KR101974489B1 - Heating Control Unit-panel for Water Storage Tanks - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발열금속 재료를 이용한 발열제어 단위패널이 조립된 물탱크에 관한 것으로서, 구체적으로 기후변화에 따라 물탱크 내부에 저장된 물의 저온동결 또는 고온 변화에 따른 수질변화의 최소화가 가능하도록 발열금속 재료가 단위패널 내부에 부착된 단위패널을 조립한 물탱크에 관한 것이다.The present invention relates to a water tank in which a heat generating control unit panel using an exothermic metal material is assembled. More particularly, the present invention relates to a water tank in which a heat generating metal material To a water tank incorporating a unit panel attached inside the unit panel.
단위패널을 이용한 조립식 물탱크는 주거용 아파트 및 업무용 빌딩 등과 같이 생활 용수의 사용이 많은 건축물에 설치되어 물을 대량으로 저장할 수 있는 물탱크 및 고가수조 또는 지하저수조로 사용되고 있다.A prefabricated water tank using a unit panel is used as a water tank, a high-priced tank or an underground water tank, which is installed in a building where many living water is used, such as a residential apartment and a business building, and can store a large amount of water.
이러한 물탱크는 스테인리스와 같은 금속재와 SMC와 같은 복합소재를 사용하여 소정 두께의 단위패널을 일정한 규격으로 절단한 후 프레스 성형 및 절곡 가공하여 중앙에 굴곡부를 형성하고, 각 변에 절곡된 리브가 형성토록 하여 단위패널을 성형한다. 이 단위패널은 각 변에 형성된 리브를 상호 밀착시켜 용접 또는 볼트 및 너트와 같은 체결수단에 의해 육면체와 같은 함체 형상으로 조립하고, 이러한 물탱크의 내부 또는 외부에 저장된 물의 하중을 견딜 수 있도록 보강한다.Such a water tank is formed by cutting a unit panel of a predetermined thickness into a predetermined standard by using a metal material such as stainless steel and a composite material such as SMC, press forming and bending to form a bent portion at the center, Thereby forming a unit panel. The unit panels are assembled in the form of a hexahedron by fastening means such as welding or bolts and nuts in close contact with the ribs formed on each side and are reinforced so as to withstand loads of water stored inside or outside the water tank .
또한, 상기와 같이 단위패널을 상호 접합하고, 내부 도는 외부를 보강하여 구성된 물탱크의 외부에는 수조의 내부와 외부의 온도차이에 의한 단위패널의 표면에 결로 현상이 발생하는 것을 방지함과 동시에 물탱크의 외부를 보호하기 위한 보온재가 설치 형성되고 있다.In addition, it is possible to prevent condensation from occurring on the surface of the unit panel due to the temperature difference between the inside and the outside of the water tank outside the water tank constructed by joining the unit panels together as described above, A heat insulating material for protecting the outside of the tank is formed.
이러한 보온재는 패널의 외측면에 합성수지의 보온층을 발포하고, 이 보온층을 보호하는 보호커버를 밀착한 단열부로 보호하게 된다. 이러한 종래의 보온재는 패널에 조립된 상태에서 합성수지의 보온층을 발포하고, 이 보온층에 보호커버를 고정시키는 방식으로 작업공정이 복잡하여 생산성이 저하되는 문제점이 있고, 합성수지의 보온층이 패널에 고정되지 않을 경우 고정된 보온층을 제거한 후 다시 보온층을 고정시켜야 되므로 생산성 및 경제성이 저하되는 문제점이 있다.Such a heat insulating material is formed by foaming a heat insulating layer of synthetic resin on the outer surface of the panel and protecting it with a heat insulating portion in close contact with a protective cover for protecting the heat insulating layer. Such a conventional heat insulating material has a problem that the insulating layer of the synthetic resin is foamed and the protective cover is fixed to the insulating layer in a state where the heat insulating layer is assembled to the panel, If it is not fixed, it is necessary to fix the heat insulating layer after fixing the fixed heat insulating layer, so that productivity and economical efficiency are deteriorated.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 물탱크에 저장된 물의 온도 변화를 최소화하기 위해 물탱크의 보온열용량을 높이되 선형적인 보온열저장이 아니라 특정 온도에서 잠열축적을 통해 물탱크 내부 온도의 급격한 온도변화를 방지함으로써 물탱크 내부와 외부의 온도차에 의한 결로 생성을 방지하고 수온의 변화에 따른 수질의 변화를 최소화할 수 있는 발열제어 단위패널로 이루어진 물탱크를 제공하는 것이다.In order to minimize the temperature change of the water stored in the water tank, the present invention proposes a method of increasing the heat retaining capacity of the water tank so as not to store the linear retaining heat, The present invention provides a water tank comprising a heating control unit panel that prevents sudden temperature changes and prevents condensation due to a temperature difference between inside and outside of a water tank and minimizes changes in water quality due to changes in water temperature.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 발열제어 단위패널로 이루어진 물탱크는 각 변이 절곡된 상태에서 상호 밀착되어 조립되는 단위패널을 내부측면 또는 외부측면에 설치되는 보온장치로서, 패널판의 일 측면에 보온재가 형성되고, 이 보온재의 일 측면 또는 양 측면에 발열금속 재료가 형성되며, 이 발열금속 재료의 일측면에 보온커버가 형성된다. 이렇게 형성된 발열제어 단위패널을 상호 결합 조립하여 물탱크를 형성하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a water tank comprising a heat control unit panel according to the present invention, wherein a unit panel, which is assembled in close contact with each other in a bent state, As an apparatus, a heat insulating material is formed on one side surface of a panel plate, a heat generating metal material is formed on one side or both sides of the heat insulating material, and a heat insulating cover is formed on one side of the heat generating metal material. The heat generating control unit panels thus formed are combined and assembled together to form a water tank.
