KR102004859B1 - Distributed solar system using seasonal storage and method of using thereof - Google Patents

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KR102004859B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 태양열 시스템은 태양열로부터 열을 수집하는 제1 집열기; 상기 제1 집열부와 열매체를 교환하도록 연결되는 계간 축열조; 상기 계간 축열부와 열매체를 교환하도록 연결되는 열교환기; 상기 열교환기와 열매체를 교환하도록 연결되는 다수의 부하; 및 상기 다수의 부하 사이에 연결되며, 태양열로부터 열을 수집하는 적어도 하나의 제2 집열기;를 포함하고, 상기 열교환기는 공급라인을 통해 상기 부하로 열매체를 공급하며, 상기 부하는 환수라인을 통해 상기 열매체를 상기 열교환기 또는 상기 제2 집열기로 열매체를 보내는 것에 기술적 특징이 있다.Solar system using a quarterly heat storage according to an embodiment of the present invention includes a first collector for collecting heat from solar heat; An interlayer heat storage tank connected to exchange the first heat collecting unit and the heat medium; A heat exchanger connected to exchange the heat accumulating portion with the heat accumulator; A plurality of loads connected to exchange heat exchangers with the heat medium; And at least one second collector connected between the plurality of loads and collecting heat from solar heat, wherein the heat exchanger supplies a heat medium to the load through a supply line, and the load is connected to the load line. The technical feature is to direct the heat medium to the heat exchanger or the second collector.

Description

계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템 및 이를 이용한 계간 축열 방법{DISTRIBUTED SOLAR SYSTEM USING SEASONAL STORAGE AND METHOD OF USING THEREOF}Distributed solar thermal system using quarterly heat storage and quarterly heat storage method using the same {DISTRIBUTED SOLAR SYSTEM USING SEASONAL STORAGE AND METHOD OF USING THEREOF}
본 발명은 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템 및 이를 이용한 계간 축열 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계간 축열을 이용하면서도 분산형 집열 구조를 적용하여 효율이 향상된 태양열 시스템 및 이를 이용한 계간 축열 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distributed solar thermal system using a quarterly heat storage and a quarterly heat storage method using the same, and more particularly, to a solar thermal system having improved efficiency by applying a distributed heat collecting structure while using a quarterly heat storage and a quarterly heat storage method using the same. will be.
태양에너지 이용분야는 집열온도에 따라서 저온분야와 중, 고온분야로 분류하며, 저온분야는 주로 건물의 냉, 난방 및 급탕과 대규모 온수급탕 시설이 포함되고, 중, 고온분야는 산업공정열 및 열 발전과 기타 특수분야에 적용되고 있고, 태양열 시스템에 적용되는 주요 기술들은 크게 태양열 집열기술, 태양열 축열기술, 태양열 이용기술로 분류할 수 있다.The field of solar energy use is classified into low temperature, medium and high temperature fields according to the heat collection temperature. The low temperature field mainly includes the building's cooling, heating and hot water supply and large hot water supply facilities. It is applied to and other special fields, and major technologies applied to solar systems can be classified into solar heat collecting technology, solar heat storage technology, and solar heat using technology.
이 중에서 최근 태양열 축열기술이 각광을 받고 있으며, 특히 우리나라에서는 4계절의 기후가 뚜렷하여 태양열 축열기술 중 계간(계절간) 축열이 주목을 받고 있다.Among these, solar thermal storage technology has been in the spotlight recently, and in Korea, four-season climate is distinct, and solar thermal storage technology has been attracting attention.
계간 축열이란 비난방기에 남는 잉여열을 저장하여 열수요가 많은 난방기에 사용하는 축열방식으로서 발전폐열, 산업폐열, 폐기물 소각열, 연료전지, 바이오매스, 태양열 등 연중 생산되는 (폐)열을 열원으로 이용하는 것으로, 간헐적이거나 배출온도가 일정치 않거나 온도가 낮아서 전력생산이나 산업용으로 이용하기 곤란한 열도 회수하여 건물 냉난방 또는 농업용으로 사용 가능하다.Quarterly heat storage is a heat storage method that stores surplus heat remaining in the blame-free air and uses it for heaters with high heat demand, and uses (waste) heat produced year-round such as power generation waste heat, industrial waste heat, waste incineration heat, fuel cell, biomass, and solar heat as heat sources. It is intermittent, the discharge temperature is not constant or the temperature is low, it is possible to recover the heat difficult to use in power production or industrial use can be used for building heating and heating or agriculture.
국내의 경우 90년대 중반부터 연구되었으며 진천 친환경에너지타운에 태양열을 저장하는 계간 축열 시스템을 2016년 구축 예정이고, 유럽지역에서 주로 태양열을 이용한 계간 축열 시스템으로 개발되어 운영되고 있으며 태양열 단독난방 대비 경제성이 50% 높은 것으로 보고되고 있다.In Korea, the research was conducted in the mid 90's, and a quarterly heat storage system that stores solar heat in Jincheon's eco-friendly energy town is planned to be built in 2016.It is developed and operated as a quarterly heat storage system using mainly solar heat in Europe. It is reported to be 50% higher.
그리고, 태양열 블록히팅 또는 태양열 지역난방(이하 '태양열 블록히팅')은 일정 규모 이상의 단지(건물의 지붕 또는 기타 설치 가능한 공간)에 분산 또는 집중 설치된 태양열 집열기를 하나의 시스템으로 묶어서 계간 대용량의 장기 축열시스템과 연계시켜 집열된 태양열을 중앙에서 축열 및 공급하는 일련의 중앙 집중형 열공급 방식의 태양열 시스템이다.In addition, solar block heating or solar district heating (hereinafter referred to as 'solar block heating') is a long-term, high-capacity long-term heat storage that bundles a solar collector distributed or concentrated in a complex of more than a certain scale (a roof or other installable space of a building) into a single system. It is a series of centralized heat supply solar systems that centrally store and supply the collected solar heat in conjunction with the system.
적게는 소규모 단지에서부터 크게는 지역난방에 이르기까지 그 규모도 다양하게 적용할 수 있으며 이러한 태양열 블록히팅 시스템은 일반적으로 열부하가 적은 봄부터 가을에 이르기까지 남는 태양열을 저장하였다가 부족할 때 사용하는 대규모 용량의 중장기 축열체인 계간 축열(Seasonal Heat Storage) 시스템을 필요로 한다.It can be applied in various sizes, from small scale complexes to large district heating, and these solar block heating systems generally store large amounts of solar heat from the spring to autumn when the heat load is low. A mid- and long-term heat storage system of the system requires a heat storage system (Seasonal Heat Storage).
태양열 블록히팅 시스템은 기존 열 설비는 물론이고, 지열 히트펌프, 바이오 연료, 우드펠렛, 폐기물 에너지 등 타 신·재생 히팅 시스템과 복합적으로 구성도 가능하며, 열부하 전체를 신·재생에너지만으로도 공급이 가능한 특징이 있어, 신·재생에너지원 별 장점을 살리고 단점은 보완하며 태양열과 같은 자연에너지 활용을 극대화할 수 있다.The solar block heating system can be combined with other new and renewable heating systems such as geothermal heat pumps, biofuels, wood pellets, and waste energy as well as existing heat facilities, and the entire heat load can be supplied only with new and renewable energy. It can be used to take advantage of new and renewable energy sources, make up for the shortcomings, and maximize the use of natural energy such as solar heat.
계간 축열을 통해 비난방기에 남는 잉여열을 저장하여 사용하므로 태양열의존율을 크게 높일 수 있고, 연중 태양열 이용이 가능하여 태양열 분야의 단점이었던 난방분야에 효율적 적용이 가능하며 또한, 경제성을 높이고 화석연료의 의존도가 높은 우리나라에 이산화탄소 저감 효과에 크게 기여하는 장점이 있고, 또한 건물별 신재생에너지 적용에 한계가 있는 건물 밀도가 높은 지역에 계간 축열시스템을 적용시키면 기존 열원과의 효율적인 연계가 가능하여 폭 넓은 보급 확대가 예상된다.By storing and using surplus heat remaining in the blame-proof through heat storage during the quarter, it is possible to greatly increase the solar heat dependence rate, and it is possible to use solar heat all year round, so it can be efficiently applied to the heating field, which was a disadvantage of the solar heat field, and to increase the economic efficiency and In Korea, which has high dependence, it has the advantage of greatly contributing to the reduction of carbon dioxide, and applying the heat storage system in the high density of buildings where there is a limit to the application of new and renewable energy for each building enables efficient linkage with existing heat sources. Supply expansion is expected.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1724536호(발명의 명칭: 공기열원 및 수열원을 이용한 축열 및 난방 장치, 등록일자: 2017년 4월 3일)가 있다.Related prior arts include Republic of Korea Patent Publication No. 10-1724536 (name of the invention: heat storage and heating device using an air heat source and a heat source, registration date: April 3, 2017).
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 계간 축열을 이용하면서도 분산형 집열 구조를 적용하여 효율이 향상된 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a distributed solar system using the inter-generation heat storage efficiency is improved by applying a distributed heat collection structure while using the inter-generation heat storage.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved in the present invention is not limited to the above-mentioned task (s), another task (s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 태양열로부터 열을 수집하는 제1 집열기; 상기 제1 집열기와 열매체를 교환하도록 연결되는 계간 축열조; 상기 계간 축열조와 열매체를 교환하도록 연결되는 열교환기; 상기 열교환기와 열매체를 교환하도록 연결되는 다수의 부하; 및 상기 다수의 부하 사이에 연결되며, 태양열로부터 열을 수집하는 제2 집열기;를 포함하고, 상기 열교환기는 공급라인을 통해 상기 부하로 열매체를 공급하며, 상기 부하는 환수라인을 통해 상기 열매체를 상기 열교환기 또는 상기 제2 집열기로 열매체를 보내는 것에 기술적 특징이 있다.According to an embodiment of the present invention, a distributed solar system using interlayer storage includes: a first collector configured to collect heat from solar heat; A interlayer heat storage tank connected to exchange the first heat collector and the heat medium; A heat exchanger connected to exchange the interlayer heat storage tank and the heat medium; A plurality of loads connected to exchange heat exchangers with the heat medium; And a second collector connected between the plurality of loads and collecting heat from solar heat, wherein the heat exchanger supplies a heat medium to the load through a supply line, and the load transfers the heat medium to the load line. It is a technical feature to send a heat medium to a heat exchanger or said 2nd collector.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 상기 제2 집열기가 상기 공급라인에 연결될 수 있다.In addition, in the distributed solar system using inter-phase heat storage according to an embodiment of the present invention, the second collector may be connected to the supply line.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 상기 제2 집열기가 상기 환수라인에 연결될 수 있다.In addition, in the distributed solar system using inter-generation heat storage according to an embodiment of the present invention, the second collector may be connected to the return line.
바람직하게는 환수라인의 열매체가 제2 집열기와 열교환 후 다시 공급라인으로 이동하도록 구성될 수 있다.Preferably, the heat medium of the return line may be configured to move back to the supply line after heat exchange with the second collector.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 상기 제2 집열기와 상기 부하 사이에 연결되는 제2 열교환기를 더 포함하고, 상기 제2 집열기는 내부의 열매체 온도가 상기 부하의 온도보다 높아진 경우, 상기 열교환기측의 밸브를 개방하여 상기 부하로 열매체를 공급할 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to an embodiment of the present invention further comprises a second heat exchanger connected between the second collector and the load, the second collector has a heat medium temperature of the load When the temperature is higher than the temperature, the heat medium may be supplied to the load by opening the valve on the heat exchanger side.
또한 상기 제2 집열기는 내부의 열매체 온도가 상기 부하의 온도보다 낮아진 경우, 상기 열교환기측의 밸브를 폐쇄할 수 있다.In addition, when the temperature of the heat medium inside the second collector is lower than the temperature of the load, the second heat collector may close the valve on the heat exchanger side.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 상기 계간 축열조와 상기 제1 열교환기 사이에 연결되는 방열펌프를 더 포함하고, 상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이하로 내려가는 경우, 상기 방열펌프를 동작시키도록 구성될 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to an embodiment of the present invention further comprises a heat dissipation pump connected between the inter-generation heat storage tank and the first heat exchanger, the temperature of the return line is lowered below a predetermined temperature In this case, the heat dissipation pump may be configured to operate.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도를 유지하는 경우, 상기 방열펌프의 동작이 정지되도록 구성될 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to an embodiment of the present invention may be configured to stop the operation of the heat dissipation pump when the temperature of the return line maintains a predetermined temperature.
본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 상기 계간 축열조와 상기 제1 열교환기 사이에 연결되는 축열펌프를 더 포함하고, 상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 올라가는 경우, 상기 축열펌프를 동작시키도록 구성될 수 있다.The distributed solar system using interlayer heat storage according to an embodiment of the present invention further includes a heat storage pump connected between the interlayer heat storage tank and the first heat exchanger, and the temperature of the return line rises above a predetermined temperature. It may be configured to operate the heat storage pump.
본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 상기 부하에서 멀리 설치되는 제1 집열기가 태양열을 집열하는 단계; 상기 제1 집열기에 연결된 계간 축열조에 열이 저장되는 단계; 상기 계간 축열조의 열매체가 상기 부하로 전달되는 단계; 및 상기 부하로 열매체가 공급되는 공급라인 내부의 열매체 온도가 계간 축열조 내부의 열매체 온도와 소정 수치 이상 차이가 나는 경우, 부하에서 가깝게 설치되는 제2 집열기에 의해 집열된 열매체가 상기 부하로 전달되는 단계를 포함한다.Quarterly heat storage method using a distributed solar system according to an embodiment of the present invention comprises the steps of collecting the solar heat by a first collector installed far from the load; Storing heat in a quarterly storage tank connected to the first collector; Transferring the heat medium of the interlayer storage tank to the load; And transferring the heat medium collected by the second heat collector installed close to the load to the load when the temperature of the heat medium in the supply line to which the heat medium is supplied to the load is different from the heat medium temperature in the inter-level heat storage tank by a predetermined value or more. It includes.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 상기 부하로부터 상기 계간 축열조로 열매체가 환수되는 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이하로 내려가는 경우, 상기 계간 축열조와 열교환기 사이에 연결되는 방열펌프를 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the interlayer heat storage method using a distributed solar system according to an embodiment of the present invention, the temperature between the heat storage tank and the heat exchanger when the temperature of the return line that the heat medium is returned to the inter-generation heat storage tank is lowered below a predetermined temperature It may include the step of operating a heat dissipation pump connected to.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도에 도달하는 경우, 상기 계간 축열조와 상기 열교환기 사이에 연결되는 방열펌프를 정지시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the quarterly heat storage method using a distributed solar system according to an embodiment of the present invention, the step of stopping the heat dissipation pump connected between the heat storage tank and the heat exchanger when the temperature of the return line reaches a predetermined temperature It may include.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 올라가는 경우, 상기 계간 축열조와 열교환기 사이에 연결되는 축열펌프를 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the quarterly heat storage method using a distributed solar system according to an embodiment of the present invention, when the temperature of the return line rises above a predetermined temperature, operating the heat storage pump connected between the inter-phase heat storage tank and the heat exchanger It may include.
본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 계간 축열을 이용하면서도 분산형 집열 구조를 적용하여 부하가 계간 축열조로부터 거리가 멀리 떨어져 있더라도 효율적으로 열을 전달할 수 있다.The distributed solar system using interlayer heat storage according to an embodiment of the present invention can efficiently transfer heat even if the load is far from the interlayer heat storage tank by applying a distributed heat collecting structure while using interphase heat storage.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 계간 축열조로 환수되는 열매체의 온도를 상승시켜 시스템 전체를 효율적으로 운용할 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to an embodiment of the present invention can increase the temperature of the heat medium returned to the inter-generation heat storage tank can efficiently operate the entire system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템의 개략적인 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법의 순서도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법 순서도
1 is a schematic configuration diagram of a distributed solar system using inter-generation heat storage according to an embodiment of the present invention
2 is a schematic configuration diagram of a distributed solar system using inter-generation heat storage according to another embodiment of the present invention.
3 is a flow chart of a method for accumulating heat in the quarter using a distributed solar system according to an embodiment of the present invention
4 is a flowchart illustrating a method of accumulating heat during a quarter using a distributed solar system according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a distributed solar system using inter-generation heat storage according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 태양열로부터 열을 수집하는 제1 집열기(10); 제1 집열기(10)와 열매체를 교환하도록 연결되는 계간 축열조(20); 계간 축열조(20)와 열매체를 교환하도록 연결되는 열교환기(30); 열교환기(30)와 열매체를 교환하도록 연결되는 다수의 부하(40); 및 다수의 부하(40) 사이에 연결되며, 태양열로부터 열을 수집하는 제2 집열기(50)를 포함하여 구성될 수 있다.The distributed solar system using inter-phase heat storage according to the present invention includes a first collector 10 for collecting heat from solar heat; The interlayer heat storage tank 20 connected to exchange the first heat collector 10 and the heat medium; A heat exchanger 30 connected to the heat storage tank 20 and the heat medium to be exchanged; A plurality of loads 40 connected to the heat exchanger 30 to exchange heat medium; And a second collector 50 connected between the plurality of loads 40 and collecting heat from solar heat.
제1 집열기(10)는 내부에 열매체를 저장하여 태양열에 의해 가열됨으로써 온도를 상승시키는 구성요소로서, 열매체는 대표적으로 물이 될 수 있으며 필요에 따라 물 대신 다른 물질이 이용될 수 있고, 물과 다른 물질이 혼합되어 이용될 수도 있다.The first collector 10 is a component that raises the temperature by storing the heat medium therein and heating it by solar heat. The heat medium may be water, and other materials may be used instead of water, if necessary. Different materials may be used in combination.
제1 집열기(10)는 내부의 열매체의 온도를 태양열을 이용해 가열시킨 이후에 제1 집열기(10)에 연결된 배관을 통해 계간 축열조(20)로 보내는데, 이때 제1 집열기(10)에 연결된 배관은 히트파이프 형태로 구성될 수 있고, 필요에 따라 이중관이나 다른 형태로 구성될 수도 있다.The first collector 10 heats the temperature of the heat medium therein using solar heat and then sends the heat accumulator 20 to the quarterly heat storage tank 20 through a pipe connected to the first collector 10, wherein the pipe connected to the first collector 10 is It may be configured in the form of a heat pipe, and may be configured in a double tube or other form as necessary.
계간 축열조(20)는 제1 집열기(10)와 열매체를 교환하도록 연결되는 구성요소로서, 제1 집열기(10)로부터 열매체를 전달받아 열을 저장(축열)할 수 있도록 구성될 수 있다. 계간 축열조(20)는 열매체를 보내거나 받기 위해 제1 집열기(10) 및 열교환기(30)와 배관으로 연결되며, 이러한 배관 역시 히트파이프 형태로 구성될 수 있고, 필요에 따라 이중관이나 다른 형태로 구성될 수도 있다.The heat storage tank 20 is a component that is connected to exchange the heat medium with the first heat collector 10, and may be configured to receive heat from the first heat collector 10 and store (heat storage) heat. Quarterly heat storage tank 20 is connected to the first collector 10 and the heat exchanger 30 in a pipe in order to send or receive the heat medium, this pipe may also be configured in the form of a heat pipe, if necessary in the form of a double pipe or other It may be configured.
또한 계간 축열조(20)에 연결되는 배관에는 유동하는 열매체의 온도를 측정하기 위해 온도 센서(미도시)가 부착될 수 있고, 열매체를 유동시키기 위한 펌프가 설치될 수 있으며, 유량을 측정하기 위해 유량계(미도시)가 설치될 수도 있다.In addition, a pipe connected to the interlayer storage tank 20 may be equipped with a temperature sensor (not shown) to measure the temperature of the flowing heat medium, a pump for flowing the heat medium may be installed, and a flow meter to measure the flow rate. (Not shown) may be installed.
도 1을 참고하여 제1 집열기(10)와 계간 축열조(20) 사이의 동작을 간단하게 설명하면, 열매체가 제1 집열기(10)에서 태양열에 의해 가열된 다음, 제1 집열기(10)와 계간 축열조(20) 사이에 설치된 위쪽 배관을 통해 계간 축열조(20)로 공급되고, 제1 집열기(10)와 계간 축열조(20) 사이에 설치된 아래쪽 배관을 통해 열매체가 제1 집열기(10)로 회수되는 순환 동작에 의해 열매체의 온도를 상승시켜 계간 축열조(20)에 열이 저장될 수 있다.Referring to FIG. 1, the operation between the first collector 10 and the quarterly heat storage tank 20 will be described briefly. After the heating medium is heated by solar heat in the first collector 10, the first collector 10 and the quarterly heater are described. The heating medium is supplied to the quarterly heat storage tank 20 through the upper pipes installed between the heat storage tanks 20, and the heat medium is recovered to the first heat collector 10 through the lower pipes installed between the first heat collector 10 and the intermittent heat storage tanks 20. By the circulation operation, the temperature of the heating medium may be increased, and heat may be stored in the interlayer storage tank 20.
열교환기(30)는 계간 축열조(20)와 열매체를 교환하도록 연결되는 구성요소로서, 계간 축열조(20)로부터 열매체를 전달받아 부하(40)측으로 전달하도록 구성될 수 있다. 즉, 열교환기(30)는 배관으로 계간 축열조(20)와 연결될 수 있는데, 이러한 배관은 히트파이프 형태로 구성될 수 있고, 필요에 따라 이중관이나 다른 형태로 구성될 수도 있다. 또한 예를 들어, 열교환기(30)는 열매체를 동시에 주고 받을 수 있도록 두 개의 파이프에 의해 계간 축열조(20)와 연결될 수 있다.The heat exchanger 30 is a component that is connected to exchange the heat storage tank 20 and the heat medium, and may be configured to receive the heat medium from the heat storage tank 20 to the load 40 side. That is, the heat exchanger 30 may be connected to the intermittent heat storage tank 20 as a pipe. The pipe may be configured in the form of a heat pipe, and may be configured in a double pipe or another type as necessary. Also, for example, the heat exchanger 30 may be connected to the heat storage tank 20 by two pipes so as to simultaneously exchange heat medium.
이러한 열교환기(30)는 히트펌프 사이클 또는 냉방 사이클에서 응축기나 증발기 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 열교환기(30)는 계간 축열조(20)에 열을 저장할 때 응축기 역할을 할 수 있고, 부하(40)에 열을 공급할 때 증발기 역할을 할 수 있다.The heat exchanger 30 may serve as a condenser or an evaporator in a heat pump cycle or a cooling cycle. For example, the heat exchanger 30 may serve as a condenser when storing heat in the quarterly heat storage tank 20, and may serve as an evaporator when supplying heat to the load 40.
부하(40)는 열교환기(30)와 열매체를 교환하도록 연결되는 구성요소로서, 예를 들어 학교와 같은 교육기관, 공공기관, 의료기관, 및 주거시설 등 다양한 형태의 건물이나 시설이 될 수 있다. 예를 들어 대학교에 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템이 적용되는 경우, 대학교 캠퍼스의 각 건물에 설치된 난방 및 온수 공급을 위한 장치를 부하로 볼 수 있다.The load 40 is a component connected to exchange the heat exchanger 30 and the heat medium, and may be, for example, various types of buildings or facilities such as educational institutions, public institutions, medical institutions, and residential facilities such as schools. For example, when the distributed solar system using the interlayer heat storage according to the present invention is applied to the university, the load for the heating and hot water supply installed in each building of the university campus can be viewed as a load.
제2 집열기(50)는 다수의 부하(40) 사이에 연결되어 태양열로부터 열을 수집하는 구성요소로서, 내부에 열매체를 저장하여 태양열에 의해 가열됨으로써 온도를 상승시킨다.The second collector 50 is a component that is connected between the plurality of loads 40 to collect heat from the solar heat, and stores the heat medium therein to be heated by the solar heat to increase the temperature.
이때 열교환기(30)로부터 다수의 부하(40) 각각으로 열매체를 공급하는 공급라인(60)이 설치될 수 있고, 다수의 부하(40) 각각으로부터 열교환기(30)로 열매체가 환수되는 환수라인(70)이 설치될 수 있다. 이러한 공급라인(60) 및 환수라인(70)은 배관 형태를 가지며, 히트파이프 형태로 구성될 수 있고, 필요에 따라 이중관이나 다른 형태로 구성될 수도 있다. 그리고 이때 열교환기(30)는 공급라인(60)을 통해 부하(40)로 열매체를 공급할 수 있고, 부하는(40) 환수라인(70)을 통해 열매체를 열교환기(30) 또는 제2 집열기(50)로 열매체를 보낼 수 있다.At this time, the supply line 60 for supplying the heat medium to each of the plurality of loads 40 from the heat exchanger 30 may be installed, the return line for returning the heat medium to the heat exchanger 30 from each of the plurality of loads (40) 70 may be installed. The supply line 60 and the return line 70 has a pipe shape, may be configured in the form of a heat pipe, and may be configured in a double pipe or other forms as necessary. In this case, the heat exchanger 30 may supply the heat medium to the load 40 through the supply line 60, and the load 40 may heat the heat medium through the return line 70 to the heat exchanger 30 or the second collector. 50) can be sent to the heating medium.
