KR101265751B1 - 냉매열교환을 통한 고효율 지열히트펌프시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에 매설되는 유입관과 유출관을 갖는 지중열교환유닛과, 상기 지중열교환유닛의 유출관에 연결되는 지열측 열교환기와 팽창밸브, 사방밸브, 압추기 및 냉온수측열교환기를 포함하여 이루어진 히트펌프유닛을 포함하되, 히트펌프유닛에서 압축기로 들어가는 저압부의 기체 냉매와 고압부의 응축기를 나온 액체 냉매 사이에 냉매열교환이 이루어지도록 하는 이중관형열교환기를 더 구비하여 기체 냉매의 응축을 방지하고 압축기의 손상을 방지하며, 이와 동시에 응축기에서 나온 액체 냉매 내의 기체 생성을 방지하여 종국적으로는 기존 지열히트펌프에 비해 보다 높은 효율을 기대할 수 있도록 하는 냉매열교환을 통한 고효율 지열히트펌프시스템에 관한 것이다.

Description

냉매열교환을 통한 고효율 지열히트펌프시스템{GEOTHERMAL HEAT PUMP SYSTEM}

본 발명은 지열히트펌프 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지중에 매설되는 유입관과 유출관을 갖는 지중열교환유닛과, 상기 지중열교환유닛의 유출관에 연결되는 지열측 열교환기와 팽창밸브, 사방밸브, 압추기 및 냉온수측열교환기를 포함하여 이루어진 히트펌프유닛을 포함하되, 히트펌프유닛에서 압축기로 들어가는 저압부의 기체 냉매와 고압부의 응축기를 나온 액체 냉매 사이에 냉매열교환이 이루어지도록 하는 이중관형열교환기를 더 구비하여 기체 냉매의 응축을 방지하고 압축기의 손상을 방지하며, 이와 동시에 응축기에서 나온 액체 냉매내의 기체 생성을 방지하여 종국적으로는 기존 지열히트펌프에 비해 보다 높은 효율을 기대할 수 있도록 하는 냉매열교환을 통한 고효율 지열히트펌프시스템에 관한 것이다.

일반적으로 지열히트펌프는 열교환파이프를 순환하는 지열수가 열교환펌프와 열 교환을 통하여 열원을 공급하고, 상기 열교환펌프가 냉온수순환펌프와 열 교환을 통하여 냉온수를 순환시킴으로써 주택이나 사무실의 냉난방 가동 또는 급탕 가동을 가능하게 한다.

그러나 종래의 지열히트펌프는 용량부족, 장기간 계속되는 과다한 운전 등으로 인하여 성능이나 효율이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

이는 지열히트펌프가 난방 시에는 열원측(지열원)의 낮은 온도의 지열수로부터 열을 흡수하여 열교환펌프의 냉매 순환과 압축기 작용에 의하여 비교적 높은 온도로 회수되는 냉온수 측으로 열을 공급하여 난방을 하고, 냉방 시에는 비교적 낮은 온도로 회수되는 냉온수측으로부터 열을 흡수하여 열교환펌프의 냉매 순환과 압축기 작용에 의하여 냉온수측의 물의 온도 보다 높은 지열수로 열을 공급하여 냉방을 하기 때문이다.

즉 종래의 지열히트펌프는 낮은 온도 물에서 열을 흡수하여 높은 온도의 물로 열을 공급하는 작용상의 특성에 의하여 가가 열원측의 온도차가 클수록 시스템 효율이 저하되고, 또한 압축기의 부하가 증가하여 압축기의 수명을 단축시키는 문제가 있다.

또한 지열히트펌프스템은 지열로 냉난방을 하는 시스템으로 연중 10~20℃로 거의 일정한 온도를 유지한 지온에 의해 냉난방 성능이 저하되지 않아 안정적인 운전이 가능하다는 장점이 있어, 지중에 매설되는 지중열교환유닛을 비롯하여 설치시 천공을 요구하는 고가의 시스템임에도 불구하고 보급되고 있는 실정이고. 따라서 지열히트펌프의 경우 기존의 냉난방시스템들에 비하여 더 높은 효율을 구비하고자 하는 노력들이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.

이러한 고효율 추구를 위해 기존에는 등록실용 제20-0351613호(2004.05.17)『히프펌프용 액열기』와 같이 액열기 사용이 논의된 바 있는데, 등록실용 제20-0351613호는 기존 냉동기에 사용되던 액열기를 히트펌프에 도입한 것을 특징으로 하나 이하 설명되는 본 발명의 이중관형 열교환기와는 구체적인 구조가 상이하다.

즉, 등록실용 제20-0351613호는 히트펌프시스템 내부에 별도의 장비인 액열기가 도입되는 구조이기에 히트펌프 구조 자체가 복잡하고 설계 및 제조 역시 복잡하다는 한계를 가진다.

참고로 관련 종래 기술들로는 본 출원인이 출원하여 등록받은 등록특허 제10-1155353호(2012.06.05)『고효율 지열히트펌프시스템』, 등록특허 제10-0958208호(2010.05.07)『열교환 성능이 향상된 지열용 지중열교환기』등이 개시된 바 있다.

본 발명은 지열히트펌프가 가지는 지향점이라 할 수 있는 고효율의 지열히트펌프시스템을 제공하고자 하는 것을 제1 목적으로 하는데,

보다 구체적으로는 냉매간의 열 교환이 이루어지도록 하기 위한 이중관형열교환기를 구비하여 고압부의 응축기를 나온 액체 냉매와 압축기로 들어가는 저압부의 기체 냉매 사이에 열전달 즉 열교환을 하게 함으로서 저압부의 기체 냉매의 온도를 상승시켜 냉매의 응축을 방지하며 기체 냉매 내에 남아 있는 액체 성분을 증발시켜 압축기의 손상을 방지하며, 또한 고압부의 응축기에서 나온 액체 냉매내의 기체 생성을 방지하기 위해서 액체를 과냉시키며 시스템 효율과 냉난방 능력이 향상되는 고효율의 지열히트펌프시스템을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

특히 이중관형열교환기와 관련하여 본 발명은 기존의 액열기라는 장치를 도입하는 것이 아니라 압축기로부터 들어오고 나가는 관로를 냉매열교환이 가능하도록 이중관 형태로 제작하여 간단한 구조에 의해서도 고효율 추구가 가능한 지열히트펌프를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

또한 압축기로부터 냉매 유출입을 위한 배관에 방수 수단을 도입하되, 간단한 구조이면서도 우수한 방수 성능을 얻을 수 있는 구조를 가진 지열히트펌프를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술된 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 지열히트펌프 시스템은,

지중에 매설된 지중열교환유닛과,

상기 지중열교환유닛과 연결되는 지열측 열교환기와, 상기 지열측 열교환기와 연결되는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브와 연결되는 냉온수측 열교관기와, 상기 냉온수측 열교환기와 연결되는 사방밸브와, 상기 사방밸브와 연결되는 압축기를 포함하는 히트펌프유닛과, 그리고

상기 지중열교환유닛과 히트펌프유닛을 연결하고, 히트펌프유닛 내부를 연결하여 지열수, 냉매 및 냉온수를 순환시키기 위한 배관을 포함하되,

상기 압축기로 들어가는 저압의 기체 냉매와 고압의 지열측 열교환기 또는 냉온수측 열교환기를 나온 액체 냉매 사이에 냉매열교환이 이루어지도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.

특히 상기 냉매열교환은 배관을 이중관으로 형성함으로써 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 지열히트펌프시스템의 압축기에 연결되는 배관은,

압축기에 형성된 결합공에 삽입 결합되는 결합부와, 압축기 결합공의 외주 주변과 접촉을 위한 것으로 상기 결합부의 단부에서 외측으로 연결 확장 형성된 확장부와, 그리고 상기 확장부 외측으로 연결 형성되는 플렌지부를 포함하여 이루어지고,

상기 압축기 외측 결합공 주변으로 고정나사가 일체형성되고,

상기 고정나사가 상기 플렌지부에 형성된 관통공에 삽입 후 고정너트 조임을 통해 압축기와 배관 연결이 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한 상기 압축기와 배관 연결주변에는 방수수단이 더 구비되되,

상기 방수수단은 압축기 외주면과 이와 마주하는 확장부 외주면에 각각 형성되는 방수부재와, 상기 방수부재 사이에 마련되는 패킹층과, 그리고 상기 패킹층이 방수부재의 중앙부에만 형성됨으로써 방수부재가 외부로 노출되게 되는 공간인 패킹스트립으로 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기한 구성에 따르면,

