KR100923745B1 - 태양열 이용 난방시스템 - Google Patents

태양열 이용 난방시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100923745B1
KR100923745B1 KR1020080113880A KR20080113880A KR100923745B1 KR 100923745 B1 KR100923745 B1 KR 100923745B1 KR 1020080113880 A KR1020080113880 A KR 1020080113880A KR 20080113880 A KR20080113880 A KR 20080113880A KR 100923745 B1 KR100923745 B1 KR 100923745B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchange
heating
hot water
water
tank
Prior art date
Application number
KR1020080113880A
Other languages
English (en)
Inventor
재 문 고
Original Assignee
주식회사 대주엔시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 대주엔시스 filed Critical 주식회사 대주엔시스
Priority to KR1020080113880A priority Critical patent/KR100923745B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100923745B1 publication Critical patent/KR100923745B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/005—Hot-water central heating systems combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/02—Hot-water central heating systems with forced circulation, e.g. by pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/14—Solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0207—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/042—Temperature sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/08—Storage tanks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Abstract

태양열 이용 난방시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 태양열 이용 난방시스템은 펌프(P1)의 전단은 열교환탱크의 내부와 연결되고, 그(P1) 후단은 난방수축열조의 전단과 연결되며, 상기 난방수축열조의 후단은 난방배관의 전단과 연결되고, 상기 난방배관의 후단은 펌프(P2)의 전단과 연결되며, 상기 펌프(P2)의 후단은 상기 열교환탱크와 연결되고, 상기 열교환탱크는 그 내부에 열교환수가 충만 되어 있으며, 상기 열교환수는 상기 열교환탱크의 저면에서 연통되는 태양열집열관 및 상기 열교환탱크의 내부에 위치하는 전기히터에 의해 가열되는 난방계통; 펌프(P3)의 전단은 상기 열교환탱크의 내부를 통과하는 열교환관의 후단과 연결되고, 그(P3) 후단은 온수축열조의 전단과 연결되며, 상기 온수축열조의 후단은 펌프(P4)의 전단과 연결되고, 상기 펌프(P4)의 후단은 상기 열교환관의 전단과 연결되는 것으로, 물이 상기 열교환관의 내부에서 상기 온수축열조를 순환 유동함으로써 상기 열교환수와의 열교환작용에 의해 가열된 다음 상기 온수축열조와 연결되는 온수급수관을 통해 온수로서 제공되는 온수계통; 을 포함하여 이루어지는 특징이 있으므로, 최소의 소비전력을 이용하여 최대의 난방 및 온수를 동시에 제공할 수 있게 되는 장점이 있고, 채광이 용이한 주간은 물론 채광이 용이하지 못한 야간은 물론 악천후 시에도 전술한 장점을 그대로 구현할 수 있게 되는 작용효과가 발휘된다. 특히, 본 발명에 따르면 난방과 온수의 제공에 있어 빠른 응답성을 가지므로, 신속한 난방 및 온수의 제공이 가능하게 되는 이점이 있다.
태양열집열관, 태양열이용열교환기, 전자밸브, 온도감지센서, 온수축열조, 난방수축열조, 유량감지센서

Description

태양열 이용 난방시스템{Heating system which uses solar energy}
본 발명은 최소의 소비전력으로 최대의 난방효과 및 온수를 제공할 수 있고, 채광이 용이한 주간은 물론 그렇지 못한 야간과 악천후 시에도 사용 가능한 것으로서, 특히 난방과 온수의 제공에 있어 빠른 응답성을 가지므로, 신속한 난방 및 온수의 제공이 가능한 태양열 이용 난방시스템에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 수돗물이 급수되어 일정량의 물이 담수 될 수 있도록 하는 저수탱크를 갖추고 있고, 그 내부에 담수되어 있는 물을 가열수단을 통해 가열시켜 이를 온수로 사용하거나 상기와 같이 가열된 온수를 실내의 각 방실에 설치되는 난방배관에 순환시킴으로써 실내를 난방 시키는 구조로 이루어진다.
이러한 보일러는 그 소비전력이 큰 편이므로, 근래에는 그 소비전력을 낮추기 위하여 태양열에너지를 이용한 난방방식이 점차 널리 사용되어지고 있는 실정이다.
