KR101123215B1 - Heat storage apparatus of solar energy - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광에너지 축열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조로 구성되어 제작 비용이나 유지보수 비용 등을 현저하게 낮춰 상용화하기 좋고, 태양광에너지를 이용하여 난방 및 온수를 사용함으로써 지구 온난화 및 대기오염을 줄일 수 있으며, 난방수와 온수를 분리하여 사용함으로써 온수의 사용시 난방수의 온도저하를 방지하고, 난방수에 부동액을 사용할 수 있도록 하는 태양광에너지 축열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar energy heat storage device, and more particularly, it is composed of a simple structure to significantly lower production costs and maintenance costs, such as commercialization, global warming by using heating and hot water using solar energy And it can reduce the air pollution, and by using the heating water and hot water separately to prevent the temperature decrease of the heating water when using the hot water, and relates to a solar energy heat storage device to enable the use of antifreeze in the heating water.
본 발명에 따르면 태양광에너지 축열장치에 있어서, 상면이 개방된 케이스와; 케이스의 상면을 덮는 유리커버와; 유리커버를 통해 입사되는 태양광을 굴절시켜 집광시키는 다수의 렌즈를 포함하는 집광부; 및 금속파이프 또는 금속줄과 축열재를 내포하는 축열파이프 다수가 배열되며, 케이스 내에 배치되어 집광부에 의해 축열되는 축열부; 를 포함하는 태양광에너지 축열장치를 제공한다.According to the present invention, there is provided a solar energy heat storage device comprising: a case having an open upper surface; A glass cover covering an upper surface of the case; A light collecting unit including a plurality of lenses for refracting and condensing sunlight incident through the glass cover; And a plurality of heat storage pipes containing metal pipes or metal strings and heat storage material, arranged in a case and accumulating by heat condensing parts. It provides a solar energy storage device comprising a.
태양광에너지, 축열장치, 케이스, 유리커버, 집광부, 축열부, 반사판, 온수난방장치, 발전장치 Solar energy, heat storage device, case, glass cover, condenser, heat storage unit, reflector, hot water heating device, power generation device
Description
본 발명은 태양광에너지 축열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조로 구성되어 제작 비용이나 유지보수 비용 등을 현저하게 낮춰 상용화하기 좋고, 태양광에너지를 이용하여 난방 및 온수를 사용함으로써 지구 온난화 및 대기오염을 줄일 수 있으며, 난방수와 온수를 분리하여 사용함으로써 온수의 사용시 난방수의 온도저하를 방지하고, 난방수에 부동액을 사용할 수 있도록 하는 태양광에너지 축열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar energy heat storage device, and more particularly, it is composed of a simple structure to significantly lower production costs and maintenance costs, such as commercialization, global warming by using heating and hot water using solar energy And it can reduce the air pollution, and by using the heating water and hot water separately to prevent the temperature decrease of the heating water when using the hot water, and relates to a solar energy heat storage device to enable the use of antifreeze in the heating water.
기름이나 가스 등과 같은 화석 연료의 대량 사용으로 인한 지구 온난화와 대기 오염, 환경 파괴 등에 의해 기상 이변이 일어나고 자연 재해의 피해 규모가 증가함에 따라 이를 해소하기 위한 방편으로 대체 에너지의 개발 및 사용이 활발히 진행되고 있다. The development and use of alternative energy is actively progressed as a way to solve the extreme weather caused by global warming, air pollution and environmental destruction caused by the large use of fossil fuels such as oil and gas and the damage of natural disasters. It is becoming.
특히, 대체 에너지로써 무공해 에너지이면서도 경제성이 있는 태양을 이용한 태양광에너지가 각광을 받고 있다.In particular, photovoltaic energy using the sun, which is pollution-free and economical, has been spotlighted as an alternative energy.
이에, 종래에는 태양의 이동을 감지하여 전기모터 등과 같은 구동장치로 태양의 이동을 추적함으로써 태양광에너지의 흡수율을 높일 수 있는 다양한 태양광에너지 수집장치가 출시되어 있다. Therefore, conventionally, various solar energy collectors have been introduced that can sense the movement of the sun and track the movement of the sun with a driving device such as an electric motor to increase the absorption of solar energy.
