KR200404246Y1 - solar heat warm water system - Google Patents
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Abstract
본 고안은 양방향 개방형 진공관을 이용한 태양열 집열구조에 관한 것으로, 본 고안의 특징은 태양열 집열구조에 사용되는 진공관을, 양방향으로 개방되도록 구성하므로서 집열의 효율성을 극대화하고, 내부의 열매체(물)를 강제로 순환시키므로서 열손실을 최소로 하면서 적은 태양열원으로도 효율적인 태양열에너지를 흡수하여 가온(加溫) 효과를 극대화할 수 있게 한 것이다.The present invention relates to a solar heat collecting structure using a bidirectional open type vacuum tube, and a feature of the present invention is to configure the vacuum tube used in the solar heat collecting structure to open in both directions to maximize the efficiency of the heat collecting and forcing the heat medium (water) inside. By minimizing heat loss and minimizing heat loss, it is possible to maximize the warming effect by absorbing efficient solar thermal energy even with a small solar heat source.
본 고안은 양측에 관통형의 개방부(103)를 각각 형성한 다수의 진공관(10)을 구성하여 태양열의 복사에너지를 열에너지로 변환하여 가열한 열매체(25)가 순환되게 하고, 상기 진공관(10)의 각 개방부(103)는 상호 관통형으로 중공체의 순환관(11)과 연결하며, The present invention constitutes a plurality of vacuum tubes 10 each having through-type openings 103 formed on both sides thereof to convert radiant energy of solar heat into thermal energy so that the heated heating medium 25 is circulated, and the vacuum tube 10 Each opening 103 of) is connected to the circulation pipe 11 of the hollow body through each other.
상기 각 순환관(11)의 가장자리에는 보온재(23)를 피복하여 연결관(12)으로서 연속 설치하여서 이루어진, 집열구조(100)의 배면측에는 반사판(24)을 별도 설치하여 진공관(10)에 대해 집열의 효율성을 극대화하고, 상기의 조건에서 가열된 열매체(25)(온수)가 배출되는 부위의 온수배출구(13)에는 배출온도센서(14)를 개재하여 저장탱크(15)와 연결하며, The circumference of each of the circulation pipes 11 is formed by covering the heat insulating material 23 and continuously installing them as the connection pipes 12. On the back side of the heat collecting structure 100, a reflection plate 24 is separately provided to the vacuum tube 10. Maximize the efficiency of heat collection, the hot water outlet 13 of the heating medium 25 (hot water) discharged under the above conditions is connected to the storage tank 15 via the discharge temperature sensor 14,
상기 저장탱크(15)에는 저장온도센서(17)를 설치하여 제어부(18)와 연결하고,상기 저장탱크(15)의 열매체(25)(온수)는 배수탱크(16)와 연결하여 별도의 밸브 등으로 배출 사용할 수 있게 구성하며, The storage tank 15 is provided with a storage temperature sensor 17 to be connected to the control unit 18, the heat medium 25 (hot water) of the storage tank 15 is connected to the drain tank 16 to separate valve Configured to be used for discharge, etc.
상기 저장탱크(15)에는 열매체공급구(19)가 마련되어 배수탱크(16)로 배수된 새로운 열매체(25)(냉수)를 공급할 수 있게 하고, 저장탱크(15)의 열매체(25)(냉수)가 이동하는 연결관(12)에는 순환펌프(20)와 공급온도센서(21)를 개재하여 냉수유입구(22)측으로 공급될 수 있게 하며, The storage tank 15 is provided with a heat medium supply port 19 to supply the new heat medium 25 (cold water) drained to the drain tank 16, and the heat medium 25 (cold water) of the storage tank 15. Is connected to the moving pipe 12 through the circulation pump 20 and the supply temperature sensor 21 to be supplied to the cold water inlet 22 side,
상기 순환펌프(20)와 공급온도센서(21), 배출온도센서(14)는 제어부(18)와 각각 연결하여 상기 제어부(18)에 입력된 데이터가 작동하므로서 순환펌프(20)의 작동에 의해 열매체(냉수)가 강제 순환공급될 수 있게 구성한 것이다.The circulation pump 20, the supply temperature sensor 21, and the discharge temperature sensor 14 are connected to the control unit 18, respectively, so that the data input to the control unit 18 operates to operate the circulation pump 20. The heat medium (cold water) is configured to be forcedly supplied.
