브가 상기 지하수의 이동을 차단하도록 제어할 수 있다.In addition, a third interlock valve that blocks the movement of the groundwater is connected to the groundwater supply line and the groundwater return line, and the first controller controls the third interlock valve to block the movement of the groundwater when the calculated efficiency value is less than the reference value can do.
위와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따르면 열교환 효율값을 산출하고 이에 따라 지중열교환기공 내의 지하수가 교체되므로 열교환 효율이 높고, 지중열교환기공 내의 지하수 수위를 적정수위로 관리할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the heat exchange efficiency value is calculated, and the groundwater in the underground heat exchange pores is replaced. Thus, the heat exchange efficiency is high and the groundwater level in the underground heat exchange pores can be managed at a proper level.
또한, 연동밸브 및 컨트롤러가 구성되어 열교환 효율의 유지관리가 자동으로 제어된다는 장점이 있다.Further, there is an advantage that an interlocking valve and a controller are constituted so that the maintenance of heat exchange efficiency is automatically controlled.
또한, 지중열교환기공 외부에 물탱크를 구비하고 물탱크와 연결된 입출력라인이 구비됨으로써 지하수 자원을 생활용수 등으로 활용할 수 있어 친환경적이고 경제적이다.Also, since the water tank is provided outside the underground heat exchange pores and the input / output line connected to the water tank is provided, the groundwater resources can be utilized as domestic water and the like, thereby being environmentally friendly and economical.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중열교환기공 내부의 지하수 수위변화를 나타낸 상태도이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러의 제어를 나타낸 블록도이다.1 is a schematic view showing an underground heat exchange system by an automatic groundwater extraction control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a state diagram showing changes in the groundwater level in the underground heat exchange pores according to the first embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing an underground heat exchange system by an automatic groundwater extraction control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing an underground heat exchange system by an automatic groundwater extraction control apparatus according to a third embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating control of a first controller and a second controller according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.In describing the present invention, a detailed description of related arts will be omitted in order not to obscure the gist of the present invention.
본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
이하 본 발명의 일실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중열교환기 성능 향샹 시스템에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a geothermal heat exchanger performance enhancement system by an automatic groundwater extraction system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
제1 실시예.First Embodiment Fig.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중열교환기공(100) 내부의 지하수 수위변화를 나타낸 상태도이다.FIG. 1 is a schematic view showing an underground heat exchange system by an automatic groundwater extraction system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a groundwater level change inside the underground
도1을 참조하면, 본 발명의 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템은 지표에서 일정 깊이로 관입되어 설치되는 중공 형상의 지중열교환기공(100), 상기 지중열교환기공(100)의 외부에 구비된 지열히트펌프(20), 지중의 지하수와 열교환하는 열매체가 상기 지열히트펌프(20)로 공급되는 공급라인(110), 상기 열매체가 상기 지중열교환기공(100)의 내부로 환수되는 환수라인(120), 상기 열매체를 이동시키는 열매체순환펌프(130), 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 지중열교환기공(100) 외부로 추출하는 지하수추출라인(310), 상기 지중열교환기공(100) 외부에 구비되며 상기 지하수추출라인(310)을 통해 추출되는 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 저장 가능한 물탱크(300), 물탱크(300)와 일측이 연결되며 물탱크(300)에 저장되는 지하수를 외부로 배출하거나 물탱크(300) 외부의 물을 물탱크(300) 내부로 주입하는 입출력라인(350) 및 상기 지하수추출라인(310)과 연결되어 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 상기 지중열교환기공(100) 외부로 추출시키는 지하수추출펌프(320)를 포함하고, 상기 공급라인(110)과 환수라인(120)은 상기 지중열교환기공(100) 내부에서 서로 연결되어 상기 열매체를 순환시키는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1, the groundwater heat exchange system according to the present invention includes a hollow-type geothermal
또한, 상기 공급라인(110)에는 내부에서 이동하는 열매체의 온도를 측정하는 제1 온도측정센서(111)가 결합될 수 있고, 상기 환수라인(120)에는 제2 온도측정센서(121)가 결합될 수 있다.A first
상기 지중열교환기공(100)은 지표에서 일정 깊이로 관입되어 설치된다. 중공형상으로 내부에 수용공간을 갖고, 관입 깊이는 지중열교환기의 방식, 지중의 상태, 사용목적에 따라 달라진다.The underground heat exchange pores (100) are installed to penetrate to a certain depth from the surface of the earth. It has a cavity inside and a depth of penetration depends on the method of underground heat exchanger, the condition of underground, and purpose of use.
