KR20200079967A - A Batch Type Solar Water Heater - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a batch type solar water heater. The present invention provides the batch type solar water heater including: a flexible heat collecting unit which accommodates water as a collecting medium therein and has a closed space as a whole, wherein one side thereof is selectively opened and closed to selectively inject or extract water; and a communication member which is disposed at a predetermined position of the heat collecting unit, wherein one side thereof communicates with the heat collecting unit and the other side thereof communicates with the atmosphere.

Description

배치식 태양열 온수기{A Batch Type Solar Water Heater}A Batch Type Solar Water Heater

본 발명은 태양열 온수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물을 순환시키지 않고 가열하는 배치식 태양열 온수기에 관한 것이다.The present invention relates to a solar water heater, and more particularly, to a batch type solar water heater for heating without circulating water.

일반적으로 태양열 집열기는 태양의 직사광 또는 산란광을 열에너지로 전환시키는 장치이며, 태양열 집열시스템을 구성하는데 있어서 가장 핵심적인 부분이다. 집열기는 형상이 고정되고 건물의 옥상 등 제한된 장소에 설치되는 집열기(이하 편의상 '고정식 집열기') 및 집열기의 설치 및 해체가 자유로워 집열기의 설치가 특정장소에 한정되지 않는 집열기(이하 편의상 '비고정식 집열기')가 있다. 태양열 집열기의 집열매체는 주로 공기 또는 물이 사용된다.In general, a solar heat collector is a device that converts direct sunlight or scattered light into heat energy, and is the most important part in constructing a solar heat collection system. The collector is fixed in shape and installed in a limited place such as the roof of a building (hereinafter referred to as a'fixed collector' for convenience) and the collector is free to install and disassemble, so the collector is not limited to a specific location (hereinafter referred to as'non-fixed' for convenience) Collector'). The heat collecting medium of the solar heat collector is mainly air or water.

도 1을 참조하여, 종래의 공기를 집열매체로 사용하는 고정식 집열기(100)를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 1, a description of the fixed collector 100 using the conventional air as a heat collecting medium is as follows.

케이스(110)의 내부에 열매체인 공기가 흐르는 집열덕트(120)가 배열되고, 공기의 출입을 위하여 유입구와 유출구가 마련된다. 집열덕트(120)는 알루미늄과 같이 열전달 효율이 좋은 재질을 사용하여 케이스(110) 내부에 지그재그로 절곡되어 형성되어 있다. 집열기(100)의 집열면은 투명한 유리 또는 폴리카보네이트 등으로 덮여 있다. 집열기(100)는 지면에 대하여 일정각도로 기울여 설치되는 것이 보통이나 도 1과 같이 반사판(130)을 둘 경우 지면에 수직이 되도록 설치되기도 한다.Inside the case 110, a heat collecting duct 120 through which air, which is a heating medium, flows is arranged, and an inlet and an outlet are provided for air in and out. The heat collecting duct 120 is formed by bending in a zigzag manner inside the case 110 using a material having good heat transfer efficiency, such as aluminum. The heat collecting surface of the heat collector 100 is covered with transparent glass or polycarbonate. The collector 100 is usually installed at a certain angle with respect to the ground, but is also installed to be perpendicular to the ground when the reflector 130 is placed as shown in FIG. 1.

이러한 고정식 태양열 집열기를 이용한 집열과정을 설명하면 다음과 같다. 태양의 직사광, 반사광 또는 산란광이 유리덮개를 통과하여 집열덕트(120)에 닿으면 열에너지로 전환된다. 또한 일부의 태양광은 온실효과로 케이스(110) 내부의 공기를 가열하고 가열된 공기의 대류와 전도에 의해 열이 집열덕트(120)에 전달된다. 집열덕트(20)에 전달된 열은 상기 집열덕트(120) 내부의 공기를 가열한다. 가열된 공기는 유출구를 통하여 태양열 집열기(100)를 빠져나가며, 필요에 따라 난방이나 온수제조의 용도로 사용된다.A description of the heat collecting process using the fixed solar heat collector is as follows. When direct sunlight, reflected light or scattered light of the sun passes through the glass cover and contacts the heat collection duct 120, it is converted into thermal energy. In addition, some sunlight heats the air inside the case 110 due to the greenhouse effect, and heat is transferred to the heat collection duct 120 by convection and conduction of the heated air. The heat transferred to the heat collecting duct 20 heats the air inside the heat collecting duct 120. The heated air passes through the solar collector 100 through the outlet, and is used for heating or hot water production as needed.

그러나 이러한 고정식 태양열 집열기는 제조비용이 고가이며, 형상이 고정되어 있으므로 제한된 장소에 설치해야 하며, 집열기를 특정장소에 설치한 다음 다른 장소로 이동시키는 것이 자유롭지 못한 문제점이 있었다. 또한 집열기의 설치와 해체가 자유롭지 못하다.However, these fixed solar collectors are expensive to manufacture and must be installed in a limited place because the shape is fixed, and there is a problem in that it is not free to move the collector to another place after installing the collector. Also, it is not possible to install and disassemble the collector.

상술한 고정식 태양열 집열기의 단점을 해결하기 위한 것이 비고정식 집열기이다. 비고정식 집열기는 한국공개특허공보 제10-2008-0089954, 한국공개특허공보 제10-2012-0046945 등에 제안되어 있다.The non-fixed collector is intended to solve the above-mentioned disadvantages of the fixed solar collector. Non-fixed collectors are proposed in Korean Patent Publication No. 10-2008-0089954, Korean Patent Publication No. 10-2012-0046945, and the like.

비고정식 태양열 집열기 중에서도 집열매체로서 물을 직접 가열하는 태양열 집열기(이하 '태양열 온수기')가 제안되고 있다. 태양열 온수기는 물을 순환시키는 방식(이하 '순환식 태양열 온수기')과 물을 순환시키지 않는 방식(이하 '배치식 태양열 온수기')가 있다.Among non-fixed solar heat collectors, solar heat collectors (hereinafter referred to as'solar water heaters') that directly heat water as a heat collecting medium have been proposed. The solar water heater has a method of circulating water (hereinafter referred to as a'circulating solar water heater') and a method of not circulating water (hereinafter referred to as a'batch-type solar water heater').

도 2 및 도 3을 참조하여, 종래의 비고정식 배치식 태양열 온수기(200)를 설명한다.2 and 3, a conventional non-fixed batch type solar water heater 200 will be described.

유연 재질의 집열부(210)의 내부에는 집열매체가 수용된다. 또한 집열부(210)를 둘러싸는 보온부(220)가 구비될 수 있으며, 상기 보온부(220)에는 보온매체가 수용될 수 있다. The heat collecting medium is accommodated in the inside of the heat collecting part 210 made of a flexible material. In addition, a heat insulating part 220 surrounding the heat collecting part 210 may be provided, and the heat keeping medium may be accommodated in the heat keeping part 220.

한편, 태양열 온수기에서는 집열부(210)에 수용되는 집열매체로서 물이 사용된다. 보온부(220)에 수용되는 보온기체는 공기를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 집열부(210) 및 보온부(220)는 집열매체 또는 보온매체를 집어 넣었을때 부풀어 오를 수 있도록 유연한 재질 예들 들어 비닐계 수지가 사용되는 것이 바람직하다. 태양광은 보온부(220)을 투과하여 집열부(210)에 도달하여, 집열부(210)의 집열매체 즉 물을 가열한다.Meanwhile, in a solar water heater, water is used as a heat collecting medium accommodated in the heat collecting unit 210. It is preferable to use air as the warming gas accommodated in the warming unit 220. In addition, the heat collecting part 210 and the heat insulating part 220 are preferably made of a flexible material, for example, vinyl-based resin, so as to swell when the heat collecting medium or the heat insulating medium is inserted. The sunlight passes through the heat keeping part 220 to reach the heat collecting part 210, and heats the heat collecting medium of the heat collecting part 210, that is, water.

한편, 배치식 태양열 온수기에서는 상기 집열부(210)의 일단부에만 물출입부(212)가 마련되어 있고, 그 타단부(218)는 막혀 있다. 또한, 상기 보온부(220)의 일단부에는 보온기체 출입부(222)가 마련되어 있다.On the other hand, in the batch-type solar water heater, the water inlet portion 212 is provided only at one end of the heat collecting portion 210, and the other end portion 218 is blocked. In addition, an insulator 222 is provided at one end of the insulator 220.

따라서, 집열매체인 물이 상기 물출입부(212)를 통해 주입되고, 물을 뺄 때는 상기 물출입부(212) 측에 부압을 형성하면 집열부(210)가 유연한 재질로 되어 있기 때문에 단면이 납작해 지면서 그 내부의 물이 빠져나오게 된다. 보온기체는 물과는 별도로 보온기체 출입부(222)를 통해 주입될 수 있다.Therefore, when water, which is a heat collecting medium, is injected through the water inlet 212, and when water is drawn out, when a negative pressure is formed on the water inlet 212 side, the heat collecting part 210 is made of a flexible material, so that the cross section is As it becomes flat, the water inside it will escape. The insulating gas may be injected through the insulating gas inlet 222 separately from the water.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 보온부(220)의 일측에는 제1반사막(230)이 구비될 수 있다. 제1반사막(230)은 태양광을 집열부(210)로 향하도록 반사시킨다. 또한 지면에는 기저막(250)이 설치되어, 지면으로부터의 습기 침투를 막고 열손실을 줄이는 것이 바람직하다. 기저막(250)의 일부에는 태양광을 집열부(210) 또는 제1반사막(230)으로 반사시키는 제2반사막(260)이 구비될 수 있다. 또한 보호막(240)을 팽팽하게 당기도록 상기 기저막(250)의 양측에 마련되어 지면에 고정되는 고정막(270)이 구비될 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 3, a first reflective film 230 may be provided on one side of the heat keeping part 220. The first reflective film 230 reflects sunlight to the heat collecting part 210. In addition, the base film 250 is installed on the ground, it is preferable to prevent the penetration of moisture from the ground and reduce heat loss. A portion of the base film 250 may be provided with a second reflective film 260 that reflects sunlight to the heat collecting portion 210 or the first reflective film 230. In addition, fixing films 270 provided on both sides of the base film 250 and fixed to the ground may be provided to pull the protective film 240 tightly.

도 4를 참조하여, 배치식 태양열 온수기가 적용된 태양열 온수시스템의 일 예를 설명한다.Referring to FIG. 4, an example of a solar thermal water system to which a batch solar water heater is applied will be described.

배치식 태양열 집열기(200)에는 축열매체에 축열하는 축열장치(500)가 연결된다. 집열기(200)는 집열부(210) 및 보온부(220)를 포함하며, 보호막(240)를 포함할 수도 있다. 축열매체로서도 물이 사용될 수 있으며, 이하에서는 축열매체로서 물이 사용되는 것을 예로 들어 설명한다.A heat storage device 500 that heats up the heat storage medium is connected to the batch-type solar heat collector 200. The collector 200 includes a collector 210 and a warmer 220, and may also include a protective film 240. Water may also be used as a heat storage medium, and hereinafter, water is used as a heat storage medium.

배치식 태양열 집열기(200)에 의해 데워진 물이 축열장치(500)의 물과 순차적으로 교환되어, 축열장치(500)의 물의 온도를 점점 올리게 된다. 이를 위해 상기 축열장치(500)와 상기 태양열 집열기(200)의 사이에는 물이 이동할 수 있는 유로를 형성하여 물을 이동시키는 연결장치(600)가 구비될 수 있다. 또한 물의 공급 및 순환을 제어하는 제어장치(700)를 포함할 수 있다.The water warmed by the batch-type solar heat collector 200 is sequentially exchanged with the water of the heat storage device 500 to gradually increase the temperature of the water of the heat storage device 500. To this end, a connection device 600 for moving water by forming a flow path through which water can move may be provided between the heat storage device 500 and the solar heat collector 200. It may also include a control device 700 for controlling the supply and circulation of water.

연결장치(600)의 일 예를 설명한다.An example of the connection device 600 will be described.

축열장치(500)의 하부에는 상대적으로 저온의 물을 집열기(200)의 집열부(210)로 공급하는 제1유로(610)가 구비된다. 상기 축열장치(500)의 상부에는 상기 집열기(200)의 집열부(210)에서 가열되어 상대적으로 고온인 물을 상기 축열장치(500)로 공급하는 제2유로(620)가 구비된다. 그리고, 상기 집열기(200)의 집열부(210)에는 제3유로(630)가 연결된다. 그리고 상기 제1유로(610), 제2유로(620) 및 제3유로(630)가 만나는 곳에는 상기 물의 유동 방향을 조절하는 삼방밸브(640)가 구비된다. 또한, 상기 집열부(210) 내에서 가열된 물을 상기 제3유로(630) 및 제2유로(620)를 거쳐 상기 축열장치(500)의 상부로 끌어올리는 펌프(650)를 포함하는 것이 바람직하다.A first flow path 610 for supplying relatively low-temperature water to the heat collecting part 210 of the heat collector 200 is provided at the bottom of the heat storage device 500. A second flow path 620 is provided on the heat storage device 500 to heat the heat collector 210 of the heat collector 200 and supply relatively hot water to the heat storage device 500. In addition, a third flow path 630 is connected to the heat collecting part 210 of the heat collector 200. And where the first flow path 610, the second flow path 620, and the third flow path 630 meet, a three-way valve 640 for adjusting the flow direction of the water is provided. In addition, it is preferable to include a pump 650 that pulls water heated in the heat collecting part 210 to the upper portion of the heat storage device 500 through the third flow path 630 and the second flow path 620. Do.

한편, 제어장치(700)는 물의 공급 및 순환을 제어하는데, 상기 태양열 집열기(200)의 집열부(210)의 물 온도와 축열장치(500)의 물 온도를 측정하는 온도 센서(710, 720)가 각각 마련되는 것이 바람직하다. 상기 제어장치(700)는 상기 온도 센서(710, 720)로부터 측정된 온도 값의 차이에 따라 상기 삼방밸브(640) 및 상기 펌프(650)의 작동을 제어함으로써, 물의 공급 및 순환을 제어할 수 있다.Meanwhile, the control device 700 controls supply and circulation of water, and temperature sensors 710 and 720 that measure the water temperature of the heat collecting part 210 of the solar heat collector 200 and the water temperature of the heat storage device 500. It is preferable that each is provided. The control device 700 may control the supply and circulation of water by controlling the operation of the three-way valve 640 and the pump 650 according to the difference in temperature values measured from the temperature sensors 710 and 720. have.

배치식 태양열 온수시스템의 작동을 설명한다.Describe the operation of a batch solar hot water system.

먼저, 상기 삼방밸브(640)를 작동하여, 상기 제2유로(620)는 닫고, 상기 제1유로(610) 및 제3유로(630)를 연통시킨다. 그러면, 상기 축열장치(500) 내부에 저장된 물의 수두압에 의해 물이 태양열 온수기(200)의 집열부(210) 내로 공급된다.First, by operating the three-way valve 640, the second flow path 620 is closed, and the first flow path 610 and the third flow path 630 are communicated. Then, water is supplied into the heat collecting part 210 of the solar water heater 200 by the head pressure of the water stored in the heat storage device 500.

상기 태양열 온수기(200)의 집열부(210)의 물이 태양열을 받아 그 온도가 높아지고, 상기 두 온도 센서(710, 720)에서 측정된 온도가 소정의 차이값 이상이 되면, 상기 삼방밸브(640)의 유로를 바꾸어 상기 제1유로(610)는 닫고 상기 제2유로(620)와 상기 제3유로(630)가 연통되도록 한다. 그리고, 상기 펌프(650)를 작동시켜 집열부(210) 내에 있던 물을 끌어올려서 상기 축열장치(500)로 보낸다.When the water in the heat collecting part 210 of the solar water heater 200 receives solar heat and its temperature increases, and the temperature measured by the two temperature sensors 710 and 720 becomes a predetermined difference or more, the three-way valve 640 ) To change the flow path so that the first flow path 610 closes and the second flow path 620 communicates with the third flow path 630. Then, the pump 650 is operated to draw up water in the heat collecting part 210 and send it to the heat storage device 500.

그런 다음, 다시 삼방밸브(640)의 유로를 바꾸어 상기 태양열 온수기(200)의 집열부(210)로 다시 물을 공급하여 상기 집열 과정을 반복한다. 이렇게 물의 공급과 태양열 집열 및 물의 추출 과정을 반복함에 따라 상기 축열장치(500) 내에 저장된 물의 온도는 점점 높아진다. 물은 4℃ 이상일 때 온도가 높을수록 밀도가 작기 때문에 낮은 온도의 물은 상기 축열장치(500) 내부에서 아래로 내려가고 높은 온도의 물은 위로 올라가게 된다. 따라서, 축열장치(500)에서 태양열 집열기(200)의 집열부(210)로 공급되는 물은 상대적으로 낮은 온도의 물이 공급될 수 있다.Then, the flow path of the three-way valve 640 is changed again, and water is supplied to the heat collecting part 210 of the solar water heater 200 again to repeat the heat collecting process. As the water supply, solar heat collection, and water extraction are repeated, the temperature of the water stored in the heat storage device 500 gradually increases. When the water is 4°C or higher, the higher the temperature, the smaller the density, so the lower the temperature of the water, the lower the temperature inside the heat storage device 500, and the higher the temperature of the water. Therefore, water supplied from the heat storage device 500 to the heat collecting part 210 of the solar heat collector 200 may be supplied with water at a relatively low temperature.

그런데, 상술한 종래의 비고정식 배치식 태양열 온수기는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-described conventional non-fixed batch type solar water heater has the following problems.

첫째, 종래의 비고정식 배치식 태양열 온수기에서는 집열부(210)로 물을 원하는 양만큼 정확히 주입하는 것이 용이하지 않다. 그 이유는 다음과 같다.First, in a conventional non-fixed batch type solar water heater, it is not easy to accurately inject water into the heat collecting portion 210 as desired. The reason for this is as follows.

배치식 태양열 온수기에서는, 물이 순환하지 않고, 물출입부(212)를 통해 집열부(210)에 물을 주입 및 추출하게 된다. 그런데, 비고정식 배치식 태양열 온수기(200)의 집열부(210)는 유연한 재질이므로, 상기 집열부(210)로 원하는 만큼 물을 정확히 주입하는 것이 어렵다. 왜냐하면, 집열부(210)는 실질적으로 폐공간을 이루게 되므로 그 내부에 수위 센서 등을 설치하기도 쉽지 않다. 따라서, 물 주입시에 물 주입의 정지 시점을 판단하기 쉽지 않다. 그런데, 물의 주입이 적으면 집열 성능이 저하하며, 물의 주입이 많으면 유연재질의 집열부(210)가 파손될 우려가 있다.In the batch-type solar water heater, water does not circulate, and water is injected and extracted into the heat collecting part 210 through the water inlet part 212. However, since the heat collecting part 210 of the non-fixed type solar water heater 200 is a flexible material, it is difficult to accurately inject water into the heat collecting part 210 as desired. Because, since the heat collecting part 210 substantially forms a closed space, it is not easy to install a water level sensor or the like therein. Therefore, it is not easy to determine when to stop water injection at the time of water injection. However, if the water injection is small, the heat collection performance is reduced, and if the water injection is large, the heat collecting part 210 of the flexible material may be damaged.

둘째, 종래의 비고정식 배치식 태양열 온수기에서는 집열부(210)에서 물을 빼내는 것도 용이하지 않다는 문제가 있다. 그 이유를 도 5를 참조하여 설명한다.Second, in the conventional non-fixed batch type solar water heater, there is a problem that it is not easy to drain water from the heat collecting part 210. The reason will be described with reference to FIG. 5.

집열부(210)에서 물을 추출할 때는 물출입부(212) 측에 펌프 등을 이용하여 흡입압(부압)을 걸게 된다. 그런데, 집열부(210)가 유연한 재질로 되어 있기 때문에, 펌프의 흡입압에 의하여 집열부의 소정 부분(A)이 협착될 수 있다. 집열부(210)의 중간 부분까지 협착되면, 그 뒷부분의 물을 뺄 수가 없다. 또한, 집열부의 소정 부분(A)이 과도하게 협착되면 그 부분에서 파손이 발생할 수도 있다.When extracting water from the heat collecting part 210, suction pressure (negative pressure) is applied to the water inlet part 212 using a pump or the like. However, since the heat collecting portion 210 is made of a flexible material, a predetermined portion (A) of the heat collecting portion may be constricted by the suction pressure of the pump. If the constriction to the middle portion of the heat collecting portion 210, the water in the back portion can not be drained. In addition, if a predetermined portion (A) of the heat collecting portion is excessively narrowed, damage may occur in that portion.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 유연재질의 집열부로 물의 주입 및 배출이 용이한 배치식 태양열 온수기를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide a batch-type solar water heater that is easy to inject and discharge water into the heat collecting portion of the flexible material.

본 발명의 다른 목적은, 유연재질의 집열부의 파손을 방지할 수 있는 배치식 태양열 온수기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a batch type solar water heater capable of preventing damage to a heat collecting portion of a flexible material.

본 발명의 또 다른 목적은, 집열 성능을 향상시킬 수 있는 배치식 태양열 온수기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a batch type solar water heater capable of improving heat collection performance.

본 발명의 예시적 실시형태에 의하면, 본 발명은 내부에 집열매체인 물을 수용하며, 전체로서는 폐쇄된 공간을 가지며, 일측은 선택적으로 개폐 가능하여 상기 물을 선택적으로 주입 또는 추출할 수 있는 유연재질의 집열부와; 상기 집열부의 소정 위치에 배치되며, 일측은 상기 집열부와 연통되며 타측은 대기와 연통되는 연통부재를 포함하는 배치식 태양열 온수기를 제공한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the present invention accommodates water, which is a heat collecting medium therein, has a closed space as a whole, and one side can be selectively opened and closed so that the water can be selectively injected or extracted A heat collecting part of material; It is disposed at a predetermined position of the heat collecting portion, one side is in communication with the heat collecting portion and the other side provides a batch-type solar water heater comprising a communication member in communication with the atmosphere.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 연통부재는 상기 집열부의 끝단에 구비될 수 있다. 또한, 상기 연통부재는 상기 집열부의 전단 및 후단에 각각 구비될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the communication member may be provided at the end of the heat collecting portion. In addition, the communication member may be provided at the front end and the rear end of the heat collecting portion, respectively.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 연통부재의 상단은 막히며, 상기 연통부재에는 일측은 상기 연통부재와 연통하며 타측은 대기와 연통되는 도관이 구비될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the upper end of the communication member is blocked, and the communication member may be provided with a conduit in which one side communicates with the communication member and the other side communicates with the atmosphere.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 연통부재는 일측이 상기 집열부와 연결되는 연결부와, 일측은 상기 연결부와 연통하며 타측은 대기와 연통하는 연통부를 포함하며, 상기 연결부 및 상기 연통부는 비유연재질으로 구성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the communication member includes a connection part on which one side is connected to the heat collecting part, a communication part on one side communicating with the connection part and a communication part communicating with the atmosphere, and the connection part and the communication part are made of non-flexible material. Can be configured.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 연통부재에는 수위를 감지하는 수위센서가 구비될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the communication member may be provided with a water level sensor for detecting the water level.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.Each feature of the above-described embodiments may be implemented in combination in other embodiments, unless contradictory or exclusive to the other embodiments.

상술한 본 발명에 따른 배치식 태양열 온수기는 다음과 같은 효과가 있다. Batch-type solar water heater according to the present invention described above has the following effects.

첫째, 본 발명에 따르면, 유연재질의 집열부로 물을 주입 및 배출하는 것이 용이하다는 이점이 있다. First, according to the present invention, there is an advantage that it is easy to inject and discharge water into the heat collecting portion of the flexible material.

둘째, 본 발명에 따르면, 유연재질의 집열부의 파손을 방지할 수 있다는 이점이 있다.Second, according to the present invention, there is an advantage that can prevent damage to the heat collecting portion of the flexible material.

둘째, 본 발명에 따르면, 유연재질의 집열부에 원하는 만큼의 물을 주입할 수 있으므로 집열 성능을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.Second, according to the present invention, since it is possible to inject as much water as desired into the heat collecting portion of the flexible material, there is an advantage that the heat collecting performance can be improved.

도 1은 종래의 고정식 태양열 집열기를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 비고정식 배치식 태양열 온수기를 도시한 사시도이다.
도 3은 도2의 단면도이다.
도 4는 도 2를 이용한 태양열 온수시스템의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 집열부에서 물을 추출시에 발생하는 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배치식 태양열 온수기의 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 배치식 태양열 온수기의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 배치식 태양열 온수기의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 1 is a perspective view showing a conventional fixed solar collector.
Figure 2 is a perspective view showing a conventional non-fixed batch solar water heater.
3 is a cross-sectional view of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view showing an example of a solar hot water system using FIG. 2.
5 is a perspective view showing a state that occurs when extracting water from the heat collecting portion of FIG. 2.
6 is a cross-sectional view showing an embodiment of a batch-type solar water heater according to the present invention.
7 is a cross-sectional view showing another embodiment of a batch type solar water heater according to the present invention.
8 is a cross-sectional view showing another embodiment of a batch type solar water heater according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 배치식 태양열 온수기의 바람직한 실시예를 설명한다. 이하에서는, 본 발명의 구성요소 등을 구체적으로 특정하는 도면 및 실시예에 의하여 설명하지만, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 또한 아래의 실시예에서 특정의 구성요소는 설명의 편의를 위하여 과장되게 또는 축소되어 도시되거나 설명될 수 있지만 이 또한 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서, 본 발명은 아래에서 설명될 실시예 또는 도면에 그려진 형태로 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형의 본 발명의 범주이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the batch type solar water heater according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the components and the like of the present invention will be described with reference to specific drawings and examples, which are merely used to help the understanding of the present invention. In addition, in the embodiments below, specific components may be exaggerated or reduced for illustration convenience, and may be illustrated or described, but this is also for understanding the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the form described in the embodiments or drawings to be described below, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions, and such modifications and variations It is the scope of the present invention.

도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 배치식 태양열 온수기의 실시예를 설명한다.Referring to Figure 6, an embodiment of a batch-type solar water heater according to the present invention will be described.

본 실시예의 구성요소 중에 종래 기술과 동일한 구성요소는 종래 기술과 동일한 명칭 및 도면 번호를 사용한다. 또한 설명의 번잡을 피하기 위하여, 본 실시예의 구성요소 중에 종래 기술과 실질적으로 동일한 구성요소의 상세한 설명은 생략하며, 본 실시예의 주제와 관련된 내용에 한정하여 설명한다.Among the components of this embodiment, the same components as in the prior art use the same names and drawing numbers as in the prior art. In addition, in order to avoid the complexity of the description, detailed descriptions of the components substantially the same as those of the prior art among the components of the present embodiment are omitted, and description will be limited to contents related to the subject matter of the present embodiment.

본 실시예에서도, 유연한 집열부(210)의 일단부에만 물출입부(212)가 마련되어 있고, 그 타단부(218)는 막혀 있다. 또한 물출입부(212)의 소정 위치에 밸브(640)가 구비될 수 있다.Also in this embodiment, the water inlet 212 is provided only at one end of the flexible heat collecting part 210, and the other end 218 is blocked. In addition, a valve 640 may be provided at a predetermined position of the water inlet 212.

그런데, 본 실시예에서는 집열부(210)로의 물의 주입 및 추출을 원할하게 하기 위하여, 상기 집열부(210)의 소정위치에 연통부재(400)가 구비된다.However, in this embodiment, in order to facilitate the injection and extraction of water into the heat collecting portion 210, a communication member 400 is provided at a predetermined position of the heat collecting portion 210.

연통부재(400)를 상세히 설명하면 다음과 같다.The communication member 400 will be described in detail as follows.

연통부재(400)의 일측(414)은 집열부(210)와 연통하고 타측(412)은 대기(공기)와 연통한다. 즉, 연통부재(400)는 집열부(210)의 내부를 대기와 연통시키는 기능을 가진다.One side 414 of the communication member 400 communicates with the heat collecting portion 210 and the other side 412 communicates with the atmosphere (air). That is, the communication member 400 has a function of communicating the inside of the heat collecting unit 210 with the atmosphere.

연통부재(400)의 형상은 한정되지는 않으나, 대략 집열부(210)에서 상부로 연장되어 형성되며 원통형인 것이 바람직하다. 또한 연통부재(400)는 투명 재질로 구성될 수 있다.The shape of the communication member 400 is not limited, but is substantially extended from the heat collecting portion 210 to the top and is preferably cylindrical. In addition, the communication member 400 may be made of a transparent material.

또한 연통부재(400)의 설치위치는 한정되지는 않으나, 집열부(210)의 끝단(막힌 부분 또는 펌프와 반대쪽)에 설치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 물의 추출시에 연통부재(400)에 의해 집열부(210)의 끝단부에 대기압이 작용하여, 물의 추출이 용이하기 때문이다.In addition, the installation position of the communication member 400 is not limited, but is preferably installed at the end (opposite to the blocked portion or pump) of the heat collecting portion 210. This is because, at the time of extraction of water, atmospheric pressure is applied to the end of the heat collecting part 210 by the communication member 400, so that the extraction of water is easy.

또한, 연통부재(400)의 갯수는 한정되지 않으나, 집열부(210)의 양단 예를 들어 전단(400a) 및 후단(400)에 각각 한 개씩 구비될 수 있다.In addition, the number of the communication members 400 is not limited, but may be provided at each end of the heat collecting unit 210, for example, one at each of the front end 400a and the rear end 400.

연통부재(400)의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the communication member 400 is as follows.

먼저 집열부(210)에 물을 주입하는 것을 설명한다.First, the injection of water into the heat collecting part 210 will be described.

집열부(210)에는 연통부재(400)가 구비되어 있다. 그런데 연통부재(400)의 일측(414)은 집열부(210)와 연통하고 타측(412)은 대기와 연통되어 있다. 따라서, 집열부(210)에 공기 등이 남아 있는 경우에도 상기 집열부(210)에 주입되는 물에 의하여 공기 등이 연통부재(400)를 통하여 대기 방향으로 밀려 나간다. 따라서, 집열부(210)에 원할하게 물을 주입할 수 있다.The heat collecting part 210 is provided with a communication member 400. However, one side 414 of the communication member 400 communicates with the heat collecting portion 210 and the other side 412 communicates with the atmosphere. Therefore, even when air or the like remains in the heat collecting part 210, air or the like is pushed out through the communication member 400 to the air by water injected into the heat collecting part 210. Therefore, water can be smoothly injected into the heat collecting part 210.

또한, 연통부재(400)는 투명재질로 구성할 수 있다. 그런데 집열부(210)에 물이 다 채워지면 일부의 물은 연통부재(400)로 올라오게 된다. 따라서 상기 연통부재(400)의 물을 보면서 집열부(210)에 채워지는 물의 양을 조절할 수 있다.In addition, the communication member 400 may be made of a transparent material. However, when the heat collecting part 210 is filled with water, some of the water rises to the communication member 400. Therefore, the amount of water filled in the heat collecting part 210 can be adjusted while looking at the water of the communication member 400.

또한, 집열부(210)가 연통부재(400)에 의하여 대기와 연통되어 있다. 따라서 수두압에 의하여 유연재질의 집열부(210)의 내부를 물로 충만시킬 수 있으므로, 집열 성능이 향상된다. 그 이유를 설명하면 다음과 같다.In addition, the heat collecting part 210 is in communication with the atmosphere by the communication member 400. Therefore, since the inside of the heat collecting portion 210 of the flexible material can be filled with water by the head pressure, the heat collecting performance is improved. The reason is as follows.

유연재질의 집열부(210)에 물이 채워진 상태에서 수두압이 걸려 있지 않으면, 물의 자중에 의하여 집열부(210)의 단면은 타원형이 가까운 형상을 갖게 된다. 그런데, 집열부(210)에 수두압이 크게 걸릴수록 집열부(210)의 단면은 원형에 가까운 형상이 된다. 집열부(210)의 단면이 원형에 가까워질수록 태양광이 집열부(210)에 더 많이 집열된다. 왜냐하면, 제1반사막 및 지면에 구비된 제2반사막에서 반사된 태양광이 집열부(210)도 더 많이 모이기 때문이다.(제1반사막, 제2반사막은 도 3 참조)If the head pressure is not applied while the water collecting part 210 of the flexible material is filled, the cross section of the heat collecting part 210 has a shape of an elliptical shape due to the weight of the water. However, as the head pressure of the heat collecting portion 210 is significantly increased, the cross-section of the heat collecting portion 210 becomes closer to a circular shape. The closer the cross-section of the heat collecting portion 210 is to the circular shape, the more sunlight is collected on the heat collecting portion 210. This is because the sunlight reflected from the first reflective film and the second reflective film provided on the ground collects more of the heat collecting portion 210 (see FIG. 3 for the first reflective film and the second reflective film).

다음으로, 집열부(210)에서 물을 추출 즉 물을 빼내는 것을 설명한다.Next, the extraction of water from the heat collecting part 210, that is, the extraction of water will be described.

상술한 바와 같이, 종래의 배치식 태양열 집열기에서는 펌프를 이용하여 물을 뺄 때, 상기 펌프의 과도한 흡입압(부압)에 의하여 상기 집열부의 입구에서 소정 위치가 협착될 수 있다. 그러면, 집열부의 협착된 부분의 후단에 있는 물은 배출되지 않고 오히려 집열부의 협착된 부위가 파손될 수 있다.As described above, in the conventional batch type solar heat collector, when water is drained using a pump, a predetermined position may be narrowed at the inlet of the heat collecting part by excessive suction pressure (negative pressure) of the pump. Then, the water at the rear end of the constricted portion of the heat collecting portion is not discharged, but rather the constricted portion of the heat collecting portion may be damaged.

그런데, 본 실시예에 의하면, 집열부(210)에 대기와 연통되는 연통부재(400)가 있다. 즉 집열부(210)는 연통부재(400)를 통하여 대기와 연통되어 있다. 따라서, 집열부(210)의 소정 부위가 협착되지 않고 물이 원할하게 집열부(210)에서 외부로 배출된다. 따라서, 집열부(210)의 협착 및 파손이 방지된다.By the way, according to this embodiment, there is a communication member 400 in communication with the atmosphere in the heat collecting unit 210. That is, the heat collecting part 210 is in communication with the atmosphere through the communication member 400. Therefore, a predetermined portion of the heat collecting portion 210 is not constricted and water is discharged from the heat collecting portion 210 smoothly. Therefore, the narrowing and damage of the heat collecting portion 210 is prevented.

한편, 상술한 실시예에서는 연통부재(400)를 투명한 재질로 하고, 상기 연통부재(400) 내부의 물의 수위를 보면서 집열부(210)에 채워지는 물의 양을 조절하는 것을 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. Meanwhile, in the above-described embodiment, it has been described that the communication member 400 is made of a transparent material and the amount of water filled in the heat collecting part 210 is adjusted while viewing the water level inside the communication member 400. However, the present invention is not limited to this.

예들 들어, 상기 연통부재(400)에 수위센서(416)를 설치하는 것도 가능하다. 수위센서(416)가 설치되는 경우에는 수위센서(416)에서 측정된 수위값을 이용하여 밸브(640) 및 펌프(도 4 참조)를 제어하는 것이 가능하다. 예들 들어, 집열부(210)에 물을 주입할 때, 수위센서(416)에서 측정된 수위가 소망하는 수위가 되면, 펌프를 정지시키고 밸브(640)를 닫을 수 있다. For example, it is also possible to install the water level sensor 416 on the communication member 400. When the water level sensor 416 is installed, it is possible to control the valve 640 and the pump (see FIG. 4) using the water level value measured by the water level sensor 416. For example, when water is injected into the heat collecting part 210, when the water level measured by the water level sensor 416 becomes a desired water level, the pump may be stopped and the valve 640 may be closed.

도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 배치식 태양열 온수기의 다른 실시예를 설명한다.Referring to Fig. 7, another embodiment of the batch-type solar water heater according to the present invention will be described.

본 실시예도 상술한 실시예와 작용 원리는 유사하다. 다만, 상술한 실시예와 연통부재(400)가 대기와 연통하는 구조가 상이하다.This embodiment is similar in principle to the above-described embodiment. However, the structure in which the communication member 400 communicates with the atmosphere is different from the above-described embodiment.

상세히 설명하면 다음과 같다.The details are as follows.

본 실시예에서는, 연통부재(400)의 상단은 막히며, 연통부재(400)의 소정 위치에 대기와 연통하는 도관(450)가 구비된다. 도관(450)의 일측(454)은 연통부재(400)와 연통하며 타측(452)은 대기와 연통한다. 도관(450)은 관경이 작은 관을 사용하는 것이 가능하다.In this embodiment, the upper end of the communication member 400 is blocked, and a conduit 450 communicating with the atmosphere is provided at a predetermined position of the communication member 400. One side 454 of the conduit 450 communicates with the communication member 400 and the other side 452 communicates with the atmosphere. The conduit 450 may use a tube having a small diameter.

연통부재(400)에 별도의 도관(450)를 구비하는 이유는 다음과 같다.The reason for providing a separate conduit 450 in the communication member 400 is as follows.

실험 결과, 집열부(210)의 물은 섭씨 60도 정도로 가열될 수 있다. 따라서 연통부재(400)의 물이 증발하여 미스트 형태로 외부로 배출될 수 있다. 그러면, 미스트가 보호막(240)의 상부에 부착하여 태양광 투과 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 연통부재(400)에 별도의 도관(450)을 구비하고, 상기 도관(450)의 선단은 보호막(240)의 외부로 노출시키는 것이 바람직하다.As a result of the experiment, the water in the heat collecting part 210 may be heated to about 60 degrees Celsius. Therefore, the water of the communication member 400 may be evaporated and discharged to the outside in a mist form. Then, the mist may adhere to the upper portion of the passivation layer 240 to degrade solar transmission performance. Therefore, it is preferable that a separate conduit 450 is provided in the communication member 400, and the tip of the conduit 450 is exposed to the outside of the protective film 240.

도 8을 참조하여, 집열부(210)와 연통부재(400)의 결합방식의 실시예를 설명한다.Referring to FIG. 8, an embodiment of a coupling method between the heat collecting part 210 and the communication member 400 will be described.

상술한 바와 같이, 비고정식 배치식 태양열 온수기에서는 집열부(210)는 유연재질로 구성된다. 그런데 연통부재(400)는 유연재질로 구성하는 것이 용이하지 않다. 따라서 유연재질의 집열부와 비유연재질의 연통부재를 별도의 부재로 만들어 이들을 결합하는 방식을 제안한다.As described above, in the non-fixed batch type solar water heater, the heat collecting part 210 is made of a flexible material. However, it is not easy for the communication member 400 to be made of a flexible material. Therefore, we propose a method of combining the heat collecting member of the flexible material and the non-flexible communication member as separate members.

집열부(210)는 유연재질로 구성한다. 그리고 연통부재(400)는 비유연재질 예들 들어 PVC로 제작하고, 상기 유연재질의 집열부(210)와 비유연재질의 연통부재(400)를 상호 결합한다.The heat collecting part 210 is made of a flexible material. In addition, the communication member 400 is made of non-flexible materials, for example, PVC, and mutually couples the heat collecting member 210 of the flexible material to the communication member 400 of the non-flexible material.

상세히 설명하면 다음과 같다.The details are as follows.

연통부재(400)는 연통부(410)와 연결부(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 예들 들어, 연결부(420)는 일측은 집열부(210)와 연결되며 타측에는 연통부(420)가 연결된다.The communication member 400 may include a communication part 410 and a connection part 420. For example, one side of the connection portion 420 is connected to the heat collecting portion 210, and the other side is connected to the communication portion 420.

연결부(420)는 실질적으로 집열부(210)와 동일한 형상 예들 들어 원통형인 것이 바람직하다. 다만, 집열부(210)와 연결되기 위하여, 연결부(420)의 외경이 집열부(420)의 내경에 대응하는 바람직하다. 즉, 연결부(420)의 외경에 집열부(210)의 일단을 끼우고, 상기 집열부(210)의 외면을 밴드나 클램프 등의 압착구(460)를 이용하여 조이는 것이 바람직하다. 이렇게 구성하면, 기밀성을 유지하면서 집열부(210)와 연결부(420)를 결합시키는 것이 가능하다.The connection portion 420 is preferably substantially the same shape as the heat collecting portion 210, for example, a cylindrical shape. However, in order to be connected to the heat collecting portion 210, it is preferable that the outer diameter of the connecting portion 420 corresponds to the inner diameter of the heat collecting portion 420. That is, it is preferable to fit one end of the heat collecting portion 210 to the outer diameter of the connecting portion 420 and to tighten the outer surface of the heat collecting portion 210 using a compression tool 460 such as a band or a clamp. With this configuration, it is possible to combine the heat collecting portion 210 and the connecting portion 420 while maintaining airtightness.

한편, 상술한 각각의 실시예에서 특별히 설명되지 않은 부분은 다른 실시예 중 적어도 어느 하나의 사항이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 서로 배치되는 사항이 아니라면, 특별한 언급이 없더라도 어느 한 실시예에서 설명한 기술적 사항은 다른 실시예에서 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, in each of the above-described embodiments, at least one of the other embodiments may be applied to the portions not specifically described. In addition, unless otherwise arranged, technical details described in one embodiment may be applied in substantially the same manner in other embodiments, unless otherwise specified.

이상에서 설명한 바와 같은 비고정식 배치식 태양열 온수기는 집열부로 물을 원할하게 주입하거나 배출시킬 수 있다. 또한, 물의 주입 및 배출시에 집열부가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 집열부의 형상에 대응하여 물을 채울 수 있으므로 집열 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, the non-fixed batch type solar water heater can smoothly inject or discharge water into the heat collecting part. In addition, it is possible to prevent the heat collecting portion from being damaged during injection and discharge of water. In addition, since water can be filled in correspondence with the shape of the heat collecting portion, heat collecting performance can be improved.

상술한 바와 같이, 본 발명을 구체적 구성요소 등과 같은 특정 사항을 가지는 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 즉 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형의 본 발명의 범주이다. As described above, the present invention has been described by means of limited embodiments and drawings with specific details, such as specific components, which are used to help understand the present invention. That is, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains are capable of various modifications and variations from these descriptions, and such modifications and variations are the scope of the present invention.

210 : 집열부 400 : 연통부재
410 : 연통부 420 : 연결부
450 : 도관210: heat collector 400: communication member
410: communication unit 420: connection unit
450: conduit

Claims (6)

내부에 집열매체인 물을 수용하며, 전체로서는 폐쇄된 공간을 가지며, 일측은 선택적으로 개폐 가능하여 상기 물을 선택적으로 주입 또는 추출할 수 있는 유연재질의 집열부와;
상기 집열부의 소정 위치에 배치되며, 일측은 상기 집열부와 연통되며 타측은 대기와 연통되는 연통부재를 포함하는 배치식 태양열 온수기.A collection part of a flexible material that accommodates water as a heat collecting medium therein, has a closed space as a whole, and can be selectively opened and closed at one side to selectively inject or extract the water;
A batch type solar water heater that is disposed at a predetermined position of the heat collecting portion, and one side communicates with the heat collecting portion and the other side includes a communication member communicating with the atmosphere. 제1항에 있어서, 상기 연통부재는 상기 집열부의 끝단에 구비되는 것을 특징으로 하는 배치식 태양열 온수기.The batch type solar water heater according to claim 1, wherein the communication member is provided at an end of the heat collecting part. 제2항에 있어서, 상기 연통부재는 상기 집열부의 전단 및 후단에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 배치식 태양열 온수기.The batch type solar water heater according to claim 2, wherein the communication member is provided at the front end and the rear end of the heat collecting part, respectively. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연통부재의 상단은 막히며, 상기 연통부재에는 일측은 상기 연통부재와 연통하며 타측은 대기와 연통되는 도관이 구비되는 것을 특징으로 하는 배치식 태양열 온수기.The arrangement according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper end of the communication member is blocked, and the communication member is provided with a conduit that has one side communicating with the communication member and the other side communicating with the atmosphere. Solar water heater. 제4항에 있어서, 상기 연통부재는 일측이 상기 집열부와 연결되는 연결부와, 일측은 상기 연결부와 연통하며 타측은 대기와 연통하는 연통부를 포함하며, 상기 연결부 및 상기 연통부는 비유연재질인 것을 특징으로 하는 배치식 태양열 온수기.The method according to claim 4, wherein the communication member includes a connection part on which one side is connected to the heat collecting part, a communication part on one side communicating with the connection part and a communication part communicating with the atmosphere, and the connection part and the communication part are non-flexible materials. Features a batch solar water heater. 제1항에 있어서, 상기 연통부재에는 수위를 감지하는 수위센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 배치식 태양열 온수기.The batch type solar water heater according to claim 1, wherein the communication member is provided with a water level sensor for sensing the water level.
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