KR20200025516A - Vertical Closed Ground Heat Exchanger with Color Alert Grouting Section and Method for constructing this same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지중 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축부지 안에 지열공을 시공하는 경우 건축부지의 토목공사 예정선이 결정되면 토목공사와 상관없이 토목공사 전 및 토목공사 준비 기간 중에도 토목공사 굴착예정선에 맞춰 지열공을 굴착 및 지열교환기를 설치하는 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an underground heat exchanger, and more particularly, in the case of geothermal construction in a construction site, if a schedule for the construction of a construction site is determined, regardless of the construction work, it is expected to be excavated before and during the construction work. The present invention relates to a vertically sealed underground heat exchanger having a color warning grouting section for excavating a geothermal hole in line and installing a geothermal heat exchanger, and a construction method thereof.
이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.This section provides background information related to the present application but is not necessarily prior art.
지열 시스템의 구성을 위해 건축부지 안쪽에 지열공을 시공하는 경우 지열공의 파손을 예방하기 위해 기초부의 토목공사를 완료하여 적정 레벨이 확보된 상태에서 진행될 수밖에 없었다. 왜냐하면, 토목 공사와 지열공 시공을 동시에 하는 경우 지열공의 위치를 확인하지 못하고 또한 지열공의 위치를 확인한다 하여도 시공 중인 지열공 안에 각종 오염물(토목 공사시 발생되는 자재, 파편, 토사 등)이 침투하기 때문이다. 특히 수직밀폐형의 경우에는 굴착공수가 많을 수밖에 없어 토목공사와 함께 진행하되 토목공사가 완료된 구간을 뒤 따라 가면서 지열공을 굴착하며 진행하게 되는데 지열공 굴착이 완료된 후에야 후속공정이 진행되어 원활한 건축공정 진행을 위해 지열공 공사의 마무리를 자주 독촉받는 조건에서 수행하게 되어 품질관리에 어려움이 있었다. 개방형의 경우 역시 굴착 깊이가 500m 내외로 깊어 굴착에 소요되는 기간이 길어 지열공 굴착으로 인해 공사기간이 많이 소요되어 건축비용이 증가되는 요인이 되는 경우도 발생하곤 하였다.In case of constructing geothermal hole inside the building site for the construction of geothermal system, it was inevitable that the civil engineering work of the foundation was completed to prevent the damage of geothermal hole. This is because, in the case of civil engineering and geothermal construction at the same time, it is impossible to confirm the location of geothermal engineering and also confirm the location of geothermal construction. Various contaminants in the geothermal construction under construction (materials, debris, earth and sand, etc. generated during civil construction) Because it penetrates. Especially in the case of vertical sealed type, there are many excavation labors, so it works together with civil engineering works, but excavates the geothermal holes following the section where the civil works are completed. For this reason, it was difficult to control the quality of the geothermal construction under the condition that is frequently encouraged to finish. In the case of the open type, the excavation depth is about 500m deep, and the excavation time is long, and the construction time is increased due to the geothermal excavation, which is a factor that increases the construction cost.
따라서 토목공사 진행과 상관없이 설계도면이 완성되면 토목공사 준비기간 중 즉 토목공사 이전에 지열공 굴착과 지열 열교환기를 설치할 수 있는 기술개발의 필요성이 있었다.Therefore, there was a need for the development of technology to install geothermal excavation and geothermal heat exchanger during the civil engineering preparation period, that is, before civil engineering work.
한편, 수직밀폐형 또는 개방형 지중 열교환기가 도심으로 확장되어 시설되어짐으로써 좁은 건축부지 내에서 터파기 이후 천공용 굴착기를 최종 터파기 심도바닥까지 내려 천공과 지중 열교환기 시설을 마친 후 다시금 천공용 굴착기를 크레인을 이용하여 지상으로 인양해야 하는 불편이 많다.On the other hand, the vertically sealed or open underground heat exchanger is extended to the center of the city, and after drilling in a narrow building site, the drilling excavator is lowered to the bottom of the final trench depth. There is a lot of inconvenience to lift to the ground by using.
이 과정에서 토목공종과의 간섭이 많이 발생하고 이러한 상황은 결국 공사기간이 길어져 결국 공사비용의 증가로 이어지고 있는 실정이다.In this process, there is a lot of interference with civil engineering works, and this situation leads to an increase in the cost of construction due to a long construction period.
