KR20060113236A - The heating plant using solar hot water - Google Patents

The heating plant using solar hot water Download PDF

Info

Publication number
KR20060113236A
KR20060113236A KR1020050036510A KR20050036510A KR20060113236A KR 20060113236 A KR20060113236 A KR 20060113236A KR 1020050036510 A KR1020050036510 A KR 1020050036510A KR 20050036510 A KR20050036510 A KR 20050036510A KR 20060113236 A KR20060113236 A KR 20060113236A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heating
hot water
heat storage
solar
Prior art date
Application number
KR1020050036510A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101051760B1 (en
Inventor
김종선
이정호
김영재
Original Assignee
주식회사 코팩이티에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 코팩이티에스 filed Critical 주식회사 코팩이티에스
Priority to KR1020050036510A priority Critical patent/KR101051760B1/en
Publication of KR20060113236A publication Critical patent/KR20060113236A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101051760B1 publication Critical patent/KR101051760B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47GHOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G23/00Other table equipment
    • A47G23/04Containers with means for keeping food cool or hot
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47GHOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G23/00Other table equipment
    • A47G23/03Underlays for glasses or drinking-vessels
    • A47G23/0313Underlays for glasses or drinking-vessels with means for keeping food cool or hot
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47GHOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G2400/00Details not otherwise provided for in A47G19/00-A47G23/16
    • A47G2400/04Influencing taste or nutritional properties
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

A heating plant using solar hot water is provided to increase the heating and cooling efficiency by using the hot water as a heat source with the solar source according to the formation of the automatic control unit. A heating plant using solar hot water is composed of a solar heat collection unit conversing the cold water in the pipe to the hot water by using the solar heat; a heat storage unit in which the heated hot water moved through the pipe is collected; a heat utilization unit for using the hot water with the heat as a cooling and heating water; and an automatic control unit controlling the heat collection and storage of the hot water and controlling the supply and the circulation of the hot water with the heat.

Description

태양열온수를 이용한 난방 플랜트{The Heating Plant using Solar Hot Water}Heating Plant using Solar Hot Water

도1은 본 발명의 전체구성도,1 is an overall configuration of the present invention,

도2은 평판형 태양열 집열부의 구조도,2 is a structural diagram of a flat solar heat collector;

도3 그룹은 이중진공관식의 태양열 집열부의 구조도로3 is a structural diagram of a solar heat collecting unit of a double vacuum tube type

도3-a은 이중진공관식의 집열모듈 구조도,Figure 3-a is a double vacuum tube collection module structure diagram,

도3-b는 반사판의 역할을 태양빛(화살표)과 함께 여러 각도에서 예시한 도면,Figure 3-b illustrates the role of the reflector at different angles with sunlight (arrow),

도3-c은 집열박스와 열전환장치에 대한 도면,3-c is a view of a heat collecting box and a heat conversion device;

도4그룹은 축열부의 축열탱크 구성도로,Figure 4 is a heat storage tank configuration diagram of the heat storage unit,

도4-a은 지상에 설치되는 축열탱크의 정면도,Figure 4-a is a front view of the heat storage tank installed on the ground,

도4-b는 도4-a에 대한 평면도,Figure 4-b is a plan view of Figure 4-a,

도4-c은 지하에 설치되는 축열탱크 혹은 축열실의 예시도,4-c is an illustration of a heat storage tank or a heat storage chamber installed underground;

도4-d는 도4-c과 다른 실시예시도,Fig. 4-d is another embodiment of Fig. 4-c,

도5는 열 이용부에 대해 고온난방을 필요로 하는 호접란 재배 유리온실의 지중난방을 위한 배관 예시도,Figure 5 is an exemplary pipe for underground heating of the phalaenopsis cultivated glass greenhouse that requires high-temperature heating for the heat utilization portion,

도6그룹은 FU모듈의 기본구성도로,6 is a basic configuration of the FU module,

도6-a은 FU24 모델,Figure 6-a shows the FU24 model,

도6-b는 FU27 모델,6-b is the FU27 model,

도6-c은 FU 45모델,Figure 6-c is the FU 45 model,

도6-d는 FU 48모델,Figure 6-d shows the FU 48 model,

도7그룹은 FU모듈(500)의 시스템의 개념도로,7 is a conceptual diagram of a system of the FU module 500;

도7-a은 한곳에 모든 FU를 집중할 수 없는 경우에 설계 가능한 클러스터 배열(Cluster Arrangement)도면, FIG. 7-A is a cluster arrangement diagram that can be designed when all FUs cannot be concentrated in one place. FIG.

도7-b는 한곳에 모든 FU를 집중할 수 있는 경우의 분배배열(Distributor arrangement)도면,7-b is a diagram of a distribution arrangement in which all FUs can be concentrated in one place;

도8은 기존온수 및 난방플랜트에 본 발명의 태양열 플랜트를 추가 연결시킨 구성의 도면,8 is a view of a configuration in which the solar plant of the present invention further connected to the existing hot water and heating plant,

도9는 기존의 시스템에 태양열과 병행하여 사용하는 경우의 도면,9 is a diagram when using in parallel with the solar heat in the existing system,

도10은 기존온수플랜트와 연결은 되지만 독립적으로 태양열원을 제공하는 구성도면,Figure 10 is connected to the existing hot water plant, but the configuration diagram to provide a solar heat source independently,

도11은 도 6-a의 FU24 모델을 구체화한 도면,Figure 11 is a view embodying the FU24 model of Figure 6-a,

도12는 원예난방에서 본 발명을 제어하는 시스템이 적용된 예시도,12 is an exemplary diagram to which a system for controlling the present invention in horticultural heating is applied;

도13은 통합운영 제어시스템의 개요도,13 is a schematic diagram of an integrated operation control system;

도14의 차온시스템의 동작구조도,14 is an operation structure diagram of the temperature difference system of FIG.

도15는 이러한 유리온실 공간난방 및 베드난방제어시스템의 구조도,15 is a structural diagram of a glass greenhouse space heating and bed heating control system,

도16은 지중난방 제어시스템의 구조도이다.16 is a structural diagram of an underground heating control system.

[도면의 부호설명][Code Description in Drawings]

100-집열부100-collecting part

100A-집열모듈 102- 파이프100A-collecting module 102-pipe

104-가열판 106-스크린 판104-heat plate 106-screen plate

108- 충격 흡수층 110-진공튜브(Etsen tube)108- Shock-absorbing layer 110-Etsen tube

112- 반사경(CPC Mirror) 114-모음파이프112- CPC Mirror 114-Vertex Pipe

116-배분파이프 118-단열재116-distribution pipe 118-insulation

120-집열박스 122-열 가이드판120-column box 122-column guide plate

200-축열부200-generator

210, 220-축열탱크 230-축열실210, 220 heat storage tank 230 heat storage chamber

240-축열조240-heat storage tank

300-열이용부300-heat section

302-단위히터(Unit Heater) 304-튜브302-Unit Heater 304-Tube

400-자동제어부400-automatic control unit

500- FU 모듈(Field Unit Module)500- FU Module (Field Unit Module)

본 발명은 태양열을 이용한 난방 플랜트에 관한 것으로, 특히 반사판을 갖춘 이중진공관형태의 고정 집광형 집열부와, 지하에 매설되어 열손실을 방지시킨 계간(季間) 축열부, 규격화된 분배 시스템으로서의 FU( Field Unit)모듈 및 이들이 결합된 시스템을 제어하는 제어부로 구성되는 온수를 이용한 냉난방 플랜트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating plant using solar heat. In particular, a fixed-condensing-collecting unit in the form of a double vacuum tube with a reflector, a quarterly heat storage unit buried underground to prevent heat loss, and a FU as a standardized distribution system (Field Unit) The present invention relates to a cooling and heating plant using hot water, which is composed of a control unit for controlling a system and a combination thereof.

화석연료의 소진과 환경오염의 염려는 다른 대체에너지의 개발을 유도 해 와서 태양열을 이용한 기술이나 수소, 풍력 또는 조력 등을 이용한 미래에너지원 확보의 개발이 활발하게 진행되고 있고, 특히 지구환경보호차원의 환경친화적 에너지원개발과 활용이이라는 측면과 우루과이라운드, WTO 등 국제환경 관련 조약에 능동적으로 대처하기 위해서 태양열에너지를 활용하는 기술은 국가적 차원에서 개발과 연구가 진행되어 실생활에도 적용되고 있다.Concerns about the exhaustion of fossil fuels and environmental pollution have led to the development of alternative energy sources, and the development of technology using solar heat or securing future energy sources using hydrogen, wind power or tidal power is being actively promoted. In order to proactively cope with international environmental treaties such as the Uruguay Round and the WTO, the development and use of environmentally friendly energy sources and technologies that utilize solar energy have been developed and researched at the national level.

특히, 태양열은 지구의 탄생과 더불어 무한히 공급될 에너지의 원천으로, 본 발명 또한 태양열을 이용하여 냉수를 온수로 전환시킨 다음 이를 축열조 탱크에 저장하여 필요시에 사용하도록 하므로서 물을 데워 쓰는데 연료비가 전혀 소비되지 아니할 뿐 만 아니라 환경오염의 걱정도 없으며, 무엇보다도 고유가 시대에 개인적 국가적 에너지절감효과를 가져올 수 있는 태양에너지의 활용기술을 개발 한 것이다. In particular, solar heat is a source of energy to be infinitely supplied with the birth of the earth, the present invention also converts cold water into hot water using solar heat and then stores it in a storage tank tank so that it can be used when needed, so that no fuel costs are used to heat water. Not only that, there is no concern about environmental pollution, and above all, the technology to utilize solar energy that can bring about individual national energy saving effect in the era of high oil prices.

다시 말하면, 본 발명은 이러한 태양에너지의 활용을 위해 개발된 태양열 온 수를 이용한 난방시스템으로, 특히 태양열을 에너지원으로 하는 대단위 냉난방 플랜트구조를 제공하기 위한 것이다.In other words, the present invention is to provide a heating system using solar hot water developed for the utilization of such solar energy, in particular a large-scale heating and cooling plant structure using the solar heat as an energy source.

일반적으로 태양열을 이용하여 냉수를 온수로 전환시켜 사용하는 온수시스템은 냉수를 파이프내로 유입시킨 뒤 이 파이프를 태양열로 가열하여 파이프내의 냉수가 데워지면 이 온수를 축열탱크에 담아두었다가 사용하는 기본원리로 구성되어 지지만, 집열과 축열, 열 교환 등에 있어서 얼마나 효율성이 높으냐에 따라 시스템의 성능이나 실제적용에의 성공여부가 가름되므로 태양열 집열부분에 대한 기술개발이 보다 폭넓고 깊게 행하여져 왔다.In general, the hot water system that converts cold water into hot water by using solar heat is introduced into the pipe, and when the cold water inside the pipe is heated by heating the pipe with solar heat, the hot water is stored in a heat storage tank and used as a basic principle. Although it is constructed, the technical development of solar heat collecting part has been carried out more broadly and deeply because the efficiency of the system and the practical application depends on how efficient it is in collecting, storing, and heat exchange.

특히, 본 발명과 관련한 진공관형 태양열 집열기술은 태양의 복사열로 물을 데워서 보관하는 원리로 이른바 진공보온병(Thermo Flask)의 원리를 응용한 것으로, 이 원리는 이미 110년여전인 1893년에 스코틀랜트의 물리학자 제임스 드와르(James Dewar)에 의해 이중벽(Double Skin) 사이공간을 진공 단열처리 하여 대류나 열전도로 인한 열손실을 최소화시킴에 따라 오랫동안 온수를 보관하도록 사용되어 왔다.In particular, the vacuum tube solar heat collecting technology related to the present invention applies the principle of the so-called Thermo Flask to heat and store water by radiant heat of the sun, and this principle is already in Scotland in 1893, more than 110 years ago. It has been used by physicist James Dewar to store hot water for a long time as vacuum insulation of the double skin space minimizes heat losses due to convection and heat conduction.

여기서, 태양열 집열기(혹은 집열부)는 외형적인 구조와 적용성을 고려하여 평판형과 진공관형의 태양열 집열기로 구분되며, 평판형 태양열 집열기의 구조는 도2와 같이, 구리나 알루미늄 등으로 제작된 얇은 금속판에 태양광선을 최대한 흡 수할 수 있게 표면을 특수 화공처리한 집열판을 형성하고, 이 집열판의 일측에 가는 지관들을 일정간격으로 연결 시켜서 순환회로를 형성시킨 다음 투명덮개를 씌워서 태양열을 쪼이도록 한 것이다.Here, the solar collector (or the collector) is divided into a flat panel and a vacuum tube solar collector in consideration of its external structure and applicability, and the structure of the flat solar collector is made of copper or aluminum as shown in FIG. Form a heat collecting plate with a special chemical treatment on the surface of the thin metal plate to absorb the sunlight as much as possible, connect the branch pipes on one side of the heat collecting plate at regular intervals to form a circulation circuit, and cover the solar heat with a transparent cover. will be.

그런데, 평판형 집열기는 물을 직접 집열기에서 가열하여 이용하는 경우도 있지만 동절기 혹한기가 존재하는 지역에서는 물보다는 부동액을 열매체로 사용하여 집열기를 통과하면서 가열된 부동액이 이차적으로 물을 가열시키는 방식을 적용하고 있으며, 80˚C 이하의 비교적 낮은 온도에 필요한 태양열을 이용하므로 집열판으로부터 대류현상에 의해 외부로 열손실이 많이 발생하여 집열효율이 약 50%이하로 떨어지는 등의 문제점이 있다.However, the flat plate collector may be used by directly heating water in the collector, but in an area where the cold weather exists in winter, the antifreeze is used as a heat medium rather than water, and the antifreeze that is heated while passing through the collector adopts a method of heating the water secondaryly. In addition, since the solar heat required for a relatively low temperature of less than 80 ° C uses a lot of heat loss from the heat collecting plate to the outside due to convection phenomenon, there is a problem such as the heat collection efficiency drops to about 50% or less.

이를 보완하기 위하여 유리튜브를 이중진공관의 형태로 사용하는 방법이 개발되어서 유리튜브 내부에 집열판이 장착된 히트파이프를 삽입시키고 유리튜브의 상단으로 히트파이프를 돌출 설치시킨 상태에서 금속재질의 마개로 밀폐시키고 그 내부를 진공처리하여 집열판 표면에서 집열된 태양열을 대류에 의한 외부로의 열손실을 차단시키는 것이 있으며, 두 개의 유리튜브를 이중진공관의 형태로 사용하는 방법의 진공관형 태양열 집열기등도 있으나, 매체(물)를 집열튜브 내에 직접 채워서 가열하면 동절기등의 혹한기에 동파 문제와 태양열에 의해 가열된 집열튜브내에 물이 갑자기 유입되면 열응력에 의해 집열튜브가 열쇼크 현상이 발생하여 파손되는 문제가 있으며 또한 외부튜브와 집열튜브의 재질이 유리제로 제작되어축열조와 직 접 접속되어 있어 튜브중 어느 하나가 파손되면 축열조의 물이 파손된 튜브로 누수되는 위험성이 있다.In order to compensate for this, a method of using a glass tube in the form of a double vacuum tube has been developed so that a heat pipe equipped with a heat collecting plate is inserted into the glass tube, and the heat pipe is protruded and installed at the top of the glass tube to be sealed with a metal stopper. The inside is vacuumed to block heat loss from the surface of the heat collecting plate to the outside by convection, and there are vacuum tube solar collectors in which two glass tubes are used in the form of a double vacuum tube. If the medium (water) is filled directly into the heat collecting tube and heated, there is a problem of freezing in the cold weather such as winter season and when water suddenly flows into the heat collecting tube heated by solar heat, the heat collecting phenomenon occurs due to thermal stress. In addition, the material of the outer tube and the heat collecting tube is made of glass and is directly connected to the heat storage tank. If any one of the tubes breaks, there is a risk that the water in the heat storage tank leaks into the broken tube.

