KR20120006838A - A solar heating device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for individually heating or supplying hot water using solar energy is provided to improve heat collection efficiency by increasing the unit area of a heat collecting plate and to prevent the excessive heating of heat medium liquid. CONSTITUTION: A device for individually heating or supplying hot water using solar energy comprises a solar energy collector(110), a heat storage tank(120), an individual tank(130), a first check valve(140), a circulating pump(150), and a boiler(180). The collector solar energy is heat-collected to heat and circulates the heat transfer fluid. The heat storage tank makes the water heated using heat transmission and the circulation of the heat transfer fluid. The heat transfer fluid, heated in the collector, smoothly circulates in the individual tank. The circulating pump supplies the heat transfer fluid, flowing in the individual tank, to the collector. The boiler heats the water and supplies to a hot water part and a target area.

Description

태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치{A Solar Heating Device}Open heating and hot water supply system using solar heat {A Solar Heating Device}

본 발명은 태양열을 이용한 온수공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양열의 집열기를 통해 뜨거워진 열매체액이 축열조를 통과하면서 축열조 내의 물을 가열하고 그 가열된 축열조의 물이 보일러에 공급되면서 보일러에서 가열되는 물과 혼합되어 난방에 이용되도록 하고, 또 축열조 내의 가열된 물에 의해 원수를 1차로 데워주고 이를 다시 보일러 내부로 순환시켜 2차로 데워진 물을 급탕에 활용하도록 함으로써 난방과 급탕을 위해 물을 가열하는 전기 또는 연료 에너지를 획기적으로 절약하여 친환경적인 시스템을 구성할 수 있도록 하는 개방형 난방 및 온수공급 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a hot water supply apparatus using solar heat, and more particularly, in a boiler while heating the water in the heat storage tank while the heat medium liquid heated by the heat collector of the solar heat passes through the heat storage tank, and the water of the heated heat storage tank is supplied to the boiler. It is mixed with the heated water to be used for heating, and the raw water is first heated by the heated water in the heat storage tank, and the water is circulated back into the boiler so that the second heated water is used for the hot water supply. The present invention relates to an open heating and hot water supply device capable of constructing an environment-friendly system by dramatically saving heating electric or fuel energy.

일반적으로 사용되고 있는 종래의 난방 및 급탕 시스템은 태양열을 이용하는 온수기와 전기나 가스 등의 보일러를 이용하는 난방기가 서로 독립된 시스템구성을 갖는 것이다.The conventional heating and hot water supply system that is generally used is that the water heater using solar heat and the heater using a boiler such as electricity or gas have a system configuration independent of each other.

그러나, 태양열만을 이용하는 온수기는 실내를 난방하고 온수를 공급받는 데 있어, 일체의 연료를 사용하지 않고 배기가스 또한 배출하지 않으므로 상당한 연료비의 절감효과와 함께 환경을 보호하는 데 큰 기능을 제공하기는 하나, 태양열만으로 제공받을 수 있는 열량변화가 제한되는 것으로 난방 효율면에 있어 소규모의 주택이나 작은 공간의 장소 등에서만 사용이 효과적일 뿐 대용량을 필요로 하는 시설등에서는 단순한 온수공급의 목적 즉, 온수기로만 사용되어질 수 밖에 없는 문제점이 있는 것이었다.However, solar-only water heaters do not use any fuel and emit no exhaust gas for heating the room and receiving hot water, thus providing a significant function to save the environment and to protect the environment. However, the change in calories that can be provided by solar heat is limited, and it is effective only in small houses or small spaces in terms of heating efficiency. In facilities that require large capacity, the purpose of simple hot water supply is only water heater. There was a problem that could only be used.

또한, 전기나 가스 등과 같은 연료를 이용한 난방기로서의 보일러는 연료를 연소시켜 열원을 제공받는 것으로, 과다한 난방비의 지출되고 이로 인해 사용자들에게 상당한 경제적인 부담을 주었을 뿐만 아니라 연료연소시 배기가스가 배출되므로 환경오염 뿐만아니라 인체에도 심각한 문제를 야기시키고 있다.In addition, the boiler as a heater using a fuel such as electricity or gas is provided with a heat source by burning the fuel, and the excessive heating cost is expended, which not only imposes a considerable economic burden on users, but also emits exhaust gas during fuel combustion. Not only environmental pollution, but also cause serious problems in the human body.

이에 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 근래에는 태양열을 이용한 온수기와 보일러를 이용한 난방기를 서로 연결 통합하여 보일러의 연료비를 절감하고 나아가 연료연소시 배출되는 연소가스를 획기적으로 줄여 줄 수 있도록 하는 태양열과 보일러를 이용한 난방 온수장치가 많이 발명 공개되고 있는 실정이다.In order to solve the above problems, in recent years, solar water heaters and boilers which integrate solar water heaters and boiler heaters are connected to each other to reduce the fuel cost of the boiler and further reduce the combustion gas discharged during fuel combustion. The invention is disclosed a lot of heating water heater using the invention.