상기 지중열교환기공(100)은 지중의 지하수가 상기 지중열교환기공(100) 내부로 유입 또는 유출되도록 복수의 개구부가 형성될 수 있다. 상기 개구부의 형성은 상기 지중열교환기공(100)의 높이에 따라 개수, 형상, 위치 등이 달라질 수 있으며, 상기 지중열교환기공(100)의 일부는 그라우팅될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 상기 지중열교환기공(100)의 상부는 지하수의 유입 또는 유출이 차단되도록 그라우팅될 수 있고, 하부는 개구부가 형성되거나 나공상태일 수 있다. 다른 일실시예에서 상기 지중열교환기공(100)은 나공상태로 구성될 수 있다. 상기 지중열교환기공(100)의 그라우팅 및 나공상태의 구성은 지중의 투수성 및 지하수 상태 등을 기준으로 판단되어 구성된다.The underground
상기 그라우팅은 지중열교환기공(100) 주변 또는 지중열교환기공(100) 내부에 각종 시멘트, 모르타르, 약제 등의 그라우트를 주입하는 것으로, 상기 그라우트는 벤토나이트 그라우트 또는 시멘트 그라우트 등이 사용된다.The grouting is performed by injecting grout such as various kinds of cement, mortar, and medicines in the vicinity of the underground
또한, 상기 나공상태는 지중의 지하수의 투수성이 높아지도록 그라우팅 등의 추가공정을 하지 않은 상태를 말한다.The pore state refers to a state in which no additional process such as grouting is performed so that the permeability of groundwater in the ground is increased.
상부가 그라우팅되고 하부가 나공상태로 구성되는 지중열교환기공(100)을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 지중 열교환시스템은, 상기 지중열교환기공(100)의 상부에서 상기 지중에 존재하는 지하수의 대류가 차단되고, 하부에서만 상기 지하수가 대류되므로 지중의 대수층 상태 및 지하수위에 영향을 거의 받지 않고 지중열교환기공(100) 내부에서 일정 수준의 지하수 수위를 확보할 수 있다.An underground heat exchange system according to an embodiment of the present invention having an underground
또한 상기 지하수추출펌프(320)로 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 추출하는데 상기 지중열교환기공(100) 상부에서 지하수의 대류에 따른 간섭없이 목표한 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 적정수위까지 추출할 수 있다. 나아가 상기 지하수추출펌프(320)의 최소운전유량을 확보하기도 용이해진다.In addition, groundwater in the underground heat exchange pores (100) is extracted by the groundwater extraction pump (320). Groundwater in the target underground heat exchange pores (100) It can be extracted to the appropriate water level. Furthermore, it is easy to secure the minimum operation flow rate of the
상기 지중열교환기공(100)의 외부에 설치되는 지열히트펌프(20)는 지중의 지열을 이용하여 난방 또는 냉방을 하는 설비를 의미한다.The
상기 공급라인(110)은 일측이 상기 지중열교환기공(100)의 내부에 구비되고 타측이 상기 지열히트펌프(20)와 연결된다. 공급라인(110)의 내부는 열매체가 이동한다. 상기 공급라인(110)에는 상기 열매체의 온도를 측정할 수 있는 제1 온도측정센서(111)가 구비될 수 있다.One side of the
상기 환수라인(120)은 일측이 상기 지열히트펌프(20)와 연결되고 타측이 상기 지중열교환기공(100) 내부에 구비된다. 상기 공급라인(110)의 열매체는 상기 지열히트펌프(20)에서 열을 흡수 또는 방출한 후 상기 환수라인(120) 내부로 이동하며, 상기 환수라인(120) 내부의 열매체는 다시 지중열교환기공(100) 내부로 이동하여 상기 지하수와 열교환한다.One end of the
상기 환수라인(120)에는 상기 열매체의 온도를 측정할 수 있는 제2 온도측정센서(121)가 구비될 수 있다.A second
본 발명의 제1 실시예에서 상기 공급라인(110) 및 환수라인(120)은 상기 지중열교환기공(100)의 내부에서 그 말단이 서로 연결되며, 상기 열매체는 상기 공급라인(110)과 환수라인(120)을 순환하게 된다. 상기 공급라인(110) 및 환수라인(120)의 연결은 U자형상의 튜브 등으로 연결될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the
상기 열매체의 순환은 상기 공급라인(110) 또는 환수라인(120)과 결합된 열매체순환펌프(130)를 통하여 이루어지며, 상기 열매체순환펌프(130)는 상기 지열히트펌프(20)의 내부에 설치되거나 상기 지중열교환기공(100)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.The circulation of the heat medium is performed through a heat medium circulation pump 130 coupled with the
상기 공급라인(110) 및 환수라인(120)에는 유량계, 체크밸브, 공기배출장치 등이 결합될 수 있으며, 다양한 장치가 추가로 결합될 수 있다.The
상기 제1 온도측정센서(111)와 상기 제2 온도측정센서(121)는 제1 컨트롤러(30)와 연결될 수 있다. 상기 제1 컨트롤러(30)는 상기 제1 온도측정센서(111) 및 제2 온도측정센서(121)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제1 온도측정센서(111) 및 제2 온도측정센서(121)에서 측정된 열매체의 온도값을 전달받고, 이를 바탕으로 열교환 시스템의 효율을 산출한다.The first
