KR19990008523U - 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러이고 태양열 집열라인에 별도의 방열용 열교환기를 구성하여 축열탱크의 온도가 과잉 상승할 때 자동방열시킴으로서 전체시스템의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 태양열시스템보일러에 관한 것으로, 병렬로 설치된 다수개의 집열유닛(1,1')사이에 집열온도센서(5')와 체크밸브(10)를 통해 태양열 집열라인이 설치되고, 이 태양열 집열라인중 핫라인(12)에 방열용 열교환기(3)를, 콜드라인(13)에 태양열 순환펌프(8)를 통해 관체(11)의 태양열 열교환기(4)가 설치되며, 이 열교환기(3)에는 콘트롤러(7)에 의해 개폐하는 직수라인의 솔레노이드밸브(6)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러.

Description

자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러

본 고안은 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양열 집열라인에 별도의 방열용 열교환기를 구성하여 축열탱크의 온도가 과잉 상승할 때 자동방열시킴으로서 전체시스템의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 태양열시스템보일러에 관한 것이다.

현재 태양에너지를 이용하는 태양열시스템보일러는 열매체로 집열하여 일체형 또는 분리형 축열조로 저장할 수 있으므로 난방 및 온수공급 등을 목적으로 사용되어지고 있는 실정이다.

그 일례로 태양열시스템보일러의 경우에는 지붕이나 옥상에 다수개의 집열유닛이 설치되어 있으나, 실제 난방기간 동안인 동절기의 일사조건에 집열판 면적을 맞춘 경우 일사량이 많아지고, 난방사용이 거의 없는 여름동안에는 집열량이 남아서 축열탱크의 온도가 과다상승되거나 비등이 발생하는 경우가 있다.

즉, 태양에너지를 이용하여 온수 및 난방을 하는 경우 하절기의 일사조건에는 집열량이 과다하여 제2도에 도시된 바와 같이 잉여열량이 발생하게 된다. 상기 잉여열량이 발생하는 경우에는 축열조 비등 및 축열조내 관수증발에 따른 농축현상이 심화되어, 스케일 형성, 국부비등 발생, 열효율감소 및 순환펌프 수명 감소등이 초래된다. 따라서, 종래의 태양열시스템보일러에 있어서는, 하절기 장기간의 사용중지상태에서 집열라인의 온도과다 상승에 따른 압력증대 및 열매체 증발 등의 장애가 발생하게 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 잉여열량의 발생으로 인해 태양열 공급라인 및 축열탱크 수온이 설정온도 이상으로 상승하면 태양열 공급라인에 직렬로 설치된 방열용 열교환기를 통해 냉수(직수)를 자동으로 공급하므로 관체내의 축열탱크로 유입되는 태양열 순환라인의 온도를 강하시키고 이때 물을 통해 방열되는 열량이 축열탱크 내부의 열량도 회수하여 방열시킴에 따라 과열을 막고 적정온도를 유지할 수 있는 간편하고 유용한 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 본 고안의 실시예에 관한 자동방열구조를 갖는 태양열시스템보일러를 도시해 놓은 상태도,

제2도는 하절기의 난방소요열량 및 태양열 축열량을 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1,1':집열유닛2:에어벤트

3:방열용 열교환기4:태양열 열교환기

5,5';센서6:솔레노이드밸브

7:콘트롤러8,8':순환펌프

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러는, 병렬로 설치된 3장씩의 집열유닛(1,1')사이에 집열온도센서(5')와 체크밸브(10)를 통해 태양열 집열라인이 설치되고, 이 태양열 집열라인중 핫라인(12)에 방열용 열교환기(3)를, 콜드라인(13)에 태양열 순환펌프(8)를 통해 관체(11)의 태양열 열교환기(4)가 설치되며, 이 열교환기(3)에는 콘트롤러(7)에 의해 개폐하는 직수라인의 솔레노이드밸브(6)가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 예시 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 실시예에 관한 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러를 도시해 놓은 상태도로, 본 고안은 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러로써 태양열 집열라인의 핫라인(12)에 설치된 별도의 방열용 열교환기(3)를 이용하여 관체(11)내 축열탱크의 온도가 과잉 상응할 때 자동방열시켜서 전체시스템의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 되어 있다.

먼저, 3장씩 또는 여러장의 집열유닛(1,1')은 병렬로 설치되고 그 사이에 집열온도센서(5')와 체크밸브(10)를 통해 태양열 집열라인이 설치되고 있다.

이 집열유닛(1,1')에는 에어벤트(2)가 각각 설치되어 온도상승에 따라 발생된 기포를 처리해주게 된다.

상기 태양열 집열라인은 태양열 공급라인과, 순환라인으로 핫라인(12)과 콜드라인(13)으로 구성되는 바, 상기 핫라인(12)에는 방열용 열교환기(3)를, 상기 콜드라인(13)에는 태양열 순환펌프(8)를 통해서 관체(11)의 태양 열교환기(4)가 설치되며, 이 열교환기(3)에는 콘트롤러(7)에 의해 개폐하는 직수라인의 솔레노이드밸브(6)가 설치된다.

따라서, 잉여열량의 발생으로 인해 태양열 공급라인 및 축열탱크 수온이 설정온도 이상으로 상승하면, 태양열 공급라인에 직렬로 설치된 방열용 열교환기(3)를 통해 냉수(직수)를 자동으로 공급하므로, 관체(11)내의 축열탱크로 유입되는 태양열 순환라인의 온도를 강하시키고, 이때 물을 통해 방열되는 열량이 축열탱크 내부의 열량도 회수하여 방열시킴에 따라 과열을 막고 적정온도를 유지할 수 있다.

상기 태양열 순환펌프(8)와 태양열 열교환기(4)사이에는 1kg/cm²의 팽창탱크(9)가 설치된다. 상기 콘트롤러(7)는 집열온도센서(5'), 순환펌프(8), 솔레노이드밸브(6) 및 탱크온도센서(5)를 제어하게 되고, 상기 관체(11)에는 축열탱크의 탱크온도센서(5)가 설치된다.

상기 본체(11)로는 직수가 들어갔다가 온수로 나오게 되고, 난방출구측으로는 순환펌프(8')가, 난방입구측으로는 분배기(14)가 연결되어 난방되게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러는 관체(11)내의 축열탱크에 부착된 탱크온도센서(5)에 의해 탱크온도가 감지되면, 콘트롤러(7)에서 과잉열량 유무를 판단하여 직수라인의 솔레노이드밸브(6)를 열어주게 된다.

그러면, 방열용 열교환기(3)를 통해 태양열 집열라인의 핫라인(12)이 냉각되어 관체(11)의 태양열 열교환기(4)를 통해 관체내 축열된 온도를 방열시킨다.

이리하여 적정한 설정포인트에 도달하게 되면, 집열온도센서(5') 및 탱크온도센서(50)에 의해 콘트롤러(7)가 솔레노이드밸브(6)를 닫게 된다.

따라서, 축열탱크 수온의 과다상승 및 비등을 방지하여 관수농축을 방지하고, 이에 따른 각종 장해, 즉 과열, 스케일형성, 펌프고착 및 국부가열에 의한 비등등을 방지할 수 있다.

또한, 태양열 집열유닛(1,1')의 과열을 방지하여 경시변화를 줄이고, 내구성의 향상과 초기 집열효율을 장기간 유지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 잉여열량의 발생으로 인해 태양열공급라인 및 축열탱크 수온이 설정온도 이상으로 상승하면 태양열 공급라인에 직렬로 설치된 방열용 열교환기를 통해 직수를 자동으로 공급하므로 관체내의 축열탱크로 유입되는 태양열 순환라인의 온도를 강하시키고 이때 물을 통해 방열되는 열량이 축열탱크 내부의 열량도 회수하여 방열시킴에 따라 과열을 막고 적정온도를 유지할 수 있는 간편하고 유용한 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 병렬로 설치된 집열유닛(1,1')사이에 집열온도센서(5')와 체크밸브(10)를 통해 태양열 집열라인이 설치되고, 이 태양열 집열라인중 핫라인(12)에 방열용 열교환기(3)를, 콜드라인(13)에 태양열 순환펌프(8)를 통해 관체(11)의 태양열 열교환기(4)가 설치되며, 이 열교환기(3)에는 콘트롤러(7)에 의해 개폐하는 직수라인의 솔레노이드밸브(6)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동방열 구조를 갖는 태양열시스템보일러.