수직밀폐형 지열설비 시공

정의와 핵심 요소

수직밀폐형 지열설비는 지중 열을 이용하는 대표적인 친환경 냉난방 설비다.

핵심 요소는 보어홀, U자형 배관, 그라우팅 세 가지다.

땅속 온도는 연중 거의 일정해서 열원으로 안정적이다.

지열이 필요한 이유

공기열원 히트펌프는 겨울에 외기온도가 낮아져 난방 성능이 급격히 떨어진다.

지중 온도는 외기 변화와 무관하게 연중 거의 일정하게 유지된다.

그래서 지열은 냉난방 성능이 안정적인 청정에너지로 주목받았다.

구조와 열의 흐름

지중에 뚫은 수직 구멍인 보어홀 안에 U자형 배관을 넣는다.

열매체는 한쪽 관을 따라 내려가고 다른 관으로 올라오며 흙과 열을 교환한다.

올라온 열매체는 지열 히트펌프로 들어가 냉난방에 쓰인다.

난방 때는 지중 열을 흡수하고, 냉방 때는 건물 열을 지중에 내보낸다.

시공 순서 1~4단계

지중열교환기 시공은 부지 조사에서 시작한다. 지반 구성과 지하수위를 확인한다.

다음은 보어홀을 직경 100~150mm, 깊이 200m 이내로 뚫는다. 케이싱으로 공벽을 보호한다.

두 가닥의 고밀도 폴리에틸렌관을 바닥에서 U벤드로 융착해 구멍에 넣는다.

마지막으로 그라우트를 하부에서 상부로 빈틈없이 채워 지하수 층을 막는다.

수압시험과 시운전

루프는 헤더와 매니폴드에 묶어 기계실 배관에 접속한다.

다음 수압시험에서는 물을 채워 가압하고, 압력이 떨어지는지로 누수를 본다.

시험 후 공기를 빼고 열매체를 채운 뒤 시운전으로 순환 유량과 온도를 잰다.

누수가 확인되면 그라우팅 단계로 되돌아가 원인을 찾아 다시 시공한다.

헷갈리는 점 비교

가장 흔한 실수는 수직형과 수평형의 특징을 뒤섞는 것이다.

수직형은 면적이 작고 외기 영향이 적지만, 천공 장비 때문에 시공비가 높다.

지하수를 직접 쓰는 개방형과 혼동하지 않도록 밀폐형으로 구분한다.

채점 핵심은 그라우팅을 하부에서 상부로 채워 지하수 층을 보호하는 것이다.

핵심 정리

마지막으로 핵심을 정리한다. 보어홀과 배관 치수, 그라우팅 방향을 기억한다.

U자형 배관은 직경 25~50mm의 고밀도 폴리에틸렌 관이다.

그라우팅은 하부에서 상부로 채우고, 수압시험으로 누수를 확인한다.

앞에서 낸 문제의 답을 아래에 정리한다.