상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수는 대수층 및 환경요인에 따라 지중열교환기공(100) 내부에서 정체될 수 있으며, 장기간의 지중 열교환시스템 운용에 따라 상기 정체된 지하수는 상기 지중열교환기공(100) 외부의 지하수 온도보다 높거나 낮아질 수 있다. 상기 제1 컨트롤러(30)는 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수 온도 변화에 따른 상기 열매체의 열교환 효율 정도를 산출하는 메커니즘으로서, 기준치 이하의 열교환 효율이 산출된 경우 특정 신호가 발생되도록 설계될 수 있다.The underground water in the underground heat exchange pores 100 can be stagnated in the underground heat exchange pores 100 according to the aquifer and environmental factors and the stagnant groundwater can be stagnated in the underground heat exchange pores 100 according to long- May be higher or lower than the external groundwater temperature. The
상기 공급라인(110) 또는 환수라인(120)에는 내부에서 순환되는 열매체의 이동을 차단하는 제3 연동밸브(112)가 결합될 수 있다. 상기 제3 연동밸브(112)는 상기 제1 컨트롤러(30)의 효율값에 따라 개폐될 수 있다. 상기 제1 컨트롤러(30)에서 산출된 효율값이 기준치 이하인 경우 상기 제3 연동밸브(112)는 닫히게 되고, 상기 공급라인(110) 및 추출라인의 내부에 존재하는 열매체는 일시적으로 이동이 차단될 수 있다.The
상기 물탱크(300)는 상기 지중열교환기공(100)의 외부에 구비되며, 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수가 추출되어 일시적으로 저장된다. 상기 물탱크(300)는 상기 지하수추출라인(310)과 연결되며, 상기 지하수추출라인(310)은 상기 지중열교환기공(100) 내부에 구비되는 상기 지하수추출펌프(320)와 연결된다.The
상기 물탱크(300)는 지하수를 저장할 수 있는 저수조 역할을 하며, 상기 물탱크(300)의 용량 및 형상은 다양하게 변형될 수 있다.The
상기 입출력라인(350)은 상기 물탱크(300)에 연결되며, 상기 물탱크(300)에 저장된 지하수 등은 상기 입출력라인(350)으로 배출되어 생활용수 등으로 사용된다. 또한, 상기 물탱크(300)는 상기 입출력라인(350)을 통하여 외부의 물이 주입되어 채워질 수 있다.The input /
상기 지하수추출펌프(320)는 상기 지중열교환기공(100) 내부의 심정에 구비되어 상기 지하수를 상기 지중열교환기공(100) 외부로 추출한다. 또한, 상기 지하수추출펌프(320)에는 공지의 기술에 따라 유량계, 온도측정센서, 차단밸브 등이 결합될 수 있다.The
상기 지하수추출라인(310)은 일측이 상기 물탱크(300)와 연결되고 타측이 상기 지하수추출펌프(320)와 연결되며, 상기 지하수추출펌프(320)로 추출되는 지하수가 상기 지하수추출라인(310)을 따라 이동하여 상기 물탱크(300)에 저장될 수 있다.The
상기 지하수추출라인(310)에는 내부의 지하수 이동을 차단하는 제1 연동밸브(311)가 결합될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 상기 제1 연동밸브(311)는 상기 지하수추출펌프(320) 및 상기 제1 컨트롤러(30)와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 컨트롤러(30)의 상기 특정 신호에 따라 개폐된다.The
도 2를 참조하여 위의 메커니즘을 자세하게 설명하면, 상기 제1 컨트롤러(30)에서 산출된 효율값이 기준치 이하인 경우 상기 제1 컨트롤러(30)는 상기 제1 연동밸브(311)를 열리도록 하고, 상기 지하수추출펌프(320)를 작동시킨다. 상기 지하수추출펌프(320)가 작동되어 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수는 상기 지하수추출라인(310)을 통하여 상기 물탱크(300)에 저장된다. 내부의 지하수가 추출됨에 따라 상기 지중열교환기공(100) 내부의 수위는 일시적으로 낮아지며, 상기 지중에 존재하는 지하수가 상기 지중열교환기공(100) 내부로 유입된다. 지중열교환기공(100) 내부로 유입된 지하수는 지중의 열에 따라 일정한 온도를 갖는다.2, when the efficiency value calculated by the
장기간의 지중 열교환시스템의 운용에 의해 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수의 온도가 기준치보다 높거나 낮아 효율이 저하된 경우 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 추출하고, 상기 지중에 존재하는 지하수가 다시 유입되므로 일정한 열교환 효율이 유지되는 지중 열교환시스템이 가능하게 된다.When the temperature of groundwater in the underground heat exchange pores (100) is lowered or lowered due to the operation of a long-term underground heat exchange system, the groundwater in the underground heat exchange pores (100) The groundwater is reintroduced, and thus an underground heat exchange system in which a constant heat exchange efficiency is maintained becomes possible.
나아가 상기 지중열교환기공(100)의 내부에는 수위측정센서(321)가 구비되며 상기 수위측정센서(321)는 상기 제1 컨트롤러(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 상기 지하수추출펌프(320)로 추출한 경우 상기 수위측정센서(321)에서 측정된 지하수 수위가 기준치 이하가 된다. 상기 제1 컨트롤러(30)는 기준치 이하의 수위가 측정되는 경우 상기 지하수추출펌프(320)의 작동이 중지되도록 특정 신호를 발생하게 된다. 반대로, 우수에 따른 지중열교환기공(100) 내부의 지하수 수위가 기준치 이상인 경우 상기 제1 컨트롤러(30)는 상기 지하수추출펌프(320)를 작동시키는 특정 신호가 발생된다. 상기와 같은 메커니즘은 지중 열교환시스템의 안정성 및 경제성을 보조하기 위함이다.Further, a
상기 외부공급라인(330)은 상기 물탱크(300)와 일측이 연결되고 상기 지중열교환기공(100)과 타측이 연결되어, 상기 물탱크(300)의 상기 지하수추출라인(310)을 통해 저장된 지하수 또는 상기 입출력라인(350)을 통해 주입된 물 등을 상기 지중열교환기공(100) 내부로 공급한다. 이 경우 상기 물탱크(300)에 연결된 상기 외부공급라인(330)의 일측과 상기 지중열교환기공(100)과 연결된 타측간의 높이차에 따라 중력에 의해 상기 물탱크(300)에 저장된 지하수 등의 물이 상기 지중열교환기공(100) 내부로 공급될 수 있다.The
상기 외부공급라인(330)에는 제2 연동밸브(331)가 결합될 수 있으며, 상기 제2 연동밸브(331)의 개폐를 컨트롤하는 제2 컨트롤러(40)가 구비될 수 있다.A
상기 제2 컨트롤러(40)는 상기 수위측정센서(321)와 전기적으로 연결되며, 상기 수위측정센서(321)에서 측정된 지하수 수위가 기준치 이하인 경우 상기 제2 연동밸브(331)가 열리도록 컨트롤한다. 상기 물탱크(300)에 저장된 물이 상기 외부공급라인(330)을 통하여 상기 지중열교환기공(100) 내부를 채우고, 상기 지하수 수위가 기준치를 회복한 경우 상기 제2 컨트롤러(40)는 상기 제2 연동밸브(331)가 닫히도록 컨트롤 한다.The
상기 외부공급라인(330)의 일측에는 상기 물탱크(300)에 저장된 물을 상기 지중열교환기공(100) 내부로 공급하도록 외부공급펌프(340)가 결합될 수 있다. 상기 외부공급펌프(340)는 상기 제2 컨트롤러(40)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 컨트롤러(40)의 제어로 상기 제2 연동밸브(331)가 개방되는 경우에만 작동될 수 있다. 또한, 상기 외부공급펌프(340)는 상기 지중열교환기공(100) 외부에 구비되는 것이 바람직하다.An
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러의 제어를 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram illustrating control of the first controller and the second controller according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 제1 컨트롤러(30) 및 제2 컨트롤러(40)는 하나의 컨트롤러로 통합될 수 있으며, 상기 제1 컨트롤러(30)와 제2 컨트롤러(40) 상호간에 신호교환될 수 있다. 또한 상기 제1 컨트롤러(30) 및 제2 컨트롤러(40)에 따라 본 발명의 목적범위 내에서 상기 지하수추출펌프(320), 상기 열매체순환펌프(130), 후술하는 지하수공급펌프(230) 및 상기 외부공급펌프(340)가 제어될 수 있을 것이다. 일예로서 상기 제1 컨트롤러(30)에서 산출된 상기 열교환 효율값이 낮은 경우 상기 제1 컨트롤러(30)는 상기 열매체순환펌프(130) 또는 상기 지하수공급펌프(230)의 작동을 중단하도록 제어하고, 상기 제1 컨트롤러(30)와 상기 제2 컨트롤러(40)가 신호교환하여 상기 제2 컨트롤러(40)가 상기 제2 연동밸브(331)를 닫히도록 제어하는 것을 생각할 수 있다.5, the
제2 실시예Second Embodiment
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중열교환기 성능 향샹 시스템을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing a system for improving the performance of an underground heat exchanger by an automatic groundwater extraction system according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면 본 발명의 제2 실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템은 지표에서 일정 깊이로 관입되어 설치되는 중공 형상의 지중열교환기공(100), 상기 지중열교환기공(100)의 외부에 구비된 지열히트펌프(20), 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수가 상기 지열히트펌프(20)로 공급되는 지하수공급라인(210), 상기 지중열교환기공(100) 내부에 구비되고 상기 지하수공급라인(210)과 연결된 지하수공급펌프(230), 상기 지열히트펌프(20)에서 열교환된 지하수가 상기 지중열교환기공(100)의 내부로 환수되는 지하수환수라인(220), 일단이 상기 지중열교환기공(100) 내부에 위치되어 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 상기 지중열교환기공(100) 외부로 추출하는 지하수추출라인(310), 상기 지중열교환기공(100) 외부에 구비되며 상기 지하수추출라인(310)과 연결되어 상기 지하수추출라인(310)을 통해 추출되는 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 저장 가능한 물탱크(300), 물탱크(300)와 일측이 연결되며 물탱크(300)에 저장되는 지하수를 외부로 배출하거나 물탱크(300) 외부의 물을 물탱크(300) 내부로 주입하는 입출력라인(350) 및 상기 지중열교환기공(100) 내부에 구비되며 일측이 상기 지하수추출라인(310)과 연결되어 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 상기 지중열교환기공(100) 외부로 추출시키는 지하수추출펌프(320)를 포함하고, 상기 지하수공급라인(210)과 지하수환수라인(220)은 상기 지중열교환기공(100) 내부에서 서로 이격되어 상기 지하수를 순환시키는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 3, the groundwater heat exchange system according to the second embodiment of the present invention includes a hollow underground heat exchange hole 100 penetrating the ground to a predetermined depth, A groundwater supply line 210 in which groundwater in the underground heat exchange hole 100 is supplied to the geothermal heat pump 20; a groundwater supply line 210 in the underground heat exchange hole 100; A groundwater supply line 230 connected to the groundwater supply line 210, a groundwater return line 220 in which groundwater