그러나 현재까지 게시된 태양열 이용 난방시스템은 채광이 용이하지 못한 야간 또는 악천후 시에는 그 효율성이 현저히 떨어지게 되는 문제가 있었고, 기능상에 있어서는 난방과 온수를 제공함에 있어 상당한 시간이 경과되어야만 그 기능을 발휘하게 되는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 소비전력이 매우 낮으면서도 그 효율성이 우수한 태양열 이용 난방시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 보다 빠른 시간 내에 난방과 온수를 제공할 수 있는 태양열 이용 난방시스템을 제공함에 목적이 있다.
전술한 목적 달성을 이루기 위한 본 발명에 따른 태양열 이용 난방시스템은, 펌프(P1)의 전단은 열교환탱크의 내부와 연결되고, 그(P1) 후단은 난방수축열조의 전단과 연결되며, 상기 난방수축열조의 후단은 난방배관의 전단과 연결되고, 상기 난방배관의 후단은 펌프(P2)의 전단과 연결되며, 상기 펌프(P2)의 후단은 상기 열교환탱크와 연결되고, 상기 열교환탱크는 그 내부에 열교환수가 충만 되어 있으며, 상기 열교환수는 상기 열교환탱크의 저면에서 연통되는 태양열집열관 및 상기 열교환탱크의 내부에 위치하는 전기히터에 의해 가열되는 난방기관; 펌프(P3)의 전단은 상기 열교환탱크의 내부를 통과하는 열교환관의 후단과 연결되고, 그(P3) 후단은 온수축열조의 전단과 연결되며, 상기 온수축열조의 후단은 펌프(P4)의 전단과 연결되고, 상기 펌프(P4)의 후단은 상기 열교환관의 전단과 연결되는 것으로, 물이 상기 열교환관의 내부에서 상기 온수축열조를 순환 유동함으로써 상기 열교환수와의 열교환작용에 의해 가열된 다음 상기 온수축열조와 연결되는 온수급수관을 통해 온수로서 제공되는 온수기관; 을 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
또한, 상기 열교환탱크와 상기 온수축열조 및 상기 난방수축열조의 내부에는 그 내부를 각 유동하는 열교환수 또는 물의 온도를 각 감지하는 제1 및 제2 및 제3온도감지센서(Ts1, Ts2, Ts3)가 구비됨이 바람직하다.
한편, 상기 온도감지센서들(Ts1, Ts2, Ts3)로부터 생성되는 감지신호는 제어부에 입력되고, 상기 제어부는 입력된 감지신호가 미리 설정된 온도범위 내에 있지 아니한 경우는 상기 전기히터를 작동시키고 상기 펌프(P1, P2)가 고출력상태가 되도록 제어하며, 상기 제어부에 입력된 감지신호가 미리 설정된 온도범위 내에 있는 경우는 상기 전기히터의 작동을 중지시키고 상기 펌프(P1, P2)가 보통출력상태가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제어부에 난방명령이 입력된 경우는 상기 제어부가 상기 펌프(P3, P4)를 작동시키게 됨이 바람직하다.
더욱 바람직하기로는, 상기 온수급수관 상에는 유량감지센서가 장착되고, 상기 펌프(P4)의 후단에는 전자밸브에 의해 자동 개폐되는 외수유입관이 연결되며, 상기 유량감지센서 및 상기 전자밸브는 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 유량감지센서로부터 유량감지신호가 상기 제어부에 입력된 때에는 상기 제어부는 소정의 시간동안 상기 전자밸브를 자동개폐시킴으로써 외수가 유입될 수 있도록 작동됨이 바람직하다.
이상의 본 발명에 따르면, 최소의 소비전력을 이용하여 최대의 난방 및 온수 를 동시에 제공할 수 있게 되는 장점이 있고, 채광이 용이한 주간은 물론 채광이 용이하지 못한 야간은 물론 악천후 시에도 전술한 장점을 그대로 구현할 수 있게 되는 작용효과가 발휘된다.
특히, 본 발명에 따르면 난방과 온수의 제공에 있어 빠른 응답성을 가지므로, 신속한 난방 및 온수의 제공이 가능하게 되는 이점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열이용난방시스템(1)의 구성도이고, 도 2는 도 1의 태양열이용난방시스템(1)의 전기적 연결 구성도이며, 도 3은 도 1의 태양열이용열교환기(100)의 내부 구성도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 수위조절모듈(130)의 작동예시도이다.
도 1 내지 도 4를 살펴보면, 본 발명에 따른 태양열이용난방시스템(1)은 물리적으로는 도 3 및 도 4a와 같이 이루어지는 태양열이용열교환기(100)가 수 개의 수관들(11, 12, 13, 14, 16)과 제1 내지 제4펌프(P1, P2, P3, P4)를 통해 온수축열조(300)와 난방수축열조(400) 및 난방배관(15)과 연결되고(도 1 참조),
전기적으로는 상기 제어부(200)가 상기 태양열이용열교환기(100)에 구비되는 전기히터(H) 및 제1온도감지센서(Ts1)와, 상기 온수축열조(300) 및 난방수축열조(400)에 각 구비되는 제2 및 제3온도감지센서(Ts2, Ts3)와, 상기 제1 내지 제4펌프(P1, P2, P3, P4) 및, 외부유입수(수돗물 등)의 유출입을 단속하는 전자밸브(V1) 와 각각 연결됨으로서, 전술한 구성요소들이 상기 제어부(200)에 의해 총괄 제어될 수 있도록 연결된다(도 2 참조).
이하에서는 상기한 구성요소들에 대하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
상기 태양열이용열교환기(100)는 도 3에서 보는 바와 같이, 통형상의 열교환탱크(110)와, 상기 열교환탱크(110)의 저면과 상면에서 상기 열교환탱크(110)의 내부와 각 연통되는 다수의 태양열집열관(140)과 수위조절모듈(130) 및 감압부재(180)와, 상기 다수의 태양열집열관(140)의 각 하단부가 고정·지지되는 고정부재(150)로 이루어진다.
상기 열교환탱크(110)의 내부에는 코일형상의 열교환관(170)과 전기히터(H) 및 제1온도감지센서(Ts1)가 구비되고, 열교환수(W)가 충만된 상태로 수용된다. 도 3을 기준으로 하여 볼 때, 상기 열교환관(170)은 상기 열교환탱크(110)의 우측벽 하부와 좌측벽 상부에서 이를 각 관통하는 온수순환관(11, 12)으로부터 분기되는 방식으로 연결되고, 상기 제1온도감지센서(Ts1)는 상기 열교환탱크(110)의 우측내벽면 상에 장착됨으로서 열교환탱크(110)의 내부에 수용되는 열교환수(W)의 온도를 감지한 후 이를 전술한 제어부(200)에 송출하게 되며, 상기 전기히터(H)는 상기 열교환탱크(110)의 좌측내벽면 상에 장착됨으로서 앞서 본 제어부(200)의 제어명령에 의해 온(ON)/오프(OFF)됨에 따라 상기 열교환탱크(110)의 내부에 수용되는 열교환수(W)를 가열하는 기능을 담당하게 된다. 또한 상기 열교환탱크(110)는 그 좌측벽 하부면과 그 우측벽 상부면에서 이를 각 관통하는 난방수유출입관(14, 16)과 연결되는 구조로 이루어진다(도 1 및 도 3 참조).
상기 수위조절모듈(130)은 도 4a 및 도 4b에서와 같이, 내·외부를 관통하는 통기공(135)이 그 상단면 상에 형성되고 상기 열교환탱크(110)와 상응하는 부위에는 통공(114)이 형성되며 그 내부에 소정의 공간부가 형성되는 하우징(131)이 상기 열교환탱크(110)의 상단면에서 밀폐 결합되고, 온수순환관(12)과 연통되는 보충수급수관(13)이 상기 하우징(130)의 일측벽면을 관통하여 체결되며, 그 일단부에는 상기 보충수급수관(13)의 말단 개구부의 일측면과 힌지(도면부호 미도시) 체결됨으로서 상기 보충수급수관(13)의 말단 개구부를 단속하게 되는 개폐부재(134)가 구비되고 그 타단부에는 부개(132)가 구비되는 부개레버(133)가 포함된다.
