KR920010011B1

KR920010011B1 - Energy production apparatus using phase chang of refrigerant

Info

Publication number: KR920010011B1
Application number: KR1019890007722A
Authority: KR
Inventors: 송준목
Original assignee: 송준목
Priority date: 1989-06-03
Filing date: 1989-06-03
Publication date: 1992-11-10
Also published as: KR910001333A

Abstract

The energy generator makes unneccessary the continuous supply of energy sources, e.e. kerosene, coal or gas, except minimum energy neccessary for compressing coolant, i.e. freon or ammonia with a low evaporation point. The energy generator comprises a solar heat collector (1) connected with n inlet pipe (2) and an outlet pipe (3); a pipe (3) sequentially connecting a filter (4), accumulators (5,5a), a pressure adjustable valve (6) and a compressor (7); a heat exchanger (11) having a collant pipe (8) and a cool water pipe (7); a thermo-sensor (15) positioned near the pipe (3a); a solenoid valve (17) connected with the thermosensor (15); an expansion valve (19) provided at the joint connecting the inlet pipe (2) and a inlet guide pipe (2b).

Description

Energy generator using phase change by solar heat

제1도는 본 발명의 장치의 기본 시스템을 도시한 구성의 블록도.1 is a block diagram of a configuration showing the basic system of the apparatus of the present invention.

제2도는 본 발명의 기본 시스템의 실제의 설치 상태도.2 is an actual installation state diagram of the basic system of the present invention.

제3도는 본 발명의 시스템을 실제 사용하기 위한 실시예의 블록도.3 is a block diagram of an embodiment for practical use of the system of the present invention.

제4도는 제1의 시스템을 이용하여 발전 시스템을 도시한 구성의 블록도.4 is a block diagram of a configuration showing a power generation system using the first system.

제5도는 본 발명의 열교환기에 설치된 열교환관을 발췌하여 보인 확대 단면도.Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the heat exchanger tube installed in the heat exchanger of the present invention.

제6도는 제4도의 시스템에 축열조를 부착 활용하는 실시예시도.FIG. 6 illustrates an embodiment utilizing attachment of heat storage tanks to the system of FIG.

제7도는 본 발명 장치의 태양열 집열판을 보인 사시도.7 is a perspective view showing a solar heat collecting plate of the device of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 태양열 집열관 2 : 유입관1: solar heat collecting pipe 2: inflow pipe

2a : 송출관 2b : 유입안내관2a: outgoing pipe 2b: inflow guide

3 : 유출관 3a : 송입관3: outflow pipe 3a: inlet pipe

4,4a : 필타 5,5a : 어큐무레이터4,4a: Filta 5,5a: Accumulator

6 : 압력조절밸브 7 : 콤푸레사6: Pressure regulating valve 7: Compressor

11,11a,11b : 열교환기 12 : 수액조11,11a, 11b: Heat exchanger 12: Sap tank

13 : 점검창 17,17a : 솔레노이드밸브13: Inspection window 17,17a: Solenoid valve

18 : 온도조절밸브 19,19a : 팽창밸브18: temperature control valve 19, 19a: expansion valve

20 : 풀장용 온수시스템 21 : 온수시스템20: hot water system for the pool 21: hot water system

22 : 온방환기용 시스템 25 : 펌프22: system for warm ventilation 25: pump

26 : 풀장용 온수조 27 : 워터펌프26: hot water tank for the pool 27: water pump

28 : 방향조절밸브 29 : 온수저장조28: direction control valve 29: hot water storage tank

30 : 그릴 31 : 송풍팬30: grill 31: blowing fan

32 : 핀형 열고환기 32 : 온돌식 난방시스템32: fin type hot air ventilation 32: ondol heating system

33 : 콕 34 : 콘덴서 보일러33: cock 34: condenser boiler

35 : 발전기 36 : 콘덴서35 generator 36 capacitor

37 : 온수순환펌프 38 : 열교환용 온수탱크37: hot water circulation pump 38: hot water tank for heat exchange

39 : 축열조39: heat storage tank

본 발명은 냉매압축에 필요한 최소한의 에너지를 제외한 그 어떠한 석유나, 석탄, 개스등의 인위적인 에너지의 계속적인 공급이 필요치 않고, 비가 오나 눈이 오나 밤, 낮 구별없이 그 어떠한 기후조건에서도 승화점이 낮은 물질, 예로서 암모니아, 프레온과 같은 냉매의 저온 상변화를 이용하여 에너지를 발생시킬 수 있도록 한 태양열에 의한 상변화(phase change)를 이용한 에너지 발생장치에 관한 것으로, 새로운 에너지 자원개발의 3대 필수조건인, 양적으로 풍부할 것, 환경오염을 유발시키지 않을 것, 경제적일 것 등의 조건을 갖추고 있어 난방, 자가발전 등의 대체 에너지원으로 활용하고자 함에 주안점을 둔 것이다.The present invention does not require any continuous supply of artificial energy such as petroleum, coal, or gas, except for the minimum energy required for refrigerant compression, and has a low sublimation point under any weather condition regardless of rain, snow, night or day. The present invention relates to an energy generator using a phase change caused by solar heat that can generate energy by using low-temperature phase change of a material such as ammonia or freon. Its main purpose is to use it as an alternative energy source such as heating and self-generation because it has conditions such as being quantitatively rich, not causing environmental pollution, and economical.

종래의 태양열에 의한 에너지 발생시스템 즉, 태양열 집열판에 의한 태양열을 흡수 이용한 시스템이 있었다.There has been a conventional solar energy generation system, that is, a system using the solar heat absorbed by the solar heat collecting plate.

그러나, 이는 단순히 집열판에 의해 태양열을 흡수하고 이 흡수열에 의해 물을 덥혀 필요로 하는 난방을 꾀했던 것으로 태양이 떠 있는 때만 가능하므로 지역적 기후조건에 따른 사용제한이 따르게 되고, 계속 사용시에는 별도로 설치된 외부의 보조열원을 필요로 하였다.However, this is simply to absorb the solar heat by the heat collecting plate and to heat the water by the absorbing heat, which is only possible when the sun is floating. An auxiliary heat source was required.

즉, 석유나 석탄, 개스등의 에너지원을 외부로부터 계속해서 인위적으로 공급해주어야 하기 때문에 효율적인 측면에서 볼 때 비경제적이였으며, 또한 석유나 석탄, 개스등의 연소시에 발생되는 개스, 매연, 폐기물등의 공해로 인하여 자연환경이 크게 오염되는 등의 결점이 있었다.In other words, it was uneconomical in terms of efficiency because it had to continuously supply energy sources such as petroleum, coal, and gas from the outside. Due to the pollution, the natural environment was greatly polluted.

본 발명은 종래의 재반 결점들을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 자연 생태계의 무한한 에너지원을 이용하여 상변화 물질 자체가 상변화가 완료한 후에는 외부에서 인위적인 별도의 에너지원을 공급하는 일이 없도록 일단 흡수된 에너지에 의해 또다른 에너지를 계속 반복적으로 생산할 수 있도록 한 것이다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, by using the infinite energy source of the natural ecosystem, once the phase change material itself is absorbed so as not to supply a separate artificial energy source from the outside It is to be able to produce another energy repeatedly by the energy which was made.

특히, 본 발명은 연료에너지 유한성에 처해 있는 현실에서의 새로운 대체 에너지원으로서 뿐만 아니라, 제반 환경오염을 방지할 수 있도록 암모니아 혹은 프레온과 같은 냉매를 상변화 물질로 이용하되 이 상변화 물질이 집열판에 입사된 열을 에너지원으로 하여 상변화를 일으키도록 하므로서 소망하는 에너지를 얻을 수 있도록 한 장치를 제공하는 것으로 그 구성을 첨부도면을 토대로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In particular, the present invention uses a refrigerant, such as ammonia or freon, as a phase change material to prevent environmental pollution as well as a new alternative energy source in the realm of fuel energy finiteness. It is to provide a device to obtain the desired energy by causing the phase change by using the incident heat as an energy source, the configuration of which will be described in detail based on the accompanying drawings.

특히, 본 발명에 있어서는 상변화 물질을 승화점이 낮은 암모니아, 프레온 등을 사용하므로서 낮은 대기온도(저온)에서도 상변화가 일어날 수 있도록 하여 기후조건에 관계없이 에너지를 공급받을 수 있도록 한 것이다.In particular, in the present invention, by using ammonia, freon, etc., which have a low sublimation point, the phase change material may be supplied with energy regardless of climatic conditions by allowing phase change to occur even at low atmospheric temperature (low temperature).

제1도 및 제2도는 본 발명 장치의 기본 시스템을 도시한 블록도와 실제 설치한 상태의 사시도로서, 태양열 집열판(1)에는 통상의 구성으로 유입관(2)과 유출관(3)이 각각 접속되며, 상기한 유출관(3)은 필타(4), 어큐무레이터(5,5a) 및 압력조절밸브(6)와 각각 접속된 후 송입관(3a)에 의해 콤푸레사(7)에 접속되어지고, 이어서 제5도에서 도시한 바와같은 냉매관(8)과 냉수순환관(9)의 2중 관으로 구성된 열교환관(10)이 설치되어 있는 열교환기(11)와 접속된 후 수조액(12)의 일측과 접속되고 있다.1 and 2 are a block diagram showing the basic system of the present invention and a perspective view of the actual installation state, wherein the solar heat collecting plate 1 is connected to the inlet pipe 2 and the outlet pipe 3 in a conventional configuration, respectively. The outlet pipe (3) is connected to the compressor (7) by the inlet pipe (3a) after being connected to the filter 4, the accumulators (5, 5a) and the pressure regulating valve (6), respectively. And then connected to a heat exchanger 11 having a heat exchanger tube 10 composed of a double tube of a refrigerant tube 8 and a cold water circulation tube 9 as shown in FIG. 12) is connected to one side.

한편, 상기한 타측의 수액조(12a)측으로는 송출관(2a)이 접속되고 이 송출관(2a)은 상기한 유입관(2)과 접속된 유입안내관(2b)과 접속되는데, 그 사이에 점검창(13) 및 필터(4a)가 접속 설치되며, 상기한 유입안내관(2b)에는 솔레노이드밸브(17)와 접속되고 있는 온도조절밸브(18)가 접속되며, 상기한 솔레노이드밸브(17)에는 송입관(3a)과 근접되어 설치된 온도센서(15)와 송임관(3a)과 연결된 감지선(14)이 연결된다.On the other hand, outgoing pipe 2a is connected to the other sap tank 12a side, and this outgoing pipe 2a is connected to the inflow guide pipe 2b connected to the inflow pipe 2 described above. The inspection window 13 and the filter 4a are connected to each other, and the temperature control valve 18 connected to the solenoid valve 17 is connected to the inflow guide tube 2b, and the solenoid valve 17 is connected. ) Is connected to the temperature sensor 15 installed in proximity to the inlet pipe (3a) and the sensing line 14 connected to the inlet pipe (3a).

또한 유입관(2)과 유입안내관(2b)의 접속부에는 팽창밸브(19)가 설치되고, 이 팽창밸브(19)에는 유출관(3)과 근접설치된 온도센서(15a)와 유출관(3)과 연결된 감지선(14a)이 접속되어 전체로서 태양열에 의한 상변화를 이용한 에너지 발생장치가 되는 것으로 이와 같은 장치에 의해 냉매가 계속 반복적으로 순환되면서 상변화를 일으켜 에너지가 연속적으로 발생하게 되는 것이며 냉매는 예로서 물보다 끓는 온도 즉, 승화점이 낮은 암모니아나 프레온을 이용하며 이와 같은 암모니아나 프레온은 승화점이 낮아 대기온도에서도 액체상태에서 기체상태로 상변화가 일어나기 때문에 적합한 냉매이다.In addition, an expansion valve 19 is installed at a connection portion between the inlet pipe 2 and the inlet guide pipe 2b, and the expansion valve 19 is provided with a temperature sensor 15a and an outlet pipe 3 installed in close proximity to the outlet pipe 3. ) Is connected to the sensing line (14a) is connected to the energy generating device using the phase change by the solar heat as a whole, the refrigerant is continuously circulated by such a device to generate a phase change to continuously generate energy For example, a refrigerant uses ammonia or freon having a lower boiling point than water, that is, a sublimation point, and such ammonia or freon has a low sublimation point.

이와 같이 구성된 본원 발명의 작용효과를 제1도 및 제2도를 참고로 하여 실재 사용상태를 들어 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above with reference to Figures 1 and 2, the actual use state will be described as follows.

태양열 집열판(1)은 제7도에서 도시한 바와 같이 구성되어 임의의 장소에 임의의 형태로 설치되어 상변화에 의한 에너지를 흡수하는 것으로 중요한 요소의 하나이며, 전체 시스템에서 효율을 증대시키기 위하여 팽창밸브(19)에 의해 감압 및 량이 조절되어 공급되지만 최대한으로 많은 에너지를 흡수해야 하므로 재질을 알루미늄 합금으로 하여 접착제에 의한 접합방식으로 제작하므로서 입사에너지를 최대한으로 흡수하며, 또한 흡수면으로부터 열복사 손실이 최소화되도록 흡수막처리를 하여 종래의 태양열 집열판과는 달리 투명판이 없도록 가볍고 간단한 구조로 함이 바람직하다.The solar heat collecting plate 1 is configured as shown in FIG. 7 and installed in any shape at any place to absorb energy due to phase change, and is one of important factors, and expands to increase efficiency in the entire system. Decompression and quantity are controlled by the valve 19, but the amount of energy must be absorbed as much as possible, so the material is made of aluminum alloy to be bonded by the adhesive method to absorb the incident energy to the maximum, and heat radiation loss from the absorbing surface It is desirable to have a light and simple structure so that the absorption film treatment is minimized so that there is no transparent plate unlike the conventional solar heat collecting plate.

이와 같이 된 태양열 집열판(1)은 입사에너지를 최대한 흡수하므로서 태양열 집열판(1)내에 들어 있는 냉매는 상변화하여(액체상태에서 기체상태로 됨) 기체화로 변하게 되고 따라서 분자가 팽창하게 된다.The solar heat collecting plate 1 thus absorbs the incident energy as much as possible, and the refrigerant contained in the solar heat collecting plate 1 changes in phase (goes from a liquid state to a gaseous state) and becomes gasified, thereby expanding the molecules.

이와 같이 기체화된 냉매는 크고 작은 액체상태들이 포함되어 있는데 이는 에너지의 효율을 저하시키는 요인이 되기 때문에 필터(4)에 의해 여과되어 균질한 상태로서 어큐무레이터(5,5a)에 이송된다.The refrigerant vaporized in this way contains a large and small liquid state, which is a factor for lowering the efficiency of energy, and is filtered by the filter 4 and is transferred to the accumulators 5 and 5a as a homogeneous state.

어큐무레이터(5,5a)에 이송된 냉매의 팽창압은 외부의 기후조건에 따라 불규칙적이기 때문에 이러한 상태로 콤푸레사(7)에 보내지게 되면 에너지 효율뿐만 아니라 콤푸레사(7)의 수명에도 문제가 된다. 따라서, 어큐무레이터(5,5a)에서는 압력변동을 최소화시키고 동시에 액체상태의 냉매는 아래로 모이게 하고 기체상태의 양호한 냉매만을 포집하여 콤푸레사(7)의 흡입력에 의해 콤푸레사(7)로 보내지게 된다.Since the expansion pressure of the refrigerant conveyed to the accumulators 5 and 5a is irregular according to external climatic conditions, when it is sent to the compressor 7 in this state, it is not only an energy efficiency but also a problem in the life of the compressor 7. Becomes Accordingly, in the accumulators 5 and 5a, pressure fluctuations are minimized and at the same time, the refrigerant in the liquid state is collected downward, and only the good refrigerant in the gas state is collected and sent to the compressor 7 by the suction force of the compressor 7. You lose.

한편, 어큐무레이터(5,5a)는 가능한 한 양호한 기체상태의 냉매만을 포집하여 콤푸레사(7)로 보내지도록 하기 위하여 2중으로 2개사 설치되며 이 어큐무레이터(5,5a)는 밀폐형으로서 그 일측상면으로 필터(4)를 통과하는 유출관(3)을 접속시켜 유출관(3)의 송입단부(3b)가 어큐무레이터(5,5a) 내부의 상부에 위치하게 하되 아울러 압력조절밸브(6)와 접속되는 유출관(3)의 송출단부(3c)를 송입단부(3b)와 근접되게 나란히 상부에 위치시켜 상변화된 기체상태의 냉매만이 송출될 수 있도록 구성된다.On the other hand, two accumulators (5, 5a) are installed in duplicate so as to collect only the refrigerant in a good gas state as possible and send it to the compressor (7). The accumulators (5, 5a) are hermetically sealed. The outlet pipe 3 passing through the filter 4 is connected to one side so that the inlet end 3b of the outlet pipe 3 is located above the accumulators 5 and 5a. The discharging end 3c of the outlet pipe 3 connected to (6) is positioned at the upper side in parallel with the discharging end 3b so that only the phase-changed gaseous refrigerant can be discharged.

한편, 콤푸레사(7)는 상기한 바와 같이 액체상태의 냉매가 태양열 집열판(1)에서 증발하여 기체상태로 된 냉매를 흡입하게 되므로 태양열 집열판(1)의 내부 팽창압을 낮게 유지해주어 많은 량의 냉매가 가능한 한 많이 기체상태로 상변화 할 수 있도록 하는데, 콤푸레사(7)는 이와 같은 기체상태의 냉매를 빨아들이고 압축하여 고온, 고압이 되게 하므로서 전체적인 시스템의 순환상태를 계속 유지하게 하여 주는 역할을 하여 주는 것이다.On the other hand, the compressor 7 is a liquid refrigerant evaporates from the solar heat collecting plate (1) to suck the refrigerant in the gaseous state as described above, so that the internal expansion pressure of the solar heat collecting plate (1) is kept low, The refrigerant can be phase-changed into the gas state as much as possible. The compressor (7) sucks and compresses the gaseous refrigerant to become a high temperature and high pressure, thereby maintaining the circulation state of the entire system. To give.

한편, 콤푸레사(7) 후측에 접속 설치된 열교환기(11) 내측의 열교환관(10)에서는 콤푸레사(7)에 의해 압축된 고온(80℃-100℃) 고압(10Kg/㎠)의 냉매에 의해 열교환되어 온수가 생산되는데 이 열교환관(10)은 밀폐형으로 되며 그 내부에 고온 고압의 냉매가 이송되는 냉매관(8)이 형성되고 냉매관(8) 외부로 냉수 순환관(9)을 둘러씌운 2중관이 코일형으로 제작되며 냉수순환관(9)의 양측 단부에는 열교환용 송수관(9a)과 온수 순환을 조절하는 순환펌프(37)가 설치된 환수관(9b)을 접속 설치하여 냉수가 열교환용 송수관(9a)→냉수순환관(9)을 통해 공급 순환될 때 냉매관(8)에서 발생된 고온에 의해 열교환이 이루어져 온수가 얻어지고 이 온수는 온수순환펌프에 의하여 환수관(9b)을 통해 각 사용처로 공급된다.On the other hand, in the heat exchanger tube 10 inside the heat exchanger 11 connected to the rear of the compressor 7, the refrigerant of the high temperature (80 ° C.-100 ° C.) and the high pressure (10 Kg / cm 2) compressed by the compressor 7 is applied. Heat exchange is produced by the heat exchange by the heat exchange tube 10 is a sealed type there is formed a refrigerant tube (8) for conveying a high temperature and high pressure refrigerant therein and surround the cold water circulation pipe (9) outside the refrigerant tube (8) Covered double pipe is made of coil type and cold water circulation pipe 9 is connected to both ends of heat exchange water pipe 9a and return pipe 9b provided with circulation pump 37 for controlling hot water circulation. When the water is supplied to and circulated through the water supply pipe 9a → cold water circulation pipe 9, heat is exchanged by the high temperature generated in the refrigerant pipe 8 to obtain hot water, and the hot water is supplied to the return pipe 9b by the hot water circulation pump. Are supplied to each location.

따라서, 이와 같이 열교환되어 생산된 온수를 별도의 저장용기에 저장하여 온수나 난방용(더운물 혹은 더운공기)으로 사용하거나 혹은 더 나아가서는 자가발전용으로 사용될 수 있다.Therefore, the hot water produced by heat exchange may be stored in a separate storage container and used for hot water or heating (hot water or hot air), or further, for self-generation.

수액조(12)는 냉매를 공급하거나 순환되는 냉매를 저장했다가 송출관(2a)에 의해 유입안내관(2b) 및 유입관(2)을 통하여 태양열 집열판(1)으로 공급해 주는 냉매의 저장탱크 역할을 한다.The infusion tank 12 stores a coolant that supplies or circulates the coolant, and then supplies the coolant to the solar heat collecting plate 1 through the inlet pipe 2b and the inlet pipe 2 by the outlet pipe 2a. Play a role.

이때, 최대한의 상변화를 이루기 위하여 완전한 액상의 냉매를 공급하기 위해서는 송출관(2a)의 단부를 수액조(12) 바단면에 거의 닿을 정도로 설치함이 바람직하다.At this time, in order to supply a complete liquid refrigerant in order to achieve the maximum phase change, it is preferable that the end of the delivery pipe (2a) is installed so as to almost touch the end surface of the infusion tank (12).

송출관(2a)의 상부에 설치된 점검창(13)은 냉매상태를 점검하는 투시창으로서, 냉매가 액체상태인지 기체상태인지를 점검하는데 사용되며, 필터(4a)는 최대한의 액체상태의 냉매를 공급해 주기 위한 것으로 상기한 유입관(2)에 설치된 필터(4)와는 정반대의 역할을 한다.The inspection window 13 installed at the upper portion of the delivery pipe 2a is a viewing window for checking the state of the refrigerant. It is used to check whether the refrigerant is in a liquid state or a gas state, and the filter 4a supplies a maximum amount of liquid refrigerant. It is intended to serve as the opposite of the filter (4) installed in the inlet pipe (2).

한편, 팽창밸브(19)는 태양열 집열판(1)에서 상변화시 최대한의 에너지를 흡수할 수 있도록 감압작용을 함과 동시에 과부족이 없도록 태양열 집열판(1)에 필요한 냉매량을 온도센서(15a)에 의하여 감지하여 최적의 량을 조절 공급해주는 역할을 한다.On the other hand, the expansion valve 19 is a pressure reducing action to absorb the maximum energy when the phase change in the solar heat collecting plate (1) and at the same time the amount of refrigerant required for the solar heat collecting plate (1) so that there is no excess or shortage by the temperature sensor (15a). It senses and supplies the optimal amount.

그리고, 유입안내관(2b)과 접속 설치된 온도조절밸브(18)는 보조 수단으로서 열교환기(11) 및 수액조(12)를 통과한 냉매온도가 필요치 이상일 때 밀폐상태의 솔레노이드밸브(17)를 작동시켜 콤푸레사(7)를 통해 열교환기(11) 쪽으로 재순환시켜 열교환을 거치도록 하는 것으로 이는 열효율을 증대시키기 위한 것이다.The temperature regulating valve 18 connected to the inflow guide tube 2b is a solenoid valve 17 in a closed state when the temperature of the refrigerant passing through the heat exchanger 11 and the infusion tank 12 is higher than necessary as an auxiliary means. It is operated to recycle the heat exchanger 11 through the compressor 7 to the heat exchanger 11 to increase heat efficiency.

상기와 같은 구성 및 각부의 작용에 의해 본 발명은 태양열은 물론 대기의 온도에 의해서도 에너지를 공급받은 집열판(1) 내의 냉매가 기체상태로 상변화하여 난방을 위한 에너지를 공급받을 수 있는 것이다.The present invention by the configuration and operation of each part as described above is that the refrigerant in the heat collecting plate (1), which is supplied with energy not only by solar heat but also by the temperature of the air phase changes to a gas state to receive energy for heating.

한편, 본 발명을 적용시켜 실제 사용될 수 있는 실시예의 장치를 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, look at the device of the embodiment that can be used in practice by applying the present invention.

제3도에서 도시한 바와 같이 콤푸레사(7)에 별도의 솔레노이드밸브(17a)를 결합하여 풀장용 온수시스템(20)과 난방용 온수시스템(21) 및 온방환기용 시스템(22)을 사용한 솔레노이드밸브(17a)와 결합시켜 풀장용, 난방용 및 온방 환기용으로 사용될 수 있는 것으로, 이 때는 풀장용 온수시스템(20)과 난방용 온수시스템(21)에는 열교환기(11a,11b)를 1차측 연결관(23)으로 배관하되, 풀장용 온수시스템(20)은 열교환기(11a)의 2차측 연결관(24)으로서 펌프(25)와 필타(4c)를 설치하여 풀장용 온수조(26)에 접속시킨 시스템으로 하면 되는 것이며, 난방용 온수시스템(21)은 열교환기(11b)의 2차측 연결관(24a)으로서 워터펌프(27)와 방향조절밸브(28)를 설치하여 온수저장조(29)에 연결시킨 시스템으로서 온수저장조(29)에 별도로 배관시킨 밸브(33)에 의하여 온수를 사용하도록 하고 또한, 2차측 연결관(24a)에 별도의 온돌식 난방시스템(32a)을 접속시켜 실내 난방용으로도 사용할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 3, a solenoid valve using a separate hot solenoid valve 17a to a compressor 7 and using a hot water system 20 for a pool, a hot water system 21 for heating, and a system 22 for warming and ventilating. In combination with (17a) can be used for pool, heating and heating ventilation, in this case, the heat exchanger (11a, 11b) in the pool hot water system 20 and the heating hot water system 21 is connected to the primary side connection pipe ( 23, but the pool hot water system 20 is connected to the pool hot water tank 26 by installing a pump 25 and a filter 4c as secondary connection pipes 24 of the heat exchanger 11a. The heating hot water system 21 is connected to the hot water storage tank 29 by installing a water pump 27 and a direction control valve 28 as a secondary connection pipe 24a of the heat exchanger 11b. As a system, hot water is used by a valve 33 separately piped to a hot water storage tank 29. In addition, a separate ondol heating system 32a can be connected to the secondary side connecting pipe 24a to be used for indoor heating.

그리고, 온방환기용 시스템(22)은 그릴(30)과 송풍팬(31) 및 온수관형 연교환기(32)로 결합하고 열교환기(11b)의 2차측 연결관(24a)과 방향조절밸브(28)를 온수관형 열교환기(32)에 접속시켜 온수관형 열교환기(32)의 열을 실내의 사용처로 송풍시켜 더운 바람으로 실내공기를 난방을 할 수 있게 구성할 수도 있으며, 별도의 온돌식 난방시스템(32a)을 접속시켜 실내 바닥면의 난방을 꾀할 수도 있다.In addition, the system 22 for heating and ventilating is coupled to the grill 30, the blowing fan 31, and the hot water pipe type flue exchanger 32, and the secondary connection pipe 24a and the direction control valve 28 of the heat exchanger 11b. ) Is connected to the hot water pipe type heat exchanger (32) to blow the heat of the hot water pipe type heat exchanger (32) to the place of use indoors can be configured to heat the indoor air with hot wind, separate ondol heating system It is also possible to connect the floor 32a to heat the indoor floor.

도면 제4도는 본 발명의 또 다른 실시예로서 본 발명 장치의 수액조(12)와 콤푸레사(7) 사이에 콘덴서 보일러(34)를 설치한 다음, 콘덴서 보일러(34)에 발전기(35)와 콘덴서(36) 및 순환펌프(37)를 연결하여 순환회로를 구성하고, 하이드로카본콘덴서(36)에는 열교환용 온수탱크(38)를 연결하여 팽창밸브(19a)가 설치하여진 유입관(2) 및 유출관(3)에 의하여 수액조(12)와 태양열 집열판(1)에 각각 연결하여 구성한 발전 시스템의 구조로도 될 수 있다.4 shows a condenser boiler 34 between the infusion tank 12 and the compressor 7 of the apparatus of the present invention as another embodiment of the present invention, and then the generator 35 and the condenser boiler 34. A condenser 36 and a circulation pump 37 are connected to form a circulation circuit, and the hydrocarbon capacitor 36 is connected to a heat exchanger hot water tank 38 to install an expansion valve 19a and an inlet pipe 2 and It may also be a structure of the power generation system configured to be connected to each of the fluid reservoir 12 and the solar heat collecting plate (1) by the outlet pipe (3).

제6도는 제4도의 발전시스템에서 콘덴서 보일러(34)에 별도의 축열조(39)를 연관시키되, 축열조(39)의 내부에 설치되는 열교환기(도시하지 않음)와 순환회로를 접속하여, 축열조(39)의 내부에 구성된 축전장치와 발전기(35)에서 발전된 전기를 온수순환펌프(37)와 전기적으로 배선함으로서 콘덴서 보일러(34)에서 압출되는 증기압에 의하여 발전기(35)의 터빈을 회전시켜 줌에 따라 전기가 발생되는 구조로 할 수 있는 것으로, 이와 같은 몇 가지의 구성은 본 발명에 의해 용이하게 실시할 수 있는 것이다.6 is associated with a separate heat storage tank 39 to the condenser boiler 34 in the power generation system of FIG. 4, by connecting a heat exchanger (not shown) and a circulation circuit installed inside the heat storage tank 39, the heat storage tank ( 39 electrically rotates the electricity generated in the power storage device and the generator 35 and the hot water circulation pump 37 to rotate the turbine of the generator 35 by the vapor pressure extruded from the condenser boiler 34. Therefore, it can be set as the structure which generate | occur | produces electricity, and such some structures can be easily implemented by this invention.

참고로 본 발명의 근본 원리를 살펴보면 그 원리는 어떠한 열매체의 상변화에 있다.For reference, looking at the basic principle of the present invention, the principle is in the phase change of any heating medium.

현 존재하는 많은 열변화 과정이 상변화 과정을 수반한다.Many of the existing heat change processes involve phase change.

예를 들면, 액체가 기체로 되었다면(물이 수증기로 되는 것과 같음) “상이 변화되었다”고 한다. 즉, 액체상태(물)에서 기체상태(수증기)로 변화되거나 또, 액체가 고체로 되었다면(물이 얼어서 얼음이 되는 것과 같음)이 역시 상이 변했으므로 상변화라 한다.For example, if a liquid becomes a gas (just like water becomes water vapor), it is said that the "phase has changed." That is, when the liquid state (water) is changed from the gaseous state (water vapor) or when the liquid becomes a solid (such as water freezing and ice), the phase change is also called phase change.

한편, 상변화 과정에서 나타나는 현상은 물체가 상이 변화되기 위해서는 형용할 수 없는 엄청난 에너지를 흡수한다는 사실이다.On the other hand, the phenomenon that occurs during the phase change process is the fact that the object absorbs enormous energy that can not be described for the phase change.

이때, 이 물체는 엄청난 에너지를 흡수하는 에너지 스폰지가 된다.The object then becomes an energy sponge that absorbs enormous energy.

이러한 에너지 스폰지 개념은 종래의 “열펌프”가 발명되었다.This energy sponge concept has been invented in the conventional "heat pump".

이 열펌프의 개념은 아주 낮은 온도에서 끓는 냉매(암모니아나 프레온)을 이것보다 온도가 높은 대기 온도에서 끓기 시작해서 상변화가 일어난다.The concept of the heat pump is that a refrigerant (ammonia or freon), which boils at a very low temperature, begins to boil at a higher temperature than this, causing a phase change.

이때, 냉매는 아주 많은 에너지를 흡수하는 에너지 스폰지 역할을 하는 것이며, 냉매는 물보다 6배나 더 많은 에너지를 흡수한 것으로 알려지고 있다. 이와 같이 냉매가 아주 많은 량의 에너지를 흡수함에 따라 냉매의 분자가 팽창, 상변화가 이루어져 포화기체 상태가 된다.At this time, the refrigerant serves as an energy sponge that absorbs a lot of energy, and the refrigerant absorbs six times more energy than water. As the refrigerant absorbs a large amount of energy, the molecules of the refrigerant expand and phase change, resulting in a saturated gas state.

이 기체를 다시 압축시키면, 흡수된 열이 있으므로 아주 뜨거운(80℃-100℃) 포화액체 상태가 된다.When this gas is compressed again, it is in a very hot (80 ° C-100 ° C) saturated liquid state because of the absorbed heat.

즉, 액체가 에너지를 흡수하면 포화기체가 되고, 이 포화기체를 압축하면, 아주 뜨거운 포화액체가 된다. 이 고온 액체상태의 냉매는 제3의 열매체에 고온의 열원을 전달해 주고, 다시 대기 온도에서 계속해서 더욱 더 열을 흡수하면서 반복 순환된다.That is, when a liquid absorbs energy, it becomes a saturated gas, and when this liquid is compressed, it becomes a very hot saturated liquid. This hot liquid refrigerant delivers a high temperature heat source to the third heat medium, and is circulated repeatedly while absorbing more and more heat at atmospheric temperature again.

이 시스템은 아주 효율적이고, 저렴한 가격으로서 용이하게 구입할 수 있는 금속성의 알루미늄으로 제작된 태양열 집열판(1)을 이용하여 모든 자연의 에너지원을 이용하는 자연 대류식이며, 하후 24시간 햇빛, 바람, 비, 눈 등의 모든 기후조건에서 에너지를 흡수할 뿐만 아니라, 영하 12℃ 또는 그 이하의 혹한에서도 작동할 수 있으며, 도면 제7도의 태양열 집열판(1)을 예시한 사시도와 같은 형상과 모양으로 설치하면, 좁은 공간에서도 큰 면적이 집열판을 설치할 수 있으므로 경제적으로 활용될 수 있는 에너지 발생장치가 되는 것이다.This system is a natural convection type that utilizes all natural energy sources by using a solar collector (1) made of metallic aluminum, which is very efficient and can be easily purchased at a low price. Sun, wind, rain and snow are available 24 hours later. In addition to absorbing energy in all climatic conditions, etc., it can also operate in the cold of minus 12 ℃ or less, and when installed in the shape and shape as shown in the perspective view illustrating the solar heat collecting plate 1 of Figure 7, In the space, because a large area can be installed in the heat collecting plate is an energy generator that can be utilized economically.

또한, 본 발명 장치의 시스템은 상기한 바와 같은 구조로 전기를 생산할 수도 있다.In addition, the system of the device of the present invention may produce electricity in the structure as described above.

상기에서는 온수나 난방을 할 수 있는 고온의 온수 시스템이 있으나, 본 발명에 의한 자가발전에 대해 기술코저 한다(제6도 참조).In the above, there is a high temperature hot water system capable of hot water or heating, but technical description of self-power generation according to the present invention (see FIG. 6).

도면부호 (39)는 축열조이다.Reference numeral 39 is a heat storage tank.

이 축열조(39)는 아주 적은 부피로서 오랫돋안 고온의 온도를 효율적으로 유지할 수 있는 기구이다.This heat storage tank 39 is a mechanism which can efficiently maintain the high temperature of a long rise in a very small volume.

이 축열조(39)에는 1인치 정육면체 크기로 1100℃의 초고온까지 도달할 수 있는 특수 물체로 구성되어 있어, 에너지를 이 물체에 효율적으로 집어 넣거나 필요시 언제라도 빼내어 사용할 수 있다.The heat storage tank 39 is composed of a special object that can reach an ultra-high temperature of 1100 ° C. in a size of 1 inch cube, and can efficiently put energy into this object or draw it out whenever necessary.

외부온도는 40℃ 정도를 유지하고 있으며, 이 축열조(39)는 나중에 사용될 에너지를 저장하는데 좋다.The outside temperature is maintained at about 40 ℃, this heat storage tank 39 is good for storing the energy to be used later.

어떠한 에너지원도 사용될 수 있다(야간시간 대의 보조전기, 히타, 목재, 폐지등).Any energy source can be used (night power auxiliary electricity, heaters, timber, waste paper, etc.).

이 축열조에는 305 밀리미터 입방체당 8820Kcal의 에너지를 저장할 수 있으며, 어떠한 크기로도 제작이 가능하다.The heat storage tank can store 8820 Kcal of energy per 305 mm cube and can be manufactured in any size.

이 축열조(39)는 공기나 물을 원하는 온도로 가열할 수 있으며, 고압의 스팀을 즉시에 만들어낼 수도 있다.This heat storage tank 39 can heat air or water to a desired temperature, and can generate steam of high pressure immediately.

바로 이 고압의 스팀이 터빈을 돌리는 힘을 내게 된다.It is this high pressure steam that powers the turbine.

이 힘이 특수한 터빈을 돌린 후 액화되어 콘덴서 보일러(34)로 다시 순환된다.This force is liquefied after turning the special turbine and circulated back to the condenser boiler 34.

이러한 일련의 작업들이 연속적으로 이루어지기 때문에 전기를 생산하게 되며, 값싼 재생 에너지원으로부터 에너지를 얻기 때문에 높은 효율(C.O.P : 5)을 낸다.This series of operations produces electricity because it is a continuous process and produces high efficiency (C.O.P: 5) because it draws energy from cheap renewable sources.

이렇게 생산된 전기는 시스템에 직접 사용하여 자체동력 시스템으로 사용될 수도 있고, 일반 가정에 직접 사용되거나 다시 열로 바꿔 축열조에 공급된다.The electricity thus produced can be used directly in the system and used as a self-powered system.

이 시스템은 앞에서 기술한 바와 같이 무해한 냉매가 집열판으로 들어가 에너지를 흡수 상변화된 후 이를 압축하면 80℃-100℃의 포화액체 상태의 냉매가 축열조(39)의 고온의 열매체와 동일하므로 단독 또는 겸용으로 사용할 수 있다.As described above, if harmless refrigerant enters the heat collecting plate and absorbs energy, and then compresses it, if it is compressed, the refrigerant in saturated liquid state of 80 ℃ -100 ℃ is the same as the high temperature heating medium of the heat storage tank 39. Can be used.

그러나, 이 축열조(39)는 생활주변의 이용 가능한 재생 에너지를 사용하면 거의 비용을 들이지 않고 시스템의 보조열원이나 온수생산에 효과적으로 사용된다.However, this heat storage tank 39 is effectively used for the production of auxiliary heat source or hot water of the system at almost no cost using the available renewable energy around the living environment.

이와 같이 된 본 발명은 열원의 물질을 태우거나 외부에서 인위적으로 에너지원을 공급하는 일이 없이도 하루 24시간, 일년 365일 대기로부터 자연생태계의 에너지를 자연적으로 공급받으면서 가정이나 사무실 및 공장등의 난방에 활용하면 에너지 절감효과를 가져올 수 있는 것으로 비가 오나 눈이 오나 밤이나 낮이나(햇빛이 있을 때나), 항상 작동하게 되므로 기후조건에 따라서 별도의 관리작업이 필요치 않는 것이다. 또한, 태양열 집열판은 가벼운 알루미늄으로 되므로 설치장소나 주변환경에 구애됨이 없이 디자인의 변형을 자유자재로 하여 설치할 수 있는 것이며, 특히 자연생태계의 무한한 에너지원에 의하여 작동되면서 환경이 오염되는 일이 없으므로 최고의 경제성이 있는 것이다.The present invention thus achieved heating without a natural source of energy from the atmosphere 24 hours a day, 365 days a year without burning materials of heat sources or artificially supplying energy sources from outside, heating the home, office, factory, etc. It can be used to save energy. Rain, snow, night or day (when there is sunlight), it is always working, so no separate management work is needed depending on the climatic conditions. In addition, since the solar heat collecting plate is made of light aluminum, it can be installed freely without any modification to the installation place or the surrounding environment, and in particular, since it is operated by the infinite energy source of the natural ecosystem, the environment is not contaminated. There is the best economy.

Claims

An inlet / outlet pipe (2) (3) is connected to the solar heat collecting plate (1), and a compressor (7), a heat exchanger (11), and an expansion valve (between the inlet and outlet pipes (2) and (3) described above. 19) is connected and the refrigerant is circulated so that energy is generated by solar heat. On the outlet pipe 3 side, the filter 4, the accumulators 5 and 5a and the pressure regulating valve 6 are provided. After each connection, the heat exchanger is connected to the compressor 7 by an inlet pipe 3a, and is provided with a heat exchanger tube 10 composed of a double tube of a refrigerant tube 8 and a cold water circulation tube 9. After being connected to (11), it is connected to one side of the water tank liquid 12, the discharge pipe (2a) is connected to the other side of the fluid tank 12, the discharge pipe (2a) is the inspection window 13 and the filter ( 4a) is connected to the inlet guide tube (2b) is installed, the inlet guide tube (2b), the sensing line connected to the temperature sensor 15 and the inlet pipe (3a) side installed in close proximity to the inlet pipe (3a) (14) contact solenoid valve (17) connected An expansion valve 19 is installed at the connection portion of the inlet pipe 2 and the inlet guide tube 2b at the same time that the temperature control valve 18 is connected thereto, and the expansion valve 19 is installed at a temperature close to the outlet pipe 3. Energy generating device using a phase change by solar heat, characterized in that the sensor (15a) and the sensing line (14a) connected to the outlet pipe (3) is connected so that the refrigerant inside it can be repeatedly circulated while changing the phase.

The discharge end portion 3c according to claim 1, wherein the accumulators 5, 5a are hermetically sealed, and the inlet end portion 3b on the outlet pipe 3 side is positioned at an upper portion thereof and connected to the pressure regulating valve 6. ) Is an energy generating device using a phase change by solar heat is configured to be located in the upper side in parallel with the inlet end (3b) to send only the phase-changed gas state.

The heat exchanger (11) according to claim 1, wherein the sealed heat exchanger (11) is provided with a coil-type heat exchanger tube (10) having a double structure of a refrigerant tube (8) and a cold water circulation tube (9). An energy generator using a phase change caused by solar heat by connecting a heat exchange water supply pipe (9a) and a water return pipe (9b) provided with a temperature circulation control circulation pump (37b) at both ends thereof.

2. The phase change by solar heat according to claim 1, wherein the dispensing end portion 12a of the dispensing tank 12a on one side of the dispensing tank 12 is positioned below the inner portion of the transfusion tank 12 so that only liquid can be discharged. Energy generating device using.

The solenoid valve 17a is coupled to the compressor 7, and the pump 25 and the filter 4a and the hot water tank 26 for the pool are formed by separate heat exchangers 11a and 11b. Hot water system 21 for heating, consisting of hot water system 20, water pump 27, directional control valve 28 and hot water storage tank 29, grill 30, blower pen 31 and fin type heat exchanger ( An energy generating device using a phase change caused by solar heat, which is formed by connecting a system for warming ventilation consisting of 32 and an ondol heating system 32a.

The generator 35 and the circulation pump according to claim 1, wherein a condenser boiler 34 is provided between the compressor 7 and the sap tank 12, and the condenser 36 is connected to the hot water tank 38 for heat exchange. An energy generating device using a phase change by solar heat by forming a circulation circuit in which the generator 35 is connected by connecting the 37.

7. The solar cell of claim 6, wherein the heat storage tank 39 is installed in the condenser boiler 34 to electrically connect the electric power generated by the generator 35 to the circulation pump 37 and the heat storage tank 39. Energy generator using phase change.