KR101480062B1 - Heating system for home which use solar heat - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양열을 이용한 공동주택 개별 난방 및 급탕시스템에 관한 것으로서, 공동주택 개별 난방 및 급탕시스템에 있어서, 태양열을 집열시키는 태양열 집열기와, 태양열 집열기로부터 공급순환라인이 연결되어 태양열 집열기를 통해 열 교환이 이루어지는 판형 열교환기와, 판형 열교환기로부터 공급 및 순환라인으로 연결되어 열 교환된 온수를 저장하여 축열하는 태양열 축열조와, 상기 태양열 축열조로부터 축열된 온수를 공동주택 측으로 공급 및 환원시키는 공급순환라인을 포함하여 구성된 태양열 공급부와; 상기 태양열 공급부와는 개별적으로 화석에너지를 연소시켜 열 에너지를 얻기 위한 보일러 및 보일러의 가동을 제어하는 보일러 컨트롤러와, 상기 보일러를 경유하여 온수를 유통시키는 물 공급라인 및 물 공급라인상에 설치되어 외부로부터 물공급에 의한 물 공급상태를 감지하는 물흐름감지센서와, 상기 보일러를 경유하는 물 공급라인과 태양열 축열조에서 온수를 공급하는 공급순환라인측과 열 교환이 이루어지도록 연계되어 설치되는 판형 열교환기와, 상기 태양열 축열조에서 온수를 공급하는 공급순환라인에 설치되어 온수순환을 위한 순환펌프 및 온수사용에 따른 전력사용량으로 환산하는 적산열량계와, 상기 태양열 축열조에서 온수를 공급하는 공급순환라인에 설치되어 온수온도를 감지하는 온도감지기와, 상기 온도감지기, 물흐름감지센서 및 보일러 컨트롤러와 전기적으로 배선되어 온수의 설정온도에 따라 보일러 컨트롤러의 가동을 제어하는 마이컴으로 이루어진 공동주택 개별난방부 및 급탕부;로 구성된 것을 특징으로 하는바, 태양열을 이용하여 축열된 온수의 온도설정에 따라 개인주택에 마련된 보일러를 비난방 혹은 자동으로 난방할 수 있도록 한 것으로, 태양열 축열조로부터 열교환하여 난방하거나 일반적인 보일러를 통한 온수공급 또는 난방수를 병행하여 난방과 급탕할 수 있는 이점이 있으며, 난방운영과 급탕운영에 따른 에너지를 현저히 절감하는 효과와 함께 대기환경오염을 현저히 줄이는 이점을 제공하는 효과가 있다.[0001] The present invention relates to an individual heating and hot water supply system for a multi-family house using solar heat, comprising: a solar heat collector for collecting solar heat; and a circulation line for supplying heat from the solar collector, And a supply circulation line for supplying and reducing the hot water stored in the solar heat storage tank to the side of the apartment house, and a circulation line for circulating the hot water from the solar heat storage tank A solar heating unit having a plurality of solar heaters; A boiler controller for controlling the operation of the boiler and the boiler for burning fossil energy separately from the solar heat supply unit, a water supply line for circulating the hot water through the boiler, A water flow sensor for sensing a water supply state by water supply from the water supply line, a water supply line through the boiler, and a supply circulation line for supplying hot water in the solar heat storage tank, A circulation pump installed in a supply circulation line for supplying hot water from the solar heat storage tank and circulating for circulating hot water and an accumulation calorimeter for converting the use amount of electricity according to use of hot water and a circulation line for supplying hot water in the solar heat storage tank, A temperature sensor for sensing the temperature, a temperature sensor for detecting the water flow And an individual heating unit and a hot water supply unit which are electrically connected to the boiler controller and are controlled by the set temperature of the hot water to control the operation of the boiler controller. According to the temperature setting, the boiler provided in the private house can be heated or automatically heated. It can be heated by heat exchange from the solar heat storage tank, or can be heated and hot water by supplying hot water or heating water through a common boiler , The energy saving effect of the heating operation and the hot water operation is remarkably reduced, and the effect of significantly reducing air pollution is provided.
Description
본 발명은 공동주택용 개별 난방 및 급탕시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 통상적으로 태양열을 집열, 축적시켜 실내를 난방할 수 있는 시스템을 개선하여 공동주택(아파트,다세대주택)에 시설된 보일러와 태양열에서 축적된 온수공급을 효과적으로 병행하여 효율적인 난방운영과 급탕운영이 될 수 있도록 하여 난방비와 급탕비 절감 및 요구하는 난방효과를 제공할 수 있는 한 태양열을 이용한 공동주택용 개별 난방 및 급탕시스템에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an individual heating and hot water supply system for apartment houses, and more particularly, to a system for heating indoor space by collecting and accumulating solar heat, thereby improving a boiler installed in a multi- The present invention relates to an individual heating and hot water supply system for a multi-family house using solar heat, which can effectively provide heating operation and hot water supply operation by effectively collecting hot water supply accumulated in the building, thereby reducing heating cost, hot water supply cost and required heating effect.
일반적으로 최근 들어서 전세계는 한정된 전기 및 가스, 석유 자원에만 의존해 온 영향으로 인해 원유가가 급등하고 있는 반면에 인류가 대부분 석유 에너지(Energy)의 사용에 따른 온실가스의 증가 등으로 환경오염 문제가 심각하게 제기되고 있다.In recent years, oil prices have skyrocketed due to limited dependence on electricity, gas, and petroleum resources in the world. On the other hand, most of humanity is seriously affected by the increase of greenhouse gas due to the use of petroleum energy. It is being raised.
이에 따라, 환경적인 공해가 발생하지 않고 친환경 차원에서 무한정으로 사용할 수 있는 태양열을 비롯하여 풍력, 조력 등 자연을 이용한 대체 에너지의 개발에 대한 관심이 집중되고 있으며, 그 중에서도 특히 태양열을 이용하여 가정 및 산업체에 사용되는 온수 또는 난방용수에 필요한 열에너지를 생산하기 위한 장치의 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.As a result, there is a growing interest in the development of alternative energy sources such as solar power, wind power, and tidal energy, which can be used indefinitely in an environmentally friendly way without causing environmental pollution. Especially, There is an active development of apparatuses for producing thermal energy required for hot water or heating water used in hot water.
근래 들어서는 화석원료를 대체할 수 있는 에너지원으로 태양열을 이용하여 난방을 행할 수 있도록 한 시스템이 개시된 바 있다.Recently, a system has been disclosed in which heating can be performed using solar heat as an energy source that can replace fossil raw materials.
이러한 태양열 난방 시스템은 태양열 집열판에서 집열된 복사열을 이용하여 온수탱크에 저장되어 있는 물을 데워준 다음, 데워진 온수를 각 난방처로 공급시킴으로써 난방 기능을 구현하게 된다.This solar heating system uses the radiant heat collected from the solar panel to warm the water stored in the hot water tank, and then supplies the warmed water to each heat source to realize the heating function.
상기 태양열 난방 시스템은 통상적으로 공동주택에 시설된 개별난방 시스템과는 달리 개별적으로 난방과 급탕을 보조적인 차원에서 시설되어 운영되기 때문에 공동주택의 시설한 보일러를 독립적으로 각각 구동하여 사용하게 된다.Unlike the individual heating system installed in the apartment house, the solar heating system is usually operated by separately heating and hot water supply. Therefore, the boiler of the apartment house is independently driven and used.
따라서 태양열 난방 시스템을 구축하여 사용함에 있어 난방과 급탕에 사용하기 위한 설정온도 이하이면 더 이상 사용이 어렵기 때문에 축열조에 설정온도 이하로 저장된 온수의 효율적인 열 교환성능이 현저히 떨어지기 때문에 태양열 난방 시스템 시설비에 비해 난방운영율이 현저히 떨어지는 문제점이 지적되고 있다.Therefore, it is difficult to use solar heating system when the temperature is lower than the set temperature for heating and hot water. Therefore, the efficiency of heat exchange of hot water stored below the set temperature is significantly lowered in the heat storage tank, The heating operation rate is remarkably lower than that of the conventional one.
