KR200463257Y1 - Hot-water supply system using solar heat - Google Patents

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KR200463257Y1 KR2020100004101U KR20100004101U KR200463257Y1 KR 200463257 Y1 KR200463257 Y1 KR 200463257Y1 KR 2020100004101 U KR2020100004101 U KR 2020100004101U KR 20100004101 U KR20100004101 U KR 20100004101U KR 200463257 Y1 KR200463257 Y1 KR 200463257Y1
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Abstract

본 고안은 태양열 온수시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구성이 단순하고, 열효율이 매우 높으면서, 동시에 동파방지 및 과열방지가 가능한 태양열 온수시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 고안의 일실시예에 따른 태양열 온수시스템은 유입된 생활용수를 수용하는 축열조; 상기 축열조에 수용된 상기 생활용수 중 상기 축열조 상부에 위치하는 생활용수보다 10℃에서 15℃정도 온도가 낮은 상기 축열조 하부에 위치하는 생활용수를 순환시키는 순환펌프; 태양열을 집열하여 상기 순환펌프에 의해 공급된 상기 생활용수를 가열하는 집열기; 상기 집열기와 축열조 간을 연결하며, 상기 집열기에 의해 가열된 상기 생활용수가 상기 축열조로 배출되도록 유로를 제공하는 집열기순환배관; 상기 축열조와 연결되며, 상기 축열조 하부로 상기 생활용수를 유입시키고, 상기 축열조 상부에 위치하는 생활용수가 배출되도록 유로를 제공하는 축열조순환배관; 상기 집열기순환배관에 설치되어 온도를 검출하는 제1 온도센서; 및 상기 제1 온도센서로부터 검출된 온도가 제1 기준온도 이하이면, 상기 순환펌프가 가동되도록 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 축열조 및 상기 축열조순환배관은 실내에, 상기 순환펌프, 상기 집열기 및 상기 제1 온도센서는 실외에 위치한다.
이러한 구성에 의하면, 축열조 상부와 하부에 위치한 온수의 온도 차가 10℃에서 15℃정도로 커지며, 이로 인해 온수의 성층화 효과가 극대화되어 태양열 온수시스템의 성능이 개선되는 이점이 있다.The present invention relates to a solar hot water system, and more particularly, to a solar hot water system that is simple in configuration and has a very high thermal efficiency and at the same time prevents freezing and overheating.
To this end, a solar hot water system according to an embodiment of the present invention includes a heat storage tank accommodating inflowing living water; A circulation pump configured to circulate living water located at a lower portion of the heat storage tank having a temperature of about 10 ° C. to 15 ° C. lower than that of the living water contained in the heat storage tank among the water contained in the heat storage tank; A collector for collecting solar heat to heat the living water supplied by the circulation pump; A collector circulation pipe connecting the collector and the heat storage tank and providing a flow path to discharge the living water heated by the heat collector to the heat storage tank; A heat storage tank circulation pipe connected to the heat storage tank and configured to supply the living water to the bottom of the heat storage tank, and to provide a flow path for discharging the living water located above the heat storage tank; A first temperature sensor installed in the collector circulation pipe to detect a temperature; And a controller configured to control the circulation pump to operate when the temperature detected from the first temperature sensor is equal to or less than a first reference temperature, wherein the heat storage tank and the heat storage tank circulation pipe are indoors, the circulation pump, the collector and the collector. The first temperature sensor is located outdoors.
According to this configuration, the temperature difference of the hot water located in the upper and lower heat storage tank is increased from about 10 ℃ to 15 ℃, thereby maximizing the stratification effect of the hot water has the advantage of improving the performance of the solar hot water system.

Description

태양열 온수시스템{HOT-WATER SUPPLY SYSTEM USING SOLAR HEAT}Solar hot water system {HOT-WATER SUPPLY SYSTEM USING SOLAR HEAT}

본 고안은 태양열 온수시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구성이 단순하고, 열효율이 매우 높으면서, 동시에 동파방지 및 과열방지가 가능한 태양열 온수시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar hot water system, and more particularly, to a solar hot water system that is simple in configuration and has a very high thermal efficiency and at the same time prevents freezing and overheating.

최근, 석유 자원에 대한 대체 에너지로 태양열을 이용하여 전기를 발생시키거나 온수시스템을 적용한 기술이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 추세에 따라 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수시스템이 널리 상용화되고 있다.In recent years, as an alternative to petroleum resources, technologies that generate electricity using solar heat or apply hot water systems have been increasing. In accordance with this trend, solar hot water systems that produce hot water using solar heat have been widely commercialized.

도 1에는 종래 기술에 의한 태양열 온수시스템이 개략적인 구성도로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 태양열 온수시스템(20)은 집열기(21)를 순환하는 열매체(부동액)를 열교환기(23)를 통하여 온수용 물을 가열 가능하도록 구성된다. 즉, 상기 태양열 온수시스템(20)은 태양열을 흡수하여 순환펌프(25)에 의해 순환되는 물을 가열시키기 위해 집열기용 인입배관 및 인출배관(21a, 21b)을 갖추어 옥외에 설치되어 구비되는 집열기(21)와, 상기 집열기용 인입배관 및 인출배관(21a, 21b)을 내부로 도관시켜 열교환이 이루어지도록 구비되는 열교환기(23)와, 상기 열교환기(23) 내측으로 축열용 인입배관(27a)과 축열용 인출배관(27b)을 도관되게 각 일단이 내측과 연통되되, 상기 축열용 인출배관(27b) 도중에 설치된 축열용펌프(27c)를 통하여 순환 가 능하도록 하여 상기 열교환기(23)에서 열교환이 이루어짐과 아울러 열교환된 온수를 온수용 인입배관 및 인출배관(27d, 27e)을 통하여 공급가능하게 구비되는 축열조(27)로 이루어진다. 전술한 바와 같이, 상기 열교환기(23)는 동절기에 물의 사용이 없는 시간에 상기 집열용 인입배관 및 인출배관(21a, 21b) 내부의 물이 얼어 상기 집열용 인입배관 및 인출배관(21a, 21b)이 동파되는 것을 방지하기 위한 것이다.1 is a schematic configuration diagram of a solar hot water system according to the prior art. Referring to FIG. 1, the solar hot water system 20 is configured to heat the water for hot water through a heat exchanger 23 through a heat medium (antifreeze) circulating in the collector 21. That is, the solar hot water system 20 is provided with a collector pipe and a discharge pipe (21a, 21b) for absorbing solar heat to heat the water circulated by the circulation pump 25 is provided in the collector ( 21, a heat exchanger 23 which is configured to conduct heat exchange by conduiting the inlet and outlet pipes 21a and 21b for the collector, and an inlet pipe 27a for storing heat inside the heat exchanger 23. Each end is in communication with the inner side so that the heat storage draw pipe 27b is conduited, and the heat storage in the heat exchanger 23 is circulated through the heat storage pump 27c installed in the middle of the heat storage draw pipe 27b. In addition, the heat storage tank 27 is provided to be capable of supplying the heat-exchanged hot water through the hot water inlet pipe and the withdrawal pipes 27d and 27e. As described above, the heat exchanger 23 freezes the water in the heat collecting inlet and outlet pipes 21a and 21b at a time when water is not used in winter, and thus the heat collecting inlet and outlet pipes 21a and 21b. ) Is to prevent freezing.

