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KR101044737B1 - 지중열 교환기용 열교환 파이프 - Google Patents

지중열 교환기용 열교환 파이프 Download PDF

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KR101044737B1
KR101044737B1 KR1020100126222A KR20100126222A KR101044737B1 KR 101044737 B1 KR101044737 B1 KR 101044737B1 KR 1020100126222 A KR1020100126222 A KR 1020100126222A KR 20100126222 A KR20100126222 A KR 20100126222A KR 101044737 B1 KR101044737 B1 KR 101044737B1
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KR
South Korea
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pipe
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geothermal
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heat supply
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최재호
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최재호
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Abstract

지중열 교환기용 열교환 파이프가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프는, 지상에서 발생된 폐열을 지하로 전달하는 경로를 형성하는 폐열공급관과, 폐열공급관을 따라 유입된 폐열이 지하에서 열교환 후 지상으로 전달되는 경로를 형성하는 지열환수관이 수직방향으로 병설된 구조를 가지는 지중열 교환기용 열교환 파이프에 있어서, 폐열공급관과 지열환수관간의 접속에 의한 열간섭을 방지하면서 폐열공급관, 지열환수관과 함께 수직방향으로 연속된 레일을 형성하도록, 좌, 우측단부가 각각 폐열공급관과 지열환수관에 연속하여 연결되는 파이프연결대;를 포함한다.

