KR101698339B1

KR101698339B1 - Solar power heating apparatus

Info

Publication number: KR101698339B1
Application number: KR1020140188631A
Authority: KR
Inventors: 이석호; 윤종호; 이선혜; 김학진
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2017-01-23
Also published as: KR20160078697A

Abstract

본 발명은 태양열 난방장치에 관한 것으로, 거치부, 상기 거치부에 거치된 집열관 및 상기 집열관 내부에 배치된 집열기를 포함하는 집열부, 상기 집열기와 연결된 히트 파이프, 상기 히트 파이프와 연결된 열 교환기 및 상기 집열부 하부에 배치되어 있고 태양열을 상기 집열관으로 반사하는 반사부를 포함한다.The present invention relates to a solar heating apparatus, and more particularly, to a solar heating apparatus including a heat collecting unit, a heat collecting unit including a collecting unit, a heat collecting unit and a heat exchanger connected to the heat collecting unit, And a reflector disposed at a lower portion of the heat collecting portion and reflecting sunlight to the heat collecting tube.

Description

Solar power heating apparatus

본 발명은 태양열 난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar heating apparatus.

화석 에너지를 대체할 만한 대표적인 에너지원으로써 풍력, 파력, 지열, 태양열 등이 있다. 풍력, 지열, 파력 등은 이용 가능한 위치 또는 지역에 있어 많은 제약이 따르기 때문에 상대적으로 위치나 지역적 제약이 적은 태양열을 이용하는 방법에 대한 연구가 활발하다.Wind energy, wave power, geothermal energy, and solar heat are typical energy sources that can replace fossil energy. As wind, geothermal, and wave power are subject to many constraints in available locations or areas, research is being actively pursued on methods that use relatively low location and area constraints.

태양열을 집열하여 난방 시스템에 사용하면 연료 소비에 따른 비용이 발생하지 않으며 환경을 오염시키지 않아 친환경적이다.When solar heat is collected and used in a heating system, the cost of fuel consumption is not generated, and the environment is not polluted and is environmentally friendly.

등록특허공보 제10-0687284호 (2007.02.20.)Patent Registration No. 10-0687284 (Feb. 20, 2007)

본 발명은 태양열을 이용하여 난방할 수 있는 기술을 제공한다.The present invention provides a technique for heating by using solar heat.

본 발명의 한 실시예에 따른 태양열 난방장치는 거치부, 상기 거치부에 거치된 집열관 및 상기 집열관 내부에 배치된 집열기를 포함하는 집열부, 상기 집열기와 연결된 히트 파이프, 상기 히트 파이프와 연결된 열 교환기 및 상기 집열부 하부에 배치되어 있고 태양열을 상기 집열관으로 반사하는 반사부를 포함한다.A solar heating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a heat collecting part including a mounting part, a heat collecting part mounted on the mounting part, and a heat collecting part disposed inside the heat collecting part, a heat pipe connected to the heat collecting part, A heat exchanger, and a reflector disposed under the heat collecting portion and reflecting solar heat to the heat collecting tube.

상기 태양열 난방장치는 상기 열교환기와 상기 히트 파이프의 연결 부분에 배치되어 있는 단열부를 더 포함할 수 있다.The solar heating apparatus may further include a heat insulating portion disposed at a connecting portion between the heat exchanger and the heat pipe.

상기 거치부는, 기설정된 넓이를 가지며 상기 집열관의 일측이 힌지 연결된 베이스 및 상기 베이스와 연결되어 있고 상기 집열관의 타측을 지지하며 신축될 수 있는 지지대를 포함할 수 있다.The mounting portion may include a base having a predetermined width and one side of the heat-collecting tube being hinged, and a support member connected to the base and supporting the other side of the heat-collecting tube.

상기 태양열 난방장치는 상기 열교환기와 연결된 축열조를 더 포함할 수 있다.The solar heating apparatus may further include a heat storage tank connected to the heat exchanger.

상기 태양열 난방장치는 상기 집열부를 회전시키는 집열 회전부를 더 포함할 수 있다.The solar heating apparatus may further include a collecting / rotating part for rotating the collecting part.

상기 집열 회전부는 상기 거치부에 배치되어 있고 상기 집열관 일측과 타측을 회전할 수 있게 지지하는 제1 및 제2 집열 지지블록, 상기 제1 집열 지지블록에 회전할 수 있게 결합되어 있고 상기 집열관 타측과 마주하는 롤러, 상기 집열관 타측에 결합되어 있고 상기 롤러와 접하는 마찰부재 및 상기 집열부와 연결되어 있고 상기 집열부를 회전시키는 집열 구동부를 포함할 수 있으며, 상기 히트 파이프의 일측은 상기 집열기와 연결되어 있고 타측은 상기 집열관 외부로 돌출되어 있으며, 상기 히트 파이프와 연결된 상기 열교환기 부분에는 상기 히트 파이프의 일부분을 감싸는 수용홈이 형성될 수 있다.The heat collecting and rotating part includes first and second heat collecting and supporting blocks disposed in the receiving part and rotatably supporting one side of the collecting tube and the other side of the collecting and rotating part, The heat pipe may include a roller facing the other side, a friction member coupled to the other side of the heat collecting pipe and contacting the roller, and a heat collecting and driving unit connected to the heat collecting unit and rotating the heat collecting unit. And the other side is protruded to the outside of the heat collecting pipe. In the heat exchanger part connected to the heat pipe, a receiving groove for enclosing a part of the heat pipe may be formed.

상기 태양열 난방장치는 상기 반사부와 상기 거치부 사이에 배치되어 있고, 상기 반사부를 회전시키는 반사 회전부를 더 포함할 수 있다.The solar heating apparatus may further include a reflection rotation part disposed between the reflection part and the mounting part and rotating the reflection part.

상기 반사 회전부는, 상기 거치부와 연결되어 있고 상기 반사부를 지지하는 제1 및 제2 반사 지지블록, 상기 제1 및 제2 반사 지지블록과 상기 반사부 사이에 형성되어 있는 레일과 레일홈 및 상기 반사부와 연결되어 있고 상기 반사부를 회전시키는 반사 구동부를 포함할 수 있다.The reflection and rotation unit includes first and second reflection supporting blocks connected to the mounting unit and supporting the reflection unit, a rail and a rail groove formed between the first and second reflection supporting blocks and the reflection unit, And a reflection driving unit connected to the reflection unit and rotating the reflection unit.

상기 태양열 난방장치는, 링 형태로 형성되어 있고 상기 집열관에 이동할 수 있게 결합되어 있는 스크래퍼 및 상기 스크래퍼와 연결되어 있고 상기 집열관의 표면에 세척액을 분사하는 세척통을 더 포함할 수 있다.The solar heating apparatus may further include a scraper formed in a ring shape and movably coupled to the collecting tube, and a washing cylinder connected to the scraper and spraying the washing liquid onto the surface of the collecting tube.

본 발명의 실시예에 따르면, 집열관이 2중 진공구조로 형성되어 집열기의 대류에 의한 열손실이 발생하지 않아 집열기의 집열성이 향상되며 히트 파이프로 전달되는 열효율이 향상될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the heat collecting tube is formed in a double vacuum structure, heat loss due to convection of the heat collector does not occur, heat collecting property of the heat collector is improved and thermal efficiency to be transferred to the heat pipe can be improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 집열 회전부에 의해 집열부가 태양을 따라 회전하거나 반사 회전부에 의해 반사부가 태양을 따라 회전하게 되어 집열부에 태양열이 항상 가해질 수 있어 집열효율이 향상될 수 있다. 반사 회전부의 경우 집열부를 비껴가는 태양열을 집열부로 다시 반사하게 되어 집열효율이 더욱 향상되었다.According to the embodiment of the present invention, the solar collecting part rotates along the sun by the heat collecting and rotating part, or the reflecting part rotates along the sun by the reflecting and rotating part, so solar heat can be always applied to the collecting part, and the heat collecting efficiency can be improved. In the case of the reflective rotary part, solar heat deflecting the heat collecting part is reflected again to the heat collecting part, and the heat collecting efficiency is further improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 스크래퍼의 이동으로 집열관의 표면에 묻은 이물질이 간편하게 제어 집열관의 세척성이 향상될 수 있다. 집열관의 이물질 제거로 태야열의 집열성이 향상될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, foreign matter adhering to the surface of the heat collecting pipe can be easily moved by moving the scrapers, thereby improving the washing property of the control heat collecting pipe. Removal of foreign substances in the heat-conducting pipe can improve the heat-holding property of the heat-source heat.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1에 도시한 태양열 난방장치를 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도.
도 5는 도 4에 도시한 태양열 난방장치를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a solar heating apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a front view of the solar heating apparatus shown in Fig. 1. Fig.
3 is a schematic view showing a solar heating apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing a solar heating apparatus according to another embodiment of the present invention;
Fig. 5 is a schematic view showing the solar heating apparatus shown in Fig. 4. Fig.
6 is a schematic view showing a solar heating apparatus according to another embodiment of the present invention;

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 태양열 난방장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.A solar heating apparatus according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양열 난방장치를 나타낸 정면도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a solar heating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing a solar heating apparatus shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 태양열 난방장치(1)는 거치부(10), 집열부(20), 히트 파이프(40), 열 교환기(50), 반사부(60), 단열부(80) 및 축열조(90)를 포함한다. 1 and 2, the solar heating apparatus 1 according to the present embodiment includes a mounting portion 10, a heat collecting portion 20, a heat pipe 40, a heat exchanger 50, a reflecting portion 60, , A heat insulating portion (80), and a heat storage tank (90).

거치부(10)는 베이스(11) 및 지지대(12)를 포함한다.The mounting portion 10 includes a base 11 and a support base 12.

베이스(11)는 기설정된 넓이를 갖는다. 베이스(11)의 하면에는 바퀴(도시하지 않음)가 설치될 수 있다. 바퀴에 의해 태양열 난방장치(1)를 간편하게 이동시킬 수 있다.The base 11 has a predetermined width. A wheel (not shown) may be provided on the lower surface of the base 11. [ The solar heating device 1 can be easily moved by the wheels.

지지대(12)는 복수의 바로 구성되어 베이스(11)의 일측 상면에 수직하게 배치되어 있다. 지지대(12)는 하나의 바로 구성될 수 있다. 바는 기설정된 길이를 갖는다.The support base 12 is composed of a plurality of bars and is vertically arranged on the upper surface of one side of the base 11. The support base 12 may be constructed as a single bar. The bar has a predetermined length.

도면에는 도시하지 않았지만 바 들은 텔레스코픽(telescopic) 구조로 형성되어 상하 길이를 조절할 수 있다. 바들의 높이를 낮추어 태양열 난방장치(1)를 이동시키면 이동 및 보관의 편의성이 향상될 수 있다. 지지대(12)의 상단에는 플레이트(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 플레이트는 생략될 수 있다.Although not shown in the figure, the bars may be formed in a telescopic structure to adjust the vertical length. If the height of the bars is lowered and the solar heating device 1 is moved, the convenience of movement and storage can be improved. A plate (not shown) is disposed at the upper end of the support table 12. The plate may be omitted.

집열부(20)는 집열관(21), 마개(23) 및 집열기(22)를 포함한다.The collecting portion 20 includes a collecting tube 21, a cap 23 and a collector 22.

집열관(21)은 2중 구조로 형성되어 있다. 이에 집열관(21)은 제1 공간(211) 및 제2 공간(212)을 갖는다. 제1 공간(211)은 밀폐되어 있으며 제2 공간(212)은 개방부를 갖는다. 집열관(21)은 태양열이 투과할 수 있도록 유리 등과 같은 투명 재질로 만들어질 수 있다.The collector heat pipe (21) is formed in a double structure. Thus, the heat collecting tube 21 has the first space 211 and the second space 212. The first space 211 is sealed and the second space 212 has an opening. The heat collecting tube 21 may be made of a transparent material such as glass or the like so that solar heat can be transmitted.

집열관(21)의 일측은 베이스(11)의 일측에 위치한 집열 제1 집열 지지블록(31)에 지지되어 있고 타측은 지지대(12)의 상부측에 위치한 제2 집열 지지블록(32)에 거치되어 있다. 제2 집열 지지블록(32)의 위치에 따라 집열관(21)의 기울기를 설정할 수 있다. 예컨대, 제2 집열 지지블록(32)이 베이스(11)로부터 떨어질수록 집열관(21)의 기울기 각도는 커질 수 있다.One side of the heat collecting tube 21 is supported by a collecting first collection supporting block 31 located on one side of the base 11 and the other side is placed on a second collecting supporting block 32 located on the upper side of the supporting table 12. [ . The inclination of the collecting tube 21 can be set according to the position of the second collection supporting block 32. For example, as the second collection supporting block 32 is separated from the base 11, the inclination angle of the collecting tube 21 can be increased.

마개(23)는 제2 공간(212)의 개방된 부분에 배치되어 있으며, 제2 공간(212)을 밀봉한다. 제1 공간(211)과 제2 공간(212)은 진공 처리되어 있다.The stopper 23 is disposed in the open portion of the second space 212 and seals the second space 212. The first space 211 and the second space 212 are vacuum-processed.

집열기(22)는 제2 공간(212)에 배치되어 집열관(21)을 통과한 태양열을 집열하며 원통 형태로 형성되어 있다. 제1 공간(211)과 제2 공간(212)이 진공 처리되어 집열기(22)에 집열된 태양열이 대류에 의해 외부로 손실되는 것이 차단된다.The collector 22 is disposed in the second space 212 and collects solar heat that has passed through the collector tube 21, and is formed in a cylindrical shape. The first space 211 and the second space 212 are vacuum-processed and the solar heat collected by the collector 22 is prevented from being lost to the outside by convection.

히트 파이프(40)는 제2 공간(212)에 배치되어 집열기(22)와 연결되어 있으며, 적어도 일부분은 마개(23)을 관통하여 집열관(21) 외부로 돌출되어 있다. 집열기(22)에 집열된 태양열은 히트 파이프(40) 내부에 수용된 작동유체로 전달될 수 있다.The heat pipe 40 is disposed in the second space 212 and connected to the heat collector 22 and at least part of the heat pipe 40 protrudes through the cap 23 to the outside of the heat collecting pipe 21. The solar heat collected in the collector 22 can be transferred to the working fluid accommodated in the heat pipe 40.

위에서 설명한 집열부(20) 및 히트 파이프(40)의 자세한 구조는 널리 공지된 진광관 집열기의 구성이 적용될 수 있는 바, 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다. 아울러, 도 1 에서 집열부(20) 및 히트 파이프(40)를 1개만 도시하였지만 태양열 난방장치의 규격에 따라 그 개수는 달라질 수 있다.The detailed structure of the heat collecting part 20 and the heat pipe 40 described above can be applied to a well-known structure of a vacuum tube collector, and a detailed description of the structure is omitted. Although only one heat collecting unit 20 and heat pipe 40 are shown in FIG. 1, the number of the heat collecting unit 20 and the heat pipe 40 may vary according to the standard of the solar heating apparatus.

반사부(60)는 집열부(20) 하부측에 배치되어 간격을 두고 있다. 반사부(60)의 상면은 집열부(20)와 마주하며 태양열을 반사할 수 있는 물질로 코팅되어 있다. 반사부(60)는 집열부(20)를 비껴가는 태양열을 집열부(20)로 반사하여 고효율의 집열성능이 발휘되도록 한다. 반사부(60)는 간격을 두고 집열관(21)을 어느 정도 감싸는 형태로 형성되어 있다.The reflector 60 is disposed on the lower side of the heat collecting portion 20 and spaced apart therefrom. The upper surface of the reflection portion 60 is coated with a material that can reflect the solar heat, facing the heat collecting portion 20. The reflector 60 reflects the sunlight deflecting the heat collecting part 20 to the heat collecting part 20 so that the heat collecting performance with high efficiency is exhibited. The reflector 60 is formed so as to cover the collector tube 21 to some extent with an interval.

열 교환기(50)는 지지대(12)의 플레이트에 배치되어 있다. 플레이트가 생략된 경우 열 교환기(50)는 지지대(12) 상단에 고정된다. 열 교환기(50)는 교환기 몸체(51) 및 방열편(52)을 포함한다.The heat exchanger (50) is arranged on the plate of the support (12). When the plate is omitted, the heat exchanger (50) is fixed to the top of the support base (12). The heat exchanger (50) includes an exchanger body (51) and a heat dissipating piece (52).

교환기 몸체(51)의 내부에는 작동유체가 수용되어 있다. 교환기 몸체(51)는 히트 파이프(40)와 연결되어 있다. 히트 파이프(40)의 작동유체와 교환기 몸체(51)의 작동유체는 서로 열 교환할 수 있다.A working fluid is accommodated in the exchanger body (51). The exchanger body (51) is connected to the heat pipe (40). The working fluid of the heat pipe 40 and the working fluid of the exchanger body 51 can exchange heat with each other.

열 교환기(50)의 구조 및 열 교환기(50)와 히트 파이프(40)의 열 교환 구조는 공지의 태양열 난방장치의 열 교환기 및 히트 파이프가 적용되므로 이하 자세한 설명은 생략한다.Since the structure of the heat exchanger 50 and the heat exchange structure of the heat exchanger 50 and the heat pipe 40 are applied to a heat exchanger and a heat pipe of a known solar heating device, detailed description will be omitted.

단열부(80)는 열 교환기(50)와 히트 파이프(40)가 접하는 부분에 배치되어 있다. 단열부(80)는 히트 파이프(40)에서 교환기 몸체(51)로 열 전달되는 부분의 열손실이 발생하지 않도록 한다. 단열부(80)는 코르크, 면, 펠트, 탄화코르크, 거품고무, 석영솜, 규조토, 탄산마그네슘 분말, 마그네시아 분말, 규산칼슘, 펠라이트 등으로 만들어질 수 있다.The heat insulating portion (80) is disposed at a portion where the heat exchanger (50) and the heat pipe (40) are in contact with each other. The heat insulating portion 80 prevents the heat loss from being generated in the heat transfer portion from the heat pipe 40 to the exchanger body 51. The heat insulating portion 80 may be made of cork, cotton, felt, carbonized cork, foam rubber, quartz cotton, diatomaceous earth, magnesium carbonate powder, magnesia powder, calcium silicate,

방열편(52)은 교환기 몸체(51) 외부면과 연결되어 있으며, 교환기 몸체(51)의 표면적을 확장시켜 외부로 전도, 대류 및 복사에 의한 열전달을 향상시킬 수 있다. 그러나 방열편(52)은 생략될 수 있다.The heat dissipating piece 52 is connected to the outer surface of the exchanger body 51 and can expand the surface area of the exchanger body 51 to improve the heat transfer by conduction, convection and radiation to the outside. However, the heat dissipating piece 52 may be omitted.

축열조(90)는 열 교환기(50)와 연결되어 있으며 작동유체가 수용될 수 있다. 축열조(90)의 작동유체는 열 교환기(50)를 통하여 히트 파이프(40)와 직접 열 교환하거나, 열 교환기(50)와 열 교환할 수 있다. 축열조(90)와 열 교환기(50)의 연결 구조는 태양열 난방장치 분야의 축열조 및 열 교환기가 적용될 수 있으므로 이하 자세한 설명은 생략한다.The heat storage tank 90 is connected to the heat exchanger 50 and a working fluid can be received. The working fluid of the heat storage tank 90 can be directly heat-exchanged with the heat pipe 40 through the heat exchanger 50 or heat-exchanged with the heat exchanger 50. The connection structure between the heat storage tank 90 and the heat exchanger 50 can be applied to a heat storage tank and a heat exchanger in the field of solar heating devices, and thus a detailed description thereof will be omitted.

다음은 위에서 설명한 태양열 난방장치의 작용에 대하여 설명한다.The following describes the operation of the solar heating system described above.

열 교환기(50)와 축열조(90)가 연결된 상태에서 집열기(22)가 태양열을 집열한다. 집열관(21)이 2중 진공 구조로 형성되어 집열기(22)에 집열된 태양열이 대류에 의해 외부로 손실되는 것이 차단된다.The heat collector 22 collects solar heat when the heat exchanger 50 and the heat storage tank 90 are connected. The collector heat pipe 21 is formed in a double vacuum structure so that solar heat collected by the collector 22 is prevented from being lost to the outside by convection.

집열기(22)에 집열된 태양열은 히트 파이프(40)로 전도되어 히트 파이프(40)의 작동유체가 가열될 수 있다. 히트 파이프(40)의 작동유체의 열이 열 교환기(50)의 작동유체에 전도되어 열 교환기(50)의 작동유체가 가열되어 축열조(90)의 작동유체가 가열될 수 있다. 축열조(90)의 가열된 작동유체는 사용자의 사용에 따라 온수, 난방 등으로 사용될 수 있다.The solar heat collected in the collector 22 is conducted to the heat pipe 40 so that the working fluid of the heat pipe 40 can be heated. The heat of the working fluid of the heat pipe 40 may be conducted to the working fluid of the heat exchanger 50 and the working fluid of the heat exchanger 50 may be heated to heat the working fluid of the heat storage tank 90. [ The heated working fluid of the heat storage tank 90 can be used as hot water, heating, or the like depending on the use of the user.

1차 실험은 18시 48분부터 21시 05분 까지 진행하였다. 이때 집열관(21)의 내부 최고 온도는 41.4도로 확인되었고 연결부분은 32.9도로 확인되었으며 히트 파이프는 25도로 확인되었다. 집열관(21) 내부에 집열기(22)가 배치되어 있고, 대류에 의한 열손실이 발생하지 않아 집열관(21)의 온도가 신속하게 상승한 것을 알 수 있다.The first experiment was conducted from 18:48 to 21:05. At this time, the maximum temperature inside the heat collecting pipe (21) was 41.4 degrees, the connecting portion was 32.9 degrees, and the heat pipe was 25 degrees. The heat collector 22 is disposed inside the heat collecting tube 21 and the heat loss due to convection does not occur and the temperature of the heat collecting tube 21 is rapidly increased.

2차 실험은 16시 38분부터 18시 33분 까지 진행하였다. 이때 집열관(21)의 내부 최고 온도는 41.4도로 확인되었고 연결부분은 32.6도로 확인되었으며 히트 파이프는 24.7도로 확인되었다. 집열관(21) 내부에 집열기(22)가 배치되어 있고, 대류에 의한 열손실이 발생하지 않아 집열관(21)의 온도가 신속하게 상승한 것을 알 수 있다.The second experiment was carried out from 16:38 to 18:33. At this time, the maximum temperature inside the heat collecting pipe (21) was 41.4 degrees, the connecting part was 32.6 degrees, and the heat pipe was 24.7 degrees. The heat collector 22 is disposed inside the heat collecting tube 21 and the heat loss due to convection does not occur and the temperature of the heat collecting tube 21 is rapidly increased.

3차 실험은 09시 28분부터 14시 29분 까지 진행하였다. 이때 집열관(21)의 내부 최고 온도는 45.2도로 확인되었고 연결부분은 28.7도로 확인되었으며 히트 파이프는 25도로 확인되었다. 집열관(21) 내부에 집열기(22)가 배치되어 있고, 대류에 의한 열손실이 발생하지 않아 집열관(21)의 온도가 신속하게 상승한 것을 알 수 있다.The third experiment was conducted from 09:28 to 14:29. At this time, the maximum internal temperature of the heat collecting pipe (21) was 45.2 degrees, the connecting portion was 28.7 degrees, and the heat pipe was 25 degrees. The heat collector 22 is disposed inside the heat collecting tube 21 and the heat loss due to convection does not occur and the temperature of the heat collecting tube 21 is rapidly increased.

4차 실험은 08시 42분부터 17시 14분 까지 진행하였다. 이때 집열관(21)의 내부 최고 온도는 49.5도로 확인되었고 연결부분은 29.7도로 확인되었으며 히트 파이프는 28.4도로 확인되었다. 집열관(21) 내부에 집열기(22)가 배치되어 있고, 대류에 의한 열손실이 발생하지 않아 집열관(21)의 온도가 신속하게 상승한 것을 알 수 있다.The fourth experiment was conducted from 08:42 to 17:14. At this time, the maximum temperature inside the heat pipe 21 was 49.5 degrees, the connection part was 29.7 degrees, and the heat pipe was 28.4 degrees. The heat collector 22 is disposed inside the heat collecting tube 21 and the heat loss due to convection does not occur and the temperature of the heat collecting tube 21 is rapidly increased.

위 표 1 내지 표 4에서 (Cube)부분은 열 교환기와 히트 파이가 연결된 부분(이하, 연결부분)이다.In Table 1 to Table 4, the (Cube) portion is the portion where the heat exchanger and the heat pie are connected (hereinafter referred to as the connection portion).

4번의 실험결과 연결부분의 최고 온도는 1차시 32.9도(표 1), 2차시 32.6도(표 2), 3차시 28.7도(표 3) 및 4차시 29.6도의 결과가 나타난다. 이에 연결 부분의 평균 온도는 평균 30.95도를 유지하였다.As a result of the 4th experiment, the maximum temperature of the connecting part is 32.9 degrees in the first stage (Table 1), 32.6 degrees in the second stage (Table 2), 28.7 degrees in the third stage (Table 3) and 29.6 degrees in the fourth stage. The mean temperature of the joints was maintained at an average of 30.95 degrees.

이에 열 교환기(50)와 열 교환하는 난방수는 대략 30도의 온도로 가열될 수 있다. 화석, 석유 등의 원료를 사용하지 않고 순수 태양열을 이용하여 난방수를 대략 30도 가열할 수 있었다. 이에 따라 화석, 석유 등의 원료 사용으로 발생할 수 있는 환경오염 등의 문제를 해결할 수 있다. So that the heating water exchanging heat with the heat exchanger 50 can be heated to a temperature of approximately 30 degrees. Without using raw materials such as fossil and petroleum, we could heat the heating water to about 30 degrees by using pure solar heat. Accordingly, problems such as environmental pollution that may occur due to use of raw materials such as fossil and petroleum can be solved.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 난방장치에 대하여 도 3을 참고하여 상세하게 설명한다.Next, a solar heating apparatus according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 3을 참고하여 본 발명의 태양열 난방장치의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Another embodiment of the solar heating apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing a solar heating apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 태양열 난방장치(2)는 거치부(10), 집열부(20), 히트 파이프(40), 열 교환기(50), 단열부(80), 축열조(90) 및 집열 회전부(30)를 포함한다.3, the solar heating apparatus 2 according to the present embodiment includes a mounting portion 10, a heat collecting portion 20, a heat pipe 40, a heat exchanger 50, a heat insulating portion 80, 90 and a heat collecting and rotating part 30.

본 실시예에 따른 거치부(10), 집열부(20), 히트 파이프(40), 열 교환기(50), 단열부(80) 및 축열조(90)는 도 1 및 도 2에 도시한 거치부, 집열부, 히트 파이프, 열 교환기 및 단열부와 같은 구성 및 작용을 가지므로 중복된 설명은 생략한다.1 and 2, the mounting portion 10, the heat collecting portion 20, the heat pipe 40, the heat exchanger 50, the heat insulating portion 80, and the heat accumulating tank 90 according to the present embodiment, The heat collecting part, the heat collecting part, the heat collecting part, the heat collecting part, the heat collecting part, the heat collecting part, the heat collecting part and the heat insulating part.

다만 본 실시예에 다른 집열부(20)의 집열기(22)는 판 형태로 형성되어 히트 파이프(40)와 연결되어 있다.However, the collector 22 of the heat collecting unit 20 according to the present embodiment is formed in the form of a plate and connected to the heat pipe 40.

집열 회전부(30)는 제1 집열 지지블록(31), 제2 집열 지지블록(32), 롤러(33) 마찰부재(331) 및 집열 구동부(34)를 포함한다.The heat collection and rotation unit 30 includes a first heat collection support block 31, a second heat collection support block 32, a roller 33 friction member 331, and a heat collection drive unit 34.

제1 집열 지지블록(31)은 베이스(11)의 일측에 배치되어 있으며 집열관(21)의 일측을 회전할 수 있게 지지한다. 집열관(21)의 일측과 제1 집열 지지블록(31) 사이에는 베어링(도시하지 않음)이 배치되어 있다.The first heat collection supporting block 31 is disposed on one side of the base 11 and rotatably supports one side of the collecting tube 21. [ A bearing (not shown) is disposed between one side of the heat collecting tube 21 and the first heat collecting support block 31.

제1 집열 지지블록(31)과 베이스(11) 사이에는 힌지(도시하지 않음)가 결합되어 있으며 제1 집열 지지블록(31)은 힌지를 기준으로 움직일 수 있다.A hinge (not shown) is coupled between the first collection support block 31 and the base 11, and the first collection support block 31 can be moved with respect to the hinge.

제2 집열 지지블록(32)은 지지대(12)에 결합되어 있으며 집열관(21)의 타측과 마주한다. 제2 집열 지지블록(32)은 지지대(12)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.The second heat collection support block 32 is coupled to the support base 12 and faces the other side of the heat collection tube 21. The second collection supporting block 32 can move along the longitudinal direction of the support base 12. [

롤러(33)는 제2 집열 지지블록(32)에 회전할 수 있게 결합되어 있으며 집열관(21) 타측과 마주한다.The roller 33 is rotatably coupled to the second heat collecting support block 32 and faces the other side of the collecting tube 21. [

마찰부재(331)는 집열관(21)의 타측에 결합되어 있으며 롤러(33)와 접한다. 마찰부재(331)는 회전하는 집열관(21)이 롤러(33) 상에서 미끄러지지 않도록 한다.The friction member 331 is coupled to the other side of the heat collecting tube 21 and contacts the roller 33. The friction member 331 prevents the rotating heat collecting tube 21 from slipping on the roller 33.

집열 구동부(34)는 링기어(341) 및 구동모터(342)를 포함하여 집열관(21)을 회전시킨다.The collecting drive unit 34 includes a ring gear 341 and a drive motor 342 to rotate the collecting tube 21.

링기어(341)는 집열관(21)의 일측 외부 둘레면을 따라 형성되어 있다.The ring gear 341 is formed along an outer circumferential surface on one side of the collecting tube 21.

구동모터(342)는 제1 집열 지지블록(31)에 배치되어 있으며, 링기어(341)와 동력 연결되어 있다. 구동모터(342)의 구동력이 링기어(341)에 전달되면 집열관(21) 일측은 베어링의 지지로 회전할 수 있다. 집열관(21)의 타측은 마찰부재(331)가 롤러(33)에 접해 있어 롤러(33) 상에서 미끄러지지 않고 회전될 수 있다. 마찰부재(331)가 집열관(21)을 감싸고 있어 롤러(33)가 집열관(21)에 직접적으로 접촉되지 않아 롤러(22)의 접촉으로 집열관(21)에 발생할 수 있는 충격이 가해지지 않는다.The drive motor 342 is disposed in the first heat collecting and supporting block 31 and is connected to the ring gear 341 in power connection. When the driving force of the driving motor 342 is transmitted to the ring gear 341, one side of the collecting tube 21 can be rotated by the support of the bearing. The other side of the heat collecting tube 21 can be rotated without being slid on the roller 33 because the friction member 331 is in contact with the roller 33. [ The roller 33 is not directly brought into contact with the collecting tube 21 because the friction member 331 surrounds the collecting tube 21 and an impact which may be generated in the collecting tube 21 due to the contact of the roller 22 is applied Do not.

집열부(20)의 회전으로 히트 파이프(40)와 접하는 열 교환기(50) 부분에는 히트 파이프(40)의 일부분을 감싸는 수용홈(511)이 형성되어 있다. 수용홈(511)은 히트 파이프(40)를 회전할 수 있게 지지한다.A receiving groove 511 for covering a part of the heat pipe 40 is formed in a portion of the heat exchanger 50 contacting with the heat pipe 40 by the rotation of the collecting portion 20. The receiving groove 511 rotatably supports the heat pipe 40.

집열 구동부(34)의 구동으로 집열부(20)가 태양을 따라 이동하게 되여 태양열 집열성이 향상될 수 있다.The heat collecting portion 34 is driven to move the heat collecting portion 20 along the sun so that the solar heat collecting property can be improved.

도 1 및 도 2에 도시한 실시예에서 살펴본 많은 특징들이 본 실시예에 적용될 수 있다.Many features of the embodiment shown in Figs. 1 and 2 can be applied to the present embodiment.

도 4 및 도 5를 참고하여 본 발명의 태양열 난방장치의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Another embodiment of the solar heating apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도이고, 도 5는 도 4에 도시한 태양열 난방장치를 나타낸 개략도이다.FIG. 4 is a schematic view showing a solar heating apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a solar heating apparatus shown in FIG.

도 4 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 태양열 난방장치(3)는 거치부(10), 집열부(20), 히트 파이프(40), 열 교환기(50), 반사부(60), 단열부(80), 축열조(90) 및 반사 회전부(70)를 포함한다.4 to 5, the solar heating apparatus 3 according to the present embodiment includes a mounting portion 10, a heat collecting portion 20, a heat pipe 40, a heat exchanger 50, a reflecting portion 60, A heat insulating portion 80, a heat storage tank 90, and a reflection rotation portion 70.

본 실시예에 따른 거치부(10), 집열부(20), 히트 파이프(40), 열 교환기(50), 반사부(60), 단열부(80) 및 축열조(90)는 도 1 및 도 2에 도시한 거치부, 집열부, 히트 파이프, 열 교환기, 반사부 및 단열부와 같은 구성 및 작용을 가지므로 중복된 설명은 생략한다.The heat storage unit 20, the heat pipe 40, the heat exchanger 50, the reflecting unit 60, the heat insulating unit 80, and the heat storage tank 90 according to the present embodiment are shown in Figs. 2, the heat collecting portion, the heat collecting portion, the heat pipe, the heat exchanger, the reflecting portion, and the heat insulating portion.

반사 회전부(70)는 제1 반사 지지블록(71), 제2 반사 지지블록(72), 레일(73), 레일홈(74) 및 반사 구동부(75)를 포함하며, 태양을 따라 반사부(60)를 회전시킨다.The reflection rotation part 70 includes a first reflection supporting block 71, a second reflection supporting block 72, a rail 73, a rail groove 74 and a reflection driving part 75, 60).

제1 반사 지지블록(71)과 제2 반사 지지블록(72)은 집열부(20) 하부측에 위치하여 베이스(11)에 결합되어 있다. 제1 반사 지지블록(71)과 제2 반사 지지블록(72)의 상면은 반사부(60)의 하면과 접해 있다.The first reflection supporting block 71 and the second reflection supporting block 72 are located on the lower side of the heat collecting part 20 and are coupled to the base 11. The upper surfaces of the first reflective supporting block 71 and the second reflective supporting block 72 are in contact with the lower surface of the reflective portion 60.

제1 반사 지지블록(71)과 반사부(60)가 접하는 부분과 제2 반사 지지블록(72)과 반사부(60)가 접하는 부분에는 레일(73)과 레일홈(74)이 형성되어 있다. 레일(73)이 레일홈(74)에 삽입되어 반사부(60)는 제1 반사 지지블록(71)과 제2 반사 지지블록(72)에 움직일 수 있게 거치될 수 있다.A rail 73 and a rail groove 74 are formed at a portion where the first reflection supporting block 71 and the reflection portion 60 are in contact with each other and a portion where the second reflection supporting block 72 and the reflection portion 60 are in contact with each other . The rail 73 is inserted into the rail groove 74 so that the reflection portion 60 can be movably mounted on the first reflection support block 71 and the second reflection support block 72.

반사 구동부(75)는 제1 랙기어(751), 제2 랙기어(752) 및 구동모터(753)를 포함한다.The reflective driving unit 75 includes a first rack gear 751, a second rack gear 752, and a driving motor 753.

제1 랙기어(751)는 반사부(60)의 하면 일측에서 폭 방향을 따라 배치되어 있다. 제1 랙기어(751)는 반사부(60)에 볼트 등으로 결합되어 있다.The first rack gear 751 is arranged along the width direction at one side of the lower surface of the reflecting portion 60. The first rack gear 751 is coupled to the reflector 60 by bolts or the like.

제2 랙기어(752)는 제1 랙기어(751)와 연결되어 있으며 베이스(11)에 슬라이드 이동할 수 있게 배치되어 있다.The second rack gear 752 is connected to the first rack gear 751 and is slidably disposed on the base 11.

구동모터(753)는 베이스(11)에 배치되어 있으며 제2 랙기어(752)와 연결되어 있다. 구동모터(753)의 구동으로 제2 랙기어(752)가 움직이면 제1 랙기어(751)가 움직여 반사부(60)가 움직일 수 있다. 레일(73)이 레일홈(74)에 결합되어 있어 움직이는 반사부(60)는 흔들리거나 제1 반사 지지블록(71)과 제2 반사 지지블록(72) 상에서 틀어지지 않고 반듯하게 움직일 수 있다.The drive motor 753 is disposed on the base 11 and is connected to the second rack gear 752. When the second rack gear 752 is moved by driving the driving motor 753, the first rack gear 751 moves and the reflecting portion 60 can move. The rail 73 is coupled to the rail groove 74 so that the moving reflecting part 60 can be swung or moved smoothly without being tilted on the first and second reflecting supporting blocks 71 and 72.

태양의 위치에 따라 구동모터(753)가 움직이게 되면서 반사부(60)는 태양을 따라 움직이게 된다. 반사부(60)는 집열부(20)를 비껴가는 태양열을 집열부(20)로 반사하여 집열기(22)의 집열성을 높인다.The driving motor 753 moves according to the position of the sun so that the reflecting portion 60 moves along the sun. The reflector 60 reflects the solar heat deflecting the heat collecting unit 20 to the heat collecting unit 20 to increase the heat collecting performance of the heat collecting unit 22. [

도 6을 참고하여 본 발명의 태양열 난방장치의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Another embodiment of the solar heating apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 난방장치를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic view showing a solar heating apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 태양열 난방장치(4)는 거치부(10), 집열부(20), 히트 파이프(40), 열 교환기(50), 반사부(60), 단열부(80), 축열조(90), 스크래퍼(24) 및 세척통(25)을 포함한다.6, the solar heating apparatus 4 according to the present embodiment includes a mounting portion 10, a heat collecting portion 20, a heat pipe 40, a heat exchanger 50, a reflecting portion 60, (80), a heat storage tank (90), a scraper (24), and a cleaning cylinder (25).

스크래퍼(24)는 링 형태로 형성되어 집열관(21)의 원주 방향을 따라 배치되어 있다. 스크래퍼(24)의 내부면은 집열관(21)의 외부 표면에 밀착되어 있다. 집열관(21)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 스크래퍼(24)는 이동하면서 집열관(21)의 표면에 묻은 먼지 등의 이물질을 닦을 수 있다. 집열관(21)에 이물질이 묻어 있으면 집열기(22)를 향하는 태양열에 방해가 될 수 있다. 스크래퍼(24)가 이동하면서 집열관(21)의 표면에 묻은 이물질 제거하므로 집열부(20)의 집열성이 높아질 수 있다. 스크래퍼(24)는 고무 등으로 만들어질 수 있다.The scrapers (24) are formed in a ring shape and are arranged along the circumferential direction of the collecting tube (21). The inner surface of the scraper 24 is in close contact with the outer surface of the collector tube 21. Can be moved along the longitudinal direction of the collector tube (21). The scrapers 24 can clean foreign substances such as dusts adhering to the surface of the heat collecting tube 21 while moving. If there is foreign matter on the collector tube 21, it may interfere with solar heat toward the collector 22. The scraper 24 moves and removes foreign matter adhering to the surface of the heat collecting tube 21, so that the heat collecting performance of the heat collecting part 20 can be enhanced. The scrapers 24 may be made of rubber or the like.

세척통(25)은 스크래퍼(24)와 연결되어 있으며, 내부는 세척액을 담을 수 있도록 비어 있다. 세척액은 스크래퍼(24)가 이동할 때 집열관(21)으로 배출되어 스크래퍼(24)가 이물질을 쉽게 제거할 수 있도록 한다.The cleaning cylinder 25 is connected to the scraper 24, and the inside is empty so as to contain the cleaning liquid. The scouring liquid is discharged to the collecting tube 21 when the scraper 24 moves, so that the scraper 24 can easily remove foreign matter.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

1, 2, 3, 4: 태양열 난방장치 10: 거치부
11: 베이스 12: 지지대
20: 집열부 21: 집열관
211: 제1 공간 212: 제2 공간
22: 집열기 23: 마개
24: 스크래퍼 25: 세척통
30: 집열 회전부 31: 제1 집열 지지블록
32: 제2 집열 지지블록 33: 롤러
34: 집열 구동부 341: 링기어
342: 구동모터 40: 히트 파이프
50: 열 교환기 51: 교환기 몸체
511: 수용홈 52: 방열편
60: 반사부 70: 반사 회전부
71: 제1 반사 지지블록 72: 제2 반사 지지블록
73: 레일 74: 레일홈
75: 반사 구동부 751: 제1 랙기어
752: 제2 랙기어 753: 구동모터
80: 단열부 90: 축열조1, 2, 3, 4: solar heating device 10: mounting part
11: Base 12: Support
20: house heat 21: house heat pipe
211: first space 212: second space
22: Collector 23: Plug
24: scraper 25: washing tub
30: a heat collecting and rotating part 31: a first heat-
32: second heat collecting support block 33: roller
34: collection drive unit 341: ring gear
342: drive motor 40: heat pipe
50: heat exchanger 51: exchanger body
511: receiving groove 52:
60: reflection part 70: reflection rotation part
71: first reflection supporting block 72: second reflection supporting block
73: rail 74: rail groove
75: reflection driving unit 751: first rack gear
752: second rack gear 753: drive motor
80: Heat insulating portion 90: Heat storage tank

Claims

A mounting portion including a base having a predetermined width and a support member connected to the base and capable of being expanded and contracted,
A collector and a collector disposed in the collector, the collector being disposed on the receiver,
A collecting and rotating part for rotating the collecting part,
A heat pipe connected to the collector,
A heat exchanger connected to the heat pipe,
A reflector disposed at a lower portion of the collecting portion and reflecting sunlight to the collecting tube,
And a heat insulating member disposed at a portion where the heat exchanger and the heat pipe are in contact with each other to prevent heat loss from being generated in a portion of the heat pipe that is heat-
/ RTI >
The heat-
A first heat collection support block disposed at one side of the base and supporting one side of the heat collection tube so as to be rotatable,
A second collection support block coupled to the support and facing the other side of the collection tube,
A roller that is rotatably coupled to the second heat collecting support block and faces the other side of the heat collecting pipe,
A friction member coupled to the other side of the heat collecting pipe and contacting the roller,
A ring gear formed on an outer circumferential surface of one side of the heat collecting tube, and a drive motor disposed on the first heat collecting support block and connected to the ring gear,
Lt; / RTI >
One side of the heat pipe is connected to the collector and the other side is protruded to the outside of the heat collecting pipe. In the heat exchanger part connected to the heat pipe, a receiving groove for enclosing a part of the heat pipe is formed
Solar heating

delete

The method of claim 1,
And a heat storage tank connected to the heat exchanger.

delete

The method of claim 1,
Further comprising: a reflective rotation part disposed between the reflection part and the mounting part, for rotating the reflection part.

8. The method of claim 7,
The reflective-
First and second reflective supporting blocks connected to the mounting portion and supporting the reflective portion,
A rail and a rail groove formed between the first and second reflection supporting blocks and the reflecting portion,
A reflection driving unit connected to the reflection unit and rotating the reflection unit,
Containing
Solar heating.

The method of claim 1,
A scraper formed in a ring shape and movably coupled along the heat collecting tube,
A washing tub connected to the scraper and spraying the washing liquid onto the surface of the collecting tube;
Further comprising a solar heating device.