KR20130083706A - The hybrid system having power generation and air-conditioning and heating using solar heat - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A power generation using solar energy and a cooling-and-heating hybrid system are provided to form the enlarged portion of banding type heat collecting contact surface at the center portion of heat collecting plate, and a concave heat collecting unit opposing the enlarged portion of banding type heat collecting contact surface, thereby providing high efficient heat-exchange according to the solar energy collecting. CONSTITUTION: A power generation using solar energy and a cooling-and-heating hybrid system includes a heat collecting panel (10), a heating pipe (11), a supporter (13), a case (15), an insulator (16), and a clear cover plate (17). The heat collecting panel includes the enlarged portion of heat collecting contact surface (10b) and a concave heat collecting unit (10a). The enlarged portion of heat collecting contact surface is installed at the center portion in a form that the upside of a heating pipe (11) is covered. The concave heat collecting unit widely collects solar energy while being connected with and opposing the enlarged portion of heat collecting contact surface. The heating pipe is covered with the enlarged portion of heat collecting contact surface, and transmits the solar energy. The supporter supports the heat collecting panel and a heating pipe. The case accommodates the heat collecting panel, the heating pipe, and the supporter. The insulator is filled in the case. The clear cover plate is installed on a binding unit (15a) of case, and opens and closes the top of cover.

Description

태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템{The Hybrid System Having Power Generation And Air-Conditioning And Heating Using Solar Heat}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hybrid system for generating electricity using a solar heat,

본 발명은 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템에 관한 것으로 상세하게는 집열판넬이 히팅파이프에 대해 보다 안정적인 밀착과 접합이 이루어지도록 형성되어 효율적 전도를 이루게 하고, 열전소자를 중간부에 설치 열관냉을 상하로 교차하여 온도 변화를 이용하여 발전을 하며, 케이스 내에 집열 판넬을 수용하여 기밀한 밀폐 구조를 이루게 함으로써 외부로의 열 유실을 최소화하는 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a hybrid system using solar heating and cooling and heating. More specifically, the present invention relates to a hybrid system in which a heat collecting panel is formed so as to stably contact and bond to a heating pipe to achieve efficient conduction, The present invention relates to a power generation and cooling / heating hybrid system using solar heat, which generates power by using a temperature change crossing up and down and minimizes heat loss to the outside by forming a hermetically sealed structure by accommodating a heat collecting panel in a case.

일반적으로 태양을 이용한 집열기는 크게 평판형과 진공관형으로 크게 구분되는데 평판형 태양열 집열기는 대개 몸체가 사각형상의 평판 형태로 이루어진 것으로, 구리나 알루미늄 등을 이용하여 제작된 얇은 금속판에 태양 광선을 최대한 흡수할 수 있도록 표면을 특수 화공처리한 집열판을 형성하는 한편, 상기 집열판의 일측 표면에 동재질인 다수개의 가는 지관을 일정간격으로 용접시켜서 사각형상의 틀체 내에 삽입시키고 그 상부로 투명 덮개를 씌어 일체의 집열기를 형성하게 된다.Generally, solar collectors are broadly divided into a flat plate type and a vacuum tube type. The flat plate type solar collector generally has a square flat plate shape and absorbs the sunlight to a thin metal plate made of copper or aluminum A plurality of fine pipe tubes made of copper are welded to one surface of the heat collecting plate at predetermined intervals to be inserted into a rectangular frame body and a transparent lid is placed on the upper surface of the rectangular collector plate, .

이러한 종래의 평판형 태양열 집열기는 태양광선이 일차적으로 집열판을 가열시키게 되고, 가열된 집열판은 일측에 형성된 지관 내부 열매체에 열에너지를 전달하게 되며, 상기 열교환된 열매체는 집열기의 본관에서 합류되어 축열조나 열교환기에 집열된 열에너지를 제공하도록 형성된다.In the conventional planar type solar collector, sunlight is primarily used to heat the heat collecting plate, and the heated heat collecting plate transfers heat energy to the internal heat generating body formed on one side. The heat exchanging heat medium is joined at the main pipe of the heat collecting unit, To thereby provide heat energy that has been collected in the vessel.

이때, 상기 평판형 태양열 집열기는 물을 직접 가열하여 이용하는 경우도 있지만 동절기 및 혹한기가 존재하는 지역에서는 물보다는 부동액을 열매체로 사용하여 집열기를 통과하면서 부동액이 2차적으로 물을 가열시키는 방식을 적용하고 있다.In this case, the flat plate type solar collector may be used by directly heating water. However, in a region where the cold season and the cold season exist, the antifreeze is used as a heating medium rather than the water, and the antifreeze is secondarily heated have.

그러나 이와 같은, 종래의 평판형 태양열 집열기는 주로 집열관의 상부에 투명덮개를 사용함에도 불구하고, 열매체의 열교환시 대류현상에 의한 외부로의 열손실이 크게 발생되어 집열효율이 통상 50%이하로 낮아 60~70도씨 이상의 온도 영역에서는 사용이 제한되는 등 기능적인 문제를 비롯한 적지 않은 문제가 발생되고 있다.However, even though the conventional plate type solar collector generally uses a transparent lid at the upper part of the heat collecting tube, heat loss to the outside due to the convection phenomenon during the heat exchange of the heat medium is largely generated and the heat collecting efficiency is usually 50% And the use is restricted in the temperature range of 60 to 70 degrees Celsius or more.

한편, 종래의 등록특허 10-0704750에서는 진공관형 태양열 집열기를 제시함에 있어 태양열 집열표면과 접하는 폐쇄된 공간을 진공 처리하여 대류에 의한 열손실을 차단시킬 수 있게 형성된다.On the other hand, according to the conventional patent document 10-0704750, a vacuum tube type solar collector is vacuumed to block the heat loss due to convection by enclosing the closed space in contact with the solar heat collecting surface.

이때, 상기 진공관형 태양열 집열기는 본관과 지관을 사용하여 내부에 집열관이 집열판과 점 접착한 상태에서 집열관 및 집열판 외부를 진공처리함으로써 집열판 표면으로부터 집열된 태양열이 대류에 의해 외부로 손실되는 것을 차단시키게 된다.At this time, the vacuum tube type solar collector uses a main tube and a branch tube to vacuum heat the outside of the collector tube and the collector plate in a state where the collector tube is in contact with the collector tube, and the solar heat collected from the collector plate surface is lost to the outside .

그러나, 집열관과 집열판의 접합시 길이방향 선단에 대해 단순히 '점' 용접으로 부착되도록 형성되는바, 이는 집열판을 통해 집열된 태양열이 집열관에 그대로 전달되기 어려워 열손실이 많이 발생되는 한편, 단위 면적당 집열 면적이 최상으로 확보되어야 함에도 불구하고 종래의 집열판은 단순한 판재 형태로 이루어짐으로써 고효율의 집열 성능을 기대하기 어려운 문제가 발생되고 있다.However, when the heat collecting tube and the heat collecting plate are joined to each other, they are simply attached by 'point welding' to the longitudinal direction tip. This is because heat loss is generated due to difficulty in transferring the solar heat collected through the heat collecting plate to the heat collecting tube. Although the heat collecting area per area needs to be maximized, the conventional heat collecting plate is formed as a simple plate material, so that it is difficult to expect high efficiency heat collecting performance.

또한, 종래 집열기들은 태양열을 집열하는 기능만을 수행하고 있어 태양열을 다목적용으로 활용하기에는 한계를 나타내고 있는 실정이다.
In addition, the conventional collectors perform only the function of collecting the solar heat, so that it is a limit to utilize the solar heat for the multi purpose purpose.

등록특허 제10-0704750호Patent No. 10-0704750

전술된 문제점들을 해소하기 위한 본 발명에 따른 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템은, 집열판넬이 히팅파이프에 대해 보다 안정적인 밀착과 접합이 이루어지도록 히팅파이프의 상방향 외주면에 대해 단위 면적당 집열면적을 확장하도록 집열판의 중앙부에 밴딩형 집열접지면 확대부를 형성하고, 집열판의 집열접지면 확대부를 기준으로 대향되는 오목집열부를 형성함으로써 태양열 집열에 따른 고효율 열교환을 제공하고자 하는데에 목적이 있고, 아울러 태양열을 넓게 집열하고자 하는데에 목적이 있다.In order to solve the above-described problems, the solar-powered power generation and cooling / heating hybrid system according to the present invention extends the heat collecting area per unit area with respect to the upper peripheral surface of the heating pipe so that the heat collecting panel can stably contact and bond to the heating pipe. Type heat collecting earthing enlarged portion at the central portion of the heat collecting plate and forming a concave collecting portion opposed to the collecting earthing enlargement portion of the heat collecting plate to provide high efficiency heat exchange according to solar heat collection. There is a purpose in trying to collect a large area.

아울러, 열전소자와 함께 온수를 공급하는 히팅관과 냉수를 공급하는 냉각관을 구비함으로써 기전력에 따른 발전 기능과 함께 냉온수를 제공하고자 하는데에 그 목적을 두고 있다.
The object of the present invention is to provide a heating tube for supplying hot water together with a thermoelectric element and a cooling tube for supplying cold water so as to provide cold and hot water together with a power generating function according to electromotive force.

전술된 목적을 달성함에 있어 본 발명에 따른 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템은,In order to achieve the above-described object, the solar-powered power generation and cooling / heating hybrid system according to the present invention,

중앙부에 히팅파이프를 상방향에서 포설한 형태로 착설되는 볼록진 집열접지면 확대부와 상기 집열접지면 확대부에 연속되어 대향된 채 태양열을 넓게 집열하는 오목집열부로 이루어진 집열 판넬과,A heat collecting panel comprising a convex heat collecting earthing surface enlarging part and a concave collecting part facing the heat collecting earthing surface enlarging part continuously and facing each other to collect solar heat widely,

상기 집열접지면 확대부에 포설되어 태양열을 전도하는 히팅파이프와,A heating pipe disposed in the heat collecting ground plane enlarging portion to conduct solar heat,

상기 집열 판넬 및 히팅파이프를 하방향에서 지지하는 지지체와,A support for supporting the heat collecting panel and the heating pipe in a downward direction,

상기 집열 판넬 및 히팅파이프 및 지지체를 수용한 채 지지체와 볼팅 결합되는 케이스와,A case for receiving the heat collecting panel, the heating pipe, and the support body and being bolted to the support body;

상기 케이스 내부에 충진되어 지지체를 매설한 채 외부로 열을 차단하는 단열재와,A heat insulator which is filled in the case and buries the support body and blocks heat to the outside,

상기 케이스의 걸착부에 착설되어 케이스 상부를 차폐하는 투명커버판과, A transparent cover plate mounted on the attachment portion of the case to shield the upper portion of the case,

상기 투명커버판과 케이스를 결속하는 체결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a fastening member for fastening the case to the transparent cover plate.

