KR101168542B1 - Solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment and control method thereof - Google Patents

Solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101168542B1
KR101168542B1 KR1020110016058A KR20110016058A KR101168542B1 KR 101168542 B1 KR101168542 B1 KR 101168542B1 KR 1020110016058 A KR1020110016058 A KR 1020110016058A KR 20110016058 A KR20110016058 A KR 20110016058A KR 101168542 B1 KR101168542 B1 KR 101168542B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
temperature
heat
heat storage
storage tank
Prior art date
Application number
KR1020110016058A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
허정선
김성갑
배내수
Original Assignee
주식회사 경동나비엔
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 경동나비엔 filed Critical 주식회사 경동나비엔
Priority to KR1020110016058A priority Critical patent/KR101168542B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101168542B1 publication Critical patent/KR101168542B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/005Hot-water central heating systems combined with solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1042Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/02Hot-water central heating systems with forced circulation, e.g. by pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/10Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1008Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02Fluid distribution means
    • F24D2220/0207Pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02Fluid distribution means
    • F24D2220/0235Three-way-valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04Sensors
    • F24D2220/042Temperature sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04Sensors
    • F24D2220/046Pressure sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/08Storage tanks
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Abstract

PURPOSE: A hot water system using solar heat equipped with a heat storage tank for each apartment house is provided to prevent the overheating as water is drained through a 2-way valve, and cold water is supplied. CONSTITUTION: A hot water system using solar heat comprises a solar collection unit(100), an unit household management unit(200), and a pipe unit(400). The pipe unit comprises first and second pipes, a solar collector temperature sensor, a first 2-way valve, a heat medium tank, a circulation pump(P2), and a pressure sensor. The firs pipe connects the inlet and outlet of a solar heat collector, and comprises a closed loop. The solar collector temperature sensor is installed in the outlet of the first pipe. The second pipe is branched from the first pipe in parallel, and connected to a heat storage tank for each household. The first 2-way valve is installed in the second pipe, and controlled by a controller(220). The heat medium tank supplements a thermal medium under the control of a main controller(320). The pressure sensor transmits signals to the main controller by measuring the internal pressure of the thermal medium.

Description

공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템 및 그 제어방법{SOLAR THERMAL ENERGY HOT WATER SYSTEM EQUIPPED HEAT STORAGE TANK IN APARTMENT AND CONTROL METHOD THEREOF}SOLAR THERMAL ENERGY HOT WATER SYSTEM EQUIPPED HEAT STORAGE TANK IN APARTMENT AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아파트와 같은 공동주택에서 단위세대별로 축열탱크를 구비하여 태양열 에너지를 활용함으로써 에너지효율을 높이고, 온수 사용에 따른 비용을 절감할 수 있도록 개선된 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar hot water system having a heat storage tank for each unit of a multi-family housing and a control method thereof, and more particularly, to provide energy efficiency by using a heat storage tank for each unit in a multi-family housing such as an apartment. The present invention relates to a solar hot water system equipped with a heat storage tank for each unit of an apartment house improved to increase the cost and to reduce the cost of using hot water, and a control method thereof.
주지된 바와 같이, 난방 및 온수공급 등을 목적으로 사용되고 있는 온수시스템은 주로 연탄, 기름, 가스 및 전기 등을 연료로 사용하는 보일러 시스템 형태로 개발되어 왔다.As is well known, hot water systems used for heating and hot water supply, etc. have been developed mainly in the form of boiler systems that use briquettes, oil, gas and electricity as fuel.
그런데, 갈수록 심화되고 있는 화석연료의 고갈과 대체 에너지 자원의 확보 차원에서 많은 연구들이 거듭되었으며, 그 일환으로 태양열 에너지에 관심이 고조되고 있다.However, many studies have been conducted in order to deplete fossil fuels and secure alternative energy resources, and as a result, interest in solar thermal energy is increasing.
이에 따라, 국내 실용신안등록출원 제1992-17798호(태양열 온수기), 제1993-20337호(태양열 온수기) 및 제1993-20093호(태양열 온수기를 이용한 난방장치) 등이 개시되었는데, 이들은 주로 열매체로 집열하여 일체형 또는 분리형 축열조에 저장하는 방식으로서 그 구성방식 및 구조가 단순하게 되어 있다.Accordingly, Korean Utility Model Registration Application Nos. 1992-17798 (solar water heaters), 193-20337 (solar water heaters) and 193-20093 (heating devices using solar water heaters) have been disclosed. As a method of collecting and storing in an integrated or separate heat storage tank, its configuration and structure are simplified.
또한, 이들 개시 기술들은 단순히 태양열만을 이용하기 때문에 악천후 및 심야시간 대의 집열불능 상황에 대한 대안이 없는 상태로 구성되어 있는 바, 이를 해소하기 위해 상기 일체형 또는 분리형 축열조의 용량을 늘릴 경우에는 설치 및 시공코스트가 과도하게 많이 든다는 문제점이 있었고, 또한 실제적으로 안정적이고 경제적인 열공급을 하기에는 적절하지 못했다.In addition, these disclosed technologies simply use solar heat, and thus are configured in a state where there is no alternative to poor heat collection and inability to collect during late-night hours. To solve this problem, when the capacity of the integrated or separate heat storage tank is increased, installation and construction are performed. The problem was that the cost was excessively high, and it was also not practical to provide a stable and economical heat supply.
다른 예로, 국내 공개특허 제1999-0039418호 및 등록실용 제0269572호가 개시된 바 있는데, 이들은 구조물의 외부에 태양열을 집열하도록 마련된 집열기에서 가열된 열매체가 온도센서에 따라 순환펌프를 동작시켜 집열기에서 발생한 열을 축열탱크로 이송시키며 축열탱크 내에서 열교환을 통해 저장된 물을 가열하는 형태를 갖지만, 태양열을 집열하는 집열기가 집광셀 또는 진공유리관식 집열판을 다수개 배열한 평판형 구조이기 때문에 집열기 설치에 따른 공간상 제약 때문에 실용성이 매우 낮았다.As another example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-0039418 and Registered Room No. 0269572 have been disclosed. They are heat generated in a collector arranged to collect solar heat on the outside of a structure by operating a circulation pump according to a temperature sensor to generate heat generated in the collector. Is transferred to the heat storage tank and heats the stored water through heat exchange in the heat storage tank, but since the heat collector for collecting solar heat is a flat panel structure in which a plurality of condensing cells or vacuum glass tubular heat collecting plates are arranged, Practical use was very low due to space limitations.
이를 개량한 기술로, 등록특허 제0801321호가 개시되었다.As a technology to improve this, the registered patent No. 00801321 has been disclosed.
하지만, 상기 개량 기술은 공간상 제약을 해소하는데 중점을 둔 것이어서, 아파트와 같은 공동주택에서 태양열 온수시스템 구축시 에너지 효율이 떨어지고, 단위세대에만 국한된 단순한 온수시스템에 불과하여 더욱 더 효율적인 시스템으로의 개선이 요구되었다.However, the improvement technology is focused on solving the space constraints, so that the energy efficiency is low when constructing a solar hot water system in an apartment house such as an apartment, and it is a simple hot water system that is limited to unit households. This was required.
특히, 다수의 단위세대들이 집합된 공동주택에서 각 단위세대별로 태양열에너지를 효과있게 활용할 수 있도록 체계적인 시스템으로 제시된 예는 드물었다.In particular, there have been few examples of a systematic system for effectively utilizing solar thermal energy for each unit generation in a multi-unit housing complex.
뿐만 아니라, 이제까지 개시된 대부분의 태양열 온수시스템 관련 기술은 열매체로 부동액을 사용하고 있는데, 이 열매체가 사용중 온도에 따라 배관 내부에서 기화되면서 강력한 압력 상승을 초래하여 설비사고를 유발하거나 혹은 순환펌프가 동작되지 못하도록 동작불량을 야기하는 경우가 빈번하였다.In addition, most of the solar hot water system related technologies disclosed so far use antifreeze as a heat medium, which is vaporized inside the pipe depending on the temperature in use, causing a strong pressure rise, which may cause an accident or circulating pump. Frequent malfunctions have occurred.
이를 해결하기 위해서는 태양열 집열기에 방열판을 설치하거나 혹은 집열판 자체에 커튼을 설치하는 등 다양한 형태로 태양열 집열기를 냉각시켜야 하는데 이러한 설비 추가에 따른 비용급증은 물론 부대 설비 운용에 따른 과도한 전기세 부담, 설비 자체가 고가인 점 등 많은 한계가 있었다.
To solve this problem, it is necessary to cool the solar collector in various forms such as installing a heat sink on the solar collector or installing a curtain on the collector plate itself. There were many limitations such as high price.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 다수의 단위세대가 밀집된 공동주택에서 가장 효율적인 단위세대별 태양열 온수시스템을 구축하고자 창출된 것으로, 각 단위세대에 설치된 보일러 시스템과 태양열 시스템을 혼용하여 에너지 소비를 줄이고, 효율적인 에너지 활용을 극대화시키며, 에너지 사용에 따른 비용도 절감하고, 시스템의 안정성을 높여 장수명화를 가능하게 한 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템 및 그 제어방법을 제공함에 주된 목적이 있다.
The present invention was created in order to build the most efficient solar hot water system for each unit household in a multi-unit dwelling house in consideration of all the problems of the prior art as described above, a boiler system and a solar system installed in each unit household Solar hot water system equipped with a heat storage tank for each unit generation of a multi-family house that reduces energy consumption, maximizes the efficient use of energy, reduces the cost of energy use, and increases the stability of the system, thereby enabling long life. The main purpose is to provide a control method.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 공동주택에서 단위세대별로 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템에 있어서, 태양열을 집열하는 태양열 집열기를 구비한 태양열 집열부와; 상기 태양열 집열기를 통해 집열된 열에너지를 공급받아 축열하는 단위세대별 축열탱크, 단위세대별 축열탱크의 상단과 하단에 각각 설치된 단위세대 상부 및 하부온도센서, 각 단위세대에 난방용으로 설치된 보일러, 단위세대별 축열탱크의 온수를 상기 보일러와 연계하여 인출하도록 설치된 삼방밸브, 상기 단위세대 상부온도센서에서 검출된 온도값에 따라 상기 삼방밸브의 개도를 제어하는 단위세대별 컨트롤러를 포함하는 단위세대 관리부와; 상기 단위세대 하부온도센서의 검출 온도값과 집열기 온도센서의 검출 온도값을 비교하여 그 차이값에 따라 순환펌프를 차온제어 여부를 결정하고, 상기 단위세대별 컨트롤러를 제어하도록 공동주택의 기계실에 설치되는 메인컨트롤러와; 상기 태양열 집열기의 출구측과 입구측을 연결하여 열매체가 순환하는 폐회로를 구성하는 제1배관, 상기 제1배관의 출구측에 설치된 집열기 온도센서, 상기 제1배관으로부터 병렬 분기되어 각 단위세대별 축열탱크에서 열교환되게 연결된 제2배관, 상기 제2배관에 각각 설치되고 단위세대별 컨트롤러에 의해 제어되는 제1이방밸브, 제1배관의 입구측에 설치되고 메인컨트롤러의 제어하에 열매체를 보충하는 열매체탱크와 가압펌프 및 열매체를 환류시키는 순환펌프, 제1배관의 입구측에 설치되고 열매체의 내부압을 측정하여 메인컨트롤러로 신호전송하는 압력센서를 포함하는 배관부;로 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar hot water system having a heat storage tank for each unit generation in a multi-family house, comprising: a solar heat collector including a solar heat collector that collects solar heat; The heat storage tank for each unit generation receiving and receiving heat energy collected through the solar collector, the unit generation upper and lower temperature sensors respectively installed at the top and bottom of the heat storage tank for each unit generation, the boiler installed for heating in each unit generation, and the unit generation A unit generation management unit including a three-way valve installed to draw hot water of each heat storage tank in association with the boiler, and a unit-generation controller for controlling the opening degree of the three-way valve according to the temperature value detected by the unit temperature upper temperature sensor; The detection temperature value of the lower unit temperature sensor and the detected temperature value of the collector temperature sensor are compared to determine whether to control the circulation pump according to the difference value, and installed in the machine room of the apartment house to control the controller for each unit generation. A main controller; A first pipe constituting a closed circuit in which a heat medium circulates by connecting an outlet side and an inlet side of the solar collector, a heat collector temperature sensor installed at an outlet side of the first pipe, and branched in parallel from the first pipe to accumulate heat for each unit generation The second anisotropic valve connected to the heat exchanger in the tank, the first anisotropic valve respectively installed in the second pipe and controlled by a unit-specific controller, and the heat medium tank installed at the inlet side of the first pipe and supplementing the heat medium under the control of the main controller. And a circulating pump for refluxing the pressurized pump and the heat medium, and a pipe part installed at an inlet side of the first pipe and including a pressure sensor measuring the internal pressure of the heat medium and transmitting a signal to the main controller. It provides a solar hot water system equipped with a heat storage tank for each generation.
이때, 상기 배관부를 구성하는 제1배관의 입구측에는 열매체의 부피팽창시 내부압을 완충하는 버퍼로서, 팽창탱크가 더 구비된 것에도 그 특징이 있다.At this time, the inlet side of the first pipe constituting the pipe portion as a buffer for buffering the internal pressure during the volume expansion of the heat medium, characterized in that the expansion tank is further provided.
또한, 상기 배관부를 구성하는 제1배관의 입구측에는 상기 압력센서에서 검출된 압력값이 설정치 이상이 될 경우 상기 메인컨트롤러의 제어하에 제1배관의 말단을 릴리프시키는 드레인이 더 구성된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the inlet side of the first pipe constituting the pipe portion is characterized in that the drain is further configured to relief the end of the first pipe under the control of the main controller when the pressure value detected by the pressure sensor is more than the set value. have.
뿐만 아니라, 상기 단위세대별 축열탱크의 하단에는 유입되는 직수를 디퓨징시켜 온도 성층화를 유도하는 디퓨저가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the lower end of the heat storage tank for each unit generation is characterized in that the diffuser is further installed to induce temperature stratification by diffusing the incoming water.
나아가, 본 발명은 상기에 기재된 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템을 제어하는 방법에 있어서; 태양열 집열기를 통해 태양열을 집열하는 집열 단계와; 상기 집열 단계에서 집열된 열을 각 단위세대별 축열탱크로 순환시켜 축열하되, 단위세대 하부온도센서로부터 검출된 온도값과 집열기 온도센서에서 검출된 온도값을 비교하여 온도차가 설정치 이상이면 순환펌프를 가동시키고, 일정온도 이하이면 순환펌프를 오프시키는 형태로 차온제어함과 동시에 단위세대 하부온도센서로부터 검출된 온도값과 집열기 온도센서로부터 검출된 온도값의 차이가 일정치 이상이면 제1이방밸브를 개방하고, 일정온도 이하이면 제1이방밸브를 폐쇄하는 형태로 축열제어하는 단위세대별 축열단계;로 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템의 제어방법도 제공한다.Furthermore, the present invention provides a method for controlling a solar hot water system equipped with a heat storage tank for each unit generation described above; A collecting step of collecting solar heat through the solar collector; The heat collected in the collecting step is circulated to the heat storage tank for each unit generation, and the heat storage is performed. When the temperature difference is higher than the set value by comparing the temperature value detected from the lower unit temperature sensor with the temperature collector temperature sensor, the circulation pump is operated. Turn on the circulating pump when the temperature is below a certain temperature, and control the temperature difference. When the difference between the temperature value detected by the unit temperature lower temperature sensor and the temperature value detected by the collector temperature sensor is higher than the predetermined value, It also provides a control method for a solar hot water system equipped with a heat storage tank for each unit generation of the apartment house, characterized in that the heat storage step of opening, and the heat storage control in the form of closing the first anisotropic valve when the temperature is below a predetermined temperature. do.
이 경우, 상기 집열 단계에서, 압력센서의 측정값이 설정압력 이하이면 제1배관 내부의 열매체량이 부족한 경우이므로 가압펌프를 가동하고, 동시에 순환펌프를 가동하며, 이방밸브를 개방하여 열매체탱크에 저장된 열매체를 일정량 공급하도록 제어하고; 상기 압력센서에서 측정된 압력이 설정압력 이상이면 이방밸브를 닫고, 가압펌프는 오프하며, 순환펌프 차온제어 조건으로 전환시키도록 제어하는 것에도 그 특징이 있다.In this case, in the collecting step, if the measured value of the pressure sensor is less than the set pressure, the heat medium in the first pipe is insufficient. Therefore, the pressure pump is operated, the circulation pump is operated at the same time, and the anisotropic valve is opened to store in the heat medium tank. Controlling to supply a certain amount of heat medium; When the pressure measured by the pressure sensor is higher than the set pressure, the anisotropic valve is closed, the pressurized pump is turned off, and the control to switch to the circulation pump temperature control condition is also characterized by the feature.
아울러, 상기 단위세대별 축열단계에서, 온수의 사용은 단위세대 상부온도센서로부터 검출된 온도값이 일정온도 이상이면 삼방밸브를 온수 부하방향으로 개방하여 단위세대별 축열탱크의 온수를 믹싱밸브에서 직수와 혼합 사용하고; 상기 단위세대 상부온도센서로부터 검출된 온도값이 일정온도 이하여서 온수로 사용하기 부적당할 경우, 삼방밸브를 보일러 방향으로 개방되여 단위세대별 축열탱크 내부의 물을 보일러로 보충 가열한 후 믹싱밸브에서 직수와 혼합 사용하도록 하는 것에도 그 특징이 있다.
In addition, in the heat storage step for each unit generation, the use of hot water is to open the three-way valve in the direction of the hot water load direction when the temperature value detected from the unit temperature upper temperature sensor is above a certain temperature to direct the hot water of the heat storage tank for each unit generation from the mixing valve Mixed with; If the temperature value detected from the unit temperature upper temperature sensor is below a certain temperature and is not suitable for use as hot water, the three-way valve is opened in the direction of the boiler so that the water inside the heat storage tank for each unit generation is heated with a boiler and then mixed in the mixing valve. It is also characterized by mixing with direct water.
본 발명에 따르면, 콘덴싱 보일러 시스템과 태양열 온수시스템이 접목되어 사용되므로 화석연료의 소모를 최소화하고 효율적인 온수시스템을 구축할 수 있고, 마이콤 제어방식을 통한 시스템과 제품간 유기적인 제어가 가능하며, 전력소비를 줄이고, 신뢰성이 향상되며, 에너지 효율이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
According to the present invention, the condensing boiler system and the solar hot water system are used in combination, thereby minimizing the consumption of fossil fuel and constructing an efficient hot water system, and the organic control between the system and the product through the microcomputer control method is possible. It can reduce the consumption, improve the reliability and increase the energy efficiency.
도 1은 본 발명에 따른 공동주택의 단위세대별 태양열 온수시스템을 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공동주택의 단위세대별 태양열 온수시스템의 구체적인 계통도이다.
1 is a schematic configuration diagram showing a solar hot water system for each unit of a multi-family house according to the present invention.
Figure 2 is a specific system diagram of the solar hot water system for each unit of a multi-family house according to the present invention.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 공동주택의 단위세대별 태양열 온수시스템을 보인 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a solar hot water system for each unit of a multi-family house according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템은 태양열을 집열하는 태양열 집열부(100)와, 상기 태양열 집열부(100)를 통해 집열된 태양열에너지를 공급받아 공동주택의 각 단위세대별로 활용하도록 구성된 단위세대 관리부(200)와, 상기 태양열 집열부(100)와 각 단위세대 관리부(200)를 연결하여 열에너지를 전달하는 배관부(400)를 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 1, the solar hot water system provided with a heat storage tank for each unit generation of a multi-family house according to the present invention includes a solar heat collecting unit 100 for collecting solar heat and a heat collecting unit through the solar heat collecting unit 100. A unit generation management unit 200 configured to receive the supplied solar energy and utilize each unit household of the apartment house, and a pipe unit 400 connecting the solar heat collecting unit 100 and each unit household management unit 200 to transfer thermal energy. It is configured to include).
이때, 상기 태양열 집열부(100)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 아파트와 같은 주택의 옥상 또는 단위세대별 난간이나 베란다 등에 설치되는 태양열 집열기(110)와, 상기 태양열 집열기(110)를 순환하는 열매체를 통해 상기 태양열 집열기(110)로부터 얻은 열을 전달하도록 폐회로를 구성하는 제1배관(410)과, 상기 태양열 집열기(110)에서 얻은 열의 온도를 측정하도록 상기 태양열 집열기(110)를 순환하는 열매체의 출구측 제1배관(410) 상에 설치된 집열기 온도센서(T1) 및 상기 제1배관(410) 상의 적소에 설치되어 내부를 흐르는 열매체를 순환시키기 위한 순환펌프(P2)를 포함하여 구성된다.At this time, the solar collector 100 is a solar collector 110 installed on the roof of a house, such as an apartment, or a balustrade or porch for each unit, as shown in FIGS. 1 and 2, and the solar collector 110. The first heat pipe 410 constituting a closed circuit to transfer the heat obtained from the solar heat collector 110 through the heat medium circulating through the heat collector 110, and the solar heat collector 110 to measure the temperature of the heat obtained from the solar heat collector 110 Including a heat collector temperature sensor (T1) installed on the outlet side first pipe 410 of the circulating heat medium and the circulation pump (P2) for circulating the heat medium flowing inside installed in a location on the first pipe 410 It is composed.
이 경우, 상기 제1배관(410)은 상기 태양열 집열관(110)의 출구측으로부터 인출된 다음 다수의 각 단위세대별 축열탱크(210) 모두를 병렬로 연결한 다음 상기 태양열 집열기(110)의 입구측으로 인입되도록 배관되어 폐회로를 구성한다.In this case, the first pipe 410 is drawn out from the outlet side of the solar heat collecting pipe 110 and then connected all of the plurality of heat storage tanks 210 for each unit generation in parallel and then of the solar heat collector 110 Piped to enter the inlet side to form a closed circuit.
아울러, 상기 제1배관(410)으로부터 병렬 연결되도록 인출되는 다수의 제2배관(420)들은 각각 단위세대별 축열탱크(210) 내부에서 코일 형태로 다수회 권취되는 폐회로를 구성하여 열교환 효율을 높일 수 있도록 배관되며, 유량 조절 및 단속을 위해 제2배관(420)의 인입부에는 각각 정유량밸브(510)가 설치되고, 상기 정유량밸브(510)와 단위세대별 축열탱크(210) 사이에는 제1이방밸브(520)가 각각 설치된다.In addition, the plurality of second pipes 420 drawn out to be connected in parallel from the first pipe 410 may form a closed circuit wound a plurality of times in a coil form in the heat storage tank 210 for each unit generation to increase heat exchange efficiency. In order to control the flow rate and to control the flow rate, the inlet part of the second pipe 420 is provided with a constant flow rate valve 510, respectively, between the constant flow rate valve 510 and the heat storage tank 210 for each unit generation. First relief valves 520 are respectively installed.
이때, 정유량밸브(CONSTANT FLOW VALVE)란 관로를 통해 이동되는 유체의 유량 증가에 따라 유로 단면적을 줄여 그 후단으로 통과되는 유량을 일정하게 유지시키는 밸브로서, 설치 관로의 크기와 유량, 유속 등에 따라 유압 또는 스프링에 의해 작동되는 밸브체를 구비한 복잡한 구조의 것부터 고무 재질의 가변차단재를 구비한 간단한 구조에 이르기까지 다양한 종류의 것이 있다.At this time, CONSTANT FLOW VALVE is a valve that reduces the cross-sectional area of the flow path as the flow rate of the fluid moving through the pipe increases and maintains the flow rate to the rear end constant. There are a variety of types, ranging from complex structures with valve bodies actuated by hydraulic or spring to simple structures with variable barrier materials made of rubber.
본 발명에서는 유량손실을 막고, 정량 제어가 가능하도록 정유량밸브(510)를 사용한다.In the present invention, the flow rate valve 510 is used to prevent flow loss and to allow quantitative control.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 태양열 집열부(100)에는 손실되는 열매체를 보충하기 위한 수단이 구비되는데, 상기 수단은 안전밸브(132)와 이방밸브(134)를 구비한 열매체탱크(130)와, 열매체탱크(130)에 저장된 열매체를 공급하기 위한 가압펌프(P1)로 구성된다.In addition, as shown in Figure 2, the solar heat collector 100 is provided with means for replenishing the heat medium is lost, the means is a heat medium tank having a safety valve 132 and an anisotropic valve 134 ( 130, and a pressure pump (P1) for supplying the heat medium stored in the heat medium tank (130).
이때, 상기 열매체탱크(130)는 상기 안전밸브(132)를 통해 상기 제1배관(410)의 일부에서 분기되어 연결되며, 상기 가압펌프(P1)는 상기 열매체탱크(130) 내부에 저장된 열매체를 강제 펌핑하여 제1배관(410) 내부로 공급하기 위한 수단이다.At this time, the heat medium tank 130 is branched from a part of the first pipe 410 through the safety valve 132, the pressure pump (P1) is a heat medium stored in the heat medium tank 130 It is a means for forcibly pumping and supplying the inside of the first pipe 410.
이 경우, 상기 열매체탱크(130)와 안전밸브(132)의 접속 위치는 상기 제1배관(410)을 순환하는 열매체가 태양열 집열기(110)로 들어 가는 입구측에 설치됨이 효율성 측면에서 가장 바람직하다.In this case, the connection position of the heat medium tank 130 and the safety valve 132 is most preferably installed in the inlet side of the heat medium circulating the first pipe 410 to the solar collector 110 in terms of efficiency. .
그리고, 상기 열매체가 제1배관(410) 내부에서 압력이 급상승하거나 혹은 고온에서 기화되면서 순환펌프(P2)의 동작 불능을 야기시킬 수 있으므로 이를 방지하기 위해 1차적인 완충수단인 팽창탱크(150)가 더 구비되고, 이에 더하여 내부 압력을 검출할 수 있도록 압력센서(160)가 부가되며, 한계를 넘을 경우 에어 및 열매체 일부를 배출시켜 설비를 보호할 수 있도록 제1배관(410)의 태양열 집열기(110) 입구측에 에어 및 열매체의 일부를 드레인할 수 있는 구조를 갖는다.In addition, the heat medium may cause an inoperation of the circulation pump P2 as the pressure rises in the first pipe 410 or vaporizes at a high temperature, and thus, the expansion tank 150 as a primary buffer means to prevent this. Is further provided, in addition to the pressure sensor 160 is added to detect the internal pressure, the solar heat collector (1) of the first pipe 410 so as to protect the facility by discharging a portion of air and heat medium when the limit is exceeded ( 110) It has a structure in which a part of air and a heat medium can drain the inlet side.
또한, 후술되는 바와 같이 각 단위세대 관리부(200)에서도 상술한 태양열 집열부(100)에서와 같은 과열방지 기능, 즉 일종의 냉각기능을 갖춤으로써 사실상 태양열 집열기(100)의 과열을 막고, 제1배관(410) 내부를 관류하는 열매체의 급격한 압력변동이나 기화 현상을 억제하여 고효율적인 에너지 활용과 설비 고장을 막고, 설비의 장수명화를 달성할 수 있게 된다.
In addition, as described later, each unit generation management unit 200 also has the same overheat prevention function as that of the solar heat collecting unit 100 described above, that is, a kind of cooling function, thereby virtually preventing overheating of the solar heat collector 100 and the first pipe. (410) It is possible to suppress the rapid pressure fluctuations or vaporization of the heat medium flowing through the inside to prevent the high efficiency of energy utilization and equipment failure, and to achieve the long life of the equipment.
한편, 단위세대 관리부(200)는 단위세대별 축열탱크(210)와, 단위세대별 컨트롤러(220), 보일러(230) 및 상기 단위세대별 축열탱크(210)와 보일러(230) 간을 연결하여 난방수, 온수를 사용할 수 있도록 하는 다수의 배관들을 포함한다.On the other hand, the unit household management unit 200 is connected to the heat storage tank 210 for each unit, the controller 220, the boiler 230 for each unit, and the heat storage tank 210 for each unit and the boiler 230 by connecting It includes a number of pipes that allow the use of heating water and hot water.
이때, 상기 단위세대별 축열탱크(210)의 하단과 상단에는 단위세대별 축열탱크(210) 내부의 물 온도차를 확인하기 위한 단위세대 하부온도센서(T2')와 단위세대 상부온도센서(T3')이 각각 설치된다.At this time, the lower and upper units of the heat storage tank 210 for each unit generation unit unit lower temperature sensor (T2 ') and unit unit upper temperature sensor (T3') for checking the water temperature difference inside the heat storage tank 210 for each unit generation. Are installed respectively.
그리고, 상기 단위세대별 컨트롤러(220)는 후술되는 배관상에 설치되는 각종 밸브의 개도 혹은 개폐를 제어하기 위한 단위세대별 제어부로서 상기 단위세대 하부온도센서(T2')와 단위세대 상부온도센서(T3')에서 검출된 온도차이를 통해 밸브들의 개폐를 제어하게 된다.The unit generation controller 220 is a unit generation control unit for controlling the opening or opening of various valves installed on a pipe to be described later, wherein the unit generation lower temperature sensor T2 'and the unit generation upper temperature sensor ( The opening and closing of the valves are controlled through the temperature difference detected in T3 '.
뿐만 아니라, 상기 단위세대별 컨트롤러(220) 각각은 후술되는 메인컨트롤러(320)와 연결되어 제어되는데, 상기 메인컨트롤러(320)는 공동주택의 기계실 등에 설치될 수 있다.In addition, the controller 220 for each unit generation is connected to and controlled by the main controller 320 to be described later, the main controller 320 may be installed in the machine room of the apartment house.
아울러, 상기 보일러(230)는 콘덴싱 가스 보일러를 사용함이 바람직하다.In addition, the boiler 230 preferably uses a condensing gas boiler.
보다 구체적으로, 도 2를 참고하면, 직수관(240)을 통해 유입된 직수는 분기되어 단위세대별 축열탱크(210)의 하부와, 수도꼭지(T)로 공급되게 구성된다.More specifically, referring to FIG. 2, the direct water introduced through the straight pipe 240 is branched and configured to be supplied to the lower portion of the heat storage tank 210 for each unit and the faucet T.
이때, 상기 수도꼭지(T)로 분기된 직수는 믹싱밸브(244)를 통해 온수와 혼합될 수 있게 구성되며, 사용자의 선택에 따라 상기 수도꼭지(T)에서는 냉수를 쓸 수도 있고, 온수를 쓸 수도 있으며, 혹은 냉온수가 혼합된 물을 쓸 수도 있다.At this time, the direct water branched into the tap (T) is configured to be mixed with hot water through the mixing valve 244, according to the user's choice in the tap (T) may use cold water, hot water may be used You can also use a mixture of cold and hot water.
그리고, 단위세대별 축열탱크(210)의 상단에서 인출된 배수관(246)은 삼방밸브(250)와 연결되는데, 상기 삼방밸브(250)의 일단에는 보일러(230)의 온수관(232)이 연결되고, 타단에는 상기 믹싱밸브(244)와 연결된 연결관(248)이 배관된다.And, the drain pipe 246 drawn from the upper end of the heat storage tank 210 for each unit generation is connected to the three-way valve 250, the hot water pipe 232 of the boiler 230 is connected to one end of the three-way valve 250. On the other end, a connecting pipe 248 connected to the mixing valve 244 is piped.
여기에서, 상기 배수관(246)이 상기 삼방밸브(250)에 연결되기 전에 분기된 분기관(260)이 더 연결되고, 상기 분기관(260)은 드레인으로 연결되되, 단위세대별 컨트롤러(220)에 의해 개폐 제어되는 제2이방밸브(261)가 구비된다.Here, the branch pipe 260 branched before the drain pipe 246 is connected to the three-way valve 250 is further connected, the branch pipe 260 is connected to the drain, the controller per unit generation 220 The second anisotropic valve 261 which is controlled by opening and closing is provided.
따라서, 상기 단위세대별 축열탱크(210)가 과열될 경우 과열된 만큼의 증기나 혹은 물이 상기 분기관(260)을 통해 드레인되므로 과열이 방지된다.Therefore, when the heat storage tank 210 for each unit generation is overheated, the overheated steam or water is drained through the branch pipe 260, thereby preventing overheating.
물론, 상기 단위세대별 축열탱크(210)의 상단에는 드레인으로 연결된 안전배관(262) 및 안전밸브(264)가 구비됨은 당연하다 하겠다.Of course, it is a matter of course that the safety pipe 262 and the safety valve 264 connected to the drain are provided at the upper end of the heat storage tank 210 for each unit generation.
아울러, 상기 보일러(230)에 연결된 난방배관(234)은 기존과 동일하게 구성된다.In addition, the heating pipe 234 connected to the boiler 230 is configured in the same manner as before.
그리고, 상기 삼방밸브(250) 및 설명하지 않은 보일러(230) 제어용 실내온도조절기(236)은 모두 단위세대별 컨트롤러(220)와 연결되어 제어된다.In addition, the three-way valve 250 and the indoor temperature controller 236 for controlling the boiler 230, which are not described, are all connected to the unit generation-specific controller 220 and controlled.
뿐만 아니라, 상기 직수관(240)을 통해 직수가 단위세대별 축열탱크(210)의 하부로 공급될 때 디퓨저(미도시)를 이용하여 공급되게 함으로써 온도 성층화를 유도하고, 이를 통해 열효율을 높이도록 한 것도 본 발명의 특징 중 하나이다.In addition, when direct water is supplied to the lower portion of the heat storage tank 210 for each unit generation through the direct pipe 240, a temperature diffuser is induced by using a diffuser (not shown), thereby increasing thermal efficiency. One is also a feature of the invention.
다시 말해, 냉수인 직수가 고온으로 유지되고 있는 단위세대별 축열탱크(210)의 상부로 곧바로 공급되지 못하도록 디퓨징하여 단위세대별 축열탱크(210)의 하단부터 차례로 온도 구배를 이루면서 상부로 대류되게 함으로써 상부는 항상 고온이 유지되게 하고, 이를 통해 온수 사용 효율을 높일 수 있게 된다.In other words, the cold water is diffused so as not to be directly supplied to the upper portion of the heat storage tank 210 for each unit generation, which is maintained at a high temperature, and convection upwards while forming a temperature gradient from the bottom of the heat storage tank 210 for each generation. As a result, the upper portion is always maintained at a high temperature, thereby increasing the efficiency of using hot water.
이러한 이유 때문에 앞서 설명한 바와 같이, 단위세대 하부온도센서(T2')와 단위세대 상부온도센서(T3')를 이용하여 단위세대별 축열탱크(210)의 상부온도와 하부온도를 실시간 측정하는 것이다.For this reason, as described above, the upper and lower temperatures of the heat storage tank 210 for each unit generation are measured in real time using the unit generation lower temperature sensor T2 'and the unit generation upper temperature sensor T3'.
여기에서, 상기 디퓨저의 경우 이미 잘 알려져 있는 것이므로 굳이 구체적으로 언급할 필요가 없지만, 가장 보편화된 원형 디퓨저 혹은 하향 분사형 디퓨저가 바람직할 것이다.
Here, the diffuser is already well known and need not be specifically mentioned, but the most common circular diffuser or a downwardly sprayed diffuser will be preferable.
다른 한편, 메인컨트롤러(320)는 상기 단위세대별 컨트롤러(220) 및 앞서 설명한 안전밸브(132), 이방밸브(134), 가압펌프(P1), 순환펌프(P2), 압력센서(160), 집열기 온도센서(T1) 등도 제어한다.
On the other hand, the main controller 320 is the controller for each unit generation 220 and the safety valve 132, anisotropic valve 134, pressure pump (P1), circulation pump (P2), pressure sensor 160, The collector temperature sensor T1 is also controlled.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 방법으로 제어된다.The present invention made up of such a configuration is controlled in the following manner.
먼저, 태양열 집열기(110)를 통한 집열 단계가 수행된다.First, a heat collecting step through the solar collector 110 is performed.
상기 집열 단계는 태양열 집열기(110)를 통해 태양으로부터 태양열을 전도받아 상기 태양열 집열기(110) 내부를 순환하는 열매체로 열이 전달되는 단계이다.The collecting step is a step in which heat is transferred to a heat medium circulating inside the solar collector 110 by receiving solar heat from the sun through the solar collector 110.
이때, 열매체가 고열에 의해 기화되면서 배관 내부에서 극심한 압력 변동이 생길 수 있는데, 이와 같은 현상에 대비하여 다음과 같은 방식으로 제어할 수 있다.At this time, as the heat medium is evaporated by high heat, extreme pressure fluctuations may occur inside the pipe, and in preparation for such a phenomenon, it can be controlled in the following manner.
예컨대, 압력센서(160)에서 측정된 압력이 설정압력 이하이면 제1배관(410) 내부의 열매체량이 부족한 경우이므로 이때에는 가압펌프(P1)를 가동하고, 동시에 순환펌프(P2)를 가동하며, 이방밸브(134)를 개방하여 에어를 빼주면서 열매체탱크(130)에 저장된 열매체를 일정량 공급하여 준다.For example, when the pressure measured by the pressure sensor 160 is less than the set pressure, the heat medium in the first pipe 410 is insufficient. In this case, the pressure pump P1 is operated, and at the same time, the circulation pump P2 is operated. Open the anisotropic valve 134 to supply a certain amount of the heat medium stored in the heat medium tank 130 while removing the air.
반면에, 압력센서(160)에서 측정된 압력이 설정압력 이상이면 이방밸브(134)를 닫고, 가압펌프(P1)는 오프하며, 순환펌프(P2)는 후술할 차온제어 조건으로 전환시킨다.On the other hand, when the pressure measured by the pressure sensor 160 is greater than the set pressure, the anisotropic valve 134 is closed, the pressure pump P1 is turned off, and the circulation pump P2 is switched to the temperature control condition to be described later.
한편, 상기 집열 단계 후 단위세대별 축열단계가 수행된다.Meanwhile, the heat storage step for each unit generation is performed after the heat collecting step.
상기 단위세대별 축열단계는 차온제어를 통한 순환펌프(P2) 제어 과정과 함께 집열 열원을 축열하는 과정으로 이루어진다.The heat storage step for each unit generation consists of a process of accumulating the heat collecting heat source together with the control of the circulation pump (P2) through the temperature control.
이때, 차온제어 과정은 온도차를 이용하여 상기 순환펌프(P2)의 구동을 제어하는 것으로, 단위세대별 축열탱크(210)의 단위세대 하부온도센서(T2')로부터 검출된 온도값과 집열기 온도센서(T1)에서 검출된 온도값을 비교하여 온도차(T1-T2')가 설정치 이상이면 순환펌프(P2)를 가동시키고, 일정온도 이하이면 순환펌프(P2)를 오프시키는 형태로 제어하는 것을 말한다.At this time, the temperature control process is to control the operation of the circulation pump (P2) by using a temperature difference, the temperature value and the collector temperature sensor detected from the unit generation lower temperature sensor (T2 ') of the heat storage tank 210 for each unit generation. By comparing the temperature value detected at (T1), if the temperature difference (T1-T2 ') is equal to or higher than the set value, the circulation pump (P2) is operated.
그리고, 집열 열원 축열과정은 태양열 집열기(110)로부터 집열된 열을 각 단위세대 관리부(200)에 포함된 단위세대별 축열탱크(210)로 축열하기 위한 과정으로서, 단위세대별 축열탱크(210)의 단위세대 하부온도센서(T2')로부터 검출된 온도값과 상기 집열기 온도센서(T1)에서 측정된 온도값의 차이(T1-T2')가 설정치 이상이면 제1이방밸브(520)를 개방하여 축열이 이루어지도록 제어된다.In addition, the heat collecting heat source heat storage process is a process for accumulating the heat collected from the solar heat collector 110 into the heat storage tank 210 for each unit generation included in each unit household management unit 200, and the heat storage tank for each unit household 210. When the difference (T1-T2 ') between the temperature value detected from the unit generation lower temperature sensor T2' and the temperature value measured by the collector temperature sensor T1 is greater than or equal to the set value, the first anisotropic valve 520 is opened. The heat storage is controlled.
그러면, 각 단위세대별 축열탱크(210)에 연결 설치된 각 정유량밸브(510)에 의해 열매체가 일정한 유량만큼씩 단위세대별 축열탱크(210)로 공급되고, 단위세대별 축열탱크(210) 내부에서 적절한 열교환이 일어나 단위세대별 축열탱크(210)에 저수된 물을 데우게 되며, 축열하게 된다.Then, the heat medium is supplied to the heat storage tank 210 for each unit household by a constant flow rate by each of the constant flow valves 510 connected to the heat storage tank 210 for each unit household, and inside the heat storage tank 210 for each unit household. In the proper heat exchange occurs in the heat storage tank 210 for each unit generation, the water stored in the heat storage, it will be stored.
이 상태로 유지되다가 만약 단위세대 하부온도센서(T2')로부터 검출된 온도값과 집열기 온도센서(T1)에서 측정된 온도값의 차이가 일정온도 이하로 유지되면 상기 제1이방밸브(520)를 닫는다.In this state, if the difference between the temperature value detected from the unit temperature lower temperature sensor T2 'and the temperature value measured by the collector temperature sensor T1 is maintained below a predetermined temperature, the first anisotropic valve 520 is opened. Close it.
여기에서, 태양열 집열부(100)와 단위세대 관리부(200) 간의 상호 제어는 대부분 메인컨트롤러(320)를 통해 이루어지고, 각 단위세대 관리부(200) 내부에서 이루어지는 제어는 단위세대별 컨트롤러(220)를 통해 이루어지되, 상기 단위세대별 컨트롤러(220)도 상기 메인컨트롤러(320)의 제어하에 있도록 설정된다.Here, mutual control between the solar heat collecting unit 100 and the unit generation management unit 200 is mostly made through the main controller 320, and the control performed in each unit generation management unit 200 is performed by the unit generation controller 220. It is made through, but the unit generation-specific controller 220 is also set to be under the control of the main controller 320.
아울러, 상기와 같이 축열과정시 단위세대 하부온도센서(T2')에서 측정된 온도값을 기준으로 하는 이유는 하한만 조절함으로써 온수를 많이 사용하는 집과 적게 사용하는 집에 따라 차별적으로 온수를 공급제어할 수 있도록 하기 위한 것이다.In addition, the reason for the reference based on the temperature value measured by the unit generation lower temperature sensor (T2 ') during the heat storage process as described above is to supply hot water differentially according to the house using a lot of hot water and the house using less by adjusting only the lower limit. This is to allow control.
이와 같은 단계를 통해 단위세대 관리부(200)의 각 단위세대별 축열탱크(210)가 축열되면 온수를 사용할 수 있는데, 조건에 따라 보일러(230)가 보조적으로 온수 제공에 활용될 수 있다.Through such a step, when the heat storage tank 210 of each unit household of the unit household management unit 200 is thermally stored, hot water may be used, and the boiler 230 may be used to supplementally provide hot water according to conditions.
각 단위세대별 온수 사용에 있어, 단위세대 상부온도센서(T3')로부터 검출된 온도값이 일정온도 이상이면 삼방밸브(250)를 온수 부하방향으로 개방하고, 이에 따라 단위세대별 축열탱크(210)의 온수는 믹싱밸브(244)에서 직수와 혼합되어 일정온도로 유지된 채 온수로 공급되게 된다.In the use of hot water for each unit household, if the temperature value detected from the unit temperature upper temperature sensor (T3 ') is above a predetermined temperature, the three-way valve 250 is opened in the direction of the hot water load, and accordingly, the heat storage tank for each unit household (210). ) Hot water is mixed with direct water in the mixing valve 244 is supplied as hot water while being maintained at a constant temperature.
동시에, 단위세대별 축열탱크(210)의 상측 온수가 빠져나가게 되므로 하부에서는 직수관(240)을 통해 직수가 단위세대별 축열탱크(210) 내부로 유입되게 되는데, 이때는 앞서 설명하였듯이 디퓨저를 통해 단위세대별 축열탱크(210) 내부에서 온도 성층화를 이루도록 함으로써 급격한 온도 변화를 막고 온수 사용효율을 높일 수 있게 된다.At the same time, the hot water on the upper side of the heat storage tank 210 for each unit generation is drawn out so that the direct water flows into the heat storage tank 210 for each unit generation through the direct pipe 240 in the lower portion, in which case the unit through the diffuser as described above. By forming a temperature stratification in the heat storage tank 210 for each generation, it is possible to prevent a sudden temperature change and to increase the efficiency of using hot water.
만약, 온수 사용시 단위세대 상부온도센서(T3')로부터 검출된 온도값이 일정온도 이하여서 온수로 사용하기 부적당할 경우, 삼방밸브(250)는 보일러(230) 방향으로 개방되고, 이에 따라 단위세대별 축열탱크(210) 내부의 물은 보일러(230)를 경유하여 가열된 후 믹싱밸브(244)에서 혼합되어 적정 온수로 공급되게 된다.If the temperature value detected from the unit generation upper temperature sensor (T3 ') when the hot water is used is less than a predetermined temperature and is not suitable for use as hot water, the three-way valve 250 opens toward the boiler 230, and thus, the unit generation. Water inside the star heat storage tank 210 is heated via the boiler 230 and then mixed in the mixing valve 244 is supplied to the appropriate hot water.
이때에도 마찬가지로 단위세대별 축열탱크(210)를 빠져나간 물의 양만큼 직수가 공급되게 되는데, 공급시 디퓨저를 통한 온도 성층화를 유도함은 동일하다 하겠다.In this case as well, the direct water is supplied as much as the amount of water exiting the heat storage tank 210 for each unit generation. When supplying, the temperature stratification through the diffuser will be the same.
이와 같은 단계를 통해 각 단위세대별로 구비된 축열탱크내 온수의 축열 상태를 자동 제어할 수 있게 된다.Through such a step, it is possible to automatically control the heat storage state of the hot water in the heat storage tank provided for each unit generation.
아울러, 과열이 발생될 경우, 즉 각 단위세대별 축열탱크(210)의 상단에 설치된 단위세대 상부온도센서(T3')를 통해 검출된 온도가 특정값 이상이면 제2이방밸브(261)를 개방하여 물의 일부를 드레인시킴과 동시에 냉수인 직수를 공급함으로써 과열을 방지할 수 있게 된다.In addition, when overheating occurs, that is, when the temperature detected by the unit generation upper temperature sensor T3 'installed at the upper end of the heat storage tank 210 for each unit generation is higher than a specific value, the second anisotropic valve 261 is opened. Thus, overheating can be prevented by draining a part of the water and supplying direct water, which is cold water.
물론, 단위세대 상부온도센서(T3')를 통해 검출된 온도가 일정온도 이하이면 제2이방밸브(261)를 닫고, 다시 축열 과정을 수행토록 함은 당연하다 하겠다.Of course, if the temperature detected by the unit generation upper temperature sensor T3 'is below a certain temperature, it is natural to close the second anisotropic valve 261 and perform the heat storage process again.
이와 같이, 본 발명은 시스템 자체에 과열방지 기능, 바꾸어 말하면 냉각기능을 보유하고 있기 때문에 기존처럼 별도의 냉각수단을 갖출 필요가 없고, 에너지의 효율적인 활용이 가능하다.
As described above, the present invention does not need to provide a separate cooling means because the system itself has an overheat protection function, that is, a cooling function, and thus, energy can be efficiently utilized.
100 : 태양열 집열부 110 : 태양열 집열기
130 : 열매체탱크 150 : 팽창탱크
160 : 압력센서 200 : 단위세대 관리부
210 : 단위세대별 축열탱크 220 : 단위세대별 컨트롤러
230 : 보일러 240 : 직수관
250 : 삼방밸브 320 : 메인컨트롤러
400 : 배관부 410 : 제1배관
420 : 제2배관 510 : 정유량밸브
520 : 제1이방밸브
100: solar collector 110: solar collector
130: heat medium tank 150: expansion tank
160: pressure sensor 200: unit generation management unit
210: heat storage tank by unit generation 220: controller by unit generation
230: boiler 240: water pipe
250: three-way valve 320: main controller
400: piping 410: first piping
420: second piping 510: constant flow valve
520: the first anisotropic valve

Claims (7)

  1. 공동주택에서 단위세대별로 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템에 있어서,
    태양열을 집열하는 태양열 집열기를 구비한 태양열 집열부와;
    상기 태양열 집열기를 통해 집열된 열에너지를 공급받아 축열하는 단위세대별 축열탱크, 단위세대별 축열탱크의 상단과 하단에 각각 설치된 단위세대 상부 및 하부온도센서, 각 단위세대에 난방용으로 설치된 보일러, 단위세대별 축열탱크의 온수를 상기 보일러와 연계하여 인출하도록 설치된 삼방밸브, 상기 단위세대 상부온도센서에서 검출된 온도값에 따라 상기 삼방밸브의 개도를 제어하는 단위세대별 컨트롤러를 포함하는 단위세대 관리부와;
    상기 단위세대 하부온도센서의 검출 온도값과 집열기 온도센서의 검출 온도값을 비교하여 그 차이값에 따라 순환펌프를 차온제어 여부를 결정하고, 상기 단위세대별 컨트롤러를 제어하도록 공동주택의 기계실에 설치되는 메인컨트롤러와;
    상기 태양열 집열기의 출구측과 입구측을 연결하여 열매체가 순환하는 폐회로를 구성하는 제1배관, 상기 제1배관의 출구측에 설치된 집열기 온도센서, 상기 제1배관으로부터 병렬 분기되어 각 단위세대별 축열탱크에서 열교환되게 연결된 제2배관, 상기 제2배관에 각각 설치되고 단위세대별 컨트롤러에 의해 제어되는 제1이방밸브, 제1배관의 입구측에 설치되고 메인컨트롤러의 제어하에 열매체를 보충하는 열매체탱크와 가압펌프 및 열매체를 환류시키는 순환펌프, 제1배관의 입구측에 설치되고 열매체의 내부압을 측정하여 메인컨트롤러로 신호전송하는 압력센서를 포함하는 배관부;로 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템.
    In a solar hot water system equipped with a heat storage tank for each unit in a multi-family house,
    A solar collector having a solar collector for collecting solar heat;
    The heat storage tank for each unit generation receiving and receiving heat energy collected through the solar collector, the unit generation upper and lower temperature sensors respectively installed at the top and bottom of the heat storage tank for each unit generation, the boiler installed for each unit generation, the unit generation A unit generation management unit including a three-way valve installed to draw hot water of each heat storage tank in association with the boiler, and a unit-generation controller for controlling the opening degree of the three-way valve according to the temperature value detected by the unit temperature upper temperature sensor;
    The detection temperature value of the lower unit temperature sensor and the detected temperature value of the collector temperature sensor are compared to determine whether to control the circulation pump according to the difference value, and installed in the machine room of the apartment house to control the controller for each unit generation. A main controller;
    A first pipe constituting a closed circuit in which a heat medium circulates by connecting an outlet side and an inlet side of the solar collector, a heat collector temperature sensor installed at an outlet side of the first pipe, and branched in parallel from the first pipe to accumulate heat for each unit generation The second anisotropic valve connected to the heat exchanger in the tank, the first anisotropic valve respectively installed in the second pipe and controlled by a unit-specific controller, and the heat medium tank installed at the inlet side of the first pipe and supplementing the heat medium under the control of the main controller. And a circulating pump for refluxing the pressurized pump and the heat medium, and a pipe part installed at an inlet side of the first pipe and including a pressure sensor measuring the internal pressure of the heat medium and transmitting a signal to the main controller. Solar hot water system equipped with heat storage tank for each generation.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 배관부를 구성하는 제1배관의 입구측에는 열매체의 부피팽창시 내부압을 완충하는 버퍼로서, 팽창탱크가 더 구비된 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템.
    The method according to claim 1;
    The solar hot water system having a heat storage tank for each unit generation of the multi-family housing, characterized in that the expansion tank is further provided as a buffer for buffering the internal pressure during the volume expansion of the heat medium at the inlet side of the first pipe constituting the pipe.
  3. 청구항 1에 있어서;
    상기 배관부를 구성하는 제1배관의 입구측에는 상기 압력센서에서 검출된 압력값이 설정치 이상이 될 경우 상기 메인컨트롤러의 제어하에 제1배관의 말단을 릴리프시키는 드레인이 더 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템.
    The method according to claim 1;
    The inlet side of the first pipe constituting the pipe portion is characterized in that the drain is further configured to relief the end of the first pipe under the control of the main controller when the pressure value detected by the pressure sensor is more than the set value. Solar hot water system equipped with heat storage tank for each generation.
  4. 청구항 1에 있어서;
    상기 단위세대별 축열탱크의 하단에는 유입되는 직수를 디퓨징시켜 온도 성층화를 유도하는 디퓨저가 더 설치된 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템.
    The method according to claim 1;
    A solar hot water system having a heat storage tank for each unit generation of a multi-family house, characterized in that a diffuser is further installed at a lower end of the heat storage tank for each unit generation to induce temperature stratification by diffusing direct water flowing therein.
  5. 청구항 1에 기재된 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템을 제어하는 방법에 있어서;
    태양열 집열기를 통해 태양열을 집열하는 집열 단계와;
    상기 집열 단계에서 집열된 열을 각 단위세대별 축열탱크로 순환시켜 축열하되, 단위세대 하부온도센서로부터 검출된 온도값과 집열기 온도센서에서 검출된 온도값을 비교하여 온도차가 설정치 이상이면 순환펌프를 가동시키고, 일정온도 이하이면 순환펌프를 오프시키는 형태로 차온제어함과 동시에 단위세대 하부온도센서로부터 검출된 온도값과 집열기 온도센서로부터 검출된 온도값의 차이가 일정치 이상이면 제1이방밸브를 개방하고, 일정온도 이하이면 제1이방밸브를 폐쇄하는 형태로 축열제어하는 단위세대별 축열단계;로 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템의 제어방법.
    A method of controlling a solar hot water system provided with a heat storage tank for each unit generation according to claim 1;
    A collecting step of collecting solar heat through the solar collector;
    The heat collected in the collecting step is circulated to the heat storage tank for each unit generation, and the heat storage is performed. When the temperature difference is higher than the set value by comparing the temperature value detected from the lower unit temperature sensor with the temperature collector temperature sensor, the circulation pump is operated. Turn on the circulating pump when the temperature is below a certain temperature, and control the temperature difference. When the difference between the temperature value detected by the unit temperature lower temperature sensor and the temperature value detected by the collector temperature sensor is higher than a predetermined value, the first anisotropic valve is opened. And a heat storage step for each unit household for opening and controlling the heat storage by closing the first anisotropic valve when the temperature is lower than a predetermined temperature. The control method of the solar hot water system provided with the heat storage tank for each unit household of a multi-family house.
  6. 청구항 5에 있어서;
    상기 집열 단계에서, 압력센서의 측정값이 설정압력 이하이면 제1배관 내부의 열매체량이 부족한 경우이므로 가압펌프를 가동하고, 동시에 순환펌프를 가동하며, 이방밸브를 개방하여 열매체탱크에 저장된 열매체를 일정량 공급하도록 제어하고;
    상기 압력센서에서 측정된 압력이 설정압력 이상이면 이방밸브를 닫고, 가압펌프는 오프하며, 순환펌프 차온제어 조건으로 전환시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템의 제어방법.
    The method of claim 5, further comprising:
    In the collecting step, if the measured value of the pressure sensor is less than the set pressure, the heat medium in the first pipe is insufficient. Therefore, the pressurized pump is operated, the circulation pump is operated at the same time, and the anisotropic valve is opened to maintain a predetermined amount of the heat medium stored in the heat medium tank. To supply;
    When the pressure measured by the pressure sensor is higher than the set pressure, the anisotropic valve is closed, the pressurized pump is turned off, and the solar pump is provided with a heat storage tank for each generation of the unit house, characterized in that the control to switch to the circulation pump temperature control condition. Control method of hot water system.
  7. 청구항 5에 있어서;
    상기 단위세대별 축열단계에서, 온수의 사용은 단위세대 상부온도센서로부터 검출된 온도값이 일정온도 이상이면 삼방밸브를 온수 부하방향으로 개방하여 단위세대별 축열탱크의 온수를 믹싱밸브에서 직수와 혼합 사용하고;
    상기 단위세대 상부온도센서로부터 검출된 온도값이 일정온도 이하여서 온수로 사용하기 부적당할 경우, 삼방밸브를 보일러 방향으로 개방되여 단위세대별 축열탱크 내부의 물을 보일러로 보충 가열한 후 믹싱밸브에서 직수와 혼합 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템의 제어방법.
    The method of claim 5, further comprising:
    In the heat storage step for each unit generation, the use of hot water is to open the three-way valve in the direction of the hot water load direction when the temperature value detected from the unit temperature upper temperature sensor is above a certain temperature to mix the hot water of the heat storage tank for each unit generation with the direct water in the mixing valve Use;
    If the temperature value detected from the unit temperature upper temperature sensor is below a certain temperature and is not suitable for use as hot water, the three-way valve is opened in the direction of the boiler so that the water inside the heat storage tank for each unit generation is heated with a boiler and then mixed in the mixing valve. Control method of a solar hot water system equipped with a heat storage tank for each unit generation of a multi-family house, characterized in that the mixed use with direct water.
KR1020110016058A 2011-02-23 2011-02-23 Solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment and control method thereof KR101168542B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110016058A KR101168542B1 (en) 2011-02-23 2011-02-23 Solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110016058A KR101168542B1 (en) 2011-02-23 2011-02-23 Solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment and control method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101168542B1 true KR101168542B1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46717376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110016058A KR101168542B1 (en) 2011-02-23 2011-02-23 Solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101168542B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101557753B1 (en) 2014-01-14 2015-10-06 주식회사 경동나비엔 System for supplying hot water using solar enegy

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100984831B1 (en) 2010-07-06 2010-10-04 윤석구 Cooling and heating system in each household using heat sources from combined heat and power(chp) and district heating

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100984831B1 (en) 2010-07-06 2010-10-04 윤석구 Cooling and heating system in each household using heat sources from combined heat and power(chp) and district heating

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101557753B1 (en) 2014-01-14 2015-10-06 주식회사 경동나비엔 System for supplying hot water using solar enegy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9400122B2 (en) Solar thermal system
KR100590381B1 (en) Solar heating and domestic hot water system connected with a boiler for home
KR100758820B1 (en) Cooling and heating system using geothermy and solar energy and extra haeting source and operation control method thereof
KR101058908B1 (en) Solar cooling and heating system
KR20130085695A (en) Unified compact type thermal energy storage and supply system for heating, cooling and hot water system
KR101168551B1 (en) Method for supplying heat and preventing over heat in the solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment
KR101168538B1 (en) Apartment house solar thermal energy hot water system equipped communal heat storage tank and control method thereof
KR101168539B1 (en) Method for supplying heat and preventing over heat in the apartment house solar thermal energy hot water system equipped communal heat storage tank
KR100906199B1 (en) One pump hot water supply system using solar heat
KR100590385B1 (en) Solar heating and domestic hot water system connected with a boiler for home
KR20130041429A (en) Complex type solar heating system
KR101168542B1 (en) Solar thermal energy hot water system equipped heat storage tank in apartment and control method thereof
KR101090376B1 (en) Heating system by solar energy
KR20100004436A (en) The solar collector and heating system using a solarcollector
KR20090111421A (en) Hot-water supply system using solar heat
KR101045005B1 (en) Solar heatimg complex apparatus
KR100435832B1 (en) Solar heat boiler system
KR20120075073A (en) Compact type renewable thermal energy suppling system and its control
KR101445266B1 (en) Central Control Association Management System of New Renewable Energy for Air Conditioning and Heating
JP3846385B2 (en) Heat pump water heater with solar system
KR101117133B1 (en) Heating method by solar energy
CN205332605U (en) Modularization integrated control pipeline solar energy ground source heat pump system
JP5809853B2 (en) Hot water facilities for apartments
CN101532725A (en) Heat pump type water heater
KR101179854B1 (en) Solar heat system having discrete heating and hot water tank

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150504

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160304

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170619

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190524

Year of fee payment: 8