일반기술

지하수를 이용한 히트펌프 시스템

본 발명은 지하수를 이용한 열펌프 시스템에서 기존 지하수 취수정의 문제점을 보완하기 위하여 고안된 것으로 취수정 내에 설치 및 회수가 용이한 새로운 구조의 막을 설치하여 지하수의 흐름을 방해함으로써 상부의 지하수가 하부의 지하수로 이동할 때 지층을 통과하게 하여 열전달 효율을 증대 시키는 장치 기존 수직형 closed loop 시스템은 수직 깊이로 시추한 후 열교환기를 매설하고 열저항을 감소시키기 위하여 grouting과 backfill을 수행한다. Backfill시 토양이 다공성인 지층으로 흘러가므로 보통 bentonite와 mortar 처리를 하게 되는데 열저항 측면에서 불리한 요인이 되고 시공비도 높아진다. 또한 열교환기에는 이물질이 들어갈 수 있으며 이는 열전달 성능을 약화 그리고 펌프를 손상시킬 수 있다. 따라서 이물질을 배출하는 기술 개발이 필요하다. 지반이 변동할 경우 열교환기의 손상시킬 수 있으면 이에 대한 대책이 필요하다. 이 경우 열교환기를 수리할 때까지 header에서 입구 및 출구를 차단하는 밸브의 설치가 필요하다. 본 발명에서 제안하는 분리막을 사용하는 single open well 방식은 지하수를 직접 사용하므로 열교환기가 필요 없어 위의 문제점을 모두 해결하며 또한 시공비가 저렴한 장점이 있다. 지하수를 활용한 냉난방 기술이란 깊이 40-60 m 부근에 위치한 지하수를 냉난방용 열펌프의 열원으로 이용하는 기술이다. 지하수를 이용한 시스템은 일반 냉난방시스템에 비해 초기 설치비는 높지만 열효율이 높아 단기간 내에 설치비를 회수할 수 있는 경제적인 시스템이다. 지하수 열원 시스템은 공기만을 단독으로 사용하는 열펌프에 비하여 성능이 향상되어 냉난방에 소요되는 에너지가 대폭 절감된다고 알려져 있다. 따라서 지하수 열원 열펌프 시스템은 공조분야에서 중요한 대체에너지 중 하나로 인식되고 있다. 특히 이러한 열펌프 시스템에서 취수정 및 주입정은 시스템의 성능뿐 만아니라 환경문제와도 연관된 중요 인자이므로 본 발명에서 제안한 방식은 종래의 취수정과 주입정으로 이루어진 방식과 두 개의 정이 통합된 단일 지중 열교환기 방식의 장점을 유지하면서 종래 방식의 단점으로 지적되던 초기 투자비를 줄일 수 있는 방식이다.