KR20200001038A - 반 개방형 지열 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반 개방형 지열 시스템은 지중으로 천공되어 형성되는 지열정에 관입되는 외관, 외관의 내측공간에 상하로 배치되고, 지상의 순환펌프에 의해 열매체가 폐순환되는 지열회수관, 외관의 내측공간에 지열회수관과 인접하여 배치되고, 외관 내측공간의 지하수를 상부로 올려보내는 대류촉진배관 및 지상에 배치되고, 지열회수관을 통해 순환되는 열매체와 열교환이 수행되는 열교환기가 포함될 수 있다.

Description

반 개방형 지열 시스템{SEMI OPEN TYPE GEOTHEMAL SYSTEM}

본 발명은 지열을 이용하여 냉난방을 수행하기 위한 지열 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지열을 회수하기 위한 매개수단인 열매체가 폐쇄 순환되는 폐쇄형 지열 시스템과, 지하수를 인양하여 지하수의 열에너지를 회수하는 개방형 지열 시스템의 장점을 모두 취할 수 있는 반 개방형 지열 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 에너지의 소비는 늘어나는 추세이나 화석에너지는 한정되어 있고, 에너지를 생산하기 위한 다양한 종래의 기술들은 지구온난화나 환경오염에 노출되어 있는 경우가 많았다.

이에따라, 친환경적이면서도 종래의 에너지자원을 대체할 수 있는 대체에너지의 개발이 활발하기 이루어지고 있다.

특히 재생가능한 에너지(renewable energy)의 중요도가 높아이고 있으며, 이러한 에너지로는 태양광, 풍력, 수력, 지열, 생물자원, 조력 등의 다양한 형태로 개발 및 연구가 진행되고 있다.

특히 지열에너지의 경우 지구 자체에 내재되어 있는 열에너지를 지칭하는 것으로, 지구 내부로부터의 전도열이나 방사성 동위원소 붕괴열과 같은 지중의 열을 지상으로 회수하여 발전이나 냉난방에 활용하는 방법이 널리 실시되고 있다.

지열에너지의 활용을 크게 나누어 보면, 연중 15도 정도의 온도를 유지하는 비교적 지표과 가까운 지중의 천부지열을 이용하여 냉난방에 활용하는 경우와, 지중 깊숙이 천공된 지열정을 통해 150도 이상의 고온의 열을 지상으로 회수하여 발전에 활용하는 경우를 들 수 있다.

물론, 지중으로 관입되는 지열정의 형태, 관입되는 깊이, 열을 회수하기 위한 열매체의 사용여부 등 다양한 양태로 세분화될 수 있으나, 친환경 재생에너지에 대한 관심 및 개발이 활발하여진 지가 오래되지 않아 지열에너지의 활용에 대한 개량 및 개발이 다양하게 요구되는 상황이며 그 개량 및 개발로 인해 산업에 이바지 할 수 있는 가능성은 매우 높다고 할 수 있다.

특히, 지열을 통해 냉난방을 수행하는 경우 지열을 지상으로 회수하기 위하여 열매체를 지중으로 주입하고 회수하기 위한 히트펌프의 가동에는 전력이 공급되어야 해 상대적으로 큰 전력소모가 발생된다는 문제점이 있었다.

지중으로 깊게 굴착된 지열정의 내부에 자연적으로 발생되는 지하수의 열에너지를 회수하는 방법도 널리 실시되고 있으나, 지하수의 수위가 일정치 않아 지하수를 인양하기 위한 펌프의 가동에 제약이 따랐고, 항시 가동이 어렵다는 단점이 있었다.

지열을 이용해 에너지를 생산하기 위한 본질적인 목적을 위해 에너지를 생산하는 과정에서 소모되는 외부에너지의 소비를 줄이는 방안은 생산효율과 직결되는 사안으로서, 지열을 회수하여 냉난방을 수행함에 있어 투여되는 전기에너지를 절감하기 위한 방안이 지속적으로 요구되어 왔다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉난방을 위해 지중열을 회수하는 과정에서 폐쇄 순환되는 열매체를 이용하여 안정적으로 지열이 회수될 수 있도록 함과 아울러, 지하수의 열에너지가 보다 효율적으로 열매체에 복사되도록 하는 개방형 및 폐쇄형의 지열 시스템이 지닌 장점들을 두루 지닌 지열 시스템을 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반 개방형 지열 시스템은 지중으로 천공되어 형성되는 지열정에 관입되는 외관, 외관의 내측공간에 상하로 배치되고, 지상의 순환펌프에 의해 열매체가 폐순환되는 지열회수관, 외관의 내측공간에 지열회수관과 인접하여 배치되고, 외관 내측공간의 지하수를 상부로 올려보내는 대류촉진배관 및 지상에 배치되고, 지열회수관을 통해 순환되는 열매체와 열교환이 수행되는 열교환기가 포함될 수 있다.

그리고, 지열회수관은 순환펌프와 연결되어 외관의 내측공간을 통해 지중으로 열매체가 주입되는 관로인 주입관 및 주입관을 통해 지중으로 주입된 열매체가 지상으로 회수되고, 열교환기와 회수된 지열의 열교환이 수행되는 회수관이 포함될 수 있다.

또는, 외관은 상단부에 내측과 외측을 관통하여 형성되는 적어도 하나의 배촐공 및 하단부에 내측과 외측을 관통하여 형성되는 적어도 하나의 유입공이 포함되고, 대류촉진배관을 통해 외관의 내측공간에서 상부로 올려보내진 지하수가 배출공을 통해 상기 외관의 외측으로 배출되고, 지열정 하부의 지하수가 유입공을 통해 외관의 내측공간으로 유동될 수 있다.

그리고, 대류촉진배관은 상단이 배출공과 인접하여 배치되고, 하단이 유입공과 인접하여 배치될 수 있다.

또는, 대류촉진배관은 회수관의 길이방향으로 길게 형성되고, 회수관과 인접하여 배치되며, 대류펌프의 작동에 의해 외관 내측공간의 지하수가 회수관과 인접한 위치에서 상부로 올려보내질 수 있다.

그리고, 대류펌프는 외관 내측공간의 지하수 수위가 대류펌프의 위치보다 낮을 경우 작동 불가 상태로 전환되고, 외관 내측공간의 지하수 수위가 대류펌프의 위치보다 높을 경우 작동 가능 상태로 전환될 수 있다.

또는, 지열회수관은 하단부에 구비되고, 지열회수관 외측의 유체와 접촉하는 면적이 넓게 형성되는 열교환부가 포함될 수 있다.

그리고, 열교환부는 지열회수관의 하단부 외측에 결합되는 얇은 판상의 부재일 수 있다.

또는, 열교환부는 지열회수관 하단부 외측에 다수개의 얇은 판상의 부재가 일정한 간격을 두고 이격되어 배치될 수 있다.

그리고, 외관의 외측면과 지열정의 내벽 사이에는 지하수가 유동될 수 있는 공극이 형성되는 재질의 충전재가 포함될 수 있다.

또는, 충전재는 자갈일 수 있다.

그리고, 외관의 재질은 스테인리스 스틸일 수 있다.

또는, 긴 원통형으로 형성되어 지중으로 천공된 지열정에 상하로 곧게 관입되는 외관, 외관의 내측공간을 통해 지중으로 관입되고 상단은 지상에 배치되고 하단은 지열정의 하부에 배치되는 주입관, 일단이 주입관의 하단과 연결되고 타단이 지상으로 이어지는 회수관이 구비되는 지열회수 및 외관의 내측공간에 회수관의 길이방향을 따라 상하로 길게 배치되어 지열정 하부의 지하수를 지열정 상부로 인양하고, 인양되는 지하수와 회수관의 내부로 유동되는 열매체간의 열교환이 수행될 수 있도록 배치되는 대류촉진배관이 포함될 수 있다.

그리고, 외관은 대류촉진배관의 상단과 인접하여 외관의 내측공간의 지하수가 외관의 외측공간으로 배출되는 배출공 및 대류촉진배관의 하단과 인접하여 외관의 외측공간의 지하수가 외관의 내측공간으로 유입되는 유입공이 포함될 수 있다.

또는, 지열회수관은 주입관 및 회수관이 연결되는 하단부에 열교환이 촉진될 수 있도록 형성되는 열교환부가 포함될 수 있다.

그리고, 지열회수관은 주입관의 지상에 배치된 상단에는 지열회수관을 따라 열매체가 폐순환될 수 있도록 마련된 순환펌프가 포함될 수 있다.

또는, 주입관의 상단 및 회수관의 상단과 연결되는 열교환기가 더 포함될 수 있고, 회수관을 통해 지상으로 회수된 열매체는 열교환기와 열교환이 수행된 후 주입관으로 유동될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반 개방형 지열 시스템은 지열정을 통해 지중으로 관입되는 지열회수관을 따라 폐순환되는 열매체에 의해 지열이 회수되어 환경이나 날씨와 같은 주변요인에 제약없이 지열 회수가 수행될 수 있다는 장점이 있고, 지열이 회수되는 지열회수관에 지하수의 열에너지가 보다 효율적으로 복사되도록 하여 회수되는 열에너지의 효율을 보다 높이는 효과가 있으며, 폐쇄형 지열 회수 시스템의 안정성과 개방형 지열 회수 시스템의 경제성을 함께 취할 수 있는 효과가 있다.

또한, 지하수의 수위에 따라 대류촉진배관의 작동이 제어될 수 있어 지중의 대류펌프가 오작동으로 인해 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템에서 지하수의 대류를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템에서 외관 및 지열정의 사이에 충전재가 충전된 것을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템에서 외관 및 지열정의 사이에 충전재가 충전된 상태에서 지하수의 대류를 나타낸 개략도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 반 개방형 지열 시스템은 하기 되는 것과 같이 실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템에서 지하수의 대류를 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템에서 외관 및 지열정의 사이에 충전재가 충전된 것을 나타낸 개략도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템에서 외관 및 지열정의 사이에 충전재가 충전된 상태에서 지하수의 대류를 나타낸 개략도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템은 지중으로 천공되어 형성되는 지열정에 관입되는 외관(300), 외관(300)의 내측공간에 상하로 배치되고, 지상의 순환펌프(20)에 의해 열매체가 폐순환되는 U자형상의 지열회수관(100), 외관(300)의 내측공간에 지열회수관(100)과 인접하여 배치되고, 외관(300) 내측공간의 지하수를 상부로 올려보내는 대류촉진배관(200) 및 지상에 배치되고, 지열회수관(100)을 통해 순환되는 열매체와 열교환이 수행되는 열교환기(30)가 포함될 수 있다.

아래에서는 상기된 각각의 구성을 구체적으로 자세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템은, 지중의 지열을 회수하여 히트펌프(40)를 거쳐 특정 장소의 실내기(50)를 통해 냉난방을 수행하기 위하나 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 지반(10)을 수직으로 굴착하여 지열정이 마련되고, 지열정의 깊이는 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 적절하게 정해질 수 있을 것이다.

지열정의 내부로 관입되는 외관(300)은 내부에 유로가 형성된 파이프 형태를 지닐 수 있고, 상하로 길게 형성된다.

그 단면의 형상은 본 발명의 일 실시예에서 원형으로 이루어지나, 이는 하나의 실시예를 표현하는 것일 뿐 그 단면의 형상이 원형이 아닌 다양한 형태로 구현되어도 무방할 것이다.

외관(300)은 내열성이 높은 스테인리스 스틸(atainless steels)로 형성될 수 있고, 지열정의 내벽과 소정의 간격을 두고 이격되도록 그 직경이 형성될 수 있다.

또한, 외관(300)의 상하방향 중간지점을 기준으로 하여 위쪽으로 치우쳐 외관(300)의 내부와 외부를 관통하여 유체가 유동할 수 있는 배출공(310)이 적어도 하나가 형성될 수 있다.

그리고, 외관(300)의 상하방향 중간지점을 기준으로 하여 아래쪽으로 치우쳐 외관(300)의 내부와 외부를 관통하여 유체가 유동할 수 있는 유입공(320)이 적어도 하나가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 배출공(310) 및 유입공(320)은 외관(300)의 외측둘레를 따라 일정한 간격으로 다수 개가 형성될 수 있고, 배출공(310) 및 유입공(320)을 통하여 지열정 내부의 지하수가 외관(300)의 내측과 외측으로 유동될 수 있다.

그리고, 배출공(310)은 외관(300)의 상단부에 형성되고, 유입공(320)은 외관(300)의 하단부에 형성될 수 있다.

이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라서, 지열정의 깊이, 너비, 지하수의 양 등에 따라 적절한 위치에 형성되도록 구현될 수 있다.

외관(300)의 내측공간으로는 U자 형태로 형성되고 내부에 열매체가 순환 될 수 있는 경로가 마련된 지열회수관(100)이 관입된다.

지열회수관(100)은 열매체가 지중으로 주입되는 주입관(110)과 지중으로 주입되었던 열매체가 상승하여 다시 지상으로 회수되는 생산관(120)으로 이루어질 수 있고, 주입관(110) 및 생산관(120)은 하단에서 연결되어 종국적으로 U자 형상을 이룰 수 있다.

주입관(110)은 지상에 설치된 순환펌프(200)와 연결되어 열매체의 순환이 이루어지고, 순환펌프(200)를 통한 열매체의 순환은 주입관(110)을 통해 지중으로 열매체가 주입된 후, 생산관(120)을 통해 지상으로 회수되는 폐순환이 이루어질 수 있다.

생산관(120)은 지상에서 열교환기(30)를 매개로 하여 히트펌프(40)와 열교환이 수행될 수 있고, 열교환기(30)는 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 생략될 수 있고, 생산관(120)을 통해 회수된 열매체는 히트펌프(40)와 직접 열교환이 수행될 수도 있을 것이다.

이때, 주입관(110) 및 생산관(120)이 지중에서 연결되는 U자 형상의 하단부에는 핀튜브 형태의 열교환부(130)가 구비될 수 있다.

열교환부(130)는 지열회수관(100)의 하단에 구비되고, 지열회수관(100)의 외측으로 연장되어 형성되는 다수 개의 판형태로 실시될 수 있을 것이며, 지열회수관(100)의 외측을 둘러싼 유체와 접하는 면적을 넓게 형성하여 상대적으로 단시간에 빠른 열 복사가 이루어 질 수 있도록 작동될 수 있다.

대류촉진배관(200)은 외관(300)의 내측공간에 상하로 배치되는 파이프로 구현될 수 있고, 그 상단과 하단은 개방될 수 있다.

또한, 대류촉진배관(200)에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 대류펌프(210)가 구비되어 대류촉진배관(200)의 개방된 하단부로 유입된 지하수가 개방된 상단부로 올려져 인양될 수 있도록 작동될 수 있다.

대류촉진배관(200)은 지열회수관(100)의 생산관(120)과 인접하도록 배치될 수 있고, 대류촉진배관(200)을 통해 하부에서 상부로 인양되는 지하수의 열에너지가 복사되어 생산관(120) 내측으로 유동되는 열매체로 전달될 수 있을 정도의 근접한 위치에 구비될 수 있다.

이때, 대류촉진배관(200)의 하단은 지열회수관(100)의 하단보다 높은 위치에 배치될 수 있고, 대류촉진배관(200)의 상단은 지표보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.

이러한 대류촉진배관(200)의 구성은 지중에서 지열에 의해 가열된 열매체가 생산관(120)을 통해 인양되는 과정에서 지표와 가까와지며 열에너지가 주변으로 방출되어 손실 되는 것을 지중의 지하수를 통해 감소시키는 효과가 있다.

상술하였던 유입공(320)은 대류촉진배관(200)의 하단과 인접한 높이에 형성될 수 있고, 마찬가지로, 배출공(310)은 대류촉진배관(200)의 상단과 인접한 높이에 형성될 수 있다.

따라서, 대류촉진배관(200)을 통해 상부로 인양되는 지하수는 외관(300)의 내측공간에서 상승하게 되고, 배출공(310)을 통해 외관(300)의 외측공간으로 배출되며, 외관(300)과 지열정의 내벽 사이에서 다시 지중으로 하강하며, 유입공(320)을 통해 다시 외관(300)의 내측공간으로 유입되는 대류현상이 발생될 수 있다.

이때, 지열정의 내부 또는 외관(300)에는 지하수의 수위가 측정될 수 있는 센서(미도시)가 더 포함될 수 있고, 센서(미도시)를 통해 계측된 지하수의 수위에 따라 대류촉진배관(200)의 대류펌프(210)의 작동이 단속될 수 있다.

상세하게는, 대류펌프(210)가 배치된 위치보다 지하수의 수위가 높을 경우 대류펌프(210)의 작동이 가능한 상태로 전환될 수 있고, 반대로 대류펌프(210)가 배치된 위치보다 지하수의 수위가 낮을 경우 대류펌프(210)의 작동이 불가한 상태로 전환될 수 있다.

도 3 및 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 개방형 지열 시스템에서 외관(300)의 외측면과 지열정의 내벽 사이의 공간에 충전재(400)가 충전된 상태가 도시되어 있다.

충전재(400)는 일정한 부피를 가진 자갈 등이 활용될 수 있고, 외관의 외측면과 지열정의 내벽 사이에 채워지되, 공극이 형성되어 지하수가 유동될 수 있도록 구비된다.

충전재(400)는 지열정 내부에 지하수의 유동과 같은 환경요인으로 인하여 지열정의 일부 붕괴나 유실이 일어날 수 있는 상황을 방지하게 된다.

또한, 충전재(400)에 의해 외관이 지지되므로 보다 견고하게 지열 시스템이 지중에서 유지될 수 있는 장점 또한 지니게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 지반 20: 순환펌프
30: 열교환기 40: 히트펌프
50: 실내기
100: 지열회수관 110: 주입관
120: 생산관 130: 열교환부
200: 대류촉진배관 210: 대류펌프
300: 외관 310: 배출공
320: 유입공
400: 충전재

Claims (17)

1. 지중으로 천공되어 형성되는 지열정에 관입되는 외관;
   상기 외관의 내측공간에 상하로 배치되고, 지상의 순환펌프에 의해 열매체가 폐순환되는 지열회수관;
   상기 외관의 내측공간에 상기 지열회수관과 인접하여 배치되고, 상기 외관 내측공간의 지하수를 상부로 올려보내는 대류촉진배관; 및
   지상에 배치되고, 상기 지열회수관을 통해 순환되는 열매체와 열교환이 수행되는 열교환기;
   가 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지열회수관은,
   상기 순환펌프와 연결되어 상기 외관의 내측공간을 통해 지중으로 열매체가 주입되는 관로인 주입관; 및
   상기 주입관을 통해 지중으로 주입된 열매체가 지상으로 회수되고, 상기 열교환기와 회수된 지열의 열교환이 수행되는 회수관;
   이 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 외관은,
   상단부에 내측과 외측을 관통하여 형성되는 적어도 하나의 배출공; 및
   하단부에 내측과 외측을 관통하여 형성되는 적어도 하나의 유입공;이 포함되고,
   상기 대류촉진배관을 통해 상기 외관의 내측공간에서 상부로 올려보내진 지하수가 상기 배출공을 통해 상기 외관의 외측으로 배출되고, 상기 지열정 하부의 지하수가 상기 유입공을 통해 상기 외관의 내측공간으로 유동되는 반 개방형 지열 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 대류촉진배관은,
   상단이 상기 배출공과 인접하여 배치되고, 하단이 상기 유입공과 인접하여 배치되는 반 개방형 지열 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 대류촉진배관은,
   상기 회수관의 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 회수관과 인접하여 배치되며, 상기 외관 내측공간의 지하수가 상기 회수관과 인접한 위치에서 상부로 올려보내지도록 작동되는 대류펌프;
   가 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 대류펌프는,
   상기 외관 내측공간의 지하수 수위가 상기 대류펌프의 위치보다 낮을 경우 작동 불가 상태로 전환되고, 상기 외관 내측공간의 지하수 수위가 상기 대류펌프의 위치보다 높을 경우 작동 가능 상태로 전환되는 반 개방형 지열 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 지열회수관은,
   하단부에 구비되고, 상기 지열회수관 외측의 유체와 접촉하는 면적이 넓게 형성되는 열교환부;
   가 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 열교환부는,
   상기 지열회수관의 하단부 외측에 결합되는 얇은 판상의 부재인 반 개방형 지열 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 열교환부는,
   상기 지열회수관 하단부 외측에 다수개의 얇은 판상의 부재가 일정한 간격을 두고 이격되어 배치되는 반 개방형 지열 시스템.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 외관의 외측면과 상기 지열정의 내벽 사이에는 지하수가 유동될 수 있는 공극이 형성되는 재질의 충전재;
    가 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 충전재는 자갈인 반 개방형 지열 시스템.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 외관의 재질은 스테인리스 스틸인 반 개방형 지열 시스템.
    
13. 긴 원통형으로 형성되어 지중으로 천공된 지열정에 상하로 곧게 관입되는 외관;
    상기 외관의 내측공간을 통해 지중으로 관입되고 상단은 지상에 배치되고 하단은 상기 지열정의 하부에 배치되는 주입관, 일단이 상기 주입관의 하단과 연결되고 타단이 지상으로 이어지는 회수관이 구비되는 지열회수관; 및
    상기 외관의 내측공간에 상기 회수관의 길이방향을 따라 상하로 길게 배치되어 상기 지열정 하부의 지하수를 상기 지열정 상부로 인양하고, 인양되는 지하수와 상기 회수관의 내부로 유동되는 열매체간의 열교환이 수행될 수 있도록 배치되는 대류촉진배관;
    이 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 외관은,
    상기 대류촉진배관의 상단과 인접하여 상기 외관의 내측공간의 지하수가 상기 외관의 외측공간으로 배출되는 배출공; 및
    상기 대류촉진배관의 하단과 인접하여 상기 외관의 외측공간의 지하수가 상기 외관의 내측공간으로 유입되는 유입공;
    이 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
    
15. 제13항에 있어서,
    상기 지열회수관은,
    상기 주입관 및 상기 회수관이 연결되는 하단부에 열교환이 촉진될 수 있도록 형성되는 열교환부;
    가 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 지열회수관은,
    상기 주입관의 지상에 배치된 상단에는 상기 지열회수관을 따라 열매체가 폐순환될 수 있도록 마련된 순환펌프;
    가 포함되는 반 개방형 지열 시스템.
    
17. 제13항에 있어서,
    상기 주입관의 상단 및 상기 회수관의 상단과 연결되는 열교환기;가 더 포함되고,
    상기 회수관을 통해 지상으로 회수된 열매체는 상기 열교환기와 열교환이 수행된 후 상기 주입관으로 유동되는 반 개방형 지열 시스템.
    
    
    
    
    

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