즉, 상기 태양열 난방 시스템과 별도로 시설되어 독립적으로 운영되는 통상의 공동주택 보일러는 별도의 축열조가 구비되지 않는 이유에서 보일러 가동시 초기에 시수를 고온으로 가열하는데, 많은 시간이 소요됨으로써 사용상에 많은 에너지 소비가 이루어지기 때문에 난방비와 급탕비가 많이 들어가며, 이는 화석에너지 연료를 연소매체로 사용함으로써 대기오염 환경에도 영향을 미치게 된다.That is, since the conventional common house boiler separately provided from the solar heating system is not provided with a separate heat storage tank, it takes a lot of time to heat the water at a high temperature in the early stage of operation of the boiler, Because the consumption is done, the heating and hot water supply costs a lot, and it also affects the air pollution environment by using fossil energy fuel as combustion medium.
본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 태양열을 집열, 축적시켜 실내를 난방과 급탕할 수 있는 시스템을 개선하여 공동주택(아파트,다세대주택)에 시설된 보일러와 태양열에서 축적된 온수공급을 효과적으로 병행하여 효율적인 난방운영 및 급탕운영이 될 수 있도록 하여 난방비와 급탕비 절감 및 요구하는 난방효과를 갖게 하는 태양열을 이용한 공동주택 개별 난방 및 급탕시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to improve a system capable of heating and warming a room by collecting and accumulating solar heat, Efficient hot water heating and hot water supply operation by effectively using the heated boiler and the accumulated hot water supply from the solar heat to provide the individual heating and hot water supply system of the apartment house using the solar heat that has the heating effect and the hot water effect have.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 공동주택용 개별 난방 및 급탕시스템에 있어서,According to an aspect of the present invention, there is provided an individual heating and hot water supply system for a dwelling house,
태양열을 집열시키는 태양열 집열기와, 태양열 집열기로부터 공급순환라인이 연결되어 태양열 집열기를 통해 열 교환이 이루어지는 판형 열교환기와, 판형 열교환기로부터 공급 및 순환라인으로 연결되어 열 교환된 온수를 저장하여 축열하는 태양열 축열조와, 상기 태양열 축열조로부터 축열된 온수를 공동주택 측으로 공급 및 환원시키는 공급순환라인을 포함하여 구성된 태양열 공급부와; 상기 태양열 공급부와는 개별적으로 화석에너지를 연소시켜 열 에너지를 얻기 위한 보일러 및 보일러의 가동을 제어하는 보일러 컨트롤러와, 상기 보일러를 경유하여 온수를 유통시키는 물 공급라인 및 물 공급라인상에 설치되어 외부로부터 물공급에 의한 물 공급상태를 감지하는 물흐름감지센서와, 상기 보일러를 경유하는 물 공급라인과 태양열 축열조에서 온수를 공급하는 공급순환라인측과 열 교환이 이루어지도록 연계되어 설치되는 판형 열교환기와, 상기 태양열 축열조에서 온수를 공급하는 공급순환라인에 설치되어 온수순환을 위한 순환펌프 및 온수사용에 따른 전력사용량으로 환산하는 적산열량계와, 상기 태양열 축열조에서 온수를 공급하는 공급순환라인에 설치되어 온수온도를 감지하는 온도감지기와, 상기 온도감지기, 물흐름감지센서 및 보일러 컨트롤러와 전기적으로 배선되어 온수의 설정온도에 따라 보일러 컨트롤러의 가동을 제어하는 마이컴으로 이루어진 공동주택 개별난방부 및 급탕부;로 구성된 것을 특징으로 한다.A solar heat collector for collecting solar heat, a plate heat exchanger for heat exchange through a solar collector connected to a circulation line from the solar collector, a solar heat exchanger connected to the supply and circulation line from the plate heat exchanger, A solar heat supply unit including a supply circulation line for supplying and reducing the hot water stored in the solar heat storage tank to the side of the apartment house; A boiler controller for controlling the operation of the boiler and the boiler for burning fossil energy separately from the solar heat supply unit, a water supply line for circulating the hot water through the boiler, A water flow sensor for sensing a water supply state by water supply from the water supply line, a water supply line through the boiler, and a supply circulation line for supplying hot water in the solar heat storage tank, A circulation pump installed in a supply circulation line for supplying hot water from the solar heat storage tank and circulating for circulating hot water and an accumulation calorimeter for converting the use amount of electricity according to use of hot water and a circulation line for supplying hot water in the solar heat storage tank, A temperature sensor for sensing the temperature, a temperature sensor for detecting the water flow It characterized by consisting Guide and are routed to the boiler controller and individual apartment house electrical heating unit consisting of a microcomputer for controlling the operation of the boiler controller in accordance with the set temperature of the hot water and the hot water supply unit.
본 발명에 따른 공동주택용 개별 난방 및 급탕시스템은 태양열을 이용하여 축열된 온수의 온도설정에 따라 공동주택에 마련된 보일러를 비난방 혹은 자동으로 난방할 수 있도록 한 것으로, 태양열 축열조로부터 연교환하여 난방하거나 일반적인 보일러를 통한 온수공급 또는 난방수를 병행하여 난방과 급탕할 수 있는 이점이 있으며, 난방운영과 급탕운영에 따른 에너지를 현저히 절감하는 효과와 함께 대기환경오염을 현저히 줄이는 이점을 제공하는 효과가 있다.The individual heating and hot water supply system for apartment houses according to the present invention can heat or boil a boiler provided in a multi-family house according to the temperature setting of the hot water accumulated using solar heat, There is an advantage that heating and hot water can be supplied in parallel with the supply of hot water or heating water through a common boiler and it has the effect of significantly reducing the energy due to the heating operation and the hot water supply operation, .
도 1은 본 발명인 공동주택용 개별 난방시스템을 도시한 구성도,
도 2는 도 1에서 공동주택용 개별 난방부 및 급탕부를 상세히 도시한 확대구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing an individual heating system for a common house,
FIG. 2 is an enlarged view of the individual heating unit and the hot water supply unit for the apartment house in FIG. 1 in detail.
이하, 본 발명을 바람직하게 도시한 도면을 통해 구체적인 구성을 살피면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 공동주택용 개별 난방시스템은 태양열 공급부(100)와 공동주택 개별 난방부 및 급탕부(200)로 구성된다.The individual heating system for apartment houses according to the present invention comprises a solar
상기 태양열 공급부(100)는, 옥외에 설치되어 태양열을 집열시키기 위한 태양열 집열기(110)와, 태양열 집열기로부터 온수 열교환 순환이 이루어지도록 공급순환라인(P1,P2)으로 연결되어 열 교환하는 판형 열교환기(120)와, 판형 열교환기로부터 공급 및 순환라인(P3,P4)으로 연결되어 열 교환된 온수를 축열하는 태양열 축열조(130)와, 상기 태양열 축열조로부터 축열된 온수를 공동주택측으로 공급 및 환원시키는 공급순환라인(P5)을 포함하여 구성되어 축열된 온수를 공급 및 환원시키는 구조이다.The solar
상기 공동주택 개별 난방부 및 급탕부(200)는, 상기 태양열 공급부(100)와는 개별적으로 화석에너지를 연소시켜 열 에너지를 얻기 위한 보일러(220) 및 보일러(220)의 가동을 제어하는 보일러 컨트롤러(210)와, 상기 보일러(220)를 경유하여 온수를 유통시키는 물 공급라인(W1) 및 물 공급라인(W1)상에 설치되어 외부로부터 물공급에 의한 물 공급상태를 감지하는 물흐름감지센서(230)와, 상기 보일러(220)를 경유하는 물 공급라인(W1)과 태양열 축열조(130)에서 온수를 공급하는 공급순환라인(P5)측과 열 교환이 이루어지도록 연계되어 설치되는 판형 열교환기(240)와, 상기 태양열 축열조(130)에서 온수를 공급하는 공급순환라인(P5)에 설치되어 온수순환을 위한 순환펌프(250) 및 온수사용에 따른 전력사용량으로 환산하는 적산열량계(260)와, 상기 태양열 축열조(130)에서 온수를 공급하는 공급순환라인(P5)에 설치되어 온수온도를 감지하는 온도감지기(270)와, 상기 온도감지기(270), 물흐름감지센서(230) 및 보일러 컨트롤러(210)와 전기적으로 배선되어 온수의 설정온도에 따라 보일러 컨트롤러(210)의 가동을 제어하는 마이컴(280)으로 구성된다.The individual heating unit and the hot
이와 같이 구성된 본 발명인 태양열을 이용한 공동주택용 개별 난방시스템의 운영상에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the individual heating system for apartment house using the solar heat thus constituted according to the present invention will be described as follows.
