KR20040103140A - 태양열 집열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양열 집열장치에 관한 것으로서, 집열관에서 태양열에 의하여 물을 가열할 때 신속하게 가열하고, 또한 가열되는 물을 알카리화하여 식물의 급수 및 산성토양의 중화에 사용할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 집열기(10)와 축열탱크(20)로 구성하여 집열기(10)와 축열탱크(20)를 펌프(31)를 부설한 공급관(30)과 귀환관(32)으로 연결하며, 상기 집열기(10)는 하우징(11)의 내부에 집열관(12)을 지그재그로 배치한 후 상기 하우징(11)의 상부에 유리 등의 투명 커버(13)를 덮으며, 상기 집열관(12)은 플라스틱으로 형성하고 외면에 태양열의 입사가 양호하도록 경사면(120)을 형성함과 동시에 내부 원적외선 방사 세라믹 분체(121)를 분산한 것이다.

또한 상기 축열탱크(20) 내에는 주머니 등에 넣은 원적외선 방사 세라믹 볼(122)을 넣어서 된 것이다.

상기한 원적외선 방사 세라믹은 알루미나, 실리카 또는 지르코늄을 주성분으로 한 통상의 것과 페라이트를 사용하며, 상기 원적외선 방사 세라믹 볼(122)은 원적외선 방사 세라믹 분체를 결합재로서 일정형상으로 성형하여 사용하는 것이다.

Description

태양열 집열장치 {SOLAR COLLECTOR DEVICE}

본 발명은 태양열 집열장치에 관한 것이다.

주지된 태양열 집열장치는 도 1에서 참조되는 바와 같이 집열기(10)와 축열탱크(20)를 구성하여 집열기(10)와 축열탱크(20)를 펌프(31)를 부설한 공급관(30)과 귀환관(32)으로 연결하며, 상기 집열기(10)는 도 2에서 참조되는 바와 같이 하우징(11) 내부에 집열관(12)을 지그재그로 배치한 후 상기 하우징(11)의 상부에 투명 커버(13)를 설치하거나 도 4 및 도 5에서 참조되는 바와 같이 파라보라 안테나형 하우징(11')의 내부에 집열관(12)을 원형으로 배치하고, 상기 하우징(11')의 상부에 투명커버(13')를 설치한 것이다.

상기한 태양열 집열장치는 축열탱크(20)에 저장된 물 등의 열매체를 펌프(31)에 의하여 집열관(12)(12')에 공급하여 태양열의 조사에 의하여 가열한 후 귀환관(32)을 경유하여 축열탱크(20)에 되돌아오는 사이클을 반복하여서 가열된 열매체를 축열탱크(20)에 저장하였다가 필요한 용도 예를 들면 난방 또는 급탕용 등으로 사용하는 것이다.

한편 원적외선은 균일한 가열기능 및 가열시간 단축기능이 있음이 알려졌고 또한 상기 원적외선 중 10미크론 전후 파장의 것은 물을 활성화하여 이온화된다는 사실도 알려졌으며, 물에 원적외선이 방사되어 이온화되면 수소이온 농도가 7.5~8.0의 약알카리 이온수가 되는 것이다.

또한 최근에는 토양의 산성화가 농촌문제의 하나로 대두되고 있는 바, 상기 토양의 산성화는 토양의 수분의 증발량이 강우량보다 클 때 산염의 분해로 유리된 염기가 유실되는 기후에 의한 토양반응, 규산염광물과 가수분해산물의 분해부식이나 비료에 의한 산성화, 산성비나 공해물질의 유입으로 인한 산성화 등이 있으며, 상기 토양의 산성화를 개선하기 위하여 현재 농촌에서 사용되는 방법은 석회를 뿌려서 산성화된 토양을 중성으로 만드는 것이다.

상기한 토양의 산성화 원인중 화학비료에 의한 산성화는 화학비료의 과다한 사용에 의한 인위적인 현상이며, 화학비료를 과다하게 사용하면 식물의 성장에 필요한 원소는 탄소, 수소, 산소, 질소, 인, 칼륨 등 10여가지가 되나 상기 원소 중 질소, 인, 칼륨은 흙 속에 포함된 양으로서는 불충함으로 질소비료, 인산비료, 칼륨비료와 같은 화학비료를 사용하고 있는 바, 이들이 흙 속에 남아 있으면 차츰 산화되어 질산, 인산, 황산 등이 됨으로써 토양이 산성화되는 것이다.

그러나 상기한 태양열 집열장치는 설비비에 비하여 가열효율이 낮고, 또한 산성화된 토양을 중성으로 만들기 위하여 석회를 뿌리는 방법은 비용이 많이 들고 작업이 번잡한 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여, 집열관에서 태양열에 의하여 물을 가열할 때 신속하게 가열하고, 또한 가열되는 물을 알카리화하여 식물의 급수 및 산성토양의 중화에 사용할 수 있도록 한 태양열 집열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 집열기와 축열탱크로 구성하고, 상기 집열기의 집열관을 플라스틱으로 형성함과 동시에 내부에 원적외선 방사 세라믹 분체를 분산한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 일부 절단 측면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 집열기의 일부 분해 사시도.

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 집열관의 단면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 집열기의 평면도.

도 5는 도 4의 B-B 선 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 집열기 12 : 집열관 20 : 축열탱크

121 : 원적외선 방사 세라믹 분체 122 : 원적외선 방사 세라믹 볼

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 일부 절단 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 집열기의 일부 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 집열관의 단면도로서, 본 발명은 집열기(10)와 축열탱크(20)로 구성하여 집열기(10)와 축열탱크(20)를 펌프(31)를 부설한 공급관(30)과 귀환관(32)으로 연결하며, 상기집열기(10)는 하우징(11)의 내부에 집열관(12)을 지그재그로 배치한 후 상기 하우징(11)의 상부에 유리 등의 투명 커버(13)를 덮으며, 상기 집열관(12)은 플라스틱으로 형성하고 외면에 태양열의 입사가 양호하도록 경사면(120)을 형성함과 동시에 내부 원적외선 방사 세라믹 분체(121)를 분산한 것이다.

또한 상기 축열탱크(20) 내에는 주머니 등에 넣은 원적외선 방사 세라믹 볼(122)을 넣어서 된 것이다.

상기한 원적외선 방사 세라믹은 알루미나, 실리카 또는 지르코늄을 주성분으로 한 통상의 것과 페라이트를 사용하며, 상기 원적외선 방사 세라믹 볼(122)은 원적외선 방사 세라믹 분체를 결합재로서 일정형상으로 성형하여 사용하는 것이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 집열기의 평면도이고, 도 5는 도 4의 B-B 선 단면도이고, 하우징(11')을 파라보라 안테나 형상으로 형성하고 내부에 상기 제 1 실시예와 동일한 집열관(12)을 원형으로 배치하며, 하우징(11')의 상부에 투명커버(12')를 설치한 것이다.

미설명부호 21은 물공급구, 22는 물배출구이다.

상기한 본 발명은 축열탱크(2)에 저장된 물을 펌프(31)에 의하여 집열관(12)(12')에 순환시키면 태양열의 집열에 의하여 가열될 때 원적외선 방사 세라믹 분체(121)에서 방사되는 원적외선이 물에 방사됨으로서, 즉 집열관 (12)(12')을 순환하는 물을 태양열에 의한 복사열과 원적외선에 의하여 가열함으로써 가열이 신속하고, 또한 상기 가열된 물은 이온화되어 수소이온 농도가 7.5~8.0의 약알카리수가 되는 것이다.

상기한 약알카리수는 비닐하우스 등의 상토에 매설된 방열관에 순환시켜 비닐하우스를 난방하거나, 비닐하우스 등에서 재배되는 식물에 급수용으로 살수하고, 또한 약알카리수가 상토에 살수되면 산성화된 토양을 중화함으로써 식물의 육성을 촉진하고 병충해의 발생을 저감할 수 있는 것이다.

또한 상기 약알카리수를 급수용으로 살수하면서 산성토양을 중화함으로써 종래 산성토양을 중화하기 위하여 석회를 뿌리는 것에 비하여 비용과 작업공수가 절감되는 것이다.

그리고 본 발명은 축열탱크(20)내에 원적외선 방사 세라믹 볼(122)를 넣은 것임으로 우천시 또는 밤에 물은 가열할 수 없지만 약알카리화할 수 있음으로 항상 급수용 및 산성토양 중화용 물을 얻을 수 있는 것이다.

또한 집열관(12)(12')은 플라스틱을 사용함으로서 저렴하고, 플라스틱제 집열관(12)(12')은 유연함으로 집열관 사이의 간격을 조밀하게 배치할 수 있기 때문에 태양열의 집열을 양호하게 하면서 내부에 원적외선 방사 세라믹 분체(121)를 분산하여 열전달을 양호하게 하였음으로 물의 가열효율도 종래 금속관에 비하여 양호하게 할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 집열관에 원적외선 방사 세라믹 분체를 분산하여 물을 신속히 가열할 수 있고, 상기 가열된 물은 약알카리화됨으로 식물의 급수용 및 산성토양의 중화용으로 활용할 수 있기 때문에 식물의 육성을 촉진하고 병충해를 예방하며 산성토양의 중화를 저렴한 비용으로 할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 축열탱크에 원적외선 방사 세라믹 볼을 넣은 것임으로 우천시 또는 밤에도 급수용 및 산성토양 중화용 약알카리수를 경제적으로 제조할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 집열기와 축열탱크로 구성하고, 상기 집열기의 집열관을 플라스틱으로 형성함과 동시에 내부에 원적외선 방사 세라믹 분체를 분산한 것을 특징으로 한 태양열 집열장치.
2. 제 1 항에 있어서, 축열탱크에 원적외선 방사 세라믹 볼을 넣은 태양열 집열장치.