KR20170084419A - Exchange system for building using latent heat of phase change materials and solar heat - Google Patents

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KR20170084419A
KR20170084419A KR1020160003378A KR20160003378A KR20170084419A KR 20170084419 A KR20170084419 A KR 20170084419A KR 1020160003378 A KR1020160003378 A KR 1020160003378A KR 20160003378 A KR20160003378 A KR 20160003378A KR 20170084419 A KR20170084419 A KR 20170084419A
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solar
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KR1020160003378A
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박진철
정민희
양영권
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 건물의 외벽에 설치되며, 태양열에 의해 상변화되면서 잠열을 축열하는 상변화 물질(Phase Change Materials)이 내부에 내장되는 축열패널과; 상기 건물의 외벽의 일측에 설치되며 태양열이 집열되는 태양열 집열패널과; 상기 축열패널의 상기 상변화 물질에 포위되도록 상기 축열패널의 내부에 널리 분포되고 상기 축열패널을 거쳐 상기 태양광 집열패널의 내부에 널리 분포되며, 내부에 전열유체가 이동하는 열교환 파이프와; 상기 열교환 파이프와 연결되며 상기 전열유체의 열을 축열하는 축열부를 포함하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat storage panel comprising: a heat storage panel installed in an outer wall of a building, the heat storage panel having a phase change material therein for storing latent heat while being phase-changed by solar heat; A solar heat collecting panel installed on one side of the outer wall of the building and collecting solar heat; A heat exchange pipe widely distributed inside the heat storage panel so as to be surrounded by the phase change material of the heat storage panel and widely distributed inside the solar light collecting panel through the heat storage panel, There is provided a heat exchange system for a building using latent heat of a phase change material and solar heat, including a heat storage unit connected to the heat exchange pipe and storing heat of the heat transfer fluid.

Description

상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템{Exchange system for building using latent heat of phase change materials and solar heat}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchange system for a building using latent heat of a phase change material and solar heat,

본 발명은 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 건물을 향하여 입사되는 태양열을 축열할 수 있는 상변화 물질을 이용하여 건물의 외벽의 온도변화를 억제하고, 상변화 물질에 축열된 에너지와 태양열 열 에너지를 생활에 필요한 에너지로 이용할 수 있는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchange system of a building utilizing latent heat of a phase change material and solar heat. More specifically, it uses a phase change material capable of regenerating solar heat incident on a building to suppress the temperature change of the outer wall of the building, and utilizes the energy stored in the phase change material and the solar heat energy as energy required for living The present invention relates to a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat.

산업의 발달과 더불어 도시 밀집 현상 등으로 인해 대도시를 중심으로 열섬현상이 발생하고 있다. 해결방안으로 옥상녹화, 쿨페인트(Cool Paint) 등에 대한 다양한 연구가 진행되고 있으나 기존 건축물 적용 가능여부, 하중 및 배수의 문제, 겨울철 난방부하 증가 등의 어려움이 있다. Due to the development of industry and urban densification phenomenon, heat island phenomenon is taking place mainly in big cities. As a solution, there are various studies on rooftop greening and cool paint, but there are problems such as applicability of existing buildings, problems of load and drainage, and increase of heating load in winter.

한편, 주택의 경우 지붕은 전체 냉방부하의 약 14%정도 영향을 미치며, 여름철 지붕표면의 온도는 건물의 냉방부하를 크게 증가시키는 요인이 되고 있어 지붕면의 온도를 낮추는 것은 열섬현상 저감 및 재실자의 쾌적감을 높이는 중요한 요인이 될 수 있다.On the other hand, in the case of houses, the roof affects about 14% of the total cooling load, and the temperature of the roof surface in summer is a factor that greatly increases the cooling load of the building. It can be an important factor to enhance comfort.

대한민국 등록특허공보 제10-1056538호(2011.08.05 공고)Korean Registered Patent No. 10-1056538 (issued on Aug. 5, 2011)

본 발명은 건물을 향하여 입사되는 태양열을 축열할 수 있는 상변화 물질을 이용하여 건물의 외벽의 온도변화를 억제하고, 상변화 물질에 축열된 에너지와 태양열 열 에너지를 생활에 필요한 에너지로 이용할 수 있는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템을 제공하는 것이다.The present invention uses a phase change material capable of regenerating solar heat incident on a building to suppress the temperature change of the outer wall of the building and to use the energy stored in the phase change material and the solar heat energy as energy necessary for living , A latent heat of a phase change material and a heat exchange system of a building using solar heat.

본 발명의 일 측면에 따르면, 건물의 외벽에 설치되며, 태양열에 의해 상변화되면서 잠열을 축열하는 상변화 물질(Phase Change Materials)이 내부에 내장되는 축열패널과; 상기 건물의 외벽의 일측에 설치되며 태양열이 집열되는 태양열 집열패널과; 상기 축열패널의 상기 상변화 물질에 포위되도록 상기 축열패널의 내부에 널리 분포되고 상기 축열패널을 거쳐 상기 태양광 집열패널의 내부에 널리 분포되며, 내부에 전열유체가 이동하는 열교환 파이프와; 상기 열교환 파이프와 연결되며 상기 전열유체의 열을 축열하는 축열부를 포함하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat storage panel comprising: a heat storage panel installed in an outer wall of a building, the heat storage panel having a phase change material therein for storing latent heat while being phase-changed by solar heat; A solar heat collecting panel installed on one side of the outer wall of the building and collecting solar heat; A heat exchange pipe widely distributed inside the heat storage panel so as to be surrounded by the phase change material of the heat storage panel and widely distributed inside the solar light collecting panel through the heat storage panel, There is provided a heat exchange system for a building using latent heat of a phase change material and solar heat, including a heat storage unit connected to the heat exchange pipe and storing heat of the heat transfer fluid.

상기 상변화 물질은, 내부가 밀봉되는 밀봉패키지에 내장되어 밀봉될 수 있으며, 상기 상변화 물질이 밀봉된 복수의 밀봉패키지가 축열패널의 내부를 채울 수 있다.The phase change material may be embedded and sealed in a sealing package sealed inside, and a plurality of sealing packages sealed with the phase change material may fill the inside of the heat storage panel.

상기 축열패널은, 상기 열교환 파이프가 내장되도록 내부에 채널홀이 형성된 복수 개의 단위 축열패널이 결합되어 형성될 수 있다.The heat storage panel may include a plurality of unit heat storage panels having channel holes formed therein so as to house the heat exchange pipe.

상기 단위 축열패널은, 상기 열교환 파이프가 내장되도록 상면이 개방된 채널홈이 형성되는 하부 패널과; 상기 하부 패널의 상면을 커버하는 상부 패널을 포함할 수 있다.Wherein the unit thermal storage panel comprises: a lower panel having channel grooves opened on an upper surface thereof so that the heat exchange pipe is embedded; And an upper panel covering an upper surface of the lower panel.

하는 것을 특징으로하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템.And the heat exchange system of the building using the latent heat of the phase change material and the solar heat.

상기 축열패널은, 상면이 개방되며 내부에 상기 열교환 파이프가 배치되는 함입부가 형성되는 패널 본체와; 상기 패널 본체의 상면을 덮는 투과체를 포함할 수 있다.The heat storage panel includes: a panel body having an upper surface thereof opened and a depressed portion in which the heat exchange pipe is disposed; And a transparent body covering an upper surface of the panel body.

상기 함입부의 바닥에는 함입부에 유임된 태양열을 단열하는 단열재가 배치될 수 있다.A heat insulating material may be disposed on the bottom of the recessed portion to insulate the solar heat retained in the recessed portion.

본 발명의 실시예에 따르면, 건물을 향하여 입사되는 태양열을 축열할 수 있는 상변화 물질을 이용하여 건물의 외벽의 온도상승을 억제하여 도시의 열섬현상을 저감할 수 있고, 상변화 물질에 축열된 에너지와 태양열 에너지를 생활에 필요한 에너지로 이용할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the temperature rise of the outer wall of the building can be suppressed by using the phase change material capable of regenerating the solar heat incident on the building, thereby reducing heat island phenomenon in the city, Energy and solar energy can be used as energy for living.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 구성을 간략히 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 일부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템에 적용되는 밀봉패키지를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널의 분해 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널의 결합 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널의 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a perspective view illustrating a part of a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a sealing package applied to a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention.
4 is a disassembled sectional view of a heat storage panel of a heat exchange system of a building using latent heat and solar heat of a phase change material according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a heat storage panel of a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a modification of a heat storage panel of a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 and FIG. 8 are views for explaining another modification of the heat storage panel of the heat exchange system of a building using latent heat of the phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of a heat exchange system for a building using latent heat and solar heat of a phase change material according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, The same reference numerals are assigned to the same elements and a duplicate description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 구성을 간략히 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 일부를 도시한 사시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템에 적용되는 밀봉패키지를 도시한 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널의 분해 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널의 결합 단면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating a structure of a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- Fig. 2 is a perspective view showing a part of a heat exchange system of a building using the heat exchanger. 3 is a perspective view illustrating a sealing package applied to a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a heat storage panel of a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross- Sectional view of a heat storage panel of a heat exchange system of a building using solar heat. 6 is a view for explaining a modified example of a heat storage panel of a heat exchange system of a building using latent heat of a phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6에는, 건물(12), 지붕(14), 축열패널(16), 태양열 집열패널(18), 열교환 파이프(20), 축열부(22), 단위 축열패널(24), 상변화 물질(Phase Change Materials)(26), 밀봉패키지(28), 하부 패널(29), 상부 패널(30), 채널홈(32), 채널홀(34)이 도시되어 있다.1 to 6 show a building 12, a roof 14, a heat storage panel 16, a solar heat collecting panel 18, a heat exchange pipe 20, a heat storage unit 22, a unit heat storage panel 24, A phase change material 26, a sealing package 28, a lower panel 29, an upper panel 30, a channel groove 32, and a channel hole 34 are shown.

본 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템은, 건물(12)의 외벽에 설치되며, 태양열에 의해 상변화되면서 잠열을 축열하는 상변화 물질(Phase Change Materials)(26)이 내부에 내장되는 축열패널(16)과; 건물(12)의 외벽의 일측에 설치되며 태양열이 집열되는 태양열 집열패널(18)과; 축열패널(16)의 상변화 물질(26)에 포위되도록 축열패널(16)의 내부에 널리 분포되고 축열패널(16)을 거쳐 태양광 집열패널(18)의 내부에 널리 분포되며, 내부에 전열유체가 이동하는 열교환 파이프(20)와; 열교환 파이프(20)와 연결되며 전열유체의 열을 축열하는 축열부(22)를 포함한다.The heat exchange system of the building using the latent heat of the phase change material and the solar heat according to the present embodiment includes a phase change material 26 installed on the outer wall of the building 12 and storing the latent heat while being phase- A heat storage panel 16 built in the heat storage panel 16; A solar heat collecting panel 18 installed at one side of the outer wall of the building 12 and collecting solar heat; Are widely distributed inside the heat storage panel 16 so as to be surrounded by the phase change material 26 of the heat storage panel 16 and are widely distributed inside the solar light collection panel 18 via the heat storage panel 16, A heat exchange pipe (20) through which the fluid moves; And a heat storage unit (22) connected to the heat exchange pipe (20) and storing the heat of the heat transfer fluid.

본 실시예에 따른 건물의 열교환 시스템에 의하면, 건물(12)을 향하여 입사되는 태양열을 축열할 수 있는 상변화 물질(26)을 이용하여 건물(12)의 외벽의 온도상승을 억제하여 도시의 열섬현상을 저감할 수 있고, 상변화 물질(26)에 축열된 열 에너지와 태양열 에너지를 생활에 필요한 에너지로 이용할 수 있다.According to the heat exchange system of a building according to the present embodiment, the temperature rise of the outer wall of the building 12 is suppressed by using the phase change material 26 capable of storing the solar heat incident toward the building 12, And the thermal energy and the solar energy stored in the phase change material 26 can be used as the energy required for living.

축열패널(16)은 건물(12)의 외벽에 설치되며, 내부에는 태양열에 의해 상변화되면서 잠열을 축열하는 상변화 물질(26)(Phase Change Materials)이 내장되어 있다. 본 실시예에서는 건물(12)의 지붕(14)에 축열패널(16)을 설치한 형태를 제시하고 있으나, 태양열이 상변화 물질(26)에 잘 축열될 수 있도록 축열패널(16)은 태양열이 잘 입사되는 건물(12)의 외벽에 설치될 수 있다. The heat storage panel 16 is installed on the outer wall of the building 12, and the phase change material 26 (Phase Change Materials) is disposed inside the building 12 to store latent heat while being phase-changed by solar heat. The heat storage panel 16 is provided with a heat accumulation panel 16 on the roof 14 of the building 12 so that solar heat can be well stored in the phase change material 26. However, It can be installed on the outer wall of the building 12 which is well incident.

상변화 물질(26)은 상변화 과정에서 많은 양의 열 에너지를 축적하거나 저장된 열 에너지를 방출하는 것으로, 어떤 물질이 고체에서 액체 상태, 액체에서 고체 상태, 액체에서 기체 상태, 기체에서 액체 상태 등으로, 하나의 상태에서 다른 상태로 변하는 물리적 변화과정을 이용하여 열을 축적하거나 저장한 열을 방출하는 물질이다.The phase change material 26 accumulates a large amount of heat energy in the phase change process or emits a stored heat energy. It can be a substance in a liquid state, a solid state in a liquid state, a gas state in a liquid state, Is a material that accumulates or stores heat by using a physical process of changing from one state to another.

상변화를 일으키는 물질은 유기물질, 무기물질, 공융(eutectic)물질로 분류할 수 있으며, 유기물질의 예로는 탄소와 수소로 이루어진 하이드로 카본 계열의 테트라데칸, 옥타데칸, 노나데칸 등의 물질, 파라핀계 물질 등이 있으며, 무기물질의 예로는 수화물형태의 염화칼슘 등이 있다. Examples of the organic material include hydrocarbons such as tetradecane, octadecane and nonadecane, which are composed of carbon and hydrogen, materials such as paraffin, And the like, and examples of the inorganic substance include calcium chloride in the form of hydrate.

상변화 물질(26)은 각각 고유의 용융점(Melting Point)가 있기 때문에 입사되는 태양열의 온도에 따라 용융점이 맞는 상변화 물질(26)을 선정하면 된다. 본 실시예에서는 상변화 물질(26)로 용융점이 섭씨 42.5도인 n-docosane paraffin을 축열패널(16)의 내부에 내장시켰다. Since the phase-change material 26 has its own melting point, the phase-change material 26 whose melting point matches the temperature of the incident solar heat may be selected. In this embodiment, n-docosane paraffin having a melting point of 42.5 degrees centigrade was embedded in the heat storage panel 16 as the phase change material 26.

상변화 물질(26)은 상변화 과정에서 액체로 상변화되므로 상변화 물질(26)을 축열패널(16)의 내부에 바로 투입한 경우에는 액상의 상변화 물질(26)이 누출되지 않도록 축열패널(16)의 내부를 잘 밀봉하여야 한다.When the phase change material 26 is injected directly into the interior of the heat storage panel 16, the phase change material 26 is changed to a liquid in the phase change process, so that the liquid phase change material 26 is prevented from leaking. (16).

본 실시예서는, 도 3에 도시된 바와 같이 상변화 물질(26)을 밀봉패키지(28)의 내부에 밀봉하여, 상변화 물질(26)이 내장된 다수의 밀봉패키지(28)를 축열패널(16)의 내부에 내장시키는 형태를 제시한다. 상변화 물질(26)이 밀봉패키지(28)에 밀봉된 경우에는 축열패널(16)의 내부를 완벽하게 밀봉하지 않아도 되므로 축열패널(16)의 제작을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 시공 과정에서도 많은 편의성을 제공한다.The present embodiment seals the phase change material 26 inside the seal package 28 as shown in Figure 3 to form a plurality of seal packages 28 with the phase change material 26 embedded therein, 16). When the phase change material 26 is sealed in the sealing package 28, it is not necessary to completely seal the inside of the heat storage panel 16, so that it is not only easy to manufacture the heat storage panel 16, Convenience.

밀봉패키지(28)는 내부에 상변화 물질(26)이 수용되어 밀폐되는 비닐팩 등으로 구성되거나, 내부에 상변화 물질(26)이 수용되어 밀폐되는 박스팩 등의 형태로 다양하게 구성될 수 있다. The sealing package 28 may be composed of a vinyl pack or the like in which the phase change material 26 is received and sealed therein or may be variously configured in the form of a box pack in which the phase change material 26 is contained and sealed .

축열패널(16)은 열전도율이 높은 재질로 형성되어 태양열이 축열패널(16)의 내부로 용이하게 전달될 수 있도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 목재와 플라스틱을 혼합하여 제조되는 우드 플라스틱 성분(Wood Plastic Component: WPC)으로 축열패널(16)을 형성한 형태를 제시한다.The heat storage panel 16 is formed of a material having a high thermal conductivity so that solar heat can be easily transferred to the interior of the heat storage panel 16. [ In this embodiment, the heat storage panel 16 is formed of a wood plastic component (WPC) manufactured by mixing wood and plastic.

건물(12)의 외벽에 축열패널(16)을 시공하는 것을 용이하게 하기 위해 축열패널(16)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 축열패널(24)을 조립하여 건물(12)의 외벽에 축열패널(16)을 형성할 수 있다. 단위 축열패널(24)에는 열교환 파이프(20)가 배치될 수 있는 채널홀(34)이 형성되어 있으며(도 6 참조), 채널홀(34)의 서로 연결되도록 복수의 단위 축열패널(24)을 조립한 후 채널홀(34)에 열교환 파이프(20)과 밀봉패키지(28)를 배치하여 축열패널(16)을 형성할 수 있다.In order to facilitate the construction of the heat storage panel 16 on the outer wall of the building 12, the heat storage panel 16 is constructed by assembling a plurality of unit heat storage panels 24, The heat storage panel 16 can be formed on the outer wall. The unit heat storage panel 24 is provided with a channel hole 34 through which the heat exchange pipe 20 can be disposed (see FIG. 6), and a plurality of unit heat storage panels 24 The heat accumulation panel 16 can be formed by arranging the heat exchange pipe 20 and the sealing package 28 in the channel hole 34 after assembly.

도 4 및 도 5는 본 실시예에 따른 단위 축열패널(24)이 도시되어 있는데, 본 실시예에 따른 단위 축열패널(24)은, 열교환 파이프(20)가 내장되도록 상면이 개방된 채널홈(32)이 형성되는 하부 패널(29)과; 하부 축열패널(16)의 상면을 커버하는 상부 패널(30)로 구성되며, 하부 패널(29)의 채널홈(32)을 상부 패널(30)을 덮음으로써 축열패널(16)의 내부에 열교환 파이프(20)와 밀봉패키지(28)가 수용되는 채널홀(34)이 형성될 수 있다.4 and 5 illustrate the unit heat storage panel 24 according to the present embodiment. The unit heat storage panel 24 according to the present embodiment has a channel groove 32) are formed on the lower panel (29); And the upper panel 30 covering the upper surface of the lower heat storage panel 16. The channel groove 32 of the lower panel 29 covers the upper panel 30, A channel hole 34 may be formed in which the sealing member 20 and the sealing package 28 are accommodated.

시공 과정을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 채널홈(32)이 서로 연결되도록 다수의 하부 패널(29)을 건물(12)의 외벽에 조립한 후, 채널홈(32)의 바닥에 상변화 물질(26)이 밀봉된 밀봉패키지(28)를 깔고 그 위에 열교환 파이프(20)를 연결하여 조립한다. 축열패널(16)에 대한 열교환 파이프(20)의 조립이 완료되면 열교환 파이프(20)가 포위되도록 채널홈(32)에 밀봉패키지(28)를 포설한다. 이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 채널홈(32)이 덮이도록 상부 패널(30)을 하부 패널(29)에 각각 결합하여 건물(12)의 외벽에 축열패널(16)을 시공한다.As shown in FIG. 4, a plurality of lower panels 29 are assembled to the outer wall of the building 12 so that the channel grooves 32 are connected to each other. The change material 26 is laid on the sealed package 28 and the heat exchange pipe 20 is connected thereto to assemble it. When the heat exchange pipe 20 is assembled to the heat storage panel 16, the sealing package 28 is installed in the channel groove 32 so that the heat exchange pipe 20 is surrounded. 5, the upper panel 30 is coupled to the lower panel 29 so that the channel grooves 32 are covered, and the heat storage panel 16 is installed on the outer wall of the building 12.

본 실시예에서는, 하부 패널(29)에 상부 패널(30)을 결합하여 형성되는 축열패널(16)을 제시하고 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 열교환 파이프(20)가 내부에 배치되는 채널홀(34)이 형성되는 단위 축열패널(24)을 서로 조립하여 축열패널(16)을 형성하는 것도 가능하다.6 shows a heat storage panel 16 formed by joining an upper panel 30 to a lower panel 29. However, as shown in FIG. 6, It is also possible to form the heat storage panel 16 by assembling the unit heat storage panels 24 in which the holes 34 are formed.

상변화 물질(26)은, 축열패널(16)의 내부에 내장되어 건물(12)의 외벽에 입사되는 태양열에 의해 상변화되면서 열을 흡수하여 잠열형태로 축열하게 된다.The phase change material 26 is built in the heat storage panel 16 and is phase-changed by the solar heat incident on the outer wall of the building 12, absorbing heat to be stored in a latent heat form.

열교환 파이프(20)의 내부를 흐르는 전열유체(傳熱流體)와 잠열형태로 축열된 상변화 물질(26) 간에 열교환이 일어나면서 전열유체가 상변화 물질(26)의 열을 흡수하면서 열교환 파이프(20)를 이동하게 된다.The heat exchange fluid is transferred between the heat transfer fluid flowing in the heat exchange pipe 20 and the phase change material 26 stored in the latent heat mode while the heat transfer fluid absorbs the heat of the phase change material 26, 20).

내부에 상변화 물질(26)이 내장되는 축열패널(16)이 건물(12)의 외벽에 부착되어 있기 때문에 건물(12)의 외벽에 태양열이 입사될 때 태양열이 상변화 물질(26)을 상변화시키면서 잠열형태로 저장하기 때문에 건물(12)의 온도가 상승되지 않아 도시 관점에서 보면 도시의 열섬현상을 저감할 수 있다.Since the heat storage panel 16 in which the phase change material 26 is embedded is attached to the outer wall of the building 12, when the solar heat is incident on the outer wall of the building 12, The temperature of the building 12 is not elevated because it is stored in a latent heat form while being changed. Thus, from the viewpoint of the city, the heat island phenomenon of the city can be reduced.

태양열 집열패널(18)은, 건물(12)의 외벽의 일측에 설치되어 태양열을 집열한다. 태양열 집열패널(18)의 내부에는 축열패널(16)을 거친 열교환 파이프(20)가 내장되어 태양열 집열패널(18)에서 집열된 열과 열교환 파이프(20) 내부의 전열유체와 열교환이 다시 일어나게 된다.The solar heat collecting panel 18 is installed on one side of the outer wall of the building 12 to collect solar heat. The heat collecting panel 18 is internally provided with a heat exchanging pipe 20 through the heat accumulating panel 16 so that the heat collected by the solar heat collecting panel 18 and the heat transfer fluid inside the heat exchanging pipe 20 are exchanged again.

태양열 집열패널(18)은 내부에 일정 공간이 마련되어 그 내부에 열교환 파이프(20)가 배치되며, 태양열이 태양열 집열패널(18)로 입사되면서 내부의 열교환 파이프(20)의 전열유체와 열교환이 일어나게 된다. 태양열 집열패널(18)로는 통상의 태양열 집열패널을 사용하게 되므로 자세한 설명을 생략하기로 한다. The solar heat collecting panel 18 is provided with a certain space therein and a heat exchange pipe 20 is disposed inside the solar heat collecting panel 18. The solar heat is incident on the solar heat collecting panel 18 to cause heat exchange with the heat transfer fluid of the heat exchange pipe 20 therein do. Since a conventional solar heat collecting panel is used as the solar heat collecting panel 18, a detailed description will be omitted.

열교환 파이프(20)는, 축열패널(16)의 상변화 물질(26)에 포위되도록 축열패널(16)의 내부에 널리 분포되고 축열패널(16)을 거쳐 태양광 집열패널(18)의 내부에 널리 분포된다. 열교환 파이프(20)은 전열유체가 이동하는 통로를 제공하며, 전열유체가 열교환 파이프(20)를 따라 이동하면서 축열패널(16)의 상변화 물질(26)과 열교환이 이루어지고, 다시 태양열 집열패널(18)로 이동하여 태양열 집열패널(18)에서 집열되는 태양열과 다시 열교환이 이루어지게 된다. 열교환 파이프(20)은 축열패널(16)와 태양열 집열패널(18)의 전면에 걸쳐 열교환이 일어날 수 있도록 축열패널(16)와 태양열 집열패널(18)의 내부에 지그재그 형태로 넓게 포설되어 분포된다.The heat exchange pipe 20 is widely distributed inside the heat storage panel 16 so as to be surrounded by the phase change material 26 of the heat storage panel 16 and is disposed inside the solar light collection panel 18 via the heat storage panel 16 Widely distributed. The heat exchange pipe 20 provides a passage through which the heat transfer fluid moves and heat transfer fluid is exchanged with the phase change material 26 of the heat storage panel 16 while moving along the heat exchange pipe 20, The heat is transferred to the solar heat collecting panel 18 and heat exchange with the solar heat collected in the solar heat collecting panel 18 is performed again. The heat exchange pipe 20 is widely distributed in a zigzag shape inside the heat storage panel 16 and the solar heat collecting panel 18 so that heat exchange can take place over the entire surfaces of the heat storage panel 16 and the solar heat collecting panel 18 .

본 실시예에서는 전열유체가 축열패널(16)을 거쳐 태양열 집열패널(18)로 이동하도록 구성하였으나, 반대로 전열유체가 태양열 집열패널(18)을 거쳐 축열패널(16)로 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.The heat transfer fluid is moved to the solar heat collecting panel 18 through the heat accumulating panel 16, but conversely, the heat transfer fluid may be transferred to the heat accumulating panel 16 via the solar heat collecting panel 18 Do.

열교환 파이프(20)로는 열전도율이 높은 재질의 파이프를 이용할 수 있다. 예를 들면, 구리, 폴리에틸렌(polyethylene) 등으로 이루어진 파이프가 열교환 파이프(20)로 이용될 수 있다. 열교환 파이프(20)는 일정 형태로 이루어진 단위 파이프를 연결하여 축열패널(16)이나 태양열 집열패널(18)에 배치될 수 있다. As the heat exchange pipe 20, a pipe having a high thermal conductivity can be used. For example, a pipe made of copper, polyethylene or the like can be used as the heat exchange pipe 20. [ The heat exchange pipe 20 may be disposed in the heat accumulating panel 16 or the solar heat collecting panel 18 by connecting unit pipes of a predetermined shape.

열교환 파이프(20)의 내부에는 전열유체가 이동하면서 순환하게 되는데 축열패널(16)에서는 상변화 물질(26)에 축열된 잠열과 열교환이 일어나고 태양열 집열패널(18)에서는 태양열 집열패널(18)에서 집열된 태양열과 열교환이 일어나게 된다. 이와 같이, 상변화 물질(26)의 잠열과 태양열에 의해 2중의 열교환이 일어나면서 전열유체에 보다 많은 열 에너지를 축열할 수 있다. 전열유체로는 물이나 부동액 등이 이용될 수 있다.Heat transfer fluid flows in the heat exchange pipe 20 and circulates through the heat exchange panel 16. In the heat storage panel 16, heat exchange occurs with the latent heat stored in the phase change material 26. In the solar heat collection panel 18, Heat exchange occurs with the collected solar heat. As described above, the secondary heat exchange occurs due to the latent heat of the phase change material 26 and the solar heat, and more heat energy can be stored in the heat transfer fluid. As the heat transfer fluid, water, antifreeze, etc. may be used.

축열부(22)는, 열교환 파이프(20)와 연결되어 전열유체의 열을 축열한다. 축열부(22)는 전열유체와 열교환되면서 열 에너지를 이용하는 열교환기, 냉난방용의 열을 저장하기 위한 축열조(heat storage tank)를 포함하는 개념이다.The heat storage unit 22 is connected to the heat exchange pipe 20 to heat heat of the heat transfer fluid. The heat storage unit 22 is a concept including a heat exchanger that uses heat energy while being heat-exchanged with the heat transfer fluid, and a heat storage tank for storing heat for cooling and heating.

본 실시예에서는 축열부(22)로서 축열조가 사용된 형태를 제시하고 있는데, 축열조에는 축열패널(16) 및 태양열 집열패널(18)의 열교환 파이프(20)를 순환하면서 열교환을 통해 축열된 전열유체가 저장된다. 축열조의 전열유체는 생활용수로 직접 사용하거나 냉난방용 온수로 사용할 수 있다. In this embodiment, a heat storage tank is used as the heat storage unit 22. In the heat storage tank, the heat storage panel 16 and the heat exchange pipe 20 of the solar heat collection panel 18 are circulated and heat- Is stored. The heat transfer fluid of the storage tank can be used directly as domestic water or as hot water for heating and cooling.

한편, 축열부(22)로서 열교환기(미도시)를 사용하는 경우에는, 축열패널(16)과 태양열 집열패널(18)을 통과하는 열교환 파이프(20)가 열교환기와 연결되어 생활에 필요한 에너지로 열교환이 일어나게 된다. 열교환기에서 열교환을 통해 얻어진 열 에너지는 건물(12)의 냉난방이나 온수에 사용될 수 있다. On the other hand, when a heat exchanger (not shown) is used as the heat storage unit 22, the heat exchange pipe 20 passing through the heat storage panel 16 and the solar heat collecting panel 18 is connected to the heat exchanger, Heat exchange occurs. The heat energy obtained through heat exchange in the heat exchanger can be used for cooling and heating the building 12 or for hot water.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템의 축열패널(16)의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다.7 and 8 are views for explaining another modification of the heat storage panel 16 of the heat exchange system of a building using latent heat of the phase change material and solar heat according to an embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8에는, 축열패널(16), 열교환 파이프(20), 밀봉패키지(28), 함입부(36), 패널 본체(38), 투과체(40), 단열재(42)가 도시되어 있다.7 and 8 show the heat accumulating panel 16, the heat exchange pipe 20, the sealing package 28, the recess 36, the panel body 38, the transmitting body 40, and the heat insulating material 42 have.

본 변형예에 따른 축열패널(16)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상면이 개방되도록 함입되며 내부에 열교환 파이프(20)가 배치되는 함입부(36)가 형성되는 패널 본체(38)와; 패널 본체(38)의 상면을 덮는 투과체(40)를 포함한다. 투과체(40)가 패널 본체(38)의 함입부(36)를 덮도록 투과체(40)를 패널 본체(38)에 결합함으로써 축열패널(16)의 내부에 중공이 형성되게 된다. 7 and 8, the heat accumulating panel 16 according to the present modification includes a panel main body (not shown) having a top surface opened and a depression 36 in which a heat exchange pipe 20 is disposed, 38); And a transmitting body 40 covering the upper surface of the panel body 38. A hollow is formed inside the heat storage panel 16 by coupling the transmitting body 40 to the panel body 38 so that the transmitting body 40 covers the embedded portion 36 of the panel body 38. [

패널 본체(38)의 상면에는 일정 깊이 함입되는 함입부(36)가 형성되며, 함입부(36)의 내부에 열교환 파이프(20)가 넓게 분포되어 배치된다. 열교환 파이프(20)가 포위되도록 상변화 물질(26)이 밀봉된 밀봉패키지(28)를 함입부(36)에 배치한 후 투과체(40)를 덮어 축열패널(16)을 형성하게 된다.The upper surface of the panel main body 38 is formed with a recessed portion 36 to be inserted at a predetermined depth and the heat exchange pipe 20 is disposed widely distributed in the recessed portion 36. The sealing package 28 in which the phase change material 26 is sealed so that the heat exchange pipe 20 is enclosed is placed in the recess 36 and then the transmissive body 40 is covered to form the heat storage panel 16. [

투과체(40)는 태양열이 용이하게 투과할 수 있는 투명한 재질이나, 태양열이 패널 본체(38)의 내부로 용이하게 투과될 수 있는 열전도율이 높은 재질로 이루어질 수 있다.The transparent body 40 may be made of a transparent material that can easily transmit solar heat, but may be made of a material having a high thermal conductivity such that solar heat can be easily transmitted to the inside of the panel body 38.

투과체(40)를 통과한 태양열이 밀봉패키지(28)의 상변화 물질(26)을 상변화시켜 잠열형태로 상변화 물질(26)에 축열이 일어나게 된다.The solar heat that has passed through the transparent body 40 phase-changes the phase-change material 26 of the encapsulation package 28, and heat is stored in the phase-change material 26 in a latent heat mode.

한편, 열교환 파이프(20) 하부의 함입부(36)의 바닥에는 단열재(42)가 배치될 수 있다. 이에 따라 투과체(40)를 통과한 태양열이 축열패널(16)의 바닥을 통해 외부로 유출되는 것을 방지하여 보다 효율적으로 축열할 수 있다.On the other hand, a heat insulating material 42 may be disposed on the bottom of the recessed portion 36 under the heat exchange pipe 20. Accordingly, solar heat that has passed through the transparent body 40 is prevented from flowing out to the outside through the bottom of the heat storage panel 16, so that heat can be stored more efficiently.

본 형태의 축열패널(16)을 단위 패널로 하고, 이를 다수 조립하여 보다 넓은 축열패널(16)을 형성하는 것도 가능하다.It is also possible to form a wider heat storage panel 16 by assembling a plurality of heat storage panels 16 of the present embodiment as a unit panel.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

12: 건물 14: 지붕
16: 축열패널 18: 태양열 집열패널
20: 열교환 파이프 22: 축열부
24: 단위 축열패널 26: 상변화 물질(Phase Change Materials)
28: 밀봉패키지 29: 하부 패널
30: 상부 패널 32: 채널홈
34: 채널홀 36: 함입부
38: 패널 본체 40: 투과체
42: 단열재12: Building 14: Roof
16: heat storage panel 18: solar heat collecting panel
20: heat exchange pipe 22:
24: Unit heat storage panel 26: Phase Change Materials
28: sealing package 29: lower panel
30: upper panel 32: channel groove
34: channel hole 36:
38: Panel body 40: Transmissive body
42: Insulation

Claims (6)

건물의 외벽에 설치되며, 태양열에 의해 상변화되면서 잠열을 축열하는 상변화 물질(Phase Change Materials)이 내부에 내장되는 축열패널과;
상기 건물의 외벽의 일측에 설치되며 태양열이 집열되는 태양열 집열패널과;
상기 축열패널의 상기 상변화 물질에 포위되도록 상기 축열패널의 내부에 널리 분포되고 상기 축열패널을 거쳐 상기 태양광 집열패널의 내부에 널리 분포되며, 내부에 전열유체가 이동하는 열교환 파이프와;
상기 열교환 파이프와 연결되며 상기 전열유체의 열을 축열하는 축열부를 포함하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템.
A heat storage panel installed in an outer wall of a building and having a phase change material therein, the phase change material being phase-changed by solar heat and storing latent heat;
A solar heat collecting panel installed on one side of the outer wall of the building and collecting solar heat;
A heat exchange pipe widely distributed in the heat storage panel so as to be surrounded by the phase change material of the heat storage panel and widely distributed inside the solar light collecting panel through the heat storage panel and having the heat transfer fluid moved therein;
And a heat storage unit connected to the heat exchange pipe and storing heat of the heat transfer fluid, wherein the latent heat of the phase change material and the solar heat are utilized.
제1항에 있어서,
상기 상변화 물질은, 내부가 밀봉되는 밀봉패키지에 내장되어 밀봉되며,
상기 상변화 물질이 밀봉된 복수의 밀봉패키지가 상기 축열패널의 내부를 채우는 것을 특징으로 하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템.
The method according to claim 1,
The phase change material is embedded and sealed in a sealed package sealed inside,
Characterized in that a plurality of sealing packages sealed with the phase change material fill the interior of the heat storage panel, the latent heat of the phase change material and the heat exchange system of the building using solar heat.
제1항에 있어서,
상기 축열패널은,
상기 열교환 파이프가 내장되도록 내부에 채널홀이 형성된 복수 개의 단위 축열패널이 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the heat storage panel comprises:
And a plurality of unit heat storage panels having channel holes formed therein so as to house the heat exchange pipe are coupled to the heat exchange pipe.
제3항에 있어서,
상기 단위 축열패널은,
상기 열교환 파이프가 내장되도록 상면이 개방된 채널홈이 형성되는 하부 패널과;
상기 하부 패널의 상면을 커버하는 상부 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템.
The method of claim 3,
The unit heat storage panel includes:
A lower panel having channel grooves opened on an upper surface thereof so as to contain the heat exchange pipe;
And a top panel covering an upper surface of the lower panel, wherein the latent heat of the phase change material and the solar heat are utilized.
제1항에 있어서,
상기 축열패널은,
상면이 개방되도록 함입되며 내부에 상기 열교환 파이프가 배치되는 함입부가 형성되는 패널 본체와;
상기 패널 본체의 상면을 덮는 투과체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the heat storage panel comprises:
A panel main body having an upper surface thereof opened so as to open and a depressed portion in which the heat exchange pipe is disposed;
And a transparent body covering an upper surface of the panel main body, the latent heat of the phase change material and the solar heat.
제5항에 있어서,
상기 함입부의 바닥에는 상기 함입부에 유임된 태양열을 단열하는 단열재가 배치되는 것을 특징으로 하는, 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템.
6. The method of claim 5,
And a heat insulating material for insulating the solar heat retained in the recessed portion is disposed on the bottom of the recessed portion.
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