KR101416707B1 - 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법이 제공되며, 태양열 제어장치는, 태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조의 축열 온도를 입력받는 온도 입력 모듈, 상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차와, 상기 태양열 집열기의 면적에 기초하여 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 입력되는 유체의 유량을 제어하는 제어 모듈, 및 상기 제어 모듈로부터 제어된 유량에 따라, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 유체를 이동시키는 인버터 펌프를 구동하는 인버터 구동 모듈을 포함한다.

Description

가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SOLAR ENERGY CONCENTRATION USING VARIABLE FLOW RATE}
본 발명은 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양열의 집광을 최적화할 수 있는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는, 다양한 변수를 고려한 설비형 시스템이 개발되고 있으며, 축열조의 온수 온도를 포함하여 현재의 기상 상황이나 온수 사용 패턴까지도 고려한 지능형 태양열 설비형 시스템이 제시되고 있다. 통합 구조의 지능형 태양열 온수 시스템과 관련하여 선행기술인 한국특허출원번호 제2011-0046465호에는 날씨나 사용자의 사용 패턴까지도 고려하여 인공지능적인 태양열 시스템을 제공할 수 있는 구조와 방법이 개시되어 있다.
다만, 인공지능형 태양열 시스템을 제공함에 있어서, 사용자의 패턴을 고려하기 전에 태양열 시스템 자체의 효율을 고려해본다면, 축열조의 온수 온도만을 외기 온도 등과 비교하여 가동 여부를 제어하고 있으므로, 태양열 발전 자체의 효율이 낮아지고 있는 실정이다. 즉, 입력되는 열량을 어떻게 배분할 것인지의 문제보다 앞선 문제는 입력되는 열량 자체를 증가시키는 것이므로, 태양열의 집열을 최적화할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 온도와 축열조의 온도차와 더불어 태양열 집열기의 면적까지 고려하여 유량을 제어함으로써, 태양열이 집열될 때의 효율을 최적화할 수 있는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 고정 유량으로 작동할 수 있도록 하는 시운전 단자를 구비함으로써, 가변 유량을 사용하지 않을 수 있는 사용자의 편의성을 고려함과 동시에 시운전으로 제어장치의 정상 작동 여부를 테스트할 수 있는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 간단한 입출력 인터페이스를 구비함으로써, 각 변수 데이터를 간단하게 입력하고 확인할 수 있는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 집열기 면적에 따라서 축열운전에 필요한 최적유량이 자동으로 제어되므로 특정제품이 아니고 설치되는 장소의 집열기 면적에 따라서 자동으로 조절되는 범용의 장비인 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법을 제공할 수 있다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조의 축열 온도를 입력받는 온도 입력 모듈, 상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차와, 상기 태양열 집열기의 면적에 기초하여 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 입력되는 유체의 유량을 제어하는 제어 모듈, 및 상기 제어 모듈로부터 제어된 유량에 따라, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 유체를 이동시키는 인버터 펌프를 구동하는 인버터 구동 모듈을 포함하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조의 축열 온도를 입력받는 단계, 상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차와, 상기 태양열 집열기의 면적에 기초하여 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 입력되는 유체의 유량을 제어하는 단계, 및 상기 제어된 유량에 따라, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 유체를 이동시키는 인버터 펌프를 구동하는 단계를 포함하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 태양열 에너지를 열전달 유체에 집광하는 태양열 집열기, 상기 태양열 집열기로부터 전달된 유체의 열에너지를 저장하는 축열조, 상기 태양열 집열기의 면적, 상기 태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 상기 축열조의 축열 온도의 온도차에 기초하여 상기 태양열 집열기로 입력되는 유량을 제어하는 태양열 제어장치, 및 상기 태양열 제어장치의 제어에 따라, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 상기 제어된 유량이 입력되도록 상기 유체를 이동시키는 인버터 펌프를 포함하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어 시스템을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 온도와 축열조의 온도차와 더불어 태양열 집열기의 면적까지 고려하여 유량을 제어함으로써, 태양열이 집열될 때의 효율을 최적화할 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 실시간 또는 주기적으로 온도차를 모니터링하여 이를 로그 데이터로 저장하고, 이에 따라 구동되는 유량 제어의 프로세스를 저장함으로써, 태양광 발전을 최적화할 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 고정 유량으로 작동할 수 있도록 하는 시운전 단자를 구비함으로써, 가변 유량을 사용하지 않을 수 있는 사용자의 편의성을 고려함과 동시에 시운전으로 제어장치의 정상 작동 여부를 테스트할 수 있다. 또한, 간단한 입출력 인터페이스를 구비함으로써, 각 변수 데이터를 간단하게 입력하고 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제어 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제어 시스템의 변수를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 태양열 제어장치의 구성도이다.