통상적으로 공동주택(아파트,다세대주택)의 옥외에 시설된 태양열 공급부(100)는 공급순환라인(P1~P4)을 따라 태양열 집열기(110)와 판형 열교환기(120)를 통해 온수를 태양열 축열조에 공급, 저장하여 공급순환라인(P5)을 통해 공동주택 개별 난방부 및 급탕부(200)로 온도에 따라 공급하거나 저장된 상태를 유지한다.Generally, the solar
태양열 축열조(130)에 저장된 온수의 공급은 난방수로 사용하기에 적합한 설정온도 이상일 경우, 공동주택 개별 난방부 및 급탕부(200)의 보일러(220)는 가동되지 않는 상태에서 판형 열교환기(240)을 거쳐 공동주택 각 세대별로 실내를 난방및 급탕할 수 있게 된다.When the supply of the hot water stored in the solar
한편, 태양열 축열조(130)에서 공급되는 온수의 온도가 설정온도 이하일 경우에는 공동주택 난방부 및 급탕부(200)의 보일러(220)를 통상적인 사용과 같이 보일러 컨트롤러(210)를 수동조작하거나 혹은 보일러를 자동으로 가동함으로써 실내를 난방할 수 있게 한다.Meanwhile, when the temperature of the hot water supplied from the solar
이는 태양열 축열조(130)에서 공급되는 온수의 온도가 온도감지기(270)를 통해 그 설정온도가 이하일 경우, 마이컴(280)을 통해 보일러 컨트롤러(210)를 통한 보일러(220)의 가동 전원을 온(On) 상태로 만들어주고, 이때 물공급라인(W1)상에 설치된 물흐름감지센서의 물흐름 감지 여부의 신호에 따라 보일러가동을 제어한다.When the temperature of the hot water supplied from the solar
예를 들면, 온도감지기(270)의 설정온도가 50℃로 가정하였을 때, 태양열 축열조(130)에서 공급되는 온도가 50℃이상일 경우 마이컴(280)에 전원공급되며, 이때 보일러(220)를 작동시키지 않고 온수를 공급할 수 있게 된다.For example, assuming that the set temperature of the
도면에서 도시된 공동주택 개별 난방부 및 급탕부(200)는 두 세대를 나타낸 것으로서, 통상적인 복층으로 된 공동주택에서의 개별 난방조건은 상기 태양열에 의한 온수 공급으로 각각 분기되어 공급되며, 이때 공급순환라인(P5)상에 설치된 적산열량계(260)는 온수사용량을 환산하며, 순환펌프(250)는 온수순환을 돕는다.The individual heating unit and the hot
결국, 태양열에 의한 온수공급은 태양열 축열조(100)측에서 온수가 공급 순환되는 공급순환라인(P5) 및 보일러(220)측의 물공급라인(W1)과 연결된 판형 열교환기(240)를 거치는 상태로 보일러(220)의 일반적인 가동에 있어 미리 차가운 물을 데우는 효과를 제공하여 보일러의 효율적인 가동과 화석에너지 연소에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다. As a result, the hot water supply by the solar heat passes through the plate-
100: 태양열 공급부 110: 태양열 집열기
120, 240: 판형 열교환기 130: 태양열 축열조
200: 개인주택 개별 난방부 및 급탕부 210: 보일러 컨트롤러
220: 보일러 230: 물흐름감지센서
250: 순환펌프 260: 적산열량계
270: 온도감지기 280: 마이컴100: solar heating part 110: solar collector
120, 240: plate heat exchanger 130: solar heat storage tank
200: Individual house individual heating and hot water part 210: Boiler controller
220: boiler 230: water flow sensor
250: circulation pump 260: integrated calorimeter
270: Temperature sensor 280: Microcomputer
Claims (1)
태양열을 집열시키는 태양열 집열기(110)와, 태양열 집열기(110)로부터 공급순환라인(P1,P2)이 연결되어 태양열 집열기를 통해 열 교환이 이루어지는 판형 열교환기(120)와, 판형 열교환기로부터 공급 및 순환라인(P3,P4)으로 연결되어 열 교환된 온수를 저장하여 축열하는 태양열 축열조(130)와, 상기 태양열 축열조로부터 축열된 온수를 공동주택측으로 공급 및 환원시키는 공급순환라인(P5)을 포함하여 구성된 태양열 공급부(100)와;