그러나, 상기 태양열 온수시스템(20)은 상기 축열조(27)에서 직접 온수로 열교환이 이루어지는 것이 아니라, 별도로 설치되는 상기 열교환기(23)를 통하여 온수로 열교환이 이루어지게 되므로, 집열기(21) 입구온도가 상승하고, 이로 인해 집열효율이 떨어진다기온이 영하로 떨어지는 날씨가 계속되는 동절기에 전력 소모량이 매우 크다. 또한, 상기 열교환기(23)를 통한 열교환 시 열손실이 발생하므로, 그만큼 열효율이 떨어지며, 상기 열교환기(23), 열매체 및 축열용펌프(27c)를 추가로 구비하여야 하므로, 상기 태양열 온수시스템(20)의 전체적인 설치비용 및 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.However, the solar hot water system 20 does not directly exchange heat with hot water in the heat storage tank 27, but heat exchange with hot water through the heat exchanger 23 installed separately, so that the temperature of the heat collector 21 is increased. This increases the power consumption during the winter season, when the temperature continues to drop below zero. In addition, since heat loss occurs during the heat exchange through the heat exchanger 23, the heat efficiency is reduced by that, and the heat exchanger 23, the heat medium and the heat storage pump 27c should be further provided, so that the solar hot water system ( There is a problem that the overall installation cost and maintenance cost of 20) increases.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구성이 단순하고, 열효율이 매우 높으면서, 동시에 동파방지 및 과열방지가 가능한 태양열 온수시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a solar hot water system that is simple in configuration and very high in thermal efficiency and simultaneously freeze resistant and overheated.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 유입된 생활용수를 수용하는 축열조; 상기 축열조에 수용된 상기 생활용수 중 상기 축열조 상부에 위치하는 생활용수보다 10℃에서 15℃정도 온도가 낮은 상기 축열조 하부에 위치하는 생활용수를 순환시키는 순환펌프; 태양열을 집열하여 상기 순환펌프에 의해 공급된 상기 생활용수를 가열하는 집열기; 상기 집열기와 축열조 간을 연결하며, 상기 집열기에 의해 가열된 상기 생활용수가 상기 축열조로 배출되도록 유로를 제공하는 집열기순환배관; 상기 축열조와 연결되며, 상기 축열조 하부로 상기 생활용수를 유입시키고, 상기 축열조 상부에 위치하는 생활용수가 배출되도록 유로를 제공하는 축열조순환배관; 상기 집열기순환배관에 설치되어 온도를 검출하는 제1 온도센서; 및 상기 제1 온도센서로부터 검출된 온도가 제1 기준온도 이하이면, 상기 순환펌프가 가동되도록 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 축열조 및 상기 축열조순환배관은 실내에, 상기 순환펌프, 상기 집열기 및 상기 제1 온도센서는 실외에 위치하는 태양열 온수시스템을 제공한다.The present invention to achieve this purpose is the heat storage tank for receiving the inflowing living water; A circulation pump configured to circulate living water located at a lower portion of the heat storage tank having a temperature of about 10 ° C. to 15 ° C. lower than that of the living water contained in the heat storage tank among the water contained in the heat storage tank; A collector for collecting solar heat to heat the living water supplied by the circulation pump; A collector circulation pipe connecting the collector and the heat storage tank and providing a flow path to discharge the living water heated by the heat collector to the heat storage tank; A heat storage tank circulation pipe connected to the heat storage tank and configured to supply the living water to the bottom of the heat storage tank, and to provide a flow path for discharging the living water located above the heat storage tank; A first temperature sensor installed in the collector circulation pipe to detect a temperature; And a controller configured to control the circulation pump to operate when the temperature detected from the first temperature sensor is equal to or less than a first reference temperature, wherein the heat storage tank and the heat storage tank circulation pipe are indoors, the circulation pump, the collector and the collector. The first temperature sensor provides a solar hot water system located outdoors.

상기 집열기순환배관은, 상기 축열조에 수용된 상기 생활용수가 상기 집열기로 유입되도록 유로를 제공하는 집열기유입관; 및 상기 집열기에 의해 가열된 상기 생활용수가 상기 축열조로 배출되도록 유로를 제공하는 집열기배출관; 을 포함하고, 상기 제1 온도센서는 상기 집열기와 근접한 상기 집열기유입관 상에 설치된다.The collector circulation pipe may include a collector inlet pipe providing a flow path such that the living water contained in the heat storage tank flows into the collector; And a collector discharge pipe providing a flow path to discharge the living water heated by the collector to the heat storage tank. It includes, The first temperature sensor is installed on the collector inlet pipe adjacent to the collector.

상기 집열기와 근접한 상기 집열기배출관 상에 설치되어 상기 집열기배출관의 온도를 검출하는 제2 온도센서; 를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 제2 온도센서로부터 검출된 온도가 제2 기준온도 이상이면, 상기 순환펌프가 가동되도록 제어한다.A second temperature sensor installed on the collector discharge pipe adjacent to the collector and detecting a temperature of the collector discharge pipe; Further, the controller controls the circulation pump to operate when the temperature detected from the second temperature sensor is greater than or equal to a second reference temperature.

상기 제어기는, 상기 제1 온도센서 또는 제2 온도센서로부터 검출된 온도가 각각 제1 설정온도 이상 또는 제2 설정온도 이하이면, 가동된 상기 순환펌프가 정지되도록 제어한다.The controller controls the activated circulation pump to stop when the temperature detected from the first temperature sensor or the second temperature sensor is equal to or greater than the first or second set temperature, respectively.

상기 순환펌프의 유량은 상기 집열기 면적 1제곱미터당 6리터/시간 내지 9리터/시간이다.The flow rate of the circulation pump is 6 liters / hour to 9 liters / hour per square meter of the collector area.

상기 제어기는 상기 제1, 2 온도센서에서 검출된 온도 차에 따라 상기 순환펌프의 가동을 제어한다.The controller controls the operation of the circulation pump in accordance with the temperature difference detected by the first and second temperature sensors.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the following effects are obtained.

첫째, 동절기, 특히 가정에서 생활용수를 사용하지 않는 야간에 자동으로 순환펌프가 가동됨으로써, 집열기순환배관의 동파를 막을 수 있다. 이를 위해, 기존의 밀폐형 온수시스템을 그대로 유지하면서 제1 온도센서만 추가 설치하면 되므로, 여전히 열효율이 매우 높고, 그 구성이 매우 단순하여 설치 및 고장의 가능성이 적으며, 따라서 유지관리 비용이 적게 소요될 수 있다.First, the circulation pump is automatically operated during the winter season, especially at home when no water is used, thereby preventing freezing of the collector circulation pipe. To this end, since only the first temperature sensor needs to be installed while maintaining the existing hermetic hot water system, the thermal efficiency is still very high, and its configuration is very simple, so there is little possibility of installation and failure, and therefore, maintenance cost is low. Can be.

둘째, 집열기배출관에 제2 온도센서가 구비됨에 따라서 과열방열기 및 방열기순환펌프를 추가로 설치하지 않아도 하절기의 기온 상승으로 인한 집열기나 집열기배출관의 파손 혹은 열화를 방지할 수 있기 때문에 설치비용 및 관리비용이 소요되지 않아 경제적으로 효율적인 이점이 있다.Second, as the second temperature sensor is provided in the collector discharge pipe, it is possible to prevent damage or deterioration of the collector or collector discharge pipe due to the rise in temperature in the summer without additional installation of the superheat radiator and the radiator circulation pump. This does not take economically efficient advantages.

