KR101032022B1 - Solar collecting module and method of manufacturing thereof - Google Patents

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KR101032022B1
KR101032022B1 KR1020100112693A KR20100112693A KR101032022B1 KR 101032022 B1 KR101032022 B1 KR 101032022B1 KR 1020100112693 A KR1020100112693 A KR 1020100112693A KR 20100112693 A KR20100112693 A KR 20100112693A KR 101032022 B1 KR101032022 B1 KR 101032022B1
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collecting plate
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Abstract

PURPOSE: A solar collector and a manufacturing method thereof are provided to maximize heat transmission to a thermal medium inside a heat collecting plate since a part of reflected solar heat is absorbed again on an incline. CONSTITUTION: A solar collector comprises an inlet pipe(10), an outlet pipe(20), and a heat collecting plate(30). The inlet pipe guides a thermal medium to the heat collecting plate. The thermal medium, which passed through the heat collecting plate, flows out through the outlet pipe. The heat collecting plate is formed between the inlet pipe and the outlet pipe. The heat collecting plate has a flow path in which the thermal medium flows. The heat collecting plate has an upper plate(31) and a lower plate(32) that are separated from each other.

Description

태양열 집열장치 및 그 제조방법{SOLAR COLLECTING MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}SOLAR COLLECTING MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF

본 발명은 태양열 집열장치의 집열판에 관한 것으로 보다 상세히는, 제작이 용이하면서도 집열판의 가격이 저렴하고, 특히 집열효율이 우수한 태양열 집열판을 갖는 집열장치를 제공하는 것은 물론, 상기한 집열장치를 간단하면서도 경제적으로 제조할 수 있는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat collecting plate of a solar heat collecting device, and more particularly, to provide a heat collecting device having a solar heat collecting plate which is easy to manufacture and has a low price of heat collecting plate, and particularly has excellent heat collecting efficiency. It relates to a manufacturing method that can be economically produced.

일반적으로 태양열은 그 잔존량이 무한하며, 이러한 태양열을 집열하여 일반가정 등에서 난방용으로 시용하기 위한 태양열을 효율적으로 흡수하여 열교환으로 집열하는 기기를 집열장치라 하는데, 태양열의 효율적인 이용을 위해서는 가격이 저렴하면서도 효율이 높은 집열장치가 필요하다.In general, the amount of solar heat is infinite, and the heat collecting device is a device that collects such heat and efficiently absorbs heat for heating in a general household, and collects it by heat exchange. At the same time, there is a need for an efficient heat collecting device.

즉, 태양열 집열장치의 효율은 집열장치에 설치된 집열판에 따라 태양열에 대한 흡수기능(열교환기능이라고도 한다)이 결정되는데, 태양열의 흡수기능이 우수한 집열판에 의하여 태양열이 흡수 가열되는 집열판에 의하여 집열판 내부의 열매체가 가열되고, 이와 같은 가열된 열매체에 의하여 공기 또는 물이 가열과정을 반복하면서 난방 또는 온수를 공급하게 되는데, 이와 같은 집열판은 보통 평판형, 진공관식 및 집중식 등이 있는데, 통상 경제성 측면에서 널리 보급되는 것은 평판형 집열판이다.That is, the efficiency of the solar heat collecting device is determined by the heat collecting plate installed in the heat collecting device, the absorption function of solar heat (also called heat exchange function) is determined. The heating medium is heated, and the heated heating medium is used to supply heating or hot water while the air or water repeats the heating process. Such heat collecting plates are generally flat, vacuum tube, and centralized. It is spread flat plate collector.

이때, 중요한 것은 집열판에서 열매체의 열전달이 고체에서 액체로 대류에 의하여 열이 전달되므로 집열판과 열매체의 접촉면적이 클수록 태양열의 흡수효율이 증대된다는 것이다.
At this time, it is important that the heat transfer of the heat medium in the heat collecting plate is transferred from solid to liquid by convection, so that the larger the contact area between the heat collecting plate and the heat medium increases the absorption efficiency of solar heat.

이와 같은 종래의 태양열 집열장치의 집열판 중의 하나가 미국특허 제4,108,159호(이하 '종래기술1'이라 한다)에서 개시된 바 있는 집열판이 알려져 있는데, 그 구조를 도 1a 및 도 1b에서 간략히 도시하고 있다. 즉, 상기 종래기술1에서 개시된 집열판(300)은 아연도금 강판(310) 위에 동관(320)을 브레이징(BRAZING)하여 결합한 것인데, 이와 같은 종래의 집열판(300)은 아연도금 강판(310) 상에 동관(320)을 브레이징을 함으로 인하여, 동관(320) 내에서 흐르는 열매체의 접촉면적이 작고, 결국 태양열의 흡수효율이 취약하고, 특히 동관(320)과 강판(310)의 접합이 불량하거나 부식 등이 발생하는 경우 열전달 효율이 극히 저하되는 문제가 있다. 특히, 도 1b에 도시한 바와 같이, 집열판(300)과 동관 사이의 용접부위를 통해 태양열이 열매체로 열 전달이 이루어지는데, 이러한 열전도부위가 좁아 효율적인 열교환이 이루어지지 못하는 단점이 있다.
One of the heat collecting plates of the conventional solar heat collecting apparatus is known as a heat collecting plate disclosed in U.S. Patent No. 4,108,159 (hereinafter referred to as 'prior art 1'), and its structure is briefly illustrated in FIGS. 1A and 1B. That is, the heat collecting plate 300 disclosed in the prior art 1 is a combination of the copper pipe 320 by brazing (BRAZING) on the galvanized steel sheet 310, such a conventional heat collecting plate 300 is on the galvanized steel sheet 310 By brazing the copper tube 320, the contact area of the heat medium flowing in the copper tube 320 is small, after all, the absorption efficiency of solar heat is weak, in particular, the bonding of the copper tube 320 and the steel plate 310 is poor or corrosion, etc. If this occurs, there is a problem that the heat transfer efficiency is extremely reduced. In particular, as shown in Figure 1b, through the weld between the heat collecting plate 300 and the copper pipe heat transfer to the heat medium, the heat conduction site is narrow, there is a disadvantage that the efficient heat exchange is not achieved.

또한, 종래의 다른 집열판을 다른 미국특허 제4,010,733호(이하 '종래기술2'라 한다)에서 개시된 집열판이 도 2에 도시되어 있다. 즉, 상기 종래기술2에서 개시되고 있는 집열판(400)은 금속판(410)을 점(spot) 용접 및 시임(seam) 용접을 통하여 조립한 것인데, 이와 같은 종래의 다른 집열판(400)에 있어서는, 집열판(400)의 점용접으로 금속판(410)에 형성된 열매체의 유로(410')가 일(一)자 즉, 직선형으로 형성되어 있어 집열판(400)에서의 열매체의 흐름 경로가 적고, 이는 결국 열매체가 태양열에 접촉될 수 있는 시간이 줄어들게 되어 전체적인 태양열 집열장치의 집열효율이 저하되는 등의 문제가 있는 것이다.
In addition, the heat collecting plate disclosed in other conventional heat collecting plate US Patent No. 4,010,733 (hereinafter referred to as "prior art 2") is shown in FIG. That is, the heat collecting plate 400 disclosed in the prior art 2 is a metal plate 410 is assembled by spot welding and seam welding. In the other conventional heat collecting plate 400, the heat collecting plate 400 The flow path 410 'of the heat medium formed on the metal plate 410 by spot welding of 400 is formed in one letter, that is, in a straight line, so that the flow path of the heat medium in the heat collecting plate 400 is small. There is a problem that the time to be in contact with the solar heat is reduced and the heat collecting efficiency of the overall solar heat collecting device is lowered.

US 4,108,159 BUS 4,108,159 B US 4,010,733 BUS 4,010,733 B KR 10-0388044 B1KR 10-0388044 B1 KR 10-2002-0011353 AKR 10-2002-0011353 A

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 여러 문제점들을 개선하기 위하여 안츨된 것으로서, 본 발명의 목적은, 집열판에 입사되는 태양광이 대기 중으로 반사되는 것을 최소화하고, 집열판의 경사면에 입사된 후에 반사되는 일부 태양열을 건너편 경사면에서 재흡수되게 하여 집열판의 열 흡수효율을 극대화시키는 태양열 집열장치를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to minimize the reflection of sunlight incident on the heat collecting plate into the atmosphere, and to reflect a part of the heat collecting plate after being incident on the inclined surface of the heat collecting plate. It is to provide a solar heat collector that maximizes the heat absorption efficiency of the heat collecting plate by reabsorbing the solar heat from the inclined surface across.

본 발명의 또 다른 목적은, 태양열 집열장치의 집열판 내부에 흐르는 열매체와 집열판과의 접촉면적을 극대화시켜 태양열의 집열효율을 증대시킴으로써, 집열판의 열 흡수효율(열교환 효율)을 향상시키는 태양열 집열장치를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to maximize the contact area between the heat medium and the heat collecting plate flowing inside the heat collecting plate of the solar heat collecting device to increase the heat collection efficiency of solar heat, thereby improving the heat absorption efficiency (heat exchange efficiency) of the heat collecting plate To provide.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 태양빛에 노출되는 유로를 극대화하면서도 집열판의 제조를 용이토록 하여 제작은 물론 설치가 용이한 태양열 집열장치의 집열판 제조방법을 제안하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to propose a method for manufacturing a heat collecting plate of a solar heat collecting device that is easy to manufacture and install by maximizing the flow path exposed to sunlight while facilitating the production of the heat collecting plate.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양열 집열장치는,In order to achieve the above object, the solar heat collector according to the present invention,

내부에 열매체가 집열판으로 유입되도록 하는 유입관(10)과; 집열판을 통과한 열매체가 유출되는 유출관(20); 및 상기 유입관과 유출관 사이에 구비되며, 상기 유입관을 통해 유입된 열매체가 흐르는 유로를 갖는 집열판(30)으로 이루어지는 태양열 집열장치에 있어서,An inlet pipe 10 through which a heat medium flows into the heat collecting plate; Outflow pipe 20 through which the heat medium passing through the heat collecting plate flows out; And a heat collecting plate 30 provided between the inflow pipe and the outflow pipe, the heat collecting plate 30 having a flow path through which the heat medium flowing through the inflow pipe flows.

상기 집열판(30)은 산과 골이 반복적으로 형성된 상판(31)과 하판(32)이 일정 간격으로 이격되어 구성되어 이루어지되, The heat collecting plate 30 is composed of the upper plate 31 and the lower plate 32, which are repeatedly formed with mountains and valleys, spaced apart at regular intervals,

상기 산과 골 사이의 경사면은, 이 경사면에 의해 반사되는 태양광이 골을 기준으로 한 반대편 경사면('건너편 경사면'이라고도 한다)으로 향하도록 하는 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.
The inclined surface between the hill and the valley is characterized by having an inclination angle for directing the sunlight reflected by the inclined surface to the opposite inclined surface (also referred to as the "cross-side inclined surface") relative to the valley.

또한, 본 발명에 따른 집열판의 유입관(10)은 상기 집열판(30)의 하부에서 수평방향으로 배치되어, 상기 집열판 내부의 유로와 연통되며, 상기 유출관(20)은 상기 집열판(30)의 상부에서 수평방향으로 배치되어, 상기 집열판 내부의 유로와 연통되며, 상기 집열판(30)의 산과 골은 수평방향으로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
In addition, the inlet pipe 10 of the heat collecting plate according to the present invention is disposed in the horizontal direction at the bottom of the heat collecting plate 30, and communicates with the flow path inside the heat collecting plate, the outlet pipe 20 of the heat collecting plate 30 It is preferably arranged in the horizontal direction from the top, and communicate with the flow path inside the heat collecting plate, the peaks and valleys of the heat collecting plate 30 is preferably formed in the horizontal direction.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단들은 후술되는 발명의 상세한 설명에서 구체적으로 제시될 것이다.
Specific means for solving the problems of the present invention will be presented in detail in the following detailed description of the invention.

