KR20230165315A

KR20230165315A - Ground heat utilization system, control device, control method, program

Info

Publication number: KR20230165315A
Application number: KR1020237037779A
Authority: KR
Inventors: 린리 쿠이; 마사노부 사카이; 도루 야마구치; 겐지 우에다
Original assignee: 미츠비시 쥬코 서멀 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2023-12-05
Also published as: JP7179905B2; WO2022234705A1; CN117136287A; JP2022172656A

Abstract

본 개시에서의 지중열 이용 시스템은 양수 우물과, 주수 우물과, 양수 우물로부터 주수 우물로 연장되는 배관과, 배관을 통해 양수 우물로부터 주수 우물로 지하수를 송수 가능한 펌프와, 배관에 설치되어 있는 열교환기와, 배관에 설치되어, 배관 내의 지하수의 유량을 조정 가능한 제어 밸브와, 펌프의 인버터 제어의 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우, 배관 내의 유량을 좁히도록 제어 밸브를 제어함으로써, 주수 우물에 주수되는 지하수의 유량을 조정하는 제어 장치를 구비한다.The ground heat utilization system in the present disclosure includes a pumping well, an injection well, a pipe extending from the pumping well to the injection well, a pump capable of transmitting groundwater from the pumping well to the injection well through the pipe, and a heat exchanger installed in the pipe. A control valve is installed on the tile or pipe and can adjust the flow rate of groundwater in the pipe, and when the operation frequency of the inverter control of the pump becomes the lowest frequency, the control valve is controlled to narrow the flow rate in the pipe, so that water is poured into the water well. A control device is provided to adjust the flow rate of groundwater.

Description

Ground heat utilization system, control device, control method, program

본 개시는 지중열 이용 시스템, 제어 장치, 제어 방법, 프로그램에 관한 것이다.This disclosure relates to a ground heat utilization system, control device, control method, and program.

본원은 2021년 5월 6일에 일본에 출원된 특허출원 제2021-078700호에 대해 우선권을 주장하며, 그의 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority to Patent Application No. 2021-078700 filed in Japan on May 6, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.

최근, 지하수를 온열원 또는 냉열원으로서 이용하는 지중열 이용 시스템이 제안되고 있다.Recently, a geothermal heat utilization system that uses groundwater as a hot or cold heat source has been proposed.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 양수(pumping) 우물과 주수(water injection) 우물을 구비하며, 양수 우물로부터 지하수를 펌프로 퍼 올려, 열교환기에서 부하측과 열교환을 수행하는 지중열 이용 시스템이 제안되고 있다. 이러한 지중열 이용 시스템은 열교환기를 거친 지하수를 주수 우물에 주입함으로써 축열을 수행한다.For example, in Patent Document 1, a ground heat utilization system is proposed that includes a pumping well and a water injection well, pumps groundwater from the pumping well, and performs heat exchange with the load side in a heat exchanger. It is becoming. This ground heat utilization system performs heat storage by injecting groundwater that has passed through a heat exchanger into a water well.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2018-173256호Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 2018-173256

특허문헌 1에 개시된 지중열 이용 시스템에 있어서, 주수 우물에의 주수 온도를 일정하게 하려면, 저부하 시에 주수 유량을 작게 할 필요가 있다.In the ground heat utilization system disclosed in Patent Document 1, in order to keep the temperature of water poured into the water well well constant, it is necessary to reduce the water flow rate at low load.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 펌프에 있어서, 인버터 제어를 수행하는 경우, 인버터 제어의 최저 주파수에서의 주수 유량보다 작은 주수 유량이 되는 저부하 시에는, 주수 온도를 제어하기 어려운 경우가 있다.However, in the pump disclosed in Patent Document 1, when inverter control is performed, it may be difficult to control the water temperature at low load where the water flow rate is smaller than the water flow rate at the lowest frequency of inverter control.

본 개시는 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉬운 지중열 이용 시스템, 제어 장치, 제어 방법, 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present disclosure was made to solve the above problems, and its purpose is to provide a ground heat utilization system, control device, control method, and program that can easily control the water temperature at low load.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 개시에 관한 지중열 이용 시스템은 양수 우물과, 주수 우물과, 상기 양수 우물로부터 상기 주수 우물로 연장되는 배관과, 상기 배관을 통해 상기 양수 우물로부터 상기 주수 우물로 지하수를 송수(送水) 가능한 펌프와, 상기 배관에 형성되어 있는 열교환기와, 상기 배관에 설치되어, 상기 배관 내의 상기 지하수의 유량을 조정 가능한 제어 밸브와, 상기 펌프의 인버터 제어의 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우, 상기 배관 내의 유량을 좁히도록 상기 제어 밸브를 제어함으로써, 상기 주수 우물에 주수되는 상기 지하수의 유량을 조정하는 제어 장치를 구비한다.In order to solve the above problem, the ground heat utilization system according to the present disclosure includes a pumping well, a water injection well, a pipe extending from the pumping well to the injection well, and ground water flowing from the pumping well to the injection well through the pipe. A pump capable of transmitting water, a heat exchanger formed in the pipe, a control valve installed in the pipe and capable of adjusting the flow rate of the groundwater in the pipe, and the operating frequency of the inverter control of the pump is the lowest frequency. In this case, a control device is provided to adjust the flow rate of the groundwater injected into the water well by controlling the control valve to narrow the flow rate in the pipe.

본 개시에 관한 제어 장치는 양수 우물로부터 퍼 올려져 열교환기를 거쳐 주수 우물에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 상기 양수 우물로부터 상기 주수 우물로 상기 지하수를 송수하는 펌프의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정하는 펌프 동작 제어부와, 상기 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우에, 상기 주수 우물에 주수되는 상기 지하수의 온도에 따라, 상기 주수 우물로 상기 지하수를 보내는 배관에 설치된 제어 밸브의 개도를 조정하는 제어 밸브 개폐 제어부를 구비한다.The control device according to the present disclosure adjusts the operating frequency of the inverter control of the pump that transmits the ground water from the pumping well to the injection well according to the temperature of groundwater pumped from the pumping well and poured into the injection well through a heat exchanger. a pump operation control unit, and, when the operation frequency becomes the lowest frequency, opening and closing a control valve that adjusts the opening degree of the control valve installed in the pipe that supplies the groundwater to the injection well in accordance with the temperature of the groundwater poured into the injection well. A control unit is provided.

본 개시에 관한 제어 방법은 양수 우물로부터 퍼 올려져 열교환기를 거쳐 주수 우물에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 상기 양수 우물로부터 상기 주수 우물로 상기 지하수를 송수하는 펌프의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정하고, 상기 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우에, 상기 주수 우물에 주수되는 상기 지하수의 온도에 따라, 상기 주수 우물로 상기 지하수를 보내는 배관에 설치된 제어 밸브의 개도를 조정한다.The control method according to the present disclosure adjusts the operating frequency of the inverter control of the pump that transmits the groundwater from the pumping well to the injection well according to the temperature of groundwater pumped from the pumping well and poured into the injection well through a heat exchanger, , when the operating frequency becomes the lowest frequency, the opening degree of the control valve installed in the pipe sending the groundwater to the injection well is adjusted according to the temperature of the groundwater poured into the injection well.

본 개시에 관한 프로그램은 컴퓨터에, 양수 우물로부터 퍼 올려져 열교환기를 거쳐 주수 우물에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 상기 양수 우물로부터 상기 주수 우물로 상기 지하수를 송수하는 펌프의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정하고, 상기 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우에, 상기 주수 우물에 주수되는 상기 지하수의 온도에 따라, 상기 주수 우물로 상기 지하수를 보내는 배관에 설치된 제어 밸브의 개도를 조정하는 방법을 실행시킨다.A program related to the present disclosure is configured to set, in a computer, an operating frequency of the inverter control of a pump that delivers groundwater from the pumping well to the injection well, according to the temperature of the groundwater pumped from the pumping well and poured into the injection well through a heat exchanger. Adjust, and when the operating frequency becomes the lowest frequency, a method of adjusting the opening degree of the control valve installed in the pipe that supplies the groundwater to the injection well is executed according to the temperature of the groundwater poured into the injection well.

본 개시의 지중열 이용 시스템, 제어 장치, 제어 방법, 프로그램에 따르면, 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉽다.According to the ground heat utilization system, control device, control method, and program of the present disclosure, it is easy to control the water temperature at low load.

도 1은 본 개시의 실시형태에 관한 지중열 이용 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시형태에 관한 지중열 이용 시스템 및 부하 설비 측의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시형태에 관한 지중열 이용 시스템의 계통도이다.
도 4는 본 개시의 실시형태에 관한 지중열 이용 시스템에서, 부하 설비 측에서 냉방 모드의 운전을 수행하는 경우의 지하수, 매체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시형태에 관한 지중열 이용 시스템에서, 부하 설비 측에서 난방 모드의 운전을 수행하는 경우의 지하수, 매체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시형태에 관한 제어 장치의 블럭도이다.
도 7은 본 개시의 실시형태에 관한 지중열 이용 시스템에서, 부하 설비 측에서 냉각탑 모드의 운전을 수행하는 경우의 지하수, 매체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시형태에 관한 지중열 이용 시스템에서, 부하 설비 측에서 냉동기 모드의 운전을 수행하는 경우의 지하수, 매체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 실시형태에 관한 제어 방법의 순서를 나타내는 흐름도다.
도 10은 본 개시의 실시형태에 관한 제어 장치가 구비하는 컴퓨터의 하드웨어 구성의 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a ground heat utilization system according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a ground heat utilization system and load equipment according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is a schematic diagram of a ground heat utilization system according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 4 is a diagram showing the flow of groundwater and media when operation in cooling mode is performed on the load equipment side in the ground heat utilization system according to the embodiment of the present disclosure.
FIG. 5 is a diagram showing the flow of groundwater and media when operation in heating mode is performed on the load equipment side in the ground heat utilization system according to the embodiment of the present disclosure.
Figure 6 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 7 is a diagram showing the flow of groundwater and media when operation in cooling tower mode is performed on the load facility side in the ground heat utilization system according to the embodiment of the present disclosure.
FIG. 8 is a diagram showing the flow of groundwater and media when operation in refrigerator mode is performed on the load equipment side in the ground heat utilization system according to the embodiment of the present disclosure.
9 is a flowchart showing the sequence of the control method according to the embodiment of the present disclosure.
Fig. 10 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a computer included in the control device according to the embodiment of the present disclosure.

이하, 본 개시에 관한 실시형태에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 모든 도면에서 동일 또는 상당하는 구성에는 동일 부호를 붙이고, 공통되는 설명은 생략한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment regarding this disclosure will be described using drawings. In all drawings, identical or equivalent components are given the same reference numerals, and common descriptions are omitted.

