KR102612399B1 - System for saving energy using solar heat storage - Google Patents

System for saving energy using solar heat storage Download PDF

Info

Publication number
KR102612399B1
KR102612399B1 KR1020220049757A KR20220049757A KR102612399B1 KR 102612399 B1 KR102612399 B1 KR 102612399B1 KR 1020220049757 A KR1020220049757 A KR 1020220049757A KR 20220049757 A KR20220049757 A KR 20220049757A KR 102612399 B1 KR102612399 B1 KR 102612399B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antifreeze
heat storage
pipe
solar heat
heat
Prior art date
Application number
KR1020220049757A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230150152A (en
Inventor
장경필
Original Assignee
장경필
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 장경필 filed Critical 장경필
Priority to KR1020220049757A priority Critical patent/KR102612399B1/en
Publication of KR20230150152A publication Critical patent/KR20230150152A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102612399B1 publication Critical patent/KR102612399B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/006Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system
    • F24D11/007Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system combined with solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/10Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with inflatable member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/50Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/80Arrangements for controlling solar heat collectors for controlling collection or absorption of solar radiation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 난방비 절감이 필요한 건물 외측에 태양열 축열관을 설치하고, 순환배관을 따라 이송되는 가열된 부동액의 열교환을 통해 건물 내부에 열(온기)을 방출하여 난방효과를 가질 수 있도록 하는 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템에 대한 것이다.The present invention provides solar heat storage that installs solar heat storage pipes on the outside of a building that need to reduce heating costs and releases heat (warmth) inside the building through heat exchange of heated antifreeze transported along the circulation pipe to have a heating effect. It is about an energy saving system through

Description

태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템{SYSTEM FOR SAVING ENERGY USING SOLAR HEAT STORAGE}Energy saving system through solar heat storage {SYSTEM FOR SAVING ENERGY USING SOLAR HEAT STORAGE}

본 발명은 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 난방비 절감이 필요한 건물 외측에 태양열 축열관을 설치하고, 순환배관을 따라 이송되는 가열된 부동액의 열교환을 통해 건물 내부에 열(온기)을 방출하여 난방효과를 가질 수 있도록 하는 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy saving system through solar heat storage. More specifically, solar heat storage pipes are installed on the outside of a building where heating costs need to be reduced, and heat is stored inside the building through heat exchange of heated antifreeze transported along the circulation pipe. It is about an energy saving system through solar heat storage that emits (warmth) and has a heating effect.

일반적으로, 태양열을 이용하는 난방 시스템은 태양열에 의해 축열조의 열매체를 데워 일정온도 이상이 되면 이를 순환시켜 난방을 하는 구조를 가진다.Generally, a heating system using solar heat has a structure that heats the heat medium in the heat storage tank by solar heat and circulates it to provide heating when the temperature exceeds a certain temperature.

하지만, 이러한 종래의 태양열 난방 시스템의 경우 지하에 매설된 축열조에 펌프를 구동시켜 열매체를 강제 순환시켜야 하는 구조를 가진다는 점에서, 반드시 순환을 위한 펌프가 구비되어야 하고 또한 펌프 구동이 이루어지지 않을 경우 난방효율이 떨어질 수 밖에 없는 문제가 있었다.However, in the case of this conventional solar heating system, since it has a structure in which the heat medium must be forced to circulate by driving a pump in a heat storage tank buried underground, a pump for circulation must be provided, and if the pump is not driven, There was a problem that led to a decrease in heating efficiency.

한국등록특허 제10-1535384호Korean Patent No. 10-1535384

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 난방비 절감이 필요한 건물 외측에 태양열 축열관을 설치하고, 순환배관을 따라 이송되는 가열된 부동액의 열교환을 통해 건물 내부에 열(온기)을 방출하여 난방효과를 가질 수 있도록 하는 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템을 제공하고자 한다.The present invention is intended to solve the above-mentioned problem, by installing a solar heat storage pipe on the outside of a building that needs to reduce heating costs, and releasing heat (warmth) inside the building through heat exchange of heated antifreeze transported along the circulation pipe to provide heating. We aim to provide an energy saving system through solar heat storage that can be effective.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템은 건물의 하부에 매설되며, 내부에 부동액이 수용되는 열축적 탱크(110), 상기 열축적 탱크(110)의 일측과 연결된 상태에서, 상기 열축적 탱크(110) 내 부동액이 건물의 외측을 통해 순환하도록 마련되는 외측 순환배관(120), 건물의 외측에서 상기 외측 순환배관(120)과 연결되며, 태양열을 흡수하여 상기 외측 순환배관(120)을 통해 순환되는 부동액이 가열되도록 하는 태양열 축열관(130), 상기 열축적 탱크(110)의 일측과 연결된 상태에서, 상기 열축적 탱크(110) 내 기 가열된 부동액이 건물의 내측을 통해 순환하도록 마련되는 내측 순환배관(140) 및 상기 내측 순환배관(140)과 연결되며, 상기 내측 순환배관(140)을 통해 순환되는 가열된 부동액에 의해 열을 발산하는 열교환 장치(150)를 포함할 수 있다.The energy saving system through solar heat storage according to an embodiment of the present invention is buried in the lower part of a building, and is connected to a heat accumulation tank 110 containing antifreeze inside, and one side of the heat accumulation tank 110, An external circulation pipe 120 is provided so that the antifreeze in the heat storage tank 110 circulates through the outside of the building, is connected to the outside circulation pipe 120 on the outside of the building, and absorbs solar heat to connect the outside circulation pipe ( A solar heat storage pipe 130, which heats the antifreeze circulating through 120, is connected to one side of the heat storage tank 110, and the heated antifreeze in the heat storage tank 110 flows through the inside of the building. It may include an inner circulation pipe 140 provided for circulation and a heat exchange device 150 connected to the inner circulation pipe 140 and dissipating heat by heated antifreeze circulating through the inner circulation pipe 140. You can.

