KR20000014342A - Thermal energy store tub of hot water system using solar heat of modular method for controlling stored heat capacity and promoting stratification of temperature - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 축열용량의 조절 및 온도 성층화 촉진을 위한 모듈라 방식의 태양열 온수기 축열조에 관한 것으로서, 더 상세하게는 필요에 따라 축열조와 집열기를 여러 개 연결 및 분리할 수 있도록 구성하여 축열조 내에 위치하는 온수의 양을 필요에 따라 얼마든지 조절할 수 있을 뿐 아니라 온수 사용시 온수가 배수되는 축열조로 다른 축열조로부터 뜨거운 물이 이동하므로써 축열조 간의 온도 성층화를 이루어 태양열 이용의 효율을 극대화 할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a modular solar water heater heat storage tank for regulating the heat storage capacity and promoting the temperature stratification, and more specifically, it is possible to connect and separate a plurality of heat storage tanks and collectors as needed, It is possible to adjust the amount as needed, as well as to the heat storage tank in which the hot water is drained when using hot water by moving the hot water from the other heat storage tank to achieve the temperature stratification between the heat storage tank to maximize the efficiency of solar heat utilization.
일반적으로 온수공급 또는 난방을 위해 다양한 형태의 태양에너지 시스템이 설계 및 적용되고 있다. 그러나 대부분의 경우에는 평판 혹은 포물형 태양 집열기를 이용한 온수 공급과 난방이 이루어지고 있다.In general, various types of solar energy systems are designed and applied for hot water supply or heating. In most cases, however, hot water supply and heating is achieved using flat or parabolic solar collectors.
상기 태양에너지 시스템의 종래 축열조 구조는 완전히 밀봉된 상태에서 겨울철 동파를 방지하기 위해 부동액을 유입하여 사용하였으며 또한 각각 한 개씩 집열기와 축열조가 연결되어 있으므로 온수의 양도 축열조 내부 체적에 따라 한정되었다.The conventional heat storage tank structure of the solar energy system is used by introducing the antifreeze to prevent the freezing in winter in a completely sealed state, and because each one of the heat collector and the heat storage tank are connected, the amount of hot water is limited according to the internal volume of the heat storage tank.
그러므로 여러 사람이 한꺼번에 온수를 사용(샤워나 목욕 및 세탁 등)하게 되면 축열조 내에 저장되어 있는 온수의 양이 항상 한정되어 있으므로 금방 온수가 떨어져 나중에 사용하는 사람은 온수를 이용할 수 없어 수돗물이 다시 태양열이나 충전된 열로 가열되어 온수로 변할 때까지 기다려야 하는 등 불편함이 종종 발생하였다.Therefore, when several people use hot water at once (such as showers, baths and laundry), the amount of hot water stored in the heat storage tank is always limited. Discomfort has often arisen, such as the need to wait until it is heated with charged heat to turn into hot water.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 필요에 따라 축열조와 집열기를 여러 개 연결 및 분리할 수 있도록 구성하여 그 축열조 내의 온수의 양을 필요에 따라 얼마든지 조절이 가능할 수 있을 뿐 아니라 온수 사용시 온수가 배수되는 축열조로 다른 축열조로부터 뜨거운 물이 이동하므로 써 축열조 간의 온도 성층화를 이루어 태양열 이용의 효율을 극대화 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made in order to solve the above problems, it can be configured to connect and disconnect a plurality of heat storage tanks and collectors as necessary, it can only be able to adjust the amount of hot water in the heat storage tank as needed In addition, the hot water is moved to the heat storage tank in which the hot water is drained when the hot water is used, thereby making the temperature stratified between the heat storage tanks to maximize the efficiency of solar heat utilization.
상기의 목적 달성을 위해 축열조에 공급되어진 수돗물을 태양열을 집열하는 집열기 내부로 통과시켜 뜨거운 온수로 변화시키는 통상의 태양열 온수 시스템에 있어서;In the conventional solar hot water system for passing the tap water supplied to the heat storage tank to the heat collector to collect the solar heat to achieve hot water to achieve the above object;
본 축열조 측면의 좌·우측 하부에 본 축열조 밖으로 돌출되고 끝단부에 나사산이 형성되고, 다른 한쪽부는 본 축열조 측벽을 관통하여 뜨거운 온수에 접하도록 구리 파이프를 설치하는 것과,Protruding out of the main heat storage tank at the lower left and right sides of the main heat storage tank, and forming a screw thread at the end thereof, and installing the copper pipe on the other side through the side wall of the heat storage tank to be in contact with the hot water,
상기 본 축열조 내측으로 삽입 돌출 되게 설치되어 온수와 접촉하는 우측 구리 파이프에 주름관을 연결하고, 끝단 부에 플로우트가 부착되어 온수 표면과 일정한 높이를 가지며 항상 온수에 잠겨있는 온수 배출 파이프에 연결하는 것과,Connecting the corrugated pipe to the right copper pipe which is installed to be inserted into the main heat storage tank and contacts the hot water, and has a float attached to the end thereof, and is connected to the hot water discharge pipe which has a constant height with the hot water surface and is always immersed in hot water,
상기 본 축열조 우측 하부에 돌출된 우측 구리 파이프에 필요한 온수량에 따라 좌측 하부에 구리 파이프가 돌출된 또 다른 보조 축열조의 구리 파이프를 파이프의 열팽창 계수를 고려한 최소한의 간격을 두고 접속시키며 우측 구리 파이프와 좌측 구리 파이프를 누수 및 겨울철 동파 방지를 위해 러버 파이프와 단열재로 피복하고, 연결된 오른쪽 보조 축열조의 우측 구리 파이프의 끝단부에 형성된 나사산으로 주택에 설치한 온수 공급 파이프와 연결하는 축열용량 조절 및 온도 성층화 촉진을 위한 모듈라 방식의 태양열 온수기 축열조를 제공함에 있다.According to the amount of hot water required for the right copper pipe protruding from the right bottom of the present heat storage tank, the copper pipe of another auxiliary heat storage tank, in which the copper pipe protrudes from the lower left side, is connected at a minimum interval in consideration of the coefficient of thermal expansion of the pipe. Regulate the heat storage capacity and temperature stratification to cover the left copper pipe with rubber pipe and insulation to prevent leakage and winter freezing, and to connect with the hot water supply pipe installed in the house with the thread formed at the end of the right copper pipe of the connected right auxiliary heat storage tank. To provide a modular solar water heater heat storage tank for promotion.
도 1은 본 발명 태양열 온수시스템의 전체 구성도1 is an overall configuration diagram of the present invention solar hot water system
도 2는 본 발명 축열조의 구성도2 is a configuration diagram of the heat storage tank of the present invention
도 3은 본 발명 묘듈라 방식의 축열조 결합 상태도Figure 3 is a state diagram of the heat storage tank coupling of the present invention modular
도 4는 도 3의 A부분의 확대도4 is an enlarged view of a portion A of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
(1) : 주름관 (2) : 온수 배출 파이프(1): corrugated pipe (2): hot water discharge pipe
(3) : 플로우트 (4) : 온수(3): float (4): hot water
(5) : 히터 (7) : 수돗물 유입관(5): heater (7): tap water inlet pipe
(8) : 온수 공급 파이프 (9) : 러버 파이프(8): hot water supply pipe 9: rubber pipe
(11) : 부이 (12) : 좌측 구리 파이프11: buoy 12: left copper pipe
(13) : 우측 구리 파이프 (14) : 본 축열조(13): right copper pipe 14: main heat storage tank
(15) : 보조 축열조 (16) : 보조 축열조15: auxiliary heat storage tank 16: auxiliary heat storage tank
(17) : 드레인 파이프 (18) : 단열재17: drain pipe 18: heat insulating material
(19) : 나사산 (20) : 집열기(19): thread 20: collector
(21) : 하강관 파이프 (22) : 상승관 파이프21: downcomer pipe 22: uprising pipe
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 발명 태양열 온수시스템의 전체 구성도,1 is an overall configuration diagram of the solar hot water system of the present invention,
도 2는 본 발명 축열조의 구성도,2 is a configuration diagram of the heat storage tank of the present invention,
도 3은 본 발명 묘듈라 방식의 축열조 결합 상태도,Figure 3 is a state diagram of the heat storage tank coupling of the present invention modular
도 4는 도 3의 A부분의 확대도를 도시한 것이다.4 is an enlarged view of a portion A of FIG. 3.
축열조에 공급되어진 수돗물을 태양열을 집열하는 집열기 내부로 통과시켜 뜨거운 온수로 변화시키는 통상의 태양열 온수 시스템에 있어서;In a typical solar hot water system, the tap water supplied to the heat storage tank is passed into a collector for collecting solar heat and converted into hot hot water;
본 축열조(14)의 좌·우측 하부에 본 축열조(14) 밖으로 돌출되고 끝단부에 나사산(19)이 형성되고, 다른 한쪽부는 본 축열조(14) 측벽을 관통하여 뜨거운 온수(4)에 접하도록 좌·우측 구리 파이프(12)(13)를 설치하는 것과,The left and right lower portions of the main heat storage tank 14 protrude out of the main heat storage tank 14 and a thread 19 is formed at an end thereof, and the other side penetrates through the side wall of the heat storage tank 14 to be in contact with the hot water 4. Installing the left and right copper pipes 12 and 13,
상기 본 축열조(14) 내측에 삽입 돌출되게 설치되어 온수와 접촉하는 우측 구리 파이프(13)를 주름관(1)으로 연결하고, 끝단 부에 플로우트(3)가 부착되어 온수(4) 표면과 일정한 높이를 갖으며 항상 온수(4)에 잠겨있는 온수 배출 파이프(2)에 연결하는 것과,The right heat pipe (13) is installed to be inserted into the main heat storage tank 14 and connected to the right copper pipe 13 in contact with the hot water with a corrugated pipe (1), and the float (3) is attached to the end portion of the heat storage tank 14 and a constant height Connecting to the hot water discharge pipe (2) which is always submerged in hot water (4),
상기 본 축열조(14) 우측 하부에 돌출된 우측 구리 파이프(13)를 필요한 온수량에 따라 좌측 하부에 좌측 구리 파이프(12)가 돌출된 또 다른 보조 축열조(15)의 좌측 구리 파이프(12)를 파이프의 열팽창 계수를 고려한 간격을 두고 접속시키고 본 축열조(14)의 우측 구리 파이프(13)와 좌측 구리 파이프(13)를 누수 및 겨울철 동파 방지를 위해 러버 파이프(9)와 단열재(18)로 피복하고, 상기와 같은 방법으로 연이어 연결된 오른쪽 끝의 보조 축열조(16)의 우측 구리 파이프(13)의 끝단부에 형성된 나사산(19)으로 주택에 설치한 온수 공급 파이프(8)와 연결하는 것으로 구성되어진 것이다.The right copper pipe 13 protruding from the lower right side of the main heat storage tank 14, and the left copper pipe 12 of another auxiliary heat storage tank 15 from which the left copper pipe 12 protrudes from the lower left side according to the amount of hot water required. It is connected at intervals considering the coefficient of thermal expansion of the pipe, and the right copper pipe 13 and the left copper pipe 13 of the heat storage tank 14 are covered with a rubber pipe 9 and a heat insulator 18 to prevent leakage and winter freezing. And a screw thread 19 formed at the end of the right copper pipe 13 of the auxiliary heat storage tank 16 at the right end connected in the same manner as described above, and connected with the hot water supply pipe 8 installed in the house. will be.
본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention is as follows.
끝단에 나사산(19)이 형성된 일정 크기의 좌·우 구리 파이프(12)(13)가 돌출되어 설치된 본 축열조(14)를 집열기(20)와 결합한다.The left and right copper pipes 12 and 13 having a predetermined size with threads 19 formed at their ends protrude from the heat storage tank 14 provided with the collector 20.
상기 끝부분에 나사산(19)이 형성되고 돌출된 좌·우측 구리 파이프(12)(13)의 다른 한쪽 반대편 끝부분은 항상 뜨거운 온수(4)와 접촉할 수 있도록 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16) 내측으로 일정 크기를 갖도록 설치한다.The other end of the left and right copper pipes 12 and 13 protruding from the thread 19 is formed at the end and the main heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank are always in contact with the hot water 4. (15) (16) It is installed to have a certain size inside.
상기의 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16) 내측으로 돌출된 우측 구리 파이프(12)에 주름관(1)이 결합되고 끝단에 부착된 플로우트(3)와 일정 거리를 가지며 항상 온수(4)에 잠겨있는 온수 배출 파이프(2)와 연결한다.The corrugated pipe 1 is coupled to the right copper pipe 12 protruding into the main heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank 15, 16, and has a predetermined distance from the float 3 attached to the end and always has hot water ( Connect with hot water discharge pipe (2) which is locked in 4).
상기의 온수 배출 파이프(2)는 항상 플로우트(3)가 온수(4)면을 따라 유동되기 때문에 온수 배출 파이프(2)는 뜨거운 온수(4)내에 위치하게 되어 항상 뜨거운 온수(4)를 온수 배출 파이프(2) 내로 통과시킬 수 있는 것이다.Since the hot water discharge pipe 2 always floats the hot water 4 along the surface of the hot water discharge pipe 2, the hot water discharge pipe 2 is located in the hot hot water 4 so that the hot hot water 4 is always discharged from the hot water. It can be passed through the pipe (2).
온수 배출 파이프(2)를 통과한 뜨거운 온수(4)는 우측 구리 파이프(13)를 통과하여 주택에 설치된 온수 공급 파이프(8)를 따라 흐르게 되는 것이다.The hot water 4 passing through the hot water discharge pipe 2 flows along the hot water supply pipe 8 installed in the house through the right copper pipe 13.
만약 온수(4)가 많이 필요하면 필요한 온수(4)의 량을 계산하여 보조 축열조(15)(16)를 여러 개 연결 설치하면 필요한 뜨거운 온수를 마음껏 사용할 수 있게 되는 것이다.If a lot of hot water (4) is required to install a number of auxiliary heat storage tank (15) (16) by calculating the amount of the required hot water (4) will be able to use the required hot hot water to the full.
상기 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16) 연결 방법은 연결하고자 하는 보조 축열조(15)의 좌측 하부에 돌출된 좌측 구리 파이프(13)를 설치된 본 축열조(14) 우측 하부에 돌출된 우측 구리 파이프(12)에 파이프의 열팽창 계수를 고려한 최소한의 간격을 두면서 접촉하지 않도록 접근시키고 좌·우측 구리 파이프(12)(13)를 러버 파이프(9)와 단열재(18)로 피복을 하여 연결 부위의 누수나 동파를 방지하게 되는 것이다.The main heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank 15, 16 is connected to the bottom of the heat storage tank 14, the left side of the heat storage tank 14 provided with the left copper pipe 13 protruding from the lower left of the auxiliary heat storage tank 15 to be connected. The right copper pipe 12 is approached without contact with a minimum distance considering the coefficient of thermal expansion of the pipe, and the left and right copper pipes 12 and 13 are covered with a rubber pipe 9 and a heat insulator 18 and connected. This will prevent leakage or freezing of the site.
또한 좌·우측 구리 파이프(12)(13)는 그 한쪽 끝에 항상 뜨거운 온수(4)와 접촉을 하게 되어 파이프를 따라 온수(4)의 열이 전달되어 겨울철에도 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16) 연결 부위가 동파 되는 것을 방지할 수 있는 것이다. 상기 우측 구리 파이프(13)의 끝부분에 형성된 나사산(19)으로 주택의 온수 공급 파이프(8)와 연결을 간편하게 이룰 수 있으며 또한 다른 보조 축열조와의 좌측 구리 파이프와도 결합이 가능한 것이다.In addition, the left and right copper pipes 12 and 13 are always in contact with the hot water 4 at one end thereof, so that the heat of the hot water 4 is transferred along the pipe, so that the heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank 14 are kept in winter. 15) (16) It is possible to prevent freezing of the connection site. The thread 19 formed at the end of the right copper pipe 13 can be easily connected with the hot water supply pipe 8 of the house and can also be combined with the left copper pipe with other auxiliary heat storage tanks.
또한 상수도로부터 수돗물 유입관(7)을 통해 유입되는 수돗물은 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16) 내에서 온도 성층화를 이루며 집열기(20)와 연결된 하강관 파이프(21)를 통과하여 집열기(20)에서 온수로 변화하여 상승관 파이프(22)를 통과하여 축열조로 유입되는 것이다. 유입된 뜨거운 온수(4)는 상부로 이동하게 되어 항상 온수 배출 파이프(2)를 통해서는 온수(4)만 흐를 수 있는 것이다.In addition, the tap water flowing from the tap water through the tap water inlet pipe 7 forms a temperature stratification in the main heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank 15, 16, and passes through a down pipe pipe 21 connected to the collector 20. The change from the collector 20 to hot water passes through the riser pipe 22 and flows into the heat storage tank. The hot water introduced 4 is moved upward so that only hot water 4 can flow through the hot water discharge pipe 2 at all times.
온수(4)가 배출되면 배출된 량만큼 수돗물이 유입되기 때문에 온수(4)의 온도는 크게 떨어지지 않으며 유입된 수돗물은 성층화로 인해 하부에 위치하게 되는 것이다.When the hot water 4 is discharged, the tap water is introduced as much as the discharged amount, so that the temperature of the hot water 4 does not drop significantly, and the introduced tap water is located at the bottom due to stratification.
상기 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16)의 측면 상부에 형성된 드레인 파이프(17)는 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16)내의 온수(4)가 포화 상태가 되면 자동적으로 드레인 파이프(17)를 통해 배출될 수 있도록 설치된 것이다.The drain pipe 17 formed on the upper sides of the main heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tanks 15 and 16 becomes saturated when the hot water 4 in the main heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tanks 15 and 16 becomes saturated. It is installed to be automatically discharged through the drain pipe (17).
예를 들어 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16)간의 온수(4)의 흐름을 설명하면 다음과 같다.For example, the flow of the hot water 4 between the present heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank 15, 16 is as follows.
축열조 3개를 연결하여 많은 뜨거운 온수를 사용하고자 할 때 가장 오른쪽에 위치된 보조 축열조(16)로부터 뜨거운 온수(4)가 온수 배출 파이프(2)를 통해 주택에 설치된 온수 공급 파이프(8)를 따라 배출이 되면 본 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16)간의 수위차에 의해 보조 축열조(15)와 본 축열조(14)로부터 뜨거운 온수(4)가 온수 배출 파이프(2)와 구리 파이프(12)를 통해 오른쪽 보조 축열조(16)로 이동하므로축열조 하나를 이용하는 대다수의 기존 태양열 시스템에 비해 급격한 온도 변화없이 안정적으로 온수 공급이 가능하게 되는 것이다.When connecting three heat storage tanks and using a lot of hot water, hot water 4 from the rightmost auxiliary heat storage tank 16 follows the hot water supply pipe 8 installed in the house through the hot water discharge pipe 2. When the water is discharged, the hot water 4 is discharged from the auxiliary heat storage tank 15 and the main heat storage tank 14 by the water level difference between the heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank 15, 16. 12) through the right to the auxiliary heat storage tank 16, it is possible to provide a stable hot water supply without a sudden temperature change compared to the majority of existing solar systems using one heat storage tank.
또한 본 축열조(14) 내에 설치되어 있는 부이(11)는 축열조(14)와 보조 축열조(15)(16)내의 수위를 일정하게 유지 시켜주는 역할을 하는데, 수위가 낮아지면 밸브를 자동으로 개방하여 수돗물 유입관(7)을 통하여 수돗물이 유입되도록 하므로 항상 일정량의 물이 각 출열조(14)(15)(16)에 채워지게 되는 것이다.In addition, the buoy 11 installed in the heat storage tank 14 serves to keep the water level in the heat storage tank 14 and the auxiliary heat storage tank 15 and 16 constant, and when the water level is lowered, the valve is automatically opened. Tap water is introduced through the tap water inlet pipe 7 so that a certain amount of water is always filled in each heat sink 14, 15, 16.
또한 좌·우측 구리 파이프(12)(13)를 대신하여 열전도성이 양호한 다른 재질의 파이프를 사용할 수도 있는 것이다.In addition, a pipe of another material having good thermal conductivity may be used in place of the left and right copper pipes 12 and 13.
본 축열조와(14) 보조 축열조(15)(16) 좌측 중앙부에 장착된 히터(5)는 태양이 일몰한 후에 값싼 심야 전력으로 온수(4)를 생산할 수 있도록 설치한 것이다.The heat storage tank 14 and the heater 5 mounted on the left center portion of the auxiliary heat storage tank 15 and 16 are installed so that hot water 4 can be produced with cheap night power after the sunset of the sun.
그러므로 뜨거운 온수가 필요로 하는 양만큼 여러 개 축열조를 연결하여 가장 오른쪽 축열조로부터 뜨거운 온수가 배수될 때 왼쪽 본 축열조와 보조 축열조로부터 뜨거운 물이 수위차에 의해 오른쪽 보조 축열조로 이동하므로써 오른쪽 보조 축열조에는 항상 본 축열조 및 다른 보조 축열조에 비해 뜨거운 온수가 모아지게 되므로 온수 배수시 사용자는 급격한 수온 변화 없이 축열조 한 개를 사용할 경우에 비해 상당히 안정적으로 뜨거운 온수를 공급받을 수 있으며 아울러 얼마든지 필요에 따라 축열 용량을 확대할 수 있는 발명인 것이다.Therefore, when hot water is drained from the rightmost heat storage tank by connecting as many heat storage tanks as the amount of hot water needs, hot water from the left main heat storage tank and the auxiliary heat storage tank is moved to the right auxiliary heat storage tank by the water level difference. Compared to this heat storage tank and other auxiliary heat storage tanks, hot hot water is collected, so users can receive hot water more reliably than when using one heat storage tank without sudden change in water temperature. It is an invention that can be expanded.
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|---|---|---|---|---|
| KR20020089110A (en) * | 2001-09-04 | 2002-11-29 | 주식회사 일진엔지니어링 | Tray for LCD pannel |
| KR100937682B1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-01-19 | (주)우원디아이씨 | Side wall and different view form of construction work of heat storaging tank |
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| KR100298550B1 (en) | 2001-11-22 |
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