［실시형태］[Embodiment]

본 개시에 관한 지중열 이용 시스템의 실시형태에 대해, 도 1~도 9를 참조하여 설명한다.Embodiments of the underground heat utilization system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

(지중열 이용 시스템의 구성)(Configuration of ground heat utilization system)

도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 지중열 이용 시스템(1)은 복수의 우물(2)과, 배관(3)과, 열교환기(4)와, 온도 조정 시스템(7)(도 3 참조), 펌프(31)를 주로 구비한다.As shown in FIGS. 1 to 3, the ground heat utilization system 1 includes a plurality of wells 2, pipes 3, a heat exchanger 4, and a temperature regulation system 7 (see FIG. 3). , mainly equipped with a pump (31).

(우물의 구성)(Composition of the well)

도 1에 나타내는 바와 같이, 복수의 우물(2)은 지상(OG)으로부터 대수층(LY) 내로 연장되어 있다.As shown in FIG. 1, a plurality of wells 2 extend from the ground OG into the aquifer LY.

예를 들어, 복수의 우물(2)은 제1 우물(2A)과 제2 우물(2B)을 구비한다.For example, the plurality of wells 2 includes a first well 2A and a second well 2B.

지중열 이용 시스템(1)은 제1 우물(2A) 및 제2 우물(2B) 중 한쪽으로부터 지하수를 퍼 올려 열교환기(4)에서 열교환을 수행한 후, 제1 우물(2A) 및 제2 우물(2B) 중 다른 쪽에 열교환 후의 지하수를 주입한다. 즉, 지중열 이용 시스템(1)은 제1 우물(2A)로부터 지하수를 퍼 올려 제2 우물(2B)에 주수하는 경우와, 제2 우물(2B)로부터 지하수를 퍼 올려 제1 우물(2A)에 주수하는 경우의 2개의 운전 모드를 갖는다.The ground heat utilization system (1) pumps groundwater from one of the first well (2A) and the second well (2B), performs heat exchange in the heat exchanger (4), and then transfers the ground water to the first well (2A) and the second well (2B). Inject groundwater after heat exchange into the other side of (2B). That is, the ground heat utilization system 1 has a case of pumping groundwater from the first well 2A and pouring it into the second well 2B, and a case of pumping groundwater from the second well 2B into the first well 2A. It has two operation modes when pouring water.

여기서 이하의 설명에서는, 제1 우물(2A) 및 제2 우물(2B) 중, 지하수를 퍼 올리는 측을 양수 우물(21)로 칭하고, 제1 우물(2A) 및 제2 우물(2B) 중, 지하수를 주수하는 측을 주수 우물(22)로 칭한다. 즉, 제1 우물(2A), 제2 우물(2B)은 각각 양수 우물(21)로서 기능하는 경우와 주수 우물(22)로서 기능하는 경우가 있다.Here, in the following description, the side of the first well 2A and the second well 2B that pumps groundwater is called the pumping well 21, and among the first well 2A and the second well 2B, The side that pours groundwater is called the pouring well (22). That is, the first well 2A and the second well 2B may function as the positive water well 21 and the main water well 22, respectively.

다만, 이하에서는 설명을 간략화하기 위해, 제1 우물(2A)을 양수 우물(21)로 하고, 제2 우물(2B)을 주수 우물(22)로 하여 열교환기(4)에서 열교환을 수행하는 경우를 중심으로 설명한다.However, hereinafter, in order to simplify the explanation, in the case where heat exchange is performed in the heat exchanger 4 with the first well 2A as the pumping well 21 and the second well 2B as the main water well 22, The explanation is centered on .

각 우물(2)은 지상(OG)으로부터 대수층(LY)에 이르는 지하를 향해 굴착된 굴삭공(HOL)에 매립된 케이싱(2a)을 구비한다.Each well 2 has a casing 2a buried in a hole (HOL) excavated underground from the ground (OG) to the aquifer (LY).

케이싱(2a)은 상하 방향으로 연장되는 원통 형상이다.The casing 2a has a cylindrical shape extending in the vertical direction.

각 우물(2)은 상부에 개구(2c)를 갖는다.Each well 2 has an opening 2c at the top.

예를 들어, 개구(2c)는 케이싱(2a)의 상부의 개구일 수도 있다.For example, the opening 2c may be an opening in the top of the casing 2a.

케이싱(2a)은 예를 들어 복수의 슬릿으로 이루어지는 스트레이너(2b)를 갖는다.The casing 2a has, for example, a strainer 2b made of a plurality of slits.

스트레이너(2b)에 의해, 우물(2)은 대수층(LY)의 지하수를 케이싱(2a)의 취입하거나, 케이싱(2a)의 내부로부터 대수층(LY)으로 지하수를 되돌리거나 할 수 있도록 구성되어 있다.By means of the strainer 2b, the well 2 is configured to allow groundwater from the aquifer LY to be taken into the casing 2a or to return groundwater from the inside of the casing 2a to the aquifer LY.

예를 들어, 도 3에 나타내는 바와 같이, 케이싱(2a)의 상부의 개구에는, 개구를 폐색하는 우물 덮개(6)가 설치될 수도 있다.For example, as shown in FIG. 3, a well cover 6 that closes the opening may be installed in the upper opening of the casing 2a.

(배관 및 펌프의 구성)(Configuration of piping and pumps)

도 1, 도 3에 나타내는 바와 같이, 배관(3)은 우물(2)의 내부로 연장되어 있다.As shown in FIGS. 1 and 3, the pipe 3 extends inside the well 2.

예를 들어, 배관(3)은 양수 우물(21)과 주수 우물(22)을 접속하도록, 양수 우물(21)과 주수 우물(22)의 각 지하수에 양단이 침지되어 있을 수도 있다.For example, the pipe 3 may have both ends immersed in the groundwater of the pumping well 21 and the main water well 22 so as to connect the pumping well 21 and the main water well 22.

예를 들어, 펌프(31)에 의해 퍼 올려진 지하수가 양수 우물(21)로부터 주수 우물(22)을 향해 흐를 수 있도록, 배관(3)의 일단은 양수 우물(21) 내에 설치되고, 배관(3)의 타단은 주수 우물(22) 내에 설치되어 있을 수도 있다.For example, one end of the pipe 3 is installed in the pumping well 21 so that groundwater pumped by the pump 31 can flow from the pumping well 21 toward the irrigation well 22, and the pipe ( The other end of 3) may be installed in the water well (22).

배관(3)에는 펌프(31)가 설치되어 있다.A pump 31 is installed in the pipe 3.

펌프(31)는 우물(2)로부터 배관(3)에 양수한다.The pump 31 pumps water from the well 2 to the pipe 3.

예를 들어, 펌프(31)는 우물(2)이 양수 우물(21)로서 기능하는 경우에, 우물(2)로부터 배관(3)에 양수한다.For example, the pump 31 pumps water from the well 2 to the pipe 3 when the well 2 functions as the pumping well 21 .

예를 들어, 펌프(31)는 배관(3) 내에 우물(2) 내의 지하수를 퍼 올릴 수도 있다.For example, the pump 31 may pump groundwater from the well 2 into the pipe 3.

예를 들어, 펌프(31)는 배관(3)의 양단에 설치되어, 각 우물(2) 내의 지하수에 침지되어 있을 수도 있다.For example, the pump 31 may be installed at both ends of the pipe 3 and may be immersed in groundwater within each well 2.

예를 들어, 펌프(31)는 인버터 제어에 의해 출력을 변경할 수도 있다.For example, the pump 31 may change its output by inverter control.

배관(3)에는 주수 밸브(32)가 설치되어 있다.A water injection valve 32 is installed in the pipe 3.

주수 밸브(32)는 배관(3)의 양단부에 각각 설치되어 있다.The water injection valves 32 are installed at both ends of the pipe 3, respectively.

주수 밸브(32)는 배관(3)의 양단의 펌프(31)와 열교환기(4) 사이에 배치되어 있을 수도 있다.The water injection valve 32 may be disposed between the pump 31 and the heat exchanger 4 at both ends of the pipe 3.

예를 들어, 주수 밸브(32)는 각 우물(2) 내의 지하수에 침지되어 있을 수도 있다.For example, the water valve 32 may be immersed in groundwater within each well 2.

주수 밸브(32)는 배관(3) 내의 지하수를 주수한다.The water injection valve 32 pours groundwater into the pipe 3.

예를 들어, 주수 밸브(32)는 우물(2)이 주수 우물(22)로서 기능하는 경우에, 배관(3) 내의 지하수를 우물(2)(주수 우물(22)) 내에 주수한다.For example, the water injection valve 32 pours groundwater in the pipe 3 into the well 2 (water well 22) when the well 2 functions as the water well 22.

주수 밸브(32)는 배관(3) 내의 압력이 설정 압력보다 커지면 개방되어, 배관(3) 내의 지하수가 주수 우물(22)에 주수된다.The water injection valve 32 opens when the pressure within the pipe 3 becomes greater than the set pressure, and groundwater within the pipe 3 is poured into the water well 22.

도 3에 나타내는 바와 같이, 배관(3)은 열교환기(4)와 양수 우물(21) 및 주수 우물(22)의 사이에 체크 밸브(35a~35d)를 구비한다.As shown in FIG. 3, the pipe 3 is provided with check valves 35a to 35d between the heat exchanger 4 and the pumping well 21 and the main water well 22.

체크 밸브(35a~35d)는 양수 우물(21)로부터 지하수를 퍼 올린 경우에도, 주수 우물(22)로부터 지하수를 퍼 올린 경우에도, 지하수가 열교환기(4)에 대해 동일 방향으로 흐르도록 배관(3)에서의 지하수의 흐름을 제어한다.The check valves 35a to 35d are pipes ( 3) Control the flow of groundwater.

예를 들어, 제1 우물(2A)로부터 지하수를 퍼 올린 경우, 배관(3) 내의 지하수는 제1 우물(2A)로부터, 체크 밸브(35a), 열교환기(4), 체크 밸브(35b)를 순서대로 경유하여, 제2 우물(2B)에 주수된다. 이 때, 열교환기(4)보다 상류 측(제2 우물(2B) 측)은 하류 측에 비해 배관(3) 내의 압력이 크기 때문에, 체크 밸브(35c)나 체크 밸브(35d)에 물은 흐르지 않는다.For example, when groundwater is pumped from the first well 2A, the groundwater in the pipe 3 flows from the first well 2A through the check valve 35a, the heat exchanger 4, and the check valve 35b. Passing through this order, water is poured into the second well 2B. At this time, since the pressure within the pipe 3 is greater on the upstream side (second well 2B side) of the heat exchanger 4 than on the downstream side, water does not flow through the check valve 35c or check valve 35d. No.

마찬가지로, 제2 우물(2B)로부터 퍼 올린 경우, 배관(3) 내의 지하수는 제2 우물(2B)로부터, 체크 밸브(35c), 열교환기(4), 체크 밸브(35d)를 순서대로 경유하여, 제1 우물(2A)에 주수된다. 이 때에도, 열교환기(4)보다 상류 측(제1 우물(2A) 측)은 하류 측에 비해 배관(3) 내의 압력이 크기 때문에, 체크 밸브(35a)나 체크 밸브(35b)에 물은 흐르지 않는다.Likewise, when pumping from the second well 2B, ground water in the pipe 3 flows from the second well 2B through the check valve 35c, the heat exchanger 4, and the check valve 35d in that order. , water is poured into the first well 2A. Even at this time, since the pressure in the pipe 3 on the upstream side (first well 2A side) of the heat exchanger 4 is greater than on the downstream side, water does not flow through the check valve 35a or the check valve 35b. No.

(열교환기의 구성)(Configuration of heat exchanger)

열교환기(4)는 배관(3) 내의 지하수와 부하 설비(100) 측의 매체의 사이에서 열교환한다.The heat exchanger 4 exchanges heat between groundwater in the pipe 3 and the medium on the load equipment 100 side.

예를 들어, 열교환기(4)는 우물(2)로부터 퍼 올려져 배관(3) 내를 흐르는 지하수와, 부하 설비(100) 측의 매체의 사이에서 열교환한다. 열교환이 수행된 후의 지하수는 열교환기(4)로부터 배관(3) 내를 흘러 우물(2)에 주수된다.For example, the heat exchanger 4 exchanges heat between groundwater pumped from the well 2 and flowing through the pipe 3 and the medium on the load equipment 100 side. Groundwater after heat exchange has been performed flows from the heat exchanger 4 through the pipe 3 and is injected into the well 2.

예를 들어, 열교환기(4)는 지상(OG)에서, 배관(3)의 도중에 설치되어 있을 수도 있다.For example, the heat exchanger 4 may be installed in the middle of the pipe 3 above ground (OG).

열교환기(4)를 거친 물이 온수인 경우, 지중열 이용 시스템(1)은 우물(2)에 온수를 주입함으로써 온수 축열을 수행한다.When the water that has passed through the heat exchanger (4) is hot water, the ground heat utilization system (1) performs hot water storage by injecting hot water into the well (2).

열교환기(4)를 거친 물이 냉수인 경우, 지중열 이용 시스템(1)은 우물(2)에 냉수를 주입함으로써 냉수 축열을 수행한다.When the water that has passed through the heat exchanger (4) is cold water, the ground heat utilization system (1) performs cold water heat storage by injecting cold water into the well (2).

여기서 「온수」란 대수층의 지하수의 초기 지중 온도보다 높은 온도의 물이고, 「냉수」란 대수층의 지하수의 초기 지중 온도보다 낮은 온도의 물이다.Here, “warm water” refers to water with a temperature higher than the initial ground temperature of the groundwater in the aquifer, and “cold water” refers to water with a temperature lower than the initial ground temperature of the groundwater in the aquifer.

예를 들어, 대수층의 지하수의 초기 지중 온도는 18℃이다.For example, the initial ground temperature of groundwater in an aquifer is 18°C.

(부하 설비의 구성)(Configuration of load equipment)

도 2에 나타내는 바와 같이, 부하 설비(100)는 열교환기(4)에서 배관(3) 내의 지하수와 열교환을 수행한 매체를 사용한다.As shown in FIG. 2, the load equipment 100 uses a medium that performs heat exchange with groundwater in the pipe 3 in the heat exchanger 4.

부하 설비(100)는, 예를 들어 열원기(110)와 공조기(120)를 구비한 공기 조화 시스템이다.The load equipment 100 is, for example, an air conditioning system including a heat source 110 and an air conditioner 120.

예를 들어, 열원기(110)는 콘덴서, 에바포레이터(evaporator), 컴프레서 등을 구비한 히트 펌프일 수도 있다.For example, the heat source 110 may be a heat pump equipped with a condenser, evaporator, compressor, etc.

공조기(120)는 열원기(110)로부터 공급되는 매체와 열교환함으로써, 공조기(120)가 설치된 공간의 공기 조화를 수행한다.The air conditioner 120 performs air conditioning in the space where the air conditioner 120 is installed by exchanging heat with the medium supplied from the heat source 110.

예를 들어, 부하 설비(100)는 공기 조화 시스템으로서, 냉방 모드와 난방 모드로 운전 모드의 전환이 가능하도록 되어 있다.For example, the load equipment 100 is an air conditioning system, and its operation mode can be switched between a cooling mode and a heating mode.

부하 설비(100)는 열교환기(4)와 열원기(110)와 공조기(120)의 사이에서, 각 운전 모드에 따른 매체의 흐름을 형성하기 위한 배관 계통(101)을 갖고 있다. 배관 계통(101)에는, 도시하지 않은 개폐 밸브 등이 적절히 설치되어, 공기 조화 시스템의 각 운전 모드에 따라 열교환기(4)와 열원기(110)와 공조기(120)의 사이에서 매체를 소정 루트로 순환시킨다.The load equipment 100 has a piping system 101 between the heat exchanger 4, the heat source 110, and the air conditioner 120 to form a flow of media according to each operation mode. In the piping system 101, open/close valves (not shown) are appropriately installed, and the medium is routed through a predetermined route between the heat exchanger 4, the heat source unit 110, and the air conditioner 120 according to each operation mode of the air conditioning system. circulate.

본 실시형태에 있어서, 부하 설비(100)는 냉각탑(130)과 제2 열교환기(140)를 추가로 구비하고 있을 수도 있다.In this embodiment, the load facility 100 may be additionally equipped with a cooling tower 130 and a second heat exchanger 140.

냉각탑(130)은 냉각수를 대기와 접촉시켜 기화시킬 때의 기화열에 의해 냉각수를 냉각한다. 냉각탑(130)은 제2 열교환기(140)와의 사이에서 냉각수를 순환시킨다.The cooling tower 130 cools the cooling water by the heat of vaporization when the cooling water is vaporized by contacting the atmosphere. The cooling tower 130 circulates cooling water between the second heat exchanger 140 and the cooling tower 130 .

제2 열교환기(140)는 공기 조화 시스템 측의 배관 계통(101)의 매체와, 냉각탑(130) 측의 냉각수의 사이에서 열교환을 수행한다.The second heat exchanger 140 performs heat exchange between the medium of the piping system 101 on the air conditioning system side and the cooling water on the cooling tower 130 side.

제2 열교환기(140)는 냉각탑(130)에서 냉각된 냉각수와의 열교환에 의해, 공기 조화 시스템 측의 배관 계통(101)의 매체를 냉각한다.The second heat exchanger 140 cools the medium of the piping system 101 on the air conditioning system side by heat exchange with the cooling water cooled in the cooling tower 130.

부하 설비(100)의 구성, 용도는 상기한 것으로 한정되지 않으며, 적절히 변경 가능하다.The configuration and use of the load facility 100 are not limited to the above and can be changed as appropriate.

도 4에 나타내는 바와 같이, 부하 설비(100) 측에서 냉방 운전을 수행하고, 주수 우물(22)에서 온수 축열을 수행하는 경우, 제2 우물(2B)을 양수 우물(21)로 하고, 제1 우물(2A)을 주수 우물(22)로 한다. 양수 우물(21)이 되는 제2 우물(2B)의 펌프(31)로 지하수를 퍼 올려 열교환기(4)로 보낸다. 열교환기(4)에서는, 배관(3) 내의 지하수와 부하 설비(100) 측의 배관 계통(101)을 흐르는 매체의 사이에서 열교환을 수행한다. 부하 설비(100) 측에서, 열교환기(4)에서의 열교환에 의해 냉각된 매체는 열원기(110)로 보내져, 열원기(110)에서 열교환된다. 이로써, 열원기(110)와 접속된 공조기(120)는 실내의 냉방을 수행할 수 있다. 한편, 열원기(110)에서의 열교환에 의해 가열된 매체는 열교환기(4)로 다시 보내져 순환한다. 열교환기(4)에서는, 가열된 매체와 배관(3) 내를 흐르는 지하수의 열교환을 수행함으로써, 지하수가 가열된다. 지중열 이용 시스템(1)은 가열된 지하수를 배관(3)을 통해 주수 우물(22)에 주수함으로써, 온수 축열을 수행한다.As shown in FIG. 4, when cooling operation is performed on the load equipment 100 side and hot water heat storage is performed in the main water well 22, the second well 2B is set as the pumping well 21, and the first well 2B is used as the pumping well 21. The well 2A is referred to as the irrigation well 22. Groundwater is pumped by the pump 31 of the second well 2B, which becomes the pumping well 21, and sent to the heat exchanger 4. In the heat exchanger 4, heat exchange is performed between groundwater in the pipe 3 and a medium flowing through the piping system 101 on the load equipment 100 side. On the load equipment 100 side, the medium cooled by heat exchange in the heat exchanger 4 is sent to the heat source device 110 and undergoes heat exchange in the heat source device 110. Accordingly, the air conditioner 120 connected to the heat source 110 can perform indoor cooling. Meanwhile, the medium heated by heat exchange in the heat source 110 is sent back to the heat exchanger 4 and circulates. In the heat exchanger 4, ground water is heated by performing heat exchange between the heated medium and ground water flowing within the pipe 3. The ground heat utilization system (1) performs hot water storage by pouring heated groundwater into the water well (22) through the pipe (3).

도 5에 나타내는 바와 같이, 부하 설비(100) 측에서 난방 운전을 수행하고, 주수 우물(22)에서 냉수 축열을 수행하는 경우, 제1 우물(2A)을 양수 우물(21)로 하고, 제2 우물(2B)을 주수 우물(22)로 한다. 양수 우물(21)이 되는 제1 우물(2A)의 펌프(31)로 지하수를 퍼 올려 열교환기(4)로 보낸다. 열교환기(4)에서는, 배관(3) 내의 지하수와 부하 설비(100) 측의 배관 계통(101)을 흐르는 매체의 사이에서 열교환을 수행한다. 부하 설비(100) 측에서, 열교환기(4)에서의 열교환에 의해 가열된 매체는 열원기(110)로 보내져, 열원기(110)에서 열교환된다. 이로써, 열원기(110)와 접속된 공조기(120)는 실내의 난방을 수행할 수 있다. 한편, 열원기(110)에서의 열교환에 의해 냉각된 매체는 열교환기(4)로 다시 보내져 순환한다. 열교환기(4)에서는, 냉각된 매체와 배관(3) 내를 흐르는 지하수의 열교환을 수행함으로써, 지하수가 냉각된다. 지중열 이용 시스템(1)은 냉각된 지하수를 배관(3)을 통해 주수 우물(22)에 주수함으로써, 냉수 축열을 수행한다.As shown in FIG. 5 , when heating operation is performed on the load equipment 100 side and cold water heat storage is performed in the main water well 22, the first well 2A is set as the pumping well 21, and the second well 2A is used as the pumping well 21. The well 2B is referred to as the water well 22. Groundwater is pumped by the pump 31 of the first well 2A, which becomes the pumping well 21, and sent to the heat exchanger 4. In the heat exchanger 4, heat exchange is performed between groundwater in the pipe 3 and a medium flowing through the piping system 101 on the load equipment 100 side. On the load equipment 100 side, the medium heated by heat exchange in the heat exchanger 4 is sent to the heat source device 110 and undergoes heat exchange in the heat source device 110. Accordingly, the air conditioner 120 connected to the heat source 110 can heat the room. Meanwhile, the medium cooled by heat exchange in the heat source 110 is sent back to the heat exchanger 4 and circulated. In the heat exchanger (4), the ground water is cooled by performing heat exchange between the cooled medium and the ground water flowing within the pipe (3). The ground heat utilization system (1) performs cold water heat storage by pouring cooled groundwater into the water well (22) through the pipe (3).