일 실시예에서, 상기 열축적 탱크(110)는 상기 외측 순환배관(120)이 연결되는 영역의 높이 대비 상기 내측 순환배관(140)이 연결되는 영역의 높이가 더 높아지도록 기울어진 형태일 수 있다.In one embodiment, the heat storage tank 110 may be inclined so that the height of the area where the inner circulation pipe 140 is connected is higher than the height of the area where the outer circulation pipe 120 is connected. .

일 실시예에서, 상기 태양열 축열관(130) 및 상기 외측 순환배관(120)에는 부동액의 순환을 차단하는 열팽창 밸브(160)가 각각 마련될 수 있다.In one embodiment, a thermal expansion valve 160 that blocks circulation of antifreeze may be provided in the solar heat storage pipe 130 and the external circulation pipe 120, respectively.

일 실시예에서, 상기 열팽창 밸브(160)는 일부분 내경이 확장된 확관 배관(161), 공기가 충진된 상태에서, 상기 태양열 축열관(130)에 의해 부동액 온도가 상승하는 경우, 상기 확관 배관(161) 내측에서 팽창하여 부력에 의해 상측 방향으로 상승하는 공기 주머니(162) 및 상기 공기 주머니(162)의 하측과 와이어를 통해 연결되며, 상기 확관 배관(161)의 하측에 끼움 결합되어 상기 확관 배관(161)을 통한 부동액 순환을 차단하다가, 상기 공기 주머니(162)가 상승하는 경우 함께 상승됨으로써 끼움 결합이 해제되어 부동액 순환이 개시되도록 하는 고무마개(163)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the thermal expansion valve 160 is an expansion pipe 161 with a partially expanded inner diameter, and in a state filled with air, when the antifreeze temperature increases by the solar heat storage pipe 130, the expansion pipe ( 161) An air bag 162 that expands from the inside and rises upward due to buoyancy and is connected to the lower side of the air bag 162 through a wire, and is fitted to the lower side of the expansion pipe 161 to form the expansion pipe. It may include a rubber stopper 163 that blocks antifreeze circulation through 161 and rises together when the air bag 162 rises, thereby releasing the fitting and allowing antifreeze circulation to begin.

일 실시예에서, 상기 태양열 축열관(130)은 건물 외벽에 설치되는 단열체 프레임(131), 상기 단열체 프레임(131) 상에 마련되는 흡열체(132), 상기 흡열체(132)를 커버하며, 부동액이 순환되는 순환 통로를 형성하는 내측 투명 커버체(133) 및 상기 내측 투명 커버체(133)를 커버하며, 상기 내측 투명 커버체(133)와 공기층을 형성하는 외측 투명 커버체(134)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the solar heat storage pipe 130 covers an insulator frame 131 installed on the outer wall of the building, a heat absorber 132 provided on the insulator frame 131, and the heat absorber 132. and an inner transparent cover body 133 that forms a circulation passage through which antifreeze circulates, and an outer transparent cover body 134 that covers the inner transparent cover body 133 and forms an air layer with the inner transparent cover body 133. ) may include.

일 실시예에서, 상기 흡열체(132) 상에는 다수 개의 방열핀이 형성될 수 있다.In one embodiment, a plurality of heat dissipation fins may be formed on the heat absorber 132.

본 발명의 일 측면에 따르면, 부동액 순환을 위한 별도의 펌프 없이도, 상하 높이차가 나도록 형성된 열축적 탱크 내 부동액의 온도차에 의한 대류현상을 이용하여 지속적으로 부동액의 자연 순환이 가능한 이점을 가진다.According to one aspect of the present invention, it has the advantage of enabling continuous natural circulation of antifreeze by using the convection phenomenon caused by the temperature difference of antifreeze in a heat accumulation tank formed to have a height difference between the top and bottom, without a separate pump for antifreeze circulation.

또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 부동액 온도에 따라 팽창 여부가 바뀌는 열팽창 밸브를 적용함으로써, 별도의 전자 제어식 밸브 없이도 일조시간 이후에 건물 외측을 순환하는 부동액의 순환을 자동으로 차단하여 난방 지속 상승 및 난방 효율을 극대화시킬 수 있는 이점을 가진다.In addition, according to one aspect of the present invention, by applying a thermal expansion valve that changes whether or not it expands depending on the temperature of the antifreeze, the circulation of the antifreeze circulating outside the building after daylight hours is automatically blocked without a separate electronically controlled valve, thereby maintaining the heating and maintaining the heating. It has the advantage of maximizing heating efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 태양열 축열관(130)을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 열팽창 밸브(160)를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a diagram showing the configuration of an energy saving system 100 through solar heat storage according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the solar heat storage pipe 130 in more detail.
Figure 3 is a diagram showing the thermal expansion valve 160 in more detail.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are provided only to make the present invention easier to understand, and the content of the present invention is not limited by the examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of an energy saving system 100 through solar heat storage according to an embodiment of the present invention.

도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템(100)은 크게 열축적 탱크(110), 외측 순환배관(120), 태양열 축열관(130), 내측 순화배관(140), 열교환 장치(150) 및 하나 이상의 열팽창 밸브(160)를 포함하여 구성될 수 있다.Looking at Figure 1, the energy saving system 100 through solar heat storage according to an embodiment of the present invention largely includes a heat storage tank 110, an outer circulation pipe 120, a solar heat storage pipe 130, and an inner purification pipe ( 140), a heat exchange device 150, and one or more thermal expansion valves 160.

열축적 탱크(110)는 건물의 하부(지하)에 매설되며, 내부에는 부동액이 가득 수용된 상태이다. 이러한 열축적 탱크(110)는 부식에 강한 재질이 적용될 수 있으며, 외측은 단열재 코팅처리가 됨에 따라 고온의 부동액이 수용되더라도 열이 외부로 방출되지 않고 그대로 저장되기 때문에 난방효율이 극대화될 수 있다.The heat accumulation tank 110 is buried in the lower part (basement) of the building, and is filled with antifreeze inside. This heat accumulation tank 110 can be made of a material that is resistant to corrosion, and the outside is coated with an insulating material, so even if high-temperature antifreeze is accommodated, heat is stored without being released to the outside, so heating efficiency can be maximized.

열축적 탱크(110)는 후술되는 외측 순환배관(120)이 연결되는 영역과, 내측 순환배관(140)이 연결되는 영역의 간의 높이차가 발생되도록 기울어진 형태를 가진다. 이러한 점은, 열축적 탱크(110) 내 수용된 부동액의 온도가 점점 올라감에 따라, 상대적으로 높이가 낮은 외측 순환배관(120) 측에서 상대적으로 높이가 높은 내측 순환배관(140) 측으로 대류현상에 의해 자연스럽게 부동액 순환이 일어나도록 하기 위함이다. 열축적 탱크(110) 내 부동액의 경우 온도가 올라갈수록 비중이 낮아짐에 따라 위로 뜨게 되고, 온도가 내려갈수록 비중이 높아짐에 따라 아래로 가라앉게 된다. 따라서, 열축적 탱크(110)에서는 이러한 점을 더욱 극대화시킬 수 있도록 기울기를 줌으로써, 상대적으로 고온의 부동액이 내측 순환배관(140)에 더욱 오랫동안 머무를 수 있도록 한다.The heat accumulation tank 110 has an inclined shape so that there is a height difference between the area where the outer circulation pipe 120, which will be described later, is connected, and the area where the inner circulation pipe 140 is connected. This is due to the convection phenomenon from the relatively low outer circulation pipe 120 side to the relatively high inner circulation pipe 140 side as the temperature of the antifreeze contained in the heat storage tank 110 gradually rises. This is to allow antifreeze to circulate naturally. In the case of the antifreeze in the heat accumulation tank 110, as the temperature rises, the specific gravity decreases, so it floats upward, and as the temperature decreases, as the specific gravity increases, it sinks downward. Accordingly, the heat storage tank 110 is tilted to further maximize this point, allowing relatively high-temperature antifreeze to remain in the inner circulation pipe 140 for a longer period of time.

외측 순환배관(120)은 열축적 탱크(110)의 일측 말단부(상대적으로 높이가 낮은 위치)와 연결되며, 내측에는 열축적 탱크(110) 내 부동액이 순환 가능한 순환 구조를 가진다. 외측 순환배관(120)은 태양열 축열관(130)과 연결될 수 있다.The outer circulation pipe 120 is connected to one end of the heat storage tank 110 (a relatively low height position), and has a circulation structure inside which the antifreeze in the heat storage tank 110 can circulate. The outer circulation pipe 120 may be connected to the solar heat storage pipe 130.

태양열 축열관(130)은 건물 외측에 설치되며, 열축적 탱크(110)로부터 이송되는 부동액을 가열하여 외측 순환배관(120)으로 전달하게 된다. 이러한 태양열 축열관(130)의 구조에 대해 살펴보면 다음과 같다.The solar heat storage pipe 130 is installed on the outside of the building, heats the antifreeze transferred from the heat storage tank 110, and transfers it to the external circulation pipe 120. The structure of the solar thermal storage tube 130 is as follows.

도 2는 태양열 축열관(130)을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the solar heat storage pipe 130 in more detail.

도 2를 살펴보면, 태양열 축열관(130)은 단열체 프레임(131), 흡열체(132), 내측 투명 커버체(133) 및 외측 투명 커버체(134)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the solar heat storage tube 130 includes an insulator frame 131, a heat absorber 132, an inner transparent cover body 133, and an outer transparent cover body 134.

단열체 프레임(131)의 경우, 건물의 하측에서 건물의 상측까지 길에 이어지는 형태이며, 이는 건물 외벽으로 열이 빠져나가지 않도록 하는 역할과, 건물 외벽으로부터 발산되는 냉기가 내측으로 유입되지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.In the case of the insulator frame 131, it is connected to the road from the lower side of the building to the upper side of the building, and it serves to prevent heat from escaping through the outer wall of the building and to prevent cold air emitted from the outer wall of the building from flowing inside. can do.

흡열체(132)는 단열체(131) 상에 마련되며, 단열체(131)의 폭 대비 폭이 조금 좁게 형성되며, 흡열성 및 열전도가 우수한 금속재질이 적용될 수 있다. 또한, 흡열체(132)의 길이는 단열체(131)의 길이와 동일하게 형성될 수 있다.The heat absorber 132 is provided on the insulator 131, has a slightly narrower width compared to the width of the insulator 131, and can be made of a metal material with excellent heat absorption and heat conduction. Additionally, the length of the heat absorber 132 may be formed to be the same as the length of the insulator 131.

일 실시예에서, 흡열체(132)에는 넓은 조사면적 및 방열성을 위한 다수 개의 방열핀이 형성될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 도면에 도시되지는 않았지만 흡열체(132)의 평편도를 조절하여 태양열이 중심부 방향으로 더욱 집중적으로 모이도록 하는 평편도 조절 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a plurality of heat dissipation fins may be formed on the heat absorber 132 for a large irradiation area and heat dissipation. In addition, in one embodiment, although not shown in the drawing, a flatness adjustment means (not shown) that adjusts the flatness of the heat absorber 132 so that solar heat is more concentrated toward the center may be included.

평편도 조절 수단의 경우, 흡열체(132)의 폭 방향을 기준으로 양측 가장자리가 중심부 대비 돌출되도록 함으로써 흡열체(132)에 전해지는 태양열이 흡열체(132)의 중심부 방향으로 더욱 집중되도록 할 수 있다.In the case of the flatness adjustment means, the solar heat transmitted to the heat absorber 132 can be further concentrated toward the center of the heat absorber 132 by having both edges protrude relative to the center based on the width direction of the heat absorber 132. there is.

또한, 다른 실시예에서 본 발명은 흡열체(132)와 태양이 마주하는 각도가 항시 일정하도록, 흡열체(132)의 대면 방향, 각도를 조절할 수 있는 각도 조절 수단(미도시)을 더 포함할 수 있따.In addition, in another embodiment, the present invention may further include an angle adjustment means (not shown) that can adjust the facing direction and angle of the heat absorber 132 so that the angle between the heat absorber 132 and the sun is always constant. I can.

각도 조절 수단의 경우, 일조 시간 내에서 지구 자전에 의해 태양의 높이가 달라지더라도 일정한 열 복사 효율을 위하여 흡열체(132)와 태양이 마주하는 대면 방향, 각도를 자동으로 조절함으로써 최대한 태양과 마주하도록 조절할 수 있다. 이때 조절되는 각도는 계절에 따라 자동으로 해당 계절에 맞는 각도로 변경될 수 있다.In the case of the angle adjustment means, even if the height of the sun changes due to the Earth's rotation within the daylight hours, the heat absorber 132 faces the sun as much as possible by automatically adjusting the direction and angle of the heat absorber 132 facing the sun for constant heat radiation efficiency. It can be adjusted to do so. At this time, the adjusted angle may automatically change to an angle appropriate for the season depending on the season.

내측 투명 커버체(133)는 흡열체(132)를 커버하면서도, 내측으로 부동액이 순환되는 순환 통로를 형성하게 된다. 흡열체(132)와 내측 투명 커버체(133) 사이에 수용되는 부동액은 흡열체(132)의 복사열에 의해 점차 가열되면서 외측 순환배관(120)을 향해 이송된다. 내측 투명 커버체(133)는 빛이 잘 통과하는 아크릴 재질이 적용될 수 있다.The inner transparent cover body 133 covers the heat absorber 132 and forms a circulation passage through which antifreeze circulates inside. The antifreeze contained between the heat absorber 132 and the inner transparent cover body 133 is gradually heated by the radiant heat of the heat absorber 132 and is transferred toward the outer circulation pipe 120. The inner transparent cover body 133 may be made of an acrylic material that allows light to pass easily.

외측 투명 커버체(134)는 내측 투명 커버체(133)를 커버하면서 일정한 공기층을 위한 공간을 확보하도록 마련된다. 외측 투명 커버체(134)와 내측 투명 커버체(133) 사이 공간은 밀폐된 공기층을 형성하게 되며, 이러한 공기층에 의해 내측 투명 커버체(133) 내의 부동액의 단열성이 더욱 올라가게 된다. 외측 투명 커버체(134)도 내측 투명 커버체(133)와 마찬가지로 빛이 잘 통과하는 아크릴 재질이 적용될 수 있다.The outer transparent cover body 134 covers the inner transparent cover body 133 and is provided to secure a space for a certain air layer. The space between the outer transparent cover body 134 and the inner transparent cover body 133 forms a sealed air layer, and this air layer further increases the thermal insulation of the antifreeze in the inner transparent cover body 133. Like the inner transparent cover body 133, the outer transparent cover body 134 may be made of an acrylic material that allows light to pass easily.

또한, 일 실시예에서, 도면에는 도시되지 않았지만 태양열 축열관(130)은 내측 투명 커버체(133) 내측을 통과하는 부동액을 외측 순환배관(120) 방향으로 더욱 빠르게 흐르도록 하는 부동액 이송 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있다. 부동액 이송 펌프는 내측 투명 커버체(133) 내에서 흡열체(132)의 복사열에 의해 가열된 부동액을 더욱 빠르게 외측 순환배관(120) 및 열축적 탱크(110)로 이송, 순환되도록 함으로써, 열축적 탱크(110) 내 부동액 온도를 더욱 빠르게 올릴 수도 있다.In addition, in one embodiment, although not shown in the drawing, the solar heat storage pipe 130 is an antifreeze transfer pump (not shown) that causes the antifreeze passing through the inside of the inner transparent cover body 133 to flow more quickly in the direction of the outer circulation pipe 120. Poetry) may be further included. The antifreeze transfer pump transfers and circulates the antifreeze heated by the radiant heat of the heat absorber 132 within the inner transparent cover body 133 more quickly to the outer circulation pipe 120 and the heat accumulation tank 110, thereby accumulating heat. The temperature of the antifreeze in the tank 110 may be raised more quickly.

다시 도 1로 돌아와서, 내측 순환배관(140)은 외측 순환배관(120)과는 달리 열축적 탱크(110)의 타측 말단부(상대적으로 높이가 높은 위치)와 연결되며, 내측에는 열축적 탱크(110) 내 부동액이 순환 가능한 순환 구조를 가진다.Returning to Figure 1, the inner circulation pipe 140, unlike the outer circulation pipe 120, is connected to the other end (relatively high position) of the heat accumulation tank 110, and has a heat accumulation tank 110 on the inside. ) It has a circulation structure that allows the antifreeze to circulate.

태양열 축열관(130)을 통해 가열된 부동액은 열축적 탱크(110)로 이송되며, 대류현상에 의해 내측 순환배관(140)을 향해 이송된다. 가열된 부동액은 내측 순환배관(140)을 통해 건물의 내측(보일러 등)으로 이송될 수 있으며, 내측 순환배관(140)과 연결된 열교환 장치(150)를 통해 에너지(열)를 실내로 방출 후 식게 되고, 다시 열축적 탱크(110)로 이송됨으로써 열축적 탱크(110) 내의 상대적으로 고온인 부동액과 지속적으로 순환이 이루어지게 되는 것이다.The antifreeze heated through the solar heat storage pipe 130 is transferred to the heat storage tank 110, and is transferred toward the inner circulation pipe 140 by a convection phenomenon. Heated antifreeze can be transported to the inside of the building (boiler, etc.) through the inner circulation pipe 140, and releases energy (heat) into the room through the heat exchanger 150 connected to the inner circulation pipe 140 and then cools down. And, by being transferred back to the heat storage tank 110, it is continuously circulated with the relatively high temperature antifreeze in the heat storage tank 110.

열팽창 밸브(160)는 태양열 축열관(130)과 외측 순환배관(120)에 각각 마련될 수 있으며, 이는 도 3을 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.The thermal expansion valve 160 may be provided in the solar heat storage pipe 130 and the external circulation pipe 120, respectively, and this will be examined in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 열팽창 밸브(160)를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the thermal expansion valve 160 in more detail.

먼저 도 3(a)을 살펴보면, 열팽창 밸브(160)는 태양열 축열관(130)으로 부동액이 이송되도록 하는 배관 혹은 외측 순환배관(120)으로 연결되는 배관 대비 내경이 확장된 확관 배관(161), 확관 배관(161) 내부에 마련되는 공기 주머니(162) 및 고무마개(163)를 포함할 수 있다.First, looking at FIG. 3(a), the thermal expansion valve 160 is an expansion pipe 161 whose inner diameter is expanded compared to the pipe for transferring antifreeze to the solar heat storage pipe 130 or the pipe connected to the external circulation pipe 120, It may include an air bag 162 and a rubber stopper 163 provided inside the expansion pipe 161.

확관 배관(161)은 상하측 대비 일부 영역의 내경이 넓은 형태를 가지며, 내측에는 공기 주머니(162) 및 고무마개(163)가 수용된다.The expansion pipe 161 has a larger inner diameter in some areas compared to the upper and lower sides, and an air bag 162 and a rubber stopper 163 are accommodated inside.

공기 주머니(162)는 와이어를 통해 고무마개(163)와 연결되며, 내측에는 일부 공기가 채워진 상태이다. 이때, 확관 배관(161) 내부는 부동액이 채워진 상태이며, 고무마개(163)는 자중에 의해 확관 배관(161)의 하부에 끼움 결합된 상태이기 때문에, 현 상태에서는 부동액 순환은 발생되지 않은 상태이다.The air bag 162 is connected to the rubber stopper 163 through a wire, and the inside is partially filled with air. At this time, the inside of the expansion pipe 161 is filled with antifreeze, and the rubber stopper 163 is fitted to the lower part of the expansion pipe 161 by its own weight, so antifreeze circulation does not occur in the current state. .

현 상태는 부동액 온도가 상대적으로 저온 상태이기 때문에 공기 응축에 의해 공기 주머니의 팽창이 이루어지지 않으며, 그에 따른 부력 또한 발생되지 않기 때문에 고무마개(163)는 확관 배관(161)의 하부를 계속 차단한 상태이다.In the current state, because the antifreeze temperature is relatively low, the air pocket is not expanded by air condensation, and the resulting buoyancy is not generated, so the rubber stopper 163 continues to block the lower part of the expansion pipe 161. It is a state.

하지만, 점차 일조시간이 다가오면서 태양열 축열관(130)에 의해 부동액이 서서히 가열되는 경우, 공기 주머니(162) 내 공기가 서서히 팽창하면서 부력이 발생하게 되고, 그에 따라 공기 주머니(162) 및 고무마개(163)가 서서히 떠오르게 된다. 따라서, 도 3(b)와 같이 고무마개(163)에 의해 차단되었던 부동액 순환이 진행된다.However, as the daylight hours gradually approach and the antifreeze is gradually heated by the solar heat storage pipe 130, the air in the air bag 162 gradually expands and buoyancy is generated, and accordingly, the air bag 162 and the rubber stopper (163) slowly comes to mind. Accordingly, the antifreeze circulation that was blocked by the rubber stopper 163 proceeds, as shown in FIG. 3(b).

이때, 확관 배관(161) 내측에는 고무마개(163)의 상승 높이를 제한하기 위한 상승 방지대(164)가 마련됨에 따라, 일정 높이에서 고무마개(153)의 상승이 멈추게 된다.At this time, as a rise prevention bar 164 is provided inside the expansion pipe 161 to limit the rising height of the rubber stopper 163, the rise of the rubber stopper 153 stops at a certain height.

이러한 상태는 일조시간 내에서 계속 유지되다가, 일조시간 이후 태양열 축열관(130) 및 외측 순환배관(120) 내 부동액 온도가 서서히 식어감에 따라 다시 도 3(a)의 상태로 돌아가게 된다. 이때, 열축적 탱크(110) 내에는 이미 충분히 가열된 고온의 부동액이 채워진 상태이고, 열팽창 밸브(160)에 의해 부동액 순환이 차단됨에 따라 열축적 탱크(110) 내 부동액의 온도가 유지될 수 있는 것이다.This state continues to be maintained within the sunshine hours, and after the sunshine hours, as the temperature of the antifreeze in the solar heat storage pipe 130 and the external circulation pipe 120 gradually cools, it returns to the state shown in FIG. 3(a). At this time, the heat accumulation tank 110 is already filled with sufficiently heated high-temperature antifreeze, and as the antifreeze circulation is blocked by the thermal expansion valve 160, the temperature of the antifreeze in the heat accumulation tank 110 can be maintained. will be.

한편, 일 실시예에서 본 발명은 태양열 축열관(130)의 외측 투명 커버체(134)의 오염도를 측정하여, 기 설정된 오염도 이상에 해당하는 것으로 판단되는 경우 관리자 단말에 태양열 축열관(130) 세척을 유도하는 알림 신호를 전송할 수 있다. 또한, 일 실시예에서는 태양열 축열관(130)의 길이 방향을 따라 위치 이동이 가능한 자동 세척 장비(미도시)를 통해, 태양열 축열관(130)의 외부를 자동으로 청소할 수도 있다.Meanwhile, in one embodiment, the present invention measures the contamination level of the outer transparent cover body 134 of the solar heat storage tube 130, and if it is determined that the contamination level is higher than a preset level, the administrator terminal is provided with a cleaning service for the solar heat storage tube 130. A notification signal that induces can be transmitted. Additionally, in one embodiment, the exterior of the solar heat storage pipe 130 may be automatically cleaned using automatic cleaning equipment (not shown) capable of moving along the longitudinal direction of the solar heat storage pipe 130.

또한, 일 실시예에서, 본 발명은 열축적 탱크(110) 하부에 이물질이 쌓이는지 여부를 토대로, 열축적 탱크(110), 외측 순환배관(120), 태양열 축열관(130), 내측 순환배관(140) 및 열팽창 밸브(160)의 내부 부식 여부를 파악할 수 있다. 본 발명은 부동액 성분을 일정 주기로 자동 체크하며, 내부 부식에 따라 성분 변화가 발생된 것으로 판단되는 경우, 관리자 단말에 이를 경고하기 위한 알림 신호를 전송할 수 있다.In addition, in one embodiment, the present invention is based on whether foreign substances accumulate in the lower part of the heat accumulation tank 110, the heat accumulation tank 110, the outer circulation pipe 120, the solar heat storage pipe 130, and the inner circulation pipe. It is possible to determine whether there is internal corrosion of (140) and the thermal expansion valve (160). The present invention automatically checks antifreeze components at regular intervals, and when it is determined that a change in components has occurred due to internal corrosion, a notification signal can be sent to the administrator terminal to warn of this.

또한, 일 실시예에서, 본 발명은 열팽창 밸브(160)를 통한 부동액 차단, 순환 여부를 파악하여, 고무마개(163)가 끼움 상태로 고착되었는지, 공기 주머니(162)가 찢어지거나 정상적으로 팽창되지 않는지 등 여부를 파악할 수 있다. 만약, 기 설정된 부동액 온도가 되었음에도 불구하고 고무마개(163)가 상승되지 않아 부동액 흐름이 발생되지 않을 경우, 관리자 단말에 이를 경고하기 위한 알림 신호를 전송할 수 있다.In addition, in one embodiment, the present invention determines whether antifreeze is blocked and circulated through the thermal expansion valve 160, and determines whether the rubber stopper 163 is stuck in the inserted state and whether the air bag 162 is torn or not expanded normally. You can check whether etc. If antifreeze does not flow because the rubber stopper 163 does not rise even though the preset antifreeze temperature has been reached, a notification signal to warn of this may be transmitted to the administrator terminal.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.

100: 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템
110: 열축적 탱크
120: 외측 순환배관
130: 태양열 축열관
131: 단열체 프레임
132: 흡열체
133: 내측 투명 커버체
134: 외측 투명 커버체
140: 내측 순환배관
150: 열교환 장치
160: 열팽창 밸브
161: 확관 배관
162: 공기 주머니
163: 고무마개
164: 상승 방지대
100: Energy saving system through solar heat storage
110: Heat accumulation tank
120: External circulation pipe
130: solar heat storage tube
131: Insulation frame
132: Heat absorber
133: Inner transparent cover body
134: Outer transparent cover body
140: Internal circulation pipe
150: heat exchange device
160: thermal expansion valve
161: Expanding pipe
162: air pocket
163: Rubber stopper
164: Rise prevention bar

Claims (6)

건물의 하부에 매설되며, 내부에 부동액이 수용되는 열축적 탱크(110);
상기 열축적 탱크(110)의 일측과 연결된 상태에서, 상기 열축적 탱크(110) 내 부동액이 건물의 외측을 통해 순환하도록 마련되는 외측 순환배관(120);
건물의 외측에서 상기 외측 순환배관(120)과 연결되며, 태양열을 흡수하여 상기 외측 순환배관(120)을 통해 순환되는 부동액이 가열되도록 하는 태양열 축열관(130);
상기 열축적 탱크(110)의 일측과 연결된 상태에서, 상기 열축적 탱크(110) 내 기 가열된 부동액이 건물의 내측을 통해 순환하도록 마련되는 내측 순환배관(140); 및
상기 내측 순환배관(140)과 연결되며, 상기 내측 순환배관(140)을 통해 순환되는 가열된 부동액에 의해 열을 발산하는 열교환 장치(150);를 포함하며,
상기 열축적 탱크(110)는,
상기 외측 순환배관(120)이 연결되는 영역의 높이 대비 상기 내측 순환배관(140)이 연결되는 영역의 높이가 더 높아지도록 기울어진 형태인 것을 특징으로 하는, 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템.
A heat accumulation tank (110) buried in the lower part of the building and containing antifreeze therein;
An external circulation pipe 120 connected to one side of the heat storage tank 110 and provided so that the antifreeze in the heat storage tank 110 circulates through the outside of the building;
A solar heat storage pipe 130 connected to the outer circulation pipe 120 on the outside of the building and absorbing solar heat to heat the antifreeze circulating through the outer circulation pipe 120;
An inner circulation pipe (140) connected to one side of the heat accumulation tank (110) and provided so that the heated antifreeze in the heat accumulation tank (110) circulates through the inside of the building; and
It includes a heat exchange device (150) connected to the inner circulation pipe (140) and dissipating heat by heated antifreeze circulating through the inner circulation pipe (140),
The heat accumulation tank 110,
An energy saving system through solar heat storage, characterized in that it is inclined so that the height of the area where the inner circulation pipe (140) is connected is higher than the height of the area where the outer circulation pipe (120) is connected.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 태양열 축열관(130) 및 상기 외측 순환배관(120)에는,
부동액의 순환을 차단하는 열팽창 밸브(160);가 각각 마련되는 것을 특징으로 하는, 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템.
According to paragraph 1,
In the solar heat storage pipe 130 and the external circulation pipe 120,
An energy saving system through solar heat storage, characterized in that each thermal expansion valve (160) is provided to block the circulation of antifreeze.
제3항에 있어서,
상기 열팽창 밸브(160)는,
일부분 내경이 확장된 확관 배관(161);
공기가 충진된 상태에서, 상기 태양열 축열관(130)에 의해 부동액 온도가 상승하는 경우, 상기 확관 배관(161) 내측에서 팽창하여 부력에 의해 상측 방향으로 상승하는 공기 주머니(162); 및
상기 공기 주머니(162)의 하측과 와이어를 통해 연결되며, 상기 확관 배관(161)의 하측에 끼움 결합되어 상기 확관 배관(161)을 통한 부동액 순환을 차단하다가, 상기 공기 주머니(162)가 상승하는 경우 함께 상승됨으로써 끼움 결합이 해제되어 부동액 순환이 개시되도록 하는 고무마개(163);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템.
According to paragraph 3,
The thermal expansion valve 160,
Expanded pipe 161 with a partially expanded inner diameter;
In a state filled with air, when the antifreeze temperature rises due to the solar heat storage pipe 130, an air bag 162 expands inside the expansion pipe 161 and rises upward due to buoyancy; and
It is connected to the lower side of the air bag 162 through a wire, and is fitted to the lower side of the expansion pipe 161 to block antifreeze circulation through the expansion pipe 161, and then causes the air bag 162 to rise. An energy saving system through solar heat storage, characterized in that it includes a rubber stopper (163) that rises together to release the fitting and initiate antifreeze circulation.
제1항에 있어서,
상기 태양열 축열관(130)은,
건물 외벽에 설치되는 단열체 프레임(131);
상기 단열체 프레임(131) 상에 마련되는 흡열체(132);
상기 흡열체(132)를 커버하며, 부동액이 순환되는 순환 통로를 형성하는 내측 투명 커버체(133); 및
상기 내측 투명 커버체(133)를 커버하며, 상기 내측 투명 커버체(133)와 공기층을 형성하는 외측 투명 커버체(134);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템.
According to paragraph 1,
The solar heat storage tube 130 is,
Insulator frame 131 installed on the exterior wall of the building;
A heat absorber 132 provided on the insulator frame 131;
an inner transparent cover body 133 that covers the heat absorber 132 and forms a circulation passage through which antifreeze circulates; and
An outer transparent cover body 134 that covers the inner transparent cover body 133 and forms an air layer with the inner transparent cover body 133. An energy saving system through solar heat storage.
제5항에 있어서,
상기 흡열체(132) 상에는,
다수 개의 방열핀이 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양열 축열을 통한 에너지 절약 시스템.
According to clause 5,
On the heat absorber 132,
An energy saving system through solar heat storage, characterized in that a plurality of heat dissipation fins are formed.
KR1020220049757A 2022-04-21 2022-04-21 System for saving energy using solar heat storage KR102612399B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220049757A KR102612399B1 (en) 2022-04-21 2022-04-21 System for saving energy using solar heat storage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220049757A KR102612399B1 (en) 2022-04-21 2022-04-21 System for saving energy using solar heat storage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230150152A KR20230150152A (en) 2023-10-30
KR102612399B1 true KR102612399B1 (en) 2023-12-11

Family

ID=88558095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220049757A KR102612399B1 (en) 2022-04-21 2022-04-21 System for saving energy using solar heat storage

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102612399B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100059047A1 (en) * 2005-02-04 2010-03-11 Brendan Bourke Overtemperature protection system for a solar water heating system
KR101535384B1 (en) * 2014-05-28 2015-07-08 제주대학교 산학협력단 Heating system of heat pump using solar energy and underground heat storage

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4141339A (en) * 1977-07-15 1979-02-27 Westinghouse Electric Corp. Solar heat collector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100059047A1 (en) * 2005-02-04 2010-03-11 Brendan Bourke Overtemperature protection system for a solar water heating system
KR101535384B1 (en) * 2014-05-28 2015-07-08 제주대학교 산학협력단 Heating system of heat pump using solar energy and underground heat storage

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230150152A (en) 2023-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2749387T3 (en) Adaptive automatic pumping system for solar water heating with overheat protection
US4008709A (en) Underground storage system for heating and cooling systems
KR101220521B1 (en) Apparatus for earth heat exchange using capillary-type heat pipe, apparatus for preventing road-freezing and bridge-freezing, and apparatus for heating and cooling using earth heat exchange
AU2006200875A1 (en) Tubular heating-pipe solar water-heating-system with integral tank
ES2710354T3 (en) A power transmission panel for invisible incorporation into a building and a cassette comprising such a panel
US20110139148A1 (en) Solar fluid heating and cooling system
US9746205B2 (en) Double layer solar heating-and-cooling thermosyphon system
WO1993002327A1 (en) Solar collector with freeze damage protection
US4280333A (en) Passive environmental temperature control system
US4132221A (en) Pyramidal solar heating system
USH2231H1 (en) Tubular heating-pipe solar water-heating-system with integral tank
US4207865A (en) Passive solar heating device
KR102612399B1 (en) System for saving energy using solar heat storage
JP2011077379A (en) Heat absorption and radiation system for solar cell panel
US5316872A (en) Passive cooling system
JP5183948B2 (en) Heat exchanger
KR100991075B1 (en) Temperature control apparatus of road surface using convection of heat transfer medium in dual pipe by subterranean heat
JP4702556B2 (en) Solar heat underground heat storage method and equipment
US3656547A (en) Thermal radiation system for soil stabilizer
GB2086563A (en) Energy transfer apparatus
KR102094664B1 (en) Seasonal Ice Storage Device Using Oscillating Heat Pipe
KR20020004676A (en) Device for prohibit water freezing of dam
US4290414A (en) Solar heating collectors
NL1037355C2 (en) CLIMATIZATION DEVICE.
KR100394555B1 (en) Device for prohibit road freezing

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant