[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20240114147A - 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물 - Google Patents

지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물 Download PDF

Info

Publication number
KR20240114147A
KR20240114147A KR1020230006204A KR20230006204A KR20240114147A KR 20240114147 A KR20240114147 A KR 20240114147A KR 1020230006204 A KR1020230006204 A KR 1020230006204A KR 20230006204 A KR20230006204 A KR 20230006204A KR 20240114147 A KR20240114147 A KR 20240114147A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
geothermal
pillar
heat exchanger
row
Prior art date
Application number
KR1020230006204A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102764022B1 (ko
Inventor
김영상
딘흐우바
강경오
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020230006204A priority Critical patent/KR102764022B1/ko
Priority claimed from KR1020230006204A external-priority patent/KR102764022B1/ko
Publication of KR20240114147A publication Critical patent/KR20240114147A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102764022B1 publication Critical patent/KR102764022B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/15—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using bent tubes; using tubes assembled with connectors or with return headers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0472—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being helically or spirally coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T2010/50—Component parts, details or accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T2010/50—Component parts, details or accessories
    • F24T2010/53—Methods for installation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 열교환용 유체의 유로를 형성하는 파이프에 의해 형성된 지열 교환기(A)에 관한 것으로서, 일단에 유입구(101)가 형성되고, 타단에 유출구(102)가 형성되며, 상기 파이프가 코일 형상으로 만곡된 기둥구조로 형성되고, 상기 유입구(101)로 유입된 유체가 상기 파이프를 통해 상기 유출구(102)로 유출되는 복수의 코일기둥(100);을 포함하고, 상기 복수의 코일기둥(100) 중 하나의 코일기둥(100)의 유출구(102)와 인접하여 설치되는 다른 하나의 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된 것을 특징으로 하는 지열 교환기(A)를 제시함으로써, 지열 교환기의 매설을 위한 다짐작업 시 손상의 우려가 없고, 열교환 효율이 우수하며, 상호간의 저촉의 문제가 없도록 한다.

Description

지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물{HORIZONTAL GROUND HEAT EXCHANGER AND HEAT EXCHANGING STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 건설 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물에 관한 것이다.
GSHP(지열원 히트펌프) 시스템은 지열 에너지원을 사용하여 건물의 냉난방을 할 수 있는 잘 알려진 친환경적이고 효율적인 에너지 기술이다.
이 시스템은 주로 지중 열교환기 (즉, 에너지를 전달하기 위해 지하에 설치된 파이프 루프가 포함 된 시추공), 히트펌프, 난방 및 냉방 분배 시스템 세 부분으로 구성된다.
지열원 히트펌프 시스템은 지열교환기의 매설 방법에 따라서 수직형, 수평형, 오픈형, 연못형 시스템 등으로 분류된다.
이들 중에서 수직형과 수평형 시스템이 많이 설치되고 있으며, 수직형 시스템은 수직방향의 고심도(200m 정도)로 시굴공을 천공하여 지열교환기를 설치하는 방법이고, 수평형 시스템은 저심도의 지중에 수평 방향으로 지열교환기를 매설하는 방법이다.
수직형 시스템은 가장 일반적으로 시공되는 시스템으로서 열부하나 냉방부하가 큰 건물에 이상적이며 부지를 많이 필요로 하지 않은 장점이 있는 반면, 설치비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
수평형 시스템은 상대적으로 부하가 작은 곳에서 쓸 수 있으며, 시공비용이 비교적 적게 소요되는 장점이 있는 반면, 넓은 부지를 확보하여야 하는 단점이 있다.
도 1,2는 종래의 수평형 지열원 히트펌프 시스템에 사용되는 지열 교환기(10)를 도시한 것으로서, 도 1은 U자형(straight-line type) 지열 교환기(11)에 관한 것이고, 도 2는 나선형(spiral-coil type) 지열 교환기(12)에 관한 것이다.
U자형 지열 교환기(11)에 비해, 나선형 지열 교환기(12)의 열교환율이 우수하지만, 나선형 지열 교환기(12)는 다음과 같은 단점이 지적되어 왔다.
첫째, 지중에 지열 교환기를 매립설치하기 위해서는, 지중의 설치홈에 나선형 지열 교환기(나선형 구조로 가공된 파이프)를 누운 구조로 길이방향을 따라 설치하고, 토사를 되메운 후 다짐하여야 하는데, 장비에 의한 다짐작업 시 나선형 지열 교환기가 손상되기 쉽다는 문제가 있다.
둘째, 한정된 면적 하에서 지열 교환기의 규모를 증대하기 위하여, 설치홈의 깊이를 깊게 하고, 나선형 지열 교환기의 직경을 크게 하는 경우, 파이프 사이의 간격이 커짐에 따라 열교환 효율이 저하된다는 문제가 있다.
셋째, 한정된 면적 하에서 지열 교환기의 규모를 증대하기 위하여, 설치홈의 깊이를 깊게 하고, 직경이 작은 복수의 나선형 지열 교환기를 적층하여 매설하는 경우, 적층설치된 나선형 지열 교환기 상호간 저촉이 발생한다는 문제가 있다.
일본공개특허 2021-33181780 일본공개특허 2021-33124094 일본등록특허 06937794 일본등록특허 06929325 일본등록특허 06844880 일본공개특허 2020-32180433 일본등록특허 05731051 일본등록특허 06067173 일본등록특허 05839531 일본등록특허 05028638
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 지열 교환기의 매설을 위한 다짐작업 시 손상의 우려가 없고, 열교환 효율이 우수하며, 상호간의 저촉의 문제가 없는 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 열교환용 유체의 유로를 형성하는 파이프에 의해 형성된 지열 교환기(A)에 있어서, 일단에 유입구(101)가 형성되고, 타단에 유출구(102)가 형성되며, 상기 파이프가 코일 형상으로 만곡된 기둥구조로 형성되고, 상기 유입구(101)로 유입된 유체가 상기 파이프를 통해 상기 유출구(102)로 유출되는 복수의 코일기둥(100);을 포함하고, 상기 복수의 코일기둥(100) 중 하나의 코일기둥(100)의 유출구(102)와 인접하여 설치되는 다른 하나의 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된 것을 특징으로 하는 지열 교환기(A)를 제시한다.
상기 코일기둥(100)은, 상부에 상기 유입구(101)가 형성되고, 하부에 상기 유출구(102)가 형성되며, 상기 파이프가 코일 형상으로 만곡된 하향유로 구조로 형성되고, 상기 유입구(101)로 유입된 유체가 상기 파이프를 통해 상기 유출구(102)로 유출되는 하향유로 코일기둥(110); 하부에 상기 유입구(101)가 형성되고, 상부에 상기 유출구(102)가 형성되며, 상기 파이프가 코일 형상으로 만곡된 상향유로 구조로 형성되고, 상기 유입구(101)로 유입된 유체가 상기 파이프를 통해 상기 유출구(102)로 유출되는 상향유로 코일기둥(120);을 포함하고, 상기 하향유로 코일기둥(110)의 유출구(102)와 상기 상향유로 코일기둥(120)의 유입구(101)가 연결된 것이 바람직하다.
다수의 상기 코일기둥(100)이 길이방향을 따라 열지어 연결됨으로써 형성된 코일기둥 모듈(200)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 코일기둥 모듈(200)은, 전방에서 후방을 향하여 형성된 제1열 코일기둥 모듈(210); 후방에서 전방을 향하여 형성됨과 아울러, 상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 일측에 설치된 제2열 코일기둥 모듈(220);을 포함하고, 상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유출구(102)와 상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된 것이 바람직하다.
상기 코일기둥 모듈(200)은, 전방에서 후방을 향하여 형성된 제1열 코일기둥 모듈(210); 후방에서 전방을 향하여 형성됨과 아울러, 상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 일측에 설치된 제2열 코일기둥 모듈(220); 전방에서 후방을 향하여 형성됨과 아울러, 상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 일측에 설치된 제3열 코일기둥 모듈(230);을 포함하고, 상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유출구(102)와 상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결되고, 상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 최전방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유출구(102)와 상기 제3열 코일기둥 모듈(230)의 최전방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 지열 교환기(A)를 이용한 지열 교환구조물로서, 지반의 굴착에 의해 형성된 설치홈(20); 상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록, 상기 설치홈(20)에 매립된 상기 지열 교환기(A);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물을 제시한다.
본 발명은 상기 지열 교환기(A)를 이용한 지열 교환구조물로서, 지반의 굴착에 의해 형성됨과 아울러, 폭에 비해 길이가 길게 형성된 설치홈(20); 상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록, 상기 설치홈(20)에 길이방향을 따라 매립된 상기 지열 교환기(A);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물을 제시한다.
본 발명은 상기 지열 교환기(A)를 이용한 지열 교환구조물로서, 지반의 굴착에 의해 형성됨과 아울러, 깊이에 비해 길이 및 폭이 크게 형성된 설치홈(20); 상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록, 상기 설치홈(20)에 길이방향 및 폭방향을 따라 매립된 상기 지열 교환기(A);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물을 제시한다.
본 발명은 상기 지열 교환구조물의 시공방법으로서, 상기 지열 교환기(A)를 조립하는 단계; 지반을 굴착하여 상기 설치홈(20)을 형성하는 단계; 상기 설치홈(20)에 대하여 상기 지열 교환기(A)를 설치하되, 상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록 하는 단계; 상기 설치홈(20)을 토사에 의해 충전하고 다짐하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물의 시공방법을 제시한다.
본 발명은 지열 교환기의 매설을 위한 다짐작업 시 손상의 우려가 없고, 열교환 효율이 우수하며, 상호간의 저촉의 문제가 없는 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물을 제시한다.
도 1은 종래의 U자형 지열 교환기의 사시도.
도 2는 종래의 나선형 지열 교환기의 사시도.
도 3 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 3은 코일기둥의 제1 실시예의 사시도.
도 4는 코일기둥의 제2 실시예의 사시도.
도 5는 지열 교환기의 제1 실시예의 사시도.
도 6은 지열 교환기의 제2 실시예의 사시도.
도 7은 지열 교환기의 제3 실시예의 사시도.
도 8은 지열 교환기의 제4 실시예의 사시도.
도 9는 연결구의 사진.
도 10,11은 지열 교환구조물의 시공방법의 공정도.
도 12는 지열 교환구조물의 제1 실시예의 평면도.
도 13은 지열 교환구조물의 제2 실시예의 평면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 열교환용 유체의 유로를 형성하는 파이프에 의해 형성된 지열 교환기(A)에 관한 것으로서, 복수의 코일기둥(100)을 포함하여 구성된다.
여기서 코일기둥(100)이란, 일단에 유입구(101)가 형성되고, 타단에 유출구(102)가 형성되며, 파이프가 코일 형상(나선형 구조)으로 만곡된 기둥구조로 형성되고, 유입구(101)로 유입된 유체가 파이프를 통해 유출구(102)로 유출되는 구조를 의미한다.
복수의 코일기둥(100) 중 하나의 코일기둥(100)의 유출구(102)와 인접하여 설치되는 다른 하나의 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된다.
즉, 종래에는 나선형 지열 교환기(12)(나선형 구조로 가공된 파이프)가 누운 구조로 설치됨에 비해, 본 발명은 코일기둥(100)(나선형 구조로 가공된 파이프)가 기립구조로 설치된다는 차이가 있으며, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 코일기둥(100)(나선형 구조로 가공된 파이프)가 기립구조로 설치되고, 이는 상하방향을 따라 탄성지지구조를 취하게 되므로, 장비에 의한 다짐작업 시 지열 교환기가 손상되지 않는다.
둘째, 한정된 면적 하에서 지열 교환기의 규모를 증대하기 위하여, 설치홈의 깊이를 깊게 하는 경우, 코일기둥(100)의 파이프의 길이를 연장하고 그 높이를 크게 하면서 파이프 사이의 간격을 유지할 수 있으므로, 열교환 효율이 저하되지 않는다.
셋째, 위와 같이 코일기둥(100)의 높이를 증대할 수 있어서, 종래와 같이 직경이 작은 복수의 나선형 지열 교환기를 적층하여 매설할 필요가 없으므로, 지열 교환기 상호간 저촉의 문제가 발생하지 않는다.
코일기둥(100)은 구체적으로, 하향유로 코일기둥(110)과 상향유로 코일기둥(120)을 포함하고, 이들이 반복적으로 배치되는 구조를 취할 수 있다.(도 4)
하향유로 코일기둥(110)은 상부에 유입구(101)가 형성되고, 하부에 유출구(102)가 형성되며, 파이프가 코일 형상으로 만곡된 하향유로 구조로 형성되고, 유입구(101)로 유입된 유체가 파이프를 통해 유출구(102)로 유출된다.
상향유로 코일기둥(120)은 하부에 유입구(101)가 형성되고, 상부에 유출구(102)가 형성되며, 파이프가 코일 형상으로 만곡된 상향유로 구조로 형성되고, 유입구(101)로 유입된 유체가 파이프를 통해 유출구(102)로 유출된다.
하향유로 코일기둥(110)의 유출구(102)와 상향유로 코일기둥(120)의 유입구(101)가 연결구(130) 등에 의해 연결된다.
이와 같은 다수의 코일기둥(100)이 길이방향을 따라 열지어 연결됨으로써 코일기둥 모듈(200)이 형성된다.(도 5)
코일기둥 모듈(200)은 제1열 코일기둥 모듈(210), 제2열 코일기둥 모듈(220)을 포함하는 2열의 구조를 취할 수 있다.(도 6)
제1열 코일기둥 모듈(210)은 상술한 구조에 의해 전방에서 후방을 향하여 형성된다.
제2열 코일기둥 모듈(220)은 상술한 구조에 의해 후방에서 전방을 향하여 형성됨과 아울러, 제1열 코일기둥 모듈(210)의 일측에 설치된다.
제1열 코일기둥 모듈(210)의 최후방에 형성된 코일기둥(100a)의 유출구(102)와 제2열 코일기둥 모듈(220)의 최후방에 형성된 코일기둥(100b)의 유입구(101)가 연결구(130) 등에 의해 연결된다.
코일기둥 모듈(200)은 제1열 코일기둥 모듈(210), 제2열 코일기둥 모듈(220), 제3열 코일기둥 모듈(230)을 포함하는 3열의 구조를 취할 수도 있다.(도 7)
제1열 코일기둥 모듈(210), 제2열 코일기둥 모듈(220)은 위와 동일하고, 제3열 코일기둥 모듈(230)은 전방에서 후방을 향하여 형성됨과 아울러, 제2열 코일기둥 모듈(220)의 일측에 설치된다.
제2열 코일기둥 모듈(220)의 최전방에 형성된 코일기둥(100c)의 유출구(102)와 제3열 코일기둥 모듈(230)의 최전방에 형성된 코일기둥(100d)의 유입구(101)가 연결구(130) 등에 의해 연결된다.
본 발명에 의한 지열 교환기(A)를 이용한 지열 교환구조물은, 지반의 굴착에 의해 형성된 설치홈(20); 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록, 설치홈(20)에 매립된 지열 교환기(A);를 포함하여 구성된다.(도 10 내지 13)
설치홈(20)은 현장의 조건에 맞추어 형성되며, 폭(W)에 비해 길이(L)가 길게 형성될 수도 있고, 깊이(D)에 비해 길이(L) 및 폭(W)이 크게 형성될 수도 있다.
본 발명에 의한 지열 교환기(A)는 상술한 바와 같이, 코일기둥 모듈(200)의 길이 조절에 의해 설치홈(20)의 깊이(D)에 맞출 수 있고, 코일기둥 모듈(200)의 높이 조절에 의해 설치홈(20)의 깊이(D)에 맞출 수 있으며, 코일기둥 모듈(200)의 다수열 설치에 의해 설치홈(20)의 폭(W)에 맞출 수 있다.
따라서 설치홈(20)이 어떠한 형상이나 어떠한 규모로 형성되더라도, 이에 맞추어 지열 교환기(A)를 설치할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 지열 교환구조물의 시공방법은 다음 공정에 의해 이루어진다.
설치홈(20)의 형상 및 규모에 맞추어, 다수의 코일기둥(100)을 연결구(130) 등에 의해 연결하는 방식으로 지열 교환기(A)를 조립한다.
지반을 굴착하여 설치홈(20)을 형성하고, 그 설치홈(20)에 대하여 지열 교환기(A)를 설치하되, 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록 한다.
설치홈(20)을 토사에 의해 충전하고 다짐하는데, 이때 코일기둥(100)의 탄성지지구조로 인하여 손상의 우려가 없음은 상술한 바와 같다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
A : 지열 교환기 20 : 설치홈
100 : 코일기둥 101 : 유입구
102 : 유출구 110 : 하향유로 코일기둥
120 : 상향유로 코일기둥 130 : 연결구
200 : 코일기둥 모듈 210 : 제1열 코일기둥 모듈
220 : 제2열 코일기둥 모듈 230 : 제3열 코일기둥 모듈

Claims (9)

  1. 열교환용 유체의 유로를 형성하는 파이프에 의해 형성된 지열 교환기(A)에 있어서,
    일단에 유입구(101)가 형성되고, 타단에 유출구(102)가 형성되며, 상기 파이프가 코일 형상으로 만곡된 기둥구조로 형성되고, 상기 유입구(101)로 유입된 유체가 상기 파이프를 통해 상기 유출구(102)로 유출되는 복수의 코일기둥(100);을 포함하고,
    상기 복수의 코일기둥(100) 중 하나의 코일기둥(100)의 유출구(102)와 인접하여 설치되는 다른 하나의 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된 것을 특징으로 하는 지열 교환기(A).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일기둥(100)은,
    상부에 상기 유입구(101)가 형성되고, 하부에 상기 유출구(102)가 형성되며, 상기 파이프가 코일 형상으로 만곡된 하향유로 구조로 형성되고, 상기 유입구(101)로 유입된 유체가 상기 파이프를 통해 상기 유출구(102)로 유출되는 하향유로 코일기둥(110);
    하부에 상기 유입구(101)가 형성되고, 상부에 상기 유출구(102)가 형성되며, 상기 파이프가 코일 형상으로 만곡된 상향유로 구조로 형성되고, 상기 유입구(101)로 유입된 유체가 상기 파이프를 통해 상기 유출구(102)로 유출되는 상향유로 코일기둥(120);을 포함하고,
    상기 하향유로 코일기둥(110)의 유출구(102)와 상기 상향유로 코일기둥(120)의 유입구(101)가 연결된 것을 특징으로 하는 지열 교환기(A).
  3. 제1항에 있어서,
    다수의 상기 코일기둥(100)이 길이방향을 따라 열지어 연결됨으로써 형성된 코일기둥 모듈(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환기(A).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코일기둥 모듈(200)은,
    전방에서 후방을 향하여 형성된 제1열 코일기둥 모듈(210);
    후방에서 전방을 향하여 형성됨과 아울러, 상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 일측에 설치된 제2열 코일기둥 모듈(220);을 포함하고,
    상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유출구(102)와 상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된 것을 특징으로 하는 지열 교환기(A).
  5. 제3항에 있어서,
    상기 코일기둥 모듈(200)은,
    전방에서 후방을 향하여 형성된 제1열 코일기둥 모듈(210);
    후방에서 전방을 향하여 형성됨과 아울러, 상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 일측에 설치된 제2열 코일기둥 모듈(220);
    전방에서 후방을 향하여 형성됨과 아울러, 상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 일측에 설치된 제3열 코일기둥 모듈(230);을 포함하고,
    상기 제1열 코일기둥 모듈(210)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유출구(102)와 상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 최후방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결되고,
    상기 제2열 코일기둥 모듈(220)의 최전방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유출구(102)와 상기 제3열 코일기둥 모듈(230)의 최전방에 형성된 상기 코일기둥(100)의 유입구(101)가 연결된 것을 특징으로 하는 지열 교환기(A).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 지열 교환기(A)를 이용한 지열 교환구조물로서,
    지반의 굴착에 의해 형성된 설치홈(20);
    상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록, 상기 설치홈(20)에 매립된 상기 지열 교환기(A);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항의 지열 교환기(A)를 이용한 지열 교환구조물로서,
    지반의 굴착에 의해 형성됨과 아울러, 폭에 비해 길이가 길게 형성된 설치홈(20);
    상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록, 상기 설치홈(20)에 길이방향을 따라 매립된 상기 지열 교환기(A);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물.
  8. 제4항 또는 제5항의 지열 교환기(A)를 이용한 지열 교환구조물로서,
    지반의 굴착에 의해 형성됨과 아울러, 깊이에 비해 길이 및 폭이 크게 형성된 설치홈(20);
    상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록, 상기 설치홈(20)에 길이방향 및 폭방향을 따라 매립된 상기 지열 교환기(A);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물.
  9. 제6항의 지열 교환구조물의 시공방법으로서,
    상기 지열 교환기(A)를 조립하는 단계;
    지반을 굴착하여 상기 설치홈(20)을 형성하는 단계;
    상기 설치홈(20)에 대하여 상기 지열 교환기(A)를 설치하되, 상기 코일기둥(100)이 기립구조를 취하도록 하는 단계;
    상기 설치홈(20)을 토사에 의해 충전하고 다짐하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 지열 교환구조물의 시공방법.
KR1020230006204A 2023-01-16 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물 KR102764022B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230006204A KR102764022B1 (ko) 2023-01-16 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230006204A KR102764022B1 (ko) 2023-01-16 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240114147A true KR20240114147A (ko) 2024-07-23
KR102764022B1 KR102764022B1 (ko) 2025-02-05

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0528638A (ja) 1991-07-18 1993-02-05 Sharp Corp データ記録装置
JPH0667173A (ja) 1992-08-19 1994-03-11 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2006044880A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 画像記録装置
KR100907810B1 (ko) * 2008-11-28 2009-07-16 주식회사 지지케이 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치
KR20120017878A (ko) * 2010-08-20 2012-02-29 갑을오토텍(주) 코일형 열교환기
KR101289208B1 (ko) * 2012-03-21 2013-07-29 문희수 축열자갈을 이용한 비닐하우스의 냉난방장치
JP2020180433A (ja) 2019-04-23 2020-11-05 株式会社Ｉｈｉ建材工業 地熱交換用セグメント及び地熱交換装置
JP2021124094A (ja) 2020-02-07 2021-08-30 株式会社エスト 地熱交換器および地熱発電装置
JP6929325B2 (ja) 2019-06-27 2021-09-01 株式会社Ｉｈｉ建材工業 地熱交換用セグメント及び地熱交換装置
JP6937794B2 (ja) 2019-04-23 2021-09-22 株式会社Ｉｈｉ建材工業 地熱交換用セグメントと地熱交換装置及びその組み立て方法
JP2021181780A (ja) 2020-05-16 2021-11-25 一般社団法人ハイパーエネルギー協会 地熱交換器および地熱発電装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0528638A (ja) 1991-07-18 1993-02-05 Sharp Corp データ記録装置
JPH0667173A (ja) 1992-08-19 1994-03-11 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2006044880A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 画像記録装置
KR100907810B1 (ko) * 2008-11-28 2009-07-16 주식회사 지지케이 개방형 지열시스템의 지하수 순환장치
KR20120017878A (ko) * 2010-08-20 2012-02-29 갑을오토텍(주) 코일형 열교환기
KR101289208B1 (ko) * 2012-03-21 2013-07-29 문희수 축열자갈을 이용한 비닐하우스의 냉난방장치
JP2020180433A (ja) 2019-04-23 2020-11-05 株式会社Ｉｈｉ建材工業 地熱交換用セグメント及び地熱交換装置
JP6937794B2 (ja) 2019-04-23 2021-09-22 株式会社Ｉｈｉ建材工業 地熱交換用セグメントと地熱交換装置及びその組み立て方法
JP6929325B2 (ja) 2019-06-27 2021-09-01 株式会社Ｉｈｉ建材工業 地熱交換用セグメント及び地熱交換装置
JP2021124094A (ja) 2020-02-07 2021-08-30 株式会社エスト 地熱交換器および地熱発電装置
JP2021181780A (ja) 2020-05-16 2021-11-25 一般社団法人ハイパーエネルギー協会 地熱交換器および地熱発電装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101524820B1 (ko) 지열 에너지 시스템 및 작동 방법
US20100294456A1 (en) Geothermal heat pump system
CN111043780B (zh) 水热型多分支定向采灌地热井及施工方法
EP3891444A1 (en) Groundwater enhanced geothermal heat pump
CZ307622B6 (cs) Geotermální jímač vertikálního typu s horizontálním prouděním teplonosných médií
JP2011214798A (ja) 仮設地中連壁を利用した地中熱交換器及びその施工方法
KR20240114147A (ko) 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물
KR102764022B1 (ko) 지열 교환기 및 이를 이용한 지열 교환구조물
CN103925738A (zh) 一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统
EP3118558B1 (en) Ground heat accumulator
KR101418884B1 (ko) 수직개방형 지중 열교환기
CN201935481U (zh) 一种新型土壤源热泵地下埋管换热器
JP2013139957A (ja) 筒状構造体からなる熱交換器
EP2739890B1 (en) Pipe in low-energy system and method for installing this
KR101090163B1 (ko) 간격유지가 확보된 일체식 지열공 유체순환파이프
CN213119574U (zh) 一种地热换热装置
JP5638111B2 (ja) 地中熱交換器の構築方法
EP2557385B1 (en) Thermal Energy Stores and Heat Exchange Assemblies Therefor
JP2023519889A (ja) 地熱システム用坑口コンテナ
CN213657175U (zh) 地源热泵系统
GB2463237A (en) Geothermal heating or cooling apparatus and method
KR102579033B1 (ko) 수직방식의 하이브리드 지중열교환기 및 그의 매설방법
JP2024127271A (ja) 地中熱交換器の設置方法
KR20240033800A (ko) 스텐레스스틸 배관을 이용한 수직밀폐형 지중열교환배관
KR102196024B1 (ko) 모듈형 저심도 지중열 교환 장치 및 그의 시공 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20230116

PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20230116

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240703

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20250114

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20250203

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20250203

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration