KR101596023B1 - 태양열과 고효율 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템 - Google Patents

태양열과 고효율 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일조량이 충분한 경우에는 태양열에너지를 이용하고, 일조량이 충분하지 않은 경우에는 이온전극 열원장치의 에너지를 이용하여 난방을 자동 수행하되, 이온액 온도와 소비 전류가 비례하는 특성을 고려하여 이온액의 온도가 예열온도 미만인 경우, 축열탱크의 히터를 가동시켜 이온액의 온도를 신속하게 상승시켜줌으로써, 에너지절감은 물론 온수 및 난방효율을 크게 향상시킨 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템에 관한 것으로, 이온전극 열원장치(10)와; 태양열 집열판(20)과; 복수의 히터봉(33)이 설치되며 상기 히터봉(33)의 주위를 감싸도록 나선형태로 배관되는 온수관(P4) 및 난방수관(P7)을 포함하는 축열탱크(30)와; 제1삼방변(V1)과; 제2삼방변(V2)을 포함하며; 일조량이 설정된 값 이상이 되면 태양열 모드로 제어하고, 상기 일조량이 설정된 값 미만이면 이온 전극 열원모드로 제어하되, 이온 전극 열원모드 제어 시 축열탱크(30) 내부의 이온액온도가 예열온도 미만이면 이온액의 흐름을 차단하고 상기 히터봉(33)을 구동하여 예열 온도로 상승시킨 다음 이온 전극 열원모드로 제어하는 제어부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양열과 고효율 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템{HEATING SYSTEM USING SOLAR HEAT AND ION-ELECTRODE HEATER}
본 발명은 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일조량이 충분한 경우에는 태양열에너지를 이용하고, 일조량이 충분하지 않은 경우에는 이온전극 열원장치의 에너지를 이용하여 난방을 자동 수행하되, 이온액 온도와 소비 전류가 비례하는 특성을 고려하여 이온액의 온도가 예열온도 미만인 경우, 축열탱크의 히터를 가동시켜 이온액의 온도를 신속하게 상승시켜줌으로써, 에너지절감은 물론 온수 및 난방효율을 크게 향상시킨 태양열과 고효율 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템은 본 출원인의 특허공보 10-1381406을 통해 이미 개시된바 있다.
상기 선행기술은 이온전극 열원장치와, 태양열을 모아 내부에 흐르는 전도성 액체를 가열하는 태양열 집열판과, 충전된 전도성 액체의 축열을 이용하여 난방장치로 열교환을 수행하는 축열탱크와, 상기 이온전극 열원장치의 유출구 측 배관과, 상기 태양열 집열판의 출수부 측 배관과, 상기 축열탱크의 유입부 측 배관에 연결되는 제1삼방변과, 상기 이온전극 열원장치의 유입구 측 배관과, 상기 태양열 집열판의 입수부 측 배관과, 상기 축열탱크의 유출부 측 배관에 연결되는 제2삼방변과, 일조량을 검출하여 일조량이 설정된 값 이상이 되면, 상기 제1삼방변 및 제2삼방변을 절환 제어하여 전도성 액체가 태양열 집열판, 제1삼방변, 축열탱크, 제2삼방변, 태양열 집열판으로 순환되는 태양열 모드로 제어하고, 상기 일조량이 설정된 값 미만이면 전도성 액체가 이온전극 열원장치, 제1삼방변, 축열탱크, 제2삼방변 및 이온전극 열원장치로 순환되는 이온전극 열원모드로 제어하는 제어부를 포함하여, 난방효율을 높임과 동시에 전력 절감으로 에너지 효율을 극대화 한 장점을 제공한다.
여기에서, 상기 이온전극 열원장치는 소정의 전도성 액체(이하 '이온액'라고도 함)에 전극수단을 설치하고 상기 전극수단에 전원을 공급하면 상기 전도성 액체가 이온화되면서 자체 발열되어 열원기능을 수행하는 장치로, 주거용 건물의 난방장치 등에 이용되며, 이 기술은 국제특허출원(출원번호: PCT/EP2008/05950)을 통해 이미 소개된 바 있다.
상기 이온전극 열원장치는 일반 열선 가열방식에 비하여 소비전력을 크게 줄일 수 있는 것으로 확인되어 미래의 난방장치로서 주목받고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 특허공보 10-1381406의 개량된 기술로, 이온 전극 열원장치의 난방효율을 보다 상승시킬 수 있도록 연구하던 끝에 개발된 발명이다.
등록특허공보 10-1381406, PCT국제출원(출원번호:PCT/EP2008/05950), 공개특허공보 10-2006-0021686, 등록특허공보 10-0813754, 등록특허공보 10-1259531, 공개특허공보 10-2013-0085696
본 발명은 상기한 배경 하에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 일조량이 충분한 경우에는 태양열에너지를 이용하고, 일조량이 충분하지 않은 경우에는 이온전극 열원장치의 에너지를 이용하여 난방을 자동 수행하되, 이온액 온도와 소비 전류가 비례하는 특성을 고려하여 이온액의 온도가 예열온도 미만인 경우, 축열탱크의 히터를 가동시켜 이온액의 온도를 신속하게 상승시켜줌으로써, 에너지절감은 물론 온수 및 난방효율을 크게 향상시킨 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템을 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원에 연결되는 제1전극 및 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극 및 제2전극과는 전기적으로 절연되고 밀폐되도록 봉인되는 본체의 내부에는 소정의 이온액이 충전되며, 상기 제1전극 및 제2전극의 전원공급으로 상기 이온액이 발열되는 이온전극 열원장치와; 태양열을 모아 내부에 흐르는 이온액을 가열하는 태양열 집열판과; 몸체 내부에는 이온액이 충전 및 순환되고, 복수의 히터봉이 설치되며, 상기 히터봉의 주위를 감싸도록 나선형태로 배관되는 온수관 및 난방수관을 포함하는 축열탱크와; 상기 이온전극 열원장치의 유출구측 배관과, 상기 태양열 집열판의 출수부측 배관과, 상기 축열탱크의 이온액 유입관에 연결되는 제1삼방변과; 상기 이온전극 열원장치의 유입구측 배관과, 상기 태양열 집열판의 입수부측 배관과, 상기 축열탱크의 이온액유출관에 연결되는 제2삼방변과; 일조량을 검출하여 일조량이 설정된 값 이상이 되면 이온액이 태양열 집열판→제1삼방변→축열탱크→제1순환펌프→제1개폐밸브→제2삼방변→태양열 집열판으로 순환되도록 하여주는 태양열 모드로 제어하고, 상기 일조량이 설정된 값 미만이면 이온액이 이온전극 열원장치→제1삼방변→축열탱크→제1순환펌프→제1개폐밸브→제2삼방변→이온전극 열원장치로 순환되도록 하여주는 이온 전극 열원모드로 제어하되, 이온 전극 열원모드 제어 시 축열탱크 내부의 이온액온도가 예열온도 미만이면 이온액의 흐름을 차단하고 상기 히터봉을 구동하여 예열 온도로 상승시킨 다음 이온 전극 열원모드로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 제1삼방변과 축열탱크의 이온액유출관 사이의 제1개폐밸브 및 제1순환펌프가 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 태양열 집열판에는 조도센서가 설치되고, 상기 이온전극 열원정치 및 상기 축열탱크의 내부에는 이온액의 온도를 검출하는 제1 및 제2온도센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 축열탱크의 온수관은 상기 난방수관 보다는 가는 직경을 가지는 동관으로 보다 조밀하게 구성되고, 온수유입관과 난방수유입관 은 축열탱크의 아랫부분에 위치하고, 온수유출관과 난방수유출관은 축열탱크의 윗부분에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 축열탱크에는 질소팽창탱크와, 압력계 및 안전변이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 축열탱크에는 이온액보충구와, 상기 이온액보충구가 제4개폐밸브를 통해 압력계와 연결되고, 이온액 수위확인관을 통해 저면의 배수관을 거쳐 제5개폐밸브 및 드레인관에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 제어부의 제어에 따라 이온전극열원장치에 전원을 공급하며, 정격전류회로를 내장하여 전류의 급상승을 제어하는 이온전극열원장치 구동부와, 상기 이온전극 열원장치에 공급되는 과전류를 검출하며, 과전류 검출시 상기 이온전극 열원장치로 공급되는 전원을 차단하여 주도록 한 과전류 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 일조량이 충분한 경우에는 태양열에너지를 이용하고, 일조량이 충분하지 않은 경우에는 이온전극 열원장치의 에너지를 이용하여 난방을 자동 수행하되, 이온액 온도와 소비 전류가 비례하는 특성을 고려하여 이온액의 온도가 예열온도 미만인 경우, 축열탱크의 히터를 가동시켜 이온액의 온도를 신속하게 상승시켜줌으로써, 에너지절감은 물론 온수 및 난방효율을 크게 향상시킨 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 채용되는 이온전극 열원장치의 (a)사시도, (b)측단면도, (c)A-A단면도,
도 3은 본 발명에 따른 축열탱크의 측단면 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 축열탱크의 종단면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템의 회로 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템의 동작 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 태양열 이용 난방시의 이온액 흐름 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 이온전극 열원장치 이용 난방시의 이온액 흐름 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템은, 이온전극 열원장치(10)와, 태양열집열판(20)과, 축열탱크(30)와, 난방배관(40)을 포함한다.
보다 상세하게는 상기 이온전극 열원장치(10)의 이온액 유출구(13)가 배관을 통해 제1삼방변(V1)을 거쳐 축열탱크(30)의 이온액 유입관(P1)으로 이어지고, 상기 축열탱크(30)의 이온액 유출관(P2)이 제1순환펌프(PM1) 및 제1개폐밸브(SV1)를 통해 제2삼방변(V2)을 거쳐 상기 이온전극 열원장치(10)의 이온액 유입구(14)에 연결됨과 동시에 태양열 집열판(20)의 입수부(22)에 연결되도록 구성되며, 상기 태양열 집열판(20)의 출수부(21)의 배관이 상기 제1삼방변(V1)에 연결되도록 구성된다.
또한 상기 축열탱크(30)는 도 3에서와 같이 몸체(31)의 내부에는 일측으로 지지구(32)를 통해 복수의 히터봉(33)이 설치되며, 상기 히터봉(33)은 외부에 연결된 전원라인(34)을 통해 전원을 공급받아 구동된다.
또한 원수유입관(P10)이 제2개폐밸브(SV2)를 통해 온수유입관(P3)을 거쳐 축열탱크(30) 내부로 진입한 후, 상기 히터봉(33)의 주위를 감싸도록 나선형태로 배관(P4)된 후 온수유출관(P5)을 통해 축열탱크(30) 외부로 이어지며 온수수도꼭지가 연결된다.
또한 상기 원수유입관(P10)이 제3개폐밸브(SV3)를 통해 난방수유입관(P6)을 거쳐 축열탱크(30) 내부로 진입한 후, 상기 히터봉(33)의 주위를 감싸도록 나선형태로 배관(P7)되되, 상기 온수관(P4) 보다는 넓은 직경을 가지도록 배관된 후 난방수유출관(P8)을 통해 축열탱크(30) 외부로 이어지고 난방배관(40)과 제2순환펌프(PM2)를 통해 상기 제3개폐밸브(SV3)로 순환 연결되도록 구성된다.
여기서 상기 온수관(P3,P4,P5)은 상기 난방수관(P6,P7,P8) 보다는 가는 직경을 가지는 동관으로 보다 조밀하게 구성된다.
또한 온수유입관(P3)과 난방수유입관(P6)은 축열탱크(30)의 아랫부분에 위치하고, 온수유출관(P5)과 난방수유출관(P8)은 축열탱크의 윗부분에 위치하도록 구성된다.
이는 초기 낮은 온도를 가지는 온수 및 난방수가 축열탱크(30)를 통과하면서 서서히 온도가 상승되므로 높은 위치의 출구를 갖도록 구성되며, 이온액유출관(P2)은 축열탱크의 아래부분에 위치하도록 하여 축열탱크(30) 내부의 이온액이 온수관(P4)과 난방수관(P7)을 통해 열 교환되면서 차가워진 이온액이 아래부분에 위치하도록 하여 열효율을 높이도록 한 것이다.
또한 상기 축열탱크(30)에는 이온액의 온도를 감지하는 제2온도센서(38)와, 이온액의 온도상승에 따라 이온액이 팽창되는 것을 보상하여 주기 위하여 축열탱크내의 에어포켓(A)의 형성과 함께 작용하는 질소팽창탱크(37)와, 축열탱크의 압력을 나타내는 압력계(35)와, 축열탱크내의 압력이 일정압력이상이면 이를 배출하는 안전변(36)이 더 형성된다.
또한 축열탱크(30)에는 도 4에서와 같이 이온액보충구(P11)와, 상기 이온액보충구(P11)가 제4개폐밸브(SV4)를 통해 압력계(35)와 연결되고, 동시에 이온액 수위확인관(P14)을 통해 저면의 배수관(P12)을 거쳐 개폐밸브(GV1) 및 드레인관(P13)에 연결되도록 구성된다.
상기 이온전극 열원장치(10)는 내부에 충전된 전도성 액체(이온액)를 발열시켜 열원기능을 수행하는 장치로 이를 도 2를 참조하여 상세히 살펴본다.
상기 도 2의 (a)는 이온전극 열원장치(10)의 사시도, (b)는 측단면도, (c)는 (b)의 A-A단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 이온전극 열원장치(10)는 원통형의 본체(11)가 지지대(12)와 결합되도록 구성되고, 상기 본체(10)의 상부 및 측면에는 배관과 연결되는 이온액 유출구(13)와 유입구(14)가 형성된다.
또한 상기 본체(11)의 내부에는 제1전극(15)과 제2전극(16)이 지지대(12)를 통해 고정 설치되고, 상기 제1전극(15) 및 제2전극(16)은 외부에서 전원(AC)이 인가되도록 구성된다.
상기 본체(11)는 상기 제1전극(15) 및 제2전극(16)과는 전기적으로 절연되고 밀폐되도록 봉인되고 내부에는 전도성 액체가 충전된다.
또한 상기 제1전극(15)은 전원(AC: 220V)의 라인단자(L1)와 연결되고 제2전극(16)은 중성단자(N)와 연결되며, 본체(11)는 접지되도록 구성된다.
이와 같이 구성된 이온전극 열원장치(10)는 상기 제1전극(15) 및 제2전극(16)으로 전원이 공급되면 상기 전극에서 발생되는 전기에너지에 의해 이온액 자체가 열을 발생하게 된다.
즉 종래의 니크롬선(열선)과 같이 열선이 발열되어 주위의 충전된 물을 가열하는 방식이 아니라, 제1전극(15) 및 제2전극(16)을 통해 흐르는 전류에 따른 전기에너지의 발생으로 기인되는 전기적 화학적 작용으로 이온액 자체가 발열되는 원리이다.
이러한 상기 이온액은 상기 이온전극 열원장치(10) 뿐 아니라 배관을 통해 태양열 집열판(20) 및 축열탱크(30) 등을 순환하게 된다.
상기 태양열 집열판(20)은 태양열을 모아 내부에 흐르는 이온액을 가열하는 장치로, 조도를 감지하는 조도센서(23)가 더 형성된다.
상기 축열탱크(30)는 충전된 이온액의 온도를 이용하여 열교환을 수행하는 장치이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템의 회로 블록도로서, 조작부(110), 센서감지부(120), 제어부(130), 이온전극열원장치 구동부(140), 과전류검출부(150), 축열탱크 히터구동부(160), 밸브구동부(170), 순환펌프구동부(180)를 포함한다.
상기 조작부(110)는 복수의 스위치를 구비하여, 운전 시작/중지 명령, 난방온도 명령 등을 키 입력하여 주는 구성요소이다.
상기 센서감지부(120)는 조도를 감지하는 조도센서(23), 이온전극열원장치(10)로부터 출수되는 이온액의 온도를 감지하는 제1온도센서(17), 축열탱크(30)로 인입된 이온액의 온도를 감지하는 제2온도센서(38)를 포함하고, 상기 센서들로부터 감지된 신호를 제어부(130)로 입력하여 준다.
상기 제어부(130)는 실외 태양열 집열판(20)에 설치된 조도센서(23)를 통해 일조량을 검출한다.
상기 제어부(130)는 검출된 일조량을 통해 태양열 에너지를 이용하여 축열기능을 수행할 것인지 아니면 이온전극 열원 에너지를 이용하여 축열기능을 수행할 것인지를 판단한다.
상기 제어부(130)는 일조량이 설정된 값 이상이 되어 태양열 에너지를 충분히 이용할 수 있는 상태가 되면 태양열 에너지로 축열기능(이하 '태양열모드' 라고 함)을 수행하고, 상기 일조량이 설정된 값 미만이 되어 태양열 에너지를 이용할 수 없는 상태가 되면 이온전극 열원 에너지로 축열기능(이하 '이온전극 열원모드'라고 함)을 수행하게 된다.
또한 상기 제어부(130)는 이온전극 열원모드로 축열기능을 수행할 때, 축열탱크(30) 내부의 온도를 먼저 검출하여 축열탱크 내부의 이온액 온도가 일정온도(예열온도: 예 60℃) 미만이면, 축열탱크(30) 내부의 히터봉(33)을 구동시켜 이온액의 온도를 예열온도로 급속하게 상승시켜 준다.
여기서 이온액의 예열온도란, 이온전극 열원장치(10)의 특성 상, 이온액의 온도가 어떤 예열온도 이상이 되어야만 전극 사이에 원활한 전류의 흐름이 발생되고, 이는 다시 원활한 온도 상승으로 이어져 유효온도에 쉽게 도달하게 되는 특성에 기인된 온도 값이다.
따라서 상기 제어부(130)는 태양열 모드 시에는 제1삼방변(V1) 및 제2삼방변(V2)을 절환 제어하여 이온액의 흐름이 도 7에서와 같이 태양열 집열판(20)→제1삼방변(V1)→축열탱크(30)→제1순환펌프(PM1)→제1개폐밸브(SV1)→제2삼방변(V2)→태양열 집열판(20)으로 순환되도록 하여준다.
또한 이온전극 열원모드 시에는 제1삼방변(V1) 및 제2삼방변(V2)을 다른 형태로 절환 제어하여 이온액의 흐름이 도 8에서와 같이 이온전극 열원장치(10)→제1삼방변(V1)→축열탱크(30)→제1순환펌프(PM1)→제1개폐밸브(SV1)→제2삼방변(V2)→이온전극 열원장치(10)로 순환되도록 하여준다.
또한 이온전극 열원모드 시, 축열탱크(30) 내부의 이온액의 온도가 예열온도 미만이면 제1순환펌프(PM1)의 구동을 중지하고, 제1개폐밸브(SV1)를 폐쇄한 후, 히터봉(33)을 구동시켜 이온액이 예열온도가 될 때까지 가열시켜준다.
이후 상기 이온액이 예열온도에 도달하면, 상기 이온전극 열원모드를 수행한다.
상기 이온전극열원장치 구동부(140)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라 이온전극열원장치(10)에 전원을 공급하며, 정격전류회로를 내장하여 전류의 급상승을 제어하여 일정 전류만이 흐르도록 하여준다.
상기 과전류 검출부(150)는 상기 이온전극 열원장치(10)에 공급되는 과전류를 검출하며, 과전류가 검출되면 제어부(130)는 상기 이온전극 열원장치(10)로 공급되는 전원을 차단하여 준다.
상기 축열탱크 히터구동부(160)는 히터봉(33)을 구동시킨다.
상기 밸브구동부(170)는 제1삼방변(V1), 제2삼방변(V2), 제1개폐밸브(SV1) 내지 제4개폐밸브(SV4)를 단속제어한다.
상기 순환펌프구동부(180)는 제1순환펌프(PM1) 및 제2순환펌프(PM2)를 구동제어한다.
이와 같이 구성되는 본 발명 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템의 전체 동작을 도 6의 동작 순서도를 참조하여 설명한다.
전원(AC)이 인가되고, 조작부(110)를 통해 난방온도 설정과 운전시작 명령이 입력되면, 제어부(130)는 다음과 같은 난방운전제어를 수행한다.
먼저, 조도센서(23)를 통해 조도를 검출한다.(S11 과정)
그리고 상기 검출된 조도를 통해서 일조량을 산출하고, 산출된 일조량이 태양열 모드로 난방을 수행할 수 있는 설정된 값 이상인가를 판단한다.(S12 과정)
상기 판단과정(S12)에서 일조량이 태양열 모드로 난방기능을 수행할 수 있는 일정량 이상이라면 상기 제어부(130)는 이온액의 흐름이 도 7에서와 같이 태양열 집열판(20)→제1삼방변(V1)→축열탱크(30)→제1순환펌프(PM1)→제1개폐밸브(SV1)→제2삼방변(V2)→태양열 집열판(20)으로 순환되도록 하여준다.(S13 과정)
이때 축열탱크(30) 내의 히터봉(33)은 구동되지 않으며, 제1개폐밸브(SV1), 제2개폐밸브(SV2)는 개방되고, 제1 및 제2순환펌프(PM1,PM2)는 모두 구동된다.
따라서 상기 축열탱크(30) 내부에서는 고온의 이온액과 온수관(P4) 및 난방수관(P7)이 열교환이 이루어져 온수 사용과, 난방배관(40)의 난방이 가능하게 된다.
한편, 상기 판단과정(S12)에서, 일조량이 태양열 모드로 난방기능을 수행할 수 있는 일정량 이상이 아니라면 이온전극 열원모드를 수행하게 되는데, 이때 제2온도센서(38)를 통해 축열탱크(30) 내부의 이온액의 온도를 검출한다.
여기서 상기 축열탱크(30) 내부의 이온액의 온도가 예열온도(예: 60℃) 미만인가를 판단한다.(S14 과정)
상기 판단과정(S14)에서, 이온액의 온도가 예열온도 미만이면 제1순환펌프(PM1)의 구동을 중지하고, 제1개폐밸브(SV1)를 폐쇄한 후, 히터봉(33)을 구동시켜 이온액이 예열온도가 될 때까지 가열시켜준다.(S16, S17 과정)
따라서 상기 축열탱크(30) 내부에서는 히터봉(33)이 구동되면서 이온액의 온도도는 급상승하게 된다. 이때 온수관(P4) 및 난방수관(P7)과 열교환이 이루어지면서 온수 사용과, 난방배관(40)의 난방이 이온전극 열원장치(10)의 예열온도 가동 중에도 원활하게 사용할 수 있게 되는 것이다.
또한 상기 판단과정(S14)에서, 이온액의 온도가 예열온도 이상이면 히터봉(33)의 구동을 중지하고, 제1 및 제2순환펌프(PM1,PM2)를 구동시키며, 제1 및 제2개폐밸브(SV1,SV2)를 개방하고(S18~S19 과정), 제1삼방변(V1) 및 제2삼방변(V2)을 다른 형태로 절환 제어하여 이온액의 흐름이 도 8에서와 같이 이온전극 열원장치(10)→제1삼방변(V1)→축열탱크(30)→제1순환펌프(PM1)→제1개폐밸브(SV1)→제2삼방변(V2)→이온전극 열원장치(10)로 순환되도록 하는 난방제어를 수행하게 된다.
10: 이온전극 열원장치 15: 제1전극
16: 제2전극 20: 태양열 집열판
V1: 제1삼방변 V2: 제2삼방변
30: 축열탱크 31: 몸체
32: 지지구 33: 히터봉
40: 난방배관

Claims (7)

  1. 전원에 연결되는 제1전극(15) 및 제2전극(16)을 포함하고, 상기 제1전극 및 제2전극과는 전기적으로 절연되고 밀폐되도록 봉인되는 본체(11)의 내부에는 소정의 이온액이 충전되며, 상기 제1전극 및 제2전극의 전원공급으로 상기 이온액이 발열되는 이온전극 열원장치(10)와;
    태양열을 모아 내부에 흐르는 이온액을 가열하는 태양열 집열판(20)과;
    몸체(31) 내부에는 이온액이 충전 및 순환되고, 복수의 히터봉(33)이 설치되며, 상기 히터봉(33)의 주위를 감싸도록 나선형태로 배관되는 온수관(P4) 및 난방수관(P7)을 포함하는 축열탱크(30)와;
    상기 이온전극 열원장치(10)의 유출구(13) 측 배관과, 상기 태양열 집열판(20)의 출수부(21) 측 배관과, 상기 축열탱크(30)의 이온액 유입관(P1)에 연결되는 제1삼방변(V1)과;
    상기 이온전극 열원장치(10)의 유입구(14) 측 배관과, 상기 태양열 집열판(20)의 입수부(22) 측 배관과, 상기 축열탱크(30)의 이온액유출관(P2)에 연결되는 제2삼방변(V2)과;
    일조량을 검출하여 일조량이 설정된 값 이상이 되면 이온액이 태양열 집열판(20)→제1삼방변(V1)→축열탱크(30)→제1순환펌프(PM1)→제1개폐밸브(SV1)→제2삼방변(V2)→태양열 집열판(20)으로 순환되도록 하여주는 태양열 모드로 제어하고, 상기 일조량이 설정된 값 미만이면 이온액이 이온전극 열원장치(10)→제1삼방변(V1)→축열탱크(30)→제1순환펌프(PM1)→제1개폐밸브(SV1)→제2삼방변(V2)→이온전극 열원장치(10)로 순환되도록 하여주는 이온 전극 열원모드로 제어하되, 이온 전극 열원모드 제어 시 축열탱크(30) 내부의 이온액온도가 예열온도 미만이면 이온액의 흐름을 차단하고 상기 히터봉(33)을 구동하여 예열 온도로 상승시킨 다음 이온 전극 열원모드로 제어하는 제어부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1삼방변(V1)과 축열탱크(30)의 이온액유출관(P2) 사이의 제1개폐밸브(SV1) 및 제1순환펌프(PM1)가 개재되는 것을 특징으로 하는 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양열 집열판(20)에는 조도센서(23)가 설치되고, 상기 이온전극 열원정치(10) 및 상기 축열탱크(30)의 내부에는 이온액의 온도를 검출하는 제1 및 제2온도센서(17)(38)가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 축열탱크(30)의 온수관(P4)은 상기 난방수관(P7) 보다는 가는 직경을 가지는 동관으로 보다 조밀하게 구성되고, 온수유입관(P3)과 난방수유입관(P6)은 축열탱크(30)의 아랫부분에 위치하고, 온수유출관(P5)과 난방수유출관(P8)은 축열탱크의 윗부분에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 축열탱크(30)에는 질소팽창탱크(37)와, 압력계(35) 및 안전변(36)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 축열탱크(30)에는 이온액보충구(P11)와, 상기 이온액보충구(P11)가 제4개폐밸브(SV4)를 통해 압력계(35)와 연결되고, 이온액 수위확인관(P14)을 통해 저면의 배수관(P12)을 거쳐 제5개폐밸브(SV5) 및 드레인관(P13)에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(130)의 제어에 따라 이온전극열원장치(10)에 전원을 공급하며, 정격전류회로를 내장하여 전류의 급상승을 제어하는 이온전극열원장치 구동부(140)와, 상기 이온전극 열원장치(10)에 공급되는 과전류를 검출하며, 과전류 검출 시 상기 이온전극 열원장치(10)로 공급되는 전원을 차단하여 주도록 한 과전류 검출부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열과 이온전극 열원장치를 이용한 난방시스템.
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