KR100756513B1 - A passive storage system - Google Patents
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- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체축열장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면, 1 is a view schematically showing the overall configuration of a concrete heat storage device according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체축열장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면, 2a and 2b is a view for explaining the operating state of the concrete heat storage device according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체축열장치의 집열 및 축열장치를 나타내는 도면, 3 is a view showing a heat collecting device and a heat storage device of a concrete heat storage device according to an embodiment of the present invention,
도 4는 도 3의 개략적인 외관을 설명하기 위한 도면, 4 is a view for explaining a schematic appearance of FIG.
도 5는 도 3의 A-A선 단면도, 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6은 도 3의 B부 구조를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 6 is a diagram for describing a structure of part B of FIG. 3.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10:저탕조, 20:제어밸브,10: water tank, 20: control valve,
30:순환펌프, 40:팽창탱크,30: circulating pump, 40: expansion tank,
100:집열 및 축열장치, 110:열교환파이프,100: heat collecting and heat storage device, 110: heat exchange pipe,
120:축열부재, 122:제1축열부,120: heat storage member, 122: first heat storage unit,
124:제2축열부, 126:단열재,124: second heat storage unit, 126: heat insulating material,
130:방향전환장치, 131:제1힌지편,130: the turning device, 131: the first hinge piece,
132:제2힌지편, 133:제1연결부재,132: second hinge piece, 133: first connecting member,
134:제2연결부재.134: second connecting member.
본 발명은 구체축열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양에너지를 집열하는 기능을 수행함과 동시에 태양 에너지를 축열하여 직접적으로 사용할 수 있는 구체축열장치에 관한 것이다. The present invention relates to a concrete heat storage device, and more particularly, to a concrete heat storage device that can be used directly by accumulating solar energy while performing a function of collecting solar energy.
일반적으로 널리 사용되고 있는 화석연료는 그 매장량이 유한하고 이를 사용하는 과정에서 대기오염 등을 유발시키는 오염물질이 발생되는 문제점이 있으므로 고갈에 염려가 없고 청정한 에너지로서 원자력발전이 현실성 있는 대체에너지로 개발되어 높은 기여를 하고 있지만, 불안정성과 사고로 인한 피해 등의 문제점이 잔존하므로 최근에는 태양열과 같은 자연에너지를 이용하여 새로운 에너지를 만들어내려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.In general, fossil fuels that are widely used have finite reserves and there is a problem that pollutants that cause air pollution are generated in the process of using them. Although high contributions are made, problems such as instability and accident damage remain, and recently, researches are being actively made to create new energy using natural energy such as solar heat.
상기한 태양열을 활용 가능한 에너지로 회수하려는 장치로서 대한민국 특허공보 공고번호 특1994-0006720호와 같이 내창과 외창 사이에 블라인드를 설치하여 창문을 통한 열손실을 감소시켜 에너지를 절감시키도록 한 "집열창 시스템"이 안출되었고, 대한민국 실용신안공보 공고번호 실1981-000312호와 같이 집열 효율이 높은 "태양열 집광진공반원형 집열기"를 제시하고 있으며, 대한민국 실용신안공보 실1982-0000669호와 같이 보다 쉽고 안정되게 작동되는 "태양열 집열기의 축관 회동장치" 가 제시되고 있다.As a device for recovering the solar heat as energy available, as shown in Korean Patent Publication No. 1994-0006720, blinds are installed between the inner and outer windows to reduce heat loss through the windows to reduce energy. System ”has been devised, and“ Solar condensing vacuum semicircular collector ”with high heat collecting efficiency, such as Korean Utility Model Publication No. 1981-000312, has been proposed, and it is easier and more stable as Korea Utility Model Publication No. 1982-0000669. An actuating " coaxial rotation device of a solar collector " is proposed.
그러나 상기와 같은 종래의 장치들은 태양열을 집열하는 장치로서 이와 같이 장치들은 그 사용범위가 태양열을 집열하는데 한정되어 사용되므로 그 사용범위가 제한적이어서 그 활용도가 매우 낮은 문제점이 있었다.However, the conventional devices as described above are devices that collect solar heat, and thus the devices are limited in their use range because they are used to collect solar heat.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 안출된 것으로 태양에너지를 집열하는 기능을 수행함과 동시에 태양 에너지를 축열하여 직접적으로 사용할 수 있도록 함으로써 그 활용도가 향상되도록 한 구체축열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the conventional problems as described above to provide a specific heat storage device to improve the utilization by performing the function of collecting the solar energy and at the same time by directly accumulating solar energy to use it. The purpose.