그러므로 상기 수위조절모듈(130)은 상기한 통공(114)을 통해 열교환탱크(110)의 내부와 연통되는 구조이고, 열교환수(W)는 열교환탱크(110)의 내부에서 만수상태가 된 이후에 상기 통공(114)을 통해 상기 수위조절모듈(130)의 내부로 유입되게 되는 것이다. 따라서 상기 수위조절모듈(130)의 내부에 유입되는 열교환수(W)가 저수위인 때에는 도 4b에서 보는 바와 같이 보충수급수관(13)의 개구부가 개방됨으로서, 수위조절모듈(130)의 내부에는 보충수가 보충수급수관(13)으로부터 유입되게 되고, 이러한 상태는 도 4a에서 보는 바와 같이 열교환수(W)의 수위가 상승함으로서 부개(132)의 상승작용으로 인하여 개폐부재(134)가 힌지(도면부호 미도시)를 중심으로 하여 보충수급수관(13)의 개구부를 향해 회동되게 됨으로서 상기 보충수급수관(13)의 개구부가 상기 개폐부재(134)에 의해 폐쇄될 때까지 지속되게 된다. 상기 하우징(131)에 형성되는 통기공(135)은 수위조절모듈(130)의 내부에 대기압이 인가될 수 있도록 함으로서 수위조절모듈(130)의 내부에 수용된 열교환 수(W)가 통공(114)을 통해 열교환탱크(110)의 내부로 유입(자유낙하)될 수 있도록 하는 구성요소이다.
한편, 감압부재(180)는 양단이 개방된 통형상으로서 열교환탱크(110)의 내부가 그 외부에 대하여 연통될 수 있도록 하는 통공(181)이 구비되는 바, 이(181)는 열교환탱크(110)의 내부에 수용되는 열교환수(W)가 태양열집열관(140) 또는 전기히터(H)에 의해 끓는점에 도달함에 따라 발생되는 수증기 등을 외부로 배출시킴에 따라 열교환탱크(110)의 내부 압력이 상승하게 되는 것을 방지하는 역할을 한다.
바람직하기로는 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 감압부재(180)는 그 높이방향 길이가 앞서 본 수위조절모듈(130)의 높이방향 길이보다 길게 형성됨으로서 수위조절모듈(130)의 내부에 수용되는 열교환수(W)가 상기 감압부재(180)에 형성된 통공(181)을 통해 외부로 배출되지 아니하도록 형성됨이 좋다.
또한, 다수의 태양열집열관(140)은 그 개구부가 상기 열교환탱크(110)의 내부와 연통되는 체결구성을 가지므로, 이를 통해 고온의 열교환수(W)가 열교환탱크(110)의 내부로 유입되게 되고, 상대적으로 저온상태인 열교환탱크(110) 내부의 열교환수(W)가 상기 다수의 태양열집열관(140)의 내부로 유입되게 되는 이른바 대류작용으로 인해 상기 열교환탱크(110)의 내부에 수용된 열교환수(W)는 점차 그 온도가 상승하게 되는 것이다.
이와 같이 구성된 태양열이용열교환기(100)는 이하에서 설명되는 구성요소들과 연결된다.
먼저, 온수축열조(300)는 그 입수부분이 제3펌프(P3)가 구성된 온수순환 관(13)을 통해 상기 열교환관(170)의 일단부와 연결되고, 그 배수부분은 제4펌프(P4)가 구성된 온수순환관(12)을 통해 상기 열교환관(170)의 타단부와 연결된다.
또한, 난방수축열조(400)는 그 입수부분이 제1펌프(P1)가 구성된 난방수급수관(14)을 통해 상기 열교환탱크(110)의 내부와 연결되고, 그 배수부분은 난방배관(15)과 연결되며, 상기 난방배관(15)의 배수부분은 제2펌프(P2)와 연결되고, 상기 제2펌프(P2)는 그 후단이 상기 열교환탱크(110)의 내부와 연결되는 난방수유입관(16)과 연결된다. 한편 상기 온수축열조(300) 및 난방수축열조(400)에는 온수와 난방수의 온도를 각 감지하여 이를 제어부(200)에 송출하게 되는 제2 및 제3온도감지센서(Ts2, Ts3)가 구비된다(도 1 및 도 2 참조).
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 태양열이용난방시스템(1)의 작동원리에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저 제어부(200)에 전원이 공급되면, 제어부(200)는 제1 및 제2 및 제3온도감지센서(Ts1, Ts2, Ts3)에 전원을 공급하게 됨으로서 위 구성요소들(Ts1, Ts2, Ts3)은 그 작동이 개시된다. 이와 같이 작동 개시되는 상기 제1, 2, 3온도감지센서(Ts1, Ts2, Ts3)는 열교환탱크(100)측의 열교환수(W)와 온수축열조(300)측의 온수 및 난방수축열조(400)측의 난방수의 온도를 각 감지하여 감지신호를 생성하고, 그와 같이 생성된 감지신호는 상기 제어부(200)에 입력되게 된다. 이후 상기 제어부(200)는 위와 같이 수신된 감지신호가 미리 설정된 온도범위(65℃ 이상) 내에 있지 아니하면 전기히터(H)에 전원을 공급함으로써, 열교환탱크(110)의 내부에 수용 된 열교환수(W)가 전기히터(H)에 의해 가열될 수 있도록 제어하게 된다. 따라서 이러한 상태가 지속되면 상기 열교환탱크(110)의 내부 온도가 상승하게 되고, 열교환관(170) 역시 열교환수(W)와의 열교환작용으로 인하여 그 온도가 상승하게 된다.
이후, 상기 열교환수(W)의 온도가 미리 설정된 온도범위(65℃ 이상) 내에 도달되게 된 때에는 상기 제어부(200)가 제3 및 제4펌프(P3, P4)에 전원을 공급함으로써 이들(P3, P4)을 구동시키게 되는바, 상기 열교환수(W)는 온수축열조(300)와 열교환관(170)의 내부를 순환하게 됨으로서 고온상태의 온수로 되게 된다. 즉, 상기 열교환관(170)의 내부에 수용된 물은 온수순환관(11)과 제3펌프(P3)를 경유한 후 온수축열조(300)에 유입되게 되고, 이는 다시 온수축열조(300)를 통과한 이후에 제4펌프(P4) 및 온수순환관(12)을 거쳐 열교환관(170)의 내부로 유입 및 유출되게 되는 순환과정을 반복하게 되는데, 상기 온수축열조(300)측에 장착된 제2온도감지센서(Ts2)는 온수축열조(300)에 유입되는 온수의 온도를 감지하여 감지신호를 생성하고 그 감지신호를 제어부(200)에 송출하게 되며, 상기 감지신호를 수신한 제어부(200)는 온수축열조(300)의 내부에서 유동되는 물이 미리 설정된 온도범위(예컨대, 80℃ 이상) 내에 도달되게 되면 상기 전기히터(H)에 전원공급을 차단하게 되지만, 그렇지 아니한 경우는 전기히터(H)의 작동이 유지되도록 제어하게 된다.
한편, 이러한 열교환수(W)의 직접가열작용과 가열된 열교환수(W)에 의해 열교환관(170)의 내부를 유동하는 온수에 대한 열교환작용(간접가열작용)이 지속되게 되면 열교환수(W)로부터는 수증기가 발생되고 이러한 수증기는 감압부재(180)에 구성된 통공(181)을 통해 외부로 배출되게 됨으로서, 열교환탱크(110)의 내부에 존재 하는 열교환수(W)는 그 양이 점차 감소되게 된다. 따라서 제어부(200)는 제1, 2, 3온도감지센서(Ts1, Ts2, Ts3) 중의 어느 하나가 소정 시간동안(예컨대, 1시간동안) 미리 설정된 온도범위(95℃ 이상) 내에 있게 된 때에는 온수순환관(12)과 연결되는 외수유입관(도면부호 미도시)측의 전자밸브(V1)를 소정시간동안 개방시킴으로써, 외부유입수가 보충수급수관(13) 및 수위조절모듈(130)을 통해 열교환탱크(110)의 내부에 공급되게 된다.
또한 사용자가 온수를 사용함에 따라, 온수가 온수축열조(300)로부터 온수급수관(18)을 통해 배출되게 되면, 온수급수관(18) 상에 장착된 유량감지센서(Fs)는 그 유량을 감지하여 감지신호를 생성하고 그 감지신호는 제어부(200)에 입력되게 되는데, 상기 감지신호를 수신한 제어부(200)는 그 유량만큼의 외부유입수를 보충하기 위하여 전술한 전자밸브(V1)를 조절 개폐시키게 된다. 그러므로 이와 같이 유입된 외부유입수는 온수축열조(300)로부터 유출되어 상기 온수순환관(12)을 경유하는 온수와 섞이게 됨으로써 그 온도가 1차적으로 상승하게 되고, 이는 다시 상기 열교환관(170)을 통과하는 과정에서 열교환수(W)와의 열교환작용에 의해 간접 가열되게 됨으로서 열교환관(170)로부터 유출되는 물은 고온상태가 되며, 이는 다시 제3펌프(P3)를 통해 온수축열조(300)의 내부로 유입되게 된다. 이와 같이 온수축열조(300)의 내부로 유입되는 온수는 그 일부가 온수급수관(18)을 통해 사용자에게 온수로서 제공되고, 그 나머지는 앞서 본 과정을 반복하게 됨으로서 순환되게 되는 과정을 되풀이 하게 된다. 이러한 온수의 순환, 외부유입수의 유입, 온수와 외부유입수의 혼합작용 및 간접가열작용 등의 단계는 상기 유량감지센서(Fs)로부터 그 유량신호(감지신호)가 생성되어 상기 제어부(200)에 입력될 때까지 지속되게 되지만, 상기 유량감지센서(Fs)로부터 그와 같은 감지신호(유량신호)가 검출되지 아니할 시에는 상기 제어부(200)는 상기 전자밸브(V1)를 폐쇄시키게 된다.
다음으로, 사용자가 제어부(200)에 난방명령을 입력하게 되면, 난방수축열조(400)측의 제3온도감지센서(Ts3)는 제어부(200)에 난방수축열조(400)에 수용된 난방수의 온도를 감지하여 그 감지신호를 생성하고 이를 상기 제어부(200)에 송출하게 되는데, 이때 상기 제어부(200)는 난방수축열조(400)의 내부에 수용된 난방수가 미리 설정된 온도범위(65℃ 이상) 내에 있지 아니할 때에는 상기 제1 및 제2펌프(P1, P2)를 고출력으로 가동시킴으로써 열교환탱크(110)측에 수용된 고온의 열교환수(W)가 난방수로 활용될 수 있도록 제어하게 된다. 이때의 상기 열교환수(W)는 열교환탱크(100)와 연결된 난방수급수관(14) 및 제1펌프(P1)를 경유한 다음 난방수축열조(400)에 유입되게 되고, 이는 다시 난방수축열조(400)와 연결된 난방배관(15)을 경유한 다음, 이는 다시 제4펌프(P4) 및 난방수유입관(16)을 거쳐 열교환탱크(110)의 내부로 유입되게 되는 순환과정을 반복하게 된다.
이후, 상기 난방수축열조(400)측의 제3온도감지센서(Ts3)로부터 감지되는 난방수의 온도가 미리 설정된 온도범위(65℃ 이상) 내에 도달되게 된 때에는 상기 제어부(200)는 상기 제1 및 제2펌프(P1, P2)를 보통출력상태로 전환시키게 되고, 이러한 상태가 소정시간동안(예컨대, 1시간 이상) 지속되게 되면 상기 제어부(200)는 상기 제1 및 제2펌프(P1, P2)를 저출력상태로 전환시키게 된다. 그러나 사용자에 의해 상기 제어부(200)에 입력된 난방온도가 상대적으로 고온이거나 저온인 경우는 상기 제어부(200)는 난방수가 사용자에 의해 입력된 난방온도와 상응하는 온도가 되도록 제1, 제2펌프(P1, P2)의 출력정도와 전기히터(H)의 온(ON)/오프(OFF)를 적절히 제어하게 된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 태양열이용난방시스템(1)은 채광이 용이한 주간에는 최소의 소모전력으로써 단시간 내에 난방과 온수를 동시에 제공할 수 있게 되는 장점이 있고, 채광이 용이하지 못한 악천후 또는 야간에는 전기히터(H)를 이용하여 앞서 본 난방과 온수를 동시에 제공할 수 있게 되므로 별도의 보일러시설이 요구되지 아니하게 되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열 이용 난방시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 태양열 이용 난방시스템의 전기적 연결 구성도.
도 3은 도 1의 태양열 이용 열교환기의 내부 구성도.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 수위조절모듈의 작동예시도.