그러나 이와 같은 태양광에너지 수집장치는 제작 및 유지비용이 높고, 구동장치의 동작을 위한 전기 소비로 인한 경제적 부담 및 복잡한 설치구조 등에 따른 고장 발생 빈도가 높은 문제점이 있었다.However, such a solar energy collection device has a high production and maintenance cost, the high frequency of failure due to the economic burden and complicated installation structure due to the electricity consumption for the operation of the drive device.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 태양광에너지 축열장치에서 기인되는 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것으로,The present invention is to solve and solve the problems caused by the conventional solar energy heat storage device as described above,
본 발명의 목적은 간단한 구조로 구성되어 제작 비용이나 유지보수 비용 등을 현저하게 낮춰 상용화하기 좋은 태양광에너지 축열장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a photovoltaic energy storage device that is easy to commercialize by having a simple structure and significantly lowering the production cost and maintenance costs.
본 발명의 다른 목적은 태양광에너지를 이용하여 난방 및 온수를 사용함으로써 지구 온난화 및 대기오염을 줄일 수 있는 태양광에너지 축열장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a solar energy heat storage device that can reduce global warming and air pollution by using heating and hot water using solar energy.
본 발명의 또다른 목적은 난방수와 온수를 분리하여 사용함으로써 온수의 사용시 난방수의 온도저하를 방지하고, 난방수에 부동액을 사용할 수 있도록 하는 태양광에너지 축열장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a solar energy storage device that prevents the temperature drop of the heating water when using hot water and uses antifreeze in the heating water by separately using the heating water and hot water.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면 태양광에너지 축열장치에 있어서, 상면이 개방된 케이스와; 케이스의 상면을 덮는 유리커버와; 유리커버를 통해 입사되는 태양광을 굴절시켜 집광시키는 다수의 렌즈를 포함하는 집광부; 및 금속파이프 또는 금속줄과 축열재를 내포하는 축열파이프 다수가 배열되며, 케이스 내에 배치되어 집광부에 의해 축열되는 축열부; 를 포함하는 태양광에너지 축열장치를 제공한다.According to the present invention for achieving the above object, in the solar energy heat storage device, the upper surface is open; A glass cover covering an upper surface of the case; A light collecting unit including a plurality of lenses for refracting and condensing sunlight incident through the glass cover; And a plurality of heat storage pipes containing metal pipes or metal strings and heat storage material, arranged in a case and accumulating by heat condensing parts. It provides a solar energy storage device comprising a.
건축물의 온수배관과 연결되며, 축열부의 한쪽에 접하도록 배치되고, 집광되는 태양광에 의해 축열된 축열부를 통해 외부로부터 공급받아 저장된 물이 열교환되어 온수로 변환되는 온수저장부와; 건축물의 난방수배관에 연결되며, 축열부의 다른 쪽에 접하도록 배치되고, 집광되는 태양광에 의해 축열된 축열부를 통해 내부에 저장된 난방수가 열교환되어 데워지는 난방수저장부; 및 난방수저장부에 저장되어 있는 난방수를 난방수배관을 통해 순환시키는 순환펌프; 를 포함하고, 온수저장부는, 케이스의 내측 둘레를 따라 나선형으로 수용되는 주름관과; 주름관 내에 배치되고, 내부에 물이 저장되어 순환되는 순환관; 및 주름관의 외면 일부를 감싸 주름관의 유동을 방지하는 다수의 덮개; 를 포함하도록 구성될 수 있다.A hot water storage unit connected to the hot water pipe of the building and disposed to be in contact with one side of the heat storage unit, wherein the stored water is heat-exchanged and converted into hot water by being supplied from the outside through the heat storage unit accumulated by solar light; A heating water storage unit connected to the heating water pipe of the building and disposed to be in contact with the other side of the heat storage unit, wherein the heating water storage unit is heated by heat-exchanging heating water stored therein through the heat storage unit accumulated by solar light; And a circulation pump circulating the heating water stored in the heating water storage unit through the heating water pipe. It includes, and the hot water storage unit, and the corrugated pipe spirally received along the inner circumference of the case; A circulation pipe disposed in the corrugated pipe and having water circulated therein; And a plurality of covers surrounding a part of the outer surface of the corrugated pipe to prevent the flow of the corrugated pipe. It may be configured to include.
케이스 내에 배치되어 케이스 내의 공기에 열을 공급하는 제1 보조전열수단과, 축열부와, 온수저장부 및 난방수저장부에 접하도록 배치되어 열을 공급하는 제2 보조전열수단이 포함되도록 구성될 수 있다.It may be configured to include a first auxiliary heat transfer means disposed in the case to supply heat to the air in the case, and the second auxiliary heat transfer means arranged to contact the heat storage unit, the hot water storage unit and the heating water storage unit to supply heat. have.
집광되는 태양광에 의해 축열된 축열부에서 발산되는 열에 의하여 내부 공기가 데워지고, 데워진 공기가 상승하는 통로를 형성하는 몸체와; 몸체의 내부 상측에 배치되어 몸체에서 상승하는 공기에 의해 회전되는 하나 또는 둘 이상의 터빈과; 터빈의 회전축과 연결되어 동작되는 속도증감기와; 속도증감기와 연결되어 발전되는 발전기; 및 발전기에서 생성된 전기를 저장하는 축전지; 를 포함하도록 구성될 수 있다.A body forming a passage through which the internal air is warmed by the heat radiated from the heat accumulating portion accumulated by the collected solar light, and the warmed air rises; One or more turbines disposed above the inside of the body and rotated by air rising from the body; A speed increaser connected to the rotary shaft of the turbine and operated; A generator developed in connection with the speed reducer; And a storage battery storing electricity generated by the generator. It may be configured to include.
집광되는 태양광에 의해 축열된 축열부에서 발산되는 열에 의하여 내부 공기가 데워지고, 데워진 공기가 상승하는 통로를 형성하는 몸체와; 몸체의 내부 상측 에 배치되어 몸체에서 상승하는 공기에 의해 회전되는 하나 또는 둘 이상의 터빈과; 터빈의 회전축과 연결되어 동작되는 속도증감기와; 속도증감기와 연결되어 발전되는 발전기; 및 발전기에서 생성된 전기를 저장하는 축전지; 를 포함하고, 발전기에서 생성되는 전기 또는 축전지에 저장된 전기는 순환펌프에 공급되도록 구성될 수 있다.A body forming a passage through which the internal air is warmed by the heat radiated from the heat accumulating portion accumulated by the collected solar light, and the warmed air rises; One or more turbines disposed above the body and being rotated by air rising from the body; A speed increaser connected to the rotary shaft of the turbine and operated; A generator developed in connection with the speed reducer; And a storage battery storing electricity generated by the generator. It includes, and the electricity generated in the generator or stored in the battery may be configured to be supplied to the circulation pump.
집광되는 태양광에 의해 축열된 축열부에서 발산되는 열에 의하여 내부 공기가 데워지고, 데워진 공기가 상승하는 통로를 형성하는 몸체와; 몸체의 내부 상측에 배치되어 몸체에서 상승하는 공기에 의해 회전되는 하나 또는 둘 이상의 터빈과; 터빈의 회전축과 연결되어 동작되는 속도증감기와; 속도증감기와 연결되어 발전되는 발전기; 및 발전기에서 생성된 전기를 저장하는 축전지; 를 포함하고, 발전기에서 생성되는 전기 또는 축전지에 저장된 전기는 제1 보조전열수단, 제2 보조전열수단 중 어느 하나 또는 둘에 공급되도록 구성될 수 있다.A body forming a passage through which the internal air is warmed by the heat radiated from the heat accumulating portion accumulated by the collected solar light, and the warmed air rises; One or more turbines disposed above the inside of the body and rotated by air rising from the body; A speed increaser connected to the rotary shaft of the turbine and operated; A generator developed in connection with the speed reducer; And a storage battery storing electricity generated by the generator. It includes, and the electricity generated in the generator or the electricity stored in the battery may be configured to be supplied to any one or two of the first auxiliary heating means, the second auxiliary heating means.
축열재는 석재로 구성될 수 있다.The heat storage material may be composed of stone.
유리커버는, 삼각기둥, 사다리꼴기둥, 반원기둥, 반타원기둥 중 어느 하나의 형상이고, 내부가 진공상태인 것으로 구성될 수 있다.The glass cover has a shape of any one of a triangular prism, trapezoidal prism, semi-circular prism, and semi-elliptic prism, and may be configured to have a vacuum inside.
케이스에 장착되어 케이스 주변으로 입사되는 태양광을 집광부 측으로 반사시키는 반사판을 포함하도록 구성될 수 있다.It may be configured to include a reflecting plate mounted on the case to reflect the sunlight incident to the periphery of the case toward the light collecting portion.
본 발명에 따른 태양광에너지 축열장치에 의하면, 간단한 구조로 구성되어 제작 비용이나 유지보수 비용 등을 현저하게 낮춰 상용화하기 좋은 효과가 있다.According to the solar energy storage device according to the present invention, it is composed of a simple structure, it is possible to significantly lower the production cost, maintenance cost, etc. commercially good effect.
또, 본 발명은 태양광에너지를 이용하여 난방 및 온수를 사용함으로써 지구 온난화 및 대기오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing global warming and air pollution by using heating and hot water using solar energy.
또한, 난방수와 온수를 분리하여 사용함으로써 온수의 사용시 난방수의 온도저하를 방지하고, 난방수에 부동액을 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, by using the heating water and hot water separately, there is an effect to prevent the temperature decrease of the heating water when using the hot water, and to use the antifreeze in the heating water.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail. However, these drawings are for illustrative purposes only and the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 태양광에너지 축열장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치에서 사용될 수 있는 유리커버의 예들을 나타낸 도이다.1 is a perspective view of a solar energy storage device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the solar energy storage device shown in Figure 1, Figure 3 is an embodiment according to the embodiment of the present invention Figures showing examples of the glass cover that can be used in the optical energy storage device.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치(100)는 크게 케이스(110)와 유리커버(120), 집광부(130), 반사판(140) 및 축열부(150)를 포함하여 구성된다.1 to 3, the solar
케이스(110)는 상면이 개방되도록 형성되어 태양광을 내부에 받아들일 수 있도록 형성되며, 케이스(110)의 벽체는 단열을 위해 일정 두께, 예를 들어 약 10cm의 두께를 갖도록 형성된다. 이러한 벽체는 단열재질로 이루어지거나 또는 도 2에서와 같이 유리섬유, 스티로폼, 부직포 등과 같은 단열재(H)가 하나 또는 둘 이상 내장되도록 구성하여 케이스(110) 내 온도 유지 효과를 높이는 것이 바람직하다. 또한, 벽체의 내부에 별도의 전열선을 배치하여 온도 유지 효과를 더욱 높일 수도 있다. 케이스(110)는 지면에 대해 일정 각도를 갖도록 경사지게 배치되는데, 이를 위해 지면 자체에 경사를 주어 배치할 수도 있으나, 도 1에 도시된 것처럼 받침대(C)를 사용하는 것이 좋으며, 받침대(C)에는 이동바퀴를 설치하여 운반이 편리하도록 구성하는 것이 바람직하다.The
유리커버(120)는 전술한 케이스(110)의 개방되어 있는 상면을 덮는 구성요소이며, 어느 정도 짙은 색, 예를 들어 연한 검푸른 색을 띄도록 하여 태양광의 흡수율을 높일 수 있도록 하는 것이 좋다. 이러한 유리커버(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 통상의 평면 유리를 사용할 수도 있으나, 두께 약 5mm 정도의 유리를 두겹으로 하여 상면과 하면을 이루도록 하되, 상면 유리와 하면 유리 사이에 공간이 생기도록 하고, 이 공간을 진공상태로 접합한 것을 사용하는 것이 좋다. 이러한 유리커버(120)는 도 3의 (a) 및 (b)와 같이 반타원기둥이나 삼각기둥 형상으로 형성될 수 있으며 도시하지는 않았으나 사다리꼴기둥, 반원기둥 등의 형상으로도 형성할 수 있다. 이에, 삼각기둥, 사다리꼴기둥, 반원기둥, 반타원기둥 등의 형상으로 형성되는 유리커버(120)는 태양의 움직임에 따라 오전에 주로 태양광을 받아들이는 한쪽과 오후에 주로 태양광을 받아들이는 다른 쪽으로 구분된다. 예를 들어, 삼각기둥(이등변삼각형) 형상인 경우 오전에 태양이 떠오르는 쪽을 향하는 삼각기둥 형상의 한쪽 변이 주로 오전에 태양광을 받아들이고, 태양이 지는 쪽을 향하는 다른 쪽 변은 주로 오후에 태양광을 받아들이도록 구성되는 것이다. 이와 같 은 유리커버(120)는 일반적인 평면 유리보다 태양광을 받아 열을 축적하는 효과와 케이스(110) 내부의 온도 저하를 늦추는 효과가 뛰어나다. 한편, 유리커버(120)에 습기가 차거나 성에 등이 생기는 경우 이를 제거할 수 있으며, 유리의 차가운 특성으로 인하여 케이스(110) 내부의 온도가 저하되는 것을 방지할 수 있도록 전열선(122)이 형성되는 것이 좋다.