상기 태양열 공급부(100)와는 개별적으로 화석에너지를 연소시켜 열 에너지를 얻기위한 보일러(220) 및 보일러(220)의 가동을 제어하는 보일러 컨트롤러(210)와, 상기 보일러(220)를 경유하여 온수를 유통시키는 물 공급라인(W1) 및 물 공급라인(W1)상에 설치되어 외부로부터 물공급에 의한 물 공급상태를 감지하는 물흐름감지센서(230)와, 상기 보일러(220)를 경유하는 물 공급라인(W1)과 태양열 축열조(130)에서 온수를 공급하는 공급순환라인(P5)측과 열 교환이 이루어지도록 연계되어 설치되는 판형 열교환기(240)와, 상기 태양열 축열조(130)에서 온수를 공급하는 공급순환라인(P5)에 설치되어 온수순환을 위한 순환펌프(250) 및 온수사용에 따른 전력사용량으로 환산하는 적산열량계(260)와, 상기 태양열 축열조(130)에서 온수를 공급하는 공급순환라인(P5)에 설치되어 온수온도를 감지하는 온도감지기(270)와, 상기 온도감지기(270), 물흐름감지센서(230) 및 보일러 컨트롤러(210)와 전기적으로 배선되어 온수의 설정온도에 따라 보일러 컨트롤러(210)의 가동을 제어하는 마이컴(280)으로 이루어진 공동주택 개별난방부 및 급탕부(200);로 구성된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 공동주택 개별 난방 및 급탕시스템.In an apartment heating and heating system,
A plate heat exchanger 120 connected to the supply circulation lines P1 and P2 from the solar collector 110 to perform heat exchange through a solar collector, A solar heat storage tank 130 connected to the circulation lines P3 and P4 for storing and storing heat exchanged hot water and a supply circulation line P5 for supplying and reducing the hot water stored in the solar heat storage tank to the apartment house side A configured solar heat supply unit (100);
A boiler controller 210 for controlling the operation of the boiler 220 and a boiler 220 for burning fossil energy separately from the solar heat supply unit 100 to obtain thermal energy and a boiler controller 210 for controlling the operation of the boiler 220, A water flow sensor 230 installed on the water supply line W1 and the water supply line W1 for circulating the water through the boiler 220, A plate heat exchanger 240 connected to the line W1 and a supply circulation line P5 for supplying hot water from the solar heat storage tank 130 so as to perform heat exchange; A circulation pump 250 for hot water circulation and an accumulation calorimeter 260 for converting the amount of electric power required for use of hot water into a supply circulation line P5 for supplying hot water from the solar heat storage tank 130, (P5) A temperature sensor 270 sensing a water temperature and a heater 260 electrically connected to the temperature sensor 270, the water flow sensor 230 and the boiler controller 210 to control the operation of the boiler controller 210 And a microcomputer (280) for controlling the individual heating unit and the hot water supply unit (200).
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