더욱이 하중이 무거운 천공용 굴착장비와 인력을 토목공사가 마무리된 지하 깊은 곳까지 투입하여 작업을 진행하는 과정에서 작업 인력의 안전사고 대비에 많은 안전관리비용이 투입되어지게 되고 더욱이 지열공 굴착과정에서 나오는 굴착 슬라임을 지상으로 인양하여 폐기하는 과정에서도 많은 시간과 비용이 발생되는 문제가 있다.Furthermore, in the process of putting heavy load drilling rigs and manpower deep into the basement where civil works are completed, a lot of safety management costs are put in preparation for safety accidents of workers, and moreover, in geothermal excavation process There is a problem in that a lot of time and money is also generated in the process of lifting and discarding the excavated slime coming out to the ground.
이러한 문제점을 해결하기 위해 선행특허들은 다음과 같다.In order to solve this problem, the preceding patents are as follows.
등록특허 제10-1525431호(분리형 이음재를 이용한 터파기 전 보어홀 천공공법), 등록특허 제10-1621751호(가이드 터 파기전 지중열교환기 삽입공법)의 경우에는 굴착면에 근접한 열교환 코일관을 절단하고 수압시험을 마친 후 열융착 폐쇄한 상태에서 삽입이 완료된 이후 상부에 있는 지지파이프를 인발하여 제거하도록 하고 있으나 삽입 깊이에 대한 정확한 계측이 이루어 질수 있는 수치마킹이 되어있지 않아 그라우팅이 완료된 시점에서 열융착된 헤드부분이 최종 굴착면 상부에 있는지 하부에 있는지 확인이 어려운 문제점이 있다.In the case of the registered patent No. 10-1525431 (borehole drilling method before digging using the separated joint material), and the registered patent No. 10-1621751 (method of inserting the ground heat exchanger before digging the guide), the heat exchange coil pipe close to the excavation surface After completion of the cutting and hydraulic test, after the insertion is completed in the heat-sealed closed state, the support pipe in the upper part is drawn out to be removed, but at the time when grouting is completed, it is not marked with a numerical marking that can accurately measure the insertion depth. It is difficult to check whether the heat-sealed head portion is located above or below the final drilling surface.
더욱이 삽입된 지지파이프를 인발하여 제거하는 과정에서 열융착헤드의 삽입 깊이는 현저히 당초 계획깊이보다 이탈되어 있을 수 있는 문제가 있다.Furthermore, in the process of drawing out and removing the inserted support pipe, there is a problem that the insertion depth of the heat welding head may be remarkably deviated from the originally planned depth.
토목공사 중 굴착이 발파와 함께 터파기가 진행되는 과정에서 발파과정에서 상기와 같은 이유들로 인해 과도히 노출된 지열관들이 발생된 경우 지열관이 보호될 수 있는 방호장치가 없어 발파과정에서나 파쇄된 암편을 제거하기 위해 굴삭기 등을 투입하여 작업하는 과정에서 지열관을 파손시키는 경우가 발생하는 등 문제가 있다.In the process of excavation during the excavation during the excavation during the construction work, if the overheated geothermal tubes are generated during the blasting process, there is no protective device that can protect the geothermal tubes. There is a problem such as the case that the geothermal tube is broken in the process of working by adding an excavator to remove the rock piece.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건축부지 안에 지열공을 시공하는 경우 건축부지의 토목공사 예정선이 결정되면 토목공사와 상관없이 토목공사 전 및 토목공사 준비 기간 중에도 토목공사 굴착예정선에 맞춰 지열공을 굴착 및 지열교환기를 설치하면서 정확한 깊이에 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기 및 이의 시공 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the problems as described above, when geothermal construction in the construction site, if the civil engineering work schedule of the construction site is determined, irrespective of the civil engineering work before and during the civil engineering work and excavation The purpose of the present invention is to provide a vertically sealed underground heat exchanger having a color warning grouting section at a precise depth while installing a geothermal hole in accordance with the schedule and installing a geothermal heat exchanger.
본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기는, 지면에서부터 토목공사 굴착예정선을 통과하는 설계심도까지 형성되는 지열공과; 상단부가 지열 열교환시스템의 공급계통 및 환수계통에 연결되는 열교환 코일과; 상기 열교환 코일관의 상단부에 밀폐 형성되는 상단 헤드부와; 상기 상단 헤드부에 연결되면서 상부가 지상에 배치되며 그라우트재와 다른 색의 색상액을 공급받아 상기 지열공 안에 주입하는 색상액 주입관과; 그라우트재의 주입을 통해 상기 지열공 안에 형성되는 그라우팅 기둥을 포함하며, 상기 상단 헤드부는 상기 토목공사 굴착예정선보다 높게 배치되고, 상기 그라우팅 기둥의 양생 전에 상기 색상액 주입관을 통해 색상액을 주입하여 상기 상단 헤드부 주변에 색상경고구간을 형성함으로써 굴착 작업을 안내하는 것을 특징으로 한다.The vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention comprises: a geothermal hole formed from the ground to a design depth passing through a civil engineering excavation line; A heat exchange coil having an upper end connected to a supply system and a return system of the geothermal heat exchange system; An upper head part sealed to an upper end of the heat exchange coil pipe; A color liquid injection tube connected to the upper head and having an upper portion disposed on the ground and receiving a color liquid different from grout material and injecting the colored liquid into the geothermal hole; It includes a grouting column formed in the geothermal hole through the injection of the grout material, the upper head portion is disposed higher than the civil engineering excavation line, injecting the color liquid through the color liquid injection tube before curing of the grouting pillar It is characterized by guiding the excavation work by forming a color warning section around the upper head.
본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기 및 이의 시공 방법에 의하면, 토목공사 이전에 지열공의 굴착 및 지중 열교환기를 설치할 때 토목공사 굴착예정선에 맞춰 정확한 깊이에 열교환 코일관을 설치하고 지열공 내부를 그라우팅하는 그라우트재와 식별이 용이한 색상액으로 색상경고구간을 형성하여 토목공사의 굴착 시 굴착 작업자가 주의를 기울이도록 함으로써 지중 열교환기의 손상을 방지하는 효과가 있고, 또한, 상단헤드부의 설치깊이가 달라지는 것을 방지하여 추가적인 굴착작업없이 토목 공사의 굴착 후 지중열교환 시스템의 설치가 가능하여 공사비용을 크게 절감하는 효과가 있다.According to the vertical hermetically sealed underground heat exchanger having a color warning grouting section and a construction method thereof according to the present invention, the heat exchange coil tube is installed at a precise depth in accordance with the excavation schedule of the civil construction when installing the underground heat exchanger and the underground heat exchanger prior to the civil engineering work. It is effective to prevent damage of underground heat exchanger by installing color warning section with grout material that is installed and grouted inside geothermal hole and easy-to-identify color liquid, so that excavation workers pay attention when excavating in civil engineering work. In addition, the installation depth of the upper head part is prevented from changing so that the underground heat exchange system can be installed after the excavation of civil works without additional excavation work, thereby greatly reducing the construction cost.
도 1은 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기의 시공 상태 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기의 시공 공정도.
도 3은 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기에 적용된 열교환 코일관과 색상액 주입관의 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기에 적용된 열교환 코일관과 제1마감티 및 색상액 주입관의 분리 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기에 적용된 제1마감티의 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기에 적용된 제1마감티와 색상액 주입관의 사시도.
도 7은 토목공사 후 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기가 노출되는 것을 보인 도면.
도 8은 토목공사 후 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기에 보호관을 적용한 예를 보인 도면.
도 9는 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기의 가동을 위한 테스트 작업을 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기에 적용된 경고표시용 밴드를 보인 평면도.
도 11과 도 12는 각각 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기에 적용된 색상주입관의 다른 예시도.1 is a cross-sectional view of a construction state of a vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention.
Figure 2 is a construction process of the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention.
3 is a perspective view of a heat exchange coil tube and a color liquid injection tube applied to a vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention;
Figure 4 is an exploded perspective view of the heat exchange coil tube and the first finishing tea and color liquid injection tube applied to the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting interval according to the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view of the first finishing tea applied to the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting interval according to the present invention.
Figure 6 is a perspective view of the first finishing tea and color fluid injection tube applied to the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention.
7 is a view showing that the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention after civil works.
8 is a view showing an example of applying a protective tube to a vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention after the civil works.