집광부(130)는 다수의 고정대(132)와, 다수의 렌즈(134)로 구성된다. 다수의 고정대(132)는 케이스(110)의 길이방향 또는 폭방향으로 상호 소정간격 떨어져 평행하게 배치되며, 다수의 렌즈(134)는 고정대들 사이에 배열되어 유리커버(120)를 통해 입사되는 태양광을 굴절시켜 하기에 서술하는 축열부(150)에 집광시킬 수 있는 촛점거리를 갖는다. 고정대(132)는 단면이 원형 또는 사각형인 파이프가 사용될 수 있으며, 길이방향을 따라 렌즈(134)를 결합시키기 위한 다수의 결합홀(132a)이 서로 대향되도록 형성되어 렌즈(134)를 고정대(132)들 사이에 배열할 수 있게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 렌즈(134)가 케이스(110)의 길이방향으로 18개, 케이스(110)의 폭방향으로 8개가 배열되어 총 144개의 렌즈(134)가 사용된다.The
반사판(140)은 케이스(110)에 장착되어 케이스(110) 주변으로 입사되는 태양광을 집광부(130) 측으로 반사시켜 집광부(130)를 통해 케이스(110) 내에 입사되는 태양광의 양을 늘려 줄 수 있는 구성요소이다. 이러한 반사판(140)은 태양광을 반사시킬 수 있는 여러 가지 재질, 예를 들어 스테인리스 등과 같은 금속재질 등으로 형성될 수 있다.The
축열부(150)는 케이스(110) 내에 배치되어 태양광, 즉 집광부(130)에 의해 집광되는 태양광에 의해 축열하는 구성요소로써 금속재질, 예를 들어 알루미늄 재질의 축열파이프(152) 다수가 배열되어 형성되는 구성요소이다. 축열파이프(152)에는 하나 또는 둘 이상(도시된 도면에서는 3개)의 금속파이프(152a) 또는 금속줄과 축열재(152b)가 내포된다. 금속파이프(152a) 또는 금속줄은 다양한 재질의 금속으로 형성될 수 있으나, 열전도성이 높은 구리재질을 사용하는 것이 바람직하다. 축열재(152b)는 금속파이프(152a) 또는 금속줄의 주위에 다수로 배치되는데, 본 발명에서는 축열재(152b)로 자연석이나 인조석 등과 같은 석재(石材)를 사용하게 된다. 특히, 열을 빨리 축적시키고 장시간 열을 보유할 수 있는 석재를 사용하는 것이 좋다. The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치가 온수난방장치와 연결되어 온수, 난방용으로 사용되는 것을 나타낸 구조도이고, 도 5는 도 4에 도시된 온수난방장치의 분해사시도이다. 여기서, 도 4는 온수난방장치(200)를 잘 나타낼 수 있도록 유리커버(120)와 집광부(130)를 제외하였으며, 케이스(110)의 일부를 절개하여 도시한 것이다.Figure 4 is a structural diagram showing that the solar energy heat storage device according to an embodiment of the present invention is used for hot water, heating is connected to the hot water heating device, Figure 5 is an exploded perspective view of the hot water heating device shown in FIG. Here, FIG. 4 excludes the
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 태양광에너지 축열장치(100)에 연결되어 사용되는 온수난방장치(200)는 온수저장부(210)와 난방수저장부(230) 및 순환펌프(260)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the hot
온수저장부(210)는 외부로부터 물을 공급받아 저장하고, 건축물(B)의 온수배관(220)과 연결되어 사용자가 원할 때 온수를 사용할 수 있도록 공급하는 구성요소 이다. 온수저장부(210)는 축열부(150)의 한쪽, 도시된 도면에서는 축열부(150)의 상면 일부에 접하도록 배치된다. 이에, 집광부(130)로부터 집광되는 태양광에 의해 축열부(150)가 축열하게 되면 축열부(150)와 열교환되어 저장된 물이 온수로 변환된다. 여기서, 온수저장부(210)가 위치한 부분 바로 상측에 배치되는 렌즈(134)는 약간의 각도를 갖도록 배치하여 태양광이 온수저장부(210)에 의해 가려지지 않는 축열부(150) 부분(도면상 축열부의 중앙부)에 집광되도록 구성할 수도 있고, 이 외에 온수저장부(210)에 집광시킬 수 있는 촛점거리를 갖는 렌즈(134)를 사용할 수도 있다.The hot
이러한 온수저장부(210)는 주름관(212)과 순환관(214) 및 덮개(216)를 포함하여 구성된다. 주름관(212)은 금속재질, 예를 들어 스테인리스 재질로 형성되어 케이스(110)의 내측 둘레를 따라 나선형으로 수용된다. 이와 같은 주름관(212)을 사용함으로써 일반적인 원형 파이프를 사용하는 것보다 높은 온도의 열을 유지하는데 효과적이다. 순환관(214)은 주름관(212) 내에 배치되고, 내부에 물이 저장되어 순환된다. 순환관(214) 또한 금속재질로 형성되는데, 예를 들어 구리재질의 동파이프를 사용하여 열효율을 높임과 동시에 녹물이 발생하지 않도록 하는 것이 좋다. 한편, 덮개(216)는 다수 개가 마련되어 주름관(212)의 외면 일부를 감싸 주름관(212)의 유동을 방지하게 되며, 덮개(216) 또한 금속재질, 예를 들어 알루미늄 재질을 사용하여 온수저장부(210)의 높은 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The hot
난방수저장부(230)는 건축물(B)의 난방수배관(240)에 연결되어 사용자가 원 하거나 외부 온도가 일정 온도 이하일 때 건축물(B)의 난방을 할 수 있도록 하는 구성요소이다. 난방수저장부(230)는 전술한 온수저장부(210)와 동일한 구성으로 형성되므로 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 난방수저장부(230)는 온수저장부(210)와는 다른 쪽, 도시된 도면에서는 축열부(150)의 하면에 접하도록 배치되어 온수저장부(210)와 마찬가지로 태양광에 의해 축열한 축열부(150)와 열교환되어 내부의 난방수를 데우게 된다. 난방수는 일반적인 수돗물을 사용할 수도 있으나, 본 발명에서는 온수와 난방수를 구분하여 난방수는 사용자가 온수와 같이 사용하는 것이 아니므로 겨울철 동파를 방지할 수 있도록 부동액을 적절하게 섞어서 사용하게 된다. 난방수배관(240)은 통상의 보일러와 같이 난방수가 건축물(B)에 공급되는 통로를 형성하는 난방수공급관(242)과, 건축물(B)을 통과하여 다시 난방수저장부(230)로 환수되는 난방수환수관(244)을 포함하며, 난방수환수관(244)에는 배관 내의 공기를 배출시킬 수 있도록 에어배출밸브가 형성될 수 있다. 이와 같이 건축물(B)에 공급되는 난방수는 분배기(246)에 의해 사용자가 필요로 하는 곳, 예를 들어 방이나 거실, 주방 등에 공급된다.The heating
온수저장부(210)와 난방수저장부(230)는 물공급관(250)을 통해 외부의 물을 공급받아 사용하게 된다. 물공급관(250)은 통상 사용되는 상수도에 연결되어 물의 공급을 제어할 수 있는 밸브(252)가 마련되고, 난방수저장부(230)에 연결되는 배관에는 부동액을 섞을 수 있도록 난방수보충구(254)가 포함된다. 이러한 물공급관(250)에는 겨울철 동파를 방지할 수 있도록 별도의 전열선이 마련될 수 있다.The hot
이와 같이 본 발명에서 사용되는 온수난방장치(200)는 온수저장부(210)와 난 방수저장부(230)의 사이에 축열부(150)를 둠으로써 난방수와 온수를 분리하여 사용하게 된다. 이에, 사용자가 온수를 사용하더라도 난방수의 온도가 저하되지 않게 되고, 난방수에 부동액을 사용할 수 있어서 겨울철 동파를 방지할 수 있게 된다.As described above, the hot
순환펌프는 도시된 도면상 온수난방장치(200)의 배면에 배치되어 도시되지 않았으나 통상의 보일러 등에서 사용되는 것과 같이 난방수저장부(230)에 저장되어 있는 난방수를 난방수배관(240)을 통해 순환시키는 구성요소이다. 이러한 순환펌프는 외기온도를 측정하는 센서가 포함되어 센서에 의해 측정된 외기온도가 설정된 온도 이하일 경우 작동되도록 구성될 수 있다.Although the circulation pump is not shown and disposed on the rear surface of the hot
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치(100)를 이용하던 중 겨울철이나 흐리거나 비가 오는 등 태양광에너지를 받지 못할 경우를 위해 보조적으로 외부로부터 전기를 공급받아 동작되는 보조전열수단을 배치할 수 있다. 본 발명에서는 보조전열수단으로써 제1 및 제 2 보조전열수단(160, 170)을 사용하게 된다. On the other hand, while using the solar energy
제1 보조전열수단(160)은 케이스(110) 내에 배치되어 케이스(110) 내의 공기에 열을 공급하게 된다. 제1 보조전열수단(160)은 사용자의 제어에 의해 동작할 수도 있으나, 케이스(110) 내의 공기의 온도를 측정하는 센서를 두어 센서에 의해 측정된 케이스(110) 내의 온도가 설정된 온도 이하일 경우 동작하도록 구성될 수 있다.The first auxiliary heat transfer means 160 is disposed in the
