KR20170042783A - 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들로 구성된 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드, 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드로 형성된 냉각 및 가열 시스템 - Google Patents

태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들로 구성된 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드, 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드로 형성된 냉각 및 가열 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브(1.2), 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2) 및 하부 연결 박스(1.1), 상부 연결 박스(1.3) 및 하부 연결 박스(1.1)와 상부 연결 박스(1.3)에 연결된 다수의 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)을 구비하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)로 구성된 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)를 가진 냉각 및 가열 시스템에 관한 것이다. 각각의 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브(1.2)는 2개의 개방 개구들, 외부층 금속 튜브(1.2.2) 및 내부층 금속 튜브(1.2.3)를 구비하고, 외부층 금속 튜브(1.2.2)와 내부층 금속 튜브(1.2.3)는 도축적으로 배치되고 태양 진공 튜브(1.2.1) 내부에 배치된다. 고체 흡착제(1.2.4)는 외부층 금속 튜브(1.2.2)와 내우층 금속 튜브(1.2.3) 사이에 제공되고, 다수의 관통 구멍들은 흡착질이 통과하도록 내부층 금속 튜브(1.2.3) 상에 마련된다. 하부 연결 박스(1.1)와 상부 연결 박스(1.3) 모두는 외부 케이싱과 내부 슬리브로 형성된다. 냉각 및 가열 시스템은 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)로 구성되고 평행하게 배치되고, 흡착질 순환 서브-시스템, 물 순환 서브-시스템, 다양한 시스템들과 디바이스들에 연결된 파이프들, 파이프들 상에 마련된 펌프들(2.1-2.6)과 밸브들(10.1-10.10, 11.1-11.2)을 포함하는 하나 이상의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드들(1)을 구비한다.

Description

태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들로 구성된 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드, 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드로 형성된 냉각 및 가열 시스템{SOLAR HEAT COLLECTION ADSORPTION COMPOSITE TUBE, SOLAR HEAT COLLECTION ADSORPTION COMPOSITE BED COMPOSED OF SOLAR HEAT COLLECTION ADSORPTION COMPOSITE TUBES, AND COOLING AND HEATING SYSTEM FORMED OF SOLAR HEAT COLLECTION ADSORPTION COMPOSITE BED}
본 발명은 태양 에너지 이용 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들로 구성된 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드, 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드로 형성된 냉각 및 가열 시스템에 관한 것이다.
1970년대 이후로, 많은 국가들은 석유 위기의 충격 하에 재생 가능 에너지의 지원을 강화하여 왔다. 그러므로, 태양 에너지 기술은 엄청난 성장을 이루었고, 연구 분야가 계속 확장되고, 예를 들어, 컴포지트 집열기(parabolic concentrator), 진공관 집열기(vacuum tube collector), 비정질(amorphous) 실리콘 태양 전지들, 태양열 발전, 및 물의 광분해와 같이 많은 중요한 성과들이 구현되었다. 1992년 브라질에서 국제연합(UN)에 의해 개최된 세계환경개발회의, 및 환경개발에 관한 리우데자네이로 선언 및 어젠다 21과 같은 일련의 중요한 문서들이 회의에서 통과되었다. 그 이후, 세계의 태양 에너지는, 태양 에너지의 활용, 세계의 지속 가능한 개발 및 환경 보호의 긴밀한 통합, 과학적이고 기술적인 성과물들을 생산력으로의 변환에 대한 초점, 태양 에너지 산업의 개발, 및 태양 에너지의 응용 분야 및 규모의 확장을 특징으로 하는, 다른 개발 시기로 들어섰다. 중국의 태양 에너지의 활용은 과거 10년 동안 급속하게 발달하였고, 응용 분야 또한 팽창되어 왔다. 그러나, 태양 에너지의 사용은 전력 생산과 열공급에만 한정되고, 태양 에너지의 개발과 활용이 훨씬 더 많이 요청되고 있다.
본 발명에 의해 해결되어야 할 기술적 과제는, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들로 구성된 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드, 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드로 형성된 냉각 및 가열 시스템을 제공하는 것이다. 냉각 및 가열 시스템은 냉각과 가열 모두에서 기능하고, 주간에 물을 가열하고 야간에 물을 냉각시키고, 또는 온 종일 동안 연속적인 냉각과 가열을 구현하는 열 수거 구역 유니트를 활용하도록 구성된다. 시스템이 연속적인 냉동을 필요로 할 때, 2 세트의 시스템들이 교대로 선택적으로 운전되고, 한 세트의 시스템은 탈착(desorption) 상태에 있는 반면 다른 세트의 시스템은 흡착(adsorption) 상태에 있다.
본 발명의 기술적 구도(scheme)는 다음과 같다.
전술한 기술적 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브를 제공하는 것이다. 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브는 2개의 개방 끝단들을 가진 태양 진공 튜브를 구비한다. 외부 금속 튜브와 내부 금속 튜브는 태양 진공 튜브 내부에 동축적으로(coaxially) 배치된다. 외부 금속 튜브와 태양 진공 튜브 사이에는 물 경로가 형성된다. 고체 흡착제(adsorbent)는 외부 금속 튜브와 열을 교환하기 위하여 외부 금속 튜브와 태양 진공 튜브 사이에 배치된다. 다수의 관통 구멍들이 내부 금속 튜브 상에 배치된다. 흡착질(adsorbate)은 내부 금속 튜브 내에 배치된다. 흡착질과 흡착제는 열 방출(release)과 흡착을 수행하기 위해 흡착과 탈착을 위한 작동 쌍(working pair)을 형성한다.
전술한 기술적 구도에서, 내부 금속 튜브 상의 관통 구멍들은 1-2mm의 직경들을 가진다.
전술한 기술적 구도에서, 흡착질과 흡착제에 의해 형성된 작동 쌍은 기체 흡착질과 고체 흡착제를 구비한다.
전술한 기술적 구도에서, 흡착질과 흡착제에 의해 형성된 작동 쌍은 메탄올-액티브 카본 또는 암모니아-액티브 카본이다.
전술한 기술적 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 태양열 흡착 컴포지트 튜브에 의해 형성된 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드를 제공하는 것이다. 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드는: 하부 헤더, 상부 헤더, 및 하부 헤더와 상부 헤드에 연통하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들을 구비한다. 하부 헤더와 상부 헤드의 각각은 케이싱 및 내부 부싱들에 의해 형성된다. 내부 부싱들은 흡착질 헤더들이다. 하부 헤더의 물 헤더는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들의 물 경로들을 통해 상부 헤더의 물 헤더에 연통한다. 하부 헤더의 흡착질 헤더들은 수거 흡착 컴포지트 튜브들의 내부 금속 튜브들을 통해 상부 헤더의 흡착질 헤더들에 연통한다. 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들의 수는 15-20개이다.
전술한 기술적 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 목적은 태양열 수거 흡착 베드에 의해 형성된 냉각 및 가열 시스템을 제공하는 것이다. 시스템은: 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들에 의해 형성된 각각의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드와 평행하게 배치된 적어도 하나의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드, 물 사이클링 서브-시스템, 상이한 서브-시스템들과 디바이스들을 연결하기 위한 파이프들, 및 파이프들에 배치된 물 펌프들과 밸브들을 구비한다. 흡착질 사이클링 서브-시스템은: 컨덴서, 액체 저장 탱크, 및 증발기를 구비한다. 컨덴서의 작동 매체 입구는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 상부 헤더의 흡착질 헤더에 연결된다. 증발기의 작동 매체 출구는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 하부 헤더의 흡착질 헤더에 연결된다. 물 사이클링 서브-시스템은: 서로 연통하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 온수 저장 탱크, 냉수 탱크, 및 냉수 저장 탱크; 온수 저장 탱크의 물 출구, 냉수 탱크의 물 출구, 및 하부 헤더의 물 헤더를 구비한다. 냉수 저장 탱크, 냉수 탱크, 및 증발기는 열교환을 실현하기 위한 물 사이클링 파이프라인들을 통해 서로 연통한다. 온수 저장 탱크와 냉수 저장 탱크는 각각 사용자에 연결되어 제어 가능한 사용자의 가열 또는 냉각을 구현한다.
