KR101577352B1 - 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법 - Google Patents

열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양열 집열기와 태양열 축열조 사이에 연결되는 배관장치에 보조열원장치가 설치됨으로써, 보조열원장치으로부터 열공급부를 부가하여 태양열로 인한 순환력을 보조하도록 하고 순환력을 강화하여 기존 분리형 자연순환식 태양열온수기의 문제점을 개선하는 특징이 있다.

Description

열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법{Solar hot water heater with auxiliary heater for thermosyphon improvement and its operation method}
본 발명은 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양열 집열기와 태양열 축열조 사이에 연결되는 배관장치에 보조열원장치가 설치됨으로써, 보조열원장치으로부터 열공급부를 부가하여 태양열로 인한 순환력을 보조하도록 하고 순환력을 강화하여 기존 분리형 자연순환식 태양열온수기의 문제점을 개선하는 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법에 관한 것이다.
일반적인 태양열온수기는 강제순환형과 자연순환형 온수기로 구분할 수 있다. 여기서, 강제순환형 태양열온수기는 태양열집열기와 태양열 축열조 사이를 순환하는 열매체를 펌프를 이용하여 순환시켜 태양열집열기로부터 태양열 축열조로 열을 이동시켜 태양열 축열조에 저장된 물의 온도를 높여 열에너지를 저장하는 온수기이다.
한편, 자연순환형 온수기는 태양열집열기와 태양열 축열조 사이를 열매체가 펌프없이 열사이펀 작용에 의하여 순환하므로써 태양열 축열조에 물의 온도를 높여 열에너지를 저장하는 방식의 온수기이다.
또한, 강제순환식 온수기는 펌프로 열매체를 순환시키므로 태양열집열기로부터 열을 전달받는 능력이 더 우수하지만, 펌프를 통한 전기소비와 잦은 펌프의 고장으로 인한 문제점이 발생할 수 있는 단점이 있다.
반면, 자연순환식 온수기는 태양열집열기로부터 열을 전달받는 능력은 강제순환식에 비하여 상대적으로 떨어지지만, 펌프가 없으므로 전기소비량이 더 작으며 펌프의 고장으로 인한 문제발생의 소지가 없다. 다만 설치에 있어서 태양열 축열조의 위치가 태양열집열기의 위치보다 더 높아야 한다는 제약조건이 있다.
또한, 자연순환식 온수기는 일체형과 분리형으로 구분된다. 일체형은 태양열집열기와 태양열 축열조와 하나로 연결되어 그 사이에 배관이 필요하지 않도록 구성된 자연순환형 온수기이며, 분리형은 태양열집열기와 태양열 축열조가 분리되어 그 사이를 열매체가 순환할 수 있도록 배관이 연결된 자연순환형 온수기이다. 분리형 자연순환형 온수기는 배관을 통한 열매체로부터의 열손실 등이 발생할 수 있지만, 태양열 축열조를 실내에 설치할 수 있는 장점이 있다.
여기서, 분리형 자연순환식 온수기의 작동원리는 태양열 축열조 하단부와 집열기 입구부로 연결된 하강하는 배관 내의 열매체 온도와 이에 따른 밀도의 변화, 그리고 집열기의 출구와 태양열 축열조 상단부로 연결되는 배관 내의 열매체 온도와 이에 따른 밀도의 변화로 인한 양측 배관 내부 열매체의 무게차이로 인하여 발생하는 순환력으로 하강배관(32)을 따라 열매체가 하강한 후 집열기를 통과하여 열매체의 온도가 상승하게 되고 상승관을 따라 열매체는 상승하여 태양열 축열조의 상단부로 유입되므로써 순환이 연속적으로 발생하여 태양열집열기로부터 태양열 축열조로 열에너지를 전달하고 태양열 축열조에 열에너지를 저장하는 방식으로 운전된다.
그러나, 하강배관(32) 내의 온도가 상승배관(31) 내의 온도보다 높아지거나 하는 조건이 발생할 경우 열매체의 순환은 역방향으로 일어나게 되며, 태양열 축열조내의 열성층은 사라지고 태양열 축열조 하단부의 온도가 높아지는 현상이 나타나게 되어 결국 태양열 축열조의 효율 뿐만 아니라 집열기를 통한 집열효율까지 낮아지게 되는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 태양빛이 일정한 강도로 유지되지 못하고 간헐적으로 나타나는 경우에 열매체의 순환력이 약화되는 문제점도 발생한다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0369968호
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
태양열 집열기와 태양열 축열조 사이에 연결되는 배관장치에 보조열원장치가 설치됨으로써, 보조열원장치으로부터 열공급부를 부가하여 태양열로 인한 순환력을 보조하도록 하고 순환력을 강화하여 기존 분리형 자연순환식 태양열온수기의 문제점을 개선하는 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 열사이펀에 의한 분리형 자연순환식 태양열 온수장치에 있어서,
태양열에 의해 내부의 열매체가 가열되어 승온되면서 열매체가 상측으로 이송되는 기능을 갖는 태양열 집열기와;
상기 태양열 집열기보다 높은 위치인 상측에 형성되고, 상기 태양열 집열기에서 승온된 열매체가 무동력으로 전달되어 내부에 저장되며, 상기 내부에 저장된 열매체의 고온을 온수 및 난방용으로 공급하는 태양열 축열조와;
상기 태양열 집열기와 태양열 축열조 사이에 연결되되, 상기 태양열 축열조 내의 저온의 열매체를 태양열 집열기 내에 전달되도록 하강배관이 형성되고, 상기 태양열 집열기에서 고온으로 승온된 열매체를 태양열 축열조 내에 전달되도록 상승배관이 형성되는 배관장치와;
상기 배관장치의 상승배관에 설치되어 이송되는 열매체를 설정온도에 따라 가열하는 보조열원장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치의 운전제어방법에 있어서,
태양열에 의해 태양열 집열기에서 승온된 열매체가 배관장치를 통해 태양열 축열조에 이송되되,
배관장치의 상승배관에 설치된 온도센서(T2)를 통해 태양열 축열조로 이송되는 열매체의 온도가 설정된 온도 이하로 측정시, 보조열원장치가 가동되어 열매체를 설정온도 이상까지 가열하고 유지하는 운전모드 1인 것을 특징으로 하는 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치의 운전제어방법에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치 및 그에 따른 운전제어방법은 태양열 집열기와 태양열 축열조 사이에 연결되는 배관장치에 보조열원장치가 설치됨으로써, 보조열원장치으로부터 열공급부를 부가하여 태양열로 인한 순환력을 보조하도록 하고 순환력을 강화하여 기존 분리형 자연순환식 태양열온수기의 문제점을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 우회배관을 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치를 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시수와 열교환되는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 열사이펀에 의한 분리형 자연순환식 태양열 온수장치에 있어서,
태양열에 의해 내부의 열매체가 가열되어 승온되면서 열매체가 상측으로 이송되는 기능을 갖는 태양열 집열기와;
상기 태양열 집열기보다 높은 위치인 상측에 형성되고, 상기 태양열 집열기에서 승온된 열매체가 무동력으로 전달되어 내부에 저장되며, 상기 내부에 저장된 열매체의 고온을 온수 및 난방용으로 공급하는 태양열 축열조와;
상기 태양열 집열기와 태양열 축열조 사이에 연결되되, 상기 태양열 축열조 내의 저온의 열매체를 태양열 집열기 내에 전달되도록 하강배관이 형성되고, 상기 태양열 집열기에서 고온으로 승온된 열매체를 태양열 축열조 내에 전달되도록 상승배관이 형성되는 배관장치와;
상기 배관장치의 상승배관에 설치되어 이송되는 열매체를 설정온도에 따라 가열하는 보조열원장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치의 운전제어방법에 있어서,
태양열에 의해 태양열 집열기에서 승온된 열매체가 배관장치를 통해 태양열 축열조에 이송되되,
배관장치의 상승배관에 설치된 온도센서(T2)를 통해 태양열 축열조로 이송되는 열매체의 온도가 설정된 온도 이하로 측정시, 보조열원장치가 가동되어 열매체를 설정온도 이상까지 가열하고 유지하는 운전모드 1인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 우회배관을 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시수와 열교환되는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치를 나타낸 개략도이다.
여기서, 도 1, 도 2 및 도 3에 나타낸 개략도에서의 집열기의 형상은 매니폴더를 갖는 예를 들면 진공관형 집열기를 실시예로 하여 나타내었지만, 매너폴더를 갖지 않는 예를 들면 평판형 집열기도 본 발명에서는 온수기를 구성하는 집열기의 종류로서 포함한다. 또한 보조열원장치의 열원방식으로는 전기 가열식, 가스가열식, 지역난방, 보일러, 히트펌프 등의 열원기기로부터 온수와의 열교환방식 등 다양한 수단이 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치는 태양열 집열기(10)와, 태양열 축열조(20)와, 배관장치(30)와, 보조열원장치(40)로 구성된다.
상기 태양열 집열기(10)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 태양열을 집열하는 태양열 집열기(10)로써, 구성을 간단하게 설명하면 태양열을 직접 집열하는 집열판(미도시)과, 상기 집열판의 하단부에 구비되어 집열판에 의해 집열된 태양열에 의해 내부에 구비된 열매체가 가열되는 열매체 파이프(미도시)와, 상기 열매체 파이프의 상측에 연결되는 매니폴더(미도시)로 구성된다.
여기서, 상기 태양열 집열기(10)는 도 1 내지 도 3에서처럼, 아파트나 일반 주택 및 빌딩 등의 건물지붕에 경사지게 설치되거나 또는 건물의 수직 벽면에 수직으로 설치되어 태양열을 집열하는데, 집열기에 내려 쬐이는 일사 강도에 따라서 집열되는 양이 달라지게 된다. 즉, 일사강도가 높으면 높을수록 집열기 내부의 열매체의 온도가 높아지게 되어 집열기와 축열조 간에 열매체의 자연순환 속도가 빠라져서 축열조로 이송이 빨라지게 된다.
이렇듯, 상기 태양열 집열기(10)가 경사 또는 수직으로 형성됨으로써, 열매체가 태양열에 의해 가열되어 승온되면 자연순환에 의해 상측으로 이송되는 무동력 방식(자연순환방식)인 것이다.
상기 태양열 축열조(20)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 태양열 집열기(10)보다 높은 위치인 태양열 집열기(10)의 상측부에 분리 설치되고, 상기 태양열 집열기(10)에서 승온된 열매체가 무동력으로 전달되어 내부에 저장되며, 상기 내부에 저장된 열매체의 고온은 내부의 시수와 열교환된 후 온수 및 난방용으로 공급한다.
여기서, 상기 태양열 축열조(20)는, 외부에서 시수가 내부에 유입되는데, 상기 시수는 태양열 축열조(20)의 측면 하단부로 유입되고, 상기 태양열 축열조(20)에서 고온으로 열교환된 시수는 태양열 축열조(20)의 측면 상단부를 통해 사용처에 전달된다.
그리고, 상기 태양열 축열조(20)는 배관장치(30)에 의해 태양열 집열기(10)와 연결되어 태양열 집열기(10)에서 승온된 열매체가 내부에 저장되고, 상기 고온의 열매체가 태양열 축열조(20) 내의 시수와 열교환된 후, 배관장치(30)에 의해 다시 태양열 집열기(10)로 이송된다.
상기 배관장치(30)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 태양열 집열기(10)와 태양열 축열조(20) 사이에 연결되어 태양열 축열조(20) 내의 저온의 열매체를 태양열 집열기(10) 내에 전달하는 하강배관(32)과, 상기 태양열 집열기(10)에서 고온으로 승온된 열매체를 태양열 축열조(20) 내에 전달하는 상승배관(31)으로 구성된다.
여기서, 상기 배관장치(30)는 태양열 축열조(20)와 연통되고, 끝단부는 태양열 집열기(10)의 매니폴더와 연통되어 열매체를 이송시키는 것이다. 이때, 상기 배관장치(30)에는 내부에 이송하는 열매체를 개폐하도록 개폐밸브(미도시)가 더 설치된다.
그리고, 상기 상승배관(31)과 하강배관(32)의 양끝단부에는 도 1에서처럼, 이송되는 열매체의 온도를 측정하도록 온도센서(T1,T2,T3,T4)가 각각 설치된다.
상기 보조열원장치(40)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 배관장치(30)의 상승배관(31)에 설치되어 이송되는 열매체가 설정온도에 따라 설정온도 이하일 때, 작동되어 열매체를 가열하는 것이다.
여기서, 상기 보조열원장치(40)는 전기, 가스, 오일, 석탄 등 다양한 연료를 이용하여 배관부를 가열하는 기능을 갖는다.
한편, 상기 배관장치(30)의 상승배관(31)과 하강배관(32) 사이에는 도 2에서처럼, 태양열 축열조(20)의 열매체가 태양열 집열기(10)에 전달되는 것을 제어하도록 우회배관(50)이 형성된다.
여기서, 상기 우회배관(50)에는 열매체의 흐름이 집열기(10)의 매니폴더를 통과하도록 할 것인지 우회배관(50)을 통과하여 흐르도록 할 것인지를 조절할 수 있는 쓰리웨이 밸브(51)가 더 형성된다. 이때, 상기 우회배관(50)은 일측이 쓰리웨이 밸브(51)에 의해 하강배관(32)와 연결되고, 타측은 상승배관(31)에 연결되는데, 보조열원장치(40)와 태양열 집열기(10) 사이인 상승배관(31)에 연결된다.
한편, 상기 배관장치(30)의 하강배관(32)에는 도 3에서처럼, 태양열 축열조(20)에서 열교환된 저온의 열매체가 태양열 축열조(20)에 투입되는 시수와 열교환되도록 열교환기(60)가 더 설치된다.
여기서, 상기 하강배관(32)을 통해 이송되는 열매체는 열교환기(60)를 통해 시수와 열교환되어 일정온도로 가열되고, 상기 가열된 열매체는 태양열 집열기(10)에 유입되어 낮은 온도의 태양열에도 빠르게 가열됨으로써, 태양열 집열기(10)의 효율이 좋아지는 특징이 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치의 다른 실시예를 기술한다.
상기에서 기술한 열사이펀향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치와 전체적인 구조, 구성 및 기능은 동일하다. 다만, 상기 보조열원장치(40)는 태양열 집열기(10)에 설치되어 태양열 집열기(10)에서 가열한 열매체를 설정온도에 따라 더 가열한다.
여기서, 상기 보조열원장치(40)는 태양열 집열기(10)의 매니폴더 표면에 설치되거나, 태양열 집열기(10)의 매니폴더 내부에 설치되어 열매체가 설정온도에 따라 설정온도 이하일 때, 작동되어 열매체를 가열하는 것이다.
또한, 상기 보조열원장치(40)는 태양열 집열기(10)의 집열판 표면에 설치되는 등 다양한 곳에 설치가 가능하다.
이하에서는 상기에서 기술한 분리형 자연순환식 태양열 온수장치의 운전제어방법을 상세하게 기술한다.
먼저, 태양열에 의해 태양열 집열기(10)에서 승온된 열매체가 배관장치(30)를 통해 태양열 축열조(20)에 이송되는 과정에서,
[운전모드 1]
보조열원장치(40)의 운전은 보조열원장치(40)의 출구 측의 온도 즉, 배관장치(30)의 상승배관(31)에 설치된 온도센서(T2)를 통해 태양열 축열조(20)로 이송되는 열매체의 온도가 설정된 온도 이하로 측정시, 보조열원장치(40)가 가동되어 열매체를 설정온도 이상까지 가열하고 유지하는 방식이다.
[운전모드 2]
보조열원장치(40)의 운전은 배관장치(30)의 상승배관(31)에 설치된 온도센서(T2)에 의해 측정된 열매체 온도와 상기 배관장치(30)의 하강배관(32)에 설치된 온도센서(T4)에 의해 측정된 열매체 온도 사이의 온도차이(△T)를 이용한 차온제어를 적용하는 운전으로써, 온도차이(△T)가 설정된 일정한 온도차(△Tset)가 아닐 때, 보조열원장치(40)가 가동되어 열매체를 설정 온도차(△Tset)까지 가열하고 유지하는 방식이다.
즉, 차온제어에서는 온도차이(△T) 값이 보조열원장치(40)이 정지된 상태에서는 어떠한 상한 값보다 높아지면 보조열원장치(40)이 가동되고, 온도차이(△T)가 낮아지면서 어느 하한 값보다 낮아지면 보조열원장치(40)이 정지된다.
[운전모드 3]
보조열원장치(40)의 차온제어운전은 배관장치(30)의 상승배관(31)에 설치된 온도센서(T2)에 의해 측정된 열매체 온도와 태양열 집열기의 출구온도(T1) 사이의 온도차이(△T)를 이용한 차온제어를 적용할 수 있다.
[운전모드 4]
보조열원장치(40)의 운전은 열매체 하강배관(32) 내 열매체 온도(T4)와 보조열원장치(40) 출구부의 열매체 온도(T2) 사이의 온도차이(△T)가 일정하게 되도록 운전하는 방식을 적용할 수 있다.
[운전모드 5]
낮시간이 지난 후 밤시간에는 외부에 노출되어 설치되는 매니폴더를 통과하여 열매체가 흐르는 경우에 열손실이 크게 발생할 수 있으므로, 우회배관(50)을 통과하여 흐를 수 있도록 쓰리웨이 밸브(51)를 조절하여 열매체가 매니폴더를 통과하지 않고 우회배관(50)을 통과하여 순환할 수 있도록 한다.
[운전모드 6]
특히, 보조열원장치(40)이 전기온수기인 경우, 전력망의 전력수요가 높아져 전력공급능력이 떨어지는 시간대에 보조열원장치(40)인 전기온수기의 가동을 최소화하기 위한 운전, 시간대마다 전기요금이 달라지는데, 높은 전기요금대의 시간에 보조열원장치(40)인 전기온수기의 운전을 최소화하기 위한 운전을 위하여 피크시간대 이전에 보조열원장치를 가동하여 태양열 축열조(20)에 온수를 충분히 저장한 후에 피크시간대에는 전기온수기의 가동을 멈추고, 태양열 축열조(20)에 저장된 온수 만으로 온수부하에 대응할 수 있다.
이를 위해서는 보조열원장치(40)의 온도설정을 피크시간대 이전에 몇 시간 전부터 전기온수기가 설정할 수 있는 최대 값으로 설정하여 두고, 피크시간대에는 매우 낮은 온도로 설정하여 운전을 조절할 수 있다. 이때, 상기 보조열원장치(40)의 운전시, 운전모드 1 내지 운전모드 4 중 어느 하나를 선택하여 운전된다.
10 : 태양열 집열기 20 : 태양열 축열조
30 : 배관장치 31 : 상승배관
32 : 하강배관 40 : 보조열원장치
50 : 우회배관 51 : 쓰리웨이 밸브
60 : 열교환기

Claims (10)

  1. 태양열에 의해 내부의 열매체가 가열되어 승온되면서 열매체가 상측으로 이송되는 기능을 갖는 태양열 집열기(10)와;
    상기 태양열 집열기(10)보다 높은 위치인 상측에 형성되고, 상기 태양열 집열기(10)에서 승온된 열매체가 무동력으로 전달되어 내부에 저장되며, 상기 내부에 저장된 열매체의 고온을 온수 및 난방용으로 공급하는 태양열 축열조(20)와;
    상기 태양열 집열기(10)와 태양열 축열조(20) 사이에 연결되되, 상기 태양열 축열조(20) 내의 저온의 열매체를 태양열 집열기(10) 내에 전달되도록 하강배관(32)이 형성되고, 상기 태양열 집열기(10)에서 고온으로 승온된 열매체를 태양열 축열조(20) 내에 전달되도록 상승배관(31)이 형성되는 배관장치(30)와;
    상기 배관장치(30)의 상승배관(31)에 설치되어 이송되는 열매체가 설정온도에 따라 가열하는 보조열원장치(40);를 포함하는 자연순환식 태양열 온수장치에 있어서,
    상기 배관장치(30)의 상승배관(31)과 하강배관(32) 사이에는 태양열 축열조(20)의 열매체가 태양열 집열기(10)에 전달되는 것을 제어하도록 우회배관(50)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열사이펀 향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치.
  2. 태양열에 의해 내부의 열매체가 가열되어 승온되면서 열매체가 상측으로 이송되는 기능을 갖는 태양열 집열기(10)와;
    상기 태양열 집열기(10)보다 높은 위치인 상측에 형성되고, 상기 태양열 집열기(10)에서 승온된 열매체가 무동력으로 전달되어 내부에 저장되며, 상기 내부에 저장된 열매체의 고온을 온수 및 난방용으로 공급하는 태양열 축열조(20)와;
    상기 태양열 집열기(10)와 태양열 축열조(20) 사이에 연결되되, 상기 태양열 축열조(20) 내의 저온의 열매체를 태양열 집열기(10) 내에 전달되도록 하강배관(32)이 형성되고, 상기 태양열 집열기(10)에서 고온으로 승온된 열매체를 태양열 축열조(20) 내에 전달되도록 상승배관(31)이 형성되는 배관장치(30)와;
    상기 태양열 집열기(10)에 설치되어 태양열 집열기(10)에서 가열한 열매체를 설정온도에 따라 더 가열하는 보조열원장치(40);를 포함하는 자연순환식 태양열 온수장치에 있어서,
    상기 배관장치(30)의 하강배관(32)에 태양열 축열조(20)에 투입되는 시수와 열교환되도록 열교환기(60)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열사이펀 향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 우회배관(50)은 일측이 쓰리웨이 밸브에 의해 하강배관(32)와 연결되고, 타측은 상승배관(31)에 연결되는데, 보조열원장치(40)와 태양열 집열기(10) 사이인 상승배관(31)에 연결되는 것을 특징으로 하는 열사이펀 향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배관장치(30)의 하강배관(32)에는 태양열 축열조(20)에 투입되는 시수와 열교환되도록 열교환기(60)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열사이펀 향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치.
  5. 태양열에 의해 태양열 집열기(10)에서 승온된 열매체가 배관장치(30)를 통해 태양열 축열조(20)에 이송되고, 배관장치의 상승배관(31)에 설치된 온도센서(T2)를 통해 태양열 축열조(20)로 이송되는 열매체의 온도가 설정된 온도 이하로 측정시, 보조열원장치(40)가 가동되어 열매체를 설정온도 이상까지 가열하고 유지하는 자연순환식 태양열 온수장치의 운전제어방법이 있어서.
    상기 배관장치(30)의 상승배관(31)에 설치된 온도센서(T2)에 의해 측정된 온도와 상기 배관장치(30)의 하강배관(32)에 설치된 온도센서(T4)에 의해 측정된 온도 사이의 온도차이(△T)가 설정된 일정한 온도차(△Tset)가 아닐 때, 보조열원장치(40)가 가동되어 열매체를 설정 온도차(△Tset)까지 가열하고 유지하는 운전모드 2인 것을 특징으로 하는 열사이펀 향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치의 운전제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보조열원장치(40)의 가동하는 시간대와 가동하지 않는 시간대를 설정하여 보조열원장치(40)가 운전되고, 상기 보조열원장치(40)의 운전시, 운전모드 1 또는 운전모드 2 중 어느 하나에 의해 운전되는 것을 특징으로 하는 열사이펀 향상을 위한 보조열원장치를 갖는 분리형 자연순환식 태양열 온수장치의 운전제어방법.


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