KR102433796B1 - Runoff groundwater of artificial recharge system recycled as heating and cooling energy - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an artificial recharge water circulation system preventing ground subsidence by recycling water as water for living and cooling and heating energy. According to an aspect of the present invention, the artificial recharge water circulation system includes: a leaking underground water drawing step of drawing leaking underground water from a suction well as the leaking underground water flows to one side through a water pipe; a heat exchange moving step of controlling a temperature by exchanging heat of the underground water drawn in the leaking underground water drawing step by transferring the underground water to a heat pump; a building cooling and heating application step of using the underground water of which the temperature is controlled in the heat exchange moving step, for the cooling and heating of a building; a treated water supply application step of using the underground water, wherein the heat exchange moving step proceeds, as the water for living in the building; and an artificial surplus water recharge step of recharging a surplus amount of the leaking underground water through an injection well formed as a cylindrical pipe shape with open upper and lower parts.

Description

냉난방에너지로 재활용되는 유출지하수의 인공함양 물순환 시스템{Runoff groundwater of artificial recharge system recycled as heating and cooling energy}Runoff groundwater of artificial recharge system recycled as heating and cooling energy

본 발명은 유출지하수를 활용한 인공함양 물순환 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an artificially enriched water circulation system using runoff groundwater.

지하철이나 건축물 등 대규모 개발 공사 또는 하천 및 지하수가 풍부한 지질지형에서는 유출지하수가 자연적으로 발생된다. 유출지하수는 지하철역사 기준 하루 평균 4700 여톤에 이르고 있다. 이와 같은 대량의 유출지하수를 친환경적으로 재활용하기 위해 냉난방에너지 및 상수도 대체 용수활용 그리고 지반침하 예방 차원에서 인공함양과 같은 재활용 방법이 시행되고 있다.In large-scale development projects such as subways and buildings, or in geological terrain with abundant rivers and groundwater, runoff groundwater is naturally generated. The average amount of groundwater outflow is 4,700 tons per day based on subway stations. In order to recycle such a large amount of groundwater in an environmentally friendly way, recycling methods such as artificial cultivation are being implemented in order to use alternative water for heating and cooling energy and waterworks, and to prevent ground subsidence.

인공함양방법 중 일반적으로 사용되는 팩카그라우팅공법은 지상에서 그라우팅 케이싱에 강한 압입을 가하여 외부수축관과 내부수축관이 슬라이딩 이루어져 수직 높이 방향으로의 수축을 발생시키고 그 결과로 간격이 좁은 관정 벽체에 압축 고무팩커가 압축되면서 관정 공벽과 그라우팅 압축팩커장치 사이가 완벽하게 차폐가 이루어지도록 하여 그라우팅 제재의 주입시 누출 없이 그라우팅이 완료될 수 있다.The packer grouting method, which is generally used among the artificial cultivation methods, applies strong press-fitting to the grouting casing from the ground, and the outer and inner shrinkage pipes slide to generate vertical shrinkage, and as a result, it is compressed on the wall of the pipe with a narrow gap. As the rubber packer is compressed, a perfect shield is made between the hole wall of the well and the grouting compression packer device, so that the grouting can be completed without leakage when the grouting material is injected.

일 예로, 등록특허 10-0487403호는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진방법을 개시하고 있다. 다만, 이와 같은 종래방식은 유출수의 활용률이 떨어진다는 해결과제를 가지고 있다.As an example, Korean Patent No. 10-0487403 discloses a facility for promoting artificial rainwater cultivation using a perforated pipe and a method for promoting artificial rainwater cultivation using a perforated pipe. However, this conventional method has a problem that the utilization rate of the effluent is low.

등록특허 제10-0487403호(2005.04.26. 등록)Registered Patent No. 10-0487403 (Registered on April 26, 2005)

본 발명은 유출지하수의 함양과정에서 생활용수 및 냉난방으로 재활용될 수 있도록 물이 순환되어 지반침하를 예방하는 인공함양 물순환 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an artificial enrichment water circulation system that prevents ground subsidence by circulating water so that it can be recycled as living water and heating and cooling in the process of cultivating runoff groundwater.

본 발명의 일측면에 따르면 유출되는 지하수가 유수관을 통해 일측으로 흐르게되어 취수정에서 취수되는 유출 지하수 취수 단계; 상기 유출 지하수 취수 단계에서 취수된 지하수를 히트펌프로 이송하여 열교환되어 온도가 조절되는 열교환 이동 단계; 상기 열교환 이동 단계가 진행되어 온도가 조절된 지하수를 이용하여 건물의 냉난방에 활용하는 건물 냉난방 활용 단계; 상기 열교환 이동 단계가 진행된 지하수가 건물의 생활용수로 활용되는 중수도 활용 단계; 및 상하부가 개공된 원통형의 파이프형태로 형성되는 주입정을 통해 유출지하수의 잉여량이 함양되는 잉여수 인공함양 단계; 를 포함하는 인공함양 물순환 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method comprising: a water intake step for draining groundwater to flow to one side through an oil pipe and to be taken out from an intake well; a heat exchange movement step of transferring the groundwater taken in in the draining groundwater intake step to a heat pump and heat-exchanging it to control the temperature; a building heating/cooling utilization step of using groundwater whose temperature is controlled by the heat exchange moving step being performed for heating and cooling of a building; a graywater utilization step in which the groundwater subjected to the heat exchange movement step is used as living water for a building; and artificially cultivating surplus water through an injection well formed in the form of a cylindrical pipe with open upper and lower parts; An artificial enrichment water circulation system comprising a can be provided.

본 발명의 실시예들에 따른 물순환 시스템은 주입정과 취수정을 이용하여 유출되는 지하수를 효율적이고 구조적으로 안정적으로 인공함양될 수 있도록 한다. 특히 히트펌프를 이용하여 생활용수 및 냉난방으로 활용될 수 있어 경제적 측면에서 유리한 효과가 형성될 수 있다.The water circulation system according to embodiments of the present invention enables the groundwater to be efficiently and structurally stably cultivated artificially by using an injection well and an intake well. In particular, by using a heat pump, it can be used for domestic water and heating and cooling, and thus advantageous effects can be formed in terms of economy.

도 1은 본 실시예에 따른 인공함양 물순환 시스템을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 인공함양 물순환 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 취수정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주입정을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 완충부를 확대하여 나타낸 도면이다.1 is a flowchart showing an artificially enriched water circulation system according to this embodiment.
Figure 2 is a view showing the artificial enrichment water circulation system according to this embodiment.
3 is a view showing an intake well according to the present embodiment.
4 is a view showing an injection well according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of the buffer shown in FIG.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 이하의 실시예들은 해당 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the following examples are provided to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The following embodiments are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the relevant technical field, and detailed description of known configurations that may unnecessarily obscure the technical gist of the present invention to be omitted.

도 1은 본 실시예에 따른 인공함양 물순환 시스템을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing an artificially enriched water circulation system according to this embodiment.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 인공함양 방법은 유출되는 지하수를 취수정과 유수관을 이용하여 지하수를 취수하는 유출 지하수 취수 단계(S1)와, 상기 유출 지하수 취수 단계(S1)에서 집수 및 취수된 지하수가 열펌프로 이송되어 열교환되고 온도가 조절되는 열교환 이동 단계(S2)와, 상기 열교환 이동 단계(S2)가 진행되어 온도가 조절된 지하수를 이용하여 건물의 냉난방에 활용하는 건물 냉난방 활용 단계(S3)와, 열교환 이동단계가 진행된 지하수가 건물의 생활용수로 활용되는 중수도 활용 단계(S4) 및 주입정(300)을 통해 유출지하수의 잉여량이 함양되는 잉여수 인공함양 단계(S5)를 포함할 수 있다. 이하 도면을 참조하여 각 단계를 상세히 설명하기로 한다.Referring to FIG. 1 , the artificial cultivation method according to the present embodiment includes a draining groundwater intake step (S1) of withdrawing groundwater by using a water intake well and a runoff pipe, and collecting and The heat exchange movement step (S2) in which the extracted groundwater is transferred to a heat pump, heat exchange, and temperature is controlled, and the heat exchange movement step (S2) is performed and the temperature is controlled groundwater is used for heating and cooling of a building. Including the step (S3) and the step (S4) of using gray water, in which the groundwater that has undergone the heat exchange transfer step is used as the living water of the building, and the artificial cultivation step (S5) of the surplus water in which the surplus of the groundwater discharged through the injection well 300 is cultivated can do. Hereinafter, each step will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 실시예에 따른 인공함양 물순환 시스템을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a view showing an artificial enriched water circulation system according to this embodiment.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 인공함양 물순환 시스템은 유출 지하수 취수 단계(S1)를 포함할 수 있다. 유출 지하수 취수단계(S1)에서는 먼저 유출되는 지하수가 유수관(100)을 통해 흐르게 될 수 있다. 유수관(100)은 대수층 지하수의 집수가 용이한 위치에 매몰되어 배치될 수 있다. 이와 같은 유수관(100)은 지하수가 취수정(200) 방향으로 이동될 수 있는 유로를 형성하게 될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the artificially enriched water circulation system of the present embodiment may include a step (S1) of withdrawing outflow groundwater. In the outflow groundwater intake step ( S1 ), the groundwater that flows out first may flow through the running water pipe 100 . The water pipe 100 may be disposed to be buried in a location where the collection of groundwater in the aquifer is easy. Such a water pipe 100 may form a flow path through which groundwater can move in the direction of the intake well 200 .

도 3은 유출 지하수 취수단계(S1)에서 사용되는 유수관(100)을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the running water pipe 100 used in the outflow groundwater intake step (S1).

도 3을 참조하면, 유수관(100)은 유공관(110) 및 무공관(120)이 교번적으로 배치된 형태가 될 수 있다. 유공관(110)은 원통형의 파이프형태로 형성되고 외주면을 따라 복수개의 타공이 형성된 관의 형태가 될 수 있다. 유공관(110)에 형성된 타공의 비율은 유출지하수의 유량에 따라 적절히 가변될 수 있다. 일 예로 유공관의 개공면적은 지하수의 유입 유속이 3cm/sec이상이 되지 않도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the water pipe 100 may have a shape in which the perforated pipe 110 and the non-perforated pipe 120 are alternately disposed. The perforated tube 110 may be formed in the form of a cylindrical pipe and may be in the form of a tube in which a plurality of perforations are formed along the outer circumferential surface. The ratio of the perforations formed in the perforated pipe 110 may be appropriately varied according to the flow rate of the outflow groundwater. For example, the opening area of the perforated pipe may be formed so that the inflow velocity of groundwater does not exceed 3 cm/sec.

한편 무공관(120)은 유공관(110)과 달리 타공부분이 없는 파이프형태의 관로가 될 수 있다. 이와 같은 무공관(120)은 유공관과 연결된 형태로 하나의 관로를 형성하게 될 수 있다. 이때, 유공관(110)과 무공관(120)의 배치비율은 유공관:무공관 = 4:1의 비율로 배치될 수 있다.On the other hand, the non-perforated tube 120 may be a pipe-shaped tube without a perforated portion, unlike the perforated tube 110 . Such a non-perforated tube 120 may form one conduit in a form connected to the perforated tube. In this case, the arrangement ratio of the perforated tube 110 and the non-perforated tube 120 may be arranged in a ratio of perforated tube: non-perforated tube = 4:1.

도 4는 유출 지하수 취수단계(S1)에서 사용되는 취수정을 나타낸 도면이다.4 is a view showing an intake well used in the discharge groundwater intake step (S1).

도 2 및 4를 참조하면, 취수정(200)은 일측이 유수관(100)에 소정 깊이로 삽입되고, 반대편에 형성되는 타측은 지표면 방향으로 연장된 형태의 관로가 될 수 있다. 취수정(200)은 유수관(100)에 흐르는 유출지하수를 취수하도록 형성된 관로가 될 수 있다.2 and 4, one side of the intake well 200 is inserted into the water pipe 100 to a predetermined depth, and the other side formed on the opposite side may be a pipe extending in the direction of the ground surface. The intake well 200 may be a conduit formed to take in the outflow underground water flowing through the water pipe 100 .

이와 같은 취수정(200)은 유수관(100)의 내부에 소정 깊이로 삽입되어 지표면 방향으로 연장된 형태의 관로형태로 형성되어 지하수가 이동되는 유로로 형성되는 내부케이싱(210)과, 내부케이싱(210)의 상부의 외주면을 따라 배치되고 상기 내부케이싱(210)에 오염물질의 유입이 방지되는 오염방지층(220)과, 상기 오염방지층(220)이 내부케이싱(210)의 외주면의 위치에 설치되어 지지될 수 있도록 경화속도가 빠른 시멘트가 타설되어 형성되는 속경성시멘트층(230)과, 상기 내부케이싱(210)의 외주면에 설치되어 내부케이싱(210)의 지지력을 보완하고 오염수 유입이 방지되는 그라우팅층(240); 및 상기 내부케이싱(210)의 매몰이 방지되도록 지표면부터 내부케이싱(210)의 상단부분까지 연장되어 형성되는 외부케이싱(250); 을 포함할 수 있다.The intake well 200 is inserted into the water pipe 100 to a predetermined depth and is formed in the form of a pipe extending in the direction of the ground surface to form an inner casing 210 that is formed as a flow path through which groundwater moves, and the inner casing ( 210) is disposed along the outer circumferential surface of the upper portion of the inner casing 210, the pollution prevention layer 220 is prevented from entering, and the pollution prevention layer 220 is installed at the position of the outer peripheral surface of the inner casing (210) A fast-hardening cement layer 230 formed by pouring cement with a fast hardening speed so that it can be supported, and installed on the outer peripheral surface of the inner casing 210 to supplement the bearing capacity of the inner casing 210 and prevent the inflow of contaminated water grouting layer 240; and an outer casing 250 formed to extend from the ground surface to an upper end of the inner casing 210 to prevent burial of the inner casing 210; may include

이와 같이 형성되는 취수정(200)은 내부케이싱(210)의 내측을 통해 수중모터가 설치될 수 있다. 또한, 내부케이싱(210)의 내부에 별도로 삽입되어 물을 취수하는 관이 내부케이싱(210)에 구비될 수 있다.In the intake well 200 formed in this way, an underwater motor may be installed through the inner side of the inner casing 210 . In addition, a pipe separately inserted into the inner casing 210 to take in water may be provided in the inner casing 210 .

또한, 외부케이싱(250)은 PVC수도용직관이 사용될 수 있다. 또한, 외부케이싱(250)은 스테인리스 스틸강과 같은 구조용 강으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 내측이 보호될 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 외부케이싱(250)은 오염방지층(220)이 배치될 수 있도록 내부케이싱(210)과 사이가 5cm이상 이격될 수 있다. 오염방지층(220)은 내부케이싱(210)을 밀폐하는 실링효과가 형성되는 층이 될 수 있다. 또한, 오염방지층(220)은 활성탄과 같은 재료가 별도로 구비되어 누수발생시에 필터링 효과가 형성될 수 있다. 또한, 오염방지층(220)은 깊이가 암반 관정인 경우 지표에서 암반측 경계부에서 2m 하부까지 시행될 수 있다. 이와 같은 유수관(100) 및 취수정(200)을 통해 유출지하수 취수 단계(S1)가 진행될 수 있다.In addition, the outer casing 250 may be a straight pipe for PVC water supply. In addition, the outer casing 250 may be formed of structural steel such as stainless steel, but is not limited thereto, and may be formed of a material that can protect the inner side. In addition, the outer casing 250 may be spaced apart from the inner casing 210 by 5 cm or more so that the anti-contamination layer 220 may be disposed. The anti-contamination layer 220 may be a layer in which a sealing effect for sealing the inner casing 210 is formed. In addition, the anti-contamination layer 220 may be provided with a material such as activated carbon separately to form a filtering effect when leakage occurs. In addition, when the depth of the anti-pollution layer 220 is a rock well, it may be implemented from the surface to the bottom 2 m from the boundary of the rock side. The draining groundwater intake step (S1) may be performed through the water pipe 100 and the intake well 200 as described above.

한편, 취수정(200)에서 집수된 지하수는 열교환 이동 단계(S2)가 진행될 수 있다. 열교환 이동 단계(S2)에서는 지하수가 히트펌프(H)를 지나며 열이 교환될 수 있다. 이때, 히트펌프(H)는 냉방 및 난방에 겸용될 수 있는 장치가 될 수 있다. 또한, 히트펌프(H)는 양방향으로 열을 이동시키는 장치가 될 수 있다.Meanwhile, the groundwater collected in the intake well 200 may undergo a heat exchange movement step (S2). In the heat exchange movement step (S2), groundwater may pass through the heat pump (H) and heat may be exchanged. At this time, the heat pump (H) may be a device that can be used for both cooling and heating. In addition, the heat pump (H) may be a device for moving heat in both directions.

이와 같은 히트펌프(H)에 의해 열교환 이동 단계(S2)가 진행된 지하수는 건물 냉난방 활용 단계(S3)가 진행될 수 있다. 건물 냉난방 활용 단계(S3)에서 열교환된 지하수는 흡열 또는 방열이 형성됨에 따라 온도가 조절되어 건물의 내부의 온도를 조절하게 될 수 있다.The groundwater that has undergone the heat exchange movement step (S2) by the heat pump (H) may be subjected to the building heating/cooling utilization step (S3). The temperature of the groundwater heat-exchanged in the building heating/cooling utilization step (S3) may be adjusted as endothermic or heat dissipation is formed to control the temperature inside the building.

이와 같은 건물 냉난방 활용 단계(S3)가 진행된 지하수는 중수도 활용 단계(S4)가 진행될 수 있다. 중수도 활용 단계(S4)에서 지하수는 생활용수로 활용될 수 있다. 중수도 활용 단계(S4)에서 생활용수로 활용되는 지하수는 건물 냉난방 활용 단계(S3)가 진행될 지하수가 될 수 있으나, 필요에 따라 개별적으로 분할된 지하수가 될 수 있다.The groundwater that has undergone the heating and cooling utilization step (S3) of the building may be subjected to the gray water utilization step (S4). In the graywater utilization step (S4), groundwater may be used as water for living. The groundwater used for living water in the graywater utilization step (S4) may be groundwater to be subjected to the building heating/cooling utilization step (S3), but may be individually divided groundwater if necessary.

한편, 건물 냉난방 활용 단계(S3)와 중수도 활용 단계(S4)에서 사용되고 남은 잉여량의 지하수는 잉여수 인공함양 단계(S5)가 진행될 수 있다. 잉여수 인공함양 단계(S5)가 진행되는 지하수는 주입정(300)으로 흐르게되어 함양될 수 있다.On the other hand, the surplus groundwater used in the building heating and cooling utilization step (S3) and the gray water utilization step (S4) may be artificially enriched with the surplus water (S5). The groundwater in which the surplus water artificial cultivation step (S5) proceeds may be cultivated by flowing into the injection well (300).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주입정을 나타낸 도면이다.4 is a view showing an injection well according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 잉여수 인공함양 단계(S5)에서는 주입정(300)에 지하수가 주입되어 인공함양이 될 수 있다. 주입정(300)은 상하부가 개공된 원통형의 파이프형태로 형성될 수 있다. 또한, 주입정(300)은 지하수가 흐르는 층에 설치되는 유수관(100)의 매립 깊이의 80%에 해당하는 깊이까지 매몰될 수 있는 길이로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the artificial enrichment step S5 of the present invention, groundwater may be injected into the injection well 300 for artificial enrichment. The injection well 300 may be formed in the form of a cylindrical pipe in which the upper and lower portions are opened. In addition, the injection well 300 may be formed to a length that can be buried to a depth corresponding to 80% of the buried depth of the water pipe 100 installed in the layer through which the groundwater flows.

이와 같은 주입정(300)은 상측의 내주면을 따라 소정 비율의 면적에 유로가이드(311)가 형성되는 지하수유입로(310)를 포함할 수 있다. 지하수유입로(310)는 유입되는 지하수가 나선형태로 흐르도록 유도되는 유로가이드(311)가 형성될 수 있다. 유로가이드(311)는 지하수유입로(310)에 복수개가 일정한 패턴으로 배치될 수 있다. 또한, 유로가이드(311)를 타고 흐르는 물은 소용돌이와 같은 형태의 흐름패턴이 형성될 수 있다. 이에 따라, 주입정(300)에 투수되는 물은 표면을 따라 이동될 수 있다.The injection well 300 may include a groundwater inflow path 310 in which a flow path guide 311 is formed in an area of a predetermined ratio along the inner peripheral surface of the upper side. The groundwater inflow path 310 may be provided with a flow guide 311 guiding the incoming groundwater to flow in a spiral shape. A plurality of flow guides 311 may be arranged in a predetermined pattern in the groundwater inflow passage 310 . In addition, the water flowing through the flow path guide 311 may form a flow pattern in the form of a vortex. Accordingly, water permeable to the injection well 300 may be moved along the surface.

유로가이드(311)는 일측에 물접촉면(311a)이 형성될 수 있다. 물접촉면(311a)은 주입정(300)에 투수되는 물의 흐름이 유도되도록 물과 접촉되는 면이 될 수 있다. 물접촉면(311a)은 유로가이드(311)의 상측면에 형성될 수 있다. 또한, 물접촉면(311a)은 하측방향으로 연장된 나선경로의 곡면으로 형성될 수 있다. 이와 같은 물접촉면(311a)은 방수재질로 코팅되어 물의 흐름이 용이하게 형성될 수 있다.A water contact surface 311a may be formed on one side of the flow path guide 311 . The water contact surface 311a may be a surface in contact with water to induce the flow of water permeated into the injection well 300 . The water contact surface 311a may be formed on the upper surface of the flow path guide 311 . In addition, the water contact surface 311a may be formed as a curved surface of a spiral path extending in the downward direction. The water contact surface 311a is coated with a waterproof material so that the flow of water can be easily formed.

한편, 주입정(300)은 지하수함양로(320)가 형성될 수 있다. 지하수함양로(320)는 지하수유입로(310)의 하측에 외주면을 따라 관통된 슬릿형태의 지하수함양홈(321)이 복수개 형성되는 부분이 될 수 있다. 지하수함양로(320)는 지하수유입로(310)에서 표면을 따라 흐르게 되는 지하수가 슬릿홈 형태의 지하수함양홈(321)을 통해 지하로 함양되는 부분이 될 수 있다.On the other hand, the injection well 300 may be formed with an underground water reclamation path 320 . The groundwater reclamation path 320 may be a portion in which a plurality of slit-shaped groundwater recuperation grooves 321 penetrating along the outer circumferential surface are formed on the lower side of the groundwater inflow path 310 . The groundwater cultivation path 320 may be a part in which the groundwater flowing along the surface of the groundwater inflow path 310 is cultivated underground through the slit groove-shaped groundwater cultivation groove 321 .

주입정(300)은 지하수함양로(320)의 하측에 완충부(330)가 형성될 수 있다. 완충부(330)는 지하수의 투수과정 또는 지진과 같은 충격과 진동을 대비하여 내진효과가 형성되는 부분이 될 수 있다.In the injection well 300 , a buffer part 330 may be formed at the lower side of the underground water reclamation path 320 . The buffer unit 330 may be a part in which an earthquake-resistant effect is formed in preparation for shock and vibration such as a permeation process of groundwater or an earthquake.

도 5는 도 4에 도시된 완충부(330)를 확대하여 나타낸 도면이다.5 is an enlarged view of the buffer unit 330 shown in FIG.

도 5를 참조하면, 완충부(330)는 지하수함양로(320)의 하측부분이 될 수 있다. 완충부(330)는 지면에 접촉되어 지지되는 주입정최하단(331)과, 주입정최하단(331)의 상측에 형성되고 지하수함양로(320)의 외측에 도넛형태의 층으로 형성되는 점착층(332) 및 점착층의 내측에 복수개 배치되어 구름이동 가능한 형태로 형성되는 회전볼(333)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the buffer unit 330 may be a lower portion of the groundwater reclamation path 320 . The buffer part 330 is formed on the lowermost end 331 of the injection well supported in contact with the ground, and the lower end of the injection well 331, and is formed as a donut-shaped layer on the outside of the groundwater replenishment path 320 ( 332) and a plurality of rotation balls 333 disposed on the inside of the adhesive layer and formed in a movable form may be included.

주입정최하단(331)은 원기둥형태로 형성될 수 있다. 또한, 주입정최하단(331)은 하측면이 중심이 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이와 같은 주입정최하단(331)의 중심부분의 형태는 지지면과 고정이 용이하게 될 수 있다. 또한, 주입정최하단(331)의 상측면은 파형형태로 형성될 수 있다. 주입정최하단(331)의 파형형태의 부분은 회전볼(333)이 유동되는 경로로 형성될 수 있다.The lowermost end 331 of the injection well may be formed in a cylindrical shape. In addition, the lowermost end of the injection well 331 may be formed in a shape in which the center of the lower side protrudes. The shape of the central portion of the lowermost end 331 of the injection well can be easily fixed to the support surface. In addition, the upper surface of the lowermost end 331 of the injection well may be formed in a wavy shape. The portion of the wavy shape of the lowermost end of the injection well 331 may be formed as a path through which the rotating ball 333 flows.

한편 주입정최하단(331)의 상측에는 점착층(332)이 형성될 수 있다. 점착층(332)은 탄성적으로 유동되는 물질로 형성된 층이 될 수 있다. 또한, 점착층(332)은 표면에 점착력이 형성되어 결합된 형태가 될 수 있다. 점착층(332)으로 구성되는 재료는 실리콘 또는 점착고무와 같은 탄성 점착물질이 될 수 있다.Meanwhile, an adhesive layer 332 may be formed above the lowermost end 331 of the injection well. The adhesive layer 332 may be a layer formed of an elastically flowing material. In addition, the adhesive layer 332 may have a form in which an adhesive force is formed on the surface to be combined. The material of the adhesive layer 332 may be an elastic adhesive material such as silicone or adhesive rubber.

이와 같은 점착층(332)은 회전볼(333)이 내포된 형태가 될 수 있다. 회전볼(333)은 주입정최하단(331)의 상측을 경로로 구름이동 가능한형태로 형성될 수 있다.Such an adhesive layer 332 may have a form in which the rotating ball 333 is nested. The rotating ball 333 may be formed in a form capable of rolling along the upper side of the lowermost end 331 of the injection well.

일 예로 회전볼(333)은 구체와 같은 형태로 형성되어 구름이동이 용이한 형태로 형성될 수 있다.As an example, the rotating ball 333 may be formed in a shape such as a sphere so that the cloud can easily move.

또 다른 실시예로 회전볼(333)은 기어와 같은 형태로 형성되어 위치 고정이 용이한 형태로 형성될 수 있다.In another embodiment, the rotating ball 333 may be formed in a shape such as a gear to facilitate position fixing.

이와 같이 형성된 완충부(330)에 의해 상측에서 소용돌이의 형태로 물이 흐르며 발생되는 충격 또는 진동이 억제될 수 있다. 또한, 완충부(330)에 의해 주입정(300)은 지진과 같은 외력에 대한 저항이 형성될 수 있다.The shock or vibration generated by flowing water in the form of a vortex from the upper side by the buffer unit 330 formed in this way can be suppressed. In addition, the injection well 300 by the buffer 330 may be formed with resistance to an external force, such as an earthquake.

도 6은 주입정(300)으로 흐르는 지하수의 관로에 배치되는 발전기(400)를 나타낸 도면이다.6 is a view showing the generator 400 disposed in the pipeline of groundwater flowing into the injection well (300).

도 6을 참조하면, 잉여수 인공함양 단계(S5)는 중수도 활용단계(S4) 및 건물 냉난방 활용 단계(S3)가 진행된 후 잉여량의 지하수 함양이 진행될 수 있도록 지하수가 주입정(300)으로 흐르는 관로에 발전기(400)가 배치될 수 있다. 발전기(400)는 주입정(300)으로 인공함양단계(S5)가 진행될 수 있도록 흐르는 지하수의 수압에 의해 발전되는 수력용발전기가 될 수 있다. 발전기(400)에서 발전되어 집진된 전기에너지는 유류관 또는 취수정에서 사용되는 모터의 전력으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 종래에 사용되는 전기에너지를 절약하는 효과가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the surplus water artificial enrichment step (S5) is performed after the gray water utilization step (S4) and the building heating and cooling utilization step (S3) are performed, and then the groundwater flows into the injection well 300 so that the surplus groundwater can be cultivated. The generator 400 may be disposed in the pipeline. The generator 400 may be a hydroelectric generator that is generated by the hydraulic pressure of groundwater flowing so that the artificial cultivation step (S5) can proceed to the injection well 300 . Electric energy generated and collected by the generator 400 may be supplied as electric power of a motor used in an oil pipe or an intake well. Accordingly, the effect of saving the electric energy used in the prior art can be formed.

이와 같은 형태의 주입정(300)에 의해 인공함양되는 지하수는 지표에 흡수되어 지표의 적정 수분 함유율을 유지하게 될 수 있다. 이에 따라, 지반이 무너지는 싱크홀과 같은 현상을 방지하게 될 수 있다.The groundwater artificially cultivated by the injection well 300 of this type may be absorbed into the surface to maintain an appropriate water content of the surface. Accordingly, a phenomenon such as a sinkhole in which the ground collapses can be prevented.

이상 본 발명의 실시예들에 따른 물순환 시스템은 내부케이싱을 이용하여 함양되는 지하수의 수용량이 증대될 수 있다.As described above, in the water circulation system according to the embodiments of the present invention, the capacity of groundwater cultivated using the inner casing may be increased.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위내에 포함된다고 할 것이다.In the above, the embodiments of the present invention have been described. Those of ordinary skill in the art can variously modify and change the present invention by adding, changing, deleting or adding components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. It will be said that this is also included within the scope of the present invention.

S1 : 유츌 지하수 취수 단계 S2 : 열교환 이동 단계
S3 : 건물 냉난방 활용 단계 S4 : 중수도 활용 단계
S5 : 잉여수 인공함양 단계 100 : 유수관
200 : 취수정 300 : 주입정
110 : 유공관 120 : 무공관
210 : 내부케이싱 220 : 오염방지층
230 : 속경성시멘트층 240 : 그라우팅층
300 : 주입정 400 : 발전기S1: Groundwater intake step S2: Heat exchange step
S3: Building heating and cooling utilization step S4: Gray water utilization step
S5: surplus water artificial cultivation step 100: running water pipe
200: intake well 300: injection well
110: perforated tube 120: non-perforated tube
210: inner casing 220: pollution prevention layer
230: fast-hardening cement layer 240: grouting layer
300: injection well 400: generator

Claims (6)

유출되는 지하수가 유수관(100)을 통해 일측으로 흐르게되어 취수정(200)에서 취수되는 유출 지하수 취수 단계(S1);
상기 유출 지하수 취수 단계(S1)에서 취수된 지하수를 히트펌프(H)로 이송하여 열교환되어 온도가 조절되는 열교환 이동 단계(S2);
상기 열교환 이동 단계(S2)가 진행되어 온도가 조절된 지하수를 이용하여 건물의 냉난방에 활용하는 건물 냉난방 활용 단계(S3);
상기 열교환 이동 단계(S2)가 진행된 지하수가 건물의 생활용수로 활용되는 중수도 활용 단계(S4); 및
상하부가 개공된 원통형의 파이프형태로 형성되는 주입정(300)을 통해 유출지하수의 잉여량이 함양되는 잉여수 인공함양 단계(S5); 를 포함하고
상기 취수정(200)은
유수관(100)의 소정깊이에 삽입되어 지표면 방향으로 연장된 형태의 관로형태로 형성되어 지하수가 이동되는 유로로 형성되는 내부케이싱(210);
상기 내부케이싱(210)의 내부로 오염수가 유입이 방지되는 오염방지층(220);
경화속도가 빠른 시멘트가 타설되어 상기 내부케이싱(210)이 고정되는 속경성시멘트층(230);
상기 내부케이싱(210)의 지지력을 보완하고 오염수 유입이 방지되는 그라우팅층(240); 및
지표면부터 상기 내부케이싱(210)의 상단부분까지 연장되어 형성되는 외부케이싱(250); 을 포함하고
상기 취수정은 상기 내부케이싱의 내측을 통해 수중모터가 설치되며, 상기 내부케이싱과 별도로 물을 취수하는 관이 구비되고
상기 주입정(300)은
상측의 내주면을 따라 소정비율의 면적에 유로가이드(311)가 형성되는 지하수유입로(310);
상기 지하수유입로(310)의 하측에 외주면을 따라 관통된 슬릿형태의 지하수함양홈(321)이 형성되는 지하수함양로(320); 및
상기 지하수 함양로(320)의 하측에 형성되는 완충부(330); 를 포함하고
상기 유로가이드(311)는 유입되는 지하수가 나선형태로 흐르도록 상측에 방수재질로 코팅되는 물접촉면(311a)이 형성되는 인공함양 물순환 시스템.A groundwater intake step (S1) in which the outflowing groundwater flows to one side through the running water pipe 100 and is withdrawn from the intake well (200);
a heat exchange movement step (S2) in which the groundwater taken in in the outlet groundwater intake step (S1) is transferred to a heat pump (H) and heat exchanged to control the temperature;
The heat exchange moving step (S2) is progressed, using the temperature-controlled groundwater to utilize the building heating and cooling utilization step (S3) for heating and cooling of the building;
a graywater utilization step (S4) in which the groundwater subjected to the heat exchange movement step (S2) is used as the living water of the building; and
Surplus water artificial cultivation step (S5) in which the surplus amount of outflow groundwater is cultivated through the injection well 300 formed in the form of a cylindrical pipe with the upper and lower parts open; includes
The intake water 200 is
an inner casing 210 inserted into a predetermined depth of the water pipe 100 and formed in the form of a conduit extending in the direction of the ground surface to form a flow path through which groundwater moves;
a pollution prevention layer 220 preventing the inflow of contaminated water into the inner casing 210;
A fast-hardening cement layer 230 to which the inner casing 210 is fixed by pouring cement with a fast curing speed;
a grouting layer 240 supplementing the bearing capacity of the inner casing 210 and preventing the inflow of contaminated water; and
an outer casing 250 that extends from the ground surface to an upper end of the inner casing 210; includes
In the intake well, an underwater motor is installed through the inner side of the inner casing, and a pipe for water intake is provided separately from the inner casing.
The injection well 300 is
a groundwater inflow path 310 in which a flow path guide 311 is formed in an area of a predetermined ratio along the inner circumferential surface of the upper side;
a groundwater replenishment path 320 in which a slit-shaped groundwater replenishment groove 321 penetrated along an outer circumferential surface is formed on the lower side of the groundwater inflow passage 310; and
a buffer part 330 formed on the lower side of the groundwater cultivation path 320; includes
The flow guide 311 is an artificially enriched water circulation system in which a water contact surface 311a coated with a waterproof material is formed on the upper side so that the incoming groundwater flows in a spiral form. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146852A (en) * 2000-11-17 2002-05-22 Koken Boring Mach Co Ltd Dwelling house total system using groundwater
KR100487403B1 (en) 2004-08-10 2005-05-04 주식회사 우일 이알에스 Installation and method promoting artificial groundwater recharge through the perforated pipe
KR100868099B1 (en) * 2008-01-18 2008-11-11 조희남 Ground heat returning device for improving underground heat exchange efficiency by connecting with empty pipes installed to the bottom of groundwater core
KR101061494B1 (en) * 2010-09-06 2011-09-01 한국그린에너지 주식회사 Heat exchange system using an earth heat
KR101658405B1 (en) * 2014-11-05 2016-09-22 원철호 Cooling and heating system with heat pump using discharged ground water
KR101773852B1 (en) * 2016-06-21 2017-09-01 주식회사 지앤지테크놀러지 Shielding device and method for forming expanded part of inner casing of groundwater

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146852A (en) * 2000-11-17 2002-05-22 Koken Boring Mach Co Ltd Dwelling house total system using groundwater
KR100487403B1 (en) 2004-08-10 2005-05-04 주식회사 우일 이알에스 Installation and method promoting artificial groundwater recharge through the perforated pipe
KR100868099B1 (en) * 2008-01-18 2008-11-11 조희남 Ground heat returning device for improving underground heat exchange efficiency by connecting with empty pipes installed to the bottom of groundwater core
KR101061494B1 (en) * 2010-09-06 2011-09-01 한국그린에너지 주식회사 Heat exchange system using an earth heat
KR101658405B1 (en) * 2014-11-05 2016-09-22 원철호 Cooling and heating system with heat pump using discharged ground water
KR101773852B1 (en) * 2016-06-21 2017-09-01 주식회사 지앤지테크놀러지 Shielding device and method for forming expanded part of inner casing of groundwater

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