KR20010048201A - Heat storage device and heating system using phase change materials - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A thermal energy storage system and heating system utilizing phase changing material is provided, in which a plurality of thermal energy storage panels are arranged to be attachable/detachable to/from the thermal energy storage tank, to thereby allow mounting and replacement work to be easily performed and maximize heat efficiency. CONSTITUTION: A thermal energy storage system comprises an inner box(12) having an open upper portion; a thermal energy storage panel(20) made up of a metallic material and which is disposed within the inner box; diaphragms arranged in vertical and horizontal directions within the thermal energy storage panel so as to form a plurality of cells encapsulated with a thermal energy storage material; guide ribs arranged to be attachable/detachable to/from the inner box and which forms a fluid passage for heat exchange between thermal energy storage panels; a frame arranged at both ends of the thermal energy storage panel so as to be coupled to the guide rib; an outer box(11) surrounding the inner box; a heat insulation material(13) encapsulated between the inner box and the outer box; a thermal energy storage tank(10) having a cover(50) for opening/closing the inner box; an upper chamber(10a) and a lower chamber(10b) formed on the beneath the inner box and the thermal energy storage panel and which are communicated to the fluid passage; and a support plate(40) mounted in the inner box so as to support the thermal energy storage panel and which has a hole(40a) communicated to the fluid passage.

Description

상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템{Heat storage device and heating system using phase change materials}Heat storage device and heating system using phase change material

본 발명은 상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템에 관한 것으로, 특히 잠열축열재가 내장된 단위개의 축열패널을 다수로 근접ㆍ배열하여 축열탱크에 탈착시킬 수 있도록 한 것인 바, 다수의 조합된 축열패널로 구성됨에 따라 장착 및 교체가 용이하고, 흡열 및 방열면적 증가와 함께 열전도율을 높여 열효율을 극대화시킬 수 있으며, 아울러 잠열축열재의 용량을 셀의 용량이하로 충전하고 축열패널을 신축적인 구조로 함으로써 축열 및 방열시 축열재의 수축/팽창에 따른 응력을 원활하게 흡수함과 동시에 파열을 방지하여 안정성을 꾀할 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a heat storage device using a phase change material and a heating system thereof, and in particular, a plurality of combinations that can be detached and stored in a heat storage tank by closely arranging a plurality of heat storage panels with a latent heat storage material. It is easy to install and replace as it is composed of heat storage panel, and it is possible to maximize heat efficiency by increasing heat conductivity with increasing endothermic and heat dissipation area, and also filling the capacity of latent heat storage material below the capacity of cell and making the heat storage panel flexible. By doing so, it is possible to smoothly absorb the stress due to shrinkage / expansion of the heat storage material during heat storage and heat dissipation, and to prevent rupture, thereby achieving stability.

또한 다수의 신축성을 갖는 축열패널로써 그로부터 응력을 흡수하므로 축열탱크의 외장 강판 두께를 감소시킬 수 있고 따라서 탱크의 중량감소와 제조원가를 절감할 수 있도록 된 것이다.In addition, since a plurality of flexible heat storage panels absorb stress therefrom, the thickness of the external steel sheet of the heat storage tank can be reduced, thereby reducing the weight of the tank and manufacturing cost.

한편 복수의 축열탱크를 축열재의 종류와 그 물성에 따라 저온측과 고온측으로 구분하여 연결 사용할 경우 가열된 물 또는 열매체유가 고온측 축열탱크로부터 저온측 축열탱크로 순차 공급, 순환되면 이때 고온측의 축열후 그의 잔류열원이나 또는 고온측이 축열온도 미만일 경우 이 열원을 저온측에 공급하여 축열을 행함으로써 열손실을 방지함과 동시에 열효율을 대폭 향상시킬 수 있어 전력이나 연료 등의 가동비용을 대폭 절감할 수 있는 축열장치와 그 난방시스템에 관한 것이다.On the other hand, when a plurality of heat storage tanks are connected to the low temperature side and the high temperature side according to the type and properties of the heat storage material, the heated water or heat medium oil is sequentially supplied from the high temperature side heat storage tank to the low temperature side heat storage tank and circulated. After that, if the residual heat source or the high temperature side is below the heat storage temperature, the heat source is supplied to the low temperature side to perform heat storage to prevent heat loss and to significantly improve thermal efficiency, thereby significantly reducing the operating cost of power or fuel. And a heating system thereof.

일반적인 축열식 난방장치는 두께가 큰 강판으로 된 축열탱크내에 잠열축열재를 완전히 채워 투입하거나 또는 잠열축열재가 내장된 캡슐을 축열탱크에 투입한 것으로, 축열탱크의 중량이 증가하여 축열탱크의 운반과 취급 및 설치가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 축열탱크의 표면적만을 방열면적으로 이용하므로 요구하는 난방면적에 대응하기 위해서는 축열탱크의 체적과 용량 그리고 중량이 대형화될 수 밖에 없는 단점이 있었다.In general, regenerative heating system is to fully fill the latent heat storage material in a heat storage tank made of a large steel sheet or to insert a capsule containing the latent heat storage material into the heat storage tank. The weight of the heat storage tank is increased so that the transport and handling of the heat storage tank is carried out. And not only easy to install, but only the surface area of the heat storage tank to use the heat radiation area, there was a disadvantage that the volume, capacity and weight of the heat storage tank has to be enlarged to cope with the required heating area.

더욱이 축열재의 물성에 따른 투입량을 전혀 고려하지 않고 탱크내에 충전함에 따라 특히 축열재가 과도하게 투입되어 축열재의 수축/팽창에 따른 열변형에 의해 축열탱크가 파열되는 문제점이 빈번하였다.In addition, the filling of the tank without any consideration of the physical properties of the heat storage material is filled in the tank, especially the heat storage material is excessively introduced, the heat storage tank is ruptured due to thermal deformation due to shrinkage / expansion of the heat storage material.

본 발명의 제 1 목적은, 외부열원과의 열교환에 따른 축열과 난방을 위한 방열이 신속히 이루어지도록 하는 상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템을 제공함에 있다.It is a first object of the present invention to provide a heat storage device using a phase change material and a heating system thereof so that heat radiation for heat storage and heating due to heat exchange with an external heat source is performed quickly.

본 발명의 제 2 목적은, 축열탱크의 체적은 감소시키면서 축열용량이 증가되도록 하여 열효율을 극대화시키는 상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템을 제공함에 있다.It is a second object of the present invention to provide a heat storage device using a phase change material that maximizes thermal efficiency by increasing the heat storage capacity while reducing the volume of the heat storage tank and its heating system.

본 발명의 제 3 목적은, 축열재의 반복적인 축열ㆍ방열에 따른 축열용기 또는 축열탱크의 응력을 흡수함과 동시에 그 변형이나 파열을 방지하는 상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템을 제공함에 있다.It is a third object of the present invention to provide a heat storage device using a phase change material that absorbs the stress of a heat storage container or a heat storage tank caused by repeated heat storage and heat dissipation of a heat storage material and prevents deformation or rupture thereof, and a heating system thereof. have.

본 발명의 제 4 목적은, 축열탱크의 설치ㆍ보수와 운반 그리고 축열재의 교체를 용이하게 행할 수 있는 상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템을 제공함에 있다.A fourth object of the present invention is to provide a heat storage device using a phase change material and a heating system thereof, which can easily install, repair and transport a heat storage tank and replace a heat storage material.

본 발명의 제 5 목적은, 축열탱크의 중량을 감소시킴과 아울러 원가를 절감할 수 있는 상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템을 제공함에 있다.A fifth object of the present invention is to provide a heat storage device using a phase change material and a heating system thereof which can reduce the weight of the heat storage tank and reduce the cost.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 단열처리된 축열탱크와, 그 축열탱크의 상부에 개폐가능한 커버를 연결하고, 탱크내에 탈착가능케 장착되면서 상호 등간격을 유지하도록 축열재가 내장된 축열패널을 연속배열하되, 각 축열패널에는 다수의 셀을 구획하면서 각 셀의 내부에 축열재를 충전한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention connects a heat storage tank insulated and an openable cover to an upper portion of the heat storage tank, and continuously installs a heat storage panel in which heat storage materials are built so as to be detachably mounted in the tank and maintain equal intervals. The heat storage material is filled in each cell while arranging a plurality of cells in each heat storage panel.

축열탱크내에서 축열패널의 상/하방에는 어퍼 챔버와 로워 챔버를 각각 형성하여 로워 챔버로부터 외부열원을 받아 축열패널의 축열을 행하고, 어퍼 챔버에서는 축열패널에 축열된 열원이 상방으로 전도되도록 하여 이를 난방 또는 급탕수로 이용할 수 있도록 되었다.In the heat storage tank, upper chambers and lower chambers are formed above and below the heat storage panel, respectively, to receive heat from the lower chamber to receive heat from the lower chamber, and to accumulate the heat storage panel. In the upper chamber, the heat source accumulated in the heat storage panel is conducted upward. It can be used for heating or hot water.

또한 축열패널은 직접적으로 요철 또는 굴곡된 형태로 절곡되어 열변형에 따른 응력을 흡수할 수 있도록 하고, 그 표면에는 다른 절곡된 방열핀 또는 방열판을 형성하여 흡열 또는 방열면적이 극대화되도록 하였다.In addition, the heat storage panel is directly bent in a concave or convex shape to absorb the stress due to thermal deformation, and the other heat radiation fin or heat sink formed on the surface to maximize the heat absorption or heat dissipation area.

다른 예로 축열재는 직접적으로 축열패널내에 충전하지 아니하고 간접적으로 섬유 또는 수지상의 튜브내에 봉입하여 이들 튜브를 축열패널내에 내장할 수도 있다.As another example, the heat storage material may be embedded in the heat storage panel by indirectly encapsulating it in a fiber or resinous tube without directly filling the heat storage panel.

난방시스템의 구성을 위하여 상기의 축열탱크를 복수로 구비하되, 이들 축열탱크의 축열재는 각각 상변화온도가 상이한 물질로써 축열탱크를 고/저온측으로 구분되도록 하고, 고온측 축열탱크의 로워 챔버로부터 저온측 축열탱크의 로워 챔버를 경유하도록 축열관을 연결하여 열매체를 순환시킴에 따라 축열패널을 축열시키도록 한다.A plurality of heat storage tanks are provided for the construction of a heating system, and the heat storage material of these heat storage tanks is a material having a different phase change temperature, so that the heat storage tank is divided into a high / low temperature side, and a low temperature from the lower chamber of the high temperature side heat storage tank. The heat accumulating tube is connected to pass through the lower chamber of the side heat storage tank to circulate the heat medium so as to accumulate the heat storage panel.

상기 고/저온측 축열탱크의 출/입구측 사이에 위치하는 축열관과 고온측 축열탱크의 입구측 사이에 위치하는 축열관에 바이패스 파이프를 연결하고, 바이패스 파이프에 3방향 밸브를 장착하여 축열관의 온도에 따라 그 유로를 고/저온측으로 선택 개폐시키도록 하고, 고온측 축열탱크의 출구측 축열관에 첵 밸브를 장착하여 열유체의 역류를 방지토록 구성하며, 로워 챔버내에 위치하는 축열관에는 방열핀을 형성하여 외부열원인 열유체로부터 로워 챔버에 대한 열원공급효율을 높일 수 있도록 하였다.Bypass pipe is connected to the heat storage tube located between the outlet / inlet side of the high / low temperature storage tank and the inlet side of the high temperature storage tank, and a 3-way valve is mounted on the bypass pipe. It is configured to selectively open and close the flow path to the high / low temperature side according to the temperature of the heat storage pipe, and to install a shock valve on the outlet heat storage pipe of the high temperature storage heat storage tank to prevent backflow of the heat fluid, and to store the heat storage in the lower chamber. The heat dissipation fin was formed in the tube to increase the heat source supply efficiency to the lower chamber from the heat fluid as the external heat source.

한편, 어퍼 챔버에는 난방부하가 난방공급관으로 연통되어 난방 또는 급탕을 행하도록 되고, 난방부하 및 난방부하의 출구측에 난방배출관을 연결하며, 난방배출관에 가변펌프를 장착하여 난방유체를 회수하도록 된 것이다.On the other hand, the heating load is connected to the heating supply pipe in the upper chamber to perform heating or hot water supply, connect the heating discharge pipe to the outlet side of the heating load and the heating load, and install a variable pump on the heating discharge pipe to recover the heating fluid. will be.

도 1은 본 발명 축열탱크의 1실시예를 보인 종단면도Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the heat storage tank of the present invention

도 2는 도 1의 측단면도2 is a side cross-sectional view of FIG. 1

도 3은 도 1의 평단면도3 is a plan cross-sectional view of FIG.

도 4는 본 발명 축열패널의 1실시예를 보인 종단면도Figure 4 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the heat storage panel of the present invention

도 5는 도 4의 정면도5 is a front view of FIG. 4

도 6은 본 발명 축열패널의 2실시예를 보인 정면도Figure 6 is a front view showing a second embodiment of the heat storage panel of the present invention

도 7은 도 6의 종단면도7 is a longitudinal cross-sectional view of FIG.

도 8은 본 발명 축열패널의 3실시예를 보인 정면도8 is a front view showing a third embodiment of the heat storage panel of the present invention

도 9는 도 8의 평단면도9 is a plan sectional view of FIG.

도 10은 본 발명 축열패널의 4실시예를 보인 정면도10 is a front view showing a fourth embodiment of the heat storage panel of the present invention

도 11은 도 10의 평단면도11 is a cross sectional view of FIG. 10.

도 12는 본 발명 축열패널의 5실시예를 보인 정면도12 is a front view showing a fifth embodiment of the heat storage panel of the present invention

도 13은 도 12의 종단면도13 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 12.

도 14는 도 12의 평단면도14 is a cross-sectional view of FIG.

도 15는 본 발명 축열탱크의 2실시예를 보인 종단면도15 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the heat storage tank of the present invention;

도 16은 도 15의 측단면도16 is a side cross-sectional view of FIG. 15

도 17은 도 15의 평단면도17 is a cross-sectional view of FIG. 15

도 18은 도 15의 단위 축열패널의 종단면도18 is a longitudinal cross-sectional view of the unit heat storage panel of FIG.

도 19는 본 발명 축열탱크의 3실시예를 보인 종단면도Figure 19 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the heat storage tank of the present invention

도 20은 도 19의 측단면도20 is a side cross-sectional view of FIG. 19

도 21은 도 19의 평단면도21 is a cross-sectional view of FIG. 19

도 22는 본 발명 축열탱크의 4실시예를 보인 종단면도Figure 22 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the invention heat storage tank

도 23은 도 22의 측단면도FIG. 23 is a side cross-sectional view of FIG. 22

도 24는 도 22의 평단면도24 is a cross-sectional view of FIG. 22.

도 25는 도 22의 단위 축열패널의 종단면도25 is a longitudinal cross-sectional view of the unit heat storage panel of FIG.

도 26은 도 25의 측단면도FIG. 26 is a side cross-sectional view of FIG. 25

도 27은 도 25의 평단면도27 is a cross-sectional view of FIG. 25

도 28은 본 발명 축열탱크의 열전달을 위한 히트 파이프의 종단면도Figure 28 is a longitudinal sectional view of the heat pipe for heat transfer of the heat storage tank of the present invention.

도 29는 도 28의 요부확대도29 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 28;

도 30은 본 발명 축열탱크의 5실시예를 보인 종단면도Figure 30 is a longitudinal cross-sectional view showing a fifth embodiment of the heat storage tank of the present invention

도 31은 도 30의 측단면도FIG. 31 is a side cross-sectional view of FIG. 30

도 32는 도 30의 평단면도32 is a cross-sectional view of FIG. 30

도 33은 본 발명 난방시스템의 1실시예를 보인 회로도33 is a circuit diagram showing an embodiment of the heating system of the present invention.

도 34는 본 발명 난방시스템의 2실시예를 보인 회로도34 is a circuit diagram showing a second embodiment of the heating system of the present invention.

도 35는 본 발명 난방시스템의 3실시예를 보인 회로도35 is a circuit diagram showing a third embodiment of the heating system of the present invention.

도 36은 도 35의 평단면도36 is a cross sectional view of FIG. 35.

도 37은 본 발명 난방시스템의 4실시예를 보인 회로도37 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the heating system of the present invention.

도 38은 도 37의 평단면도38 is a cross sectional view of FIG. 37.

도 39는 본 발명 난방시스템의 5실시예를 보인 회로도39 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the heating system of the present invention.

도 40은 도 39의 평단면도40 is a cross-sectional view of FIG. 39

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>

10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10I, 10J, 10K, 10L, 10M, 10N :10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10I, 10J, 10K, 10L, 10M, 10N:

축열탱크Heat storage tank

10a : 어퍼 챔버 10b : 로워 챔버10a: upper chamber 10b: lower chamber

10E : 유체통로 11, 11A, 11B : 아우터 박스10E: Fluid passage 11, 11A, 11B: Outer box

11a : 보스 12, 12A, 10B : 인너 박스11a: Boss 12, 12A, 10B: Inner Box

12a, 12b : 가이드 리브 13, 51, 90 : 단열재12a, 12b: guide ribs 13, 51, 90: insulation

20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F, 20G, 100 : 축열패널20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F, 20G, 100: heat storage panel

21, 24 : 요철 22 : 프레임21, 24: uneven 22: frame

23, 28, 30, 33 : 격벽 25, 80a : 방열핀23, 28, 30, 33: bulkhead 25, 80a: heat sink fin

26 : 요철 방열판 27 : 셀26: uneven heat sink 27: cell

29 : 파이프 31 : 패드29: pipe 31: pad

32 : 히트 파이프 32a, 80a : 방열핀32: heat pipe 32a, 80a: heat dissipation fin

32b : 흡열핀 32c : 가이드 리브32b: endothermic pin 32c: guide rib

40, 85 : 서포트 플레이트 40a : 통공40, 85: support plate 40a: through hole

50 : 커버 50a : 플랜지50: cover 50a: flange

52 : 가스킷 60 : 힌지 보울트52: gasket 60: hinge bolt

70 : 너트 80 : 축열관70: nut 80: heat storage tube

80b : 바이패스 파이프 81, 81A : 난방공급관80b: bypass pipe 81, 81A: heating supply pipe

82 : 난방부하 83, 83a : 난방배출관82: heating load 83, 83a: heating discharge pipe

83b, 83c : 커플링 파이프 86 : 마운팅 보울트83b, 83c: coupling pipe 86: mounting bolt

87 : 에어 덕트 88 : 온풍공급수단87: air duct 88: hot air supply means

89 : 에어 필터 90 : 단열재89: air filter 90: heat insulating material

CV1, CV2: 3방향밸브 ECU : 콘트롤러CV 1 , CV 2 : 3-way valve ECU: Controller

PCM : 축열재 S1, S2: 온도센서PCM: Heat storage material S 1 , S 2 : Temperature sensor

V : 유량조정밸브 V1, V2: 첵 밸브V: Flow control valve V 1 , V 2 : Check valve

VP1, VP2: 가변펌프 W : 벽체VP 1 , VP 2 : Variable pump W: Wall

본 발명은 전력, 태양열, 보일러 또는 소각이나 발효시 발생하는 폐열 등의 각종 열원을 이용하여 열매체를 가열하고, 열매체와의 열교환을 통해 축열매체에 열을 저장한 다음 이 축열된 열원을 난방, 급탕, 온실 등의 필요한 장소에 필요한 양만큼 공급할 수 있는 수단을 제공한다.The present invention heats the heat medium using various heat sources such as electric power, solar heat, boiler or waste heat generated during incineration or fermentation, stores heat in the heat storage medium through heat exchange with the heat medium, and then heats and heats the heat storage heat source. It provides a means to supply the necessary amount to the required place, such as a greenhouse.

뿐만 아니라 축열재를 용이하게 축열탱크에 설치하거나 교환할 수 있고, 축열 탱크 또는 축열재의 운반이 용이하며, 축열탱크의 안전설계를 꾀하는 수단을 아울러 제공한다.In addition, the heat storage material can be easily installed or exchanged in the heat storage tank, the transport of the heat storage tank or the heat storage material is easy, and provides a means for making a safe design of the heat storage tank.

축열탱크의 안전성은 축열재의 수축-팽창에 따른 응력을 흡수함과 아울러 탱크의 파열을 방지하고, 이러한 응력흡수에 따른 안전설계로 탱크의 강판두께를 감소시킬 수 있으며, 따라서 제품의 제조원가와 중량감소에도 기여토록 한다.The safety of the heat storage tank absorbs the stress due to shrinkage-expansion of the heat storage material and prevents the tank from rupturing, and the safety design according to the stress absorption can reduce the steel plate thickness of the tank, thus reducing the manufacturing cost and weight of the product. To contribute.

상변화물질인 잠열축열재는 각각의 단위패널로 제작하고 이들 단위패널을 다수개로 조합하여 설치시공의 간편성을 제공함과 동시에 용이하게 교체할 수 있도록 하였다.The latent heat storage material, which is a phase change material, is made of each unit panel, and the unit panels are combined in plural to provide easy installation and easy replacement.

본 축열난방 시스템은 주택이나 아파트, 공장, 빌딩에 공급하여 난방을 행할 수 있고, 작물이나 화훼재배를 위한 온실이나 비닐 하우스의 재배난방에 이용할 수 있으며, 기타 난방을 요구하는 모든 지역에 제한없이 제공될 수 있다.The heat storage heating system can be supplied to houses, apartments, factories and buildings for heating, and can be used for growing and heating greenhouses or plastic houses for crop or flower growing, and any other area requiring heating. Can be.

이들 난방수단은 다음의 각 실시례에서 구체화 될 것이다.These heating means will be embodied in each of the following examples.

축열수단으로는 열을 일정시간 동안 저장할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 무방하나 유기화합물인 C28H58, 무기화합물중 수화염인 Na2SO4.10J2O, CH3COONa.3H2O, CaCl2.6H2O, Na2S2O3.5H2O, Na2CO3.10J2O, Na2HPO4.10J2O, Na4P2O3.10J2O 등의 상변화물질이 타 축열매체에 비하여 비교적 용량을 감소시킬 수 있고 취급이 간편하므로 축열재로서 실용적이다.As the heat storage means, any material can be stored for a certain period of time, but C 28 H 58 , an organic compound, Na 2 SO 4 .10J 2 O, CH 3 COONa.3H 2 O, CaCl Phase change materials such as 2 .6H 2 O, Na 2 S 2 O 3 .5H 2 O, Na 2 CO 3 .10J 2 O, Na 2 HPO 4 .10J 2 O, Na 4 P 2 O 3 .10J 2 O Compared with other heat storage mediums, the capacity can be relatively reduced and the handling is simple, so it is practical as a heat storage material.

이들 축열재는 대략 30∼70(℃) 범위내의 융점을 갖고, 잠열량은 30∼66(kcal/kg)로 나타나 있는 바, 대략 평당 2,000∼3,000(kcal/kg)의 열량이 요구되는 주택이나 아파트의 난방에 실용적으로 이용될 수 있다.These heat accumulators have melting points in the range of approximately 30 to 70 degrees Celsius, and the latent heat amount is expressed as 30 to 66 (kcal / kg). It can be practically used for heating.

따라서 이들 축열재를 이용하여 열원을 저장할 수 있으며, 축열재 또는 적어도 축열재에 근접하여 외부 열원을 순환시킴으로써 축열을 행하도록 하고, 축열재를 통과하거나 적어도 축열재를 통해 급수를 순환시켜 열교환을 행함으로써 이를 난방수 또는 급탕수로 이용할 수 있다.Therefore, these heat storage materials can be used to store heat sources, and heat storage is performed by circulating external heat sources close to the heat storage material or at least the heat storage material, and heat exchange is carried out through the heat storage material or at least by circulating the water supply through the heat storage material. This can be used as heating water or hot water.

바람직한 실시예가 도 1 내지 도 3에 예시되었으며, 밀폐되는 축열탱크(10)내에 축열재가 밀폐, 충진된 축열패널(20)이 장착되어 있고, 축열재의 상, 하부에 어퍼 챔버(10a) 및 로워 챔버(10b)가 형성되며, 이들 로워 챔버(10b)와 어퍼 챔버(10a) 및 축열패널(20)을 통하여 순환수가 공급될 수 있다.1 to 3, a heat storage panel 20 in which a heat storage material is sealed and filled in a heat storage tank 10 to be sealed is mounted. 10b is formed, and circulating water may be supplied through the lower chamber 10b, the upper chamber 10a, and the heat storage panel 20.

축열패널(20)내에 충진되는 축열재는 축열/방열시 일정한 온도범위에서 고상⇔액상을 반복하는 상변화물질로서, 그 상변화시 수축/팽창의 물리적인 변화가 일어나므로 이러한 팽창률(수축률)을 고려하여 과도하게 충진하지 않도록 주의해야 한다.The heat storage material filled in the heat storage panel 20 is a phase change material that repeats a solid phase liquid phase in a constant temperature range during heat storage / heat dissipation. Therefore, the expansion rate (shrinkage rate) is considered because a physical change of shrinkage / expansion occurs during the phase change. Care should be taken not to overfill.

이 경우 축열재는 그 입체적인 변위를 고려하여 최대의 팽창량을 갖는 상태에서 축열패널(20)내에 약간의 여유공간이 형성되도록 해야 하며, 또는 축열패널(20)이 신축성을 갖는 고분자 중합체이거나 금속체일 경우에 따라 각각의 변위 대응방법을 고려해야 한다.In this case, the heat storage material should allow a small amount of free space to be formed in the heat storage panel 20 in the state of having the maximum expansion in consideration of the three-dimensional displacement, or when the heat storage panel 20 is a polymer polymer or a metal having elasticity. Each displacement response method should be considered.

즉, 축열패널(20)은 밀폐되는 것으로, 축열재를 신축성의 용기에 봉입하여 금속재인 축열패널에 투입하거나, 금속재인 축열패널에 분말상 또는 입자상의 축열재를 직접적으로 투입하거나, 또는 전자의 경우 축열패널에 통기공을 형성하여 열교환 매질인 유체와의 열교환 수수가 용이하게 이루어지도록 할 수도 있다.That is, the heat storage panel 20 is hermetically sealed, and the heat storage material is enclosed in a flexible container and put into the heat storage panel which is a metal material, or the powder or particle heat storage material is directly added to the heat storage panel which is a metal material, or in the former case. Ventilation holes may be formed in the heat storage panel to facilitate heat exchange between the fluid and the heat exchange medium.

한편 상기와는 반대로 금속성의 용기에 축열재를 봉입하여 신축성의 축열패널에 이를 투입하거나, 신축성의 축열패널에 분말상 또는 입자상의 축열재를 직접적으로 투입하거나, 또는 상기의 축열재 용기와 축열패널을 공히 신축성을 갖는 것이나 금속성을 갖는 것으로 할 수도 있음을 인식해야 한다.On the other hand, contrary to the above, the heat storage material is encapsulated in a metallic container, and the heat storage material is added to the flexible heat storage panel, or the powder or particle heat storage material is directly added to the flexible heat storage panel, or the heat storage material container and the heat storage panel are used. It should be recognized that both elastic and metallic may be used.

그러나 이는 요구하는 필요성에 따라 가변적이면 어느 것이라도 축열재의 밀폐성과 축열용기의 신축성이 고려되어야만 할 것이다.However, this should be considered the sealing property of the heat storage material and the elasticity of the heat storage container as long as it is variable according to the required needs.

상기 로워 챔버(10b) 및 어퍼 챔버(10a)중에는 적어도 어느 하나의 챔버에 외부 열원이 연결되어 순환수를 가열시키도록 하며, 로워 챔버(10b)에 가열수단이 구비되어 있을 경우 그로부터 가열된 순환수의 열원은 축열재를 통해 어퍼 챔버(10a)로 전달되어 축열탱크(10)의 내부에 존재하는 순환수의 온도를 전체적으로 일정하게 형성시키토록 한다.At least one of the lower chamber 10b and the upper chamber 10a is connected to an external heat source to heat the circulating water, and when the lower chamber 10b is provided with a heating means, the circulating water heated therefrom. The heat source is transferred to the upper chamber (10a) through the heat storage material to form a constant temperature of the circulating water present in the heat storage tank 10 as a whole.

축열패널(20)은 운반, 취급 및 설치의 용이성과 열전도성의 향상을 위하여 바람직하게는 금속성으로 되고, 더욱 바람직하게는 단위개의 동 또는 알루미늄재로 되고, 또한 난방면적에 따른 열량을 용이하게 산출하기 위하여 다수개의 축열패널(20)을 연속적으로 조립할 수 있도록 되었으며, 축열패널(20)들의 사이에는 로워 챔버(10b)와 어퍼 챔버(10a)를 연결하는 유체통로(10E)가 형성되어 있다.The heat storage panel 20 is preferably made of metal in order to facilitate transport, handling and installation and to improve thermal conductivity, and more preferably to be made of unit copper or aluminum, and to easily calculate the amount of heat according to the heating area. In order to assemble a plurality of heat storage panel 20 continuously, a fluid passage (10E) for connecting the lower chamber (10b) and the upper chamber (10a) is formed between the heat storage panel (20).

축열패널(20)의 조립을 위하여 축열탱크(10)는 장방형으로써 상단이 개방된 아우터 박스(11)와, 그 내부에 등간격을 유지하고 상단이 개방된 인너 박스(12)로 형성되어 있고, 이들 박스 사이에는 단열재(13)가 충진되어 열원이 자연적으로 외부로 방출되지 못하도록 차단하며, 인너 박스(12)의 전, 후면에 상호 대응하는 다수의 가이드 리브(12a, 12b)가 등간격으로 유지되면서 연속적으로 형성되어 있다.In order to assemble the heat storage panel 20, the heat storage tank 10 is formed as an outer box 11 having a rectangular upper end and an inner box 12 having an equal interval therebetween and having an open upper end. Insulating material 13 is filled between these boxes to block the heat source from being naturally discharged to the outside, and a plurality of guide ribs 12a and 12b corresponding to the front and rear surfaces of the inner box 12 are maintained at equal intervals. It is formed continuously.

아우터 박스(11)와 인너 박스(12)로 되는 축열탱크(10)는 적정한 두께로써 강성을 보강하는 것이 바람직하며, 일정한 간격을 갖는 아우터 박스(11)와 인너 박스(12)만으로도 축열탱크 (10)의 강도는 어느 정도 향상시킬 수 있다.The heat storage tank 10 including the outer box 11 and the inner box 12 preferably reinforces rigidity with an appropriate thickness. ) Strength can be improved to some extent.

단열재(13) 또한 적절한 두께로써 열손실의 억제와 축열된 열량이나 축열시의 열량을 차단시키도록 함이 바람직하다.The heat insulating material 13 is also preferably made of a suitable thickness to suppress the heat loss and to block the amount of heat accumulated and heat generated during heat storage.

상기 인너 박스(12)의 하부에는 로워 챔버(10b)를 형성하도록 서포트 플레이트(40)가 평면상으로 설치되고, 서포트 플레이트(40)에 유체통로(10E)와 연통하는 통공(40a)이 형성되며, 가이드 리브(12a, 12b) 사이를 통해 축열패널(20)이 상측으로부터 하측으로 끼워지면서 서포트 플레이트(40)상에 안착되며, 아우터 박스(11)와 인너 박스(12)의 개방 상부에 단열재(51)가 충진되고 저면에 가스킷(52)이 부착된 커버(50)가 안착되면서 아우터 박스(11) 및 인너 박스(12)를 밀폐시킴과 동시에 그 저면부와 축열패널(20)과의 사이에 로워 챔버(10b)를 형성시키도록 구성된다.A support plate 40 is installed in a plane to form a lower chamber 10b at the lower portion of the inner box 12, and a through hole 40a communicating with the fluid passage 10E is formed in the support plate 40. The heat storage panel 20 is seated on the support plate 40 while the heat storage panel 20 is inserted from the upper side to the lower side through the guide ribs 12a and 12b, and the heat insulating material is formed on the open upper portion of the outer box 11 and the inner box 12. 51 is filled and the cover 50 with the gasket 52 attached to the bottom seals the outer box 11 and the inner box 12 and at the same time between the bottom portion and the heat storage panel 20. It is configured to form the lower chamber 10b.

상기 커버(50)의 개폐를 위하여 아우터 박스(11)의 상부 외측에 보스(11a)가 형성되고, 보스(11a)에 다수의 힌지 보울트(60)가 연결되며, 커버(50)의 모서리부에 플랜지(50a)가 형성되면서 이들 플랜지(50a)를 통해 힌지 보울트(60)의 나사부가 여유있게 끼워진 다음 힌지 보울트(60)의 나사부를 통해 너트(70)가 체결된다.A boss 11a is formed at an upper outer side of the outer box 11 to open and close the cover 50, and a plurality of hinge bolts 60 are connected to the boss 11a, and an edge portion of the cover 50 is formed. While the flange 50a is formed, the threaded portion of the hinge bolt 60 is loosely fitted through these flanges 50a, and then the nut 70 is fastened through the threaded portion of the hinge bolt 60.

밀폐된 축열탱크(10)의 어퍼 챔버(10a)와 로워 챔버(10b)는 적어도 외부로부터 연결되어 순환 사이클을 형성함과 동시에 가열된 급수가 순환하면서 축열패널(20)의 축열재에 열원을 축적시키도록 되어 있고, 축열후에는 로워 챔버(10b)의 가열수를 외부로 인출하여 난방이나 급탕용으로 사용할 수 있다.The upper chamber 10a and the lower chamber 10b of the sealed heat storage tank 10 are connected at least from the outside to form a circulation cycle, and at the same time, the heated water is circulated to accumulate heat sources in the heat storage material of the heat storage panel 20. After the heat storage, the heated water of the lower chamber 10b can be taken out to be used for heating or hot water supply.

축열재의 축열/방열시는 상기에서 설명된 바와 같이 물성에 따라 일정 비율의 수축/팽창이 발생되므로 상기에서 설명된 축열패널(20) 뿐만 아니라 축열탱크(10)의 설계시에도 수축/팽창률은 고려되어야 할 것이다.In the heat storage / heat storage of the heat storage material, as described above, a certain ratio of shrinkage / expansion occurs according to physical properties, so the shrinkage / expansion rate is considered even when designing the heat storage tank 10 as well as the heat storage panel 20 described above. Should be.

즉, 이때의 수축/팽창률은 축열탱크(10)의 재질적인 것이 아니라 축열재 또는 축열패널(20)을 밀폐된 상태로 그리고 축열탱크(10)가 변형/파손되지 않는 상태를 유지하도록 축열재나 축열패널(20)의 투입량을 고려한다는 것을 의미한다.That is, the shrinkage / expansion rate at this time is not a material of the heat storage tank 10, but the heat storage material or heat storage so that the heat storage material or heat storage panel 20 is kept in a sealed state and the heat storage tank 10 is not deformed / damaged. It means that the input amount of the panel 20 is considered.

축열패널(20)의 조립시 그들은 커버(50)를 개방한 상태에서 양측 가이드 리브(12a, 12b)들의 사이를 통해 하방으로 끼워져 서포트 플레이트(40)상에 안착되며, 로워 챔버(10b)내의 유체를 외부 열원으로부터 가열하면 축열패널(20)들 사이의 유체통로(10E)를 따라 상방으로 열전도가 이루어져 축열패널(20)들에 충진된 축열재에 열원을 축적하게 된다.In assembling the heat storage panel 20, they are inserted downward through the guide ribs 12a and 12b between the two guide ribs 12a and 12b with the cover 50 open, and are seated on the support plate 40 and the fluid in the lower chamber 10b. When heat is heated from an external heat source, heat conducts upward along the fluid passage 10E between the heat storage panels 20 to accumulate a heat source in the heat storage material filled in the heat storage panels 20.

또한 축열을 위한 로워 챔버(10b)내의 유체는 유체통로(10E)와 어퍼 챔버(10a)를 연결하며, 축열탱크(10)가 정상적인 상태(난방 또는 급탕을 요구하는 상태)의 축열원을 갖게 되면 로워 챔버(10b), 유체통로(10E), 어퍼 챔버(10a)는 균일한 온도를 유지하게 된다.In addition, the fluid in the lower chamber 10b for the heat storage connects the fluid passage 10E and the upper chamber 10a. The lower chamber 10b, the fluid passage 10E, and the upper chamber 10a maintain a uniform temperature.

어퍼 챔버(10a)의 가열된 유체는 그 챔버에 난방 또는 급탕배관이 간단히 연결됨으로써 난방 또는 급탕수로 이용될 수 있으며, 어퍼 챔버(10a)내의 온수를 직접적으로 꺼내 쓰거나 또는 그 챔버로부터 파이프 라인을 통해 열교환을 행하여 온수를 이용할 수 있다.The heated fluid of the upper chamber 10a can be used as a heating or hot water supply by simply connecting a heating or hot water supply pipe to the chamber, and directly draws hot water in the upper chamber 10a or draws a pipeline from the chamber. Heat exchange can be performed to use hot water.

축열탱크(10)의 상부에 설치되는 커버(50)는 개폐가능하며, 적어도 반복적인 상변화에 의해 수명이 완료되거나 축열효율이 저하된 또는 축열패널(20)이나 축열재(PCM)가 파손되었을 경우 축열탱크(10)로부터 교환될 수 있도록 제공한다.The cover 50 installed on the upper portion of the heat storage tank 10 may be opened and closed, and at least the life may be completed or the heat storage efficiency may be degraded due to repetitive phase change, or the heat storage panel 20 or the heat storage material (PCM) may be damaged. In case of providing heat storage tank 10 can be exchanged.

예를 들면, 커버(50)를 아우터 박스(11)에 고정하고 있는 커버 개폐수단의 너트(70)를 분해하고, 힌지 보울트(60)로부터 상방으로 커버(50)를 들어 올린 다음 소정의 축열패널(20)을 수직 상방으로 인출하여 새로운 축열패널로 교환할 수 있으며, 축열패널(20)의 조립시는 축열패널(20)을 전, 후 양측의 가이드 리브(12a, 12b) 사이를 통해 밀어 넣은 후 커버(50)를 분해시의 역순으로 조립한다.For example, the nut 70 of the cover opening and closing means for fixing the cover 50 to the outer box 11 is disassembled, the cover 50 is lifted upward from the hinge bolt 60, and then a predetermined heat storage panel is provided. (20) can be taken out vertically and replaced with a new heat storage panel. When the heat storage panel 20 is assembled, the heat storage panel 20 is pushed through between the guide ribs 12a and 12b on both sides of the heat storage panel 20 before and after. After the cover 50 is assembled in the reverse order of disassembly.

다음에서 설명되는 몇가지 예들은 축열패널(20)의 수축/팽창성을 제공하기 위한 것으로 이들의 형태가 절대적인 것은 아니며 항시 가변적이다.Some examples described below are intended to provide shrinkage / expansion of the heat storage panel 20, and their shapes are not absolute and are always variable.

이는 제작성, 가공성 및 제조원가 특히 축열재의 흡열과 방열면적 또는 축열패널의 변위에 대응하기 위한 예를 설명한 것이다.This describes an example for coping with manufacturability, processability, and manufacturing cost, in particular, the endothermic and heat dissipation area of the heat storage material or the displacement of the heat storage panel.

도 4, 5는 이러한 축열패널의 수축/팽창성을 고려한 것으로, 축열패널(20A)의 양측 벽면이 연속된 원형상의 요철(21)을 갖도록 엠보싱으로 가공되어 있으며, 그 내부에는 다수의 격벽(23)을 종, 횡방향으로 형성하여 각각의 셀을 형성함과 동시에 셀의 내부에 축열재(PCM)가 충진되어 있으며, 격벽(23)은 또한 축열패널(20A)의 수축/팽창시 전체적으로 균일한 변위가 일어나도록 함과 동시에 응력흡수를 용이케 하여 안정성을 갖도록 하였다.4 and 5 are considering the shrinkage / expansion of the heat storage panel, the both sides of the heat storage panel 20A is embossed to have a continuous circular irregularities 21, the interior of the plurality of partitions (23) Is formed in the longitudinal and lateral directions to form respective cells, and at the same time, the heat storage material (PCM) is filled in the cells, and the partition 23 also has an overall uniform displacement during shrinkage / expansion of the heat storage panel 20A. At the same time to facilitate the absorption of stress to have a stability.

또한 축열패널(20A)의 요철(21)은 일정한 강성을 부여하면서 표면적을 증가시켜 그 흡열-방열면적을 증가시키기 위한 것이며, 둘레부는 가이드 리브(12a, 12b) 사이를 통해 미끄럼 결합될 수 있도록 사각단면을 갖는 프레임(22)이 형성되어 있다.In addition, the concave-convex 21 of the heat storage panel 20A is intended to increase the endothermic-heat dissipation area by increasing the surface area while giving a constant rigidity, and the periphery is square so as to be slid through the guide ribs 12a and 12b. The frame 22 which has a cross section is formed.

도 6, 7은 축열패널(20B)의 유체의 유동성과 가공성을 고려한 것으로, 상, 하에 위치한 어퍼 챔버(10a)와 로워 챔버(10b)를 수직방향으로 연결하도록 요철(24)을 종방향으로 형성한 것이며, 어퍼 챔버(10a) 및 로워 챔버(10b) 사이의 유체통로(10E)는 요철(24)의 외측에 형성되는 골을 통해 확장, 연결된다.6 and 7 consider the fluidity and processability of the fluid of the heat storage panel 20B. The unevenness 24 is formed in the vertical direction to connect the upper chamber 10a and the lower chamber 10b located vertically. The fluid passage 10E between the upper chamber 10a and the lower chamber 10b is extended and connected through a valley formed on the outside of the unevenness 24.

상기 도 4, 5 및 도 6, 7에서 요철(21, 24)은 수축/팽창성을 부여하기 위하여 그 산과 골의 첨단면이 상대적으로 작은 두께를 갖도록 성형하는 것이 바람직하다.4, 5 and 6, 7, the unevenness 21, 24 is preferably molded so that the peak surface of the peak and the valley has a relatively small thickness in order to give shrinkage / expansion.

또한 도 8, 9는 축열패널(20C)의 다른 실시예로서, 그 전, 후의 외벽면에 등간격의 방열핀(25)이 형성되어 유체통로(10E)에 노출되도록 하고 있다.8 and 9 show another embodiment of the heat storage panel 20C, and heat radiating fins 25 at equal intervals are formed on the outer wall surfaces before and after the heat storage panel 20C so as to be exposed to the fluid passage 10E.

도 10, 11은 축열패널(20D)의 다른 실시예로서, 축열패널(20D)의 방열면적을 극대화하기 위한 것이며, 축열패널(20D)의 전, 후면에 종방향 또는 횡방향으로 연속된 요철 방열판(26)을 부착한 것이다.10 and 11 show another embodiment of the heat storage panel 20D, which is for maximizing a heat dissipation area of the heat storage panel 20D, and the uneven heat dissipation plate which is continuous in the longitudinal or transverse direction on the front and rear surfaces of the heat storage panel 20D. (26) is attached.

도 12 내지 도 14는 축열패널(20E)의 또 다른 실시예로서, 다수개의 격벽(28)으로 구획된 패널의 내부에 축열재(PCM)가 밀폐, 충진된 합성수지재의 튜브로 된 단위개의 셀(27)을 연속적으로 내장한 것으로 제조원가를 절감할 수 있으며, 셀(27)과 셀(27) 사이에 격벽(28)이 자연적으로 형성된다.12 to 14 show another embodiment of the heat storage panel 20E, wherein a unit cell made of a tube of synthetic resin material in which a heat storage material (PCM) is sealed and filled in a panel partitioned by a plurality of partition walls 28 ( The manufacturing cost can be reduced by continuously embedding 27), and the partition wall 28 is naturally formed between the cell 27 and the cell 27.

또한 이 경우 흡열-방열성능을 향상시키기 위하여 축열패널(20E)을 다공판이나 스크린 형태로 함으로써 셀(27)의 표면이 유체통로(10E)에 노출되도록 하였다.In addition, in this case, the heat storage panel 20E is formed in the form of a porous plate or a screen in order to improve the endothermic-heat dissipation performance so that the surface of the cell 27 is exposed to the fluid passage 10E.

여기서 축열재(PCM)는 셀(27)의 수축-팽창에 따른 응력흡수를 위하여 그 셀(27)내에 과도하게 충전되지 않도록 하는 것이 바람직하다.Here, the heat storage material (PCM) is preferably so as not to be excessively filled in the cell 27 in order to absorb the stress due to shrinkage-expansion of the cell 27.

도 15 내지 도 18은 본 발명 축열패널의 또 다른 실시예로서, 밀폐된 장방형의 축열패널(20F)과, 그 중간에 상, 하단이 개방되어 어퍼 챔버(10a) 및 로워 챔버(10b)와 연통하는 동 또는 알루미늄재의 파이프(29)가 등간격으로 삽입되어 있고, 다수 파이프(29)를 통해 그 파이프(29)의 수직방향으로 다수의 격벽(30)이 등간격을 갖고 연속적으로 적층되어 있으며, 각 축열패널(20F)의 측면부에는 신축성을 갖는 패드(31)가 결합되어 축열패널과 축열패널 사이를 밀폐시킴과 동시에 유체로부터의 기밀을 유지하고 또한 그 패널들의 응력을 흡수하도록 되어 있다.15 to 18 are still another embodiment of the heat storage panel of the present invention, the sealed rectangular heat storage panel 20F, and the upper and lower ends thereof open to communicate with the upper chamber 10a and the lower chamber 10b. The pipes 29 made of copper or aluminum are inserted at equal intervals, and the plurality of partition walls 30 are continuously stacked at equal intervals in the vertical direction of the pipe 29 through the plurality of pipes 29. An elastic pad 31 is coupled to the side portion of each heat storage panel 20F to seal between the heat storage panel and the heat storage panel while maintaining airtightness from the fluid and absorbing the stresses of the panels.

또한 격벽(30)들 사이에는 각각의 셀이 형성되면서 그 공간에 축열재(PCM)가 충진되어 축열 및 방열효율을 극대화시킨다.In addition, as each cell is formed between the partition walls 30, a heat storage material (PCM) is filled in the space to maximize heat storage and heat dissipation efficiency.

한편 인너 박스(12)의 내측 하부에는 서포트 플레이트(40)가 형성되어 축열패널(20F)들의 조립체를 지지하도록 구성된다.On the other hand, the support plate 40 is formed on the inner lower portion of the inner box 12 is configured to support the assembly of the heat storage panel (20F).

도 19 내지 도 21은 본 발명 축열탱크의 다른 실시예로서, 상기 단일 유니트의 축열패널(20F)만을 인너 박스(12A)내에 장착하여 축열탱크(10A)를 구성한 것으로, 축열탱크(10A)의 부피를 보다 경박화할 수 있으며, 설치면적을 감소시킬 수 있다.19 to 21 are different embodiments of the heat storage tank of the present invention, in which only the heat storage panel 20F of the single unit is mounted in the inner box 12A to configure the heat storage tank 10A, and the volume of the heat storage tank 10A is shown. It can be made lighter and can reduce the installation area.

도 22 내지 도 27은 히트 파이프를 사용하여 축열 및 방열효율을 보다 극대화시킬 수 있도록 된 것으로, 장방형의 밀폐된 축열패널(20G)의 중간부에 그 길이방향으로 열전달이 용이한 다수의 히트 파이프(32)가 결합되고, 축열패널(20G)의 내부에 히트 파이프(32)를 통해 격벽(33)이 등간격으로 결합되며, 격벽(33) 사이에 형성된 각 셀에 축열재(PCM)를 충진한 것이다.22 to 27 are to maximize the heat storage and heat dissipation efficiency by using a heat pipe, a plurality of heat pipes that are easy to transfer heat in the longitudinal direction in the middle of the rectangular sealed heat storage panel (20G) ( 32 is coupled, the partition 33 is coupled at equal intervals through the heat pipe 32 in the heat storage panel 20G, and each cell formed between the partition 33 is filled with a heat storage material (PCM). will be.

축열패널(20G)들의 사이는 유체로부터 밀폐시키도록 그 측면부에 실링 패드(31)가 부착된다.A sealing pad 31 is attached to the side surface of the heat storage panel 20G so as to be sealed from the fluid.

또 축열패널(20G)의 상, 하측으로 히트 파이프(32)를 돌출시키고, 그 돌출된 상, 하단에 장방형의 방열핀(32a)과 흡열핀(32b)을 형성하여 축열탱크(10)의 어퍼 챔버(10a)와 로워 챔버(10b)내에 노출시킨 것으로, 축열재(PCM)로의 흡열과 그로부터의 방열성능을 향상시킬 수 있게 되었다.In addition, the heat pipes 32 are projected to the upper and lower sides of the heat storage panel 20G, and the upper and lower chambers of the heat storage tank 10 are formed by forming rectangular heat dissipation fins 32a and heat absorbing fins 32b at the upper and lower ends of the heat storage panel 20G. By exposing to 10a and the lower chamber 10b, the heat absorption to heat storage material PCM and the heat dissipation performance therefrom can be improved.

즉, 흡열핀(32b)은 외부에서 공급되는 열원(로워 챔버)을 신속히 흡수함과 동시에 히트 파이프(32)내의 상변화물질인 휘발성 유체(액상<->기상)를 기화-상승시킬 수 있도록 하고, 이때 상승되는 휘발성 유체에 의해 열원을 히트 파이프(32) 주변의 잠열 축열재(PCM)에 신속히 또한 균일하게 전도시켜 축열성능을 대폭 향상시키기 위한 것이다.That is, the endothermic fin 32b rapidly absorbs the heat source (lower chamber) supplied from the outside and simultaneously vaporizes-elevates the volatile fluid (liquid phase <-> phase), which is a phase change material in the heat pipe 32. In this case, the heat source is rapidly and uniformly conducted to the latent heat storage material (PCM) around the heat pipe 32 by the rising volatile fluid to significantly improve the heat storage performance.

방열핀(32a)은 축열재(PCM)로부터의 열을 회수하여 어퍼 챔버(10a)내의 난방유체에 방출하는 것이다.The heat dissipation fin 32a recovers heat from the heat storage material PCM and discharges it to the heating fluid in the upper chamber 10a.

히트 파이프(32)내에 충전되는 휘발성 유체는 무독성, 비폭발성, 불연성, 내부식성이어야 하고, 저압하에서 동작하도록 낮은 비등점을 가지며, 단위중량당 냉각효과를 높이기 위하여 큰 잠열성능을 갖는 것이 바람직하다.The volatile fluid filled in the heat pipe 32 should be non-toxic, non-explosive, non-flammable, corrosion resistant, has a low boiling point to operate under low pressure, and preferably has a large latent heat performance in order to increase the cooling effect per unit weight.

이러한 특성을 갖는 매질로는 주로 냉매로 사용되는 R-11, R-12, R-22, R-500, R-502, R-503, R-504, R-717 등이 선택될 수 있다.As a medium having such characteristics, R-11, R-12, R-22, R-500, R-502, R-503, R-504, R-717, etc., which are mainly used as refrigerants, may be selected.

도 28, 29는 히트 파이프의 성능을 극대화하기 위한 것인 바, 휘발성 유체가 방열을 완료하고 액화하여 떨어질 때 급격한 낙하를 억제함으로써 방열효율을 높이면서 축열재(PCM)의 과도한 냉각을 방지하는 것이다.28 and 29 are for maximizing the performance of the heat pipe, to prevent excessive cooling of the heat storage material (PCM) while increasing the heat dissipation efficiency by suppressing a sudden drop when the volatile fluid completes heat dissipation and liquefied to fall. .

이는 히트 파이프(32)의 내부에 낙하제어수단을 구비함으로써 실현되었으며, 일예로 히트 파이프(32)의 내주면에 나선형의 가이드 리브(32c)를 형성하여 일부의 휘발성 유체가 가이드 리브(32c)를 타고 서서히 떨어지면서 잔류하는 기화성 냉매에 의해 전체 축열패널(20G)의 열원을 균일하게 유지시켜 축열패널(20G) 전체의 온도를 균일하게 유지하면서 방열효율을 높이는 것이다.This is realized by providing a drop control means inside the heat pipe 32. For example, a spiral guide rib 32c is formed on the inner circumferential surface of the heat pipe 32 so that some volatile fluid rides on the guide rib 32c. The heat source of the entire heat storage panel 20G is uniformly maintained by the vaporizable refrigerant remaining gradually falling, thereby increasing the heat radiation efficiency while maintaining the temperature of the entire heat storage panel 20G uniformly.

이러한 축열탱크(10)는 도 22 내지 도 29와 같이, 축열시 로워 챔버(10b)로부터 유체가 가열되면서 또는 가열된 유체가 공급되면서 로워 챔버(10b)내에 위치한 히트 파이프(32)의 흡열핀(32b)에 열원이 흡수되고, 이 열원이 히트 파이프(32)의 하부에 충전된 냉매에 전달되어 냉매를 팽창-기화시킴과 동시에 축열재(PCM)에 대한 축열이 행하여진다.The heat storage tank 10 is a heat absorbing fin of the heat pipe 32 located in the lower chamber (10b) while the fluid is heated or the heated fluid is supplied from the lower chamber (10b) during the heat storage as shown in FIGS. The heat source is absorbed in 32b), and the heat source is transferred to the refrigerant charged in the lower portion of the heat pipe 32 to expand and vaporize the refrigerant, and at the same time, heat storage for the heat storage material PCM is performed.

축열재(PCM)의 축열동작과 히트 파이프(32)의 냉매기화작용은 동시에 진행되는데, 이때 축열이 행하여지면서 히트 파이프(32)로부터의 냉매가 상방으로 기화하면서 하부로부터 축열되는 열원을 상방으로 전도시키며, 이 전도되는 열원에 의해 축열재(PCM)에 대한 열원축적이 신속하고 균일하게 이루어진다.The heat storage operation of the heat storage material (PCM) and the refrigerant vaporization action of the heat pipe 32 proceed at the same time. At this time, as the heat storage is performed, the heat source heat accumulated from the lower portion is conducted upward while the refrigerant from the heat pipe 32 vaporizes upward. The heat source accumulation to the heat storage material (PCM) is made quickly and uniformly by the conducting heat source.

축열이 완료된 후 난방부하를 사용하면 어퍼 챔버(10a)내에 위치한 히트 파이프(32)의 상단 방열핀(32a)으로부터 열원이 방사되어 그 어퍼 챔버(10a)내의 난방수를 가열하게 되면서 난방부하를 사용할 수 있게 된다.When the heating load is used after the heat storage is completed, the heat source is radiated from the upper heat dissipation fin 32a of the heat pipe 32 located in the upper chamber 10a to heat the heating water in the upper chamber 10a while the heating load can be used. Will be.

난방부하의 사용이 진행되면서 어퍼 챔버(10a)내의 난방수와 축열재(PCM)의 온도가 떨어지면서 1회의 축열-방열 사이클이 완료되며, 이와 동시에 히트 파이프(32)의 기화된 냉매가 액상으로 상변화되면서 하방으로 중력낙하하게 된다.As the use of the heating load progresses, the temperature of the heating water and the heat storage material (PCM) in the upper chamber 10a decreases, thereby completing one heat storage-heat radiating cycle, and at the same time, the vaporized refrigerant of the heat pipe 32 flows into the liquid phase. As the phase changes, gravity falls downward.

기체상의 냉매는 히트 파이프(32)내에 형성된 나선형의 가이드 리브(32c)에 의해 급격한 액화가 방지되는데, 즉 일부의 냉매는 액화상태로 낙하하고 나머지 일부의 냉매는 가이드 리브(32c)에 의해 액상의 냉매로 낙하하는 것이 억제되면서 기화상태를 유지하고, 또한 낙하되는 대부분의 냉매는 나선형의 가이드 리브(32c)를 따라 하방으로 흘러 내리면서 축열재(PCM)의 열원을 균일하게 전도시켜 급격한 온도하강을 방지함과 동시에 결과적으로 축열재(PCM)로부터의 방열효율을 높여주게 된다.The gaseous refrigerant is prevented from sudden liquefaction by the helical guide ribs 32c formed in the heat pipe 32, that is, some of the refrigerant falls into the liquefied state and some of the refrigerant is released in the liquid phase by the guide ribs 32c. While falling to the refrigerant is suppressed, the vaporized state is maintained, and most of the refrigerant falling down flows downward along the spiral guide ribs 32c to uniformly conduct the heat source of the heat storage material (PCM) to prevent rapid temperature drop. At the same time, the heat dissipation efficiency from the heat storage material (PCM) is increased.

더욱이 히트 파이프(32)를 통해 그 상단의 방열핀(32a)에 전달된 열원은 축열탱크(10)의 어퍼 챔버(10a)내에 공급된 유체(난방 또는 급탕수를 얻기 위하여 직접적으로 열교환되는 매질)를 더욱 신속하고 효율적으로 가열하는 잇점도 제공한다.Furthermore, the heat source transmitted through the heat pipe 32 to the heat dissipation fin 32a at the upper end thereof receives the fluid (medium which is directly heat exchanged to obtain heating or hot water) in the upper chamber 10a of the heat storage tank 10. It also provides the advantage of heating more quickly and efficiently.

도 30 내지 도 32는 보다 부피가 경박화된 축열탱크(10B)를 제공하는 것으로, 장방형의 밀폐된 인너 박스(12B)와 아우터 박스(11B)로 되고, 이들 박스 사이에 단열재(13)가 충진되어 있으며, 인너 박스(12B)내에는 상기와 같은 축열패널(20G)을 하나의 단위 유니트로 장착하고 있는 바, 이 경우에도 역시 도 19 내지 21의 실시예와 마찬가지로 축열탱크(10B)의 설치면적을 대폭 감소시킬 수 있다.30 to 32 provide a more compact and thinner heat storage tank 10B, which is a rectangular sealed inner box 12B and an outer box 11B, and a heat insulating material 13 is filled between these boxes. In the inner box 12B, the heat storage panel 20G as described above is mounted as one unit unit. In this case, the installation area of the heat storage tank 10B is also the same as in the embodiment of FIGS. 19 to 21. Can be greatly reduced.

이상에서 설명된 각 실시례에서 축열탱크와 축열패널의 형태가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 당업자로부터 수정과 변경이 가능한 바, 이 역시 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.The shape of the heat storage tank and the heat storage panel in each of the embodiments described above is not limited, and modifications and changes can be made by those skilled in the art as necessary, and it should be understood that they are also included in the scope of the present invention.

앞서 설명된 축열탱크는 독립적으로 사용할 수 있으며, 특히 다수의 축열탱크를 축열재의 종류와 그 물성에 따라 저온측과 고온측으로 구분하여 연결 사용할 경우는 가열된 물 또는 열매체유를 고온측 축열탱크로부터 저온측 축열탱크로 순차 공급, 순환시키면 이때 고온측의 축열후 그의 잔류열원이나 또는 고온측이 축열온도 미만(축열 가능온도)일 경우 이 열원을 저온측에서 공급하여 축열을 행함으로서 열손실을 방지함과 동시에 열효율을 크게 향상시킬 수 있어 전력이나 연료 등의 가동비용을 대폭 절감할 수 있다.The above-described heat storage tanks can be used independently. In particular, when a plurality of heat storage tanks are connected to the low temperature side and the high temperature side according to the type and properties of the heat storage material, the heated water or the heat medium oil is low temperature from the high temperature side heat storage tank. When supplying and circulating sequentially to the side heat storage tank, if the residual heat source on the high temperature side is stored or if the high temperature side is below the heat storage temperature (heat storage possible temperature), this heat source is supplied from the low temperature side to prevent heat loss. At the same time, the thermal efficiency can be greatly improved, which significantly reduces the operating costs of power and fuel.

물론 소각로 등으로부터 발생하는 폐열이나 폐목, 폐지, 폐유 또는 폐플라스틱 등을 축열원으로 이용한다면 연료비는 별도로 요구되지 않으며 그만큼 가동비용을 대폭적으로 절감할 수 있을 것이다.Of course, if waste heat generated from incinerators, waste wood, waste paper, waste oil or waste plastic is used as a heat storage source, fuel costs are not required separately and the operation cost will be greatly reduced.

축열탱크에 충진되는 잠열 축열재는 그 특성상 비교적 많은 양이 소요되고 중량이 증가하게 될 것이나 이와 같은 경우 축열탱크의 운반이 용이하지 않으므로, 따라서 소정의 장소에 축열탱크를 설치한 다음 상기에서 설명된 바와 같은 축열패널을 축열탱크에 조립하는 것이 바람직하다.The latent heat storage material filled in the heat storage tank will take a relatively large amount and increase in weight due to its characteristics, but in this case, it is not easy to transport the heat storage tank. Therefore, the heat storage tank may be installed at a predetermined place and then described above. It is preferable to assemble the same heat storage panel in the heat storage tank.

일반적인 경우로는 축열탱크와 축열재를 별도로 운반하고 이 축열재를 축열탱크에 투입하기 위하여 축열재를 별도의 주머니 또는 캡슐로 된 용기에 투입하였으나, 상기 항에서 설명된 바와 같이 축열재의 물성(축열 및 방열시의 수축/팽창률)을 전혀 고려하지 않음에 따라 축열탱크의 가동시 그 축열재 용기가 파손되는 문제점이 빈번하였다.In general, in order to transport the heat storage tank and the heat storage material separately and to put the heat storage material in the heat storage tank, the heat storage material was put in a separate bag or container, but as described in the above section, And shrinkage / expansion rate at the time of heat dissipation, there is a frequent problem that the heat storage container is damaged when the heat storage tank is operated.

본 발명에서는 이러한 축열재의 물성에 능동적으로 대응함으로써 축열용기의 파손이나 이로 인한 축열성능의 저하 및 축열재의 교체요구를 해소하였으며 그 과정은 다음에서 설명한다.In the present invention, by actively responding to the physical properties of the heat storage material, the heat storage container is damaged or the resulting heat storage performance is reduced and the heat storage material replacement requirement is described below.

본 발명에서 적용하는 잠열 축열재는 비교적 많은 양을 사용하더라도 비경제적인 것은 아니며, 다른 많은 종류의 어떠한 난방설비와 비교하더라도(적어도 비교될 수 없는) 가동비용면에서 대폭적인 절감효과를 제공하는 것은 물론 난방효율이나 난방효과의 측면에서도 달리 커다란 잇점을 제공한다.The latent heat storage material applied in the present invention is not uneconomical even when using a relatively large amount, and provides a significant savings in operating costs as well as heating (at least incomparable) compared to any other type of heating equipment. In terms of efficiency or heating effect, it offers other great advantages.

한 예로 본 발명의 잠열 축열재는 주로 다음의 표에 나타난 것을 사용할 수 있으며 이는 축열재의 종류에 따른 각각의 물성치를 나타낸다.As an example, the latent heat storage material of the present invention may mainly use those shown in the following table, which indicates respective physical properties according to the type of heat storage material.

상변화 잠열축열재의 물성Physical properties of phase change latent heat storage materials 잠열축열재(PCM)Latent heat storage material (PCM) 용융점(℃)Melting Point (℃) 잠열량(kcal/kg)Latent heat (kcal / kg) 분자중량Molecular weight 비열(kcal/kg℃)Specific heat (kcal / kg ℃) 비중(kg/m3)Specific gravity (kg / m 3 ) 열전도도(W/m℃)Thermal conductivity (W / m ℃) 고체solid 액체Liquid 고체solid 액체Liquid 고체solid 액체Liquid C28H58 C 28 H 58 60.760.7 60.660.6 394.744394.744 0.480.48 0.600.60 800800 775775 0.170.17 0.160.16 Na2SO4·10J2ONa 2 SO 4 · 10J 2 O 32.032.0 60.560.5 0.460.46 0.780.78 14601460 13301330 0.540.54 0.810.81 CH3COONa·3H2OCH 3 COONa3H 2 O 57.457.4 51.151.1 136.081136.081 0.490.49 0.820.82 14501450 12501250 0.550.55 0.700.70 NPGNPG 39.039.0 28.028.0 0.460.46 995995 CaCl2·6H2OCaCl 2 · 6H 2 O 29.629.6 45.645.6 Na2S2O3·5H2O Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O 48.548.5 48.048.0 Na2CO3·10J2ONa 2 CO 3 · 10J 2 O 33.033.0 59.059.0 Na2HPO4·10J2ONa 2 HPO 4 · 10J 2 O 42.642.6 66.866.8 Na4P2O3·10J2O Na 4 P 2 O 3 · 10J 2 O 70.070.0 44.044.0

상기 표 1에서 보는 바와 같이 난방매체인 잠열 축열재는 통상적인 난방열량을 얻기 위함에 있어 비축열방식의 난방장치보다는 중량과 체적이 커지는 결점이 있으며 이에 따라 운반ㆍ취급이 용이하지 않고 설치ㆍ보수 또한 용이치 못한 점이 있다.As shown in Table 1, the latent heat storage material, which is a heating medium, has a drawback in that its weight and volume are larger than a non-heat storage type heating device in order to obtain a normal heating amount. There is something not easy.

따라서 축열재의 운반ㆍ취급 및 조립의 용이성과 특히 축열재의 수축/팽창에 의한 축열재 용기 또는 축열탱크의 파손을 방지하기 위하여 그 축열재 용기와 축열탱크 및 축열재의 각 체적과 중량이 상관적으로 반드시 고려되어야만 하며, 아울러 필요한 난방면적과 이에 따른 축열재의 종류 그리고 그 용량 또한 정확히 산정되어야만 한다.Therefore, the volume and weight of the heat storage material container, the heat storage tank and the heat storage material must be taken into consideration in order to easily transport, handle and assemble the heat storage material and to prevent damage to the heat storage material container or the heat storage tank due to shrinkage / expansion of the heat storage material. In addition, the required heating area, the type of heat storage material and its capacity must be accurately calculated.

한 예로 난방을 위한 축열재의 요구량을 보면, 상변화물질인 C28H58의 잠열 축열재로써 실내면적 10평의 단독주택을 난방(통상적으로 평당 3125kcal 이상의 열량이 요구됨)한다면 표 1에서 C28H58의 축열온도는 60.7℃이고 잠열량(단위열량)은 60.6kcal/kg이므로 전체적인 난방열량은 31,250kcal/kg이 필요하나, 난방열량은 이보다 약간의 여유를 갖도록 하는 것이 바람직하므로 그 난방열량을 35,000kcal로 설정하여 전체적인 난방열량을 단위열량으로 나누면 이에 따른 축열재의 중량은 약 577kg로 나타나게 된다.For example see the required amount thermal storage material for heating, (requires more than the usual per square meter 3125kcal calories) the phase change material is C 28 H 58 latent heat storage material heat the interior area of 10 square meters House, considered if C 28 H 58 in Table 1 The heat storage temperature of is 60.7 ℃ and the latent heat capacity (unit calorific value) is 60.6kcal / kg, so the total heating calorie is 31,250kcal / kg, but it is desirable to have a little more margin than the heating calorie. When the total heating calories are divided into unit calories, the weight of the heat storage material is about 577 kg.

또한 같은 축열재의 부피(체적)는 표 1에서 비중이 고체(축열시)일 경우 800kg/m3이고 액체(방열시)일 경우 775kg/m3이므로 액상에서 고상으로의 상변화에 따른 체적변형율은 3.125로 증가하며, 여기서 요구되는 난방열량에 필요한 상기 축열재의 소요중량은 577kg이고 고체상태에서 축열재의 단위중량은 800kg/m3이므로 이들 중량비는 577kg : 800kg = 0.72 : 1이다.In addition, the volume (volume) of the same heat storage material is 800kg / m 3 for specific gravity (solid heat storage) and 775kg / m 3 for liquid (heat dissipation) in Table 1, so the volumetric deformation rate according to the phase change from liquid phase to solid phase is It is increased to 3.125, wherein the required weight of the heat storage material required for heating heat required is 577 kg and the unit weight of the heat storage material in the solid state is 800 kg / m 3, so these weight ratios are 577 kg: 800 kg = 0.72: 1.

아울러 축열재의 단위중량 800kg에 대한 단위체적은 1m3(1000ℓ)이고, 축열재의 소요체적(χ) 및 축열재의 단위체적과의 비는 0.72m3: 1m3= χ : 1000이므로, 축열재의 전체적인 소요체적은 720ℓ로 산정되나 축열재의 체적변형율을 보다 안전하도록 3.125에서 약 5로 증가 보정하여 그 소요량을 756ℓ로 설계하는 것이 바람직하다.In addition, the unit volume with respect to the unit weight of the heat storage material is 1m 3 (1000ℓ), the ratio between the required volume (χ) of the heat storage material and the unit volume of the heat storage material is 0.72m 3 : 1m 3 = χ: 1000, so the overall required volume of the heat storage material is It is estimated to be 720ℓ, but it is desirable to design the required amount to 756ℓ by increasing and correcting from 3.125 to about 5 to make the volumetric strain of the heat storage material safer.

이처럼 C28H58의 축열재로 10여평의 단독주택을 난방함에 있어 축열재의 전체적인 소요량은 577kg/756ℓ = 577kg/0.756m3= 436kg/m3로 된다.In this way, the total requirement of the heat storage material is 577kg / 756ℓ = 577kg / 0.756m 3 = 436kg / m 3 in heating a single-family house of 10 pyeong with C 28 H 58 heat storage material.

통상적으로 단독주택의 경우에는 평당 3125kcal의 난방열량이 요구되나 아파트나 빌딩의 경우에는 이보다 적은 2140kcal의 열량이 소요되는 바, 단독주택보다는 난방열량이 크게 감소되므로 초기시설투자비용은 축열재의 구입비용에 따라 약간 증가할 수 있으나 장기적으로는 상대적으로 가동비용을 크게 절감할 수 있다.In general, single-family homes require 3,125 kcals of heat per square foot, but apartments and buildings require less heat than 2,140 kcals, and heating costs are significantly reduced compared to single-family homes. This may increase slightly, but in the long run it can significantly reduce operating costs.

상기 축열재의 용량산정은 난방면적의 산정에 필수적일 뿐만 아니라 궁극적으로 축열탱크의 규모와 크기 및 중량 등의 제원을 설정함에 있어 결정적으로 작용하며, 더욱이 축열탱크를 안전하게 설계할 수 있는 기초를 제공한다.Capacity calculation of the heat storage material is not only essential for calculating the heating area, but ultimately plays a decisive role in setting the size, size and weight of the heat storage tank, and further provides a foundation for safely designing the heat storage tank. .

뿐만 아니라 난방면적에 적합한 최적의 축열탱크를 제작할 수 있도록 하고, 불필요하게 축열탱크가 커지거나 축열재를 낭비하는 것을 시스템의 설계시점으로부터 예방하며, 부차적으로는 가장 효율적인 난방을 수행하면서도 최소한의 크기와 중량을 갖도록 함으로써 제품의 운반, 취급, 설치 및 보수성을 개선하는 것이다.In addition, it is possible to manufacture an optimal heat storage tank suitable for the heating area, and to prevent unnecessary heat storage tanks and waste of heat storage material from the design point of the system. Having a weight improves the transport, handling, installation and maintenance of the product.

사실상 안전하게 설계된 축열탱크는 축열재의 수명동안 장기간의 가동에 따른 내구성을 유지함과 동시에 파손의 위험으로부터 벗어나므로 보수의 의미는 그다지 중요하지 않을 것이다.In fact, the safe design of the regenerated tank will not be as important as the maintenance of the regenerator during the life of the regenerator, as well as maintaining its durability against the risk of breakage.

종래의 축열식 난방장치들이 적어도 상기에 언급한 난방면적과 난방열량에 따른 축열재의 종류와 물성, 그 용량과 축열량, 축열탱크의 운반ㆍ취급ㆍ조립ㆍ설치 및 보수, 축열탱크의 체적과 중량, 특히 상변화 물질인 잠열 축열재의 수축/팽창률에 따른 축열탱크의 안전성과 이들의 복합적인 상관관계에 대하여 전혀 고려하지 않았던 바, 경험과 추측에 의하여 단순히 축열탱크를 제작하고 이 탱크내에 축열재를 투입/밀폐한 다음 실제와 유사한 난방시험을 행하면서 필요에 따라 축열재의 용량 또는 축열탱크의 크기를 가감하거나 시행착오의 반복에 의하여 난방설계를 행하는 소극적이고 낙후된 제작방식에 의존해 왔음을 부인할 수 없다.Conventional regenerative heating devices have at least the types and properties of heat storage material according to the heating area and heating heat mentioned above, their capacity and heat storage capacity, transportation, handling, assembly, installation and maintenance of heat storage tank, volume and weight of heat storage tank, In particular, no consideration was given to the safety of the heat storage tank according to the shrinkage / expansion rate of the latent heat storage material, which is a phase change material, and the complex correlations thereof. It is not possible to deny that it has been subjected to a passive and obsolete manufacturing method of enclosing and then conducting a heating test similar to the actual one, adding or subtracting the capacity of the heat storage material or the size of the heat storage tank as necessary, or designing the heating by repeated trial and error.

이는 곧 상변화물질인 잠열 축열재(그대로는 사용할 수 없는)가 오래전 출현되었음에도 불구하고 값비싼 화석연료에만 의존하였는 바, 적어도 축열재와 축열탱크의 복합적인 적용 곤란성과 축열재의 특별한 물성으로 인하여 새로운 축열 난방 시스템의 개발을 기피해왔던 하나의 원인이 되었다.This was due to the fact that the latent heat storage material (which cannot be used as it was), which had been long ago, only relied on expensive fossil fuels, at least due to the complex application of the heat storage material and the heat storage tank and the special properties of the heat storage material. It was one cause that had avoided the development of regenerative heating systems.

본 발명자는 이에 착안하여 온도에 따른 축열재의 체적변위와 축열/방열량 및 그 복합적인 상변화특성을 분석하여 축열 난방 시스템의 설계에 따른 난점의 해결을 시도한 것이다.In view of this, the present inventors have attempted to solve the difficulty according to the design of the heat storage heating system by analyzing the volume displacement of the heat storage material and the heat storage / heat dissipation and its complex phase change characteristics according to the temperature.

다음의 표 2는 상기 난방 및 축열량과 그 용량의 산정방법을 바탕으로 하여, 한 예로 10여평의 난방을 행할 경우의 축열재의 요구용량을 나타낸 것이다.Table 2 below shows the required capacity of the heat storage material in the case of heating about 10 pyeong based on the calculation method of the heating and heat storage amount and its capacity.

난방면적에 따른 주요 잠열축열재의 축열용량(35,000kcal 기준)Heat storage capacity of main latent heat storage material according to heating area (based on 35,000kcal) 잠열축열재Latent heat storage material 요구중량(kg)Required weight (kg) 체적(m3)Volume (m 3 ) 축열탱크 내용적(m3)(체적증가율5가산)Heat storage tank volume (m 3 ) (5 volume increase rate) C28h58 C 28 h 58 577.56577.56 0.7220.722 0.7580.758 Na2SO4·10J2ONa 2 SO 4 · 10J 2 O 578.51578.51 0.3960.396 0.4150.415 CH3COONa·3H2OCH 3 COONa3H 2 O 684.93684.93 0.4720.472 0.4950.495 NPGNPG 12501250 1.2561.256 1.3181.318

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 10평의 난방에 요구되는 축열재의 중량이 그 종류에 따라 상이하나 전체적으로 고중량이므로 축열탱크의 제작시 그 파열을 방지하기 위하여 축열탱크의 두께는 적어도 수 밀리 미터 이상으로 하고, 열량 차단과 외부로의 불필요한 열손실을 차단하기 위하여 적어도 수십 밀리 미터의 단열재를 상기와 같이 설치하는 것이 바람직하다.As shown in Table 2, since the weight of the heat storage material required for heating of 10 pyeong is different depending on the type, but the overall weight is heavy, the thickness of the heat storage tank to at least a few millimeters in order to prevent the burst during the production of the heat storage tank In order to prevent heat loss and unnecessary heat loss to the outside, at least tens of millimeters of insulation is preferably installed as described above.

상기의 축열탱크를 복합적으로 사용하고 열원의 이용방식에 따른 난방, 급탕의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.The preferred embodiment of the heating, hot water supply according to the use of the heat storage tank in combination and using the heat source will be described.

실시예 1Example 1

외부로부터 열원을 공급받아 복수의 축열탱크를 순차적으로 또는 선택적으로 축열하고, 이 축열된 열원을 다시 열교환하여 난방/급탕수를 사용할 수 있는 난방시스템으로, 도 1 내지 도 3과 도 15 내지 도 17 및 도 33과 같이, 복수의 동일한 축열탱크, 바람직하게는 고온측인 1차측 축열탱크(10C)와 저온측인 2차측 축열탱크(10D)(온도가 낮음을 의미하지 않으며 1차측 축열탱크(10C)보다 상대적으로 낮은 열량을 갖는 의미임)로 되어 있고, 전력이나 보일러, 기타 폐열의 외부 열원으로부터 가열된 열매체유를 순환시키는 축열관(80)이 1차측 축열탱크(10C)의 로워 챔버(10b)로부터 2차측 축열탱크(10D)의 로워 챔버(10b)를 경유하며, 축열관(80)의 입구 또는 출구측에 가변펌프(VP1)가 설치되어 축열탱크(10C, 10D)를 통해 열매체유를 압송함과 동시에 이들 축열탱크(10C, 10D)의 각 로워 챔버(10b)내에 충진된 유체를 축열관(80)으로부터 가열케 하고, 로워 챔버(10b)의 유체에 대한 축열관(80)의 방열량을 높이도록 그 축열관(80)의 둘레에 방열핀(80a)이 형성되어 로워 챔버(10b)내에 위치된다.A heating system in which a plurality of heat storage tanks are sequentially or selectively regenerated by receiving a heat source from the outside, and the heat / hot water supply is used by heat-exchanging the heat storage heat sources again, FIGS. 1 to 3 and 15 to 17. 33, a plurality of identical heat storage tanks, preferably the primary storage heat storage tank 10C on the high temperature side and the secondary storage heat storage tank 10D on the low temperature side (does not mean that the temperature is low, but is the primary storage heat storage tank 10C). The heat storage tube 80 for circulating the heat medium oil heated from an external heat source of electric power, boiler, or other waste heat is the lower chamber 10b of the primary heat storage tank 10C. ) Through the lower chamber (10b) of the secondary heat storage tank (10D), the variable pump (VP 1 ) is installed at the inlet or outlet side of the heat storage pipe (80) through the heat storage tank (10C, 10D) The heat storage tanks (10C, 10D) Periphery of the heat storage tube 80 to heat the fluid filled in each lower chamber 10b of the heat storage tube 80 from the heat storage tube 80, and increase the heat radiation of the heat storage tube 80 to the fluid of the lower chamber 10b. The heat radiation fins 80a are formed in the lower chamber 10b.

상기 1차측 축열탱크(10C)의 어퍼 챔버(10a)에 난방공급관(81)을 연결하고, 난방공급관(81)을 난방 파이프 라인, 보일러, 급탕라인 또는 공기조화기로 되거나 적어도 이들을 2이상 포함한 난방부하(82)에 연결하며, 난방부하(82)의 출구측을 1, 2차측 축열탱크(10C, 10D)의 로워 챔버(10b)에 난방배출관(83, 83a)으로 분기 연결하되, 이 난방배출관(83, 83a)의 이전에 가변펌프(VP2)를 설치하여 난방을 위한 유체의 순환이 이루어지도록 구성된다.The heating supply pipe 81 is connected to the upper chamber 10a of the primary side heat storage tank 10C, and the heating supply pipe 81 is a heating load including a heating pipeline, a boiler, a hot water supply line or an air conditioner or at least two of them. The outlet side of the heating load 82 is branched to the lower chamber 10b of the primary and secondary heat storage tanks 10C and 10D by the heating discharge pipes 83 and 83a, and the heating discharge pipe ( The variable pump VP 2 is installed before the 83 and 83a to circulate the fluid for heating.

상기 난방시스템의 축열제어수단을 제공하기 위하여, 양측 축열탱크(10C, 10D) 사이에 위치되는 축열관(80)에 첵 밸브(V1)가 연결되어 2차측 축열탱크(10D)로 통과하는 열매체유의 역류를 방지케 하고, 축열관(80)의 인-라인과 아웃-라인 사이에, 즉 인-라인의 일정 위치에 3방향 밸브(CV1)를 연결하되, 아웃-라인의 첵 밸브(V1)를 통과한 지점과 2차측 축열탱크(10D) 사이의 입구측 축열관(80)을 바이패스 파이프(80b)로 3방향 밸브(CV1)에 연결하며, 적어도 축열탱크(10C, 10D)의 입구에 위치하도록 축열관(80)에 온도센서(S1)를 연결하면서 이들 온도센서(S1)와 3방향 밸브(CV1) 및 가변펌프(VP1)를 상호 전기적으로 연결한다.In order to provide the heat storage control means of the heating system, a heat valve (V 1 ) is connected to the heat storage pipe (80) located between both heat storage tanks (10C, 10D), and passes through the secondary heat storage tank (10D). To prevent a significant backflow, connect a three-way valve (CV 1 ) between the in-line and the out-line of the heat storage pipe (80), that is, at a predetermined position of the in-line, 1 ) The inlet-side heat storage pipe 80 between the point passing through and the secondary heat storage tank 10D is connected to the three-way valve CV 1 with a bypass pipe 80b, and at least the heat storage tanks 10C and 10D. While connecting the temperature sensor (S 1 ) to the heat storage tube (80) to be located at the inlet of these temperature sensor (S 1 ) and the three-way valve (CV 1 ) and the variable pump (VP 1 ) are electrically connected to each other.

난방제어수단을 제공하기 위하여, 사용자가 난방수 공급량을 조절할 수 있도록 난방공급관(81)에 유량조정밸브(V)를 설치하고, 난방배출관(83)의 초기위치에 적어도 가변펌프(VP2)의 이전에 온도센서(S2)를 연결하여 난방을 완료한 순환유체의 온도를 감지할 수 있고, 2차측 축열탱크(10D)의 어퍼 챔버(10a)와 난방배출관(83)을 커플링 파이프(83b)로 연결하면서 이 커플링 파이프(83b)에 첵 밸브(V2)를 연결하여 난방배출관(83)의 유체가 2차측 축열탱크(10D)의 어퍼 챔버(10a)에 역류되는 것을 방지한다.In order to provide a heating control means, the flow rate adjustment valve (V) is installed in the heating supply pipe (81) so that the user can adjust the amount of heating water supply, at least in the initial position of the heating discharge pipe (83) of the variable pump (VP 2 ) It is possible to detect the temperature of the circulating fluid completed heating by connecting the temperature sensor (S 2 ) previously, the upper chamber (10a) and the heating discharge pipe (83) of the secondary heat storage tank (10D) coupling pipe (83b) The valve V 2 is connected to the coupling pipe 83b to prevent the fluid of the heating discharge pipe 83 from flowing back into the upper chamber 10a of the secondary heat storage tank 10D.

- 축열시 --When accumulating-

외부 열원으로 가열된 열매체유가 가변펌프(VP1)의 구동에 의해 축열관(80)을 따라 순환되면서 그 축열관(80)의 방열핀(80a)이 열매체유의 열원을 축열탱크(10C, 10D)의 로워 챔버(10b)에서 열교환을 행하고, 로워 챔버(10b)내의 가열된 유체의 열원은 도 1 내지 도 3 및 도 15 내지 도 17과 같이 축열패널(100)들과 그들 사이에 형성된 유체통로(10c)를 따라 대류에 의해 상방으로 전도되어 가면서 축열패널(100)에 충진된 축열재(PCM)에 열원을 축적한다.As the heat medium oil heated by the external heat source is circulated along the heat storage tube 80 by the driving of the variable pump VP 1 , the heat radiation fins 80a of the heat storage tube 80 transfer the heat source of the heat medium oil to the heat storage tanks 10C and 10D. Heat exchange is performed in the lower chamber 10b, and the heat source of the heated fluid in the lower chamber 10b is formed in the heat storage panel 100 and the fluid passage 10c formed therebetween as shown in FIGS. 1 to 3 and 15 to 17. Heat is accumulated in the heat storage material (PCM) filled in the heat storage panel 100 while being conducted upward by convection along the).

여기서 축열과정중 3방향 밸브(CV1)는 축열관(80)의 열매체유가 일정한 온도값에 도달하기까지 폐쇄된 상태로 유지되고, 온도센서(S1)에 의해 감지된 열매체유의 온도가 설정값에 도달하면 콘트롤러(ECU)에 의해 가변펌프(VP1)와 3방향 밸브(CV1)를 개방시켜 축열을 행한다.Here, the three-way valve CV 1 in the heat storage process is kept closed until the heat medium oil of the heat storage tube 80 reaches a constant temperature value, and the temperature of the heat medium oil detected by the temperature sensor S 1 is a set value. When is reached, the variable pump VP 1 and the three-way valve CV 1 are opened by the controller ECU to perform heat storage.

3방향 밸브(CV1)의 유로개폐는 축열탱크(10C, 10D)의 설정온도값(축열재의 상변화온도)에 따라 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10C)의 축열온도보다 높거나 같으면 3방향 밸브(CV1)는 1차측 축열탱크(10C)측으로 개방되어 고/2차측 축열탱크(10C, 10D)를 모두 축열하고, 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10C)의 축열온도보다 낮으면 3방향 밸브(CV1)는 2차측 축열탱크(10D)측으로 개방되어 이 축열탱크(10D)만을 축열시키도록 한다.The opening and closing of the flow path of the three-way valve CV 1 has a temperature of the heat storage pipe 80 that is higher than the heat storage temperature of the primary heat storage tank 10C according to the set temperature value (phase change temperature of the heat storage material) of the heat storage tanks 10C and 10D. If higher or equal, the three-way valve CV 1 opens to the primary side heat storage tank 10C and heats all the high / secondary heat storage tanks 10C and 10D, and the temperature of the heat storage pipe 80 is the primary heat storage tank ( If it is lower than the heat storage temperature of 10C), the three-way valve CV 1 is opened to the secondary heat storage tank 10D to heat only this heat storage tank 10D.

전자의 경우에는 1차측 축열탱크(10C)를 축열하고 또는 축열을 완료한 다음 남는 열량을 이용하여 2차측 축열탱크(10D)를 축열하는 것이며, 후자의 경우에는 2차측의 축열탱크(10D)만을 축열하는 것이다.In the former case, the primary heat storage tank 10C is thermally stored or after the heat storage is completed, the secondary heat storage tank 10D is thermally stored using the remaining heat. In the latter case, only the secondary heat storage tank 10D is used. To accumulate.

예를 들면 1차측 축열탱크(10C)의 설정온도 범위가 60∼80(℃)이고 2차측 축열탱크(10D)의 설정온도 범위가 30∼40(℃)일 때, 현재 축열탱크(10C)에 축열된 축열온도가 80(℃)이거나 이보다 높다면 1차측의 축열탱크(10C)는 축열이 완료된 것으로 볼 수 있으며, 따라서 그 이후의 열량은 2차측 축열탱크(10D)로 전도되어 2차적인 축열을 행하게 된다.For example, when the set temperature range of the primary side heat storage tank 10C is 60 to 80 degrees Celsius and the set temperature range of the secondary side heat storage tank 10D is 30 to 40 degrees Celsius, the current heat storage tank 10C If the heat storage temperature is higher than or equal to 80 ° C, the heat storage tank 10C on the primary side may be considered to have completed heat storage, and thus the heat storage thereafter is conducted to the secondary heat storage tank 10D and thus secondary heat storage. Will be done.

또 이와는 달리 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10C)의 축열온도 60(℃)보다 낮고 2차측 축열탱크(10D)의 축열온도 30(℃)보다 높다면 축열관(80)의 열원은 3방향밸브(CV1)에 의해 2차측의 축열탱크(10D)만을 축열하게 될 것이다.Alternatively, if the temperature of the heat storage tube 80 is lower than the heat storage temperature of 60 ° C of the primary heat storage tank 10C and higher than the heat storage temperature of 30 ° C of the secondary heat storage tank 10D. The heat source will accumulate only the heat storage tank 10D on the secondary side by the three-way valve CV 1 .

이 경우 2차측 축열탱크(10D)는 1차측의 축열탱크(10C)에서 전혀 이용할 수 없는 버려지는 열량을 이용하여 매우 가치있게 이용하는 것은 물론, 축열이 보다 신속히 이루어진다.In this case, the secondary heat storage tank 10D is very valuable and utilizes the heat amount discarded in the primary heat storage tank 10C which is not available at all, and heat storage is performed more quickly.

- 방열(난방)시 --Heat dissipation (heating)-

상기 축열시와는 가역적으로, 축열된 열원을 실내난방, 급탕, 온실의 작물재배를 위한 난방 등에 사용할 수 있는 것으로, 가변펌프(VP2)구동으로 축열탱크(10C, 10D)의 어퍼 챔버(10a)로부터 가열된 유체가 난방공급관(81)을 따라 난방부하(82)(난방 파이프 라인, 급탕라인, 공기조화기 등)에 공급되어 난방을 실현하고, 난방을 완료한 순환유체는 난방배출관(83)과 가변펌프(VP2) 및 3방향 밸브(CV2)를 따라 1차측의 축열탱크(10C)에, 또는 3방향 밸브(CV2)를 통해 저/1차측 축열탱크(10D, 10C)에 순차적으로 회수된다.The regenerated heat source can be used for indoor heating, hot water supply, heating for crop cultivation in a greenhouse, and the like. The upper chamber 10a of the heat storage tanks 10C and 10D is driven by a variable pump VP 2 . The heated fluid is supplied to the heating load 82 (heating pipeline, hot water supply line, air conditioner, etc.) along the heating supply pipe 81 to realize heating, and the completed circulating fluid is a heating discharge pipe 83 ) To the primary heat storage tank (10C) along the variable pump (VP 2 ) and three-way valve (CV 2 ), or to the low / primary storage heat storage tanks (10D, 10C) through the three-way valve (CV 2 ). Recovered sequentially.

여기서 방열과정중 온도센서(S2)는 난방배출관(83)의 유체의 온도를 감지하여 그 온도가 2차측 축열탱크(10D)보다 낮으면 콘트롤러(ECU)에 의해 3방향 밸브(CV2)를 난방배출관(83a)측으로 개방하여 유체를 2차측 축열탱크(10D)의 로워 챔버(10b)로 회수하고, 또한 여기서 회수된 유체는 다시 로워 챔버(10b), 어퍼 챔버(10a), 커플링 파이프(83b), 첵 밸브(V2) 및 난방배출관(83)을 통해 1차측 축열탱크(10C)의 로워 챔버(10b)로 회수된다.Here, the temperature sensor (S 2 ) during the heat dissipation process senses the temperature of the fluid in the heating discharge pipe (83) and if the temperature is lower than the secondary side heat storage tank (10D) by the controller (ECU) three-way valve (CV 2 ) The fluid is returned to the lower chamber 10b of the secondary heat storage tank 10D by opening toward the heating discharge pipe 83a, and the recovered fluid is again returned to the lower chamber 10b, the upper chamber 10a, and the coupling pipe ( 83b), it is recovered to the lower chamber 10b of the primary heat storage tank 10C through the check valve V 2 and the heating discharge pipe 83.

반대로 난방배출관(83)의 유체의 온도가 2차측 축열탱크(10D)보다 높거나 같으면 콘트롤러(ECU)에 의해 3방향 밸브(CV2)를 난방배출관(83)측으로 개방하여 유체를 1차측 축열탱크(10C)의 로워 챔버(10b)로 회수한다.On the contrary, if the temperature of the fluid in the heating discharge pipe 83 is higher than or equal to the secondary storage heat storage tank 10D, the controller ECU opens the three-way valve CV 2 to the heating discharge pipe 83 to open the fluid in the primary storage heat storage tank. It recovers to the lower chamber 10b of 10C.

이처럼 난방을 완료하고 회수되는 유체를 2차/1차측 축열탱크(10D, 10C)로 순차 회수하거나 또는 1차측 축열탱크(10C)로만 회수하는 것은, 만일 난방부하(82)로부터 회수되는 유체의 온도가 2차측 축열탱크(10D)보다 낮은 상태에서 직접 1차측 축열탱크(10C)로 회수한다면 이때 1차측 축열탱크(10C)내에 잔류하고 있는 비교적 높은 열량을 불필요하게 냉각하여 열손실을 초래하게 될 것이고, 반대로 회수되는 유체의 온도가 2차측 축열탱크(10D)보다 높은 상태에서 2차측 축열탱크(10D)를 경유하여 1차측 축열탱크(10C)로 회수한다면 역시 같은 이유로 2차측 축열탱크(10D)는 물론 1차측의 축열탱크(10C)에 잔류하고 있는 열량을 냉각하여 열손실을 초래할 것이기 때문이다.As such, after the heating is completed and the fluid recovered is sequentially recovered to the secondary / primary-side heat storage tanks 10D and 10C or only to the primary-side heat storage tank 10C, the temperature of the fluid recovered from the heating load 82 may be reduced. Is recovered directly to the primary storage tank (10C) in a lower state than the secondary storage tank (10D) at this time will cause the heat loss by cooling the relatively high heat remaining in the primary storage tank (10C) unnecessarily. On the contrary, if the temperature of the fluid recovered is higher than the secondary heat storage tank 10D and the liquid is recovered to the primary heat storage tank 10C via the secondary heat storage tank 10D, the secondary heat storage tank 10D is also used for the same reason. This is because, of course, the amount of heat remaining in the heat storage tank 10C on the primary side will be cooled to cause heat loss.

실시예 2Example 2

실시예 1의 경우와 유사하나 여기서는 히트 파이프를 사용한 축열탱크로써 구조가 보다 간단화되었으며, 흡열(축열)과 방열(난방)성능을 극대화시키도록 되었다.Similar to the case of Example 1, but here the heat storage tank using a heat pipe is more simplified in structure, to maximize the heat absorption (heat storage) and heat dissipation (heating) performance.

즉, 도 22 내지 도 24 및 도 34와 같이, 축열탱크(10E, 10F)의 어퍼 챔버(10a)와 로워 챔버(10b)의 공간내에 히트 파이프(32)의 방열핀(32a)과 흡열핀(32b)이 각기 위치하고 있으며, 축열관(80)은 1차측 축열탱크(10E)로부터 2차측 축열탱크(10F)를 통해 경유하는 것이 아니라 그 축열관(80)은 축열탱크(10E, 10F)의 로워 챔버(10b)와 연통하도록 그들의 양단에 연결된다.That is, as shown in FIGS. 22 to 24 and 34, the heat radiation fins 32a and the heat absorbing fins 32b of the heat pipes 32 in the upper chamber 10a and the lower chamber 10b of the heat storage tanks 10E and 10F. ) Are respectively located, and the heat storage tube 80 does not pass through the secondary heat storage tank 10F from the primary heat storage tank 10E, but the heat storage tube 80 is a lower chamber of the heat storage tanks 10E and 10F. Connected to both ends thereof in communication with (10b).

같은 방식으로 난방공급관(81A)은 축열탱크(10E)의 어퍼 챔버(10a)의 출구측 및 난방부하(82)의 입구측과 연통하도록 연결되고, 난방배출관(83A)은 축열탱크(10E, 10F)의 어퍼 챔버(10a)에 연통되어 난방을 마치고 회수되는 유체를 축열탱크로의 선택적인 분배없이 직접적으로 2차측 축열탱크(10F)의 어퍼 챔버(10a)를 경유하여 1차측 축열탱크(10E)의 어퍼 챔버(10a)로 흐르도록 되었다.In the same manner, the heating supply pipe 81A is connected to communicate with the outlet side of the upper chamber 10a of the heat storage tank 10E and the inlet side of the heating load 82, and the heating discharge pipe 83A is connected to the heat storage tanks 10E and 10F. The primary heat storage tank 10E communicates with the upper chamber 10a of the heating chamber after the heating is completed and is recovered directly via the upper chamber 10a of the secondary heat storage tank 10F without selective distribution to the heat storage tank. Flows into the upper chamber 10a.

따라서 실시예 1과 같은 난방배출관(83a)과 커플링 파이프(83b) 및 난방배출관(83)의 3방향 밸브(CV2)가 제거됨으로써 관로의 구조가 단순하게 형성된다.Therefore, the three-way valve CV 2 of the heating discharge pipe 83a, the coupling pipe 83b, and the heating discharge pipe 83, as in the first embodiment , is removed, thereby simplifying the structure of the pipeline.

- 축열시 --When accumulating-

외부 열원으로 가열된 열매체유가 가변펌프(VP1)의 구동에 의해 축열관(80)을 따라 순환되면서 그 축열관(80)이 열매체유를 축열탱크(10E, 10F)의 로워 챔버(10b)에 공급하여 히트 파이프(32)의 흡열핀(32b)과 열교환을 행하고, 로워 챔버(10b)내의 가열된 유체의 열원은 축열패널(100)들의 히트 파이프(32)의 냉매가스가 상방으로 팽창ㆍ기화됨에 상방으로 열전도가 이루어져 축열패널(100)에 충진된 축열재(PCM)에 열원을 축적한다.As the heat medium oil heated by the external heat source is circulated along the heat storage tube 80 by the driving of the variable pump VP 1 , the heat storage tube 80 passes the heat medium oil to the lower chamber 10b of the heat storage tanks 10E and 10F. Heat is supplied to the heat absorbing fins 32b of the heat pipe 32, and the heat source of the heated fluid in the lower chamber 10b is expanded and vaporized in the refrigerant gas of the heat pipe 32 of the heat storage panels 100 upward. The heat conduction is made upward to accumulate a heat source in the heat storage material (PCM) filled in the heat storage panel (100).

여기서 축열과정중 3방향 밸브(CV1)는 축열관(80)의 열매체유가 일정한 온도값에 도달하기까지 폐쇄된 상태로 유지되고, 열매체유의 온도가 설정값에 도달하면 가변펌프(VP1)와 3방향 밸브(CV1)를 개방시켜 축열을 행한다.Here, the three-way valve CV 1 during the heat storage process is kept closed until the heat medium oil of the heat storage tube 80 reaches a constant temperature value, and when the temperature of the heat medium oil reaches the set value, the variable pump VP 1 and The three-way valve CV 1 is opened to perform heat storage.

3방향 밸브(CV1)의 유로개폐는 축열탱크(10E, 10F)의 설정온도값(축열재의 상변화온도)에 따라 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10E)의 축열온도보다 높거나 같으면 3방향 밸브(CV1)는 1차측 축열탱크(10E)측으로 개방되어 1/2차측 축열탱크(10E, 10F)를 모두 축열하고, 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10E)의 축열온도보다 낮으면 3방향 밸브(CV1)는 2차측 축열탱크(10F)측으로 개방되어 이 축열탱크(10F)만을 축열시키도록 한다.The opening and closing of the flow path of the three-way valve CV 1 is characterized in that the temperature of the heat storage pipe 80 is higher than the heat storage temperature of the primary heat storage tank 10E according to the set temperature value (phase change temperature of the heat storage material) of the heat storage tanks 10E and 10F. If higher or equal, the three-way valve CV 1 opens to the primary side heat storage tank 10E and heats all of the 1/2 side heat storage tanks 10E and 10F, and the temperature of the heat storage pipe 80 is the primary heat storage tank ( If it is lower than the heat storage temperature of 10E), the three-way valve CV 1 is opened to the secondary heat storage tank 10F to heat only this heat storage tank 10F.

전자의 경우에는 1차측 축열탱크(10E)를 축열하고 또는 축열을 완료한 다음 남는 열량을 이용하여 2차측 축열탱크(10F)를 축열하는 것이며, 후자의 경우에는 2차측의 축열탱크(10F)만을 축열하는 것이다.In the former case, the primary heat storage tank 10E is thermally stored or after the heat storage is completed, the secondary heat storage tank 10F is thermally stored using the remaining heat. In the latter case, only the secondary heat storage tank 10F is stored. To accumulate.

예를 들면 1차측 축열탱크(10E)의 설정온도 범위가 60∼80(℃)이고 2차측 축열탱크(10F)의 설정온도 범위가 30∼40(℃)일 때, 현재 축열탱크(10E)에 축열된 축열온도가 80(℃)이거나 이보다 높다면 1차측의 축열탱크(10E)는 축열이 완료된 것으로 볼 수 있으며, 따라서 그 이후의 열량은 2차측 축열탱크(10F)로 전도되어 2차적인 축열을 행하게 된다.For example, when the set temperature range of the primary side heat storage tank 10E is 60 to 80 degrees Celsius and the set temperature range of the secondary side heat storage tank 10F is 30 to 40 degrees Celsius, the current heat storage tank 10E If the stored heat storage temperature is 80 (° C) or higher, the heat storage tank 10E on the primary side may be regarded as having completed heat storage, and thus the heat storage thereafter is conducted to the secondary heat storage tank 10F and thus secondary heat storage. Will be done.

또 이와는 달리 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10E)의 축열온도 60(℃)보다 낮고 2차측 축열탱크(10F)의 축열온도 30(℃)보다 높다면 축열관(80)의 열원은 3방향밸브(CV1)에 의해 2차측의 축열탱크(10F)만을 축열하게 될 것이다.Alternatively, if the temperature of the heat storage tube 80 is lower than the heat storage temperature of 60 ° C of the primary heat storage tank 10E and higher than the heat storage temperature of 30 ° C of the secondary heat storage tank 10F. The heat source will only accumulate the heat storage tank 10F on the secondary side by the three-way valve CV 1 .

이 경우 2차측 축열탱크(10F)는 1차측의 축열탱크(10E)에서 전혀 이용할 수 없는 버려지는 열량을 이용하여 매우 가치있게 이용하는 것은 물론, 축열이 보다 신속히 이루어진다.In this case, the secondary heat storage tank 10F is used very valuablely by using the amount of heat that is not available at all in the primary heat storage tank 10E, and the heat storage is made faster.

이처럼 난방을 완료하고 회수되는 유체를 2/1차측 축열탱크(10F,10E)로 순차 회수하는 것은, 난방부하(82)로부터 회수되는 유체의 온도가 2차측 축열탱크(10F)보다 낮은 상태에서 직접 1차측 축열탱크(10E)로 회수한다면 1차측 축열탱크(10E)내에 잔류하고 있는 비교적 높은 열량을 불필요하게 냉각하여 열손실을 초래하게 되기 때문이다.Thus, the completion of heating and recovering the recovered fluid to the secondary primary storage tank (10F, 10E) sequentially, the temperature of the fluid recovered from the heating load 82 is directly lower than the secondary storage heat storage tank (10F) This is because if the primary heat storage tank 10E is recovered, the relatively high amount of heat remaining in the primary heat storage tank 10E is unnecessarily cooled to cause heat loss.

- 방열시(난방시) -Heat dissipation (heating)

상기 축열시와는 가역적으로, 축열된 열원을 각종 난방이나 급탕에 사용할 수 있는 것으로, 가변펌프(VP2)구동으로 축열탱크(10E, 10F)의 어퍼 챔버(10a, 10b)로부터 가열된 유체가 난방공급관(81A)을 따라 난방부하에 공급되어 난방을 실현하고, 난방을 완료한 순환유체는 난방배출관(83A)과 가변펌프(VP2)를 통해 2차측 축열탱크(10F)와 1차측 축열탱크(10E)를 따라 순차적으로 회수된다.The regenerated heat source can be used for various types of heating or hot water supply. The fluid heated from the upper chambers 10a and 10b of the heat storage tanks 10E and 10F is driven by a variable pump VP 2 . The heating fluid is supplied to the heating load along the heating supply pipe 81A to realize heating, and the completed circulating fluid is supplied to the secondary storage heat storage tank 10F and the primary storage heat storage tank through the heating discharge pipe 83A and the variable pump VP 2 . It is recovered sequentially along (10E).

실시예 3Example 3

축열탱크를 다수 배열하고 이를 벽체에 고정시킨 것으로, 복수의 축열탱크를 1차측으로 하고 다른 복수의 축열탱크를 2차측으로 하여 축열 및 방열성능을 향상시키면서 설치공간을 감소시킬 수 있는 난방 시스템이다.By arranging a plurality of heat storage tanks and fixing them to a wall, a plurality of heat storage tanks are used as the primary side and other heat storage tanks as the secondary side, thereby improving the heat storage and heat dissipation performance while reducing the installation space.

도 18 내지 도 21 및 도 35, 36과 같이, 다수의 축열탱크, 바람직하게는 동일한 구조로 된 복수의 1차측 축열탱크(10G, 10H)와, 같은 복수의 2차측 축열탱크(10I, 10J)가 구비되고, 전력이나 보일러, 기타 폐열의 외부 열원으로부터 가열된 열매체유를 순환시키는 축열관(80)이 1차측 축열탱크(10G, 10H)의 로워 챔버(10b)로부터 2차측 축열탱크(10I, 10J)의 로워 챔버(10b)를 경유하며, 축열관(80)의 입구 또는 출구측에 가변펌프(VP1)가 설치되어 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)를 통해 열매체유를 압송함과 동시에 이들 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)의 각 로워 챔버(10b)내에 충진된 유체를 축열관(80)으로부터 가열케 하고, 로워 챔버(10b)의 유체에 대한 축열관(80)의 방열량을 높이도록 그 축열관(80)의 둘레에 방열핀(80a)이 형성되어 로워 챔버(10b)내에 위치된다.18 to 21 and 35 and 36, a plurality of heat storage tanks, preferably a plurality of primary side heat storage tanks 10G, 10H having the same structure, and a plurality of secondary side heat storage tanks 10I, 10J. Is provided, and the heat storage tube (80) for circulating the heat medium oil heated from an external heat source of electric power, a boiler, or other waste heat is discharged from the lower chamber (10b) of the primary heat storage tanks (10G, 10H). 10J) through the lower chamber 10b, the variable pump (VP 1 ) is installed at the inlet or outlet side of the heat storage tube 80 to pump the heat medium oil through the heat storage tank (10G, 10H, 10I, 10J). At the same time, the fluid filled in each lower chamber 10b of these heat storage tanks 10G, 10H, 10I, and 10J is heated from the heat storage tube 80, and the heat storage tube 80 for the fluid of the lower chamber 10b is heated. The heat radiation fins 80a are formed around the heat storage tube 80 so as to increase the amount of heat radiation in the lower chamber 10b.

상기 1차측 축열탱크(10G)의 어퍼 챔버(10a)에 난방공급관(81)을 연통하고, 난방공급관(81)을 난방 파이프 라인, 보일러, 급탕라인 또는 공기조화기로 되거나 적어도 이들을 2이상 포함한 난방부하(82)에 연결하며, 난방부하(82)의 출구측을 1차측 축열탱크(10G, 10H)와 2차측 축열탱크(10I, 10J)의 로워 챔버(10b)에 난방배출관(83, 83a)으로 각각 분기 연결하되, 이 난방배출관(83, 83a)의 이전에 가변펌프(VP2)를 설치하여 난방을 위한 유체의 순환이 이루어지도록 구성된다.The heating supply pipe 81 is connected to the upper chamber 10a of the primary side heat storage tank 10G, and the heating supply pipe 81 is a heating load including a heating pipeline, a boiler, a hot water supply line, or an air conditioner or at least two of them. And the outlet side of the heating load 82 to the lower chamber 10b of the primary side heat storage tanks 10G and 10H and the secondary side heat storage tanks 10I and 10J as heating discharge pipes 83 and 83a. Each branch is connected, but the variable discharge pump (VP 2 ) is installed before the heating discharge pipe (83, 83a) is configured to circulate the fluid for heating.

상기 난방시스템의 축열제어수단을 제공하기 위하여, 양측 축열탱크(10H, 10I) 사이에 위치되는 축열관(80)에 첵 밸브(V1)가 연결되어 2차측 축열탱크(10I, 10J)로 통과하는 열매체유의 역류를 방지케 하고, 축열관(80)의 인-라인과 아웃-라인 사이에, 즉 인-라인의 일정 위치에 3방향 밸브(CV1)를 연결하되, 아웃-라인의 첵 밸브(V1)를 통과한 지점과 2차측 축열탱크(10I) 사이의 입구측 축열관(80)을 바이패스 파이프(80b)로 3방향 밸브(CV1)에 연결한다.In order to provide the heat storage control means of the heating system, a check valve V 1 is connected to the heat storage pipe 80 positioned between the heat storage tanks 10H and 10I on both sides, and passes through the secondary heat storage tanks 10I and 10J. To prevent backflow of the heat medium oil, and connect the three-way valve CV 1 between the in-line and the out-line of the heat storage tube 80, that is, at a predetermined position of the in-line, The inlet-side heat storage pipe 80 between the point passing through (V 1 ) and the secondary heat storage tank 10I is connected to the three-way valve CV 1 with a bypass pipe 80b.

난방제어수단을 제공하기 위하여, 사용자가 난방수 공급량을 조절할 수 있도록 난방공급관(81)에 유량조정밸브(V)를 설치하고, 2차측 축열탱크(10I)의 어퍼 챔버(10a)와 난방배출관(83)을 커플링 파이프(83b)로 연결하면서 이 커플링 파이프(83b)에 첵 밸브(V2)를 연결하여 난방배출관(83)의 유체가 축열탱크(10I)의 어퍼 챔버(10a)에 역류되는 것을 방지한다.In order to provide a heating control means, a flow rate adjusting valve (V) is installed in the heating supply pipe (81) so that the user can adjust the amount of heating water, and the upper chamber (10a) and the heating discharge pipe (10) of the secondary heat storage tank (10I) 83 is connected to the coupling pipe 83b, and the check valve V 2 is connected to the coupling pipe 83b so that the fluid of the heating discharge pipe 83 flows back to the upper chamber 10a of the heat storage tank 10I. Prevent it.

1차측 축열탱크(10G)의 로워 챔버(10b)와 1차측 축열탱크(10H)의 어퍼 챔버(10a)는 커플링 파이프(83c)로 각기 연결된다.The lower chamber 10b of the primary side heat storage tank 10G and the upper chamber 10a of the primary side heat storage tank 10H are connected to the coupling pipe 83c, respectively.

아울러 상기 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)들의 설치수단을 제공하기 위하여, 그 아우터 박스(11A)들의 양단에 밀착되는 서포트 플레이트(85)가 구비되고, 서포트 플레이트(85)를 통해 벽체에 마운팅 보울트(86)가 체결되어 축열탱크의 고정수단이 구비되며, 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)들의 사이에는 단열재(90)가 밀입된다.In addition, in order to provide the installation means of the heat storage tank (10G, 10H, 10I, 10J), there is provided a support plate 85 in close contact with both ends of the outer box (11A), through the support plate 85 to the wall Mounting bolt 86 is fastened to provide a fixing means of the heat storage tank, the heat insulating material 90 is pressed between the heat storage tank (10G, 10H, 10I, 10J).

미설명부호 W는 벽체를 나타낸 것이다.Unexplained symbol W represents a wall.

- 축열시 --When accumulating-

외부 열원으로 가열된 열매체유가 가변펌프(VP1)의 구동에 의해 축열관(80)을 따라 순환되면서 그 축열관(80)의 방열핀(80a)이 열매체유의 열원을 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)의 로워 챔버(10b)에서 열교환을 행하고, 로워 챔버(10b)내의 가열된 유체의 열원은 축열패널(100)들과 그들 사이에 형성된 파이프(29)를 따라 대류에 의해 상방으로 전도되어 가면서 축열패널(100)들의 축열재(PCM)에 열원을 축적한다.As the heat medium oil heated by the external heat source is circulated along the heat storage tube 80 by the driving of the variable pump VP 1 , the heat radiation fins 80a of the heat storage tube 80 transfer the heat source of the heat medium oil to the heat storage tanks 10G, 10H, and 10I. And heat exchange in the lower chamber 10b of 10J, and the heat source of the heated fluid in the lower chamber 10b is conducted upwardly by convection along the heat storage panels 100 and the pipe 29 formed therebetween. While accumulating heat sources in the heat storage material (PCM) of the heat storage panel (100).

여기서 축열과정중 3방향 밸브(CV1)는 축열관(80)의 열매체유가 일정한 온도값에 도달하기까지 폐쇄된 상태로 유지되고, 열매체유의 온도가 설정값에 도달하면 콘트롤러(도시하지 않음)에 의해 가변펌프(VP1)와 3방향 밸브(CV1)를 개방시켜 축열을 행한다.Here, the three-way valve CV 1 during the heat storage process is kept closed until the heat medium oil of the heat storage tube 80 reaches a constant temperature value, and when the temperature of the heat medium oil reaches the set value, the controller (not shown) By this, the variable pump VP 1 and the three-way valve CV 1 are opened to perform heat storage.

3방향 밸브(CV1)의 유로개폐는 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)의 설정온도값(축열재의 상변화온도)에 따라 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10G, 10H)의 축열온도보다 높거나 같으면 3방향 밸브(CV1)는 1차측 축열탱크(10G, 10H)측으로 개방되어 고/2차측 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)를 모두 축열하고, 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10G, 10H)의 축열온도보다 낮으면 3방향 밸브(CV1)는 2차측으로 개방되어 이 축열탱크(10I, 10J)만을 축열시키도록 한다.The opening and closing of the flow path of the three-way valve CV 1 is based on the set temperature value (phase change temperature of the heat storage material) of the heat storage tanks 10G, 10H, 10I, and 10J. If it is higher than or equal to the heat storage temperature of 10H), the three-way valve CV 1 opens to the primary heat storage tanks 10G and 10H to accumulate all of the high / secondary heat storage tanks 10G, 10H, 10I, and 10J. If the temperature of the pipe 80 is lower than the heat storage temperature of the primary heat storage tanks 10G and 10H, the three-way valve CV 1 is opened to the secondary side to heat only the heat storage tanks 10I and 10J.

전자의 경우에는 1차측 축열탱크(10G, 10H)를 축열하고 또는 축열을 완료한 다음 남는 열량을 이용하여 2차측 축열탱크(10I, 10J)를 축열하는 것이며, 후자의 경우에는 2차측의 축열탱크(10I, 10J)만을 축열하는 것이다.In the former case, the primary heat storage tanks 10G and 10H are thermally stored or after the heat storage is completed, the secondary heat storage tanks 10I and 10J are thermally stored. In the latter case, the secondary heat storage tanks are stored. It only heats up (10I, 10J).

예를 들면 1차측 축열탱크(10G, 10H)의 설정온도 범위가 60∼80(℃)이고 2차측 축열탱크(10I, 10J)의 설정온도 범위가 30∼40(℃)일 때, 현재 축열탱크(10G, 10H)에 축열된 축열온도가 80(℃)이거나 이보다 높다면 1차측의 축열탱크(10G, 10H)는 축열이 완료된 것으로 볼 수 있으며, 따라서 그 이후의 열량은 2차측 축열탱크(10I, 10J)로 전도되어 2차적인 축열을 행하게 된다.For example, when the set temperature range of the primary side heat storage tanks 10G and 10H is 60 to 80 ° C and the set temperature range of the secondary side heat storage tanks 10I and 10J is 30 to 40 ° C. If the heat storage temperature stored at (10G, 10H) is 80 (° C) or higher, the heat storage tanks 10G and 10H on the primary side may be considered to have completed heat storage, and thus the heat storage thereafter is the secondary heat storage tank 10I. , 10J) to conduct secondary heat storage.

또 이와는 달리 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10G, 10H)의 축열온도 60(℃)보다 낮고 2차측 축열탱크(10I, 10J)의 축열온도 30(℃)보다 높다면 축열관(80)의 열원은 3방향밸브(CV1)에 의해 2차측의 축열탱크(10I, 10J)만을 축열하게 될 것이다.Alternatively, if the temperature of the heat storage tube 80 is lower than the heat storage temperature of 60 ° C of the primary heat storage tanks 10G and 10H and higher than the heat storage temperature of 30 ° C of the secondary heat storage tanks 10I and 10J. The heat source of 80 will heat only the heat storage tanks 10I and 10J on the secondary side by the three-way valve CV 1 .

이 경우 2차측 축열탱크(10I, 10J)는 1차측의 축열탱크(10G, 10H)에서 전혀 이용할 수 없는 버려지는 열량을 매우 유용하게 이용하는 것은 물론, 축열이 또한 보다 신속하게 이루어진다.In this case, the secondary heat storage tanks 10I and 10J use the amount of waste heat that is not available at all in the primary heat storage tanks 10G and 10H very usefully, and the heat storage is also faster.

- 방열(난방)시 --Heat dissipation (heating)-

상기 축열시와는 가역적으로, 축열된 열원을 실내난방, 급탕, 온실의 작물재배를 위한 난방 등에 사용할 수 있는 것으로, 가변펌프(VP2)의 구동으로 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)의 어퍼 챔버(10a, 10b)로부터 가열된 유체가 난방공급관(81)을 따라 난방 파이프 라인, 급탕라인, 공기조화기 등의 난방부하(82)에 공급되어 난방을 실현하고, 난방을 완료한 순환유체는 난방배출관(83)과 가변펌프(VP2) 및 3방향 밸브(CV2)를 따라 1차측의 축열탱크(10G, 10H)에, 또는 3방향 밸브(CV2)를 통해 저/1차측 축열탱크(10J, 10I, 10H, 10G)에 순차적으로 회수된다.The regenerated heat source can be used to heat the indoor heating, hot water supply, heating for crop cultivation in the greenhouse, and the like. The heat storage tank 10G, 10H, 10I, 10J is driven by the variable pump VP 2 . The fluid heated from the upper chambers 10a and 10b of the air is supplied to the heating load 82 such as a heating pipeline, a hot water supply line, and an air conditioner along the heating supply pipe 81 to realize heating and complete the heating. The fluid flows into the primary heat storage tanks 10G and 10H along the heating discharge pipe 83, the variable pump VP 2 and the three-way valve CV 2 , or through the three-way valve CV 2 . The heat storage tanks 10J, 10I, 10H, and 10G are sequentially recovered.

여기서 방열과정중 난방배출관(83)의 온도가 2차측 축열탱크(10I, 10J)보다 낮으면 콘트롤러(도시하지 않음)에 의해 3방향 밸브(CV2)를 난방배출관(83a)측으로 개방하여 유체를 2차측 축열탱크(10J)의 로워 챔버(10b)로 회수하고, 또한 여기서 회수된 유체는 다시 그 로워 챔버(10b)로부터 어퍼 챔버(10a)로, 어퍼 챔버(10a)로부터 커플링 파이프(84)를 따라 축열탱크(10I)의 로워 챔버(10b)와 어퍼 챔버(10a)로, 어퍼 챔버(10a)로부터 커플링 파이프(83b)와 난방배출관(83)을 통해 1차측의 축열탱크(10H)의 로워 챔버(10b)와 어퍼 챔버(10a)로, 그리고 어퍼 챔버(10a)로부터 커플링 파이프(84)를 통해 축열탱크(10G)의 로워 챔버(10b)와 어퍼 챔버(10a)의 순으로 회수된다.If the temperature of the heating discharge pipe 83 is lower than the secondary storage heat storage tanks 10I and 10J during the heat dissipation process, the controller (not shown) opens the three-way valve CV 2 toward the heating discharge pipe 83a to open the fluid. Recovered to the lower chamber (10b) of the secondary heat storage tank (10J), and the recovered fluid is again from the lower chamber (10b) to the upper chamber (10a), from the upper chamber (10a) to the coupling pipe (84). Along the lower chamber 10b and the upper chamber 10a of the heat storage tank 10I through the coupling pipe 83b and the heating discharge pipe 83 from the upper chamber 10a. The lower chamber 10b and the upper chamber 10a, and from the upper chamber 10a to the lower chamber 10b and the upper chamber 10a of the heat storage tank 10G through the coupling pipe 84 are recovered in this order. .

난방유체는 특히 상승, 하강을 반복하면서 회수되므로 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)의 냉각속도와 열량소모가 급격하지 아니하여 축열후의 난방시 상대적으로 열량을 장시간동안 유지할 수 있다.In particular, since the heating fluid is recovered while repeatedly raising and lowering, the cooling rate and calorie consumption of the heat storage tanks 10G, 10H, 10I, and 10J are not sudden, so that the heat can be maintained for a long time during heating after heat storage.

또한 축열탱크(10G, 10H, 10I, 10J)들은 벽체에 설치되므로 설치공간이 크게 감소되는 특징이 있다.In addition, the heat storage tank (10G, 10H, 10I, 10J) is installed on the wall has a feature that the installation space is greatly reduced.

반대로 난방배출관(83)의 유체의 온도가 2차측 축열탱크(10J)보다 높거나 같으면 콘트롤러(도시하지 않음)에 의해 3방향 밸브(CV2)를 난방배출관(83)측으로 개방하여 이때 유체는 2차측 축열탱크(10J, 10I)를 경유하지 아니하고 직접 1차측 축열탱크(10H, 10G)를 통해 회수된다.On the contrary, if the temperature of the fluid in the heating discharge pipe 83 is higher than or equal to the secondary storage heat storage tank 10J, the three-way valve CV 2 is opened to the heating discharge pipe 83 by a controller (not shown), whereby the fluid is 2 The primary heat storage tanks 10H and 10G are recovered directly without passing through the primary heat storage tanks 10J and 10I.

이처럼 난방을 완료하고 회수되는 유체를 2차/1차측 축열탱크(10J, 10I, 10H, 10G)로 순차 회수하거나 또는 1차측 축열탱크(10H, 10G)로만 회수하는 것은, 만일 난방부하(82)로부터 회수되는 유체의 온도가 축열탱크(10J, 10I)보다 낮은 상태에서 직접 1차측 축열탱크(10H, 10G)로 회수한다면 이때 1차측 축열탱크내에 잔류하고 있는 비교적 높은 열원을 불필요하게 냉각하여 열손실을 초래하게 될 것이고, 반대로 회수되는 유체의 온도가 2차측 축열탱크(10I, 10J)보다 높은 상태에서 그 2차측 축열탱크를 경유하여 1차측 축열탱크(10H, 10G)로 회수한다면 역시 같은 이유로 2차측 축열탱크(10I, 10J)는 물론 1차측의 축열탱크(10G, 10H)에 잔류하고 있는 열량을 냉각하여 열손실을 초래할 것이기 때문이다.As such, the completion of heating and recovery of the fluid recovered in the secondary / primary storage heat storage tanks 10J, 10I, 10H, and 10G or the recovery of only the primary storage heat storage tanks 10H and 10G may be performed. If the temperature of the fluid recovered from the heat storage tank is lower than the heat storage tanks 10J and 10I, if the liquid is directly recovered to the primary heat storage tanks 10H and 10G, then a relatively high heat source remaining in the primary heat storage tank is unnecessarily cooled to lose heat. On the contrary, if the temperature of the fluid to be recovered is higher than the secondary storage tanks 10I and 10J, if the liquid is recovered to the primary storage tanks 10H and 10G via the secondary storage tank, This is because the amount of heat remaining in the primary heat storage tanks 10I and 10J as well as the heat storage tanks 10G and 10H on the primary side will cause heat loss.

실시예 4Example 4

복수의 축열탱크를 1차측과 2차측으로 구분하고, 이들을 벽체에 설치한 점에서 상기 실시예 3의 경우와 유사하나, 히트 파이프에 의한 축열탱크의 흡열(축열) 및 방열(난방)성능을 향상시킬 뿐만 아니라 유체의 순환 관로가 간단화되었으며, 특히 난방순환시 가열 또는 냉각된 유체의 공급 및 회수가 신속히 이루어지도록 관내저항을 최소화시킨 것이다.Similar to the case of Example 3 in that a plurality of heat storage tanks are divided into a primary side and a secondary side, and these are installed on a wall, but the heat absorption (heat storage) and heat dissipation (heating) performance of the heat storage tank by a heat pipe are improved. In addition to simplifying the circulation passage of the fluid, the internal resistance of the tube is minimized so that the supply and recovery of the heated or cooled fluid can be made quickly during the heating circulation.

도 25 내지 도 32 및 도 37, 38과 같이, 축열수단을 제공하기 위하여 다수의 축열탱크, 바람직하게는 동일한 구조로 된 복수의 1차측 축열탱크(10K, 10L)와, 같은 구조로 된 복수의 2차측 축열탱크(10M, 10N)가 구비되고, 전력이나 보일러, 기타 폐열의 외부 열원으로부터 가열된 열매체유를 순환시키는 축열관(80)이 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)들의 로워 챔버(10b)를 각기 동일선상으로 연결하여 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 로워 챔버(10b)로부터 2차측 축열탱크(10M, 10N)의 로워 챔버(10b)를 경유하도록 하며, 최외측의 축열탱크(10K, 10L)가 축열관(80)으로 연결되면서 그 축열관(80)의 입구 또는 출구측에 가변펌프(VP1)가 설치되어 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)를 통해 열매체유를 압송함과 동시에 이들 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 각 로워 챔버(10b)내에 충진된 유체가 가열된 축열관(80)을 순환하면서 축열을 행하도록 구성된다.25 to 32 and 37 and 38, in order to provide a heat storage means, a plurality of heat storage tanks, preferably a plurality of primary side heat storage tanks 10K, 10L having the same structure, and a plurality of the same structure Secondary heat storage tanks (10M, 10N) is provided, the heat storage tube 80 for circulating the heat medium oil heated from an external heat source of power, boiler, or other waste heat is the lower chamber of the heat storage tanks (10K, 10L, 10M, 10N) Each 10b is connected in the same line to pass through the lower chamber 10b of the primary heat storage tanks 10K and 10L via the lower chamber 10b of the secondary heat storage tanks 10M and 10N. As the tanks 10K and 10L are connected to the heat storage tube 80, the variable pump VP 1 is installed at the inlet or outlet side of the heat storage tube 80, and the heat medium is transferred through the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. A heat storage tube 80 in which fluid filled in each lower chamber 10b of these heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N is heated while pumping oil. It is configured to perform heat storage while circulating.

상기 난방시스템의 축열제어수단을 제공하기 위하여, 양측 축열탱크(10L, 10M) 사이에 위치되는 축열관(80)에 첵 밸브(V1)가 연결되어 2차측 축열탱크(10M, 10N)로 통과하는 열매체유의 역류를 방지케 하고, 축열관(80)의 인-라인과 아웃-라인 사이에, 즉 인-라인의 일정 위치에 3방향 밸브(CV1)를 연결하되, 아웃-라인의 첵 밸브(V1)를 통과한 지점과 2차측 축열탱크(10M) 사이의 입구측 축열관(80)을 바이패스 파이프(80b)로 3방향 밸브(CV1)에 연결한다.In order to provide the heat storage control means of the heating system, a check valve (V 1 ) is connected to the heat storage pipe (80) located between the both heat storage tanks (10L, 10M) and passes through the secondary heat storage tanks (10M, 10N). To prevent backflow of the heat medium oil, and connect the three-way valve CV 1 between the in-line and the out-line of the heat storage tube 80, that is, at a predetermined position of the in-line, The inlet side heat storage pipe 80 between the point passing through (V 1 ) and the secondary side heat storage tank 10M is connected to the three-way valve CV 1 with a bypass pipe 80b.

난방수단을 제공하기 위하여 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)들의 어퍼 챔버(10a)를 각각 동일선상이 되도록 난방공급관(81)으로 연결하고, 최외측에 위치하는 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 어퍼 챔버(10a)를 난방공급관(81)으로 연결하여 순환관로를 형성하며, 난방공급관(81)의 일측에 가변펌프(VP2)와 그 출구를 난방 파이프 라인, 보일러, 급탕라인 또는 공기조화기로 되거나 적어도 이들을 2이상 포함한 난방부하(82)의 입구에 연결하고, 난방부하(82)의 출구측은 2차측 축열탱크(10N)의 난방공급관에 연결하되, 상기 난방부하(82)의 입구측에는 사용자가 난방공급을 조정할 수 있도록 유량조정밸브(V)를 연결한다.In order to provide a heating means, the upper chambers 10a of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N are connected to the heating supply pipes 81 so as to be in line with each other, and the heat storage tanks 10K, 10L, The upper chamber 10a of 10M, 10N is connected to the heating supply pipe 81 to form a circulation path, and the variable pump VP 2 and an outlet of one side of the heating supply pipe 81 are heated to a pipeline, a boiler, and a hot water supply. A line or air conditioner or at least two of them connected to the inlet of the heating load 82, and the outlet side of the heating load 82 is connected to the heating supply pipe of the secondary heat storage tank 10N, the heating load 82 Connect the flow control valve (V) to the inlet side of the user to adjust the heating supply.

아울러 상기 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)들의 설치수단을 제공하기 위하여, 그 아우터 박스들의 전면 양단에 밀착되는 서포트 플레이트(85)가 구비되고, 서포트 플레이트(85)를 통해 벽체에 마운팅 보울트(86)가 체결되어 축열탱크의 고정수단이 구성된다.In addition, in order to provide the installation means of the heat storage tank (10K, 10L, 10M, 10N), there is provided a support plate 85 in close contact with both front ends of the outer box, mounting bolt on the wall through the support plate 85 86 is fastened to constitute the fixing means of the heat storage tank.

미설명부호 W는 벽체를 나타낸 것이다.Unexplained symbol W represents a wall.

- 축열시 --When accumulating-

외부 열원으로 가열된 열매체유가 가변펌프(VP1)의 구동에 의해 축열관(80)을 따라 순환되면서 그 축열관(80)의 열매체유가 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 로워 챔버(10b)에 공급, 순환되어 순차적으로 열교환을 행하고, 로워 챔버(10b)내에서 가열된 유체의 열원은 히트 파이프(32)로부터 흡열 및 방열되어 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)에 열원을 축적한다.As the heat medium oil heated by the external heat source is circulated along the heat storage tube 80 by the driving of the variable pump VP 1 , the heat medium of the heat storage tube 80 passes through the lower chamber of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. The heat source of the fluid heated in the lower chamber 10b is absorbed and radiated from the heat pipe 32 to supply heat to the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. To accumulate.

여기서 축열과정중 3방향 밸브(CV1)는 축열관(80)의 열매체유가 일정한 온도값에 도달하기까지 폐쇄된 상태로 유지되고, 열매체유의 온도가 설정값에 도달하면 콘트롤러(도시하지 않음)에 의해 가변펌프(VP1)와 3방향 밸브(CV1)를 개방시켜 축열을 행한다.Here, the three-way valve CV 1 during the heat storage process is kept closed until the heat medium oil of the heat storage tube 80 reaches a constant temperature value, and when the temperature of the heat medium oil reaches the set value, the controller (not shown) By this, the variable pump VP 1 and the three-way valve CV 1 are opened to perform heat storage.

3방향 밸브(CV1)의 유로개폐는 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 설정온도값(축열재의 상변화온도)에 따라 축열관(80)의 온도가 2차측 축열탱크(10M, 10N)의 축열온도보다 높거나 같으면 3방향 밸브(CV1)는 1차측 축열탱크(10K, 10L)측으로 개방되어 고/2차측 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)를 모두 축열하고, 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 축열온도보다 낮으면 3방향 밸브(CV1)는 2차측으로 개방되어 이들 축열탱크(10M, 10N)만을 축열시킨다.The opening and closing of the flow path of the three-way valve CV 1 has the temperature of the heat storage pipe 80 according to the set temperature value (phase change temperature of the heat storage material) of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. If it is higher than or equal to the heat storage temperature of 10N), the 3-way valve CV 1 opens to the primary heat storage tanks 10K and 10L to accumulate all the high / secondary heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. When the temperature of the pipe 80 is lower than the heat storage temperature of the primary heat storage tanks 10K and 10L, the three-way valve CV 1 opens to the secondary side to heat only these heat storage tanks 10M and 10N.

전자의 경우에는 1차측 축열탱크(10K, 10L)를 축열하고 또는 축열후 남는 열량을 이용하여 2차측 축열탱크(10M, 10N)를 축열하는 것이며, 후자의 경우에는 2차측의 축열탱크(10M, 10N)만을 축열하는 것이다.In the former case, the primary heat storage tanks (10K, 10L) are thermally stored or the secondary heat storage tanks (10M, 10N) are stored using the heat remaining after the heat storage. In the latter case, the heat storage tanks (10M, 10N) is only heat storage.

예를 들면 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 설정온도 범위가 60∼80(℃)이고 2차측 축열탱크(10M, 10N)의 설정온도 범위가 30∼40(℃)라면, 현재 축열탱크(10K, 10L)에 축열된 축열온도가 80(℃)이거나 이보다 높다면 1차측의 축열탱크(10K, 10L)는 축열이 완료된 것으로 볼 수 있으며, 따라서 그 이후의 열량은 2차측 축열탱크(10M, 10N)로 전도되어 2차적인 축열을 행하게 된다.For example, if the set temperature range of the primary side heat storage tanks 10K and 10L is 60 to 80 ° C and the set temperature range of the secondary side heat storage tanks 10M and 10N is 30 to 40 ° C, the current heat storage tank ( If the heat storage temperature stored in 10K, 10L) is higher than or equal to 80 ° C, the heat storage tanks 10K and 10L on the primary side may be considered to have completed heat storage. 10N) to conduct secondary heat storage.

반대로 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 축열온도 60(℃)보다 낮고 2차측 축열탱크(10M, 10N)의 축열온도 30(℃)보다 높다면 축열관(80)의 열원은 3방향밸브(CV1)에 의해 2차측의 축열탱크(10M, 10N)만을 축열하게 될 것이다.On the contrary, if the temperature of the heat storage tube 80 is lower than the heat storage temperature of 60 ° C of the primary heat storage tanks 10K and 10L and is higher than the heat storage temperature of 30 ° C of the secondary heat storage tanks 10M and 10N. The heat source of) will only heat up the heat storage tanks 10M and 10N on the secondary side by means of the three-way valve CV 1 .

이 경우 2차측 축열탱크(10M, 10N)는 1차측의 축열탱크(10K, 10L)에서 전혀 이용되지 않고 버려지는 열량을 매우 유용하게 이용하여 보다 신속한 축열을 도모한다.In this case, the secondary heat storage tanks 10M and 10N utilize the amount of heat that is discarded without being used at all in the primary heat storage tanks 10K and 10L, thereby achieving more rapid heat storage.

- 방열(난방)시 --Heat dissipation (heating)-

상기 축열시와는 가역적으로, 축열된 열원을 실내난방, 급탕, 온실의 작물재배를 위한 난방 등에 사용할 수 있는 것으로, 가변펌프(VP2)의 구동으로 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 어퍼 챔버(10a)로부터 가열된 유체가 난방공급관(81)을 따라 난방 파이프 라인, 급탕라인, 공기조화기 등의 난방부하(82)에 공급되어 난방을 실현하고, 난방을 완료한 순환유체는 가변펌프(VP2)를 따라 2차측 축열탱크(10N, 10M)로부터 1차측 축열탱크(10L, 10K)를 통해 순차적으로 회수된다.The regenerated heat source can be used for heating the room for heating, hot water supply, greenhouse crop, etc., reversibly at the time of the heat storage, the heat storage tank (10K, 10L, 10M, 10N) by driving the variable pump (VP 2 ) The fluid heated from the upper chamber 10a of the air is supplied to a heating load 82 such as a heating pipeline, a hot water supply line, and an air conditioner along the heating supply pipe 81 to realize heating, and the circulating fluid that completes heating is Along with the variable pump VP 2 is sequentially recovered from the secondary heat storage tank (10N, 10M) through the primary heat storage tank (10L, 10K).

난방유체는 직선상으로 연속된 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 어퍼 챔버(10a)와 난방공급관(81)을 따라 회수되므로 난방수의 신속한 공급과 회수를 꾀할 수 있다.The heating fluid is recovered along the upper chamber 10a and the heating supply pipe 81 of the continuous heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N in a straight line, so that rapid supply and recovery of the heating water can be achieved.

또한 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)들은 벽체(W)에 설치되므로 설치공간이 크게 감소되는 특징이 있다.In addition, the heat storage tank (10K, 10L, 10M, 10N) is installed on the wall (W) has a feature that the installation space is greatly reduced.

실시예 5Example 5

여기서는 온풍난방방식으로서 상기 실시예 4와 같은 난방공급관이나 적어도 물이나 기름과 같은 액상의 열매체를 사용하지 않고 히트 파이프가 위치된 축열탱크의 어퍼 챔버에 열풍을 공급하는 방식으로 함으로써, 난방관로를 단순화시킬 뿐만 아니라 1차의 온풍을 공급함으로써 난방온도를 높일 수 있는 특징이 있다.In this case, the heating pipe is simplified by supplying hot air to the upper chamber of the heat storage tank in which the heat pipe is located, without using a heating supply pipe as in the fourth embodiment or at least a liquid heating medium such as water or oil. In addition, the heating temperature can be increased by supplying primary warm air.

즉, 도 39, 40과 같이, 축열수단을 제공하기 위하여 다수의 축열탱크, 바람직하게는 동일한 구조로 된 복수의 1차측 축열탱크(10K, 10L)와, 같은 구조로 된 복수의 2차측 축열탱크(10M, 10N)가 구비되고, 전력이나 보일러, 기타 폐열의 외부 열원으로부터 가열된 열매체유를 순환시키는 축열관(80)이 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)들의 로워 챔버(10b)를 각기 동일선상으로 연결하여 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 로워 챔버(10b)로부터 2차측 축열탱크(10M, 10N)의 로워 챔버(10b)를 경유하도록 하며, 최외측의 축열탱크(10K, 10L)가 축열관(80)으로 연결되면서 그 축열관(80)의 입구 또는 출구측에 가변펌프(VP1)가 설치되어 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)를 통해 열매체유를 압송함과 동시에 이들 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 각 로워 챔버(10b)내에 충진된 유체가 가열된 축열관(80)을 순환하면서 축열을 행하도록 구성된다.That is, as shown in Figs. 39 and 40, in order to provide the heat storage means, a plurality of heat storage tanks, preferably a plurality of primary side heat storage tanks 10K and 10L having the same structure, and a plurality of secondary heat storage tanks having the same structure. 10M, 10N, and the heat storage tube 80 for circulating the heat medium oil heated from an external heat source of electric power, a boiler, or other waste heat, opens the lower chamber 10b of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, 10N. They are connected in the same line to each other via the lower chamber 10b of the primary heat storage tanks 10K and 10L via the lower chamber 10b of the secondary heat storage tanks 10M and 10N and the outermost heat storage tanks 10K and 10L. 10L) is connected to the heat storage tube 80, the variable pump (VP 1 ) is installed at the inlet or outlet side of the heat storage tube 80 to pump the heat medium oil through the heat storage tank (10K, 10L, 10M, 10N). And fluids filled in the lower chambers 10b of these heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N circulate the heated heat storage tube 80 at the same time. It is configured to perform heat storage.

상기 난방시스템의 축열제어수단을 제공하기 위하여, 양측 축열탱크(10L, 10M) 사이에 위치되는 축열관(80)에 첵 밸브(V1)가 연결되어 2차측 축열탱크(10M, 10N)로 통과하는 열매체유의 역류를 방지케 하고, 축열관(80)의 인-라인과 아웃-라인 사이에, 즉 인-라인의 일정 위치에 3방향 밸브(CV1)를 연결하되, 아웃-라인의 첵 밸브(V1)를 통과한 지점과 2차측 축열탱크(10M) 사이의 입구측 축열관(80)을 바이패스 파이프(80b)로 3방향 밸브(CV1)에 연결한다.In order to provide the heat storage control means of the heating system, a check valve (V 1 ) is connected to the heat storage pipe (80) located between the both heat storage tanks (10L, 10M) and passes through the secondary heat storage tanks (10M, 10N). To prevent backflow of the heat medium oil, and connect the three-way valve CV 1 between the in-line and the out-line of the heat storage tube 80, that is, at a predetermined position of the in-line, The inlet side heat storage pipe 80 between the point passing through (V 1 ) and the secondary side heat storage tank 10M is connected to the three-way valve CV 1 with a bypass pipe 80b.

난방수단을 제공하기 위하여 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)들의 어퍼 챔버(10a)를 각각 동일선상이 되도록 에어 덕트(87)로 연결하고, 최외측에 위치한 어느 하나의 축열탱크(10K, 10N)로부터 열풍을 압송하도록 에어 덕트(87)에 온풍공급수단(88)을 연결하였으며, 상기 온풍공급수단(88)과 반대에 위치하는 어느 하나의 축열탱크(10K, 10N)의 에어 덕트(87)에 열풍이 흡입되는 에어 필터(89)가 설치된 것이다.In order to provide a heating means, the upper chambers 10a of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N are connected to the air duct 87 so as to be in line with each other, and any one heat storage tank 10K located at the outermost side. The hot air supply means 88 is connected to the air duct 87 to pressurize the hot air from 10N, and the air duct 87 of any of the heat storage tanks 10K and 10N positioned opposite to the hot air supply means 88. ) Is provided with an air filter 89 that sucks hot air.

온풍공급수단(88)은 열풍을 압송하기 위하여 적어도 팬 모터로 구성되며, 열원은 예를 들면 보일러 또는 소각로 등의 폐열원을 사용할 수 있다.The hot air supply means 88 is composed of at least a fan motor to feed hot air, and the heat source may use, for example, a waste heat source such as a boiler or an incinerator.

- 축열시 --When accumulating-

외부 열원으로 가열된 열매체유가 가변펌프(VP1)의 구동에 의해 축열관(80)을 따라 순환되면서 그 축열관(80)의 열매체유가 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 로워 챔버(10b)에 공급, 순환되어 순차적으로 열교환을 행하고, 로워 챔버(10b)내에서 가열된 유체의 열원은 히트 파이프(32)로부터 흡열 및 방열되어 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)에 열원을 축적한다.As the heat medium oil heated by the external heat source is circulated along the heat storage tube 80 by the driving of the variable pump VP 1 , the heat medium of the heat storage tube 80 passes through the lower chamber of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. The heat source of the fluid heated in the lower chamber 10b is absorbed and radiated from the heat pipe 32 to supply heat to the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. To accumulate.

여기서 축열과정중 3방향 밸브(CV1)는 축열관(80)의 열매체유가 일정한 온도값에 도달하기까지 폐쇄된 상태로 유지되고, 열매체유의 온도가 설정값에 도달하면 콘트롤러(도시하지 않음)에 의해 가변펌프(VP1)와 3방향 밸브(CV1)를 개방시켜 축열을 행한다.Here, the three-way valve CV 1 during the heat storage process is kept closed until the heat medium oil of the heat storage tube 80 reaches a constant temperature value, and when the temperature of the heat medium oil reaches the set value, the controller (not shown) By this, the variable pump VP 1 and the three-way valve CV 1 are opened to perform heat storage.

3방향 밸브(CV1)의 유로개폐는 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 설정온도값(축열재의 상변화온도)에 따라 축열관(40)의 온도가 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 축열온도보다 높거나 같으면 3방향 밸브(CV1)는 1차측 축열탱크(10K, 10L)측으로 개방되어 고/2차측 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)를 모두 축열하고, 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 축열온도보다 낮으면 3방향 밸브(CV1)는 2차측으로 개방되어 이들 축열탱크(10M, 10N)만을 축열시킨다.The opening and closing of the flow path of the three-way valve CV 1 is based on the set temperature value (phase change temperature of the heat storage material) of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. If the heat storage temperature is higher than or equal to 10L), the three-way valve CV 1 opens to the primary storage tanks 10K and 10L to accumulate all of the high / secondary storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N. When the temperature of the pipe 80 is lower than the heat storage temperature of the primary heat storage tanks 10K and 10L, the three-way valve CV 1 opens to the secondary side to heat only these heat storage tanks 10M and 10N.

전자의 경우에는 1차측 축열탱크(10K, 10L)를 축열하고 또는 축열후 남는 열량을 이용하여 2차측 축열탱크(10M, 10N)를 축열하는 것이며, 후자의 경우에는 2차측의 축열탱크(10M, 10N)만을 축열하는 것이다.In the former case, the primary heat storage tanks (10K, 10L) are thermally stored or the secondary heat storage tanks (10M, 10N) are stored using the heat remaining after the heat storage. In the latter case, the heat storage tanks (10M, 10N) is only heat storage.

예를 들면 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 설정온도 범위가 60∼80(℃)이고 2차측 축열탱크(10M, 10N)의 설정온도 범위가 30∼40(℃)라면, 현재 축열탱크(10K, 10L)에 축열된 축열온도가 80(℃)이거나 이보다 높다면 1차측의 축열탱크(10K, 10L)는 축열이 완료된 것으로 볼 수 있으며, 따라서 그 이후의 열량은 2차측 축열탱크(10M, 10N)로 전도되어 2차적인 축열을 행하게 된다.For example, if the set temperature range of the primary side heat storage tanks 10K and 10L is 60 to 80 ° C and the set temperature range of the secondary side heat storage tanks 10M and 10N is 30 to 40 ° C, the current heat storage tank ( If the heat storage temperature stored in 10K, 10L) is higher than or equal to 80 ° C, the heat storage tanks 10K and 10L on the primary side may be considered to have completed heat storage. 10N) to conduct secondary heat storage.

반대로 축열관(80)의 온도가 1차측 축열탱크(10K, 10L)의 축열온도 60(℃)보다 낮고 2차측 축열탱크(10M, 10N)의 축열온도 30(℃)보다 높다면 축열관(80)의 열원은 3방향밸브(CV1)에 의해 2차측의 축열탱크(10M, 10N)만을 축열하게 될 것이다.On the contrary, if the temperature of the heat storage tube 80 is lower than the heat storage temperature of 60 ° C of the primary heat storage tanks 10K and 10L and is higher than the heat storage temperature of 30 ° C of the secondary heat storage tanks 10M and 10N. The heat source of) will only heat up the heat storage tanks 10M and 10N on the secondary side by means of the three-way valve CV 1 .

이 경우 2차측 축열탱크(10M, 10N)는 1차측의 축열탱크(10K, 10L)에서 전혀 이용되지 않고 버려지는 열량을 매우 유용하게 이용하여 보다 신속한 축열을 도모한다.In this case, the secondary heat storage tanks 10M and 10N utilize the amount of heat that is discarded without being used at all in the primary heat storage tanks 10K and 10L, thereby achieving more rapid heat storage.

- 방열(난방)시 --Heat dissipation (heating)-

상기 축열시와는 가역적으로, 축열된 열원을 실내난방, 급탕, 온실의 작물재배를 위한 난방 등에 사용할 수 있는 것으로, 온풍공급수단(88)의 구동으로 에어 필터(89)와 에어 덕트(87)를 통해 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)의 어퍼 챔버(10a)에 열풍이 순차적으로 압송되고, 그 열원에 의해 히트 파이프(32)의 상단부가 열교환되면서 축열탱크(10K, 10L, 10M, 10N)를 보조적으로 축열함과 동시에 흡입되는 열풍을 적정한 온도로 보정하며, 열교환을 마친 적정온도의 공기는 전단에 위치한 축열탱크(10K)의 온풍공급수단(88)을 통해 실내에 배출된다.The regenerated heat source can be used to heat the indoor heating, hot water supply, heating for crop cultivation in the greenhouse, and the like. The air filter 89 and the air duct 87 are driven by the hot air supply means 88. Hot air is sequentially fed to the upper chamber 10a of the heat storage tanks 10K, 10L, 10M, and 10N through the heat storage tank, and the heat storage tank 10K, 10L, 10M, 10N) is auxiliary heat storage and at the same time to correct the hot air sucked to the appropriate temperature, the air of the proper temperature after heat exchange is discharged to the room through the hot air supply means 88 of the heat storage tank (10K) located in the front end.

이러한 난방방식은 축열관(80)을 통한 축열원의 공급과 함께 히트 파이프(32)의 상, 하단을 동시에 가열하는 형태를 취하는 것으로, 급속한 난방을 실현할 뿐만 아니라 난방에 필요한 열원을 충분히 공급할 수 있으며, 폐열원 등을 이용할 경우 난방비용의 추가적인 절감에 기여한다.This heating method takes the form of heating the upper and lower ends of the heat pipe 32 at the same time with the supply of the heat storage source through the heat storage tube 80, not only realize rapid heating, but also can supply a sufficient heat source for heating. In addition, the use of waste heat sources contributes to further reductions in heating costs.

상기에 설명된 바와 같이 축열탱크의 복합적인 이용에 의한 난방은 그 난방효율과 난방능력 향상에 크게 기여하게 되며, 상기에 개시된 각 실시예들은 그와 같이 이용될 수 있음을 예시한 것에 불과하며 이에 한정되는 것은 아니다.As described above, the heating by the complex use of the heat storage tank greatly contributes to the improvement of the heating efficiency and the heating capacity, and each of the embodiments disclosed above is merely illustrative of the fact that it can be used as such. It is not limited.

필요에 따라 축열탱크의 배열방식과, 요구하는 난방면적 등에 따라 축열탱크의 용량이나 수량이 가변될 수 있고, 또한 관로의 구조와 순환방식 등도 변경될 수 있으나 이 역시 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다.If necessary, the capacity and quantity of the heat storage tank may vary according to the arrangement of the heat storage tank and the required heating area, and the structure and circulation of the pipeline may also be changed, but this is also included in the scope of the present invention. It should be understood.

이상과 같이 본 발명의 상변화물질을 이용한 축열장치 및 그 난방시스템은, 잠열축열재가 내장된 단위개의 축열패널을 다수로 근접ㆍ배열하여 축열탱크에 탈착시킬 수 있도록 한 것인 바, 다수의 조합된 축열패널로 구성됨에 따라 장착 및 교체가 용이하고, 흡열 및 방열면적 증가와 함께 열전도율을 높여 열효율을 극대화시킬 수 있으며, 아울러 잠열축열재의 용량을 셀의 용량이하로 충전하고 축열패널을 신축적인 구조로 함으로써 축열 및 방열시 축열재의 수축/팽창에 따른 응력을 원활하게 흡수함과 동시에 파열을 방지하여 안정성을 꾀할 수 있도록 되었다.As described above, the heat storage device and the heating system using the phase change material of the present invention are arranged so that a plurality of unit heat storage panels with latent heat storage materials can be adjacently arranged and detached from the heat storage tank. It is easy to install and replace as it is composed of heat storage panel, and it is possible to maximize heat efficiency by increasing heat conductivity with increasing endothermic and heat dissipation area, and also filling the capacity of latent heat storage material below the capacity of cell and making the heat storage panel flexible. By absorbing the stress due to the shrinkage / expansion of the heat storage material during heat storage and heat dissipation, it is possible to achieve stability by preventing the burst at the same time.

또한 다수의 신축성을 갖는 축열패널로써 그로부터 응력을 흡수하므로 축열탱크의 외장 강판 두께를 감소시킬 수 있고 따라서 탱크의 중량감소와 제조원가절감에 기여하며, 복수의 축열탱크를 축열재의 종류와 그 물성에 따라 저온측과 고온측으로 구분하여 연결 사용할 경우 가열된 물 또는 열매체유가 고온측 축열탱크로부터 저온측 축열탱크로 순차 공급, 순환되면 이때 고온측의 축열후 그의 잔류열원이나 또는 고온측이 축열온도 미만일 경우 이 열원을 저온측에 공급하여 축열을 행함으로써 열손실을 방지함과 동시에 열효율을 대폭 향상시킬 수 있어 전력이나 연료 등의 가동비용을 대폭 절감할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, it is possible to reduce the thickness of the external steel sheet of the heat storage tank by absorbing the stress from the heat storage panel having a plurality of elasticity, thus contributing to the weight reduction and manufacturing cost of the tank, and to the plurality of heat storage tanks according to the type and properties of the heat storage material. In the case of connection between low temperature side and high temperature side, heated water or thermal oil is sequentially supplied and circulated from the high temperature side heat storage tank to the low temperature side heat storage tank, and if its residual heat source or high temperature side is below the heat storage temperature By supplying a heat source to the low temperature side to perform heat storage, heat loss can be prevented and thermal efficiency can be greatly improved, thereby reducing the operating cost of power and fuel.

Claims (18)

상변화물질 또는 잠열축열재를 이용한 축열장치에 있어서, 상부가 개방되는 통체로 된 인너 박스와, 인너 박스내에 연속 배치되는 금속재의 축열패널과, 축열재가 봉입되는 다수의 셀을 형성하도록 축열패널의 내부에 종횡방향으로 형성된 격벽과, 축열패널들간에 열교환을 위한 유체통로를 제공하면서 그 탈착이 가능토록 인너 박스의 양방향에 상호 대응형성된 가이드 리브; 이 가이드 리브에 미끄럼결합되어 상호간 등간격을 유지하도록 축열패널의 양단에 형성된 프레임과, 인너 박스의 외측을 감싸는 아우터 박스, 이들 인너 박스 및 아우터 박스 사이에 봉입된 단열재와, 인너 박스를 개폐하도록 회동가능한 커버로 된 이상의 축열탱크와, 커버의 폐쇄상태에서 인너 박스와 축열패널의 상, 하측 사이에 형성되고 상기 유체통로와 연통하는 어퍼 챔버 및 로워 챔버와, 로워 챔버를 형성시키면서 축열패널을 지지하도록 인너 박스에 설치되고 상기 유체통로와 연통하는 통공이 형성된 서포트 플레이트로 된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.In a heat storage device using a phase change material or a latent heat storage material, an inner box of a cylindrical body having an open top, a metal heat storage panel disposed continuously in the inner box, and a plurality of cells in which the heat storage material is sealed are formed. Barrier ribs formed in the longitudinal direction therein and guide ribs corresponding to both directions of the inner box so as to be detachable while providing a fluid passage for heat exchange between the heat storage panels; Frames formed at both ends of the heat storage panel so as to be slid to the guide ribs to maintain an even distance therebetween, an outer box surrounding the outer side of the inner box, a heat insulating material enclosed between these inner boxes and the outer box, and rotated to open and close the inner box. To support the heat storage panel while forming a lower chamber, and an upper heat storage tank formed of a cover, and an upper chamber and a lower chamber formed between the inner box and the heat storage panel in the closed state of the cover and communicating with the fluid passage. A heat storage device using a phase change material, characterized in that the support plate is formed in the inner box and formed with a through hole communicating with the fluid passage. 제 1 항에 있어서, 상기 축열패널은 축열재의 축열-방열에 따른 응력을 흡수하도록 엠보싱 요철이 연속 성형된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat storage device according to claim 1, wherein the heat storage panel is formed by continuously embossing unevenness to absorb a stress due to heat storage and heat radiation of the heat storage material. 제 1 항에 있어서, 상기 축열패널은 축열재의 축열-방열에 따른 응력을 흡수하도록 파형 요철이 연속 성형된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat storage device using a phase change material according to claim 1, wherein the heat storage panel is formed by continuously forming wavy irregularities so as to absorb a stress due to heat storage and heat radiation of the heat storage material. 제 1 항에 있어서, 상기 축열패널은 평면으로 되고, 그 표면에 다수의 방열핀이 돌출형성된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat storage device according to claim 1, wherein the heat storage panel has a flat surface, and a plurality of heat dissipation fins protrude from a surface thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 축열패널은 평면으로 되고, 그 표면에 파형상의 요철 방열판이 부착된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat storage device using a phase change material according to claim 1, wherein the heat storage panel has a flat surface, and a wave-shaped uneven heat sink is attached to a surface thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 축열패널은 다공판으로 되고, 각각의 셀 내부에 축열재가 봉입된 합성수지재의 튜브가 내장된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat storage device according to claim 1, wherein the heat storage panel is a porous plate, and a tube of a synthetic resin material in which a heat storage material is sealed is embedded in each cell. 제 1 항에 있어서, 상기 축열패널은, 수직방향으로 배열된 다수의 파이프와, 파이프를 통해 등간격으로 설치되어 다수의 밀폐된 셀을 형성하는 격벽과, 이들 셀에 봉입된 축열재로 되고, 상기 단위 축열패널의 측면에 부착되어 수밀성을 갖는 패드로 구성되고, 상기 파이프는 축열탱크의 어퍼 챔버와 로워 챔버에 연통하는 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat storage panel of claim 1, wherein the heat storage panel includes a plurality of pipes arranged in a vertical direction, partition walls formed at equal intervals through the pipes to form a plurality of sealed cells, and a heat storage material enclosed in these cells, The heat storage device using a phase change material, characterized in that the pad is attached to the side of the unit heat storage panel having a water tightness, the pipe is in communication with the upper chamber and the lower chamber of the heat storage tank. 제 7 항에 있어서, 상기 파이프는 냉매가 충전된 히트 파이프로써 상, 하단이 밀폐되어 어퍼 챔버와 로워 챔버에 위치하고, 그 외측 상, 하부에 어퍼 챔버와 로워 챔버에 노출되도록 방열핀과 흡열핀이 형성된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat pipe of claim 7, wherein the pipe is a heat pipe filled with a refrigerant, and the upper and lower ends thereof are hermetically located in the upper chamber and the lower chamber, and the heat dissipation fin and the heat absorbing fin are formed to be exposed to the upper chamber and the lower chamber on the outer and lower parts thereof. Heat storage device using a phase change material, characterized in that. 제 8 항에 있어서, 상기 히트 파이프의 내주면에 가이드 리브가 형성되어 액화되는 냉매의 낙하를 지연시키는 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.9. The heat storage device using a phase change material according to claim 8, wherein guide ribs are formed on an inner circumferential surface of the heat pipe to delay the fall of the liquefied refrigerant. 제 9 항에 있어서, 상기 가이드 리브는 나선형인 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.10. The heat storage device using a phase change material according to claim 9, wherein the guide rib is spiral. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 축열재는 셀의 용적보다 적은 양으로 봉입된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 축열장치.The heat storage device using a phase change material according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat storage material is encapsulated in an amount less than the volume of the cell. 일측이 개방되고 전체적으로 단열처리된 복수의 축열탱크; 상기 축열탱크의 개방부에 회동개폐 가능케 연결된 커버와, 축열탱크내에 교체가능케 장착되고 상변화온도가 상이한 축열재로써 축열탱크가 고/저온측으로 각각 구분되도록 하는 축열패널과, 축열탱크의 상, 하측에 축열패널과 접하도록 형성된 어퍼 챔버 및 로워 챔버와, 일측 축열탱크의 로워 챔버로부터 타측 축열탱크의 로워 챔버를 경유하도록 연결된 축열관과, 열유체를 순환시켜 로워 챔버내의 유체를 가열함과 동시에 축열을 행하도록 축열관에 장착된 가변펌프와, 고/저온측 축열탱크의 출/입구측 사이에 위치하는 축열관과 고온측 축열탱크의 입구측 사이에 위치하는 축열관에 접속된 바이패스 파이프와, 바이패스 파이프에 장착되어 축열관의 온도에 따라 그 유로를 고/저온측으로 선택 개폐시키는 3방향 밸브와, 고온측 축열탱크의 출구측 축열관에 장착되어 열유체의 역류를 방지하는 첵 밸브와, 로워 챔버내에 위치하는 축열관에 형성된 방열핀과, 어퍼 챔버에 난방공급관으로 연통되어 난방 또는 급탕을 행하는 난방부하 및 난방부하의 출구측에 연결된 난방배출관과, 난방배출관에 장착되어 난방유체를 회수하는 가변펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 난방시스템.A plurality of heat storage tanks of which one side is opened and is insulated as a whole; A cover connected to the opening and closing portion of the heat storage tank so as to be rotatable and open, a heat storage panel replaceably installed in the heat storage tank and having a phase change temperature different from the heat storage panel so that the heat storage tank is divided into high and low temperature sides, and the top and bottom sides of the heat storage tank. An upper chamber and a lower chamber formed in contact with the heat storage panel, a heat storage tube connected to the lower chamber of one heat storage tank via a lower chamber of the other heat storage tank, and a heat fluid circulated to heat and heat the fluid in the lower chamber. A bypass pump connected to the variable pump mounted on the heat storage pipe, the heat storage pipe located between the outlet / inlet side of the high / low temperature heat storage tank, and the heat storage pipe located between the inlet side of the high temperature heat storage tank; , 3-way valve mounted on the bypass pipe to selectively open / close the flow path to the high / low temperature side according to the temperature of the heat storage pipe, and the outlet side of the high temperature side heat storage tank On the outlet side of the heating load and heating load which is connected to the heat storage tube and prevents the backflow of the thermal fluid, the heat radiation fins formed in the heat storage tube located in the lower chamber, and the heating supply pipe connected to the upper chamber to perform heating or hot water supply. Heating system using a phase change material, characterized in that consisting of a connected heating discharge pipe and a variable pump mounted on the heating discharge pipe to recover the heating fluid. 제 12 항에 있어서, 상기 난방배출관은 고/저온측 로워 챔버에 분기 연통되고, 그 분기 접속부에 난방배출관의 온도에 따라 난방유체를 고/저온측에 선택적으로 회수하도록 3방향밸브가 장착되며, 난방배출관과 저온측 어퍼 챔버 사이에 첵 밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 난방시스템.The method of claim 12, wherein the heating discharge pipe is branched to the high / low temperature lower chamber, the branch connection portion is equipped with a three-way valve to selectively recover the heating fluid on the high / low temperature side according to the temperature of the heating discharge pipe, Heating system using a phase change material, characterized in that the fan valve is installed between the heating discharge pipe and the low-temperature upper chamber. 제 12 항에 있어서, 상기 난방공급관은 고온측 어퍼 챔버에 연통되고, 난방배출관은 저온측 어퍼 챔버로부터 고온측 어퍼 챔버로 연통된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 난방시스템.The heating system using a phase change material according to claim 12, wherein the heating supply pipe is in communication with the high temperature upper chamber, and the heating discharge tube is in communication with the high temperature upper chamber. 제 12 항에 있어서, 상기 고/저온측 축열탱크는 각각 복수로 되고, 고/저온측의 일측 어퍼 챔버와 타측 로워 챔버가 각각 커플링 파이프로 연통되고, 고온측 어퍼 챔버와 난방부하가 난방공급관으로 연통되고, 난방배출관이 고온측의 타측 로워 챔버와 저온측의 타측 로워 챔버에 분기 연통되고, 이 분기 접속부에 난방배출관의 온도에 따라 난방유체를 고/저온측에 선택적으로 회수하도록 3방향밸브가 장착되며, 난방배출관과 저온측의 타측 어퍼 챔버 사이에 첵 밸브가 연결된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 난방시스템.The high / low temperature side heat storage tank is provided in plural, and one upper chamber and the other lower chamber on the high / low temperature side communicate with each other via a coupling pipe, and the high temperature upper chamber and the heating load are connected to the heating supply pipe. Is connected to the other lower chamber on the high temperature side and the other lower chamber on the low temperature side, and the three-way valve is configured to selectively recover the heating fluid to the high / low temperature side according to the temperature of the heating discharge tube. Is equipped with a heating system using a phase change material, characterized in that the valve is connected between the heating discharge pipe and the other upper chamber of the low temperature side. 제 12 항에 있어서, 상기 고/저온측 축열탱크는 각각 복수로 되고, 이들 축열탱크의 어퍼 챔버가 상호 연통되며, 고온측의 일측 어퍼 챔버와 저온측의 일측 어퍼 챔버가 난방공급관 및 난방배출관으로 각각 난방부하에 연통되고, 난방유체를 순환시키도록 난방배출관에 가변펌프가 장착된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 난방시스템.The heat storage tank according to claim 12, wherein the high / low temperature side heat storage tanks are provided in plural, and upper chambers of these heat storage tanks communicate with each other, and one upper chamber on the high temperature side and one upper chamber on the low temperature side serve as a heating supply pipe and a heating discharge pipe. A heating system using a phase change material, each of which communicates with the heating load and is equipped with a variable pump in the heating discharge pipe to circulate the heating fluid. 제 12 항에 있어서, 상기 고/저온측 축열탱크는 각각 복수로 되고, 이들 축열탱크의 어퍼 챔버가 고온측으로부터 저온측을 통해 에어 덕트로 상호 연통되며, 고온측의 입구측 어퍼 챔버에 온풍공급수단이 장착되고, 저온측의 출구측 어퍼 챔버에 에어 필터가 장착된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 난방시스템.The high temperature / low temperature side heat storage tank is provided in plurality, and the upper chambers of these heat storage tanks communicate with each other to the air duct through the low temperature side from the high temperature side, and supply hot air to the inlet upper chamber on the high temperature side. A heating system using a phase change material, characterized in that the means is mounted, and an air filter is mounted in the outlet upper chamber on the low temperature side. 제 15 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 축열탱크는 슬림형으로써 그 탱크와 탱크 사이의 연결부가 단열재로 충전되면서 서포트 플레이트로 밀폐되고, 탱크의 설치를 위해 각 서포트 플레이트를 통해 건물 벽체에 마운팅 보울트가 체결된 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용한 난방시스템.18. The heat storage tank according to any one of claims 15 to 17, wherein the heat storage tank is slim and sealed with a support plate while the connection portion between the tank and the tank is filled with heat insulating material, and is installed on the building wall through each support plate for installation of the tank. Heating system using a phase change material, characterized in that the mounting bolt is fastened.
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