KR20140042841A - 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템에 관한 것으로, 태양열 집열판에 의해 가열된 난방용수의 온도를 센서로 감지하고 태양광전지판에 의해 발전 된 전기에너지를 이용하여 난방용수를 가열 및 냉각할 수 있다. 또한, 태양열 집열판, 히터(H), 보일러를 단계적으로 사용하여 축열 탱크의 난방용수를 가열함으로써, 난방용수를 빠르게 가열할 수 있고 소비전력을 크게 줄일 수 있다. 또한, 태양광전지판에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 상용전력의 비용을 대폭 절감할 수 있다.

Description

태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템{A SOLAR ENERGY HEATING SYSTEM USING PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION}
본 발명은 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양열 집열판에 의해 가열된 난방용수의 온도를 센서로 감지하고 태양광전지판에 의해 발전 된 전기에너지를 이용하여 난방용수를 가열 및 냉각하는 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 보일러는 가스, 기름 등의 연료를 연소시켜 그 연소열로 물을 가열하거나 전기를 이용하여 물을 가열하여 온수로 만들어 난방을 하거나 욕실 등에 공급하는 장치이며, 그 종류로는 가스보일러, 기름보일러, 전기보일러 등이 있다.
최근에는 고유가 시대에 열효율을 높이기 위해서 태양열을 이용한 난방장치를 겸용하는 보일러가 많이 채택되고 있다.
지금까지의 태양열 난방장치는 낮 동안 데워진 물을 일시 보관하기 위한 축열탱크가 마련되고 태양열 집열판 근처에 장치된다. 축열 탱크는 축열을 위해 충분한 용량을 구비해야 하는바 그에 따른 설치 면적의 확보와 아울러 설치비용을 그만큼 더 많이 들게 하는 것이다.
특히 하절기와 같은 더운 낮 날씨의 경우에는 강한 태양 빛으로 인하여 태양열 집열판에서 데워진 물이 200~300℃까지 올라간 상태로 축열 탱크로 이동되므로 축열탱크의 압력을 높이게 되고 결국 증기 폭발의 위험도 있게 된다.
이러한 증기 폭발의 위험을 방지하기 위한 방안 중의 하나로는 더운 날씨로 인해 축열 탱크 내에 형성되는 높은 열을 밖으로 방출시키기 위한 별도의 방열기를 구비하는 것이다. 방열기의 구비와 그 구동은 설치비용과 전력소모를 증가시키는 요인이 될 수 있다.
또한, 증기 폭발의 위험을 방지하기 위한 다른 방안으로는 축열 탱크 내 물을 상당량 비우는 방법이 있다. 그런데 축열 탱크 내 물을 상당량 비우는 방법은 차후 태양열 난방장치 가동시 소모된 물을 다시 채워 넣어야 하므로 번거로운 작업이 필요하며 또 물소비를 증가시키는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1034808호(등록일 : 2011.05.06.)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 태양열 집열판에 의해 가열된 난방용수의 온도를 센서로 감지하고 태양광전지판에 의해 발전 된 전기에너지를 이용하여 난방용수를 가열 및 냉각하는 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 태양열 집열판, 히터(H), 보일러를 단계적으로 사용하여 축열 탱크의 난방용수를 가열함으로써, 난방용수를 빠르게 가열할 수 있고 소비전력을 크게 줄일 수 있는 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 태양광전지판에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 상용전력의 비용을 대폭 절감할 수 있는 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 축열 탱크의 난방용수를 라디에이터와 냉각팬을 이용한 제1냉각장치를 통해 빠르게 냉각시킬 수 있는 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 축열 탱크의 난방용수를 지중에 매설된 제2냉각장치를 통해 빠르게 냉각시킬 수 있는 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 축열 탱크의 난방용수를 상기 제1냉각장치와 상기 제2냉각장치를 통해 빠르게 냉각시킬 수 있는 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 태양열 난방 시스템은, 광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광전지판과, 태양열을 집열하는 태양열집열판과, 난방용수가 저장된 축열 탱크와, 상기 태양열집열판에서 축열된 열 매체를 상기 축열 탱크로 공급하는 축열공급배관과, 상기 축열 탱크의 난방용수를 통과한 열 매체를 상기 태양열집열판으로 공급하여 상기 열 매체를 순환시키는 축열회수배관과, 상기 축열공급배관과 상기 축열회수배관 사이에 연결되며 상기 축열 탱크의 난방용수 속에 설치되고, 상기 열 매체를 전송하면서 방열에 의해 상기 난방용수를 가열하는 축열방열배관과, 상기 축열 탱크에 저장된 상기 난방용수의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 축열 탱크의 난방 공급배관과 난방 회수배관 사이에 연결된 난방배관과, 상기 난방용수의 온도가 설정한 난방온도에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하여 상기 난방배관으로 공급하는 보일러와, 상기 온도감지센서에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 보일러를 선택적으로 제어하되, 상기 태양광전지판에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시키는 제어기를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 태양열 난방 시스템은 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때 상기 난방용수를 냉각하는 제1냉각장치와 제2냉각장치 중 적어도 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1냉각장치는, 상기 난방 공급배관과 난방 회수배관 사이에 연결되며, 상기 축열 탱크의 난방용수를 라디에이터를 통해 송풍팬으로 냉각하도록 구성될 수 있고, 상기 제2냉각장치는, 상기 난방 공급배관과 난방 회수배관 사이의 지중에 매설되며, "U"자 또는 "ㄷ"자 형태로 절곡된 배관 구조를 가지며, 상기 축열 탱크의 난방용수를 지열을 이용하여 냉각하ㄷ도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 