(온도 조정 시스템의 구성)(Configuration of temperature adjustment system)

도 3에 나타내는 바와 같이, 온도 조정 시스템(7)은 펌프 컨트롤러(71)와, 제어 밸브(72)와, 제어 장치(80)를 구비한다. 온도 조정 시스템(7)은 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정함으로써, 주수 우물(22)의 주수 온도를 조정한다.As shown in FIG. 3, the temperature regulation system 7 includes a pump controller 71, a control valve 72, and a control device 80. The temperature adjustment system 7 adjusts the water temperature of the water well 22 by adjusting the flow rate of groundwater poured into the water well 22.

펌프 컨트롤러(71)는 펌프(31)의 동작을 제어한다.The pump controller 71 controls the operation of the pump 31.

예를 들어, 펌프 컨트롤러(71)는 각 우물(2)의 펌프(31)와 관련되어 설치될 수도 있다.For example, the pump controller 71 may be installed in association with the pump 31 of each well 2.

예를 들어, 펌프 컨트롤러(71)는 인버터 회로(도시 없음)를 가지며, 펌프(31)의 인버터 제어를 실시한다.For example, the pump controller 71 has an inverter circuit (not shown) and performs inverter control of the pump 31.

펌프 컨트롤러(71)는 후술하는 제어 장치(80)의 제어에 의해, 인버터 회로에 의한 인버터 제어의 동작 주파수를 변동함으로써, 펌프(31)의 회전수를 조정한다.The pump controller 71 adjusts the rotation speed of the pump 31 by varying the operating frequency of the inverter control by the inverter circuit under the control of the control device 80, which will be described later.

펌프 컨트롤러(71)는 인버터 회로에 의한 인버터 제어의 동작 주파수를 변동함으로써 펌프(31)의 회전수를 조정하여, 열교환기(4)를 거쳐 배관(3)으로부터 주수 우물(22)에 주수하는 지하수의 유량을 조정한다.The pump controller 71 adjusts the rotation speed of the pump 31 by changing the operating frequency of the inverter control by the inverter circuit, and the ground water is poured from the pipe 3 through the heat exchanger 4 into the water well 22. Adjust the flow rate.

이하, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 「펌프(31)의 동작 주파수」라고도 한다.Hereinafter, the operating frequency of the inverter control of the pump 31 is also referred to as “the operating frequency of the pump 31.”

제어 밸브(72)는 배관(3)에 설치되어 있다.The control valve 72 is installed in the pipe 3.

예를 들어, 제어 밸브(72)는 각 우물(2)과 열교환기(4)의 사이에 설치될 수도 있다.For example, the control valve 72 may be installed between each well 2 and the heat exchanger 4.

예를 들어, 본 실시형태에 있어서, 제어 밸브(72)는 열교환기(4)보다 주수 우물(22) 측에 설치될 수도 있다.For example, in this embodiment, the control valve 72 may be installed on the side of the water well 22 rather than the heat exchanger 4.

제어 밸브(72)는 배관(3) 내의 지하수의 유량을 조정 가능하다.The control valve 72 is capable of adjusting the flow rate of groundwater in the pipe 3.

제어 밸브(72)는 배관(3) 내의 유로를 개폐함으로써, 배관(3) 내의 지하수의 유량을 조정한다.The control valve 72 adjusts the flow rate of groundwater within the pipe 3 by opening and closing the flow path within the pipe 3.

제어 밸브(72)는 그의 개도를 조정함으로써, 배관(3) 내의 지하수의 유량을 조정한다.The control valve 72 adjusts the flow rate of groundwater in the pipe 3 by adjusting its opening degree.

제어 밸브(72)는 제어 장치(80)의 제어에 의해, 배관(3) 내의 지하수의 유량을 조정한다.The control valve 72 adjusts the flow rate of groundwater in the pipe 3 under the control of the control device 80.

제어 밸브(72)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수까지 내려간 경우에, 그의 개도를 조정한다.The control valve 72 adjusts the opening degree when the operating frequency of the pump 31 falls to the lowest frequency.

예를 들어, 최저 주파수는 펌프의 종류에 따라 결정하며, 펌프 제조업자에 따라 상이할 수도 있다.For example, the minimum frequency is determined by the type of pump and may vary depending on the pump manufacturer.

(제어 장치의 구성)(Configuration of the control unit)

제어 장치(80)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정한다.The control device 80 adjusts the flow rate of groundwater poured into the water well 22.

제어 장치(80)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 주수 온도가 일정해지도록, 펌프(31)의 동작 주파수 및 제어 밸브(72)의 개도를 조정한다.The control device 80 adjusts the operating frequency of the pump 31 and the opening degree of the control valve 72 so that the water temperature of the groundwater poured into the water well 22 is constant.

제어 장치(80)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수 이상인 영역에서는, 펌프(31)의 동작 주파수만을 조정함으로써, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정한다.The control device 80 adjusts the flow rate of groundwater poured into the water well 22 by adjusting only the operating frequency of the pump 31 in a region where the operating frequency of the pump 31 is higher than the minimum frequency.

예를 들어, 제어 장치(80)는 각 펌프 컨트롤러(71)에 대해 제어 가능하도록 접속될 수도 있다.For example, the control device 80 may be connected to be controllable for each pump controller 71.

예를 들어, 제어 장치(80)는 각 제어 밸브(72)에 대해 제어 가능하도록 접속될 수도 있다.For example, the control device 80 may be controllably connected to each control valve 72 .

예를 들어, 제어 장치(80)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수까지 내려간 경우, 제어 밸브(72)의 개도를 조정함으로써, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정한다.For example, when the operating frequency of the pump 31 drops to the lowest frequency, the control device 80 adjusts the flow rate of groundwater poured into the water well 22 by adjusting the opening degree of the control valve 72.

제어 장치(80)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수까지 내려간 경우, 제어 밸브(72)의 개도를 좁힘(작게 함)으로써, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 작게 한다.When the operating frequency of the pump 31 drops to the lowest frequency, the control device 80 narrows (reduces) the opening degree of the control valve 72 to reduce the flow rate of groundwater poured into the water well 22.

예를 들어, 제어 장치(80)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수까지 내려가, 제어 밸브(72)의 개도 조정에 의해 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정하고 있는 상태에서는, 펌프(31)의 동작 주파수를 최저 주파수로 유지하도록 할 수도 있다.For example, in a state where the operating frequency of the pump 31 is lowered to the lowest frequency, the control device 80 adjusts the flow rate of groundwater poured into the water well 22 by adjusting the opening degree of the control valve 72. , the operating frequency of the pump 31 may be maintained at the lowest frequency.

또한, 제어 장치(80)는 제어 밸브(72)의 개도가 미리 설정한 최저 개도까지 좁혀진 경우, 열교환기(4)에서, 냉각탑(130)에서 냉각한 부하 설비(100) 측의 매체와 열교환함으로써, 배관(3)으로부터 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정한다.In addition, when the opening degree of the control valve 72 is narrowed to the preset minimum opening degree, the control device 80 exchanges heat with the medium on the load equipment 100 side cooled by the cooling tower 130 in the heat exchanger 4. , the flow rate of groundwater poured from the pipe 3 into the water well 22 is adjusted.

도 6에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(80)는 펌프 동작 제어부(81)와, 제어 밸브 개폐 제어부(82)와, 부하측 유로 제어부(83)를 구비한다.As shown in FIG. 6 , the control device 80 includes a pump operation control unit 81, a control valve opening/closing control unit 82, and a load-side flow path control unit 83.

펌프 동작 제어부(81)는 펌프 컨트롤러(71)의 인버터 회로에 의한 인버터 제어의 동작 주파수를 변동시킴으로써, 펌프(31)의 회전수를 조정한다.The pump operation control unit 81 adjusts the rotation speed of the pump 31 by changing the operating frequency of the inverter control by the inverter circuit of the pump controller 71.

펌프 동작 제어부(81)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 양수 우물(21)로부터 지하수를 양수하는 펌프(31)의 동작 주파수를 조정한다.The pump operation control unit 81 adjusts the operating frequency of the pump 31 for pumping groundwater from the pumping well 21 according to the temperature of the groundwater poured into the pumping well 22.

펌프 동작 제어부(81)는 미리 저장된 맵 등을 기초로, 펌프(31)의 동작 주파수를 변동시킴으로써, 배관(3)으로부터 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정한다.The pump operation control unit 81 adjusts the flow rate of groundwater poured into the water well 22 from the pipe 3 by changing the operating frequency of the pump 31 based on a pre-stored map, etc.

예를 들어, 펌프 동작 제어부(81)는 부하 설비(100) 측에서 냉방 운전을 수행하고, 주수 우물(22)에서 온수 축열을 수행하는 경우, 배관(3)으로부터 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 실제 주수 온도와 설정 온도의 차이를 기초로 펌프(31)의 동작 주파수를 제어한다.For example, when the pump operation control unit 81 performs a cooling operation on the load equipment 100 side and performs hot water heat storage in the water well 22, water is poured from the pipe 3 into the water well 22. The operating frequency of the pump 31 is controlled based on the difference between the actual pouring temperature of groundwater and the set temperature.

예를 들어, 펌프 동작 제어부(81)는 부하 설비(100) 측에서 난방 운전을 수행하고, 주수 우물(22)에서 냉수 축열을 수행하는 경우, 배관(3)으로부터 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 실제 주수 온도와 설정 온도의 차를 기초로 펌프(31)의 동작 주파수를 제어한다.For example, when the pump operation control unit 81 performs a heating operation on the load equipment 100 side and cold water heat storage in the water well 22, water is poured into the water well 22 from the pipe 3. The operating frequency of the pump 31 is controlled based on the difference between the actual pouring temperature of groundwater and the set temperature.

