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KR101801896B1 - 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치 - Google Patents

자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치 Download PDF

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KR101801896B1
KR101801896B1 KR1020170056350A KR20170056350A KR101801896B1 KR 101801896 B1 KR101801896 B1 KR 101801896B1 KR 1020170056350 A KR1020170056350 A KR 1020170056350A KR 20170056350 A KR20170056350 A KR 20170056350A KR 101801896 B1 KR101801896 B1 KR 101801896B1
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임경빈
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해동에너지 주식회사
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Abstract

개시된 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치는, 내부에 열매체가 순환하며 태양열을 집열하는 집열판(20)과, 상기 집열판(20)으로부터 공급된 고온 열매체와 열교환하여 내부의 물을 가열시키는 온수탱크(30)와, 상기 집열판(20)의 상부 일단과 상기 온수탱크(30)의 일단부를 연결하여 집열판(20)의 고온 열매체를 상기 온수탱크(30)로 공급하도록 하는 고온 열매체 이송라인(40) 및 상기 온수탱크(30)의 타단과 상기 집열판(20)의 하부 타단을 연결하여 물과 열교환된 상기 온수탱크(30) 내부의 저온 열매체를 상기 집열판(20)으로 공급하도록 하는 저온 열매체 이송라인(50)을 포함하는 태양열 온수기(10)에 적용되어 상기 집열판(20)의 과열 방지를 위한 장치로서, 상기 고온 열매체 이송라인(40) 상에 설치되어 고온 열매체 이송라인(40)을 흐르는 열매체 온도가 과열되어 설정온도(T1)보다 높으면 상기 고온 열매체 이송라인(40)을 폐쇄시키고, 상기 설정온도(T1)보다 낮으면 상기 고온 열매체 이송라인(40)을 개방시키는 열차단 밸브(100); 및 상기 온수탱크(30)와 연결관(120)에 의해 연결되어, 상기 열차단 밸브(100)의 폐쇄 작동시, 상기 집열판(20)의 고온 열매체가 상기 저온 열매체 이송라인(50)을 따라 역류하여 상기 온수탱크(30)를 거쳐 상기 연결관(120)을 통해 유입되어 저장되는 열매체 저장탱크(110);를 포함한다.

Description

자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치 {OVER-TEMPERATURE PROTECTION APPARATUS OF SYPHONE(PASSIVE) TYPE SOLAR WATER HEATER}
본 발명은 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치에 관한 것이다.
산업 사회의 고도화와 인구의 증가로 많은 에너지를 필요로 하고 있다. 가장 많이 사용하고 있는 에너지원은 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원이나, 이 에너지원은 한정되어 있어 점차적으로 고갈되어 가고 있으며, 공해로 인하여 지구 온난화에도 큰 영향을 미치고 있어 대체 에너지원의 개발이 시급한 실정이다.
반면, 태양 에너지는 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원과는 달리 공해 발생이 없는 청정 에너지원인 동시에 거의 무제한적으로 공급되고 있어 오래전부터 이러한 태양열 에너지를 산업용이나 난방용 또는 자동차 등의 에너지원으로 활용하기 위한 꾸준한 연구와 더불어 제품화가 이루어지고 있다.
현재 대체 에너지원으로서 태양 에너지를 이용하는 장치는 태양열 집열기와, 태양광 모듈 등이 활용되고 있다.
여기서, 태양열 집열기가 사용되고 있는 태양열 온수기의 경우, 태양열을 집열하여 열매체를 가열하는 집열 장치와, 집열 장치에서 가열된 열매체의 열로 물을 가열하여 온수로 만드는 축열 장치로 구성되어 있다. 집열 장치는 태양열을 집열하기 위해 실외에 설치되고, 축열 장치는 가열 장치에서 공급되는 열매체가 외기의 영향을 최소화하기 위해서 집열기 상단에 일체형으로 설치되거나, 분리형의 경우 별도의 기계실에 설치된다.
이렇게, 태양열을 이용하여 냉수를 온수로 전환하는 자연 순환 일체형 태양열 온수기는 냉수를 온수탱크로 보내지면 집열 장치가 태양열로 가열되어 집열 장치 내부의 열매체가 데워지고 데워진 열매체가 자연 대류현상에 의해 상단부 축열 장치로 보내지면 축열 장치에 담겨져 있던 냉수를 열교환으로 데워 온수탱크 내의 온수를 사용하는 것이 기본 원리로 구성되어 진다.
이러한 태양열 온수기와 관련된 기술이 한국등록특허 제0290229호 및 한국등록실용신안 제0135210호에 제안된 바 있다.
종래기술 1은 집열기의 라이져 튜브와 수평헤더 그리고 집열기를 축열조와 연결하는 하강관과 상승관 및 축열조로 구성되는 태양열 온수기의 구조에 있어서; 집열기 내의 물의 결빙시 물의 부피 팽창에 따른 내부의 압력 상승을 이용하여 얼지 않은 물이 축열조로 기능적으로 자연회수 되도록 라이져 튜브, 수평 헤더, 수직 헤더 형태의 하강관 및 상승관을 배관하고, 집열기 내측에 장착되는 수평 헤더와 하강관 내열성 있고 탄력적인 러버재질로 제작하여 물의 결빙시 물의 부피 팽창에 따른 내부의 압력 상승을 헤더와 하강관 자체가 일시적으로 팽창하여 흡수하도록 함으로써 집열기가 동파되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 러버 헤드를 이용한 직접식 자연 순환형 전천후 태양열 온수기에 관하여 기술하고 있다.
종래기술 2는 소형 직류모터와 태양전지를 이용한 독립전원을 가지고, 집열기에서 가열된 열매체를 집열판출구와 축열조에 설치한 열전대의 온도를 감지하는 온도제어장치가 설정된 온도에 따라 순환펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 태양광 복합 태양열 온수기에 관하여 기술하고 있다.
그러나 종래기술 1 및 2와 같은 종래의 태양열 온수기는 일조량이 많고 온수 사용량이 상대적으로 적은 하절기에 축열조 내부의 물의 온도가 높아 열매체와의 열교환이 잘 이루어지질 않으며, 이로 인해 집열기 온도가 필요 이상으로 높아져 집열기 내부의 열매체 동관(일명 riser/header)의 용접부위가 터지거나 찢어져 태양열 온수기 유지보수비용이 증가하는 주 원인이 되었다. 또한, 열매체가 외부로 증발하여 외기온도가 낮아지거나, 태양열이 약한 경우 열매체의 기능 저하로 온수 생성 효율이 지극히 낮아지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 또 다른 자연 순환 일체형 태양열 온수기는 방열판을 사용하거나 차양막 등을 설치하여 열매체의 과열 방지를 인위적인 방법에 의해 해소하려 하였지만, 과열 방지 구조물의 설치로 인한 비용이 증가하고, 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
한국등록특허 제0290229호 (등록일: 2001.02.28.) 한국등록실용신안 제0135210호 (등록일: 1998.10.29.)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결과제는, 종래의 열매체 방열기(heat radiator)나 차양막(thermal curtain) 등과 같은 방법을 사용하지 않으면서 집열판 표면 온도 과열을 방지하고 자연 순환 일체형 태양열 온수기 고장을 방지하도록 하는 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치는, 내부에 열매체가 순환하며 태양열을 집열하는 집열판(20)과, 상기 집열판(20)으로부터 공급된 고온 열매체와 열교환하여 내부의 물을 가열시키는 온수탱크(30)와, 상기 집열판(20)의 상부 일단과 상기 온수탱크(30)의 일단부를 연결하여 집열판(20)의 고온 열매체를 상기 온수탱크(30)로 공급하도록 하는 고온 열매체 이송라인(40) 및 상기 온수탱크(30)의 타단과 상기 집열판(20)의 하부 타단을 연결하여 물과 열교환된 상기 온수탱크(30) 내부의 저온 열매체를 상기 집열판(20)으로 공급하도록 하는 저온 열매체 이송라인(50)을 포함하는 태양열 온수기(10)에 적용되어 집열판(20)의 과열을 방지하기 위한 장치로서, 상기 고온 열매체 이송라인(40) 상에 설치되어 고온 열매체 이송라인(40)을 흐르는 열매체 온도가 과열되어 설정온도(T1)보다 높으면 상기 고온 열매체 이송라인(40)을 폐쇄시키고, 상기 설정온도(T1)보다 낮으면 상기 고온 열매체 이송라인(40)을 개방시키는 열차단 밸브(100); 및 상기 온수탱크(30)와 연결관(120)에 의해 연결되어, 상기 열차단 밸브(100)의 폐쇄 작동시, 상기 집열판(20)의 고온 열매체가 상기 저온 열매체 이송라인(50)을 따라 역류하여 상기 온수탱크(30)를 거쳐 상기 연결관(120)을 통해 유입되어 저장되는 열매체 저장탱크(110);를 포함한다.
상기 열매체 저장탱크(110)에는 에어 밸브(112)가 설치될 수 있다.
본 발명의 상기 열매체 저장탱크(110)는 상기 온수탱크의 상단에 설치될 수 있다.
한편, 상기 온수탱크(30)는 온수가 담겨지는 내통(34)과 상기 내통(34)을 감싸도록 설치되는 외통(32)의 이중 자켓 구조를 가져, 상기 내통(34)과 외통(32) 사이의 열매체 유동공간(35)을 통해 열매체가 순환하며, 상기 고온 열매체 이송라인(40)은 상기 외통(32)의 일단부 하부와 상기 집열판(20)을 연결하고, 상기 연결관(120)은 상기 외통(32)의 일단부 상부와 상기 열매체 저장탱크(110)을 연결한다.
본 발명에 의하면, 기존의 자연 순환 일체형 태양열 온수기에 열차단 밸브와 열매체 저장탱크를 설치함으로써, 집열판의 온도 과열을 무동력(증발과 응축 현상)에 의해 방지하므로 설치 비용 감소와 구조가 컴팩트(compact) 해지며, 외기 기온이 높고 일조량이 많은 하절기 등에 발생하는 열매체 자연 외부 증발로 인한 열매체 손실을 방지할 수 있으면서 집열판 표면의 높은 온도로 인한 태양열 온수기의 운전장애를 차단하고, 외기 온도가 낮아지고 일조량이 적어지며 온수 사용량이 상대적으로 많은 동절기 등과 같은 경우 온수탱크의 열교환 효율이 저하되는 것을 막아 사용 가능한 온수량을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 집열판 온도과열 방지장치가 자연 순환 일체형 태양열 온수기에 장착된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치 중 온수탱크와 집열판 사이에 열차단 밸브가 연결되는 상태를 도시한 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치 중 열매체 저장탱크와 온수탱크 사이에 연결관이 연결되는 상태를 도시한 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치의 작동 원리를 설명한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치는, 집열판(20)의 과열시 고온의 열매체가 고온 열매체 이송라인(40)으로 이동하지 못하도록 고온 열매체 이송라인(40)을 폐쇄하는 열차단 밸브(100)와, 고온 열매체 이송라인(40)이 폐쇄되는 경우 집열판(20)의 고온 열매체를 저장되는 열매체 저장탱크(110)를 포함한다.
이때, 본 발명의 집열판 온도과열 방지장치가 설치된 자연 순환 일체형 태양열 온수기(10)의 구조를 설명하면 다음과 같다. 즉, 자연 순환 일체형 태양열 온수기(10)는 내부에 열매체가 순환하며 태양열을 집열하는 집열판(20)과, 상기 집열판(20)으로부터 공급된 고온 열매체와 열교환하여 내부의 물을 가열시키는 온수탱크(30)와, 상기 집열판(20)의 상부 일단과 상기 온수탱크(30)의 일단부를 연결하여 집열판(20)의 고온 열매체를 상기 온수탱크(30)로 공급하도록 하는 고온 열매체 이송라인(40) 및 상기 온수탱크(30)의 타단과 상기 집열판(20)의 하부 타단을 연결하여 물과 열교환된 상기 온수탱크(30) 내부의 저온 열매체를 상기 집열판(20)으로 공급하도록 하는 저온 열매체 이송라인(50)을 포함한다.
집열판(collector: 20)은 내부에 열매체(heat transfer fluid)가 순환하며, 열매체와 태양열을 흡수하는 특수재질로 코팅된 판과의 열교환을 일으켜 태양열을 집열하게 된다.
온수탱크(30)는 외통(32)과 내통(34)으로 구성된 이중 자켓 구조로 구비되어 열매체와 가열을 위해 외부에서 공급된 물과의 열교환이 일어나는 축열 탱크이다.
내통(34)에는 물이 담겨지고 외통(32)은 내통(34)을 감싸도록 설치되며, 내통(34)과 외통(32) 사이에는 열매체 유동공간(35)이 있어 이를 통해 열매체가 순환한다. 집열판(20)에서 공급된 고온의 열매체는 열매체 유동공간(35)을 순환하면서 내통(34) 내부의 물과 열교환하여 물을 가열하게 된다.
고온 열매체 이송라인(40)은 집열판(20)의 상부 일단과 외통(32)의 일단을 서로 연결하는 관(pipe)으로, 집열판(20)에서 데워진 고온의 열매체는 자연 대류 현상에 의해 고온 열매체 이송라인(40)을 통해 온수탱크(30)로 유입되게 된다.
저온 열매체 이송라인(50)은 집열판(20)의 하부 타단과 외통(32)의 타단을 서로 연결하는 관(pipe)으로, 온수탱크(30) 내부에서 물과 열교환하여 열을 방열하고 온도가 낮아진 저온의 열매체는 저온 열매체 이송라인(50)을 통해 다시 집열판(20)으로 유입되게 된다.
열차단 밸브(100)는 고온 열매체 이송라인(40) 상에 설치되어 고온 열매체 이송라인(40)을 통해 고온의 열매체가 유입되는 경우 열매체 온도를 감지한 후 셋팅된 설정온도(T1)보다 열매체 온도가 높으면 고온 열매체 이송라인(40)을 폐쇄하여 열매체의 유입을 차단하고, 열매체 온도가 설정온도(T1)보다 낮으면 고온 열매체 이송라인(40)을 개방하여 열매체를 유입시키는 밸브이다. 여기서, 설정온도(T1)는 80℃인 것으로 예시한다.
이때, 열차단 밸브(Hartstat Valve: 100)는 열매체가 이동하는 관로 상에 설치되어 설정 온도로 상승한 고온의 열매체에 노출되었을 때 폐쇄되도록 설계된 온도 작동식 밸브로, 본 실시예에서는 열매체 온도가 설정온도(T1)보다 높으면 열매체의 흐름을 차단하고, 열매체 온도가 설정온도(T1)보다 낮으면 열매체의 흐름을 통과시키게 된다.
열차단 밸브(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 집열판(20)에 연결된 고온 열매체 이송라인(40)에 연결되며, 유니온(union) 연결구(102)를 통해 온수탱크(30)과 연결될 수 있다.
이와 같이, 열차단 밸브(100)는 감지된 열매체 온도가 설정온도(T1)보다 낮은 경우 개방되게 작동되면서 고온 열매체 이송라인(40)을 통해 집열판(20)의 고온 열매체가 온수탱크(30)으로 이동되게 한다. 그러나 열차단 밸브(100)는 감지된 열매체 온도가 설정온도(T1)보다 높아 집열판(20)이 과열되는 경우 폐쇄되게 작동되면서 고온 열매체 이송라인(40)으로 집열판(20)의 고온 열매체가 이동하지 못하도록 한다.
열매체 저장탱크(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 온수탱크(30)의 외통(32) 외벽에 연결관(120)을 통해 연결되며, 필요시 어댑터(adapter: 122)를 통해 연결될 수 있다.
고온 열매체 이송라인(40)을 흐르는 열매체가 설정온도(T1)보다 높은 고온의 열매체인 경우 열차단 밸브(100)는 작동하여 고온 열매체 이송라인(40)을 폐쇄하게 되므로, 고온 열매체 이송라인(40)으로 이동하지 못한 집열판(20)의 고온 열매체는 저온 열매체 이송라인(50)을 따라 역류하여 온수탱크(30)로 유입되고, 자연 대류현상에 의해 열매체 유동공간(35)을 통과하면서 연결관(120)을 거쳐 열매체 저장탱크(110)로 유입되어 저장된다.
한편, 열매체 저장탱크(110)는 외벽에 에어 밸브(112)가 설치된다. 에어 밸브(112)는 평상시 외부 공기의 유입이 가능하도록 열매체 저장탱크(110)를 개방하여 충진된 외부 공기에 의해 온수탱크(30) 내부의 열매체가 열매체 저장탱크(110) 내부로 유입되지 못하게 한다. 또한, 설정온도(T1)보다 높은 온도의 열매체가 온수탱크(30)를 통해 열매체 저장탱크(110)로 유입되는 경우 열매체 저장탱크(110)의 내부 공기는 에어 밸브(112)를 통해 배출되어 열매체 저장탱크(110) 내부에 고온의 열매체가 저장될 수 있다.
이하 상기 구조를 갖는 본 발명에 따른 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치의 동작을 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 4 (a)와 같이 집열판(20)에서 태양열을 집열한 열매체가 자연 대류 현상에 의해 고온 열매체 이송라인(40)으로 이동되면서 열매체 온도가 세팅된 설정온도(T1)보다 낮으면 열차단 밸브(100)를 통과하게 되며, 통과된 열매체는 온수탱크(30)로 유입되어 물과 열교환되면서 온수를 생성시킨다. 그 후, 열교환에 의해 온도가 낮아진 열매체는 저온 열매체 이송라인(50)을 통해 집열판(20)으로 이송된 후 태양열에 의해 온도가 다시 상승하여 다시 고온 열매체 이송라인(40)을 통해 온수탱크(30)로 순환하는 과정을 반복하게 된다(정상운전 상태).
한편, 일조량이 많고 온수 사용량이 상대적으로 적은 하절기에는 온수탱크(30)에 저장된 물의 온도가 높아 열매체와의 열교환이 잘 이루어지지 않으면서 집열판(20)의 온도가 필요 이상으로 높아지게 될 수 있다.
즉, 도 4 (b)와 같이 집열판(20)을 거쳐 고온 열매체 이송라인(40)을 통과하는 열매체 온도가 설정온도(T1)보다 높으면 열차단 밸브(100)가 작동되면서 고온 열매체 이송라인(40)을 폐쇄시키게 된다.
폐쇄된 고온 열매체 이송라인(40)으로 이동하지 못한 집열판(20) 내의 고온 열매체는 도 4 (c)와 같이 저온 열매체 이송라인(50)으로 역류하면서 온수탱크(30)로 유입된다. 온수탱크(30)로 유입된 과열된 고온 열매체는 유동하면서 대류 현상에 의해 연결관(120)을 통해 열매체 저장탱크(110)로 유입되어 저장된다.
한편, 도 4 (d)와 같이 열매체 온도가 설정온도(T1)보다 낮아져 정상 상태로 전환되면, 열차단 밸브(100)는 개방되어 집열판(20)의 열매체는 고온 열매체 이송라인(40)을 통과하게 되고, 통과된 열매체는 온수탱크(30)로 유입되어 저장된 물과 열교환되면서 온수를 생성시킨다.
한편, 열매체 저장탱크(110) 내에 저장된 열매체는 시간 경과에 따라 온도가 낮아져 응축 현상에 의해 액화되는데, 액화된 열매체는 자중에 의해 연결관(120)을 통해 온수탱크(30)로 다시 유입되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 자연 순환 일체형 태양열 온수기에 열차단 밸브와 열매체 저장탱크를 설치함으로써, 집열판의 온도 과열을 무동력(증발과 응축 현상)에 의해 방지할 수 있어, 컴팩트한 구조를 구현하면서 설치 비용을 감소할 수 있는 이점이 있다. 또한 외기 기온이 높고 일조량이 많은 하절기 등에 발생하는 열매체 자연 외부 증발로 인한 열매체 손실을 방지할 수 있으면서 집열판 표면의 높은 온도로 인해서 발생할 수 있는 열매체 동관의 하자 발생을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 자연 순환 일체형 태양열 온수기 20: 집열판
30: 온수탱크 32: 외통
34: 내통 35: 열매체 유동공간
40: 고온 열매체 이송라인 50: 저온 열매체 이송라인
100: 열차단 밸브 110: 열매체 저장탱크
112: 에어 밸브 120: 연결관

Claims (4)

  1. 내부에 열매체가 순환하며 태양열을 집열하는 집열판(20)과, 상기 집열판(20)으로부터 공급된 고온 열매체와 열교환하여 내부의 물을 가열시키며, 온수가 담겨지는 내통(34)과 상기 내통(34)을 감싸도록 설치되는 외통(32)의 이중 자켓 구조를 가져, 상기 내통(34)과 상기 외통(32) 사이에 형성된 열매체 유동공간(35)을 통해 열매체가 순환하는 온수탱크(30)와, 상기 집열판(20)의 상부 일단과 상기 온수탱크(30)의 일단부를 연결하여 집열판(20)의 고온 열매체를 상기 온수탱크(30)로 공급하도록 하는 고온 열매체 이송라인(40) 및 상기 온수탱크(30)의 타단과 상기 집열판(20)의 하부 타단을 연결하여 물과 열교환된 상기 온수탱크(30) 내부의 저온 열매체를 상기 집열판(20)으로 공급하도록 하는 저온 열매체 이송라인(50)을 포함하는 태양열 온수기(10)에 적용되어 상기 집열판(20)의 과열 방지를 위한 장치로서,
    상기 고온 열매체 이송라인(40) 상에 설치되어 고온 열매체 이송라인(40)을 흐르는 열매체 온도가 과열되어 설정온도(T1)보다 높으면 상기 고온 열매체 이송라인(40)을 폐쇄시키고, 상기 설정온도(T1)보다 낮으면 상기 고온 열매체 이송라인(40)을 개방시키는 열차단 밸브(100); 및
    상기 온수탱크(30)와 연결관(120)에 의해 연결되어, 상기 열차단 밸브(100)의 폐쇄 작동시, 상기 고온 열매체 이송라인(40)으로 이동하지 못한 상기 집열판(20)의 고온 열매체가 상기 저온 열매체 이송라인(50)을 따라 역류하고 상기 온수탱크(30)의 열매체 유동공간(35)을 거친 후 상기 연결관(120)을 통해 유입되어 내부에 저장되는 열매체 저장탱크(110);를 포함하며,
    상기 열매체 저장탱크(110)에 설치된 에어 밸브(112)는, 평상시 상기 열매체 저장탱크(110)의 내부로 외부 공기의 유입이 가능하도록 개방되어 충진된 외부 공기에 의해 상기 온수탱크(30) 내부의 열매체가 상기 열매체 저장탱크(110) 내부로 유입되지 못하게 하고, 설정온도(T1)보다 높은 온도의 열매체가 상기 열매체 저장탱크(110)로 유입되는 경우 상기 열매체 저장탱크(110)의 내부 공기는 배출되게 하여 상기 열매체 저장탱크(110) 내부에 고온의 열매체가 저장되게 하는 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열매체 저장탱크(110)는 상기 온수탱크(30)의 상단에 설치되는 것을 특징으로 하는 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고온 열매체 이송라인(40)은 상기 외통(32)의 일단부 하부와 상기 집열판(20)을 연결하고, 상기 연결관(120)은 상기 외통(32)의 일단부 상부와 상기 열매체 저장탱크(110)을 연결하는 것을 특징으로 하는 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치.
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