태양열 난방 시스템은 상기 축열 탱크 내부에 설치되며, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하는 히터와, 상기 축열공급배관에 연결되며, 상기 축열공급배관을 통해 순환하는 상기 열 매체를 보충하여 수위를 일정하게 조절하는 팽창탱크와, 상기 축열공급배관 또는 상기 축열회수배관에 설치되어 상기 열 매체를 순환시키는 태양열순환펌프와, 상기 축열 탱크 내측 상부 및 하부에 설치되어 상기 난방용수의 수위를 감지하는 수위감지센서와, 상기 난방 공급배관에 설치되며, 상기 축열 탱크의 난방용수를 상기 난방 공급배관, 상기 난방배관, 상기 난방 회수배관을 통해 순환시키는 난방순환펌프 중에서 적어도 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 제어기는, 상기 온도감지센서와 상기 수위감지센서에서 감지한 상기 난방용수의 온도와 수위에 따라, 상기 태양열순환펌프, 상기 난방순환펌프, 상기 히터, 상기 보일러를 선택적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양열 집열판에 의해 가열된 축열 탱크의 온도를 센서로 감지하고 태양광전지판에 의해 발전 된 전기에너지를 이용하여 가열된 난방용수를 방열함으로써, 상용전력의 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 축열 탱크(150)의 난방용수를 태양열 집열판(110)의 축열로 1차 가열하고, 상기 1차 가열한 난방용수가 원하는 온도에 미치지 못할 때 히터(H)로 2차 가열하고, 상기 2차 가열한 난방용수가 원하는 온도에 미치지 못할 때 보일러(190)로 3차 가열하기 때문에, 상기 보일러(190)의 가동 시간을 줄여 전력소비를 줄일 수가 있다.
또한, 냉각팬(163)의 구동모터(162), 히터(H), 보일러(190), 태양열순환펌프(114), 난방순환펌프(154), 제2 내지 제4삼방 밸브(V2∼V4) 등의 소비전력을 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시키기 때문에 상용전력의 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 라디에이터(161)와 냉각팬(163)을 이용한 제1냉각장치(160)를 통해 빠르게 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 지중에 매설된 제2냉각장치(170)를 통해 빠르게 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 상기 제1냉각장치(160)와 상기 제2냉각장치(170)를 통해 빠르게 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 축열 탱크(150)에 물을 비워야 하는 작업을 하지 않아도 되며, 보일러 난방 연료비를 최대한 절감할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 의한 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 의한 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 의한 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 구성도
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
제1실시 예
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 의한 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 구성도이다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제1실시 예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 태양열을 집열하는 태양열집열판(110)과, 광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광전지판(120)과, 난방용수가 저장된 축열 탱크(150)와, 상기 태양열집열판(110)에서 축열 된 열 매체를 상기 축열 탱크(150) 내부로 연결하여 순환하는 축열공급배관(112) 및 축열회수배관(115)과, 상기 축열 탱크(150) 내부의 상기 축열공급배관(112) 및 축열회수배관(115) 사이에 연결되며, 상기 열 매체의 열을 상기 난방용수로 방열하는 축열방열배관(151)과, 상기 축열 탱크(150)에 저장된 상기 난방용수의 온도를 감지하는 온도감지센서(T2)와, 상기 축열 탱크(150)의 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결된 난방배관(180)과, 상기 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결되며, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 라디에이터(161)를 통해 송풍팬(163)으로 냉각하는 제1냉각장치(160)와, 상기 축열 탱크(150) 내부에 설치되며, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하는 히터(H)와, 상기 난방용수의 온도가 설정한 난방온도에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하여 상기 난방배관(180)으로 공급하는 보일러(190)와, 상기 온도감지센서(T2)에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 제1냉각장치(160), 상기 히터(H), 상기 보일러(190)를 선택적으로 제어하되, 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시키는 제어기(130)와, 상기 태양광전지판(120)을 통해 변환된 전기에너지를 저장하는 배터리(140)를 포함하고 있다.
상기 태양열 집열판(110)은 태양열에 의해 내부의 열 매체를 가열하여 상기 축열공급배관(112) 및 축열회수배관(115)을 통해 상기 축열 탱크(150) 내부로 순환시켜 상기 축열 탱크(150)에 저장된 난방용수를 가열한다. 여기서, 상기 열 매체는 물 또는 열전달이 잘 되는 유체를 포함한다.
상기 태양열 집열판(110)의 내부에는 상기 열 매체가 흐르는 배관이 "U"자 또는 "ㄷ"자 형태로 절곡하여 배치될 수 있다. 상기 태양열 집열판(110)의 일 측 단부에는 태양열에 의해 축열 된 열 매체를 배출하여 상기 축열 탱크(150) 내부의 축열방열배관(150)으로 공급하는 축열공급배관(112)이 연결되어 있고, 상기 태양열 집열판(110)의 타 측 단부에는 상기 축열 탱크(150) 내부의 축열방열배관(151)에서 방열된 열 매체를 회수하는 축열회수배관(115)이 연결되어 있다.
상기 축열공급배관(112)에는 태양열순환펌프(114)가 설치될 수 있다. 상기 태양열순환펌프(114)는 상기 태양열 집열판(110)에서 가열된 상기 열 매체가 상기 축열공급배관(112), 상기 축열방열배관(151), 상기 축열회수배관(115)을 통해 순환되도록 상기 열 매체를 펌핑한다. 이때, 상기 태양열순환펌프(114)는 상기 축열공급배관(112)이 아닌 상기 축열회수배관(115)에 설치될 수도 있다.
또한, 상기 축열공급배관(112)에는 팽창탱크(113)가 설치될 수 있다. 상기 팽창탱크(113)는 상기 태양열 집열판(110)의 온도가 높아져 상기 축열공급배관(112), 상기 축열방열배관(151), 상기 축열회수배관(115)을 통해 순환하는 열 매체의 압력이 높아질 경우 상기 팽창탱크(113)를 통해 상기 열 매체의 부족분을 채워 상기 열 매체의 수위를 조절해 줌으로써 상기 열 매체의 압력을 낮출 수 있다. 이때, 상기 팽창탱크(113)는 상기 태양열순환펌프(114)와 마찬가지로, 상기 축열공급배관(112)이 아닌 상기 축열회수배관(115)에 설치될 수도 있다.
상기 축열방열배관(151)은 상기 축열 탱크(150) 내부의 상기 축열공급배관(112)과 상기 축열회수배관(115) 사이에 연결되며, 상기 태양열 집열판(110)에서 가열된 상기 열 매체의 열을 방열하여 상기 난방용수를 데우는 역할을 한다. 상기 축열방열배관(151)은 상기 열 매체가 흐르는 배관이 "U"자 또는 "ㄷ"자 형태로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 축열방열배관(151)은 상기 축열 탱크(150)의 내측 면을 따라 나선형태로 구성될 수도 있고, 상기 축열 탱크(150)의 내측 면 한쪽에 설치될 수 있다. 또한, 상기 축열방열배관(151)은 상기 축열 탱크(150)의 바닥면에 원형, 나선형, 사각형 등 여러 가지 형태로 형성될 수도 있다.
상기 축열 탱크(150)는 난방용수를 저장하고 있다. 상기 축열 탱크(150)에는 내측 상부 및 하부에 상기 난방용수의 수위를 측정하기 위한 수위감지센서(T1,T3)가 설치되어 있고, 내측의 소정 위치에 상기 난방용수의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(T2)가 설치되어 있다.
상기 축열 탱크(150)의 내측 상부에 설치된 상기 수위감지센서(T1)는 상기 난방용수의 최고 수위를 감지하여 상기 제어기(130)로 감지신호를 전송한다. 상기 제어기(130)는 난방용수가 최고 수위에 도달하였음을 표시화면(미도시)을 통해 표시하고, 상기 축열 탱크(150)로 난방용수가 공급되지 못하도록 밸브(미도시)를 차단하게 된다. 이때, 상기 제어기(130)는 난방용수가 최고 수위에 도달하였음을 스피커를 통해 경고음을 알릴 수 있다.
그리고, 상기 축열 탱크(150)의 내측 하부에 설치된 상기 수위감지센서(T3)는 상기 난방용수의 최저 수위를 감지하여 상기 제어기(130)로 감지신호를 전송한다. 상기 제어기(130)는 난방용수가 최저 수위에 도달하였음을 표시화면(미도시)을 통해 표시하고, 밸브(미도시)를 개방하여 상기 축열 탱크(150)로 난방용수를 최고 수위까지 공급하게 된다. 이때, 상기 제어기(130)는 난방용수가 최저 수위에 도달하였음을 스피커를 통해 경고음을 알릴 수 있다.
상기 축열 탱크(150)의 내측에 설치된 온도감지센서(T2)는 상기 축열 탱크(150)에 저장된 난방용수의 온도를 측정하여 상기 제어기(130)로 전송한다. 상기 제어기(130)는 상기 온도감지센서(T2)에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 제1냉각장치(160), 상기 히터(H), 상기 보일러(190), 제1삼방 밸브(V1), 제3 및 제4삼방 밸브(V3,V4)의 동작을 선택적으로 제어한다.
예를 들어, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과하면, 상기 제어기(130)는 상기 제1냉각장치(160)를 가동하여 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 라디에이터(161)를 통해 순환시키면서 냉각시킨다. 이때, 상기 라디에이터(161)는 송풍팬(163)의 회전에 의해 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못하면, 상기 제어기(130)는 상기 축열 탱크(150)의 내부에 설치된 히터(H)를 가동하여 상기 난방용수를 가열하게 된다.
또한, 상기 히터(H)의 가동에도 불구하고 상기 난방용수의 온도가 사용자가 설정한 난방온도에 미치지 못하면, 상기 보일러를 가동하여 상기 난방용수를 설정온도까지 가열하게 된다.
여기서, 상기 제1냉각장치(160)의 라디에이터(161)로 난방용수를 순환시키는 난방순환펌프(154), 상기 송풍팬(163)을 회전시키는 구동모터(162), 상기 히터(H), 상기 보일러(190), 상기 제1삼방 밸브(V1), 제3 및 제4삼방 밸브(V3,V4)의 동작은 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시킨다.
상기 축열 탱크(150)에는 상기 난방용수를 상기 난방배관(180)으로 순환시키는 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152)이 연결되어 있다. 상기 난방배관(180)은 상기 축열 탱크(150)에서 축열 된 상기 난방용수의 열을 방열하여 난방하는 것으로, 상기 난방 공급배관(153)과 상기 난방 회수배관(152) 사이에 연결되어 있다.
상기 난방 공급배관(153)은 상기 축열 탱크(150)에서 축열 된 상기 난방용수를 상기 난방배관(180)으로 공급하는 배관으로, 난방순환펌프(154)가 설치되어 있다. 상기 난방순환펌프(154)는 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 상기 난방 공급배관(153), 상기 난방배관(180), 상기 난방 회수배관(152)을 통해 순환시키게 된다.
상기 난방 공급배관(153)과 상기 난방 회수배관(152) 사이에는 제1냉각장치(160)가 설치되어 있다. 상기 제1냉각장치(180)는 상기 난방 공급배관(153)과 상기 난방 회수배관(152) 사이에 연결된 라디에이터(161)와, 상기 라디에이터(161)의 일 측에 설치된 송풍 팬(163)과, 상기 송풍 팬(163)을 구동하는 구동모터(162)를 포함하고 있다.
상기 난방 공급배관(153)과 상기 제1냉각장치(160)의 라디에이터(161)에 연결된 난방용수공급배관의 연결부위에 제1삼방 밸브(V1)가 연결되어 있다.
상기 제1삼방 밸브(V1)는 상기 제어기(130)에 의해 선택적으로 제어되어, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 상기 난방배관(180)으로 공급하거나 또는 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 상기 제1냉각장치(160)의 라디에이터(161)로 공급한다.
예를 들어, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때에는 상기 축열 탱크(150)의 난방용수가 상기 제1삼방 밸브(V1)를 통해 상기 라디에이터(161)로 공급되어 상기 라디에이터(161)와 상기 송풍팬(163)에 의해 냉각된다. 그리고, 상기 라디에이터(161)에서 냉각된 난방용수는 상기 난방 회수배관(152)을 통해 상기 축열 탱크(150)로 다시 회수되어 순환하게 된다.
반면에, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값에 미치지 못할 때에는 상기 축열 탱크(150)의 난방용수가 상기 난방 공급배관(153), 상기 난방배관(180), 상기 난방 회수배관(152)을 통해 순환하도록 상기 제1삼방 밸브(V1), 제3 및 제4삼방 밸브(V3,V4)의 동작이 상기 제어기(130)에 의해 제어된다.
상기 보일러(190)는 상기 난방용수의 온도가 설정한 난방온도에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하여 상기 난방배관(180)으로 공급하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 보일러(190)는 상기 난방 회수배관(152)의 난방용수를 회수하는 온수회수배관(191)과, 상기 난방 공급배관(153)으로 가열한 난방용수를 공급하는 온수공급배관(192)이 연결되어 있다. 이때, 상기 난방 회수배관(152)과 상기 보일러의 온수회수배관(191)의 연결부위에는 제3삼방 밸브(V3)가 연결되어 있고, 상기 난방 공급배관(153)과 상기 보일러(190)의 온수공급배관(192)의 연결부위에는 제4삼방 밸브(V4)가 연결되어 있다.
상기 제3삼방 밸브(V3)와 상기 제4삼방 밸브(V4)는 상기 보일러(190)의 가동 여부에 따라 상기 제어기(130)에 의해 제어되어, 상기 난방 회수배관(152)의 난방용수를 회수하고 상기 난방 공급배관(153)으로 가열한 난방용수를 공급한다.
여기서, 상기 난방순환펌프(154), 상기 송풍팬(163)을 회전시키는 구동모터(162), 상기 히터(H), 상기 보일러(190), 상기 제1삼방 밸브(V1), 제3 및 제4삼방 밸브(V3,V4)의 동작은 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시킨다. 따라서, 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하기 때문에 상용전력의 비용을 절감할 수 있다.
도면(도 1)에서, 상기 보일러(190)의 일 측에 연결된 배관은 상수도를 공급하는 배관으로 밸브(V5)가 연결되어 있고, 타 측에 연결된 2개의 배관은 온수와 냉수를 배출하는 배관으로 밸브(V6,V7)가 각각 연결되어 있다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제1실시 예는 도 1의 구성과 같이, 상기 태양열 집열판(110)에서 가열된 열 매체를 상기 축열 탱크(150) 내부에 설치된 상기 축열방열배관(151)으로 순환시켜 방열함으로써 상기 축열 탱크(150)에 저장된 난방용수를 가열하게 된다.
이때, 상기 축열 탱크(150) 내측에 설치된 상기 온도감지센서(T2)에서 상기 난방용수의 온도를 주기적으로 측정하여 상기 제어기(130)로 송신한다. 상기 제어기(130)에서는 상기 온도감지센서(T2)에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 제1냉각장치(160), 상기 히터(H), 상기 보일러(190)를 선택적으로 제어한다.
예를 들어, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과하면, 상기 제어기(130)는 상기 제1냉각장치(160)를 가동하여 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 라디에이터(161)를 통해 순환시키면서 냉각시킨다. 이때, 상기 라디에이터(161)는 송풍팬(163)의 회전에 의해 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못하면, 상기 제어기(130)는 상기 축열 탱크(150)의 내부에 설치된 히터(H)를 가동하여 상기 난방용수를 가열하게 된다.
또한, 상기 히터(H)의 가동에도 불구하고 상기 난방용수의 온도가 사용자가 설정한 난방온도에 미치지 못하면, 상기 보일러(190)를 가동하여 상기 난방용수를 설정온도까지 가열하게 된다. 이때, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수는 상기 태양열 집열판(110)에 의해 1차로 가열되고, 상기 히터(H)에 의해 2차로 가열된 상태에서 상기 보일러(190)가 가동되기 때문에, 상기 보일러(190)의 가동 시간을 줄여 전력소비를 줄일 수가 있다.
뿐만 아니라, 상기 냉각팬(163)의 구동모터(162), 상기 히터(H), 상기 보일러(190), 상기 제1삼방 밸브(V1), 상기 제3 및 제4삼방 밸브(V3,V4)는 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시키기 때문에 상용전력의 비용을 대폭 절감할 수 있다
제2실시 예
도 2는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 의한 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 구성도이다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제2실시 예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 태양열을 집열하는 태양열집열판(110)과, 광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광전지판(120)과, 난방용수가 저장된 축열 탱크(150)와, 상기 태양열집열판(110)에서 축열 된 열 매체를 상기 축열 탱크(150) 내부로 연결하여 순환하는 축열공급배관(112) 및 축열회수배관(115)과, 상기 축열 탱크(150) 내부의 상기 축열공급배관(112) 및 축열회수배관(115) 사이에 연결되며, 상기 열 매체의 열을 상기 난방용수로 방열하는 축열방열배관(151)과, 상기 축열 탱크(150)에 저장된 상기 난방용수의 온도를 감지하는 온도감지센서(T2)와, 상기 축열 탱크(150)의 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결된 난방배관(180)과, 상기 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결되어 지중에 매설되며, "U"자 또는 "ㄷ"자 형태로 배관이 절곡된 형태를 가지며, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 지열을 이용하여 냉각하는 제2냉각장치(170)와, 상기 축열 탱크(150) 내부에 설치되며, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하는 히터(H)와, 상기 난방용수의 온도가 설정한 난방온도에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하여 상기 난방배관(180)으로 공급하는 보일러(190)와, 상기 온도감지센서(T2)에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 제2냉각장치(170), 상기 히터(H), 상기 보일러(190)를 선택적으로 제어하되, 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시키는 제어기(130)와, 상기 태양광전지판(120)을 통해 변환된 전기에너지를 저장하는 배터리(140)를 포함하고 있다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제2실시 예는 제1실시 예의 제1난방장치(160) 대신에 상기 제2난방장치(170)가 설치된 것으로, 상기 제2난방장치(170)를 제외한 나머지는 제1실시 예와 구성 및 동작이 동일하다.
상기 제2냉각장치(170)는 상기 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결되어 지중에 매설될 수 있다. 상기 제2냉각장치(170)는 "U"자 또는 "ㄷ"자 형태로 배관이 절곡된 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제2냉각장치(170)는 내부에 복수의 유로가 형성된 플레이트 형태로 구성될 수도 있고, 복수의 배관을 연결하여 구성한 관 연결 형태로도 구성될 수 있다.
상기 제2냉각장치(170)는 지중에 매설하는 경우 지하 1m 내지 10m 깊이에 설치할 수 있다. 예를 들어, 지하 1m 이하의 깊이에 매설할 경우 지열에 의한 냉각효과가 떨어지고, 10m 이상의 깊이에 매설할 경우 지열에 의한 냉각효과는 좋지만 매설 작업이 어렵고 작업에 비용이나 시간, 노력이 많이 소요됨에 따라 지하 1∼2m 깊이로 매설하는 것이 바람직하다.
상기 제2냉각장치(170)는 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 지열을 이용하여 쉽고 빠르게 냉각할 수 있기 때문에 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수는 상기 난방 공급배관(153)에 설치된 상기 난방순환펌프(154)에 의해 상기 난방 공급배관(153), 상기 제2삼방 밸브(V2), 상기 제2냉각장치(170), 상기 난방 회수배관(152)을 통해 상기 축열 탱크(150)로 다시 회수되면서 순환하게 된다.
상기 제어기(130)는, 상기 온도감지센서(T2)와 상기 수위감지센서(T1,T3)에서 감지한 상기 난방용수의 온도와 수위에 따라 상기 제2 내지 제4삼방 밸브(V2∼V4), 상기 태양열순환펌프(114), 상기 난방순환펌프(154)를 선택적으로 제어하고, 상기 제2냉각장치(170), 상기 히터(H), 상기 보일러(190)를 선택적으로 제어한다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제2실시 예는 도 2의 구성과 같이, 상기 태양열 집열판(110)에서 가열된 열 매체를 상기 축열 탱크(150) 내부에 설치된 상기 축열방열배관(151)으로 순환시켜 방열함으로써 상기 축열 탱크(150)에 저장된 난방용수를 가열하게 된다.
이때, 상기 축열 탱크(150) 내측에 설치된 상기 온도감지센서(T2)에서 상기 난방용수의 온도를 주기적으로 측정하여 상기 제어기(130)로 송신한다. 상기 제어기(130)에서는 상기 온도감지센서(T2)에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 제2냉각장치(170), 상기 히터(H), 상기 보일러(190)를 선택적으로 제어한다.
예를 들어, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과하면, 상기 제어기(130)는 상기 제2삼방 밸브(V2)를 제어하여 상기 제2냉각장치(170)로 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 공급하여 냉각시킨다. 이때, 상기 제2냉각장치(170)는 상기 난방용수를 지열을 이용하여 냉각시키기 때문에 전력소모가 전혀 없고 빠르게 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못하면, 상기 제어기(130)는 상기 축열 탱크(150)의 내부에 설치된 히터(H)를 가동하여 상기 난방용수를 가열하게 된다.
또한, 상기 히터(H)의 가동에도 불구하고 상기 난방용수의 온도가 사용자가 설정한 난방온도에 미치지 못하면, 상기 보일러(190)를 가동하여 상기 난방용수를 설정온도까지 가열하게 된다. 이때, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수는 상기 태양열 집열판(110)에 의해 1차로 가열되고, 상기 히터(H)에 의해 2차로 가열된 상태에서 상기 보일러(190)가 가동되기 때문에, 상기 보일러(190)의 가동 시간을 줄여 전력소비를 줄일 수가 있다.
뿐만 아니라, 상기 히터(H), 상기 보일러(190), 상기 태양열순환펌프(114), 상기 난방순환펌프(154), 상기 제2 내지 제4삼방 밸브(V2∼V4) 등은 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시킨다. 따라서, 상용전력의 비용을 대폭 절감할 수 있다.
제3실시 예
도 3은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 의한 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 구성도이다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제3실시 예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 태양열을 집열하는 태양열집열판(110)과, 광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광전지판(120)과, 난방용수가 저장된 축열 탱크(150)와, 상기 태양열집열판(110)에서 축열 된 열 매체를 상기 축열 탱크(150) 내부로 연결하여 순환하는 축열공급배관(112) 및 축열회수배관(115)과, 상기 축열 탱크(150) 내부의 상기 축열공급배관(112) 및 축열회수배관(115) 사이에 연결되며, 상기 열 매체의 열을 상기 난방용수로 방열하는 축열방열배관(151)과, 상기 축열 탱크(150)에 저장된 상기 난방용수의 온도를 감지하는 온도감지센서(T2)와, 상기 축열 탱크(150)의 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결된 난방배관(180)과, 상기 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결되며, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 라디에이터(161)를 통해 송풍팬(163)으로 냉각하는 제1냉각장치(160)와, 상기 난방 공급배관(153)과 난방 회수배관(152) 사이에 연결되어 지중에 매설되며, "U"자 또는 "ㄷ"자 형태로 배관이 절곡된 형태를 가지며, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 지열을 이용하여 냉각하는 제2냉각장치(170)와, 상기 축열 탱크(150) 내부에 설치되며, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하는 히터(H)와, 상기 난방용수의 온도가 설정한 난방온도에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하여 상기 난방배관(180)으로 공급하는 보일러(190)와, 상기 온도감지센서(T2)에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 제2냉각장치(170), 상기 히터(H), 상기 보일러(190)를 선택적으로 제어하되, 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시키는 제어기(130)와, 상기 태양광전지판(120)을 통해 변환된 전기에너지를 저장하는 배터리(140)를 포함하고 있다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제3실시 예는 제1실시 예(도 1)의 제1난방장치(160)와 제2실시 예(도 2)의 제2난방장치(170)를 모두 설치한 것으로, 그 구성 및 동작은 제1 및 제2실시 예와 동일하다.
상기 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템의 제3실시 예는 도 3의 구성과 같이, 상기 태양열 집열판(110)에서 가열된 열 매체를 상기 축열 탱크(150) 내부에 설치된 상기 축열방열배관(151)으로 순환시켜 방열함으로써 상기 축열 탱크(150)에 저장된 난방용수를 가열하게 된다.
이때, 상기 축열 탱크(150) 내측에 설치된 상기 온도감지센서(T2)에서 상기 난방용수의 온도를 주기적으로 측정하여 상기 제어기(130)로 송신한다. 상기 제어기(130)에서는 상기 온도감지센서(T2)에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 제1냉각장치(160), 상기 제2냉각장치(170), 상기 히터(H), 상기 보일러(190)를 선택적으로 제어한다.
예를 들어, 상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과하면, 상기 제어기(130)는 먼저 상기 제2냉각장치(170)를 이용하여 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 1차로 냉각시킨다. 이 후, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수가 원하는 온도까지 떨어지지 않거나 또는 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 빠르게 냉각시키고자 할 경우, 상기 제2냉각장치(170)와 함께 상기 제1냉각장치(160)를 가동시켜 상기 난방용수를 냉각시키게 된다.
상기 제2냉각장치(170)는 상기 제어기(130)의 제어에 따라 상기 제2삼방 밸브(V2)를 통해 상기 축열 탱크(150)의 난방용수를 공급받아 지열로 냉각시킨다. 상기 제2냉각장치(170)에 의해 냉각된 난방용수는 상기 난방 회수배관(152)을 통해 상기 축열 탱크(150)로 다시 회수되어 순환하게 된다. 상기 제2냉각장치(170)는 상기 난방용수를 지열을 이용하여 냉각시키기 때문에 전력소모가 전혀 없고 빠르게 냉각시킬 수 있다.
상기 제1냉각장치(160)는 상기 축열 탱크(150)의 난방용수가 상기 제1삼방 밸브(V1)를 통해 상기 라디에이터(161)로 공급되어 상기 라디에이터(161)와 상기 송풍팬(163)에 의해 난방용수를 냉각시키게 된다. 그리고, 상기 라디에이터(161)에서 냉각된 난방용수는 상기 난방 회수배관(152)을 통해 상기 축열 탱크(150)로 다시 회수되어 순환하게 된다.
한편, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못하면, 상기 제어기(130)는 상기 축열 탱크(150)의 내부에 설치된 히터(H)를 가동하여 상기 난방용수를 가열하게 된다.
또한, 상기 히터(H)의 가동에도 불구하고 상기 난방용수의 온도가 사용자가 설정한 난방온도에 미치지 못하면, 상기 보일러(190)를 가동하여 상기 난방용수를 설정온도까지 가열하게 된다. 이때, 상기 축열 탱크(150)의 난방용수는 상기 태양열 집열판(110)에 의해 1차로 가열되고, 상기 히터(H)에 의해 2차로 가열된 상태에서 상기 보일러(190)가 가동되기 때문에, 상기 보일러(190)의 가동 시간을 줄여 전력소비를 줄일 수가 있다.
뿐만 아니라, 상기 냉각팬(163)의 구동모터(162), 상기 히터(H), 상기 보일러(190), 상기 태양열순환펌프(114), 상기 난방순환펌프(154), 상기 제2 내지 제4삼방 밸브(V2∼V4) 등은 상기 태양광전지판(120)에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상기 1차 동력이 부족할 경우 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시킨다. 따라서, 상용전력의 비용을 대폭 절감할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 태양열발전을 이용한 태양열 난방 시스템은 태양열 집열판에 의해 가열된 난방용수의 온도를 센서로 감지하고 태양광전지판에 의해 발전 된 전기에너지를 이용하여 난방용수를 가열 및 냉각시킴으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
110 : 태양열 집열판 111 : 온도감지센서
112 : 축열 공급배관 113 : 팽창탱크
114 : 태양열 순환펌프 115 : 축열 회수배관
120 : 태양광전지판 130 : 제어기
140 : 배터리 150 : 축열 탱크
151 : 축열방열배관 152 : 난방 회수배관
153 : 난방 공급배관 154 : 난방 순환펌프
160 : 제1냉각장치 161 : 라디에이터
162 : 모터 163 : 송풍팬
170 : 제2냉각장치 171 : 냉각배관
172 : 지중(地中) 180 : 난방배관
190 : 보일러 191 : 온수 회수배관
192 : 온수 공급배관 H : 히터
T1, T3 : 수위감지센서 T2 : 온도감지센서
V1∼V4 : 삼방 밸브(three way valve) V5∼V7 : 밸브(two way valve)

Claims (3)

  1. 광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광전지판;
    태양열을 집열하는 태양열집열판;
    난방용수가 저장된 축열 탱크;
    상기 태양열집열판에서 축열된 열 매체를 상기 축열 탱크로 공급하는 축열공급배관;
    상기 축열 탱크의 난방용수를 통과한 열 매체를 상기 태양열집열판으로 공급하여 상기 열 매체를 순환시키는 축열회수배관;
    상기 축열공급배관과 상기 축열회수배관 사이에 연결되며 상기 축열 탱크의 난방용수 속에 설치되고, 상기 열 매체를 전송하면서 방열에 의해 상기 난방용수를 가열하는 축열방열배관;
    상기 축열 탱크에 저장된 상기 난방용수의 온도를 감지하는 온도감지센서;
    상기 축열 탱크의 난방 공급배관과 난방 회수배관 사이에 연결된 난방배관;
    상기 난방용수의 온도가 설정한 난방온도에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하여 상기 난방배관으로 공급하는 보일러; 및
    상기 온도감지센서에서 감지한 상기 난방용수의 온도에 따라 상기 보일러를 선택적으로 제어하되, 상기 태양광전지판에서 생산된 전력을 1차 동력으로 우선하여 사용하고, 상용전력을 2차 동력으로 사용하여 동작시키는 제어기;
    를 포함하는 태양열 난방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양열 난방 시스템은,
    상기 난방용수의 온도가 상위 설정 값을 초과할 때 상기 난방용수를 냉각하는 제1냉각장치와 제2냉각장치 중 적어도 하나 이상을 더 포함하며,
    상기 제1냉각장치는, 상기 난방 공급배관과 난방 회수배관 사이에 연결되며, 상기 축열 탱크의 난방용수를 라디에이터를 통해 송풍팬으로 냉각하고,
    상기 제2냉각장치는, 상기 난방 공급배관과 난방 회수배관 사이의 지중에 매설되며, "U"자 또는 "ㄷ"자 형태로 절곡된 배관 구조를 가지며, 상기 축열 탱크의 난방용수를 지열을 이용하여 냉각하는,
    태양열 난방 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 태양열 난방 시스템은,
    상기 축열 탱크 내부에 설치되며, 상기 난방용수의 온도가 하위 설정 값에 미치지 못할 때 상기 난방용수를 가열하는 히터;
    상기 축열공급배관에 연결되며, 상기 축열공급배관을 통해 순환하는 상기 열 매체를 보충하여 수위를 일정하게 조절하는 팽창탱크;
    상기 축열공급배관 또는 상기 축열회수배관에 설치되어, 상기 열 매체를 순환시키는 태양열순환펌프;
    상기 축열 탱크 내측 상부 및 하부에 설치되어 상기 난방용수의 수위를 감지하는 수위감지센서;
    상기 난방 공급배관에 설치되며, 상기 축열 탱크의 난방용수를 상기 난방 공급배관, 상기 난방배관, 상기 난방 회수배관을 통해 순환시키는 난방순환펌프;
    중 적어도 하나 이상을 더 포함하며,
    상기 제어기는, 상기 온도감지센서와 상기 수위감지센서에서 감지한 상기 난방용수의 온도와 수위에 따라, 상기 태양열순환펌프, 상기 난방순환펌프, 상기 히터, 상기 보일러를 선택적으로 제어하는 태양열 난방 시스템.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103929117A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 安徽工业大学 一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统
CN103925705A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 安徽工业大学 一种太阳能高利用率光伏光热温差发电锅炉
CN104791882A (zh) * 2014-05-03 2015-07-22 刘晓 家用独立太阳能综合自助供暖系统
CN105471370A (zh) * 2015-12-10 2016-04-06 重庆光煦科技有限公司 一种屋面光伏发电系统
CN105605807A (zh) * 2016-03-03 2016-05-25 刘静福 太阳光电光热一体式超导热水系统
CN105627583A (zh) * 2016-03-08 2016-06-01 刘静福 自动跟踪太阳聚热发电空气能超导热水系统
CN106026912A (zh) * 2016-05-23 2016-10-12 武汉理工大学 一种基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置
CN106100575A (zh) * 2015-04-28 2016-11-09 李东潱 复合式太阳热系统
CN106208907A (zh) * 2015-04-30 2016-12-07 中海阳能源集团股份有限公司 一种光伏光热热电联供系统及热电联供方法
CN106523053A (zh) * 2016-12-26 2017-03-22 王连生 太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统及实现方法
CN106817067A (zh) * 2017-03-22 2017-06-09 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于燃料电池的多能互补热电联产系统和工作方法
KR20190046409A (ko) * 2017-10-26 2019-05-07 박병일 태양열 난방 장치 및 시스템
KR20190078442A (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 (주)유원산업 태양광에너지를 이용한 온수 및 난방 시스템
CN110186107A (zh) * 2019-03-30 2019-08-30 华南理工大学 一种相变蓄热式太阳能热泵供热系统
KR102239353B1 (ko) * 2019-11-11 2021-04-13 (주)에코에너지 기술연구소 신재생 에너지를 활용한 히트펌프 시스템의 운전제어방법
KR20210095340A (ko) * 2020-01-23 2021-08-02 전남도립대학교산학협력단 보일러와 구들을 겸한 난방장치
CN114263960A (zh) * 2021-12-17 2022-04-01 赵丙峰 一种太阳能燃气循环互补供暖装置及供暖方法
CN115234960A (zh) * 2021-04-23 2022-10-25 河北科技大学 一种基于可再生能源的智慧供暖系统及其控制方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103925705A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 安徽工业大学 一种太阳能高利用率光伏光热温差发电锅炉
CN103925705B (zh) * 2014-04-30 2015-11-18 安徽工业大学 一种太阳能高利用率光伏光热温差发电锅炉
CN103929117A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 安徽工业大学 一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统
CN103929117B (zh) * 2014-04-30 2016-04-13 安徽工业大学 一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统
CN104791882A (zh) * 2014-05-03 2015-07-22 刘晓 家用独立太阳能综合自助供暖系统
CN106100575A (zh) * 2015-04-28 2016-11-09 李东潱 复合式太阳热系统
CN106208907A (zh) * 2015-04-30 2016-12-07 中海阳能源集团股份有限公司 一种光伏光热热电联供系统及热电联供方法
CN105471370A (zh) * 2015-12-10 2016-04-06 重庆光煦科技有限公司 一种屋面光伏发电系统
CN105605807A (zh) * 2016-03-03 2016-05-25 刘静福 太阳光电光热一体式超导热水系统
CN105627583A (zh) * 2016-03-08 2016-06-01 刘静福 自动跟踪太阳聚热发电空气能超导热水系统
CN106026912A (zh) * 2016-05-23 2016-10-12 武汉理工大学 一种基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置
CN106523053A (zh) * 2016-12-26 2017-03-22 王连生 太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统及实现方法
CN106523053B (zh) * 2016-12-26 2017-10-13 王连生 太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统及实现方法
CN106817067A (zh) * 2017-03-22 2017-06-09 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于燃料电池的多能互补热电联产系统和工作方法
KR20190046409A (ko) * 2017-10-26 2019-05-07 박병일 태양열 난방 장치 및 시스템
KR20190078442A (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 (주)유원산업 태양광에너지를 이용한 온수 및 난방 시스템
CN110186107A (zh) * 2019-03-30 2019-08-30 华南理工大学 一种相变蓄热式太阳能热泵供热系统
KR102239353B1 (ko) * 2019-11-11 2021-04-13 (주)에코에너지 기술연구소 신재생 에너지를 활용한 히트펌프 시스템의 운전제어방법
KR20210095340A (ko) * 2020-01-23 2021-08-02 전남도립대학교산학협력단 보일러와 구들을 겸한 난방장치
CN115234960A (zh) * 2021-04-23 2022-10-25 河北科技大学 一种基于可再生能源的智慧供暖系统及其控制方法
CN115234960B (zh) * 2021-04-23 2024-04-05 河北科技大学 一种基于可再生能源的智慧供暖系统及其控制方法
CN114263960A (zh) * 2021-12-17 2022-04-01 赵丙峰 一种太阳能燃气循环互补供暖装置及供暖方法
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