펌프 동작 제어부(81)는 미리 저장된 맵 등을 기초로, 요구되는 주수 온도에 따라 펌프(31)의 동작 주파수(출력)를 조정하도록 펌프 컨트롤러(71)를 제어한다.The pump operation control unit 81 controls the pump controller 71 to adjust the operating frequency (output) of the pump 31 according to the required water temperature based on a pre-stored map, etc.

펌프 동작 제어부(81)는 예를 들어 펌프(31)가 안정적으로 운전할 수 있는 동작 주파수의 하한값을 최저 주파수로서 저장하고 있다. 펌프 동작 제어부(81)는 미리 설정된 최저 주파수 이상의 주파수 영역에서 펌프(31)의 동작을 조정하도록 펌프 컨트롤러(71)를 제어한다.For example, the pump operation control unit 81 stores the lower limit of the operating frequency at which the pump 31 can operate stably as the lowest frequency. The pump operation control unit 81 controls the pump controller 71 to adjust the operation of the pump 31 in a frequency range above a preset lowest frequency.

제어 밸브 개폐 제어부(82)는 제어 밸브(72)를 개폐함으로써, 배관(3) 내의 지하수의 유량을 조정한다.The control valve opening/closing control unit 82 opens and closes the control valve 72 to adjust the flow rate of groundwater in the pipe 3.

제어 밸브 개폐 제어부(82)는 제어 밸브(72)의 개도를 조정함으로써, 배관(3) 내의 지하수의 유량을 조정한다.The control valve opening/closing control unit 82 adjusts the flow rate of groundwater in the pipe 3 by adjusting the opening degree of the control valve 72.

제어 밸브 개폐 제어부(82)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수까지 내려간 경우에, 제어 밸브(72)의 개도를 조정한다.The control valve opening/closing control unit 82 adjusts the opening degree of the control valve 72 when the operating frequency of the pump 31 drops to the lowest frequency.

제어 밸브 개폐 제어부(82)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우에, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라 제어 밸브(72)의 개도를 조정한다.The control valve opening/closing control unit 82 adjusts the opening degree of the control valve 72 according to the temperature of groundwater poured into the water well 22 when the operating frequency of the pump 31 becomes the lowest frequency.

부하측 유로 제어부(83)는 부하 설비(100) 측의 배관 계통(101)에 설치된 밸브 등을 전환함으로써, 부하 설비(100)에서의 매체의 흐름을 제어한다.The load-side flow path control unit 83 controls the flow of the medium in the load equipment 100 by switching valves, etc. installed in the piping system 101 on the load equipment 100 side.

부하측 유로 제어부(83)는 냉방 모드, 난방 모드 등의 각 운전 모드에 따라 배관 계통(101)에서의 매체의 흐름을 제어한다.The load-side flow path control unit 83 controls the flow of medium in the piping system 101 according to each operation mode, such as cooling mode and heating mode.

제어 밸브(72)의 개도가 미리 설정된 최소 설정 개도가 되고, 주수 온도가 설정 온도에 이르지 않는 경우, 부하측 유로 제어부(83)는 부하 설비(100) 측의 운전 모드를 후술하는 냉각탑 모드로 전환한다.When the opening degree of the control valve 72 becomes the preset minimum opening degree and the water supply temperature does not reach the set temperature, the load-side flow path control unit 83 switches the operation mode on the load equipment 100 side to the cooling tower mode described later. .

부하측 유로 제어부(83)는 펌프(31)의 동작 주파수가 최저 주파수까지 내려간 상태에서, 제어 밸브(72)의 개도가 미리 설정된 최소 설정 개도가 된 경우, 부하 설비(100) 측의 운전 모드를 냉각탑 모드로 전환한다.When the operating frequency of the pump 31 is lowered to the lowest frequency and the opening degree of the control valve 72 reaches the preset minimum opening degree, the load side flow control unit 83 changes the operation mode of the load equipment 100 to the cooling tower. Switch to mode.

냉각탑 모드에서는, 냉각탑(130)의 냉각수에 의해 냉각된 매체와 열교환기(4)에서 열교환한 지하수를 주수 우물(22)에 주수한다.In the cooling tower mode, the medium cooled by the cooling water of the cooling tower 130 and groundwater heat-exchanged in the heat exchanger 4 are poured into the water well 22.

또한, 부하측 유로 제어부(83)는 부하 설비(100) 측의 운전 모드를 후술하는 냉동기 모드로 전환할 수도 있다.Additionally, the load-side flow path control unit 83 may switch the operation mode on the load equipment 100 side to a refrigerator mode, which will be described later.

도 7에 나타내는 바와 같이, 지하수를 냉각하여 냉수 축열을 수행하기 위해서는, 냉각탑 모드가 이용될 수도 있다.As shown in FIG. 7, the cooling tower mode may be used to cool groundwater and perform cold water heat storage.

냉각탑 모드에서는, 부하 설비(100)는 냉각탑(130)에서 대기와 접촉시켜 기화시킬 때의 기화열에 의해 냉각한 냉각수를 제2 열교환기(140)로 보낸다. 제2 열교환기(140)에서는, 냉각수와 배관 계통(101)의 매체의 열교환이 수행된다. 즉 제2 열교환기(140)에서는, 냉각탑(130)에서 냉각된 냉각수에 의해 배관 계통(101)의 매체가 냉각된다. 냉각된 매체는 열교환기(4)로 보내져, 배관(3) 내의 지하수와 열교환을 수행한다. 이로써, 배관(3) 내의 지하수는 냉각되어 주수 우물(22)에 주수되어, 냉수 축열이 이루어진다.In the cooling tower mode, the load facility 100 sends the cooling water cooled by the heat of vaporization when it is vaporized by contact with the atmosphere in the cooling tower 130 to the second heat exchanger 140. In the second heat exchanger 140, heat exchange between the cooling water and the medium of the piping system 101 is performed. That is, in the second heat exchanger 140, the medium in the piping system 101 is cooled by the cooling water cooled in the cooling tower 130. The cooled medium is sent to the heat exchanger (4), where it exchanges heat with ground water in the pipe (3). As a result, the groundwater in the pipe 3 is cooled and poured into the water well 22, thereby achieving cold water heat storage.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 지하수를 냉각하여 냉수 축열을 수행하기 위해서는, 냉동기 모드가 이용될 수도 있다.Additionally, as shown in FIG. 8, a refrigerator mode may be used to cool groundwater and perform cold water heat storage.

냉동기 모드에서는, 부하 설비(100)는 냉각탑(130)과 열원기(110)를 냉동기로서 이용한다. 이 경우, 양수 우물(21)이 되는 제1 우물(2A)의 펌프(31)는 지하수를 퍼 올려 열교환기(4)로 보낸다. 열교환기(4)는 배관(3) 내의 지하수와 부하 설비(100) 측의 배관 계통(101)을 흐르는 매체의 사이에서 열교환을 수행하여, 지하수를 냉각한다. 부하 설비(100) 측에서, 열교환기(4)에서의 열교환에 의해 가열된 매체는 열원기(110)로 보내진다. 제2 열교환기(140)를 통해 냉각탑(130)에 접속된 열원기(110)는 가열된 매체를 열교환에 의해 냉각한다. 열원기(110)에서의 열교환에 의해 냉각된 매체는 열교환기(4)로 다시 보내져 순환한다. 열교환기(4)에서는, 냉각된 매체와 배관(3) 내를 흐르는 지하수의 열교환을 수행함으로써, 지하수가 냉각된다. 지중열 이용 시스템(1)은 냉각된 지하수를 배관(3)을 통해 주수 우물(22)에 주수함으로써, 냉수 축열을 수행한다.In the refrigerator mode, the load equipment 100 uses the cooling tower 130 and the heat source 110 as a refrigerator. In this case, the pump 31 of the first well 2A, which becomes the pumping well 21, pumps groundwater and sends it to the heat exchanger 4. The heat exchanger 4 cools the groundwater by performing heat exchange between the groundwater in the pipe 3 and the medium flowing through the piping system 101 on the load equipment 100 side. On the load equipment 100 side, the medium heated by heat exchange in the heat exchanger 4 is sent to the heat source 110. The heat source 110 connected to the cooling tower 130 through the second heat exchanger 140 cools the heated medium by heat exchange. The medium cooled by heat exchange in the heat source 110 is sent back to the heat exchanger 4 and circulates. In the heat exchanger (4), the ground water is cooled by performing heat exchange between the cooled medium and the ground water flowing within the pipe (3). The ground heat utilization system (1) performs cold water heat storage by pouring cooled groundwater into the water well (22) through the pipe (3).

본 실시형태의 제어 장치(80)의 동작에 대해 설명한다.The operation of the control device 80 of this embodiment will be described.

제어 장치(80)의 동작은 제어 방법의 실시형태에 상당한다.The operation of the control device 80 corresponds to the embodiment of the control method.

제어 장치(80)는 도 9에 나타내는 각 스텝을 실시한다.The control device 80 performs each step shown in FIG. 9.

우선, 펌프 동작 제어부(81)는 부하 설비(100) 측에서 냉방 모드 또는 난방 모드로 운전을 수행하고 있는 경우, 열교환기(4)를 거쳐 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 설정 온도에 따라, 양수 우물(21)로부터 주수 우물(22)로 지하수를 송수하는 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정한다(ST01: 펌프의 동작 주파수를 조정하는 스텝). 이로써, 펌프(31)에 의한 양수 우물(21)로부터 주수 우물(22)에의 주수 유량의 조정이 이루어진다.First, when the pump operation control unit 81 is operating in the cooling mode or heating mode on the load equipment 100 side, the pump operation control unit 81 operates according to the set temperature of groundwater poured into the water well 22 through the heat exchanger 4. , the operating frequency of the inverter control of the pump 31 that transmits groundwater from the pumping well 21 to the main water well 22 is adjusted (ST01: step for adjusting the operating frequency of the pump). In this way, the pump 31 adjusts the water flow rate from the pumping well 21 to the irrigation well 22.

ST01의 실시에 이어, 펌프 동작 제어부(81)는 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 최저 주파수까지 저하되었는지 여부를 판정한다(ST02: 펌프의 동작 주파수가 최저 주파수까지 저하되었는지 여부를 판정하는 스텝).Following implementation of ST01, the pump operation control unit 81 determines whether the operating frequency of the inverter control of the pump 31 has decreased to the lowest frequency (ST02: Determines whether the operating frequency of the pump has decreased to the lowest frequency) step).

ST02에서의 판정 결과, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 최저 주파수까지 저하되지 않았으면, ST01로 돌아와, 펌프 동작 제어부(81)는 펌프(31)에 의한 양수 우물(21)로부터 주수 우물(22)에의 주수 유량의 조정을 계속한다.As a result of the determination in ST02, if the operating frequency of the inverter control of the pump 31 has not decreased to the lowest frequency, returning to ST01, the pump operation control unit 81 determines the operation frequency of the pump 31 from the pumping well 21 to the main water well. Continue adjusting the water flow rate to (22).

ST02에서의 판정 결과, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 최저 주파수까지 저하된 경우, 제어 밸브 개폐 제어부(82)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 설정 온도에 따라, 제어 밸브(72)의 개도를 닫는 방향으로 조정한다(ST03: 제어 밸브의 개도를 조정하는 스텝). 제어 밸브 개폐 제어부(82)는 제어 밸브(72)의 개도를 조정함으로써, 주수 우물(22)에의 주수 유량의 조정을 수행한다. 이 때, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수는 최저 주파수를 유지하고 있다. 즉, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 최저 주파수인 상태에서, 제어 밸브(72)를 닫음으로써, 제어 장치(80)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 더욱 저하시킨다.As a result of the determination in ST02, when the operating frequency of the inverter control of the pump 31 drops to the lowest frequency, the control valve opening/closing control unit 82 operates the control valve ( 72) Adjust the opening degree in the closing direction (ST03: Step to adjust the opening degree of the control valve). The control valve opening/closing control unit 82 adjusts the water flow rate into the water well 22 by adjusting the opening degree of the control valve 72. At this time, the operating frequency of the inverter control of the pump 31 is maintained at the lowest frequency. That is, by closing the control valve 72 while the operating frequency of the inverter control of the pump 31 is the lowest frequency, the control device 80 further reduces the flow rate of groundwater poured into the water well 22.

ST03의 실시에 이어서, 제어 밸브 개폐 제어부(82)는 제어 밸브(72)의 개도가 미리 설정된 최소 설정 개도인지 여부를 판정한다(ST04: 제어 밸브의 개도가 최소 설정 개도인지 여부를 판정하는 스텝).Following execution of ST03, the control valve opening/closing control unit 82 determines whether the opening degree of the control valve 72 is the preset minimum setting opening degree (ST04: Step for determining whether the opening degree of the control valve is the minimum setting opening degree) .

ST04의 판정 결과, 제어 밸브(72)의 개도가 최소 설정 개도가 아니면, ST03로 돌아가, 제어 밸브 개폐 제어부(82)는 처리를 계속한다.If, as a result of the determination in ST04, the opening degree of the control valve 72 is not the minimum set opening degree, the process returns to ST03, and the control valve opening/closing control unit 82 continues processing.

ST04의 판정 결과, 제어 밸브(72)의 개도가 최소 설정 개도이면, 부하측 유로 제어부(83)가 부하 설비(100) 측의 운전 모드를 냉각탑 모드로 전환한다(ST05: 부하 설비 측의 운전 모드를 냉각탑 모드로 전환하는 스텝). 냉각탑 모드에서는, 지중열 이용 시스템(1)은 냉각탑(130)의 냉각수에 의해 냉각된 매체와 열교환기(4)에서 열교환한 지하수를 주수 우물(22)에 주수한다. 이로써, 배관(3) 내의 지하수는 냉각되어 주수 우물(22)에 주수되어, 냉수 축열이 실시된다.As a result of the decision in ST04, if the opening degree of the control valve 72 is the minimum set opening degree, the load-side flow path control unit 83 switches the operation mode on the load equipment 100 side to the cooling tower mode (ST05: Changes the operation mode on the load equipment side to the cooling tower mode). Steps to switch to cooling tower mode). In the cooling tower mode, the ground heat utilization system 1 injects the medium cooled by the cooling water of the cooling tower 130 and groundwater heat-exchanged in the heat exchanger 4 into the injection well 22. As a result, the groundwater in the pipe 3 is cooled and poured into the water well 22, thereby carrying out cold water heat storage.

예를 들어, 대기 온도가 높음으로 인해 냉각탑 모드에 의한 냉수 축열을 실시할 수 없는 경우, 제어 장치(80)는 냉동기 모드로 전환하여, 냉동기 모드에 의한 냉수 축열이 실시될 수도 있다.For example, when cold water storage cannot be performed in the cooling tower mode due to high ambient temperature, the control device 80 may switch to the refrigerator mode to perform cold water heat storage in the refrigerator mode.

(작용 및 효과)(action and effect)

본 실시형태에 의하면, 지중열 이용 시스템(1)은 양수 우물(21)로부터 펌프(31)로 퍼 올린 지하수를 배관(3)을 통해 열교환기(4)로 보낸다. 열교환기(4)에서 지하수와 부하 설비(100) 측의 매체의 열교환을 수행함으로써, 지중열이 이용된다. 열교환기(4)를 거친 지하수는 배관(3)을 통해 주수 우물(22)에 주수된다. 펌프(31)는 인버터 제어에 의해, 배관(3)을 통해 송수하는 지하수의 유량을 조정한다. 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 미리 설정된 최저 주파수가 된 경우, 지중열 이용 시스템(1)은 제어 밸브(72)에 의해 배관(3) 내의 유량을 좁힘으로써, 펌프(31)의 최저 주파수에서의 유량보다 작은 유량으로 지하수를 주수 우물(22)에 주수하는 것이 가능해진다. 이로써, 지중열 이용 시스템(1)은 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉽다.According to this embodiment, the ground heat utilization system 1 sends groundwater pumped from the pumping well 21 by the pump 31 to the heat exchanger 4 through the pipe 3. By performing heat exchange between groundwater and the medium on the load equipment 100 side in the heat exchanger 4, ground heat is utilized. Groundwater that has passed through the heat exchanger (4) is poured into the water well (22) through the pipe (3). The pump 31 adjusts the flow rate of groundwater supplied through the pipe 3 through inverter control. When the operating frequency of the inverter control of the pump 31 becomes the preset minimum frequency, the ground heat utilization system 1 narrows the flow rate in the pipe 3 by the control valve 72, thereby reducing the minimum frequency of the pump 31. It becomes possible to pour groundwater into the irrigation well 22 at a flow rate smaller than the flow rate at the frequency. Accordingly, the ground heat utilization system 1 is easy to control the water temperature at low load.

또한 본 실시형태의 일 예에 의하면, 제어 밸브(72)가 열교환기(4)보다 주수 우물(22) 측에 설치되어 있다.Additionally, according to one example of this embodiment, the control valve 72 is installed closer to the water well 22 than the heat exchanger 4.

이로써, 지중열 이용 시스템(1)은 주수 우물(22)의 가까이에서 주수 유량을 제어할 수 있다. 따라서, 지중열 이용 시스템(1)은 주수 우물(22)의 주수 온도를 제어하기 쉽다.Accordingly, the ground heat utilization system 1 can control the water flow rate near the water well 22. Therefore, the ground heat utilization system 1 is easy to control the temperature of the water in the water well 22.

또한 본 실시형태의 일 예에 의하면, 제어 장치(80)가 제어 밸브(72)를 좁힘으로써 배관(3) 내의 지하수의 유량을 조정하고 있는 경우, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 최저 주파수로 유지한다.Additionally, according to an example of this embodiment, when the control device 80 adjusts the flow rate of groundwater in the pipe 3 by narrowing the control valve 72, the operating frequency of the inverter control of the pump 31 is set to the lowest. Maintain the frequency.

이와 같이, 제어 밸브(72)를 좁혀 지하수의 유량을 조정하고 있는 상태에서는, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 최저 주파수로 유지함으로써, 지중열 이용 시스템(1)은 제어 밸브(72)에 의한 유량 조정을 효율적으로 수행할 수 있다.In this way, in the state where the control valve 72 is narrowed and the groundwater flow rate is adjusted, the operating frequency of the inverter control of the pump 31 is maintained at the lowest frequency, so that the ground heat utilization system 1 controls the control valve 72. Flow rate adjustment can be performed efficiently.

또한 본 실시형태의 일 예에 의하면, 제어 장치(80)는 제어 밸브(72)의 개도가 최소 설정 개도가 된 경우, 냉각탑(130)의 냉각수에 의해 냉각된 매체와 배관(3) 내의 지하수를 열교환기(4)에서 열교환하여, 냉각한 지하수를 주수 우물(22)에 주수한다.In addition, according to an example of this embodiment, when the opening degree of the control valve 72 becomes the minimum set opening degree, the control device 80 cools the medium cooled by the cooling water of the cooling tower 130 and the groundwater in the pipe 3. Heat is exchanged in the heat exchanger (4), and cooled groundwater is poured into the water well (22).

제어 밸브(72)의 개도가 최소 설정 개도가 되면, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 그 이상 낮출 수 없게 된다. 이러한 경우에, 냉각탑(130)을 이용함으로써, 지중열 이용 시스템(1)은 주수 우물(22)에 주수하는 지하수의 온도를 더욱 조정하는 것이 가능해진다. 이로써, 지중열 이용 시스템(1)은 저부하 시의 주수 온도의 제어를 보다 넓은 범위에서 수행하는 것이 가능해진다.When the opening degree of the control valve 72 reaches the minimum setting degree, the flow rate of groundwater poured into the water well 22 cannot be lowered any further. In this case, by using the cooling tower 130, the ground heat utilization system 1 can further adjust the temperature of groundwater poured into the water well 22. This makes it possible for the ground heat utilization system 1 to control the water temperature at low load in a wider range.

또한 본 실시형태의 일 예에 의하면, 제어 장치(80)는 펌프 동작 제어부(81)와 제어 밸브 개폐 제어부(82)를 구비한다.Additionally, according to an example of this embodiment, the control device 80 includes a pump operation control unit 81 and a control valve opening/closing control unit 82.

이 제어 장치(80)에 의하면, 펌프 동작 제어부(81)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정한다. 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 조정함으로써, 제어 장치(80)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도를 조정할 수 있다. 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 미리 설정된 최저 주파수가 된 경우, 제어 밸브 개폐 제어부(82)는 제어 밸브(72)의 개도를 조정하여 배관(3) 내의 유량을 좁힘으로써, 펌프(31)의 최저 주파수에서의 유량보다 작은 유량으로 지하수를 주수 우물(22)에 주수하는 것이 가능해진다. 이로써, 제어 장치(80)는 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉽다.According to this control device 80, the pump operation control unit 81 adjusts the operating frequency of the inverter control of the pump 31 according to the temperature of groundwater poured into the water well 22. By adjusting the flow rate of groundwater poured into the pouring well 22, the control device 80 can adjust the temperature of the groundwater poured into the pouring well 22. When the operating frequency of the inverter control of the pump 31 becomes the preset minimum frequency, the control valve opening/closing control unit 82 adjusts the opening degree of the control valve 72 to narrow the flow rate in the pipe 3, thereby controlling the pump 31 It becomes possible to pour groundwater into the irrigation well 22 at a flow rate smaller than the flow rate at the lowest frequency of ). Thereby, the control device 80 is easy to control the water pouring temperature at low load.

［변형예］［Variation example］

아울러, 상술한 실시형태에서는, 제어 장치(80)의 각종 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 마이크로컴퓨터와 같은 컴퓨터 시스템에 읽어들여 실행함으로써 각종 처리를 수행하는 것으로 하고 있다. 여기서, 컴퓨터 시스템의 CPU의 각종 처리 과정은 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장되어 있으며, 이 프로그램을 컴퓨터가 읽어내 실행함으로써 상기 각종 처리가 수행된다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 전송하고, 이 전송을 받은 컴퓨터가 당해 프로그램을 실행하도록 할 수도 있다.In addition, in the above-described embodiment, programs for realizing various functions of the control device 80 are recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium is read and executed by a computer system such as a microcomputer. It performs various processing. Here, various processing processes of the CPU of the computer system are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the various processes are performed by the computer reading and executing the program. Additionally, computer-readable recording media refers to magnetic disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, semiconductor memories, etc. Additionally, this computer program can be transmitted to a computer through a communication line, and the computer that has received this transmission can execute the program.

상술한 실시형태에서, 제어 장치(80)의 각종 기능을 실현하기 위한 프로그램을 실행시키는 컴퓨터(190)의 하드웨어 구성의 예에 대해 설명한다.In the above-described embodiment, an example of the hardware configuration of the computer 190 that executes programs for realizing various functions of the control device 80 will be described.

도 10에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(80)가 구비하는 컴퓨터(190)는 프로세서(195)와, 메모리(196)와, 저장/재생 장치(197)와, Input Output Interface(이하, 「IO I/F」라고 한다.)(198)과, 통신 Interface(이하, 「통신 I/F」라고 한다.)(199)를 구비한다.As shown in FIG. 10, the computer 190 provided in the control device 80 includes a processor 195, a memory 196, a storage/playback device 197, and an Input Output Interface (hereinafter referred to as “IO I /F”) (198) and a communication interface (hereinafter referred to as “communication I/F”) (199).

예를 들어, 프로세서(195)는 CPU일 수도 있다.For example, processor 195 may be a CPU.

예를 들어, 메모리(196)는 제어 장치(80)에서 실행되는 프로그램에서 사용되는 데이터 등을 일시적으로 저장하는 Random Access Memory(이하, 「RAM」이라고 한다.) 등의 매체일 수도 있다.For example, the memory 196 may be a medium such as Random Access Memory (hereinafter referred to as “RAM”) that temporarily stores data used in a program executed in the control device 80.

예를 들어, 저장/재생 장치(197)는 CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 등의 외부 미디어에 데이터 등을 저장하거나, 외부 미디어의 데이터 등을 재생하기 위한 장치일 수도 있다.For example, the storage/playback device 197 may be a device for storing data in external media such as CD-ROM, DVD, or flash memory, or for reproducing data in external media.

예를 들어, IO I/F(198)는 제어 장치(80)와 다른 장치 사이에서 정보 등의 입출력을 수행하기 위한 인터페이스일 수도 있다.For example, the IO I/F 198 may be an interface for performing input/output of information, etc. between the control device 80 and another device.

예를 들어, 통신 I/F(199)는 인터넷, 전용 통신 회선 등의 통신 회선을 통해 제어 장치(80)와 다른 장치 사이에서 통신을 수행하는 인터페이스일 수도 있다.For example, the communication I/F 199 may be an interface that performs communication between the control device 80 and another device through a communication line such as the Internet or a dedicated communication line.

［그 외 실시형태］[Other embodiments]

이상, 본 개시의 실시형태를 설명하였지만, 이 실시형태는 예로서 나타낸 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이 실시형태는 그 외 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 본 개시의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 수행할 수 있다. 이 실시형태나 그 변형은 본 개시의 범위나 요지에 포함됨과 마찬가지로, 본 개시의 범위와 그 균등 범위에 포함되는 것으로 한다.Although the embodiment of the present disclosure has been described above, this embodiment is shown as an example and is not intended to limit the scope of the present disclosure. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the present disclosure. This embodiment and its modifications are to be included in the scope and gist of the present disclosure, as well as the scope and equivalents thereof.

［부기］[bookkeeping]

실시형태에 기재한 지중열 이용 시스템(1), 제어 장치(80), 제어 방법, 프로그램은, 예를 들어 이하와 같이 파악된다.The ground heat utilization system 1, control device 80, control method, and program described in the embodiment are, for example, understood as follows.

(1) 제1 태양에 관한 지중열 이용 시스템(1)은 양수 우물(21)과, 주수 우물(22)과, 상기 양수 우물(21)로부터 상기 주수 우물(22)로 연장되는 배관(3)과, 상기 배관(3)을 통해 상기 양수 우물(21)로부터 상기 주수 우물(22)로 지하수를 송수 가능한 펌프(31)와, 상기 배관(3)에 설치되어 있는 열교환기(4)와, 상기 배관(3)에 설치되어, 상기 배관(3) 내의 상기 지하수의 유량을 조정 가능한 제어 밸브(72)와, 상기 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우, 상기 배관(3) 내의 유량을 좁히도록 상기 제어 밸브(72)를 제어함으로써, 상기 주수 우물(22)에 주수되는 상기 지하수의 유량을 조정하는 제어 장치(80)를 구비한다.(1) The ground heat utilization system 1 regarding the first sun includes a pumping well 21, a water injection well 22, and a pipe 3 extending from the pumping well 21 to the water injection well 22. and a pump (31) capable of supplying groundwater from the pumping well (21) to the main water well (22) through the pipe (3), a heat exchanger (4) installed in the pipe (3), and When the operating frequency of the control valve 72, which is installed in the pipe 3 and can adjust the flow rate of the groundwater in the pipe 3, and the inverter control of the pump 31 becomes the lowest frequency, the pipe 3 ) is provided with a control device 80 that adjusts the flow rate of the groundwater poured into the water well 22 by controlling the control valve 72 to narrow the flow rate in the water well 22.

이 지중열 이용 시스템(1)은 양수 우물(21)로부터 펌프(31)로 퍼 올린 지하수를 배관(3)을 통해 열교환기(4)로 보낸다. 열교환기(4)에서, 지하수와 부하 설비(100) 측의 매체의 열교환을 수행함으로써, 지중열이 이용된다. 열교환기(4)를 거친 지하수는 배관(3)을 통해 주수 우물(22)에 주수된다. 펌프(31)는 인버터 제어에 의해, 배관(3)을 통해 송수하는 지하수의 유량을 조정한다. 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 미리 설정된 최저 주파수가 된 경우, 지중열 이용 시스템(1)은 제어 밸브(72)에 의해 배관(3) 내의 유량을 좁힘으로써, 펌프(31)의 최저 주파수에서의 유량보다 작은 유량으로 지하수를 주수 우물(22)에 주수하는 것이 가능해진다. 이로써, 지중열 이용 시스템(1)은 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉽다.This ground heat utilization system (1) sends groundwater pumped from a pumping well (21) by a pump (31) to a heat exchanger (4) through a pipe (3). In the heat exchanger 4, ground heat is utilized by performing heat exchange between groundwater and the medium on the load equipment 100 side. Groundwater that has passed through the heat exchanger (4) is poured into the water well (22) through the pipe (3). The pump 31 adjusts the flow rate of groundwater supplied through the pipe 3 through inverter control. When the operating frequency of the inverter control of the pump 31 becomes the preset minimum frequency, the ground heat utilization system 1 narrows the flow rate in the pipe 3 by the control valve 72, thereby reducing the minimum frequency of the pump 31. It becomes possible to pour groundwater into the irrigation well 22 at a flow rate smaller than the flow rate at the frequency. Accordingly, the ground heat utilization system 1 is easy to control the water temperature at low load.

(2) 제2 태양에 관한 지중열 이용 시스템(1)은 (1)의 지중열 이용 시스템(1)으로서, 상기 제어 밸브(72)가 상기 열교환기(4)보다 상기 주수 우물(22) 측에 설치되어 있을 수도 있다.(2) The ground heat utilization system 1 related to the second mode is the ground heat utilization system 1 of (1), wherein the control valve 72 is located closer to the water well 22 than the heat exchanger 4. It may be installed in .

(3) 제3 태양에 관한 지중열 이용 시스템(1)은 (1) 또는 (2)의 지중열 이용 시스템(1)으로서, 상기 제어 장치(80)가 상기 제어 밸브(72)를 좁힘으로써 상기 배관(3) 내의 상기 지하수의 유량을 조정하고 있는 경우, 상기 동작 주파수를 상기 최저 주파수로 유지할 수도 있다.(3) The ground heat utilization system 1 according to the third aspect is the ground heat utilization system 1 of (1) or (2), wherein the control device 80 narrows the control valve 72 to When adjusting the flow rate of groundwater in the pipe 3, the operating frequency may be maintained at the lowest frequency.

(4) 제4 태양에 관한 지중열 이용 시스템(1)은 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 지중열 이용 시스템(1)으로서, 상기 열교환기(4)에서 상기 배관(3) 내의 상기 지하수와 열교환을 수행하는 매체를 사용하는 부하 설비(100) 측에 냉각탑(130)을 구비하고, 상기 제어 장치(80)는 상기 제어 밸브(72)의 개도가 최소 설정 개도가 된 경우, 상기 냉각탑(130)에 의해 냉각된 상기 매체와 상기 열교환기(4)에서 열교환한 상기 지하수를 상기 주수 우물(22)에 주수할 수도 있다.(4) The ground heat utilization system 1 according to the fourth aspect is the ground heat utilization system 1 according to any one of (1) to (3), wherein the heat exchanger 4 is connected to the pipe 3 within the pipe 3. A cooling tower (130) is provided on the load equipment (100) side using a medium that performs heat exchange with groundwater, and the control device (80) operates the cooling tower when the opening degree of the control valve (72) reaches the minimum set opening degree. The medium cooled by 130 and the groundwater heat-exchanged in the heat exchanger 4 may be poured into the water well 22.

제어 밸브(72)의 개도가 최소 설정 개도가 되면, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 유량을 그 이상 낮출 수 없게 된다. 이러한 경우에, 냉각탑(130)을 사용함으로써, 지중열 이용 시스템(1)은 주수 우물(22)에 주수하는 지하수의 온도를 더욱 조정하는 것이 가능해진다. 이로써, 지중열 이용 시스템(1)은 저부하 시의 주수 온도의 제어를 보다 넓은 범위에서 수행하는 것이 가능해진다.When the opening degree of the control valve 72 reaches the minimum setting degree, the flow rate of groundwater poured into the water well 22 cannot be lowered any further. In this case, by using the cooling tower 130, the ground heat utilization system 1 can further adjust the temperature of groundwater poured into the water well 22. This makes it possible for the ground heat utilization system 1 to control the water temperature at low load in a wider range.

(5) 제5 태양에 관한 제어 장치(80)는 양수 우물(21)로부터 퍼 올려져 열교환기(4)를 거쳐 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 상기 양수 우물(21)로부터 상기 주수 우물(22)로 상기 지하수를 송수하는 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정하는 펌프 동작 제어부(81)와, 상기 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우에, 상기 주수 우물(22)에 주수되는 상기 지하수의 온도에 따라, 상기 주수 우물(22)로 상기 지하수를 보내는 배관(3)에 설치된 제어 밸브(72)의 개도를 조정하는 제어 밸브 개폐 제어부(82)를 구비한다.(5) The fifth sun-related control device 80 controls the pumping well 21 according to the temperature of the groundwater pumped from the pumping well 21 and injected into the water well 22 through the heat exchanger 4. a pump operation control unit (81) that adjusts the operating frequency of the inverter control of the pump (31) for transmitting groundwater from the water well (22) to the water well (22); and, when the operating frequency becomes the lowest frequency, the water well (22) ) is provided with a control valve opening/closing control unit 82 that adjusts the opening degree of the control valve 72 installed in the pipe 3 for sending the groundwater to the injection well 22 according to the temperature of the groundwater being poured into the water well 22.

(6) 제6 태양에 관한 제어 방법은 양수 우물(21)로부터 퍼 올려져 열교환기(4)를 거쳐 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 상기 양수 우물(21)로부터 상기 주수 우물(22)로 상기 지하수를 송수하는 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정하고, 상기 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우에, 상기 주수 우물(22)에 주수되는 상기 지하수의 온도에 따라, 상기 주수 우물(22)로 상기 지하수를 보내는 배관(3)에 설치된 제어 밸브(72)의 개도를 조정한다.(6) The control method for the sixth aspect is to pump water from the pumping well 21 according to the temperature of the groundwater pumped from the pumping well 21 and poured into the pouring well 22 through the heat exchanger 4. The operating frequency of the inverter control of the pump 31 for supplying the groundwater to the well 22 is adjusted, and when the operating frequency becomes the lowest frequency, according to the temperature of the groundwater poured into the water well 22. , adjust the opening degree of the control valve 72 installed in the pipe 3 that sends the groundwater to the water well 22.

이 제어 방법은 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정한다. 이로써, 지하수의 유량을 조정함으로써, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도를 조정할 수 있다. 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 미리 설정된 최저 주파수가 된 경우, 제어 밸브(72)의 개도를 조정하여 배관(3) 내의 유량을 좁힘으로써, 제어 방법은 펌프(31)의 최저 주파수에서의 유량보다 작은 유량으로 지하수를 주수 우물(22)에 주수하는 것이 가능해진다. 이로써, 제어 방법은 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉽다.This control method adjusts the operating frequency of the inverter control of the pump 31 according to the temperature of groundwater poured into the water well 22. Thereby, by adjusting the flow rate of groundwater, the temperature of groundwater poured into the water well 22 can be adjusted. When the operating frequency of the inverter control of the pump 31 becomes the preset lowest frequency, the control method is performed at the lowest frequency of the pump 31 by narrowing the flow rate in the pipe 3 by adjusting the opening degree of the control valve 72. It becomes possible to pour groundwater into the irrigation well 22 at a flow rate smaller than the flow rate. Thereby, the control method is easy to control the water pouring temperature at low load.

(7) 제7 태양에 관한 프로그램은 컴퓨터(190)에, 양수 우물(21)로부터 퍼 올려져 열교환기(4)를 거쳐 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 상기 양수 우물(21)로부터 상기 주수 우물(22)로 상기 지하수를 송수하는 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정하고, 상기 동작 주파수가 최저 주파수가 된 경우에, 상기 주수 우물(22)에 주수되는 상기 지하수의 온도에 따라, 상기 주수 우물(22)로 상기 지하수를 보내는 배관(3)에 설치된 제어 밸브(72)의 개도를 조정하는 방법을 실행시킨다.(7) The program related to the 7th sun is programmed in the computer 190 according to the temperature of the groundwater pumped from the pumping well 21 and poured into the water well 22 through the heat exchanger 4. 21), the operating frequency of the inverter control of the pump 31 that supplies groundwater to the water well 22 is adjusted, and when the operating frequency becomes the lowest frequency, the water is poured into the water well 22. A method of adjusting the opening degree of the control valve 72 installed in the pipe 3 for sending the groundwater to the injection well 22 is implemented according to the temperature of the groundwater.

이 프로그램에 의하면, 컴퓨터(190)는 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도에 따라, 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수를 조정한다. 이로써, 지하수의 유량을 조정함으로써, 주수 우물(22)에 주수되는 지하수의 온도를 조정할 수 있다. 펌프(31)의 인버터 제어의 동작 주파수가 미리 설정된 최저 주파수가 된 경우, 제어 밸브(72)의 개도를 조정하여 배관(3) 내의 유량을 좁힘으로써, 컴퓨터(190)는 펌프(31)의 최저 주파수에서의 유량보다 작은 유량으로 지하수를 주수 우물(22)에 주수하는 것이 가능해진다. 이로써, 프로그램은 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉽다.According to this program, the computer 190 adjusts the operating frequency of the inverter control of the pump 31 according to the temperature of groundwater poured into the water well 22. Thereby, by adjusting the flow rate of groundwater, the temperature of groundwater poured into the water well 22 can be adjusted. When the operating frequency of the inverter control of the pump 31 becomes the preset lowest frequency, the computer 190 adjusts the opening degree of the control valve 72 to narrow the flow rate in the pipe 3. It becomes possible to pour groundwater into the irrigation well 22 at a flow rate smaller than the flow rate at the frequency. This makes it easy for the program to control the water temperature at low loads.

본 개시에 따르면, 저부하 시에 주수 온도를 제어하기 쉬운 지중열 이용 시스템, 제어 장치, 제어 방법, 프로그램을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide a ground heat utilization system, control device, control method, and program that can easily control the water temperature at low load.

1: 지중열 이용 시스템
2: 우물
2A: 제1 우물
2B: 제2 우물
2a: 케이싱
2b: 스트레이너
2c: 개구
3: 배관
4: 열교환기
6: 우물 덮개
7: 온도 조정 시스템
21: 양수 우물
22: 주수 우물
31: 펌프
32: 주수 밸브
35a~35d: 체크 밸브
71: 펌프 컨트롤러
72: 제어 밸브
80: 제어 장치
81: 펌프 동작 제어부
82: 제어 밸브 개폐 제어부
83: 부하측 유로 제어부
100: 부하 설비
101: 배관 계통
110: 열원기
120: 공조기
130: 냉각탑
140: 제2 열교환기
190: 컴퓨터
195: 프로세서
196: 메모리
197: 저장/재생 장치
198: IO I/F
199: 통신 I/F
HOL: 굴삭공
LY: 대수층
OG: 지상
ST01: 펌프의 동작 주파수를 조정하는 스텝
ST02: 펌프의 동작 주파수가 최저 주파수까지 저하되었는지 여부를 판정하는 스텝
ST03: 제어 밸브의 개도를 조정하는 스텝
ST04: 제어 밸브의 개도가 최소 설정 개도인지 여부를 판정하는 스텝
ST05: 부하 설비 측의 운전 모드를 냉각탑 모드로 전환하는 스텝1: Ground heat utilization system
2: well
2A: Well 1
2B: Second well
2a: Casing
2b: Strainer
2c: aperture
3: Plumbing
4: Heat exchanger
6: Well cover
7: Temperature adjustment system
21: pumping well
22: Watering well
31: pump
32: Water valve
35a~35d: Check valve
71: Pump controller
72: control valve
80: control device
81: Pump operation control unit
82: Control valve opening and closing control unit
83: Load side flow control unit
100: load equipment
101: Piping system
110: heat source
120: air conditioner
130: Cooling tower
140: Second heat exchanger
190: computer
195: processor
196: memory
197: Storage/playback device
198: I/O I/F
199: Communication I/F
HOL: excavator
LY: aquifer
OG: Ground
ST01: Step to adjust the operating frequency of the pump
ST02: Step to determine whether the operating frequency of the pump has decreased to the lowest frequency.
ST03: Step to adjust the opening degree of the control valve
ST04: Step to determine whether the opening degree of the control valve is the minimum set opening degree
ST05: Step to change the operation mode of the load facility to cooling tower mode

Claims

pumping well,
a watering well,
a pipe extending from the pumping well to the main water well;
A pump capable of transmitting groundwater from the pumping well to the main water well through the pipe,
A heat exchanger installed in the pipe,
A control valve installed in the pipe and capable of adjusting the flow rate of the groundwater in the pipe,
When the operating frequency of the inverter control of the pump becomes the lowest frequency, a control device is provided to adjust the flow rate of the groundwater poured into the water well by controlling the control valve to narrow the flow rate in the pipe.
Ground heat utilization system.

The method of claim 1, wherein the control valve is installed closer to the water well than the heat exchanger.
Ground heat utilization system.

The method of claim 1 or 2, wherein when the control device is adjusting the flow rate of the groundwater in the pipe by narrowing the control valve, the operating frequency is maintained at the lowest frequency.
Ground heat utilization system.

The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchanger is provided with a cooling tower on the load equipment side using a medium that performs heat exchange with the ground water in the pipe,
When the opening degree of the control valve becomes the minimum set opening degree, the control device injects the medium cooled by the cooling tower and the groundwater heat exchanged in the heat exchanger into the water well.
Ground heat utilization system.

A pump operation control unit that adjusts the operating frequency of the inverter control of the pump that transmits the groundwater from the pumping well to the injection well according to the temperature of groundwater pumped from the pumping well and poured into the injection well through a heat exchanger;
When the operating frequency becomes the lowest frequency, a control valve opening/closing control unit that adjusts the opening degree of the control valve installed in the pipe that supplies the groundwater to the injection well according to the temperature of the groundwater injected into the injection well.
controller.

Adjusting the operating frequency of the inverter control of the pump that delivers the groundwater from the pumping well to the injection well according to the temperature of groundwater pumped from the pumping well and poured into the injection well through a heat exchanger,
When the operating frequency becomes the lowest frequency, adjust the opening degree of the control valve installed in the pipe sending the groundwater to the injection well according to the temperature of the groundwater poured into the injection well.
Control method.

on computer,
Adjusting the operating frequency of the inverter control of the pump that delivers the groundwater from the pumping well to the injection well according to the temperature of groundwater pumped from the pumping well and poured into the injection well through a heat exchanger,
When the operating frequency becomes the lowest frequency, adjust the opening degree of the control valve installed in the pipe sending the groundwater to the injection well according to the temperature of the groundwater poured into the injection well.
A program to execute a method.