KR101100096B1 - Underground Regenerative Hybrid Air Conditioning System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양열을 이용하여 지중에 축열하고, 축열된 열을 지열히트펌프시스템에 적용함으로써 에너지를 절감할 수 있는 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an underground heat storage hybrid cooling and heating system that can save energy by applying heat to the ground using solar heat and applying the heat to the geothermal heat pump system.
특히, 태양열을 집열하여 지중에 축열한 후 원할 때 사용할 수 있게 함으로써 보다 효율적으로 태양열을 이용할 수 있는 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템에 관한 것이다. In particular, the present invention relates to an underground regenerative hybrid air-conditioning system that can use solar heat more efficiently by collecting solar heat and allowing it to be used when desired after storing heat in the ground.
이러한 본 발명의 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템은 태양열을 흡수하여 물을 가열하는 태양열집열수단과 ; 지중에 매설되어 있으며, 축열순환관에 의해 상기 태양열집열수단과 연결되어 태양열집열수단에 의해 가열된 물이 순환하여 지중의 흙을 가열하여 열을 저장하는 지중축열수단과 ; 상기 축열순환관의 중간에 연결된 온수탱크와 ; 상기 온수탱크에 연결되어 상기 태양열집열수단에 의해 가열된 온수나 지중축열수단에 저장된 온수의 순환에 의해 온기를 열교환하여 난방을 하는 난방수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. The underground heat storage hybrid heating and cooling system of the present invention includes a solar heat collecting means for heating water by absorbing solar heat; Underground heat storage means buried in the ground, connected to the solar heat collecting means by a heat storage circulation tube, and the water heated by the solar heat collecting means circulates to heat soil in the earth to store heat; A hot water tank connected to the middle of the heat storage circulation pipe; It is characterized in that it comprises a heating means connected to the hot water tank to heat the heat by the circulation of hot water heated by the solar heat collecting means or hot water stored in the underground heat storage means.
태양열, 지중 축열, 하이브리드, 냉난방 Solar, underground heat storage, hybrid, air conditioning
Description
본 발명은 지중 축열식 하이브리드 난방시스템에 관한 것으로써, 상세하게는 태양열을 이용하여 지중에 축열하고, 축열된 열을 지열히트펌프시스템에 적용함으로써 에너지를 절감할 수 있는 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an underground regenerative hybrid heating system, and more particularly, to an underground regenerative hybrid heating and cooling system that can save energy by thermally accumulating underground using solar heat and applying the accumulated heat to a geothermal heat pump system. .
특히, 태양열을 집열하여 지중에 축열한 후 원할 때 사용할 수 있게 함으로써 보다 효율적으로 태양열을 이용할 수 있는 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템에 관한 것이다. In particular, the present invention relates to an underground regenerative hybrid air-conditioning system that can use solar heat more efficiently by collecting solar heat and allowing it to be used when desired after storing heat in the ground.
일반적으로 히트펌프시스템은 냉매의 순환을 전환하여 냉방과 난방을 수행할 수 있게 한 장치를 말하는 것으로 실내의 냉, 난방에 널리 사용되는 장치이다. In general, the heat pump system refers to a device that is capable of cooling and heating by switching the circulation of the refrigerant and is a device widely used for cooling and heating indoors.