그리고, 제2 보조전열수단(170)은 축열부(150)와, 온수저장부(210) 및 난방수저장부(230)에 접하도록 배치되어 동시에 축열부(150)와, 온수저장부(210) 및 난 방수저장부(230) 모두 열을 공급받을 수 있도록 동작하게 된다. 제2 보조전열수단(170) 또한 사용자의 제어 외에 온수저장부(210) 또는 온수저장부(210) 내의 온수의 온도를 측정하는 센서를 포함하도록 하고, 센서에 의해 측정된 온도가 설정된 온도 이하일 경우 동작하도록 구성될 수 있다.The second auxiliary heat transfer means 170 is arranged to be in contact with the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치가 발전장치와 연결되어 발전용으로 사용되는 것을 나타낸 사시도이다. 이때, 발전장치(300)의 한쪽 측벽을 제외하여 내부의 구성을 살펴볼 수 있도록 도시하였다.6 is a perspective view showing that the solar energy storage device according to an embodiment of the present invention is used for power generation in connection with a power generation device. At this time, except for one side wall of the
도 6을 살펴보면, 태양광에너지 축열장치(100)에 연결되어 사용되는 발전장치(300)는 몸체(310)와 터빈(320), 속도증감기(330), 발전기(340) 및 축전지(350)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 6, the
몸체(310)는 집광되는 태양광에 의해 축열된 축열부(150)에서 발산되는 열에 의하여 내부의 공기를 데워지고, 데워진 공기가 상승하는 통로를 형성하는 구성요소이다. 몸체(310) 내에는 하기에 서술하는 터빈(320)측을 향해 데워진 공기가 집중될 수 있도록 유도하는 경사면(312)이 형성된다. 여기서, 축열부(150)는 몸체(310) 내의 공기와 접하는 면적을 넓힐 수 있도록 더 길게 형성되는 것이 바람직하며, 도시된 도면에서는 축열부(150)가 몸체(310)의 상측으로 꺾여서 더 길게 형성되도록 구성하였다. 또한, 몸체(310) 내에는 축열부(150)와 연결되거나, 축열부(150)에 근접하는 위치에 다수의 공기유도연통(314)을 배치하여 터빈(320) 측까지 데워진 공기를 유도할 수 있도록 구성된다.The
터빈(320)은 하나 또는 둘 이상의 개수로 구비되어 몸체(310)의 내부 상측에 배치된다. 터빈(320)은 몸체(310)에서 데워진 공기가 상승하는 힘에 의해 회전하게 되며, 터빈(320)을 회전시킨 공기는 터빈(320) 전면에 개방되어 있는 창을 통해 외부로 배출된다.
속도증감기(Speed increaser, 330)는 데워진 공기의 상승력에 의해 회전되는 터빈(320)의 회전축(322)과 제1 밸트(332)에 의해 연결되어 터빈(320)의 회전에 따라 동작된다. 데워진 공기의 상승력에 의해서는 터빈(320)이 저속으로 회전하게 되므로 발전에 필요한 속도를 얻기 어렵다. 이에 따라 속도증감기(330)를 이용하여 발전에 필요한 회전속도를 얻게 된다.The
발전기(340)는 제2 밸트(342)에 의해 속도증감기(330)와 연결되어 발전을 하게 되고, 축전지(350)는 발전기(340)에서 생성된 전기를 저장한다.The
한편, 몸체(310) 내에는 겨울철이나 흐리거나 비가 오는 등 태양광에너지를 받지 못할 경우를 위해 전술한 온수난방장치에서 사용되는 것과 같은 보조전열수단을 마련할 수도 있다.On the other hand, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치가 온수난방장치 및 발전장치와 연결되어 온수, 난방용 및 발전용으로 사용되는 것을 나타낸 도이다.7 is a view showing that the solar energy heat storage device according to an embodiment of the present invention is used for hot water, heating, and power generation in connection with a hot water heating device and a power generation device.
도 7에 나타나는 바와 같이, 태양광에너지 축열장치(100)가 사용된 온수난방장치(200)와 발전장치(300)가 전기적으로 연결되어 배치된다.As shown in FIG. 7, the hot
온수난방장치(200)의 경우 난방수를 순환시키는 순환펌프(260)라던가, 겨울철이나 흐리거나 비가 오는 등 태양광에너지를 받지 못할 경우 외부에서 전원을 공급받아 온수 변환 및 난방수를 데우는데 필요한 열을 제공하는 제1 및 제 2 보조전열수단(160, 170)이 포함되어 있다.In the case of the hot
여기에, 태양광에너지 축열장치(100)가 사용된 발전장치(300)를 연결함으로써 외부에서 전원을 공급받지 않고 발전장치(300)의 발전기(340)에서 생성되는 전기나 축전지(350)에 저장된 전기를 순환펌프(260)에 공급하도록 구성할 수 있으며, 겨울철이나 흐리거나 비가 오는 등 태양광에너지를 받지 못할 경우 축전지(350)에 저장된 전기를 제1 및 제 2 보조전열수단(160, 170)에 공급하도록 구성할 수 있는 것이다.Here, the solar
이 외에 온수난방장치(200)의 케이스(110)나, 유리커버(120), 물공급관(250)에 전열선 등을 사용하는 경우에도 발전기(340)에서 생성되는 전기나 축전지(350)에 저장된 전기를 공급하여 사용할 수도 있다.In addition, even when a heating wire or the like is used for the
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a solar energy storage device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 태양광에너지 축열장치의 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view of the solar energy storage device shown in FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치에서 사용될 수 있는 유리커버의 예들을 나타낸 도이다.3 is a view showing examples of the glass cover that can be used in the solar energy storage device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치가 온수난방장치와 연결되어 온수, 난방용으로 사용되는 것을 나타낸 구조도이다.Figure 4 is a structural diagram showing that the solar energy heat storage device according to an embodiment of the present invention is used for hot water, heating is connected to the hot water heating device.
도 5는 도 4에 도시된 온수난방장치의 분해사시도이다.5 is an exploded perspective view of the warm water heating device shown in FIG. 4.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치가 발전장치와 연결되어 발전용으로 사용되는 것을 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view showing that the solar energy storage device according to an embodiment of the present invention is used for power generation in connection with a power generation device.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광에너지 축열장치가 온수난방장치 및 발전장치와 연결되어 온수, 난방용 및 발전용으로 사용되는 것을 나타낸 도이다.7 is a view showing that the solar energy heat storage device according to an embodiment of the present invention is used for hot water, heating, and power generation in connection with a hot water heating device and a power generation device.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100: 태양광에너지 축열장치 110: 케이스100: solar energy storage device 110: case
120: 유리커버 122: 전열선120: glass cover 122: heating wire
130: 집광부 132: 고정대130: light collecting unit 132: fixing stand
132a: 결합홀 134: 렌즈132a: coupling hole 134: lens
140: 반사판 150: 축열부140: reflector 150: heat storage unit
152: 축열파이프 152a: 금속파이프152:
152b: 축열재 160: 제1 보조전열수단152b: heat storage material 160: first auxiliary heat transfer means
170: 제2 보조전열수단 200: 온수난방장치170: second auxiliary heating means 200: hot water heating device
210: 온수저장부 212: 주름관210: hot water storage unit 212: corrugated pipe
214: 순환관 216: 덮개214: circulation pipe 216: cover
220: 온수배관 230: 난방수저장부220: hot water pipe 230: heating water storage unit
240: 난방수배관 242: 난방수공급관240: heating water supply pipe 242: heating water supply pipe
244: 난방수환수관 246: 분배기244: heating return pipe 246: distributor
250: 물공급관 252: 밸브250: water supply pipe 252: valve
254: 난방수보충구 300: 발전장치254: heating water supplement 300: generator
310: 몸체 312: 경사면310: body 312: slope
314: 공기유도연통 320: 터빈314: air induction communication 320: turbine
322: 회전축 330: 속도증감기322: axis of rotation 330: speed increase
332: 제1 밸트 340: 발전기332: first belt 340: generator
342: 제2 밸트 350: 축전지342: second belt 350: storage battery
B: 건축물 C: 받침대B: Building C: Pedestal
H: 단열재H: insulation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20150218 Year of fee payment: 4 |
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FPAY | Annual fee payment |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |