KR20220025324A - 집수구조체를 포함하는 지열히트펌프 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기, 사방밸브 및 팽창밸브를 구비하는 히트펌프 유닛; 지중에 매설되어 지하수를 수집하고, 제1 집수유공관 및 제2 집수유공관을 포함하는 집수유닛; 수집된 상기 지하수에 포함된 이물질을 여과하는 여과유닛; 상기 여과유닛을 거친 상기 지하수를 상기 히트펌프 유닛으로 공급하는 급수유닛;을 포함하는 집수구조체를 포함하는 지열히트펌프 시스템을 제공한다.

Description

집수구조체를 포함하는 지열히트펌프 시스템{Geothermy heat Pump System Comprising Sump Structure}
본 발명은 집수구조체를 포함하는 지열히트펌프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 냉난방을 위하여 사용되는 에너지원으로서는 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료를 이용하거나, 또는 이들 화석연료나 원자력을 이용하여 생산된 전력 에너지를 주로 사용하고 있다. 그러나 화석 연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해물질로 인하여 수질 및 환경을 오염시키는 단점이 있으므로, 근래에는 이를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 대체에너지 중에서도 무한한 에너지원을 갖는 풍력, 태양열 및 지열 등에 관한 연구와 이를 이용한 냉난방장치가 사용되고 있는데, 이들 에너지원은 공기 오염과 기후변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면 에너지 밀도가 대단 히 낮은 단점이 있다.
화석에너지의 고갈과 환경오염 문제가 대두되면서 청정에너지, 즉 태양열, 지중열, 풍력 등과 같은 자연에너지의 활용에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있고, 실제로 태양열 및 지중열을 활용하여 히트펌프 냉난방을 행하는 시스템의 활용이 증가되고 있다.
냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 히트펌프(heat pump)를 이용한 냉난방 시스템은 하나의 시스템으로 냉방 및 난방을 모두 행할 수 있는 장점이 있다.
이러한 장점에 따라 냉방 및 난방이 필요한 곳에 히트펌프를 이용한 냉난방 시스템을 설치하는 사례가 증가되고 있다.
그 일환으로 본 출원인은 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1316691호(이하,‘선행기술 1’이라 함)를 통하여 지중열 및 태양열을 이용한 히트펌프 냉난방 시스템 및 그의 제어방법을 제안한 바 있는데, 이 시스템은 히트펌프를 이용함으로써 하나의 시스템으로 냉방 및 난방을 모두 행할 수 있을 뿐만 아니라 청정에너지를 활용함으로써 화석에너지의 사용을 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 KR 특허출원번호 제10-2014-0152699호(발명의 명칭 : 부하조절기능을 구비한 히트펌프 냉난방 시스템)에서는 한 쌍의 열교환기와 압축기와 사방밸브 및 팽창밸브가 구비된 히트펌프 유닛과, 한 쌍의 열교환기에 열매체가 순환되도록 한 쌍씩 각각 연결된 두 쌍의 순환관과, 두 쌍의 순환관 중 하나 이상에 설치되어 열매체의 유량을 조절하는 유량조절부와, 두 쌍의 순환관 중 유량조절부가 설치된 순환관에 설치되어 열매체의 유량 및 온도를 측정하는 센싱부를 포함하는 냉난방 시스템에 대해 개시하고 있고,
KR 특허출원번호 제10-2012-0134659호(발명의 명칭 : 대구경 천공을 활용한 혼합형 지열시스템 및 그 시공방법)에서는 지하 저장조를 구비하여 지열을 이용하는 밀폐형 지열 시스템에 대해 청구하고 있고, KR 공개특허 10-2008-0014916(발명의 명칭 : 지하수 심정 하부까지 설치된 무공관과 연결하여 지중열교환 효율을 향상하도록 한 지열용 환수 햇더 장치)는 개방형 및 밀폐형 지열 시스템의 장점을 혼합한 지열 시스템에 대해 개시하고 있다.
그러나 상술한 특허 문헌들의 경우 지중열 및 태양열 수집 장치를 모두 설치하여 설치 비용이 증가하거나 또는 지중열 수집 장치 또는 태양열 수집 장치 중 하나의 수집 장치만 설치하는 경우라도 에너지 수집 효율을 높이기 위해 수집 장치의 구조가 복잡해지는 문제를 해결할 수 없었다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명의 발명자들은 기존의 지열히트펌프 시스템과 비교하여 열효율이 우수한 지열히트펌프 시스템을 개발하기 위해 예의 연구 노력하였다.
따라서 본 발명의 목적은 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명은 지열히트펌프 시스템을 제공한다.
본 발명의 발명자들은 기존의 지열히트펌프 시스템과 비교하여 열효율이 우수한 지열히트펌프 시스템을 개발하기 위해 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 기존 열교환기를 이용하는 방식 대신 지하수를 직접 이용하되, 지하수에 포함된 불순물을 제거할 수 있는 역세척이 가능한 여과유닛을 이용하여 여과된 지하수를 이용할 경우 지열히트펌프의 효율을 20-30% 상승시킬 수 있는 것은 물론, 지하수의 수질을 개선할 수 있다는 사실을 확인하였다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 압축기, 사방밸브 및 팽창밸브를 구비하는 히트펌프 유닛; 지중에 매설되어 지하수를 수집하고, 제1 집수유공관 및 제2 집수유공관을 포함하는 집수유닛; 수집된 상기 지하수에 포함된 이물질을 여과하는 여과유닛; 상기 여과유닛을 거친 상기 지하수를 상기 히트펌프 유닛으로 공급하는 급수유닛; 상기 히트펌프 유닛에서 가열된 물을 저장하는 축열탱크; 및 냉각된 물을 저장하는 축냉탱크를 포함하는 집수구조체를 포함하는 지열히트펌프 시스템을 제공한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 여과유닛은 바람직하게는 일측이 상기 집수유닛에 연결된 제1 취수관; 일측이 상기 제1 취수관의 타단부에 연결된 필터케이스와, 상기 필터케이스의 일측 및 타측 사이에 설치된 필터를 갖는 필터; 및 일단부가 상기 필터케이스의 타측에 연결되고, 타측은 상기 급수유닛에 연결된 제2 취수관을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 여과유닛은 필터케이스, 상기 필터케이스 내부에 설치되는 필터 및 상기 필터케이스의 개방된 상측을 커버하는 뚜껑을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 필터케이스는 바람직하게는 상기 필터케이스의 일측 하부에 위치하여 상기 제1 취수관이 연결되는 지하수 유입구; 상기 필터케이스의 타측 상부에 위치하여 상기 제2 취수관이 연결되는 지하수 유출구; 상기 필터케이스의 바닥면에 위치하여 세척수를 배출하는 세척수 배출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 필터는 바람직하게는 상측이 개방되고 측면 및 저면에 다수의 통공이 형성된 제1 필터; 및 상기 제1 필터의 내주면에 밀착 결합하고 상측이 개방되며 측면 및 저면에 다수의 통공이 형성된 제2 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 제2 필터의 통공 크기는 바람직하게는 상기 제1 필터의 통공 크기보다 작을 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 필터케이스의 내주면 둘레에는 바람직하게는 상기 제1 필터를 결합하는 필터결합부가 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 제1 필터의 상측 외주면 둘레에는 바람직하게는 상기 필터 결합부와 결합 가능한 형상이 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 제1 취수관 및 상기 제2 취수관에는 바람직하게는 일측이 상기 제1 취수관에 연결되고, 타측이 상기 제2 취수관에 연결된 역세척관이 결합될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 제1 취수관에는 바람직하게는 유입되는 지하수를 상기 여과유닛 내부로 유입하거나 차단하는 제1 밸브가 설치되고, 상기 역세척관에는 바람직하게는 유입되는 지하수를 상기 역세척관 내부로 유입하거나 차단하는 제2 밸브가 설치되며, 상기 제2 취수관에는 바람직하게는 상기 여과유닛 또는 상기 역세척관에서 유출되는 지하수를 상기 급수유닛으로 공급하거나 차단하는 제3 밸브가 설치되고, 상기 세척수 배출구에 연결된 배관에는 바람직하게는 상기 여과유닛에서 배출되는 세척수를 배출하거나 차단하는 제4 밸브가 설치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 지하수는 바람직하게는 상기 제1 밸브가 개방되고, 상기 제2 밸브가 폐쇄되며, 상기 제3 밸브가 개방되고, 상기 제4 밸브가 폐쇄된 상태에서 상기 제1 취수관, 상기 지하수 유입구, 상기 필터케이스 내부, 상기 제1 필터, 상기 제2 필터, 상기 지하수 유출구 및 상기 제2 취수관을 순서대로 통과하여 상기 급수유닛으로 공급될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 지하수는 바람직하게는 상기 제1 밸브가 폐쇄되고, 상기 제2 밸브가 개방되며, 상기 제3 밸브가 폐쇄되고, 상기 제4 밸브가 개방된 상태에서 상기 제1 취수관, 상기 역세척관, 상기 제2 취수관, 상기 지하수 유출구, 상기 제2 필터, 상기 제1 필터, 상기 세척수 배출구 및 상기 세척수 배출구에 연결된 배관을 순서대로 통과하여 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터를 세척할 수 있다
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 취수부가 상기 제1 집수유공관에 삽입되는 제1 취수관;을 더 포함하고, 상기 제1 집수유공관은 제1 집수유공관 바디와, 상기 제1 집수유공관 바디의 하부에만 구비된 다수 개의 관통홀을 포함하고, 상기 제1 취수관의 취수부 하단 중 적어도 일부분은 상기 제1 집수유공관의 다수 개의 관통홀 중 적어도 일부와 그 높이가 같거나 더 낮도록 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 제1취수관과 연결되며, 상기 히트펌프 유닛과 열교환하되 각각에 흐르는 유체가 서로 연통하지 않도록 구비된 열교환기;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명은 압축기, 사방밸브 및 팽창밸브를 구비하는 히트펌프 유닛; 지중에 매설되어 지하수를 수집하고, 제1 집수유공관 및 제2 집수유공관을 포함하는 집수유닛; 수집된 상기 지하수에 포함된 이물질을 여과하는 여과유닛; 상기 여과유닛을 거친 상기 지하수를 상기 히트펌프 유닛으로 공급하는 급수유닛; 상기 히트펌프 유닛에서 가열된 물을 저장하는 축열탱크; 및 냉각된 물을 저장하는 축냉탱크를 포함하는 집수구조체를 포함하는 지열히트펌프 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명인 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명인 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템에 포함된 여과유닛의 분해도를 나타낸다.
도 3은 본 발명인 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템에 포함된 여과유닛의 단면도를 나타낸다.
도 4는 여과유닛에 포함된 제1 필터의 사시도를 나타낸다.
도 5는 여과유닛에 포함된 제2 필터의 사시도를 나타낸다.
도 6은 수집된 지하수가 여과유닛을 통해 급수유닛으로 공급되는 모습을 나타내는 참고도이다.
도 7은 수집된 지하수를 이용하여 여과유닛을 세척하는 모습을 나타내는 참고도이다.
도 8은 본 발명인 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템의 일부분을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명인 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 10은 상기 다른 실시예에 따른 지열히트펌프 시스템의 집수유닛을 확대한 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템(100)의 개략도가 도시되어 있고, 도 2 및 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템(1)에 포함된 여과유닛(30)의 분해도 및 단면도가 도시되어 있으며, 도 4 및 도 5에는 상기 여과유닛(30)에 포함된 제1 필터 및 제2 필터의 사시도가 도시되어 있고, 도 6 및 도 7에는 상기 여과유닛(30)을 이용하여 지하수를 여과하는 내용 및 지하수를 이용하여 상기 여과유닛(30)을 역세척하는 내용과 관련된 참고도가 도시되어 있으며, 도 8 및 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템(1)다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템(1)은 히트펌프 유닛(10), 제1 집수유공관(21) 및 제2 집수유공관(22)을 포함하는 집수유닛(20), 제1 취수관(31), 지하수 유입구(321), 지하수 유출구(322), 필터결합부(323) 및 세척수 배출구(324)를 포함하는 필터케이스(32), 필터(33), 제1 필터의 통공(3311) 및 결합 가능한 형상(3312)을 포함하는 제1 필터(331), 제2 필터의 통공(3321)을 포함하는 제2 필터(332), 제2 취수관(34), 뚜껑(35) 및 역세척관(36)을 포함하는 여과유닛(30), 급수유닛(40), 축열탱크(50), 축냉탱크(60) 및 제1 밸브(71), 제2 밸브(72), 제3 밸브(73) 및 제4 밸브(74)를 포함하는 밸브(70)를 포함한다.
상기 히트펌프 유닛(10)은 한 쌍의 열교환기, 압축기, 사방밸브, 팽창밸브 및 그 내부를 유동하는 작동유체를 구비하고, 상기 압축기의 작동에 따라 히트펌프 유닛(10)에 연결된 관로를 통하여 순환되는 열매체가 상기 히트펌프 유닛(10)을 경유하면서 상기 작동유체에 의해 가열 또는 냉각이 이루어지도록 한다.
참고로, 작동유체로는 통상적인 냉동사이클에 사용되는 염화불화탄소(CFC), 수소염화불화탄소(HCFC), 수소화불화탄소(HFC), 과불화탄소(PFC)와 같은 것이 사용될 수 있다.
상기 집수유닛(20)은 제1 집수유공관(21) 및 제2 집수유공관(22)을 포함한다.
상기 여과유닛(30)은 제1 취수관(31), 지하수 유입구(321), 지하수 유출구(322), 필터결합부(323) 및 세척수 배출구(324)를 포함하는 필터케이스(32), 필터(33), 제1 필터의 통공(3311) 및 결합 가능한 형상(3312)을 포함하는 제1 필터(331), 제2 필터의 통공(3321)을 포함하는 제2 필터(332), 제2 취수관(34), 뚜껑(35) 및 역세척관(36)을 포함한다.
상기 제1 취수관(31)은 금속 또는 합성수지를 이용하여 관로 형태로 제작될 수 있고, 집수유닛(20)에서 수집된 수자원을 여과유닛(30)에 유입시킨다. 제1 취수관(31)의 일 단부는 집수유닛(20)과 연결되고, 타 단부는 여과유닛(30)과 연결된다. 제1 취수관(31)의 중간 부분에는 역세척관(36)의 일 단부가 연결된다.
상기 필터케이스(32)는 금속 또는 합성수지로 제작될 수 있으며, 지하수 유입구(321), 지하수 유출구(322), 필터결합부(323) 및 세척수 배출구(324)로 구성된다.
상기 지하수 유입구(321)는 필터케이스(32)의 일 측 하부에 형성되고, 제1 취수관(31)의 타 단부가 결합하여 집수유닛(20)에서 수집된 수자원을 필터케이스(32) 내부로 유입한다.
상기 지하수 유출구(322)는 필터케이스(32)의 타 측 상부에 형성되고, 제2 취수관(34)의 일 단부가 결합하여 필터케이스(32) 내부에서 필터링된 수자원을 급수유닛(40)과 히트펌프 유닛(10)로 이송한다.
상기 필터결합부(323)는 필터케이스(32)의 내주면 둘레에 형성되어 제1 필터(331)를 결합한다. 필터결합부(323)와 제1 필터(331)의 결합면에는 실링부(도시되지 않음)가 위치하여 지하수 유입구(321)를 통해 유입된 수자원이 필터링되지 않고 지하수 유출구(322)로 유출되는 것을 방지한다.
상기 세척수 배출구(324)는 필터케이스(32)의 저면에 형성되어 역세척에 사용된 수자원을 필터케이스(32) 외부로 배출한다. 세척수 배출구(324)에는 역세척관(36)의 일 단이 결합하고, 역세척관(36)에는 제4 밸브(74)가 설치되어 역세척에 사용된 수자원의 배출여부를 결정한다.
상기 필터(33)는 제1 필터(331)와 제1 필터(331) 내부에 위치하는 제2 필터(332)로 구성되고, 제1 필터(331)는 제1 필터의 통공(3311) 및 결합 가능한 형상(3312)을 포함하고, 제2 필터(332)는 제2 필터의 통공(3321)을 포함한다.
상기 제1 필터(331)는 제1 필터의 통공(3311) 및 결합 가능한 형상(3312)을 포함하고, 상측이 개방되고 측면 및 저면에 다수의 통공이 형성된다.
상기 제2 필터(332)는 제2 필터의 통공(3321)을 포함하고, 상기 제1 필터(331)의 내주면에 밀착 결합하고 상측이 개방되며 측면 및 저면에 다수의 통공이 형성된다.
여기서, 상기 제2 필터의 통공(3321) 크기는 상기 제1 필터의 통공(3311) 크기보다 작다. 제1 필터의 통공(3311)을 통해 큰 사이즈의 이물질을 걸러내고, 제2 필터의 통공(3321)을 통해 제1 필터의 통공(3311)으로 필터링하지 못한 이물질을 걸러낸다.
상기 제2 취수관(34)은 필터케이스(32)에서 여과된 수자원을 급수유닛(40)과 히트펌프 유닛(10)로 이송하고, 제2 취수관(34)의 일 단부는 지하수 유출구(322)에 결합하고, 제2 취수관(34)의 타 단부는 급수유닛(40)과 결합한다.
상기 뚜껑(35)은 금속 또는 합성수지로 제작되고, 필터케이스(32)의 개방된 상측을 커버한다. 뚜껑(35)과 필터케이스(32)가 결합하는 결합면에는 패킹부재(도시되지 않음)가 결합하여 필터케이스(32) 내부로 유입된 수자원이 누수되는 것을 방지한다.
상기 역세척관(36)은 지하수 유출구(322)를 통해 수자원을 필터케이스(32) 내부로 유입하여 필터를 세척한 다음, 세척수 배출구(324)를 통해 세척수를 필터케이스(32) 외부로 배출하는 역할을 한다. 역세척관(36)의 일 단부는 제1 취수관(31)과 결합하고, 타 단부는 제2 취수관(34)과 결합한다. 역세척관(36)에는 역세척 여부를 결정하는 제2 밸브(72)가 설치된다.
상기 급수유닛(40)은 모터 펌프(도시되지 않음) 등을 이용하여 필터케이스(32)에서 필터링된 수자원을 히트펌프 유닛(10)으로 이송한다. 급수유닛(40)의 일 측에는 제2 취수관(34)이 결합하고, 급수유닛(40)의 타 측에는 히트펌프 유닛(10)과 결합된 관로가 결합한다. 급수유닛(40)에 포함된 모터 펌프에서 발생한 흡입력을 이용하여 집수유닛(20)에서 수집된 수자원을 시스템 전체로 순환시킨다.
상기 축열탱크(50)는 히트펌프 유닛(10)에 의해 가열된 수자원을 보관하는 역할을 한다. 축열탱크(50)는 보관된 수자원에 축적된 열기를 장시간 보존하기 위해 외주면에 스트로폼 등의 단열재(도시되지 않음)가 피복될 수 있다.
상기 축냉탱크(60)는 냉각된 수자원을 보관하는 역할을 한다. 축냉탱크(60)는 보관된 수자원에 축적된 냉기를 장시간 보존하기 위해 외주면에 스트로폼 등의 단열재(도시되지 않음)가 피복될 수 있다.
상기 밸브(70)는 제1 밸브(71), 제2 밸브(72), 제3 밸브(73) 및 제4 밸브(74)를 포함한다.
상기 제1 취수관(31)에는 유입되는 수자원을 여과유닛(30) 내부로 유입하거나 차단하는 제1 밸브(71)가 설치된다,
상기 역세척관(36)에는 유입되는 수자원을 역세척관(36) 내부로 유입하거나 차단하는 제2 밸브(72)가 설치된다.
상기 제2 취수관(34)에는 여과유닛(30) 또는 역세척관(36)에서 유출되는 수자원을 급수유닛(40)으로 공급하거나 차단하는 제3 밸브(73)가 설치된다.
상기 세척수 배출구(324)에 연결된 배관에는 여과유닛(30)에서 배출되는 수자원을 배출하거나 차단하는 제4 밸브(74)가 설치된다.
도 6을 참조하면, 상기 여과유닛(30)은 지하수를 공급한다.
수자원은 제1 밸브(71)가 개방되고, 제2 밸브(72)가 폐쇄되며, 제3 밸브(73)가 개방되고, 제4 밸브(74)가 폐쇄된 상태에서 제1 취수관(31), 지하수 유입구(321), 필터케이스(32) 내부, 제1 필터(331), 제2 필터(332), 지하수 유출구(322) 및 제2 취수관(34)을 순서대로 통과하여 급수유닛(40)으로 공급한다.
상기 여과유닛(30)을 통과한 여과된 수자원은 별도의 열교환기와의 열교환 없이 히트펌프 유닛(10)으로 직접 공급되서 열교환을 진행한다.
도 7을 참조하면, 상기 여과유닛(30)은 수자원을 이용하여 역세척한다.
수자원은 제1 밸브(71)가 폐쇄되고, 제2 밸브(72)가 개방되며, 제3 밸브(73)가 폐쇄되고, 제4 밸브(74)가 개방된 상태에서 제1 취수관(31), 역세척관(36), 제2 취수관(34), 지하수 유출구(322), 제2 필터(332), 제1 필터(331), 세척수 배출구(324) 및 세척수 배출구(324)에 연결된 배관을 순서대로 통과하여 제1 필터(331) 및 상기 제2 필터(332)를 세척한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템(1)은 제1 집수유공관(21) 및 제2 집수유공관(22)을 포함하는 집수유닛(20)을 포함한다.
상기 제1 집수유공관(21)은 금속, 합성수지 또는 콘크리트 등으로 제작되고, 측면에 다수의 통공이 형성된 관로로, 지중에 매설되며, 측면에 형성된 다수의 통공을 통해 지하수를 제1 집수유공관(21) 내부로 유입한다.