Description

지중열 교환기용 열교환 파이프{heat transfer pipe for ground heat exchanger}
본 발명은 지중열 교환기용 열교환 파이프에 관한 것이다.
일반적으로 냉난방을 위하여 사용되는 에너지원으로는, 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료, 또는 화석연료나 원자력을 이용하여 생산된 전력 에너지가 사용되고 있으나, 화석연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해물질로 인하여 환경을 오염시키게 되므로, 근래에는 이를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 대체 에너지로서, 무한한 에너지원을 갖는 풍력, 태양열, 지열 등을 이용할 수 있는데, 이들 에너지원은 공기오염과 기후변화에 거의 영향을 미치지 않으면서 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면, 에너지 밀도가 대단히 낮은 단점이 있다.
특히, 풍력과 태양열을 이용하여 에너지를 얻기 위해서는 설치장소의 한계와 함께 넓은 면적이 확보되어야 하며, 단위장치당 에너지 생산용량이 적고 설치 및 유지관리에 많은 비용이 소요된다.
대체에너지의 일원인 지열에너지는 지하 깊은 곳의 고온 지열을 이용하여 발전 등에 활용되기도 하고, 10~20℃의 지열을 이용하여 냉난방 시스템에 적용되기도 하는데, 지열을 이용하여 건물 등의 냉난방기술에 적용하는 경우, 기존 냉난방장치에 비하여 최대 40% 이상의 에너지를 절감할 수 있으며, 40~70%의 에너지 발생비용을 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 지열을 이용하여 건물 내의 냉난방을 목적으로 지하수와 같은 천연 열저장소를 이용하는 전기장치인 지열 히트펌프 시스템은, 지중 열교환기를 구비하여 하절기에는 지중으로 열을 방출하고 동절기에는 지중으로부터 열을 흡수하는 방식 등으로 운용될 수 있어, 연중 10~20℃의 일정한 온도를 유지하는 지온에 의해, 냉난방 성능이 저하되지 않아 안정적인 운전이 가능하다.
지열교환장치는 일반적으로 지하에 매설되거나 강 또는 호수와 같은 곳에 설치되어, 지열을 건물과 같은 대상물 내외부로 유입 및 유출시키는 것을 반복함으로써 대상물의 내부를 열교환시키며, 종래의 지열이송용 파이프는 건물측으로 지하열을 유입, 유출할 수 있도록 U형 파이프로 구성되고, 파이프의 내부에는 물 또는 부동액 등과 같은 유체가 수용되어 지열을 전가하는 매개체 역할을 한다.
일반적으로 지열이송용 파이프는 건물내의 폐열을 지하로 이송시킬 수 있는 폐열유입파이프와, 폐열유입파이프를 따라 유입된 폐열을 지하로 순환시켜 건물측으로 유출시키는 지열유출파이프로 이루어지며, 폐열유입파이프와 지열유출파이프는 U자형 재순환파이프로 연결된 구조를 가진다.
이러한 지열이송용 파이프는 폐열유입파이프와 지열유출파이프가 하나의 보어홀(borehole) 상에 수직방향으로 나란히 설치됨에 따라, 보어홀(borehole) 등에 삽입 시, 폐열유입파이프와 지열유출파이프가 서로 꼬이게 되면서 보어홀 외벽에 걸리거나, 꼬임부 상에서 파이프간의 열간섭으로 인해 열교환 성능이 저하되는 문제점이 발생하였다.
또한, 지열이송용 파이프 설치 후, 그라우팅(grouting)을 위해 트레미 파이프(tremie pipe)를 보어홀에 삽입하는 경우, 폐열유입파이프와 지열유출파이프간의 꼬임과 불규칙한 방향성으로 인해 트레미 파이프가 보어홀 하단까지 명확하게 도달되지 못하여, 그라우팅이 작업이 견고하게 이루어지지 못하는 경우도 빈번히 발생되고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 지열이송용 파이프의 꼬임을 방지하면서 보어홀 내부에 안정적으로 설치할 수 있으면서도, 지열이송용 파이프의 설치 후 트레미 파이프의 삽입이 보어홀 하단까지 명확하게 이루어지도록 하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 지상에서 발생된 폐열을 지하로 전달하는 경로를 형성하는 폐열공급관(10)과, 상기 폐열공급관(10)을 따라 유입된 폐열이 지하에서 열교환 후 지상으로 전달되는 경로를 형성하는 지열환수관(20)이 수직방향으로 병설된 구조를 가지는 지중열 교환기용 열교환 파이프에 있어서, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)간의 접속에 의한 열간섭을 방지하면서 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)과 함께 수직방향으로 연속된 레일을 형성하도록, 좌, 우측단부가 각각 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)에 연속하여 연결되는 파이프연결대(30);를 포함하여 구성되는 지중열 교환기용 열교환 파이프를 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 파이프연결대(30)는, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)이 설치되는 보어홀(borehole)(2) 내부에 삽입되는 트레미 파이프(tremie pipe)(5)의 하단부를 수직방향으로 가이드하는 연속된 접속면을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 폐열공급관(10)과, 지열환수관(20)은, 보어홀(borehole)(2) 내벽과의 접촉에 의한 파이프 손상을 방지하며, 보어홀(2) 내부에 충진되는 충진물과의 접속면을 확장시키고, 외압에 의한 임의의 이동, 비틀림을 구속하는 다방향 걸림턱을 형성하는 다수의 돌출구(15, 25)가 외주면 둘레에 형성될 수 있다.
또한, 상기 파이프연결대(30)는, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 법선방향으로 연결되어, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부와 함께, 상기 파이프연결대(30)를 기준으로 대칭되는 형상을 가지는 한쌍의 ㄷ자형 레일을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 파이프연결대(30)는, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 접선방향으로 연결되어, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 외주면의 완만한 곡면이 개방단부(30a)가 되는 오목한 단면형상을 가지는 레일을 형성할 수 있다.
또한,상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 법선방향 및 접선방향으로 연결되는 다수가 횡방향으로 이격형성되어, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 외주면의 완만한 곡면이 개방단부(30a)가 되는 오목한 단면형상을 가지는 레일과, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부 사이에 폐쇄 고리형상의 중공부(30b)를 가지는 레일을 함께 형성할 수 있다.
그리고, 상기 파이프연결대(30)는, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 직경에 해당되는 두께를 가지며, 관통홀(31)이 수직방향으로 연속하여 관통형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 폐열공급관, 지열환수관과 함께 수직방향으로 연속된 레일을 형성하는 파이프연결대를 구비함으로써, 폐열공급관과 지열환수관간의 꼬임을 방지하면서 보어홀 내부에 열교환 파이프를 안정적으로 삽입, 설치할 수 있다.
또한, 지열이송용 파이프 설치 후, 그라우팅(grouting)을 위해 트레미 파이프(tremie pipe)를 보어홀에 삽입하는 경우, 폐열공급관, 지열환수관 및 파이프연결대가 형성하는 레일에 트레미 파이프의 하단부가 가이드되어 보어홀 하단까지 명확하게 도달될 수 있다.
또한, 파이프 연결대가 폐열공급관과 지열환수관을 일정한 간격으로 이격시켜주어 열간섭 현상을 최소화할 수 있으며, 이로 인해 지중열교환기 성능을 증가시킬 수 있다.
도 1 - 본 발명의 일실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프를 도시한 요부사시도
도 2 - 보어홀에 본 발명에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프의 설치 후, 트레미 파이프를 보어홀 하단까지 삽입시키는 일예를 도시한 개념도
도 3 - 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프를 도시한 횡단면도
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프를 도시한 요부사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프는, 지상에서 발생된 폐열을 지하로 전달하는 경로를 형성하는 폐열공급관(10)과, 상기 폐열공급관(10)을 따라 유입된 폐열이 지하에서 열교환 후 지상으로 전달되는 경로를 형성하는 지열환수관(20)이 수직방향으로 병설된 구조를 가지는 지중열 교환기용 열교환 파이프에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20) 사이에, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)과 함께 수직방향으로 연속된 레일을 형성하는 파이프연결대(30)가 형성된다.
상기 파이프연결대(30)의 좌, 우측단부에 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)이 각각 연속하여 연결되어, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)은 레일의 좌우 양측부를 구성하게 되고, 상기 파이프연결대(30)는 레일의 바닥부 내지 전후부를 구성하게 된다.
도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에서는, 상기 폐열공급관(10), 파이프연결대(30), 지열환수관(20)의 외면부가, 도 1에 도시된 점선과 같은 ∪, ∩형 횡단면형상의 가이드면을 가지는 레일을 형성하게 된다.
상기 파이프연결대(30)가 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)을 상기 파이프연결대(30)의 폭에 해당되는 거리만큼 명확하게 이격시키게 됨에 따라, 보어홀(borehole)(2) 내부에서 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)의 길이방향의 일부가 임의로 접속되거나 꼬이는 현상을 방지할 수 있다.
이에 따라, 파이프간의 꼬임부에서 발생될 수 있는 열간섭 또한 방지할 수 있으며, 꼬임부로 인해 파이프 둘레에 그라우팅이 완벽하게 이루어지지 못하여 열교환이 원활하게 이루어지지 못하는 현상도 방지할 수 있다.
도 2는 보어홀(2)에 본 발명에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프의 설치 후, 트레미 파이프(tremie pipe)(5)를 보어홀 하단까지 삽입시키는 일예를 도시한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 상기 파이프연결대(30)는, 횡방향으로 굴곡된 형상을 가지거나, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)을 따라 연속되게 형성되지 않고 일부가 끊기거나, 홀이 횡방향으로 관통형성되지 않고, 보어홀(2) 내부에 삽입되는 트레미 파이프(5)의 하단부를 수직방향으로 가이드하는 연속된 접속면을 형성한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프 설치 후, 그라우팅(grouting)을 위해 트레미 파이프(5)를 보어홀(2)에 삽입하는 경우, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(30) 및 파이프연결대(20)가 형성하는 레일에 트레미 파이프(5)의 하단부가 가이드되어 보어홀(2) 하단까지 명확하게 도달될 수 있다.
도 3의 (a), (b), (c), (d)는 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프를 도시한 횡단면도이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 상기 폐열공급관(10)과, 지열환수관(20)의 외주면 둘레에 다수의 돌출구(15, 25)가 형성되며, 상기 돌출구(15, 25)는 다수가 다방향으로 돌출형성된다.
보어홀(2) 내부에 파이프 삽입 시, 고르지 못한 보어홀(2)의 천공면과의 직접적인 접촉, 마찰 등에 의해 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 보어홀(2) 내부에 그라우팅(grouting) 시공 시, 상기 돌출구(15, 25)의 표면적에 해당되는 만큼, 보어홀(2) 내부에 충진되는 시멘트 등 충진물과의 접속면을 확장시킬 수 있어 그라우팅 충진물과의 결합상태를 보다 견고하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 지중열 교환기용 열교환 파이프에, 보어홀(2) 내부에서 횡방향으로 구부러지거나 기울어져 이동되거나, 비틀어질 정도로 임의의 외압이 작용하는 경우에도, 상기 돌출구(15, 25)가 다방향 걸림턱을 제공함으로써, 상기 폐열공급관(10)과, 지열환수관(20)의 파이프 본체가 보어홀(2) 내벽면에 접속, 부착되는 것을 방지하여 충진물의 충진이 보어홀 내부 전반에 고르게 이루어질 수 있도록 한다.
상기 파이프연결대(30)는, 도 1, 2에 도시된 본 발명의 일실시예와 마찬가지로, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 법선방향으로 연결되어, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부와 함께, 상기 파이프연결대(30)를 기준으로 대칭되는 형상을 가지는 한쌍의 ㄷ자형 레일을 형성한다.(도 1의 점선 참조)
