(51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) F25B 30/06 (2006.01) (21) 출원번호 10-2008-0088941 (22) 출원일자 2008 년 09 월 09 일 심사청구일자 전체청구항수 : 총 7 항 2008 년 09 월 09 일 (54) 지중열교환기의공급파이프 (11) 공개번호 10-2010-0030143 (43) 공개일자 2010년03월18일 (71) 출원인 주식회사지케이에너지 서울강남구역삼동 799-23 2 층 대림산업주식회사 서울시종로구수송동 146-12 ( 우 110-140) (72) 발명자 서운종 인천광역시남동구논현동 601-1 별빛마을웰카운티 1009 동 1804 호 서재훈 경기도성남시분당구정자동느티마을 406 동 90 3 호 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 특허법인아이엠 (57) 요약 본발명은지중열교환기에있어서리턴파이프에서공급파이프로의열전달을차단하여냉난방장치의효율을향상시킬수있는공급파이프구조를제공하는것을기술적과제로한다. 본발명은전술한과제를해결하기위해, 지열을이용한냉난방장치에사용되는지중열교환기의공급파이프로서, 작업유체가통과하는내부파이프와, 상기내부파이프의외측에형성되는외부파이프와, 상기내부파이프와외부파이프사이에삽입되어내부파이프와외부파이프간의간격을유지하기위한이격부재를포함하며, 상기이격부재는, 내부파이프의외형에대응하는형상을가지는체결부와, 상기체결부의중간에서로이격되도록형성되며내부파이프와외부파이프사이의거리에대응하는높이를가지는이격부로이루어지는것을특징으로한다. 대표도 - 도 3-1 -
(72) 발명자 김도규 서울특별시성북구장위 3 동 173-77 박준일 서울특별시강서구등촌동 638-6 서광아파트 103 동 803 호 유형규 경기도광명시광명 4 동한진아파트 101 동 1801 호 - 2 -
특허청구의범위청구항 1 지열을이용한냉난방장치에사용되는지중열교환기의공급파이프로서, 작업유체가통과하는내부파이프와, 상기내부파이프의외측에형성되는외부파이프와, 상기내부파이프와외부파이프사이에삽입되어내부파이프와외부파이프간의간격을유지하기위한이격부재를포함하며, 상기이격부재는, 내부파이프의외형에대응하는형상을가지는체결부와, 상기체결부의중간에서로이격되도록형성되며내부파이프와외부파이프사이의거리에대응하는높이를가지는이격부로이루어지는것을특징으로하는지중열교환기의공급파이프. 청구항 2 제1항에있어서, 상기내부파이프와외부파이프사이는공기또는불활성기체로충진되어있는것을특징으로하는지중열교환기의공급파이프. 청구항 3 제1항또는제2항에있어서, 상기체결부는내부파이프로의체결을용이하게하기위해양단부가분리되도록형성되어있는것을특징으로하는지중열교환기의공급파이프. 청구항 4 제3항에있어서, 상기체결부의양단부에는이격부재의체결및파지를용이하게하기위해길이방향으로연장되는돌기부가형성되어있는것을특징으로하는지중열교환기의공급파이프. 청구항 5 제1항또는제2항에있어서, 상기체결부는내부파이프의형상보다약간작게형성됨으로써이격부재의내부파이프로의체결을용이하게하는것을특징으로하는지중열교환기의공급파이프. 청구항 6 제1항또는제2항에있어서, 상기이격부의외부파이프측단부에는홈형상의회전부재수용부가형성되고, 상기회전부재수용부에는이격부재의길이방향으로돌출되는축형상돌기부가형성되며, 상기축형상돌기부에는회전부재가회전가능하게삽입설치됨으로써내부파이프와외부파이프사이로의이격부재의삽입을용이하게하는것을특징으로하는지중열교환기의공급파이프. 청구항 7 제6항에있어서, 상기회전부재는볼이나롤러로이루어지는것을특징으로하는지중열교환기의공급파이프. 명세서 - 3 -
발명의상세한설명 [0001] 기술분야 본발명은지열을이용한냉난방장치에사용되는지중열교환기의공급파이프에대한것으로서, 보다구체적으 로는리턴파이프로부터의단열효과를개선하기위한지중열교환기공급파이프에대한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] 배경기술최근중국, 인도등의경제성장으로인해석유에대한수요가급증하고석유산유국에서의불안정한정치상황재개로인해그어느때보다화석연료를대체할새로운에너지원에대한관심이증대되고있다. 이러한새로운대체에너지원으로태양열, 풍력, 지열등에관한연구와이를이용한냉난방장치가사용되고있는데, 이들에너지원은공기오염과기후변화에거의영향을미치지않으면서에너지를얻을수있는장점을가지나에너지의밀도가매우낮은단점이존재하고있다. 특히, 풍력과태양열을이용하여충분한에너지를얻기위해서는설치장소의한계와넓은면적이확보되어야하며, 환경적인변동성으로인한에너지생산이일정치않을수있으며유지관리에많은비용이소모된다. 따라서, 항상일정한에너지를얻을수있으며유지관리에상대적으로저렴한비용이소요되는지열에너지를이용한냉난방장치가건물등에사용되고있으며이중에서도에너지효율을높이기위해히트펌프방식을이용한냉난방장치를널리사용하고있다. 지열을이용한히트펌프방식냉난방장치는도 1 에도시된바와같이공급파이프 (10) 와리턴파이프 (20) 로이루어지는지중열교환기 (30) 와, 이지중열교환기 (30) 에연결되는히트펌프 (40) 로이루어진다. 지열을이용한히트펌프방식냉난방장치에서는히트펌프 (40) 로유입되는공급파이프 (10) 의작업유체의온도가히트펌프의일정한성능을확보하기위해일정할것이요구된다. 그러나, 도 2 에도시된바와같이공급파이프 (10) 의둘레에설치되는리턴파이프 (20) 에는히트펌프 (40) 로부터유출되는고온 ( 냉방시 ) 또는저온 ( 난방시 ) 의작업유체가통과하게되는바, 리턴파이프 (20) 에서공급파이프 (10) 로전도나복사등을통한열전달이발생함으로서공급파이프 (10) 의내부의작업유체의온도에영향을미쳐냉난방효율이감소되는문제점이존재하고있다. 발명의내용 [0009] 해결하고자하는과제 본발명은전술한문제점을해결하기위해지중열교환기에있어서리턴파이프에서공급파이프로의열전달을 차단하여냉난방장치의효율을향상시킬수있는공급파이프구조를제공하는것을기술적과제로한다. [0010] [0011] [0012] [0013] 과제해결수단본발명은전술한과제를해결하기위해, 지열을이용한냉난방장치에사용되는지중열교환기의공급파이프로서, 작업유체가통과하는내부파이프와, 상기내부파이프의외측에형성되는외부파이프와, 상기내부파이프와외부파이프사이에삽입되어내부파이프와외부파이프간의간격을유지하기위한이격부재를포함하며, 상기이격부재는, 내부파이프의외형에대응하는형상을가지는체결부와, 상기체결부의중간에서로이격되도록형성되며내부파이프와외부파이프사이의거리에대응하는높이를가지는이격부로이루어지는것을특징으로한다. 본발명의지중열교환기공급파이프는, 상기내부파이프와외부파이프사이는공기또는불활성기체로충진되어있는것을특징으로한다. 본발명의지중열교환기공급파이프에서, 상기체결부는내부파이프로의체결을용이하게하기위해양단부가분리되도록형성되어있는것을특징으로한다. 본발명의지중열교환기공급파이프에서, 상기체결부의양단부에는이격부재의체결및파지를용이하게하기위해길이방향으로연장되는돌기부가형성되어있는것을특징으로한다. - 4 -
[0014] [0015] [0016] 본발명의지중열교환기공급파이프에서, 상기체결부는내부파이프의형상보다약간작게형성됨으로써이격부재의내부파이프로의체결을용이하게하는것을특징으로한다. 본발명의지중열교환기공급파이프에서, 상기이격부의외부파이프측단부에는홈형상의회전부재수용부가형성되고, 상기회전부재수용부에는이격부재의길이방향으로돌출되는축형상돌기부가형성되며, 상기축형상돌기부에는회전부재가회전가능하게삽입설치됨으로써내부파이프와외부파이프사이로의이격부재의삽입을용이하게하는것을특징으로한다. 본발명의지중열교환기공급파이프에서, 상기회전부재는볼이나롤러로이루어지는것을특징으로한다. [0017] [0018] [0019] [0020] 효과본발명의공급파이프 (10) 에서는기본적으로작업유체가유동하는내부파이프 (11) 의외측으로외부파이프 (1 2) 가형성되어있음으로써리턴파이프 (20) 로부터의열전달을 1차적으로차단하게되며내외부파이프 (11,12) 사이에형성되는거리로인해리턴파이프 (20) 로부터멀어지게되어열전달의차단효과가더욱증가된다. 또한, 내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 의사이에는공기등의단열성기체로충진되어있는바, 리턴파이프 (20) 로부터의열전달의차단효과가더욱향상되어단열효과가개선된다. 이러한구성으로인해공급파이프 (10) 의단열이효율적으로유지되어항상일정한온도로히트펌프 (40) 에작업유체를공급함으로써지열을이용한냉난방장치의효율이개선된다. 한편, 공급파이프의제조에있어서도내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 사이로이격부재 (50) 를삽입하는경우에볼이나롤러의회전에의해이격부재 (50) 의삽입이용이하게되어제작도편리한장점을가진다. [0021] 발명의실시를위한구체적인내용 이하, 도면을참조하여본발명의일실시예에대해설명한다. 시하는도면이다. 도 3 은본발명의공급파이프의횡단면을도 [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] 본발명의지중열교환기공급파이프 (10) 는내부파이프 (11) 와, 이내부파이프 (11) 와동심으로형성되는외부파이프 (12), 내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 사이에삽입되어설치되는이격부재 (50) 로이루어진다. 내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 의사이는진공으로형성하거나또는공기나기타불활성기체와같은단열효과가높은단열성기체로충진한다. 도 4 는본발명의공급파이프의이격부재를도시하는사시도이다. 이격부재 (50) 는탄성을가지는소재로이루어지며통상적으로금속이나 PE 가사용되고판형형상을가진다. 이격부재 (50) 는내부파이프 (11) 의외형에대응하는형상을가지는체결부 (51) 와, 상기체결부 (51) 의중간에서로이격되도록형성되는이격부 (52) 로이루어진다. 체결부 (51) 는내부파이프 (11) 의형상에대응하는형상을가지면서내부파이프 (11) 의형상보다약간작게형성되는것이탄성력을확보하여이격부재 (50) 의체결에유리하다. 또한, 체결부 (51) 의양단부는연결부없이연속되는형상이아니라분리되는형상으로형성됨으로써이격부재 (50) 의내부파이프 (11) 로의체결이용이하게된다. 한편, 체결부 (51) 의양단부에는이격부재 (50) 의길이방향으로연장되는돌기부 (52) 가형성되어, 이격부재 (50) 의체결시파지를용이하게하는동시에체결후내부파이프 (11) 와일정높이를유지하여탄성력을강화시키는작용을한다. 이격부 (52) 는내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 의사이에대응하는높이를가지도록형성되어양파이프 (11,12) 사이의간격을유지하는작용을한다. 본실시예에서이격부 (52) 는타원의형상을가지나이에한정되는것은아니며예를들어직사각형형상이나기타내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 의사이에대응하는높이를가짐으로써양파이프 (11,12) 의간격을유지하는구성이라면다른구성도적용가능한것이다. [0032] 도 5 는본발명의이격부재의선단면에볼이설치된상태를도시하는도면이다. 도 6 은본발명의이격부 - 5 -
재의선단면에롤러가설치된상태를도시하는도면이다. [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] 이격부 (52) 의외부파이프 (12) 측단부에는홈형상의회전부재수용부 (54) 가형성되고, 이수용부 (54) 에는이격부재 (50) 의길이방향으로돌출되는축형상돌기부 (55) 가형성된다. 축형상돌기부 (55) 에는볼이나롤러와같은회전부재 (60) 가회전가능하게삽입설치된다. 따라서, 내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 사이로이격부재 (50) 를삽입하는경우에볼이나롤러의회전에의해이격부재 (50) 의삽입이용이하게된다. 이와같이형성된공급파이프 (10) 는기본적으로외부파이프 (12) 에의해리턴파이프 (20) 로부터의열전달이차단되며또한, 내외부파이프 (11,12) 사이의거리만큼리턴파이프 (20) 로부터멀어지게되어열전달의차단효과가더욱증가된다. 더욱이, 내부파이프 (11) 와외부파이프 (12) 의사이에는공기등의단열성기체로충진되어있는바, 리턴파이프 (20) 로부터의열전달의차단효과가훨씬배가되는효과를가지게된다. 따라서, 항상일정한온도로히트펌프 (40) 에작업유체를공급함으로써지열을이용한냉난방장치의효율이개선되는작용을하게된다. 전술한실시예는본발명의기술적사상을예시적으로기재한것인바본발명의권리범위를제한하는것으로서해석되어서는안된다. 예를들어, 본실시예에서는내부파이프와외부파이프가원형인경우에대하여설명하였으나사각형상이나기타다른형상으로형성된경우도본발명의범위에포함되는것으로보아야한다. [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] 도면의간단한설명도 1 은지열을이용한히트펌프방식냉난방장치를도시하는도면이다. 도 2 는지열을이용한히트펌프방식냉난방장치에서종래의공급파이프를도시하는도면이다. 도 3 은본발명의공급파이프의횡단면을도시하는도면이다. 도 4 는본발명의공급파이프의이격부재를도시하는사시도이다. 도 5 는본발명의이격부재의선단면에볼이설치된상태를도시하는도면이다. 도 6 은본발명의이격부재의선단면에롤러가설치된상태를도시하는도면이다. - 6 -
도면 도면 1 도면 2-7 -
도면 3 도면 4-8 -
도면 5-9 -
도면 6-10 -