KR20100021948A

KR20100021948A - 태양열과 폐수열을 이용한 친환경 급탕 및 난방 시스템

Info

Publication number: KR20100021948A
Application number: KR1020080081094A
Authority: KR
Inventors: 권오석
Original assignee: 권오석
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-02-26
Also published as: KR101043031B1

Abstract

본 발명은 태양열과 폐수열을 이용한 친환경 급탕 및 난방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목욕탕, 풀장, 빌딩, 공장, 공동주택, 단독주택 등에 사용하고 태양열 집열관과 열교환기 방열파이프 내부에 열매체유가 충진 된 열매체유를 순환하여 태양열에 의한 온수를 열교환기에서 방열하여 축 열 탱크에 저장하고 비오는 날이나 야간 동절기에는 사용 후 버리는 폐수열과 지열 공기열원을 이용하여 히터펌프의 증발 열교환기에 열을 흡수하여 축 열 탱크 내부 응축기 방열기 열을 방열하여 축 열 탱크의 온수를 난방이나 급탕용으로 사용하는 것으로 화석에너지를 사용하지 않고, 신생 에너지와 재생에너지를 이용한 급탕과 난방용으로 사용 할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 태양열을 흡수하는 진공관 집열기(10) 20개를 병열로 조립하여 한 개의 유니트로(unit)한 집열기에 열매체유를 순환 하는 순환펌프(Pa), 집열된 열을 냉수에 방열하는 열교환기(20), 열교환기 온수를 축 열 탱크로 이송하는 열교환기 온수 순환펌프(Pb), 열교환기 열을 축 열하는 축 열 탱크(30), 비오는 날이나 야간, 동절기에는 사용 후 버리는 폐수열과 지열, 공기열원을 이용한 히터펌프(40), 축 열 탱크 내부 응축기 방열기(33), 팽창밸브(41), 저온 냉매 순환을 원활하게 조정하는 자동밸브(42), 가압센스(43), 증발열교환기(44), 증발관(45), 폐수열 방열관(46), 공기열 및 지열 흡수 팬(47), 열매체유(48), 난방 룸(36), 난방용 방열파이프(37), 난방용 열교환 파이프(38), 난방 온수 순환펌프(Pc), 냉수 수 조탱크(Ba), 열교환기 열매체유 보충탱크(Bb), 증발기 열매체유 보충탱크(Bc) 폐수열 저장탱크(Bd), 난방 보충수 탱크(Be), 밸브(Va, Vb) 온도 감지센스(Ca, Cb, Cc)에 의한 상기의 시스템을 자동제어하는 자동장치(50)에 의하여 무인으로 가동 할 수 있도록 구성한다.

재생에너지, 신생에너지, 히트펌프, 폐열회수기

Description

태양열과 폐수열을 이용한 친환경 급탕 및 난방 시스템{omitted}

[도면 1]은 본 발명의 태양열과 폐수열을 이용한 친환경 급탕 및 난방 시스템의 전체 구성도이다.

＜[도면 1]의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 진공관 집열기 20 : 열교환기

30 : 축 열 탱크 33 : 응축기 방열기

36 : 난방(룸) 37 : 난방용 방열 파이프

38 : 난방용 열교환 파이프 40 : 히터 펌프

41 : 팽창밸브 42 : 자동밸브

43 : 가압센스 44 : 증발 열교환기

45 : 증발관 46 : 폐수열 방열관

47 : 공기 열 및 지열 흡수 팬 48 : 열매체유

50 : 자동장치

Ba : 냉수수조 탱크 Bb : 열교환기 열매체유 보충탱크

Bc : 증발기 열매체유 보충탱크 Bd : 폐수 열 저장탱크

Be : 난방 보충수 탱크 Pa : 열교환기 열매체유 순환펌프

Pb : 열교환기 온수 순환펌프 Pc : 난방온수 순환펌프

Va, Vb : 밸브 Ca, Cb, Cc : 온도 감지센스

Dr : 폐수 배출구

본 발명은 태양열과 폐열을 이용한 친환경 급탕 및 난방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목욕탕, 풀장, 빌딩, 공장, 공동주택, 단독주택 등에 사용하고, 태양열 집열관과 열교환기 방열파이프 내부에 열매체유가 충진 된 열매체유를 순환하여 태양열에 의한 온수를 열교환기에서 방열하여 축 열 탱크에 저장하고 비오는 날이나 야간 동절기에는 사용 후 버리는 폐수열과 지열 공기열원을 이용하여 히터펌프의 증발 열교환기에 열을 흡수하여 축 열 탱크 내부 응축기 방열기 열을 방열하여 축 열 탱크의 온수를 난방이나 급탕용으로 사용하는 것으로 화석에너지를 사용하지 않고 신생 에너지와 재생에너지를 이용한 급탕과 난방용으로 사용 할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 목욕탕이나 숙박업소, 풀장 및 재품을 생산하는 공장에서는 계절을 불문하고 많은 용수와 온수가 필요하고 빌딩, 공동주택, 단독주택에서도 동절기에는 30℃이상의 고온의 폐수가 배출되면서 자원의 에너지 낭비가 많다.

또한, 열에너지를 얻는 방법으로는 가연성물질을 연소시키거나 전기나 화학적작용의 반응으로 얻어진 열에너지를 축 열 장치에 축 열 시켜 이용 가능한 상태로 변환시킨 후 이를 온수나 난방용으로 사용하고 있다.

그러나 상기와 같이 열에너지를 얻는 방법으로는 가연성 물질의 원료가 준비되어야 하고, 가연선 물질을 연소시키기 위한 부대장비와 연소 시 CO2와 불 연소 가스등으로 인해 대기오염이 발생하고 원료비가 많이 소요되는 결점이 있다.

또한, 전기적 화학적 작용에 의해 열에너지를 얻는 방법은 상기의 가연성 물질을 연소시키는 방법에 비해 오염물질 생성은 현저하게 적게 발생되지만 방대한 시설과 시설비용이 많이 소요되어 시설투자비에 대조적으로 열은 그다지 많이 얻지 못하므로 현실에 부적합하다.

따라서 대중목욕탕, 숙박업소, 풀장, 제품을 생산하는 공장, 빌딩, 공동주택단지에서는 일부 태양열과 폐열회수기를 이용한 히터펌프가 사용된다.

태양열은 별도의 열매체를 이용하지 않고도 열에너지를 얻을 수 있다는 장점은 있지만 높은 온도와 많은 양의 온수를 얻기 위해는 방대한 시설과 장소 및 초기투자비용이 많이 소요되고 있고, 비오는 날이나 동절기에는 화석에너지를 사용해야 하는 단점도 있다.

첫째로 "수관형" 진공관 안으로 열매체를 직접 넣어 자연 대류현상에 의하여 뜨거워진 열매체는 위의 축 열 탱크에 모이고 차가워진 열매체는 아래로 내려오는 과정을 거치면서 열 교환을 통하여 태양열을 집 열하는 방법이 있다. 이는 우박 등에 외부파손에 유리진공관 파손이 되면, 시스템 전체를 다시 수리해야 하는 문제점과 무거운 축 열 탱크가 상부에 있고, 여기에 다수의 구멍을 뚫고 진공관을 설치하게 되므로, 여름이나 겨울 등에 급격한 온도변화에 팽창 수축을 반복 하면서, 연결 부위가 이완이 되어 이탈 하거나, 열매체가 새어 나오는 문제점과 동절기 동파 등 으로 전체 보수를 해야 하는 문제점이 있다.

둘째로 "유관형"은 외국에서 특허 받은 기술로서, 그 배관을 동 파이프를 U자형으로 유리 진공관 안으로 돌아 나오도록 배관하여 U자형으로 유리 진공관의 한두 개 파손되거나 하여도 문제는 없으나, 배관 자체의 기술이 힘들고 어려우며 방열면적이 적어 방열효율이 떨어진다.

셋째로 "히터파이프 형"은 금속 열전달 방식으로 유리 진공관 내부에 열전달용 동봉을 내장하고 동봉에 과열된 온도가 축 열 탱크에 전달되어 방열하는 방식으로 우박이나 동파 등으로 일부 파손되어도 사용에는 문제는 없으나, 열전달 효율이 수관방식에 비해 30∼40％이상 떨어지므로 부대시설과 초기시설비가 많이 소요되는 단점이 있다.

그리고 보조 열원으로 히터 펌프가 사용된다. 히터펌프는 증발기와 압축기, 응축기, 팽창밸브, 냉매관로에 순차적으로 연결하여 구성된다. 압축기로부터 응축기에 유입된 고압고온의 냉매가스를 이용하여 온수를 가열하고, 이에 의해 가열된 온수를 축 열 탱크로 유입시킴과 동시에 응축기로부터 팽창밸브를 거쳐 증발기로 유입된 냉매 가스는 급탕이나 온수 사용 후 버려지는 폐수의 폐열이나 지열 공기열원으로 증발시켜 다시 공급되는 구조이다.

또한, 폐수열을 이용한 히터펌프를 가동하여 히터펌프의 증발기에서 냉매의 증발에 필요한 열원은 폐수의 잔열을 이용하게 되어 에너지를 절감하는 방법으로 구조는 폐수와 증발기가 열 교환되는 탱크에 폐수가 유입되고, 유출되는 관로가 형성되어 상기 탱크내부에 증발기가 설치된 구조이다.

상기방법 경우 가연성 물질의 원료를 사용하는 방법과 전기 화학적 작용의 반응으로 얻어진 열에너지를 축 열 장치에 의한 방법에 비하여 상당한 효과가 있다.

그러나 폐수 속에는 각종이물질과 사람 몸에서 나오는 유분으로 폐열회수기 및 히터펌프 증발기관에 이물질이 부착되고, 폐수에 포함된 이물질에 의해 열 교환 효율이 저하되는 문제점이 있다.

따라서 히터펌프 증발기가 제대로 작동이 이루어지지 않아 작동이 자주 멈추어지고 용수의 폐열을 폐수로 방류함으로 유지관리 비용이 많이 소요되는 문제가 있다.

또한, 히터 펌프를 공기열원으로 사용할 경우 동절기에 실외온도가 -5℃이하로 내려가면 사실상 사용하기가 어렵다. 왜냐하면 저압측 압력이 비정상적으로 낮아져 난방능력이 현저히 감소하고, 압축기 효율이 급격히 저하되어 결국 히터펌프는 원활하게 작동하지 못하는 문제가 발생 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 태양열 진공관 집열기의 단점을 해소하기 위하여 진공관 내부에 W자형 동관을 조립하고 내부에 열매체유를 충진 하여 방열 열교환기에 연속 순환하게 하여 비오는 날이나 동절기에 저장용 축 열 탱크에 온도를 보충하기위하여 폐수열과 공기 열 및 지열을 이용한 히터펌프 증발 열원을 얻어 히터펌프 증발 열교환 매체를 열매체유를 사용함으로서 히터펌프를 효율적으로 작동할 수 있는 급탕 및 난방 시스템을 제공함에 있 다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 하여 상세하게 기술하면 다음과 같으며 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흘릴 수 있는 공지의 기술 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따르면 태양열을 흡수하는 진공관 집열기(10) 20개를 병렬로 조립하여 한 개의 유니트(unit)한 집열기에 열매체유을 순환 하는 순환펌프(Pa), 집열된 열을 냉수에 방열하는 열교환기(20), 열교환기 온수를 축 열 탱크로 이송하는 열교환기 온수 순환펌프(Pb), 열교환기 열을 축 열하는 축 열 탱크(30), 비오는 날이나 야간 동절기에는 사용 후 버리는 폐수열과 지열, 공기열원을 이용한 히터펌프(40), 축 열 탱크 내부 응축기 방열기(33), 팽창밸브(41), 저온 냉매 순환을 원활하게 조정하는 자동밸브(42), 가압센스(43), 증발열교환기(44), 증발관(45), 폐수열 방열관(46), 공기 열 및 지열 흡수 팬(47), 열매체유(48), 난방 룸(36) 난방용 방열파이프(37), 난방용 열교환 파이프(38), 난방 온수 순환펌프(Pc), 냉수수조탱크(Ba), 열교환기 열매체유 보충탱크(Bb), 증발기 열매체유 보충탱크(Bc), 폐수열 저장탱크(Bd), 난방 보충수 탱크(Be), 밸브(Va, Vb), 온도 감지센스(Ca, Cb, Cc)에 의한 상기의 시스템을 자동제어하는 자동장치(50)에 의하여 무인으로 가동 할 수 있도록 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 태양열을 흡수하는 진공관 집열기(10) 20개를 병렬로 조립하여 한 개의 유니트(unit)로 한다.

상기시스템 있어서 태양열 진공관 집열기(10), 내부진공관유리(14), 외벽에 Copper Metal Layer(13)을 하여 가열층을 하고, 중간에 aluminium metal powder coding(12)을 하여 반사 방지층을 하고, 외면에 carbon metal powder coding(11)을 하여 빛을 흡수하는 검은색의 내부 구성물을 둘러싼 형태로 이루어져 있어서 320℃이상의 고온의 온실효과를 일으킨다. 빛이 집열관(10)속으로 들어오면 이것은 carbon내부에 부딪혀 적외선으로 바뀌는데, 적외선은 투명 층을 통과하지 못하므로 내부는 점점 고온으로 뜨거워진다. 이렇게 뜨거워진 내부에는 열을 흡수했다가 금속 동 파이프(15)에 원동으로 전달하는 열매체가 열매체유을 가열하여 열교환기(20)과 연속적으로 순환하여 냉수를 온수로 온도를 올리는 구조와 태양열 진공관(10)과 금속 동파이프관(15)은 분리조립구조로 우박 외부파손 등에 유리진공관이 파손이 되어도 시스템 가동은 정상적으로 되고, 가동 중에도 진공관 집열기를 간단하게 교체 할 수 있다.

상기 처리과정에 있어서 열교환기(20), 내부 방열관(21), 내부에 충진된 열매체유는 열매체유 순환펌프(Pa)가 가동되면서 열교환기 배출구(22)로 배출되어 진공관 집열기(10), 동파이프 내부관(16), 흡입구(17)로 1kgf/㎠ 압력으로 상부에서 하부로 들어가 진공관 집열기(10), 동파이프 외부관(15), 하부에서 열매체유가 회전(U-turn)하여 상부로 올라오면서 집열관 내부의 열을 흡수한 열매체유가 금속 동파이프 외부관(15), 온수 배출구(18)로 나와서 열교환기(20), 흡입구(24), 들어가 열교환기(20), 내부 방열관(21)을 과열하여 열교환기(20) 내부의 냉수의 온도를 올린다.

열전달 매체인 열매체유는 점도 및 저온특성이 우수하고, 고온에서 높은 열전달계수를 가지며 (-50℃∼ +320℃)의 넓은 온도범위에서 지속적으로 사용이 가능하고 환경적으로 안전한 비 독성 비 폭발성이며, 밀폐시스템에서 최고 320℃까지 열전달이 가능하다.

또한, 연속가동에 있어서 열매체유가 증발하면 증발한 양만큼 열매체유 보충탱크(Bb)에서 열매체 순환펌프(Pa)흡입구로 들어가 자동으로 보충된다.

[실시 예]로 발명의 태양열 진공관 집열기 발명의 기술과 종래의 기술성을 비교를 실시하여 [표 1]와 같이 나타내었다.

[표 1] 기술성 비교표

급탕의 주된 용수는 지하수로 평균온도가 18℃정도로 용출되고, 이는 바로 냉수 수조 탱크(Ba)저장되어 냉수 수조 탱크(Ba)의 냉수는 열교환기(20)의 주입구 (23)로 공급한다.

냉수공급량은 축 열 탱크(30)의 배출구(Da)로 온수 사용량만큼 냉수가 자동으로 보충된다.

상기처리과정에 있어서 열교환기(20) 내부의 온수는 열교환기온수 순환펌프(Pb)가 온도감지센스(Ca)에 감지되어 자동장치(50)의하여 가동되고, 온수는 열교환기(20)의 온수 순환배출구(25)로 배출되어 축 열 탱크(30) 주입구(31)로 들어가 축 열 탱크(30) 아래의 물은 축 열 탱크 배출구(32) 배출되어 열교환기(20) 흡입구(26)로 들어가 연속적으로 가동하고, 열교환기(20)의 내부온도가 내려가면 온도감지센스(Ca)에 감지되어 자동장치(50)에 의하여 자동으로 정치한다.

상기 동작은 온도감지센스(Ca)의 온도 변화에 따라 자동으로 작동한다.

본 발명의 시스템에 있어서 난방은 난방 룸(36) 내부 온도 감지센스(Cc) 감지되어 자동장치(50)의하여 난방온수순환펌프(Pc)가 작동되고, 축 열 탱크(30) 내부 난방용 열 교환 파이프(38) 내부의 온수가 난방온수순환펌프(Pc)의 작동에 의하여 난방 룸(36) 바닥 난방용 방열파이프(37)로 순환하고, 난방 룸(36)에 온도를 올리어 축 열 탱크(30), 난방 배출구(35)로 들어가 축 열 탱크(30)내부의 열매체와 열 교환하고 연속적으로 가동된다.

상기 처리과정에서 난방을 연속적으로 가동되는 과정에서 난방유가 증발되면 증발된 량만큼 난방보조 탱크(Be)에서 보충수가 공급한다.

상기처리과정에서 비오는 날이나 동절기에 축 열 탱크(30) 내부 온수온도가 부족하면 축 열 탱크 내부에 설치된 온도감지센스(Cb)가 감지되어 자동장치(50)의 해 히터펌프(40), 압축기(Mc)가 작동되고 고온 고압의 기체 냉매가 응축기 방열기(33)로 압축하여 응축기 방열기(33)을 과열하여 방열하고 열교환기 탱크(30) 외부로 토출되면서 저온 고압의 액체냉매로 팽창밸브(41)로 토출되어 저온 저압의 액체냉매로 히터펌프(40), 증발열교환기(44)로 토출되어 저온 저압의 기체 냉매로 히터펌프압축기(Mc)로 들어가 연속적으로 순환가동 되면서 열교환기 탱크(30) 내에 물의 온도를 올린다.

일반적 히터펌프의구성은 압축기, 증발기, 응축기, 팽창밸브로 구성하여 순환하는 냉매에 의해 목적물을 냉각 또는 냉동 및 가열 시킬 수 있도록 구성되어 있는 것으로 실 외측 열교환기로 유입되는 냉매는 액체 상태이므로, 액체상태의 냉매가 기체 상태로 증발하는데 필요한 열은 외부의 공기로부터 취해진다.

이론상으로 히터펌프는 사 개절 모두 사용 할 수 있다고 말 할 수 있어나 동절기에 실외온도가 -15℃이하로 내려가면 사실상 사용이 어렵다.

왜냐하면 저압측 압력이 비정상적으로 낮아져 압축기의 효율이 급격히 저하되어 결국 히터펌프는 원활하게 작동하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 보안하여 겨울철에도 히터펌프의 작동을 원만하게 하기 위하여 팽창밸브(41)에서 토출되는 고압 저온의 액체냉매의 히터펌프 증발열교환기(44) 전단에서 가압센스(43)에 감지 받아 자동장치(50)에 의하여 팽창밸브(20)의 T관에 부착된 자동밸브(42)을 열어서 저온 고압의 기체냉매를 히터펌프 압축기(Mc) 주입하고 대기온도가 상승하면 가압센스(43) 작동하여 자동장치(50)의해 자동밸브(42)가 정지한다.

또한, 히터펌프의 열효율을 높이기 위하여 상기와 같은 자동장치에 있어서 히터펌프 증발용 열교환기(44) 내부에 열매체용 열매채유(48)을 충진 한다.

열매체유와 열 교환을 효율적으로 하기 위한 온수사용 후 폐수의 폐열을 이용하기 위하여 폐수열 탱크(Pd)가 설치되고, 폐수가 폐수열 방열관(46) 상부에서 하부로 내려가 폐수배출조절밸브(Vb)을 통과하여 폐수가 폐수배출구(Dr) 보낸다.

또한, 폐수열발생이 없을 때에는 공기 열 및 지열을 이용한 팬(47)을 가동하여 히터펌프(40)의 가동 효율을 상승시키는 구조로 한다.

상기와 같은 시스템에 있어서 히터펌프 증발용 열교환기 내부에 열매체용 열매채유가 충진 하고, 열매체유에 폐수열과, 공기 열, 지열을 연속적으로 순환하여 가동하고 가압센스에 의한 자동밸브가 온도 편차에 의해 자동으로 작동함으로 겨울철에 외기온도가 -15℃이하로 내려가도 히터펌프 압축기(Mc)에 로드가 걸리지 않고 원할하게 작동함으로 히터펌프 열효율을 상승 할 수 있다.

태양열 진공 집열관 지름58mm×1800mm 한 개당 전열면적이 기존제품U자형(0.41㎠)은 인데 비하여 개발제품은 W형(2.74㎠)으로 비교해 크므로 발열량이 높고 가열속도가 빠르다.

본 발명의 기술은 집 열 흡수관 내부에 열매체유를 주입하여 열교환기와 순환 과열하는 개발기술로 열매체유 기름 특성상 (-50℃∼ +320℃)의 넓은 온도범위에서 지속적으로 사용이 가능하고 환경적으로 안전한 비 독성 비 폭발성이며 밀폐시스템에서 최고 320℃까지 열전달이 가능하므로 동절기 동파가 없고 우박 등 외부 파손의 진공관이 한 두개 파손이 되어도 가동에는 지장이 없고 가동 중에도 편리하게 교체 할 수 있다.

본 발명의 기술은 비오는 날이나 동절기에 온수 보충용으로 폐수에 폐열과 지열, 공기 열을 이용한 히터펌프를 적용함으로서 에너지를 대폭절감 할 수 있고 또한, 환경오염을 대폭 줄일 수 있다.

본 발명의 기술은 히터펌프 증발열원을 폐수열을 이용한 열매체 유를 가열하여 히터펌프 증발부와 열 교환하고 동절기에 기온이 -15℃이하로 내려가면 히터펌프 증발열원이 부족하여 증발관에 가압센스가 자동으로 감지되어 팽창밸브 T관에 부착된 자동밸브가 열리어 저온 고압의 기체냉매를 히터펌프 압축기 주입하고, 히터펌프증발기에 온도가 올라가면 자동으로 차단되는 원리로 작동되므로 히터펌프압축기에 로드가 걸리지 않고 원활하게 작동함으로 히터펌프 열효율을 상승하고 히터펌프 수명을 연장한다.

Claims

본 발명은 태양열과 폐열을 이용한 친환경 급탕 및 난방시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 목욕탕, 풀장, 빌딩, 공장, 공동주택, 단독주택 등에 사용하고 태양열 집열관과 열교환기 방열파이프 내부에 열매체유가 충진된 열매체유를 순환하여 태양열에 의한 온수를 열교환기에서 방열하여 축 열 탱크에 저장하고 비오는 날이나 야간 동절기에는 사용 후 버리는 폐수열과 지열 공기 열원을 이용하여 히터펌프의 증발 열교환기에 열을 흡수하여 축 열 탱크 내부 응축기 방열기 열을 방열하여 축 열 탱크의 온수를 난방이나 급탕용으로 사용하는 것으로 화석에너지를 사용하지 않고 신생 에너지와 재생에너지를 이용한 급탕과 난방용으로 사용 할 수 있는 시스템에 관한 것으로

본 발명에 따르면 태양열을 흡수하는 진공관 집열기(10) 20개를 병렬로 조립하여 한 개의 유니트로(unit)한 집열기에 열매체유을 순환하는 순환펌프(Pa), 집열된 열을 냉수에 방열하는 열교환기(20), 열교환기 온수를 축 열 탱크로 이송하는 열교환기 온수 순환펌프(Pb), 열교환기 열을 축 열하는 축 열 탱크(30), 비오는 날이나 야간 동절기에는 사용 후 버리는 폐수열과 지열 공기열원을 이용한 히터펌프(40), 축 열 탱크 내부 응축기 방열기(33), 팽창밸브(41), 저온 냉매 순환을 원활하게 조정하는 자동밸브(42), 가압센스(43), 증발열교환기(44), 증발관(45), 폐수열 방열관(46), 공기 열 및 지열 흡수 팬(47), 열매체유(48), 난방 룸(36) 난방용 방열파이프(37) 난방용 열 교환 파이프(38), 난방 온수 순환펌프(Pc), 냉수수조탱 크(Ba), 열교환기 열매체유 보충탱크(Bb), 증발기 열매체유 보충탱크(Bc), 폐수열 저장탱크(Bd), 난방 보충수 탱크(Be), 밸브(Va, Vb), 온도 감지센스(Ca, Cb, Cc)에 의한 상기의 시스템을 자동제어하는 자동장치(50)에 의하여 무인으로 가동 할 수 있도록 구성한 태양열과 폐열을 이용한 친환경 급탕 및 난방시스템.
제 1항에 있어서 태양열 진공 집열관 지름58mm×1800mm 한 개당 전열면적이 기존제품U자형은 전열면적이 0.41㎠ 인데 비하여 발명의 제품은 W형으로 전열면적은 2.74㎠이다. 발명의 기술은 기존제품U자형에 비해 전열면적이 6배 이상 크므로 발열량이 높고 가열속도가 빠르게 하고 집 열 흡수관 내부에 열매체유를 주입하여 열교환기와 순환 과열하는 개발기술로 열매체유 기름 특성상(-50℃∼ +320℃)의 넓은 온도범위에서 지속적으로 사용이 가능하고, 환경적으로 안전한 비 독성 비 폭발성이며, 밀폐시스템에서 최고 320℃까지 열전달이 가능하고, 동절기 동파가 없고 우박 외부파손 등에 진공관이 한 두개 파손이 되어도 가동에는 지장이 없고, 가동 중에도 편리하게 교체가 할 수 있는 태양열 진공관 열 교환 시스템.
제1항 및 제2항에 있어서 히터펌프 증발열을 폐수열을 이용한 열매체유를 가열하여 히터펌프 증발부와 열 교환하고 동절기에 기온이 -15℃이하로 떨어져 히터펌프 증발열원이 부족하면 증발관에 가압센스가 자동으로 감지되어 팽창밸브T관에 부착된 자동밸브가 열리어 저온 고압의 기체냉매를 히터펌프 압축기 주입하고, 히터펌프증발기에 온도가 올라가면 자동으로 차단되는 원리로 작동되므로 히터펌프압 축기에 로드가 걸리지 않고 원할하게 자동함으로 히터펌프 열효율을 상승하고 히터펌프 수명을 연장시키는 시스템.