9 shows a test operation for the operation of a vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention.
10 is a plan view showing a warning display band applied to the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention.
Figure 11 and Figure 12 is another exemplary view of the color injection pipe applied to the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기(100)는, 지열공(1), 지열 시스템의 공급측과 환수측이 연결되는 2곳의 개방부가 구비되며 지열공 안에 삽입되는 열교환 코일관(10), 열교환 코일관의 2곳의 개방부에 각각 결합되며 공급측과 환수측이 각각 연결되도록 하는 제1,2마감티(20,30), 제1마감티(20){제2마감티(30)도 가능}에 연결되어 상부가 지상에 배치되며 지상의 색상액 공급기(200)로부터 공급되는 색상액을 제1,2마감티(20,30) 주변에 주입하는 색상액 주입관(40), 지열공(1) 내부에 그라우트재의 주입과 양생으로 형성되는 그라우팅 기둥(50)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the vertical hermetic
또한, 지열공(1)의 붕괴 방지를 위한 케이싱(2)도 포함된다.Also included is a
또한, 열교환 코일관(10)에 수압을 가한 상태에서 지열공(1) 내부에 열교환 코일관(10)을 삽입 한 후 그라우팅 호스(51)를 통해 그라우팅재를 주입하게 될 때 수압해제를 하게 될 경우 그라우팅재의 하중과 압력으로 인해 열교환 코일관(10)이 협착현상이 발생될 수 있음으로 시공 과정과 시공 후 상시적으로 열교환 코일관(10)의 수압유지 여부를 확인할 수 있도록 한 압력센서(70)를 포함한다. 압력센서(70)에 의해 감지한 압력은 신호선(71)을 통해 지상에서 확인 가능한 계측기(72)에 전달되어 작업자에게 안내된다. 압력센서(70)는 도면에 제2마감티(30)에 설치된 것으로 도시되었으나 이에 한정되지 아니하고 자유로운 위치 선택이 가능하다.In addition, when the grouting material is injected through the
지열공(1)은 토목공사 이전에 천공되며 따라서 지면에서부터 토목공사 굴착예정선을 지나 계획 심도까지 천공된다.The geothermal hole (1) is drilled before civil engineering work, and thus from the ground to the planned depth through the excavation schedule.
열교환 코일관(10)은 밀폐형 지중열교환기에 맞춰 공급부(11)와 환수부(12)가 나란하게 상하 종방향으로 배열되면서 저부가 연결(U 밴드 등)되는 구조이며, 공급부(11)와 환수부(12)는 하나 이상의 연결부(13)를 통해 서로 간격을 유지하도록 연결된다. 또한, 깊은 심도까지 삽입 설치되는 과정에서 비중이 낮은 재질로 인해 지열공(1) 내부에서 부상되는 것을 방지하기 위해 별도의 하중부가체(14)를 결합하여 설치될 수 있다. 하중부가체(14)는 연결부(13)를 겸용하는 것도 가능하다.The heat
열교환 코일관(10)은 상단부가 토목공사 굴착예정선보다 높게(예를 들어 1m 높게) 배치되는 길이로 이루어지며, 왜냐하면 토목공사 굴착 후 별도의 추가 굴착없이 열교환 코일관(10)에 연결된 제1,2마감티(20,30)에 공급계통(공급관)과 환수계통(환수관)을 연결하여야 하기 때문이다.The heat
도 1과 도 3에서 보이는 것처럼, 제1,2마감티(20,30)는 열교환 코일관(10)의 공급부(11)와 환수부(12)의 상단부에 결합{융착 등, 열교환 코일관(10)의 재질에 따라 달라짐}되어 열교환 코일관(10)의 내부를 밀폐함으로써 그라우팅과 토목공사 굴착 시 오염을 방지한다.As shown in FIGS. 1 and 3, the first and
제1,2마감티(20,30)는 내부가 열교환 코일관(10)의 공급부(11) 및 환수부(12)와 통하는 공간이 구비된다. 제1,2마감티(20,30)는 반드시 통상의 배관용 T형태를 의미하는 것은 아니고 단순히 두 개 유로 방향만을 필요로 할 경우 일자형 소켓도 포함된다. 한편, 공급계통과 환수계통이 연결되는 제1,2연결부(21,31)가 내부와 통하도록 예를 들어 외주면에 돌출 형성되고, 물론 제1,2연결부(21,31)는 제1,2마개(22,32)를 통해 개폐된다. 제1,2마개(22,32)는 공급계통과 환수계통의 연결 시 분리된다. The first and
