KR101765386B1 - 지열파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지열파이프에 관한 것으로서, 순환되는 열매체의 중심에서 파이프 외면과의 거리가 최소화되어 열매체가 공기와의 균일한 열전달에 의하여 흡열 효율이 극대화되도록 함을 목적으로 한 것이다.
즉, 본 발명은 지열파이프에 있어서, 장타원 단면을 갖는 두 개의 타원열매체파이프와 상기 두개의 타원열매체파이프를 이결 결속시키는 파이프결속부로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명은 지열파이프를 파이프결속부에 의하여 이격 결속되는 두 개의 타원열매체파이프로 구성함으로써, 순환되는 열매체의 중심에서 파이프 외면과의 거리가 최소화되어 열매체가 전체적으로 균일한 열전달에 의한 흡열이 이루어져 지열 흡열효과가 극대화되는 것이다.

Description

지열파이프{A geothermal pipe}

본 발명은 지열파이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지열파이프에 있어서, 장타원 단면을 갖는 두 개의 타원열매체파이프와 상기 두개의 타원열매체파이프를 이격 결속시키는 파이프결속부로 구성하여서, 순환되는 열매체의 중심에서 파이프 외면과의 거리가 최소화되어 열매체가 공기와의 균일한 열전달에 의하여 흡열 효율이 극대화되도록 함을 목적으로 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 두 개의 타원열매체파이프가 장축 방향으로 장축 길이의 1/2 이하의 길이로 겹침 결속되게 하여서, 두 개의 타원열매체파이프 사이의 열교환이 최소화되어 열손실이 최소화되도록 함을 목적으로 한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 타원열매체파이프에 나선 인서트된 금속열전도체를 구비하여서, 타원열매체파이프의 흡열효율을 높이고 강도를 향상시킬 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 두 개의 타원열매체파이프의 중 출수 측 타원열매체파이프의 장축 길이가 입수 측 타원열매체파이프의 장축 길기보다 길게 형성하여서, 출수 측 타원열매체파이프에서 열매체의 체류시간 증대시켜 흡열효율을 극대화할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 입수 측 타원열매체파이프의 외측으로 흡열돌기를 형성하되, 상기 흡열돌기는 입수 측 타원열매체파이프의 상단으로부 5m이하에서부터 형성하고, 상기 입수 측 타원열매체파이프의 상단에서 5m 까지는 외면에 열매체단열부를 형성하며, 출수 측 타원열매체파이프는 입수 측 타원열매체파이프의 열매체에 의한 열손실이 방지되게 상단에서 중앙부위 까지 흡열유지단열부를 형성하여서, 지면의 동결깊이 부위에서서 열매체의 열손실을 방지하여 지열지열 흡열효과를 극대화할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 지열은 연중 10~20℃의 일정한 온도를 유지하는 지층의 열원을 에너지로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같은 지열은 지중으로 130~150m로 지열흡수공을 천공하고 상기 지열흡수공에 열매체가 순환되는 지열파이프를 삽입한 후 지열흡수공을 그라우팅 매설하여서 연중 10~20℃의 온도를 유지하는 지열을 활용할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 지열파이프는 열매체가 각기 독립적으로 입수되고 출수 될 수 있게 두 개의 열매체파이프로 구성되고, 두 개의 열매체파이프의 단부에 구비되는 "U자관"에 의하여 연결되게 구성된 것이다.

이상과 같이 구성된 지열파이프는 두 개의 열매체파이프 중 하나의 열매체파이프로 열매체가 입수되어 지열을 서서히 흡수한 후 다른 열매체파이프를 통하여 지열을 흡수한 열매체가 출수되는 것이다.

그러나, 종래의 지열파이프를 구성하는 두 개의 열매체파이프는 진원을 이루는 관체로 형성되어 있어 열매체파이프의 내부를 흐르는 열매체가 전체적으로 균일하게 열교환이 이루어지지 않아 열효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 지열파이프는 출수 열매체파이프의 열매체가 입수 열매체파이프에 열을 빼앗겨 흡열손실이 발생하는 문제점이 있었다.