즉, 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 제1 집열기(10)가 메인이 되는 집열기 역할을 하고, 다수의 부하(40) 쪽에 설치되는 제2 집열기(20)가 보조 역할을 수행하여, 특히 제1 집열기(10)로부터 거리가 먼 부하(40)에도 효율적으로 열매체가 전달되어 난방 또는 온수의 공급이 원활하게 이루어 질 수 있는 분산형 태양열 시스템으로 볼 수 있다.That is, in the distributed solar system using the interlayer heat storage according to the present invention, the first collector 10 serves as a collector, and the second collector 20 installed on the plurality of loads 40 serves as an auxiliary role. In particular, the heat medium can be efficiently transmitted to the load 40 far from the first collector 10, so that the heating or hot water can be smoothly provided as a distributed solar system.
또한 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 제2 집열기(50)가 공급라인(60)에 연결되도록 구성될 수 있다. 이때 제2 집열기(50)는 계간 축열조(20)로부터 소정 거리 이상 떨어진 거리에 있는 부하(40)에 열매체가 공급되도록 설치될 수 있다. 이때 소정 거리는 수치적으로 특별히 한정되지 않으나, 계잔 축열조(20)로부터 공급되는 열매체가 부하(40)에 도달할 때 열손실이 발생할 수 있을 정도의 거리를 의미할 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to the present invention may be configured such that the second collector 50 is connected to the supply line (60). At this time, the second collector 50 may be installed so that the heat medium is supplied to the load 40 at a distance away from the inter-generation heat storage tank 20 by a predetermined distance or more. In this case, the predetermined distance is not particularly limited numerically, but may mean a distance such that heat loss may occur when the heat medium supplied from the metered heat storage tank 20 reaches the load 40.
예를 들어 부하(40)가 계간 축열조(20)로부터 거리가 너무 멀리 떨어져 있다면, 계간 축열조(20)로부터 열교환기(30) 및 공급라인(60)을 통해 열매체를 전달 받더라도, 그 거리가 멀기 때문에 열매체가 전달되는 동안 열 손실이 발생하여 온도의 강하가 있을 수 있고, 이로 인해 원래 온도보다 더욱 낮은 온도의 열매체가 부하(40)로 전달될 수 있다.For example, if the load 40 is too far from the quarterly heat storage tank 20, even if the heat transfer from the heat storage tank 20 through the heat exchanger 30 and the supply line 60, the distance is far Heat loss may occur during the transfer of the heat medium and there may be a drop in temperature, thereby allowing the heat medium at a temperature lower than the original temperature to be transferred to the load 40.
그러나 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 제2 집열기(50)는 계간 축열조(20)로부터 소정 거리 이상 떨어진 거리에 있는 부하(40)에 열매체가 공급되도록 설치됨으로써, 즉 계간 축열조(20)로부터 열매체의 열 손실이 발생할 만큼 멀리 떨어진 부하(40)에는 제2 집열기(50)가 집열한 열매체를 전달함으로써 부하(40)측에서는 마치 열손실이 없는 것처럼 열매체를 전달 받을 수 있다.However, in the distributed solar system using the interlayer heat storage according to the present invention, the second collector 50 is installed such that the heat medium is supplied to the load 40 at a distance apart from the intermittent heat storage tank 20 by a predetermined distance or more, that is, the interlayer heat storage tank ( The heat medium from the second heat collector 50 is transferred to the load 40 far enough to generate heat loss of the heat medium from the heat medium 20, so that the heat medium can be transferred to the load 40 as if there is no heat loss.
이는 시스템 전체적으로 봤을 때 부하(40)측으로 효율적으로 열을 전달하는 것으로 볼 수 있다. 만일 제2 집열기(50)가 전혀 설치되지 않는 구성에서, 계간 축열조(20)로부터 열매체의 열 손실이 발생할 만큼 멀리 떨어진 부하(40)에 열을 제대로 전달하려면, 예상되는 열 손실만큼 더 높은 온도의 열매체를 전달해야만 하는데 이는 제1 집열기(10) 및 계간 축열조(20)의 성능에 따라 불가능할 수도 있으며, 계간 축열조(20)에 저장되는 열매체의 온도를 높여야만 하기 때문에 효율이 매우 떨어지게 된다. 그러나 본 발명은 제2 집열기(50)가 부하(40)측에 형성됨으로써, 제2 집열기(50)로부터 부하(40)측으로 효율적인 열매체의 전달이 가능해진다.This can be seen as an efficient heat transfer to the load 40 side of the system as a whole. In a configuration in which the second collector 50 is not installed at all, in order to properly transfer heat to the load 40 far enough to generate heat loss of the heat medium from the quarterly heat storage tank 20, a temperature higher than the expected heat loss may be used. The heat medium must be delivered, which may not be possible depending on the performance of the first heat collector 10 and the quarterly heat storage tank 20, and the efficiency of the heat medium must be increased. However, in the present invention, since the second collector 50 is formed on the load 40 side, efficient heat transfer from the second collector 50 to the load 40 side becomes possible.
또한 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 제2 집열기(50)가 환수라인(70)에 연결되도록 구성될 수 있다. 특히 제2 집열기(50)가 설치될 수 있는 유휴 부지가 있는 경우, 유휴 부지에 제2 집열기(50)와 환수라인(70)이 서로 연결되도록 설치하기가 용이할 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to the present invention may be configured such that the second collector 50 is connected to the return line (70). In particular, when there is an idle site on which the second collector 50 may be installed, it may be easy to install the second collector 50 and the return line 70 on the idle site.
또한 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 환수라인(70)의 열매체가 제2 집열기(50)와 열교환 후 다시 공급라인(60)으로 이동하도록 구성될 수 있다. In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to the present invention may be configured to move the heat medium of the return line 70 to the supply line 60 after heat exchange with the second collector (50).
또한 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 제2 집열기(50)와 부하 사이에 연결되는 제2 열교환기(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제2 집열기(50)는 내부의 열매체 온도가 부하(40)의 온도, 즉 부하로 연결되는 공급라인(60) 내부의 열매체 온도보다 높아진 경우, 상기 열교환기(30)측의 밸브를 개방하여 부하(40)로 열매체를 공급할 수 있고, 제2 집열기(50)는 내부의 열매체 온도가 부하(40)의 온도, 즉 부하로 연결되는 공급라인(60) 내부의 열매체 온도보다 높아진 경우, 열교환기(30)측의 밸브를 폐쇄하여 열매체의 공급을 중단할 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to the present invention may further comprise a second heat exchanger (not shown) connected between the second collector 50 and the load. At this time, the second collector 50 opens the valve on the side of the heat exchanger 30 when the temperature of the heat medium in the inside is higher than the temperature of the load 40, that is, the temperature of the heat medium in the supply line 60 connected to the load. Heat medium can be supplied to the load 40, and the second collector 50 has a heat exchanger when the temperature of the heat medium in the heat collector is higher than the temperature of the load 40, that is, the heat medium temperature in the supply line 60 connected to the load. Supply of the heat medium can be stopped by closing the valve on the side of the machine 30.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a distributed solar system using inter-generation heat storage according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 방열펌프(80)를 더 포함하여 구성될 수 있고, 필요에 따라 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 축열펌프(90)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the distributed solar system using the interlayer heat storage according to the present invention may further include a heat dissipation pump 80 connected between the heat storage tank 20 and the first heat exchanger 10. According to the heat storage tank 20 and the heat storage pump 90 is connected between the first heat exchanger 10 may be further configured.
본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 이러한 구성에서, 방열펌프(80) 또는 축열펌프(90)를 동작시킬 수 있다. 예를 들어 환수라인(70)의 온도, 즉 환수라인(70)을 통과하는 열매체의 적정 온도가 30~45℃로 설정될 수 있는데, 이때 미리 설정된 적정 온도의 하단인 30℃ 보다 3℃만큼 더 내려가는 경우, 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 방열펌프(80)를 동작시킬 수 있다.The distributed solar system using interlayer heat storage according to the present invention can operate the heat dissipation pump 80 or the heat storage pump 90 in such a configuration. For example, the temperature of the return line 70, that is, the proper temperature of the heat medium passing through the return line 70 may be set to 30 ~ 45 ℃, at this time by more than 3 ℃ than the lower end of the predetermined temperature 30 ℃ When descending, the heat radiation pump 80 connected between the quarterly heat storage tank 20 and the first heat exchanger 10 may be operated.
즉, 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 환수라인(70)의 온도가 소정 수치 이하로 내려가는 경우에 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 방열펌프(80)를 동작시켜 환수라인(70)의 온도가 유지되도록 할 수 있다. 이러한 동작은 방열펌프(80)의 인버터를 PID(Proportional Integral Derivation)제어하여 이루어지거나, 3-way valve를 적용하여 구현될 수 있다.That is, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to the present invention is a heat dissipation pump connected between the inter-generation heat storage tank 20 and the first heat exchanger 10 when the temperature of the return line 70 falls below a predetermined value ( It is possible to operate the 80 to maintain the temperature of the return line (70). Such an operation may be performed by controlling the inverter of the heat dissipation pump 80 by PID (Proportional Integral Derivation), or may be implemented by applying a 3-way valve.
또한 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 환수라인(70)의 온도가 소정 수치 이하로 내려가는 경우에 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 축열펌프(90)를 동작시켜 계간 축열조(20)에 열을 저장할 수 있다.In addition, the distributed solar system using the inter-generation heat storage according to the present invention, the heat storage pump 90 is connected between the inter-generation heat storage tank 20 and the first heat exchanger 10 when the temperature of the return line 70 falls below a predetermined value. ) To store heat in the quarterly heat storage tank (20).
예를 들어 환수라인(70)의 온도, 즉 환수라인(70)을 통과하는 열매체의 적정 온도가 30~45℃로 설정될 수 있는데, 이때 미리 설정된 적정 온도의 상단인 45℃ 보다 3℃만큼 더 올라가는 경우, 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 축열펌프(90)를 동작시킬 수 있다. 이러한 동작은 축열펌프(90)의 인버터를 PID(Proportional Integral Derivation)제어하여 이루어지거나, 3-way valve를 적용하여 구현될 수 있다.For example, the temperature of the return line 70, that is, the proper temperature of the heat medium passing through the return line 70 may be set to 30 ~ 45 ℃, this time by 3 ℃ more than 45 ℃, the upper end of the preset appropriate temperature When going up, it is possible to operate the heat storage pump 90 connected between the quarterly heat storage tank 20 and the first heat exchanger (10). Such an operation may be performed by controlling the inverter of the heat storage pump 90 by PID (Proportional Integral Derivation), or may be implemented by applying a 3-way valve.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법의 순서도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 부하(40)에 멀리 설치되는 제1 집열기(10)가 태양열을 집열하는 단계(S310); 제1 집열기(10)에 연결된 계간 축열조(20)에 열이 저장되는 단계(S320); 계간 축열조의 열매체가 부하(40)로 전달되는 단계(S330); 및 부하(40)로 열매체가 공급되는 공급라인(60) 내부의 열매체 온도가 계간 축열조(20) 내부의 열매체 온도와 소정 수치 이상 차이가 나는 경우, 부하(40)에 가깝게 설치되는 제2 집열기(50)에 의해 집열된 열매체가 상기 부하로 전달되는 단계(S340)를 포함할 수 있다.3 is a flowchart of a method of accumulating heat in a quarter using a distributed solar system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the method for accumulating heat in a quarterly manner using a distributed solar system according to the present invention may include: collecting, by a first collector 10, a solar collector installed far away from a load 40 (S310); Storing heat in the intermittent heat storage tank 20 connected to the first heat collector 10 (S320); Step S330 of transferring the heat medium of the heat storage tank to the load 40; And a second heat collector installed close to the load 40 when the temperature of the heat medium in the supply line 60 to which the heat medium is supplied to the load 40 differs by more than a predetermined value from the heat medium temperature in the heat storage tank 20. The heat medium collected by 50 may be transferred to the load (S340).
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법 순서도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 기본적으로, 부하(40)에 멀리 설치되는 제1 집열기(10)가 태양열을 집열하는 단계(S410); 제1 집열기(10)에 연결된 계간 축열조(20)에 열이 저장되는 단계(S420); 계간 축열조의 열매체가 부하(40)로 전달되는 단계(S430); 및 부하(40)로 열매체가 공급되는 공급라인(60) 내부의 열매체 온도가 계간 축열조(20) 내부의 열매체 온도와 소정 수치 이상 차이가 나는 경우, 부하(40)에 가깝게 설치되는 제2 집열기(50)에 의해 집열된 열매체가 상기 부하로 전달되는 단계(S440)를 포함하고, 부하(40)로부터 계간 축열조(20)로 열매체가 환수되는 환수라인(70)의 온도가 미리 설정된 온도 이하로 내려가는 경우, 계간 축열조(20)와 열교환기(30) 사이에 연결되는 방열펌프를 동작시키는 단계(S450)를 더 포함할 수 있다.4 is a flowchart illustrating a method of accumulating heat during a quarter using a distributed solar system according to another exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a method of accumulating heat in a quarterly manner using a distributed solar system according to the present invention basically includes: collecting, by a first collector 10, a solar cell installed far away from a load 40 (S410); Storing heat in the quarterly heat storage tank 20 connected to the first collector 10 (S420); Transmitting the heat medium of the heat storage tank to the load 40 (S430); And a second heat collector installed close to the load 40 when the temperature of the heat medium in the supply line 60 to which the heat medium is supplied to the load 40 differs by more than a predetermined value from the heat medium temperature in the heat storage tank 20. The heat medium collected by 50) is transferred to the load (S440), wherein the temperature of the return line 70, the heat medium is returned from the load 40 to the quarterly heat storage tank 20 is lowered below the preset temperature In this case, the method may further include a step S450 of operating the heat dissipation pump connected between the heat storage tank 20 and the heat exchanger 30.
예를 들어 환수라인(70)의 온도, 즉 환수라인(70)을 통과하는 열매체의 적정 온도가 30~45℃로 설정될 수 있는데, 이때 미리 설정된 적정 온도의 하단인 30℃ 보다 3℃만큼 더 내려가는 경우, 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 방열펌프(80)를 동작시킬 수 있다.For example, the temperature of the return line 70, that is, the proper temperature of the heat medium passing through the return line 70 may be set to 30 ~ 45 ℃, at this time by more than 3 ℃ than the lower end of the predetermined temperature 30 ℃ When descending, the heat radiation pump 80 connected between the quarterly heat storage tank 20 and the first heat exchanger 10 may be operated.
또한 본 발명에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 환수라인(S460)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 올라가는 경우, 계간 축열조(20)와 열교환기(30) 사이에 연결되는 축열펌프(90)를 동작시키는 단계(S460)를 더 포함할 수 있다.In addition, the inter-generation heat storage method using a distributed solar system according to the present invention, when the temperature of the return line (S460) rises above a predetermined temperature, the heat storage pump (90) connected between the heat storage tank 20 and the heat exchanger (30). It may further comprise a step (S460) for operating.
예를 들어 환수라인(70)의 적정 온도가 30~45℃로 설정될 수 있는데, 이때 미리 설정된 적정 온도의 상단인 45℃ 보다 3℃만큼 더 올라가는 경우, 계간 축열조(20)와 제1 열교환기(10) 사이에 연결되는 축열펌프(90)를 동작시킬 수 있는데, 이러한 동작에 의해 계간 축열조(20)에 열을 저장할 수 있다.For example, the proper temperature of the return line 70 may be set to 30 ~ 45 ℃, when the temperature rises by 3 ℃ more than 45 ℃, the upper end of the predetermined appropriate temperature, the quarterly heat storage tank 20 and the first heat exchanger It is possible to operate the heat storage pump 90 connected between (10), by this operation it is possible to store heat in the heat storage tank (20).
또한 본 발명에 따른 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법은 환수라인(70)의 온도가 미리 설정된 온도에 도달하는 경우, 계간 축열조(20)와 열교환기(30) 사이에 연결되는 방열펌프(80)를 정지시키는 단계(S470)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 환수라인(70)의 적정 온도가 30~45℃로 설정될 수 있는데, 환수라인(70)의 온도가 30℃ 이하에서 온도가 상승하여 30℃로 도달하는 경우, 계간 축열조(20)와 열교환기(30) 사이에 연결되는 방열펌프(80)를 정지시킬 수 있다.In addition, the quarterly heat storage method using the distributed solar system according to the present invention, when the temperature of the return line 70 reaches a predetermined temperature, the heat radiation pump 80 is connected between the heat storage tank 20 and the heat exchanger (30) It may further comprise a step (S470) to stop. For example, the proper temperature of the return line 70 may be set to 30 ~ 45 ℃, when the temperature of the return line 70 is raised to 30 ℃ or less at 30 ℃, the quarterly heat storage tank 20 And the heat dissipation pump 80 connected between the heat exchanger 30 can be stopped.
참고적으로 도면에 도시 되지는 않았지만, 제1 집열기(10), 계간 축열조(20), 열교환기(30), 제2 집열기(50), 방열펌프(80) 및 축열펌프(90) 등 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템을 이루는 구성들은 서버 또는 제어부에 연결되어, 사용자가 서버 또는 제어부를 통해 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.For reference, although not shown in the drawings, the present invention includes a first heat collector 10, a quarterly heat storage tank 20, a heat exchanger 30, a second heat collector 50, a heat dissipation pump 80, and a heat storage pump 90. The components constituting the distributed solar system using inter-generation heat storage according to the present invention may be connected to a server or a control unit so that a user can control the server or the control unit.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 계간 축열을 이용하면서도 분산형 집열 구조를 적용하여 부하가 계간 축열조로부터 거리가 멀리 떨어져 있더라도 효율적으로 열을 전달할 수 있게 된다.As described above, the distributed solar system using the interlayer heat storage according to the present invention can efficiently transfer heat even if the load is far from the interstitial heat storage tank by applying a distributed heat collecting structure while using the interphase heat storage.
또한 본 발명에 따른 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템은 분산형 집열 구조 중 하나인 제2 집열기(20)의 동작으로 부하(40)가 커버될 경우, 중앙 집중형 집열 구조인 제1 집열기(10) 및 계간 축열조(20)에서의 방열을 멈추고, 분산형 집열 구조 중 하나인 제2 집열기(20)로부터 얻은 열을 축열할 수 있도록 하여 시스템을 효율적으로 운용할 수 있다.In addition, when the load 40 is covered by the operation of the second collector 20, which is one of the distributed collector structures, the distributed solar system using the interlayer heat storage according to the present invention, the first collector 10, which is a centralized collector structure 10. ) And the heat dissipation in the interlayer storage tank 20 can be stopped, and heat generated from the second collector 20, which is one of the distributed collector structures, can be stored.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
10: 제1 집열기 20: 계간 축열조
30: 열교환기 40: 부하
50: 제2 집열기 60: 공급라인
70: 환수라인 80: 방열펌프
90: 축열펌프
10: first heat collector 20: quarterly heat storage tank
30: heat exchanger 40: load
50: second collector 60: supply line
70: return line 80: heat dissipation pump
90: heat storage pump

Claims (13)

  1. 태양열로부터 열을 수집하는 제1 집열기;
    상기 제1 집열기와 열매체를 교환하도록 연결되는 계간 축열조;
    상기 계간 축열조와 열매체를 교환하도록 연결되는 응축기 또는 증발기를 포함하는 제1 열교환기;
    상기 제1 열교환기와 열매체를 교환하도록 연결되는 다수의 부하; 및
    상기 다수의 부하 사이에 연결되며, 태양열로부터 열을 수집하는 적어도 하나의 제2 집열기;를 포함하고,
    상기 제1 열교환기는 공급라인을 통해 상기 부하로 열매체를 공급하며,
    상기 부하는 환수라인을 통해 상기 열매체를 상기 제1 열교환기 또는 상기 제2 집열기로 열매체를 보내는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    A first collector for collecting heat from solar heat;
    A interlayer heat storage tank connected to exchange the first heat collector and the heat medium;
    A first heat exchanger including a condenser or an evaporator connected to exchange the interlayer heat storage tank with a heat medium;
    A plurality of loads connected to exchange heat medium with the first heat exchanger; And
    And at least one second collector connected between the plurality of loads and collecting heat from solar heat.
    The first heat exchanger supplies a heat medium to the load through a supply line,
    The load is distributed solar system using the inter-generation heat storage, characterized in that for sending the heating medium to the first heat exchanger or the second heat collector through the return line.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 집열기가 상기 공급라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 1,
    And a second collector is connected to the supply line.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 집열기가 상기 환수라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 1,
    The second solar collector is connected to the return line, the distributed solar system using the inter-generation heat storage.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 환수라인의 열매체가 제2 집열기와 열교환 후 다시 공급라인으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 3,
    The heat dissipation system of the solar system using a heat accumulation between the steps characterized in that the heat medium of the return line is configured to move back to the supply line after heat exchange with the second collector.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 집열기와 상기 부하 사이에 연결되는 제2 열교환기를 더 포함하고,
    상기 제2 집열기는 내부의 열매체 온도가 상기 부하의 온도보다 높아진 경우, 상기 제1 열교환기측의 밸브를 개방하여 상기 부하로 열매체를 공급하는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 1,
    Further comprising a second heat exchanger connected between the second collector and the load,
    And the second collector is configured to open a valve on the side of the first heat exchanger to supply a heat medium to the load when an internal heat medium temperature is higher than a temperature of the load.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 집열기는 내부의 열매체 온도가 상기 부하의 온도보다 낮아진 경우, 상기 제1 열교환기측의 밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 5,
    The second collector is a distributed solar system using the inter-gen storage heat, characterized in that for closing the valve of the first heat exchanger side, when the temperature of the heat medium inside the temperature lower than the load.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 계간 축열조와 상기 제1 열교환기 사이에 연결되는 방열펌프를 더 포함하고,
    상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이하로 내려가는 경우, 상기 방열펌프를 동작시키는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 1,
    Further comprising a heat dissipation pump connected between the intermittent heat storage tank and the first heat exchanger,
    When the temperature of the return line falls below a predetermined temperature, the heat dissipation pump, characterized in that for operating the distributed solar system using the inter-generation heat storage.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도를 유지하는 경우, 상기 방열펌프의 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 7, wherein
    When the temperature of the return line maintains a predetermined temperature, the operation of the heat dissipation pump is characterized in that the distributed solar system using the inter-generation heat storage, characterized in that stopped.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 계간 축열조와 상기 제1 열교환기 사이에 연결되는 축열펌프를 더 포함하고,
    상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 올라가는 경우, 상기 축열펌프를 동작시키는 것을 특징으로 하는 계간 축열을 이용한 분산형 태양열 시스템.
    The method of claim 1,
    Further comprising a heat storage pump connected between the intermittent heat storage tank and the first heat exchanger,
    When the temperature of the return line rises above a predetermined temperature, the heat storage pump characterized in that for operating the distributed solar system using the inter-generation heat storage.
  10. 부하에서 멀리 설치되는 제1 집열기가 태양열을 집열하는 단계;
    상기 제1 집열기에 연결된 계간 축열조에 열이 저장되는 단계;
    상기 계간 축열조의 열매체가 상기 부하로 전달되는 단계; 및
    상기 부하로 열매체가 공급되는 공급라인 내부의 열매체 온도가 계간 축열조 내부의 열매체 온도와 소정 수치 이상 차이가 나는 경우, 부하에서 가깝게 설치되는 제2 집열기에 의해 집열된 열매체가 상기 부하로 전달되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법.
    Collecting the solar heat by the first collector installed far from the load;
    Storing heat in a quarterly storage tank connected to the first collector;
    Transferring the heat medium of the interlayer storage tank to the load; And
    When the temperature of the heat medium in the supply line to which the heat medium is supplied to the load is different from the heat medium temperature in the heat storage tank by more than a predetermined value, transferring the heat medium collected by the second heat collector installed close to the load to the load
    Quarterly heat storage method using a distributed solar system, comprising a.
  11. 청구항 10항에 있어서,
    상기 부하로부터 상기 계간 축열조로 열매체가 환수되는 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이하로 내려가는 경우, 상기 계간 축열조와 열교환기 사이에 연결되는 방열펌프를 동작시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법.
    The method of claim 10,
    Operating the heat dissipation pump connected between the inter-phase heat storage tank and the heat exchanger when the temperature of the return line through which the heat medium is returned to the inter-generation heat storage tank from the load falls below a predetermined temperature;
    Quarterly heat storage method using a distributed solar system, comprising a.
  12. 청구항 11항에 있어서,
    상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도에 도달하는 경우, 상기 계간 축열조와 상기 열교환기 사이에 연결되는 방열펌프를 정지시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법.
    The method according to claim 11,
    When the temperature of the return line reaches a preset temperature, stopping the heat dissipation pump connected between the interlayer heat storage tank and the heat exchanger.
    Quarterly heat storage method using a distributed solar system, comprising a.
  13. 청구항 11항에 있어서,
    상기 환수라인의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 올라가는 경우, 상기 계간 축열조와 열교환기 사이에 연결되는 축열펌프를 동작시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산형 태양열 시스템을 이용한 계간 축열 방법.


    The method according to claim 11,
    Operating the heat storage pump connected between the heat storage tank and the heat exchanger when the temperature of the return line rises above a predetermined temperature;
    Quarterly heat storage method using a distributed solar system, comprising a.


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