제1,2연결부(21,31)는 내주면에 나사선이 형성되고, 제1,2마개(22,32)는 상기 나사선에 나사 체결되는 볼트 형태이다. 물론, 나사산 없이 열융착을 통해서도 동일한 효과를 구현할 수 있다.The first and second connecting
제1,2마감티(20,30)는 각각 저부가 열교환 코일관(10)의 공급부(11) 및 환수부(12)의 상단부에 각각 융착 등으로 연결된다.The bottoms of the first and
제1,2마감티(20,30)는 연결부(33)를 통해 서로 연결되는 단일화도 가능하다.The first and
제1,2마감티(20,30)는 공급계통과 환수계통의 용이한 연결을 위하여 제1,2연결부(21,31)가 서로 다른 높이로 구성될 수 있다.The first and second finishing
제1,2마감티(20,30)는 열교환 코일관(10)에 일체로 구성되는 것도 가능하다.The first and second finishing
즉, 열교환 코일관(10)은 상단부가 밀폐형이면서 공급계통 및 환수계통과 연결이 가능한 상단 헤드부를 포함하는 것이며, 제1,2마감티(20,30)는 상단 헤드부인 것이다.That is, the heat
제2마감티(30)도 제1마감티(20)와 동일한 구조이며 막음판(33)이 구비된다.The second finishing
도 1, 도 2, 도 4 및 도 5에서 보이는 바와 같이, 제1마감티(20)는 색상액 주입관(40)이 연결되는 구조이며, 따라서 제2마감티(30)와 달리 상단부가 막음판(23)으로 밀폐되면서 막음판(23)의 상부에는 색상액 주입관(40)이 연결되는 예를 들어 관형의 융착부(24)가 구비될 수 있다.1, 2, 4 and 5, the first finishing
색상액 주입관(40)은 저부가 제1마감티(20)에 연결되며 상부가 지상에 배치되어 색상액 공급기(200)와 연결되도록 구성된다.The color
색상액 공급기(200)는 색상액이 저장되는 색상액 탱크(210), 색상액 탱크(210)에 저장된 색상액을 색상액 주입관(40)에 공급하는 색상액 펌프(22)로 구성된다. The
색상액 주입관(40)은 내부에 공급되는 색상액을 외부로 주입하기 위한 하나 이상의 색상액 주입홀(41)을 포함한다.The color
색상액 주입관(40)은 저부가 제1마감티(20)의 상단부에 융착 등으로 연결되며Color
색상액 주입홀(41)의 위치는 바람직하게 제1,2마감티(20,30)와 근접하는 곳인 색상액 주입관(40)의 저부이며, 물론 저부로 한정되는 것은 아니다. 또한, 색상액 주입홀(41)이 구성되는 별도의 주입관부(43)를 포함한다.The position of the color
주입관부(43)는 상단 헤드부 주변에 위치할 것이며, 색상액 주입관(40)에 방사상 관 형태로 형성(도 11 참고)되거나, 링의 형태로 형성(도 12)될 수 있다.The
색상액 주입홀(41)은 그라우팅 시 그라우트재가 유입되지 못하도록 체크밸브가 구성되는 것이 바람직하다.Color
색상액 주입관(40)은 직관 형태(정확한 심도 계측을 위한 직관)로서 외주면에 눈금(42)(도 6 참고)이 표시된다.Color
눈금(42)은 지면을 기준으로 하는 제1,2마감티(20,30)의 삽입 깊이를 확인하기 위한 것이며, 따라서, 색상액 주입관(40)의 하단부를 "0"으로 시작하여 상부에 이르기까지 일정 간격(예를 들어 1m)으로 표시될 수 있다.The
색상액 주입관(40)은 눈금(42)에 의한 정확한 계측을 위하여 직선의 선형을 유지하도록 구성되며, 2개 이상의 관이 커플러를 통해 연쇄적으로 연결될 수 있다.Color
이렇게 색상액 주입관(40)의 외주면에 형성된 눈금(42)으로 인해 작업자는 토목공사 굴착 예정선에 맞춰 정확히 상단 헤드부가 위치할 수 있도록 열교환 코일관(10)의 삽입이 가능하다.Thus, the
색상액은 그라우트재와 다른 색상으로 바람직하게 회색의 그라우트재와 식별이 용이한 붉은 계통의 염료이다.The color liquid is a grout material which is different from the grout material, and preferably a gray grout material and a red dye that is easy to identify.
색상액 주입관(40)에 의한 색상액의 주입 시점은 그라우팅 공정 중(그라우팅 양생 전)이며, 특히 주입관부(43)의 방사상관 또는 환형 형태에 따라 색상액이 그라우팅 기둥(50) 외주면을 따라 고정되어지게 된다. 따라서, 지열공(1) 안에는 그라우팅 기둥(50)과 다른 색상의 구간이 형성된다.The injection point of the color liquid by the color
그라우팅 기둥(50)은 지열공(1) 안에 그라우트재의 주입과 양생을 통해 형성되며, 그라우팅 호스(51)를 포함하는 그라우팅 장비를 통해 형성된다.The
밸브(333,340)와 압력센서(70)가 설치되고 열교환 코일관(10) 내부에 수압이 걸려진 상태에서 삽입이 완료되고 존치되는 중 토목공사의 터파기가 진행되어지게 되고 이 과정에서 정확한 상단 헤드부의 위치가 색상으로 표식된 그라우팅기둥의 시각효과로 인해 작업자에게 인식되어질 수 있다고는 하나 작업 중 실수를 방지할 수 있도록 별도의 경고표시용 밴드(80)(pvc 등)를 상단 헤드부에 감아 둘 수 있다.While the
압력센서(70)가 설치되는 경우 열교환 코일관(10) 내부의 압력 감지를 위하여 막음판(23,33)은 적용되지 않는다.When the
본 발명에 의한 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기의 시공 방법은 다음과 같다(도 2 참고).The construction method of the vertical hermetic underground heat exchanger having a color warning grouting section according to the present invention is as follows (see FIG. 2).
1. 지열공 굴착.1. Geothermal excavation.
지면에서부터 설계심도까지 지열공(1)을 굴착하며, 이 과정에서 토목공사 굴착예정선을 통과하게 된다. 지면에서부터 토목공사 굴착예정선까지의 깊이를 확인하여야 한다.The geothermal hole (1) is excavated from the ground to the design depth, and in the process, it passes through the excavation schedule. The depth from the ground to the scheduled excavation line for civil works should be ascertained.
2. 열교환 코일관 조립체 설치.2. Install the heat exchanger coil tube assembly.
열교환 코일관(10), 제1,2마감티(20,30), 색상액 주입관(40)은 이미 지상(공장)에서 조립된 조립체로 취급된다.The heat
지상에서 열교환 코일관 조립체를 지열공(1) 안에 삽입 설치한다.Insert the heat exchange coil pipe assembly into the geothermal hole (1) from the ground.
이때, 그라우팅 호스(51)도 함께 삽입 설치된다.At this time, the
이 때, 제1,2마감티(20,30)가 토목공사 굴착예정선보다 높게, 예를 들어 1m 높게 배치하며, 작업자는 색상액 주입관(40)의 눈금(42)을 확인하여 제1,2마감티(20,30)의 삽입 설치 깊이를 맞출 수 있다.At this time, the first and second finishing tea (20, 30) is placed higher than, for example, scheduled for excavation of civil engineering, for example, 1m high, the operator checks the
3. 수압시험3. Hydraulic test
제1,2마감티(20,30)에 연결 설치된 제1 연결부(21)에 설치되는 밸브(330,340)를 통해 수압을 위한 청수를 주입하여 수압시험을 시행하여 열교환 코일관(10)의 누출여부를 확인한다. 가해진 수압은 열교환 코일관(10)의 삽입이 완료되고 그라우팅 재 주입과 양생이 완료된 이후라도 해지하지 않는다.Whether or not the heat
4. 그라우팅.4. Grouting.
그라우팅 호스(51)를 통해 지열공(1) 안에 그라우트재를 주입하여 그라우팅 기둥(50)을 형성한다. 그라우팅 기둥(50)은 양생을 통해 지중에 기둥을 형성하게 되는 것이다. 그라우팅 호스(51)는 그라우팅재를 주입하면서 순차적으로 인발하거나 깊이가 깊지 않을 경우 존치하는 것을 포함한다. The
4. 색상액 주입.4. Color infusion.
그라우트재가 양생되기 전(예를 들어 지열공의 외부로 그라우트재가 넘칠 때)에 지상에서 색상액 주입관(40)에 색상액을 공급하며, 색상액을 그라우트재와 혼합 또는 청수와 혼합하여 공급한다.Before the grout material is cured (for example, when the grout material overflows to the outside of the geothermal hole), the color liquid is supplied to the color
색상액은 색상액 주입홀(41)을 통해 색상액 주입관(40)의 주변으로 분사된다.The color liquid is sprayed to the periphery of the color
색상액의 양에 따라 일정 구간에 색상액이 퍼지게 되어 색상 경고 구간이 형성된다.According to the amount of the color liquid spreads the color liquid in a certain section is formed a color warning section.
그라우트재의 양생과 함께 색상액이 경화되기 때문에 색상 경고 구간은 유실없이 기둥의 형태를 유지한다.As the color liquid hardens with curing of the grout material, the color warning section maintains the shape of the column without loss.
색상액 공급기(200)를 색상액 주입관(40)과 분리하고, 필요 시 지면 위로 돌출된 색상액 주입관(40)을 절단할 수 있다.The color
이상의 공정을 통해 본 발명의 시공을 완료하며, 이 후 토목 공사를 하게 된다.Complete the construction of the present invention through the above process, after which the civil works.
도 7과 도 8에서 보이는 것처럼, 토목 공사 시 굴착을 하게 되며, 작업자는 굴착기가 그라우팅 기둥(50)에 걸리는 것을 확인할 수 있어, 그라우팅 기둥(50)을 손상시키지 않고 굴착하게 된다.As shown in FIG. 7 and FIG. 8, excavation is carried out during civil works, and the worker can confirm that the excavator is caught by the
한편, 굴착 중에 색상경고구간이 나타나게 될 것이며, 굴착 작업자는 그라우팅 기둥(50) 및 지반으로부터 용이하게 식별되는 색상의 확인을 통해 굴착작업을 더욱 주의 깊게 하게 된다.On the other hand, the color warning section will appear during the excavation, the excavation worker will be more careful in the excavation work by checking the color easily identified from the
이 때, 추가적으로 보호관(60)을 색상경고구간에 덧씌울 수 있다.In this case, the
보호관(60)은 토목 공사 시 설치하는 것도 가능하지만, 다른 방법으로서 열교환 코일관 조립체의 조립 시 미리 설치하는 것도 가능하며, 단, 보호관(60)은 그라우팅과 색상액 주입을 간섭하지 않아야 하고 색상액 주입관(40) 등에 고정되어야 한다. 보호관(60)은 강관제이거나 또는 발파 충격 등으로부터 완충기능을 활 수 있는 쿳션기능이 있는 합성수지 재질의 원통관으로 할 수도 있다.The
지중 열교환시스템을 설치 완료한 후 먼저, 도 9에서 보이는 것처럼, 제1,2마감티(20,30)에 수압 시험장비(300)를 연결하여 수압시험을 할 수 있다.After the installation of the underground heat exchanger system, first, as shown in FIG. 9, the
수압 시험장비(300)는 급수탱크(310), 수압 펌프(320), 제1,2마감티(20,30)의 제1,2연결부(21,31)에 연결되는 밸브(330,340)(이 밸브는 공급측과 환수측이 각각 연결되는 것으로, 열교환 코일관에 연결된 상태로 지중에 먼저 삽입될 수 있음) 및 압력계(350) 등을 포함한다.
수압시험을 완료한 후에는 압력센서(70)에 연결한 신호선(71)을 색상액 주입관(40)과 함께 지상으로 인출하여 지상에서 계측기(72)를 통해 이상 유무를 감시할 수 있도록 한다. 토목공사 완료 후에는 수압이 정상적으로 유지되고 있는지를 재차 확인하고 재 수압시험이 필요할 경우 상기 시행방법을 통해 재 시행할 수 있다.After completing the hydraulic test, the
토목공사를 완료한 후에는 제1,2마감티(20,30)의 제1,2연결부(21,31) 또는 이를 제거한 상단 헤드부에 별도의 연결부를 구성하여 지중 열교환 시스템의 공급계통과 환수계통을 연결한다.After completing the civil engineering work, the first and second connecting
1 : 지열공,
10 : 열교환 코일관, 20,30 : 제1,2마감티
21,31 : 제1,2연결부, 40 : 색상액 주입관
41 : 색상액 주입홀, 42 : 눈금
50 : 그라우팅 기둥, 60 : 보호관
70 : 압력센서, 80 : 경고표시용 밴드1: geothermal hole,
10: heat exchange coil pipe, 20,30: the first and second finish tea
21,31: 1st, 2nd connection part, 40: color liquid injection tube
41: color liquid injection hole, 42: graduation
50: grouting pillar, 60: protective tube
70: pressure sensor, 80: warning display band
Claims (6)
상단부가 지열 열교환시스템의 공급계통 및 환수계통에 연결되는 열교환 코일과;
상기 열교환 코일관의 상단부에 밀폐 형성되는 상단 헤드부와;
상기 상단 헤드부에 연결되면서 상부가 지상에 배치되며 다른 색의 색상액을 공급받아 상기 지열공 안에 주입하는 색상액 주입관과;
상기 상단 헤드부에 연결되면서 상부가 지상에 배치되며 그라우트재를 공급하는 그라우팅 호스와;
그라우트재의 주입을 통해 상기 지열공 안에 형성되는 그라우팅 기둥을 포함하며,
상기 상단 헤드부는 상기 토목공사 굴착예정선보다 높게 배치되고, 상기 그라우팅 기둥의 양생 전에 상기 색상액 주입관을 통해 색상액을 주입하여 상기 상단 헤드부 주변에 색상경고구간을 형성함으로써 굴착 작업을 안내하는 것을 특징으로 하는 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기.A geothermal hole formed from the ground to the design depth passing through the excavation line for civil works;
A heat exchange coil having an upper end connected to a supply system and a return system of the geothermal heat exchange system;
An upper head part sealed to an upper end of the heat exchange coil pipe;
A color liquid injection tube connected to the upper head and having an upper portion disposed on the ground, and receiving a color liquid of a different color into the geothermal hole;
A grouting hose connected to the upper head and disposed above the ground to supply grout material;
It includes a grouting column formed in the geothermal hole through the injection of grout material,
The upper head portion is disposed higher than the civil engineering excavation line, to guide the excavation work by forming a color warning section around the upper head portion by injecting the color liquid through the color liquid injection tube before curing the grouting pillar Vertical hermetic underground heat exchanger with color warning grouting section.
열교환 코일관(10)과 상단 헤드부 및 색상액 주입관(40)을 조립한 조립체를 상기 지열공(1) 안에 삽입 설치하되, 상기 상단 헤드부를 상기 토목공사 굴착예정선보다 높게 배치하는 제2단계와;
열교환 코일관(10) 내부에 상기 상단 헤드부를 통해 수압시험을 시행한 후 계획심도까지 열교환 코일관(10)을 삽입 설치하는 3단계와;
상기 제3단계 후 지열공 안에 그라우트재를 주입하여 그라우팅 기둥을 형성하는 제4단계와;
상기 제4단계에 의한 그라우트의 양생 전에 상기 상단 헤드부의 주변에 색상액을 주입하여 그라우트재와 다른 색상의 색상경고구간을 형성하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 색상 경고 그라우팅 구간을 갖는 수직 밀폐형 지중열교환기의 시공 방법.
A first step of digging a geothermal hole to a design depth while passing through a civil engineering excavation line from the ground;
A second step of inserting and installing an assembly in which the heat exchange coil tube 10, the upper head portion, and the color liquid injection tube 40 are inserted into the geothermal hole 1, and disposing the upper head portion higher than the civil engineering excavation line Wow;
Performing a hydraulic test through the upper head part in the heat exchange coil tube 10 and inserting and installing the heat exchange coil tube 10 to a planned depth;
A fourth step of forming a grouting pillar by injecting a grout material into the geothermal holes after the third step;
And a fifth step of forming a color warning section having a color different from that of the grout material by injecting a color solution around the upper head before curing the grout according to the fourth step. Construction method of hermetic underground heat exchanger.
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