이러한 통상적인 히트펌프시스템은 도 7에 도시한 바와 같이 냉매관(101)을 통해 상호 연결되어 실내를 냉방하거나 난방하는 실내기(100)와 실외기(200)로 구성된다.Such a conventional heat pump system includes an
즉, 상기 실내기(100)는 냉기(또는 온기)를 발산하는 실내열교환기(110)와 이 실내 열교환기(110)로부터 발산하는 온기나 냉기를 실내로 공급하는 송풍 기(120)로 구성된다.That is, the
그리고 상기 실외기(200)는 냉매관(101)의 중간에 설치된 압축기(200)와, 냉매관을 통해 압축기(200)와 상호 연결되어 온기(또는 냉기)를 외부로 발산하는 실외열교환기(210) 및 내부의 열을 외부로 배출하는 송풍기(220)로 구성된다.The
또한, 상기 각 구성 요소를 연결하는 냉매관(101)의 실내,외열교환기(110, 210) 사이에는 팽창밸브(400)가 구비되어 있다.In addition, an
이렇게 구성된 종래의 히트 펌프식 냉난방시스템은 냉매관(101)에 통과되는 냉매를 실내열교환기(110)에서 실외열교환기(210)의 방향으로 이동시킬 경우에는 실내열교환기(110)가 냉매를 증발시켜 실내로 냉기를 공급할 수 있고, 반대로 상기 냉매관(101)에 통과되는 냉매를 위와 반대 방향으로 이동시킬 경우에는 실내열교환기(110)의 냉매를 응축시켜 실내로 온기를 공급할 수 있게 구성되어 있다. 물론 이렇게 냉매의 흐름을 정 또는 반으로 변환하기 위한 전환밸브(미도시)가 더 구비되어 있다. In the conventional heat pump type heating and cooling system configured as described above, when the refrigerant passing through the
이러한 히트펌프시스템은 전기를 동력원으로 구동되는 것으로 많은 소비전력을 요구함으로 운전에 많은 비용이 소요되는 단점이 있다. Such a heat pump system is driven by electricity as a power source, which requires a lot of power consumption, and thus has a disadvantage in that a high cost is required for operation.
또한, 공동주택의 경우 이 밖에 다양한 형태의 동력원을 이용하여 난방을 수행하고 있으나, 이러한 여타의 동력원에 의해 구동되는 난방수단 역시 많은 비용이 소요되므로 봄이나 가을과 같이 추위가 심하지 않을 경우에는 난방을 제공하지 않으며, 이에 따라 노약자의 경우 많은 어려움을 격는 문제가 있었다. In addition, in the case of a multi-unit house, heating is performed using various types of power sources, but heating means driven by these other power sources also require a lot of cost, so when heating is not severe, such as spring or autumn, It does not provide, and accordingly, the elderly suffered a lot of difficulties.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로써, 태양열을 이용하여 지중에 축열하고 축열된 열을 히트펌프시스템에 보조 열원으로 이용하거나 또는 직접 급탕 및 난방에 적용함으로써 에너지를 절감할 수 있는 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템을 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been developed to solve the problems of the prior art as described above, by using the solar heat is stored in the ground by using the heat and heat stored in the heat pump system as an auxiliary heat source or directly applied to the hot water supply and heating energy It is an object of the present invention to provide a hybrid underground heating and cooling system that can be saved.
특히, 태양열을 집열하여 지중에 축열한 후, 원하는 시기에 이를 사용하여 난방을 함으로써 보다 효율적으로 난방을 제공할 수 있는 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템을 제공함을 목적으로 한다. In particular, it is an object of the present invention to provide an underground heat storage hybrid heating and cooling system that can provide heat more efficiently by collecting solar heat and heat storage in the ground, using the heating at a desired time.
또한, 일조량이 많은 계절이나 낮에 태양열을 집열하여 지중에 설치된 지중축열수단에 저장한 후, 일조량이 적은 계절이나 야간에 난방용으로 사용할 수 있게 함으로써, 봄이나 가을과 같이 난방이 제공되는 않는 공동주택에서 보다 효율적으로 난방을 할 수 있는 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템을 제공함을 목적으로 한다.In addition, multi-family houses that do not provide heating, such as spring or autumn, by collecting solar heat during the sunshine season or daytime and storing it in the underground heat storage means installed in the ground and then using it for heating during the sunshine season or night. It is an object of the present invention to provide an underground heat storage hybrid heating and cooling system that can be heated more efficiently.
이러한 본 발명의 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템은 태양열을 흡수하여 물을 가열하는 태양열집열수단과 ; 지중에 매설되어 있으며, 축열순환관에 의해 상기 태양열집열수단과 연결되어 태양열집열수단에 의해 가열된 물이 순환하여 지중의 흙을 가열하여 열을 저장하는 지중축열수단과 ; 상기 축열순환관의 중간에 연결된 온수탱크와 ; 상기 온수탱크에 연결되어 상기 태양열집열수단에 의해 가열된 온수나 지중축열수단에 저장된 온수의 순환에 의해 온기를 열교환하여 난방을 하는 난방수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. The underground heat storage hybrid heating and cooling system of the present invention includes a solar heat collecting means for heating water by absorbing solar heat; Underground heat storage means buried in the ground, connected to the solar heat collecting means by a heat storage circulation tube, and the water heated by the solar heat collecting means circulates to heat soil in the earth to store heat; A hot water tank connected to the middle of the heat storage circulation pipe; It is characterized in that it comprises a heating means connected to the hot water tank to heat the heat by the circulation of hot water heated by the solar heat collecting means or hot water stored in the underground heat storage means.
본 발명은 태양열을 지중에 축열하여 사용함으로써 태양열을 집열할 수 있는 계절이나 상황에서는 물론 태양열을 집열할 수 없는 계절이나 상황에서도 난방을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect that can be efficiently carried out in the season or situation that can not collect the solar heat, as well as in the season or situation where the solar heat can be stored by using the heat storage in the ground.
특히, 봄이나 가을과 같이 추위가 심하지 않아 난방이 이루어지지 않는 공동주택 등에 설치하여 사용할 경우, 여름에 태양열을 집열하여 지중에 축적하고 이를 그 외의 계절에 사용할 수 있어 저렴한 비용으로 난방 효과를 얻을 수 있는 것이다. In particular, when installed in a multi-unit house, such as spring or autumn, which is not cold enough to be heated, it can collect solar heat in the summer and accumulate it in the ground and use it in other seasons. It is.
또한, 축열된 온수를 히트펌프 냉난방기에 적용하면 히트펌프 냉난방장치의 단점중 하나인 외기 온도 저하시 발생하는 성능 저하 및 제상 운전 등의 문제를 해결할 수 있는 효과도 있다. In addition, the application of the stored hot water to the heat pump air conditioner has an effect that can solve problems such as deterioration in performance and defrosting operation that occurs when the outside temperature, which is one of the disadvantages of the heat pump air conditioning apparatus.
이하, 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 일예를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명 에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 또 다른 일예를 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 또 다른 일예를 도시한 구성도이다. Figure 1 is a block diagram showing an example of an underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing another example of an underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention, Figure 3 4 is a block diagram showing another example of an underground heat storage hybrid heating and cooling system, and FIG. 4 is a block diagram showing another example of an underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention, and FIG. 5 is a configuration diagram showing another example, Figure 5 is a configuration diagram showing another example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention, Figure 6 shows another example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention. It is a schematic diagram.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템은 태양열을 집열하여 물을 가열하는 태양열집열수단(1)과, 가열된 온수를 이용하여 지중에 열을 저장하는 지중축열수단(2)을 포함하여 구성된다. As shown, the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention includes solar heat collecting means (1) for collecting solar heat and heating water, and underground heat storage means (2) for storing heat in the ground using heated hot water. It is configured by.
즉, 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템은 태양열을 흡수하여 물을 가열하는 태양열집열수단(1)과 ; 지중에 매설되어 있으며, 축열순환관(2a)에 의해 상기 태양열집열수단과 연결되어 태양열집열수단에 의해 가열된 물이 순환하여 지중의 흙을 가열하여 열을 저장하는 지중축열수단(2)과 ; 상기 축열순환관(2a)의 중간에 연결된 온수탱크(4)와 ; 상기 온수탱크(4)에 연결되어 상기 태양열집열수단에 의해 가열된 온수나 지중축열수단에 저장된 온수의 순환에 의해 온기를 열교환하여 냉난방을 하는 냉난방수단(3)을 포함하여 구성된다. That is, the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention includes a solar heat collecting means (1) for absorbing solar heat and heating water; Underground heat storage means (2), which is buried in the ground, connected to the solar heat collecting means by a heat storage circulation pipe (2a), and the water heated by the solar heat collecting means circulates to heat soil in the earth to store heat; A
상기 태양열집열수단(1)은 태양열을 집열하여 물을 가열하여 온수를 얻는 장치의 하나로 이미 개발된 것 중 어느 하나를 선택하여 구성될 수 있다. The solar heat collecting means 1 may be configured by selecting any one of those already developed as one of the devices for collecting solar heat and heating water to obtain hot water.
상기 태양열집열수단(1)에 의해 가열된 온수탱크(4)를 순환하는 온수는 상기 지중축열수단(2)을 순환하는 온수와 열교환하여 지중으로 전달되고 이렇게 지중으로 전달된 온기는 지중의 흙에 전달되어 지중의 흙을 가열하여 열이 축적된다. The hot water circulating the
상기 지중축열수단(2)은 도 1내지 도 4에 도시한 바와 같이 상기 축열순환 관(2a)과 연결되어 있으며, 가열된 온수가 지중의 넓은 면적에 열을 전달할 수 있도록 코일 형상으로 지중에 매설된다. The underground heat storage means (2) is connected to the heat storage circulation pipe (2a) as shown in Figures 1 to 4, buried in the ground in a coil shape so that heated hot water can transfer heat to a large area of the ground do.
상기 냉난방수단(3)은 이렇게 지중축열수단(2)에 의해 지중에 축열된 온기를 이용하여 실내에 온기를 전달하는 수단으로 도 2에 도시한 바와 같이 냉기 또는 냉기를 실내에 공급하는 실내열교환기(110)를 포함하는 실내기(100)와, 냉매라인(101)을 통해 상기 실내열교환기(110)와 연결되어 냉매를 압축하는 압축기(200)와, 상기 압축기(200)에 의해 압축된 냉매를 응축 또는 증발시켜 온기 또는 냉기를 외부로 방출하는 실외열교환기(310) 및 송풍기(320)를 포함하는 실외기(300)와, 상기 실내, 실외열교환기(110, 310) 사이에 구비되어 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(400)를 포함하는 냉난방장치(10)가 될 수 있다. The air-conditioning means (3) is a means for delivering warm air to the room by using the heat stored in the ground by the underground heat storage means (2) as shown in Figure 2 indoor heat exchanger for supplying cold or cold air to the room An
이러한 냉난방장치(10)는 위에서 설명한 바와 같이 통상의 하이브리드형 냉난방장치와 동일한 구성을 갖는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. As described above, the
다만, 본 발명은 이러한 냉난방장치(10)에 축열된 온기를 전달하기 위한 수단을 더 구비하여야 하며, 이러한 열전달 수단으로 온수열교환기(30)를 구비하고 있다. However, the present invention should further include a means for transferring the heat stored in the air conditioning and
상기 온수열교환기(30)는 도 2, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 축열순환관(2a)의 중간에 난방순환관(30a)을 연결하고, 이 난방순환관(30a)의 단부에 설치되어 있다. 2, 4 and 5, the hot
상기 온수열교환기(30)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 상기 실외열교환기(310)와 직렬로 연결되거나 도 5에 도시한 바와 같이 실외열교환기(310)와 병렬 로 연결됨을 특징으로 한다. The hot
이렇게 온수열교환기(30)를 연결하고 이 온수열교환기를 순환하는 온수의 순환을 제어할 수 있게 함으로써 냉방운전시에는 축열된 온수를 사용하지 않고 실외열교환기만으로 냉방운전을 하여 하절기에 지중축열능력을 최대화 할 수 있게 한다. In this way, by connecting the hot
상기 온수열교환기(30)는 도시한 바와 같이 상기 냉매라인(101)의 중간을 감싸도록 설치되어 있어 이 온수열교환기(30)를 순환하는 온수와 냉매라인(101)을 통과하는 냉매 사이에서 온기에 의한 열교환이 이루어진다. The hot
상기 난방순환관(30a)에는 상기 온수열교환기(30)를 순환하여 축열순환관(2a)으로 귀환하는 온수의 온도를 감지하기 위한 온도센서(301)와 ; 상기 온도센서(301)에서 감지된 온도가 설정온도 이상이면 온수열교환기(3)로 공급되는 온수를 조절하는 밸브(302)가 설치되어 있다. The heating circulation pipe (30a) and the temperature sensor (301) for sensing the temperature of the hot water circulating the hot
이렇게 온도센서(301)와 밸브(302)를 구비함으로써 온수열교환기(30)를 통과하는 온수의 온도를 감지하여 온수의 순환량을 제어할 수 있으며, 이렇게 온수의 순환량을 제어하는 이유는 통상적으로 태양열집열수단(1)에 위해 가열된 온수의 온도가 통상의 냉난방장치(10)의 난방시 냉매 온도보다 높고 이러한 온도 차이가 심할 경우 냉난방장치(1)가 제 기능을 수행하지 못하고 고장을 일으킬 위험이 있으므로 난방을 수행할 때 냉매를 냉난방장치의 구동에 영향을 주지 않는 정도로 적당하게 가열할 수 있게 하기 위한 것이다. Thus, by providing the
또한, 이렇게 냉난방장치와 연동하여 구성하고 냉난방장치를 냉방용으로 사 용할 경우 온수열교환기(30)를 통해 온기가 냉매라인(101)에 전달되면 냉방효율이 떨어지므로 지중축열수단(2)을 통과하여 공급되는 온수를 차단시켜야 하기 때문에 상기한 밸브(302)가 설치된 것이다. In addition, when configured in conjunction with the air-conditioning unit and used for cooling the air-conditioning unit is used for cooling the heat efficiency through the hot water heat exchanger (30) is delivered to the
상기 밸브(302)는 전자밸브로 구성함으로써 온도변화 또는 계절에 따라 자동으로 작동하여 온수의 공급을 제어할 수 있게 하였다.The
상기 냉난방수단(3)의 다른 하나로는 상기 축열순환관(2a)의 중간에 병렬로 연결된 온수난방라인(5)에 연결되어 온수가 순환하여 실내의 냉난방 부하와 온기를 열교환하는 온수난방수단(10')으로 구성할 수도 있다. The other one of the heating and heating means (3) is connected to the hot water heating line (5) connected in parallel in the middle of the heat storage circulation pipe (2a) hot water heating means for circulating the hot water to heat exchange the heating and heating load of the room (10) It can also be configured as').
상기 온수난방수단(10')은 통상적으로 실내의 바닥에 매설된 난방배관이나 실내의 일측에 설치되어 온수가 통과하면서 실내의 공기와 열교환이 이루어지는 열교환기 등이 될 수 있다. The hot water heating means (10 ') is typically installed on one side of the heating pipes or indoors embedded in the floor of the room may be a heat exchanger and the like to exchange heat with the indoor air while the hot water passes.
상기 냉난방수단(3)에 대하여 냉난방장치(10)와 온수난방수단(10')를 일예로 설명하였으나, 도 4에 도시한 바와 같이 이들을 모두 병렬로 연결하여 구성할 수도 있다. The air-
도 4에 도시한 바와 같이 냉난방장치(10)와 온수난방수단(10')을 모두 연결하여 본 발명의 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템을 구성할 경우 상기 냉난방장치(10)와 온수난방수단(10')은 축열순환관(2a)의 중간 연결된 온수탱크(4)에 병렬로 연결하여 상기 태양열집열수단(1)에 의해 가열된 온수나 지중축열수단(2)에 저장된 온수를 온수열교환기(3)로 순환시켜 난방을 수행할 수 있게 하였다. As shown in FIG. 4, in the case of configuring the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention by connecting both the air conditioning and
즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 온수난방수단(10')과 연결되는 온수난방 라인(5)을 온수탱크(4)와 연결시켜 구성하였다. That is, as shown in Figure 4, the hot
상기 온수탱크(4)는 상기 태양열집열수단(1)과 지중축열수단(2) 사이에 연결된 축열순환관(2a)의 중단에 설치되어 있으며, 태양열집열수단(1)에 의해 가열된 물이 저장되고, 이렇게 저장된 온수는 지중축열수단(2)을 순환하여 지중에 공급된다. The
상기 온수난방라인(5)과 병렬로 급탕라인(6)이 연결될 수 있다. The hot
상기 급탕라인(6)은 수세 또는 목욕용 온수를 공급하기 위한 수단의 하나로 통상적으로 사용되는 온수 배관이라 할 수 있다. The hot
상기 온수탱크(4)에는 온수탱크에 물을 공급하기 위한 보급수관(4a)이 연결되어 있다. A
상기 보급수관(4a)은 온수탱크(4)의 물을 급탕라인(6)으로 공급하여 수세나 목용 등에 사용할 경우 온수탱크(4)의 물이 줄어들게 되며, 이렇게 온수탱크의 물이 줄면 지중축열수단(2)으로 공급되는 물의 양이 줄어 지중에 축열되는 열량이 줄게 되는 문제가 발생되므로 외부로부터 온수탱크(4)에 지속적으로 물을 공급하는 역할을 한다. The water supply pipe (4a) is supplied to the hot
위와 같이 구성된 상기 온수난방라인(5)에는 온수난방수단을 순환하여 온수탱크(4)로 귀환하는 온수의 온도를 감지하기 위한 온도센서(51)와 ; 상기 온도센서(51)에서 감지된 온도가 설정온도 이상이면 온수난방수단에 공급되는 온수를 조절하는 밸브(52)가 설치되어 있다. The hot
온수난방수단(10') 역시 실내의 난방을 위한 수단으로 실내의 온도가 지나치 게 높아지는 것을 방지하기 위해서는 온수난방라인(5)을 통해 온수난방수단(10')에 공급되는 온수의 양도 제어할 수 있어야 한다. 이를 위해 상기한 온도센서(51)와 밸브(52)가 구비되어 있다. Hot water heating means (10 ') is also a means for heating the room in order to prevent excessively high temperature in the room can also control the amount of hot water supplied to the hot water heating means (10') through the hot water heating line (5). Should be To this end, the
상기 온도센서(51)는 온수난방수단(10')을 통과하여 온수탱크(4)로 귀환하는 온수의 온도를 감지하며, 이렇게 온수난방수단(10')으로부터 배출되는 온수의 온도를 감지하는 것으로도 실내의 온도를 예측하여 실내 온도에 맞추어 밸브(52)의 개폐량을 제어할 수 있다. The
물론, 밸브(52)는 전기 신호에 의해 작동되는 전자밸브로 구성함이 바람직하다. Of course, the
상기 각 배관들에는 펌프(P)와 밸브들을 설치하여 온수의 흐름을 원활하게 하고 그 흐름을 제어할 수 있으며, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 태양열집열수단(1), 지중축열수단(2)은 물론 상기 냉난방수단(3)을 이루는 냉난방장치(30)와 온수난방수단(10')은 다수가 병렬로 연결될 수 있다. Each of the pipes may be provided with a pump (P) and valves to facilitate the flow of hot water and control the flow. As shown in FIG. 6, the solar heat collecting means (1) and the underground heat storage means (2). Of course, a plurality of air-
즉, 상기 태양열집열수단(1)이 다수가 병렬로 연결될 경우에는 지중축열수단(2)에 공급되는 온수의 온도가 높아져 많은 양의 열에너지를 지중에 축열할 수 있고, 상기 지중축열수단(2)을 다수 병렬로 연결할 경우에는 지중에 축열되는 열량이 많아지며, 이렇게 축열된 열에너지는 병렬로 다수가 연결된 각 냉난방수단(3)에 공급되어 난방을 할 수 있는 것이다. That is, when a plurality of the solar heat collecting means 1 are connected in parallel, the temperature of the hot water supplied to the underground heat storage means 2 is increased, so that a large amount of thermal energy can be stored in the ground, and the underground heat storage means 2 In the case of connecting a plurality of in parallel, the amount of heat accumulated in the ground is increased, the heat energy thus stored is supplied to each of the heating and cooling means (3) connected in parallel can be heated.
이하, 위와 같이 구성된 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 작용을 설명한다. Hereinafter, the operation of the underground heat storage hybrid heating and cooling system configured as described above.
먼저, 축열 과정을 설명하면, 태양열집열수단(1)에서 태양열을 흡수하여 태양열집열수단(1)을 통과하는 온수를 가열한다. First, when the heat storage process is described, the solar heat collecting means 1 absorbs solar heat and heats hot water passing through the solar heat collecting means 1.
가열된 온수는 온수탱크(4)를 경유하여 지중축열수단(2)으로 공급되어 지중의 흙을 가열하여 열을 지중의 흙에 축적한다. The heated hot water is supplied to the underground heat storage means 2 via the
이렇게 축적된 열은 태양열집열수단(1)이 집열을 할 수 없는 상태는 물론 필요에 따라 냉난방수단(3)의 열원으로 공급된다. The accumulated heat is supplied to the heat source of the cooling and heating means 3 as well as the state in which the solar heat collecting means 1 cannot collect.
태양열집열수단(1)에서 집열을 할 수 없는 상태가 되면, 냉난방수단(3)과 연결된 축열순환관(2a)을 통과하는 물의 온도는 낮은 상태이나 이 물이 상기 지중축열수단(2)을 통과하여 순환하므로 지중에 축열된 열을 흡수하게 되고, 이렇게 흡수된 열이 냉난방수단에 공급되는 것이다. When the solar heat collecting means 1 cannot collect heat, the temperature of the water passing through the heat
이렇게 본 발명은 태양열을 지중에 저장하여 태양열을 집열할 수 있는 상태는 물론 태양열을 집열할 수 없을 때에도 사용할 수 있는 것이다. Thus, the present invention can be used even when the solar heat can be stored in the ground to collect the solar heat as well as the solar heat can not be collected.
특히, 지중 깊은 곳은 지상의 기온에 영향을 받지 않으므로 본 발명의 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템을 계간 축열 수단으로 사용할 수 있는 것이다. In particular, since the deep underground is not affected by the temperature of the ground, the underground heat storage hybrid heating and cooling system of the present invention can be used as a mean heat storage means.
즉, 하절기 태양열을 집열하여 지중에 축적 한 후, 통상적으로 난방이 제공되는 않는 가을과 같은 계절에 사용할 수 잇는 것이다. In other words, it collects solar heat in summer, accumulates in the ground, and can be used in seasons such as autumn when heating is not normally provided.
또한 상기와 같이 지중축열수단(2)을 지중에 매설하여 태양열집열수단에 의 해 집열된 열에 의해 가열된 온수를 순환시킴에 의해 지중의 흙에 열리 전달되어 축열되고, 이렇게 지중에 열이 저장됨으로써 지중축열수단이 설치된 장소의 지면은 일정한 동절기에도 얼지 않고 고온을 유지함으로써 이 지중축열수단이 설치된 장소 의 지표는 온실 등으로 사용할 경우 보다 난방 비용을 절감할 수 있다. In addition, the underground heat storage means (2) is buried in the ground as described above, by circulating the hot water heated by the heat collected by the solar heat collecting means is thermally transferred to the soil of the ground heat is stored, so that heat is stored in the ground The ground of the place where the underground heat storage means is installed does not freeze even in a certain winter season, so that the surface of the place where the underground heat storage means is installed can be reduced to a heating cost when used as a greenhouse.
도 1은 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 일예를 도시한 구성도이고, 1 is a block diagram showing an example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, Figure 2 is a block diagram showing another example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, Figure 3 is a block diagram showing another example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, Figure 4 is a block diagram showing another example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 또 다른 일예를 도시한 구성도이고, Figure 5 is a block diagram showing another example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템의 또 다른 일예를 도시한 구성도이고, Figure 6 is a block diagram showing another example of the underground heat storage hybrid heating and cooling system according to the present invention,
도 7은 종래의 히트펌프시스템의 일예를 도시한 구성도이다. 7 is a configuration diagram showing an example of a conventional heat pump system.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
1 : 태양열집열수단 12 : 펌프 1: solar heat collecting means 12: pump
2 : 지중축열수단 2a : 축열순환관2: underground heat storage means 2a: heat storage circulation tube
3 : 냉난방수단 30 : 온수열교환기 30a : 난방순환관3: heating and cooling means 30: hot
301 : 온도센서 302 : 밸브 301: temperature sensor 302: valve
4 : 온수탱크 4a : 보급수관4:
5 : 온수난방라인 51 : 온도센서 52 : 밸브5: hot water heating line 51: temperature sensor 52: valve
6 : 급탕라인6: hot water supply line
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