셋째, 순환펌프의 유량을 집열기 면적 1제곱미터당 6리터/시간 내지 9리터/시간으로 제한함에 따라서, 축열조 상부와 하부에 위치한 온수의 온도 차가 10℃에서 15℃정도로 커지며, 이로 인해 온수의 성층화 효과가 극대화되어 태양열 온수시스템의 성능이 개선되는 이점이 있다.Third, as the flow rate of the circulation pump is limited to 6 liters / hour to 9 liters / hour per square meter of the collector area, the temperature difference between the hot water located at the top and the bottom of the heat storage tank increases from 10 ° C. to 15 ° C., thereby stratifying the warm water. Is maximized, so that the performance of the solar hot water system is improved.

넷째, 집열기 및 집열기순환배관에 부동액 대신 물을 사용하므로, 가격이 저렴하고, 유지관리가 용이해지는 이점이 있다.Fourth, since water is used instead of the antifreeze in the collector and the collector circulation pipe, there is an advantage that the price is low, and the maintenance is easy.

도 1은 종래 기술에 의한 태양열 온수시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 태양열 온수시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2의 태양열 온수시스템이 작동할 때 물의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 태양열 온수시스템이 동절기 중 야간에 작동할 때 물의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 태양열 온수시스템이 하절기에 작동할 때 물의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of a solar hot water system according to the prior art.
2 is a schematic diagram of a solar hot water system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the flow of water when the solar hot water system of FIG.
FIG. 4 is a view for explaining the flow of water when the solar hot water system of FIG. 2 operates at night during winter.
5 is a view for explaining the flow of water when the solar hot water system of FIG.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 태양열 온수시스템의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2의 태양열 온수시스템이 작동할 때 물의 흐름을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2의 태양열 온수시스템이 동절기 중 야간에 작동할 때 물의 흐름을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 2의 태양열 온수시스템이 하절기에 작동할 때 물의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a schematic configuration diagram of a solar hot water system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view for explaining the flow of water when the solar hot water system of Figure 2, Figure 4 is a solar heat of Figure 2 2 is a view for explaining the flow of water when the hot water system is operating at night during the winter, Figure 5 is a view for explaining the flow of water when the solar hot water system of Figure 2 operates in the summer.

도 2를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 태양열 온수시스템(100)은 축열조(110), 순환펌프(120), 집열기(130), 집열기순환배관(140), 축열조순환배관(150), 제1, 2 온도센서(160, 170) 및 제어기(180)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 축열조(110) 및 상기 축열조순환배관(150)은 실내에, 상기 순환펌프(120), 상기 집열기(130) 및 상기 제1 온도센서(160)는 실외에 위치한다.2, the solar hot water system 100 according to an embodiment of the present invention is the heat storage tank 110, the circulation pump 120, the collector 130, the collector circulation pipe 140, the heat storage tank circulation pipe 150 And first and second temperature sensors 160 and 170 and a controller 180. Here, the heat storage tank 110 and the heat storage tank circulation pipe 150 is indoors, the circulation pump 120, the collector 130 and the first temperature sensor 160 is located outdoors.

상기 축열조(110)는 외부로 열이 방출되지 않도록 단열재로 피복되어 실내에 설치되며, 상기 축열조순환배관(150) 및 집열기순환배관(140)과 연결된다. 상기 축열조순환배관(150)은 축열조유입관(151) 및 축열조배출관(152)으로 구성되고, 상기 집열기순환배관(140)은 집열기유입관(141) 및 집열기배출관(142)으로 구성되는데, 이에 관해서는 하기에서 상세히 살펴보기로 한다. 상기 축열조(110)는 상기 축열조유입관(151)을 통해 하부로 유입된 물, 즉 생활에 사용되는 용수(생활용수, 수돗물)를 수용하고, 수용된 생활용수는 상기 집열기유입관(141)을 통해 배출된다. 그리고 배출된 생활용수는 상기 집열기(130)에 의해 가열되어 온도가 상승하게 되는데, 이러한 생활용수는 상기 집열기배출관(142)을 통해 상기 축열조(110)의 상부로 유입된다. 본 일실시예에서는 상기 생활용수가 가열된 상태를 온수라 하겠다. 상기 축열조(110)로 유입된 온수는 상기 축열조배출관(152)을 통해 배출되어 생활에 사용된다.The heat storage tank 110 is installed in the room is coated with a heat insulating material so that heat is not discharged to the outside, it is connected to the heat storage tank circulation pipe 150 and the collector circulation pipe 140. The heat storage tank circulation pipe 150 is composed of a heat storage tank inlet pipe 151 and a heat storage tank discharge pipe 152, the heat collector circulation pipe 140 is composed of a heat collector inlet pipe 141 and a heat collector discharge pipe 142, in this regard Will be described in detail below. The heat storage tank 110 accommodates water introduced into the lower portion through the heat storage tank inlet pipe 151, that is, water used for living (living water, tap water), and the received water for living is collected through the heat collector inlet pipe 141. Discharged. And the discharged living water is heated by the collector 130 to increase the temperature, this living water is introduced into the upper portion of the heat storage tank 110 through the collector discharge pipe 142. In this embodiment, the state in which the living water is heated will be called hot water. Hot water introduced into the heat storage tank 110 is discharged through the heat storage tank discharge pipe 152 is used for living.

상기 순환펌프(120)는 상기 제어기(180)의 명령으로 작동하며, 상기 축열조(110)에 수용된 상기 생활용수 중 상기 축열조(110) 상부에 위치하는 생활용수보다 10℃에서 15℃정도 온도가 낮은 상기 축열조(110) 하부에 위치하는 생활용수를 순환시킨다.The circulation pump 120 is operated by the command of the controller 180, the temperature of about 10 ° C to 15 ° C lower than the living water located above the heat storage tank 110 of the living water accommodated in the heat storage tank 110. The water for circulating the heat storage tank 110 is circulated.

상기 집열기(130)는 건물의 옥상이나 지붕 등과 같이 집열량이 많은 실외에 설치되고, 일측은 상기 집열기유입관(141)과 연결되며, 타측은 상기 집열기배출관(142)과 연결된다. 그리고 상기 집열기(130)는 태양열을 집열하여 상기 순환펌프(120)에 의해 공급된 생활용수를 가열하는 역할을 하는 것으로, 진공관형, 평판형 등 다양한 종류의 집열기가 사용될 수 있다.The collector 130 is installed outdoors, such as a roof or roof of a building, a large amount of heat collection, one side is connected to the collector inlet pipe 141, the other side is connected to the collector discharge pipe 142. In addition, the collector 130 collects solar heat and serves to heat the living water supplied by the circulation pump 120. Various types of collectors such as a vacuum tube and a flat plate may be used.