Description
본 고안은 양방향 개방형 진공관을 이용한 태양열 집열구조에 관한 것으로, 본 고안의 특징은 태양열 집열구조에 사용되는 진공관을, 양방향으로 개방되도록 구성하므로서 집열의 효율성을 극대화하고, 내부의 열매체(물)를 강제로 순환시키므로서 열손실을 최소로 하면서 적은 태양열원으로도 효율적인 태양열에너지를 흡수하여 가온(加溫) 효과를 극대화할 수 있게 한 것이다.The present invention relates to a solar heat collecting structure using a bidirectional open type vacuum tube, and a feature of the present invention is to configure the vacuum tube used in the solar heat collecting structure to open in both directions to maximize the efficiency of the heat collecting and forcing the heat medium (water) inside. By minimizing heat loss and minimizing heat loss, it is possible to maximize the warming effect by absorbing efficient solar thermal energy even with a small solar heat source.
통상 태양열을 이용한 집열구조는, 주로 태양열의 복사에너지를 열에너지로 수집하는 진공관식 태양열 집열구조로서 그 원리는 크게 다음과 같은 세가지의 종류로 대별된다.Normally, the solar heat collecting structure is a vacuum tube solar heat collecting structure that mainly collects radiant energy of solar heat as thermal energy, and its principle is roughly classified into three kinds as follows.
첫째, 가장 보편적으로 사용되는 형태로서, 그 구조는 도 5에서 도시한 바와 같이 U자형 진공관을 이용하여, 일측은 막히고 일측은 개방되는 타입으로 설치하여 태양에서 발생하는 복사에너지를 받은 진공관 내부의 열매체가, 태양열 에너지로 인해 온도상승이 이루어지게 되면 상승된 열매체는 열매체 저장탱크의 상부로 이동하고, 그 반대쪽의 열매체는 하강하는 구조로 이루어진 자연 대류식 진공관으로 되어 있다.First, the most commonly used form, the structure is a U-shaped vacuum tube as shown in Figure 5, one side is blocked and one side is installed in a type that is open to receive the radiant energy generated from the sun heat medium inside the tube A, when the temperature rise is made due to solar energy, the elevated heat medium moves to the upper portion of the heat medium storage tank, and the opposite heat medium is a natural convective vacuum tube having a descending structure.
그러나 이와 같은 구조는, 진공관 상부에 설치된 열매체 저장탱크에서 열매체의 온도에 따라 상기 열매체가 이동하는 관로(管路)가 단일로 되어 있으므로 열매체(온수와 냉수)의 순환이 용이하게 이루어지지 못하여 집열효율이 크게 저조할 뿐만 아니라 단일의 관로에서 순환하는 관계로 부분적인 가열로 인해 전체적으로 골고루 집열되지 못하는 등의 문제점이 따랐다.However, in such a structure, since the heat pipes move in accordance with the temperature of the heat medium in the heat medium storage tank installed above the vacuum tube, the heat medium (hot and cold water) cannot be easily circulated, and thus the heat collection efficiency Not only is this significantly lower, but also due to the circulation in a single pipeline, there is a problem that partial heating does not evenly collect as a whole.
둘째, 주로 산업용 공정에 사용되는 구조로서, 첫째와 마찬가지로 그 구조는 도 6에서 도시한 바와 같이 U자형 진공관을 이용하여 중앙부의 금속재 집열관을 기점으로 양측으로 "⊂" "⊃"형태로 진공관을 가로로 배열하여 중앙부의 금속재 집열관 하부로 열매체를 유입시켜 태양에너지를 열에너지로 수집한 후 중앙부의 금속재 집열관 상부로 유출하는 구조로 이루어져 있다.Second, the structure is mainly used in industrial processes, the structure is similar to the first, as shown in Figure 6 using a U-shaped vacuum tube from the center of the metal heat collecting tube to the both sides "⊂" "⊃" form the vacuum tube Arranged horizontally, the heat medium is introduced into the lower portion of the metal collector tube in the center to collect solar energy as heat energy, and then flows out to the upper portion of the metal collector tube in the center.
그러나, 이의 구조 역시 첫째의 열매체 자연대류식 구조로 되어 있으므로 열매체 저장탱크가 진공관과 분리되어 있으며, 강제 순환펌프를 이용하여 열매체를 저장탱크로 이송하는 구조로 되어 있으므로 집열효율이 크게 저조할 뿐만 아니라 단일의 관로내에서 양측으로 이동하는 관계로 부분적인 가열로 인해 전체적으로 골고루 집열되지 못할 뿐만 아니라 구조가 복잡하고, 설비비가 과도히 소요되는 등의 문제점이 따랐다.However, since its structure is also the first heat medium natural convection type structure, the heat medium storage tank is separated from the vacuum tube, and the heat medium is transferred to the storage tank using a forced circulation pump, so that the heat collection efficiency is not very low. Due to the movement to both sides in a single pipeline, the partial heating causes not only the entire heat collection, but also a complicated structure and excessive equipment costs.
셋째, 그 구조는 도 7에서 도시한 바와 같이 진공관의 구조가 내부에 동관을 이용하여 히팅 파이프(heating pipe)를 별도 설치한 구조로 되어 있으므로 진공관을 통해 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집한 후 동관 내부의 가열된 열매체가 빠른 속도로 상부로 열을 전달하고 상부에 전달된 열에너지를 제2의 열매체를 이용하여 흡수 저장하는 구조로 되어 있다.Third, since the structure of the vacuum tube is a structure in which a heating pipe is separately installed using a copper tube as shown in FIG. 7, the solar radiation energy is collected as heat energy through the vacuum tube, and then the inside of the copper tube. The heated heating medium of heat transfers the heat to the upper part at a high speed, and has the structure which absorbs and stores the heat energy transferred to the upper part using a 2nd heating medium.
그러나 이와 같은 경우는 가열된 열매체 저장탱크를 상부부착형과 분리형으로 구분할 수 있는 바, 상부 부착형은 열매체 저장탱크 내부에서 자연 대류현상으로 가열되고, 열매체 저장탱크 분리형은 순환펌프를 이용하여 강제순환하는 구조이므로 설비비가 과도히 소요되면서 집열의 효율성이 크게 저조하며, 균일한 집열이 곤란한 문제점을 수반하고 있다.However, in this case, the heated heating medium storage tank can be divided into the upper attachment type and the separate type. The upper attachment type is heated by natural convection in the heating medium storage tank, and the heating medium storage tank is separated by forced circulation using a circulation pump. As the structure is excessively expensive, the efficiency of the heat collection is greatly lowered while the equipment cost is excessive, and uniform collection is accompanied with a problem of difficulty.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 태양열 집열구조가 갖는 제반 문제점을 근본적으로 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 고안의 특징은 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집하는 진공관식 태열열 집열관을 양방향 개방형으로 구성하여 열매체(온수 및 냉수)의 혼합을 근본적으로 분리하여 순환할 수 있도록 진공관의 하부로 가열된 열매체를 유입하고 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집한 후 진공관 상부로 냉각된 열매체를 강제 이동시키는 구조로서 태양열의 집열효율을 극대화할 수 있다.Therefore, the present invention has been devised to fundamentally solve all the problems of the conventional solar heat collecting structure as described above, the feature of the present invention is a vacuum-type tandem heat collecting tube that collects solar radiation as heat energy in a bidirectional open type It is a structure that flows the heated heat medium to the lower part of the vacuum tube and collects solar thermal energy as heat energy so as to fundamentally separate and circulate the mixture of the heat medium (hot and cold water). The heat collection efficiency of solar heat can be maximized.
즉, 본 고안은 양방향 개방형 진공관식 태양열 집열구조는 기존의 일측 폐쇄형 진공관의 원리를 크게 개선한 구조로서, 내부의 유리관과 외부의 유리관 사이에 공간을 두고 그 공간을 진공처리하여 진공부를 마련하되, 진공관의 양측에는 열매체가 유동할 수 있도록 개방부를 구성하고, 상기 진공부의 내부에는 태양열의 집열효과를 극대화하기 위해 태양열흡수층을 별도 코팅하여 상하 순환관에 각각 관통되게 다수 연결 설치하므로서 제어부의 작동에 의해 가열된 열매체의 온도차에 따라 순환펌프가 작동하여 내부의 열매체를 강제 순환하므로서 집열의 효율성을 극대화함과 동시에 열매체의 온도차에 따라 자동으로 집열하여 필요할 경우 선택적으로 사용할 수 있게 한 것이다.That is, the present invention is a bidirectional open-type vacuum tube solar heat collecting structure is a structure that greatly improves the principle of the existing one-side closed vacuum tube, a space between the inner glass tube and the outer glass tube and vacuum the space to provide a vacuum unit However, both sides of the vacuum tube is configured to open the heat medium so that the flow can flow, and inside the vacuum portion to maximize the solar heat collection effect by coating a separate solar heat absorbing layer through the upper and lower circulation pipe to install a plurality of connections of the control unit The circulation pump operates according to the temperature difference of the heat medium heated by the operation to circulate the heat medium inside to maximize the efficiency of the heat collection and at the same time automatically collects according to the temperature difference of the heat medium to be selectively used if necessary.
이하 본 고안의 상기한 목적을 달성하기 위한 구성과 그 사용방법 등을 첨부된 도면과 함께 살펴보기로 한다.Hereinafter, a configuration and a method of using the same for achieving the above object of the present invention will be described with the accompanying drawings.
도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 도시한 설치구조의 레이아웃을 보인 도면으로서, 본 고안은 양측에 관통형의 개방부(103)를 각각 형성한 다수의 진공관(10)을 구성하여 태양열의 복사에너지를 열에너지로 변환하여 가열한 열매체(25)가 순환되게 하고, 상기 진공관(10)의 각 개방부(103)는 상호 관통형으로 중공체의 순환관(11)과 연결한다.1 is a view showing the layout of the installation structure showing a preferred embodiment of the present invention, the present invention constitutes a plurality of vacuum tubes 10 each formed through the opening 103 of the through type on both sides of the solar heat The radiant energy is converted into thermal energy and the heated heating medium 25 is circulated, and each opening 103 of the vacuum tube 10 is connected to the circulation pipe 11 of the hollow body through each other.
상기 각 순환관(11)의 가장자리에는 보온재(23)를 피복하여 연결관(12)으로서 연속 설치하여서 이루어진, 집열구조(100)의 배면측에는 반사판(24)을 별도 설치하여 진공관(10)에 대해 집열의 효율성을 극대화하고, 상기의 조건에서 가열된 열매체(25)(온수)가 배출되는 부위의 온수배출구(13)에는 배출온도센서(14)를 개재하여 저장탱크(15)와 연결한다.The circumference of each of the circulation pipes 11 is formed by covering the heat insulating material 23 and continuously installing them as the connection pipes 12. On the back side of the heat collecting structure 100, a reflection plate 24 is separately provided to the vacuum tube 10. Maximize the efficiency of the heat collection, the hot water outlet 13 of the heating medium 25 (hot water) is discharged in the above conditions is connected to the storage tank 15 via the discharge temperature sensor (14).
상기 저장탱크(15)에는 저장온도센서(17)를 설치하여 제어부(18)와 연결하고,상기 저장탱크(15)의 열매체(25)(온수)는 배수탱크(16)와 연결하여 별도의 밸브 등으로 배출 사용할 수 있게 구성한다.The storage tank 15 is provided with a storage temperature sensor 17 to be connected to the control unit 18, the heat medium 25 (hot water) of the storage tank 15 is connected to the drain tank 16 to separate valve Configured to be used for discharge.
상기 저장탱크(15)에는 열매체공급구(19)가 마련되어 배수탱크(16)로 배수된 새로운 열매체(25)(냉수)를 공급할 수 있게 하고, 저장탱크(15)의 열매체(25)(냉수)가 이동하는 연결관(12)에는 순환펌프(20)와 공급온도센서(21)를 개재하여 냉수유입구(22)측으로 공급될 수 있게 한다.The storage tank 15 is provided with a heat medium supply port 19 to supply the new heat medium 25 (cold water) drained to the drain tank 16, and the heat medium 25 (cold water) of the storage tank 15. Is connected to the moving pipe 12 through the circulation pump 20 and the supply temperature sensor 21 to be supplied to the cold water inlet 22 side.
상기 순환펌프(20)와 공급온도센서(21), 배출온도센서(14)는 제어부(18)와 각각 연결하여 상기 제어부(18)에 입력된 데이터가 작동하므로서 순환펌프(20)의 작동에 의해 열매체(냉수)가 강제 순환공급될 수 있게 구성한다.The circulation pump 20, the supply temperature sensor 21, and the discharge temperature sensor 14 are connected to the control unit 18, respectively, so that the data input to the control unit 18 operates to operate the circulation pump 20. The heat medium (cold water) is configured to be forcedly supplied.
한편, 본 고안은 양방향 관통형 진공관(10)은 이중의 유리관을 이용하여 양단에 각 개방부(103)를 형성하여 내부에 원통형의 진공부(101)를 마련하고, 상기 진공부(101)의 내측에는 역시 원통형의 태양열흡수층(102)을 코팅하여 태양열의 집열효과를 극대화한다.On the other hand, according to the present invention, the bi-directional through-tube 10 is formed in each of the openings 103 at both ends by using a double glass tube to provide a cylindrical vacuum portion 101 therein, the vacuum of the vacuum portion 101 The inner side is also coated with a cylindrical solar heat absorbing layer 102 to maximize the heat collection effect of the solar heat.
특히, 본 고안의 진공관(10)은 양방향이 각각 개방형으로 개방부(103)가 별도 마련되어 열매체(25)의 온도차에 따라 입력된 정보에 의해 각 순환관(11)을 강제 순환하는 방식으로 이동하므로서 집열효과를 극대화하고, 열손실을 방지하는 등의 효과도 기대할 수 있다.In particular, the vacuum tube 10 of the present invention is open in each of the two openings 103 is provided separately, so as to move in a manner of forcibly circulating each circulation tube 11 by the input information according to the temperature difference of the heat medium (25) Effects such as maximizing the heat collection effect and preventing heat loss can also be expected.
물론 상기의 구성에 있어서, 각 진공관(10)의 수량이나 순환관(11)의 수량 및 규격은 임의로 변형실시가 가능할 것이며, 설치조건에 따라 복수로 연속반복되게 설치하여 집열의 극대화를 도모할 수 있음은 물론이고, 제어부(18)가 작동하는 것은 수동 조작이나 입력된 온도차에 의해 자동으로 원격조정이 가능함은 당연하다.Of course, in the above configuration, the quantity of each vacuum tube 10 and the quantity and size of the circulation tube 11 may be arbitrarily modified, and may be installed in a plurality of consecutively repeated according to the installation conditions to maximize the heat collection. Of course, the operation of the control unit 18, of course, can be remotely controlled automatically by manual operation or input temperature difference.
이상과 같은 구성으로 될 수 있는 본 고안은, 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집하는 진공관식 태열열 집열관을 양방향 개방형으로 구성하여 열매체(25)(온수 및 냉수)의 혼합을 근본적으로 분리하여 순환할 수 있도록 진공관(10)의 하부로 가열된 열매체(25)를 유입하고 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집한 후 진공관(10) 상부로 냉각된 열매체(25)를 강제 이동시키는 구조로서 태양열의 집열효율을 극대화할 수 있게 한데 그 목적이 있다.The present invention, which can be configured as described above, constitutes a bidirectional open type vacuum tube type heat collecting tube that collects solar radiant energy as thermal energy, thereby essentially separating and circulating a mixture of the heat medium 25 (hot and cold water). The heat medium 25 is heated to the lower part of the vacuum tube 10 so that solar heat energy is collected as heat energy, and then the heat medium 25 cooled by the upper part of the vacuum tube 10 is forcibly moved. Its purpose is to maximize it.
즉, 본 고안은 양방향 개방형 진공관식 태양열 집열구조(100)는 기존의 진공관(10)의 원리를 크게 개선한 구조로서, 내부의 유리관과 외부의 유리관 사이에 공간부를 두고 그 공간을 진공처리하여 진공부(101)를 마련하되, 진공관(10)의 양측에는 열매체(25)가 유동할 수 있도록 개방부(103)를 구성하고, 상기 진공부(101)의 내부에는 태양열의 집열효과를 극대화하기 위해 태양열흡수층(102)을 별도 코팅하여 상하 순환관(11)에 각각 관통되게 다수 연결 설치하므로서 제어부(18)의 작동에 의해 가열된 열매체(25)의 온도차에 따라 순환펌프(20)가 작동하여 내부의 열매체(25)를 강제 순환하므로서 집열의 효율성을 극대화함과 동시에 열매체(25)의 온도차에 따라 자동으로 태양열을 집열하여 필요할 경우 선택적으로 사용할 수 있게 한 것이다.That is, the present invention is a bidirectional open-type vacuum tube solar heat collecting structure 100 is a structure that greatly improves the principle of the conventional vacuum tube 10, by placing a space between the inner glass tube and the outer glass tube and vacuumed the space. To prepare the study 101, on both sides of the vacuum tube 10 constitutes an open portion 103 so that the heat medium 25 can flow, and inside the vacuum portion 101 to maximize the heat collection effect of solar heat By coating the solar heat absorbing layer 102 separately and installing a plurality of connections through the upper and lower circulation pipes 11, the circulation pump 20 operates according to the temperature difference of the heat medium 25 heated by the operation of the control unit 18. By circulating the heat medium (25) of the maximized efficiency of the heat collection and at the same time will automatically collect the solar heat according to the temperature difference of the heat medium (25) to be used selectively if necessary.
이하 본 고안의 상기한 구성에 따른 사용방법과 작동과정 등을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the method and operation process according to the above configuration of the present invention will be described.
본 고안의 집열구조(100)는 진공관(10)의 진공부(101)에 코팅된 태양열흡수층(102)을 통해 태양열 복사에너지를 진공관(10)에서 열에너지로 수집하게 되는데, 이때 진공관(10)의 내부가 진공부(101)로 되어 있고, 상기 진공부(101)의 내부에는 별도의 태양열흡수층(102)이 코팅되어 있으므로 상기 태양열흡수층(102)의 재질적 특성에 의해 태양열의 집열효과가 뛰어나다.In the heat collecting structure 100 of the present invention, the solar radiation energy is collected as heat energy from the vacuum tube 10 through the solar heat absorbing layer 102 coated on the vacuum unit 101 of the vacuum tube 10. Since the inside is made of a vacuum unit 101, and the inside of the vacuum unit 101 is coated with a separate solar heat absorbing layer 102, the solar heat absorbing layer 102 has excellent solar heat collecting effect due to the material properties.
한편, 상기 진공관(10)의 배면측에는 별도로 반사판(24)이 설치되어 있으므로 진공관(10)의 집열효과와 반사판(24)에서 반사되는 태양열 복사에너지가 효율적으로 수집된다.On the other hand, since the reflecting plate 24 is separately provided on the rear side of the vacuum tube 10, the heat collecting effect of the vacuum tube 10 and the solar radiation energy reflected by the reflecting plate 24 are efficiently collected.
이와 같이 수집된 열에너지는 진공관(10) 내부에 순환하는 열매체(25)를 가열하게 되고, 상기 열매체(25)는 진공관(10)의 양측에 마련된 개방부(103)를 통해 순환관(11)을 따라 연결관(12)을 통해 순환하게 된다.The heat energy collected as described above heats the heat medium 25 circulating inside the vacuum tube 10, and the heat medium 25 opens the circulation tube 11 through the openings 103 provided on both sides of the vacuum tube 10. Accordingly, it is circulated through the connection pipe (12).
상기 순환관(11)의 외부에는 보온재(23)가 피복되어 있으므로 일단 가열된 내부의 열매체(25)는 쉽게 식는 등 온도변화가 거의 일어나지 않는다.Since the heat insulating material 23 is coated on the outside of the circulation pipe 11, the temperature of the heat medium 25 once heated is easily cooled.
상기 진공관(10)과 순환관(11) 및 연결관(12)을 통해 가열된 열매체(25)는 일단 제어부(18)에서 설정된 배출온도센서(14)와 저장온도센서(17) 및 공급온도센서(21)의 온도차(이는 제어부(18)에서 미리 설정하여 입력한 데이터로서 대략 각 온도차가 10~15℃ 정도)가 발생할 경우는 즉시 제어부(18)에서 신호가 발생하여 순환펌프(20)를 가동하게 된다.The heating medium 25 heated through the vacuum tube 10, the circulation tube 11, and the connecting tube 12 is once the discharge temperature sensor 14, the storage temperature sensor 17, and the supply temperature sensor set by the controller 18. When the temperature difference of 21 (this is the data set in advance by the control unit 18 and approximately each temperature difference is about 10 to 15 ° C.) occurs, a signal is immediately generated by the control unit 18 to operate the circulation pump 20. Done.
이와 같이 순환펌프(20)가 가동함에 따라 저장탱크(15) 내부의 열매체(냉수)가 순환펌프(20)를 통해 연결관(12)의 냉수유입구(22)측으로 이동하여 보온재(23)로 싸여진 순환관(11)을 통해 이동하게 된다.As the circulation pump 20 operates as described above, the heat medium (cold water) inside the storage tank 15 moves to the cold water inlet 22 side of the connecting pipe 12 through the circulation pump 20 and is wrapped with the thermal insulation material 23. It is moved through the circulation pipe (11).
상기와 같이 이동되는 열매체(25)는 앞서 설명한 바와 같이 각 순환관(11)과 연결된 진공관(10)의 내부에서 체류하면서 이동하는 과정에서 태양열이 집열되어 진공부(101)에서 일단 가열된 열기에 의해 온도가 상승하게 된다.As described above, the heat medium 25 that is moved as described above is heat-collected in the process of staying and moving in the interior of the vacuum tube 10 connected to each circulation tube 11 to the hot air once heated in the vacuum unit 101. The temperature rises by this.
이때 상기 진공관(10)의 내부에 구비된 진공부(101)에는 별도의 태양열흡수층(102)이 별도로 코팅되어 있으므로 태양열의 집열효과가 극대화되고, 특히 다수의 진공관(10)이 설치된 뒷면에는 별도의 반사판(24)이 개재되어 있으므로 태양열이 반사되어 진공관(10)을 가열하게 되어 집열효과가 대단히 뛰어나다.At this time, since a separate solar heat absorbing layer 102 is coated on the vacuum unit 101 provided in the vacuum tube 10, the heat collecting effect of solar heat is maximized, and in particular, a back side on which the plurality of vacuum tubes 10 are installed Since the reflecting plate 24 is interposed, solar heat is reflected to heat the vacuum tube 10, and the heat collecting effect is excellent.
상기에서 설명한 바와 같은 과정에서 저장탱크(15)의 열매체(25)가 연결관(12)을 통해 집열구조(100)의 부품인 순환관(11) 및 진공관(10)으로 이동하게 되면 내부의 가열된 열매체(25)(온수)는 온수배출구(13)를 통해 배출온도센서(14)에서 감지된 온도에 따라 다시 저장탱크(15)로 이동하게 되고, 상기 저장탱크(15)의 가열된 열매체(25)(온수)는 필요에 따라 배수탱크(16)를 통해 배수하거나 별도의 드레인 밸브(도시생략)를 통해 배출하여 사용이 가능하다.In the process as described above, when the heat medium 25 of the storage tank 15 moves to the circulation tube 11 and the vacuum tube 10, which are parts of the heat collecting structure 100, through the connecting tube 12, the internal heating is performed. The heat medium 25 (hot water) is moved back to the storage tank 15 according to the temperature detected by the discharge temperature sensor 14 through the hot water outlet 13, and the heated heat medium of the storage tank 15 ( 25) (hot water) can be used by draining through the drain tank 16 or draining through a separate drain valve (not shown) as necessary.
본 고안의 작동구조를 다시 살펴보면, 제어부(18)에서 신호를 받은 온도는 열매체(25) 이동하는 과정에서 공급온도센서(21)와 배출온도센서(14)에 입력된 온도값에 일정한 차이를 두어 가령 배출온도센서(14)의 온도가 공급온도센서(21)의 입력값보다 대략 10~15℃ 정도 높으면 제어부(18)의 신호가 순환펌프(20)를 가동하여 냉수유입구(22)를 통해 내부의 열매체(25)를 진공관(10) 하부의 순환관(11)을 통해 강제로 공급하고, 타측의 온수배출구(13)의 가열된 열매체(25)(온수)는 저장탱크(15)로 이동하여 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집한 열매체(25)(온수)를 강제 이동시키게 되는 과정을 반복하게 된다.Looking back at the operating structure of the present invention, the temperature received the signal from the control unit 18 is a certain difference in the temperature value input to the supply temperature sensor 21 and the discharge temperature sensor 14 in the process of moving the heat medium (25) For example, when the temperature of the discharge temperature sensor 14 is approximately 10 to 15 ° C. higher than the input value of the supply temperature sensor 21, the signal of the controller 18 operates the circulation pump 20 to internally through the cold water inlet 22. The thermal medium 25 is forcibly supplied through the circulation tube 11 below the vacuum tube 10, and the heated thermal medium 25 (hot water) of the hot water outlet 13 on the other side is moved to the storage tank 15. The process of forcibly moving the heat medium 25 (hot water) which collects solar radiation as heat energy is repeated.
본 고안은 상기와 같은 과정으로 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집하여 사용할 경우 혹한기와 같이 태양빛이 없는 경우는 배출온도센서(14)와 공급온도센서(21)의 온도차가 크게 발생하지 않기 때문에 순환펌프(20)가 작동으로 하지 않게 되므로 열매체(25)(온수)는 저장탱크(15) 내부에 저장된 열에너지의 손실을 사전에 차단할 수 있는 등의 효과를 기대할 수 있다.In the present invention, when the solar radiation energy is collected and used as thermal energy in the above-described process, when there is no sunlight, such as a cold, the temperature difference between the discharge temperature sensor 14 and the supply temperature sensor 21 does not occur significantly, the circulation pump Since the 20 is not operated, the heat medium 25 (hot water) can be expected to have an effect such as blocking the loss of thermal energy stored in the storage tank 15 in advance.
본 고안은 앞서 설명한 바와 같이 열매체(25)의 유.출입 구조를 완전히 분리화하여 열효율성을 극대화하고, 반사판(24)에서 복사되는 태양빛으로도 진공관(10)으로 공급되는 열매체(25)(냉수)를 가열하여 진공관 내부의 양방향으로 개방된 개방부(103)에 의해 자연 대류현상을 예방하고, 일방향으로 강제 순환하는 구조로 열매체(25)(온수)가 저장되는 저장탱크(15)의 열에너지가 혹한기 등 자연 대류현상에 의해 발생될 수 있는 열에너지의 손실이 근본적으로 차단되는 효과가 있다.The present invention maximizes the thermal efficiency by completely separating the oil in and out structure of the heat medium (25), as described above, and the heat medium (25) which is supplied to the vacuum tube (10) as sunlight radiated from the reflector (24) ( Heat energy of the storage tank 15 in which the heat medium 25 (hot water) is stored in a structure in which cold water) is heated to prevent natural convection by the open part 103 which is open in both directions inside the vacuum tube, and is forced to circulate in one direction. There is an effect that the loss of thermal energy that can be caused by natural convection phenomenon such as severe weather is fundamentally blocked.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은, 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집하는 진공관식 태열열 집열관을 양방향 개방형으로 구성하여, 열매체(25)(온수 및 냉수)의 혼합을 근본적으로 분리하여 순환할 수 있도록 진공관(10)의 하부로 가열된 열매체(25)를 유입하고, 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집한 후 진공관(10) 상부로 냉각된 열매체(25)를 강제 이동시키는 구조로서, 태양열의 집열효율을 극대화할 수 있으므로 상기와 같은 과정으로 태양열 복사에너지를 열에너지로 수집하여 사용할 경우, 혹한기와 같이 태양빛이 없는 경우는 배출온도센서(14)와 공급온도센서(21)의 온도차가 크게 발생하지 않기 때문에 순환펌프(20)가 작동으로 하지 않게 되므로, 열매체(25)(온수)는 저장탱크(15) 내부에 저장된 열에너지의 손실을 사전에 차단할 수 있는 등 그 기대되는 가치가 대단히 우수한 고안이다.As discussed above, the present invention is a bi-directional open type vacuum tube type heat collecting tube that collects solar radiant energy as heat energy, so that the mixture of the heat medium 25 (hot and cold water) can be fundamentally separated and circulated. The heat medium 25 heated to the lower part of the vacuum tube 10 is introduced, and the solar heat radiation energy is collected as heat energy, and then the heat medium 25 cooled to the upper part of the vacuum tube 10 is forcibly moved. Since the solar radiation energy is collected and used as thermal energy in the above-described process, when there is no sunlight, such as cold weather, the temperature difference between the discharge temperature sensor 14 and the supply temperature sensor 21 does not occur significantly. Since the circulation pump 20 is not in operation, the heat medium 25 (hot water) can block the loss of thermal energy stored in the storage tank 15 in advance. The expected value is very high devised.
도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 도시한 설치구조의 레이아웃1 is a layout of the installation structure showing a preferred embodiment of the present invention
도 2는 본 고안의 설치구조를 보인 단면 구성도Figure 2 is a cross-sectional configuration showing an installation structure of the present invention
도 3은 본 고안의 요부를 확대한 단면 구성도3 is a cross-sectional configuration of an enlarged main portion of the present invention
도 4는 본 고안의 진공관을 분리하여 나타낸 일부절결 단면도Figure 4 is a partially cutaway cross-sectional view showing the vacuum tube of the present invention separated
도 5는 본 고안에 대비되는 종래 구조의 단면도5 is a cross-sectional view of a conventional structure compared to the present invention
도 6은 본 고안에 대비되는 종래 다른 구조의 단면도Figure 6 is a cross-sectional view of another conventional structure compared to the present invention
도 7은 본 고안에 대비되는 종래 또 다른 구조의 단면도Figure 7 is a cross-sectional view of another conventional structure compared to the present invention
<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>
10 : 진공관 11 : 순환관10: vacuum tube 11: circulation tube
12 : 연결관 13 : 온수배출구12: connector 13: hot water outlet
14 : 배출온도센서 15 : 저장탱크14: discharge temperature sensor 15: storage tank
16 : 배수탱크 17 : 저장온도센서16: drain tank 17: storage temperature sensor
18 : 제어부 19 : 열매체공급구18 control unit 19 heating medium supply port
20 : 순환펌프 21 : 공급온도센서20: circulation pump 21: supply temperature sensor
22 : 냉수유입구 23 : 보온재22: cold water inlet 23: insulation
24 : 반사판 25 : 열매체24: reflector 25: heat medium
100 : 집열구조 101 : 진공부100: heat collecting structure 101: vacuum part
102 : 태양열흡수층 103 : 개방부102: solar heat absorbing layer 103: opening
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100802577B1 (en) | 2007-02-09 | 2008-02-13 | 한국에너지기술연구원 | Heat conductive plastic composed flat plate - heating solar collectors |
| KR100873919B1 (en) | 2008-08-28 | 2008-12-12 | (주)인텔링크 | The solar domestic hot water system for controlling the thermal storage volume of the heat storage tank by the efficiency of collector |
| KR101889800B1 (en) | 2018-04-10 | 2018-08-20 | 서종완 | Vinyl house heating system using solar heat vacuum tube |
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2005
- 2005-09-05 KR KR20-2005-0025512U patent/KR200404246Y1/en not_active IP Right Cessation
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