KR20210100440A - 적층형 저심도 지중열교환기 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중열교환기 시공방법에 관한 것으로, (a) 굴착하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 굴착된 공간에 다수의 고정핀을 설치하는 단계; (c) 상기 다수의 고정핀에 파이프의 굴곡부가 접하도록 상기 파이프를 설치하는 단계; (d) 기설정된 높이 만큼 되메우기를 수행하는 단계; 및 (e) 상기 (b) 내지 (d) 단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 지중열교환기 시공방법을 제공한다.

Description

적층형 저심도 지중열교환기 시공방법{Installation Method of a Multi-layer Low-depth Ground Heat Exchanger}

본 발명은 지중열교환기 시공방법에 관한 것으로, 현장에 바로 적용하기 어려웠던 모듈형 지중열교환기의 문제를 개선한 적층형 저심도 지중열교환기 시공방법에 관한 것이다.

건물의 냉난방 열원으로 지중온도를 활용하기 위해 수직으로 깊은 지중열교환기(100~200m)를 이용하나 굴착기 등이 필요하며 설치공사비도 커서 소형 건물에 적용하기 어렵다. 넓은 대지를 활용하여 지중열교환기를 수평으로 1.5~2m정도 깊이에 설치하는 수평형 지중열교환기가 있으나 도심지에서는 넓은 부지를 확보하기 어려워 설치에 어려움이 있다.

이를 보완하기 위해, 저심도 모듈형 지중열교환기(정확한 특허 기술 명칭 기입)가 개발되었으나 모듈형 지중열교환기를 제작하고 설치함에 있어 시간상 갭이 있어 현장에서 바로 적용하기가 어려웠다.

KR 10-2019-0031694 A KR 10-2019-0011946 A KR 10-1935203 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. 특히, 넓은 부지를 확보할 필요 없이 설치하도록 개발된 저심도 모듈형 지중열교환기를 제작하고 설치함에 있어 현장에 바로 적용하기 어려웠던 종래의 모듈형 지중열교환기의 문제를 해결하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, (a) 굴착하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 굴착된 공간에 다수의 고정핀을 설치하는 단계; (c) 상기 다수의 고정핀에 파이프의 굴곡부가 접하도록 상기 파이프를 설치하는 단계; (d) 기설정된 높이 만큼 되메우기를 수행하는 단계; 및 (e) 상기 (b) 내지 (d) 단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 지중열교환기 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따른 시공방법에 의해, 저심도 모듈형 지중열교환기를 제작하고 설치함에 있어 시간상 갭이 있어 현장에 바로 적용하기 어려웠던 문제를 해결할 수 있다.

구체적으로, 종래의 수직밀폐형 지중열교환기에 비해 깊은 보어홀을 굴찰할 필요없이 백호(Back hoe)로 4~5m 깊이를 굴착함으로써 시공비를 절감할 수 있다.

또한, 모듈형 지중열교환기를 제작하는 데에 시간이 소요되나 본 발명에 따르면 현장에서 바로 시공하는 장점이 있어 공기를 단축할 수 있다.

또한, 건물의 냉난방 부하 용량에 맞게 적층 개수를 조정하여 설치할 수 있다.

또한, 고정핀의 설치간격을 조절하여 굴곡부의 곡면은 마찰저항을 최소화 할 수 있다.

도 1 내지 도 2는, 본 발명에 따른 지중열교환기의 시공방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에, 본 발명에 따른 지중열교환기의 파이프 및 고정핀이 도시된다.
도 4는, 본 발명에 따른 지중열교환기의 측면도(되메우기 미도시)이다.
도 5는, 본 발명에 따른 지중열교환기의 평면도(되메우기 미도시)이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지중열교환기의 시공방법을 상세히 설명한다. 여기에서, 본 발명을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다. 본 발명의 형태 및 구성요소의 개수에 있어서도 다양한 변형이 가능하다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 지중열교환기를 설명한다.

본 발명에 따른 지중열교환기는 다수의 층에 설치되는 고정핀, 파이프를 포함하며, 파이프와 연결되는 순환펌프 및 히트펌프를 포함한다.

파이프의 재질로는 고밀도 폴리에틸렌(hdpe)인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

각 층에 설치되는 고정핀에 파이프가 일부 감기도록 설치된 후(도 2 참조), 기정해진 높이만큼 되메우기된다.

되메우기되는 각 층의 기정해진 높이는 30cm인 것이 바람직할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

고정핀의 설치간격을 조절하여 배치하는 것이 바람직한데, 구체적으로, 굴곡부의 곡면은 마찰저항을 최소화 할 수 있는 곡률 반경으로 설치하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 고정핀 이후에 설치되는 파이프의 굴곡부의 곡면은 마찰저항이 최소화된다.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 지중열교환기의 시공방법을 설명한다.

지중열교환기의 시공방법은 다음의 단계로 수행된다.

(a) 굴착하는 단계;

(b) 다수의 고정핀을 설치하는 단계;

이 때, 고정핀의 설치간격을 조절하여 굴곡부의 곡면은 마찰저항을 최소화 할 수 있는 곡률 반경으로 설치하는 것이 바람직할 것이다.

(c) 파이프를 설치하는 단계;

(d) 1층(기정해진 높이만큼의 층) 되메우기를 수행하는 단계;

기정해진 높이를 층으로 결정하여 되메우기를 수행하는 것으로, 바람직한 예시로 30cm를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

(e) 다수의 고정핀을 설치하는 단계;

(f) 파이프를 설치하는 단계;

(g) 2층 되메우기를 수행하는 단계;

(h) (b)단계 내지 (c)단계, 또는 (e) 단계 내지 (f) 단계를 반복(n회) 수행하는 단계;

(i) n층 되메우기를 수행하는 단계;

(j) 지표면까지 상부 되메우기를 수행하는 단계;

(k) 상부 출입구 파이프를 순환펌프, 및 히트펌프와 연결하는 단계;

본 발명에 따른 시공방법을 이용하면 한정된 부지에서 지열을 최대한 채열하기 위한 방법으로 지중열교환기를 현장에서 바로 설치가 가능하다.

또한, 상기와 같은 시공 방법은 종래의 수직밀폐형 지중열교환기에 비해 깊은 보어홀을 굴찰할 필요없이 백호(Back hoe)로 4~5m 깊이를 굴착함으로써 시공비를 절감한다.

또한, 다수의 층을 되메우기하는 단계를 포함하여 건물의 냉난방 부하 용량에 맞게 적층 개수를 조정하여 설치할 수 있다.

Claims (1)

1. (a) 굴착하는 단계;
   (b) 상기 (a)단계에서 굴착된 공간에 다수의 고정핀을 설치하는 단계;
   (c) 상기 다수의 고정핀에 파이프의 굴곡부가 접하도록 상기 파이프를 설치하는 단계;
   (d) 기설정된 높이 만큼 되메우기를 수행하는 단계; 및
   (e) 상기 (b) 내지 (d) 단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는,
   지중열교환기 시공방법.

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