상기 집열기순환배관(140)은 외부와 연결되지 않는 폐쇄배관으로, 상기 집열기순환배관(140)의 일부가 상기 집열기(130)의 내부에 위치하게 된다. 그리고 상기 집열기순환배관(140)은 상기 집열기(130)와 축열조(110) 간을 연결하며, 상기 집열기(130)에 의해 가열된 생활용수가 상기 축열조(110)로 배출되도록 유로를 제공한다. 또, 상기 집열기순환배관(140)은 상기 집열기(130)를 기준으로 생활용수가 유입되는 측에 구비되는 집열기유입관(141), 온수가 배출되는 측에 구비되는 집열기배출관(142)을 포함한다. 즉, 상기 집열기유입관(141)은 상기 축열조(110)에 수용된 생활용수가 상기 집열기(130)로 유입될 수 있도록 구비되며, 상기 집열기배출관(142)은 상기 집열기(130)에 의해 가열된 생활용수가 상기 축열조(110)로 유입될 수 있도록 구비된다. 이러한 구성을 살펴보면, 상기 집열기배출관(142)이 상기 집열기유입관(141)에 비해 상대적으로 높은 위치에 구비되며, 상기 집열기유입관(141)으로는 생활용수가 흐르고, 상기 집열기배출관(142)으로는 온수가 흐르게 되는 것을 알 수 있다. 이는 상기 축열조(110) 내에 저장된 온수의 성층화(온도가 높은 물은 상단부에 모이게 하고, 온도가 낮은 물은 하단부에 모이게 해서 최대한 양질의 온수를 공급하는 기능) 효과를 높이기 위한 것으로, 상기 축열조(110)로 유입된 생활용수는 성층화로 인해 하부에 위치하게 되고, 상기 축열조(110) 내에서 상대적으로 높은 위치에 있는 온수의 온도가 낮은 위치에 있는 온수의 온도보다 높기 때문에 보다 높은 온도의 온수를 사용할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 상기 집열기순환배관(140) 중 상기 집열기(130)에 위치한 부분은 상기 집열기(130)로 집열된 태양열이 최대한 물로 전달될 수 있도록 상기 집열기(130)의 내부에 넓게 분포할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The collector circulation pipe 140 is a closed pipe not connected to the outside, and a part of the collector circulation pipe 140 is located inside the collector 130. The collector circulation pipe 140 connects between the collector 130 and the heat storage tank 110, and provides a flow path such that the living water heated by the heat collector 130 is discharged to the heat storage tank 110. In addition, the collector circulation pipe 140 includes a collector inlet pipe 141 provided on the side into which the living water is introduced based on the collector 130, and a collector discharge pipe 142 provided on the side from which hot water is discharged. That is, the collector inlet pipe 141 is provided to allow the living water contained in the heat storage tank 110 to be introduced into the collector 130, and the collector discharge pipe 142 is a living water heated by the collector 130. It is provided to be introduced into the heat storage tank (110). Looking at this configuration, the collector discharge pipe 142 is provided at a relatively high position compared to the collector inlet pipe 141, the living water flows through the collector inlet pipe 141, the collector discharge pipe 142 You can see that the hot water flows. This is to increase the stratification of hot water stored in the heat storage tank 110 (the function of supplying high quality hot water by collecting the high temperature water at the upper end and collecting the low temperature water at the lower end), the heat storage tank 110 The living water flowed into) is located at the bottom due to the stratification, and since the temperature of the hot water at a relatively high position in the heat storage tank 110 is higher than the temperature of the hot water at a low position, hot water of higher temperature is used. Can be. In addition, although not shown, a portion of the collector circulation pipe 140 located in the collector 130 is widely distributed inside the collector 130 so that solar heat collected by the collector 130 may be transferred to the water as much as possible. It is desirable to be able to.

상기 축열조순환배관(150)은 상기 축열조(110)와 연결되며, 상기 축열조(110) 하부로 상기 생활용수를 유입시키고, 상기 축열조(110) 상부에 위치하는 생활용수가 배출되도록 유로를 제공하며, 축열조유입관(151) 및 축열조배출관(152)으로 구성된다. 축열조유입관(151)은 상기 축열조(110)에 저장된 온수의 성층화를 위해 상기 축열조(110)의 하부와 연결되고, 상기 축열조배출관(152)은 상기 축열조의 상부와 연결된다.The heat storage tank circulating pipe 150 is connected to the heat storage tank 110, the living water is introduced into the heat storage tank 110, and provides a flow path for discharging the living water located above the heat storage tank 110, the heat storage tank It consists of an inlet pipe 151 and a heat storage tank discharge pipe 152. The heat storage tank inlet pipe 151 is connected to the lower portion of the heat storage tank 110 to stratify the hot water stored in the heat storage tank 110, and the heat storage tank discharge pipe 152 is connected to the top of the heat storage tank.

이때, 전술한 바와 같이 상기 축열조(110) 상부와 하부에 위치한 생활용수의 온도 차이가 10℃에서 15℃정도 차이가 나도록 하기 위해서 상기 순환펌프(120)의 유량은 상기 집열기(130)의 면적당 6리터/시간 내지 9리터/시간인 것이 바람직하다. 이러한 수치값은 실험에 의한 것으로, 집열기의 면적(제곱미터)당 72리터/시간인 순환펌프의 유량의 일반적인 권장치 보다 대략 1/8 내지 1/12로 감소된 수치이다. 이와 같이, 종래보다 유량이 적게 유동되도록 함에 따라서 상기 축열조(110) 내의 상대적으로 높은 위치에 있는 온수와 낮은 위치에 있는 온수가 거의 섞이지 않아 상부와 하부에 위치한 온수의 온도 차가 10℃에서 15℃정도로 커지므로, 온수의 성층화 효과는 극대화될 수 있다. 즉, 성층화가 극대화될수록 온수의 온도는 따뜻해지고, 상기 집열기(130)로 유입되는 물의 온도는 차가워지므로, 상기 태양열 온수시스템의 성능(100)이 개선될 수 있다.At this time, the flow rate of the circulation pump 120 is 6 per area of the collector 130 in order to make the temperature difference between the living water located in the top and bottom of the heat storage tank 110 is about 15 ℃ as described above. It is preferred that it is from liters / hour to 9 liters / hour. These numerical values are experimental and are reduced by approximately 1/8 to 1/12 from the general recommended value of the flow rate of the circulation pump, which is 72 liters / hour per square meter of collector. As such, as the flow rate is less than that of the related art, the temperature difference between the hot water at the relatively high position and the hot water at the low position is almost not mixed so that the temperature difference between the hot water at the top and the bottom is about 10 ° C. to about 15 ° C. As it becomes larger, the stratification effect of the hot water can be maximized. That is, as the stratification is maximized, the temperature of the hot water becomes warm, and the temperature of the water flowing into the collector 130 becomes cold, so that the performance 100 of the solar hot water system can be improved.

상기 순환펌프(120)의 유량을 감소시키기 위해서는 상기 순환펌프(120)의 회전수를 조절하거나 작은 용량의 순환펌프를 설치하는 등의 방법으로 가능하다. 예를 들어, 평소보다 상기 순환펌프(120)의 회전수를 대략 1/10로 낮추어 작동시키면, 유량이 평소보다 1/10로 줄어 상기 집열기순환배관(140)을 순환하게 된다.In order to reduce the flow rate of the circulation pump 120, it is possible to adjust the rotation speed of the circulation pump 120 or to install a small capacity circulation pump. For example, when the rotation speed of the circulation pump 120 is lowered to about 1/10 than usual, the flow rate is reduced to 1/10 than usual to circulate the collector circulation pipe 140.

이하, 도 3을 참조하여 본 고안의 일실시예에 따른 태양열 온수시스템(100)이 작동할 때 물의 흐름을 설명하기로 한다. 도면에서 실선의 화살표는 물의 흐름을 의미한다.Hereinafter, with reference to Figure 3 will be described the flow of water when the solar hot water system 100 according to an embodiment of the present invention. Solid arrows in the figure indicate the flow of water.

먼저, 상기 축열조(110)에는 상기 축열조유입관(151)을 통해 유입된 생활용수가 저장되어 있고, 상기 집열기(130)는 태양열이 집열되어 온도가 상승한 상태이다. 이때, 상기 축열조(110)에 저장된 생활용수는 상기 순환펌프(120)에 의해 상기 집열기유입관(141)을 거쳐 상기 집열기(130)로 공급된다. 그러면, 상기 집열기(130)로 집열된 태양열은 상기 생활용수로 전달되며, 상기 집열기(130)를 통과하여 가열된 생활용수, 즉 온수는 상기 집열기배출관(142)을 통해 상기 축열조(110)로 유입된다. 그리고 상기 축열조(110)로 유입된 온수는 상기 축열조배출관(152)을 통해 배출되어 가정에서 사용된다. 다시 말해, 가열되기 전의 생활용수는 상기 축열조유입관(151)과 집열기유입관(141)을 흐르게 되고, 가열된 생활용수는 상기 집열기배출관(142)과 축열조배출관(152)을 흐르게 된다. 여기서, 상기 순환펌프(120)의 유량은 상기 집열기(130) 면적 1제곱미터당 6리터/시간 내지 9리터/시간으로 제한되어 종래보다 유량이 1/8 내지 1/12로 적음을 알 수 있다. 이러한 순환 과정이 반복되면서 상대적으로 높은 온도의 온수가 상기 축열조(110) 상부에 위치하게 되고, 낮은 온도의 온수가 상기 축열조(110) 하부에 위치하게 되므로, 상기 축열조(110) 상부와 하부의 온수의 온도 차는 10℃에서 15℃정도가 된다. 따라서, 축열조(110) 내에서는 상부와 하부에 위치한 온수가 섞이지 않고 성층화 효과가 극대화되므로 가정에서는 보다 높은 온도의 온수를 사용할 수 있다.First, the heat storage tank 110 stores the living water introduced through the heat storage tank inlet pipe 151, and the heat collector 130 is in a state in which solar heat is collected and the temperature is increased. At this time, the living water stored in the heat storage tank 110 is supplied to the heat collector 130 through the heat collector inlet pipe 141 by the circulation pump 120. Then, the solar heat collected by the collector 130 is transferred to the living water, and the living water heated by passing through the collector 130, that is, hot water is introduced into the heat storage tank 110 through the collector discharge pipe 142. . The hot water introduced into the heat storage tank 110 is discharged through the heat storage tank discharge pipe 152 and used at home. In other words, the living water before the heating flows through the heat storage tank inlet pipe 151 and the heat collector inlet pipe 141, and the heated living water flows through the heat collector discharge pipe 142 and the heat storage tank discharge pipe 152. Here, the flow rate of the circulation pump 120 is limited to 6 liters / hour to 9 liters / hour per square meter of the collector 130, it can be seen that the flow rate is 1/8 to 1/12 less than the conventional. As this circulation process is repeated, hot water of a relatively high temperature is positioned above the heat storage tank 110, and a low temperature of hot water is located below the heat storage tank 110, so that hot water of the top and bottom of the heat storage tank 110 is located. The temperature difference is about 10 ° C to 15 ° C. Therefore, in the heat storage tank 110, hot water located at the top and the bottom is not mixed, and the stratification effect is maximized, so that hot water at a higher temperature can be used at home.

한편, 상기 제1 온도센서(160)는 상기 순환펌프(120)와 집열기(130) 사이에 위치한 상기 집열기순환배관(140)의 일정부분에 설치되어 상기 일정부분의 온도를 검출하는 역할로, 상기 일정부분은 상기 집열기유입관(141)을 의미한다. 이는 동절기에 상기 집열기순환배관(140)의 동파를 방지하기 위한 것으로, 상기 집열기유입관(141)으로는 상대적으로 온도가 낮은 생활용수가 유입되고, 상기 집열기배출관(142)으로는 온도가 높은 온수가 배출되기 때문에 상기 집열기유입관(141)의 온도가 상기 집열기배출관(142) 보다 낮기 때문이다. 또한, 상기 집열기유입관(141)에서도 외기에 노출되는 부분이 상대적으로 온도가 낮으므로, 상기 제1 온도센서(160)는 상기 집열기유입관(141) 중에서도 외기에 노출되는 부분의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.On the other hand, the first temperature sensor 160 is installed in a predetermined portion of the collector circulation pipe 140 located between the circulation pump 120 and the collector 130, the role of detecting the temperature of the predetermined portion, A portion means the collector inlet pipe 141. This is to prevent the freezing of the collector circulation pipe 140 in winter, the living water having a relatively low temperature flows into the collector inlet pipe 141, the hot water having a high temperature into the collector discharge pipe 142. This is because the temperature of the collector inlet pipe 141 is lower than that of the collector outlet pipe 142 because it is discharged. In addition, since the portion exposed to the outside air in the collector inlet pipe 141 is relatively low in temperature, the first temperature sensor 160 measures the temperature of the portion exposed to the outside air in the collector inlet pipe 141. It is preferable.

상기 제2 온도센서(170)는 하절기에 상기 집열기(130)나 집열기배출관(142)의 과열로 인한 파손을 방지하기 위하여 상기 집열기배출관(142)에 설치되어 온도를 검출한다. 본 고안에서 상기 집열기유입관(141)으로는 상대적으로 온도가 낮은 생활용수가 유입되고, 상기 집열기배출관(142)으로는 상대적으로 온도가 높은 생활용수가 배출되므로, 상기 집열기배출관(142)의 온도가 상기 집열기유입관(141)의 온도보다 높다. 특히, 상기 집열기배출관(142)에서도 외기에 노출되는 부분이 상대적으로 온도가 높으므로, 상기 제2 온도센서(170)는 상기 집열기배출관(142) 중에서도 외기에 노출되는 부분의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.The second temperature sensor 170 is installed in the collector discharge pipe 142 to detect a temperature in order to prevent damage due to overheating of the collector 130 or the collector discharge pipe 142 in the summer. In the present invention, the living water having a relatively low temperature is introduced into the collector inlet pipe 141, and the living water having a relatively high temperature is discharged into the collector discharge pipe 142, so that the temperature of the collector discharge pipe 142 is increased. It is higher than the temperature of the collector inlet pipe 141. In particular, since the portion exposed to the outside air is relatively high in the collector discharge pipe 142, the second temperature sensor 170 preferably measures the temperature of the portion exposed to the outside air in the collector discharge pipe 142. Do.

상기 제어기(180)는 상기 제1, 2 온도센서로부터 출력되는 신호를 수신하고, 상기 신호에 따라 상기 순환펌프(120)의 가동을 제어한다.The controller 180 receives signals output from the first and second temperature sensors and controls the operation of the circulation pump 120 according to the signals.

먼저, 상기 제어기(180)는 설정된 시간 동안 상기 제1 온도센서(160)로부터 검출된 온도가 제1 기준온도 이하이면, 상기 순환펌프(120)가 가동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 제어기(180)는 상기 제1 온도센서(160)로부터 검출된 온도가 제1 설정온도 이상이면, 가동된 상기 순환펌프(120)가 정지되도록 제어한다. 여기서, 상기 설정된 시간은 기온이 영하로 떨어지는 날씨가 계속되는 동절기, 특히 이 시기 중 야간인 것을 특징으로 한다. 상기 집열기순환배관(140)에는 항상 생활용수가 차있는데, 생활용수의 사용이 없는 시간대(야간)에는 상기 집열기순환배관(140) 내부로 생활용수가 흐르지 않고 고인 상태로 놓이게 된다. 물은 그 성질상 고체상태(얼음)의 부피가 액체상태보다 크기 때문에 생활용수가 기온 강하에 의해 얼게 되면, 부피팽창에 의해 상기 집열기순환배관(140)이 동파되는 현상이 발생하게 된다. 하지만, 상기 축열조(110)는 실내에 위치하므로, 상기 축열조(110)에 저장된 생활용수의 온도는 동절기의 야간에도 영상으로 유지될 수 있다. 따라서, 상기 집열기순환배관(140) 특히, 상기 집열기유입관(141)의 온도가 제1 기준온도 이하로 떨어질 때 상기 제어기(180)가 상기 순환펌프(120)를 작동시킴으로써, 상기 축열조(110)에 저장되어 상대적으로 높은 온도의 생활용수가 상기 집열기순환배관(140)을 순환하여 덥히게 된다. 이러한 과정을 거쳐서 상기 집열기유입관(141)의 온도는 제1 설정온도에 도달하게 되고, 이로 인해 상기 제어기(180)는 상기 순환펌프(120)의 가동을 정지시킨다. 본 고안의 일실시예에서는 동파방지를 위해 상기 제1 기준온도를 2℃로 제한하는 것이 바람직하다. 동절기에 상기 집열기순환배관(140) 내에 체류된 생활용수는 상기 집열기순환배관(140)의 온도보다 높으며, 상기 제1 온도센서(160)는 상기 집열기순환배관(140) 상에 위치하게 되므로, 검출된 온도는 상기 집열기순환배관(140) 내에 존재하는 생활용수의 온도보다 더 낮다. 그러므로, 상기 집열기유입관(141)의 온도가 2℃ 이하에서 상기 순환펌프(120)가 작동되도록 하면 안정적으로 동파를 방지할 수 있게 된다.First, the controller 180 controls the circulation pump 120 to operate when a temperature detected from the first temperature sensor 160 is equal to or less than a first reference temperature for a set time. When the temperature detected by the first temperature sensor 160 is greater than or equal to a first set temperature, the controller 180 controls the circulating pump 120 to be stopped. Here, the set time is characterized in that during the winter season, especially during this time the temperature is falling below freezing temperature, especially during this time. The collector circulation pipe 140 is always filled with living water, but in the time zone (night) when there is no use of the living water, the living water is placed in the collected state without flowing into the collector circulation pipe 140. Due to the nature of water, the volume of the solid state (ice) is greater than that of the liquid state, and thus, when the living water freezes due to the temperature drop, the collector circulation pipe 140 is freezes due to volume expansion. However, since the heat storage tank 110 is located indoors, the temperature of living water stored in the heat storage tank 110 may be maintained as an image even at night in winter. Therefore, when the temperature of the collector circulation pipe 140, in particular, the collector inlet pipe 141 falls below a first reference temperature, the controller 180 operates the circulation pump 120, so that the heat storage tank 110 Stored in the relatively high temperature living water is heated by circulating the collector circulation pipe 140. Through this process, the temperature of the collector inlet pipe 141 reaches a first set temperature, whereby the controller 180 stops the operation of the circulation pump 120. In one embodiment of the present invention, it is preferable to limit the first reference temperature to 2 ° C to prevent freezing. Living water stayed in the collector circulation pipe 140 in the winter is higher than the temperature of the collector circulation pipe 140, the first temperature sensor 160 is located on the collector circulation pipe 140, detection The temperature is lower than the temperature of the living water present in the collector circulation pipe 140. Therefore, when the circulation pump 120 is operated at a temperature of the collector inlet pipe 141 at 2 ° C. or less, it is possible to stably prevent freezing.

또한, 본 고안의 일실시예에서는 실험에 의하였을 때, 상기 집열기유입관(141)의 온도가 10℃ 이상이 된 경우에 상기 집열기순환배관(140)의 동결이 방지되므로, 바람직하게 상기 제1 설정온도를 10℃로 한다. 즉, 상기 집열기유입관(141)의 온도가 10℃ 이상에서 상기 순환펌프(120)의 가동을 멈추는 것은 더 이상 생활용수를 순환시킬 필요가 없을 정도로 상기 집열기순환배관(140) 내의 생활용수의 온도가 상승하였기 때문이다.In addition, in one embodiment of the present invention, when the temperature of the collector inlet pipe 141 is 10 ℃ or more, the freezing of the collector circulation pipe 140 is prevented, preferably the first The set temperature is 10 ° C. That is, to stop the operation of the circulation pump 120 when the temperature of the collector inlet pipe 141 is 10 ° C. or more, the temperature of the living water in the collector circulation pipe 140 does not need to be circulated. Is due to the rise.

또한, 상기 제어기(180)는 상기 제2 온도센서(170)로부터 검출된 온도가 제2 기준온도 이상이면, 상기 순환펌프(120)가 가동되도록 제어하고, 상기 제2 온도센서(170)로부터 검출된 온도가 제2 설정온도 이하이면, 가동된 상기 순환펌프(120)가 정지되도록 제어한다. 일반적으로 상기 집열기(130)나 집열기순환배관(140) 내부에는 생활용수가 정체되어 있기 때문에 하절기, 특히 햇볕이 강한 한낮에 상기 집열기(130)나 집열기배출관(142)의 온도가 대략 100℃ 가까이로 상승하는데, 과열방열기와 방열기순환펌프가 없으면 온도의 과도한 상승으로 인하여 기기 및 시스템이 파손될 수 있다. 이 경우에 상기 집열기배출관(142)의 온도는 그 내에 체류된 생활용수의 온도보다 높기 때문에 본 고안에서는 과열에 의한 파손방지의 신뢰성을 높이기 위해서 상기 제2 기준온도를 93℃ 내지 98℃로, 상기 제2 설정온도를 80℃로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 집열기배출관(142)의 온도가 95℃로 상승하면 상기 제어기(180)는 상기 순환펌프(120)를 가동시킨다. 그러면, 상대적으로 온도가 낮은 상기 축열조(110)의 하단부에 정체되어 있던 생활용수가 상기 집열기(130)와 집열기순환배관(140)으로 흐르게 되고, 이러한 과정이 반복되면서 상기 집열기(130)와 집열기순환배관(140)의 온도는 감소하게 된다. 그리고 상기 집열기배출관(142)의 온도가 80℃에 도달하게 되면, 상기 제어기(180)는 상기 순환펌프(120)의 가동을 정지시킨다. In addition, the controller 180 controls the circulating pump 120 to operate when the temperature detected from the second temperature sensor 170 is equal to or greater than a second reference temperature, and detects it from the second temperature sensor 170. If the set temperature is less than or equal to the second set temperature, the operated circulation pump 120 is controlled to stop. In general, because the living water is stagnant in the collector 130 or the collector circulation pipe 140, the temperature of the collector 130 or the collector discharge pipe 142 rises to about 100 ° C. in summer, especially in the midday of strong sunlight. However, without the superheat radiator and the radiator circulation pump, equipment and systems can be damaged due to excessive rise in temperature. In this case, since the temperature of the collector discharge pipe 142 is higher than the temperature of the living water staying therein, in the present invention, the second reference temperature is 93 ° C. to 98 ° C. in order to increase the reliability of preventing damage due to overheating. It is preferable to set the 2nd set temperature to 80 degreeC. For example, when the temperature of the collector exhaust pipe 142 rises to 95 ° C, the controller 180 operates the circulation pump 120. Then, the living water stagnated at the lower end of the heat storage tank 110 having a relatively low temperature flows to the collector 130 and the collector circulation pipe 140, and this process is repeated, and the collector 130 and the collector circulation pipe are repeated. The temperature of 140 is reduced. When the temperature of the collector discharge pipe 142 reaches 80 ° C., the controller 180 stops the operation of the circulation pump 120.

또한, 상기 제어기(180)는 상기 제1, 2 온도센서에서 검출된 온도 차에 따라 상기 순환펌프(120)의 가동을 제어하는 역할로, 예를 들어 온도 차가 3℃ 이하이면 상기 순환펌프(120)의 가동을 정지시키고, 10℃ 이상이면 상기 순환펌프(120)를 구동시키도록 제어함으로써, 평상시 상기 순환펌프(120)의 가동을 제어하는 동시에 전력 낭비를 방지하는 것이 바람직하다.In addition, the controller 180 controls the operation of the circulation pump 120 according to the temperature difference detected by the first and second temperature sensors. For example, when the temperature difference is 3 ° C. or less, the circulation pump 120 is used. ) To stop the operation and to drive the circulation pump 120 at 10 ° C. or higher, thereby controlling the operation of the circulation pump 120 at the same time and preventing power wastage.

이하, 도 4를 참조하여 상기 태양열 온수시스템(100)이 동절기 중 야간에 작동할 때 물의 흐름을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the solar hot water system 100 will be described with reference to the flow of water when the solar hot water system 100 operates at night during the winter season.

상기 제어기(180)는 상기 제1 온도센서(160)와 연결되어 상기 집열기유입관(141)으로부터 검출된 온도를 전달받는다. 만약, 수신된 온도가 제1 기준온도(2℃)라면, 상기 제어기(180)는 상기 축열조(110)에 저장된 물이 상기 집열기순환배관(140)을 순환할 수 있도록 상기 순환펌프(120)를 작동시킨다. 이러한 과정이 반복됨에 따라 상기 집열기순환배관(140)의 온도는 상승하게 되고, 상기 집열기유입관(141)의 온도가 제1 설정온도(10℃)에 도달하게 되면, 상기 제어기(180)는 상기 순환펌프(120)의 동작을 정지시킨다. 이와 같이, 동절기, 특히 가정에서 생활용수를 사용하지 않는 야간에 자동으로 상기 순환펌프(120)가 가동됨으로써, 상기 집열기순환배관(140)의 동파를 막을 수 있다. 이를 위해, 기존의 밀폐형 온수시스템을 그대로 유지하면서 상기 제1 온도센서(160)만 추가 설치하면 되므로, 여전히 열효율이 매우 높고, 그 구성이 매우 단순하여 설치 및 고장의 가능성이 적으며, 따라서 유지관리 비용이 적게 소요될 수 있다. 또, 종래에는 배관의 동파 방지를 위해 야간 내내 순환펌프(120)를 가동시켰지만, 본 고안의 일실시예에서는 상기 집열기유입관(141)의 온도에 따라 상기 순환펌프(120)의 가동 및 정지가 이루어지므로 전력 소모량이 최소화되는 이점이 있다. 그리고 본 고안에서는 상기 순환펌프(120)의 유량을 상기 집열기(130) 면적 1제곱미터당 6리터/시간 내지 9리터/시간으로 제한하기 때문에 상기 축열조(110)로 유입된 온수의 체류시간이 길어져 실내로부터의 열이 온수로 충분히 전달될 수 있고, 유입과정에서 상기 축열조(110)에 저장되어 있는 온수의 온도가 급하강하는 것을 막을 수 있다.The controller 180 is connected to the first temperature sensor 160 to receive the temperature detected from the collector inlet pipe 141. If the received temperature is a first reference temperature (2 ° C.), the controller 180 turns the circulation pump 120 to circulate the collector circulation pipe 140 with water stored in the heat storage tank 110. It works. As this process is repeated, the temperature of the collector circulation pipe 140 increases, and when the temperature of the collector inlet pipe 141 reaches a first set temperature (10 ° C.), the controller 180 The operation of the circulation pump 120 is stopped. As such, the circulation pump 120 is automatically operated during the winter season, especially at night when no water is used in the home, thereby preventing freezing of the collector circulation pipe 140. To this end, since only the first temperature sensor 160 is additionally installed while maintaining the existing hermetic hot water system, the thermal efficiency is still very high, and its configuration is very simple, so there is little possibility of installation and failure, and thus maintenance. It can be less expensive. In addition, in the related art, the circulation pump 120 was operated at night to prevent freezing of the pipe, but in one embodiment of the present invention, the operation and the stop of the circulation pump 120 depend on the temperature of the collector inlet pipe 141. This is because the power consumption is minimized. In the present invention, since the flow rate of the circulation pump 120 is limited to 6 liters / hour to 9 liters / hour per square meter of the collector 130, the residence time of the hot water introduced into the heat storage tank 110 is increased. Heat from the hot water can be sufficiently transferred to the hot water, and the temperature of the hot water stored in the heat storage tank 110 can be prevented from dropping rapidly during the inflow process.

다음은 도 5를 참조하여 상기 태양열 온수시스템(100)이 하절기에 작동할 때 물의 흐름을 살펴보기로 한다.Next, the flow of water when the solar hot water system 100 operates in summer will be described with reference to FIG. 5.

상기 제어기(180)는 상기 제2 온도센서(170)와 연결되어 상기 집열기배출관(142)으로부터 검출된 온도를 전달받는다. 만약, 수신된 온도가 제2 기준온도(예를 들어, 95℃)라면, 상기 제어기(180)는 상기 축열조(110)에 저장된 물이 상기 집열기순환배관(140)을 순환할 수 있도록 상기 순환펌프(120)를 작동시킨다. 그러면, 상기 집열기순환배관(140)에 정체된 상대적으로 높은 온도의 온수가 상기 축열조(110)로 유입되고, 상기 축열조(110)에 저장된 상대적으로 낮은 온도의 온수가 상기 집열기유입관(141)을 통해 배출된다. 이러한 과정이 반복됨에 따라 상기 집열기순환배관(140)의 온도는 하강하게 되고, 상기 집열기배출관(142)의 온도가 제2 설정온도(80℃)에 도달하게 되면, 상기 제어기(180)는 상기 순환펌프(120)의 동작을 정지시킨다. 상기와 같이, 상기 집열기배출관(142)에 상기 제2 온도센서(170)가 구비됨에 따라서 과열방열기 및 방열기순환펌프를 추가로 설치하지 않아도 하절기의 기온 상승으로 인한 상기 집열기(130)나 집열기배출관(142)의 파손 혹은 열화를 방지할 수 있기 때문에 설치비용 및 관리비용이 소요되지 않아 경제적으로 효율적인 이점이 있다. 그리고 전술한 바와 같이, 유량이 종래보다 적어지면서 상기 축열조(110) 내의 상대적으로 높은 위치에 있는 온수와 낮은 위치에 있는 온수가 거의 섞이지 않아 온수의 성층화 효과가 높아지므로, 보다 낮은 온도의 온수가 상기 집열기(130)와 집열기순환배관(140)을 흐르도록 하여 상기 집열기(130)와 집열기순환배관(140)의 온도를 낮추는데 효율적이다.The controller 180 is connected to the second temperature sensor 170 to receive the temperature detected from the collector discharge pipe 142. If the received temperature is a second reference temperature (eg, 95 ° C.), the controller 180 allows the water stored in the heat storage tank 110 to circulate the collector circulation pipe 140. Activate 120. Then, the relatively high temperature hot water stagnated in the collector circulation pipe 140 flows into the heat storage tank 110, and the relatively low temperature hot water stored in the heat storage tank 110 opens the heat collector inflow pipe 141. Is discharged through. As this process is repeated, the temperature of the collector circulation pipe 140 is lowered, and when the temperature of the collector discharge pipe 142 reaches a second set temperature (80 ° C.), the controller 180 is circulated. The operation of the pump 120 is stopped. As described above, according to the second temperature sensor 170 is provided in the collector discharge pipe 142, the collector 130 or the collector discharge pipe due to the temperature rise in the summer without additional installation of the superheat radiator and the radiator circulation pump ( 142) can be prevented from damage or deterioration, so installation cost and management cost is not required, there is an economically efficient advantage. As described above, since the flow rate becomes smaller than before, hot water at a relatively high position in the heat storage tank 110 and hot water at a low position are hardly mixed so that the stratification effect of the hot water is increased. By collecting the collector 130 and the collector circulation pipe 140, it is effective to lower the temperature of the collector 130 and the collector circulation pipe 140.

도 4 및 도 5에서 살펴본 바와 같이, 종래의 복잡한 구성 및 부동액을 추가하지 않아도 동절기의 심야의 기온 하강이나 하절기의 하절기의 일시적 혹은 장기적으로 시스템을 사용하지 않아 기온 상승으로 인한 상기 태양열 온수시스템(100)의 파손을 방지할 수 있고, 작동매체를 물로 사용할 수 있어 시스템을 매우 단순화시킬 수 있다. 또한, 작동매체가 부동액 혹은 물인 난방시스템에 적용할 수 있고, 과열방열기 및 방열기순환펌프를 사용하지 않고 하나의 상기 순환펌프(120)만 순환시켜 열을 상기 축열조(110)로 흡수시킴으로써 과열을 간단히 방지할 수 있다. 그리고 본 고안에서는 상기 집열기(130) 및 집열기순환배관(140)에 부동액 대신 물을 사용하므로, 가격이 저렴하고, 유지관리가 용이해지는 이점이 있다.
As shown in FIGS. 4 and 5, the solar hot water system 100 due to the temperature increase due to the temperature drop in the late-night winter season or the temporary or long-term use of the summer season without the addition of a conventional complex configuration and antifreeze is not used. ) And the working medium can be used as water, which greatly simplifies the system. In addition, it can be applied to a heating system in which the working medium is an antifreeze or water, and only one circulation pump 120 is circulated without using a superheat radiator and a radiator circulation pump to absorb heat into the heat storage tank 110 so that overheating is simplified. It can prevent. In the present invention, since the water is used instead of the antifreeze in the collector 130 and the collector circulation pipe 140, the price is low and the maintenance is easy.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 고안에 개시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The description above is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which are within the scope of the same should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 태양열 온수시스템
110: 축열조 120: 순환펌프
130: 집열기 140: 집열기순환배관
150: 축열조순환배관 160: 제1 온도센서
170: 제2 온도센서 180: 제어기100: solar hot water system
110: heat storage tank 120: circulation pump
130: collector 140: collector circulation pipe
150: heat storage tank circulation pipe 160: the first temperature sensor
170: second temperature sensor 180: controller

Claims (6)

유입된 생활용수를 수용하는 축열조;
상기 축열조에 수용된 상기 생활용수 중 상기 축열조 상부에 위치하는 생활용수보다 10℃에서 15℃정도 온도가 낮은 상기 축열조 하부에 위치하는 생활용수를 순환시키는 순환펌프;
태양열을 집열하여 상기 순환펌프에 의해 공급된 상기 생활용수를 가열하는 집열기;
상기 집열기와 축열조 간을 연결하며, 상기 집열기에 의해 가열된 상기 생활용수가 상기 축열조로 배출되도록 유로를 제공하는 집열기순환배관;
상기 축열조와 연결되며, 상기 축열조 하부로 상기 생활용수를 유입시키고, 상기 축열조 상부에 위치하는 생활용수가 배출되도록 유로를 제공하는 축열조순환배관;
상기 집열기순환배관에 설치되어 온도를 검출하는 제1 온도센서; 및
상기 제1 온도센서로부터 검출된 온도가 제1 기준온도 이하이면, 상기 순환펌프가 가동되도록 제어하는 제어기를 포함하되,
상기 집열기순환배관은, 상기 축열조에 수용된 상기 생활용수가 상기 집열기로 유입되도록 유로를 제공하는 집열기유입관; 및 상기 집열기에 의해 가열된 상기 생활용수가 상기 축열조로 배출되도록 유로를 제공하는 집열기배출관; 을 포함하고,
상기 제1 온도센서는 상기 집열기와 근접한 상기 집열기유입관 상에 설치되고,
상기 집열기와 근접한 상기 집열기배출관 상에 설치되어 상기 집열기배출관의 온도를 검출하는 제2 온도센서; 를 더 포함하며,
상기 제어기는 상기 제2 온도센서로부터 검출된 온도가 제2 기준온도 이상이면, 상기 순환펌프가 가동되도록 제어하고,
상기 축열조 및 상기 축열조순환배관은 실내에, 상기 순환펌프, 상기 집열기 및 상기 제1 온도센서는 실외에 위치하는
태양열 온수시스템.A heat storage tank accommodating inflowing living water;
A circulation pump configured to circulate living water located at a lower portion of the heat storage tank having a temperature of about 10 ° C. to 15 ° C. lower than that of the living water contained in the heat storage tank among the water contained in the heat storage tank;
A collector for collecting solar heat to heat the living water supplied by the circulation pump;
A collector circulation pipe connecting the collector and the heat storage tank and providing a flow path to discharge the living water heated by the heat collector to the heat storage tank;
A heat storage tank circulation pipe connected to the heat storage tank and configured to supply the living water to the bottom of the heat storage tank, and to provide a flow path for discharging the living water located above the heat storage tank;
A first temperature sensor installed in the collector circulation pipe to detect a temperature; And
If the temperature detected from the first temperature sensor is less than the first reference temperature, including a controller for controlling the circulation pump to operate,
The collector circulation pipe may include a collector inlet pipe providing a flow path such that the living water contained in the heat storage tank flows into the collector; And a collector discharge pipe providing a flow path to discharge the living water heated by the collector to the heat storage tank. Including,
The first temperature sensor is installed on the collector inlet pipe adjacent to the collector,
A second temperature sensor installed on the collector discharge pipe adjacent to the collector and detecting a temperature of the collector discharge pipe; More,
The controller controls the circulation pump to operate when the temperature detected from the second temperature sensor is equal to or greater than a second reference temperature.
The heat storage tank and the heat storage tank circulation pipe are located indoors, and the circulation pump, the collector and the first temperature sensor are located outdoors.
Solar hot water system. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제1 온도센서 또는 제2 온도센서로부터 검출된 온도가 각각 제1 설정온도 이상 또는 제2 설정온도 이하이면, 가동된 상기 순환펌프가 정지되도록 제어하는
태양열 온수시스템.The method of claim 1,
The controller,
If the temperature detected from the first temperature sensor or the second temperature sensor is above the first set temperature or below the second set temperature, respectively, the controlled circulation pump is stopped.
Solar hot water system. 제1항에 있어서,
상기 순환펌프의 유량은 상기 집열기 면적 1제곱미터당 6리터/시간 내지 9리터/시간인
태양열 온수시스템.The method of claim 1,
The flow rate of the circulation pump is 6 liter / hour to 9 liter / hour per square meter of the collector area
Solar hot water system. 제1항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1, 2 온도센서에서 검출된 온도 차에 따라 상기 순환펌프의 가동을 제어하는
태양열 온수시스템.The method of claim 1,
The controller controls the operation of the circulation pump in accordance with the temperature difference detected by the first and second temperature sensors.
Solar hot water system.
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