종국적으로는 고효율을 지열히트펌프시스템을 기대할 수 있다는 효과가 있는데, 보다 구체적으로 이중관 구조를 통해 히트펌프유닛 내에서 간단하게 냉매간의 열 교환이 이루어지도록 하여 저압부의 기체 냉매의 온도를 상승시켜 냉매의 응축을 방지하며 기체 냉매 내에 남아 있는 액체 성분을 증발시켜 압축기의 손상을 방지하며, 또한 고압부의 응축기에서 나온 액체 냉매내의 기체 생성을 방지하기 위해서 액체를 과냉시켜 시스템 효율과 냉난방 능력이 향상되는 고효율의 지열히트펌프시스템을 얻을 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

또한 압축기와 배관 연결에 있어서도 간단하면서도 안정된 결합성능을 기대할 수 있으며, 더욱이 우수한 방수 성능 구조를 도입하여 배관 내부로 이물질이 유입되어 냉매 흐름에 저해가 되어 효율이 떨어지는 문제는 원천적으로 봉쇄하였다는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 시스템 작동관계를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 시스템을 통해 시스템의 효율을 설명하기 위한 표.
도 3은 본 시스템에 따른 압축기와 배관의 연결주변을 도시한 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉매열교환을 통한 고효율 지열히트펌프시스템에 대해서 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고효율 지열히트펌프는

지중에 매설된 지중열교환유닛(10), 상기 지중열교환유닛(10)과 연결된 히트펌프유닛(20), 상기 지중열교환유닛(10)과 히트펌프유닛(20)의 연결을 비롯하여 히트펌프유닛의 내부 각부를 연결하는 배관(30)들을 포함하여 이루어진다.

그 중 상기 지중열교환유닛(10)은 지중에 매설되는 'U'형태의 열교환 파이프(11)가 히트펌프유닛(20)의 지열측 열교환기(20A)와 연결되어 냉매의 순환을 통하여 지열을 흡수하거나 또는 지중을 열을 방출시키는 역할을 한다.

그리고 히트펌프유닛(20)은 지중열교환유닛(10)과 열교환을 통하여 가정이나 사무실 등에 냉온수를 순환 공급하여 가정이나 사무실 등의 난방 또는 냉방을 가능하게 하는 것으로,

상기 히트펌프유닛(20)은 상기 지중열교환유닛(10)과 연결되는 지열측 열교환기(20A)와, 상기 지열측 열교환기(20A)와 연결되는 팽창밸브(25)와, 상기 팽창밸브(25)와 연결되는 냉온수측 열교환기(20B)와, 상기 냉온수측 열교환기(20B)와 연결되는 사방밸브(23)와, 그리고 상기 사방밸브(23)와 연결되는 압축기(21)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 히트펌프유닛(20)은 상기 냉온수측 열교환기(20B)와 연결된 냉난방시스템(미도시), 즉 주택이나 사무실 등에 구비된 팬코일유닛(미도시)이나, 또는 바닥 난방코일(미도시)에 열원(냉온수)을 공급하여 난방 및 냉방 운전을 가능하게 한다.

상기와 같은 지열히트펌프의 냉난방 작동을 도 1을 참조하여 간략히 설명하면,

우선 난방의 경우 상기 냉온수측 열교환기(20B)가 응축기 역할을 하게 되고, 상기 지열측 열교환기(20A)가 증발기 역할을 하게 되는데,

이때 상기 압축기(21)에서 고온, 고압으로 압축된 냉매를 기화시켜 사방밸브(23)를 통하여 상기 냉온수측 열교환기(20B)로 공급하게 된다.

따라서 상기 냉온수측 열교환기(20B)에서는 기화된 냉매를 액화시키면 열에너지를 방출하고, 이렇게 방출된 열은 상기 냉난방시스템으로 공급되어 난방이 이루어지게 된다.

다음으로 역시 도 1을 참조하여 상기 히트펌프유닛(20)을 이용한 냉방 운전의 경우를 살펴보면, 상기 냉온수측 열교환기(20B)가 증발기 역할을 하게 되고, 상기 지열측 열교환기([0048] 20A)가 응축기 역할을 하게 된다.

이때 상기 지열측 열교환기(20A)에 의하여 응축된 냉매가 팽창밸브(25)를 통하여 상기 냉온수측 열교환기(20B)로 공급되기에,

냉온수측 열교환기(20B)에서는 액체 냉매가 기화되면서 열에너지를 흡수하여 주변의 온도를 낮추게 되고,

이렇게 냉각된 공기는 상기 냉난방시스템으로 공급되어 냉방이 이루어지게 된다.

더 나아가 상기 히트펌프유닛(20)에는 급탕용 열교환기(미도시)와도 연결될 수 있고, 이 경우 상기 급탕용 열교환기에는 난방 시에는 상기 지열측 열교환기(20A)와, 냉방 시에는 상기 냉온수측 열교환기(20B)와 압축기(21)를 통하여 과열원이 공급되고, 이때 급탕용 열교환기는 급탕탱크에 열원을 공급하여 급탕탱크(미도시) 내의 물을 가열시키게 된다.

그리고 상기 지중열교환유닛(10)과 상기 지열측 열교환기(20A) 사이에는 지열 순환펌프(미도시)가 연결되고, 상기 냉온수측 열교환기(20B)와 냉난방시스템 사이에는 냉온수 순환펌프가 연결되며, 상기 급탕용 열교환기와 급탕탱크 사이에는 급탕용 순환펌프가 연결되어 열원을 각 지점으로 순환 공급하게 된다.

그리고 역시 도 1에 도시된 바와 같이, 히트펌프유닛(20)의 팽창밸브(25)는 복수, 즉 2개소로 구비하여 난방 또는 냉방 시, 어느 하나의 팽창밸브가 개방되면 나머지 하나의 팽창밸브는 폐쇄되도록 구성하여 난방 및 냉방 시 각각의 최적의 팽창효율을 유지함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이는 냉난방을 위해 열교환기를 순환하는 냉매는 냉방 및 난방가동시 반대방향으로의 순환이 이루어지는데,

종래에는 하나의 팽창밸브가 냉방이나, 난방 시에 냉매의 순환방향에 따라 양방향으로의 순환을 허용하도록 구성되었다. 이 경우 냉방에서 난방 가동으로 또는 그 반대 방향으로의 전환시 팽창효율이 일정하게 유지되지 않고. 특히 난방에서 냉방 가동으로 전환되는 경우 냉방 가동시의 팽창효율이 20%정도 감소되는 것으로 나타난다.

따라서 본 발명에서는 복수 개의 팽창밸브를 구비함으로써 냉난방 가동 시, 냉매의 순환방향에 따라 냉매의 이동을 허용하는 팽창밸브를 특정함으로써 팽창효율을 최적의 상태로 유지할 수 있게 된다.

다음으로 배관(30)은 지중열교환유닛(10)과 히트펌프유닛(20)의 연결 및 히트펌프유닛 내부의 각 교환기 등의 각부와의 연결을 위한 것으로, 냉매 및/또는 냉각수를 순환시키는 역할을 한다.

즉 상기 배관(30)은 상기 지중열교환유닛(10)과 히트펌프유닛(20)의 지열측 열교환기(20A)간의 지열수 순환을 위한 지열수관,

그리고 상기 히트펌프유닛(20) 내에서 각 부간의 냉매 순환을 위한 냉매관과,

상기 히트펌프유닛(20)의 냉온수측 열교환기(20B)와 냉난방시스템 상호간의 냉온수 순환을 위한 냉온수관으로 구성된다.

아울러 본 발명에 의한 지열히트펌프의 경우 고효율 추구를 위해 이중관형 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

즉, 히트펌프유닛에서 냉매의 이동이 이루어지는 배관(냉매관)을 외관과 내관이 갖추어진 이중관으로 형성하여 열전달 즉 열교환이 이루어지도록 한다.

보다 구체적으로는 내관과 외관으로 이루어진 이중관을 통해 고압부의 응축기를 나온 액체 냉매와 압축기로 들어가는 저압부의 기체 냉매 사이에 열교환을 하게 함으로써

저압부의 기체냉매의 온도를 상승시켜 냉매의 응축을 방지하며, 기체 냉매에 남아있는 액체성분을 증발시켜 압축기의 손상을 방지하며,

또한 고압부의 응축기에서 나온 액체 냉매 내의 기체 생성을 방지하기 위해서 액체를 과냉시키며, 이를 통해 시스템 효율과 냉난방 능력을 향상시키게 된다

.

즉 도 2에 도시된 바와 같이 상기와 같이 이중관형 열교환기를 구비함으로써 시스템 효율 즉, 히트펌프의 일량을 늘려가게 되는데,

도 2의 (A)는 온도와 엔트로피간의 관계를, 도 2의 (B)는 압력과 엔탈피간의 관계를 도시한 도표인 것으로 과냉효과 또는 과열효과가 있는 경우 일량이 증가되는 것을 확인할 수 있다.

또한 상기 이중관 구조는 기존 지열히트펌프에 있는 설비가 아닐 뿐만 아니라 액열기와 같은 별도의 장치를 구비하지 않고 배관구조를 이용한다는 점과 이를 통해 간단한 구조로 설비가 가능하다는 점에 본 발명의 특징이 있다.

그리고 내관과 외관으로 이루어진 이중관의 경우, 내관에는 액체 냉매가 흐르고, 외관에는 기체 냉매가 흐르도록 하는 것이 바람직하다.

아울러 내관은 스파이럴 형태로 구성되는 것이 바람직한데, 스파이럴 형태로 제작됨으로써 열교환 성능을 40% 증대시키는 것이 가능하기 때문이고,

또한 냉매가 상기 내관에서 와류를 형성하여 순환함으로써 결빙에 따른 관로폐쇄나 동파 현상을 제거하여 시스템 안정성을 확보할 수 있게 된다.

또한 압축기(21)의 경우 고온·고압으로 압축된 냉매가 유출되거나 저압의 냉매가 유입되게 되는데, 이를 위해 압축기(21)에는 냉매 유출입을 위한 배관(냉매관)(30)을 갖추게 되고,

이 경우 본 발명의 지열히트펌프에서는 배관과 압축기의 연결부위에 이물질 유입 등을 방지할 수 있는 방수수단이 별도 도입된다. 더욱이 냉매 효율을 높이고자 한다면 냉매 유출없이 안정된 순환이 요구되기에 이하 설명되는 방수수단이 요구된다.

즉 도 3을 참조하면, 도 3은 압축기921)와 배관(30)의 연결주변을 도시한 도면인 것으로,

압축기측 연결 배관은

압축기에 형성된 결합공(21a)과의 결합을 위한 것으로 외주면에 나선부(S)와 비나선부(NS)가 교번하여 형성되는 결합부(31)와,

압축기의 결합공(21a) 외주 주변과 접촉을 위한 것으로 상기 결합부의 단부에서 외측으로 연결 확장 형성되는 확장부(32)와,

상기 확장부 외측으로 연결형성되는 플렌지부(33)를 포함하여 이루어진다.

그리고 압축기의 외측 결합공 주변으로 상기 플렌지부와 마주하는 위치에는 고정나사(21b)가 압축기에 일체되어 형성되고, 압축기의 결합공 내주면 역시 나선부(S)와 비나선부(NS)가 교번하여 형성된다.

이에 우선 압축기로의 배관 결합시 배관 결합부(31)의 나선부(S)와 비나선부(NS)가 압축기 결합공(21a)의 내주면에 형성된 나선부(S)와 비나선부(NS)와 각각 겹치지 않는 상태로(즉, 어긋나게 배열되는 상태) 배관 방향을 설정한 후 배관 결합부(31)를 압축기 결합공(21a)으로 삽입하고,

이후 배관 방향을 틀어 배관 결합부(31)의 나선부(S)와 결합공(21a) 내주면의 나선부(S)가 맞물리도록 하여 배관을 압축기에 결합 연결한다.

또한 보다 안정된 연결을 위하여 플렌지부(33)에서 다시 압축기와의 접촉구조를 제공하게 되는데,

플렌지부에 형성된 관통공(33a)으로 압축기에 구비된 고정나사(21b)가 관통되고, 이후 고정너트(21c)를 이용하여 조여줌으로써 보다 안정된 연결구조를 도모하게 된다.

뿐만 아니라 전술된 바와 같이, 본 발명의 배관과 압축기 연결부위에는 이물질 유입 방지(또는 가스 유출 방지)를 위한 방수 수단이 별도 도입된다.

즉, 상기 방수수단은 압축기 외주면과 이와 마주하는 확장부 외주면에 각각 형성되는 방수부재(41)와 상기 방수부재 사이에 마련되는 패킹층(42), 그리고 패킹층의 구비 형태에 따라 방수부재가 노출되게 되는 공간인 패킹스트립(43)으로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 방수부재(41)는 압축기 외주면과 이와 마주하는 배관의 확장부 외주면 각각에 결합할 수 있도록 접착력이 있는 접착테이프와 실리콘 등으로 구성된다.

그리고 상기 방수부재 사이에는 패킹층(42)이 구비되는데, 상기 패킹층은 방수부재 전면(全面)에 걸쳐 형성되는 것이 아니라 방수부재의 외곽을 남겨둔 중앙부에만 형성되어 방수부재의 외곽은 외부로 노출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 방수부재가 노출된 공간이 전술된 패킹스트립(43)이 된다.

즉, 방수부재(41)의 중앙부에 패킹층(42)이 구비됨으로써 습기나 먼지 등의 이물질이 패킹스트립(43)에서 노출되는 방수부재의 접착력으로 인하여 점도를 갖음으로써 패킹층을 통과하기 어렵게 되어 일반 고무패킹만 삽입하거나 실리콘만 주입하여 형성된 방수 및 방습 장치보다 효과적으로 물이나 습기 또는 먼지 등을 차단할 수 있다는 효과를 가진다.

또한 상기 방수부재를 구성하는 접착테이프는 일면 또는 양면에 접착성이 있는 접착테이프를 사용할 수 있으며, 두께가 있어 쿠션을 이루는 접착테이프로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 방수수단은 패킹스트립을 구성함으로서 방수기능을 높일 수 있고, 쉽게 구성하여 제작할 수 있어 기능 대비 제품의 공정을 단축시키고 단가를 낮출 수 있어 시장경쟁력을 확보할 수 있다는 장점을 가진다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "지열히트펌프시스템"을 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 지중열교환유닛 20: 히트펌프유닛
20A: 지열측 열교환기 20B: 냉온수측 열교환기
21: 압축기 23: 사방밸브 25: 팽창밸브
30: 배관
31: 결합부 32: 확장부 33: 플렌지부
41: 방수부재 42: 패킹층 43: 패킹스트립

Claims (4)

1. 지중에 매설된 지중열교환유닛;
   상기 지중열교환유닛과 연결되는 지열측 열교환기와, 상기 지열측 열교환기와 연결되는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브와 연결되는 냉온수측 열교환기와, 상기 냉온수측 열교환기와 연결되는 사방밸브와, 상기 사방밸브와 연결되는 압축기를 포함하는 히트펌프유닛; 및
   상기 지중열교환유닛과 히트펌프유닛을 연결하고, 히트펌프유닛 내부를 연결하여 지열수, 냉매 및 냉온수를 순환시키기 위한 배관을 포함하되,
   상기 압축기로 들어가는 저압의 기체 냉매와 고압의 지열측 열교환기 또는 냉온수측 열교환기를 나온 액체 냉매 사이에 냉매열교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하고,
   상기 압축기에 연결되는 배관은,
   압축기에 형성된 결합공에 삽입 결합되는 결합부와, 압축기 결합공의 외주 주변과 접촉을 위한 것으로 상기 결합부의 단부에서 외측으로 연결 확장 형성된 확장부와, 그리고 상기 확장부 외측으로 연결 형성되는 플렌지부를 포함하여 이루어지고,
   상기 압축기 외측 결합공 주변으로 고정나사가 일체형성되고,
   상기 고정나사가 상기 플렌지부에 형성된 관통공에 삽입 후 고정너트 조임을 통해 압축기와 배관 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하고,
   상기 압축기와 배관 연결주변에는 방수수단이 더 구비되되,
   상기 방수수단은 압축기 외주면과 이와 마주하는 확장부 외주면에 각각 형성되는 방수부재와, 상기 방수부재 사이에 마련되는 패킹층과, 그리고 상기 패킹층이 방수부재의 중앙부에만 형성됨으로써 방수부재가 외부로 노출되게 되는 공간인 패킹스트립으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉매열교환을 통한 고효율 지열히트펌프시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매열교환은 배관을 이중관으로 형성함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉매열교환을 통한 고효율 지열히트펌프시스템.
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