이러한 종래의 태양열과 보일러를 이용한 난방 온수장치(50)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, As shown in FIG. 4, the hot water heater 50 using the conventional solar heat and the boiler is

태양열을 집열하여 열매체액을 가열 순환시켜 주는 집열기(51)와, 상기 집열기(51)에서 가열된 열매체액에 의해 유입된 물이 데워질 수 있도록 하는 축열탱크(52)와, 상기 열매체액이 원활하게 순환될 수 있도록 질소를 공급하는 질소탱크(53)와, 상기 집열기(51)의 열매체를 보충할 수 있도록 하는 충압탱크(54)와 압력펌프(55), 상기 열매체액을 상기 집열기(51) 내에서 강제 순환시켜 주는 유체압력펌프(56), 상기 열매체액이 과열될 경우 이를 냉각시켜 주는 환풍냉각장치(57), 원수를 가열하여 급탕부(58) 또는 난방부(59) 등의 사용처로 공급하는 보일러(60)로 구성되어 있다.The collector 51 which heats and circulates the heat medium liquid by collecting solar heat, the heat storage tank 52 which heats water introduced by the heat medium liquid heated by the heat collector 51, and the heat medium liquid smoothly. Nitrogen tank (53) for supplying nitrogen to be circulated, and the pressure tank (54) and pressure pump (55) for replenishing the heat medium of the collector 51, the heat medium liquid to the collector 51 A fluid pressure pump 56 for forced circulation in the inside, a ventilation cooling device 57 for cooling the heat medium liquid when it is overheated, and a source of water for use in a hot water supply unit 58 or a heating unit 59. It consists of the boiler 60 to supply.

여기서 열매체액은 부동액 등과 같은 유체를 사용할 수 있게 된다.Here, the heat medium liquid may use a fluid such as an antifreeze liquid.

상기와 같이 구성된 종래의 태양열과 보일러를 이용한 난방 온수장치(50)는 상기 집열기(51)에서 가열되어 뜨거워진 열매체액이 상기 축열탱크(52) 내부로 순환하면서 축열탱크(52)에 구비된 원수(물)를 데워주고, 이어 상기 축열탱크(52) 내에서 열전달이 이루어진 열매체액은 차거워지면서 상기 집열기(51)로 순환 되어 들어 가게 된다. 이때 상기 집열기(51)에서는 차거워지는 열매체액과 뜨거워지는 열매체액이 자연대류를 이루면서 순환하게 되거나 또는 상기 유체압력펌프(56)를 이용해 열매체액을 강제 순환 시켜 열전달 싸이클을 밀폐형으로 구성된 상태에서 반복적으로 이루어지도록 한다.The heating water heater 50 using the conventional solar heat and the boiler configured as described above is the raw water provided in the heat storage tank 52 while the heat medium liquid heated by the heat collector 51 circulates into the heat storage tank 52. (Water) is warmed, and then the thermal fluid obtained by heat transfer in the heat storage tank 52 is cooled and enters the heat collector 51. At this time, the heat collector 51 circulates while the heat medium fluid becomes hot and the heat medium fluid becomes hot convection, or by forcedly circulating the heat medium fluid using the fluid pressure pump 56, the heat transfer cycle is repeatedly formed in a closed state. To be done.

그리고 상기와 같이 열전달 싸이클이 반복적으로 이루어지면서 열매체액에 내포되어 있는 유체의 압력이 낮아지면 상기 충압탱크(54)에 있는 열매체를 상기 압력펌프(55)를 이용하여 보충해줄 수 있게 된다.As the heat transfer cycle is repeatedly performed as described above, when the pressure of the fluid contained in the heat medium liquid decreases, the heat medium in the filling tank 54 may be replenished using the pressure pump 55.

또한 여름철과 같이 외기의 온도가 높을 때 상기 집열기(51)를 순환하는 상기 열매체액의 온도가 지나치게 높아 과열되게 되면 상기 환풍냉각장치(57)쪽으로 열매체액을 바이패스하여 이를 냉각시켜주게 되는바, 이를 위해서는 온도센서와 삼방밸브 등을 구비하여 작동될 수 있도록 한다.In addition, if the temperature of the heat medium liquid circulating the collector 51 is excessively high when the temperature of the outside air is high, such as in summer, the heat medium liquid is bypassed to the vent cooling device 57 to cool it. To this end, a temperature sensor and a three-way valve may be provided to operate.

이와 같이 상기 축열탱크(52)에서 열전달이 이루어져 1차적으로 태양열에 의해 가열된 원수(물)는 상기 보일러(60)로 공급되고 이곳에서 2차적으로 가열되면서 난방부(59)로 활용되거나 또는 급탕부(58)로 공급되어 사용할 수 있도록 한다.Thus, the heat transfer is made in the heat storage tank 52, the raw water (water) that is primarily heated by the solar heat is supplied to the boiler 60 and is heated as a secondary in this place to be utilized as the heating unit 59 or hot water supply It is supplied to the unit 58 to be used.