도 4는 도 3의 온도 입력 모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 태양열 제어장치가 구현된 실시예이다.
도 6은 도 3에 도시된 태양열 제어장치의 입력 화면이 구현된 실시예이다.
도 7은 도 3에 도시된 태양열 제어장치의 출력 화면이 구현된 실시예이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제어방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제어 시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제어 시스템의 변수를 설명하기 위한 구성도이고, 도 5는 도 1에 도시된 태양열 제어장치가 구현된 실시예이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 태양열 제어 시스템(1)은 태양열 집열기(100), 축열조(300), 태양열 제어장치(500), 인버터 펌프(700)를 포함한다. 이러한 태양열 제어 시스템(1)은 도 5와 같이 구성될 수 있다. 이때, 도 1 및 도 2에 개시된 태양열 제어 시스템(1)은 설명의 편의를 위해 예시된 것에 불과하므로, 본원의 태양열 제어 시스템(1)의 각 구성 요소가 도 1 및 도 2에 도시된 것들로 한정 해석되는 것은 아니다.
태양열 집열기(100)는 태양열 에너지를 열전달 유체에 집광할 수 있다. 태양열 집열기(100)는 태양광을 효과적으로 수집 및 이용하기 위하여 흡열판, 투명덮개, 단열재 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 공기 집열식 또는 액체 집열식일 수 있다. 또한, 태양열 집열기(100)에 집열된 태양열을 열교환하도록 각각의 배관으로 연통되는 집열 열교환기를 더 포함할 수 있다. 이때, 열전달 유체로서 에틸렌글리콜과 같은 부동액이 물과 함께 사용될 수 있다.
축열조(300)는 태양열 집열기(100)로부터 전달된 유체의 열에너지를 저장할 수 있다. 태양열 집열기(100)로부터 전달된 태양열은 축열조(300) 내에 온수로 저장될 수 있다.
이때, 축열조(300)의 크기는 일사량이 없이도 일정 기간 동안 열에너지를 공급할 수 있도록 설계될 수 있다. 이렇게 저장된 열의 일부분은 급탕 온수용으로 이용될 수 있다. 또한, 축열조(300)에 저장된 열은 하절기에는 흡수 냉동기를 작동시키는 곳으로 전달될 수 있고, 동절기에는 난방 코일로 직접 전달될 수 있다.
태양열 제어장치(500)는 태양열 집열기(100)의 면적, 태양열 집열기(100)로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조(300)의 축열 온도의 온도차에 기초하여, 태양열 집열기(100)로 입력되는 유량을 제어할 수 있다. 즉, 태양열 집열기(100)의 출구 온도와 축열조(300) 내부 또는 출구 온도의 온도차뿐만 아니라, 태양열 집열기(100)의 면적을 고려할 수 있다.
이때, 태양열 집열기(100)의 출구측 온도인 유체 온도(T1)와 축열조(300)의 출구측 온도인 축열 온도(T2)를 측정하기 위하여, 태양열 집열기(100)의 출구측, 축열조(300)의 출구측에 온도 센서가 구비될 수 있다. 또한, 축열조(300)의 출구 또는 축열조의 내부에 온도 센서가 삽입될 수 있고, 삽입된 온도 센서로 온도를 측정할 수도 있다.
또한, 태양열 집열기(100)의 면적(Ac)을 고려하는데, 면적에 따라 집광되는 열에너지의 양이 달라지기 때문에, 면적(Ac)을 변수로 고려하고 유량을 제어할 수 있도록 하며, 유량 제어 변수(m)는 이하 수학식 1과 같다.
Figure 112012070610416-pat00001
여기서, Kc는 유량 계수(Flow Coefficient)이고, △T는 T1과 T2의 차이값을 나타내며, Ac는 태양열 집열기(100)의 면적이다. 이때, 태양열 집열기(100)의 면적(Ac)에 따라 인버터 펌프(700)의 유량이 달라지고, 유량 계수(Kc)에 따라 최적 유량이 달라지므로, 유량 제어 변수(m)에서 유량 계수(Kc)는 0.05를 이용할 수도 있지만, 그 외에도 다른 값을 가질 수 있도록 할 수 있다.
태양열 제어장치(500)는 유체 온도(T1), 축열 온도(T2), 면적(Ac)을 고려하여 인버터 펌프(700)를 제어하는 신호를 출력하게 되고, 인버터 펌프(700)는 제어 신호에 따라 구동/정지(ON/OFF) 또는 일정 회전수(RPM)를 가지며 구동하게 된다. 즉, 인버터 펌프(700)는 태양열 제어장치(500)의 제어에 따라, 축열조(300)로부터 태양열 집열기(100)로 제어된 유량이 입력되도록 유체를 이동시키게 된다.
도 3은 도 1에 도시된 태양열 제어장치의 구성도이고, 도 4는 도 3의 온도 입력 모듈을 도시한 도면이고, 도 6은 도 3에 도시된 태양열 제어장치의 입력 화면이 구현된 실시예이고, 도 7은 도 3에 도시된 태양열 제어장치의 출력 화면이 구현된 실시예이다.
도 3을 참조하면, 태양열 제어장치(500)는 온도 입력 모듈(510), 제어 모듈(530), 입출력부(550), 인버터 구동 모듈(570)을 포함할 수 있으며, 이때 제어 모듈(530)과 입출력부(550)는 통합하여 구성될 수 있다.
온도 입력 모듈(510)은 태양열 집열기(100)로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조의 축열 온도를 입력받을 수 있다. 이때, 온도 입력 모듈(510)은 서로 다른 두 종류의 금속을 조합하여 태양열 집열기(100)의 유체 온도와 축열조(300)의 축열 온도 간의 온도차를 측정할 수 있다.
즉, 두 종류의 금속을 조합하였을 때, 접합 양단의 온도가 서로 다르면, 이 두 금속 사이에 전류가 흐르게 되고, 이 전류로 2 접점 간의 온도차를 알 수 있다. 이러한 열전기의 현상을 이용하여 온도를 측정할 수 있으며, 백금-백금 로듐 열전대, 크로멜-알루멜 열전대, 철-콘스탄탄 열전대, 동-콘스탄탄 열전대 중 하나를 이용할 수 있다.
도 4를 참조하면, 온도의 측정은 온도 기준이 있어야 하는 측정값으로, 도 4와 같은 측정기를 사용할 수 있다. 본 발명의 온도센서는 -100℃ 내지 400℃ 까지 사용할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 온도 입력 모듈(510)은 각 제조사의 다양한 태양열 시스템에 따라 여러 종류의 서모 커플(Thermocouple)을 사용할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 온도센서는 모든 온도센서가 가능하다.
이때, 기준 접촉점은 온도가 일정한 기준 접점일 수 있고, 측정하고자 하는 곳의 접촉점이 측온 접점일 수 있는데, 온도가 기전력의 크기로 나타나므로, 이를 전기 신호로 증폭할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 온도를 환산하는 장치 간의 거리가 멀어도 가능하며, 회로 도중의 온도 변화는 측정치에 영향을 주지 않으므로 오차율을 0%에 가깝게 할 수 있다.
또한, 기준 접점에 상대적인 온도가 측정되는 것이므로, 기준 접점에 일정 온도가 유지되도록 부가적인 구성이 구비될 수 있고, 고온에서 사용하는 경우, 열화에 의해 산화되므로 온도차의 로그 데이터를 이용하여 점검 시기를 파악하도록 구성될 수 있다. 또한, 온도 입력 모듈(510)과 제어 모듈(530)은 RS-485와 같은 직렬 통신으로 데이터를 송수신할 수 있다.
제어 모듈(530)은 유체 온도와 축열 온도의 온도차와, 태양열 집열기(100)의 면적에 기초하여 축열조(300)로부터 태양열 집열기(100)로 입력되는 유체의 유량을 제어할 수 있다. 또는, 태양열로 축열조(300)로 들어가는 유체의 온도를 항상 일정 온도 이상으로 제어하는 정온 변유량 제어방식을 사용할 수도 있고, 유체 온도와 축열 온도의 온도차에 따라 항상 일정하게 유지되도록 유량을 제어하는 차온 변유량 제어 방식을 이용할 수도 있다. 두 가지의 제어 방식의 유량은 인버터 구동 모듈(570, Inverter)를 이용하여 인버터 펌프(700)의 구동/정지 또는 회전수 제어(속도 제어)로 이루어질 수 있다.
또한, 제어 모듈(530)은 태양열 집열기(100)를 통해 태양 에너지가 모아져 내부의 유체에 열을 가하면, 유체의 열이 축열조(300)로 전달되도록 인버터 구동 모듈(570)을 통해 인버터 구동 펌프(700)가 구동하여 유체의 열을 축열조(300)로 이송하도록 하는 선순환 구동 과정을 더 포함할 수 있다. 이러한 선순환 구동 과정은 배관 내 유체의 온도가 일정 온도까지 오를 때까지 반복될 수 있다. 물론, 선순환 구동 과정은 생략될 수 있다.
또한, 제어 모듈(530)은 온도차(T1-T2), 태양열 집열기(100)의 면적(Ac) 및 유체의 유량 계수(Ac)를 곱하여 산출되는 유량 제어 변수(m)를 이용하여, 축열조(300)로부터 태양열 집열기(100)로 입력되는 유체의 유량을 제어할 수 있다.
제어 모듈(530)은 유체 온도와 축열 온도를 실시간 또는 주기적으로 모니터링하고, 모니터링된 유체 온도와 축열 온도의 온도차에 따라 유체의 유량을 제어할 수 있다. 즉, 온도차가 발생하는 즉시 실시간으로 또는 주기적으로 유량을 제어할 수 있도록 할 수 있다.
제어 모듈(530)과 입출력부(550)는 분리될 수도 있고 또는 통합될 수도 있다. 여기서, 입출력부(550)는 사용자가 변수 등의 파라미터들을 입력하고, 현재 작동되고 있는 상태를 체크하기 위한 I/O(Input/Output)일 수 있고, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 제어 모듈(530)은 태양열 집열기(100)의 면적(581, Ac), 인버터 펌프(700)의 정지시 유체 온도와 축열 온도 간의 제 1 온도차(583), 인버터 펌프(700)의 구동시 유체 온도와 축열 온도 간의 제 2 온도차(584), 유체의 유량 계수(K)를 입력받을 수 있다. 이렇게 모든 값을 셋팅하고 나면 Save 버튼을 눌러 각 값들을 저장할 수 있다.
또한, 제어 모듈(530)은 유체의 유량을 일정하게 유지하도록 구동하는 시운전 단자(585)를 포함할 수 있다. 이는, 인버터 펌프(700)를 제어 변수 없이 일정한 유량으로 운전하고자 할 경우에 사용할 수 있는 테스트용 입력 단자일 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어 모듈(530)은 유체 온도(Ts, 592), 축열 온도(Tco, 591), 유체 온도와 축열 온도의 온도차(△T, 593), 태양열 집열기(700)의 면적(Ac, 581), 유체의 유량 계수(K, 582), 인버터 펌프(700)의 구동 상태 또는 정지 상태(596), 유량 제어 변수(m, 594), 유량(595) 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.
이때에도, 도 6과 마찬가지로 인버터 펌프(700)를 테스트하고자 한다면, 인버터 테스트 아이콘을 누르면 되며, 변수를 다시 설정하고자 하는 경우 PARAMETERS의 아이콘을 입력하면 된다.
도 7은 운전 화면으로 출력된 실시예이며, 입력값은 상수로 고정되어 나타나고, 유체 온도, 축열 온도, 유량, 인버터 펌프(700)의 운전 상태는 화면상에서 변화되어 나타나는 값을 볼 수 있다.
이때, 인버터 구동 모듈(570)은 인버터 펌프(700)의 속도(RPM), 인버터 펌프(700)의 구동, 정지 중 적어도 하나를 이용하여 유체의 유량을 제어할 수 있다. 또한, 인버터 구동 모듈(570)은 제어 모듈(530)로부터 출력된 속도 제어 신호(DAC, 0-10V), ON/OFF 제어 신호(FET, 24V)를 입력받아 인버터 펌프(700)를 구동하도록 할 수 있다. 이때, 인버터 구동 모듈(570)은 일반적인 인버터일 수 있으며, 교류 모터의 주파수를 바꾸어 모터의 회전 속도를 바꿀 수 있도록 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제어방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
우선, 태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조의 축열 온도를 입력받는다(S810).
그리고 나서, 유체 온도와 축열 온도의 온도차와, 태양열 집열기의 면적에 기초하여 축열조로부터 태양열 집열기로 입력되는 유체의 유량을 제어한다(S820).
마지막으로, 제어된 유량에 따라, 축열조로부터 태양열 집열기로 유체를 이동시키는 인버터 펌프를 구동한다(S830).
도 8을 통해 설명된 실시예에 따른 태양열 제어방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치에 있어서,
    태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조의 축열 온도를 입력받는 온도 입력 모듈,
    상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차와, 상기 태양열 집열기의 면적에 기초하여 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 입력되는 유체의 유량을 제어하는 제어 모듈, 및
    상기 제어 모듈로부터 제어된 유량에 따라, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 유체를 이동시키는 인버터 펌프를 구동하는 인버터 구동 모듈을 포함하되,
    상기 제어 모듈은 상기 유체 온도, 상기 축열 온도, 상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차, 상기 태양열 집열기의 면적, 상기 유체의 유량 계수, 상기 인버터 펌프의 구동 상태 또는 정지 상태, 유량 제어 변수, 유량 중 적어도 하나를 출력하되, 상기 온도차, 상기 태양열 집열기의 면적 및 상기 유체의 유량 계수를 곱하여 산출되는 유량 제어 변수를 이용하여, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 입력되는 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 인버터 펌프의 속도, 상기 인버터 펌프의 구동, 정지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 유체 온도와 축열 온도를 실시간 또는 주기적으로 모니터링하고, 상기 모니터링된 상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차에 따라 상기 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 태양열 집열기의 면적, 상기 인버터 펌프의 정지시 상기 유체 온도와 축열 온도 간의 제 1 온도차, 상기 인버터 펌프의 구동시 상기 유체 온도와 축열 온도 간의 제 2 온도차, 상기 유체의 유량 계수 중 적어도 하나를 입력받는 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 유체의 유량을 일정하게 유지하도록 구동하는 시운전 단자
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 입력 모듈은 서로 다른 두 종류의 금속을 조합하여 상기 태양열 집열기의 유체 온도와 상기 축열조의 축열 온도 간의 온도차를 측정하는 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치.
  9. 가변 유량을 이용한 태양열 제어장치에 의해 실행되는 태양열 제어방법에 있어서,
    태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도와 축열조의 축열 온도를 입력받는 단계,
    상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차와, 상기 태양열 집열기의 면적에 기초하여 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 입력되는 유체의 유량을 제어하되, 상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차, 유량 계수, 상기 태양열 집열기의 면적을 곱하여 상기 유체의 유량을 산출함으로써 유체의 유량을 제어하는 단계, 및
    상기 제어된 유량에 따라, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 유체를 이동시키는 인버터 펌프를 구동하는 단계
    를 포함하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유체의 유량을 제어하는 단계는, 상기 유체 온도와 축열 온도의 온도차에 따라 실시간 또는 주기적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어방법.
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 유량 계수는 변경가능한 것을 특징으로 하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어방법.
  13. 가변 유량을 이용한 태양열 제어 시스템에 있어서,
    태양열 에너지를 열전달 유체에 집광하는 태양열 집열기,
    상기 태양열 집열기로부터 전달된 유체의 열에너지를 저장하는 축열조,
    상기 태양열 집열기의 면적, 상기 태양열 집열기로부터 출력되는 유체의 유체 온도, 상기 축열조의 축열 온도의 온도차 및 유량계수에 기초하여 상기 태양열 집열기로 입력되는 유량을 제어하되, 상기 유체 온도, 축열 온도의 온도차, 유량 계수 및 태양열 집열기의 면적을 곱하여 상기 유체의 유량을 산출함으로써 유량을 제어하는 태양열 제어장치, 및
    상기 태양열 제어장치의 제어에 따라, 상기 축열조로부터 상기 태양열 집열기로 상기 제어된 유량이 입력되도록 상기 유체를 이동시키는 인버터 펌프
    를 포함하는 가변 유량을 이용한 태양열 제어 시스템.
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