본 발명의 다른 목적은, 태양 에너지의 집열과 축열이 동시에 수행되는 한편 태양의 직사광선이 실내로 유입되는 것을 차단시키는 햇빛차폐장치로 사용할 수 있도록 한 구체축열장치를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a concrete heat storage device that can be used as a sunscreen device to block the direct sunlight from entering the room while the solar energy is collected and heat storage at the same time.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 용수가 공급되어 체류되고 열교환기(16)가 구비된 저탕조(10)와; 태양의 복사열이 집열되어 내장된 열교환파이프(110)의 용수와 열교환이 이루어지는 동시에 흡열면(121)을 통해 태양의 복사열이 자체적으로 축열되는 집열 및 축열장치(100)와; 상기 집열 및 축열장치(100)로부터 가온된 용수가 상기 열교환기측(16)에 공급되어 상기 저탕조(10)에 체류된 용수와 열교환이 수행되도록 상기 열교환파이프(110)상의 온수를 상기 열교환기(16)측으로 공급시키는 순환펌프(30)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a
이와 같은 본 발명에 따른 구체축열장치에서 상기 집열 및 축열장치(100)는 일정한 간격으로 배치되는 열교환파이프(110)의 인입측 및 인출측과 접속되는 인입배관(60) 및 인출배관(70) 사이에 회동가능하게 설치되어 상기 흡열면(121)의 방향이 선택적으로 변환되게 구성된 복수 개의 축열부재(120)와; 상기 축열부재(120)를 서로 연결시키는 한편 상기 흡열면(121)의 방향이 변환되도록 구동시키는 방향전환장치(130)가 포함 구성된다.In the concrete heat storage device according to the present invention, the heat collecting and
이와 같은 본 발명에 따른 구체축열장치에서 상기 축열부재(120)는 열교환파이프(110)의 외주면상에 형성되어 가온된 상기 열교환파이프(110)의 열원이 축열되는 제1축열부(122)와, 상기 제1축열부(122)의 외부에 형성되어 태양의 복사열이 직 접 흡열되도록 일측면이 외부로 노출되는 흡열면(121)이 형성된 사각기둥 형상의 제2축열부(124)와, 상기 제2축열부(124)의 상기 흡열면(121)을 제외한 외면상에 덧씌워져 축열된 열원을 단열시키는 단열재(126)가 구비될 수 있다.In the concrete heat storage device according to the present invention, the
이와 같은 본 발명에 따른 구체축열장치에서 상기 제1축열부(122)는 박판으로 형성된 동판이 권취되어 타원형 형상으로 형성될 수 있다.In the above-described concrete heat storage device according to the present invention, the first
이와 같은 본 발명에 따른 구체축열장치에서 상기 제2축열부(124)는 인가된 열원이 축열되도록 세라믹 재질로 형성될 수 있다.In the concrete heat storage device according to the present invention, the second
이와 같은 본 발명에 따른 구체축열장치에서 상기 방향전환장치(130)는 각 축열부재(120)의 상하단 면상의 전후부에 돌출되는 제1힌지핀(131) 및 제2힌지핀(132)과, 상기 제1힌지핀(131)에 각각 접속되는 제1연결부재(133)와, 상기 제2힌지핀(132)에 각각 접속되는 제2연결부재(134)가 구비되어 상기 제1 및 제2연결부재(132, 134)에 작용되는 외력에 의해 상기 열교환파이프(110)를 기준으로 상기 축열부재(120)가 회동되면서 상기 흡열면(121)이 내측 또는 외측을 향하도록 조절되는 것이다.In the heat storage device according to the present invention as described above, the
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention in more detail by the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체축열장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체축열장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체축열장치의 집열 및 축열장치를 나타내는 도면, 도 4는 도 3의 개략적인 외관을 설명하기 위한 도면, 도 5는 도 3의 A-A선 단면도, 도 6은 도 3의 B부 구조를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view schematically showing the overall configuration of a concrete heat storage device according to a preferred embodiment of the present invention, Figures 2a and 2b is a view for explaining the operating state of the concrete heat storage device according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a heat collecting device and a heat storage device of a concrete heat storage device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view for explaining a schematic appearance of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. It is a figure for demonstrating the structure of B part of FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 구체축열장치는 용수가 공급되어 체류되고 열교환이 수행되는 저탕조(10)와, 태양의 복사열이 집열되어 내장된 열교환파이프의 용수와 열교환이 이루어지는 동시에 흡열면을 통해 태양의 복사열이 자체적으로 축열되는 집열 및 축열장치(100)와, 상기 집열 및 축열장치(100)로부터 가온된 용수의 흐름을 온오프 시키는 제어밸브(20)와, 상기 집열 및 축열장치(100)로부터 가온된 용수를 순환시키는 순환펌프(30)와, 상기 순환펌프(30)에 의해 가온된 용수의 순환이 원활해지도록 구비되는 팽창탱크(40)가 구성된다. Referring to FIG. 1, the concrete heat storage device according to the present invention has a
상기 저탕조(10)는 일정 용량의 용수가 수용되도록 탱크 형태로 형성된 몸체상에 저수조 등으로부터 용수가 공급되는 급수라인(12)이 접속되고, 상기 집열 및 축열장치(100)의 열교환파이프(110)와 접속된 배관라인(14)과 접속되는 열교환기(16)가 내장되어 탱크 내부에 체류된 용수와 집열 및 축열장치(100)에 의해 가온 된 용수와의 열교환이 수행되는 한편, 상기 저탕조(10)에는 상기 열교환기(16)에 의해 열교환되어 가온된 용수가 배출되는 급탕라인(18)이 접속된다. The
상기 제어밸브(20)는 순환펌프(30)와 집열 및 축열장치(100) 사이에 설치되어 가온된 용수의 흐름을 제어하는 구성으로 바람직하게는 열교환파이프의 내에 수용된 용수가 상기 집열 및 축열장치에 의해 정해진 온도만큼 상승되면 이를 감지하는 센서의 감지신호를 인가받아 밸브가 개방되고 용수의 온도가 기 설정된 온도 이하일 경우 폐쇄되게 작동되는 자동밸브로 구성된다.The
상기 순환펌프(30)는 일측이 열교환파이프(10)와 접속된 배관에 접속되고 타측이 열교환기(16)측에 접속되어 상기 집열 및 축열장치(100)로부터 가온된 용수를 저탕조(10)의 열교환기(16)측으로 공급시켜 저탕조(10)내에 체류된 용수와 열교환이 수행되도록 하는 장치로서, 바람직하게는 상기 제어밸브(20)의 온 동작시에 순환펌프가 작동되고 오프 동작시에 순환펌프(30)의 동작이 중지되도록 구성된다.The
그리고 상기 순환펌프(30)에 접하여 설치되는 도면부호 31은 배관내의 이물질을 여과시키는 스트레이너이고, 도면부호 32는 역류를 방지하기 위한 체크밸브이며, 도면부호는 33은 상기 순환펌프, 스트레이너 및 체크밸브의 수리나 교체시에 배관내의 용수가 용출되지 않도록 차단하기 위한 수동밸브들이고, 도면부호 19는 저탕조(10)내에서 가온된 용수의 배출을 제어하기 위한 배출밸브이다.In addition,
상기 팽창탱크(40)는 폐회로로 구성된 배관에서 상기 집열 및 축열장치(100)에 의해 용수가 가열되면 높아진 온도에 비례하여 팽창되므로 팽창된 용수의 부피만큼 관 내부의 압력이 상승되는데 이와 같은 압력을 제거하지 않으면 배관이나 이 배관에 설치된 장치들에 악영향이 초래되므로 이를 제거하기 위한 구성이다.The
한편, 상기 집열 및 축열장치(100)는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 대략 햇빛차폐용으로 창문 등에 설치되는 브라인드 형상을 갖는 것으로, 내부 중심에 열교환파이프가 설치되는 다수 개의 축열부재(120)와, 이 축열부재(120)가 정해진 방향으로 회동되도록 동작시키는 방향전환장치(130)로 구성된다.On the other hand, the heat collecting and
상기 축열부재(120)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일정한 간격으로 배치되는 열교환파이프(110)의 인입측 및 인출측과 접속되는 인입배관(60) 및 인출배관(70) 사이에 회동가능하게 설치되어 흡열면(121)의 방향이 선택적으로 변환되게 구성되는 것으로, 바람직하게는 열교환파이프(110)의 외주면상에 형성되어 가온된 열교환파이프(110)의 열원이 축열되는 제1축열부(122)와, 상기 제1축열부(122)의 외부에 형성되어 태양의 복사열이 직접 흡열되도록 일측면이 외부로 노출되는 흡열면(121)이 구비된 사각기둥 형상의 제2축열부(124)와, 상기 제2축열부(124)의 흡열면(121)을 제외한 외면상에 덧씌워져 축열된 열원을 단열시키는 단열재(126)로 구성된다. 3 and 5, the
그리고 상기 제1축열부(122)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 대략 두께가 0.5㎜ 정도인 박판으로 형성된 동판이 열교환파이프(110)의 외주면상에 타원형 형상을 갖도록 권취되는 것으로, 열전도성이 높은 동재질의 특성에 따라 가온된 용수에 의해 히팅된 열교환파이프(110)의 열을 축열하게 된다. 상기 제2축열부(124)는 상기 제1축열부(122)가 감싸지도록 그 외부에 설치되고 일측면은 외부로 노출되어 흡열면(121)을 형성하게 되므로서 태양의 복사열을 흡열하게 되며 그 재질은 바람직하게 비교적 축열성이 큰 세라믹으로 형성된다. 그리고 상기 축열부재(120)의 중심으로 설치되는 열교환파이프(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 인입측이 인입배관(60)과 소켓(62)을 매개로 접속되고, 그 인출측에는 정유량밸브(80)가 설치되고 이 정유량밸브(80)와 인출배관(70)이 접속된다.In addition, as shown in FIG. 6, the first
상기 방향전환장치(130)는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 축열부재(120)를 서로 연결시키는 한편 흡열면(121)의 방향이 변환되도록 구동시키는 구성으로서, 상기 각 축열부재(120)의 상하단 면상의 전후부에 돌출되는 제1힌지핀(131) 및 제2힌지핀(132)과, 상기 제1힌지핀(131)에 각각 접속되는 제1연결부재(133)와, 상기 제2힌지핀(132)에 각각 접속되는 제2연결부재(134)로 구성되어 상기 제1 및 제2연결부재(133,134)에 작용되는 외력에 의해 열교환파이프(110)를 기준으로 축열부재(120)가 회동되면서 흡열면(121)이 내측 또는 외측을 향하도록 방향을 변환시키게 된다. 그리고 상기 방향전환장치(130)는, 그 상세한 설명 및 도 시는 생략하였지만, 통상의 브라인드장치에서 적용되는 방향전환장치와 유사하게 형성되어 조작자가 외력을 인가시켜 상기 축열부재(120)의 흡열면(121) 방향을 선택적으로 편리하게 조정할 수 있도록 구성된다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the
상기와 같은 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention as described above is as follows.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구체축열장치는 급수라인(12)을 통해 용수가 저탕조(10)에 공급된 상태에서 태양의 복사열이 집열 및 축열장치(100)에 의해 집열되어 그 내부에 설치된 열교환파이프(110)가 가열되면서 그 내부의 용수가 가온되면 제어밸브(20) 및 순환펌프(30)의 동작에 따라 용수가 열교환기(16)측으로 공급되는데 이와 같이 가온되어 공급된 용수는 열교환기(16)에 의해 저탕조(10)에 체류하고 있는 용수와 열교환되므로 저탕조에 체류되어 있는 용수가 가온되게 된다. 그리고 이와 같이 저탕조(10)내에서 열교환되어 가온된 용수는 급탕라인(18)을 통해 배출되어 일정한 용도로 사용된다. As shown in FIG. 1, in the concrete heat storage device according to the present invention, the radiant heat of the sun is collected and collected by the
이때 상기 집열 및 축열장치(100)에서 태양의 복사열을 집열하는 과정을 살펴보면, 도 2a 및 도 5에 도시된 바와 같이, 축열부재(120)의 흡열면(121)이 태양광이 조사되는 방향에 위치되면 흡열면(121)상으로 복사열이 흡열되어 제2축열부(124)를 통해 제1축열부(122)로 열전도 되면서 열교환파이프(110)을 가열하게 되고 이에 따라 그 내부에 수용된 용수를 가온시키게 된다. At this time, looking at the process of collecting the heat of the sun in the heat collecting and
그리고 이와 같이 축열부재(120)에 의한 집열 과정에서는 축열작용이 동시에 수행되는 바 즉 흡열면(121)에 의해 흡열된 열원이 축열이 가능한 재질과 구조로 형성된 제1축열부(122) 및 제2축열부(124)을 통과하는 과정에서 그 열원이 잔류되어 보존되므로 축열작용이 동시에 수행되는 것이다. In this manner, in the heat collecting process by the
또한 상기와 같이 흡열면(121)이 태양광이 조사되는 방향으로 설치되어 집열 및 축열과정이 수행되는 과정에서는 태양광이 실내측으로 조사되더라도 축열부재(120)가 태양광을 향해 펼쳐진 상태에 있으므로 태양광의 직접적인 유입이 일차적으로 차단되어 브라인드와 같은 기능이 수행될 뿐만 아니라 축열부재로 인가된 태양의 복사열이 단열재에 의해 단열되므로 실내공간으로의 열전달 또한 차단되면서 냉방이 필요한 낮시간이나 하절기에는 냉방기능이 향상되어 에너지를 절감할 수 있다.In addition, the
반대로 난방이 필요한 야간이나 동절기와 같은 시기에는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 방향전환장치(130)를 조작하여 흡열면(121)이 실내측으로 향하도록 위치시키게 되면 태양광의 조사되는 낮시간 동안 제1축열부(122) 및 제2축열부(124)에 축열된 열원이 실내공간으로 발산되면서 실내공기를 가온시키는 난방장치로서의 기능을 수행하게 된다.On the contrary, at a time such as night or winter when heating is required, as shown in FIG. 2A, when the
한편 상기와 같은 작용을 위해 흡열면(121)의 방향전환을 실행하는 과정은 예컨대, 도 2b에 도시된 바와 같이, 사용자가 제1연결부재(133)가 일측 방향으로 당겨지고 제2연결부재(134)가 제1연결부재(133)와 반대방향으로 당겨지게 조작력을 인가시키게 되면 이 제1연결부재(133) 및 제2연결부재(134)가 접속된 각 제1힌지핀(131) 및 제2힌지핀(132)에 조작력이 전달되면서 상기 제1 및 제2힌지편(131,132)이 접속된 축열부재는 열교환파이프(110)을 기준으로 회동하게 되므로 흡열면(121)의 위치가 실내측 또는 실외측으로 위치되게 조작하면서 편리하게 사용할 수 있다.On the other hand, the process of performing the change of direction of the
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체축열장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. As described above, the concrete heat storage device according to a preferred embodiment of the present invention is shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, various changes and modifications within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be appreciated by those skilled in the art that this is possible.
본 발명에 의한 구체축열장치에 의하면, 태양에너지를 집열하는 기능이 수행됨과 동시에 축열하는 기능이 동시에 수행하므로 집열된 태양에너지를 정해진 용도로 할 수 있을 뿐만 아니라 축열부재상에 축열된 태양에너지는 간편한 조작에 의해 직접적으로 편리하게 사용할 수 있고 이에 따라 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다. 그리고 브라인드 형태로 태양광이 조사되는 위치에 설치할 수 있으므로 태 양광차폐장치로 편리하게 사용할 수 있고, 특히 태양광을 차단하는 과정에서 태양의 복사열이 단열재에 의해 단열되므로 실내공간으로의 열전달이 완벽하게 차단되면서 냉방기능이 더욱 향상되는 효과가 있다.According to the concrete heat storage device according to the present invention, since the function of collecting the solar energy and at the same time the heat storage function is performed at the same time, the collected solar energy can be used for a predetermined purpose as well as the heat energy stored on the heat storage member. It can be used directly and conveniently by simple operation, thereby saving energy. And since it can be installed in the position where the solar light is irradiated in a blind form, it can be conveniently used as a sunscreen shielding device. Especially, in the process of blocking sunlight, the heat radiation of the sun is insulated by the heat insulating material, so the heat transfer to the interior space is perfect. Blocking has the effect of further improving the cooling function.
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060104192A KR100756513B1 (en) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | A passive storage system |
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---|---|
KR (1) | KR100756513B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR940006720B1 (en) * | 1992-01-28 | 1994-07-27 | 재단법인 한국에너지기술연구소 | Gathering heat window system |
KR100420594B1 (en) | 2001-09-20 | 2004-03-02 | 병 목 이 | Apparatus for compound use of solar energy |
-
2006
- 2006-10-25 KR KR1020060104192A patent/KR100756513B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR940006720B1 (en) * | 1992-01-28 | 1994-07-27 | 재단법인 한국에너지기술연구소 | Gathering heat window system |
KR100420594B1 (en) | 2001-09-20 | 2004-03-02 | 병 목 이 | Apparatus for compound use of solar energy |
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