특허 제10-1044737호

이에, 본 발명은 종래 지열파이프가의 열매체파이프가 진원을 이루는 관체로 형성되어 있어 열매체파이프의 내부를 흐르는 열매체가 전체적으로 균일하게 열교환이 이루어지지 않아 열효율이 저하되는 문제점과 출수 열매체파이프의 열매체가 입수 열매체파이프에 열을 빼앗겨 흡열손실이 발생하는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 지열파이프에 있어서, 장타원 단면을 갖는 두 개의 타원열매체파이프와 상기 두개의 타원열매체파이프를 이결 결속시키는 파이프결속부로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 두 개의 타원열매체파이프가 장축 방향으로 장축길이의 1/2 이하의 길이로 겹침결속되게 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 타원열매체파이프에 나선 인서트된 금속열전도체를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 두 개의 타원열매체파이프의 중 출수 측 타원열매체파이프의 장축길이를 입수 측 타원열매체파이프의 장축길이보다 길게 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 입수 측 타원열매체파이프의 외측으로 흡열돌기를 형성하되, 상기 흡열돌기는 입수 측 타원열매체파이프의 상단으로부 5m이하에서부터 형성하고, 상기 입수 측 타원열매체파이프의 상단에서 5m 까지는 외면에 열매체단열부를 형성하며, 출수 측 타원열매체파이프는 입수 측 타원열매체파이프의 열매체에 의한 열손실이 방지되게 상단에서 중앙부위 까지 흡열유지단열부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 지열파이프를 파이프결속부에 의하여 이격 결속되며 장타원 단면을 갖는 두 개의 타원열매체파이프로 구성함으로써, 순환되는 열매체의 중심에서 파이프 외면과의 거리가 최소화되어 열매체가 전체적으로 균일한 열전달에 의한 흡열이 이루어져 지열 흡열효과가 극대화되는 것이다.

또한, 상기 두 개의 타원열매체파이프가 장축방향으로 장축길이의 1/2 이하의 길이로 겹침 결속되게 함으로써, 두 개의 타원열매체파이프의 열매체 사이의 열교환에 의한 흡열손실이 최소화되는 것이다.

또한, 상기 타원열매체파이프에 나선 인서트된 금속열전도체를 구비함으로써, 타원열매체파이프의 흡열효율과 강도가 향상되는 것이다.

또한, 상기 두 개의 타원열매체파이프의 중 출수 측 타원열매체파이프의 장축길이를 입수 측 타원열매체파이프의 장축길이보다 크게 형성함으로써, 출수 측 타원열매체파이프에서 열매체의 체류시간 증대되어 흡열효율이 극대화되는 것이다.

또한, 상기 입수 측 타원열매체파이프의 외측으로 흡열돌기를 형성하되, 상기 흡열돌기는 입수 측 타원열매체파이프의 상단으로부 5m이하에서부터 형성하고, 상기 입수 측 타원열매체파이프의 상단에서 5m 까지는 외면에 열매체단열부를 형성하며, 출수 측 타원열매체파이프는 입수 측 타원열매체파이프의 열매체에 의한 열손실이 방지되게 상단에서 중앙부위 까지 흡열유지단열부를 형성함으로써, 지면의 동결깊이 부위에서서 열매체의 열손실이 방지되고, 출수 측 타원열매체파이프의 열매체 열손실이 방지되어 지열 흡열효과를 극대화되는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 일 실시 예를 보인 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 다른 실시 예로 보인 예시도.
도 3 은 본 발명의 따른 또 다른 실시 예를 보인 예시도.
도 4 는 본 발명의 따른 또 다른 실시 예에 다른 시공 예시도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 열매체 파이프에서 순환되는 열매체의 지열흡열효율을 극대화할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 각기 독립적으로 입수되고 출수 될 수 있게 130~150m의 길이로 형성되는 두 개의 열매체파이프(10)와 상기 두 개의 열매체파이프(10)의 단부에 구비되는 "U자관"으로 구성되는 지열파이프에 있어서, 장축과 단축의 직경으로 이루어진 장타원의 단면을 갖는 벨트 형상의 관체로 형성된 두 개의 타원열매체파이프(10)와 상기 두개의 타원열매체파이프(10)를 서로 이격 결속시키는 파이프결속부(20)로 구성한 것이다.
상기 파이프결속부(20)는 타원열매체파이프(10)의 단축 측 외면에 결속되는 것이다.

여기서, 상기 타원열매체파이프(10)는 단축부 길이가 장축부 길이의 20~50%길이로 형성한 것이다.

상기 단축부의 길이가 장축부 길이의 20%길이 이하로 형성되면 열매체의 통수폭이 좁아 유동마찰을 유발하여 열매체의 유동이 원활하지 않는 문제점이 있는 것이다.

또한, 상기 단축부의 길이가 장축부 길이의 50%길이 이상으로 형성되면, 타원열매체파이프(10) 중심부의 열매체와 타원열매체파이프(10)의 내벽 측의 열매체의 흡열량의 편차가 심하여 전체전의 열매체의 지열 흡열효율이 저하되는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 상기 타원열매체파이프(10)는 단축부 길이가 장축부 길이의 20~50%길이로 형성하여 실시함이 바람직한 것이다.

그리고, 본 발명은 다른 실시 예로는 입수 측 타원열매체파이프(10)를 순환되는 열매체와 출수 측 타원열매체파이프(10)를 순환되는 열매체 상호 간의 열교환이 이루어지지 않게 상기 파이프결속부(20)에 의하여 결속되는 두 개의 타원열매체파이프(10)는 장축 방향으로 장축 중심이 서로 엇갈려 결속되되, 장축 길이의 1/2 이하의 길이로 서로 겹쳐 결속되게 실시할 수 있는 것이다.

또하, 본 발명은 또 다른 실시 예로는 지열흡수공(30)에서의 지열이 열매체로 신속하게 전달될 수 있게 타원열매체파이프(10)에 나선 인서트된 금속열전도체(11)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 또 다른 실시 예로는 지열흡수공(30)에서 지열을 원활하게 흡수할 수 있게 열매체의 체류시간을 증대시키고 압력을 저감시킬 수 있게 두 개의 타원열매체파이프(10)의 중 출수 측 타원열매체파이프(10)의 장축길이를 입수 측 타원열매체파이프(10)의 장축길이보다 길게 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 또 다른 실시 예로는 지열흡수공(30)에서 열원을 타원열매체파이프(10)를 순환되는 열매체에 효율적으로 전달할 수 있게 입수 측 타원열매체파이프(10)의 외측으로 흡열돌기(12)를 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

한편, 상기 흡열돌기(12)는 지열이 일정하게 유지되는 지상 측에서의 타원열매체파이프(10)를 순환되는 열매체의 열손실이 방지되게 입수 측 타원열매체파이프(10)의 상단으로부 5m이하에서부터 형성하고, 상기 입수 측 타원열매체파이프(10)의 상단에서 5m 까지는 외면에 열매체단열부(13)를 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 출수 측 타원열매체파이프(10)는 지열을 충분히 흡열한 열매체가 상대적으로 지열온도가 낮은 지상 측에서의 열손실이 방지되게 하고 입수 측 타원열매체파이프(10)의 열매체에 의한 열손실이 방지되게 상단에서 중앙부위 까지 흡열유지단열부(14)를 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 적용실시과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이 지열파이프에 있어서, 장축과 단축의 직경으로 이루어진 장타원의 단면을 갖는 벨트 형상의 관체로 형성된 두 개의 타원열매체파이프(10)와 상기 두개의 타원열매체파이프(10)를 서로 이격 결속시키는 파이프결속부(20)로 구성되고; 상기 파이프결속부(20)는 타원열매체파이프(10)의 단축 측 외면에 결속되는 본 발명을 적용하여 실시하게 되면, 타원열매체파이프(10) 중심부의 열매체와 타원열매체파이프(10) 내벽 측의 열매체의 거리가 최소화되어 열매체가 전체적으로 균일한 열전달에 의한 흡열이 이루어지는 것이다.

한편 본 발명의 실시에 있어서, 두 개의 타원열매체파이프(10)가 장축방향으로 장축길이의 1/2 이하의 길이로 겹침 결속되게 실시하며, 두 개의 타원열매체파이프(10)의 열매체 상호간의 열교환이 최소화되어 흡열손실이 최소화되는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어서, 상기 타원열매체파이프(10)에 나선 인서트된 금속열전도체(11)를 구비하여 실시하게 되면, 타원열매체파이프(10)의 열전도율이 향상되어 흡열효율이 향상되고, 상기 금속열전도체(11)에 의하여 타원열매체파이프(10)의 강도가 향상되는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어서, 상기 두 개의 타원열매체파이프(10)의 중 출수 측 타원열매체파이프(10)의 장축길이를 입수 측 타원열매체파이프(10)의 장축길이보다 크게 형성하여 실시하게 되면, 출수 측 타원열매체파이프(10)에서 열매체 유속이 저감되어 체류시간이 증대되고 압력이 낮아져 흡열효율이 증대되어 흡열효율이 극대화되는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어서 상기 입수 측 타원열매체파이프(10)의 외측으로 흡열돌기(12)를 형성하되, 상기 흡열돌기(12)는 입수 측 타원열매체파이프(10)의 상단으로부 5m이하에서부터 형성하고, 상기 입수 측 타원열매체파이프(10)의 상단에서 5m 까지는 외면에 열매체단열부(13)를 형성하여 실시하게 되면, 지면의 동결깊이에서의 열손실이 방지되고, 일정한 지열이 유지지되는 곳에서의 지열 흡수효과가 극대화되는 것이다.

한편, 본 발명의 실시에 있어서 출수 측 타원열매체파이프(10)는 입수 측 타원열매체파이프(10)의 열매체에 의한 열손실이 방지되게 상단에서 중앙부위 까지 흡열유지단열부(14)를 형성하여 실시하게 되면, 지열이 급속하게 낮아지는 지상측에서의 출수 측 타원열매체파이프(10)의 열매체 열손실이 방지되어 지열 흡열효과를 극대화되는 것이다.

10 : 열매체파이프
11 : 금속열전도체 12 : 흡열돌기
13 : 열매체단열부 14 : 흡열유지단열부
20 : 파이프결속부
30 : 지열흡수공

Claims (4)

1. 지열파이프에 있어서;
   장축과 단축의 직경으로 이루어진 장타원의 단면을 갖는 벨트 형상의 관체로 형성된 두 개의 타원열매체파이프(10)와 상기 두개의 타원열매체파이프(10)를 서로 이격 결속시키는 파이프결속부(20)로 구성되고;
   상기 파이프결속부(20)는 타원열매체파이프(10)의 단축 측 외면에 결속되며;
   상기 파이프결속부(20)에 의하여 결속되는 두 개의 타원열매체파이프(10)는 장축 방향으로 장축 중심이 서로 엇갈려 결속되되, 장축 길이의 1/2 이하의 길이로 서로 겹쳐지게 결속되고;
   두 개의 타원열매체파이프(10)의 중 출수 측 타원열매체파이프(10)의 장축길이가 입수 측 타원열매체파이프(10)의 장축 길이보다 크게 형성하며;
   입수 측 타원열매체파이프(10)의 외측으로 흡열돌기(12)를 형성하되, 상기 흡열돌기(12)는 입수 측 타원열매체파이프(10)의 상단으로부 5m이하에서부터 형성하고, 상기 입수 측 타원열매체파이프(10)의 상단에서 5m 까지는 외면에 열매체단열부(13)를 형성하며, 출수 측 타원열매체파이프(10)는 입수 측 타원열매체파이프(10)의 열매체에 의한 열손실이 방지되게 상단에서 중앙부위 까지 흡열유지단열부(14)를 형성하고;
   타원열매체파이프(10)에 나선 인서트된 금속열전도체(11)를 구비한 것을 특징으로 하는 지열파이프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images