상기 제2 집수유공관(22)은 금속, 합성수지 또는 콘크리트 등으로 제작되고, 측면에 다수의 관통홀이 형성된 관로로, 제1 집수유공관(21) 내부에 설치되며, 측면에 형성된 다수의 관통홀을 통해 제1 집수유공관(21)을 통해 수집된 지하수를 제2 집수유공관(22) 내부로 유입한다.
도 9는 상기 히트펌프(10)와 집수유닛(20) 사이에 열교환기(80)가 구비된 일례를 도시한 것으로, 본 실시예에 따르면 지하수는 상기 열교환기(80)의 내부와 상기 집수유닛(20) 만을 순환할 수 있다.
도 10은 상기 도 9에 도시된 히트펌프 시스템에 구비된 상기 제1 집수유공관(21) 및 제2 집수유공관(22)의 하부를 확대한 것이다.
상기 제1 집수유공관(21)의 다수 개의 관통홀은 제1 집수유공관 바디의 하부에만 형성되고, 제2 집수유공관(22)의 다수 개의 관통홀은 제2집수유공관 바디의 상하부 모두에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1취수관의 취수부 하단 중 적어도 일부분은 상기 제1 집수유공관(21)의 다수 개의 관통홀 중 적어도 일부와 그 높이가 같거나 더 낮도록 구비될 수 있다.
왜냐하면, 상기 제1 집수유공관(21)의 상부에도 다수 개의 관통홀이 구비된 경우, 상기 제2 집수유공관(22) 내부의 지하수가 부족해지면 상기 제1 집수유공관(21) 내부의 지하수가 모두 상기 제2 집수유공관(22)으로 유출되어 취수가 불가능해지는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
케이스 10 제1 유입공 11
제1 유출공 12 제2 유입공 13
제2 유출공 14 안착홈 15
외부순환유로 16 덮개 20
통공 21 구동부 안착부 22
구동부 23 기어 24
내부순환관 30 회전스크류 40
회전축 41 제1 스크류 42
제2 스크류 43 팬 431
제3 스크류 44 열교환기 10

Claims (8)

  1. 압축기, 사방밸브 및 팽창밸브를 구비하는 히트펌프 유닛;
    지중에 매설되어 지하수를 수집하고, 제1 집수유공관 및 제2 집수유공관을 포함하는 집수유닛;
    상기 제1 집수유공관을 통해 취수된 지하수를 상기 히트펌프 유닛으로 공급하는 급수유닛;을 포함하는
    것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    취수부가 상기 제1 집수유공관에 삽입되는 제1 취수관;을 더 포함하고,
    상기 제1 집수유공관은
    제1 집수유공관 바디와, 상기 제1 집수유공관 바디의 하부에만 구비된 다수 개의 관통홀을 포함하고,
    상기 제1 취수관의 취수부 하단 중 적어도 일부분은 상기 제1 집수유공관의 다수 개의 관통홀 중 적어도 일부와 그 높이가 같거나 더 낮도록 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1취수관과 연결되며, 상기 히트펌프 유닛과 열교환하되 각각에 흐르는 유체가 서로 연통하지 않도록 구비된 열교환기;를 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트펌프 유닛과 연통하며, 취수된 상기 지하수에 포함된 이물질을 여과하는 여과유닛;을 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    일측이 상기 제1 집수유공관에 연결된 제1 취수관;을 더 포함하고,
    상기 여과유닛은
    일측이 상기 제1 취수관의 타단부에 연결된 필터케이스와, 상기 필터케이스의 일측 및 타측 사이에 설치된 필터를 갖는 필터; 및
    일단부가 상기 필터케이스의 타측에 연결되고, 타측은 상기 급수유닛에 연결된 제2 취수관;을 포함하는
    것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 필터케이스는
    상기 필터케이스의 일측 하부에 위치하여 상기 제1 취수관이 연결되는 지하수 유입구;
    상기 필터케이스의 타측 상부에 위치하여 상기 제2 취수관이 연결되는 지하수 유출구; 및
    상기 필터케이스의 바닥면에 위치하여 세척수를 배출하는 세척수 배출구;를 포함하는
    것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 필터는 상측이 개방되고 측면 및 저면에 다수의 통공이 형성된 제1 필터; 및 상기 제1 필터의 내주면에 밀착 결합하고 상측이 개방되며 측면 및 저면에 다수의 통공이 형성된 제2 필터를 포함하는
    것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 필터의 통공 크기는 상기 제1 필터의 통공 크기보다 작은
    것을 특징으로 하는 지하수를 이용한 지열히트펌프 시스템.
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