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지열 직접교환 냉난방시스템의 지중 냉매배관 용기

전문가 제언: ○ 재생에너지의 하나인 지열을 이용하는 지열 냉난방 시스템은 대부분 물이나 냉매와 같은 유체가 순환되는 밀폐된 배관을 땅속에 설치함으로써 땅속의 열을 흡수하거나 땅속으로 열을 방출한다. 이러한 지열 시스템에 있어서 종래 방식은 땅속과의 열교환을 위해 보통 플라스틱으로 만든 지중 배관 내에 물 또는 동결방지제가 첨가된 물을 순환시킨다.

○ 최근에는 개선된 지열 시스템으로서 지열 DX(Direct Exchange) 시스템이 확대 적용되고 있다. 이 시스템은 일반적으로 땅속에 설치된 구리배관(copper tubing)을 통해 냉매가 직접 순환된다. 이 DX 시스템은 펌프 작동이 필요 없고, 열전도가 좋은 구리배관을 사용으로써 종래 시스템보다 효율이 높고, 배관과 설치 홀 크기가 작아져 공사비가 낮아진다.

○ 하지만 비교적 강도가 낮은 구리 냉매 배관은 특히 수직식 보어홀(bore holes)에 설치 시 문제가 발생한다. 즉 설치작업 중의 손상으로 냉매흐름이 약해져 시스템 효율이 낮아지고 작동이 정지되는 경우도 발생한다. 또한 냉매 배관과 보어홀과의 틈을 메우기 위한 주입재 충전작업이 어려워지고, 지하수나 주입재에 의해 부력이 발생하는 문제도 있다

○ 따라서 구리 냉매 배관과 주입재 수송 배관을 효율적이고 안전하게 설치하는 방법이 필요하다. 이를 위해 긴 형상으로 된 용기 어셈블리(encasement assembly)를 사용하여 이 속에 냉매 배관과 주입재 수송 배관을 구성하는 이 발명은 배관 설치 시의 손상을 방지하고 효율적인 설치작업을 가능하게 한다.

○ 지열 시스템은 지구환경 문제 대응을 위해 확대시켜야 할 중요한 신재생에너지 분야이다. 특히 우리나라와 같이 연중 실외 온도차가 크고 동절기 온도가 낮은 지역의 경우에는 일정온도를 유지하는 지열 에너지를 이용함으로써 냉난방 시스템의 효율과 성능을 향상시킬 수 있다.

저자: EARTH TO AIR SYSTEMS, LLC
자료유형: 특허정보