이러한 종래의 진공관형 태양열 집열기의 문제점을 해소시키기 위하여 본 발명의 출원인이 개발한 「동축열사이폰유로를 장착한 이중진공관형 태양열집열모듈(특허제 0449958호)」은 집열 튜브 내의 부동액이 집열 튜브의 가열과 함께 직접적으로 데워지므로 열저항을 극소화할 수 있을 뿐 아니라 열매체인 부동액과 궁극적으로 태양열에너지를 이용 가열하고자 하는 유체(물 등)가 물리적으로 분리되어 있으므로 열쇼크가 발생하지 않도록 하기 위하여「튜브와 튜브 사이가 진공으로 처리된 이중구조의 유리 튜브의 내부에 특수 설계된 동축 열사이폰(Coaxial Thermosyphon) 유로를 갖는 파이프를 장입시키고, 상기 장입된 파이프와 집열 튜브 사이의 공간은 부동액으로 충진되며, 집열 튜브의 상단에는 부동액의 과도한 열팽창을 흡수하기 위한 열팽창 흡수 장치를 장착하여 겨울철의 동파 방지는 물론 태양열 이용의 효율성과 경제성을 극대화 시키기 위하여 제작」된 바, 그 구성은 도1과 같이 「 외부 튜브와 검정색의 코팅부가 외부 튜브측으로 도색된 집열튜브 사이에 진공 처리된 이중관을 이용하는 태양열 집열기에 있어서; 내측으로 나사부가 형성되고, 상기 형성된 나사부의 하부에 오링을 이용하여 이중 유리 집열기의 상단부에 밀착 결합되는 고정 마개와, 중앙에는 걸림턱이 만들어진 중공부가 형성되고, 외측면 중간에 다수개의 공기 홀이 형성되며, 상기 공기 홀은 상하로 이동이 되는 피스톤이 장착된 통기구에 연결되며, 저면에는 상기 고정마개에 형성된 나사부와 맞물려 체결이 되는 나사부가 형성되면서 유리 집열기에 오링으로 밀봉되면서 결합되는 연결부재와, 상기 연결부재 중앙을 통과하는 냉수 유동 파이프의 상단부 외측으로 오링이 결합되고 온수 유동 파이프의 하단면에 밀착되지 않으면서 중앙에 위치되도록 지지대로 지지되는 냉수 유동 파이프가 장착되고 하부에 주름이 형성된 외측파이프인 온수 유동 파이프의 상부를 안착한 후 부동액이 주입된 유리 집열기에 삽입하고, 축열조와 연결되어 냉수와 온수가 유입 및 배출이 가능하게 결합되는 파이프 중앙에 직경이 점점 커지는 형상의 냉수유입 파이프를 상기 유리 집열기에 장착된 냉수 유동 파이프에 오링으로 밀봉되면서 결합하고, 온수 배출 파이프 저면 외측에 부착된 오링으로 상기 연결 부재의 중앙에 형성된 중공부의 걸림턱까지 삽입한 후 밀봉되게 결합시켜 완성」한 것이다. In order to solve the problems of the conventional vacuum tube solar collector, the present inventors have developed a double vacuum tube solar collector module (Patent No. 0449958) equipped with a coaxial heat sinking channel (patent No. 0449958). It is heated directly with heating to minimize heat resistance, and also to prevent heat shock because physically separated from the heat medium antifreeze and ultimately the fluid (water, etc.) to be heated using solar energy. A pipe having a specially designed coaxial thermosyphon flow path is charged inside the double-tube glass tube vacuum-treated between the tube and the tube, and the space between the charged pipe and the collecting tube is filled with antifreeze, and the heat is collected. At the top of the tube absorbs thermal expansion to absorb excessive thermal expansion of the antifreeze To prevent freezing in winter and maximize the efficiency and economic efficiency of solar heat.The configuration is as shown in Fig. 1 `` Vacuum treatment between the outer tube and the collecting tube where the black coating is painted on the outer tube side. In a solar collector using the double pipes; A screw part is formed inward, and a fixing stopper which is tightly coupled to the upper end of the double glass collector using an O-ring at the lower part of the formed screw part, and a hollow part in which a locking jaw is formed in the center, has a plurality of air holes in the middle of the outer surface. It is formed, the air hole is connected to the vent is equipped with a piston that is moved up and down, the bottom surface is formed with a screw portion is engaged with the screw portion formed in the fixed stopper and the connecting member coupled to the glass collector sealed with an O-ring O-ring is coupled to the outside of the upper end of the cold water flow pipe passing through the center of the connecting member, the cold water flow pipe is supported by the support so that it is located in the center without being in close contact with the bottom surface of the hot water flow pipe is equipped with a corrugated bottom After the upper part of the hot water flow pipe, which is a pipe, It is inserted into the collector and connected to the heat storage tank, the cold water inflow pipe of increasing diameter in the center of the pipe where cold water and hot water can be introduced and discharged is sealed by O-ring to the cold water flow pipe installed in the glass collector. And the O-ring attached to the outer side of the bottom surface of the hot water discharge pipe is inserted to the locking jaw of the hollow portion formed in the center of the connecting member, and then sealed to be combined.

그러나, 상기한 집열기에 대한 특허기술은 가정용이나 소규모의 온수난방 시스템에서는 사용이 가능하나, 대규모로 난방이 필요한 예컨대 화훼단지나 복지시설 같은 중대형의 온수난방시스템에는 그 용량의 한계가 있을 뿐 만 아니라 그 용량에 맞게 여러 대를 설치할 경우 관리와 제어에 많은 비용이 소요되는 단점이 있으며 무엇보다도 집열기에 대한 부분만 기술개발이 이루어진 한계가 있다. However, the above patented collector technology can be used in home or small scale hot water heating system, but there are limitations in capacity of medium and large scale hot water heating system such as flower complex and welfare facilities that require large scale heating. If multiple units are installed in accordance with the capacity, there is a disadvantage in that a lot of costs are required for management and control, and above all, there is a limit in which technology development is made only for the collector.

본 발명은 강제 냉온수 순환방식에 의한 중대형 플랜트를 개발한 것으로, 특히 이중진공관식의 태양열 집열부는 이중진공관 아래쪽을 지나간 빛을 집광?반사시 켜 열집약 효율을 비약적으로 증대시키기 위한 세라믹 코팅된 CPC반사경(Compound Parabolic Concentrator)을 갖춘 것으로, CPC반사경의 위치와 크기 등은 이중진공관과 더불어 공학적·기하학적 특성에 맞추어 설계 하므로서 최소의 열손실과 최대의 열집약 효율을 얻어 내도록 한 것이다.The present invention has been developed a medium-to-large plant by the forced cold and hot water circulation method, in particular, the solar heat collecting portion of the double vacuum tube type ceramic coated CPC for condensing and reflecting light passing through the bottom of the double vacuum tube to dramatically increase the heat intensity efficiency It is equipped with a compound parabolic concentrator, and the position and size of the CPC reflector are designed in accordance with the engineering and geometric characteristics together with the double vacuum tube to obtain the minimum heat loss and the maximum heat intensity efficiency.

그러나, 본 발명이 전체 냉난방 플랜트를 제공하기 위한 것이므로 집열부를 반드시 이중진공관식만을 이용하여 플랜트설계나 시공이 이루어지는 것은 아니며 상기한 본 발명의 출원인이 기 출원하여 특허등록한 「동축열사이폰유로를 장착한 이중진공관형 태양열집열모듈(특허제 0449958호)」은 물론, 설치요구조건에 따라 평판식 집열기,단일 진공관형, 지붕재형등을 혼합하여 사용할 수 있는 탄력성도 부여된다.However, since the present invention is intended to provide an entire heating and cooling plant, the heat collecting unit is not necessarily designed or constructed by using only a double vacuum tube type. A double vacuum tube type solar heat collecting module (Patent No. 0449958), as well as elasticity that can be used by mixing a flat plate collector, a single vacuum tube type, a roofing type and the like according to the installation requirements.

또한, 소정의 온도로 가열된 온수가 보내져 모아지는 축열부는 지상뿐만 아닌 지하에 매설하여 열손실을 극소화하고 열보존을 극대화 할 시킬 수 있도록 할 뿐 만 아니라, 지하에 매설됨에 따른 지상공간의 활용이익까지 확보할 수 있게 한 것이다.In addition, the heat accumulating part where hot water heated to a predetermined temperature is collected is buried not only on the ground but also on the ground to minimize heat loss and maximize heat preservation, and to utilize the ground space by being buried underground. It is to be secured.

또한, 열이용부는 축열된 온수를 효율적으로 이용하여 태양열 분담율을 높이도록 설계되며, 용도에 따라 매우 다양하게 존재하는 열이용부를 이른바 전자제어시스템을 사용하여 효율성을 극대화 시키며, 따라서 본 발명의 플랜트를 제어하기 위한 자동제어부는 집열과 축열의 제어와 축열온수의 제어등으로 구분하여 제어하는 통합제어시스템구구조를 갖추고 있다.In addition, the heat utilization portion is designed to increase the solar heat sharing rate by efficiently using the stored hot water, and maximizes the efficiency by using a so-called electronic control system, the heat utilization portion that exists in a variety of applications depending on the use, thus the plant of the present invention The automatic control unit for control has an integrated control system structure for controlling the collection and storage of heat and thermal storage water.