도 3의 (a)에 도시된 실시예를 적용하면, 보어홀(2) 내부 공간이 상기 파이프연결대(30)에 의해 동일한 형상을 가지는 2개로 분할되고, 각 공간부상에는 동일한 ㄷ자형 레일이 제공되므로, 트레미 파이프(5)는, 일측 또는 타측에 형성된 공간부 중 택일되어 삽입된 후, 해당 공간부상에 제공되는 레일에 의해 수직방향으로 가이드된다.
또한, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 중 레일을 제공하게 되는 외주부의 말단 지점(도 3의 (a)에서, 상단, 하단에 해당되는 지점)에 상기 돌출구(15, 25)를 형성하면, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 걸쳐 상기 돌출구(15, 25)까지 연속된 레일의 측면부를 형성하게 되어(도 3의 (a)의 점선 표시), 상기 돌출구(15, 25)의 돌출높이만큼 보다 오목한 ㄷ자형 레일을 형성할 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 상기 파이프연결대(30)는, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 접선방향으로 연결될 수 있다.
상기 파이프연결대(30)를, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부 1개소에 연결형성하면, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 외주의 완만한 곡면이 개방단부(30a)가 되는 오목한 횡단면형상의 가이드면을 형성할 수 있다.
도 3의 (b)에 도시된 실시예를 적용하면, 보어홀(2) 내부 공간이 상기 파이프연결대(30)에 의해 2개로 분할되되, 상기 파이프연결대(30)가 형성되지 않은 일측 공간부가 보다 확장된 횡단면적을 가지며, 오목한 횡단면형상의 가이드면(레일)을 제공하게 되므로, 트레미 파이프(5)는, 개방단부(30a)가 형성된 공간부에 삽입된 후, 레일에 의해 수직방향으로 가이드된다.
상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 외주부가, 레일의 개방단부(30a)를 완만한 형상으로 형성하게 되어, 트레미 파이프(5)를 보어홀(2)의 일측 공간부상에 삽입하면, 공간부상의 가장자리측으로 트레미 파이프(5)가 위치되더라도, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 완만한 곡면을 타고 자연히 상기 파이프연결대(30)측으로 가이드되어 레일상에 위치하게 된다.
도 3의 (c)를 참조하면, 상기 파이프연결대(30)는, 도 1, 2, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 법선방향으로 형성되는 것과, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 접선방향으로 연결되는 것을 포함한, 다수가 횡방향(도 3의 (c)의 상하방향)으로 이격형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 외주면의 완만한 곡면이 개방단부(30a)가 되는 오목한 단면형상을 가지는 레일과, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부, 다수의 파이프연결대(30) 사이에 폐쇄 고리형상의 중공부(30b)를 가지는 레일을 함께 제공하게 된다.
이에 따라, 보어홀(2) 내부에 삽입하면, 상기 개방단부(30a)가 형성된 오목한 공간부(도 3의 (c)의 상부)와, 폐쇄 고리형상의 상기 중공부(30b)와, 접선방향의 상기 파이프연결대(30) 외측(도 3의 (c)의 하부)에 형성되는 공간부에 해당되는 3개의 공간부가, 보어홀(2) 내에 구분, 형성된다.
도 3의 (c)에 도시된 실시예를 적용하면, 트레미 파이프(5) 등 보어홀(2) 내부에 수직방향으로 삽입되는 파이프부재는, 보어홀(2) 내부에서 상기 3개의 공간부 중 택일적으로 삽입될 수 있으며, 상기 개방단부(30a)가 형성된 오목한 공간부상에서는 도 3의 (a)에 도시된 실시예와 같이 가이드되고, 상기 중공부(30b)상에서는 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)의 외주부, 다수의 파이프연결대(30)의 수직방향 연장면(레일)에 의해 수직방향으로 가이드된다.
한편으로, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)을 보어홀(2) 내부에 삽입 후, 트레미 파이프(5) 등의 별도의 파이프부재를 이용하지 않고, 상기 중공부(30b)를 이용하여 그라우팅을 수행할 수도 있다.
도 3의 (d)를 참조하면, 상기 파이프연결대(30)는, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 직경에 해당되는 두께를 가질 수도 있으며, 관통홀(31)을 수직방향으로 연속하여 관통하는 것에 의해 레일을 형성할 수도 있다.
도 3의 (d)에 도시된 실시예를 적용하면, 트레미 파이프(5) 등 보어홀(2) 내부에 수직방향으로 삽입되는 파이프부재는, 상기 관통홀(31)을 포함하여 상기 파이프연결대(30)의 의해 구분되는 3개의 공간부 중 택일적으로 삽입될 수 있으며, 상기 관통홀(31)에 삽입된 파이프부재는 수직방향으로 관통형성된 상기 관통홀(31)의 내벽면을 타고 수직방향으로 가이드될 수 있다.
한편으로, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)을 보어홀(2) 내부에 삽입 후, 트레미 파이프(5) 등의 별도의 파이프부재를 이용하지 않고, 상기 관통홀(31)을 이용하여 그라우팅을 수행할 수도 있다.
일반적인 폴리에틸렌 파이프 성형과 마찬가지로 사출(압출)성형에 의해 일체로 제작가능하고, 별도의 연결부위 없이 길이방향을 따라 연속된 형상으로 제작가능하므로, 추가 공정이 요구되지 않으며, 지중에 매설된 상태에서도 전 길이에 걸쳐 누수에 대한 우려없이 안정된 구조를 구현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)간의 꼬임을 방지하면서 보어홀(2) 내부에 지중열 교환기용 열교환 파이프를 안정적으로 삽입, 설치할 수 있으며, 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)간의 일정한 간격의 유지로 열간섭 현상을 최대한 억제할 수 있고, 트레미 파이프(5)를 보어홀(2)에 삽입시, 레일이 수직방향으로의 명확한 방향성을 제공함으로써, 트레미 파이프(5)의 삽입이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
2 : 보어홀 5 : 트레미 파이프
10 : 폐열공급관 15 : 폐열공급관의 돌출구
20 : 지열환수관 25 : 지열환수관의 돌출구
30 : 파이프연결대 30a : 개방단부
30b : 중공부 31 : 관통홀