또한 본 발명에 따른 발열제어 단위패널 내부에는 발열금속 재료 외에도 상변화 물질을 포함하고, 상기 상변화 물질을 부직포와 일체로 제조된 축열재를 함침한 것을 특징으로 한다.In addition, the heat generating control unit panel according to the present invention is characterized by comprising a phase change material in addition to the exothermic metal material, and impregnating the phase change material with a heat storage material integrally formed with the nonwoven fabric.
본 발명에 따르면, 발열금속 재료는 열전달이 빠른 구리 등과 같은 금속재료로 구성되어 격자형상 또는 천공 형상 등으로 이루어져 단위패널 내부에 결합되고, 또한 상변화물질을 이용한 물탱크의 축열은 물탱크의 보온열용량을 높이되, 선형적으로 열을 저장하거나 방출하는 것이 아니라, 잠열의 특성을 이용하여 특정 온도(즉, 상전이온도)에서 온도변화를 지연시켜 물탱크 내부의 온도가 일정 조건으로 유지되도록 함으로써 온도차에 의한 결로 생성을 방지할 수 있다.According to the present invention, the exothermic metal material is formed of a metal material such as copper or the like having a high heat transfer rate and is formed into a lattice shape or a perforated shape to be coupled to the inside of the unit panel, and the heat storage of the water tank using the phase- The temperature inside the water tank is maintained at a predetermined condition by delaying the temperature change at a specific temperature (i.e., the phase transition temperature) by using the characteristics of the latent heat, rather than storing or releasing the heat linearly, It is possible to prevent the generation of condensation by the condenser.
도 1은 본 발명에 따른 발열제어 단위패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발열제어 단위패널 단면의 제1 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 발열제어 단위패널 단면의 제2 실시예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 발열제어 단위패널 단면의 제3 실시예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 발열금속을 이용한 태양광 에너지 제어 시스템과 이로 이루어진 발열제어 단위패널의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.1 is a sectional view of a heat generation control unit panel according to the present invention.
Fig. 2 shows a first embodiment of a heat control unit panel section according to the present invention.
Fig. 3 shows a second embodiment of a heat control unit panel section according to the present invention.
Fig. 4 shows a third embodiment of a heat generating control unit panel section according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing the overall configuration of a solar energy control system using a heating metal according to the present invention and a heat control unit panel made of the same.
본 발명은 물탱크 내부에 저장된 액체의 온도를 일정하기 유지할 수 있는 축열 단위패널로 이루어진 물탱크에 관한 것으로서, 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 기본적으로 축열 단위패널의 형태는 도 1에 도시된 바와 같이 각 변이 절곡된 상태에서 절곡된 리브(120)가 형성되고, 보온커버(400)가 상기 절곡된 리브(120)와 일체로 결합된다.The present invention relates to a water tank comprising a heat storage unit panel capable of maintaining a temperature of liquid stored in a water tank at a constant level, and an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Basically, as shown in FIG. 1, the heat storage unit panel is formed with a rib 120 bent in a bent state, and the
도 1은 본 발명에 따른 축열 단위패널의 단면 형태를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패널의 재질은 스테인리스와 같은 금속재 또는 SMC와 같은 복합소재로 이루어진다. 상기와 같은 재질로 이루어진 단위패널의 구체적인 구성이 대해 설명하면 다음과 같다. 상기 단위패널의 일측면을 형성하는 패널판(110)이 형성되고, 상기 패널판(110)의 일측면에 보온재(200)가 부착되며, 상기 보온재(200)의 일측면에는 발열금속(600)가 부착되며, 상기 보온재(200)의 일측면에는 보온커버(400)가 부착 형성된다. 상기 보온커버(400)의 단부와 상기 절곡된 리브(120)를 결합시키는 결합부재(410)가 일체로 제작된다.1 is a sectional view of a thermal storage unit panel according to the present invention. As shown in FIG. 1, the panel according to the present invention is made of a metal material such as stainless steel or a composite material such as SMC. A specific structure of the unit panel made of the above material will be described as follows. A
