KR20100004436A - 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템 - Google Patents

태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20100004436A
KR20100004436A KR1020080064598A KR20080064598A KR20100004436A KR 20100004436 A KR20100004436 A KR 20100004436A KR 1020080064598 A KR1020080064598 A KR 1020080064598A KR 20080064598 A KR20080064598 A KR 20080064598A KR 20100004436 A KR20100004436 A KR 20100004436A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tank
heat
water
heating
hot water
Prior art date
Application number
KR1020080064598A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101026259B1 (ko
Inventor
정해철
Original Assignee
주식회사 삼삼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼삼 filed Critical 주식회사 삼삼
Priority to KR1020080064598A priority Critical patent/KR101026259B1/ko
Publication of KR20100004436A publication Critical patent/KR20100004436A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101026259B1 publication Critical patent/KR101026259B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/005Hot-water central heating systems combined with solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/08Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/14Solar energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Abstract

본 발명의 태양열 집열장치를 이용한 온수 겸용 난방시스템은 축열하기 위한 물이 저장되는 탱크와, 상기 탱크와 연결되어 탱크의 물을 가열하기 위한 집열판과, 상기 탱크의 양측에 각각 설치되는 유입관과 유출관과 연결되며 상기 탱크의 내부에 설치되어 축열된 물과 난방 또는 온수를 가열하기 위한 열교환 매체가 흐르는 제 1열교환기와, 상기 탱크에 물을 보충함과 물의 가열에 따른 팽창량을 저장하는 물보충수탱크를 구비하여 된 태양열 집열장치들과, 건물의 난방을 위한 난방코일과, 상기 제 1열교환기의 유입관과 유출관을 연결하여 회로를 형성하는 제 1,2연결관과, 상기 탱크와 온수탱크를 연결하는 제3,4연결관을 구비하며, 상기 제 1,2연결관과 연결되며 난방부하의 저하로 인하여 열교환 매체가 설정된 온도 이상으로 상승 시 상기 온수탱크의 물을 가열하기 위한 온수 가열수단을 구비한다.
Figure P1020080064598
온수, 태양열, 집열장치.

Description

태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템{The solar collector and heating system using a solarcollector}
본 발명은 온수겸용 난방 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 태양열 집열장치의 탱크를 이용하여 열교환 매체를 가열할 수 있으며, 잉여 열원을 이용하여 온수탱크의 물을 가열할 수 있는 온수 겸용 난방시스템에 관한 것이다.
최근 들어 화석 원료의 과다한 사용에 따른 대기오염문제와 함께 자원고갈의 문제가 야기되면서 대체 에너지원으로 태양열과 태양광이 대두되고 있다.
그러나 태양열과 태양광은 에너지밀도가 상대적으로 낮고 기후 의존성이 심하며 집적효율이 낮으므로 집광 또는 집열 효율을 상대적으로 높이기 위한 집열장치나 집광장치가 태양열 난방장치와 태양열 발전장치에 이용되고 있다
특히 태양열 난방을 위한 집열장치는 건물의 옥상이나 지붕에 설치하여 태탱양열의 집열효과를 높이고, 집열 된 태양열을 이용하여 난방을 위한 열교환 매체를 가열하거나 온수탱크 내의 물을 가열하게 된다. 이러한 태양열 난방장치에 이용되는 집열장치는 주로 집광형과 비집광형으로 분류되는데, 집광형은 대부분 태양에너지에 의존하여 얻게 됨에 따라 구름 낀 날이나 흐린 날에는 상대적으로 집 광효율을 높일 수 없고, 비집광형(평판형)은 겨울철 태양의 고도가 집열효율이 가변되는 경향이 있다.
이러한 집열장치를 이용한 태양열 온수 난방용 배관시스템이 공개 특허 제 1999-015686호에 개시되어 있다. 개시된 태양열 온수 난방용 배관시스템은 태양열히터와 태양열 집열관이 내장되어진 태양열히터와, 상기 태양열히터의 측부에 플로트로 일정한 수위를 조절하는 한편, 온도감지센서가 부착되어진 보온히터집수통과, 상기 보온히터집수통의 측부에 공지된 보일러와, 상기 보온집수통과 보일러 사이에 플로트로 일정수위를 유지하는 보조집수통의 기술적 구성을 가진다.
그리고 실용신안 등록 제 0431547호에는 태양열 이용시설의 난방겸용을 위한 보일러 연계 배관 및 제어시스템이 개시되어 있다. 개시된 제어시스템에는 태양열 온수통과 연결되는 태양열 온수공급관과 태양열 온수 환수관을 이용하여 축열조 내의 물을 가열하는 기술적 구성을 가진다.
이러한 태양열난방장치는 낮에 축열탱크 내의 물을 가열하고 이를 이용하여 밤에 난방하는 구조를 가지고 있으므로 상대적으로 그 구조가 복잡하고, 온수를 사용하는 경우, 축열내에 보충수로 냉수의 유입됨으로 인하여 급격하게 축열조 내의 물이 냉각되는 문제점이 있다. 또한 하절기와 같이 잉여 태양열이 발생하는 경우 별도의 냉각장치를 이용하여 가열된 물을 냉각시켜야 하는 문제점이 있다. 특히 낮에는 난방부하가 상대적으로 작게 걸리게 됨으로써 발생되는 잉여 열을 효율적으로 사용할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록 특허 제 0767759호에는 전열탱크를 난방탱크와 온수탱크로 분 리한 기술적 구성이 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양열 집열장치로부터 집열되어 난방에 이용되고 남은 잉여 열을 이용하여 온수탱크의 물을 가열 할 수 있는 태양열 집열장치와 또한 집열장치의 열원을 배관을 통하여 이동하여 별도의 축열조 탱크 물을 가열하여 축열조 내부의 가열된 물을 난방이나 온수로 이용하므로 집열장치의 열원을 직접 이용하는 것과는 상당한 차이로 열 에너지의 손실을 가져오며 불필요하게 별도의 축열조와 축열조를 수용하기 위한 기계실 건물을 요하는 것을 집열장치의 열원을 이동 하지 않고 직접 난방이나 온수로 이용한 고효율 저비용의 온수 겸용 난방시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 태양열집열장치 탱크 내의 가열된 물을 이용하여 온수 및 난방을 위한 열교환 매체를 가열 할 수 있는 태양열집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 구조가 상대적으로 간단하여 저변 보급형으로서의 상품적 가치를 높일 수 있는 태양열 집열장치와 종전에 한 축열조 내부의 물을 온수와 난방을 겸해서 공동 동시 사용하는 관계로 약간의 온수 사용 시에도 냉수가 공급되어 축열조의 가열된 온도가 갑작스런 냉수 공급으로 급격히 온도가 떨어지는 문제점으로 인하여 현재까지 보급된 온수겸용 난방장치는 그 효율이 인정되지 못하여 난방기능으로서는 전혀 사용하지 못하고 있는 것을 난방 부하용과 온수용을 별 도로 분리 시스템화 하여 운영할 수 있는 온수 겸용 난방시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양열 집열장치는 축열하기 위한 물이 저장되는 탱크와, 상기 탱크와 연결되어 탱크의 물을 가열하기 위한 집열판과, 상기 탱크의 양측에 각각 설치되는 유입관, 유출관과 연결되며 상기 탱크의 내부에 설치되어 축열된 물과 난방 또는 온수를 가열하기 위한 열교환 매체가 흐르는 제 1열교환기와, 상기 탱크에 물을 보충함과 아울러 물의 가열에 따른 팽창량을 저장하는 물 보충수 탱크를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 탱크의 내부에는 물을 가열하는 보조 가열히터를 더 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 온수겸용 난방시스템은,
축열하기 위한 물이 저장되는 탱크와, 상기 탱크와 연결되어 탱크의 물을 가열하기 위한 집열판과, 상기 탱크의 양측에 각각 설치되는 유입관, 유출관과 연결되며 상기 탱크의 내부에 설치되어 축열 된 물과 난방 또는 온수를 가열하기 위한 열교환 매체가 흐르는 제 1열교환기와, 상기 탱크에 물을 보충함과 물의 가열에 따른 팽창량을 저장하는 물보충수탱크를 구비하여 된 태양열집열장치들과,
건물의 난방을 위한 난방코일과, 상기 제 1열교환기의 유입관과 유출관을 연결하여 회로를 형성하는 제 1,2연결관과, 상기 탱크와 온수탱크를 연결하는 제3,4연결관을 구비하며,
상기 제 1,2연결관과 연결되며 난방부하의 저하로 인하여 열교환 매체가 설 정된 온도 이상으로 상승 시 상기 온수탱크의 물을 가열하기 위한 온수 가열수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방 시스템는 난방부하가 적게 걸리는 경우 태양열 집열장치에 의해 집열되어 탱크에 축열 된 잉여 열을 이용하여 온수탱크의 물을 가열할 수 있으며, 종래와 같이 온수의 사용으로 인하여 축열조에 냉수가 공급됨으로써 급격히 축열조 내 물의 온도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 태양열 집열장치를 이용한 온수 겸용 난방 시스템은 태양열 집열장치에 의해 가열 된 탱크내의 물 즉, 1차 열원을 이용하여 난방 또는 온수탱크 내의 물을 가열할 수 있으므로 열교환에 따른 열손실을 최소화 할 수 있다.
또한 본 발명은 태양열 집열장치에 설치되는 탱크에 공급되는 물을 이용하여 축열할 수 있으므로 구조가 상대적으로 간단하여 저변 보급형 보일러로서의 상품적 가치를 높일 수 있는 것은 물론 여러개의 집열장치를 직열로 연결하여 난방부하량에 따라 그 수량의 증가 또는 가감으로 조절이 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 태양열 집열장치를 이용한 온수 겸용 난방시스템은 태양열 집열장치의 탱크에 저장된 물을 이용하여 열을 축열 할 수 있으며, 잉여 열을 이용하여 온수탱크 내의 물을 가열할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 태양열 집열장치(20)를 이용한 온수 겸용 난방시스템(10)은 지붕, 옥상 또는 태양열의 집열이 용이한 지역에 설치되는 것으로, 온수 및 축열을 위해 물이 저장되며 집열판(22)을 구비한 탱크(21)와, 이 탱크의 내부에 제 1열교환기(23)가 설치되는 태양열 집열장치(20)들과, 상기 제 1열교환기(23)의 유입관(24), 유출관(25)과 건물 또는 난방공간을 가열하기 위한 난방코일(30)과 연결하여 열교환 매체가 흐르는 폐회로를 구성하는 제 1,2연결관(41)(42)과, 상기 제 1연결관(41)에 설치되는 제 1전동밸브(51)를 구비한다.
그리고 상기 각 태양열 집열장치의 탱크(21)와 온수탱크(61)를 연결하여 폐회로를 구성하는 제 3,4연결관(43)(44)을 구비하며, 상기 제 3연결관(43)에는 탱크(21)로부터 제 3연결관(43)으로의 물공급을 단속하는 제 2전동밸브(52)가 구비된다. 상기 제 1,2연결관(41)(42)과 연결되며 난방부하의 저하로 인하여 탱크(21) 내의 물 또는 제 1열교환기(23)를 흐르는 열교환 매체가 설정된 온도 이상으로 상승 시 열의 방출을 위하여 상기 온수탱크(61)내의 물을 가열하기 위한 온수 가열수단(60)과, 집열효율을 저하 시 난방을 위한 열교환 매체를 가열하기 위하여 제 1연결관(41)과 제 2연결관(42)을 통하여 흐르는 열교환매체를 가열하기 위한 보일러수단(70)을 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양열 집열장치를 이용한 온수겸용 난방 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상기 태양열 집열장치(20)는 집열 능력에 따라 하나 또는 복수개가 직열로 연결(도 1 참조)되어 설치될 수 있다. 상기 태양열 집열장치(20)들이 직열로 연결되는 경우, 상술한 바와 같이 각각 탱크(21)의 내부에 설치된 제 1열교환기(23)들은 직열로 연결함이 바람직하고, 상기 각 탱크(21)들의 내부공간은 연결관(21a)들에 의해 직열로 연결함이 바람직하다. 그리고 상기 탱크에 연결된 집열판(22)은 탱크(21) 내의 물을 순환시키면서 가열할 수 있는 것으로 진공관식 과 평판식 태양열 집열관들로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 탱크(21)의 일측에는 상기 원수공급관(45)과 온수탱크(61)가 연결되는 제 3연결관(43)과 연결되어 제 1열교환기(23)를 흐르는 열교환 매체의 보충 및 열교환 매체의 팽창으로 인한 팽창량을 흡수할 수 있는 열교환 매체 공급탱크(28)를 구비하는데, 이 열교환 매체 공급탱크(28)에는 공기를 배출할 수 있는 에어벤트(28a)가 형성되고 일정한 수위를 유지하기 위한 플로팅 밸브(28b)가 설치될 수 있다. 또한 상기 탱크(21)에는 내부공간에 물을 보충하기 함과 아울러 팽창량을 흡수할 수 있는 물 보충수 탱크(26)가 더 구비된다.
그리고 각각의 탱크(21)에는 이의 내부공간에 저장된 물의 온도를 측정하기 위한 제1온도계(29a)(29b)(29c)가 설치되며, 각각의 탱크(21)에는 저장된 물을 가열하기 위한 보조 가열히터(27)가 설치된다. 이 보조 가열히터(27)는 심야 전기를 이용하여 발열시킬 수 있는 전열히터를 사용함이 바람직하다.
그리고 상기 각 탱크(21)의 내부에 설치되는 제 1열교환기(23)는 파이프가 밴딩되어 이루어진 서스펜틴 타입으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않고 탱크(21) 내의 가열된 물과 난방을 위한 열교환매체인 물과의 열교환이 원활하게 이 루어질 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.
상기 난방코일(30)은 건물의 내의 공간을 가열할 수 있는 것으로, 팬코일 유니트로 이루어지거나 벽면 또는 바닥 등에 매설될 수 있다. 상기 난방코일은 난방공간에 따라 복수개가 구비될 수 있는데, 이 경우 상기 난방코일(30)은 병렬로 연결된다.
상기 온수 가열수단(60)은 제 3연결관(43)과 제 4연결관(44)과 연결되는 온수탱크(61)와, 상기 온수탱크(61)의 내부에 설치되는 제 2열교환기(62)를 구비하는데, 상기 제 2열교환기(62)의 유입측은 상기 제 1연결관(41)으로부터 분기되는 제 1분기관(63)과 연결되고 그 출구측은 제 2분기관(64)에 의해 제 2연결관(42)과 연결된다. 그리고 상기 제 1분기관(63)에는 제 2온도계(66)와, 이 온도계에 의해 감지된 온도(실지적으로 90℃)에 근거하여 작동되는 제 3전동밸브(67)가 설치된다. 상기 온수탱크(61)에는 온수를 가열하기 위한 온수가열히터(68)가 설치된다.
그리고 상기 보일러 수단(70)은 태양열 집열장치에 의해 난방이 이루어지지 못하는 경우 난방을 위한 열교환 매체를 가열하기 위한 것으로, 기름 또는 가스보일러(71)와 심야 전기 보일러(72)가 구비될 수 있다. 그리고 상기 기름보일러에 설치되는 제 3열교환기(73)의 출구측은 난방코일(30)과 연결되는 제 1연결관(41)과 제 3분기관(73b)에 의해 연결되고 제 3열교환기(73)의 입구측은 난방코일의 출구측과 제 1열교환기(23)를 연결하는 제 2연결관(42)과 제 4분기관(73a)에 의해 연결된다. 그리고 심야 전기 보일러(72)의 축열탱크(72a)의 내부에 설치되는 제 4열교환기(74)의 출구측은 난방코일(30)과 연결되는 제 1연결관(41)과 제 5분기 관(74b)에 의해 연결되고 제 4열교환기(74)의 입구측은 난방코일의 출구측과 제 1열교환기(23)를 연결하는 제 2연결관(42)과 제 6분기관(74a)에 의해 연결된다. 그리고 상기 제 3 및 제 5분기관에는 제 5전동밸브(75)와 제 6전동밸브(76)가 각각 설치된다.
그리고 상기 기름보일러 또는 가스 보일러에는 온수를 가열하기 위한 제 5열교환기(81)가 설치되는데, 이 제 5열교환기(81)는 제 4연결관(44) 및 온수탱크(61)와 제 7,8분기관(81a)(82a)에 의해 각각 연결된다. 그리고 상기 제 7분기관(81a)에는 제 7전동밸브(82)가 설치된다. 그리고 각 모드에 따라 열교환 매체 또는 온수의 온도를 감지하여 상기 전동밸브들 및 순환펌프를 제어하는 제어부(미도시)가 더 구비된다. 여기에서 온수겸용 난방시스템에 사용되는 밸브는 전동밸브를 일예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고, 제어부의 전기적 시그널에 의해 작동될 수 있는 밸브 예컨데, 솔레노이드 밸브 등으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 전동밸브는 볼밸브, 앵글밸브 등 수동조작되는 밸브로 이루어질 수 있음은 당연하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 평판형의 태양열 집열장치(200)를 이용하는 경우 별도의 축열탱크(201)와 온수탱크(202)를 구비하는데, 온수탱크(202)의 물은 상술한 바와 같이 난방 후 잉여 열을 이용하여 가열 할 수 있도록 별도의 난방용 열교환기(203)가 구비 된다. 이 열교환기는 탱크(201)의 온수를 가열하기 위한 난방용 열교환기(204)를 순환하는 열교환 매체의 온도를 감지하여 설정된 온도 이상일 때에 열교환 매체를 온수가열 열교환기(204)로 순환 될 수 있도록 이들을 연결하는 관로에는 전동밸브(205)가 설치된다. 미설명부호 301-304는 순환펌프이다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 온수 겸용 난방 시스템(10)의한 건물 즉, 주거공간의 난방은 태양열 집열장치(20)에 설치되는 탱크(21) 내의 온도가 운전자에 세팅온도 이상이고 주거공간의 온도와 차이가(예컨대, 5 ℃ 이상) 발생하는 경우 태양열 보일러의 순환펌프(302)가 작동된다. 이 때에 상기 보일러수단(70)의 제 5,6전동밸브(75)(76)가 닫히고, 상기 제 1전동밸브(51)가 열린 상태이다.
순환펌프(302)로 각 탱크(21) 내의 제 1열교환기(22)를 통과한 열교환 매체는 제 1열교환관(41)과 제 1전동밸브(51)를 거처 난방 코일(30)에 공급됨으로써 주거공간을 난방하게 된다. 상술한 바와 같이 난방이 이루어지는 과정에서 탱크(21) 내의 물의 온도와 제 1열교환기(23)를 통과하는 열교환 매체의 온도차가 일정치( 실질적으로 4℃ 이하)인 경우 순환펌프(302)가 정지된다. 이는 난방공간과 열교환매체와의 온도차가 크지 않기 때문에 태양열 집열장치(20)의 열을 난방코일(30)에 공급할 필요가 없기 때문이다.
그리고 집열판(22)이 설치된 탱크(21) 내부의 물의 온도가 90℃ 이상으로 과열되는 경우 제1온도계(29a-29c) 및 제 2온도계(66)에 의해 온도가 감지되고 이 온도에 근거하여 제어부는 상기 제 온수가열수단(60)의 제 3전동밸브(67)를 열고, 제 1전동밸브(51)를 닫는다. 그리고 순환펌프(302)가 작동된다. 따라서 상기 탱크(21) 내의 제1열교환기(23)들을 통과한 열교환 매체는 제1분기관(63)을 통하여 온수탱크(61)의 내부에 설치된 제 2열교환기(62)로 공급됨으로써 온수탱크(61) 내 부의 물을 가열하게 된다. 이로서 태양열 집열장치에 의해 집열된 잉여열은 온수를 가열하는데 이용됨으로써 태양열 집열장치의 탱크(21)내의 물이 과열되는 것을 방지 할 수 있으며, 나아가서는 태양열 과열방지를 위한 별도의 방열장치를 설치할 필요가 없게 된다.
특히 하절기에는 난방이 필요하지 않게 되는데, 상술한 바와 같은 조작을 인하여 집열판(22)에 의해 가열된 물을 냉각시킬 수 있어 과증방지를 위한 팽창탱크를 설치할 필요가 없다.
그리고 상기 난방부하가 크게 걸리어 태양열 집열장치에 의해 충분한 난방이 이루어지지 않은 경우 탱크(21)에 설치된 보조 가열히터(27)를 구동시키거나 심야전기보일러를 가동시켜 난방 한다. 이때에 상기 제 1전동밸브(51)와 제 5전동밸브(75)는 닫히게 된다. 따라서 심야전기보일러(72)의 제 4열교환기(74)를 통과한 열교환 매체는 난방코일(30)과 제 5,6분기관(74a)(74b)에 의해 하나의 폐회로를 구성하게 된다. 이때에 심야보일러의 탱크 내의 물의 온도는 주거공간의 난방 요구온도 보다 높아야 한다.
상기 심야전기 보일러의 탱크온도가 난방요구온도 보다 낮은 경우에는 기름 또는 가스 보일러가 구동된다. 이때에 상기 심야보일러와 태양열 보일러가 작동되지 않도록 제 1전동밸브(51)와 제 6전동밸브(76)는 닫힌 상태를 유지하여야 하며, 제 5전동밸브(75)는 열린 상태를 유지하여야 한다.
한편, 동절기에 온수를 태양열 집열장치에 의해 가열된 탱크 내의 물을 사용한다. 많은 량의 온수를 사용하거나 동절기의 심야와 같이 태양열 보일러(21)가 작 동 되지 않음으로 탱크(21)내의 온도가 낮아지면 보조가열히터(27) 또는 온수가열히터(68)에 의해 온수가 가열된다.
그리고 하절기에 온수를 사용하기 위해서는 제 7분기관(81a)에 설치된 제 7전동밸브(82)가 제어수단에 의해 닫히고, 온수탱크와 연결된 제 1연결관(41)의 제 1전동밸브(51)가 제어수단에 의해 닫힌고 온수탱크(61)의 전동밸브(69)도 닫힌상태에서 제 3연결관(43)에 설치된 제2전동밸브(52)가 열린다. 따라서 태양열 집열장치에 의해 가열된 온수는 제 3연결관(43)과 이에 설치된 제 2전동밸브(52) 및 믹싱밸브(53)를 통하여 배출된다. 이때에 원수공급관(45)을 통하여 공급되는 원수와 믹싱밸브(53)에서 혼합되어 배출될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 태양열집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템은 잉여열을 온수를 가열하는데 이용할 수 있으므로 별도의 서지탱크가 불필요하며, 태양열 집열장치에 의해 탱크내의 물이 과열되는 것을 방지하기 위하여 별도의 냉각장치를 설치할 필요가 없고 난방용 온수 와 온수용 온수가 완전 별도로 분리 운영되므로 종래와 같이 온수 사용 시 급격히 떨어지는 온수의 온도가 급격히 떨어지는 것을 보상할 필요가 없으므로 고효율 온수 겸용 난방 시스템의 목적을 달성 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 태양열집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템은 각종 건축물의 난방 및 시설재배장치 등에 널리 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열 집열장치를 이용한 온수 겸용 난방장치를 나타내 보인 도면,
도 2는 태양열 집열장치를 발췌하여 도시한 단면도,
도 3은 태양열 집열장치를 이용한 온수겸용 난방장치의 다른 실시예를 나타내 보인 도면.

Claims (4)

  1. 축열하기 위한 물이 저장되는 탱크와, 상기 탱크와 연결되어 탱크의 물을 가열하기 위한 집열판과, 상기 탱크의 양측에 각각 설치되는 유입관과 유출관과 연결되며 상기 탱크의 내부에 설치되어 축열된 물과 난방 또는 온수를 가열하기 위한 열교환 매체가 흐르는 제 1열교환기와, 상기 탱크에 물을 보충함과 물의 가열에 따른 팽창량을 저장하는 물 보충수 탱크를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탱크의 내부에는 물을 가열하기 보조 가열히터를 더 구비된 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치.
  3. 축열하기 위한 물이 저장되는 탱크와, 상기 탱크와 연결되어 탱크의 물을 가열하기 위한 집열판과, 상기 탱크의 양측에 각각 설치되는 유입관과 유출관과 연결되며 상기 탱크의 내부에 설치되어 축열된 물과 난방 또는 온수를 가열하기 위 한 열교환 매체가 흐르는 제 1열교환기와, 상기 탱크에 물을 보충함과 물의 가열에 따른 팽창량을 저장하는 물보충수탱크를 구비하여 된 태양열집열장치들과,
    건물의 난방을 위한 난방코일과, 상기 제 1열교환기의 유입관과 유출관을 연결하여 회로를 형성하는 제 1,2연결관과, 상기 탱크와 온수탱크를 연결하는 제3,4연결관을 구비하며,
    상기 제 1,2연결관과 연결되며 난방부하의 저하로 인하여 열교환 매체가 설정된 온도 이상으로 상승 시 상기 온수탱크의 물을 가열하기 위한 온수 가열수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치를 이용한 온수 겸용 난방시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 온수 가열수단은 제 3연결관 및 제 4연결관과 연결되는 온수탱크와, 상기 온수탱크의 내부에 설치되는 제 2열교환기를 구비하며,
    상기 제2열교환기의 유입측은 상기 제 1연결관으로부터 분기되는 제 1분기관과 연결되고 출구측은 제 2분기관에 의해 제 2연결관과 연결되며, 상기 제 1분기관에는 온도계와, 이 온도계에 의해 감지된 온도에 근거하여 작동되는 전동밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치를 이용한 온수 겸용 난방시스템.
KR1020080064598A 2008-07-03 2008-07-03 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템 KR101026259B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080064598A KR101026259B1 (ko) 2008-07-03 2008-07-03 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080064598A KR101026259B1 (ko) 2008-07-03 2008-07-03 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100004436A true KR20100004436A (ko) 2010-01-13
KR101026259B1 KR101026259B1 (ko) 2011-03-31

Family

ID=41814007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080064598A KR101026259B1 (ko) 2008-07-03 2008-07-03 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101026259B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101907318A (zh) * 2010-08-13 2010-12-08 江苏贝德莱特太阳能科技有限公司 太阳能暖气装置
WO2012002636A2 (ko) * 2010-06-29 2012-01-05 주식회사 경동나비엔 난방 및 급탕 탱크 분리형 태양열 시스템
CN103307783A (zh) * 2013-06-21 2013-09-18 高志男 一种太阳能利用装置
CN110454853A (zh) * 2019-08-23 2019-11-15 北京中环合创环保能源科技有限公司 一种高寒高海拔地区太阳能集中供热系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101302179B1 (ko) 2011-12-02 2013-08-30 (주)시에스넷 가습 겸용 난방 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980074441A (ko) * 1997-03-25 1998-11-05 이수영 태양열을 이용한 난방,온수 공급장치
KR200187581Y1 (ko) * 2000-01-28 2000-07-15 신용기 태양열을 이용한 집열·축열장치
KR100413118B1 (ko) * 2003-05-30 2003-12-31 전석영 태양열을 이용한 난방급탕 보일러시스템
KR100684125B1 (ko) 2004-10-14 2007-02-16 전석영 태양열을 이용한 보일러 시스템의 운영 제어방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012002636A2 (ko) * 2010-06-29 2012-01-05 주식회사 경동나비엔 난방 및 급탕 탱크 분리형 태양열 시스템
WO2012002636A3 (ko) * 2010-06-29 2012-02-23 주식회사 경동나비엔 난방 및 급탕 탱크 분리형 태양열 시스템
CN101907318A (zh) * 2010-08-13 2010-12-08 江苏贝德莱特太阳能科技有限公司 太阳能暖气装置
CN103307783A (zh) * 2013-06-21 2013-09-18 高志男 一种太阳能利用装置
CN110454853A (zh) * 2019-08-23 2019-11-15 北京中环合创环保能源科技有限公司 一种高寒高海拔地区太阳能集中供热系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101026259B1 (ko) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007347697B2 (en) Topologies, systems and methods for control of solar energy supply systems
CN1807995B (zh) 采用燃气或燃油辅助加热的太阳能热水与空调采暖系统
KR100758820B1 (ko) 지열과 태양열 및 보조열원을 사용하는 급탕 및냉난방시스템과 그 운전제어방법
US20090038668A1 (en) Topologies, systems and methods for control of solar energy supply systems
KR101836360B1 (ko) 지중열 및 태양열을 이용한 하이브리드 열교환 시스템 및 그 제어방법
KR101026259B1 (ko) 태양열 집열장치와 이를 이용한 온수 겸용 난방시스템
JP5464195B2 (ja) 太陽熱利用ヒートポンプ給湯システム
CN108194972A (zh) 一种太阳能跨昼夜室内供暖装置及方法
CN104534685A (zh) 一种分体式太阳能与空气源热泵复合系统
CN204404560U (zh) 一种分体式太阳能与空气源热泵复合系统
KR101045005B1 (ko) 태양열 복합 난방장치
US4616487A (en) Low energy consumption air conditioning system
CN100572973C (zh) 一种太阳能、峰谷电蓄热的热水供应与制冷复合装置
KR101168551B1 (ko) 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템에서 집열 열원 공급 및 과열 방지방법
CN101598361B (zh) 太阳能热水器与壁挂炉相结合供暖系统
CN100427844C (zh) 一种太阳能、峰谷电蓄热的热水供应与辐射供暖复合装置
CN202131681U (zh) 一种热管-外墙干挂饰面一体化多功能隔热系统
KR101168539B1 (ko) 공동 축열탱크가 구비된 공동주택 태양열 온수시스템에서 집열 열원 공급 및 과열 방지방법
KR20100054288A (ko) 히트펌프를 이용한 온실 냉난방 시스템
KR102009297B1 (ko) 인공지능형 히트펌프 보일러 시스템
CN102162292B (zh) 一种热管-外墙干挂饰面一体化多功能隔热系统
EP2249090A2 (en) Thermal system
CN101354154A (zh) 太阳能、电能热源空调式供暖、供热装置
CN101482344B (zh) 中央空调系统
SU1548624A1 (ru) Теплонасосна установка воздушного отоплени , охлаждени и гор чего водоснабжени с рекуперацией и аккумул цией теплоты

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140424

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee