KR20110066303A - 반사태양열저장장치 - Google Patents

Abstract

태양열을 냉난방 및 온수로 사용하기 위하여 태양열반사판에서 반사된 빛이 년중 어느 때나 중앙의 진공집열관으로 집중하게 하여 고열을 생산할수 있고, 또 생산된 고열을 고열로 축열하는 것으로 태양열을 효과적으로 모아 생산 할수 있고, 고열을 적은 용기에 많이 축열할 수 있는 장치이다.

상기의 원리로 태양열을 모아 사용하고 또 사용하고 난 태양열을 축열하려면 반사판을 반달모양으로 제작하여 반사판 중앙 밑에 진공집열관을 설치하는데, 년중 햇빛이 진공집열관에 집중 하도록 반사판은 반달 비슷한 모양으로 태양광의 입사각 또 반사각을 정확히 계산하여 곡면으로 제작하여 태양광이 반사판 중앙에 있는 진공집열관으로 집중하게 하면 간단히 고열을 생산할 수 있다.

축열조는 고열로 생산된 열을 저장하는 것으로 축열조는 외부는 보온장치를 하고 밀폐된 내부에 제일 윗부분에는 난방용 배관과 온수용 배관을 설치 하고 그 아래에는 점토 또는 고체의 축열이 좋은 재료를 넣고 고체의 재료 사이를 일정간격을 두고 쌓아 그 간격으로 유체가 통하게 하고 제일 밑에는 가열용 배관을 설치하여, 끓은 점이 높은 유체을 넣고, 진공집열관에서 모아진 고열의 유체를 축열조 내부 밑에 있는 가열용 배관을 가열하면 유체가 가열되여 고체 축열재에 전달되여 저장된다.

반사진공집열관에서 생산된 고열을, 또 고열로 저장하기 때문에 그 열로 난방, 온수는 물론 냉방까지 할 수 있으며 기존의 태양열집열장치보다 더 높은 열을 생산하고 축열조는 부피는 작지만 축열 용량은 현저히 증가 한다.

석유 또는 가스등으로 난방,온수을 하고 전기로 냉방을 하는등 에너지를 많이 사용하는데 본 반사태양열축열장치는 고열로 모으고 또 고열로 축열할 수 있어 지금까지의 보조 냉난방 보다는 주 냉난방으로 사용함이 적당 하다.

Description

반사태양열저장장치{Reflection Solar Heat Storage System}

도 1은 본 발명의 반사진공집열관의 원리와 계절에 따른 태양광의 비치는 각도를 설명한 도면

도 2은 반사진공집열관를 여러개 이어서 계절에 따라 태양광이 비치는 각도을 설명한 도면

도 3은 반사진공집열관을 여러개 연결하여 열을 생산하는 도면

도 4은 반사태양열저장장치의 축열장치의 정면도

도 5은 축열장치의 위에서 본 평면도

태양열집열판은 평판형과 진공관형이 주로 사용하나 평판형은 기온이 낮아지면 효율이 떨어지고 진공관형은 효율이 높다 하나 고열을 얻을 수 없고 배열할때 진공관 간격을 많이 벌어져 단위 면적당 열을 생산하는 양이 적고 축열조의 축열재를 물을 사용하여 축열조의 부피가 크다..

반사판의 반사효율을 높게하는 반사판과 축열조의 크기를 적게 하기 위하여 축열 용량이 큰 물질을 개발하여야 한다.

상기의 원리로 태양을 이용하여 열을 생산하여 저장하는 목적을 달성하기 위하여서는, 지구의 축이 23.5도 기울려저 있어 남북으로 태양의 직사각이 춘 추분을 0도로 할때, 남쪽으로 23.5도 북쪽으로도 23.5도, 남북 합계가 47도의 태양직사광선의 각도가 변동하여 태양광이 비치는 각도에 따라 변하므로 이것을 각도을 조정하여 1년 사계절 태양빛이 반사판에서 반사되여 진공집열관에 집중 하도록 할려면, 반사하는 반사판을 반달모양으로 제작하여 반사판 가운데 중앙 밑에 진공집열관을 설치하는데, 년중 햇빛이 진공집열관에 집중 하도록 반사판은 반달 비슷한 모양으로 태양빛의 입사각 또는 반사각을 정확히 계산하여 햇빛이 반사판 중앙에 있는 진공집열관으로 계절에 따라 반사방향이 달라지므로 일년 사계절 정확히 계산하여 집중 하도록 반사판을 제작하고, 진공관집열관의 중앙에는 집열관에서 발생한 열을 축열조로 전달하게 유체가 흐를수 있는 파이프를 설치하여, 반달모양의 반사판과 내부 중앙에 진공관집열관을 설치하여 이것을 '반사진공집열관'라 칭하고, 설치할 때 위도와 똑같은 경사각으로 설치한다.

반사진공집열관은 반사판 1개와 진공집열관 1개의 구성물로 반사판의 넓이는 진공집열관 직경의 약 4배 정도의 되는 크기이므로 반사판이 없는 진공집열관의 약 4배정도의 고온의 열을 얻을 수 있고 또 반사판이 없는 진공진열관에서는 사용할 수 없는 저온도의 열도 반사진공집열관은 약 4배정도 높은 열을 얻으므로 전부 사용할 수 있어 집열 능력이 대단히 우수하고 같은 면적에서도 본 발명은 태양열을 전부 흡수 함으로 단위 면적당 생산량도 대단히 우수하다.

축열조는 고열로 생산된 열을 저장하는 것으로 축열조는, 외부는 보온장치를 하고 밀폐된 내부에 제일 윗부분에는 난방용 배관과 온수용 배관을 설치 하고 그 아래에는 점토 또는 고체의 축열이 좋은 재료를 넣고, 고체의 재료 사이를 일정간격을 두고 쌓아 그 간격으로 유체가 통하게 하고 아래에는 축열조에 열을 가할 수 있는 축열조 가열 파이프 배관을 하고, 유체에서 열을 전달받아 점토 또는 고체의 재료에 열을 축열할 수 있게 하고, 유체는 축열조의 내부 위쪽의 냉,난방 온수용 배관 위에 까지 넣고, 축열조 윗쪽 제일 높은 곳에는 약간의 공간을 두어 축열조가 가열되면 유체가 뜨거워 팽창 하므로 일정한 공간이 있어야 한다.

제일 밑에는 가열용 배관을 설치하고서, 끓은 점이 높은 유체을 넣고, 반사진공집열관에서 모아진 고열의 유체를 축열조 내부 밑에 있는 가열용 배관으로 보내면 가열용배관을 가열하면 축열조 속의 유체가 가열되면 가열된 유체가 위로 상승 하면서 고체 축열재에 전달되여 저장되고, 그 저장된 열을 냉,난방 온수로 사용한다.

반사진공집열관에서 생산된 고열을, 또 고열로 저장하기 때문에 그 열로 난방, 온수는 물론 냉방까지 할 수 있으며 기존의 태양열집열장치보다 더 많은 단위 면적당 생산량이 많고 또 높은 열을 생산하며, 축열조는 부피는 작지만 고열로 저장하기 때문에 축열 용량은 현저히 증가 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 양태의 하나로써 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명 하고자 한다.

도 1은 본 발명의 반사태양열저장장치의 반사판으로 진공집열관으로 동지, 춘추분, 하지때의 태양빛이 집중 되는 모습의 원리도면이고, 도 2은 반사진공집열관으로 여려개를 이어서 4개절 변하는 모습의 도면이고, 도 3은 반사진공집열관을 어러개를 연결하고 집열관 내부의 순환 파이프를 양쪽에 연결하여 유체가 순환되 도록 하여 고열을 생산하는 개략적인 도면이고, 도 4은 축열장치의 정면도이고, 도 5은 축열장치의 평면도면이다.

이상과 같이 제작하여 설치하고, 도 1의 화살표 방향에서 들어온 태양빛이 반사판(1)에 반사되여 반사판 중앙의 진공집열관(3)을 닫으면 진공집열관(3)은 가열 되여 진공집열관(3)의 중앙에 있는 파이프(4) 속의 유체를 가열하고 가열된 유체는 도 3의 진공집열관을 여러개 연결하여 왼쪽의 순환 파이프(6)에서 화살표 방향으로 들어온 유체는, 진공집열관(3)의 중앙에 있는 파이프(4)를 경유하면서 가열되여 오른쪽의 순환 파이프(7)를 통하여 도 4의 축열장치의 축열조(9) 아래에 있는 축열조 내부의 유체(10)를 가열하는 축열조가열배관(13)을 통하여 축열조의 유체(10)을 가열하면 유체가 가열되면 내부에 있는 점토 또는 고체(11)을 가열하여 열을 축열한다.

축열조(9)에 축열된 열은 도 5의 평면도의 난방, 온수(14,15)배관으로 화살표 방향 들어온 난방, 온수는 난방,온수 가열배관(14,15)에서 가열되여 화살표 방향으로 배출되여 사용하게 된다.

'반사진공관집열관'은 진공집열관 1개와 반사판 1개로 진공관집열관 원통 지름의 약 4배 정도의 열을 집열할 수 있여 진공집열관 1개로 섭씨60도 정도의 열도 본 발명은 섭씨 200도 이상 고열을 생산할 수 있고 또 진공집열관의 간격이 없으므로 단위 면적당의 열을 생산하는 생산량이 많고, 축열조는 끓은 점이 높은 유체와 대부분이 점토 등 고체로 축열재로 사용하기 때문에 섭씨 250도 이상 열을 축열할 수 있어 축열조의 크기를 현저히 적게할 수 있다.

무궁무진 하고 공해가 없는 태양열을 이용하여 냉 난방 또는 온수를 사용하므로써 화석연료의 소모를 줄일수 있어 에너지 문제와 환경문제를 동시에 해결하여 인류복지에 기여함이 크다고 할 수 있다.

Claims (2)

1. 지구의 축이 23.5도 기울려저 있어 남북으로 태양의 직사각이 춘추분을 기점으로 0도로 하고, 남쪽으로 23.5도 북쪽으로도 23.5도, 남북 합계가 47도의 태양직사광선의 각도가 변동하여 태양광이 비치는 각도에 따라 변하므로 이에 반사각을 조정하여 1년 사계절 태양광이 반사판에서 반사되여 진공집열관에 집중 하도록 할려면, 반사하는 반사판을 반달모양으로 제작하여 반사판 가운데 중앙 밑에 진공집열관을 설치하는데, 년중 태양광이 진공집열관에 집중 하도록 반사판은 반달 비슷한 모양으로 태양빛의 입사각 또는 반사각을 정확히 계산하여 햇빛이 반사판 중앙에 있는 진공집열관으로 계절에 따라 반사방향이 달라지므로 일년 사계절 정확히 계산하여 집중 하도록 반사판을 제작하고, 진공집열관의 중앙에는 집열관에서 발생한 열을 축열조로 전달하게 유체가 흐를수 있는 파이프를 설치하여, 반달모양의 반사판과 내부 중앙에 진공관집열관을 설치하여 이것을 반사진공집열관이라 칭하고, 설치 할때는 진공집열관 길이 기준으로 동서는 옆으로 하고 남북은 위도와 같은 경사각으로 설치한다.

   '반사진공집열관'은 반사판은 47도의 태양광의 변하는 각도를 1년 사계절 진공집열관에 집중 하도록 태양광의 입사각 및 반사각을 정확히 계산하여 반달모양 비슷하게 제작한 것으로, 이 반사판과 1개와 진공집열관 1개의 구성물로 반사판의 넓이는 진공집열관 직경의 약 4배 정도의 되는 크기이므로 반사판이 없는 진공집열관의 약 4배정도의 고온의 열을 얻을 수 있고 또 반사판이 없는 진공진열관에서는 사용할 수 없는 저온도의 열도 반사진공집열관은 약 4배정도 높은 열을얻으므로 전부 사용할 수 있어 집열 능력이 대단히 우수하고 같은 면적에서도 본 발명은 태양열을 전부 흡수 함으로 단위 면적당 생산량도 대단히 우수하다는 원리와 장치.
2. 축열조는 고열로 생산된 열을 저장하는 것으로 축열조는, 외부는 보온장치를 하고 밀폐된 내부에 제일 윗부분에는 난방용 배관과 온수용 배관을 설치 하고 그 아래에는 점토 또는 고체의 축열이 좋은 재료를 넣은 다음, 끓은점이 높은 유체를 제일 윗쪽에 있는 온수배관이 잠길 정도로 넣고, 고체의 재료 사이를 일정 간격을 두고 쌓아 그 간격으로 유체가 통하게 하고 아래에는 축열조에 열을 가 할수 있는 축열조 가열파이프를 배관하고, 유체에서 열을 전달받아 점토 또는 고체의 재료에 열을 축열할 수 있게 하고, 유체는 축열조의 내부 위쪽의 냉,난방 온수용 배관 위에 까지 넣고, 축열조 윗쪽 제일 높은 곳에는 약간의 공간을 두어 축열조가 가열되면 유체가 뜨거워 팽창 하므로 일정한 공간이 있어야 한다는 것으로, 위와 같이 축열조 내부에 가열배관 냉난방배관 온수배관 외에 점토 등 고체를 축열재로 쌓고 그 틈으로 끓은점이 높은 유체를 넣어 유체의 고열이 점토을 가열하여 축열한다는 것으로 작은 체적에 고열을 많이 축열 한다는 원리 방법.

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