선행기술과 비교하여, 본 발명의 장점들은 다음과 같이 요약된다.
태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브는 냉각 기능과 동시에에 열을 수거하는 진공 파이프 기능을 가지고 즉, 주간에 열 저장을 구현하기 위하여 진공 파이프들을 통해 태양 에너지가 열을 컴포지트 튜브들 내의 흡착제로 전달할 수 있다. 흡착제는 특정 온도로 가열된 후 흡착질을 탈착하기 위해 흡착질과 열을 교환한다. 탈착 후 흡착질은 냉각되어 증발기 내에 저장된다. 야간에, 흡착제는 물 냉각 시스템으로부터 물에 의해 냉각되고, 냉각된 후에 흡착제는 흡착질의 흡착을 가능하게 하기 위해 흡착질과 열을 교환한다. 냉동 용량은 증발기 내의 흡착질의 증발과 냉각 공정들에서 생성된다. 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 열 수거 흡착과 열 저장, 회복, 및 냉각 기능들은 흡착질 사이클링 서브-시스템 및 물 사이클링 서브-시스템에 의해 구현된다. 따라서, 태양 에너지의 이용 효율이 개선된다. 본 발명의 시스템은, 냉각수 사이클링 부분은 혁신적이고 흡착 냉각에서 열 분산의 문제를 극복함과 동시에 흡착되는 열량을 회복하는, 냉각 파이프라인 시스템 및 가열 파이프라인 시스템과 통합된다. 만약, 온 종일 연속적인 냉각과 가열 기능들이 필요하면, 동일한 규모의 2 세트의 시스템들이 필요하게 되고, 동시에 한 세트의 시스템은 흡착 상태에 있고, 다른 세트의 시스템은 탈착 상태이다. 주간에 태양 조사(irradiation)가 강할 때, 흡착 공정은 태양 조사를 발산하기 위하여 태양-발산(sun-shedding) 커튼을 이용해야만 한다. 흡착 베드는 특정 각도에 따라 조사될 필요가 있고, 태양-발산 커튼은 흡착 베드 상에 덮여지고 흡착 베드의 2개의 사이드 상의 안내 레일들 상에 장착된다. 태양-발산 커튼의 상,하 슬라이딩이 모터의 회전에 의해 구동됨으로써, 흡착과 탈착 공정들을 구현하기 위해 덮여지고 벗겨진 작업 조건들이 달성된다. 본 발명의 통합된 시스템은, 물 냉각 사이클링 부분이 혁신적이고 냉각을 위한 흡착에서 열 분산의 어려움을 극복하고 흡착된 열량을 회복하는, 가열 및 냉각 파이프라인 시스템들을 구비한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 구조도이다.
도 2는 도 1의 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드에 의해 형성된 가열/냉각 시스템의 개략적 구성도이다.
이하, 본 발명의 특정 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브(1.2)는 열 수거와 절연의 기능을 하는 2개의 개방 끝단들을 가진 태양 진공 튜브(1.2.1)를 구비한다. 외부 금속 튜브(1.2.2)와 내부 금속 튜브(1.2.3)는 태양 진공 튜브(1.2.1) 내에 동축적으로 배치되고 외부 금속 튜브(1.2.2)와 내부 금속 튜브(1.2.3) 모두는 바람직하게 양호한 열전도성 금속 물질들로 제조된다. 물 경로는 외부 금속 튜브(1.2.2)와 태양 진공 튜브(1.2.1) 사이에 형성된다.
사용시, 물이 가열되어 사용자에게 직접 공급된다. 고체 흡착제(1.2.4)는 외부 금속 튜브(1.2.2) 외부의 물과 열을 교환하기 위하여 외부 금속 튜브(1.2.2)와 내부 금속 튜브(1.2.3) 사이에 배치되고, 따라서, 흡착제(1.2.4)의 흡착을 구현한다. 선택적으로, 내부 금속 튜브(1.2.3)는 구리 파이프들로부터 선택되고, 1-2mm의 직경들을 가진 다수의 관통 구멍들이 그 위에 형성된다. 내부 금속 튜브(1.2.3)는 흡착질을 도입하기 위해 사용된다. 흡착질의 흡수와 탈착을 구현하기 위해 흡착질과 전술한 흡착제(1.2.4)에 의해 한 쌍의 작동 쌍이 형성됨으로써 열 방출과 열 흡착 공정들이 수행된다. 1-2mm의 직경을 가진 관통 구멍들의 디자인은 기본적으로 작동 쌍의 흡착비와 탈착비의 고려에 기반한다. 실험들에 따르면, 1-2mm의 직경을 가진 관통 구멍들은 흡착제(1.2.4)를 위한 흡착질의 흡착을 가능하게 하고, 이 와중에, 흡착비가 흡착 동안 효과적으로 제어될 수 있으므로, 흡착된 열의 연속적인 방출을 보장한다는 사실이 발견되었다.
흡착질과 흡착제(1.2.4)에 의해 형성된 작동 쌍은 기체 흡착질과 고체 흡착제를 구비하고, 이것은 열분해 온도가 높을 필요가 없고 태양 에너지에 적응 가능하고, 흡착과 열분해 량 및 COP값이 상대적으로 높은 장점을 가진다. 부가적인 파워 디바이스가 필요없다. 바람직한 구도는 메탄올-액티브 카본 또는 암모니아-액티브 카본이고, 여기서, 액티브 카본은 알루미늄 파우더와 같이, 양호한 열전도성을 가진 금속 파우더와 함께 선택적으로 첨가된 후, 유기 첨가제와 혼합되고, 그 후 내부 금속 파이프(1.2.3)의 외벽에 부착되고, 금속 파우더의 중량은 30wt.%를 넘지 않는다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들에 의해 형성된다. 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)는: 하부 헤더(1.1), 상부 헤더(1.3), 및 하부 헤더(1.1)와 상부 헤더(1.3)에 연통하는 다수의 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)을 구비한다. 하부 헤더(1.1)와 상부 헤더(1.3)의 각각은 케이싱과 내부 부싱들에 의해 형성된다. 물 헤더는 케이싱과 내부 부싱들 사이에 배치된다. 내부 부싱들은 흡착질 헤더들이다. 하부 헤더(1.2)의 물 헤더는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)의 물 경로들을 통해 상부 헤더(1.3)의 물 헤더와 연통한다. 하부 헤더(1.1)의 흡착질 헤더들은 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)의 내부 금속 튜브들(1.2.3)을 통해 상부 헤더(1.3)의 흡착질 헤더들에 연통한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드에 의해 형성된 냉각 및 가열 시스템은: 평행하게 배치된 3개의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드들(1), 흡착질 사이클링 서브-시스템, 물 사이클링 서브-시스템, 상이한 서브-시스템들과 디바이스들을 연결하기 위한 파이프들, 및 파이프들 사이에 배치된 물 펌프들(2.1-2.6), 밸브들(10.1-10.10), 및 진공 밸브들(11.1-11.2)을 구비한다. 흡착질 사이클링 서브-시스템은: 컨덴서, 액체 저장 탱크(5), 및 증발기(6)를 구비한다. 컨덴서(4)의 작동 매체 입구는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 상부 헤더의 흡착질 헤더에 연결된다. 증발기(6)의 작동 매체 출구는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 하부 헤더(1.1)의 흡착질 헤더에 연결된다. 물 사이클링 서브-시스템은: 온수 저장 탱크(3), 냉수 탱크(8), 및 냉수 저장 탱크(9)를 구비한다. 온수 저장 탱크(3)의 물 출구, 냉수 탱크(8)의 물 출구, 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)의 상부 헤더(1.3)의 물 헤더는 서로 연통한다. 냉수 저장 탱크(9), 냉수 탱크(8), 및 증발기(6)는 열 교환을 구현하기 위해 물 사이클링 파이프라인들을 통해 서로 연통한다. 온수 저장 탱크(3)와 냉수 저장 탱크(9)는 각각 사용자(7)에 연결되어 사용자(7)의 제어 가능한 가열 또는 냉각을 구현한다.
냉각 및 가열 시스템의 작동 원리는 다음과 같다.
가열 공정 : 주간에 태양 조사가 강할 때, 태양 에너지는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)에 의해 흡착되고, 태양 진공 파이프(1.2.1) 내의 물이 가열된다. 물의 온도가 설정 온도에 도달할 때, 물 펌프(2.1)를 시동하고, 밸브들(10.2, 10.3)을 개방하고, 밸브(10.1)를 폐쇄하여 온수 저장 탱크(3) 내의 물이 하부 헤더(1.1)를 경유하여 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)로 들어가게 하고, 가열된 후, 물은 상부 헤더(1.3)로부터 배출되고, 저장을 위해 온수 저장 탱크(3)로 복귀된다.
냉각 공정 : 주간에 태양 조사가 강할 때, 가열 공정 동안, 가열된 물은 흡착 메탄올에 의해 콤플렉스 형태인 흡착제(1.2.4)로 열을 전달한다. 진공 밸브(11.1)를 개방하고, 일반적으로 흡착제(1.2.4)의 온도가 60-70℃에 도달할 때, 흡착질로서 메탄올이 흡착하기 시작한다. 온도가 85℃에 도달할 때, 흡착질로서 다량의 메탄올이 탈착되고, 암모니아는 관통 구멍을 통해 내부 금속 파이프(1.2.3)로 들어간 후 상부 헤더(1.3)를 통과하여 냉각을 위해 컨덴서(4)로 들어간다. 액체 메탄올은 액체 저장 탱크(5)로 들어가고 최종적으로 흡착제(1.2.4)의 탈착이 종료될 때까지 저장을 위해 증발기(6)로 들어간다.
일몰 후 또는 태양 조사가 태양-발산 커튼에 의해 발산될 때의 주간에, 물 사이클링 서브-시스템 내에서: 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1) 내의 물 온도가 감소하고, 밸브들(10.2, 10.4)이 폐쇄되고, 밸브들(10.1, 10.3)이 개방되며, 물 펌프(2.2)가 시동되어 냉수 탱크(8)로부터 하부 헤더(1.1)를 경유하여 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)로 20℃ 미만의 냉수를 추출한다. 냉수는 흡착제(1.2.4)와 열을 교환하고 흡착제(1.2.4)의 온도가 감소되고 흡착 상태 내에 있다. 흡착 공정 내에서 방출되는 열량은 물로 전달되고 따라서 물 온도가 점차적으로 증가한다. 가열된 물은 상부 헤더(1.3)로부터 배출되어 온수 저장 탱크(3)로 도입되고, 따라서, 흡착된 열량은 온수 저장 탱크(3)를 통해 회복된다. 그러는 동안, 흡착질 사이클링 서브-시스템 내에서, 흡착제(1.2.4)의 온도가 40-50℃로 감소할 때, 진공 밸브(11.2)가 개방되고, 흡착제(1.2.4)가 시동되어 메탄올을 흡착한다. 흡착제(1.2.4)의 온도가 30℃로 감소할 때, 흡착질로서 다량의 메탄올은 냉동을 위해 증발된다. 냉매의 냉동 용량은 냉각된 물로 전달되고, 장기간 동안 사용자(7)를 위한 냉동 용량의 공급을 위해 냉각된 물은 냉수 저장 탱크(9) 내에 저장된다. 이 과정에서, 증발기(6) 또는 냉수 저장 탱크(9)는 냉수 탱크(8)의 냉동 용량을 보충하기 위해 사용됨으로써, 시스템의 정상 운전을 보장한다.
요컨대, 온수 저장 탱크(3)는 사용자(7)를 위한 가열된 물을 저장하는 기능을 할 뿐만 아니라 흡착된 열 용량을 회복시키는 기능을 하고; 온수 저장 탱크(9)는 사용자(7)를 위해 냉수를 저장하고 냉수 탱크(8)를 위한 냉동 용량을 보충하는 기능을 한다. 냉수 탱크(8)는 흡착질의 흡착과 열 방출 공정을 가능하게 하는 기능을 한다.
본 발명의 핵심 기술은 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드 내의 태양 진공 파이프(1.2.1), 외부 금속 튜브(1.2.2), 내부 금속 튜브(1.2.3), 및 흡착제(1.2.4)의 구조적 배치이다. 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브는 열 수거, 흡착, 및 탈착의 기능들을 가진다. 흡착질 사이클링 서브-시스템과 물 사이클링 서브-시스템은 열 수거, 열 흡착, 저장, 및 회복, 및 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 냉동을 구현하기 위해 사용된다. 태양 에너지의 이용 효율이 절감되고, 점유된 면적과 투자비가 절감되고, 에너지 효율이 개선된다. 따라서, 환경의 보호는 전술한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 이상 본 발명에 대한 변화들과 변형들이 가능함은 당업자에게 명백하다. 예를 들어, 작동 쌍의 선택은 전술한 바와 같은 액티브 카본-메탄올에 한정되는 것은 아니고, 열분해 온도 및 상대적으로 높은 흡착 열분해 량 및 COP값이 높게 필요하지 않고 솔라 에이전트에 적응 가능한, 암모니아-액티브 카본을 포함하는 작동 쌍들 또한 운용된다. 부응하여, 흡착질 사이클링 서브-시스템의 파이프라인들과 디바이스들은 적절하게 조절될 수 있다.
태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1) 내의 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)의 규격과 개수, 및 가열-냉각 시스템 내의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(10의 규격과 개수는 실제적 필요에 따라 결정된다.
만약, 변화들과 변형들이 본 발명의 청구 범위 및 균등한 기술에 속하면, 본 발명은 그러한 변화들과 변형들을 포함하는 것을 의도한다.
1...태양열 수거 흡착 컴포지트 베드
1.1...하부 헤더
1.2...태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브
1.3...상부 헤더
1.2.1...태양 진공 튜브
1.2.2...외부 금속 튜브
1.2.3...내부 금속 튜브
1.2.4...흡착제
2.1-2.6...물 펌프
3...온수 저장 탱크
4...컨덴서
5...액체 저장 탱크
6...증발기
7...사용자
8...냉수 탱크
9...냉수 저장 탱크
10.1-10.10...밸브들
11.1, 11.2...진공 밸브들

Claims (7)

  1. 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브(1.2)에 있어서,
    2개의 개방 끝단들을 가진 태양 진공 튜브(1.2.1);
    상기 태양열 진공 튜브(1.2.1) 내측에 동축적으로 배친된 외부 금속 튜브(1.2.2)와 내부 금속 튜브(1.2.3);
    상기 내부 금속 튜브(1.2.2)와 상기 외부 금속 튜브(1.2.3) 사이에 형성된 물 경로;
    상기 외부 금속 튜브(1.2.2) 외부의 물과 열을 교환하기 위해 상기 외부 금속 튜브(1.2.2)와 상기 태양 진공 튜브(1.2.1) 사이에 형성된 고체 흡착제(1.2.4);
    상기 내부 금속 튜브(1.2.3) 상에 배치된 다수의 관통 구멍들; 및
    상기 내부 금속 튜브(1.2.3) 내에 배치된 흡착질을 구비하고;
    상기 흡착질과 상기 흡착제(1.2.4)가 열의 방출과 열의 흡착을 수행하기 위하여 흡착과 탈착을 위한 작동 쌍(working pair)을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브.
  2. 청구항 1에서,
    상기 내부 금속 튜브(1.2.3) 상의 상기 관통 구멍들은 1-2mm의 직경을 가진 것을 특징으로 하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 흡착질과 상기 흡착제(1.2.4)에 의해 형성된 상기 작동 쌍은 기체 흡착질과 고체 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브.
  4. 청구항 3에서,
    상기 흡착질과 상기 흡착제(1.2.4)에 의해 형성된 상기 작동 쌍은 메탄올-액티브 카본 또는 암모니아-액티브 카본인 것을 특징으로 하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브를 다수 구비하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드에 있어서,
    각각 케이싱과 내부 부싱들을 포함하는 하부 헤더(1.1)와 상부 헤더(1.3), 및 상기 하부 헤더(1.1)와 상기 하부 헤더(1.3)에 연통하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2); 및
    상기 케이싱과 상기 내부 부싱들 사이에 배치된 물 헤더를 구비하고;
    상기 내부 부싱들은 흡착질 헤더들이고;
    상기 하부 헤더(1.1)의 물 헤더는 상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)의 물 경로를 통해 상기 상부 헤더(1.3)의 상기 물 헤더에 연통하고;
    상기 하부 헤더(1.1)의 상기 흡착질 헤더들은 상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)의 내부 금속 튜브들(1.2.3)을 통해 상기 상부 헤더(1.3)의 상기 흡착질 헤더들에 연통하는 것을 특징으로 하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드.
  6. 청구항 5에서,
    상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들(1.2)의 수는 15 내지 20개인 것을 특징으로 하는 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드에 의해 형성된 냉각 및 가열 시스템에 있어서,
    상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 튜브들, 흡착질 사이클링 서브-시스템, 물 사이클링 서브-시스템, 상이한 서브-시스템들과 디바이스들을 연결하기 위한 파이프들, 및 상기 파이프들 상에 배치된 물 펌프들과 밸브들을 포함하는 각각의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드와 평행하게 배치된 적어도 하나의 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)를 구비하고;
    상기 흡착질-사이클링 서브-시스템은: 컨덴서(4), 액체 저장 탱크(5), 및 증발기(6)를 구비하고; 상기 컨덴서(4)의 작동 매체 입구는 상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 상기 상부 헤더(1.3)의 흡착질 헤더에 연결되고; 상기 증발기(6)의 작동 매체 출구는 상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드의 상기 하부 헤더(1.1)의 흡착질 헤더에 연결되고;
    상기 물 사이클링 서브-시스템은: 온수 저장 탱크(3), 냉수 탱크(8), 및 냉수 저장 탱크(9)를 구비하고; 상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(1)의 온수 저장 탱크(3)의 물 출구, 상기 냉수 탱크(8)의 물 출구, 및 상기 하부 헤더(1.1)의 물 헤더는 서로 연통하고; 상기 태양열 수거 흡착 컴포지트 베드(10)의 상기 온수 저장 탱크(3)의 물 입구, 상기 냉수 탱크(8)의 물 입구, 및 상기 상부 헤더(1.3)의 물 헤더는 서로 연통하고; 상기 냉수 저장 탱크(9), 상기 냉수 탱크(8), 및 상기 증발기(9)는 열 교환을 구현하기 위하여 물 사이클링 파이프라인들을 통해 서로 연통하고; 상기 온수 저장 탱크(3)와 상기 냉수 저장 탱크(9)는 각각 사용자(7)에 연결되어 사용자(7)의 제어 가능한 가열과 냉각을 실현하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 가열 시스템.
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