이와 같이 난방 온수공급 싸이클이 이루어지도록 함으로써 보일러에서는 태양열에 의해 1차적으로 가열된 원수를 2차적으로 가열하기 때문에 적은 연료로 보일러를 가동할 수 있어 난방비가 절약되고 또한 연소가스가 적게 배출되어 환경오염을 줄일 수 있게 된다.As the heating hot water supply cycle is made, the boiler heats the raw water heated primarily by solar heat so that the boiler can be operated with less fuel, which saves heating costs and emits less combustion gases. Can be reduced.

또 다른 종래의 태양열과 보일러를 이용한 난방 온수장치로는 등록특허 제 10-0245532호의 '태양열 난방시스템'과 등록실용신안 제 20-0165569호의 '태양열 온수난방시스템의 보조난방장치'가 있는바, Another conventional heating water heater using solar heat and boilers include 'solar heating system' of Patent No. 10-0245532 and 'subsidiary heating device of solar hot water heating system' of Registered Utility Model No. 20-0165569,

상기 등록특허 제 10-0245532호의 '태양열 난방시스템'은 태양열 난방 시스템의 구체적인 수단으로 보일러의 순환펌프에 의해 난방 파이프에 충진된 난방수가 순환연결구를 통해 열교환기를 경유하여 순환배출구로 순환되도록 구성하고, 태양열 온수기에 있어 열교환기내의 온수는 순환펌프에 의해 쵸크밸브와 급수라인을 통해 태양열 온수기를 경유하며 온수라인으로 순환되도록 구성하되, 상기 온수라인의 온수는 쵸크밸브를 통해 보일러의 출구를 통해 외부로 방출되도록 구성하며, 급수구의 냉수는 쵸크밸브를 통해 태양열 온수기에 유입되도록 구성되어 있다.The 'solar heating system' of the Patent No. 10-0245532 is configured to circulate the heating water filled in the heating pipe by the circulation pump of the boiler to the circulation outlet through the heat exchanger through the circulation connector as a specific means of the solar heating system, In the solar water heater, the hot water in the heat exchanger is configured to be circulated to the hot water line through the choke valve and the water supply line by a circulation pump, and to be circulated to the hot water line through the choke valve. It is configured to be discharged, and the cold water of the water inlet is configured to flow into the solar water heater through the choke valve.

상기 등록실용신안 제 20-0165569호의 '태양열 온수난방시스템의 보조난방장치'는 태양열 온수기와 보일러 사이에 온수순환관을 배관하고 이들을 도관으로 연결하여 태양열 온수 또는 보일러 온수로 난방과 급탕을 선택 또는 동시사용케 한 태양열 온수난방시스템에 있어서, 태양열 온수기와 온수순환관 사이의 관로상에 축열탱크를 설치하여 태양열 온수기에서 가온하여 쓰고 남은온수를 저장했다가 어떤 이유로 보일러가 가동난에 처했거나 보일러를 가동하기 전에 임시로 난방이 필요할 때 요긴하게 활용하도록 구성한 보조난방장치를 주된 특징으로 되어 있다.
The 'utility heating device of solar hot water heating system' of the registered utility model No. 20-0165569, pipes a hot water circulation pipe between the solar water heater and the boiler and connects them with conduits to select or simultaneously heat and hot water with solar hot water or boiler hot water. In the solar hot water heating system used, a heat storage tank is installed on the pipeline between the solar water heater and the hot water circulating pipe to warm the solar water heater and store the remaining hot water. The main feature is the auxiliary heating system, which is configured to be useful when temporary heating is needed.

그러나 상기와 같은 종래의 난방 온수장치(50)는 열매체액을 집열기 내부로 순환시켜 주기 위해 구성되는 질소탱크와 충진탱크, 압력펌프 및 열매체액이 과열될 경우 이를 냉각시켜주는 환풍냉각장치 등이 구비되어 구성이 복잡하고 이로 인해 소요비용이 많이 들고 시스템이 복잡하다는 문제가 있다.However, the conventional heating water heater 50 as described above is provided with a nitrogen tank, a filling tank, a pressure pump, and a ventilation cooling device that cools the liquid when the heat medium is overheated, which is configured to circulate the heat medium into the collector. As a result, the configuration is complicated, which leads to high cost and complexity of the system.

그리고 상기 등록특허 제 10-0245532호의 '태양열 난방시스템'과 등록실용신안 제 20-0165569호의 '태양열 온수난방시스템의 보조난방장치' 등에 있어서는 집열기의 구성과 그 성능에 대한 구체적인 언급이 없어 이로 인한 추가적인 효과를 얻을 수 없다는 문제가 있다.In addition, there is no specific reference to the configuration and performance of the collector in the 'solar heating system' of the registered patent No. 10-0245532 and the 'secondary heating device of the solar hot water heating system' of the registered utility model No. 20-0165569. There is a problem that no effect can be obtained.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 태양열에 의해 가열되는 열매체액이 집열기 내에서 자연순환이 효과적으로 이루어질 수 있도록 열매체액의 유출관의 직경이 열매체액의 유입관의 직경보다 작게 형성 구비하여 그 직경차로 인한 가열되는 열매체액의 순환속도를 증가시키도록 하는 동시에 진공관 내부에서 태양열을 흡수하는 집열판의 단위면적을 크게하여 집열효율을 높이도록 하면서, 열매체액이 과열되는 것을 막아줄 수 있도록 일방향의 첵크밸브(역지밸브)를 구비한 개방형 탱크를 구비하여 구성함으로써, 태양열을 이용한 집열기와 축열탱크와의 연전달 사이클을 단순화하여 소요되는 비용이 최소화 되면서 원가절감은 물론 고장이 적어 내구성이 획기적으로 향상되어 효용성이 배가될 수 있도록 하는 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the diameter of the outlet tube of the heat medium liquid than the diameter of the inlet pipe of the heat medium liquid so that the natural fluid is effectively circulated in the heat collector heat medium liquid heated by solar heat It is formed to have a small size to increase the circulation rate of the heated heating medium liquid due to the difference in diameter and at the same time increase the unit area of the heat collecting plate that absorbs solar heat inside the vacuum tube to increase the heat collection efficiency, while preventing the heating medium liquid from overheating It consists of an open tank with a check valve in one direction so that it can simplify the heat transfer cycle between the solar collector and the heat storage tank, minimizing the cost and reducing the cost of failure. Solar heat, which is dramatically improved to double the utility To provide an open, with heating and hot water supply, it is an object.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양열을 이용한 집열기와 전기나 가스연료를 이용하는 보일러를 복합적으로 사용하는 난방 온수공급 장치에 있어서, In the present invention for achieving the above object in the heating hot water supply device using a collector using a solar heat and a boiler using electricity or gas fuel,

상기 난방 온수공급 장치는, 태양열을 집열하여 열매체액을 가열 순환시켜 주는 집열기와, 상기 집열기에 연결되되 상기 집열기에서 가열된 열매체액의 순환에 의한 열전달로 인해 물이 데워질 수 있도록 하는 축열탱크와, 상기 축열탱크에 연통 설치되어 상기 집열기에서 가열되는 열매체액이 원활하게 순환될 수 있도록 하는 개방형 탱크와, 상기 개방형 탱크(130)의 입구측에 구비되어 상기 축열탱크 내에서 열전달이 이루어지면서 냉각된 열매체액이 상기 개방형 탱크 측으로 유입될 수 있도록 하는 제1체크밸브(check valve)와, 상기 개방형 탱크의 출구측에 구비되고 상기 개방형 탱크 내부로 유입된 열매체액을 상기 집열기로 순환 공급시켜 줄 수 있도록 하는 순환펌프와, 상기 축열탱크에 연결 설치되고 유입되는 원수(물)를 가열하여 급탕부 또는 난방부 등의 사용처로 공급하는 보일러로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
The heating hot water supply device includes a heat collector that collects solar heat and heat-circulates the heat medium liquid, and a heat storage tank connected to the heat collector so that water can be warmed due to heat transfer by circulation of the heat medium liquid heated in the heat collector. Is installed in communication with the heat storage tank is provided with an open tank for smoothly circulating the heat medium liquid heated in the collector, and is provided at the inlet side of the open tank 130 is cooled while the heat transfer in the heat storage tank A first check valve for allowing heat medium liquid to flow into the open tank, and a heat medium liquid provided at an outlet side of the open tank and introduced into the open tank so as to circulate and supply the heat medium liquid to the collector And a hot water supply part or egg connected to the circulation pump to heat the raw water (water) installed and connected to the heat storage tank. It consists of the boiler for supplying a portion of a Where Used like is characterized in that is made.

따라서 본 발명의 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치는 태양열을 이용한 집열기와 축열탱크와의 연전달 사이클(cycle)을 단순화하여 소요되는 비용이 최소화 되면서 원가절감은 물론 고장이 적어 내구성이 획기적으로 향상되어 효용성이 배가되고, 또한 태양열에 의해 가열되는 열매체액이 집열기 내에서 자연순환이 효과적으로 이루어질 수 있도록 열매체액의 유출관의 직경이 열매체액의 유입관의 직경보다 작게 형성 구비하여 그 직경차로 인한 가열되는 열매체액의 순환속도가 증가되고 진공관 내부에서 태양열을 흡수하는 집열판의 단위면적을 크게하여 집열효율을 높여줌으로써 열효율이 획기적으로 향상되는 장점이 있다.Therefore, the open type heating and hot water supply device using the solar heat of the present invention is simplified by the heat transfer cycle between the heat collector and the heat storage tank using the solar heat while minimizing the cost, as well as cost reduction and breakdown, the durability is dramatically improved. Its efficiency is doubled, and the diameter of the outflow pipe of the heating medium liquid is formed smaller than the diameter of the inflow pipe of the heating medium liquid so that the heating of the heating medium by the solar heat can be effected naturally in the collector. The circulation rate of the heat medium liquid is increased and the heat efficiency is significantly improved by increasing the heat collecting efficiency by increasing the unit area of the heat collecting plate that absorbs solar heat inside the vacuum tube.

또한 태양열을 이용한 난방 온수공급 싸이클이 이루어지도록 함으로써 보일러에서는 태양열에 의해 1차적으로 가열된 원수를 2차적으로 가열하기 때문에 적은 연료로 보일러를 가동할 수 있어 난방비가 절약됨은 물론 연소가스가 적게 배출되어 환경오염을 줄일 수 있는 효과도 얻을 수 있다.
In addition, the heating hot water supply cycle using solar heat is carried out so that the boiler heats the raw water heated primarily by solar heat so that the boiler can be operated with less fuel, thus saving heating costs and less combustion gas. It can also reduce the environmental pollution.

도 1은 본 발명에 따른 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치의 순환사이클에 대한 개략적인 계통도이고,
도 2는 본 발명에 따른 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치에 구비되는 집열기의 구조를 개략적으로 나타낸 상태단면도와 진공관의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치에 구비되는 다른 형태의 집열기 구조를 개략적으로 나타낸 상태단면도와 진공관의 단면도이고,
도 4는 종래의 패쇄형 난방 및 온수공급 장치의 순환사이클에 대한 개략적인 계통도이다.1 is a schematic system diagram of a circulation cycle of an open heating and hot water supply device using solar heat according to the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view of a state and a vacuum tube schematically showing the structure of the collector provided in the open-type heating and hot water supply apparatus using solar heat according to the present invention,
3 is a cross-sectional view of a state diagram and a vacuum tube schematically showing a structure of another type of collector provided in the open type heating and hot water supply apparatus using solar heat according to the present invention;
4 is a schematic system diagram of a circulation cycle of a conventional closed heating and hot water supply device.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, Open heating and hot water supply device 100 using the solar of the present invention, as shown in Figures 1 to 3,

태양열을 집열하여 열매체액을 가열 순환시켜 주는 집열기(110)와, A collector (110) for collecting heat of the sun and heating and circulating the heat medium liquid;

상기 집열기(110)에 연결되되 상기 집열기(110)에서 가열된 열매체액의 순환에 의한 열전달로 인해 물이 데워질 수 있도록 하는 축열탱크(120)와, A heat storage tank 120 connected to the collector 110 so that water is heated by heat transfer by the circulation of the heat medium liquid heated in the collector 110;

상기 축열탱크(120)에 연통 설치되어 상기 집열기(110)에서 가열되는 열매체액이 원활하게 순환될 수 있도록 하는 개방형 탱크(130)와, An open tank 130 communicating with the heat storage tank 120 to allow the heat medium liquid heated in the heat collector 110 to be circulated smoothly;

상기 개방형 탱크(130)의 입구측에 구비되어 상기 축열탱크(120) 내에서 열전달이 이루어지면서 냉각된 열매체액이 상기 개방형 탱크(130) 측으로 유입될 수 있도록 하는 제1체크밸브(check valve, 140)와,The first check valve 140 is provided at the inlet side of the open tank 130 to allow the heat transfer liquid to flow into the open tank 130 while the heat is transferred in the heat storage tank 120. )Wow,

상기 개방형 탱크(130)의 출구측에 구비되고 상기 개방형 탱크(130) 내부로 유입된 열매체액을 상기 집열기(110)로 순환 공급시켜 줄 수 있도록 하는 순환펌프(150)와,A circulation pump 150 provided at an outlet side of the open tank 130 and configured to circulate and supply the heat medium liquid introduced into the open tank 130 to the collector 110;

상기 축열탱크(120)에 연결 설치되고 유입되는 원수(물)를 가열하여 급탕부(160) 또는 난방부(170) 등의 사용처로 공급하는 보일러(180)로 구성되어 있다.The boiler 180 is connected to the heat storage tank 120 and is heated to supply raw water (water) to be supplied to the hot water supply unit 160 or the heating unit 170.

그리고 상기 순환펌프(150)의 출구측에는 열매체액이 상기 집열기(110) 쪽으로 흐를 수 있도록 제어하는 제2체크밸브(190)가 설치 구비된다.In addition, a second check valve 190 is installed at the outlet side of the circulation pump 150 to control the heat medium liquid to flow toward the collector 110.

또한 태양에너지를 집열하는 상기 집열기(110)는 도 2와 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 열매체액을 유입 순환시키주는 유입관(111)과, 상기 유입관(111)과는 이격되어 설치되면서 열매체액이 태양열에 의해 가열되어 상기 축열탱크(120)로 순환 공급시켜주는 유출관(112), 및 상기 유입관(111)과 상기 유출관(112)을 그 내부에 수납 설치하면서 상기 유입관(111)에서 연통 분지되는 제1분지관(113)과 상기 유출관(112)에서 연통 분지되는 제2분지관(114)이 각각 내설되는 진공관(115)이 그 일측으로 고정 설치되는 보온커버(116)으로 구성되어 이루어지게 된다.In addition, the collector 110 for collecting solar energy is installed in spaced from the inlet pipe 111 and the inlet pipe 111 to circulate the heat medium fluid as shown in Figures 2 and 3, While the heat medium fluid is heated by solar heat to circulate and supply the heat storage tank 120, the inlet pipe 111 and the inlet pipe 111 and the outlet pipe 112 is installed therein and installed in the inlet pipe Insulating cover that is fixed to one side of the vacuum tube 115, which is installed in each of the first branch pipe 113 and the second branch pipe 114 is branched from the outlet pipe 112 is branched in communication (111) ( 116).

여기서 상기 유입관(111)에서 분지되는 상기 제1분지관(113)의 직경은 상기 유출관(112)에서 분지되는 상기 제2분지관(114)의 직경보다 크게 형성되는 구조로 되어 있다. 즉, 상기 제2분지관(114)의 직경이 상기 제1분지관(113)의 직경보다 작게 형성되록 연결 구성된다.Here, the diameter of the first branch pipe 113 branched from the inlet pipe 111 is larger than the diameter of the second branch pipe 114 branched from the outlet pipe 112. That is, the diameter of the second branch pipe 114 is configured to be formed smaller than the diameter of the first branch pipe 113.

상기와 같이 상기 제2분지관(114)의 직경이 상기 제1분지관(113)의 직경보다 작게 형성되도록 함으로써 상기 제1분지관(113)으로 유입된 열매체액이 상기 제2분지관(114)으로 유입되는 열매체액 보다 동일시간에 더 뜨겁게 가열되고 또 직경 차이로 인해 유속이 빠르게 되는바, 이로 인해 상기 집열기 내의 열매체액의 순환이 신속하게 이루어지게 된다.As described above, the diameter of the second branch pipe 114 is formed to be smaller than the diameter of the first branch pipe 113 so that the heat medium liquid introduced into the first branch pipe 113 is transferred to the second branch pipe 114. Heated more at the same time than the heat medium liquid flowing into the) and the flow rate is faster due to the difference in diameter, which causes a rapid circulation of the heat medium liquid in the collector.

그리고 상기 진공관(115) 내부에는 상기 제1,2분지관(113,114)를 에워싸면서 태양열을 집열할 수 있도록 하는 흡열판(117)이 그 내벽면에서 길이방향을 따라 삽입 설치되는 구조로 되어 있다.In addition, the vacuum tube 115 has a structure in which a heat absorbing plate 117 is inserted along the longitudinal direction from the inner wall surface to surround the first and second branch pipes 113 and 114 to collect solar heat. .

여기서 상기 흡열판(117)은 동일한 공간에 더 많은 흡열면적을 갖을 수 있도록 즉, 태양열을 받는 단위면적당 흡열면적을 크게 할 수 있도록 기어형상으로 구비되어 설치된다.(단면 A-A', B-B' 참조)Here, the heat absorbing plate 117 is provided in a gear shape so as to have more heat absorbing areas in the same space, that is, to increase the heat absorbing area per unit area subjected to solar heat (sections A-A 'and BB'). Reference)

또한, 상기 집열기(110)는 상기 제1분지관(113)에 상기 제2분지관(114)을 나선식으로 감아서 설치 구성될 수도 있다. 이 또한 상기 제1분지관(113)의 길이 보다 상기 제2분지관(114)위 길이를 더 길게 구비하여 제2분지관으로 순환하는 열매체액이 더 많은 태양에너지를 받도록 함으로써, 제1분지관 내의 열매체액보다 제2분지관 내의 열매체액의 온도가 더 높도록 하여 그 온도차로 인한 열매체액의 순환이 더욱 빨리 이루어지도록 하게 된다.(도 3참조)In addition, the collector 110 may be installed by spirally winding the second branch pipe 114 to the first branch pipe 113. In addition, the length of the first branch pipe 113 longer than the length of the second branch pipe 114 is provided so that the heat medium fluid circulated to the second branch pipe receives more solar energy, the first branch pipe The temperature of the heat medium liquid in the second branch pipe is higher than that of the heat medium liquid in the cell so that the circulation of the heat medium liquid due to the temperature difference is made faster (see FIG. 3).

따라서 상기 제1분지관(113)으로 유입되는 열매체액이 상기 제2분지관(114)을 통과할 때 그 통과되는 시간을 길게하여 열매체액이 태양열을 더욱 많이 받아 가열되는 온도를 높여 열효율이 향상될 수 있게 된다.
Therefore, when the heat medium fluid flowing into the first branch pipe 113 passes through the second branch pipe 114, the passage time is increased to increase the temperature at which the heat medium liquid receives more solar heat and heats up, thereby improving thermal efficiency. It becomes possible.

상기와 같이 구성된 본 발명의 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치(100)는 상기 집열기(110)에서 열매체액이 상기 유입관(111)을 통해 상기 제1분지관(113)을 통과 하면서 태양열을 받아 서서히 가열되고, 이어 열매체액이 상기 제2분지관(114)을 통과하면서 더욱 높은 온도로 가열되어 유속이 빨라지면서 상기 유출관(112)을 통해 상기 축열탱크(120)을 통과하게 된다.Open heating and hot water supply device 100 using the solar heat of the present invention configured as described above is the heat medium in the heat collector 110 through the first branch pipe 113 through the inlet pipe 111 to generate solar heat It is gradually heated, and then the heat medium liquid is heated to a higher temperature while passing through the second branch pipe (114) to flow through the heat storage tank (120) through the outlet pipe (112).

이때 상기 축열탱크(120)을 통과하면서 열매체액이 보유한 높은 온도의 열은 상기 축열탱크(120) 내부에 저장된 물로 열전달이 이루어지면서 서서히 냉각된다.At this time, the heat of the high temperature held by the heat medium liquid while passing through the heat storage tank 120 is gradually cooled as heat is transferred to the water stored in the heat storage tank 120.

이 과정에서 열매체액은 냉각되고 상기 축열탱크(120) 내부에 저장된 물은 가열되게 된다.In this process, the heat medium liquid is cooled and the water stored in the heat storage tank 120 is heated.

그리고 냉각된 열매체액은 상기 제1체크밸브(140)을 통해 상기 개방형 탱크(130) 내부로 유입된다. 이때 과열된 열매체액은 더욱 신속하게 순환이 이루어져 냉각되게 되는바, 이로 인해 열매체액이 과열되는 현상을 막아줄 수 있게 된다.The cooled heat medium liquid is introduced into the open tank 130 through the first check valve 140. At this time, the overheated heat medium liquid is circulated more rapidly to be cooled, thereby preventing the heat medium from being overheated.

상기 개방형 탱크(130) 내부로 유입된 열매체액은 상기 순환펌프(150)와 상기 제2체크밸브(190)를 통해 상기 집열기(110) 내에 설치된 상기 유입관(111)으로 순환되면서 일련의 열전달 사이클이 이루어지게 된다.The heat medium liquid introduced into the open tank 130 is circulated to the inlet pipe 111 installed in the collector 110 through the circulation pump 150 and the second check valve 190, and a series of heat transfer cycles. This is done.

상기와 같은 열전달 사이클이 이루어지면서 태양열 에너지가 상기 축열탱크(120) 내의 물을 가열시켜주게 되고 이어 상기 축열탱크(120) 내의 가열된 물은 다시 상기 보일러(180)로 공급되어 상기 보일러(180)에서 이를 추가로 가열하여 사용자가 원하는 상기 급탕부(160) 또는 상기 난방부(170)로 공급되어 사용될 수 있게 된다.As the heat transfer cycle is performed, solar energy heats the water in the heat storage tank 120. Then, the heated water in the heat storage tank 120 is supplied to the boiler 180 again to supply the boiler 180. In addition, it is heated to be supplied to the hot water supply unit 160 or the heating unit 170 desired by the user can be used.

이와 같이 상기 축열탱크(120)에서 태양에너지를 이용해 1차적으로 가열된 물을 상기 보일러(180)로 공급하여 줌으로써, 상기 보일러(180)에서는 상기 축열탱크(120)에서 전달된 열에너지 만큼 삼방밸브가 이를 조절해줌으로써 에너지를 절약할 수 있어 연료소모를 절약할 수 있고 또 이로 인해 난방비가 절약되며 또한 연소가스가 적게 배출되어 환경오염을 줄일 수 있어 친환경적인 난방 온수공급 시스템을 제공할 수 있게 된다.In this way, by supplying the water heated primarily by the solar energy in the heat storage tank 120 to the boiler 180, the three-way valve in the boiler 180 as much as the heat energy transferred from the heat storage tank 120. By controlling this, energy can be saved, thus saving fuel consumption, and thus, heating costs can be saved, and less combustion gas is emitted to reduce environmental pollution, thereby providing an eco-friendly heating hot water supply system.

이는 열변화로 인하여 열매체가 팽창(고열)될 때에는 첵크밸브(140)가 열려 열매체가 토출되고, 반대로 열변화로 인하여 열매체가 수축(저열)될 때에는 첵크밸브(190)는 열리고 첵크밸브(140)는 닫히는 연동작용으로 인하여 자연순환과 강제순환이 함게 작용하여 에너지 절약의 효과가 극대화될 수 있는 것이다.
This is because when the heat medium is expanded (high heat) due to the heat change, the check valve 140 is opened and the heat medium is discharged. On the contrary, when the heat medium is contracted (low heat) due to the heat change, the check valve 190 is opened and the check valve 140 is opened. Due to the closed interlocking action, natural and forced circulation work together to maximize the effect of energy saving.

100:난방 및 온수공급 장치 110:집열기 120:축열탱크 130:개방형 탱크
140:제1체크밸브 150:순환펌프 160:급탕부 170:난방부 180:보일러
190:제2체크밸브
111:유입관 112:유출관 113:제1분지관 114:제2분지관 115:진공관
116:보온커버 117:흡열판Reference Signs List 100: heating and hot water supply device 110: collector 120: heat storage tank 130: open tank
140: first check valve 150: circulating pump 160: hot water section 170: heating section 180: boiler
190: second check valve
111: inlet tube 112: outlet tube 113: first branch tube 114: second branch tube 115: vacuum tube
116: thermal cover 117: heat absorbing plate

Claims (4)

태양열을 이용한 집열기와 전기나 가스연료를 이용하는 보일러를 복합적으로 사용하는 난방 온수공급 장치에 있어서,
상기 난방 온수공급 장치는,
태양열을 집열하여 열매체액을 가열 순환시켜 주는 집열기(110)와,
상기 집열기(110)에 연결되되 상기 집열기(110)에서 가열된 열매체액의 순환에 의한 열전달로 인해 물이 데워질 수 있도록 하는 축열탱크(120)와,
상기 축열탱크(120)에 연통 설치되어 상기 집열기(110)에서 가열되는 열매체액이 원활하게 순환될 수 있도록 하는 개방형 탱크(130)와,
상기 개방형 탱크(130)의 입구측에 구비되어 상기 축열탱크(120) 내에서 열전달이 이루어지면서 냉각된 열매체액이 상기 개방형 탱크(130) 측으로 유입될 수 있도록 하는 제1체크밸브(check valve, 140)와,
상기 개방형 탱크(130)의 출구측에 구비되고 상기 개방형 탱크(130) 내부로 유입된 열매체액을 상기 집열기(110)로 순환 공급시켜 줄 수 있도록 하는 순환펌프(150)와,
상기 축열탱크(120)에 연결 설치되고 유입되는 원수(물)를 가열하여 급탕부(160) 또는 난방부(170) 등의 사용처로 공급하는 보일러(180)로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치.
In the heating hot water supply device using a solar collector and a boiler using electricity or gas fuel,
The heating hot water supply device,
A collector (110) for collecting heat of the sun and heating and circulating the heat medium liquid;
A heat storage tank 120 connected to the collector 110 so that water is heated by heat transfer by the circulation of the heat medium liquid heated in the collector 110;
An open tank 130 communicating with the heat storage tank 120 to allow the heat medium liquid heated in the heat collector 110 to be circulated smoothly;
The first check valve 140 is provided at the inlet side of the open tank 130 to allow the heat transfer liquid to flow into the open tank 130 while the heat is transferred in the heat storage tank 120. )Wow,
A circulation pump 150 provided at an outlet side of the open tank 130 and configured to circulate and supply the heat medium liquid introduced into the open tank 130 to the collector 110;
Solar heat, characterized in that consisting of the boiler 180 is connected to the heat storage tank 120 and consists of a boiler 180 for heating the raw water (water) to be supplied to the hot water supply unit 160 or the heating unit 170, etc. Open heating and hot water supply system.
제1항에 있어서,
상기 집열기(110)는 열매체액을 유입 순환시키주는 유입관(111)과, 상기 유입관(111)과는 이격되어 설치되면서 열매체액이 태양열에 의해 가열되어 상기 축열탱크(120)로 순환 공급시켜주는 유출관(112), 및 상기 유입관(111)과 상기 유출관(112)을 그 내부에 수납 설치하면서 상기 유입관(111)에서 연통 분지되는 제1분지관(113)과 상기 유출관(112)에서 연통 분지되는 제2분지관(114)이 각각 내설되는 진공관(115)이 그 일측으로 고정 설치되는 보온커버(116)으로 구성되되;
상기 진공관(115) 내부에는 상기 제1,2분지관(113,114)를 에워싸면서 태양열을 집열할 수 있도록 하는 흡열판(117)이 그 내벽면에서 길이방향을 따라 기어형상으로 설치 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치.
The method of claim 1,
The collector 110 is installed in the inlet pipe 111 for circulating the heat medium liquid, and the heat medium fluid is heated by solar heat while being spaced apart from the inlet pipe 111 to circulate and supply the heat storage tank 120 The main outlet pipe 112, and the first inlet pipe 111 and the outlet pipe (112) being branched in communication with the inlet pipe 111 and the inlet pipe 111 and the outlet pipe 112 therein and installed therein ( The second branch pipe 114, which is branched from 112, the vacuum tube 115, each of which is internally constituted by a heat insulating cover 116 is fixed to one side;
Inside the vacuum tube 115, a heat absorbing plate 117 for enclosing the first and second branch pipes 113 and 114 to collect solar heat is provided in a gear shape along a longitudinal direction at an inner wall thereof. Open type heating and hot water supply using solar.
제2항에 있어서,
상기 진공관(115) 내부에 설치되는 상기 제1분지관(113)에는 그 외주면을 따라 상기 제2분지관(114)이 나선식으로 감아서 설치 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치.
The method of claim 2,
The first branch pipe (113) installed inside the vacuum tube (115) is open heating using solar heat, characterized in that the second branch pipe 114 is wound around the outer circumferential surface and installed to install a spiral Hot water supply device.
제1항에 있어서,
상기 순환펌프(150)의 출구측에는 열매체액이 상기 집열기(110) 쪽으로 흐를 수 있도록 하는 제2체크밸브(190)가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 개방형 난방 및 온수공급 장치.The method of claim 1,
Opening and hot water supply apparatus using solar heat, characterized in that the outlet side of the circulation pump 150 further comprises a second check valve 190 to allow the heat medium liquid flows toward the collector 110.
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