heat-exchanged in the geothermal heat pump 20 is returned to the inside of the underground heat exchange hole 100, A groundwater extraction line 310 located inside the underground heat exchange hole 100 for extracting groundwater in the underground heat exchange hole 100 from the underground heat exchange hole 100, And The water tank 300 and the water tank 300, which are connected to the groundwater extraction line 310 and are capable of storing groundwater in the underground heat exchange hole 100 extracted through the groundwater extraction line 310, An input / output line 350 for discharging groundwater stored in the water tank 300 to the outside or injecting water outside the water tank 300 into the water tank 300; And a groundwater extraction pump 320 connected to the groundwater extraction line 310 for extracting groundwater in the underground heat exchange hole 100 from the underground heat exchange hole 100, And the groundwater return line (220) are spaced apart from each other in the underground heat exchange pores (100) to circulate the groundwater.
본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 지중열교환기공(100), 지열히트펌프(20), 지하수추출라인(310), 물탱크(300), 입출력라인(350) 및 지하수추출펌프(320)는 상기 제1 실시예의 해당 구성과 기능이 동일하다.The
상기 지하수공급라인(210)은 상기 지중열교환기공(100) 내부에 유입되는 지하수를 상기 지열히트펌프(20)로 공급하며, 상기 지하수공급라인(210)의 일측은 상기 지중열교환기공(100)의 내부에 구비될 수 있고, 타측은 상기 지열히트펌프(20)와 연결될 수 있다. 상기 지중열교환기공(100)의 내부에는 상기 지하수공급라인(210)과 연결되는 지하수공급펌프(230)가 설치될 수 있다. 상기 지하수공급펌프(230)는 상기 지하수추출펌프(320)와 설치되는 위치가 다를 수 있다.The
상기 지하수공급라인(210)에는 내부를 이동하는 지하수의 온도를 측정하는 제1 온도측정센서(111)가 결합될 수 있다.The
상기 지하수환수라인(220)은 상기 지열히트펌프(20)에서 열교환된 지하수가 상기 지중열교환기공(100) 내부로 이동하는 통로역할을 하며, 상기 지하수환수라인(220)의 일측은 상기 지열히트펌프(20)와 연결되고, 타측은 상기 지중열교환기공(100)의 내부에 구비되도록 연장형성될 수 있다.The
상기 지하수환수라인(220)에는 내부를 이동하는 지하수의 온도를 측정하는 제2 온도측정센서(121)가 결합될 수 있다.A second
상기 지중열교환기공(100)의 내부에 구비된 지하수환수라인(220)은 상기 지중열교환기공(100) 내부에 구비된 지하수공급라인(210)의 말단 및 상기 지하수공급펌프(230)와 일정거리 이격된다. 상기 지중열교환기공(100) 내부에서 열교환된 지하수와 상기 지하수공급라인(210)으로 공급되는 지하수가 다른 온도를 갖도록 상기 지하수환수라인(220)의 말단은 상기 지중열교환기공(100)의 상부에 위치되는 것이 바람직하다.The ground
본 발명의 제2 실시예에서 상기 제1 컨트롤러(30), 제2 컨트롤러(40), 제1 연동밸브(311), 제2 연동밸브(331), 제3 연동밸브(112), 외부공급라인(330), 수위측정센서(321), 외부공급펌프(340)를 더 포함할 수 있으며, 상기와 같은 구성은 본 발명의 제1 실시예의 해당구성과 기능이 동일하다.In the second embodiment of the present invention, the
제3 실시예Third Embodiment
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지하수 추출 자동제어 장치에 의한 지중 열교환시스템을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing an underground heat exchange system by an automatic groundwater extraction control apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 지중열교환기공(100)은 복수개로 이루어지고, 적어도 어느 하나의 지중열교환기공(100)은 상기 제1 실시예에 따른 지중 열교환시스템이 구성되고, 다른 어느 하나 이상은 상기 제2 실시예에 따른 지중 열교환시스템이 구성되며 상기 제1 실시예에 따른 지중 열교환시스템과 상기 제2 실시예에 따른 지중 열교환시스템은 서로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4, the underground heat exchange pores 100 are formed in a plurality, and at least one underground heat exchange pores 100 constitute the underground heat exchange system according to the first embodiment, The underground heat exchange system according to the second embodiment is configured and the underground heat exchange system according to the first embodiment and the underground heat exchange system according to the second embodiment can be connected to each other.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 하나의 물탱크(300)로 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수 수위를 관리하는 동시에, 열교환 효율에 따라 선택적으로 상기 제1 실시예 또는 제2 실시예의 상기 지중열교환기공(100) 내부의 지하수를 추출하여 효율성을 더욱 높일 수 있다.According to the third embodiment of the present invention configured as described above, the groundwater level in the underground heat exchange pores (100) is managed by one water tank (300), and the water level of groundwater in the underground heat exchange pores The groundwater in the underground heat exchange holes 100 of the second embodiment can be extracted to further enhance the efficiency.
또한, 지중의 지하수 보유상황 및 대수층의 상태에 따라 상기 지중열교환기공(100)들의 내부 수위는 달라질 수 있고, 이에 따라 상기 열교환 효율이 달라질 수 있다. 상기 열교환효율에 따라 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 지중 열교환시스템중 어느 하나만 운용하거나 모두 운용할 수 있도록 함으로써 더욱 유지관리의 경제성이 확보된다.In addition, the internal water level of the underground heat exchange pores (100) can be changed according to the groundwater retention condition of the ground and the aquifer state, and thus the heat exchange efficiency can be changed. The economical efficiency of the maintenance can be secured by operating only one of or both of the underground heat exchange systems according to the first and second embodiments according to the heat exchange efficiency.
20 : 지열히트펌프
30 : 제1 컨트롤러
40 : 제2 컨트롤러
100 : 지중열교환기공
110 : 공급라인
111 : 제1 온도측정센서
112 : 제3 연동밸브
120 : 환수라인
121 : 제2 온도측정센서
130 : 열매체순환펌프
210 : 지하수공급라인
220 : 지하수환수라인
230 : 지하수공급펌프
300 : 물탱크
310 : 지하수추출라인
311 : 제1 연동밸브
320 : 지하수추출펌프
321 : 수위측정센서
330 : 외부공급라인
331 : 제2 연동밸브
340 : 외부공급펌프
350 : 입출력라인20: Geothermal heat pump 30: First controller
40: Second controller 100: Underground heat exchanger
110: supply line 111: first temperature measuring sensor
112: third interlock valve 120:
121: second temperature measurement sensor 130: heat medium circulation pump
210: groundwater supply line 220: groundwater return line
230: groundwater supply pump 300: water tank
310: ground water extraction line 311: first interlock valve
320: Groundwater extraction pump 321: Level sensor
330: external supply line 331: second interlock valve
340: external supply pump 350: input / output line
Claims (10)
상기 지중열교환기공의 외부에 구비된 지열히트펌프;
상기 지중열교환기공 내부의 지하수와 열교환된 열매체가 상기 지열히트펌프로 공급되는 공급라인;
상기 지열히트펌프에서 열교환된 상기 열매체가 상기 지중열교환기공의 내부로 환수되는 환수라인;
상기 공급라인 또는 환수라인과 결합되며 상기 열매체를 이동시키는 열매체순환펌프;
일단이 상기 지중열교환기공 내부에 위치되어 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 상기 지중열교환기공 외부로 추출하는 지하수추출라인;
상기 지중열교환기공 외부에 구비되며 상기 지하수추출라인과 연결되어 상기 지하수추출라인을 통해 추출되는 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 저장할 수 있는 물탱크;
상기 물탱크와 일측이 연결되며 상기 물탱크에 저장되는 상기 지하수를 외부로 배출하거나 상기 물탱크 외부의 물을 상기 물탱크 내부로 주입하는 입출력라인;
상기 지중열교환기공 내부에 구비되며 일측이 상기 지하수추출라인과 연결되어 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 상기 지중열교환기공 외부로 추출시키는 지하수추출펌프;를 포함하고,
상기 공급라인과 환수라인은 상기 지중열교환기공 내부에서 서로 연결되어 상기 열매체를 순환시키는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
A hollow underground heat exchange facility installed at a predetermined depth from the surface;
A geothermal heat pump provided outside the underground heat exchange pores;
A supply line through which the groundwater in the underground heat exchange pores is supplied to the geothermal heat pump;
A circulation line in which the heat medium exchanged in the geothermal heat pump is returned to the inside of the underground heat exchange pores;
A heat medium circulation pump coupled to the supply line or the water return line and moving the heat medium;
A groundwater extraction line having one end located inside the underground heat exchange pores and extracting groundwater in the underground heat exchange pores to the outside of the underground heat exchange pores;
A water tank provided outside the underground heat exchange pores and connected to the groundwater extraction line to store groundwater in the underground heat exchange pores extracted through the groundwater extraction line;
An input / output line connected to one side of the water tank and discharging the groundwater stored in the water tank to the outside or injecting water outside the water tank into the water tank;
And a groundwater extraction pump provided inside the underground heat exchange pores and connected to the groundwater extraction line at one side thereof for extracting groundwater in the underground heat exchange pores to the outside of the underground heat exchange pores,
Wherein the supply line and the water return line are connected to each other inside the underground heat exchange hole to circulate the heat medium.
상기 공급라인에 결합되며 상기 공급라인을 이동하는 상기 열매체의 온도를 측정하는 제1 온도측정센서;
상기 환수라인에 결합되며 상기 환수라인을 이동하는 상기 열매체의 온도를 측정하는 제2 온도측정센서; 및
상기 제1 온도측정센서 및 상기 제2 온도측정센서의 측정값에 따라 열교환 효율값을 산출하고, 상기 산출된 열교환 효율값이 기준치 이하인 경우 상기 지하수추출펌프를 작동시키는 제1 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
The method according to claim 1,
A first temperature measuring sensor coupled to the supply line and measuring the temperature of the heating medium moving through the supply line;
A second temperature sensor coupled to the water line and measuring the temperature of the heat medium moving through the water line; And
And a first controller for calculating a heat exchange efficiency value according to the measured values of the first temperature measurement sensor and the second temperature measurement sensor and for operating the groundwater extraction pump when the calculated heat exchange efficiency value is equal to or lower than a reference value Features an underground heat exchange system.
상기 물탱크와 연결되며, 상기 물탱크로부터 상기 지중열교환기공 내부로 물공급하는 외부공급라인; 및
상기 외부공급라인에 결합되어 상기 물탱크로부터 상기 지중열교환기공 내부로 물공급을 차단하는 제2 연동밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
The method according to claim 1,
An external supply line connected to the water tank and supplying water from the water tank to the inside of the underground heat exchange hole; And
And a second interlock valve coupled to the external supply line for blocking water supply from the water tank into the underground heat exchange pores.
상기 지중열교환기공 내부에 구비되어 상기 지하수의 수위를 측정하는 수위측정센서; 및 상기 수위측정센서에서 측정된 상기 지하수의 수위가 기준치 이하인 경우 상기 제2 연동밸브를 개방시키는 제2 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
The method of claim 3,
A level measuring sensor provided inside the underground heat exchange pores for measuring a level of the groundwater; And a second controller for opening the second interlock valve when the level of the groundwater measured by the water level sensor is lower than a reference value.
상기 공급라인 또는 환수라인에는 상기 열매체의 순환을 차단하는 제3 연동밸브가 결합되고,
상기 제1 컨트롤러는 상기 산출된 상기 열교환 효율값이 기준치 이하인 경우 상기 제3 연동밸브가 닫혀 상기 열매체의 순환을 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
3. The method of claim 2,
A third interlock valve for interrupting the circulation of the heat medium is coupled to the supply line or the water return line,
Wherein the first controller controls the third interlock valve to close the circulation of the heat medium when the calculated heat exchange efficiency value is equal to or lower than the reference value.