상기 집열 판넬은,The heat collecting panel includes:

중앙부에 형성된 평면집열부와, 상기 평면집열부를 기준으로 좌우에 연속되어 대향된 채 태양열을 넓게 집열하는 오목집열부로 이루어진 집열 판넬을 택일하되,A heat collecting panel formed of a flat collecting part formed at the center part and a concave collecting part facing the flat collecting part continuously to the left and right and collecting the solar heat widely,

상기 평면집열부 저면에는,On the bottom surface of the planar heat collecting portion,

일체되어 수직 방향으로 소정의 간격을 이룬 상부부재와 상기 상부부재 하부에서 상부부재와 볼팅으로 결합되는 하부부재로 구성된 하우징;An upper member integrally formed with a predetermined gap in a vertical direction and a lower member bolted to the upper member at a lower portion of the upper member;

상기 하우징 내부로 다수개가 입설(入設)되어 평면집열부 저면과 접하여 집열된 열에 의해 가열되는 온수를 공급하는 히팅관;A plurality of heating tubes disposed in the housing to supply hot water heated by heat collected in contact with the bottom surface of the flat collector;

상기 하우징 내부로 다수개가 입설되어 하부부재 상면에 저면이 접한 채 냉각기 또는 지하수와 연결되어 냉각되는 냉수를 공급하는 냉각관;A plurality of cooling tubes arranged inside the housing to supply cold water to the upper surface of the lower member while being in contact with the bottom surface and connected to the cooler or the groundwater;

상기 히팅관 및 냉각관 사이 사이로 착설된 채 평면집열부 및 히팅관과 접하여 집열된 열을 히팅관에 전도하는 간격부재;A spacing member disposed between the heating pipe and the cooling pipe and configured to conduct heat to the heating pipe in contact with the flat heat collecting unit and the heating pipe;

상기 다수의 히팅관 및 냉각관과 상기 히팅관 및 냉각관 사이로 착설된 간격부재의 사이에 입설되어 상면부가 다수의 히팅관 및 간격부재에 의해 가열되고 저면부는 다수의 냉각관 및 간격부재에 의해 냉각되어 온도 차에 의해 기전력을 이루게 하는 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
A plurality of heating pipes and cooling pipes are installed between the heating pipe and the cooling pipe, and the upper face is heated by a plurality of heating pipes and spacers, and the bottom face is cooled by a plurality of cooling pipes and spacers And a thermoelectric element for forming an electromotive force by a temperature difference.

상기 지지체는,The support,

중앙에서 히팅파이프를 지지하는 제1 받침대와,A first pedestal for supporting the heating pipe at the center,

상기 제1 받침대를 기준으로 대향되어 집열판넬의 오목집열부를 지지하는 제2 받침대와, A second pedestal which is opposed to the first pedestal and supports the concave collecting part of the heat collecting panel,

상기 제1 받침대 및 제2 받침대와 일체되어 히팅파이프 및 집열 판넬의 오목집열부를 안착하는 함몰부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a concave portion that is integrated with the first pedestal and the second pedestal and seats the concave collecting portion of the heat pipe and the heat collecting panel.

상기 함몰부 상면에는,On the upper surface of the depression,

절연체를 형성하는 것을 특징으로 한다.Thereby forming an insulator.

상기 투명커버판과 케이스의 걸착부 사이에는, Between the transparent cover plate and the case,

외부로의 열손실을 방지하기 위하여 가스킷을 주입한 것을 특징으로 한다.And a gasket is injected to prevent heat loss to the outside.

상기 체결부재는,The fastening member

알루미늄 또는 끼움부재를 택일토록 하고, 클램프로 가압하여 체결하는 것을 특징으로 한다.
Aluminum, or a shim member, and is clamped by pressing with a clamp.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템은, 가스킷, 단열재를 이용하여 외부로의 열손실을 최소화하고 지지체의 함몰부 상면에 절연체를 구비함으로써 집열된 열의 분산을 최소화하여 태양열의 집열에 따른 고전도율이 확보됨으로써 열교환의 효율성을 제고할 수 있는 효과와 아울러, 태양열을 전체적으로 넓게 집열할 수 있는 효과와 함께 발전 기능으로 인한 대체 에너지를 이용할 수 있고 냉온수를 함께 제공할 수 있는 효과가 있다.
As described above, the solar power generation and cooling / heating hybrid system using solar heat according to the present invention minimizes heat loss to the outside by using a gasket or a heat insulator and minimizes dispersion of collected heat by providing an insulator on the top surface of the depression of the support In addition to the effect of increasing the heat exchange efficiency by securing the high conductivity according to the heat of the solar heat, it is possible to utilize the alternative energy by the power generation function together with the effect of collecting the solar heat as a whole, It is effective.

도 1은 본 발명에 따른 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템을 도시한 정단면도.
도 2는 본 발명의 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템에 따른 체결부재의 일 실시예를 도시한 정단면도.
도 3은 본 발명의 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템에 따른 체결부재의 다른 일 실시예를 도시한 정단면도.
도 4는 본 발명의 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템에 따른 집열판넬의 다수개 설치를 이루는 또 다른 일 실시예의 정단면도.
도 5는 본 발명의 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템 실시 예에 따른 평면도.
도 6은 본 발명의 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템의 다른 일 실시예를 도시한 정단면도.
도 7은 도 6에 도시된 집열판넬을 다수개 설치한 본 발명의 또 다른 일 실시 예도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front sectional view showing a hybrid system for generating electricity and cooling and heating using solar heat according to the present invention; FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar heating system, and more particularly,
3 is a front sectional view showing another embodiment of the fastening member according to the hybrid system for power generation and cooling / heating using the solar heat of the present invention.
FIG. 4 is a front sectional view of another embodiment of the present invention, in which a plurality of solar panel panels are installed according to the solar-powered power generation and cooling / heating hybrid system of the present invention.
5 is a plan view of an embodiment of a solar-powered power generation and cooling / heating hybrid system of the present invention.
6 is a front sectional view showing another embodiment of a solar-powered power generation and cooling / heating hybrid system of the present invention.
FIG. 7 is another embodiment of the present invention in which a plurality of the heat collecting panel shown in FIG. 6 is installed.

본 발명에 있어 집열 판넬(10)은 히팅파이프(11)의 상방향 외주면에 설정된 면적의 접지면으로 밀착되되 상기 히팅파이프(11)의 상면과 초음파 용접(W)에 의해 접착을 이룬 밴딩형의 집열접지면 확대부(10b)와, 상기 집열접지면 확대부(10b)의 길이방향을 기준으로 직교되는 양단부측에서 일체로 연장되되 태양열을 넓게 집열할 수 있도록 상면에 집열코팅면을 형성한 채 라운딩 된 오목집열부(10a)로 구성되어 이루어진다.In the present invention, the heat collecting panel 10 is closely attached to the upper surface of the heating pipe 11 by a ground surface having an area set on the upper surface of the heating pipe 11, and is bonded to the upper surface of the heating pipe 11 by ultrasonic welding The heat collecting ground enlargement portion 10b and the heat collecting ground enlargement portion 10b extend integrally from both ends orthogonal to the longitudinal direction of the heat collecting ground enlargement portion 10b and have a heat collecting coating surface formed on the upper surface And a round recessed collecting portion 10a.

이때, 상기 오목집열부(10a)는 집열접지면 확대부(10b)가 히팅파이프(11)의 외주면에서 뜨지 않고 밀착되도록 오목집열부(10a)의 양 끝단부가 케이스(15) 양측벽에 형성된 끼움홈(15b)에 끼워진 것을 특징으로 한다.At this time, the recessed collecting portion 10a is formed so that both ends of the recessed collecting portion 10a are fitted into the fitting 15 formed on both side walls of the case 15 so that the heat collecting ground enlarging portion 10b is closely contacted without being raised on the outer circumferential surface of the heating pipe 11. [ And is inserted into the groove 15b.

하기에서는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하고자 한다.In the following, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,As shown in Figs. 1 to 3,

본 발명에 따른 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템은,The hybrid system for generating electricity and cooling / heating using solar heat according to the present invention,

태양열을 집열하는 집열 판넬(10)을 구비함에 있어, 중앙부에 히팅파이프(11)를 상부방향에서 밴딩하는 형태로 포설하여 단위 접촉 면적을 확대함으로써 열 전도율을 제고할 수 있도록 상방향이 볼록한 형태의 집열접지면 확대부(10b)로 이뤄지고, 상기 집열접지면 확대부(10b)와 연속되어 대향을 이룬 채 태양열을 넓게 집열할 수 있는 상방향이 오목한 형태의 오목집열부(10a)로 이뤄진다.In the heat collecting panel 10 for collecting solar heat, the heating pipe 11 is bent at the central portion in the upward direction so as to enlarge the unit contact area so that the upward convex shape And a concave collecting portion 10a having an upward concave shape capable of continuously collecting the solar heat while continuously opposing the collecting ground enlargement portion 10b.

상기 집열접지면 확대부(10b)와 접하는 히팅파이프(11) 내부에는 열 전도를 위한 열매체(12)를 충진한 상태다.A heating medium 12 for heat conduction is filled in the heating pipe 11 in contact with the heat collecting ground enlargement part 10b.

상기 집열접지면 확대부(10b)가 히팅파이프(11)에서 뜨지 않고 접지를 유지할 수 있도록 오목집열부(10a)의 양 끝단이 케이브(15)의 양측 내벽에 형성된 끼움홈(15b)에 끼워진 구조이다.A structure in which both ends of the recessed collecting portion 10a are fitted in fitting grooves 15b formed on the inner wall of both sides of the cave 15 so that the heat collecting ground enlargement portion 10b can maintain the grounding without floating in the heating pipe 11 to be.

즉, 본 발명의 일 요지는 히팅파이프(11)의 외주면을 하나의 집열면적으로 활용하도록 함으로써 기존의 단순 판재형 집열판에 비해 집열면적이 일정부분 확장되도록 형성된다.That is, one aspect of the present invention is to utilize the outer circumferential surface of the heating pipe 11 as one heat collecting area, so that the heat collecting surface area is formed to be expanded to a certain extent as compared with the conventional simple plate type heat collecting plate.

한편, 상기 집열 판넬(10)의 오목집열부(10a)와 집열접지면 확대부(10b) 상면에는 태양열을 집열할 수 있도록 집열코팅면이 형성된다.On the other hand, a heat collecting coating surface is formed on the upper surface of the recessed collecting portion 10a of the heat collecting panel 10 and the heat collecting ground enlarging portion 10b so as to collect solar heat.

이때, 상기 집열코팅면은 태양열이 집열되는 측인 상면에 티타늄 코팅이 형성되고, 그 반대측인 저면에는 비 티타늄 코팅면이 형성되어 이루어진다. 이는 태양열의 집열을 보다 신속하고 균일하게 집열하기 위함이다.At this time, a titanium coating is formed on the top surface of the heat collecting coated surface on which solar heat is collected, and a non-titanium coated surface is formed on the bottom surface opposite to the titanium coating. This is to collect the solar heat collection more quickly and uniformly.

즉, 상술한 집열 판넬(10)의 집열접지면 확대부(10b)가 히팅파이프(11)의 외주면에 보다 완벽하게 밀착됨으로써 집열된 수집열을 최대한 손실 없이 전도할 수 있도록 유도하기 위함이다.That is, the heat collecting ground enlargement portion 10b of the heat collecting panel 10 is more closely adhered to the outer circumferential surface of the heating pipe 11, thereby guiding the collected heat collecting heat to be transmitted without loss as much as possible.

한편, 외부로의 열 유실을 보다 효율적으로 차단하기 위하여 집열 판넬(10) 및 히팅파이프(11)를 수용하기 위한 케이스(15)가 구비되고, 상기 케이스(15) 내에서 집열 판넬(10)이 고정될 수 있도록 집열 판넬(10)을 지지하는 지지체(13)가 마련된다.In order to more efficiently block heat loss to the outside, a case 15 for accommodating the heat collecting panel 10 and the heating pipe 11 is provided. In the case 15, the heat collecting panel 10 A support 13 for supporting the heat collecting panel 10 is provided so as to be fixed.

상기 케이스(15) 내에 수용된 집열 판넬(10)을 지지하는 지지체(13)를 살펴보면, 히팅파이프(11)를 하방향에서 지지하는 제1 받침대(13a)가 마련되고, 상기 제1 받침대(13a)를 기준으로 대향되는 제2 받침대(13b)가 마련된다.A support 13 for supporting the heat collecting panel 10 housed in the case 15 is provided with a first pedestal 13a for supporting the heating pipe 11 in a downward direction and the first pedestal 13a, And a second pedestal 13b opposed to the second pedestal 13b.

상기 제2 받침대(13b)는 집열 판넬(10)의 오목집열부(10a)를 지지하게 된다.The second pedestal 13b supports the concave collecting part 10a of the heat collecting panel 10. [

상기 제1 받침대(13a)와 제2 받침대(13b)는 함몰부(13c)와 일체형을 이루게 된다.The first pedestal 13a and the second pedestal 13b are integrated with the depression 13c.

상기 함몰부(13c)는, 히팅파이프(11) 및 집열 파넬(10)의 오목집열부(10a)를 안착하는 역할을 수행하게 되고, 함몰부(13c) 상면에는 집열되는 열이 분산되는 것을 방지하도록 절연체(14)를 형성하게 된다.The depression 13c serves to seat the concave heat collecting portion 10a of the heating pipe 11 and the heat collecting panel 10 so that the heat collected on the upper surface of the depression 13c is prevented from being dispersed The insulator 14 is formed.

케이스(15) 내부에서 집열 판넬(10) 및 히팅파이프(11)를 지지하는 지지체(13)에 있어서, 제1 받침대(13a) 및 제2 받침대(13b)는 케이스(15) 저부에서 볼트와 너트의 체결로 고정되고, 집열된 열을 외부로 유실되는 것을 차단하기 위하여 단열재(16)가 케이스(15) 내부에 충진되면서 제1 받침대(13a) 및 제2 받침대(13b)를 매설하게 된다.The support 13 supporting the heat collecting panel 10 and the heating pipe 11 in the case 15 has a first pedestal 13a and a second pedestal 13b which are fixed to the bottom of the case 15 by bolts and nuts And the first and second pedestals 13a and 13b are buried in the case 15 so that the heat insulating material 16 is filled in the case 15 in order to prevent the heat from being dissipated to the outside.

상기 단열재(16)로는, 건축용에 적합한 유기질 단열재로서 압출발포폴리스티렌을 사용하는 것이 바람직한데 이 재질은 경량이고 강도 및 단열성이 우수하고, 흡수성 및 흡습성이 거의 없으며, 수명이 길어 건축물 보온재, 특수건축용, 토목용으로 사용함에 적합하다.As the heat insulating material 16, it is preferable to use extruded expanded polystyrene as an organic insulating material suitable for construction. The material is lightweight, excellent in strength and heat insulation, has little absorbency and hygroscopicity, and has a long life, It is suitable for use in civil engineering.

케이스(15) 상부에는 케이스(15)의 양 끝단에 형성된 걸착부(15a)에 투명커버판(17)을 착설하여 케이스(15) 상부를 차폐하게 되는데 이때에도 집열된 열의 외부 유실을 차단하기 위하여 투명커버판(17)과 케이스(15)의 걸착부(15a) 사이로 가스킷(18)을 주입하고 투명커버판(17)의 상면 양끝단에도 가스킷(18)을 주입한 채 투명커버판(17)과 케이스(15)의 걸착부(15a)를 가압할 수 있는 별도의 체결부재(19)를 구비한다.A transparent cover plate 17 is provided on the case 15 at both ends of the case 15 to shield the upper portion of the case 15. At this time, The gasket 18 is injected between the transparent cover plate 17 and the fitting portion 15a of the case 15 and the gasket 18 is injected into both ends of the upper surface of the transparent cover plate 17, And a separate fastening member 19 for pressing the fastening portion 15a of the case 15.

상기 체결부재(19)는 알루미늄(19a) 또는 끼움부재(19b)를 택일하여 사용할 수 있도록 하고, 상기 알루미늄(19a)은 자체에 탄성을 지니고 있어 투명커버판(17)과 케이스(15)의 걸착부(15a)를 가압할 수 있지만, 끼움부재(19b)는 자체에 탄성이 없기 때문에 또 다른 별도의 클램프(19b-1)를 구비하여 투명커버판(17)과 케이스(15)의 걸착부(15a)를 끼움부재(19b)로 끼운 후 클램프(19b-1)를 이용하여 끼움부재(19b) 상.하부를 가압함으로써 투명커버판(17)과 케이스(15)의 걸착부(15a)가 서로 가압된 채 밀폐를 이루게 된다.The fastening member 19 can be made of aluminum 19a or a shim member 19b and the aluminum 19a has elasticity so that the transparent cover plate 17 and the case 15 It is possible to press the fitting portion 15a but the fitting member 19b is not resilient to itself and is provided with another separate clamp 19b-1 so that the transparent cover plate 17 and the engaging portion 19b- The upper and lower portions of the fitting member 19b are pressed by using the clamp 19b-1 so that the transparent cover plate 17 and the engaging portions 15a of the case 15 are engaged with each other And the seal is formed while being pressurized.

상기 집열 판넬(10)은 케이스(15) 내부에 설치됨에 있어, 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 집열 판넬(10)의 개수를 복수개 이상으로 설치될 수 있어 목적에 따라 집열 판넬(10)의 개수를 조절하여 설치를 이루도록 한다.
As shown in FIGS. 4 and 5, the heat collecting panel 10 may be installed in a plurality of or more than one heat collecting panel 10, So that the installation is achieved.

이와 함께, 본 발명은, 사용 목적에 따라 선택하여 이용할 수 있도록 하였는데, 앞서 언급한 바와 같이, 태양열의 집열만을 목적으로 태양열 집열체를 이용할 경우에는 집열접지면 확대부(10b)와 오목집열부(10a)로 이루어진 집열 판넬(10) 및 상기 집열접지면 확대부(10b)와 접하는 히팅파이프(11)를 선택하여 태양열 집열체를 설치하도록 하였고, 태양열 집열 기능에 따른 냉온수 공급과 함께 발전 기능까지 동시에 수행하는 다목적용 목적으로 태양열 집열체를 이용할 경우에는 집열판넬(10)의 중앙부에 형성된 집열접지면 확대부(10b) 대신, 도 6 내지 7에 도시된 바와 같이, 평면집열부(10c)를 중앙에 구성하고 평면집열부(10c)를 기준으로 대향되는 곳에 오목집열부(10a)를 구성한 집열 판넬(10)을 구비한 태양열 집열체를 설치하게 되는데 좀더 구체적으로 하기에서 상기 집열 판넬(10)을 설명하고자 한다.As described above, in the case of using a solar heat collector for the purpose of collecting solar heat only, the heat collecting ground enlargement part 10b and the concave collecting part 10b can be selectively used according to the purpose of use. The heat collecting panel 10 made of the heat collecting surface 10a and the heating pipe 11 contacting the heat collecting ground enlargement part 10b are selected to install the solar heat collecting body. 6 to 7, instead of the collecting ground enlargement part 10b formed at the center of the heat collecting panel 10, the planar collecting part 10c may be used instead of the collecting ground enlargement part 10b when the solar collector is used for the purpose of multi- And a solar heat collector having a heat collecting panel 10 constituting a concave collecting portion 10a at a location facing the planar heat collecting portion 10c is provided at the center. More specifically, The heat collecting panel 10 will be described.

중앙에 평면집열부(10c)를 형성하고 상기 평면집열부(10c)를 기준으로 대향되어 평면집열부(10c)와 연속된 오목집열부(10a)를 형성한 상기 집열 판넬(10)에 있어서, 상기 평면집열부(10c) 저면에는 일체되어 수직 방향으로 소정의 간격을 이룬 상부부재(1a)와 상기 상부부재(1a) 하부에서 상부부재(1a)와 볼팅으로 결합되는 하부부재(1b)로 이루어진 하우징(1)을 구비하게 된다.A heat collecting panel (10) comprising a planar heat collecting portion (10c) formed at the center and a concave heat collecting portion (10a) continuous with a planar heat collecting portion (10c) so as to face the planar heat collecting portion (10c) And a lower member 1b which is integrally formed on the bottom surface of the planar heat collecting portion 10c and is connected to the upper member 1a by bolting with the lower member 1a under the upper member 1a, And a housing (1).

상기 하우징(1)이 기밀히 결합되도록 상부부재(1a)와 하부부재(1b) 사이로는 가스킷(18)을 주입하여 결합을 이루도록 한다.A gasket 18 is injected between the upper member 1a and the lower member 1b so that the housing 1 is tightly coupled.

상기 하우징(1) 내부에는 평면집열부(10c)와 접하여 집열된 열로 인하여 가열되는 히팅관(2)이 다수개 삽입되는데 이때 다수개의 히팅관(2) 유동을 방지하면서 히팅관(2)과 접하여 집열된 열을 다수의 히팅관(2)에 전도하는 간격부재(4)가 다수의 히팅관(2) 사이 사이로 착설된다.A plurality of heating tubes 2 heated by the heat collected by the flat heat collecting section 10c are inserted into the housing 1. At this time, a plurality of heating tubes 2 are prevented from flowing, A spacing member (4) for conducting the collected heat to the plurality of heating tubes (2) is provided between the plurality of heating tubes (2).

상기 다수의 간격부재(4)는 열 전도율이 높은 도체의 재질로 이뤄지도록 한다.The plurality of spacers 4 are made of a material having a high thermal conductivity.

다수의 히팅관(2) 내부에는 집열된 열로 인하여 온수를 공급하는 역할을 수행하게 되고, 상기 히팅관(2)의 형태는 원형 또는 사각형을 이룰 수도 있고 사용목적에 따라 다각형을 이룰 수도 있으며 상기 히팅관(2)의 다양한 형태에 따라 간격부재(4)도 동일한 형태를 취하게 되는데 이는 히팅관(2)과 온전한 접촉을 이루기 위함이다.The heating pipe 2 serves to supply hot water to the inside of the plurality of heating pipes 2. The heating pipe 2 may have a circular shape or a square shape and may have a polygonal shape depending on the purpose of use. According to the various forms of the tube 2, the spacing member 4 also takes the same form, in order to make a perfect contact with the heating tube 2.

상기 다수의 히팅관(2)과 히팅관(2) 사이 사이에 착설되는 상부부재(1a)의 하단에는 열전소자(5)가 구비되어 설치되고 상기 열전소자(5) 저면에는 다수의 냉각관(3)이 상기 다수의 히팅관(2)과 동일한 형태로 설치되며 상기 다수의 냉각관(3) 사이 사이에는 상기 다수의 히팅관(2) 사이 사이에 착설된 간격부재(4)가 다시 착설되는 구조이다.A thermoelectric element 5 is provided at the lower end of the upper member la between the plurality of heating tubes 2 and the heating tube 2 and a plurality of cooling tubes 3 are provided in the same manner as the plurality of heating pipes 2 and a spacing member 4 installed between the plurality of heating pipes 2 is installed again between the plurality of cooling pipes 3 Structure.

상기 다수의 냉각관(3) 역시 히팅관(2)과 동일한 형태의 원형 및 사각형 및 다각형을 이룰 수 있도록 하고, 냉각관(3) 내부에는 냉수를 공급하게 되는데 냉수의 공급을 위하여 냉각관(3)은 냉각기(미도시)와 연결될 수 있거나 지하수와 연결되도록 하여 냉수를 공급하도록 한다.The plurality of cooling pipes 3 can also be formed in the same shape as the heating pipe 2 in the shape of a circle and a quadrangle and a polygon and supply cold water to the inside of the cooling pipe 3, May be connected to a cooler (not shown) or connected to ground water to supply cold water.

상기 열전소자(5)의 상면은 평면집열부(10c)에서 집열된 열을 전도하는 히팅관(2)과 간격부재(4)에 의해 가열되고 열전소자(5)의 저면은 냉각관(3)과 간격부재(4)에 의해 냉각됨으로써 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자라 발전을 구현하게 되어 대체 에너지로 이용할 수 있게 되는 것이다.The upper surface of the thermoelectric element 5 is heated by the heating tube 2 and the spacing member 4 which conduct heat collected by the flat heat collecting portion 10c and the bottom surface of the thermoelectric element 5 is cooled by the cooling tube 3. [ Which is a phenomenon that an electromotive force is generated due to a temperature difference by being cooled by the gap member 4, and can be used as alternative energy.

즉, 제베크효과는 2종류 금속의 양끝을 접속하여, 그 양끝 온도를 다르게 하면 기전력이 생기는 현상으로, 두 종류의 금속을 구성하여, 한쪽 접점을 고온, 다른 쪽을 저온으로 했을 때 그 회로에 전류가 생기는 현상이다. 연결한 금속의 종류에 따라 그 기전력과 전류의 크기가 달라진다.In other words, the Seebeck effect is a phenomenon in which an electromotive force is generated when two ends of two kinds of metals are connected to each other and temperatures of both ends thereof are made different. When two kinds of metals are constituted so that one contact is high temperature and the other is low temperature, Current is generated. The magnitude of the electromotive force and the current varies depending on the type of the metal to which it is connected.

2종의 금속 또는 반도체를 접속하고 두 점 사이에 온도차를 주면 기전력이 발생하여 전류가 흐르게 되는데 이전류를 열전류라 하고, 금속선간에 생기는 기전력을 열기전력이라 한다. 열전류의 크기는 짝을 이룬 금속의 종류 및 두 접점의 온도차에 따라 다르다.When two kinds of metals or semiconductors are connected and a temperature difference is given between two points, an electromotive force is generated and a current flows. The former type is called a heat current, and the electromotive force generated between metal wires is called a thermoelectric power. The magnitude of the thermal current depends on the type of metal mated and the temperature difference between the two contacts.

일 예로서, 구리와 콘스탄탄으로 이루어진 회로에서 두 접점의 온도차를 100도씨로 하면, 4.24mV의 기전력이 생기고, 전류는 고온부의 접점을 통하여 열전류가 높은 콘스탄탄에서 열전류가 낮은 구리쪽으로 흐르게 된다. For example, in a circuit made of copper and constantane, when the temperature difference between two contacts is 100 degrees, an electromotive force of 4.24 mV is generated, and a current flows from the high temperature con- tactant to the low heat current copper .

따라서, 본 발명은 이용목적에 따라 발전과 함께 냉온수를 공급하여 제공하는 것을 특징으로 하고 있다.
Therefore, the present invention is characterized by supplying cold and hot water together with power generation according to the purpose of use.

상기와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined in the claims, It is to be understood that such changes and modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1 : 하우징 1a : 상부부재
1b: 하부부재 2 : 히팅관
3 : 냉각관 4 : 간격부재
5 : 열전소자
10 : 집열 판넬 10a : 오목집열부
10b: 집열접지면 확대부 10c : 평면집열부
11 : 히팅파이프 12 : 열매체
13 : 지지체 13a: 제1 받침대
13b: 제2 받침대 13c: 함몰부
13d: 절곡부
14 : 절연체(부도체)
15 : 케이스 15a: 걸착부
15b: 끼움홈
16 : 단열재
17 : 투명커버판 18 : 가스킷
19 : 체결부재 19a : 알루미늄
19b : 끼움부재 19b-1 : 클램프
DESCRIPTION OF THE REFERENCE SYMBOLS
1: housing 1a: upper member
1b: lower member 2: heating pipe
3: cooling tube 4: gap member
5: thermoelectric element
10: Collecting panel 10a: Concave collecting part
10b: Collecting ground plane enlarging section 10c:
11: Heating pipe 12: Heating medium
13: support 13a: first support
13b: second pedestal 13c: depression
13d:
14: Insulator (nonconductor)
15: Case 15a:
15b: fitting groove
16: heat insulation
17: transparent cover plate 18: gasket
19: fastening member 19a: aluminum
19b: fitting member 19b-1: clamp

Claims (6)

중앙부에 히팅파이프(11)를 상방향에서 포설한 형태로 착설되는 볼록진 집열접지면 확대부(10b)와 상기 집열접지면 확대부(10b)에 연속되어 대향된 채 태양열을 넓게 집열하는 오목집열부(10a)로 이루어진 집열 판넬(10);
상기 집열접지면 확대부(10b)에 포설되어 태양열을 전도하는 히팅파이프(11);
상기 집열 판넬(10) 및 히팅파이프(11)를 하방향에서 지지하는 지지체(13);
상기 집열 판넬(10) 및 히팅파이프(11) 및 지지체(13)를 수용한 채 지지체(13)와 볼팅 결합되는 케이스(15);
상기 케이스(15) 내부에 충진되어 지지체(13)를 매설한 채 외부로 열을 차단하는 단열재(16);
상기 케이스(15)의 걸착부(15a)에 착설되어 케이스(15) 상부를 차폐하는 투명커버판(17);
상기 투명커버판(17)과 케이스(15)를 결속하는 체결부재(19)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템.
A convex heat collecting earthing surface enlarging portion 10b provided at the center portion in such a manner that the heating pipe 11 is installed in the upward direction and a concave earthing surface enlarging portion 10b continuously facing the heat collecting earthing surface enlarging portion 10b, A heat collecting panel 10 comprising a collecting portion 10a;
A heating pipe (11) installed in the heat collecting ground enlargement part (10b) and conducting solar heat;
A support 13 for supporting the heat collecting panel 10 and the heating pipe 11 in a downward direction;
A case 15 which is bolted to the supporting body 13 while receiving the heat collecting panel 10, the heating pipe 11 and the supporting body 13;
A heat insulating material (16) filled in the case (15) and buried in the supporting body (13) to block heat to the outside;
A transparent cover plate 17 laid on the attachment portion 15a of the case 15 to shield the upper portion of the case 15;
Generation and cooling and heating hybrid system using solar heat, characterized in that it comprises a fastening member (19) for binding the transparent cover plate 17 and the case (15).
제1항에 있어서, 집열 판넬(10)은,
중앙부에 형성된 평면집열부(10c)와, 상기 평면집열부(10c)를 기준으로 좌우에 연속되어 대향된 채 태양열을 넓게 집열하는 오목집열부(10a)로 구성된 집열 판넬(10)을 택일하되,
상기 평면집열부(10c) 저면에는,
일체되어 수직 방향으로 소정의 간격을 이룬 상부부재(1a)와 상기 상부부재(1a) 하부에서 상부부재(1a)와 볼팅으로 결합되는 하부부재(1b)로 구성된 하우징(1);
상기 하우징(1) 내부로 다수개가 입설(入設)되어 평면집열부(10c) 저면과 접하여 집열된 열에 의해 가열되는 온수를 공급하는 히팅관(2);
상기 하우징(1) 내부로 다수개가 입설되어 하부부재(1b) 상면에 저면이 접한 채 냉각기 또는 지하수와 연결되어 냉각되는 냉수를 공급하는 냉각관(3);
상기 히팅관(2) 및 냉각관(3) 사이 사이로 착설된 채 평면집열부(10c) 및 히팅관(2)과 접하여 집열된 열을 히팅관(2)에 전도하는 간격부재(4);
상기 다수의 히팅관(2) 및 냉각관(3)과 상기 히팅관(2) 및 냉각관(3) 사이로 착설된 간격부재(4)의 사이에 입설되어 상면부가 다수의 히팅관(2) 및 간격부재(4)에 의해 가열되고 저면부는 다수의 냉각관(3) 및 간격부재(4)에 의해 냉각되어 온도 차에 의해 기전력을 이루게 하는 열전소자(5);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템.
The heat collecting panel according to claim 1, wherein the heat collecting panel (10)
A planar heat collecting portion 10c formed at a central portion and a heat collecting panel 10 composed of a concave collecting portion 10a which is continuously opposed left and right with respect to the planar heat collecting portion 10c and collects the solar heat widely ,
On the bottom surface of the flat heat collecting portion 10c,
A housing (1) composed of an upper member (1a) integrally formed with a predetermined gap in the vertical direction and a lower member (1b) bolted to the upper member (1a) under the upper member (1a);
A heating pipe (2) for supplying hot water heated by the heat collected by contacting a bottom surface of the flat heat collecting part (10c) by being inserted into the housing (1);
A plurality of cooling pipes 3 arranged inside the housing 1 to supply cold water to the upper surface of the lower member 1b while being in contact with the bottom surface of the lower member 1b and connected to the cooler or groundwater;
A spacing member 4 disposed between the heating pipe 2 and the cooling pipe 3 for conducting the heat collected in contact with the flat heat collecting portion 10c and the heating pipe 2 to the heating pipe 2;
The heating pipe 2 and the cooling pipe 3 are disposed between the heating pipe 2 and the cooling pipe 3 and spaced apart from each other by a space between the heating pipe 2 and the cooling pipe 3, A thermoelectric element 5 which is heated by the spacing member 4 and the bottom portion is cooled by the plurality of cooling tubes 3 and the spacing member 4 to form an electromotive force by a temperature difference;
And a heating / cooling hybrid system using solar energy.
제1항에 있어서, 상기 지지체(13)는,
중앙에서 히팅파이프(11)를 지지하는 제1 받침대(13a)와;
상기 제1 받침대(13a)를 기준으로 대향되어 집열판넬(10)의 오목집열부(10a)를 지지하는 제2 받침대(13b)와; 상기 제1 받침대(13a) 및 제2 받침대(13b)와 일체되어 히팅파이프(11) 및 집열 판넬(10)의 오목집열부(10a)를 안착하는 함몰부(13c)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템.
The method of claim 1, wherein the support 13,
A first pedestal 13a supporting the heating pipe 11 at the center;
A second pedestal 13b opposed to the first pedestal 13a to support the concave collecting part 10a of the heat collecting panel 10; And a recessed portion 13c integrated with the first pedestal 13a and the second pedestal 13b to seat the heating pipe 11 and the concave heat collecting portion 10a of the heat collecting panel 10. Solar power generation and heating and cooling hybrid system.
제3항에 있어서, 상기 함몰부(13c) 상면에는,
절연체(14)를 형성하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템.
The upper surface of the recess 13c,
And the insulator (14).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명커버판(17)과 케이스(15)의 걸착부(15a) 사이 및 하우징(1)의 상부부재(1a)와 하부부재(1b) 사이에는, 외부로의 열손실을 방지하기 위하여 가스킷(18)을 주입하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템.The connector according to claim 1 or 2, wherein between the upper cover (1a) and the lower member (1b) of the housing (1) between the transparent cover plate (17) Wherein the gasket (18) is injected in order to prevent heat loss to the power generating unit. 제1항에 있어서, 상기 체결부재(19)는,
알루미늄(19a) 또는 끼움부재(19b)를 택일토록 하고, 클램프(19b-1)로 가압하여 체결하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전 및 냉난방 하이브리드 시스템.
The connector according to claim 1, wherein the fastening member (19)
Wherein the aluminum (19a) or the shim member (19b) is selectively used and pressed by the clamp (19b-1) to be tightened.
KR1020120004486A 2012-01-13 2012-01-13 The Hybrid System Having Power Generation And Air-Conditioning And Heating Using Solar Heat KR101403310B1 (en)

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