KR810001197Y1

KR810001197Y1 - Heat exchanger device for solar heat accumulator

Info

Publication number: KR810001197Y1
Application number: KR2019810005162U
Authority: KR
Inventors: 이갑중
Original assignee: 삼성전자공업주식회사; 강진구
Priority date: 1979-08-18
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1981-09-19

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Heat exchanger in solar thermal storage tank

제1도는 본 고안이 설치된 상태의 단면도.1 is a cross-sectional view of the present invention is installed.

제2도는 본 고안 열교환장치의 급탕조를 일부 절개한 상태의 사시도.Figure 2 is a perspective view of a state in which the hot water tank of the present invention heat exchanger partially cut.

본 고안은 태양열 축적탱크내에 설치하여 태양열 축적탱크에 축적된 열을 보다 효과적으로 활용하여 급수용 온수를 가열시킬 수 있도록 한 열교환장치에 관한 것으로, 특히 본 고안은 태양열축적탱크 내부의 하부와 상부에 예열조와 급탕조를 설치하여 냉수를 일차적으로 예열조내에서 미온의 상태로 예열되게 한 다음, 상부의 급탕조를 압송시켜 재차 고온의 상태로 가열시키되 예열조 및 가열조와 용량을 크게 하여 장시간 동안 용수를 태양열 축적탱크내에 체류시키므로서 급탕조 내부에 장입되어 있는 용수를 태양열축적탱크 상단부에 형성되어 있는 고온의 주위 온도와 동일한 상태로 가열시킬 수 있게 하여 고온의 온수를 계속하여 다량 급수할 수 있도록 함과 동시에, 급탕조의 중단부에는 후렌지부를 형성하여 급탕조의 열교환면적 즉, 수열면적을 확대시켜 수열효율을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger installed in the solar heat storage tank to heat the hot water for water supply by utilizing the heat accumulated in the solar heat storage tank more effectively, and in particular, the present invention is preheated in the lower and upper portion of the solar heat storage tank. By installing a bath and a hot water tank, cold water is preheated to a lukewarm state in the preheating tank first, and then the hot water supply tank of the upper part is heated to a high temperature again, but the water is heated for a long time by increasing the capacity of the preheating tank and the heating bath. By staying in the storage tank, it is possible to heat the water charged in the hot water tank at the same state as the high ambient temperature formed at the upper end of the solar storage tank, so that the hot water can be continuously supplied in large quantities. , The heat exchange area of the hot water tank, that is, the heat receiving surface It is the one to be to increase the thermal efficiency up.

또한 본 고안은 태양열축적탱크 하단부의 예열조에서 냉수가 1차적으로 예열된 다음, 상부의 급탕조로 압송되게 하므로서 태양열축적탱크 상단부에서 급탕조내의 용수가 급탕조 주변온도와 동일한 온도로 가열되는 시간이 단축되어 열손실이 적어지는 반면에 태양열축적탱크 하단부에서는 극히 저온의 냉수를 예열시키게 되므로서 태양열 축적탱크 하단부의 온도는 자연하 강하게 되고, 따라서 태양열축적탱크 하단부에서 극히 낮은 온도의 저온수가 태양열집열기로 공급되게 되므로서 태양열집열기에서의 태양열집열 효율도 아울러 증대시킬 수 있도록 함에 있는 것이다.In addition, the present invention allows the cold water to be preheated primarily in the preheating tank at the bottom of the solar storage tank, and is then pumped to the hot water supply tank at the top, so that the water in the hot water tank at the top of the solar storage tank is heated to the same temperature as the ambient temperature of the hot water tank. While the heat loss is shortened, the lower part of the solar storage tank preheats the cold water of extremely low temperature, so the temperature of the lower part of the solar heat storage tank becomes natural, and thus the cold water of the extremely low temperature from the lower part of the solar storage tank is transferred to the solar collector. It is to be able to increase the solar heat collection efficiency in the solar collector as it will be supplied.

종래 태양열축적탱크내에 열교환장치를 설치하여 급수용 온수를 가열기킬에 있어서는 태양열축적탱크내에 파이프를 권취한 상태의 열교환장치, 또는 파이프를 지그재그상으로 배설한 열교환장치를 설치하여 급수용 온수를 가열시켜 왔으나, 파이프상의 열교환장치는 그 용적이 매우 적어 대용량의 급수용 온수는 전혀 기대할 수 없었을 뿐만 아니라, 급수용 온수를 다량 인출해낼 경우 등과 같이 파이프내에 고온수가 전량 외부로 인출되었을 경우에는 그 후속 유입수가 미처 가열되지 못하고 저온의 냉수가 그대로 외부로 인출되는 급수용 온수의 가열효율이 그다지 바람직한 것이 되지 못하였으며, 또한 종래의 것은 파이프상의 열교환장치에 가열된 고온수가 외부로 인출된 후에는 곧바로 저온의 냉수가 파이프상의 열교환장치에 충전되게 되므로서 태양열축적탱크내의 열손실이 상당하여 태양열 축적탱크내의 온도를 크게 저하시키게 되는 등 태양열축적탱크의 축열효율도 크게 저하되는 요인이 발생하는 결함도 나타나고 있었다.In the conventional solar heat storage tank, a heat exchanger is installed in the solar heat storage tank to heat the hot water for water supply. In the solar heat storage tank, a heat exchange device with the pipe wound or a heat exchanger with the pipes arranged in a zigzag shape is heated to However, the heat exchanger on the pipe has a very small volume, which means that a large amount of hot water for water supply cannot be expected at all. The heating efficiency of the hot water for water supply, which is not heated and the cold water of low temperature is drawn out to the outside, is not very desirable. Also, in the related art, the low temperature cold water immediately after the hot water heated in the pipe heat exchanger is drawn out to the outside. Is filled in the heat exchanger on the pipe Also the heat storage efficiency of such solar heat storage tank to the heat loss in the solar storage tank corresponds to that degrades significantly the temperature in the solar storage tank were also defect appears that a factor which significantly reduced occurrence.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 태양열축적탱크내에 열교환장치를 설치함에 있어 태양열축적탱크 내부의 하부와 상부에 예열조와 급탕조를 설치하되, 급탕조의 중단부에는 후렌지부를 넓게 돌출시켜 급탕조의 열교환면적, 즉 수열면적을 넓히고 급탕조 및 예열조를 통상으로 형성하여 급탕조 및 예열조의 용적을 넓게하여 돌출시켜 급탕조의 열교환면적 즉 수열면적을 넓히고 급탕조 및 예열조를 통상으로 형성하여 급탕조 및 예열조의 용적을 넓게 하여 많은 량의 용수를 급탕조 및 예열조에 충전시키고, 또한 용수가 태양열축적탱크내에 체류하는 시간을 길게 하여 태양열축적탱크 상부에 형성된 태양열축적탱크내 최고의 온도까지 급탕조의 용수를 가열시키게 됨으로서 고온도의 온수를 계속하여 공급 가능하게 하고, 또한 태양열축적탱크 하부의 예열조에서 일단 유입수를 예열시키게 되므로서 축열탱크 상단부에 설치된 급탕조에서의 손실되는 열손실을 크게 방지하여 태양열 이용효율을 증대기킴에 목적이 있으며, 본 고안의 또 다른 목적은 태양열축적탱크내의 하단부의 온수가 예열조의 용수는 예열시키는데 사용하므로서 태양열집열시는 항상 태양열축적탱크내에서 가장 낮은 온도의 수층으로 용수를 공급하게 되어 태양열집열기의 집열효율을 아울러 증대시킴에 있는 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상술하면 다음과 같다.In view of the above, the present invention provides a preheating tank and a hot water supply tank at a lower portion and an upper part of the solar storage tank in consideration of the heat exchanger in the solar storage tank. It expands the area, that is, the water-heating area and forms hot water tanks and preheating tanks in general, and protrudes by expanding the volume of hot water tanks and preheating tanks, thereby widening the heat exchange area of the hot water tanks, that is, the heat-receiving area, and forming hot water tanks and preheating tanks as usual The volume of the preheating tank is widened to fill a large amount of water in the hot water supply tank and the preheating tank, and the length of time the water stays in the solar storage tank is extended to heat the water in the hot water supply tank to the maximum temperature in the solar storage tank formed on the top of the solar storage tank. It enables the continuous supply of hot water of high temperature and also the solar heat storage tank. The first preheating tank is to preheat the inflow water, thereby preventing the loss of heat in the hot water tank installed at the upper end of the heat storage tank, thereby increasing the solar heat efficiency, and another object of the present invention is to The hot water at the bottom is used for preheating the water of the preheating tank, so that the solar collector always supplies water to the lowest temperature water layer in the solar storage tank, thereby increasing the heat collecting efficiency of the solar collector. When described in detail as follows.

즉, 제1도에서 보는 바와 같이 태양열축적탱크(1)의 전체높이(h)에 대하여 1/4h 지점과 하단지점에 유입관(2)과 유출관(3)을 관설하여 태양열집열기(4)에서 가열된 온수를 대류현상에 의하여 각각 a, b, c, d, e층의 온도구배층을 갖도록 한 시스템의 태양열 축적탱크(1)내에 열교환장유(5)를 설치함에 있어서, 태양열축적탱크(1) 내부의 e층부에 예열조(6)를 설치하고, 상부 최고온도층인 a층부에 급탕조(7)를 설치하되, 급탕조(7)의 중간부에 후렌지부(8)를 돌출시켜 환설하여 급탕조(7)의 수열면적을 환대시킨 다음, 예열조(6) 상면부의 급탕조(7) 하면부를 압송관(9)으로 연설함을 특징으로 하는 것으로, 미설명부호 10은 냉수공급관, 11은 온수유출관, 12는 난방용 온수 유출관, 13은 난방용 용수 유입관, P는 순환펌프이고, 14는 보충수공급관이다.That is, as shown in FIG. 1, the inlet pipe 2 and the outlet pipe 3 are installed at the 1 / 4h point and the bottom point with respect to the total height h of the solar heat storage tank 1. In installing the heat exchange loading oil (5) in the solar heat storage tank (1) of the system in which the hot water heated in the system has a temperature gradient layer of a, b, c, d, and e layers by convection, respectively, the solar heat storage tank ( 1) The preheating tank 6 is installed in the e-floor part inside, and the hot water tank 7 is installed in the a-floor part, which is the uppermost temperature layer, and the flange part 8 protrudes in the middle of the hot water tank 7. In addition, the water-receiving area of the hot water supply tank (7) is welcomed, and then the lower surface of the hot water supply tank (7) of the upper surface of the preheating tank (6) is delivered to the pressure feeding pipe (9). 11 is a hot water outlet pipe, 12 is a hot water outlet pipe for heating, 13 is a water inlet pipe for heating, P is a circulation pump, and 14 is a supplemental water supply pipe.

이와 같이 구성한 본 고안의 작용원리를 설명하면, 태양열 일조시각에 따라 태양열 집열기(4)에서 가열되어 유입관(2)을 통하여 유입되는 유입수는 온도가 달라지게 되어 있어 하루 중 최고온도를 지니는 유입수는 유체대류현상에 의하여 태양열축적탱크(1)내의 최상부인 a층에 형성되고, 이 보다 낮은 온도를 갖는 제2의 온도상태에 따라 유입수는 자연적으로 상대적 온도 차이에 의하여 a,b,c,d,e 온도구배를 갖는 수층을 형성하게 된다.Referring to the principle of operation of the present invention configured as described above, the inflow water heated in the solar collector 4 according to the solar sunshine time inflow through the inlet pipe (2) has a different temperature so that the inflow water having the highest temperature of the day Due to fluid convection, it is formed in the uppermost layer a in the solar storage tank 1, and according to the second temperature state having a lower temperature, the influent is naturally a, b, c, d, e to form a water layer having a temperature gradient.

따라서 이와 같은 가열온도 상태에 따라 여러 온도구배층으로 구분된 태양열축적탱크(1)내에 예열조(6)와 급탕조(7)를 형성함에 있어, 예열조(6)를 통상(筒狀)으로 형성하여 태양열축적탱크(1)내의 최하의수층 즉, 태양열축적탱크(1)내에 저장된 온수층 중 최고위온도를 지니는 a층부에 위치하도록 설치하여 하부 예열조(6)에서 1차 예열된 용수를 급탕조(7)에서 가열시키게 되는데, 이와같이 태양열축적탱크(1) 하단부에서 1차 예열시키게 되므로서 상단부 급탕조(7)에서 온수를 가열시키가 가열시간을 단축시켜 줄 뿐만 아니라, 상단부 급탕조(7) 주위의 고온부에서의 열손실을 줄여 태양열축열탱크(1)내의 열저장효율을 증대시킬 수 있는 것이다.Therefore, in forming the preheating tank 6 and the hot water supply tank 7 in the solar heat storage tank 1 divided into several temperature gradient layers according to such a heating temperature state, the preheating tank 6 is normal. It is formed so as to be located in the lowest water layer in the solar storage tank (1), that is, located in the a layer having the highest temperature among the hot water layers stored in the solar storage tank (1) to supply the water preheated first in the lower preheating tank (6). It is heated in the tank (7), and thus preheating at the lower end of the solar heat storage tank (1) as well as heating the hot water in the upper hot water supply tank (7) not only shortens the heating time, but also the upper hot water supply tank (7) It is possible to increase the heat storage efficiency in the solar heat storage tank (1) by reducing the heat loss in the high temperature portion around.

또한 이와같이 본 고안에서 급탕조(7)를 형성함에 있어서도 원형통상(圓型筒狀)으로 형성된 급탕조(7)의 중앙부분에 넓은 후렌지부(8)가 형성되게 함으로서 급탕조(7)의 열교환면적 즉, 수열면적을 확대시켜 수열효율을 크게 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 급탕조(7)의 용적이 따라서 확장되어 급탕조(7)내에 온수가 체류되는 시간이 길어지므로서 급탕조(7)내의 충전된 온수의 온도를 태양열축적탱크(1) 최상단에 형성되는 최고의 온도층인 a층의 온도와 거의 동일하게 상승시킬 수 있게 되어 태양열축열탱크(1)내에 저장되어 있는 고온의 열을 효과적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 고온의 온수를 계속하여 공급받을 수 있게 되는 것이다.In addition, in the present invention, in the formation of the hot water supply tank 7, the wide flange portion 8 is formed in the center of the hot water supply tank 7 formed in a circular cylindrical shape. The area of the hot water supply tank 7 can be enlarged according to the area, that is, the water heat efficiency can be greatly increased, and the volume of the hot water supply tank 7 expands accordingly, so that the time for the hot water to stay in the hot water supply tank 7 is increased. It is possible to raise the temperature of the hot water charged in the solar storage tank 1 almost equal to the temperature of the layer a, which is the highest temperature layer formed at the top of the solar storage tank 1, so that the high temperature heat stored in the solar storage tank 1 can be effectively used. In addition to being able to receive high temperature hot water continuously.

또한 태양열축열탱크(1)내에 하단부(즉 e층의 온수층)는 냉수가 충전된 예열조(6)를 예열시키게 되어 자연적으로 온도가 저하되게 되고 이 저하된 온도의 저장수가 태양열집열기(4)로 공급되게 되므로서 태양열집열기(4)의 집열효율을 한층 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 태양열축열탱크(1) 하단부의 최저위온도의 온수는 거의 재활용하지 못하게 되는 것이 통례이나 본 고안에서는 이를 예열용으로 사통하게 되므로서 태양열축열탱크(1)내에 축적된 열을 고온에서부터 저온까지 다방면으로 활용하여 축적열 활용도를 크게 증대시킬 수 있는 것이다.In addition, the lower end portion (ie, the hot water layer of the e-layer) in the solar heat storage tank 1 preheats the preheating tank 6 filled with cold water, so that the temperature naturally decreases, and the stored water of the reduced temperature of the solar heat collector 4 As it is supplied to the heat collecting efficiency of the solar heat collector (4) can be further increased, as well as the hot water at the lowest temperature at the bottom of the solar heat storage tank (1) is hardly recycled. Since the heat accumulated in the solar heat storage tank 1 is utilized in various ways from high temperature to low temperature, the utilization of accumulated heat can be greatly increased.

이와 같은 본 고안은 다양한 온도구배층을 지니는 태양열축적탱크내에 열교환장치를 설치함에 있어, 태양열축적탱크 하단부에는 예열조를 상단부에는 급탕조를 설치하여 태양열 축열탱크에 축적된 열을 최대로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 예열조와 급탕조를 통상으로 형성하여 수열면적을 확대시켜 수열효율을 증대시키며, 또한 예열조 또는 급탕조의 용적이 확장되어 온수가 체류하는 시간이 길어지므로서 항상 고온의 용수를 공급받을 수 있는 이점이 있고, 구조가 간단하여 생산 및 설치 등을 염가로 수행할 수 있는 등의 여러가지 효과를 지닌 것이다.The present invention is to install a heat exchanger in a solar storage tank having a variety of temperature gradient layer, by installing a preheating tank at the lower end of the solar storage tank and a hot water supply tank at the upper end to maximize the heat accumulated in the solar heat storage tank. In addition, preheating tanks and hot water tanks are usually formed to increase the heat-receiving area to increase the water-heating efficiency, and the volume of the preheating tanks or hot-water baths is expanded, so that the hot water stays longer, so that hot water can always be supplied. There is an advantage, and the structure is simple and has various effects such as being able to carry out production and installation at a low cost.

Claims

As shown in the figure, the inlet pipe 2 and the outlet pipe 3 are installed at the 1 / 4h point and the lower point of the solar heat storage tank 1 at the entire height h, and the hot water heated in the solar collector 4. In the heat storage device (5) in the solar storage tank (1) of the system having a temperature gradient layer of a, b, c, d, e layer sequentially by the convection phenomenon, the solar storage tank (1) Heat exchanger in the solar heat storage tank, characterized in that a preheating tank (6) is installed in the e-layer, which is a layer of the lowest temperature section, and a hot water tank (7) in which a flange portion (8) is formed in the a-axis section, which is the highest temperature layer. .