<도면의 주요부분에 대한 도면 부호의 설명>
1 : 태양열 이용 난방시스템
11, 12 : 온수순환관 13 : 보충수급수관
14 : 난방수유출관 15 : 난방배관
16 : 난방수유입관 18 : 온수급수관
100 : 태양열 이용 열교환기
110 : 열교환탱크 114 : 통공
130 : 수위조절모듈 131 : 하우징
132 : 부개 133 : 부개레버
134 : 개폐부재 135 : 통기공
140 : 태양열집열관 170 : 열교환관
180 : 감압부재 181 : 통공
300 : 온수축열조 400 : 난방수축열조
H : 전기히터 P1, P2, P3, P4 : 펌프
Ts1, Ts2, Ts3 : 온도감지센서
V1 : 전자밸브 W : 열교환수
Fs : 유량감지센서

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 펌프(P1)의 전단은 열교환탱크(110)의 내부와 연결되고, 그(P1) 후단은 난방수축열조(400)의 전단과 연결되며, 상기 난방수축열조(400)의 후단은 난방배관(15)의 전단과 연결되고, 상기 난방배관(15)의 후단은 펌프(P2)의 전단과 연결되며, 상기 펌프(P2)의 후단은 상기 열교환탱크(110)와 연결되고, 상기 열교환탱크(110)는 그 내부에 열교환수(W)가 충만 되어 있으며, 상기 열교환수(W)는 상기 열교환탱크(110)의 저면에서 연통되는 태양열집열관(140) 및 상기 열교환탱크(10)의 내부에 위치하는 전기히터(H)에 의해 가열되는 난방기관;
    펌프(P3)의 전단은 상기 열교환탱크(110)의 내부를 통과하는 열교환관(170)의 후단과 연결되고, 그(P3) 후단은 온수축열조(300)의 전단과 연결되며, 상기 온수축열조(300)의 후단은 펌프(P4)의 전단과 연결되고, 상기 펌프(P4)의 후단은 상기 열교환관(170)의 전단과 연결되는 것으로, 물이 상기 열교환관(170)의 내부에서 상기 온수축열조(400)를 순환 유동함으로써 상기 열교환수(W)와의 열교환작용에 의해 가열된 다음 상기 온수축열조(300)와 연결되는 온수급수관(18)을 통해 온수로서 제공되는 온수기관;
    상기 열교환탱크(110)와 상기 온수축열조(300) 및 상기 난방수축열조(400)의 내부에는 그 내부를 각 유동하는 열교환수(W) 또는 물의 온도를 각 감지하는 제1 및 제2 및 제3온도감지센서(Ts1, Ts2, Ts3)가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양열 이용 난방시스템(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도감지센서들(Ts1, Ts2, Ts3)로부터 생성되는 감지신호는 제어부(200)에 입력되고, 상기 제어부(200)는 입력된 감지신호가 미리 설정된 온도범위 내에 있지 아니한 경우는 상기 전기히터(H)를 작동시키고 상기 펌프(P1, P2)가 구동되도록 제어하며, 상기 제어부(200)에 입력된 감지신호가 미리 설정된 온도범위 내에 있는 경우는 상기 전기히터(H)의 작동을 중지시키고 상기 펌프(P1, P2)에 대하여는 상기한 펌프(P1, P2)의 구동속도보다 완만한 속도로서 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양열 이용 난방시스템(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부(200)에 난방명령이 입력된 경우는 상기 제어부(200)가 상기 펌프(P3, P4)를 작동시키는 것을 특징으로 하는 태양열 이용 난방시스템(1).
  5. 제2항에 있어서, 상기 온수급수관(18) 상에는 유량감지센서(Fs)가 장착되고, 상기 펌프(P4)의 후단에는 전자밸브(V1)에 의해 자동 개폐되는 외수유입관이 연결되며, 상기 유량감지센서(Fs) 및 상기 전자밸브(V1)는 제어부(200)와 전기적으로 연결되고, 상기 유량감지센서(Fs)로부터 유량감지신호가 상기 제어부(200)에 입력된 때에는 상기 제어부(200)는 상기 전자밸브(V1)를 자동개폐시킴으로써 외수의 보충이 이루어질 수 있도록 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 태양열 이용 난방시스템(1).
KR1020080113880A 2008-11-17 2008-11-17 태양열 이용 난방시스템 KR100923745B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080113880A KR100923745B1 (ko) 2008-11-17 2008-11-17 태양열 이용 난방시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080113880A KR100923745B1 (ko) 2008-11-17 2008-11-17 태양열 이용 난방시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100923745B1 true KR100923745B1 (ko) 2009-11-17

Family

ID=41604998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080113880A KR100923745B1 (ko) 2008-11-17 2008-11-17 태양열 이용 난방시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100923745B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101427147B1 (ko) * 2012-07-17 2014-08-11 주식회사 강남에너텍 히터가 내장된 진공 집열관형 태양열 집열기
CN104976788A (zh) * 2014-04-08 2015-10-14 王干 阳台一体化嵌入式聚光相变蓄热无水箱太阳能热水装置
KR20220132122A (ko) * 2021-03-23 2022-09-30 주식회사 하늘바람 태양열 예열기를 적용한 주택용 고효율 태양열 집열시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980074441A (ko) * 1997-03-25 1998-11-05 이수영 태양열을 이용한 난방,온수 공급장치
KR100245532B1 (ko) 1996-12-24 2000-03-02 김명현 태양열 난방 시스템
KR100435831B1 (ko) 2002-05-14 2004-06-12 주식회사 경동보일러 태양열보일러시스템
KR20060021686A (ko) * 2004-09-03 2006-03-08 이정재 태양열 축열을 이용한 급탕/난방장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100245532B1 (ko) 1996-12-24 2000-03-02 김명현 태양열 난방 시스템
KR19980074441A (ko) * 1997-03-25 1998-11-05 이수영 태양열을 이용한 난방,온수 공급장치
KR100435831B1 (ko) 2002-05-14 2004-06-12 주식회사 경동보일러 태양열보일러시스템
KR20060021686A (ko) * 2004-09-03 2006-03-08 이정재 태양열 축열을 이용한 급탕/난방장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101427147B1 (ko) * 2012-07-17 2014-08-11 주식회사 강남에너텍 히터가 내장된 진공 집열관형 태양열 집열기
CN104976788A (zh) * 2014-04-08 2015-10-14 王干 阳台一体化嵌入式聚光相变蓄热无水箱太阳能热水装置
KR20220132122A (ko) * 2021-03-23 2022-09-30 주식회사 하늘바람 태양열 예열기를 적용한 주택용 고효율 태양열 집열시스템
KR102462637B1 (ko) * 2021-03-23 2022-11-03 한국남동발전 주식회사 태양열 예열기를 적용한 주택용 고효율 태양열 집열시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101451769B (zh) 热水器节水装置
KR101875060B1 (ko) 온수기의 이중 순환 제어장치
CN104101106A (zh) 一种直热式双源热泵热水机及其控制方法
JP5462009B2 (ja) 太陽熱給湯システム
KR100923745B1 (ko) 태양열 이용 난방시스템
KR101355124B1 (ko) 예열기능을 구비한 팽창탱크 및 이를 사용한 보일러시스템
JP4986911B2 (ja) 貯湯式給湯器
JP2005195211A (ja) ヒートポンプ給湯機
JP2007205697A (ja) 給湯システム
CN209744353U (zh) 真空式蒸汽和热水复合锅炉
JP2006349201A (ja) ハイブリッド給湯システム
KR101386873B1 (ko) 폐온수 재활용 시스템
JP5268152B2 (ja) 貯湯式給湯装置
KR20150026170A (ko) 코일 내장형 축열조를 구비한 변유량 제어식 태양열 시스템
JP3962753B2 (ja) 給湯システム
KR100849636B1 (ko) 태양광을 이용한 보일러
CN201954755U (zh) 一种能供应大量恒温热水的太阳能热水装置
JP2016102624A (ja) ボイラシステム
JP3234976B2 (ja) 太陽熱温水システム及び太陽熱温水システムにおける循環回路内への熱媒の充填方法
KR101376059B1 (ko) 국소 난방이 가능한 자연 순환형 태양열 온수시스템
RU105721U1 (ru) Автономная система подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения
JP2008064338A (ja) 貯湯装置
KR101187066B1 (ko) 급탕 공급장치
KR100926015B1 (ko) 저탕식 보일러
KR20150084424A (ko) 태양열 온수시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121012

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131014

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141028

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161020

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171122

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181022

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191021

Year of fee payment: 11