집열부와 축열부, 이용부와 제어부등이 갖추어진 본 발명의 독립된 난방플랜트는 집열부의 집열모듈 즉, 단위구성모듈(Field Unit Module)을 연면적 크기 기준으로 4종류의 FU모듈별로 표준화하여 제작 하므로써 모든 대용량 플랜트의 설계 에서부터 시공 및 사후 유지보수 시까지 흔히 나타나기 쉬운 상이한 플랜트 설치현장 여건상의 혼란과 불일치를 극복시키도록 하였으며, FU모듈별 표준설계와 표준시공이 이루어지도록 하여 설치비 절약과 공기단축 및 사후 유지보수가 간편하고 효율적인 표준화 개념을 도입하고 있다. The independent heating plant of the present invention equipped with a heat collecting unit, a heat accumulating unit, a using unit and a control unit is manufactured by standardizing the heat collecting module, that is, the unit unit module (Field Unit Module) of the heat collecting unit by four types of FU modules based on the total surface area. This helps to overcome the confusion and inconsistency of different plant installation site conditions that are frequently seen from the design of all large-capacity plants to the construction and post-maintenance, and the standard design and standard construction for each FU module are made to save installation costs and reduce air. It is introducing a concept of standardization which is easy and efficient after maintenance.

따라서, 태양열 집열모듈의 석회화(calcification) 및 부식현상이 없고, 이른바 전자동에 의한 전자적 제어와 독립2차 배관 구조로 원하는 온도의 온수확보와 유지가 가능하며, 축열탱크 내부 찬물이 진공관 내 U관으로 직접 순환하지 않아서 위생적일 뿐 만 아니라, 사고나 보수 등으로 진공관이 파손된다 해도 내부 알루미늄판과 U관으로 인해 물이 유출되지 않아 오염 및 누수염려가 없는 특징을 갖게 된다. Therefore, there is no calcification and corrosion phenomenon of the solar heat collecting module, and it is possible to secure and maintain hot water at a desired temperature by the electronic control and independent secondary piping structure by the so-called automatic operation, and the cold water inside the heat storage tank is transferred to the U pipe inside the vacuum tube. Not only is it sanitary because it is not directly circulated, but even if the vacuum tube is damaged due to an accident or maintenance, water does not flow out due to the inner aluminum plate and the U tube, so it has no characteristic of contamination and leakage.

또한, 열교환기로부터 얻은 에너지는 여러 용도에 적용하여 사용가능하므로 대용량의 중앙집중식 난방플랜트의 특성을 최대한 활용할 수 있게 된다.In addition, since the energy obtained from the heat exchanger can be applied to various uses, it is possible to make the best use of the characteristics of the large-capacity central heating plant.

이하 첨부도면을 본 발명의 1실시예로 참고하여 본 발명의 구성과 작용 및 그 효과를 상술하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as an embodiment of the present invention will be described in detail the configuration, operation and effects of the present invention.

본 발명은 평판형이나 이중진공관식의 태양열 집열부(100)와, 가열된 온수가 모아지는 축열부(200), 축열된 온수를 효율적으로 이용하기 위한 열이용부(300), 집열과 축열의 제어와 축열온수의 제어를 자동제어부(400)로 구성되며, 상기 집열부(100)는 설치장소의 여건에 따라 복수개가 블록단위로 설치되는 단위구성별 FU 모듈(Field Unit Module, 500)을 구성하여 표준설계 및 시공이 가능하도록 이루어지는 태양열온수를 이용한 난방 플랜트이다. The present invention is a plate-type or double-vacuum tube solar heat collector 100, the heat storage unit 200 is heated hot water is collected, the heat utilization unit 300 for efficiently using the heat storage hot water, heat collection and heat storage Control and control of the heat storage hot water is configured by the automatic control unit 400, the heat collecting unit 100 comprises a FU module (Field Unit Module, 500) for each unit unit in which a plurality of units are installed in block units according to the conditions of the installation place It is a heating plant using solar hot water made to enable standard design and construction.

상기 집열부(100)는 태양빛으로 파이프내의 냉수가 온수로 가온되는 부분으로, 도1의 본 발명에 대한 전체 구성중 이중진공관식의 태양열 집열부(100)의 구조가 도3그룹에 도시되어있다.The heat collecting part 100 is a part in which cold water in the pipe is warmed with hot water with sunlight, and the structure of the solar heat collecting part 100 of the double vacuum tube type in the overall configuration of the present invention of FIG. 1 is shown in FIG. have.

여기서, 이중진공관식 집열부(100)를 구성하는 집열모듈(100A) 구조는 도3-a과 같아서, 도면 부호 102는 동 파이프, 104는 가열판, 106은 스크린 판, 108은 충격흡수층, 110은 진공튜브, 112는 세라믹 코팅된 반사경(CPC Mirror)을 나타낸다.Here, the structure of the heat collecting module 100A constituting the double vacuum tube heat collecting part 100 is the same as that of Fig. 3-a, where reference numeral 102 denotes a copper pipe, 104 a heating plate, 106 a screen plate, 108 a shock absorbing layer, and 110 Vacuum tube 112 represents a ceramic coated reflector (CPC Mirror).

상기한 집열모듈(100A)구조는 도3-b의 구성단면에서와 같이 화살표로 표현된 태양빛이 진공튜브(110, 이를 에센튜브(Etsen Tube)라 칭하기도 한다) 아래쪽을 가열하도록 반사경(112)을 갖춘 설계구조를 이루며, 반사경(112)은 진공튜브(110)의 태양빛 그림자가 발생되는 하부위치에 설치되어 태양빛을 진공튜브에 효율적으로 반사시키기 위해 소정의 거리와 반사각도를 갖추고 설치된다 (여기서 상기 도 3-b 의 도면에 있어서 화살표는 태양빛이 다른 각도에서 조사되어도 진공튜브(110) 밑으로 반사되어 고르게 효율적으로 가열시킬 수 있도록 W 자 형상의 단면형태로 구성된 반사경(112)과 함께 도시되어 있다).The heat collecting module 100A has a reflector 112 such that the sunlight represented by the arrow heats the bottom of the vacuum tube 110 (also referred to as an Etsen tube) as shown in FIG. ), And the reflector 112 is installed at the lower position where the sunlight shadow of the vacuum tube 110 is generated, and has a predetermined distance and reflection angle to efficiently reflect the sunlight to the vacuum tube. (In the drawing of FIG. 3-b, the arrow indicates a reflector 112 having a W-shaped cross-sectional shape so that even if sunlight is irradiated from another angle, it is reflected under the vacuum tube 110 and can be heated evenly and efficiently. Shown).

상기한 집열모듈(100A)구조를 다수개 연결하여 형성시킨 집열박스와 열전환장치에 대한 도면이 도3-c으로, 다수개의 집열모듈(100A)은 각각의 반사경(112)과 함께 배치되고, 동 파이프(102)의 선단은 모음파이프(114)와 배분파이프(116)에 각각 상호간 연결된 후 단열재(118)와 집열박스(120)로 피복된 구조를 이루며, 미설명 부호 122는 열 가이드 판 이다.Figure 3-c is a drawing of the heat collecting box and the heat conversion device formed by connecting the plurality of heat collecting module (100A) structure, the plurality of heat collecting module (100A) is disposed with each reflector 112, The tip of the copper pipe 102 is connected to the vowel pipe 114 and the distribution pipe 116, respectively, and forms a structure covered with a heat insulating material 118 and a heat collecting box 120, and reference numeral 122 is a heat guide plate. .

도4그룹은 축열부(200)의 구조도면으로, 도4-a은 지상에 설치되는 축열탱크(210)의 정면도, 도4-b는 도4-a의 평면도, 도4-c은 지하에 매설되는 축열탱크(210)구조도, 도4-d는 지하에 매설되는 이중구조의 축열탱크(220) 구조도로, 지하에 설치되는 축열탱크의 특성상 축열탱크를 매설하는 대신 축열실(230)을 축조시켜 사용 하여도 그 결과는 같으므로 설치조건에 따라 축열탱크(210, 220) 나 축열실(230)로 선택 하여 축열부를 구성할 수 있다.FIG. 4 is a structural diagram of the heat storage unit 200. FIG. 4-a is a front view of the heat storage tank 210 installed on the ground, FIG. 4-b is a plan view of FIG. 4-a, and FIG. 4-c is underground. 4-D is a structural diagram of a heat storage tank 220 buried in the basement, and a heat storage chamber 230 instead of embedding the heat storage tank due to the nature of the heat storage tank installed underground. The result is the same even if used to build up the heat storage tank (210, 220) or the heat storage chamber 230 can be selected according to the installation conditions to configure the heat storage unit.

축열탱크(210, 220) 나 축열실(230)(이를 ‘축열조(240)’으로 통칭한다)은 그 내부온도의 성층화를 위해 가급적 종형을 권장하며, 설치조건에 따라 정육면체 또는 횡형 축열조(240)로 축조하여도 무방하다.Heat storage tanks 210 and 220 or heat storage chambers 230 (collectively referred to as 'heat storage tanks 240') are recommended for vertical stratification of the internal temperature, and cube or horizontal heat storage tanks 240 are required depending on the installation conditions. It may be constructed as.

또한, 지하에 설치되는 축열조(240)는 2중 공간 콘크리트 구조물로서 도4-d와 같이 설치하는 것이 바람직 하지만, STS 등 다른재질을 혼합 사용할 수 있다.In addition, the heat storage tank 240 installed underground is preferably a double space concrete structure, as shown in Figure 4-d, it can be used mixed with other materials such as STS.

따라서, 축열부(200)는 단열재로 피복되어 지상에 설치되는 온수탱크나 지하에 매설되는 탱크를 포함하며, 지하에 매설되는 축열탱크는 축열실과 선택적으로 설치되는 축열조를 구성하며, 축열부는 지상이나 혹은 지하의 축열조를 독립적 혹은 혼합적으로 복합 연결하여 사용할 수 있다. Accordingly, the heat storage unit 200 includes a hot water tank installed on the ground and a tank buried underground, and the heat storage tank buried underground constitutes a heat storage chamber and a heat storage tank selectively installed. Alternatively, underground heat storage tanks can be used in combination or independently.

도5는 열이용부(300), 예를 들면 고온난방을 필요로 하는 호접란 재배 유리온실의 지중 난방을 위한 배관도를 도시한 것으로, 공간난방을 위해 열원설비인 단위히터(302)두대를 병렬로 연결?배치하고, 저면관수시스템인 호접란 베드난방을 위해서 동재질의 튜브(304)를 직렬로 예를 들면 11개 베드위에 배열 시키며, 공간난방은 대형축열탱크 온수를 저온수와 혼합하지 않고 단위히터(302)두대에 직접공급 하며 난방 하는 축열조 원수 직접공급방식을 사용하며, 베드난방은 온수공급 설정에 따라 축열조 원수와 환수를 3방향 밸브(3-way valve)에서 혼합하여 공급하는 비례제어방식을 사용한 예를 보여주고 있다.FIG. 5 is a piping diagram for underground heating of the heat utilization part 300, for example, a Phalaenopsis cultivated glass greenhouse that requires high temperature heating, and in parallel, two unit heaters 302 serving as heat sources for space heating. For the heating of the Phala Phalaenopsis bed, which is a bottom irrigation system, the same type of tube 304 is arranged in series, for example, on eleven beds, and the space heating unit heats up the large heat storage tank without mixing hot water with low temperature water. (302) The direct supply of heat storage tank water is supplied to two units and heated directly.The bed heating system uses a proportional control method that mixes and supplies the heat storage tank water and return water in a 3-way valve according to the hot water supply setting. The example used is shown.

도6그룹은 FU모듈(500,Field Unit Module)의 기본구성도로, 집열모듈 연면적 크기기준으로 FU모듈별로 4종류로 구분하여 예시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a basic configuration of a field unit module (FU) (500), which is divided into four types for each FU module based on the size of a heat collecting module.

여기서, FU모듈(500)은 모든 대용량 플랜트의 설계에서부터 시공 및 사후 유지 보수 시 까지 흔히 나타나기 쉬운 상이한 플랜트 현장 여건상의 혼란과 불일치를 극복하기 위하여 새롭게 도입된 개념으로, 진공관형 집열모듈를 이용한 대용량의 냉난방 플랜트에서 표준설계와 시공을 추구한다.Here, the FU module 500 is a newly introduced concept to overcome the confusion and inconsistency in the different plant site conditions that are easy to appear frequently from the design of all large-capacity plants to the construction and post-maintenance, a large-capacity air-conditioning using a vacuum tube heat collecting module Pursue standard design and construction in the plant.

도6-a은 FU24 모델로, 블록(Serial Block)당 4대씩 2열의 에센튜브 집열모듈 배치구성을 도시한 도면이고, 도6-b는 FU27 모델로 블록당 3대씩 3열의 에센튜브 집열모듈 배치구성도, 도6-c은 FU 45모델로 3대씩 5열, 도 6-d는 4대씩 4열로 FU 48 모델을 도시한 도면이지만, 상기한 FU모듈(500)은 예시된 도면의 구조로만 한정되는 것은 아니며 FU모듈(500)한개의 구성부터 시공여건에 따라 임의의 복수개로 확장이 가능하다.6A is a diagram showing the arrangement of two rows of essen tube collecting modules arranged in four blocks per serial block in the FU24 model, and FIG. 6B is a row of three sets of essen tube collecting modules arranged in three blocks per block in the FU27 model. 6-d is a diagram showing the FU 48 model in three rows of five units and FIG. 6-d in four rows of four units, but the FU module 500 is limited to the structure of the illustrated drawings. The FU module 500 can be expanded to an arbitrary plurality according to construction conditions.

도7그룹은 상기한 FU모듈(500)의 시스템의 개념도로, 도7-a은 한곳에 모든 FU를 집중할 수 없는 경우에 설계 가능한 클러스터 배열(Cluster Arrangement)도면, 도7-b는 한곳에 모든 FU를 집중할 수 있는 경우의 분배배열(Distributor arrangement)도면이다.7 is a conceptual diagram of the system of the above-described FU module 500, FIG. 7-a is a cluster arrangement diagram that can be designed when all the FUs cannot be concentrated in one place, and FIG. 7-b shows all the FUs in one place. A diagram of a distributor arrangement where concentration can be achieved.

다음으로, 상기한 구성의 본 발명을 적용시킨 예를 자동제어시스템과 연계하여 설명한다.Next, an example in which the present invention having the above-described configuration is applied will be described in connection with an automatic control system.

집열부(100)는 태양빛이 FU모듈(500)로 도달한 직간접적인 빛을 이용하여 파이프(102)내의 냉수를 가온시키는 곳으로, 냉수는 진공튜브(110, Etsen tube)시리즈 집열 모듈 중 일차적으로 투명한 진공튜브(110) 외관 부위 통과 후 이차적으로 내관 면을 검은 색으로 특수코팅한 흡열층 에서 적외선 열에너지로 변환되어 축열부(200)에서 축적된다.The heat collecting part 100 is a place where the solar water heats the cold water in the pipe 102 by using direct or indirect light reaching the FU module 500, and the cold water is the primary heat collecting module of the vacuum tube 110 (Etsen tube) series. After passing through the outer portion of the transparent vacuum tube 110, the inner tube surface is secondarily converted into infrared thermal energy in the heat absorbing layer specially coated in black and accumulated in the heat storage unit 200.

축열부(200)로 부터의 온수는 필요한 열이용부(300)로 보내지며, 온수양과 온도는 자동제어부(400)에서 조절되어 보내지며, FU 모듈(500)로의 공급조건역시 자동제어부(400)에서 제어된다. Hot water from the heat storage unit 200 is sent to the required heat using unit 300, the amount of hot water and the temperature is sent to be adjusted in the automatic control unit 400, the supply conditions to the FU module 500 also automatic control unit 400 Is controlled.

도8은 기존온수 및 난방플랜트에 본 발명의 태양열 플랜트를 추가 연결시킨 구성의 도면으로, FU 모듈(500)과 축열부(200)의 축열탱크(210)가 기존의 온수시스템과 파이프로 연결되어지며, 주로 대용량의 리모델링 플랜트에 적용가능 하므로 태양열에 의한 온수공급은 보조난방으로 사용된다.8 is a view of a configuration in which the solar plant of the present invention is additionally connected to the existing hot water and heating plant, and the heat storage tank 210 of the FU module 500 and the heat storage unit 200 is connected to the existing hot water system by a pipe. Since it is mainly applicable to large-scale remodeling plants, solar hot water supply is used as auxiliary heating.

도9는 기존의 시스템에 태양열과 병행하여 사용하는 경우의 도면으로, 도8과 다른 점은 기존의 시스템을 보조하기 위한 난방설계가 아니라 기존시스템과 본 발명을 병행하여 사용하는 구조로 본 발명이 기존의 시스템을 대신하여 주로 사용될 가능성을 배제할 수 없다.FIG. 9 is a diagram of a case of using an existing system in parallel with solar heat, and a difference from FIG. 8 is not a heating design for supporting an existing system, but a structure using the present system in parallel with the present invention. The possibility of being used primarily in place of existing systems cannot be ruled out.

도10은 기존온수플랜트와 연결은 되지만 독립적으로 태양열원을 제공하는 도면을 보여준다. FIG. 10 shows a diagram that is connected to an existing hot water plant but independently provides a solar heat source.

도11은 도 6-a의 FU24 모델을 구체화한 도면으로, 블록(Serial Block)당 4대씩 2열의 진공튜브(110) 집열모듈이 배치되어 축열탱크(210)와 연결된 구조를 보여준다.FIG. 11 is a view illustrating the FU24 model of FIG. 6-a, and shows a structure in which two rows of vacuum tube 110 collecting modules are arranged in units of four per block, and connected to the heat storage tank 210.

상기한 구성을 전자적으로 제어하기 위한 이른바 자동제어부(400)의 구성은 FU 모듈(500)로 이루어지는 각종 모델이나 설치조건에 따른 복수개의 FU 모듈(500)에 따라 다르지만, 기본 구성은 동일하므로 도12를 참고하여 원예난방에 본 발명의 설치구성을 제어하는 시스템을 하나의 실시예로 설명하면 다음과 같다. The configuration of the so-called automatic control unit 400 for controlling the above-described configuration electronically varies depending on the FU module 500 according to various models or installation conditions consisting of the FU module 500, but since the basic configuration is the same, FIG. 12. Referring to the system for controlling the installation configuration of the present invention in horticultural heating in one embodiment as follows.

도12의 집열부(100)는 네종류(여기서는 단일진공관형, 평판형, 지붕재형, 이 중진공관형)의 집열기를 시험적으로 배치한 구성에 맞게 자동제어시스템이 설계된 것이며, 축열부(200)의 축열탱크(210)는 계간(季間) 축열 탱크로서, 봄·여름·가을 등에 집열부(100)로부터 데워진 온수를 보관하였다가 추운겨울철에 사용하기 위하여 붙여진 이름이며, 본 발명의 목적에 따른 다면 열손실을 방지하기 위하여 지하에 매설되며, 탱크둘레는 유리섬유와 같은 방열재로 피복되어진다.12 is an automatic control system designed for a configuration in which four types of collectors (here, a single vacuum tube type, a flat plate type, a roof member type, and a double vacuum tube type) are arranged in a test configuration. The heat storage tank 210 is a quarterly heat storage tank, which is named for storing cold water warmed from the heat collecting portion 100 in spring, summer, autumn, etc. and for use in cold winter, according to the object of the present invention. It is buried underground to prevent heat loss, and the tank circumference is covered with a heat insulating material such as fiberglass.

여기서, 열이용부(300)는 유리온실(310)의 공간난방과 베드난방 및 비닐하우스의 지중난방을 포함하며, 이들을 제어할 통합운영 제어시스템은 도13과 같이 이용부 운전제어시스템과 개별차온 제어시스템으로 분리 구성하여 시스템을 구성하는 각각의 온수난방 시스템의 독립적 운전제어가 가능하게 한 것이다.Here, the heat utilization unit 300 includes the space heating of the glass greenhouse 310 and the underground heating of the bed heating and the vinyl house, the integrated operation control system to control them as shown in FIG. Separately configured as a control system to enable independent operation control of each hot water heating system constituting the system.

여기서, 개별 차온제어시스템은 전체시스템을 구성하는 4가지 형태의 온수시스템의 운전제어를 위한 독립된 제어시스템의 역할을 수행 할 수 있다. Here, the individual temperature control system can play the role of an independent control system for the operation control of the four types of hot water system constituting the entire system.

이 경우는 각각의 태양열시스템 집열 및 축열성능을 분석하고자하는 실험에서 사용될 수 있으며, 이때 차온제어시스템은 각각의 태양열 집열모듈(100A)종단의 출구온도와 각 시스템에 연결된 개별 축열탱크(210)의 하단부의 온도와의 차를 이용하여 시스템에 설치되어 있는 열매체 순환펌프(집열 및 축열매체 순환펌프)를 기동 또는 정지시키는 기능을 수행한다.In this case, it can be used in the experiment to analyze each solar system heat collection and heat storage performance, wherein the temperature control system is the outlet temperature of each solar heat collecting module (100A) end and the individual heat storage tank 210 connected to each system It performs the function of starting or stopping the heat medium circulation pump (collecting and heat storage medium circulation pump) installed in the system by using the difference with the temperature of the lower part.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 도14의 차온시스템의 동작구조도와 같이, 차온시스템은 집열기 출구온도와 개별 축열조의 온도차가 설정치 이상에 도달하면 독립적으로 그 온수급탕시스템의 열매체순환펌프만을 가동시키며, 열매체 순환펌프의 기동에 따라 태양열 집열부(혹은 집열기) 출구에서의 온도와 축열탱크 하단부의 온도차가 설정치 이하로 떨어지면 열매체 순환 펌프의 동작을 정지시킨다.More specifically, as shown in the operation structure diagram of the heat insulation system of FIG. 14, the heat insulation system independently operates only the heat medium circulation pump of the hot water hot water supply system when the temperature difference between the collector outlet temperature and the individual heat storage tank reaches a predetermined value. When the temperature difference between the temperature at the outlet of the solar heat collector (or collector) and the lower end of the heat storage tank drops below the set value according to the start of the circulation pump, the operation of the heat medium circulation pump is stopped.

차온제어시스템이 독립적 역할을 수행하는 경우 각각의 집열기에 의하여 집열된 태양열은 각각의 온수시스템에 연결되어 있는 시스템 개별 축열탱크에 축열 되어 태양열 시스템에 따른 성능 분석까지도 행할 수 있게 해준다.When the temperature control system plays an independent role, the solar heat collected by each collector is stored in a system heat storage tank connected to each hot water system, so that performance analysis according to the solar system can be performed.

또한, 차온제어시스템은 전체 시스템이 통합된 시스템으로 운영될 때, 각각의 온수시스템을 통합된 시스템으로 운영되도록 하는 역할을 동시에 수행하여 각각 집열기 시스템의 집열기 출구에서의 온도와 대형 축열 탱크의 하단부와의 온도차를 이용하여 각각의 온수급탕시스템에 설치되어 있는 열매체 순환펌프의 기동 또는 정지를 제어하며, 이와 같이 각각의 차온제어기가 통합제어시스템의 부분제어시스템으로 사용될 경우 독립된 운전제어의 경우와 달리 축열매체에 전달된 태양열은 대형 축열탱크에 저장된다.In addition, when the entire system is operated as an integrated system, the temperature control system simultaneously serves to operate each hot water system as an integrated system, so that the temperature at the outlet of the collector and the lower end of the large heat storage tank are respectively. By controlling the temperature difference of the hot water circulating pump, the start or stop of the heating medium circulation pump installed in each hot water supply system.In this way, when each temperature controller is used as a partial control system of the integrated control system, it is different from the independent operation control. Solar heat transferred to the medium is stored in large heat storage tanks.

한편, 이용부 운전제어시스템의 유리온실 공간난방제어시스템은 유리온실에서 요구되는 공간 온도를 요구되는 온도범위에서 유지시키기 위하여 유리온실 내부 에 설치되어 있는 2대의 팬 코일 유니트(Fan Coil Unit)의 기동 및 정지제어를 수행한다.On the other hand, the space heating control system of the glass greenhouse of the operation control system of the user part starts the two fan coil units installed inside the glass greenhouse to maintain the space temperature required in the glass greenhouse within the required temperature range. And stop control.

유리온실 공간난방 제어시스템은 팬 코일 유니트(Fan Coil Unit)로 대형축열탱크에 저장되어 있는 고온의 축열매체를 순환시키기 위한 순환펌프의 기동 및 정지제어를 수행하며 설치되어 있는 세대의 순환펌프중 한대는 예비펌프이고 나머지 두 대는 공간난방제어시스템에 직렬로 설치된 타이머에 의하여 일정시간을 주기로 교반제어되는 구조를 지니고 있다.The glass greenhouse space heating control system is a fan coil unit that performs the start and stop control of the circulation pump to circulate the high temperature heat storage medium stored in the large heat storage tank. Is a prep pump and the other two are stirred and controlled at regular intervals by a timer installed in series in the space heating control system.

이와 함께, 베드난방제어시스템은 유리온실의 베드온도를 일정한 설정치의 온도로 유지시키기 위한 두 대의 축열매체 순환펌프의 기동 및 정지제어를 수행하며, 이들 순환 펌프 역시 베드난방제어시스템에 설치되어 있는 순환펌프와 같이 타이머에 의해 일정시간을 주기로 교반 운전되도록 제어된다.In addition, the bed heating control system performs the start and stop control of two heat storage medium circulation pumps to maintain the bed temperature of the glass greenhouse at a constant set temperature, and these circulation pumps are also installed in the bed heating control system. Like a pump, a timer is controlled to stir at regular intervals.

이 제어시스템은 유리온실에 베드난방 이후 대형 축열조로 되돌아오는 축열매체에 남아 있는 열의 효율적인 재활용을 위하여 베드난방온수공급배관에 설치되어 있는 3방향 밸브(Three way valve)의 밸브위치제어를 수행한다.This control system performs the valve position control of a three way valve installed in the bed heating hot water supply pipe for efficient recycling of the heat remaining in the heat storage medium returning to the large heat storage tank after bed heating in the glass greenhouse.

3방향 밸브(Three way valve)의 밸브위치제어는 설정된 유리온실 베드난방 입구온도에 따라 대형 축열탱크로 부터 공급되는 고온 축열매체와 유리온실 로부터 되돌아오는 저온 축열매체를 적정비율로 혼합하여 유리온실 베드난방에 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 유리온실부터 되돌아오는 저온 축열매체의 온도가 여전히 유리온실의 베드난방에서 요구되는 온도보다 높을 경우 베드난방 제어시스템은 3방향 밸브의 위치를 조절하여 대형 축열탱크로부터 들어오는 열매체의 공급을 막아 축열탱크에 저장되어 있는 고온의 축열매체를 사용하지 않도록 하고 다만 유리온실로부터 되돌아오는 축열매체만을 사용하게 함으로서 축열매체에 저장된 태양열이 완전하게 사용될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.The valve position control of the three-way valve is a glass greenhouse bed by mixing the high temperature heat storage medium supplied from the large heat storage tank and the low temperature heat storage medium returned from the glass greenhouse according to the set glass greenhouse bed heating inlet temperature. In order to supply heating, the bed heating control system adjusts the position of the three-way valve when the temperature of the low temperature heat storage medium returned from the glass greenhouse is still higher than the temperature required for bed heating of the glass greenhouse. It prevents the supply of heat medium from the high temperature heat storage medium stored in the heat storage tank, and uses only heat storage medium returned from the glass greenhouse to make full use of the solar heat stored in the heat storage medium. .

만일, 유리온실로부터 되돌아오는 축열매체의 온도가 설정된 온도보다 낮다면 베드난방제어시스템은 3방향 밸브의 밸브위치제어를 수행하여 대형 축열탱크에 저장된 고온의 축열매체와 되돌아오는 저온의 축열매체를 적당량 혼합하여 설정치가 유지되도록 한다. 도15는 이러한 유리온실 공간난방 및 베드난방제어시스템의 구조도이다. If the temperature of the heat storage medium returned from the glass greenhouse is lower than the set temperature, the bed heating control system performs the valve position control of the three-way valve to appropriately store the high temperature heat storage medium stored in the large heat storage tank and the low temperature heat storage medium returned. Mix to keep the setpoint. 15 is a structural diagram of a glass greenhouse space heating and bed heating control system.

한편, 지중난방 제어시스템은 도16과 같이, 비닐하우스의 지중온도를 요구되는 온도롤 유지시키기 위하여 비닐하우스 지중에 매설된 X-L 파이프로 축열매체를 순환시키는 두 대의 순환펌프기동핌 정지제어를 수행하며, 유리온실의 베드난방 제어시스템과 같이 지중난방을 한후 대형 축열조로 되돌아 오는 축열매체에 남아있는 열의 효율적 재활용을 위하여 지중난방 온수 공급 배관에 설치되어 있는 3방향 밸브의 밸브위치를 제어한다.On the other hand, the ground heating control system, as shown in Figure 16, and performs the control of the two circulation pumps start stop circulating the heat storage medium to XL pipes embedded in the plastic house to maintain the ground temperature of the vinyl house to the required temperature In order to efficiently recycle the heat remaining in the heat storage medium that is returned to the large heat storage tank after the underground heating, like the bed heating control system of the glass greenhouse, the valve position of the 3-way valve installed in the underground heating hot water supply pipe is controlled.

상기한 본 발명의 구성은 예시한 원예난방에만 한정되는 것은 아니며, 농작물건조나 수산물건조, 고층빌딩의 온풍난방시스템, 대용량의 수영장이나 목욕탕, 숙박시설등과 같이 온수가 대단위로 필요한 곳이며 태양열 온수급탕시스템으로 이용이 가능하다.The configuration of the present invention described above is not limited to the horticultural heating as exemplified, hot water is required in large units such as crop drying, aquatic product drying, hot air heating system of high-rise building, large-scale swimming pool or bath, accommodation, etc. It can be used as a hot water system.

더구나, 난방열을 에너지원으로 하여 흡열식 혹은 흡착식 냉동기에 의해 냉방시스템으로 활용할 수 있으므로 그 실용성은 난방시스템으로만 한정되는 것은 아니며, 난방열을 열원으로 하여 더 높은 온도의 고온열을 생산할 수 있으므로 축열된 탱크의 온수온도범위로만 그 활용범위를 제한하여서도 아니되며, 냉방의 선택적 이용은 물론 냉난방 겸용으로 사용할 수 있는 특징을 갖는다.Moreover, since the heating heat can be used as an energy source and can be utilized as a cooling system by an endothermic or adsorption freezer, its practicality is not limited to the heating system, and the heat can be used as a heat source to produce higher temperature heat of higher temperature. The range of utilization of the tank should not be limited only to the hot water temperature range of the tank, and it can be used for both cooling and heating as well as selective use of cooling.

따라서, 무한정의 공해없는 태양열을 에너지원으로 하여 냉수를 온수로 데우고, 이 데워진 온수를 열원으로 냉난방할 수 있으므로 고유가 시대에 절대적으로 필요한 냉난방 시스템이 될 것이며, 화석연료의 고갈이나 환경오염의 염려가 전혀 없으므로 생활환경의 개선은 물론 국가산업발전에 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.Therefore, it is possible to heat cold water with hot water by heating solar energy without limitless pollution as an energy source, and this heated hot water can be cooled and heated as a heat source, making it an air-conditioning system absolutely necessary in the high oil price era, and there is concern about exhaustion of fossil fuel or environmental pollution. There is no effect of improving the living environment as well as greatly contribute to the development of national industry.

Claims (3)

태양열을 이용하여 파이프내의 냉수를 온수로 전환시켜주는 태양열 집열부와, A solar heat collector which converts cold water in the pipe into hot water using solar heat; 파이프로 이동하는 상기 가열된 온수가 모아지는 축열부와,A heat storage unit for collecting the heated hot water moving to a pipe, 축열된 온수가 냉난방용으로 사용되는 열이용부와,The heat utilization section is used for cooling and heating of the accumulated hot water, 상기한 온수의 집열과 축열의 제어와 축열온수의 공급과 순환을 제어하는 자동제어부로 이루어지되, It is made of an automatic control unit for controlling the collection and storage of the hot water and the supply and circulation of the heat storage hot water, 상기 집열부는 설치장소의 여건에 따라 평판형, 진공관형, 지붕재형의 집열기를 독립 혹은 혼합하여 설치됨과 동시에 복수개가 블록단위로 설치되는 단위구성별 FU 모듈(Field Unit Module)을 구성하여 표준설계 및 시공이 가능하도록 이루어지고,The heat collecting part is installed by independent or mixing plate type, vacuum tube type, and roof type heat collector according to the conditions of the installation place, and at the same time, a FU module (Field Unit Module) for each unit structure is installed. And construction is made possible, 상기 축열부는 단열재로 피복되어 지상에 설치되는 온수탱크나 지하에 매설되는 탱크를 포함하며, 지하에 매설되는 축열탱크는 축열실과 선택적으로 설치되는 축열조를 구성하면서 지상이나 혹은 지하의 축열조를 독립적 혹은 혼합적으로 복합 연결하여 설치되며,The heat storage unit includes a hot water tank installed on the ground and a tank buried underground, and the heat storage tank buried underground constitutes a heat storage tank and a heat storage tank optionally installed on the ground, and independently or mixes the heat storage tank on the ground or underground. Can be installed by connecting 열이용부는 공간난방이나 베드난방 또는 지중난방을 위한 온수가 흐르는 배관으로 연구성되며,The heat utilization part is researched as a pipe with hot water flowing for space heating, bed heating or underground heating. FU모듈(Field Unit Module)은 대용량의 냉난방 플랜트에서 표준설계와 시공을 위하여 특정모델로 규격화하여 대량생산이 가능하도록 구성되어져서 연결블록 (Serial Block)당 4대씩 2열의 에센튜브 집열모듈 배치구성 갖는 FU24 모델, 연결블록당 3대씩 3열의 에센튜브 집열모듈을 갖는 FU27 모델, 연결블록당 3대씩 5열로 된 FU 45모델 및 연결블록 당 4대씩 4열로 된 FU 48 모델을 기본모델단위로 구성되어지며,FU module (Field Unit Module) is designed to be mass-produced by standardizing to a specific model for standard design and construction in a large-capacity heating and cooling plant, and has two batches of essen tube collecting modules arranged in four rows per serial block. It consists of FU24 model, FU27 model with three rows of three sensen tube collection modules per connection block, FU 45 model with five rows of three units per connection block, and FU 48 model with four units per connection block. , 상기 FU모듈은 한곳에 모든 FU모듈을 집중할 수 없는 경우에 클러스터 배열(Cluster Arrangement)로 시스템을 구성하거나 한곳에 모든 FU모듈을 집중할 수 있는 분배배열(Distributor arrangement)로 시스템을 구성하고,When the FU module cannot concentrate all the FU modules in one place, configure the system in a cluster arrangement or configure the system in a distribution arrangement that can concentrate all the FU modules in one place. 상기 자동제어부는 이용부 운전제어시스템과 개별 차온 제어시스템으로 분리 구성시킨 통합운영 제어시스템으로 구성되어져 이용부 운전제어시스템은 공간난방제어시스템과 베드난방시스템 및 지중난방시스템의 제어부를 포함하며, 상기 공간난방제어시스템은 요구되는 공간 온도를 필요한 온도범위에서 유지시키기 위하여 적어도 한대 이상이 설치된 팬 코일 유니트(Fan Coil Unit)와 대형축열탱크에 저장되어 있는 고온의 축열매체를 순환시키기 위한 순환펌프의 기동 및 정지제어를 수행하며 일정시간을 주기로 순환펌프를 교반제어되는 구조를 갖추며,상기 지중난방 제어시스템은 지중에 매설된 X-L 파이프로 축열매체를 순환시키는 두 대의 순환펌프기동 정지제어와 지중난방 온수 공급 배관에 설치되어 있는 3방향 밸브의 밸브위치를 제어하도록 구성되며,상기 베드난방제어시스템은 유리온실의 베드온도를 일정한 설정치의 온도로 유지시키기 위한 두 대의 축열매체 순환펌프의 기동 및 정지제어를 수행하기 위하여 이들 순환 펌프 역시 베드난방제어시스템에 설치되어 있는 순환펌프와 같이 타이머에 의해 일정시간을 주기로 교반 운전되도록 제어하는 구성 으로 조합되며,The automatic control unit is composed of an integrated operation control system consisting of a separate operation control system and a separate temperature control system, the operation unit operating control system includes a control unit of the space heating control system, bed heating system and underground heating system, The space heating control system starts a circulating pump for circulating high temperature heat storage medium stored in a large heat storage tank and at least one fan coil unit installed to maintain a required space temperature in a required temperature range. And a circulating pump to stir-control the circulating pump at a predetermined time interval, wherein the underground heating control system is a circulating pump starting stop control for circulating the heat storage medium through an XL pipe embedded in the ground, and underground heating hot water supply. To control the valve position of the 3-way valve installed in the pipe The bed heating control system includes the circulation pumps installed in the bed heating control system to perform start and stop control of two heat storage medium circulation pumps for maintaining the bed temperature of the glass greenhouse at a constant set temperature. Like the circulation pump, it is combined with the configuration to control the stirring operation at regular intervals by a timer. 상기 차온 제어시스템은 각각의 태양열 집열모듈종단의 출구온도와 각 시스템에 연결된 개별 축열탱크의 하단부의 온도와의 차를 이용하여 시스템에 설치되어 있는 열매체 순환펌프를 기동 또는 정지시키도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 태양열온수를 이용한 난방 플랜트.The temperature control system is configured to start or stop the heating medium circulation pump installed in the system by using a difference between the exit temperature of each solar heat collecting module end and the temperature of the lower end of the individual heat storage tank connected to each system. Heating plant using solar hot water. 제1항에 있어서 진공관형 집열기는 이중진공관식으로, 이를 구성하는 집열모듈은 냉/온수가 흐르는 파이프, 이 파이프를 가열시키는 가열판과 스크린 판, 이들 외부를 피복하는 충격흡수층, 태양열을 파이프로 복사 시키는 진공튜브 및 이 진공튜브의 태양빛 그림자가 발생되는 하부위치에서 태양빛을 진공튜브에 효율적으로 반사시키기 위해 소정의 거리와 반사각도를 갖추고 설치되는 세라믹 코팅된 반사경(CPC Mirror)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열온수를 이용한 난방 플랜트.According to claim 1, the vacuum tube collector is a double vacuum tube type, constituting the heat collecting module constituting the cold / hot water pipe, the heating plate and the screen plate for heating the pipe, the shock absorbing layer to cover the outside, the solar radiation to the pipe And a ceramic coated mirror (CPC Mirror) installed with a predetermined distance and angle of reflection to efficiently reflect the sunlight to the vacuum tube at the lower position where the sunlight shadow of the vacuum tube is generated. Heating plant using solar hot water. 제1항에 있어서, 집열모듈은 각각의 반사경과 함께 다수개가 배치되고, 파이프의 선단은 모음파이프와 배분파이프에 각각 상호간 연결된 후 단열재와 집열박스로 피복되고 열 가이드 판을 갖춘 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열온수를 이용한 난방 플랜트.According to claim 1, wherein a plurality of collecting modules are disposed with each reflector, and the ends of the pipes are interconnected to the vowel pipes and the distribution pipes, respectively, and are coated with a heat insulator and a collecting box, and have a structure having a heat guide plate. Heating plant using solar hot water.
KR1020050036510A 2005-04-30 2005-04-30 Heating plant using solar hot water KR101051760B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050036510A KR101051760B1 (en) 2005-04-30 2005-04-30 Heating plant using solar hot water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050036510A KR101051760B1 (en) 2005-04-30 2005-04-30 Heating plant using solar hot water

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2005-0012170U Division KR200389779Y1 (en) 2005-04-30 2005-04-30 The Heating Plant using Solar Hot Water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060113236A true KR20060113236A (en) 2006-11-02
KR101051760B1 KR101051760B1 (en) 2011-07-26

Family

ID=37651631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050036510A KR101051760B1 (en) 2005-04-30 2005-04-30 Heating plant using solar hot water

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101051760B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101030458B1 (en) * 2010-10-06 2011-04-25 김동호 Hybrid renewable energy system with solar geo-storage
CN103244987A (en) * 2013-05-03 2013-08-14 武汉工程大学 Efficient day-night heating device based on light condensation and current collection under limited site area

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100365771B1 (en) * 1999-12-29 2002-12-31 (주)지앤씨 테크놀러지 Upgradable concentration ratio CPC(Compound parabolic concentrator) compared with acceptance angle and manufacturing method of the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101030458B1 (en) * 2010-10-06 2011-04-25 김동호 Hybrid renewable energy system with solar geo-storage
WO2012047027A2 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Kim Dongho Total renewable energy system having underground heat storage device
WO2012047027A3 (en) * 2010-10-06 2012-07-19 Kim Dongho Total renewable energy system having underground heat storage device
US8931276B2 (en) 2010-10-06 2015-01-13 Dongho Kim Hybrid renewable energy system having underground heat storage apparatus
CN103244987A (en) * 2013-05-03 2013-08-14 武汉工程大学 Efficient day-night heating device based on light condensation and current collection under limited site area
CN103244987B (en) * 2013-05-03 2016-02-24 武汉工程大学 Based on heating installation round the clock efficient under the limited space area of optically focused current collection

Also Published As

Publication number Publication date
KR101051760B1 (en) 2011-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahamed et al. Energy saving techniques for reducing the heating cost of conventional greenhouses
US20090199892A1 (en) Solar earth module
CN104719043B (en) A kind of phase-transition heat-storage is nursed young plants in hothouses device
US4049195A (en) Solar heated building structure
CN103438586B (en) Solar energy optical-thermal collector, photo-thermal electricity collection plate and solar heating hot-water heating system
CN107750763B (en) Warming system of sunlight greenhouse
CN110274294A (en) New type solar energy and air energy combined heat heating system
CN108425427A (en) A kind of high energy-saving type energy storage building
US8851066B1 (en) Thermal energy storage system
CN103314838A (en) Thermal storage and supply system and application of thermal storage and supply system on water culture
US20140283815A1 (en) Solar collector
KR200389779Y1 (en) The Heating Plant using Solar Hot Water
US9350290B2 (en) Solar water-collecting, air-conditioning, light-transmitting and power generating house
CN105104021A (en) Solar warming system for facility cultivation
RU93208U1 (en) GREENHOUSE WITH HEATED SOIL FROM SOLAR RADIATION ENERGY
KR101051760B1 (en) Heating plant using solar hot water
CN203464512U (en) Solar photothermal collector, photothermal electric collection board and solar heating hot water system
CN102080886A (en) Device for storing energy by using soil
CN204574343U (en) Each door type phase change energy-storage type solar water heating air conditioning
CN203704386U (en) Heat storage type solar low-temperature heat supply system
AU2013201559A1 (en) Solar earth module
Marčič et al. Hybrid system solar collectors-heat pumps for domestic water heating
CN201514065U (en) Novel full-automatic hot air source heat utilization product
KR100964885B1 (en) Heat storage tank for home with solar
CN101929703B (en) Heating system of solar round bamboo prefabricated house

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee