KR101769242B1 - Thermal storage tank for solar energy heating system - Google Patents

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Abstract

Provided is a heat storage tank for a solar heat system comprising a heat exchange module (100) and a hot water module (200). The heat exchange module (100) includes a first supply pipe (110) through which a first heated thermal medium is introduced and a first discharge pipe (120) through which the first introduced thermal medium is discharged, wherein the first supply pipe (110) and the first discharge pipe (120) are connected by a plurality of first connection pipes (130). The hot water module (200) includes a second supply pipe (210) through which city water is introduced and a second discharge pipe (220) through which the introduced city water is discharged, wherein the second supply pipe (210) and the second discharge pipe (220) are connected by a plurality of second connection pipes (230). The heat exchange module (100) and the hot water module (200) are spirally wound and intersect to form a double helix, and heat of the first thermal medium is transferred to the city water.

Description

태양열 시스템용 축열조{Thermal storage tank for solar energy heating system}[0001] Thermal storage tank for solar energy heating system [0002]

본 발명은 태양열 시스템에 적용되는 축열조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열 교환 모듈과 온수 모듈을 포함하여, 적은 설치공간에도 설치 가능하고, 열 효율이 우수한 태양열 시스템용 축열조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a thermal storage tank for a solar thermal system, and more particularly, to a thermal storage tank for a solar thermal system including a heat exchange module and a hot water module.

난방 및 온수 공급 등을 목적으로 사용되고 있는 난방 열원 시스템은 주로 연탄, 기름, 가스 및 전기 등의 연료를 사용하는 형태로 개발되어 현재까지도 널리 사용되고 있다.The heating heat source system which is used for the purpose of heating and hot water supply is mainly used for briquette, oil, gas and electricity.

그러나 화석연료의 고갈이 심화되고, 대체 에너지 자원의 필요성이 높아지면서, 그 일환으로 태양열 에너지를 이용한 온수 시스템이 개발되었다.However, as the depletion of fossil fuels became more widespread and the need for alternative energy resources increased, a hot water system using solar energy was developed as part of that.

태양에너지는 시간과 기후조건에 따라 취득할 수 있는 열에너지가 시시각각 변화하기 때문에 열에너지의 수요와 공급 사이에 발생하는 시간적 지연을 극복하여 열에너지를 효율적으로 사용하기 위해서는 축열시스템의 통합 적용이 매우 중요하다. 즉, 태양열 시스템에서는 시시각각 변하는 태양열에너지를 집열하여 저장하였다가 유용한 형태의 열에너지로 균일하게 건물에 전달되어 급탕 또는 난방온수로 사용되어야 한다.Since the thermal energy that can be acquired according to the time and weather condition changes instantaneously, it is very important to integrate the heat storage system in order to overcome the time delay between the demand and supply of heat energy and efficiently use heat energy. In other words, in the solar thermal system, the solar energy that is changing every moment is collected and stored, and it is uniformly transferred to the building with the useful form of heat energy, and it should be used as hot water or heating hot water.

일반적으로 국내외 저온 태양열 시스템에서는 물을 열 저장매체로 이용하는데, 공기식 태양열 시스템의 경우는 자갈 등의 축열체를 이용하기도 한다. 또한 축열방법은 크게 현열축열과 잠열축열로 나눌 수 있는데, 현열축열은 물질의 온도상승을 이용하는 방법으로서 물, 모래, 자갈 등에 축열하는 일반적인 축열방법이고, 잠열축열은 특정 온도범위에서 큰 축열밀도를 가지는 상변화물질(PCM)의 융해열, 즉 잠열을 이용하여 축열하는 방법으로 특정 온도범위에서의 축열량이 현열축열에 비하여 매우 크다. In general, domestic and overseas low temperature solar thermal systems use water as a heat storage medium, and in the case of a pneumatic solar thermal system, gypsum and other heat accumulators are also used. The heat storage method can be broadly divided into sensible heat storage and latent heat storage. The sensible heat storage is a general method of storing heat in water, sand, and gravel by using the temperature rise of the material, and the latent heat storage is a method in which a large heat storage density (PCM), that is, heat is stored by using latent heat, and the amount of heat of accumulation in a specific temperature range is much larger than that of sensible heat and storage.

최근에는 축열조의 설치공간을 줄이고, 열사용효율을 높이기 위해 잠열축열방식의 축열시스템을 통한 열에너지의 효율적인 저장, 활용 및 소형화에 관해 다양한 연구가 진행되고 있다. 잠열축열 방식의 경우 잠열을 이용한 열에너지 저장을 통해 설치공간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 잉여 열에너지를 회수하고, 에너지의 공급과 수요의 시간적 불일치 및 에너지 손실량을 감소하여 열사용효율을 높이는 등의 장점을 가지고 있다. 이에 최근에는 열 효율이 높은 잠열 축열 방식이 보다 널리 연구 개발되는 추세이다.2. Description of the Related Art Recently, various studies have been conducted on efficient storage, utilization and miniaturization of heat energy through a heat storage system of a latent heat storage type in order to reduce the installation space of the heat storage tank and increase the heat utilization efficiency. In the case of the latent heat storage type, it is possible not only to reduce the installation space by storing heat energy using latent heat, but also to recover the surplus heat energy and to improve the heat use efficiency by decreasing the time inconsistency and energy loss amount of energy supply and demand Have. In recent years, a latent heat storage method having a high thermal efficiency has been widely studied and developed.

잠열 축열 방식의 태양열 난방 시스템은 잉여 열 에너지를 회수하고, 에너지의 공급과 수요의 시간적 불일치 및 에너지 손실량을 감소시킴으로써, 현열 축열 방식의 태양열 난방 시스템보다 상대적으로 높은 열 효율을 갖게 된다는 장점이 있다. The solar thermal heating system of latent heat storage type has an advantage that it has a relatively higher thermal efficiency than the sensible heat storage solar heating system by recovering surplus heat energy, reducing time supply inconsistency and energy loss of energy supply and demand.

그러나 잠열 축열 방식의 태양열 시스템에 구비되는 축열조의 경우, 열 매체와 축열재의 열 교환이 필요하기에, 높은 열 효율을 이루기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.However, in the case of the thermal storage tank provided in the solar thermal system of the latent heat storage type, since heat exchange between the thermal medium and the heat storage material is required, various studies are being conducted to achieve high thermal efficiency.

한편, 잠열 축열 방식의 태양열 시스템 축열조는 시간에 따른 축열 및 방열 성능을 효과적으로 설계하는 것이 필요하고, 과냉 또는 과열의 문제, 별도의 설치공간이 필요하다는 단점이 있다. On the other hand, the latent heat storage type solar thermal system thermal storage tank needs to effectively design heat storage and heat radiation performance over time, and there is a problem of overcooling or overheating, and a separate installation space is required.

KR　1999-0012206　AKR 1999-0012206 A KR　1994-0007501　AKR 1994-0007501 A KR　1443533　B1KR 1443533 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems.

본 발명은, 잠열 축열 방식의 문제점을 해소한 열 효율 좋은 축열조를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a thermally efficient heat storage tank which overcomes the problems of the latent heat storage method.

예를 들어, 날씨와 시간에 따라 발생할 수 있는 과냉 현상 및 과열 문제를 해결한 축열조를 제공하고자 한다.For example, we would like to provide a heat storage tank that overcooling and overheating problems that may occur depending on weather and time.

또한, 적은 공간에도 설치될 수 있는 축열조를 제공하고자 한다.Also, it is intended to provide a heat storage tank that can be installed in a small space.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, According to an aspect of the present invention,

열 교환 모듈(100) 및 온수 모듈(200)을 포함하는 태양열 시스템용 축열조로서, 상기 열 교환 모듈(100)은, 가열된 제 1 열 매체가 유입되는 제 1 공급관(110)과 유입된 제 1 열 매체가 배출되는 제 1 배출관(120)을 포함하며, 상기 제 1 공급관(110)과 상기 제 1 배출관(120)은 다수의 제 1 연결 배관(130)에 의해 연결되고, 상기 온수 모듈(200)은, 시수가 유입되는 제 2 공급관(210)과 유입된 시수가 배출되는 제 2 배출관(220)을 포함하며, 상기 제 2 공급관(210)과 상기 제 2 배출관(220)은 다수의 제 2 연결 배관(230)에 의해 연결되고, 상기 열 교환 모듈(100) 및 상기 온수 모듈(200)은 상호 교차하도록 나선형으로 말려서 이중나선을 형성하여, 상기 제 1 열 매체와 상기 시수가 열 교환하는 태양열 시스템용 축열조를 제공하고자 한다.A heat storage tank for a solar thermal system including a heat exchange module (100) and a hot water module (200), the heat exchange module (100) comprising a first supply pipe (110) The first supply pipe 110 and the first discharge pipe 120 are connected by a plurality of first connection pipes 130 and the hot water module 200 The second supply pipe 210 and the second discharge pipe 220 may include a second supply pipe 210 into which a time period is introduced and a second discharge pipe 220 through which the introduced time is discharged, The heat exchange module 100 and the hot water module 200 are connected to each other by a connection pipe 230. The heat exchange module 100 and the hot water module 200 are spirally wound so as to cross each other to form a double helix, System heat storage tank.

또한, 상기 제 1 연결 배관(130)은 내측관(131)을 포함하는 이중 배관이며,The first connection pipe 130 is a double pipe including an inner pipe 131,

상기 제 1 연결 배관(130)의 내측이자 상기 내측관(131)의 외측에 상변화물질(PCM: Phase Change Material)이 위치하는 것이 바람직하다.A phase change material (PCM) may be disposed on the inner side of the first connection pipe 130 and on the outer side of the inner pipe 131.

또한, 단열재로 이루어진 하우징(300)을 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to further include a housing 300 made of a heat insulating material.

또한, 상기 하우징(300)의 내측으로, 상기 가열 모듈(100) 및 상기 온수 모듈(200)의 사이에 형성되는 축열부(310)가 위치하며, 상기 축열부(310)에는 축열재가 충진되는 것이 바람직하다.The heat storage unit 310 is disposed inside the housing 300 between the heating module 100 and the hot water module 200. The heat storage unit 310 is filled with heat storage material desirable.

또한, 상기 열 교환 모듈(100)은 와이어 메쉬(140)를 더 포함하며, 상기 와이어 메쉬(140)는 일측이 상기 제 1 공급관(110)과 연결되고, 타측이 상기 제 1 배출관(120)과 연결되며, 상기 와이어 메쉬(140) 상에 상기 다수의 제 1 연결 배관(130)이 위치하고, 상기 온수 모듈(200)은 와이어 메쉬(240)를 더 포함하며, 상기 와이어 메쉬(240)는 일측이 상기 제 2 공급관(210)과 연결되고, 타측이 상기 제 2 배출관(220)과 연결되며, 상기 와이어 메쉬(240) 상에 상기 다수의 제 2 연결 배관(230)이 위치하는 것이 바람직하다.The heat exchange module 100 further includes a wire mesh 140. The wire mesh 140 has one side connected to the first supply pipe 110 and the other side connected to the first discharge pipe 120, And the plurality of first connection pipes 130 are located on the wire mesh 140. The hot water module 200 further includes a wire mesh 240. The wire mesh 240 has one side It is preferable that the second connection pipe 230 is connected to the second supply pipe 210 and the other end is connected to the second discharge pipe 220 and the second connection pipe 230 is located on the wire mesh 240.

또한, 상기 가열된 제 1 열 매체는 태양열 집열기(400)에 의해 가열된 제 2 열 매체와 열 교환기(450)에서 열 교환 됨으로써 가열된 것인 것이 바람직하다.Preferably, the heated first heating medium is heated by heat exchange in the heat exchanger 450 with the second heating medium heated by the solar collector 400.

본 발명 따른 태양열 시스템용 축열조는 우수한 구조로 인해 높은 열 효율을 갖는다. The heat storage tank for a solar thermal system according to the present invention has a high heat efficiency due to its excellent structure.

그 구조로 인해, 날씨와 시간에 의해 발생할 수 있는 과냉 현상 및 과열 현상을 해소되어 안정적인 난방을 제공할 수 있게 된다.Due to the structure, the overcooling phenomenon and the overheating phenomenon that may occur due to the weather and the time are eliminated, and stable heating can be provided.

또한, 축열조가 모듈 형식으로 구성되기 때문에, 적은 공간에도 설치 가능하여, 공간활용도가 우수하다.Further, since the heat storage tank is formed in a module form, it can be installed in a small space, and the space utilization is excellent.

도 1은 본 발명에 따른 열 교환 모듈이 도시된다.
도 2는 본 발명에 따른 온수 모듈이 도시된다.
도 3은 본 발명에 따른 축열조의 개략도가 도시된다.
도 4는 본 발명에 따른 축열조의 바람직한 예가 도시된다.
도 5는 본 발명에 따른 축열조가 적용된 태양열 시스템의 개략도가 도시된다.1 shows a heat exchange module according to the present invention.
2 shows a hot water module according to the present invention.
3 is a schematic view of a heat storage tank according to the present invention.
Fig. 4 shows a preferred example of the thermal storage tank according to the present invention.
5 is a schematic view of a solar thermal system to which a thermal storage tank according to the present invention is applied.

본 발명에서 "태양열 집열기(400)"는 태양열을 집열하기 위한 기기로, 온수 코일이 포함된 태양열 집열기라면 모두 해당될 수 있다.In the present invention, the "solar collector (400)" is a device for collecting solar heat, and may be any solar collector including a hot water coil.

본 발명에서 "난방 시설(500)"는 축열조에서 배출되는 온수가 사용되는 시설이다.In the present invention, the "heating facility (500)" is a facility in which hot water discharged from a thermal storage tank is used.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양열 시스템용 축열조를 상세히 설명한다. 여기에서, 본 발명을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다. 본 발명의 형태 및 구성요소의 개수에 있어서도 다양한 변형이 가능하다.Hereinafter, a thermal storage tank for a solar thermal system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the constituent elements of the present invention can be used integrally or separately from each other as needed. In addition, some components may be omitted depending on the usage form. Various modifications can be made in the form and the number of elements of the present invention.

본 발명에 따른 태양열 시스템용 축열조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다. A preferred embodiment of a heat storage tank for a solar thermal system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.

본 명세서에서 일 실시예에 해당되는 구성요소들을 모두 포함하거나, 이외의 특징들을 구비하는 다른 형태의 태양열 시스템용 축열조도 용이하게 도출 가능할 것임이 이해되어야 한다.It is to be understood that other types of solar thermal storage vessels, including all of the components in one embodiment or having other features in this specification, may be readily derived.

본 발명에 따른 태양열 시스템용 축열조는 열 교환 모듈(100), 온수 모듈(200) 및 하우징(300)을 포함한다.The solar thermal system storage tank according to the present invention includes a heat exchange module 100, a hot water module 200, and a housing 300.

도 1을 참조하여 열 교환 모듈(100)을 상세히 설명한다.The heat exchange module 100 will be described in detail with reference to FIG.

열 교환 모듈(100)은 후술할 온수 모듈(200)의 시수와 열 교환할 수 있는 제 1 열 매체가 수용되어 유동하는 모듈로, 제 1 공급관(110), 제 1 배출관(120), 제 1 연결배관(130) 및 와이어 메쉬(140)를 포함한다.The heat exchange module 100 includes a first supply pipe 110, a first discharge pipe 120, a first heat pipe 120, and a second heat pipe 120. The heat exchange module 100 is a module in which a first heat medium capable of heat exchange with a time of a hot water module 200 A connection pipe 130 and a wire mesh 140.

제 1 공급관(110)을 통해 열 교환기(450)에 의해 가열된 제 1 열 매체가 열 교환 모듈(100)로 유입된다.The first heat medium heated by the heat exchanger 450 flows into the heat exchange module 100 through the first supply pipe 110.

제 1 배출관(120)을 통해 제 1 공급관(110)에 의해 유입된 제 1 열 매체가, 열 교환 모듈(100)의 외부로 배출되어 열 교환기(450)로 재공급된다.The first heat medium flowing through the first supply pipe 110 through the first discharge pipe 120 is discharged to the outside of the heat exchange module 100 and is supplied again to the heat exchanger 450.

제 1 연결 배관(130)은 다수 개로 구성되어, 제 1 공급관(110)과 제 1 배출관(120)을 연결하며, 그 내부에 내측관(131)을 포함하는 이중 배관으로 형성된다.The first connection pipe 130 is composed of a plurality of pipes and is formed of a double pipe that connects the first supply pipe 110 and the first discharge pipe 120 and includes an inner pipe 131 therein.

제 1 연결 배관(130)의 내측관(131)으로 제 1 공급관(110)으로 유입된 제 1 열 매체가 통과하며, 제 1 연결 배관(130)의 내측이자 내측관(131)의 외측에 상변화물질(PCM: Phase Change Material)이 위치한다.The first heat medium flowing into the first supply pipe 110 passes through the inner pipe 131 of the first connection pipe 130 and the second heat medium flows into the outer pipe 131 of the first connection pipe 130, A phase change material (PCM) is located.

내측관(131)의 외측에 위치하는 상변화물질(PCM)은 높은 잠열 밀도와 열 전달률의 열적 특성을 가지는 물질이라면 종류는 크게 한정되지 않으나, 바람직하게는 상변화온도가 65℃인 물질일 수 있다. 이는, 태양열 집열기(400)에 의해 공급될 수 있는 열 매체 온도가 60~70℃이기 때문이다.The type of phase change material (PCM) located outside the inner tube 131 is not particularly limited as long as it has a high latent heat density and a thermal conductivity of heat transfer rate. Preferably, the phase change material (PCM) have. This is because the temperature of the heat medium that can be supplied by the solar collector 400 is 60 to 70 占 폚.

와이어 메쉬(140)는 열 교환 모듈(100)의 구조보강 및 고정을 위해 결합되는 것으로, 일측이 제 1 공급관(110)과 연결되고, 타측이 제 1 배출관(120)과 연결되어, 와이어 메쉬(140) 상에 다수의 제 1 연결 배관(130)이 위치하게 된다.The wire mesh 140 is coupled to reinforce and fix the structure of the heat exchange module 100. One end of the wire mesh 140 is connected to the first supply pipe 110 and the other end of the wire mesh 140 is connected to the first discharge pipe 120, A plurality of first connection pipes 130 are positioned on the first connection pipes 140.

이러한 구조로서, 열 교환기(450)에 의해 가열된 제 1 열 매체가 열 교환 모듈(100)의 제 1 공급관(110)으로 유입되고, 유입된 제 1 열 매체가 다수의 제 1 연결 배관(130)으로 이송되고, 다수의 제 1 연결 배관(130)을 통과한 제 1 열 매체는 제 1 배출관(120)으로 배출된다.In this structure, the first heat medium heated by the heat exchanger 450 flows into the first supply pipe 110 of the heat exchange module 100, and the introduced first heat medium flows through the plurality of first connection pipes 130 And the first heat medium, which has passed through the plurality of first connection pipes 130, is discharged to the first discharge pipe 120.

도 2를 더 참조하여 온수 모듈(200)을 상세히 설명한다.The hot water module 200 will be described in detail with reference to FIG.

온수 모듈(200)은 열 교환 모듈(100)의 제 1 열 매체의 열을 전달받아 가열될 수 있는 시수가 수용되어 유동하는 모듈로, 제 2 공급관(210), 제 2 배출관(220), 제 2 연결 배관(230) 및 와이어 메쉬(240)를 포함한다.The hot water module 200 is a module that receives and flows heat that can be heated by receiving the heat of the first heat medium of the heat exchange module 100. The hot water module 200 includes a second supply pipe 210, a second discharge pipe 220, 2 connection piping 230 and a wire mesh 240.

제 2 공급관(210)을 통해 외부의 시수가 온수 모듈(200)로 유입된다.The external water flows into the hot water module 200 through the second supply pipe 210.

제 2 배출관(220)을 통해 제 2 공급관(210)에 의해 유입된 시수가 제 1 열 매체와 열 교환되어 가열된 후 온수 모듈(200) 외부로 배출된다. 온수 모듈(200)의 외부로 배출된 온수는 난방 시설(500) 또는 온수 사용처로 공급된다.The water introduced by the second supply pipe 210 through the second discharge pipe 220 is heat-exchanged with the first thermal medium, heated, and then discharged to the outside of the hot water module 200. The hot water discharged to the outside of the hot water module 200 is supplied to the heating facility 500 or hot water use place.

제 2 연결 배관(230)은 다수 개로 구성되어, 제 2 공급관(210)과 제 2 배출관(220)을 연결한다.The second connection pipe 230 is composed of a plurality of pipes, and connects the second supply pipe 210 and the second discharge pipe 220.

제 2 연결 배관(230) 내를 시수가 통과할 때, 시수는 열 교환 모듈(100)의 제 1 열 매체와 열 교환하며 가열된다.When the water passes through the second connecting pipe 230, the water is heat exchanged with the first heating medium of the heat exchange module 100 and heated.

와이어 메쉬(240)는 온수 모듈(200)의 구조보강 및 고정을 위해 결합되는 것으로, 일측이 제 2 공급관(210)과 연결되고, 타측이 제 2 배출관(220)과 연결되어, 와이어 메쉬(240) 상에 다수의 제 2 연결 배관(230)이 위치하게 된다. The wire mesh 240 is coupled to reinforce and fix the structure of the hot water module 200. One end of the wire mesh 240 is connected to the second supply pipe 210 and the other end of the wire mesh 240 is connected to the second discharge pipe 220, A plurality of second connection pipes 230 are located on the first and second connection pipes 230a and 230b.

이러한 구조로서, 외부에서 공급된 시수가 온수 모듈(200)의 제 2 공급관(210)으로 유입되고, 유입된 시수가 다수의 제 2 연결 배관(230)으로 이송되고, 다수의 제 2 연결 배관(230)을 통과하며 열 교환되어 가열된 시수(온수)는 제 2 배출관(220)으로 배출된다.In this structure, the number of times supplied from the outside flows into the second supply pipe 210 of the hot water module 200, the introduced time is transferred to the second plurality of connection pipes 230, 230, and the heated water (hot water), which has been heat-exchanged, is discharged to the second discharge pipe 220.

도 3 내지 도 4를 더 참조하여 본 발명에 따른 축열조의 결합에 대하여 상세히 설명한다.3 to 4, the combination of the thermal storage tank according to the present invention will be described in detail.

열 교환 모듈(100) 및 온수 모듈(200)은 전체적으로 플렉시블한 구성으로, 열 교환 모듈(100) 및 온수 모듈(200)이 상호 교차하도록 나선형으로 말려서 이중나선으로 형성된 후 하우징(300)에 내장된다. 하우징(300)은 단열재로 형성되어 보온한다.The heat exchange module 100 and the hot water module 200 are entirely flexible and are embedded in the rear housing 300 formed as a double spiral by being spirally wound so that the heat exchange module 100 and the hot water module 200 cross each other . The housing 300 is formed of a heat insulating material and kept warm.

축열부(310)는 열 교환 모듈(100), 온수 모듈(200) 및 하우징(300)의 결합구조에 의해 형성되는 공간으로, 축열재가 충진 된다.The heat storage unit 310 is a space formed by the coupling structure of the heat exchange module 100, the hot water module 200, and the housing 300, and is filled with a heat storage material.

축열부(310)에 사용되는 축열재는 자갈 및 모래일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The heat storage material used in the heat storage portion 310 may be gravel and sand, but is not limited thereto.

도 5를 더 참조하여, 본 발명의 축열조가 적용된 태양열 시스템의 동작에 대하여 주간과 야간의 경우로 구분하여 설명한다.With reference to FIG. 5, the operation of the solar thermal system to which the thermal storage tank of the present invention is applied will be described separately for daytime and nighttime.

먼저, 열 교환기(450)는 태양열 집열기(400)에 의해 가열되어진 고온의 제 2 열 매체와 열 교환 모듈(100)에서 공급된 제 1 열 매체를 수용하여, 제 2 열 매체와 제 1 열 매체 각각을 열 교환 시킨다.First, the heat exchanger 450 receives the high-temperature second heat medium heated by the solar collector 400 and the first heat medium supplied from the heat exchange module 100, and the second heat medium and the first heat medium Each of them is heat exchanged.

열 교환기(450)에 수용된 제 2 열 매체와의 열 교환에 의해 제 1 열 매체가 가열되며, 가열된 제 1 열 매체는 열 교환 모듈(100)로 재공급된다.The first heat medium is heated by heat exchange with the second heat medium received in the heat exchanger 450, and the heated first heat medium is supplied again to the heat exchange module 100.

주간의 경우, 태양열 집열기(400)에서 가열된 제 2 열 매체가 열 교환기(450)로 공급된다. In the case of the daytime, the second heat medium heated by the solar collector 400 is supplied to the heat exchanger 450.

열 교환기(450)로 공급된 제 2 열 매체는 열 교환 모듈(100)에서 공급된 제 1 열 매체와 열 교환한 후 태양열 집열기(400)로 재공급된다. The second heat medium supplied to the heat exchanger 450 is heat-exchanged with the first heat medium supplied from the heat exchange module 100 and then supplied again to the solar collector 400.

열 교환 모듈(100)에서의 열 교환으로 인해 가열된 제 1 열 매체는 제 1 공급관(110)을 통해 열 교환 모듈(100)로 공급되고, 공급된 제 1 열 매체는 다수의 제 1 연결 배관(130)으로 분배된다.The first heat medium heated by the heat exchange in the heat exchange module 100 is supplied to the heat exchange module 100 through the first supply pipe 110, (130).

제 1 열 매체가 제 1 연결 배관(130)을 통과할 때, 제 1 열 매체의 열 에너지 일부가 내측관(131)의 외측에 위치한 상변화물질(PCM)에 저장되는 동시에, 다른 일부는 온수 모듈(200)의 시수와 열 교환한다. Part of the thermal energy of the first thermal medium is stored in the phase change material (PCM) located outside the inner tube 131 when the first thermal medium passes through the first connecting pipe 130, Exchanges heat with the time of the module (200).

제 1 연결 배관(130)을 통과한 제 1 열 매체는 제 1 배출관(120)을 통해 열 교환기(450)로 재공급된다.The first heat medium having passed through the first connection pipe 130 is supplied again to the heat exchanger 450 through the first discharge pipe 120.

달리 표현하면, 외부에서 공급된 시수가 제 2 공급관(210)을 통해 온수 모듈(200)로 공급되고, 공급된 시수는 제 2 연결 배관(230)으로 분배된다. In other words, an externally supplied time is supplied to the hot water module 200 through the second supply pipe 210, and the supplied time is distributed to the second connection pipe 230.

시수는 제 2 연결 배관(230)을 통과하며 열 교환 모듈(100)의 제 1 열 매체와의 열 교환에 의해 가열되고, 가열된 시수(온수)는 제 2 배출관(220)을 통해 배출되어 난방 시설(500) 또는 온수 사용처로 공급된다.The water passes through the second connection pipe 230 and is heated by heat exchange with the first heating medium of the heat exchange module 100. The heated water (hot water) is discharged through the second discharge pipe 220, And is supplied to the facility 500 or the hot water use place.

야간 또는 태양열이 충분하지 않은 경우(예를 들어, 흐린 날씨), 태양열 집열기(400)를 통해 열 매체가 가열될 수 없다.At night or when the solar heat is insufficient (e.g., overcast), the heat medium can not be heated through the solar collector 400.

이 경우, 제 2 공급관(210)을 통해 온수 모듈(200)로 공급된 시수는 제 2 연결 배관(220)으로 분배되어 통과할 때, 열 교환 모듈(100)의 내측관(131) 외측에 위치한 상변화물질(PCM)의 잠열 에너지로 인하여 열 교환하여 가열된다. 가열된 시수(온수)는 다시 제 2 배출관(220)을 통해 배출되어 난방 시설(500) 또는 온수 사용처로 재공급된다.In this case, when the water supplied to the hot water module 200 through the second supply pipe 210 is distributed to the second connection pipe 220 and passes through the inner pipe 131 of the heat exchange module 100, Due to the latent heat energy of the phase change material (PCM), it is heated by heat exchange. The heated water (hot water) is again discharged through the second discharge pipe 220 and supplied again to the heating facility 500 or the hot water usage place.

이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. It will be appreciated that embodiments are possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be determined by the claims.

100: 열 교환 모듈
110: 제 1 공급관
120: 제 1 배출관
130: 제 1 연결 배관
131: 내측관
140: 와이어 메쉬
200: 온수 모듈
210: 제 2 공급관
220: 제 2 배출관
230: 제 2 연결 배관
240: 와이어 메쉬
300: 하우징
310: 축열부
400: 태양열 집열기
450: 열 교환기
500: 난방 시설100: Heat exchange module
110: first supply pipe
120: First discharge pipe
130: first connection piping
131: Inner tube
140: Wire Mesh
200: Hot water module
210: second supply pipe
220: Second discharge pipe
230: Second connection piping
240: Wire Mesh
300: housing
310:
400: Solar collector
450: heat exchanger
500: Heating

Claims (6)

열 교환 모듈(100), 온수 모듈(200) 및 하우징(300)을 포함하는 태양열 시스템용 축열조로서,
상기 열 교환 모듈(100)은,
가열된 제 1 열 매체가 유입되는 제 1 공급관(110), 유입된 제 1 열 매체가 배출되는 제 1 배출관(120) 및 일측이 상기 제 1 공급관(110)과 연결되고, 타측이 상기 제 1 배출관(120)과 연결되는 와이어 메쉬(140)를 포함하며,
상기 제 1 공급관(110)과 상기 제 1 배출관(120)은 상기 와이어 메쉬(140) 상에 위치하는 다수의 제 1 연결 배관(130)에 의해 연결되고,
상기 온수 모듈(200)은,
시수가 유입되는 제 2 공급관(210), 유입된 시수가 배출되는 제 2 배출관(220) 및 일측이 상기 제 2 공급관(210)과 연결되고, 타측이 상기 제 2 배출관(220)과 연결되는 와이어 메쉬(240)를 포함하며,
상기 제 2 공급관(210)과 상기 제 2 배출관(220)은 상기 와이어 메쉬(240) 상에 위치하는 다수의 제 2 연결 배관(230)에 의해 연결되고,
상기 열 교환 모듈(100) 및 상기 온수 모듈(200)은 상호 교차하도록 나선형으로 말려서 이중나선을 형성하며, 상기 와이어 메쉬(140) 및 와이어 메쉬(240)는 이중나선의 형태를 유지하고, 다수의 제 1 연결 배관(130) 사이 및 다수의 제 2 연결 배관(230) 사이의 소정의 간격을 유지시키며,
상기 제 1 연결 배관(130) 및 상기 제 2 연결 배관(230)이 상호 열 교환함에 따라, 상기 제 1 열 매체와 상기 시수가 열 교환하고,
상기 제 1 연결 배관(130)은 내측관(131)을 포함하는 이중 배관이며,
상기 제 1 연결 배관(130)의 내측이자 상기 내측관(131)의 외측에 상변화물질(PCM: Phase Change Material)이 위치하고,
상기 제 1 열 매체가 제 1 연결 배관(130)을 통과할 때, 상기 제 1 열 매체의 열 에너지 일부가 내측관(131)의 외측에 위치한 상변화물질(PCM)에 저장되는 동시에, 다른 일부는 상기 온수 모듈(200)의 시수와 직접 열 교환하도록 형성되어 있으며,
상기 하우징(300)의 내측으로, 상기 열교환 모듈(100) 및 상기 온수 모듈(200)의 사이에 형성되는 축열부(310)가 위치하고,
상기 축열부(310)에는 축열재가 충진되는,
태양열 시스템용 축열조.
A thermal storage tank for a solar thermal system including a heat exchange module (100), a hot water module (200) and a housing (300)
The heat exchange module (100)
A first supply pipe 110 into which the heated first heating medium flows, a first discharge pipe 120 through which the introduced first heating medium is discharged, and a second discharge pipe 120 having one side connected to the first supply pipe 110, And a wire mesh 140 connected to the discharge pipe 120,
The first supply pipe 110 and the first discharge pipe 120 are connected by a plurality of first connection pipes 130 located on the wire mesh 140,
The hot water module (200)
A second discharge pipe 220 through which the inflowing water is discharged and a second discharge pipe 220 through which one end is connected to the second supply pipe 210 and the other end is connected to the second discharge pipe 220, Mesh 240,
The second supply pipe 210 and the second discharge pipe 220 are connected by a plurality of second connection pipes 230 located on the wire mesh 240,
The heat exchange module 100 and the hot water module 200 are spirally wound to form a double helix so that the wire mesh 140 and the wire mesh 240 maintain the form of a double helix, A predetermined distance is maintained between the first connection pipe 130 and the plurality of second connection pipes 230,
As the first connection pipe 130 and the second connection pipe 230 heat-exchange with each other, heat exchange is performed between the first heat medium and the water,
The first connection pipe 130 is a double pipe including an inner pipe 131,
A phase change material (PCM) is located inside the first connection pipe 130 and outside the inner pipe 131,
When the first heating medium passes through the first connecting pipe 130, a part of the thermal energy of the first heating medium is stored in the phase change material PCM located outside the inner tube 131, Is directly heat exchanged with the time of the hot water module (200)
A heat storage unit 310 formed between the heat exchange module 100 and the hot water module 200 is located inside the housing 300,
The heat storage unit 310 is filled with a heat storage material,
Thermal storage tank for solar system.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 하우징(300)은 단열재로 이루어진,
태양열 시스템용 축열조.
The method according to claim 1,
The housing 300 is made of a heat insulating material,
Thermal storage tank for solar system.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 가열된 제 1 열 매체는 태양열 집열기(400)에 의해 가열된 제 2 열 매체와 열 교환기(450)에서 열 교환 됨으로써 가열된 것인,
태양열 시스템용 축열조.
The method according to claim 1,
The heated first heating medium is heated by heat exchange in the heat exchanger 450 with the second heating medium heated by the solar collector 400,
Thermal storage tank for solar system.
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