Claims (7)

  1. 지상에서 발생된 폐열을 지하로 전달하는 경로를 형성하는 폐열공급관(10)과, 상기 폐열공급관(10)을 따라 유입된 폐열이 지하에서 열교환 후 지상으로 전달되는 경로를 형성하는 지열환수관(20)이 수직방향으로 병설된 구조를 가지는 지중열 교환기용 열교환 파이프에 있어서,
    좌, 우측단부가 각각 상기 폐열공급관(10)과 지열환수관(20)에 연결되어, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외면부와 함께 ∪ 또는 ∩형상으로 오목한 가이드면을 형성하며, 트레미 파이프(tremie pipe)(5)의 하단부를 수직방향으로 연속되게 가이드하는 레일을 형성하는 파이프연결대(30);를 포함하며,
    상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주면 둘레에 다수의 돌출구(15, 25)가 형성되되, 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주면 둘레 중, 상기 레일 가이드면을 제외한 나머지와, 상기 레일 가이드면의 ∪ 또는 ∩형 말단에 해당되는 지점에, 상기 돌출구(15, 25)가 형성되어,
    보어홀(borehole)(2) 내벽과의 접촉에 의한 상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 손상을 방지하며, 보어홀(2)내부에 충진되는 충진물과의 접속면을 확장시키고, 외압에 의한 임의의 이동, 비틀림을 구속하는 다방향 걸림턱을 형성함과 동시에,
    상기 레일의 가이드면이 상기 돌출구(15, 25) 말단까지 연속되면서, 상기 돌출구(15, 25)의 돌출높이만큼 보다 오목한 ∪, 또는 ∩형 가이드면을 가지는 레일을 형성하는 것을 특징으로 하는 지중열 교환기용 열교환 파이프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 파이프연결대(30)는,
    상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부에 법선방향 및 접선방향으로 연결되는 다수가 횡방향으로 이격형성되어,
    상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20) 외주면의 완만한 곡면이 개방단부(30a)가 되는 오목한 단면형상을 가지는 레일과,
    상기 폐열공급관(10), 지열환수관(20)의 외주부와, 다수의 상기 파이프연결대(30) 사이에, 상기 개방단부(30a) 없이 폐쇄고리형 단면형상의 중공부(30b)를 가지는 레일을 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 지중열 교환기용 열교환 파이프.

  7. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013017730A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Geo-Pipe Oy Pipe in low-energy system and method for installing this
KR20160145941A (ko) 2015-06-11 2016-12-21 최원복 지열파이프

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080009844A (ko) * 2006-07-25 2008-01-30 정성진 연결부재를 갖는 지중 열교환기 파이프

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080009844A (ko) * 2006-07-25 2008-01-30 정성진 연결부재를 갖는 지중 열교환기 파이프

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013017730A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Geo-Pipe Oy Pipe in low-energy system and method for installing this
EP2739890A1 (en) * 2011-08-04 2014-06-11 Lieskoski, Nils Johan Pipe in low-energy system and method for installing this
EP2739890A4 (en) * 2011-08-04 2015-02-25 Nils Johan Lieskoski TUBE INCLUDED IN A LOW ENERGY SYSTEM AND METHOD OF MOUNTING
KR20160145941A (ko) 2015-06-11 2016-12-21 최원복 지열파이프
KR101765386B1 (ko) * 2015-06-11 2017-08-23 최원복 지열파이프

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