상기의 보온재(200)와 발열금속(600), 보온커버(400)는 상기 패널판(110)의 내측면과 보온재(200)와 발열금속(600), 보온커버(400)의 외측면이 각각 동일한 크기로 형성되어 밀착되므로 견고하게 고정된다.The
상기 보온재(200)는 발열금속(600)의 일측면에 접합되고, 스티로폼, 우레탄폼, 우레아폼, 에어 캡 필름 등 공지된 보온 단열재의 구성으로서 그 구조나 소재 등이 다양하며, 본 발명은 특정 구조나 소재의 보온재(200)에 한정되지 않는다.The
발열금속(600)은 패널판(110)의 내측에 설치되어 금속 재질의 전기 전도성 소재로서 다수의 타공이 형성되거나, 격자 무늬 형상, 관통형 다각형 또는 원형 형상이 형성된 박판 또는 다공성 또는 요철 구조를 가져 집열효과를 극대화 시킬 수 있는 형상을 가지도록 구현할 수 있다. 또한 발열금속(600)의 단면이 벌집형상 또는 격자형상 또는 도면으로도 도시되지 않았으나 사각 형상을 이루고 있도록 구현할 수 있으며, 이러한 구조들은 발열금속의 양면이 맞닿도록 하거나 발열금속의 두께를 조절하는 방식으로 이중화하여 집열된 열을 효과적으로 단위패널 외부로 방출시킬 수 있다.The exothermic metal (600) is provided on the inner side of the panel plate (110) to form a plurality of pores as a conductive material of a metal material, a thin plate having a grid pattern, a through polygon or a circular shape, or a porous or concave structure It is possible to realize a shape that maximizes the heat collection effect. Also, the cross section of the
또한 발열금속(600) 또는 발열금속(600)과 보온재(200) 각각의 일측면 또는 양측면에는 축열재시트(300)가 결합 부착될 수 있다.A heat
축열재시트(300)는 기재(310)에 상변화물질로 제조된 축열재(320)이 함침된다. 또한 상기 기재(310)는 부직포, 직조된 섬유, 메쉬, 금속 스폰지, 다공성 종이, 폴리머 시트와 같은 재료 중 하나를 선택하여 기재로 사용된다. 본 발명에서는 부직포를 기재로 사용한 실시예가 있다.The heat storage material sheet (300) is impregnated with a heat storage material (320) made of a phase change material in the substrate (310). Further, the
상기 축열재(320)를 형성하는 상변화물질은 파라핀, 스테아린산, 밀랍, 글리세린, 폴리에스테르 검 또는 폴리에틸렌글리콜 중 어느 선택된 하나의 상변화물질을 이용한다. 상변화물질의 열저장용량은 배합설계 양에 따라 다르나 열저장용량은 100kJ/kg 내지 250kJ/kg인 것을 특징으로 한다.The phase change material forming the
도 2는 상기 도 1에 도시된 바와 같은 각각의 구성에 대해 구체적으로 결합 형성의 제1 실시 예를 나타난 것이다. Fig. 2 shows a first embodiment of the joint formation in detail for each structure as shown in Fig. 1 above.
<제1 실시 예>≪ Embodiment 1 >
도 2에서와 같이 발열제어 단위패널의 결합 구조 형상을 살펴보면, 상기 단위패널의 일측면을 형성하는 패널판(110), 상기 패널판(110)의 내부면에 축열재시트(300)가 형성되고, 축열재시트(300)의 일측에는 발열금속(600)이 결합되며, 그 측면에는 보온재(200)와 보온커버(400)가 순차적으로 결합 형성될 수 있다. 여기서 축열재시트(300)의 위치는 패널판(110)과 발열금속(600)의 사이에 형성되거나 발열금속(600)과 보온재(200)의 사이에 결합 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the heating control unit panel includes a
<제2 실시 예>≪ Embodiment 2 >
도 3에서와 같이 발열제어 단위패널의 결합 구조 형상을 살펴보면, 상기 단위패널의 일측면을 형성하는 패널판(110), 상기 패널판(110)의 내부면에는 제1 축열재시트(310)가 형성되고, 제1 축열재시트(300)의 일측에는 발열금속(600)이 결합되며, 그 측면에는 제2 축열재시트(320)이 결합 형성되고, 그 일측면에는 보온재(200)와 보온커버(400)가 순차적으로 결합 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the heat generating control unit panel includes a
<제3 실시 예>≪ Third Embodiment >
도 4에서와 같이 발열제어 단위패널의 결합 구조 형상을 살펴보면, 상기 단위패널의 일측면을 형성하는 패널판(110), 상기 패널판(110)의 내부면에는 제1 발열금속(610)이 형성되고, 제1 발열금속(610)의 일측에는 보온재(200)가 형성되며, 보온재(200)의 타측면에는 제2 발열금속(620)이 결합되며, 그 외측면에는 보온커버(400)가 순차적으로 결합 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the heat generating control unit panel includes a
도 1 내지 도 4에 도시된 구성요소들의 결합에는 별도의 점착층이 형성될 수 있다. 구체적으로 도 1에서의 보온재(200)와 보온커버(400)의 결합 형성부, 도 2에서의 패널판(110)과 축열재시트(300)의 결합 형성부와 보온재(200)와 보온커버(400) 사이의 결합 형성부에 이를 완전 결합 시키기 위해 접착층이 각각 형성될 수 있다. 또한 도 3에서의 패널판(110)과 제1 축열재시트(310)의 결합 형성부와 제2 축열재시트(320)와 보온재(200) 및 보온커버(400) 사이의 결합 형성부에 이를 완전 결합하기 위해 각각의 접합부에 접착층이 각각 형성될 수 있다. A separate adhesive layer may be formed on the combination of the components shown in FIGS. More specifically, a joint forming portion between the
상기의 보온재(200)와 축열재시트(300), 보온커버(400)는 상기 패널판(110)의 내측면과 보온재(200)와 축열재시트(300), 보온커버(400)의 외측면이 각각 동일한 크기로 형성되어 밀착되므로 견고하게 고정된다.The
상기 보온재(200)는 발열금속(600) 또는 축열재시트(300)에 인접하여 접합되고, 스티로폼, 우레탄폼, 우레아폼, 에어캡 필름 등 공지된 보온 단열재의 구성으로서 그 구조나 소재등이 다양하며, 본 발명은 특정 구조나 소재의 보온재(200)에 한정되지 않는다.The
축열재시트(300)는 기재에 상변화물질로 제조된 축열재가 함침 된다. 또한 상기 기재는 부직포, 직조된 섬유, 메쉬, 금속 스펀지, 다공성 종이, 폴리머 시트와 같은 재료 중 하나를 선택하여 기재로 사용된다. 본 발명에서는 부직포를 기재로 사용한 실시예가 있다. 여기에서 부직포는 알루미늄 스펀지와 같은 금속 스펀지, 비 표면적이 큰 다공성 종이 또는 직조된 섬유 중 어느 하나를 선택하여 대체 사용가능하다. The heat storage material sheet (300) is impregnated with a heat storage material made of a phase change material on a substrate. The substrate is also used as a substrate by selecting one of materials such as nonwoven fabric, woven fiber, mesh, metal sponge, porous paper, and polymer sheet. In the present invention, there is an embodiment using a nonwoven fabric as a base material. Here, the nonwoven fabric may be selected from a metal sponge such as an aluminum sponge, a porous paper having a large specific surface area, or a woven fiber.
상기 축열재는 통상으로 상변화물질을 사용한다. 상변화물질은 파라핀, 스테아린산, 밀랍, 글리세린, 폴리에스테르 검 또는 폴리에틸렌글리콜 중 어느 선택된 하나의 상변화물질을 이용한다. 상변화물질의 열저장용량은 배합설계 양에 따라 다르나 열저장용량은 100kJ/kg 내지 250kJ/kg인 것을 특징으로 한다.The heat storage material usually uses a phase change material. The phase change material uses a phase change material selected from among paraffin, stearic acid, beeswax, glycerin, polyester gum, and polyethylene glycol. The heat storage capacity of the phase change material is different depending on the amount of the blending design, but the heat storage capacity is 100 kJ / kg to 250 kJ / kg.
도면에는 도시되어 있지 않지만 발열제어 단위패널의 내부 일측면에는 표면층이 형성될 수 있으며, 상기 표면층은 열을 흡수하거나 방출하고자 하는 대상 물체와의 사이에 열을 전달하는 매개체로서 열전달속도가 빠른 알루미늄이나 구리 등 재료로 구성된 얇은 금속박으로 형성된다. 상세하게는 상기 표면층은 패널판(110) 또는 보온커버(400) 각각의 일측면에 적층되어 열을 흡수 또는 방출하고자 하는 대상물체와 점착층 사이에 열을 전달하는 매개체로서, 열전달속도가 빠른 물질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 일반적으로 알루미늄 박막이나 구리 박막을 사용하는 것이 좋다. 이러한 열전도 및 열흡수성 시트인 표면층은 알루미늄 박막이나 구리 박막 중 어느 하나를 축열재시트의 일면 또는 양면에 합지시켜 금속박층을 형성할 수 있다.Although not shown in the drawings, a surface layer may be formed on one side of the inside of the exothermic control unit panel, and the surface layer may be formed of aluminum having a high heat transfer rate as an agent for transferring heat between the object to be absorbed or desorbed Copper, or the like. Specifically, the surface layer is a medium that is stacked on one side of each of the
또한 본 발명에는 도시되지 않았지만 이형층이 축열재시트(300)와 상기 표면층의 외부 표면에 적층될 수 있다. 상기 이형층은 상기 상변화물질이 함침된 축열재시트(300) 및 표면층의 양 측면에 형성된 각각의 점착층을 보호하고, 운반 및 보관시 접착성능이 유지되도록 하며, 상기 접착제시트의 사용시 용이하게 제거될 수 있도록 하는 것으로서, 당 업계에서는 통상적으로 사용되는 이형지를 사용하는 것이 좋다. 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 점착제시트는 그 내부에 구성된 점착제의 물성에 따라 사용부위에 반복적으로 붙였다 뗄 수 있는 스티커 형태로 사용될 수 있고, 필요에 따라 각 점착층의 양면에 이형층을 적층한 뒤 양면테이프와 같이 각각의 점착층의 양면에 형성된 이형층을 제거한 후 상기 각각의 점착층의 양면에 각각 열원을 접촉시켜 열을 흡수 또는 방출할 수 있다.Also, although not shown in the present invention, a release layer may be laminated on the heat
상기 각각의 점착층의 두께는 5 내지 500㎛가 바람직하며, 대상물체에서 발생하거나 흡수해야할 열이 많은 양의 상변화물질이 필요할 경우 각각의 점착층을 다수의 층으로 적층하거나 각각의 점착층에 표면층이 부착된 단위시트를 다수의 층으로 구성하여 사용할 수 있다.The thickness of each of the adhesive layers is preferably from 5 to 500 mu m. When a large amount of heat-changeable material to be generated or absorbed by the object is required, the adhesive layers may be laminated into a plurality of layers, The unit sheet having the surface layer may be formed of a plurality of layers.
상기 도1 내지 3에 공통적으로 적용된 축열재시트(300)에 대한 구체적인 내용은 다음과 같다. 상기의 축열재시트(300)는 부직포와 같은 기재에 상변화물질(Phase Change Material; PCM)로 제조된 축열재를 함침하여 형성된다. 함침이란 축열재와 점착성을 갖는 수성의 수지를 액체 상태로 혼합하여 기재 안에 침투시키는 것으로, 함침된 축열재는 수성의 수지와 함께 경화되어 연질의 시트형상이 된다. 이때 상변화물질의 함침량은 부직포 단위면적당 1kg에서 3kg의 범위에서 사용목적에 따라 배합을 선택하여 조정할 수 있다. 본 발명의 축열재시트(300)는 기재에 상변화물질로 제조된 축열재를 함침하여 형성된 상변화물질의 특징이 포함된다. 상변화물질이란 온도가 변화함에 따라 물질의 상태가 고체에서 액체로 또는 액체에서 고체로 변하면서 열을 저장하거나 열을 방출하는 물질을 의미한다. 상변화물질은 녹는점보다 낮은 온도에서 고체 상태로 존재하며, 열에너지가 가해지면 고체 상태는 변하지 않으면서 온도만 높아지게 된다. 마찬가지로, 상변화물질은 녹는점보다 높은 온도에서 액체 상태로 존재하며, 열에너지가 가해지면 액체 상태는 변하지 않으면서 온도만 높아지게 된다. 이와 같이 온도의 상승을 수반할 때 소요되는 열을 현열(sensible heat)이라 한다. 또한, 상변화물질은 녹는점에 해당하는 온도에서 고체와 액체가 공존하는 상태이며, 열에너지가 가해지더라도 이 열은 상태의 변화에만 쓰일 뿐 온도변화는 일어나지 않는다. 이러한 열을 잠열(latent heat)이라 한다. Details of the heat
이와 같이 잠열은 어떤 물질의 상태가 전이될 때(즉, 고체에서 액체, 액체에서 고체, 액체에서 기체, 기체에서 액체로 전이될 때) 흡수하거나 방출하는 열을 의미한다. 일반적으로 잠열은 현열(즉, 상전이가 일어나지 않은 상태에서 온도변화에 따라 흡수 또는 방출하는 열)보다 크다. 예를 들어 물의 경우 0℃ 얼음(고체)에서 물(액체)이 될 때 1g당 80㎈(335J)의 열을 흡수하는데, 이는 같은 양의 물을 0℃에서 80℃까지 올리는데 소요되는 열량과 같다.Latent heat, as such, is the heat that absorbs or releases the state of a substance when it transitions (ie, from solid to liquid, from liquid to solid, from liquid to gas, from gas to liquid). Generally, latent heat is larger than sensible heat (that is, the heat absorbed or released according to the temperature change in the state where no phase transition occurs). For example, in the case of water, it absorbs 80 ㎈ (335J) of heat per gram when it becomes water (liquid) at 0 캜 (solid), which is equal to the amount of heat required to raise the same amount of water from 0 캜 to 80 캜 .
본 발명은 이러한 발열금속 재료와 상변화물질을 조립식 물탱크의 단위패널에 조합 이용함으로써 물탱크의 보온열용량을 높이되, 선형적으로 열을 저장하거나 방출하는 것이 아니라, 잠열의 특성을 이용하여 특정 온도(즉, 상전이온도)에서 온도변화를 지연시켜 실내온도가 쾌적한 조건으로 유지되도록 하는 것이다. The present invention uses such a heat generating metal material and a phase change material in combination with a unit panel of a prefabricated water tank to increase the heat retaining heat capacity of the water tank and not to save or discharge heat linearly, The temperature change is delayed at the temperature (i.e., the phase transition temperature) so that the room temperature is maintained in a comfortable condition.
물탱크 내부에 저장된 물과 같은 액체의 최적 저장온도는 규정되어 있지 않으나, 사용 장소 및 용도가 변경될 경우 적절한 온도는 다양하므로 온도를 변경 적용할 필요가 있다. 상변화물질의 상전이온도 및 열저장용량은 그 물질의 고유한 특성이어서, 물질마다 다르며 사용 목적에 따라 적당한 물질을 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 물탱크의 축열구조는 축열재시트의 축열재로 주로 파라핀 계열의 상변화물질을 사용한다. 파라핀 계열의 상변화물질은 다양한 녹는점, 응결점 및 열저장용량을 가지고 있으므로 상황에 따라 알맞은 물질을 선택하여 사용할 수 있다.The optimal storage temperature of liquids such as water stored in a water tank is not specified. However, when the place and purpose of use is changed, the appropriate temperature varies, so it is necessary to change the temperature. The phase transition temperature and the heat storage capacity of the phase-change material are inherent characteristics of the material. Therefore, materials suitable for the purpose of use may be selected and used. The heat storage structure of the water tank according to the present invention mainly uses a paraffin-based phase change material as a heat storage material of the heat storage material sheet. Paraffin-based phase change materials have various melting points, condensation points, and heat storage capacities, so you can select the appropriate materials according to your situation.
본 발명의 물탱크 단위패널의 축열구조에 사용되는 상변화물질의 축열 특성을 확인하기 위하여 상변화물질을 축열재시트 형태로 혼입한 단위패널을 제작하고 챔버를 이용하여 실험을 실시하였다. 실험 결과, 축열재시트를 설치한 PCM 단위패널은 챔버 온도가 상승할 때는 일반 보드에 비해 1.5℃ 가량 온도가 낮고, 챔버 온도가 하강할 때는 일반 보드에 비해 온도가 서서히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 축열재시트가 없는 일반 단위패널은 선형적으로 열을 저장하거나 방출하므로 온도변화가 급속히 일어나지만, 축열재시트를 설치한 PCM 단위패널은 상변화물질이 상전이온도에서 잠열의 형태로 열을 저장하거나 방출하므로 온도변화가 지연되는 효과가 있다. 즉, PCM 단위패널로 조립된 물탱크는 상대적으로 보온축열 온도가 일정하게 유지하는 유리한 점이 있다.In order to confirm the heat storage characteristics of the phase change material used in the heat storage structure of the water tank unit panel of the present invention, a unit panel including a phase change material in the form of a heat storage material sheet was manufactured and the chamber was used for the experiment. Experimental results show that the PCM unit panel with the heat storage material sheet has a temperature of about 1.5 ° C lower than that of a general board when the chamber temperature rises, and gradually decreases the temperature when the chamber temperature is lowered. As described above, a general unit panel without a heat storage material sheet stores or emits heat in a linear fashion, so that the temperature changes rapidly. However, in the PCM unit panel provided with the heat storage material sheet, the phase change material is heated in the form of latent heat So that the temperature change is delayed. That is, the water tank assembled by the PCM unit panel has an advantage that the heat storage temperature is kept relatively constant.
한편, 물탱크의 보온열용량이 높으면 물탱크 내부온도가 급격히 변화하지 않고 일정한 시간을 두고 서서히 변화하게 된다. 그러나 열용량이 높은 구조물도 내(內)단열로 설계되면 구조물이 갖고 있는 열용량의 효과를 얻을 수 없다. On the other hand, if the heat retaining heat capacity of the water tank is high, the temperature inside the water tank does not change abruptly but gradually changes over a certain period of time. However, if a structure with a high heat capacity is designed as an internal heat, the effect of the heat capacity of the structure can not be obtained.
지금까지 실시 예를 통하여 본 발명에 따른 상변화물질을 이용한 단위패널과 이를 이용한 조립식 물탱크의 축열 보온구조에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.Up to now, a unit panel using a phase change material according to the present invention and a heat storage and heating structure of a prefabricated water tank using the unit panel have been described. Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
도 5는 본 발명에 따른 발열금속(600)을 이용한 태양광 에너지 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 태양광을 수광하여 전력을 생산하는 태양광 패널(10), 태양광 패널(10)로부터 생성되는 전력을 저장하거나, 저장된 해당 전력을 계통부하로 방전시킬 수 있는 전기저장장치(20), 발열금속(600)에 공급되는 상기 태양광 패널(10) 또는 전기저장장치(20)로부터 전달되는 전력을 열 에너지로 변환하는 변환기와 온도를 조절하기 위하여, 미리 일정 온도로 세팅되는 일체형 온도제어부(40), 태양광 패널(10) 또는 전기저장장치(20)로부터 직접 전력을 전달받아 컨버터 기능을 포함한 제어부(30)의 제어를 받아 일정 온도의 열로 변환시키는 열전 소자를 포함하는 전기-열 전환부(50), 상기 전기-열 전환부(50)로부터 변환된 열을 전달받아 전도된 열을 발산하는 발열금속(600)을 포함한다.FIG. 5 is a view showing the overall configuration of a solar energy system using a
상기 태양광 패널(10)은 태양광을 수광하여 전력을 생산하여 일정 전기저장장치(20)에 전기를 저장할 수 있도록 하는 패널로서 이하 설명하는 발열금속에 전력을 공급하여 열로 변환시켜 태양광을 낮과 밤뿐만 아니라 계절에 상관없이 사용할 수 있도록 할 수 있다.The
상기 전기저장장치(20)는 태양광 패널(10)로부터 생성되는 전력을 저장하거나, 저장된 해당 전력을 계통부하로 방전시킬 수 있는데, 일실시예로서 물탱크을 조합 형성하는 복수의 단위패널 내부에 설치된 발열금속(600)에 전력을 공급하여 열로 변환하도록 한다. 또한 전기저장장치(20)는 입력 받은 전력을 저장하였다가, 태양전지에서 전력을 생산하지 않을 경우 태양정지로부터 생산되는 전력보다 많은 양의 전력을 계통부하에서 필요로 할 경우, 배터리에 저장된 전력을 양방향 DC/DC 컨버터 또는 DC/AC 컨버터를 통해 계통부하로 방전함으로써, 안정된 전력공급을 가능하게 하는 양방향 컨버터를 포함한다.The
상기 온도제어부(40)는 물탱크 내부에 공급되는 물의 온도를 조절하기 위하여, 양방향 컨버터 기능을 갖고, 미리 일정 온도로 세팅되는 제어부로서 일정 온도 수치를 입력 받을 수 있는 입력부에 연결되어 사용자의 단말기와 네트워크로 연결되며, 온도뿐만 아니라 에너지 흐름과 사용의 시각화 및 최적화를 위한 통합 에너지 관리 솔루션으로 작동시킬 수 있다. 상기 온도제어부(40)는 물탱크에 공급되는 물의 온도를 조절하기 위해 전력을 열로 변환하거나 열의 온도를 조절하기 위하여, 미리 일정 온도로 세팅되는 것이 바람직하다.The temperature control unit 40 has a bidirectional converter function to control the temperature of water supplied to the inside of the water tank, and is a control unit set in advance to a predetermined temperature. The control unit 40 is connected to an input unit, Networked, and can operate as an integrated energy management solution for visualization and optimization of energy flow and usage as well as temperature. The temperature controller 40 is preferably set to a predetermined temperature in order to convert power into heat or adjust the temperature of the heat to adjust the temperature of the water supplied to the water tank.
전기-열 전환부(50)는 상기 물탱크에 공급되는 물의 온도를 일정하게 위지하기 위해 전기저장장치(20) 또는 태양광 패널(10)로부터 직접 전력을 전달받아 열로 변환시키는 열전 소자를 포함하고, 상기 열전 소자를 통해 상기 발열금속(600)의 온도를 높일 수 있다. 예를 들어 전기-열 전환부(50)는 직접 가열 또는 전기에너지를 열에너지로 변환하고 상기 온도제어부(40)의 제어를 받아 일정 온도의 열로 변환시킬 수 있다. 따라서 온도제어부(40)는 전기저장장치(20)로부터 전기-열 전환부(50)의 전극으로 전원이 인가되도록 하여 온수가 일정 온도 이상으로 유지될 수 있도록 제어한다.The electric-thermal switching unit 50 includes a thermoelectric element for directly receiving electric power from the
상기 온도제어부(40)는 발열제어 단위패널이 복수개 결합 형성된 물탱크의 내부 및 외부의 온도를 체크하는 내부 온도센서(41)와 외부 온도센서(42)와 연결되도록 하며, 물탱크 내부의 물의 온도는 항상 미리 설정된 온도 이상으로 유지되도록 상기 전기-열 전환부(50)가 받아드리는 전력량을 조절할 수도 있다.The temperature control unit 40 is connected to an internal temperature sensor 41 and an external temperature sensor 42 for checking the temperature inside and outside of the water tank in which a plurality of heating control unit panels are coupled, May be adjusted by adjusting the amount of electric power received by the electric-to-thermal conversion unit (50) so as to be always maintained at a predetermined temperature or higher.
도 1에서 도시한 바와 같이 각 변이 절곡된 리브(120)가 상호 결합되어 함체상의 물탱크를 형성한다. 축열 단위패널(100)의 각 변에 형성된 리브(120)에 실링테이프(130)를 부착하여 결합하고, 상기 각 리브(120)의 끝단에 용접하여 결합하거나 또는 볼트나 너트를 결합하여 리브 고정부를 고정시켜 함체를 형성하면 내부에 물을 저장하여 사용자가 필요에 따라 물을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 1, the
100 : 단위패널
200 : 보온재
300 : 축열재시트
400 : 보온커버
600 : 발열금속100: Unit panel
200: Insulation
300: Heat storage material sheet
400: Insulation cover
600: Exothermic metal
Claims (8)
상기 기재는 부직포, 직조된 섬유, 메쉬, 금속 스폰지, 다공성 종이, 폴리머 시트 중 어느 하나의 선택된 기재이고, 상변화물질은 파라핀, 스테아린산, 밀랍, 글리세린, 폴리에스테르 검 또는 폴리에틸렌글리콜 중 어느 하나의 선택된 상변화물질인 조립식 물탱크를 형성하는 단위패널(100)로 이루어진 물탱크에 있어서,
상기 발열금속(600)을 발열되도록 태양광을 수광하여 전력을 생산하는 태양광 패널(10), 상기 태양광 패널(10)로부터 생성되는 전력을 저장하거나 저장된 해당 전력을 계통부하로 방전시킬 수 있는 전기저장장치(20), 상기 발열금속(600)에 공급되는 상기 태양광 패널(10) 또는 태양광 에너지를 저장하는 전기저장장치(20)로부터 전달되는 전력을 열로 변환하거나 열의 온도를 조절하기 위하여 미리 일정 온도로 세팅되는 온도제어부(40), 상기 태양광 패널(10) 또는 태양광 에너지를 저장하는 전기저장장치(20)로부터 직접 전력을 전달받아 직접 가열 또는 전기에너지를 열에너지로 변환하며 상기 온도제어부의 제어를 받아 일정 온도의 열로 변환시키는 열전소자를 포함하는 전기-열 전환부(50)를 포함하되,
상기 온도제어부(40)는 물탱크 내부의 물의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 유지되도록 상기 전기-열 전환부(50)가 받아드리는 전력량을 조절할 수도 있도록 물탱크의 내부 및 외부의 온도를 체크하는 내부 온도센서(41)와 외부 온도센서(42)를 포함하여, 물탱크 내부에 공급되는 물의 온도를 조절하고, 양방향 컨버터 기능을 갖으며, 미리 일정 온도로 세팅시키는 일정 온도 수치를 입력 받을 수 있는 입력부에 연결되어 사용자의 단말기와 네트워크로 연결되며, 온도뿐만 아니라 에너지 흐름과 사용의 시각화 및 최적화할 수 있게 하고,
상기 축열재시트(300)는 상기 발열금속를 중심으로 양측에 각각 설치된 제1 축열재시트(310)와 제2 축열재시트(320)으로 이루어지고,
상기 패널판(110)과 제1 축열재시트(310), 제2 축열재시트(320)와 보온재(200), 보온재(200)와 보온커버(400) 사이의 결합 형성부에 이를 완전 결합하기 위해 각각의 접합부에 접착층이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 발열제어 단위패널로 이루어진 물탱크.
A panel plate (110) forming an outer surface of the unit panel; A heating metal 600 coupled to an inner surface of the panel plate 110 and having a lattice pattern, a through-hole polygon or a circular shape on the outer surface thereof, a thin plate, or a porous or concave-convex structure; A heat insulating material 200 coupled to an opposite surface of the panel plate of the heat generating metal 600; A heat insulating cover 400 coupled to an outer surface of the heat insulating material 200; A heat storage material sheet (300) installed between the panel plate and the exothermic metal in the unit panel and impregnated with a heat storage material made of a phase change material on the substrate; And a surface layer coupled between the heat storage material sheet (300) and the heat insulating cover (400) to absorb or emit heat,
Wherein the substrate is a selected substrate of any one of a nonwoven fabric, a woven fiber, a mesh, a metal sponge, a porous paper or a polymer sheet and the phase change material is selected from paraffin, stearic acid, beeswax, glycerin, polyester gum or polyethylene glycol A water tank comprising a unit panel (100) for forming a prefabricated water tank, which is a phase change material,
A photovoltaic panel 10 for receiving the sunlight to generate the heat-generating metal 600 to generate electric power, a photovoltaic panel 10 for storing electric power generated from the photovoltaic panel 10, In order to convert the electric power transmitted from the electric storage device 20, the solar panel 10 supplied to the heating metal 600 or the electric storage device 20 for storing solar energy to heat or to adjust the temperature of the heat A temperature control unit 40 that is set at a predetermined temperature in advance, a power supply unit that receives power directly from the solar panel 10 or the electric storage device 20 that stores solar energy, converts the electric energy into heat energy, And an electrothermal transducer (50) including a thermoelectric element for converting the heat into a predetermined temperature under the control of a controller,
The temperature control unit 40 controls the temperature of the inside and outside of the water tank so that the amount of electricity received by the electric-to-heat conversion unit 50 can be controlled so that the temperature of the water inside the water tank is maintained at a predetermined temperature or higher. An input unit that includes a temperature sensor (41) and an external temperature sensor (42), controls the temperature of water supplied into the water tank, has a bidirectional converter function, and receives a predetermined temperature value Connected to the user's terminal and connected to the network, enabling visualization and optimization of energy flow and use as well as temperature,
The heat storage material sheet (300) comprises a first heat storage material sheet (310) and a second heat storage material sheet (320) provided on both sides of the heat generation metal,
The panel plate 110 and the first heat storage material sheet 310, the second heat storage material sheet 320 and the heat insulating material 200, the heat insulating material 200 and the heat insulating cover 400, And an adhesive layer is formed on each of the joints for the heat control unit panel.
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