KR20170133696A - 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기열을 흡수 및 집열하는 대기열 회수기의 콜렉터 판넬이 추운 날씨에도 얼음막이나 성애와 같은 빙결이 생기지 않은 상태에서 대기열을 회수할 수 있게 함으로써 온수나 난방을 할 수 있게 하는 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬에 관한 것으로, 흡수 및 전달된 대기열을 집열하는 콜렉터 프레임; 상기 콜렉터 프레임의 상부면에 설치되어서, 열매체 입력관을 통해서 입력된 열매체가 상기 콜렉터 프레임에 집열된 열을 흡수하여 열매체 출력관을 통해 배출되어 집열된 열이 외부로 공급되게 하는 열매체 도관; 상기 콜렉터 프레임의 상부면에 도포되어서 열을 발생시키거나 흡수하여 상기 콜렉터 프레임 및 상기 열매체 도관으로 전달하는 탄소 페인트; 및 대기열을 흡수하여 상기 탄소 페인트로 전달하는 흡수열 페인트;를 포함하여 구성한다.

Description

탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬{Collector panel for atmosphere heat exchange using carbon paint}

본 발명은 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기열을 흡수 및 집열하는 대기열 회수기의 콜렉터 판넬이 추운 날씨에도 얼음막이나 성애와 같은 빙결이 생기지 않은 상태에서 대기열을 회수할 수 있게 하고 또한 열교환이 신속하게 이루어질 수 있게 함으로써 온수나 난방을 용이하게 할 수 있게 하는 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬에 관한 것이다.

일반적으로 주택과 같은 주거공간 또는 사무실이나 공장과 같은 작업공간에서는 하절기의 냉방과 동절기의 난방이 생활환경의 주된 개선 요인으로 부각되고 있으며, 최근에는 인구의 증가에 따른 주거공간의 확산과 산업개발에 따른 공장부지 및 사무실의 증가로 인하여 냉·난방에 소요되는 에너지의 수요 또한 급격히 증가하고 있는 실정이다.

상기와 같은 에너지 수요의 증가에 비하여 에너지의 공급은 석유나 천연가스와 같은 화석연료의 가격상승과, 화석연료의 연소과정에서 발생하는 매연 등에 의한 환경오염으로 그 수요를 충분히 따라가지 못하고 있으며, 특히 농·축산업 및 수산업의 분야에서는 시설농가와 양식업의 경영자들이 화석연료의 사용에 따른 냉,난방비의 상승으로 경영압박을 받고 있는 실정이고, 제조업의 분야에서도 마찬가지로 에너지의 조달에 소요되는 비용의 상승으로 제품의 생산원가가 상승되어 많은 어려움을 겪고 있다.

이러한 요인을 극복하기 위하여 최근에 와서는 공해를 발생시키지 않으면서도 화석연료와 거의 동등한 수준의 에너지를 얻을 수 있도록 냉매의 압축과 응축 및 증발의 순환과정에서 발생 및 회수되는 열을 이용하여 냉·난방을 수행하는 공기조화기기의 사용이 보편화되어 있으며, 그 중에서도 냉·난방과 냉·온수 시스템을 혼용하여 사용할 수 있도록 한 히트펌프 시스템이 대표적으로 보급되고 있다.

그 일례로 대한민국 등록특허공보 제10-0777830호에 개시된 바와 같은 태양열과 대기열의 복합식 히트펌프 시스템은, 태양열집열판과 연결되는 열매체라인 및 대기열회수기로부터 히트펌프장치의 압축기로 연장되는 냉매배관을 하나의 열교환기 내부로 집적시켜 태양열과 대기열을 냉매의 증발열원으로 사용토록 함과 동시에, 응축기로서의 온수가열기가 장입된 온수 탱크로부터 상기 열교환기의 내부로 급탕용 온수의 일부를 순환시킬 수 있도록 함으로서, 실외의 온도가 매우 낮은 혹한기에도 주·야간에 관계없이 냉매의 증발열원을 충분하고 안정적으로 확보할 수 있도록 하며, 이로 인하여 히트펌프 시스템을 COP(열성적계수) 4 이상의 높은 효율로 가동시킬 수 있도록 함과 동시에, 좁은 공간에도 설치가 가능한 콤펙트한 구조를 가지면서도 증발열원의 효율적인 관리와 제어를 이루어낼 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 히트펌프 시스템에서 이용되고 있는 대기열을 흡수하는 대기열 콜렉터 판넬(COLLECTOR PANEL)은 냉매의 특성상 눈이 오거나 추운 영하의 온도에서는 콜렉트 판넬의 양면에 얼음이나 성애와 같은 빙결현상을 발생시키는 관계로 대기중의 열을 회수하기가 어렵고 또한 그 빙결현상으로 인하여 열교환이 신속하게 이루어질 수 없게 되는 문제점들이 있었다.

[선행기술문헌]

1. 대한민국 등록특허공보 제10-0777830호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대기열을 흡수 및 집열하는 대기열 회수기의 콜렉터 판넬에 전기가 흐르는 탄소 페인트를 도포하여 열을 발생시켜주어서 콜렉트 판넬의 양면에 형성되는 얼음막이나 성애를 최대한 억제시켜 줌으로 인해 신속한 열교환을 통한 열을 흡수할 수 있게 함으로써, 콜렉트 판넬 양면이 대기열 흡수면으로부터 고효율의 에너지를 회수하여 따뜻한 온수나 난방에 사용할 수 있게 하는 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬을 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 추운 날씨에도 얼음막이나 성애와 같은 빙결이 생기지 않은 상태에서 대기열을 회수할 수 있게 하는 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬은, 흡수 및 전달된 대기열을 집열하는 콜렉터 프레임; 상기 콜렉터 프레임의 상부면에 설치되어서, 열매체 입력관을 통해서 입력된 열매체가 상기 콜렉터 프레임에 집열된 열을 흡수하여 열매체 출력관을 통해 배출되어 집열된 열이 외부로 공급되게 하는 열매체 도관; 상기 콜렉터 프레임의 상부면에 도포되어서 열을 발생시키거나 흡수하여 상기 콜렉터 프레임 및 상기 열매체 도관으로 전달하는 탄소 페인트; 및 대기열을 흡수하여 상기 탄소 페인트로 전달하는 흡수열 페인트;를 포함하여 구성한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 콜렉터 프레임에 얼음막이나 성애가 발생하지 않도록 하기 위해서, 상기 탄소 페인트로 일정한 시간간격으로 전기를 공급하여 열이 발생하게 해 주는 전기공급부재를 추가로 구비한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬을 이용하게 되면, 대기열을 흡수 및 집열하는 대기열 회수기의 콜렉터 판넬에 전기가 흐르는 탄소 페인트를 도포하여 열을 발생시켜주어서 콜렉트 판넬의 양면에 형성되는 얼음막이나 성애와 같은 빙결현상을 최대한 억제시킬 수 있고 또한 신속하게 열교환이 이루어지게 할 수 있기 때문에, 추운 날씨의 영하에서도 아무런 방해물 없이 콜렉터 판넬이 대기 중에 열을 회수하여 우리가 원하는 따뜻한 온수나 난방을 할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 대기열 회수기의 사용상태를 보인 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬을 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬을 보인 개략평면도.

이하, 본 발명에 따른 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 대기열 회수기의 사용상태를 보인 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬을 보인 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬을 보인 개략평면도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 대기열 회수기(100)의 사용상태를 간략하게 살펴보면, 먼저, 컨트롤러(1)에 의해 순환펌프(2)가 작동하여 열매체(냉매)를 이동시키게 되면, 이동된 열매체는 열매체 입력관(21)으로 유입되어 대기열 회수기(100)를 통과하게 되는데, 이때 흡수 및 집열된 열을 받아서 가열되고, 그 가열된 열매체는 열매체 출력관(22)으로 배출되어 온수탱크(3)로 이동하여 그 내부에 있는 물을 가열하게 되고, 그 가열된 물은 온수나 난방을 위해 사용된다.

여기서, 상기 대기열 회수기(100)의 집열된 열에 의해 가열된 열매체는 솔레노이드 밸브(4)를 통해서 온수탱크(3)가 아닌 다른 곳으로 이동되는 것도 가능하다.

그러나, 상기와 같이 대기열을 흡수 및 집열하는 대기열 회수기(100)의 콜렉터 프레임(10)에는 영하의 추운 날씨에서 얼음막이나 성애와 같은 빙결 현상이 발생하기 때문에 신속하게 열교환이 이루어지지 않아 대기열을 원활하게 회수하지 못하게 되는 일이 종종 발생하게 되는데, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 탄소 페인트(30)를 이용하여 해결하였다.

즉, 상기 대기열 회수기(100)의 콜렉터 프레임(10)이 -15℃이하의 추운 날씨에도 얼음막이나 성애와 같은 빙결이 생기지 않은 상태에서 열교환이 신속하게 이루어질 수 있게 함과 아울러 대기열을 용이하게 회수할 수 있게 함으로써 온수나 난방을 용이하게 할 수 있게 하는 본 발명의 실시예에 따른 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 콜렉터 프레임(10), 열매체 도관(20), 탄소 페인트(30), 흡수열 페인트(40) 및 전기공급부재(50)로 구성된다.

상기 콜렉터 프레임(10)은 상술한 바와 같이, 탄소 페인트(30) 및 흡수열 페인트(40)에 의해 흡수 및 전달된 대기열을 집열하고, 그 집열된 열을 열매체 도관으로 전달하여준다.

상기 열매체 도관(20)은 콜렉터 프레임(10)의 상부면에 설치되어서, 열매체 입력관(21)을 통해서 입력된 열매체가 콜렉터 프레임(10)에 집열된 열을 흡수하여 열매체 출력관(22)을 통해 배출되어 집열된 열이 온수탱크(3)와 같은 외부로 공급되게 한다.

상기와 같이 온수탱크(3)로 보내진 열매체의 뜨거운 열은 온수탱크(3) 내에 있는 물을 가열하게 되고, 따라서 온수를 공급하거나 실내를 난방할 수 있게 한다.

상기 탄소 페인트(30)는 콜렉터 프레임(10) 및 열매체 도관(20)의 상부면에 일정한 두께로 도포되어서 열을 발생시키거나 흡수하여 콜렉터 프레임(10) 및 상기 열매체 도관(20)으로 전달하는 역할을 한다.

여기서, 상기 탄소 페인트(30)를 통해 발생된 열은 흡수열 페인트(40)에 의한 열을 통해서이거나, 아니면 별도로 구비된 전기공급부재(50)를 통해 전기를 공급받아서 열을 발생시키게 된다.

즉, 상기 탄소 페인트(30)는 전기가 흐르는 전도체이기 때문에 전기공급부재(50)를 통해 전기를 공급하게 되면 열을 발생시켜서 그 열이 콜렉터 프레임(10)으로 전달되게 한다.

따라서, 상기와 같이 탄소 페인트(30)를 도포하여 구비함으로써 열이 발생하게 되고, 그 열은 콜렉터 프레임(10)의 양면에서 발생된 얼음막이나 성애와 같은 빙결현상을 방지하여 줌으로써 신속한 열교환을 통한 대기열을 효율적이고 신속하게 회수할 수 있게 하는 일이 가능하여 따뜻한 온수나 난방을 위해 사용할 수 있게 해준다.

상기 흡수열 페인트(40)는 탄소 페인트(30)의 상부에 도포되어서 대기열을 흡수하여 탄소 페인트(30)로 흡수열을 전달해주고, 그 열은 다시 콜렉터 프레임(10) 및 열매체 도관(20)으로 전달되어서 열매체를 가열한다.

상기 전기공급부재(50)는 콜렉터 프레임(10)에 얼음막이나 성애가 발생하지 않도록 하기 위해서 탄소 페인트(30)로 일정한 시간간격으로 전기를 공급하여 열이 발생하게 해 주는 역할을 한다.

상기와 같이, 콜렉터 프레임(10)의 규격 70㎝×200㎝ 윗면에 열을 발산할 수 있도록 전기공급부재(50)를 구비하고 전기가 통하는 탄소 페인트(30)를 도포함에 따라서 열을 발생할 수 있는 장치를 개발하여 열을 회수할 수 있도록 하고, 또한 그 위에 열흡수 물질인 흡수열 페인트(40)를 도포하는 방법을 통해서 추운 겨울철에도 열교환이 신속히 이루어질 수 있게 되는 것이다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

1: 컨트롤러 2: 순환펌프
3: 온수탱크 4: 솔레노이드 밸브
10: 콜렉터 프레임
20: 열매체 도관 21: 열매체 입력관
22: 열매체 출력관
30: 탄소 페인트 40: 흡수열 페인트
50: 전기공급부재
100: 대기열 회수기

Claims (2)

1. 추운 날씨에도 얼음막이나 성애와 같은 빙결이 생기지 않은 상태에서 대기열을 회수할 수 있게 하는 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬에 있어서,
   흡수 및 전달된 대기열을 집열하는 콜렉터 프레임(10);
   상기 콜렉터 프레임(10)의 상부면에 설치되어서, 열매체 입력관(21)을 통해서 입력된 열매체가 상기 콜렉터 프레임(10)에 집열된 열을 흡수하여 열매체 출력관(22)을 통해 배출되어 집열된 열이 외부로 공급되게 하는 열매체 도관(20);
   상기 콜렉터 프레임(10)의 상부면에 도포되어서 열을 발생시키거나 흡수하여 상기 콜렉터 프레임(10) 및 상기 열매체 도관(20)으로 전달하는 탄소 페인트(30); 및
   대기열을 흡수하여 상기 탄소 페인트(30)로 전달하는 흡수열 페인트(40);로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 콜렉터 프레임(10)에 얼음막이나 성애가 발생하지 않도록 하기 위해서, 상기 탄소 페인트(30)로 일정한 시간간격으로 전기를 공급하여 열이 발생하게 해 주는 전기공급부재(50)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소 페인트를 이용한 대기 열교환용 콜렉터 판넬.

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