KR960003119Y1 - 태양열 및 전기 겸용 온수보일러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

태양열 및 전기 겸용 온수보일러

제1도는 본 고안에 따른 보일러의 일부절개 사시도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 집열판 2 : 축열탱크

3 : 가열 파이프 3a : 하층수평파이프

3b : 상향파이프 3c : 상측수평파이프

3d : 보충수관 4 : 열교환파이프

4a : 열교환파이프 하단 4b : 열교환파이프 상단

5 : 전기히터 6 : 경사면

7 : 열반사판 8 : 유리판

9 : 유출구 10 : 유입구

11 : 온수탱크

본 고안은 온수 보일러에 관한 것으로, 특히 태양열 집열판과 축열탱크가 일체로 결합되어 좁은 면적에서 용이하게 설치할 수 있고, 전기를 이용하여 축열탱크 내부의 물을 가열시킬 수 있도록 한 태양열 및 전기 겸용 온수보일러에 관한 것이다.

일반적으로 태양열 보일러는 태양열을 효과적으로 집열하 기위해 대개 햇볕이 잘드는 건물의 옥상이나 별도의 집열장소에 설치하며, 설치 등의 문제 때문에 일반적으로 집열판과 축열탱크가 서로 분리되어 있었다. 그러나 집열판과 온수탱크가 서로 분리되어 있기 때문에 집열판과 축열탱크를 소정의 설치 상태로 지탱해 주기 위한 별도의 복잡한 지지프레임이 요구되는 한편, 집열판에서 모여진 열을 축열탱크에 전달시키기 위한 열전달 파이프가 길어지는 문제점이 있었다. 또한 상기 집열판과 축열탱크를 지탱하기 위한 지지프레임의 설치 때문에 자연히 태양열 보일러를 설치해 주기 위한 장소의 면적이 넓어야 하였다.

따라서 대부분 햇볕이 잘드는 건물의 옥상이나 지붕에 별도의 설비를 할 수 있는 구조의 가옥에서만 태양열보일러의 설치가 가능하였고 옥상이 없거나 지붕에 별도의 설비를 할 수 없는 주택에서는 태양열 보일러를 설치할 수가 없는 문제점이 있었다.

또한 상기한 바와 같이 집열판과 온수탱크 사이를 연결시키는 파이프를 단열처리해 주기는 하지만, 그 단열처리가 완벽할 수 없기 때문에 집열판에서 집열된 열이 그대로 축열탱크에 전달되지 못하고, 집열판과 축열탱크사이에 연결된 열전달 파이프를 통해 대기중으로 열손실이 발생하여 집열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편 종래의 태양열 보일러는 태양열에 의해서만 작동가능하도록 되어 있어 비나 눈이 오는 등 일기가 좋지아니한 경우에는 집열을 할 수 없으므로 태양열 보일러를 설치한 가옥에서는 반드시 별도의 전기 또는 기타 다른 수단을 이용한 보일러를 추가로 구비해야하고, 또한 대개의 태양열 보일러가 난방용이 아니고 온수용으로만 사용하도록 되어 있으므로 난방용으로 사용하기 위해서는 별도의 보일러를 구비하고 있어야 함은 물론 온수용으로서도 그 용량이 작아 충분한 온수를 공급할 수 없는 문제점이 있었고, 태양열 보일러의 기능적 및 구조적 특징상 집열탱크의 크기를 무조건 크게 할 수도 없었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 집열판과 축열탱크를지지하기 위한 별도의 프레임이 필요없고, 구조가 간단하고 컴팩트하여 좁은 장소에서도 설치가 가능하며, 열손실을 최소화하는 한편, 전기를 사용하고 온수를 얻을 수 있는 태양열 및 전기 겸용 온수 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 태양열 및 전기 겸용 온수보일러는, 집열판과 축열탱크가 일체로 되고, 집열판의 가열파이프와 축열탱크내부에 설치된 열교환파이프가 직결되어 가열수의 이송과정에서 발생할 수 있는 열손실을 최소화하며, 축열탱크 내부에 별도의 전기히터가 설치된 구조로 되어 있다. 또한 상기 축열탱크 내부에 별도의 온수탱크를 설치하여 난방 및 급탕용 온수를 동시에 공급할 수 있는 구조로 제작할 수 있다.

이하 본 고안에 따른 태양열 및 전기 겸용 온수 보일러를 첨부된 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

본 고안은 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 태양열을 집열하는 집열판(1)의 축열탱크(2)에 일체로 결합·설치되고, 상기 집열판(1) 하단에 설치되어 집열된 열에 의해 내부를 통과하는 온수를 가열시키는 가열파이프(3)가 외부로 노출되지 않은 채 축열탱크(2) 내부에 설치된 열교환파이프(4)와 직결된 구조로 되어 있다. 그리고 상기 축열탱크(2) 내부에는 전기히터(5)가 내장·설치되어 집열판(1)이 가동하지 않을 경우에 이 전기히터(5)를 사용해 축열탱크(2) 내부에 채워진 물을 가열시킬 수 있도록 되어 있다.

여기서 상기 집열판(1)은 본 고안의 특정적 구조가 아니고 일반적인 것을 사용하면 되는 바, 예컨대 제3도에 도시된 바와 같이 경사면(6) 위에 가열파이프(3)를 둘러싸고 있는 열반사판(7)이 안착되고, 이 열반사판(7) 위에 유리판(8)이 씌워진 구조로 된 것으로서, 상기 유리판(8)을 통과한 태양의 적외선이 열반사판(7)에서 반사될 때 발생되는 고온의 열이 가열파이프(3) 내부를 통과하는 물에 전달되어 이 물을 가열시키게 되는 것이다.

한편, 상기 가열파이프(3)는 제1도에 도시된 바와 같이, 하단부에 수평으로 배열된 하측수평파이프(3a)에서 상부방향으로 다수 개의 상향파이프(3b)가 소정의 간격을 두고 배치되며, 상기 상향파이프(3b)의 각 상단은 상측수평파이프(3c)에 연결되고, 상기 하측수평파이프(3a)의 한쪽에는 보충수관(3d)과 열교환파이프(4)의 하단(4a)이 각각 병렬 연결되는 한편, 상기 상측수평파이프(3c)의 한쪽은 열교환파이프(4)의 상단(4b)과 연결된 구조로 되어 있다.

따라서, 상기 상향파이프(3b)에서 물이 가열되면 밀도차에 의해 발생된 상승력에 위해 상측수평파이프(3c)로 모인 물이 점차 열교환파이프(4)쪽으로 이송되고, 이때 하측수평파이프(3a)의 물이 자연스럽게 따라 올라가게되어 가열파이프(3) 내부의 물이 순환하게 되는 것이다.

이와 같이 열교환파이프(4) 상단(4b)으로 이송된 물은 코일형으로 된 열교환 파이프(4)의 내부를 거치면서 축열탱크(2) 내부에 채워진 물과 직접 열교환하며 아래로 이송되어 다시 가열파이프(3)의 하측수평파이프(3a)와 되돌아가고, 이러한 과정이 되풀이 되면서 축열탱크(2) 내부의 물이 점진적으로 높은 온도로 가열되면서 축열되는 것이다.

한편, 축열탱크(2) 내에서 가열된 물은 유출구(9)를 통해 난방 또는 급탕용으로 배출되고, 난방용으로 사용하게 되는 경우에는 난방을 겊친 물이 유입구(10)를 통해 귀환하게된다. 그리고, 상기 집열판(1)을 사용할 수 없는 야간이나 날씨가 좋지 아니한 경우에 난방 또는 급탕을 하여야 할 필요가 있으면, 상기전기히터(5)를 사용해 축열탱크(2) 내부의 물을 직접 가열시킬 수가 있다.

한편, 본 고안에 따른 다른 실시예로서 상기 축열탱크(2) 내부에 별개의 온수탱크(11)를 부가적으로 설치하여 축열탱크(2) 내부의 1차가열수가 온수탱크(1) 내부의 2차가열수를 가열시키도록 함으로써, 집열판(1) 또는 전기히터(5)가 가동되면 온수탱크(11) 내부의 2차 가열수도 고온으로 가열되는 것이다.

이 경우 상기 축열탱크(2) 내부의 1차 가열수는 난방용으로 사용하고, 온수탱크(11) 내부의 2차 가열수는 급탕용으로 사용하는 데, 온수탱크(11)의 체적이 소정 크기로 되어 있고, 1차 가열수의 온도가 높은 고온인 상태이므로 온수탱크(11) 내부의 2차 가열수도 높은 온도를 유지하면서 충분하게 공급할 수 있는 것이다.

또한, 상기 축열탱크(2)의 경사면(6)에 일체로 설치된 집열판(1)은 태양열을 효과적으로 집열하는 각도로 설치되어야 하므로 축열탱크(2)를제작할 때 미리 집열판(1)의 설치 부분을 알맞은 각도와 구조로 제작하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구조로 된 본 고안에 따른 태양열 및 전기 겸용 온수보일러는 집열판(1)과 축열탱크(2)가 일체로 되어 그 설치면적이 적으므로 베란다와 같이 협소한 장소에도 용이하게 설치할 수 있고, 코일형의 열교환파이프(4)를 축열탱크(2) 내에 직접 침수시켜 빠른 시간내에 열교환이 이루어지도록 하며, 집열판(1)의 가열파이프(3)가 대기중에 노출되지 않고 직접 축열탱크(2) 내부로 관통하여 열교환파이프(4)와 직결되기 때문에 열손실이 거의 없고, 또한 전기히터(5)역시 축열탱크(2)내에 직접 침수되는 구조이므로 축열탱크(2)내부의 물을 빠르게 가열하여 사용할 수 있는 것이다.

또한 본 고안에 따른 축열탱크(2) 내부에 별도의 온수탱크(2) 내부에 별도의 온수탱크(11)를 설치하면 난방 및 급탕을 동시에 해결할 수 있는 태양열 및 전기 겸용 온수 보일러가 되는 것이다.

Claims (2)

1. 집열판(1)과 전기히터(5)를 매개로 난방수 및 온수를 공급하는 태양열 및 전기 겸용 보일러에 있어서, 상·하단으로 각각 유출구(9) 및 유입구(10)가 직결된 축열탱크(2)의 일측 경사면(6)에 집열판(1)이 일체로 부착·설치되고, 경사면(6)의 상하방향을 따라 배열된 다수의 가열파이프(3)의 상·하단이 각각 축열탱크(2) 내부에 설치된 코일형의 열교환파이프(4)와 상·하단과 직결되며, 상기 축열탱크(2) 내부에 전기히터(5)가 설치된 것을 특징으로 하는 태양열 및 전기 겸용 온수 보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 축열탱크(2) 내부에 온수탱크(11)가 설치된 것을 특징으로 하는 태양열 및 전기 겸용 온수 보일러.