KR20210136517A - 외장재형 태양열 집열기 및 이의 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건물의 외장재의 역할과 태양열 집열기의 역할을 동시에 할 수 있는 외장재형 태양열 집열기 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 플레이트 형태로, 건물의 마감재 외측에 마련되어 건물의 외벽을 형성하며, 태양열을 흡수하는 금속패널과, 상기 금속패널의 후면에 접촉 및 고정되며, 내부를 순환하는 작동유체에 의해 상기 금속패널의 열을 흡수하는 히트파이프 및 상기 금속패널 일측에 마련되며, 내부에 상기 히트파이프 일측이 접속되어 상기 히트파이프의 열을 외부로 전달 및 히트파이프를 냉각시키는 매니폴드를 포함하여 미려한 효과를 도모하면서도 파손을 방지할 수 있는 외장재형 태양열 집열기 및 이의 시공방법이 개시된다.

Description

외장재형 태양열 집열기 및 이의 시공방법{Multifunctional Brick Type Solar Collector and Construction Method Thereof}
본 발명은 태양열 집열기 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물의 외장재의 역할과 태양열 집열기의 역할을 동시에 할 수 있는 외장재형 태양열 집열기 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
태양열 집열기란 입사되는 태양광을 모아 열에너지로 전환하여 열전달 매체에 전달하는 장치를 일컫는다. 이러한 태양열 집열기는 투명 유리나 플라스틱으로 이루어진 투명판과, 그 내부에 입사한 빛을 흡수하기 위한 집열판과, 생성된 열이 외부로 누출되지 않도록 하기 위한 단열재 및 생성된 열을 열전달 매체에 의해 다른 곳으로 이동시키기 위한 배관으로 이루어지며, 집열효율을 극대화하기 위하여 태양의 고도각을 고려, 건물 꼭대기 옥상에 약간의 각도를 가지고 설치된다.
여기서 고도각이란, 지평선을 기준으로 하여 태양의 높이를 일컫는 것으로, 태양광과 집열기 전면이 이루는 각도가 수직에 가까울수록 높은 집열효율을 나타내며, 종래의 태양열 집열기의 경우 집열기의 전면과 지평선이 이루는 각도는 크지 않도록 설계되어 왔다.
그런데 상술한 바와 같은 종래의 태양열 집열기는 집열효율은 좋으나, 설치위치의 한계로 집열 가능한 면적이 제한적이며, 여름철에는 높은 고도각으로 인해 집열효율이 좋은 것에 반해 열 사용량은 적어 집열기에 과열이 발생하여 파손되는 문제가 있었고, 겨울철에는 낮은 고도각으로 집열효율이 낮은 것에 반해 낮은 기온으로 배관의 동파를 야기하는 문제가 있었다. 또한 태양열 집열기 설치로 인하여 건물의 외관을 저해하는 문제가 있었다.
따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 태양열 집열기의 개발이 필요한 실정이다.
1. 한국등록특허 제10-1743541호("액체식 ＰＶＴ 컬렉터를 이용한 난방 및 온수 생산 시스템") 2. 한국공개특허공보 제10-2018-0117267호("PVT를 이용한 냉난방환기시스템") 3. 한국공개특허공보 제10-2003-0090175호("태양열 취득을 위한 단열패널")
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은,
미려한 효과를 도모하면서도 파손을 방지할 수 있는 외장재형 태양열 집열기 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 외장재형 태양열 집열기는, 플레이트 형태로, 건물의 마감재 외측에 마련되어 건물의 외벽을 형성하며, 태양열을 흡수하는 금속패널; 상기 금속패널의 후면에 접촉 및 고정되며, 내부를 순환하는 작동유체에 의해 상기 금속패널의 열을 흡수하는 히트파이프; 및 상기 금속패널 일측에 마련되며, 내부에 상기 히트파이프 일측이 접속되어 상기 히트파이프의 열을 외부로 전달 및 히트파이프를 냉각시키는 매니폴드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 금속패널의 후면에는 상기 금속패널의 후면으로부터 돌출 형성되며, 중앙부에 히트파이프가 관통하는 관통홀이 형성된 히트파이프 고정구가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
상세히, 상기 히트파이프 고정구는, 상기 금속패널의 후면으로부터 가장 높게 돌출된 중앙부 끝점으로부터 금속패널의 후면에 이르기까지 금속패널의 후면과 가까울수록 그 너비가 점차 넓게 형성된 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 히트파이프 고정구는, 클램프 형상으로 형성되어 히트파이프가 끼워지는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 금속패널은, 다수개가 서로 이웃하게 배치되며, 상기 외장재형 태양열 집열기는, 상기 금속패널을 소정 각도범위 내에서 회전시키는 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 구동부의 회전중심은 지면에 대하여 수직인 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 구동부의 회전중심은 지면에 대하여 수평인 것을 특징으로 한다.
또한, 외장재형 태양열 집열기는, 이웃하게 배치된 상기 금속패널 사이에는 서로를 연결하도록 형성된 연결러버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속패널은, 회전방향 일측면에 물막이가 더 형성되고, 제2금속패널이 제1금속패널의 일측으로 서로 이웃하게 배치된다고 할 때, 제1금속패널의 물막이는 제2금속패널의 후측으로 중첩되게 배치된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 금속패널은, 전면에 열흡수 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매니폴드는 내부에 저온의 순환수가 순환하는 순환수유로가 마련되어 상기 히트파이프와 열교환 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열 시스템은, 상기 외장재형 태양열 집열기; 건물 일측에 마련된 축열조; 순환수가 상기 외장재형 태양열 집열기의 매니폴드 내부와 상기 축열조 내부를 순환할 수 있도록 형성된 순환관; 및 상기 외장재형 태양열 집열기의 구동부를 제어하기 위한 제어부;를 포함한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열 시스템은, a) 건물의 마감재에 매니폴드를 설치하는 단계; b) 상기 매니폴드에 히트파이프를 접속시켜 고정하는 단계; 및 c) 상기 히트파이프가 금속패널의 히트파이프 고정구에 삽입되도록 상기 금속패널을 장착하는 단계;를 포함한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 외장재형 태양열 집열기는 태양열 집열기가 외장재와 일체로 형성되어 별도의 태양열 집열기의 설치공간이 요구되지 않으며, 건물 외관을 해치지 않으면서도 태양열 집열기의 설치가 가능한 효과가 있다.
또한, 금속패널은 건물의 외벽 형태로 설치되어, 고도각이 높은 여름철에는 태양광의 입사 방향과 금속패널이 이루는 각도가 작아 집열 효율이 낮은 점과 외기와의 전열면적이 넓어 빠르게 냉각되는 효과로 인해 집열기의 과열을 방지하고, 고도각이 낮은 겨울철에는 태양광의 투사 방향과 금속패널이 이루는 각도가 직각에 가까워 집열 효율이 높임에 따라 집열기의 동파를 방지하는 효과가 있다.
또한, 히트파이프 고정구의 구성을 통하여 히트파이프와 금속패널의 연결이 용이한 효과가 있다.
또한, 구동부의 구성을 통하여 태양광의 입사방향에 따라 금속패널의 각도를 조절함으로써 집열효율의 조절 및 금속패널의 냉각속도의 조절이 가능한 효과가 있다.
또한, 연결러버와 물막이의 구성을 통하여 금속패널의 각도의 조절이 가능하면서도 누수를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 히트파이프 고정구의 구성을 통하여 시공이 간편한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기가 건물에 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 금속패널을 도시한 상측면도이다.
도 4는 금속패널의 다른 실시예이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 구동부가 적용된 모습을 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 구동부가 적용된 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8과 도 9는 연결러버를 도시한 상측면도이다.
도 10과 11은 물막이를 도시한 상측면도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열시스템의 개념도이다.
본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
[외장재형 태양열 집열기]
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기가 건물에 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 건물의 마감재 외측에 마련되어 건물의 외벽 형태로 설치되어 태양열 집열기를 설치하기 위한 별도의 공간이 요구되지 않는다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 분해도이다.
이러한 외장재형 태양열 집열기(100)는 크게 금속패널(110)과, 히트파이프(130)와, 매니폴드(150)를 포함한다.
먼저 금속패널(110)은 건물의 최외측에 마련되어 태양열을 흡수하기 위한 구성으로, 전도성이 좋은 알루미늄, 구리 등으로 이루어지며 플레이트 형태로 형성된다. 또한 지면에 대하여 수직으로 설치된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 금속패널을 도시한 상측면도이다.
금속패널(110)의 전면에는 열흡수 코팅층(111)이 형성되어 금속패널(110)로 하여금 높은 흡수율과 낮은 방사율을 발휘하도록 하여 태양열을 보다 효율적으로 흡수할 수 있다. 금속패널(110)의 후면, 더욱 정확하게는 건물의 마감재 외측과 대향하는 면에는 도 3에 도시된 바와 같이 금속패널(110)의 후면으로부터 돌출 형성되며, 중앙부에 관통홀(114)이 형성된 형태의 히트파이프 고정구(113)가 마련된다. 히트파이프 고정구(113)의 관통홀(114)에는 히트파이프(130)가 삽입되어 금속패널(110)과 히트파이프(130)가 일체가 될 수 있다.
이때, 히트파이프 고정구(113)는 금속패널(110)의 연장방향을 따라 길게 형성되어 히트파이프(130)와 금속패널(110)이 최대한 많은 면적을 접촉할 수 있는 형태로 형성됨이 바람직하며, 히트파이프 고정구(113)는 관통홀(114)의 직경방향으로 잘랐을 때의 단면을 기준으로 금속패널의 후면으로부터 가장 높게 돌출된 히트파이프 고정구(113)의 중앙부 끝점으로부터 금속 패널의 후면에 이르기까지 금속패널의 후면과 가까울수록 그 너비는 점차 넓은 형태로 형성하는 것이 열손실 저감의 측면과 구조적 안정성 측면에서 좋다.
도 4는 금속패널의 다른 실시예이다.
히트파이프 고정구(113)의 다른 실시예로 히트파이프 고정구(113)는 도 4에 도시된 바와 같이 클램프 형태로 형성되어 히트파이프(130)를 히트파이프 고정구(113)에 끼움결합 할 수도 있다.
여기서, 히트파이프 고정구(113)는 하나의 금속패널(110)에 다수개가 형성되어, 다수의 히트파이프(130)를 금속패널(110)의 후면에 장착할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 측단면도이다.
히트파이프(130)는 금속패널(110)의 열을 매니폴드로 전달하는 역할을 하는 구성으로, 원통 파이프 형태로 형성되고, 내부에는 작동유체가 충진된 형태이다. 히트파이프(130)는 상술한 바와 같이 금속패널(110)의 후면에 접촉 및 고정되는데 이때, 히트파이프의 일단은 금속패널(110) 일측으로 돌출된 형태로 결합되어 후술할 매니폴드(150)에 접속된다. 히트파이프(130)는 전도에 의하여 금속패널(110)의 열을 흡열하고, 열의 방향성에 의해 흡열한 열을 저온의 매니폴드(150)로 방열한다.
메니폴드(150)는 금속패널(110)의 일측에 마련되며, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 소정형태, 예를 들어 직육면체 형태로 형성되고, 내부에는 저온의 순환수가 유통할 수 있도록 하는 순환수유로(151)가 형성된다. 그리고 금속패널(110)과 대향하는 측면에는 히트파이프 접속구(153)가 마련되어, 상기 금속패널(110)의 일측으로 돌출된 히트파이프(130)의 일단이 접속될 수 있도록 형성된다. 경우에 따라 하나의 매니폴드(150)에 다수의 금속패널(110) 및 히트파이프(130)가 연결될 수 있으며, 도면에서는 하나의 매니폴드(150)에 두 개의 금속패널(110)이 연결될 수 있는 것으로 도시하였다. 매니폴드(150)는 상기와 같은 결합관계를 통해, 히트파이프(130) 내부에 충진된 작동유체와 순환수유로(151)를 순환하는 저온의 순환수를 서로 열교환시켜, 히트파이프(130)는 냉각시키고, 순환수는 가열시킨다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시에 따른 외장재형 태양열 집열기는 건물의 외벽 형태로 설치되어, 고도각이 높은 여름철에는 태양광의 입사 방향과 금속패널이 이루는 각도가 작아 집열 효율이 낮은 점과 외기와의 전열면적이 넓어 빠르게 냉각되는 효과로 인해 집열기의 과열을 방지하고, 고도각이 낮은 겨울철에는 태양광의 투사 방향과 금속패널이 이루는 각도가 직각에 가까워 집열 효율이 높임에 따라 동파를 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 구동부가 적용된 모습을 도시한 개념도이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 구동부(170)가 추가적으로 구성될 수 있다.
구동부(170)는 계절, 시간에 따라 태양의 고도각이 바뀜을 고려하여 금속패널(110)을 소정 각도범위 내에서 회전시켜, 금속패널(110)로 하여금 보다 많은 태양열을 흡수할 수 있도록 하기 위한 구성이다.
구동부(170)가 추가된 실시예에서, 히트파이프(130)는 하나의 금속패널(110)에 원통형상의 하나의 히트파이프(130)가 결합되는 형태로 실시되거나, 도 6과 같이 금속패널(110) 일단으로 돌출되는 히트파이프(130)의 일단은 하나의 원통형 단부를 가지되 타단은 다수개로 분지되어 금속패널(110)과 접촉 및 결합될 수 있는 형태로 실시되어 금속패널(110)과의 접촉면적을 넓힐 수 있다.
이들 구동부(170)는 도 6과 같이 회전중심이 지면에 대하여 수직으로 형성되어 금속패널(110)을 좌우로 회전시키거나, 도 7과 같이 회전중심이 지면에 대하여 수평으로 형성되어 금속패널(110)을 상하로 회전시킬 수 있도록 실시될 수 있다. 참고로, 구동부의 회전중심은 히트파이프(130)와 동심이 된다.
구동부(170)는 예를 들어 금속패널(110) 일단과 매니폴드(150) 사이에서 히트파이프(130)와 동심으로 배치되는 조절기어(177)와, 상기 조절기어(177)와 치합되는 레크(173)와, 상기 레크(173)와 치합되는 피니언(175)과, 상기 피니언(175)에 구동력을 전달하는 구동모터(171)로 이루어질 수 있다. 상기 구동모터(171)에서 구동력이 발휘되면 구동모터(171)의 구동력은 피니언(175)으로 전달되어 레크(173)를 전진 또는 후진시키고, 이에 따라 조절기어(177)가 회전하게 된다. 금속패널(110)은 조절기어(177)와 연결되어있어 조절기어(177)의 회전에 따라 일체로 회전한다.
도 6과 7에서는 구성의 간소화를 위하여 건물의 동일 평면상에 구동부(170)의 회전중심과 수직한 방향으로 이웃하게 배치되는 금속패널(110)에 대해서는 하나의 구동모터(171)와, 레크(173)와, 피니언(175)을 공유하고, 조절기어(177)만 개별로 구비된 것으로 도시하였다.
도 6과 같이 구동부(170)의 회전중심이 지면에 대하여 수직인 경우에는 금속패널(110)을 좌우로 회전시킬 수 있음에 따라, 시간에 따라 금속패널(110)의 방향을 조절하여 매시 금속패널의 전면이 태양을 향하도록 함에 따라, 매 시간 최대한 효율이 높은 각도, 더욱 정확하게는 태양광의 조사방향과 최대한 수직인 각도를 유지할 수 있다.
반대로, 도 7과 같이 구동부(170)의 회전중심이 지면에 대하여 수평인 경우에는 금속패널(110)읠 상하로 회전시킬 수 있음에 따라, 날짜에 따라 금속패널(110)의 방향을 조절하여 매일 금속패널의 전면이 태양을 향하도록 함에 따라, 날짜에 따라 최대한 효율이 높은 각도를 유지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따를 외장재형 태양열 집열기(100)는 태양열 집열기의 역할뿐만 아니라 외장재의 역할도 함께 수행함으로 누수의 위험도 고려해야한다.
도 8과 도 9는 연결러버를 도시한 상측면도이다.
상술한 바와 같이 구동부(170)를 통하여 금속패널(110)의 각도를 조절할 경우 경우에 따라 각각의 금속패널(110)은 이웃한 금속패널(110)과 나란하지 않고 서로간의 단부로부터 이격되어 이웃한 금속패널(110) 사이에 틈이 발생할 수 있는데, 이러한 문제를 예방하기 위해 이웃하게 배치되는 금속패널(110) 사이에는 도 8과 9에 도시된 바와 같이 연결러버(115)가 서로를 연결하도록 마련된다. 연결러버(115)는 소정 탄성력을 가져 서로 이웃한 금속패널(110)들 사이 간격이 일정범위 이내일 때 사이간격에 맞게 늘어나 금속패널(110) 사이에 틈이 생기는 것을 예방한다.
도 10과 11은 물막이를 도시한 상측면도이다.
또는, 도 10과 11에 나타낸 바와 같이 금속패널(110)에 플레이트 형상의 물막이(117)가 더 형성될 수 있다. 물막이(117)는 탄성이 있는 고무 또는 실리콘을 포함하는 재질로 이루어지며, 회전중심과 수직한 방향으로 서로 이웃하게 배치되는 두 금속패널(110)을 제1금속패널(110)과 제2금속패널(110)이라고 할 때, 제1금속패널(110)의 물막이(117)는 두 금속패널(110)이 나란하게 배치되어 평평한 면을 이루는 상태에서 제2금속패널(110)의 후측으로 중첩되게 형성된다. 이러한 형상은 금속패널(110)들이 나란하게 형성될 시에는 물막이(117)를 통하여 수분이 금속패널(110) 내측으로 흘러들어오는 것을 막을 수 있고, 금속패널(110)들이 회전하여 각각의 단부가 서로로부터 이격될 시에는 외기가 금속패널(110) 후측으로 유입되도록 하여 통풍이 원활하게 이루어지도록 하는 효과를 발휘한다.
[외장재형 태양열 집열시스템]
이하에서는 상술한 외장재형 태양열 집열기(100)를 포함하는 외장재형 태양열 집열시스템(1000)에 대하여 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열시스템의 개념도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열시스템(1000)은 앞서 설명한 외장재형 태양열 집열기(100)에서 구동부(170)가 포함된 실시예를 포함하며, 크게 외장재형 태양열 집열기(100)와, 축열조(300)와, 순환관(500)과, 전자밸브(700) 및 제어부(900)를 포함한다.
축열조(300)는 건물(10)의 상부, 바람직하게는 상단에 설치되며, 내부에 순환수가 충진되고, 건물(10) 내부에 설치되는 세면대, 샤워실, 씽크대 등의 수도꼭지 등과 수도를 통해 연결되어 사용가능하게 마련된다. 그리고 일측에는 외부로부터 새로운 순환수가 공급되도록 형성된다.
순환관(500)은 다수개가 마련될 수 있는데, 각각의 순환관은 일단이 상기 축열조(300)에 연결되고, 타단이 매니폴드(150)의 순환수유로와 연결된다. 이때, 순환관(500)은 건물(10)의 각 평면별로 하나씩 마련될 수 있으며, 하나의 평면에 설치되는 매니폴드(150)들은 하나의 순환관(500)을 공유하도록 연결될 수 있다. 순환관(500)은 상술한 바와 같은 구조로 형성되어 순환관(500) 내부를 순환하는 순환수는 히트파이프(130)를 통해 데워진 후 열의 방향성에 의해 자동으로 축열조(300)로 공급된다.
전자밸브(700)는 각각의 순환관(500)에 설치되어 순환관(500)을 개방하거나 폐쇄한다.
제어부(900)는 구동부(170)와 전자밸브(700)를 제어하기 위한 구성으로, 일시에 따라 태양의 고도각을 고려하여 금속패널(110)의 각도를 자동으로 조절한다. 이때, 제어부(900)의 제어는 일시별로 금속패널(110)을 기 설정된 각도로 제어하는 것 일 수 있으며, 건물(10)의 하나의 평면에 설치되는 모든 금속패널(110)들은 모두 동일하게 제어될 수 있다. 또한, 제어부(900)는 일시에 따라 전자밸브(700)들을 선택적으로 개방 및 폐쇄하는데, 상세하게는 태양의 빛이 조사되고 있는 방향에 해당하는 매니폴드(150)와 연결된 순환관(500)만을 개방하여 축열조(300)의 열이 냉각되는 것을 예방하고, 태양열을 최대한 흡열할 수 있도록 한다.
한편, 축열조(300) 내부 저온의 순환수는 열의 방향성에 의해 자동으로 하측으로 순환하여 원활한 열교환이 가능하다.
[외장재형 태양열 집열기의 시공방법]
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 시공방법은 앞서 설명한 외장재형 태양열 집열기(100) 중 히트파이프 고정구(113)의 형상이 클램프 형태로 형성되는 금속패널(110)을 포함하는 외장재형 태양열 집열기를 시공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외장재형 태양열 집열기의 시공방법은 먼저 건물의 마감재에 매니폴드(150)를 설치하는 a)단계가 수행된다.
이때 매니폴드(150)는 건물(10)의 벽면으로부터 돌출되는 순환관(500)의 끝단과 매니폴드(150)의 순환수유로(151)가 서로 연통할 수 있도록 설치된다.
다음, 상기 매니폴드(150)에 히트파이프(130)를 접속시켜 고정하는 b)단계가 수행된다.
히트파이프(130)의 일단은 매니폴드(150)에 형성된 히트파이프 접속구(153)에 삽입되어 고정된다.
다음, 상기 히트파이프(130)가 금속패널(110)의 히트파이프 고정구(113)에 삽입되도록 상기 금속패널(110)을 장착하는 c)단계가 수행된다.
c)단계에서 히트파이프 고정구(113)는 클램프 형태로 형성되어 있으므로, 단순히 금속패널(110)을 건물의 마감재측으로 밀어주는 동작만으로도 금속패널(110)의 장착이 가능하여 시공효율을 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
10: 건물
100: 외장재형 태양열 집열기
110: 금속패널 111: 열흡수 코팅층
113: 히트파이프 고정구 114: 관통홀
115: 연결러버 117: 물막이
130: 히트파이프
150: 매니폴드
151: 순환수유로 153: 히트파이프 접속구
170: 구동부
171: 구동모터 173: 레크
175: 피니언 177: 조절기어
300: 축열조
500: 순환관
700: 전자밸브
900: 제어부
1000: 외장재형 태양열 집열시스템

Claims (13)

  1. 플레이트 형태로, 건물의 마감재 외측에 마련되어 건물의 외벽을 형성하며, 태양열을 흡수하는 금속패널;
    상기 금속패널의 후면에 접촉 및 고정되며, 내부를 순환하는 작동유체에 의해 상기 금속패널의 열을 흡수하는 히트파이프; 및
    상기 금속패널 일측에 마련되며, 내부에 상기 히트파이프 일측이 접속되어 상기 히트파이프의 열을 외부로 전달 및 히트파이프를 냉각시키는 매니폴드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속패널의 후면에는 상기 금속패널의 후면으로부터 돌출 형성되며, 중앙부에 히트파이프가 관통하는 관통홀이 형성된 히트파이프 고정구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히트파이프 고정구는,
    상기 금속패널의 후면으로부터 가장 높게 돌출된 중앙부 끝점으로부터 금속패널의 후면에 이르기까지 금속패널의 후면과 가까울수록 그 너비가 점차 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 히트파이프 고정구는,
    클램프 형상으로 형성되어 히트파이프가 끼워지는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속패널은, 다수개가 서로 이웃하게 배치되며,
    상기 외장재형 태양열 집열기는,
    상기 금속패널을 소정 각도범위 내에서 회전시키는 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동부의 회전중심은 지면에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 구동부의 회전중심은 지면에 대하여 수평인 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  8. 제5항에 있어서,
    외장재형 태양열 집열기는,
    이웃하게 배치된 상기 금속패널 사이에는 서로를 연결하도록 형성된 연결러버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 금속패널은,
    회전방향 일측면에 물막이가 더 형성되고,
    제2금속패널이 제1금속패널의 일측으로 서로 이웃하게 배치된다고 할 때,
    제1금속패널의 물막이는 제2금속패널의 후측으로 중첩되게 배치된 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속패널은,
    전면에 열흡수 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드는 내부에 저온의 순환수가 순환하는 순환수유로가 마련되어 상기 히트파이프와 열교환 하는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기.
  12. 제5항 내지 제7항 중 선택된 어느 한 항에 따른 외장재형 태양열 집열기;
    건물 일측에 마련된 축열조;
    순환수가 상기 외장재형 태양열 집열기의 매니폴드 내부와 상기 축열조 내부를 순환할 수 있도록 형성된 순환관; 및
    상기 외장재형 태양열 집열기의 구동부를 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열 시스템.
  13. 제4항에 따른 외장재형 태양열 집열기의 시공방법에 있어서,
    a) 건물의 마감재에 매니폴드를 설치하는 단계;
    b) 상기 매니폴드에 히트파이프를 접속시켜 고정하는 단계; 및
    c) 상기 히트파이프가 금속패널의 히트파이프 고정구에 삽입되도록 상기 금속패널을 장착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장재형 태양열 집열기의 시공방법.
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