KR200392325Y1 - 히터파이프가장착된 내부보조탱크 와 저온수저장탱크가 설치된 축열탱크 - Google Patents

히터파이프가장착된 내부보조탱크 와 저온수저장탱크가 설치된 축열탱크 Download PDF

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Abstract

본 고안품은 추적식 태양열보일러와 연결되어 태양열집열판에 의해 가열된 온수를 축열하는 온수저장탱크이다. 도1에서 보듯이 열교환용보조탱크는 축열조내부탱크에 설치되어 있으며,열교환보조탱크에는 히터파이프, 전열기, 온도계, 난방용연결파이프등이 설치되어 있고 축열내부탱크에 축열된 온수의 열에너지는 히터파이프로 열교환보조탱크내의 난방용 물을 60℃내지 70℃로 가열해 난방연결파이프를 통해 주택실내를 난방을 하도록하고 급탕연결파이프를 통해 목욕,온수 및 식기세탁, 세탁용 온수를 공급한다. 또한 전열기는 열교환보조탱크내의 온수물(200ℓ)을 추적식태양열집열판이 구름으로 인해 열량을 얻지 못 할 경우 전열기로 난방에 적절한 온도를 가열하여 유지시킨다.

Description

히터파이프가장착된 내부보조탱크 와 저온수저장탱크가 설치된 축열탱크{ ADHESION HEAT PIPE OF INSIDE SUBSIDIARY TANK AND FABRICATION LOW WARM WATER SROREGE TANK OF HEAT STORAGE TANK}
고안이 속하는 기술분야는 원동기계중 보일러 축열조탱크로 종래기술은 본 고안품과 같이 축열조외부탱크(14),축열조내부탱크(15)처럼 재질이 에프알피로 구성되지 않아 축열조탱크 무게가 450kg이나 되어 운반 및 설치시 어려운점이 많고 열교환보조탱크(11)가 없어 난방순환된 온수와 난방순환되지 않은 온수가 섞여 축열조 내부온수 온도가 급격히 떨어져 난방성능이 저하되고 또한 히터파이프(1)가 설치되지않아 난방효율을 저하시켰고 전열기(2)가 열교환보조탱크(11)내에 부착되지않아 심야전기 축열탱크처럼 축열조내의 2500ℓ전체물을 25kW용량으로 가열하다 보니 전력낭비가 심하다. 일반적인 축열식탱크로 제작하여 겨울철 70℃로 가열된 온수를 난방용으로 순환시킬 경우(3O평 규모 단독 슬라브주택)1회순환된 온수는 약 20℃이상 온도 하강이 되고 그러한 온수는 직접 축열탱크 내부 70℃로 가열된 온수와 섞이면서 전체 온수의 온도는 급격히 떨어진다. 축열탱크 내부 열량이 180000㎉ 일 경우 온도가 70℃ 용량은 2570ℓ이다. 이 경우 난방순환 주기는 1시간이고 난방순환 시간은 약10분이다.상기에서 난방순환펌프는 분당 온수를 10ℓ가량 순환 시킨다. 10분당 100ℓ가량의 온수가 순환되며, 약20℃의 온도 하강이 이루어지며, 일몰후 일출직전까지 대략15번 정도 난방순환 펌프는 작동하므로 온도 하강이 되는 온수양은 1500ℓ이고 축열탱크내부의 온도는 50℃가 되며, 이 경우 손실열량은 30000㎉이다(1500ℓ*20㎉).이는 상기에서 초기 2500ℓ중 1000ℓ가량의 순환되지 않은 열량은 26000㎉ 이지만,실제 손실열량은 24000㎉이며,두 열손실열량을 합하고 감할 경우 최종 126000㎉이다(24000㎉+30000㎉-180000㎉). 겨울철 최저 가능 난방온도는 40℃ 가량이고 2500ℓ용량에서 열량으로 환산하면 100000㎉이다. 즉 180000㎉중 실제 난방이 가능한 열량은 80000㎉이다. 상기에서 추적식태양열집열판이 구름으로 인해 이틀 가량 온수를 가열하지 못할 경우 난방에 필요한 열량은 (1시간 간격으로 10분 난방순환펌프를 가동시)50000㎉이상의 열량이 있어야 난방이 가능하므로(26000㎉부족) 일반 축열식탱크로는 열손실이 많아 난방이 불가능하다.
기존 축열탱크는 재질 및 구조가 무거워 설치가 어려운점이 있어 에프알피로 구성하여 무게를 1/4로 줄여 이동,설치가 용이 하도록 하였으며, 난방순환된 온수와 난방순환되지 않은 온수가 직접 섞이면서 온수온도가 급격히 떨어져 축열 효율이 급격히 떨어지는 것을 열교환보조탱크(11)를 설치하여 장기간 축열난방을 하도록 하였고 열교환보조탱크(11)내에 전열기(2)가 부착되지 않고 축열탱크내에 설치되어 탱크내 전체물을 가열함으로써 전기소비가 많은것을 대폭 절감할려고 하였다.
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축열조외부탱크(14)는 ㅇ.3mm 에프알피로 구성되고 단열재(12)는 발포우레탄으로 6cm ∼ 10cm 폭으로 구성되며, 축열조내부탱크(15)는 0.2 mm 에프알피로 구성된다. 축열탱크의 용량은 3000ℓ ~ 2000ℓ로 다양한 크기로 제작된다.
축열조내부탱크(15)에 설치되는 본체온도계(9)는 추적식태양열집열판(20)의 제어부(21)와 연결되어 추적식태양열집열판(20)의 내부 온도보다 온수 물의 온도가 낮을 경우 이를 감지하여 저온수를 제어부(21)와 연결된 난방순환펌프(22)를 작동시켜 온수배출구(5)를 거쳐 추적식태양열집열판(20)으로 이송시키고 추적식태양열집열판(20)에 의해 가열된 온수는 온수유입구(6)을 통해 축열조탱크내부(15)에 저장된다. 축열조외부탱크(14)상부 및 축열조내부탱크(15)를 관통한 형태로 중앙에 위치한 작업덮개(13)는 축열조탱크 내부청소시 작업자의 통로로 이용된다.
