KR101357110B1 - Regenerator structure for solar heat - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양열 구동 흡수식 냉, 난방 시스템의 태양열 축열조 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양열 축열조의 구조를 최적화하여 전체 시스템의 효율적인 운전을 할 수 있도록 한 태양열 구동 흡수식 냉, 난방시스템의 태양열 축열조 구조에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar heat storage tank structure of a solar drive absorption cooling and heating system, and more particularly, to a solar heat storage tank structure of a solar drive absorption cooling and heating system that is optimized for the structure of the solar heat storage tank to enable efficient operation of the entire system. It is about.
태양열 집열기와 연계된 냉난방 시스템의 경우, 1974년 미국 Westinghouse Electric Co.는 Atlanta Georgia에 학교 건물로 태양열 집열기와 연계한 흡수식 냉난방 시스템을 설치해 10,000 ft2의 평판형 집열기를 이용해 82~93 정도의 온수를 1800만 Btu/day를 얻었으며, 100ton급 흡수식 냉난방기를 운전하였다. 이 흡수식 냉난방기의 COP는 약 0.6 이었으며 낮은 집열기 효율과 COP로 인해 냉방열량을 위해 태양열의 20% 정도를 사용하고 있다.For heating and cooling systems linked to solar collectors, Westinghouse Electric Co. of the United States in 1974 installed an absorption air-conditioning system in conjunction with solar collectors in Atlanta Georgia, using a 10,000 ft 2 flat panel collector to produce 82 to 93 hot water. 10,000 Btu / day was obtained and 100ton absorption air conditioner was operated. The COP of this absorption air conditioner was about 0.6, and because of the low collector efficiency and the COP, about 20% of the solar heat is used for cooling.
태양열 구동 냉방 기술은 이미 IEA 참여국 등에서 널리 연구 및 상용화 되고 있으며, 특히 IEA, Solar Heating & Cooling Programming의 일환으로 Task 25(Solar Assisted Air-Conditioning of Buildings)에서 태양열 구동 냉방시스템에 대한 연구가 수행되었다. 4개의 subtask를 통해 태양열을 이용한 냉방시스템의 디자인 툴과 시뮬레이션 프로그램이 개발되었으며 오스트리아, 프랑스, 독일 등 11개 국가에서 실증프로젝트가 수행되었다. 특히 프랑스, 독일 등은 진공관형 태양열 집열기를 이용한 흡수식 냉방시스템의 실증연구가 성공적으로 수행되어 그 성능이 입증되었다. 또한 2004년에는 IEA "Solar Assisted Air-Conditioning in Buildings" 핸드북이 발간되어 태양열 구동 냉방시스템의 성능 및 시장경제성에 대한 내용을 소개하는 등 활발한 연구 및 기술개발이 이루어지고 있는 상태이다. Solar-powered cooling technology has already been widely researched and commercialized in IEA participating countries, and in particular, research on solar-powered cooling systems has been carried out in Task 25 (Solar Assisted Air-Conditioning of Buildings) as part of IEA, Solar Heating & Cooling Programming. Through four subtasks, design tools and simulation programs for solar cooling systems were developed and demonstration projects were carried out in 11 countries including Austria, France and Germany. In particular, France and Germany have been successfully proved the performance of the absorption type cooling system using a vacuum tube solar collector. In 2004, the IEA "Solar Assisted Air-Conditioning in Buildings" handbook was published to introduce the performance and market economics of solar-powered air conditioning systems.
흡수식 냉방기는 일본의 Kawasaki에서 고효율 3중 효용 시스템을 개발완료하여 COP 1.6의 제품을 상용화 준비하고 있으며, 이와 관련하여 고효율 전열관, 열교환기, 고온재생기, 새로운 사이클, 고온부식 제어기술 등을 개발하였다. 2004년에 일본 三洋電機(Sanyo)은 2중 효용에서 세계 최고수준의 COP 1.35(저발열량 기준으로 한 JIS 기준은 이것을 COP 1.5라고도 함)의 제품을 제시하고 있다.Absorption air conditioners have completed the development of high efficiency triple-use systems in Kawasaki, Japan, and are preparing to commercialize COP 1.6 products. In connection with this, high efficiency heat pipes, heat exchangers, high temperature regenerators, new cycles, and high temperature corrosion control technologies have been developed. In 2004, Japan Sanyo presented the world's highest level of COP 1.35 (in terms of low calorific value, also known as COP 1.5) in double-use.
중국의 경우는 오래전부터 독자적인 기술에 의해 개발된 제품이 시장을 주도하여 왔으며, 중국시장에서 1위의 시장을 점유하고 있는 업체는 遠大(영문명은 Broad)라고 하는 회사로 근래에 출시하는 제품의 COP가 1.23이고, 이 회사는 공격적인 경영으로 미국, 유럽의 시장으로 진출하고 있고 최근에는 한국시장에까지 제품을 소개하고 있슴. 그와 경쟁하는 독자기술의 회사 良(Shuangliang)과 일본 Sanyo와 합작회사인 大連三洋(Dailen Sanyo)은 COP 1.22를 시장에 제시하고 있다.In the case of China, products developed by independent technologies have been leading the market for a long time, and the company that occupies the top market in the Chinese market is 遠大 (Broad). Is 1.23, and the company is aggressively advancing into the US and European markets and recently introducing products to the Korean market. Shuangliang, a proprietary technology company competing with him, and Daisan Sanyo, a joint venture with Sanyo, Japan, are bringing COP 1.22 to the market.
국내에서는 태양열 구동 냉방기술은 태양열 연간 부하(급탕,난방)에 냉방기능을 추가하여 부하평준화를 기할 수 있는 기술로 국내 여건상 절실히 필요하며, 중온의 태양열원을 적용하는 데는 시스템 이용 효율을 높이기 위한 기술이 시급한 실정이다. In Korea, solar-driven cooling technology is a technology that can equalize loads by adding cooling functions to solar annual loads (hot water supply and heating), which is desperately needed in domestic conditions. Technology is urgent.
태양열 구동 흡수식 냉방기의 보급이 기대되는 용량은 10,20,30 RT 로 비교적 소형이 되며, 현재 국내에서는 이들 용량에 대한 제품은 설계 및 제작 기술력은 갖추고 있으나 기기 크기에 따른 설치 공간문제, 가격 경쟁력 문제, 수요처 발굴문제 등으로 인하여 생산되지 않고 있다. 또한 태양열을 연계한 태양열 구동 흡수식 냉방기에 있어서는 효율 향상을 위하여 부품의 표준화, 연계 시스템의 회로의 표준화 등 많은 부분의 연구가 필요한 실정이지만 아직 연구 개발이 부진한 실정이다.The expected capacity of solar-powered absorption air conditioners is 10,20,30 RT, which is relatively small. Currently, the products for these capacities have design and manufacturing technology, but the installation space and price competitiveness problem according to the device size It is not produced due to the problem of finding demand. In addition, many studies such as standardization of components and standardization of circuits of interconnection systems are needed for improving efficiency in solar-driven absorption air conditioners linked to solar heat, but research and development are still poor.
또한 태양열 집열기와 흡수식 냉난방기의 연계시 흡수식 냉난방기 재생기로 태양열 에너지를 보낼 경우 일사량에 따라 변동성이 큰 태양열 에너지를 효율적으로 축열하고 이용할 수 있는 회로 및 구조가 필요한 실정이지만 아직 이러한 기술개발은 전무한 실정이다. In addition, when solar energy is sent to an absorption air conditioner regenerator when the solar collector and the absorption air conditioner are connected, there is a need for a circuit and a structure capable of efficiently accumulating and using solar energy having high variability depending on the amount of solar radiation, but there is no such technology development.
흡수식 냉동기의 경우 필요로 하는 열원의 온도가 비교적 높아 태양열 부문에서는 이부분이 기술적인 난제이다. 특히 축열조의 경우에도 기존의 일반적인 열이용 범위인 50 ~ 60℃ 보다 월등히 높은 온도 ( 90℃내외)에서 운전되는 시스템으로 인해 태양열 축열조의 구조 및 제어 방법에 있어서도 기존의 방식과는 다른 접근이 필요한 실정이지만 이러한 부분에 대한 기술도 미비한 실정이다.
In the case of absorption chillers, the heat source required is relatively high, which is a technical challenge in the solar sector. In particular, the heat storage tank requires a different approach from the existing method in the structure and control method of the solar heat storage tank due to the system operating at a temperature (about 90 ° C) that is much higher than the existing general heat use range of 50 to 60 ° C. However, the technology for this part is also insufficient.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양열 축열조의 구조를 최적화하여 전체 시스템의 효율적인 운전을 할 수 있도록 한 태양열 구동 흡수식 냉, 난방시스템의 태양열 축열조 구조를 제공함에 있다.
Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a solar heat storage tank structure of the solar drive absorption cooling, heating system to optimize the structure of the solar heat storage tank to enable efficient operation of the entire system.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 태양열 집열판에서 집열된 태양열을 흡수식 냉동기의 냉매를 재생하기 위한 열원으로 이용하도록 하는 태양열 구동 흡수식 냉, 난방시스템의 태양열 축열조 구조에 있어서, 내부가 비어 있는 원통형 타입으로 성형된 축열조 본체와, 상기 축열조 본체의 내부에 설치되며 상기 축열조 본체의 내부 공간을 제 1, 2챔버로 구획시키는 베플과, 상기 축열조 본체에 연결 설치되며 상기 태양열 집열판에서 집열된 열과 열교환된 고온수를 상기 축열조 본체의 제 1챔버로 공급하는 축열공급관과, 상기 제 1챔버에 저장된 온수를 상기 열교환기로 환수시키는 축열환수관과, 상기 베플의 상단 중앙에 설치되며 상기 제 1챔버에서 밀도 차이로 상승하는 고온수를 둘레면에 형성되어 있는 노즐을 통해 상기 제 2챔버로 배출하는 고온싸이폰관과, 상기 베플의 하단 일측에 설치되며 상기 제 2챔버에 저장되어 있는 온수를 상기 제 1챔버로 배출하는 저온싸이폰관과, 상기 축열조 본체의 제 2챔버에 연결 설치되며 상기 제 2챔버에서 밀도 차이로 상승한 고온수를 상기 흡수식 냉동기로 공급하여 냉매를 재생하는 열원으로 사용토록 하는 급탕공급관 및 상기 축열조 본체의 제 1챔버에 연결 설치되며 상기 흡수식 냉동기에서 냉매를 재생하는 열원으로 사용된 고온수를 상기 제 1챔버로 환수시키는 급탕환수관을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
The present invention for achieving the above object is in the solar heat storage tank structure of the solar-driven absorption-type cold, heating system to use the solar heat collected in the solar heat collecting plate as a heat source for regenerating the refrigerant of the absorption chiller, the hollow cylindrical type A heat storage tank body formed in the shape, a baffle installed inside the heat storage tank body and partitioning the internal space of the heat storage tank body into first and second chambers, and connected to the heat storage tank body, and heat exchanged with heat collected in the solar heat collecting plate. A heat storage supply pipe for supplying water to the first chamber of the heat storage tank body, a heat storage return pipe for returning hot water stored in the first chamber to the heat exchanger, and a density difference in the first chamber at a center of the upper end of the baffle. The rising hot water is discharged to the second chamber through the nozzle formed on the circumferential surface. A high temperature cyphon tube, a low temperature cyphon tube installed at one side of the bottom of the baffle and discharging hot water stored in the second chamber to the first chamber, and connected to a second chamber of the heat storage tank main body, are connected to the second chamber. Hot water supplied to the absorption chiller is supplied to the absorption chiller to be used as a heat source for regenerating the refrigerant to the absorption chiller and the first chamber of the heat storage tank body is installed, the high temperature used as a heat source for regenerating the refrigerant in the absorption chiller It characterized in that it comprises a hot water return pipe for returning the water to the first chamber.
태양열 축열조에서 온수를 가열하는 공간을 제 1, 2챔버로 구획하고, 상기 구획된 제 1챔버에 저장된 온수만 가열토록 하여 흡수식 냉동기의 냉매를 재생하기 위한 열원으로 사용토록 함으로서 종래 일반적인 구조의 태양열 축열조에 비해 온수 가열에 따른 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 열원의 사용 효율을 높일 수 있어 저체 시스템의 효율적인 운전을 할 수 있는 작용효과를 구현한다.
A space for heating hot water in a solar heat storage tank is divided into first and second chambers, and only the hot water stored in the partitioned first chamber is heated to be used as a heat source for regenerating a refrigerant of an absorption type refrigerator. Compared with this, not only can shorten the time due to hot water heating but also increase the use efficiency of the heat source, thereby implementing the effect of efficient operation of the low body system.
도 1은 본 발명에 따른 태양열 냉, 난방시스템 계통도.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 태양열 구동 흡수식 냉,난방 시스템에서 태양열 축열조의 구조를 구체적으로 제시한 도면.
도 3a 내지 도 3c는 축열조 본체의 가열 상황을 순차적으로 도시한 도면들.1 is a solar thermal cooling, heating system according to the present invention.
Figure 2 is a view showing in detail the structure of the solar heat storage tank in the solar drive absorption cooling, heating system shown in FIG.
3A to 3C are views sequentially showing a heating situation of the heat storage tank body;
본 발명은 흡수식 냉, 난방기 연계 태양열 냉, 난방 시스템에 있어 태양열 축열조의 효율적인 이용에 관한 것이다.The present invention relates to the efficient use of solar heat storage tanks in absorption-cold, heater-linked solar cooling, heating systems.
특히, 종래의 태양열 냉, 난방 시스템의 경우는 축열의 경우 태양열 회로와 축열조를 연계하여 축열조 전체를 가열해야 함으로 인해 가열 시간이 많이 걸리고, 일사량이 부족하거나 다소 일사량이 낮을 경우 흡수식 냉동기에서 필요로 하는 유효 온도 ( 통산 90℃ )까지 가열하기가 어려워 비록 축열조에는 축열이 되기는 하지만 그 에너지의 효용성이 떨어지는 실정이다. 또한 이러한 문제점을 해소하기 위해 일부 회사에서 당초 설계시 축열조의 크기를 다소 적게 설계하기도 하지만 이 또한 일사량이 높고 부하량이 적을 경우에는 오히려 축열을 충분히 할 수 없고 시스템이 과열되는 문제점이 있기에 원천적인 기술로 보기는 어렵다. 그리고 야간 시간에는 축열조 자체의 열손실로 인해 다음날 다시 축열조를 가열해야 하므로 고온수를 공급하기 위해서 많은 시간이 소요되는 불합리한 점이 발견된다. 따라서 본 고안에서는 태양열 에너지를 효율적으로 이용하기 위해서 본 발명과 같은 구조를 설계하였다.In particular, in the case of a conventional solar cooling and heating system, in the case of heat storage, the entire heat storage tank is heated by connecting a solar circuit and a heat storage tank, which takes a long heating time. It is difficult to heat up to the effective temperature (90 ℃ in total), although the heat storage tank is a heat storage, but the utility of the energy is low. In order to solve this problem, some companies design the heat storage tank rather small in the initial design, but this is also the original technology because the heat storage is not enough and the system is overheated when the solar radiation is high and the load is low. It is hard to see. At night time, the heat storage tank needs to be heated again the next day due to heat loss of the heat storage tank itself. Therefore, it is unreasonable that it takes much time to supply hot water. Therefore, in the present invention, the same structure as the present invention was designed to efficiently use solar energy.
본 발명의 구조를 개략적으로 기술하면 축열조 내부는 배플을 구비하는데, 이 배플면을 경계로 상부와 하부의 챔버가 분리되며, 하단부 챔버는 태양열 축열을 위한 배관이 연결되어 1차적으로 태양열 집열에너지가 축열되는 챔버이다. 배플면에는 자연순환을 위한 싸이폰관이 설치되는데, 각각 고온용 싸이폰관과 저온용 싸이폰관이 설치되는 구조이다. 고온용 싸이폰관은 고온수를 유도 하기 위해 축열조 상부까지 이르는 긴 길이의 싸이폰 관이며, 저온용 싸이폰관은 저온 유입을 위한 짧은 싸이폰관이다. 이들 싸이폰관은 하부 챔버의 고온수를 축열조 상부와 자연순환 원리에 의해 순환할 수 있도록 구성되며, 또 다른 특징은 축열조의 온도에 따라 성층을 유도할 수 있도록 고온용 싸이폰관 측면에는 일정 간격으로 노즐이 설치되며, 짧은 싸이폰관 끝단부에는 순환 유속 조절을 위한 노즐이 설치된 구조를 가진다.In the schematic structure of the present invention, the heat storage tank is provided with a baffle. The upper and lower chambers are separated by the baffle surface, and the lower chamber is primarily connected to pipes for solar heat storage so that solar heat energy is accumulated. It is a chamber. On the baffle surface, a cyphon tube for natural circulation is installed, and a high temperature cyphon tube and a low temperature cyphon tube are respectively installed. The high temperature cyphon tube is a long length of the cyphon tube extending up to the heat storage tank to induce hot water, and the low temperature cyphon tube is a short cyphon tube for low temperature inflow. These cyphon tubes are configured to circulate the hot water in the lower chamber by the top of the heat storage tank and the natural circulation principle, and another feature is nozzles at regular intervals on the side of the high temperature cyphon pipe to induce the stratification according to the temperature of the heat storage tank. This is installed, the end of the short cyphonic tube has a structure in which a nozzle for adjusting the circulation flow rate is installed.
즉, 이러한 구조를 가지는 태양열 축열조의 운전 메커니즘은 첫 번째 단계로, 우선 태양열 집열기에서 집열된 에너지는 축열조 하단의 독립된 실에 유입되어 하단 챔버를 가열한다. 이때 하단 챔버의 크기에 따라 기존 시스템과 비교하면 기존시스템은 전체 축열조를 가열하다보니 많은 시간이 소요됨에 비해 본 시스템은 수배의 빠른 가열이 이루어 진다. 태양열 순환에 의해 초기 고온으로된 하단 챔버는 고온수가 존재하므로 상부의 저온수와 밀도차가 발생하게 된다.That is, the driving mechanism of the solar heat storage tank having such a structure is the first step. First, energy collected in the solar heat collector is introduced into an independent chamber at the bottom of the heat storage tank to heat the lower chamber. At this time, compared to the existing system according to the size of the lower chamber, the existing system heats the entire heat storage tank, so that much time is required, but this system is heated several times faster. The lower chamber, which is initially heated by the solar cycle, has high temperature water, and thus, a difference in density from the upper low temperature water occurs.
그리고 두 번째 단계에는 플에 연결된 싸이폰 관을 통해 고온의 저밀도수가 축열조 상부로 유도되고 하부의 고밀도수가 하부 챔버로 이동하는 밀도 순환이 발생하게 되어 축열조 최상부층이 고온으로 급속도로 가열된다.In the second stage, a high temperature low density water is led to the upper part of the heat storage tank through a cyphon tube connected to the fleece, and a density circulation occurs in which the high density water at the lower part moves to the lower chamber, so that the top layer of the heat storage tank is rapidly heated to a high temperature.
마지막 세 번째 단계에는 순환이 지속됨에 따라 점차 축열조 하단부까지 가열되는 매커니즘으로 밀도 순환이 이루어지면서 축열조를 상부에서 하부 방향으로 점점 가열하는 원리이다.
The third and final stage is a mechanism of heating the heat storage tank gradually from top to bottom as the circulation continues and the density circulation is made by a mechanism that gradually heats up to the bottom of the heat storage tank.
이하에서는, 본 발명에 따른 태양열 구동 흡수식 냉, 난방시스템의 태양열 축열조 구조에 대하여 하나의 실시 예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the solar heat storage tank structure of the solar-driven absorption cooling and heating system according to the present invention will be described in detail with reference to one embodiment.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 태양열 냉, 난방시스템 계통도이다. 1 is a schematic diagram of a solar cooling and heating system according to the present invention.
도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 태양열 집열기(100), 열교환기(200), 태양열 축열조(300), 흡수식 냉동기(400), 냉각탑 등으로 구성된다. 흡수식 냉동기 시스템은 증발기에서 물(냉매)이 6.5mmH2O정도의 진공 압력하에서 증발하고(포화온도 5℃), 증발된 냉매증기는 흡수기내의 LiBr수용액에 의해 흡수되는 원리를 이용한다. 이 과정에서 냉매의 증발잠열만큼의 열을 냉수로부터 빼앗아 냉수의 온도를 떨어뜨려 냉방이 가능하게 해준다. 이러한 태양열 구동 흡수식 냉,난방 시스템은 통상 태양열 집열판(100)에서 집열된 태양열을 열교환기(200)로 열교환시켜 생산되는 중온수 ( 90℃ 내외)(고온수)를 이용하여 흡수식 냉동기(300)의 재생기 (Regenerator)로 이송하여 냉매를 재생하는 목적으로 사용하는 중온수(고온수) 이용방식을 주로 이용했다. 최근 들어서 일부 기업을 중심으로 직화식의 2중효용 흡수식 냉동시스템에 태양열 시스템을 연계하여 1중 및 2중 효용 하이브리드 흡수식 냉동시스템을 개발하고 있는 실정이다. 어쨌던 태양열 구동 흡수식 냉,난방 시스템에 있어 중요한 요소는 태양열 축열조(300)로부터 흡수식 냉동기(400)로 공급되어 지는 온수이다. 얼마나 고온의 온수를 빠르게 생산하여 보내느냐가 태양열 냉,난방 시스템의 중요한 기술요인중 하나이다. 이 온도에 따라 전체 시스템의 효율이 달라지며, 냉동기의 성능이 크게 변한다. As shown in FIG. 1, the
따라서, 본 발명은 이러한 태양열 구동 흡수식 냉,난방 시스템에 있어 태양열 축열조(300)의 구조를 최적화하여 전체 시스템의 효율적인 운전을 할 수 있도록 하였다. 즉 본 고안은 태양열 구동 흡수식 냉,난방 시스템 연계 태양열 축열조의 고효율화 구조에 볼 발명의 기술적 요지가 있다 할 것이다.Therefore, the present invention is to optimize the structure of the solar
첨부된 도 2는 도 1에서 도시하고 있는 태양열 구동 흡수식 냉,난방 시스템에서 태양열 축열조의 구조를 구체적으로 제시한 도면이다.2 is a view showing the structure of the solar heat storage tank in the solar-driven absorption cooling and heating system shown in FIG.
도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 태양열 구동 흡수식 냉, 난방시스템의 태양열 축열조(300)는 태양열 집열판(100)에서 집열된 열을 흡수식 냉동기(400)의 냉매를 재생하기 위한 열원으로 이용하도록 하는 것으로서, 크게 축열조 본체(10)와, 베플(12), 고온싸이폰관(18) 및 저온싸이폰관(22)을 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 2, the solar
상기 축열조 본체(10)는 내부가 비어 있는 원통형 타입으로 내부 공간에는 베플(12)을 사이에 두고 제 1, 2챔버(14, 16)가 위, 아래로 각각 구획 형성된다.The heat
상기 제 1, 2챔버(14, 16)에는 온수가 저장되어 진다.Hot water is stored in the first and
상기 축열조 본체(10)에는 축열공급관(24)과 축열환수관(26) 그리고 급탕공급관(28)과 급탕환수관(30)이 각각 설치된다.The heat
상기 축열공급관(24) 및 축열환수관(26)은 태양열과의 열교환과정을 거쳐 생성된 고온수를 축열조 본체(10)의 제 2챔버(14)로 순환시켜 상기 축열조 본체(10)의 제 1챔버(14)에 저장되어 있는 온수를 고온으로 가열시키는 수단이다.The heat
상기한 축열공급관(24) 및 축열환수관(26)은 전술한 태양열집열판(100)과 열교환기(200)로 연결 구성되어, 상기 태양열집열판(100)에서 집열된 태양열을 에너지원으로 하여 상기 축열공급관(24) 및 축열환수관(26)을 순환하는 온수를 고온수로 열교환시키게 된다.The heat
즉, 상기 열교환기(200)를 거쳐 열교환된 고온수는 상기 축열공급관(24)을 통해 제 1챔버(14)로 공급하게 되는 데, 이때 공급된 고온수는 상기 제 1챔버(14)에 저장된 온수를 가열하는 과정에서 대류 현상을 통한 밀도 차이로 온도가 높은 고온수는 베플(12)의 고온싸이폰관(18)을 타고 상승하며 상기 고온싸이폰관(18)에 형성되어 있는 노즐(20)을 통해 제 2챔버(16)로 배출되어 진다. 그리고 상기 제 2챔버(16)에 저장되어 있는 온수는 고온싸이폰관(18)의 노즐(20)을 통해 배출된 고온수 보다 낮은 온도를 가진 관계로 베플(12)의 저온싸이폰관(22)을 통해 하강하며 제 1챔버(14)로 배출된 후, 축열환수관(26)을 통해 다시 전술한 태양열집열판(100)의 열교환기(200)를 통해 고온수로 열교환되어 계속적으로 순환과정을 거치게 된다.That is, the hot water heat exchanged through the
상기 급탕공급관(28)은 상기 축열조본체(10)의 제 2챔버(16)에 연결 구성되어 고온싸이폰관(18)의 노즐(20)을 통해 제 2챔버(16)로 배출된 고온수가 대류 현상에 따른 밀도 차이를 이용하여 상기 제 2챔버(16) 상측으로 상승하면 이를 공급받아 흡수식 냉동기(400)로 공급하여 냉매를 재생하기 위한 열원으로 사용되어 진다.The hot
상기 급탕환수관(30)은 상기 축열조본체(10)의 제 1챔버(14)에 연결 구성되어 상기 흡수식 냉동기(300)에서 냉매 재생을 위해 열원으로 사용된 후, 온도가 떨어진 고온수를 다시 상기 제 1챔버(14)로 환수시키게 된다.The hot water supply and return
상기 베플(12)은 상기 축열조 본체(10)의 내부 공간에 설치되어 상기 축열조 본체(10)의 내부 공간을 제 1, 2챔버(14, 16)로 구획시키게 된다.The
상기 고온싸이폰관(18)은 상기 베플(12)의 상단 중앙에 수직으로 세워진 상태로 연결 설치되어, 상기 제 2챔버(16)로 공급된 고온수가 대류 현상에 의한 밀도 차이로 인해 상승할 때, 이를 안내하게 된다.The high
상기 고온싸이폰관(18)에는 수직으로 일정간격 떨어진 상태로 적어도 하나 이상의 노즐(20)이 형성되며, 상기 노즐(20)은 상기 고온싸이폰관(18)을 타고 안내되는 고온수를 제 2챔버(16)로 배출시키게 된다.At least one
상기 저온싸이폰관(22)은 상기 베플(12)의 하단 일측에 수직으로 세워진 상태로 연결 설치되어, 상기 제 2챔버(16)에 저장되어 있는 상대적으로 온도가 낮은 온수가 밀도 차이로 하강할 때, 이를 안내하며 제 2챔버(14)로 배출시키게 된다.The low-
상기한 구조를 가지는 태양열축열조(300)는 베플(12)로 구획된 제 1챔버(14)에 저장되어 있는 온수만 가열시킨 상태에서 가열된 고온수를 대류 현상에 따른 밀도 차이를 이용하여 상승시켜 고온싸이폰관(18)의 노즐(20)을 통해 제 2챔버(16)로 배출하여 제 2챔버(16)에 저장되어 있는 온수를 가열하는 과정에서 다시 대류 현상에 따른 밀도 차이를 이용하여 상승하며 급탕공급관(28)을 통해 흡수식 냉동기(400)의 냉매를 재생하기 위한 열원으로 사용토록 함으로서 종래 일반적인 구조의 태양열 축열조에 비해 가열 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 열원의 사용 효율을 높일 수 있게 되는 바, 이에 대한 상세한 설명은 하기의 작용 설명란에서 보다 더 상세하게 기술하기로 한다.
The solar
이하, 본 발명에 따른 태양열 구동 흡수식 냉, 난방시스템의 태양열 축열조 구조의 작용을 첨부된 도 1 내지 도 3c를 참조하여 기술하기로 한다.Hereinafter, the operation of the solar heat storage tank structure of the solar-driven absorption cooling and heating system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3C.
먼저 태양열집열판(100)의 열교환기(200)를 통해 열교환된 고온수는 축열공급관(24)을 통해 축열조 본체(10)의 제 1챔버(14)로 공급되어 상기 제 1챔버(14)에 저장되어 있는 온수를 가열하게 되는 데, 이때 본 발명은 도 3a에서와 같이 베플(12)로 구획된 제 1챔버(14)에 저장되어 있는 온수만 가열하게 됨으로서 종래 일반적인 축열조에 비해 4배 이상 가열속도를 향상시킬 수 있다.First, the hot water heat-exchanged through the
다음, 상기 제 1챔버(14)의 온수가 축열공급관(24)에서 공급되는 고온수에 의해 가열되는 과정에서 밀도 차이로 뜨거운 고온수는 도 4b에서와 같이 상승하며 베플(12)에 설치되어 있는 고온싸이폰관(18)을 타고 상승한 후, 상기 고온싸이폰관(18)의 최상층에 형성되어 있는 노즐(20)을 통해 제 2챔버(16)로 배출된다.Next, in the process of heating the hot water of the
상기 제 2챔버(16)로 배출된 고온수는 다시 대류현상을 통한 상층부 밀도차이를 통해 축열조 본체(10)의 상단에 설치되어 있는 급탕공급관(28)을 통해 흡수식 냉동기(400)의 냉매를 재생하기 위한 열원으로 사용된 후, 급탕환수관(30)을 통해 제 1챔버(14)로 환수되어 진다.The hot water discharged into the
한편, 상기와 같이 제 1챔버(14)의 온수가 고온싸이폰관(18)을 통해 제 2챔버(16)로 배출되는 과정에서 상기 제 2챔버(16)의 온수는 점차적으로 데워지게 되며, 따라서 고온수는 도 4c에 도시하고 있는 바와 같이 고온싸이폰관(18)의 노즐(20) 전체로 배출되며 제 2챔버(16)의 중층부까지 점차적으로 가열시키게 된다.
On the other hand, the hot water of the
10: 축열조 본체 12: 베플
14: 제 1챔버 16: 제 2챔버
18: 고온싸이폰관 20: 노즐
22: 저온싸이폰관 24: 축열공급관
26: 축열환수관 28: 급탕공급관
30: 급탕환수관 100: 태양열 집열판
200: 열교환기 300: 태양열 축열조
400: 흡수식 냉동기 10: heat storage tank body 12: baffle
14: first chamber 16: second chamber
18: high temperature cyphonic tube 20: nozzle
22: low temperature cyphonic pipe 24: heat storage supply pipe
26: heat storage return pipe 28: hot water supply pipe
30: hot water supply pipe 100: solar heat collector
200: heat exchanger 300: solar heat storage tank
400: Absorption Chiller
Claims (1)
내부가 비어 있는 원통형 타입으로 성형된 축열조 본체(10)와;
상기 축열조 본체(10)의 내부에 설치되며 상기 축열조 본체(10)의 내부 공간을 제 1, 2챔버(14, 16)로 구획시키는 베플(12)과;
상기 축열조 본체(10)의 제 1챔버(14)에 각각 연결 설치되며 상기 태양열 집열판(100)과 열교환기(200)로 연결 구성되어 상기 태양열 집열판(100)에서 집열된 열과 열교환된 고온수를 상기 축열조 본체(10)의 제 1챔버(14)로 공급하거나 또는 상기 제 1챔버(14)에 저장된 온수를 상기 열교환기(200)로 환수시키는 축열공급관 (24) 및 축열환수관(26)과;
상기 베플(12)의 상단 중앙에 설치되며 상기 제 1챔버(14)에서 밀도 차이로 상승하는 고온수를 둘레면에 형성되어 있는 노즐(20)을 통해 상기 제 2챔버(16)로 배출하는 고온싸이폰관(18)과;
상기 베플(12)의 하단 일측에 설치되며 상기 제 2챔버(16)에 저장되어 있는 온수를 상기 제 1챔버(14)로 배출하는 저온싸이폰관(22)과;
상기 축열조 본체(10)의 제 2챔버(16)에 연결 설치되며 상기 제 2챔버(16)에서 밀도 차이로 상승한 고온수를 상기 흡수식 냉동기(400)로 공급하여 냉매를 재생하는 열원으로 사용토록 하는 급탕공급관(28) 및 ;
상기 축열조 본체(10)의 제 1챔버(14)에 연결 설치되며 상기 흡수식 냉동기(400)에서 냉매를 재생하는 열원으로 사용된 고온수를 상기 제 1챔버(14)로 환수시키는 급탕환수관(30)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양열 구동 흡수식 냉, 난방시스템의 태양열 축열조 구조.
In the solar heat storage tank structure of the solar-driven absorption cooling and heating system to use the solar heat collected in the solar heat collecting plate 100 as a heat source for regenerating the refrigerant of the absorption chiller 400,
A heat storage tank body 10 formed in a cylindrical type with an empty inside;
A baffle (12) installed in the heat storage tank body (10) and partitioning the internal space of the heat storage tank body (10) into first and second chambers (14, 16);
It is connected to each of the first chamber 14 of the heat storage tank body 10 and connected to the solar heat collecting plate 100 and the heat exchanger 200, the hot water is heat-exchanged with the heat collected in the solar heat collecting plate 100 A heat storage supply pipe 24 and a heat storage return pipe 26 for supplying the first chamber 14 of the heat storage tank body 10 or returning hot water stored in the first chamber 14 to the heat exchanger 200;
The high temperature is installed in the center of the upper end of the baffle 12 and discharged to the second chamber 16 through the nozzle 20 formed on the circumferential surface of the hot water rising by the difference in density in the first chamber 14 A cyphon tube 18;
A low temperature cyphon pipe 22 installed at one side of the bottom of the baffle 12 and discharging hot water stored in the second chamber 16 to the first chamber 14;
It is connected to the second chamber 16 of the heat storage tank main body 10 and supplies the hot water, which rises due to a difference in density from the second chamber 16, to the absorption chiller 400 to be used as a heat source for regenerating refrigerant. Hot water supply pipe (28);
The hot water supply and return pipe 30 connected to the first chamber 14 of the heat storage tank body 10 and returning the hot water used as a heat source for regenerating the refrigerant in the absorption chiller 400 to the first chamber 14. Solar heat storage tank structure of the solar-powered absorption cold, heating system, characterized in that the configuration, including.
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KR1020120081249A KR101357110B1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Regenerator structure for solar heat |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101979438B1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-08-28 | 주식회사 전국냉난방연합 | Heat storage tank |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101058908B1 (en) | 2008-09-12 | 2011-08-23 | 김시환 | Solar cooling and heating system |
-
2012
- 2012-07-25 KR KR1020120081249A patent/KR101357110B1/en active IP Right Grant
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KR101979438B1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-08-28 | 주식회사 전국냉난방연합 | Heat storage tank |
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