본 발명에 따른 집열판은, 집열판의 산과 골에 의해 형성된 경사면에 태양광이 입사된 후 이 경사면에 의해 일부 태양광이 반사될 때, 대기 중으로 태양광이 반사되어 나가지 않고, 맞은편의 경사면으로 입사되게 하여, 집열판의 경사면에 입사된 후에 반사되는 일부 태양열을 건너편 경사면에서 재흡수되게 함으로써 태양광이 집열판 내부의 열매체에 열전달이 극대화할 수 있다.In the heat collecting plate according to the present invention, when the solar light is incident on the inclined surface formed by the hills and valleys of the heat collecting plate, when the partial sunlight is reflected by the inclined surface, the solar light is not reflected into the atmosphere, but is incident on the opposite inclined surface. Thus, the heat transfer to the heat medium inside the heat collecting plate can be maximized by allowing the sun to be reabsorbed from the inclined plane across the solar light reflected after the incident on the inclined surface of the heat collecting plate.

나아가, 본 발명에 따른 태양열 집열판은 태양빛에 노출되는 유로를 극대화하면서도 집열판의 제조가 용이하여 태양열 집열판의 저렴한 보급은 물론 설치가 용이하여 녹색성장 산업기술분야에 매우 유용한 발전이다.
Furthermore, the solar heat collecting plate according to the present invention is a very useful development in the green growth industrial technology field because it is easy to manufacture the heat collecting plate while maximizing the flow path exposed to the sun light, and it is easy to install the solar heat collecting plate.

도 1은 종래기술들 중의 하나인 집열판의 구성을 도시한 설명도
도 2는 또 다른 종래기술로서의 집열판을 도시한 설명도
도 3은 본 발명에 따른 집열장치의 사시도와 부분 확대도
도 4는 본 발명에 따른 집열장치의 정면도
도 5는 본 발명에 따른 집열장치의 분해 사시도와 부분 확대도
도 6은 본 발명에 다른 집열장치의 설치상태와 작용효과를 설명한 설명도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예로서 유출관과 집열판 사이의 결합구조를 설명한 부분 확대도1 is an explanatory diagram showing a configuration of a heat collecting plate which is one of the related arts
2 is an explanatory view showing a heat collecting plate as another conventional technology
3 is a perspective view and a partially enlarged view of a heat collecting device according to the present invention;
4 is a front view of a heat collecting device according to the present invention;
5 is an exploded perspective view and a partially enlarged view of a heat collecting device according to the present invention;
6 is an explanatory diagram illustrating the installation state and the effect of the other heat collecting device according to the present invention;
7 is a partially enlarged view illustrating a coupling structure between the outlet pipe and the heat collecting plate as a preferred embodiment of the present invention;

이하에서는 첨부도면을 기준으로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 집열장치의 사시도와 부분 확대도를 도시한 것이며, 도 4는 본 발명에 따른 집열장치의 정면도를 나타낸 것이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 집열장치의 분해 사시도와 부분 확대도를 나타낸 것이다.
Figure 3 shows a perspective view and a partially enlarged view of the heat collecting device according to the present invention, Figure 4 shows a front view of the heat collecting device according to the present invention. And, Figure 5 shows an exploded perspective view and a partial enlarged view of the heat collecting device according to the present invention.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양열 집열장치는,As shown in Figure 3 to 5, the solar heat collecting apparatus according to the present invention,

내부에 열매체가 집열판으로 유입되도록 하는 유입관(10)과; 집열판을 통과한 열매체가 유출되는 유출관(20); 및 상기 유입관과 유출관 사이에 구비되며, 상기 유입관을 통해 유입된 열매체가 흐르는 유로를 갖는 집열판(30)으로 이루어지는데, An inlet pipe 10 through which a heat medium flows into the heat collecting plate; Outflow pipe 20 through which the heat medium passing through the heat collecting plate flows out; And a heat collecting plate 30 provided between the inflow pipe and the outflow pipe and having a flow path through which the heat medium flowing through the inflow pipe flows.

상기 집열판(30)은 산과 골이 반복적으로 형성된 상판(31)과 하판(32)이 일정 간격으로 이격되어 구성되어 이루어진다.The heat collecting plate 30 is composed of the upper plate 31 and the lower plate 32 repeatedly formed with mountains and valleys spaced apart at regular intervals.

특히, 본 발명에 있어서 상기 집열판의 산과 골을 이루는 경사면은, 태양빛이 상기 경사면에 부딪힌 후에 반사될 때, 그 반사되는 태양빛이 대기 중으로 향하지 않고, 반대편의 경사면으로 향할 수 있도록 경사면을 구성하는 것이 바람직하다.In particular, in the present invention, the inclined surface forming the valleys and valleys of the heat collecting plate constitutes the inclined surface such that when the sunlight is reflected after hitting the inclined surface, the reflected sunlight is directed toward the opposite inclined surface without being directed to the atmosphere. It is preferable.

본 발명의 바람직한 실시예를 도 6에 도시하였다. 도 6은 본 발명에 다른 집열장치의 설치상태와 작용효과를 설명하기 위해, 본 발명에 따른 집열판을, 산과 골의 방향에 직각으로 절단한 단면도로서, 도 6의 단면도에서 산과 골이 파형으로 이루어짐으로써 상기 골을 중심으로 좌우의 두 경사면이 형성되는데, 이 경사면은 편평한 경사면이 아니라, 완만한 오목 곡면으로 구성되는 것이 태양빛이 대기 중으로 발산되지 아니하고 반대편의 경사면으로 입사되게 하여 태양열을 재흡수할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.A preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat collecting plate according to the present invention cut at right angles to the direction of the hill and the valley, in order to explain the installation state and the effect of the heat collecting device according to the present invention. As a result, two inclined planes on the left and right sides of the valley are formed, and the inclined plane is not a flat inclined plane, but is composed of a gentle concave curved surface so that sunlight does not diverge into the atmosphere and is incident on the opposite inclined plane to absorb solar heat. You can get the effect.

특히, 도 6의 단면도에 나타난 바와 같이, 골을 중심으로 좌우의 두 경사면이 형성하는 각도(α)는 75~85°내외가 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
In particular, as shown in the cross-sectional view of Figure 6, it is preferable that the angle (alpha) formed by the two inclined surfaces on the left and right about the valley is configured to be around 75 ~ 85 °.

그리고, 본 발명에 따른 집열장치는 태양 위치(경도)의 변화(동→남→서)에 따른 열교환 효율의 편차를 줄이기 위해, 상기 집열판(30)의 산과 골은 수평방향으로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 집열판(30)의 산과 골을 수평방향으로 형성함으로써, 태양이 동쪽에서 떠서 남쪽을 거쳐 서쪽으로 위치가 변경되더라도 집열판의 산 그림자가 생기지 않으므로, 태양의 위치(경도)에 관계없이 경사면에 항상 태양빛이 비칠 수 있다. 참고로, 도 6에서의 각도 θ는 태양의 고도에 따른 집열장치의 수직 설치각(θ)으로서, 태양의 높이(위도)에 따라 집열장치의 수직 설치각(θ)을 조절하기 위한 다양한 종류의 태양위치 추적 구동장치들이 많이 알려져 있기 때문에 태양 고도에 따른 집열장치의 수직 설치각(θ) 조절은 어렵지 않게 구현이 가능하므로 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
In addition, in the heat collecting apparatus according to the present invention, in order to reduce the deviation of the heat exchange efficiency according to the change of the solar position (hardness) (east → south → west), it is preferable that the peaks and valleys of the heat collecting plate 30 are formed in the horizontal direction. . That is, by forming the hills and valleys of the heat collecting plate 30 in the horizontal direction, even if the sun is changed from the east to the south through the west, since the mountain shadow of the heat collecting plate does not occur, regardless of the position (hardness) of the sun on the inclined surface Sunlight can always shine. For reference, the angle θ in FIG. 6 is a vertical installation angle θ of the heat collecting device according to the altitude of the sun, and various kinds of angles for adjusting the vertical installation angle θ of the heat collecting device according to the height (latitude) of the sun. Since many sun tracking drive devices are well known, the vertical installation angle (θ) of the heat collecting device according to the solar altitude can be easily implemented, and thus the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명에 따른 태양열 집열장치는, 열매체의 흐름을 원할하게 유지하기 위해, 상기 유입관(10)을 상기 집열판(30)의 하부에 배치하고 상기 유출관(20)을 상기 집열판(30)의 상부에 배치되게 구성함으로써, 집열판에서 가열된 열매체가 대류현상으로 원할하게 상승하면서 유출관 쪽으로 흐를 수 있게 함으로써, 열교환 효율을 증대시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 태양열 집열장치는 집열판 내에서 열매체의 온도 상승에 따른 밀도저하를 이용한 자연 대류현상으로써, 열매체의 순환을 더욱 원할해지도록 한다.In addition, the solar heat collector according to the present invention, in order to maintain the flow of the heat medium smoothly, the inlet pipe 10 is disposed below the heat collecting plate 30 and the outlet pipe 20 is the heat collecting plate 30. By arranging the upper portion of the heat exchanger, it is possible to increase the heat exchange efficiency by allowing the heated heating medium in the heat collecting plate to flow toward the outlet pipe while smoothly rising due to convection. That is, the solar heat collecting apparatus according to the present invention is a natural convection phenomenon using the density decrease according to the temperature rise of the heat medium in the heat collecting plate, so that the circulation of the heat medium is more desired.

상기 유입관과 유출관은, 집열판이 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 사각판인 경우에는 수평방향으로 배치되는 직선 배관이 사용되겠지만, 만약 집열판의 평면 형상이 다각형(오각형 또는 육각형)으로 구성된다면, 그 집열판의 하부측 가장자리(변에 해당됨)와 상부측 가장자리에 각각 유입관과 유출관을 집열판 내부의 유로에 연통되게 연결하여 구성할 수도 있다.
The inflow pipe and the outflow pipe, if the heat collecting plate is a rectangular plate as shown in Figures 3 to 5 will be used in a straight line arranged in the horizontal direction, if the planar shape of the heat collecting plate is composed of a polygon (pentagon or hexagon) If so, the inlet pipe and the outlet pipe may be connected to the flow path inside the heat collecting plate at the lower edge (corresponding to the side) and the upper edge of the heat collecting plate, respectively.

상기 상판(31)과 하판(32)은 0.3 ∼ 0.5mm 의 두께를 갖는 동판으로 구성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the upper plate 31 and the lower plate 32 are made of a copper plate having a thickness of 0.3 to 0.5 mm.

상기 상판(31)과 하판(32) 사이의 간격(d)은 집열판의 크기와 열용량 등에 따라 달라질 수 있으나, 태양광의 열교환 효율을 감안할 때 1~3mm 의 간격으로 구성하는 것이 바람직하다.
The distance d between the upper plate 31 and the lower plate 32 may vary depending on the size and heat capacity of the heat collecting plate, but is preferably configured at an interval of 1 to 3 mm in consideration of heat exchange efficiency of solar light.

도 5에 도시된 바와 같이, 집열판(30)은 산과 골을 가지는 상판과 하판이 일정한 간격으로 이격되어 이루어지는데, 상기 상판과 하판의 사이에는 유입관을 통해 유입된 열매체가 산과 골의 방향에 직각방향으로 흐르도록 유로가 형성된다.As shown in FIG. 5, the heat collecting plate 30 is formed by spaced apart from the upper and lower plates having mountains and valleys at regular intervals. Between the upper and lower plates, the heat medium introduced through the inflow pipe is perpendicular to the direction of the mountains and valleys. The flow path is formed to flow in the direction.

상기 유로는 상기 상판(31)과 하판(32)의 사이에 일정 간격을 두고 삽입되어 있는 스페이서(35)에 의해 형성된다. 상기 스페이서(35)는 상기 상판과 하판의 산과 골과 동일한 산과 골을 가지면서 상기 상판과 하판 사이에 배치되어, 상부면은 상판에, 하부면은 하판에 각각 점 용접되어 고정된다. 이와 같이, 상기 상판(31)과 하판(32) 및 이들 상하판 사이에 배치된 스페이서(35)에 의해 열매체 유로가 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 유로는 상하방향(즉, 산과 골의 방향에 직각방향)으로 형성되도록 하는 것이, 대류현상을 이용하여 열매체의 흐름을 원할히 할 수 있는 잇점이 있다.
The flow path is formed by a spacer 35 inserted between the upper plate 31 and the lower plate 32 at a predetermined interval. The spacer 35 is disposed between the upper plate and the lower plate while having the same peak and valley as the peaks and valleys of the upper plate and the lower plate, and the upper surface is fixed to the upper plate and the lower surface by spot welding. In this way, the heat medium flow path is formed by the upper plate 31 and the lower plate 32 and the spacers 35 disposed between the upper and lower plates. As described above, it is an advantage that the flow path is formed in the vertical direction (that is, the direction perpendicular to the direction of the hill and the valley) can smoothly flow the heat medium by using convection.

또한. 상기 집열판(30)의 좌우 양쪽 끝단에는, 밀폐부재(34)를 시임(seam) 용접하여 고정한다. 상기 밀폐부재(34)는 상기 스페이서(35)와 실질적으로 동일한 형상으로 이루어지지만, 그 기능은 상이하다.Also. Sealing members 34 are fixed by seam welding at both left and right ends of the heat collecting plate 30. The sealing member 34 has substantially the same shape as the spacer 35, but its function is different.

즉, 상기 스페이서(35)는 상판과 하판 사이에서 열매체의 흐름을 안내(가이드)하는 기능과, 상판과 하판 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 간격유지구로서의 기능과, 상판과 하판의 변형을 방지하는 지지부재(supporter)로서의 기능을 하는 것이므로, 상판과 하판 사이에서 점(spot) 용접에 의해 고정되더라도 무방하다. 즉, 상기 스페이서는 열매체의 누수를 차단할 필요가 없다.That is, the spacer 35 functions to guide (guide) the flow of the heat medium between the upper plate and the lower plate, and serves as a gap retaining zone for maintaining a constant gap between the upper plate and the lower plate, and deformation of the upper plate and the lower plate. Since it functions as a supporter for preventing, it may be fixed by spot welding between the upper plate and the lower plate. In other words, the spacer does not need to block leakage of the heat medium.

그러나, 상기 밀폐부재(34)는 유로를 통해 흐르는 열매체가 집열판 외부로 누수(leak)되지 않도록 차단(seal)하여야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예시로서 시임(seam) 용접에 의해 상판과 하판을 고정하는 방식을 설명하였으나, 상기 밀폐부재(34)는 고온의 열매체에 견딜 수 있는 실리콘 등의 접착성 재질을 충진하여 밀폐할 수도 있다.
However, the sealing member 34 must seal the heat medium flowing through the flow path so as not to leak to the outside of the heat collecting plate. As a preferred embodiment of the present invention has been described a method of fixing the upper plate and the lower plate by seam welding, the sealing member 34 is sealed by filling an adhesive material such as silicone that can withstand high temperature heat medium. It may be.

본 발명에 따른 집열판은 일정 간격(d)으로 이격된 두 개의 얇은 판(31)(32)에 의해 형성되므로, 강성이 취약하거나, 운송 또는 설치 중에 변형이 발생될 가능성이 있으므로, 이를 보완하기 위해 상기 집열판(30)의 상판과 하판을 지지하는 보강부재(40)를 더 구비하는 것이 바람직하다.Since the heat collecting plate according to the present invention is formed by two thin plates 31 and 32 spaced at a predetermined interval d, the rigidity may be weak, or deformation may occur during transportation or installation. It is preferable to further include a reinforcing member 40 for supporting the upper plate and the lower plate of the heat collecting plate 30.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보강부재(40)는, 상기 집열장치의 상하방향 단면과 동일한 형상의 천공부를 갖는 평철판으로 구성하였다. 이러한 형상의 보강부재를 상기 집열장치의 외부에 적정 간격마다 배치하여 부분 용접하여 고정한다.The reinforcing member 40 according to the preferred embodiment of the present invention was composed of a flat iron plate having a perforated portion having the same shape as the vertical section of the heat collecting device. The reinforcing member having such a shape is disposed at appropriate intervals outside the heat collecting device and fixed by partial welding.

이렇게 구성되는 본 발명에 따른 보강부재(40)는, 매우 간단한 구성이면서도 상기 집열판(30)의 상판과 하판의 외부면을 밀착하여 지지하고, 또 상기 유입관(10) 및 유출관(20)을 한꺼번에 견고하게 지지할 수 있다.
The reinforcing member 40 according to the present invention configured as described above supports the outer surface of the upper plate and the lower plate of the heat collecting plate 30 in close contact with each other, and supports the inlet pipe 10 and the outlet pipe 20. Can be firmly supported at once.

특히, 본 발명에 따른 집열장치는 열매체로서 실리콘 오일(SILICONE OIL)이 적용되는 것에 또 다른 특징을 갖는다. 기존에는 열매체로서 물(난방수)가 일반적으로 사용되고 있으나, 물(H2O)은 구입비용이 저렴한 반면에, 70℃ 이상으로 데워지면 기포가 발생되어 열교환 효율이 저하될 뿐만 아니라, 증발점(100℃)이 낮아 열매체로서 많은 단점이 있다. 또한, 어는 점이 0℃로 높아 동절기에는 동파방지를 위한 보온단열재를 더 구비해야 하는 등의 많은 문제점이 지적되고 있다. In particular, the heat collecting device according to the present invention has another feature in that silicone oil (SILICONE OIL) is applied as a heat medium. Conventionally, water (heating water) is generally used as a heat medium, while water (H 2 O) is inexpensive to purchase, while when heated to 70 ° C. or higher, bubbles are generated, and heat exchange efficiency is lowered. 100 ° C.) has a low disadvantage as a heat medium. In addition, the freezing point is 0 ℃ high has been pointed out a lot of problems, such as the need to further provide a thermal insulation material for freezing in winter.

이에 반해, 실리콘 오일은 증발점(316℃)이 높을 뿐만 아니라, 250℃ 이상의 높은 고열에서도 기포가 발생되지 않고 열교환 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 실리콘 오일은 응고점(어는점)(영하 71℃)이 낮아 영하 30℃~ 영상 150℃의 고온에 이르는 폭넓은 열변화에도 점도의 변화가 적은 열매체로서 펌핑 순환 능력도 뛰어나다.
On the contrary, the silicone oil has a high evaporation point (316 ° C.) as well as a high heat exchange efficiency without generating bubbles even at a high temperature of 250 ° C. or higher. In addition, the silicone oil has a low freezing point (freezing point) (minus 71 ° C), and is excellent in pumping circulation as a heat medium having a small change in viscosity even under a wide range of thermal changes ranging from minus 30 ° C to 150 ° C.

지금까지는 열교환 효율이 높으면서도 구조가 간단하고 경제성이 높은 태양열 집열장치에 대하여 설명하였다. 이하에서는 상기한 본 발명에 따른 태양열 집열장치의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
Until now, the solar heat collecting device having a high heat exchange efficiency and a simple structure and high economic efficiency has been described. Hereinafter, a method of manufacturing the solar heat collecting apparatus according to the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명에 따른 각 구성요소를 성형하여 준비하는 단계이다.First, it is a step of preparing by molding each component according to the present invention.

집열판의 상판과 하판은, 열전달 효율이 높은 동판에 산과 골을 성형하여 준비한다. 본 발명의 실시예로서 0.3 ∼ 0.5mm 두께의 동판이 바람직하다. 또한, 상기 산과 골에 의해 형성되는 경사면은 완만한 오목 곡면으로 구성되는 것이 바람직하다.The top plate and the bottom plate of the heat collecting plate are prepared by forming an acid and a valley on a copper plate having high heat transfer efficiency. As an embodiment of the present invention, a copper plate of 0.3 to 0.5 mm thickness is preferred. In addition, the inclined surface formed by the peaks and valleys is preferably composed of a gentle concave curved surface.

다음으로, 두께 1~3mm의 스트립(strip)을 준비하여, 이 스트립에 상기 산과 골과 동일한 형상으로 산과 골을 성형하여 스페이서(35)를 제작한다.Next, a strip having a thickness of 1 to 3 mm is prepared, and the spacer 35 is manufactured by forming the hill and the valley in the same shape as the hill and the valley on the strip.

그리고, 상기 집열판의 두께(즉, 상판, 하판 및 스트립이 겹쳐진 총 두께)와 같은 폭과, 상기 집열판의 폭과 같은 길이로 장공을 동(銅) 파이프의 길이방향을 따라 성형하고, 파이프의 일단을 밀폐구(21)로써 폐쇄하여 유입관과 유출관을 각각 제작한다.
And forming a long hole along the lengthwise direction of the copper pipe in a width equal to the thickness of the heat collecting plate (ie, the total thickness of the top plate, the bottom plate and the strip) and the same length as the width of the heat collecting plate, To close with a seal 21 to produce an inlet pipe and an outlet pipe, respectively.

다음 단계로서, 상판과 하판의 사이에 일정 간격으로 상기 스페이서(35)를 배치한 후, 점 용접(spot welding)에 의해 상판과 격벽과 하판을 일체화시켜 유로를 형성하는 단계이다. 이 단계에 의해 집열판(30)이 제작된다.
As a next step, after the spacer 35 is disposed between the upper plate and the lower plate at a predetermined interval, the upper plate, the partition wall, and the lower plate are integrated by spot welding to form a flow path. By this step, the heat collecting plate 30 is produced.

다음 단계는 상기 유입관과 유출관 사이에 상기 집열판을 결합하는 유입유출관 연결단계로서, 상기 집열판 제작단계에 의해 제작된 집열판(30)의 상부측 가장자리와 유출관을 용접하여 일체화하고, 상기 유입관도 집열판(30)의 하부측 가장자리에 용접으로 일체화한다. 도 7은 유출관과 집열판(30)을 결합하는 과정을 간략히 설명하기 위해 도시한 확대 설명도로서, 유출관의 길이방향을 따라 길게 형성된 장공에 집열판(30)의 상판과 하판이 접하도록 하고 용접으로 일체화시킨다. 이 때, 상기 집열판(30)의 끝단이 상기 장공 내로 삽입되도록 한 후에 시임 용접 등의 방법으로 밀봉 결합할 수도 있다.The next step is an inlet and outlet pipe connection step for coupling the heat collecting plate between the inlet pipe and the outlet pipe, the upper edge of the heat collecting plate 30 produced by the heat collecting plate manufacturing step by welding the integral and the outlet pipe, the inlet The pipe is also integrally welded to the lower edge of the heat collecting plate 30. 7 is an enlarged explanatory view for briefly explaining a process of coupling the outlet pipe and the heat collecting plate 30, the upper plate and the lower plate of the heat collecting plate 30 is in contact with the long hole formed along the longitudinal direction of the outlet pipe and welded Integrate with At this time, the end of the heat collecting plate 30 may be inserted into the long hole and then sealingly coupled by seam welding or the like.

상기 유출관 및 유입관은 기성제품으로 판매되는 중공 파이프에 길이방향의 장공을 가공하여 형성할 수도 있으나, 장공과 돌출리브가 성형된 유출관 및 유입관을 압출가공으로 직접 제작하는 것도 가능하다. 이 경우에는 기성 파이프에 장공을 성형하는 가공비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 연장 돌출된 리브와 상판 사이의 용접작업이 매우 수월하여 제작비용과 불량을 줄일 수 있다.The outflow pipe and the inflow pipe may be formed by processing a longitudinal hole in a hollow pipe sold as a ready-made product, but it is also possible to directly manufacture the outflow pipe and the inflow pipe formed with the long hole and the protruding rib by extrusion processing. In this case, not only can the processing cost for forming the long hole in the ready-made pipe can be reduced, but also the welding work between the protruding ribs and the upper plate is very easy, thereby reducing the manufacturing cost and defects.

마지막 단계로서, 집열판의 상부와 하부에 각각 유출관과 유입관이 일체로 결합된 후, 보강부재(40)를 결합하는 단계이다. 본 발명의 실시예에서는 평철판에 상기 집열장치의 상하방향 단면과 동일한 형상을 천공하여 보강부재를 제작하는 것을 예시적으로 설명하였다. 이러한 형상의 보강부재를 상기 집열장치의 외부에 적정 간격마다 다수 개를 배치하여 용접 등의 방법으로 고정한다.
As a final step, after the outlet pipe and the inlet pipe are integrally coupled to the upper and lower portions of the heat collecting plate, respectively, the reinforcing member 40 is coupled. In the embodiment of the present invention has been exemplarily described to fabricate a reinforcing member by drilling the same shape as the vertical section of the heat collecting device on a flat iron plate. A plurality of reinforcing members having such a shape are disposed at appropriate intervals outside the heat collecting apparatus and fixed by welding or the like.

그리고, 밀폐부재(34)로써 집열판의 좌우 양측 가장자리를 밀폐하는 단계는 상기 집열판 제작단계에서 함께 이루어지거나, 보강부재 결합이 완료된 후에 실시될 수도 있다. 상기 밀폐부재(34)는 유로를 통해 흐르는 열매체가 집열판 외부로 누수되지 않도록 차단하여야 하는데, 본 발명의 설명에서는 시임(seam) 용접에 의해 상판과 하판 사이에 고정하는 방식을 설명하였으나, 상기 밀폐부재(34)는 고온에 견딜 수 있는 실리콘 등의 접착성 재질을 충진하여 밀폐할 수도 있다.
The sealing of the left and right edges of the heat collecting plate with the sealing member 34 may be performed together in the heat collecting plate manufacturing step or after the reinforcing member is combined. The sealing member 34 has to block the heat medium flowing through the flow path to prevent leakage to the outside of the heat collecting plate, but in the description of the present invention, a method of fixing between the upper plate and the lower plate by seam welding has been described. 34 may be sealed by filling with an adhesive material such as silicon that can withstand high temperatures.

지금까지는 본 발명의 바람직한 실시형태를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 첨부도면이나 상세한 설명에서 예시한 구조에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상이 적용된 다양한 변형도 본 발명의 권리범위에 속한다고 보아야 한다.
So far, the preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, but the present invention is not limited to the structures illustrated in the accompanying drawings and the detailed description, and various modifications to which the technical spirit of the present invention is applied are included in the scope of the present invention. It should be seen.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 집열장치는, 기존 제품보다 흡열능력이 우수하고, 보온을 위한 케이스(GLASS, FLAME, INSULATION)를 구비하지 않고 케이스 없는 단위 모듈(MODULE)로 제조하여 지붕은 물론, 각종 건물의 벽면, 비닐하우스, 축산농가 주변 공간 등 광범위한 분야에서 폭넓게 이용할 수 있는 대중적인 저가형 태양열 집열장치로 활용될 수 있다.
The heat collecting device according to the present invention configured as described above has a superior heat absorbing ability than the existing product, and is manufactured as a caseless unit module (MODULE) without a case (GLASS, FLAME, INSULATION) for keeping warm, as well as a roof. It can be used as a popular low-cost solar heat collector that can be widely used in a wide range of fields such as walls of various buildings, vinyl houses, and livestock farming areas.

10: 유입관, 20: 유출관
30: 집열판
31: 상판, 32: 하판, 34: 밀폐부재, 35: 스페이서
40: 보강부재10: inlet pipe, 20: outlet pipe
30: heat collecting plate
31: upper plate, 32: lower plate, 34: sealing member, 35: spacer
40: reinforcing member

Claims (5)

