KR200395955Y1 - The solar collector and heating system using a solar collector - Google Patents
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Abstract
본 고안은 태양에너지를 집열하는 집열기를 구성함에 있어서: 한 쌍의 프레임(11)을 이용하여 양면이 개방되는 소정의 공간을 구비하고, 전면에 집광유리(15)와 후면에 태양전지흡수판(16), 단열재(17)를 장착하는 케이스(10); 상기 케이스(10)의 태양전지흡수판(16)에 개재하여 장착되고, 내부에 질소가 충진되어 흡수된 태양열을 집열하는 복수의 집열관(20); 상기 집열관(20)의 상단에 소켓(21)에 의해 내부에 수용되도록 장착되고, 상기 집열관(20)에 의해 집열되는 태양열에 따라 가열되는 열매체유(H)의 흐름을 안내하는 열매관(30); 및 상기 집열관(20)의 하단에 위치하여 방사열을 공급하는 전열히터(41)를 구비하는 보조방열수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention comprises a collector for collecting solar energy: a predetermined space is opened on both sides using a pair of frames 11, the light collecting glass 15 on the front and the solar cell absorbing plate on the back 16, a case 10 to which the heat insulating material 17 is mounted; A plurality of collecting pipes 20 interposed between the solar cell absorbing plates 16 of the case 10 and collecting solar heat absorbed by nitrogen filling therein; The heat pipe is mounted on the upper end of the heat collecting pipe 20 so as to be accommodated therein and guides the flow of the heat medium oil H heated according to the solar heat collected by the heat collecting pipe 20 ( 30); And an auxiliary heat dissipation means 40 positioned at a lower end of the heat collecting tube 20 and having an electric heat heater 41 for supplying radiant heat.
이에 따라 본 고안은, 집열관에 세라믹 코팅 처리함과 함께 태양전지흡수판에서 발생된 전기를 다시 전열히터로 공급하는 태양/전기에너지를 병용하는 복합형 집열기를 제작함에 따라 집열효율이 향상되면서 열효율이 배가되고 집열면적을 줄여 협소한 장소에 적용이 가능하여 시공비가 절감될 뿐 아니라, 기존의 보일러에 별도의 컨트롤박스 없이 배관연결만으로 사용이 가능하여 경제성이 보장되는 효과가 있다.Accordingly, the present invention, the heat treatment efficiency is improved as the heat collecting efficiency is improved by producing a solar collector and a combination of solar / electric energy that supplies electricity generated from the solar cell absorbing plate to the heat transfer heater and the ceramic coating treatment on the heat collecting tube This doubled and reduced collection area can be applied to a narrow place not only saves the construction cost, but also can be used only by connecting the pipe to the existing boiler without a separate control box, thereby ensuring economic efficiency.
Description
본 고안은 태양열 집열기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집열관에 세라믹 코팅 처리함과 함께 태양전지흡수판에서 발생된 전기를 다시 전열히터로 공급하는 태양/전기에너지를 병용하는 복합형 집열기를 제작함에 따라 집열효율이 향상되면서 열효율이 배가되고 집열면적을 줄여 협소한 장소에 적용이 가능하여 시공비가 절감될 뿐 아니라, 기존의 보일러에 별도의 컨트롤박스 없이 배관연결만으로 사용이 가능하여 경제성이 보장되는 태양열 집열기 및 이를 이용한 난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar collector, and more specifically, to a composite collector that uses solar / electric energy together with ceramic coating on the collector tube and supplies electricity generated from the solar cell absorption plate back to the electrothermal heater. Therefore, the heat efficiency is improved and the heat efficiency is doubled, and the heat collecting area is reduced, so it can be applied to a narrow place, which saves construction costs, and it is possible to use the existing boiler only by connecting the pipe without a separate control box. It relates to a collector and a heating device using the same.
최근 10년 간 우리나라의 에너지 소비는 매년 10%라는 세계 최고의 증가율을 기록하고 있으며, 온실가스배출량 증가율 역시 세계 1위를 기록하고 있다. 다행히 세계기후협약 이행이 늦추어지고는 있지만 머지않아 우리도 여기에 참여하지 않을 수 없는 형편이어서 대체에너지 개발의 필요성은 더욱 무게 중심을 더해가고 있는 실정이다.In the last 10 years, Korea's energy consumption has recorded the world's highest growth rate of 10% per year, and the greenhouse gas emission growth rate also ranks first in the world. Fortunately, the implementation of the World Climate Convention has been delayed, but soon we are forced to participate in it, so the need for alternative energy development is increasing.
이에 발맞추어 근래에 무공해의 태양에너지를 이용한 기술이 활발히 개발되고 있는 바, 즉 자동차의 동력원이나, 가정용 혹은 집단거주 공간의 온수 및 난방시스템에 사용될 수 있도록 다양한 형태의 집열장치 개발과 열적 성능의 향상에 대한 기술이 연구되고 있다.In line with this, recently, technologies using pollution-free solar energy have been actively developed, that is, various types of heat collectors and improvement of thermal performance for power source of automobiles, hot water and heating system for home or group living space. The technology for is being studied.
한편, 태양열을 이용한 집열장치는 에너지밀도가 낮고 기후 의존성이 심하여 집적효율이 낮은 태양에너지의 집적율을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 이러한 태양에너지 집열장치는 통상 지붕이나, 옥상 등에 설치하여 전기에 의존하지 않은 체, 오직 태양열에 의해 열을 받아 냉수를 온수로 전환시켜 온수나 난방에 활용하여 전기에너지의 사용을 줄이고 있다.On the other hand, solar heat collector is used to improve the integration rate of solar energy with low energy density and low integration efficiency due to low climate density, such solar energy collector is usually installed on the roof or rooftop, depending on electricity If it is not, it receives heat only from solar heat and converts cold water into hot water, which is used for hot water or heating to reduce the use of electric energy.
이처럼, 이러한 종래의 집열장치는 주로 집광형과 비집광형으로 분류되는 바, 집광형은 대부분 태양에너지에 의존하여 얻게 됨에 따라 구름 낀 날이나 흐린 날에는 작동하기가 곤란하고 비교적 맑은 날씨에만 사용하기가 적합한 단점이 있고, 비집광형(평판형)은 겨울철 태양의 고도가 낮은 경우 태양에너지가 낮은 경사도로 입사됨에 따라 태양에너지의 일부만이 집열장치의 집열기에 흡수되고 일부는 외부로 반사되어 태양에너지의 집열효율이 떨어지는 단점이 있다.As such, these conventional collectors are mainly classified into condensing type and non-condensing type, and since the collecting type is mostly obtained by solar energy, it is difficult to operate on cloudy or cloudy days and is used only in relatively sunny weather. In the non-condensing type (flat type), when the sun's altitude is low in winter, only part of the solar energy is absorbed by the collector of the heat collecting device, and some of it is reflected to the outside as the solar energy is incident at a low gradient. There is a disadvantage in that the heat collecting efficiency of the fall.
그리고, 종래의 집열장치는 대체적으로 집열효율이 낮아 넓은 집열면적이 필요하고 이에, 시설투자비용이 매우 높아 투자대비 경제성이 낮을 뿐 아니라, 하절기나 비수요기에 과부하 문제를 해결할 수 없어 시공, 유지, 보수에 많은 문제점이 파생되었다.In addition, conventional collectors generally require a large collection area due to low heat collection efficiency, and thus, investment cost is very high and economic efficiency is low. In addition, the overload problem cannot be solved in summer or non-demand. Many problems have arisen in repairs.
이와 같이, 종래의 집열장치는 태양에너지를 이용하여 온수나 난방용으로 이용할 시 각기 조건(기후, 일조량 및 계절) 즉 흐린 날이나 구름 낀 날씨와 계절(하절기나 동절기)에 따라 태양에너지의 집열효율이 현저히 떨어짐으로 일반주택이나 농가 등의 건물에 사용하기가 곤란한 폐단이 따랐다.As described above, the conventional heat collecting device uses solar energy to collect solar energy according to conditions (climate, sunshine and season), that is, cloudy days or cloudy weather and seasons (summer and winter). The drastic fall led to the closure, which was difficult to use in buildings such as houses and farms.
이에 따라 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 집열관에 세라믹 코팅 처리함과 함께 태양전지흡수판에서 발생된 전기를 다시 전열히터로 공급하는 태양/전기에너지를 병용하는 복합형 집열기를 제작함에 따라 집열효율이 향상되면서 열효율이 배가되고 집열면적을 줄여 협소한 장소에 적용이 가능하여 시공비가 절감될 뿐 아니라, 기존의 보일러에 별도의 컨트롤박스 없이 배관연결만으로 사용이 가능하여 경제성이 보장되는 태양열 집열기 및 이를 이용한 난방장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to fundamentally solve the conventional problems as described above, in combination with the solar / electric energy supplying electricity generated from the solar cell absorbing plate back to the electrothermal heater with a ceramic coating treatment on the heat collecting tube. As the composite collector is manufactured, the heat collecting efficiency is improved, the heat efficiency is doubled, and the collecting area is reduced, so it can be applied to a narrow place, and the construction cost is reduced, and the existing boiler can be used by connecting piping without a separate control box. The purpose is to provide a solar collector and a heating device using the same, which ensures economic feasibility.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 태양에너지(S)를 집열하는 집열기를 구성함에 있어서: 한 쌍의 프레임(11)을 이용하여 양면이 개방되는 소정의 공간을 구비하고, 전면에 집광유리(15)와 후면에 태양전지흡수판(16), 단열재(17)를 장착하는 케이스(10); 상기 케이스(10)의 태양전지흡수판(16)에 개재하여 장착되고, 내부에 질소가 충진되어 흡수된 태양열(S)을 집열하는 복수의 집열관(20); 상기 집열관(20)의 상단에 소켓(21)에 의해 내부에 수용되도록 장착되고, 상기 집열관(20)에 의해 집열되는 태양열(S)에 따라 가열되는 열매체유(H)의 흐름을 안내하는 열매관(30); 및 상기 집열관(20)의 하단에 위치하여 방사열을 공급하는 전열히터(41)를 구비하는 보조방열수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a collector for collecting solar energy (S): using a pair of frames 11, having a predetermined space to open both sides, and condensing glass ( 15 and a case 10 for mounting the solar cell absorbing plate 16, the heat insulating material 17 on the back; A plurality of collecting pipes 20 interposed between the solar cell absorbing plates 16 of the case 10 and collecting solar heat S absorbed by being filled with nitrogen; It is mounted to be accommodated inside by the socket 21 at the upper end of the heat collecting tube 20, and guides the flow of the heat medium oil (H) is heated in accordance with the solar heat (S) collected by the heat collecting tube 20 Fruit tube 30; And an auxiliary heat dissipation means 40 positioned at a lower end of the heat collecting tube 20 and having an electric heat heater 41 for supplying radiant heat.
이때, 본 고안의 집열관(20)은 외부에 세라믹으로 코팅 처리되고, 내부에 열전도가 빠른 질소를 충진하여 형성된다.At this time, the heat collecting tube 20 of the present invention is coated with a ceramic on the outside, and is formed by filling nitrogen with a high thermal conductivity inside.
또한, 본 고안의 상기 보조방열수단(40)은 전열히터(41)의 하부면에 수용되도록 구비하는 히터갓(45)과, 상기 전열히터(41)의 상부면에 소정의 각도로 기울어지도록 형성되는 반사판(46)을 더 구비된다.In addition, the auxiliary heat dissipation means 40 of the present invention is formed to be inclined at a predetermined angle on the heater shade 45 provided to be received on the lower surface of the heat transfer heater 41, and the upper surface of the heat transfer heater 41. It is further provided with a reflecting plate 46.
또한, 본 고안의 상기 집열기(1)는 태양열(S)이나 보조방열수단(40)으로부터 가열된 열매체유(H)를 안내하는 열매관(30)에 공급/배출하는 배관(52)(53)이 연결되고 내부에 나선형의 순환관(51)이 수용되면서 난방수(W)를 저장하는 저장탱크(50)와, 상기 저장탱크(50)로부터 얻어진 난방수(W)를 공급/배출하는 배관(61)(62)이 연결되는 통상의 열원보일러(60)와, 상기 각각의 배관(52)(53)(61)(62)을 통하여 공급/배출되는 열매체유(H)와 난방수(W)를 강제적으로 순환시키는 순환펌프(55)(65)를 더 구비된다.In addition, the collector (1) of the present invention is a pipe (52) (53) to supply / discharge to the heat pipe (30) for guiding the heat medium (H) heated from solar heat (S) or auxiliary heat radiating means (40) Is connected and the spiral circulation pipe 51 is accommodated therein, the storage tank 50 for storing the heating water (W) and the piping for supplying / discharging the heating water (W) obtained from the storage tank 50 ( Normal heat source boiler 60 to which the 61 and 62 are connected, and thermal oil (H) and heating water (W) supplied / discharged through the respective pipes (52), (53), (61) and (62). It is further provided with a circulation pump 55, 65 for forcibly circulating the.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.
도 1은 본 고안에 따른 집열기를 정면에서 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 집열기를 측면에서 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 고안에 따른 집열기의 주요부를 확대하여 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing the collector according to the present invention from the front, Figure 2 is a block diagram showing the collector according to the present invention from the side, Figure 3 is a block diagram showing an enlarged main part of the collector according to the present invention.
본 고안은 태양에너지(S)를 집열하는 집열기에 관련되며, 특히 집열기에 태양에너지와 전기에너지를 병용하여 사용이 가능하도록 함에 따라 태양열의 조사량을 최대한 집열하여 태양에너지의 이용을 극대화하면서 전기에너지의 이용을 최소화할 수 있는 태양열 집열기와 이를 이용한 난방장치에 관한 것이다. 이때, 본 고안의 집열기(1)는 케이스(10), 집열기(20), 열매관(30), 보조방열수단(40)을 주요구성으로 한다.The present invention relates to a collector that collects solar energy (S), and in particular, it is possible to use solar energy and electric energy in combination with the collector, thereby maximizing the utilization of solar energy by collecting the maximum amount of solar energy and electric energy. It relates to a solar collector and a heating device using the same that can minimize the use of. At this time, the collector 1 of the present invention has a case 10, the collector 20, the heat pipe 30, the auxiliary heat radiating means 40 as the main configuration.
본 고안에 따른 케이스(10)는 한 쌍의 프레임(11)을 이용하여 양면이 개방되는 소정의 공간을 구비하고, 전면에 집광유리(15)와 후면에 태양전지흡수판(16), 단열재(17)를 장착한다. 케이스(10)는 도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍의 프레임(11)이 절곡되어 상하에 개재하여 형성되는 바, 이러한 프레임(11)을 이용하여 형성된 공간, 즉 정면에는 집광유리(15), 후면에는 태양전지흡수판(16)과 단열재(17)가 각각 장착된다.The case 10 according to the present invention has a predetermined space in which both sides are opened by using a pair of frames 11, the light collecting glass 15 on the front side and the solar cell absorbing plate 16 on the back side, and the heat insulating material ( 17) Fit. As shown in FIGS. 1 and 2, the case 10 is formed by bending a pair of frames 11 and interposing the upper and lower bars. The space formed by using the frames 11, that is, the front of the condensing glass ( 15), the rear of the solar cell absorbing plate 16 and the heat insulating material 17 is mounted.
케이스(10)는 전면에 집광유리(15)가 장착되는 바, 이러한 집광유리(15)는 외부의 충격으로부터 보호함과 함께 태양열(S)이 내부로 투과된 열이 외부로 방출되지 않도록 차단하는 역할을 수행한다. 이러한 집광유리(15)는 저철분 강화유리에 국한하는 것이 아니라, 투과율이 좋은 투명 플라스틱을 사용하는 것도 바람직하다.The case 10 has a condensed glass 15 mounted on the front bar, the condensed glass 15 is protected from external shock and the solar heat (S) to block the heat transmitted to the inside is not emitted to the outside Play a role. The condensing glass 15 is not limited to low iron tempered glass, but it is also preferable to use a transparent plastic having good transmittance.
그리고, 케이스(10)는 후면에 태양전지흡수판(16)과 단열재(17)가 장착되는 데, 태양전지흡수판(16)은 표면에 블랙크롬으로 코팅하여 선택적 흡수막(Selective Coation)을 형성하고 태양전지(Solar Cell)(미도시)가 장착된다. 태양전지흡수판(16)은 태양으로부터 흡수된 에너지를 공급함과 함께 전기를 발생시키는 역할을 동시에 수행하는 바, 즉 이는 표면에서 케이스(10)내부로 입사되는 태양열을 효율적으로 후술하는 집열관(20)으로 전도시키는 동시에 태양전지로부터 발생된 전기는 후술하는 전열히터(41)에 전기가 각각 공급된다.In addition, the case 10 is equipped with a solar cell absorbing plate 16 and a heat insulating material 17 on the back, the solar cell absorbing plate 16 is coated with a black chrome on the surface to form a selective absorption film (Selective Coation) And a solar cell (not shown) is mounted. The solar cell absorbing plate 16 simultaneously performs a role of generating electricity while supplying energy absorbed from the sun, that is, a heat collecting tube 20 which efficiently describes solar heat incident from the surface into the case 10. At the same time, the electricity generated from the solar cell is supplied to the heat transfer heater 41 to be described later.
또한, 단열재(17)는 도 2에 도시된 바와 같이 고밀도 압축된 압축단열재로 구비되는 바, 이는 집열기(1)의 열 손실을 최소화하면서 단열기능을 최대한 높일 수 있도록 압축하여 케이스(10)내의 열이 외부로 방출되지 않도록 차단하는 단열기능을 최대한 확보하는 기능을 수행한다. 이러한 단열재(17)는 폴리우레탄 폼이나 그라스 울 등 비석면계의 친환경 단열재로 형성하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the heat insulator 17 is provided with a high-density compressed heat insulating material as shown in FIG. 2, which compresses to minimize the heat loss of the collector 1 and to maximize the heat insulation function to heat up the case 10. It performs the function to secure the insulation function to block the discharge to the outside. The heat insulating material 17 is preferably formed of a non-asbestos-based heat insulating material such as polyurethane foam or glass wool, but is not limited thereto.
또, 본 고안에 따른 집열관(20)은 상기 케이스(10)의 태양전지흡수판(16))에 개재하여 장착되고, 내부에 질소가 충진되어 흡수된 태양열(S)을 집열한다. 집열관(20)은 도 1내지 도 2처럼 태양열(S)을 집열하는 역할을 수행하도록 열전도율이 우수한 원통형의 동관으로 형성된다. 집열관(20)은 집열효율을 극대화하기 위해서 소정의 직경을 갖는 관상에 외부에는 세라믹이 코팅 처리되고 내부에는 열전도가 빠른 질소가 충진된다. 이러한, 집열관(20)은 태양전지흡수판(16)상에 일정간격으로 나열된 상태에서 브라켓(22)을 통하여 고정된다.In addition, the heat collecting tube 20 according to the present invention is mounted through the solar cell absorbing plate 16 of the case 10 and collects solar heat S absorbed by being filled with nitrogen therein. The collecting tube 20 is formed of a cylindrical copper tube having excellent thermal conductivity so as to collect solar heat S as shown in FIGS. 1 to 2. The heat collecting tube 20 is coated with a ceramic on the outside on a tube having a predetermined diameter in order to maximize the heat collecting efficiency, and the inside is filled with nitrogen having a high thermal conductivity. This, the heat collecting tube 20 is fixed through the bracket 22 in a state arranged at a predetermined interval on the solar cell absorbing plate (16).
이에 따라, 집열관(20)은 집광유리(15)로 투과된 태양열(S)을 집열시키는 바, 이때 집열관(20)은 외부의 세라믹 코팅 처리됨에 따라 태양열(S)을 집중적으로 집열시킴과 함께 태양전지흡수판(16)으로부터 집열된 태양열(S)이 전도되고, 집열관(20)에 흡수된 태양열(S)은 질소가스(N)에 의해 열전도되어 소켓(21)을 통하여 열매관(30)내에 수용된 열매체유(H)를 가열시키게 된다.Accordingly, the heat collecting tube 20 collects the solar heat S transmitted through the light collecting glass 15. At this time, the heat collecting tube 20 concentrates the solar heat S as the external ceramic coating is processed. Together, the solar heat S collected from the solar cell absorbing plate 16 is conducted, and the solar heat S absorbed by the heat collecting tube 20 is heat-conducted by nitrogen gas (N) to heat the heat pipe through the socket 21. The heat medium oil (H) contained in 30) is heated.
또한, 본 고안에 따른 열매관(30)은 상기 집열관(20)의 상단에 소켓(21)에 의해 내부에 수용되도록 장착되고, 상기 집열관(20)에 의해 집열되는 태양열(S)에 따라 가열되는 열매체유(H)의 흐름을 안내한다. 열매관(30)은 도 2처럼 다수의 집열관(20)이 소켓(21)에 의해 내부에 수용되도록 장착된다. 열매관(30)은 내부에 열매체유(H)가 수용되어 흐름을 안내하는 역할을 수행한다.In addition, the heat pipe 30 according to the present invention is mounted to be accommodated therein by the socket 21 at the upper end of the heat collecting pipe 20, according to the solar heat (S) is collected by the heat collecting pipe 20. It guides the flow of the heating medium oil (H). The heat pipe 30 is mounted such that a plurality of heat collecting pipes 20 are accommodated therein by the socket 21 as shown in FIG. 2. The fruit tube 30 serves to guide the flow by receiving the heat medium oil (H) therein.
이러한 열매관(30)은 도면을 통하여 도시하지 않았지만 나팔관 형태로 형성되는 바, 즉 도 1상에서 좌측에서 우측으로 가면서 점점 굵어지는 형태로 형성된다. 이에 따라, 열매관(30)은 집열관(20)으로부터 가열된 열매체유(H)를 밀도차에 의한 자연대류현상에 의해 후술하는 공급하는 공급배관(52)을 통하여 저장탱크(50)내의 순환관(51)으로 유입되는 동시에 배출배관(53)을 통하여 다시 열매관(30)으로 배출되어 순환된다.Although not shown through the drawing, the fruit tube 30 is formed in the form of a fallopian tube, that is, is formed in a form that becomes thicker from left to right in FIG. Accordingly, the heat pipe 30 is circulated in the storage tank 50 through the supply pipe 52 for supplying the heat medium oil H heated from the heat collecting pipe 20 to be described later by natural convection caused by the density difference. At the same time it is introduced into the pipe 51 is discharged back to the fruit pipe 30 through the discharge pipe 53 is circulated.
또한, 본 고안에 따른 보조방열수단(40)은 상기 집열관(20)의 하단에 위치하여 방사열을 공급하는 전열히터(41)를 구비한다. 보조방열수단(40)은 여러 가지 조건(기후, 일조량 및 계절)에 따라 태양열(S)을 이용하지 못할 때 사용하는 것으로 이러한 보조방열수단(40)은 전기에너지를 이용하여 집열관(20)에 방사열을 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 이러한 전기에너지는 위에서 언급한 바와 같이 태양전지흡수판(16)상의 태양전지로부터 발생된 전기가 공급된다. 보조방열수단(40)은 다수의 집열관(20)의 하단에 수평방향으로 전열히터(41)가 설치되어 가열한다. 이러한 전열히터(41)는 태양열(S)을 이용하지 못할 때, 즉 태양의 입사량이 적은 동절기, 구름이 끼거나 비, 눈이 오는 날씨 그리고 야간에 가동이 되도록 세팅되게 된다.In addition, the auxiliary heat dissipation means 40 according to the present invention is provided at the lower end of the heat collecting tube 20, the heat transfer heater 41 for supplying the radiant heat. The auxiliary heat dissipation means 40 is used when the solar heat (S) is not available according to various conditions (climate, sunshine and season). The auxiliary heat dissipation means 40 uses the electrical energy to the heat collecting tube 20. In order to supply the radiant heat, the electric energy is supplied with electricity generated from the solar cell on the solar cell absorbing plate 16 as mentioned above. The auxiliary heat dissipation means 40 is installed on the lower end of the plurality of heat collecting pipes 20 in the horizontal heat heater 41 is heated. The electric heater 41 is set to be operated when the solar heat (S) is not available, that is, in winter, when the amount of incidence of the sun is small, cloudy or rainy, snowy weather and at night.
이때, 보조방열수단(40)은 도 3의 확대도처럼 전열히터(41)의 하부면에 수용되도록 히터갓(45)이 구비되고, 상기 전열히터(41)의 상부면에 소정의 각도로 기울어지도록 형성되는 반사판(46)을 더 구비된다. 히터갓(45)은 케이스(10)를 형성하는 하단프레임(11)에 안착되어 전열히터(41)를 수용하는 형태로, 도 3처럼 소정의 각도로 절곡되게 형성되는 바, 이는 전열히터(41)로부터 방사되는 열을 집열관(20)에 집중시킬 수 있게 된다.At this time, the auxiliary heat radiating means 40 is provided with a heater shade 45 to be accommodated on the lower surface of the heat transfer heater 41, as shown in the enlarged view of Figure 3, inclined at a predetermined angle on the upper surface of the heat transfer heater 41. It is further provided with a reflecting plate 46 formed to be. The heater shade 45 is seated on the lower frame 11 forming the case 10 to receive the heat transfer heater 41, and is formed to be bent at a predetermined angle as shown in FIG. 3, which is the heat heater 41. Heat radiated from) can be concentrated in the heat collecting tube (20).
또한, 반사판(45)은 하단프레임(11)상에 집열기(20)로 소정의 각도, 즉 α=10∼30°로 기울어지도록 설치하되, 가장 바람직하게는 20°내외로 형성하는 것이 적당하다. 이에 따라 반사판(45)에 의해 전열히터(41)로부터 방사된 열을 집열관(20)에 집중하여 집열시킬 수 있게 된다.In addition, the reflector 45 is installed on the lower frame 11 so as to be inclined at a predetermined angle, that is, α = 10 to 30 °, with the collector 20, and most preferably, it is formed around 20 °. Accordingly, the heat radiated from the heat transfer heater 41 by the reflector 45 may be concentrated and collected in the heat collecting tube 20.
도 4는 본 고안에 따른 난방장치를 나타내는 개략도이다.4 is a schematic view showing a heating apparatus according to the present invention.
도 4처럼 본 고안의 상기 집열기(1)는 태양열(S)이나 보조방열수단(40)으로부터 가열된 열매체유(H)를 안내하는 열매관(30)에 공급/배출하는 배관(52)(53)이 연결되고 내부에 나선형의 순환관(51)이 수용되면서 난방수(W)를 저장하는 저장탱크(50)를 구비하고, 상기 저장탱크(50)로부터 얻어진 난방수(W)를 공급/배출하는 배관(61)(62)이 통상의 열원보일러(60)에 연결된다. 상기 각각의 배관(52)(53)(61)(62)을 통하여 공급/배출되는 열매체유(H)와 난방수(W)를 강제적으로 순환시키는 순환펌프(55)(65)를 더 구비한다.The collector 1 of the present invention as shown in Figure 4 is a pipe 52, 53 for supplying / discharging to the heat pipe (30) for guiding the heat medium (H) heated from the solar heat (S) or auxiliary heat radiating means (40) ) Is connected and has a storage tank (50) for storing the heating water (W) while the spiral circulation pipe 51 is accommodated therein, supplying / discharging the heating water (W) obtained from the storage tank (50) The pipes 61 and 62 are connected to a normal heat source boiler 60. It is further provided with a circulation pump (55) (65) for forcibly circulating the heat medium oil (H) and the heating water (W) supplied / discharged through the respective pipes (52, 53, 61, 62). .
즉, 저장탱크(50)는 도시된 바와 같이, 열매관(30)과 열원보일러(60)를 연계되도록 배관(52)(53)(61)(62)이 각각 연결되고, 열매체유(H)와 난방수(W)를 강제적으로 순환시키는 순환펌프(55)(65)가 각각 설치되며 컨트롤박스에 의해 제어된다. 저장탱크(50)는 난방수(W)를 저장하면서 열매체유(H)를 순환시키는 순환관(51)이 내장된다. 순환관(51)은 열매관(30)에 연결되는 배관(52)(53)에 의해 공급과 배출되어 순환된다.That is, as shown in the storage tank 50, the pipes 52, 53, 61, 62 are connected to each other so as to connect the heat pipe 30 and the heat source boiler 60, respectively, the heat medium oil (H) And circulation pumps 55 and 65 forcibly circulating the heating water W are installed and controlled by a control box. Storage tank 50 has a built-in circulation pipe 51 for circulating the heat medium oil (H) while storing the heating water (W). The circulation pipe 51 is supplied and discharged by the pipes 52 and 53 connected to the heat pipe 30 and circulated.
이와 같이 구성된 상기의 집열기(1)는 우선 집열기(1)는 종래의 평판형 집열기보다 집열면적을 획기적으로 줄임으로 아파트, 빌라 등 발코니에 설치 가능하면서 도 4처럼 소정의 각도로 기울여 설치되고 기존의 시설을 그대로 적용이 가능한데, 즉 열원보일러(60)에 별도의 컨트롤박스 없이 배관연결만으로 사용한다.The collector (1) configured as described above, the collector (1) can be installed on a balcony such as an apartment, a villa by dramatically reducing the collection area than a conventional flat collector, while being inclined at a predetermined angle as shown in FIG. The facility can be applied as it is, that is, the heat source boiler 60 is used only by connecting the pipe without a separate control box.
도 1내지 도 4를 통하여 작동에 있어서, 집열기(1)는 태양에너지로부터 방사되는 태양열(S)을 집열시키는 바, 집열기(1)의 집광유리(15)에 의해 입사되어 내부로 투과되고 투과된 태양열(S)은 다수의 집열관(20)과 태양전지흡수판(16)에 흡수되어 집열된다. 이때 집열관(20)은 외부의 세라믹 코팅 처리됨에 따라 태양열(S)을 집중적으로 집열시킴과 함께 태양전지흡수판(16)으로부터 집열된 태양열(S)이 전도되고, 집열관(20)에 흡수된 태양열(S)은 질소가스(N)에 의해 열전도되어 소켓(21)을 통하여 열매관(30)내에 수용된 열매체유(H)를 가열시키게 된다.1 to 4, the collector 1 collects solar heat S emitted from solar energy, and is incident by the light collecting glass 15 of the collector 1 to be transmitted and transmitted therein. Solar heat (S) is absorbed and collected by the plurality of heat collecting tubes 20 and the solar cell absorbing plate (16). At this time, the heat collecting tube 20 concentrates solar heat (S) as the external ceramic coating is processed, and solar heat (S) collected from the solar cell absorbing plate 16 is conducted and is absorbed by the heat collecting tube 20. The solar heat S is heat-conducted by the nitrogen gas N to heat the heat medium oil H contained in the heat pipe 30 through the socket 21.
만약에, 햇볕이 약해지거나 저녁이 된 경우에는 태양열(S)을 사용할 수 없기 때문에 전열히터(41)를 가동되는 바, 이러한 전열히터(41)는 태양전지흡수판(16)상의 태양전지로부터 발생된 전기가 공급되어 가동된다. 이에 따라, 전열히터(41)에서 발생된 방사열은 히터갓(45)과 반사판(46)에 의해 집열관(20)에 집중하여 집열시킬 수 있게 된다. 그리고, 집열관(20)에 흡수된 열은 질소가스(N)에 의해 열전도되어 열매관(30)내의 열매체유(H)를 가열시키게 되는 것이다.If the sunlight is weak or in the evening, the solar heat (S) is not available because the heat heater 41 is operated, such heat heater 41 is generated from the solar cell on the solar cell absorbing plate 16 Electricity is supplied and operated. Accordingly, the radiant heat generated by the heat transfer heater 41 may be concentrated and collected on the heat collecting tube 20 by the heater shade 45 and the reflector plate 46. Then, the heat absorbed by the heat collecting tube 20 is thermally conducted by nitrogen gas (N) to heat the heat medium oil (H) in the heat pipe (30).
이처럼, 집열기(1)는 상기와 같은 작동을 반복적으로 수행함에 따라 후술하는 난방장치에 적용시켜 사용되는 바, 이어서 저장탱크(50)는 도 4처럼 열매관(30)으로부터 공급되는 공급배관(52)이 순환관(51)을 통하여 가열된 열매체유(H)가 저장탱크(50)내에 저장된 난방수(W)를 가열하고, 가열된 난방수(W)는 후술하는 공급배관(61)을 통하여 열원보일러(60)로 순환되며, 열원보일러(60)로 공급된 가열된 난방수(W)는 실내로 유입되어 안정적으로 난방이 이루어지게 된다.As such, the collector 1 is used to be applied to the heating device to be described later by repeatedly performing the operation as described above, the storage tank 50 is then supply pipe 52 is supplied from the heat pipe 30 as shown in FIG. ) Is heated through the circulation pipe 51 heat medium (H) heats the heating water (W) stored in the storage tank 50, the heated heating water (W) through the supply pipe 61 to be described later Circulated to the heat source boiler 60, the heated heating water (W) supplied to the heat source boiler 60 is introduced into the room to be stably heated.
그리고, 저장탱크(50)의 내부에 순환관(51)을 통하여 순환된 열매체유(H)는 배출배관(53)을 통하여 다시 집열기(1)의 열매관(30)으로 유입되어 가열되는 동시에 실내로 유입된 난방수(W)는 배출배관(62)에 의해 다시 저장탱크(50)로 유입되어 가열되게 순환된다.Then, the heat medium oil circulated through the circulation pipe 51 in the storage tank 50 is introduced into the heat pipe 30 of the collector 1 through the discharge pipe 53 and heated at the same time. The heating water (W) introduced into is circulated to be heated again by flowing into the storage tank (50) by the discharge pipe (62).
이때, 저장탱크(50)는 도면을 통하여 도시하지 않았지만, 온도센서(미도시)가 설치됨에 따라 열매체유(H)와 난방수(W)가 적정한 온도를 유지하지 않으면 순환펌프(55)(65)를 제어하여 순환되지 않게 된다. 한편, 온도센서는 주택의 내부에 설치된 기존의 열원보일러(60)의 온도조절기를 통하여 제어가 가능하다.At this time, the storage tank 50 is not shown through the drawings, but if the temperature sensor (not shown) is installed, the heat medium oil (H) and the heating water (W) does not maintain the proper temperature circulation pump (55) (65) ) To prevent circulation. On the other hand, the temperature sensor can be controlled through the temperature controller of the existing heat source boiler 60 installed inside the house.
여기서, 본 고안에서 제안하는 집열기(1)는 태양열(S)이 날씨가 좋을때 사용하여 난방이 가능하고, 구름이 끼거나 비 또는 눈이 오는 경우나 야간에는 태양전지흡수판(16)에서 생성된 전기를 사용하도록 하였다. 이외에도, 본 고안에서 제안하는 집열기(1)는 굳이 난방장치에 국한되지 않으며, 전체적으로 저장탱크(50)의 용량을 크게 하면서 배관연결만 하면 온수공급으로도 적용이 가능하다할 것이다.Here, the collector (1) proposed in the present invention is capable of heating by using the solar heat (S) when the weather is good, generated by the solar cell absorbing plate 16 in the case of cloudy or rain or snow or at night Electricity was used. In addition, the collector (1) proposed in the present invention is not limited to the heating device, it may be applicable to hot water supply only by connecting the pipe while increasing the capacity of the storage tank 50 as a whole.
이와 같이, 본 고안의 집열기(1)는 집열관에 세라믹 코팅 처리함과 함께 태양전지흡수판에서 발생된 전기를 다시 전열히터로 공급하는 태양/전기에너지를 병용하는 복합형 집열기로 제작함에 따라 집열효율이 향상되면서 열효율이 배가될 뿐 아니라, 종래의 평판형 집열기보다 집열면적을 획기적으로 줄임으로 아파트, 빌라 등 발코니에 설치 가능하고 시공비가 절감된다.As described above, the collector 1 of the present invention is made of a composite collector using a combination of solar / electrical energy that supplies electricity generated from the solar cell absorbing plate to the heat transfer heater together with the ceramic coating on the collector tube. As the thermal efficiency is improved, the thermal efficiency is not only doubled, and it can be installed on the balcony of apartments, villas, and construction cost by drastically reducing the collecting area than the conventional flat collector.
또한, 집열기(1)를 이용한 난방장치는 태양에너지의 이용을 극대화하면서 전기에너지의 이용을 최소화하면서 기존의 열원보일러(60)에 별도의 컨트롤박스 없이 단순히 배관연결만으로 사용이 가능하여 연료비의 절감으로 경제성이 보장되고, 난방효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the heating device using the collector 1 minimizes the use of solar energy while maximizing the use of solar energy, and can be used simply by connecting pipes to the existing heat source boiler 60 without a separate control box, thereby reducing fuel costs. Economical efficiency can be guaranteed and heating efficiency can be improved.
본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or modifications will have to belong to the utility model registration claims of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 집열관에 세라믹 코팅 처리함과 함께 태양전지흡수판에서 발생된 전기를 다시 전열히터로 공급하는 태양/전기에너지를 병용하는 복합형 집열기를 제작함에 따라 집열효율이 향상되면서 열효율이 배가되고 집열면적을 줄여 협소한 장소에 적용이 가능하여 시공비가 절감될 뿐 아니라, 기존의 보일러에 별도의 컨트롤박스 없이 배관연결만으로 사용이 가능하여 경제성이 보장되는 효과를 제공한다.As described above, the present invention improves the heat collecting efficiency by manufacturing a composite collector that uses solar / electrical energy to supply electricity generated from the solar cell absorbing plate to the heat transfer heater while also applying a ceramic coating to the heat collecting tube. As the heat efficiency is doubled and the collecting area is reduced, it can be applied to a narrow place, which not only reduces the construction cost, but also provides the effect of ensuring economic feasibility by using a pipe connection without a separate control box for an existing boiler.
도 1은 본 고안에 따른 집열기를 정면에서 나타내는 구성도.1 is a configuration diagram showing a collector according to the present invention from the front.
도 2는 본 고안에 따른 집열기를 측면에서 나타내는 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a collector in the side according to the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 집열기의 주요부를 확대하여 나타내는 구성도.Figure 3 is a configuration diagram showing an enlarged main part of the collector according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 난방장치를 나타내는 개략도.4 is a schematic view showing a heating apparatus according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ※※ Explanation of main parts of drawing ※
1: 집열기 10: 케이스 15: 집광유리1: Collector 10: Case 15: Condensing glass
16: 태양전지흡수판 17: 단열재 20: 집열관16: solar cell absorption plate 17: insulation 20: heat collecting tube
30: 열매관 40: 보조방열수단 41: 전열히터30: heat pipe 40: auxiliary heat radiating means 41: electric heater
45: 히터갓 46: 반사판 50: 저장탱크45: heater shade 46: reflector 50: storage tank
60: 보일러 S: 태양열(에너지) H: 열매체유60: boiler S: solar heat (energy) H: heat medium oil
W: 난방수W: heating water
Claims (4)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| U107 | Dual application of utility model | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20060706 Year of fee payment: 3 |
|
| EXTG | Ip right invalidated |