상기 지중열교환기공의 외부에 구비된 지열히트펌프;
상기 지중열교환기공 내부의 지하수가 상기 지열히트펌프로 공급되는 지하수공급라인;
상기 지중열교환기공 내부에 구비되고 상기 지하수공급라인과 연결된 지하수공급펌프;
상기 지열히트펌프에서 열교환된 상기 지하수가 상기 지중열교환기공의 내부로 환수되는 지하수환수라인;
일단이 상기 지중열교환기공 내부에 위치되어 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 상기 지중열교환기공 외부로 추출하는 지하수추출라인;
상기 지중열교환기공 외부에 구비되며 상기 지하수추출라인과 연결되어 상기 지하수추출라인을 통해 추출되는 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 저장할 수 있는 물탱크;
상기 물탱크와 일측이 연결되며 상기 물탱크에 저장되는 상기 지하수를 외부로 배출하거나 상기 물탱크 외부의 물을 상기 물탱크 내부로 주입하는 입출력라인; 및
상기 지중열교환기공 내부에 구비되며 일측이 상기 지하수추출라인과 연결되어 상기 지중열교환기공 내부의 지하수를 상기 지중열교환기공 외부로 추출시키는 지하수추출펌프;를 포함하고,
상기 지하수공급라인과 지하수환수라인은 상기 지중열교환기공 내부에서 서로 이격되어 상기 지하수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
A hollow underground heat exchange facility installed at a predetermined depth from the surface;
A geothermal heat pump provided outside the underground heat exchange pores;
A groundwater supply line through which groundwater in the underground heat exchange pores is supplied to the geothermal heat pump;
A groundwater supply pump provided in the underground heat exchange pores and connected to the groundwater supply line;
A groundwater return line through which the groundwater heat-exchanged in the geothermal heat pump is returned to the inside of the underground heat exchange pores;
A groundwater extraction line having one end located inside the underground heat exchange pores and extracting groundwater in the underground heat exchange pores to the outside of the underground heat exchange pores;
A water tank provided outside the underground heat exchange pores and connected to the groundwater extraction line to store groundwater in the underground heat exchange pores extracted through the groundwater extraction line;
An input / output line connected to one side of the water tank and discharging the groundwater stored in the water tank to the outside or injecting water outside the water tank into the water tank; And
And a groundwater extraction pump provided inside the underground heat exchange pores and connected to the groundwater extraction line at one side thereof for extracting groundwater in the underground heat exchange pores to the outside of the underground heat exchange pores,
Wherein the groundwater supply line and the groundwater return line are spaced apart from each other in the underground heat exchange hole to circulate the groundwater.
상기 지하수공급라인에 결합되며 상기 지하수공급라인을 이동하는 상기 지하수의 온도를 측정하는 제1 온도측정센서;
상기 지하수환수라인에 결합되며 상기 지하수환수라인을 이동하는 상기 지하수의 온도를 측정하는 제2 온도측정센서; 및
상기 제1 온도측정센서 및 상기 제2 온도측정센서의 측정값에 따라 열교환 효율값을 산출하고, 상기 산출된 열교환 효율값이 기준치 이하인 경우 상기 지하수추출펌프를 작동시키는 제1 컨트롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
The method according to claim 6,
A first temperature measuring sensor coupled to the groundwater supply line and measuring a temperature of the groundwater flowing through the groundwater supply line;
A second temperature measuring sensor coupled to the groundwater return line and measuring the temperature of the groundwater moving through the groundwater return line; And
And a first controller for calculating a heat exchange efficiency value according to the measured values of the first temperature measurement sensor and the second temperature measurement sensor and operating the groundwater extraction pump when the calculated heat exchange efficiency value is equal to or lower than a reference value Wherein the heat exchanger is a heat exchanger.
상기 물탱크와 연결되며, 상기 지하수추출라인을 통하여 상기 물탱크로부터 상기 지중열교환기공 내부로 물공급하는 외부공급라인; 및
상기 외부공급라인에 결합되어 상기 물탱크로부터 상기 지중열교환기공 내부로 물공급을 차단하는 제2 연동밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
The method according to claim 6,
An external supply line connected to the water tank and supplying water to the inside of the underground heat exchange hole from the water tank through the groundwater extraction line; And
And a second interlock valve coupled to the external supply line for blocking water supply from the water tank into the underground heat exchange pores.
상기 지중열교환기공 내부에 구비되어 상기 지하수의 수위를 측정하는 수위측정센서; 및 상기 수위측정센서에서 측정된 상기 지하수의 수위가 기준치 이하인 경우 상기 제2 연동밸브를 개방시키는 제2 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
9. The method of claim 8,
A level measuring sensor provided inside the underground heat exchange pores for measuring a level of the groundwater; And a second controller for opening the second interlock valve when the level of the groundwater measured by the water level sensor is lower than a reference value.
상기 지하수공급라인 및 지하수환수라인에는 상기 지하수의 이동을 차단하는 제3 연동밸브가 결합되고,
상기 제1 컨트롤러는 상기 산출된 열교환 효율값이 기준치 이하인 경우 상기 제3 연동밸브가 상기 지하수의 이동을 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지중 열교환시스템.
8. The method of claim 7,
A third interlock valve for blocking movement of the groundwater is connected to the groundwater supply line and the groundwater return line,
Wherein the first controller controls the third interlock valve to block the movement of the groundwater when the calculated heat exchange efficiency value is equal to or lower than a reference value.
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KR1020180005917A KR102090954B1 (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Geothermal heat exchanging system using automatic control device for underground water extraction |
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KR1020180005917A KR102090954B1 (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Geothermal heat exchanging system using automatic control device for underground water extraction |
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KR20190087741A true KR20190087741A (en) | 2019-07-25 |
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2018
- 2018-01-17 KR KR1020180005917A patent/KR102090954B1/en active IP Right Grant
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