삭제delete 내부에 열매체가 집열판으로 유입되도록 하는 유입관(10)과,
집열판을 통과한 열매체가 유출되는 유출관(20), 및
상기 유입관과 유출관 사이에 구비되며, 상기 유입관을 통해 유입된 열매체가 흐르는 유로를 갖는 집열판(30)으로 이루어지는 태양열 집열장치에 있어서,
상기 집열판(30)은 산과 골이 반복적으로 형성된 파형의 상판(31)과 하판(32)이 일정 간격으로 이격되어 구성되어 이루어지되,
상기 산과 골 사이의 경사면은, 이 경사면에 의해 반사되는 일부 태양광이 골을 기준으로 한 반대편 경사면으로 향하도록 하는 경사각을 가지며;
상기 유입관(10)은 상기 집열판(30)의 하부에서 수평방향으로 배치되어, 상기 집열판 내부의 유로와 연통되며,
상기 유출관(20)은 상기 집열판(30)의 상부에서 수평방향으로 배치되어, 상기 집열판 내부의 유로와 연통되며,
상기 집열판(30)의 산과 골은 수평방향으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치.
An inlet pipe 10 through which a heat medium flows into a heat collecting plate;
Outflow pipe 20 through which the heat medium passing through the heat collecting plate flows out, and
In the solar heat collecting device provided between the inlet pipe and the outlet pipe, consisting of a heat collecting plate 30 having a flow path through which the heat medium flowing through the inlet pipe,
The heat collecting plate 30 is composed of the upper plate 31 and the lower plate 32 of the corrugated wave formed with a peak and a valley spaced apart at regular intervals,
The inclined plane between the hill and the valley has an inclination angle such that some sunlight reflected by the inclined plane is directed to the opposite inclined plane relative to the valley;
The inlet pipe 10 is disposed in the horizontal direction in the lower portion of the heat collecting plate 30, and communicates with the flow path inside the heat collecting plate,
The outlet pipe 20 is disposed in the horizontal direction from the top of the heat collecting plate 30, and communicates with the flow path inside the heat collecting plate,
The mountains and valleys of the heat collecting plate 30 is formed in a horizontal direction, the solar heat collecting device, characterized in that formed.
제2항에 있어서,
상기 상판과 하판의 산과 골에 일치하는 산과 골을 가지면서, 상기 상판과 하판의 사이에는 다수 개의 스페이서(35)가 일정 간격으로 배치되어, 상기 상판과 하판에 점용접되어 고정됨으로써, 상기 상판과 하판 및 스페이서(35)에 의해 집열판의 유로가 형성되며,
상기 집열판의 좌우 양쪽 끝단에는, 상기 상판과 하판의 산과 골에 일치하는 산과 골을 가진 밀폐부재(34)가 시임(seam) 용접되어 고정되어 이루어지며,
상기 집열판(30)의 상판과 하판의 외부면에 밀착되어 상기 상판과 하판을 지지함과 동시에, 상기 유입관(10) 및 유출관(20)의 외부면에 밀착되어 상기 유입관(10) 및 유출관(20)을 지지하는 보강부재(40)가 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치.
The method of claim 2,
Having a peak and a valley corresponding to the peaks and valleys of the upper plate and the lower plate, a plurality of spacers 35 are disposed at regular intervals between the upper plate and the lower plate, and are spot welded to and fixed to the upper plate and the lower plate. The flow path of the heat collecting plate is formed by the lower plate and the spacer 35,
On both left and right ends of the heat collecting plate, a sealing member 34 having peaks and valleys corresponding to the peaks and valleys of the upper and lower plates is seam welded and fixed.
The upper plate and the lower plate of the heat collecting plate 30 is in close contact with the upper plate and the lower plate, and at the same time in close contact with the outer surface of the inlet pipe 10 and the outlet pipe 20 and the inlet pipe 10 and Solar heat collecting apparatus, characterized in that the reinforcing member 40 for supporting the outflow pipe 20 is further provided.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 열매체는 실리콘 오일인 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치.
The method according to claim 2 or 3,
The heat medium is a solar heat collector, characterized in that the silicone oil.
내부에 열매체가 집열판으로 유입되도록 하는 유입관(10)과,
집열판을 통과한 열매체가 유출되는 유출관(20), 및
상기 유입관과 유출관 사이에 구비되며, 상기 유입관을 통해 유입된 열매체가 흐르는 유로를 갖는 집열판(30)으로 이루어지는 태양열 집열장치의 제조방법에 있어서,
동판에 산과 골을 성형하여 집열판의 상판(31)과 하판(32)을 제작하는 단계와,
상기 산과 골과 동일한 형상의 산과 골을 스트립(strip)에 성형하여 스페이서(35)를 제작하는 단계와,
상기 스트립의 두께와 같은 폭과, 상기 집열판의 폭과 같은 길이의 장공을 파이프의 길이방향을 따라 성형하고, 파이프의 일단을 밀폐구(21)로써 폐쇄하여 유입관과 유출관을 각각 제작하는 단계와,
상기 상판과 하판의 사이에 일정 간격으로 상기 스페이서(35)를 배치한 후, 점 용접(spot welding)에 의해 상판과 하판과 스페이서를 일체화시켜 유로를 형성하는 집열판 제작단계와,
밀폐부재(34)로 상기 집열판의 좌우 양측 가장자리를 밀폐하는 밀폐단계와,
상기 집열판 제작단계에 의해 제작된 집열판(30)의 상부측 가장자리와 유출관을 용접하여 일체화하고, 상기 유입관도 집열판(30)의 하부측 가장자리에 용접으로 일체화하는 유입유출관 연결단계와,
상기 유입유출관 연결단계 후에, 보강부재(40)를 상기 상판(31)과 하판(32), 상기 유입관(10) 및 유출관(20)의 외부면에 밀착시켜 일체로 고정하는 보강단계를 포함하는 태양열 집열장치의 제조방법.

An inlet pipe 10 through which a heat medium flows into a heat collecting plate;
Outflow pipe 20 through which the heat medium passing through the heat collecting plate flows out, and
In the manufacturing method of the solar heat collector provided between the inlet pipe and the outlet pipe, consisting of a heat collecting plate 30 having a flow path flowing through the heat medium flowing through the inlet pipe,
Forming an upper plate 31 and a lower plate 32 of the heat collecting plate by forming an acid and a valley on the copper plate;
Forming a spacer 35 by forming a hill and a valley having the same shape as the hill and a valley on a strip;
Forming a hole having a width equal to the thickness of the strip and a length equal to the width of the heat collecting plate along the longitudinal direction of the pipe, and closing one end of the pipe with the closing hole 21 to manufacture an inflow pipe and an outflow pipe, respectively. Wow,
Arranging the spacers 35 at regular intervals between the upper plate and the lower plate, and then a heat collecting plate manufacturing step of forming a flow path by integrating the upper plate and the lower plate and the spacer by spot welding;
A sealing step of sealing both left and right edges of the heat collecting plate with a sealing member 34;
An inflow and outflow pipe connection step of integrating the upper edge of the heat collecting plate 30 and the outlet pipe of the heat collecting plate 30 produced by the manufacturing of the heat collecting plate, and integrating the inflow pipe into the lower edge of the heat collecting plate 30 by welding;
After the inlet outflow pipe connecting step, the reinforcing step 40 is in close contact with the outer surface of the upper plate 31 and the lower plate 32, the inlet pipe 10 and the outlet pipe 20 to be integrally fixed Method for manufacturing a solar heat collecting device comprising.

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