축열조내부탱크(15)내부 상부에 중심부가 반원형 모양으로 뚫린 형태의 반원형 저온수저장탱크(8)는 겨울철 일몰후 추적식태양열집열판(20)의 내부온도가 급강하므로 동파를 방지하기위해 축열조내의 온수를 추적식태양열집열판(20) 쪽으로 순환시킨 온수는 온도가 매우 낮아짐으로 축열조내부탱크(15)내부 온수와 섞이면 난방 및 온수로 사용될 온수의 온도를 하강시키므로 순서화된 작동프로그램이 내장된 제어부(21)에 의해 전기적신호가 전송되어 일몰 후 부터 전동밸브(7)를 닫아 축열조내부탱크(15)내의 온수와 섞이지 않도록 하고 일출후 부터는 제어부(21)의 전기적신호를 보내어 전동밸브(7)를 열어 축열조내부탱크(15)온수와 혼합 되도록한다( 재료는 에프알피로 구성한다). 이 경우 추적식태양열집열판(20)에 의해 가열된 온수와 섞이면서 온도가 하강된 물은 70℃ 이상 도달한다.
상기에서 저온수저장탱크(8)의 용량은 150ℓ에서 300ℓ이다. 열교환보조탱크(11)는 축열조내부탱크(15)내부 하단부에 위치하고 축열조내부탱크(15)와는 경계면을 두고 있어 온수가 직접 섞이지 않는다. 추적식태양열집열판(20)에 의해 가열된 온수는 축열조내부탱크(15)에 저장되고 이 열에너지를 열교환보조탱크(11) 중앙부에 위치한 히터파이프(1)로 열교환보조탱크(11)내의 물을 간접가열 시킨다.
이러한 효과로 축열조내부탱크(15)의 물이 일몰후 난방시 바닥을 통과한후 온도가 하강된 온수물과 직접 섞이지 않도록 함으로 온수의 온도를 장시간 고온으로 유지시켜 난방 효율을 2배이상 높인다. 열교환기보조탱크(11)의 재질은 0.5mm 에프알피로 구성된다. 열교환보조탱크(11)내 축열조내부탱크(15) 외부에 설치된 전열기(2)는 1 kW 용량이고 열교환보조탱크(11)용량이 150ℓ ~ 300 ℓ이므로 추적식태양열집열판(20)이 기상상태 악화로 3일 이상 온수 가열이 불가능할 경우 본체온도계(9)에 의해 감지된 온도값은 전기적신호로 변환되어 제어부(21)에 입력되어 순서도 작동 프로그램에 의해 전열기(2)를 작동시켜 열교환보조탱크(11)내의 물을 난방이 가능한 60도 이상 온수로 가열한후 난방에 이용하도록한다.
열교환보조탱크(11)내 축열조내부탱크(15)외부상부에 설치된 온도계(3)는 추적식태양열집열판(20)의 제어부(21)의 전기적 신호에 의한 작동으로 전열기(2)의 가열횟수 및 가열온도등을 제어하는데 이용되며,상기 전열기(2)는 축열조내부탱크(15)내의 2500ℓ물을 가열하지 않고 열교환보조탱크(11)내의 150ℓ~ 300ℓ물 만을 가열하여 전력소비를 대폭 감소시킨다. 열교환보조탱크(11)내 축열조외부탱크(14)를 관통해 축열조내부탱크(15)외부 하단부에 위치한 난방연결파이프(4)는 거실 및 방에 연결된 난방관에 체결되어 열교환보조탱크(11)내의 온수를 방과 거실등에 공급한다. 축열조외부탱크(14)를 관통해 축열조내부탱크(15)외부 하단부에 위치한 온수배출구(5)는 축열조내부탱크(15)내의 온수 온도가 하강하면 이를 가열시키기 위해 온수배출구(5)를 통해 가열될 온수가 추적식태양열집열판(20)으로 이송된다.
축열조외부탱크(14)외부 상부에 위치한 온수유입구(6)는 추적식태양열집열판(20)에 의해 가열된 온수가 저온수저장탱크(8)쪽으로 유입된 후 제어부(21)의 전기적신호의 전송에의한 전기적작동으로 전동밸브(7)를 개방시켜 축열조내부탱크(15)에 저장된다. 열교환보조탱크(11)내 축열조외부탱크(14)를 관통해 축열조내부탱크(15)외부 상부에 위치한 보충수유입구(16)는 난방용 온수물을 보충하는 유입관으로 사용된다. 축열조외부탱크(14)상부에 위치한 압력조절탱크(17)는 축열탱크 내부 과도한 수증기 발생으로 압력이 상승하는 것을 방지한다. 축열조외부탱크(14)및 축열조내부탱크(15)를 관통하여 설치된 축열조 온수보충파이프(18)는 축열조탱크 내부 물이 감소 할 경우 물을 보충하고 축열조내부탱크(15)내부 상부에 설치되는 수위조절부표(19)는 수위를 감지하여 수면을 일정하게 유지되도록한다. 축열조외부탱크(14)를 관통해 축열조내부탱크(15)내부 중앙부 부근 설치된 급탕연결파이프(10)는 코일형태의 구리파이프와 연결되고 급탕연결파이프(10)내부 시수물이 이송 되다가 축열조내부탱크(15)내부 70℃로 가열된 온수에의해 시수물이 45℃까지 간접가열되어 목욕 및 세수,식기세척등에 사용된다.
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본 고안으로 얻을 수 있는 효과는 겨울철 난방시 축열효율이 높아 이틀 이상 추적식태양열집열판이 구름및 우천으로 집열을 못할 경우 사흘 정도 난방을 할 수 있도록 하였고 또한 태양열집열판이 저녁일 경우 기온하강으로 배관이 동파되는 것을 저온수저장탱크의 기능으로 동파를 방지하며, 고효율태양열보일러와 연결되어 시스템효율이 한층 높아져 보급 및 확산이 용이 할것이다. 또한 상기의 효과로 기름에 의존하고 있는 난방에너지원을 분산하는 효과로 원유 수입감소를 가져와 외화유출을 막을 수 있을것이며, 이산화탄소 배출감소 효과도 있다.
삭제
도1 은 본 고안에 투시도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
1:히터파이프 2:전열기 3:온도계 4:난방연결파이프 5:온수배출구
6:온수유입구 7:전동밸브 8:저온수저장탱크 9:본체온도계
10:급탕연결파이프 11:열교환보조탱크 12:단열재 13:작업덮개
14:축열조외부탱크 15:축열조내부탱크 16:보충수유입구 17:압력조절탱크
18:온수보충파이프 19:수위조절부표 20:추적식태양열집열판 21:제어부22: 난방순환펌프

Claims (1)

  1. 에프알피로 구성된 축열조외부탱크(14)와 축열조내부탱크(15)공간사이 폭 6cm에서 10cm 단열재(12)가 위치하고 탱크외부 상부 압력조절을하는 압력조절탱크(17)와 작업덮개(13)및 온수유입구(6)과 온수보충파이프(18)에 연결된 수위조절부표(19)가 설치되고 탱크외부 중간부분에 급탕연결파이프(10)가 설치되고 하부에 온수배출구(5)가 설치되며, 탱크내부 상부 에프알피로 구성된 중심부가 개방된 반원형 형태의 저온수저장탱크(8)와 순서화된 프로그램에 의해 제어부(21)의 전기적신호에 따라 자동개폐가 되는 전동밸브(7)및 제어부(21)에 연결된 본체온도계(9)가 부착되고 탱크하부 열교환보조탱크(11)외부면에 난방연결파이프(4)과 보충수유입구(16)및 온도계(3)가 설치되고 전기적 신호의 온도값이 제어부(21)의 연산작용부로 전송되어 연산결과에 의해 작동되는 1kW용량의 전열기(2)가 내부에 설치되어지고 중앙부에 열원을 간접전달하는 히터파이프(1)가 설치되는 것을 특징으로 하는 히터파이프가 장착된 내부보조탱크와 저온수저장탱크가 설치된 축열탱크
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