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特開2024-88587流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024088587
(43)【公開日】2024-07-02
(54)【発明の名称】流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システム
(51)【国際特許分類】
F24S 10/70 20180101AFI20240625BHJP
F24S 20/00 20180101ALI20240625BHJP
【ＦＩ】
F24S10/70
F24S20/00
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023177408
(22)【出願日】2023-10-13
(31)【優先権主張番号】10-2022-0179110
(32)【優先日】2022-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】523389431
【氏名又は名称】株式会社ジェイアンドジ
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】パク， ジョン ウ
(72)【発明者】
【氏名】シン， ジョン ス
(57)【要約】
【課題】本発明は、流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムを提供する。
【解決手段】開示される流体冷却式太陽光熱パネルがパネルケーシングと、太陽光発電パネルと、後面配管と、室外空気導入手段を含むことによって、前記後面配管を通じて流動される冷却水と前記室外空気導入手段によって導入される室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却されることができるようになることで、水、不凍液などの液状の熱媒体である前記冷却水を利用した冷却方式である液体式及び前記室外空気を利用した冷却方式である気体式を共に利用して前記流体冷却式太陽光熱パネルを二重で冷却させることができるようになるし、それによって太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されることと共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却もできるようになって、前記流体冷却式太陽光熱パネルの作動効率が向上されることができるようになる長所がある。
【選択図】図１
【解決手段】開示される流体冷却式太陽光熱パネルがパネルケーシングと、太陽光発電パネルと、後面配管と、室外空気導入手段を含むことによって、前記後面配管を通じて流動される冷却水と前記室外空気導入手段によって導入される室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却されることができるようになることで、水、不凍液などの液状の熱媒体である前記冷却水を利用した冷却方式である液体式及び前記室外空気を利用した冷却方式である気体式を共に利用して前記流体冷却式太陽光熱パネルを二重で冷却させることができるようになるし、それによって太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されることと共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却もできるようになって、前記流体冷却式太陽光熱パネルの作動効率が向上されることができるようになる長所がある。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部が空の形態で形成されるパネルケーシングと、
前記パネルケーシングの前面に配置され、太陽光を利用して発電する太陽光発電パネルと、
前記パネルケーシングの内部でありながら前記太陽光発電パネルの後面に配置され、液体状態の冷却水が流動されながら前記太陽光発電パネルを水冷させる後面配管と、
前記パネルケーシングの内部を通じて流動されながら前記太陽光発電パネルを空冷させる室外空気を前記パネルケーシングの内部に導入して流動させる室外空気導入手段と、を含み、
前記後面配管を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段によって導入される前記室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却されることができることを特徴とする流体冷却式太陽光熱パネル。
前記パネルケーシングの前面に配置され、太陽光を利用して発電する太陽光発電パネルと、
前記パネルケーシングの内部でありながら前記太陽光発電パネルの後面に配置され、液体状態の冷却水が流動されながら前記太陽光発電パネルを水冷させる後面配管と、
前記パネルケーシングの内部を通じて流動されながら前記太陽光発電パネルを空冷させる室外空気を前記パネルケーシングの内部に導入して流動させる室外空気導入手段と、を含み、
前記後面配管を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段によって導入される前記室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却されることができることを特徴とする流体冷却式太陽光熱パネル。
【請求項2】
前記室外空気導入手段によって前記パネルケーシングの内部に導入されて流動される過程で前記室外空気が前記太陽光発電パネルを空冷させながら前記室外空気が昇温されて前記室外空気が温風に変化され、
前記流体冷却式太陽光熱パネルは、
前記パネルケーシングの内部と連結されて前記温風が流動される温風流動管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が温風使用先に供給されることができるようにする温風使用先連結管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が大気中に放出されることができるようにする大気放出管と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式太陽光熱パネル。
前記流体冷却式太陽光熱パネルは、
前記パネルケーシングの内部と連結されて前記温風が流動される温風流動管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が温風使用先に供給されることができるようにする温風使用先連結管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が大気中に放出されることができるようにする大気放出管と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式太陽光熱パネル。
【請求項3】
前記流体冷却式太陽光熱パネルは、
前記パネルケーシングの内部と前記温風流動管の間を開閉させることができる管開閉手段と、を含み、
前記管開閉手段は、
前記パネルケーシングに回転可能に連結されるヒンジと、
前記ヒンジから延長されて前記温風流動管の入口を覆うことができるダンパを含み、
前記室外空気導入手段が作動されて前記温風が前記温風流動管側に流動されれば、前記温風の流動圧力によって前記ダンパが上げられるように前記ヒンジが回転されながら前記温風流動管の入口が開かれて、
前記室外空気導入手段が未作動されて前記温風が前記温風流動管側に流動されなければ、前記ダンパが自重によって下降されるように前記ヒンジが回転されながら前記温風流動管の入口が閉まるようになることを特徴とする請求項２に記載の流体冷却式太陽光熱パネル。
前記パネルケーシングの内部と前記温風流動管の間を開閉させることができる管開閉手段と、を含み、
前記管開閉手段は、
前記パネルケーシングに回転可能に連結されるヒンジと、
前記ヒンジから延長されて前記温風流動管の入口を覆うことができるダンパを含み、
前記室外空気導入手段が作動されて前記温風が前記温風流動管側に流動されれば、前記温風の流動圧力によって前記ダンパが上げられるように前記ヒンジが回転されながら前記温風流動管の入口が開かれて、
前記室外空気導入手段が未作動されて前記温風が前記温風流動管側に流動されなければ、前記ダンパが自重によって下降されるように前記ヒンジが回転されながら前記温風流動管の入口が閉まるようになることを特徴とする請求項２に記載の流体冷却式太陽光熱パネル。
【請求項4】
前記流体冷却式太陽光熱パネルは、
前記パネルケーシングの内部のうちで前記後面配管と見合わせるようになる面上に配置される内部断熱材と、を含み、
前記内部断熱材は、
前記パネルケーシングに連結される内部断熱胴体と、
前記内部断熱胴体のうちで前記後面配管と対面されない良い位置に前記後面配管の外部曲面と見合わせるように所定曲率の曲面形態で形成される管対面曲面体と、
前記内部断熱胴体のうちで前記後面配管とつければ良いであろうない位置に形成されるが、前記管対面曲面体の末端から前記太陽光発電パネル側で所定高さに突き出された形態でなされる管間突出体を含み、
前記後面配管は前記パネルケーシングの内部にジグザグ形態で配置され、
前記管対面曲面体はジグザグ形態の前記後面配管の各外部曲面と順次に対面されるように前記室外空気の流動方向に複数個が順次に配列され、前記管間突出体は複数個に形成されて前記各管対面曲面体の間にそれぞれ形成されることで、前記各管対面曲面体と前記各管間突出体によってジグザグ形態の前記後面配管の各外部曲面側で前記室外空気が誘導されることができることを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式太陽光熱パネル。
前記パネルケーシングの内部のうちで前記後面配管と見合わせるようになる面上に配置される内部断熱材と、を含み、
前記内部断熱材は、
前記パネルケーシングに連結される内部断熱胴体と、
前記内部断熱胴体のうちで前記後面配管と対面されない良い位置に前記後面配管の外部曲面と見合わせるように所定曲率の曲面形態で形成される管対面曲面体と、
前記内部断熱胴体のうちで前記後面配管とつければ良いであろうない位置に形成されるが、前記管対面曲面体の末端から前記太陽光発電パネル側で所定高さに突き出された形態でなされる管間突出体を含み、
前記後面配管は前記パネルケーシングの内部にジグザグ形態で配置され、
前記管対面曲面体はジグザグ形態の前記後面配管の各外部曲面と順次に対面されるように前記室外空気の流動方向に複数個が順次に配列され、前記管間突出体は複数個に形成されて前記各管対面曲面体の間にそれぞれ形成されることで、前記各管対面曲面体と前記各管間突出体によってジグザグ形態の前記後面配管の各外部曲面側で前記室外空気が誘導されることができることを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式太陽光熱パネル。
【請求項5】
前記温風使用先連結管と前記大気放出管にはそれぞれ温風使用先連結側ダンパと大気放出側ダンパが設置され、前記温風使用先で前記温風の使用が要求される場合前記温風使用先連結側ダンパが開かれて前記大気放出側ダンパは閉まって、前記温風使用先で前記温風の使用が要求されない場合前記温風使用先連結側ダンパが閉まって前記大気放出側ダンパは開かれるようになることを特徴とする請求項２に記載の流体冷却式太陽光熱パネル。
【請求項6】
太陽光を利用して発電することができ、液体状態の冷却水によって水冷されることができる流体冷却式太陽光熱パネルと、
前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネルを経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が収容される収容タンクと、
地熱交換媒体が地中と熱交換される地中熱交換部材と、
前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができる地熱ヒートポンプと、を含み、
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記温水とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする地熱エネルギー融合利用システム。
前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネルを経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が収容される収容タンクと、
地熱交換媒体が地中と熱交換される地中熱交換部材と、
前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができる地熱ヒートポンプと、を含み、
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記温水とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする地熱エネルギー融合利用システム。
【請求項7】
太陽光を利用して発電することができ、液体状態の冷却水によって水冷されることができる流体冷却式太陽光熱パネルと、
前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネルを経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が経由される中間熱交換器と、
前記中間熱交換器を経由しながら前記温水と熱交換されたタンク循環媒体が収容される収容タンクと、
地熱交換媒体が地中と熱交換される地中熱交換部材と、
前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができる地熱ヒートポンプと、を含み、
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記タンク循環媒体とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする地熱エネルギー融合利用システム。
前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネルを経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が経由される中間熱交換器と、
前記中間熱交換器を経由しながら前記温水と熱交換されたタンク循環媒体が収容される収容タンクと、
地熱交換媒体が地中と熱交換される地中熱交換部材と、
前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができる地熱ヒートポンプと、を含み、
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記タンク循環媒体とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする地熱エネルギー融合利用システム。
【請求項8】
前記流体冷却式太陽光熱パネルは、
内部が空の形態で形成されるパネルケーシングと、
前記パネルケーシングの前面に配置され、太陽光を利用して発電する太陽光発電パネルと、
前記パネルケーシングの内部でありながら前記太陽光発電パネルの後面に配置され、前記冷却水が流動されながら前記太陽光発電パネルを水冷させる後面配管と、
前記パネルケーシングの内部を通じて流動されながら前記太陽光発電パネルを空冷させる室外空気を前記パネルケーシングの内部に導入して流動させる室外空気導入手段を含み、
前記後面配管を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段によって導入される前記室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却されることができることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の地熱エネルギー融合利用システム。
内部が空の形態で形成されるパネルケーシングと、
前記パネルケーシングの前面に配置され、太陽光を利用して発電する太陽光発電パネルと、
前記パネルケーシングの内部でありながら前記太陽光発電パネルの後面に配置され、前記冷却水が流動されながら前記太陽光発電パネルを水冷させる後面配管と、
前記パネルケーシングの内部を通じて流動されながら前記太陽光発電パネルを空冷させる室外空気を前記パネルケーシングの内部に導入して流動させる室外空気導入手段を含み、
前記後面配管を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段によって導入される前記室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却されることができることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の地熱エネルギー融合利用システム。
【請求項9】
前記地熱エネルギー融合利用システムは、
前記地熱交換媒体が前記地中熱交換部材から前記地熱ヒートポンプに流動されるようにする第１地中ヒート連結管と、
前記地熱交換媒体が前記地熱ヒートポンプから前記地中熱交換部材に流動されるようにする第２地中ヒート連結管と、
前記第２地中ヒート連結管から分岐されて前記収容タンクに連結される地中ヒート分岐管と、
前記第２地中ヒート連結管と前記地中ヒート分岐管の分岐支点に連結される地中ヒート三方バルブと、
前記収容タンクから延長されて前記第２地中ヒート連結管のうちで前記地中ヒート分岐管と前記地中熱交換部材の間部分に合わされる地中ヒート合岐管と、
前記地中ヒート合岐管を開閉させることができる地中ヒート二方バルブと、
前記収容タンクの内部温度を感知するタンク側温度センサーと、
前記第２地中ヒート連結管の内部温度を感知する地中ヒート側温度センサーと、
前記タンク側温度センサーと前記地中ヒート側温度センサーのセンシング値によって、前記地中ヒート三方バルブと前記地中ヒート二方バルブの作動を制御する制御部と、を含み、
前記地熱ヒートポンプが前記冷暖房需要先に対して冷房を提供する間、前記タンク側温度センサーのセンシング値が前記地中ヒート側温度センサーのセンシング値に比べて相対的に低い場合、前記制御部は前記地中ヒート分岐管と前記地中ヒート二方バルブが開かれるように前記地中ヒート三方バルブと前記地中ヒート二方バルブの作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプを経由して前記第２地中ヒート連結管を通じて流動された前記地熱交換媒体が前記地中ヒート分岐管を通じて前記収容タンクを経由して熱交換された後前記地中ヒート合岐管を通じて再び前記第２地中ヒート連結管に流動された後前記地中熱交換部材に流動され、
前記地熱ヒートポンプが前記冷暖房需要先に対して暖房を提供する間、前記タンク側温度センサーのセンシング値が前記地中ヒート側温度センサーのセンシング値に比べて相対的に高い場合、前記制御部は前記地中ヒート分岐管と前記地中ヒート二方バルブが開かれるように前記地中ヒート三方バルブと前記地中ヒート二方バルブの作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプを経由して前記第２地中ヒート連結管を通じて流動された前記地熱交換媒体が前記地中ヒート分岐管を通じて前記収容タンクを経由して熱交換された後前記地中ヒート合岐管を通じて再び前記第２地中ヒート連結管に流動された後前記地中熱交換部材に流動されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の地熱エネルギー融合利用システム。
前記地熱交換媒体が前記地中熱交換部材から前記地熱ヒートポンプに流動されるようにする第１地中ヒート連結管と、
前記地熱交換媒体が前記地熱ヒートポンプから前記地中熱交換部材に流動されるようにする第２地中ヒート連結管と、
前記第２地中ヒート連結管から分岐されて前記収容タンクに連結される地中ヒート分岐管と、
前記第２地中ヒート連結管と前記地中ヒート分岐管の分岐支点に連結される地中ヒート三方バルブと、
前記収容タンクから延長されて前記第２地中ヒート連結管のうちで前記地中ヒート分岐管と前記地中熱交換部材の間部分に合わされる地中ヒート合岐管と、
前記地中ヒート合岐管を開閉させることができる地中ヒート二方バルブと、
前記収容タンクの内部温度を感知するタンク側温度センサーと、
前記第２地中ヒート連結管の内部温度を感知する地中ヒート側温度センサーと、
前記タンク側温度センサーと前記地中ヒート側温度センサーのセンシング値によって、前記地中ヒート三方バルブと前記地中ヒート二方バルブの作動を制御する制御部と、を含み、
前記地熱ヒートポンプが前記冷暖房需要先に対して冷房を提供する間、前記タンク側温度センサーのセンシング値が前記地中ヒート側温度センサーのセンシング値に比べて相対的に低い場合、前記制御部は前記地中ヒート分岐管と前記地中ヒート二方バルブが開かれるように前記地中ヒート三方バルブと前記地中ヒート二方バルブの作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプを経由して前記第２地中ヒート連結管を通じて流動された前記地熱交換媒体が前記地中ヒート分岐管を通じて前記収容タンクを経由して熱交換された後前記地中ヒート合岐管を通じて再び前記第２地中ヒート連結管に流動された後前記地中熱交換部材に流動され、
前記地熱ヒートポンプが前記冷暖房需要先に対して暖房を提供する間、前記タンク側温度センサーのセンシング値が前記地中ヒート側温度センサーのセンシング値に比べて相対的に高い場合、前記制御部は前記地中ヒート分岐管と前記地中ヒート二方バルブが開かれるように前記地中ヒート三方バルブと前記地中ヒート二方バルブの作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプを経由して前記第２地中ヒート連結管を通じて流動された前記地熱交換媒体が前記地中ヒート分岐管を通じて前記収容タンクを経由して熱交換された後前記地中ヒート合岐管を通じて再び前記第２地中ヒート連結管に流動された後前記地中熱交換部材に流動されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の地熱エネルギー融合利用システム。
【請求項10】
前記室外空気導入手段によって前記パネルケーシングの内部に導入されて流動される過程で前記室外空気が前記太陽光発電パネルを空冷させながら前記室外空気が昇温されて前記室外空気が温風に変化され、
前記流体冷却式太陽光熱パネルは、
前記パネルケーシングの内部と連結されて前記温風が流動される温風流動管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が温風使用先に供給されることができるようにする温風使用先連結管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が大気中に放出されることができるようにする大気放出管を含み、
前記温風使用先連結管と前記大気放出管にはそれぞれ温風使用先連結側ダンパと大気放出側ダンパが設置され、前記温風使用先で前記温風の使用が要求される場合前記温風使用先連結側ダンパが開かれて前記大気放出側ダンパは閉まって、前記温風使用先で前記温風の使用が要求されない場合前記温風使用先連結側ダンパが閉まって前記大気放出側ダンパは開かれるようになることを特徴とする請求項８に記載の地熱エネルギー融合利用システム。
前記流体冷却式太陽光熱パネルは、
前記パネルケーシングの内部と連結されて前記温風が流動される温風流動管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が温風使用先に供給されることができるようにする温風使用先連結管と、
前記温風流動管を通じて流動された前記温風が大気中に放出されることができるようにする大気放出管を含み、
前記温風使用先連結管と前記大気放出管にはそれぞれ温風使用先連結側ダンパと大気放出側ダンパが設置され、前記温風使用先で前記温風の使用が要求される場合前記温風使用先連結側ダンパが開かれて前記大気放出側ダンパは閉まって、前記温風使用先で前記温風の使用が要求されない場合前記温風使用先連結側ダンパが閉まって前記大気放出側ダンパは開かれるようになることを特徴とする請求項８に記載の地熱エネルギー融合利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムに係り、より詳しくは、太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されることと共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却も可能な流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムに関する。
【背景技術】
【0002】
新再生エネルギーを利用する手段中の一つである太陽光熱パネル（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｔｈｅｒｍａｌ ｐａｎｅｌ、ＰＶＴ）は太陽光と太陽熱を同時に利用できるように太陽光集熱パネルの電気生産過程で発生する熱気を利用して給湯や暖房に活用することができる装置である。
【0003】
このような太陽光熱パネルの例で提示されることができるものが以下に提示された特許文献１に示されている。
【0004】
しかし、従来の太陽光熱パネルによれば、太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が水、不凍液などの液状の熱媒体に含有されて循環されることで給湯や暖房に単純に利用しているだけであるので、太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が制限的に利用されているだけではなく、太陽光を利用した電気生産過程での太陽光熱パネルに対する十分な冷却もなされることができない実情である。
【0005】
また、従来は、太陽光熱パネルを単純に電気生産及び給湯／暖房の活用に利用するだけで、他のエネルギー源とともに複合的に利用されていることができなかったのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】韓国登録特許第１０－１９９３６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されることと共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却も可能な流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムを提供することを目的とする。
【0008】
本発明の他の目的は、太陽光熱が他のエネルギー源とともに複合的に利用されることができるようにする流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の流体冷却式太陽光熱パネルは、内部が空の形態で形成されるパネルケーシングと、前記パネルケーシングの前面に配置され、太陽光を利用して発電する太陽光発電パネルと、前記パネルケーシングの内部でありながら前記太陽光発電パネルの後面に配置され、液体状態の冷却水が流動されながら前記太陽光発電パネルを水冷させる後面配管と、及び前記パネルケーシングの内部を通じて流動されながら前記太陽光発電パネルを空冷させる室外空気を前記パネルケーシングの内部に導入して流動させる室外空気導入手段と、を含み、
前記後面配管を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段によって導入する前記室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却することができることを特徴とする。
前記後面配管を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段によって導入する前記室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却することができることを特徴とする。
【0010】
本発明の地熱エネルギー融合利用システムは、太陽光を利用して発電することができ、液体状態の冷却水によって水冷されることができる流体冷却式太陽光熱パネルと、前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネルを経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が収容される収容タンクと、地熱交換媒体が地中と熱交換される地中熱交換部材と、及び前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができる地熱ヒートポンプと、を含み、
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記温水とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする。
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記温水とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする。
【0011】
本発明の他の地熱エネルギー融合利用システムは、太陽光を利用して発電することができ、液体状態の冷却水によって水冷されることができる流体冷却式太陽光熱パネルと、前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネルを経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が経由される中間熱交換器と、前記中間熱交換器を経由しながら前記温水と熱交換されたタンク循環媒体が収容される収容タンクと、地熱交換媒体が地中と熱交換される地中熱交換部材と、及び前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができる地熱ヒートポンプと、を含み、
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記タンク循環媒体とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする。
前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された前記タンク循環媒体とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムによれば、前記流体冷却式太陽光熱パネルがパネルケーシングと、太陽光発電パネルと、後面配管と、室外空気導入手段を含むことによって、前記後面配管を通じて流動される冷却水と前記室外空気導入手段によって導入する室外空気によって前記太陽光発電パネルが二重で冷却されることができるようになることで、水、不凍液などの液状の熱媒体である前記冷却水を利用した冷却方式である液体式及び前記室外空気を利用した冷却方式である気体式を共に利用して前記流体冷却式太陽光熱パネルを二重で冷却させることができるようになり、それによって太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されると共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却もできるようになって、前記流体冷却式太陽光熱パネルの作動効率が向上できるようになる効果がある。
【0013】
本発明の他の流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムによれば、前記地熱エネルギー融合利用システムが前記流体冷却式太陽光熱パネルと、収容タンクと、地中熱交換部材と、地熱ヒートポンプを含むことによって、地熱交換媒体は前記地中熱交換部材を経由しながら地中と熱交換されると共に、前記収容タンクに収容された温水とも熱交換されて二重で熱交換されながら冷暖房需要先に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができるようになり、それによって太陽光熱が他のエネルギー源である地熱と共に複合的に利用されることができるようになって、前記地熱エネルギー融合利用システムの作動効率が向上できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第１実施例による地熱エネルギー融合利用システムを示す図面である。
【図2】本発明の第１実施例による流体冷却式太陽光熱パネルを拡大した図面である。
【図3】本発明の第２実施例による流体冷却式太陽光熱パネルの一部を拡大した図面である。
【図4】本発明の第３実施例による地熱エネルギー融合利用システムを示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下では図面を参照して本発明の流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムについて説明する。
【0016】
【0017】
図１及び図２に示すとおり、本実施例による地熱エネルギー融合利用システム１００は流体冷却式太陽光熱パネル１１０と、収容タンク１５０と、地中熱交換部材１６０と、地熱ヒートポンプ１５５を含む。
また、前記地熱エネルギー融合利用システム１００は第１地中ヒート連結管１７２と、第２地中ヒート連結管１７３と、地中ヒート分岐管１７４と、地中ヒート三方バルブ１８２と、地中ヒート合岐管１７５と、地中ヒート二方バルブ１８３と、タンク側温度センサー１８４と、地中ヒート側温度センサー１８５と、制御部１０５を含む。
前記地熱エネルギー融合利用システム１００は、パネル出配管１７０と、パネル向配管１７１と、地中供給ポンプ１８１と、パネル供給ポンプ１８０を含む。
また、前記地熱エネルギー融合利用システム１００は第１地中ヒート連結管１７２と、第２地中ヒート連結管１７３と、地中ヒート分岐管１７４と、地中ヒート三方バルブ１８２と、地中ヒート合岐管１７５と、地中ヒート二方バルブ１８３と、タンク側温度センサー１８４と、地中ヒート側温度センサー１８５と、制御部１０５を含む。
前記地熱エネルギー融合利用システム１００は、パネル出配管１７０と、パネル向配管１７１と、地中供給ポンプ１８１と、パネル供給ポンプ１８０を含む。
【0018】
また、本実施例による流体冷却式太陽光熱パネル１１０は、パネルケーシング１２０と、太陽光発電パネル１３０と、後面配管１３５と、室外空気導入手段１２５を含む。
また、温風流動管１２１と、温風使用先連結管１２２と、大気放出管１２３と、管開閉手段１１５を含む。
前記パネルケーシング１２０は、内部が空の形態で形成されるものであり、所定面積の直方体形態で形成される。前記パネルケーシング１２０の空の内部は空気が流動されることができる空間になる。
図面番号１３１は、前記パネルケーシング１２０の後面外側に配置される外部断熱材である。
前記太陽光発電パネル１３０は前記パネルケーシング１２０の前面に配置され、太陽光を利用して発電するものである。
また、温風流動管１２１と、温風使用先連結管１２２と、大気放出管１２３と、管開閉手段１１５を含む。
前記パネルケーシング１２０は、内部が空の形態で形成されるものであり、所定面積の直方体形態で形成される。前記パネルケーシング１２０の空の内部は空気が流動されることができる空間になる。
図面番号１３１は、前記パネルケーシング１２０の後面外側に配置される外部断熱材である。
前記太陽光発電パネル１３０は前記パネルケーシング１２０の前面に配置され、太陽光を利用して発電するものである。
【0019】
前記後面配管１３５は前記パネルケーシング１２０の内部でありながら前記太陽光発電パネル１３０の後面に配置され、液体状態の冷却水が流動されながら前記太陽光発電パネル１３０を水冷させるものである。
前記後面配管１３５は前記パネルケーシング１２０の内部にジグザグ形態で配置される。
前記後面配管１３５の一側末端は前記パネル向配管１７１と連結され、前記後面配管１３５の他側末端は前記パネル出配管１７０と連結されるものであり、前記パネル向配管１７１を通じて流動された前記冷却水が前記後面配管１３５を経由した後前記パネル出配管１７０を通じて前記パネルケーシング１２０の外部に排出されることができる。
前記後面配管１３５は前記パネルケーシング１２０の内部にジグザグ形態で配置される。
前記後面配管１３５の一側末端は前記パネル向配管１７１と連結され、前記後面配管１３５の他側末端は前記パネル出配管１７０と連結されるものであり、前記パネル向配管１７１を通じて流動された前記冷却水が前記後面配管１３５を経由した後前記パネル出配管１７０を通じて前記パネルケーシング１２０の外部に排出されることができる。
【0020】
前記室外空気導入手段１２５は、前記パネルケーシング１２０の内部を通じて流動されながら前記太陽光発電パネル１３０を空冷させる室外空気を前記パネルケーシング１２０の内部に導入して流動させるものであり、送風機（ｂｌｏｗｅｒ）がその一例である。
前記室外空気導入手段１２５は前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで底面に該当する部分と連通されるように設置され、前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで底面に該当する部分を通じて前記室外空気が前記パネルケーシング１２０の内部に導入される。
前記室外空気導入手段１２５によって前記パネルケーシング１２０の内部に導入されて前記パネルケーシング１２０の空の内部を通じて流動される過程で前記室外空気が前記太陽光発電パネル１３０を空冷させながら前記室外空気が昇温されて前記室外空気が温風に変化される。
前記室外空気導入手段１２５は前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで底面に該当する部分と連通されるように設置され、前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで底面に該当する部分を通じて前記室外空気が前記パネルケーシング１２０の内部に導入される。
前記室外空気導入手段１２５によって前記パネルケーシング１２０の内部に導入されて前記パネルケーシング１２０の空の内部を通じて流動される過程で前記室外空気が前記太陽光発電パネル１３０を空冷させながら前記室外空気が昇温されて前記室外空気が温風に変化される。
【0021】
前記温風流動管１２１は前記パネルケーシング１２０の内部と連結されて前記温風が流動されるものである。
前記温風流動管１２１は前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで上面に該当する部分と連通されるように設置され、前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで上面に該当する部分を通じて前記温風が前記パネルケーシング１２０の外部に排出されるようにする。
前記温風使用先連結管１２２は、前記温風流動管１２１を通じて流動された前記温風が暖房、花卉、園芸など温風使用先１０２に供給されることができるようにするものである。
前記大気放出管１２３は前記温風流動管１２１を通じて流動された前記温風が大気中に放出されることができるようにするものである。
前記温風流動管１２１は前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで上面に該当する部分と連通されるように設置され、前記パネルケーシング１２０の四側面のうちで上面に該当する部分を通じて前記温風が前記パネルケーシング１２０の外部に排出されるようにする。
前記温風使用先連結管１２２は、前記温風流動管１２１を通じて流動された前記温風が暖房、花卉、園芸など温風使用先１０２に供給されることができるようにするものである。
前記大気放出管１２３は前記温風流動管１２１を通じて流動された前記温風が大気中に放出されることができるようにするものである。
【0022】
前記温風流動管１２１の末端から前記温風使用先連結管１２２と前記大気放出管１２３が分岐された形態で形成され、前記温風使用先連結管１２２と前記大気放出管１２３にはそれぞれ温風使用先連結側ダンパ１１１と大気放出側ダンパ１１２が設置され、前記温風使用先１０２で前記温風の使用が要求される場合（前記温風使用先１０２の室内空気の温度があらかじめ設定された設定温度に比べておおよそ１乃至２℃程度低くなった場合など）前記温風使用先連結側ダンパ１１１が開かれて前記大気放出側ダンパ１１２は閉まり、また、前記温風使用先１０２で前記温風の使用が要求されない場合（前記温風使用先１０２の室内空気の温度が前記あらかじめ設定された設定温度に到達された場合など）前記温風使用先連結側ダンパ１１１が閉まって前記大気放出側ダンパ１１２は開かれるようになる。そうすると、前記室外空気導入手段１２５は前記太陽光発電パネル１３０が発電を遂行する間持続的に作動しながら前記太陽光発電パネル１３０を空冷させることができながらも、前記太陽光発電パネル１３０の空冷によって形成された前記温風が必要によって前記温風使用先１０２に供給されるか、または大気中に選択的に放出されることができるようになる。
【0023】
前記管開閉手段１１５は前記パネルケーシング１２０の内部と前記温風流動管１２１の間を開閉させることができるものであり、ヒンジ１１６と、ダンパ１１７を含む。
前記ヒンジ１１６は前記パネルケーシング１２０と前記温風流動管１２１が連結された部分で前記パネルケーシング１２０に回転可能に連結されるものである。
前記ダンパ１１７は前記ヒンジ１１６から延長されて前記温風流動管１２１の入口を覆うことができるものである。
前記室外空気導入手段１２５が作動されて前記温風が前記温風流動管１２１側に流動されれば、前記温風の流動圧力によって前記ダンパ１１７が持ち上げられるように前記ヒンジ１１６が回転されながら前記温風流動管１２１の入口が開かれる。
前記ヒンジ１１６は前記パネルケーシング１２０と前記温風流動管１２１が連結された部分で前記パネルケーシング１２０に回転可能に連結されるものである。
前記ダンパ１１７は前記ヒンジ１１６から延長されて前記温風流動管１２１の入口を覆うことができるものである。
前記室外空気導入手段１２５が作動されて前記温風が前記温風流動管１２１側に流動されれば、前記温風の流動圧力によって前記ダンパ１１７が持ち上げられるように前記ヒンジ１１６が回転されながら前記温風流動管１２１の入口が開かれる。
【0024】
反面、前記室外空気導入手段１２５が未作動されて前記温風が前記温風流動管１２１側に流動されなければ、前記ダンパ１１７が自重によって下降されるように前記ヒンジ１１６が回転されながら前記温風流動管１２１の入口が閉まるようになる。
前記のように、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０が前記パネルケーシング１２０と、前記太陽光発電パネル１３０と、前記後面配管１３５と、前記室外空気導入手段１２５を含むことによって、前記後面配管１３５を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段１２５によって導入される前記室外空気によって前記太陽光発電パネル１３０が二重で冷却されることができるようになることで、水、不凍液などの液状の熱媒体である前記冷却水を利用した冷却方式である液体式及び前記室外空気を利用した冷却方式である気体式を共に利用して前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０を二重で冷却させることができるようになるし、それによって太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されると共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却もできるようになって、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０の作動効率が向上することができるようになる。
前記のように、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０が前記パネルケーシング１２０と、前記太陽光発電パネル１３０と、前記後面配管１３５と、前記室外空気導入手段１２５を含むことによって、前記後面配管１３５を通じて流動される前記冷却水と前記室外空気導入手段１２５によって導入される前記室外空気によって前記太陽光発電パネル１３０が二重で冷却されることができるようになることで、水、不凍液などの液状の熱媒体である前記冷却水を利用した冷却方式である液体式及び前記室外空気を利用した冷却方式である気体式を共に利用して前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０を二重で冷却させることができるようになるし、それによって太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されると共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却もできるようになって、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０の作動効率が向上することができるようになる。
【0025】
前記収容タンク１５０は前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０を経由しながら水冷する過程で熱気を収得しながら変化されて形成された前記温水が収容されるものである。
前記パネル出配管１７０は前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０から延長され、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０を経由しながら形成された前記温水が流動されるようにするものである。
前記パネル向配管１７１は前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０に連結され、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０に前記冷却水が流動されるようにするものである。
前記パネル出配管１７０は前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０から延長され、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０を経由しながら形成された前記温水が流動されるようにするものである。
前記パネル向配管１７１は前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０に連結され、前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０に前記冷却水が流動されるようにするものである。
【0026】
本実施例では、前記パネル出配管１７０と前記パネル向配管１７１が前記収容タンク１５０に直接連結され、前記パネル出配管１７０を通じて流動された前記温水が前記収容タンク１５０の上部に直接供給され、前記冷却水が前記収容タンク１５０の下部から吐出されて前記パネル向配管１７１を通じて直接流動されて前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０に供給されることができる。
前記パネル供給ポンプ１８０は前記パネル向配管１７１に設置され、前記冷却水の流動力を発生させるものである。
前記地中熱交換部材１６０は水などの地熱交換媒体が地中と熱交換されるものである。
前記地熱ヒートポンプ１５５は前記地中熱交換部材１６０を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、室内など冷暖房需要先１０１に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができるものである。
前記パネル供給ポンプ１８０は前記パネル向配管１７１に設置され、前記冷却水の流動力を発生させるものである。
前記地中熱交換部材１６０は水などの地熱交換媒体が地中と熱交換されるものである。
前記地熱ヒートポンプ１５５は前記地中熱交換部材１６０を経由しながら前記地中と熱交換された前記地熱交換媒体が経由されながら熱交換され、室内など冷暖房需要先１０１に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができるものである。
【0027】
前記地熱ヒートポンプ１５５と前記冷暖房需要先１０１の間には冷暖房伝達循環管１７６、１７７が連結され、前記地熱ヒートポンプ１５５の冷暖房が前記冷暖房需要先１０１に伝達されることができるようになる。
前記第１地中ヒート連結管１７２は前記地中熱交換部材１６０と前記地熱ヒートポンプ１５５を連結し、前記地熱交換媒体が前記地中熱交換部材１６０から前記地熱ヒートポンプ１５５に流動されるようにするものである。
前記第２地中ヒート連結管１７３は前記地熱ヒートポンプ１５５と前記地中熱交換部材１６０を連結し、前記地熱交換媒体が前記地熱ヒートポンプ１５５から前記地中熱交換部材１６０に流動されるようにするものである。
前記第１地中ヒート連結管１７２は前記地中熱交換部材１６０と前記地熱ヒートポンプ１５５を連結し、前記地熱交換媒体が前記地中熱交換部材１６０から前記地熱ヒートポンプ１５５に流動されるようにするものである。
前記第２地中ヒート連結管１７３は前記地熱ヒートポンプ１５５と前記地中熱交換部材１６０を連結し、前記地熱交換媒体が前記地熱ヒートポンプ１５５から前記地中熱交換部材１６０に流動されるようにするものである。
【0028】
前記地中ヒート分岐管１７４は前記第２地中ヒート連結管１７３から分岐されて前記収容タンク１５０に連結されるものである。
前記地中ヒート三方バルブ１８２は前記第２地中ヒート連結管１７３と前記地中ヒート分岐管１７４の分岐支点に連結されるものである。
前記地中ヒート合岐管１７５は前記収容タンク１５０から延長されて前記第２地中ヒート連結管１７３のうちで前記地中ヒート分岐管１７４と前記地中熱交換部材１６０の間部分に合わされるものである。
前記地中ヒート二方バルブ１８３は、前記地中ヒート合岐管１７５を開閉させることができるものである。
前記タンク側温度センサー１８４は、前記収容タンク１５０の内部温度を感知するものである。
前記地中ヒート側温度センサー１８５は、前記第２地中ヒート連結管１７３の内部温度を感知するものである。
前記地中ヒート三方バルブ１８２は前記第２地中ヒート連結管１７３と前記地中ヒート分岐管１７４の分岐支点に連結されるものである。
前記地中ヒート合岐管１７５は前記収容タンク１５０から延長されて前記第２地中ヒート連結管１７３のうちで前記地中ヒート分岐管１７４と前記地中熱交換部材１６０の間部分に合わされるものである。
前記地中ヒート二方バルブ１８３は、前記地中ヒート合岐管１７５を開閉させることができるものである。
前記タンク側温度センサー１８４は、前記収容タンク１５０の内部温度を感知するものである。
前記地中ヒート側温度センサー１８５は、前記第２地中ヒート連結管１７３の内部温度を感知するものである。
【0029】
前記制御部１０５は前記タンク側温度センサー１８４と前記地中ヒート側温度センサー１８５のセンシング値によって、前記地中ヒート三方バルブ１８２と前記地中ヒート二方バルブ１８３の作動を制御するものである。
前記地熱ヒートポンプ１５５が前記冷暖房需要先１０１に対して冷房を提供する間、前記タンク側温度センサー１８４のセンシング値が前記地中ヒート側温度センサー１８５のセンシング値に比べて相対的に低い場合、前記制御部１０５は前記地中ヒート分岐管１７４と前記地中ヒート二方バルブ１８３が開かれるように前記地中ヒート三方バルブ１８２と前記地中ヒート二方バルブ１８３の作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプ１５５を経由して前記第２地中ヒート連結管１７３を通じて流動された前記地熱交換媒体が前記地中ヒート分岐管１７４を通じて前記収容タンク１５０を経由して熱交換された後前記地中ヒート合岐管１７５を通じて再び前記第２地中ヒート連結管１７３に流動された後前記地中熱交換部材１６０に流動される。
前記地熱ヒートポンプ１５５が前記冷暖房需要先１０１に対して冷房を提供する間、前記タンク側温度センサー１８４のセンシング値が前記地中ヒート側温度センサー１８５のセンシング値に比べて相対的に低い場合、前記制御部１０５は前記地中ヒート分岐管１７４と前記地中ヒート二方バルブ１８３が開かれるように前記地中ヒート三方バルブ１８２と前記地中ヒート二方バルブ１８３の作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプ１５５を経由して前記第２地中ヒート連結管１７３を通じて流動された前記地熱交換媒体が前記地中ヒート分岐管１７４を通じて前記収容タンク１５０を経由して熱交換された後前記地中ヒート合岐管１７５を通じて再び前記第２地中ヒート連結管１７３に流動された後前記地中熱交換部材１６０に流動される。
【0030】
前記地熱ヒートポンプ１５５が前記冷暖房需要先１０１に対して冷房を提供する間、前記タンク側温度センサー１８４のセンシング値が前記地中ヒート側温度センサー１８５のセンシング値に比べて相対的に高い場合、前記制御部１０５は前記地中ヒート分岐管１７４と前記地中ヒート二方バルブ１８３が閉まるように前記地中ヒート三方バルブ１８２と前記地中ヒート二方バルブ１８３の作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプ１５５を経由した前記地熱交換媒体が前記第２地中ヒート連結管１７３を通じて直ちに前記地中熱交換部材１６０に流動される。
【0031】
前記地熱ヒートポンプ１５５が前記冷暖房需要先１０１に対して暖房を提供する間、前記タンク側温度センサー１８４のセンシング値が前記地中ヒート側温度センサー１８５のセンシング値に比べて相対的に高い場合、前記制御部１０５は前記地中ヒート分岐管１７４と前記地中ヒート二方バルブ１８３が開かれるように前記地中ヒート三方バルブ１８２と前記地中ヒート二方バルブ１８３の作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプ１５５を経由して前記第２地中ヒート連結管１７３を通じて流動された前記地熱交換媒体が前記地中ヒート分岐管１７４を通じて前記収容タンク１５０を経由して熱交換された後前記地中ヒート合岐管１７５を通じて再び前記第２地中ヒート連結管１７３に流動された後前記地中熱交換部材１６０に流動される。
【0032】
前記地熱ヒートポンプ１５５が前記冷暖房需要先１０１に対して暖房を提供する間、前記タンク側温度センサー１８４のセンシング値が前記地中ヒート側温度センサー１８５のセンシング値に比べて相対的に低い場合、前記制御部１０５は前記地中ヒート分岐管１７４と前記地中ヒート二方バルブ１８３が閉まるように前記地中ヒート三方バルブ１８２と前記地中ヒート二方バルブ１８３の作動を制御することで、前記地熱ヒートポンプ１５５を経由した前記地熱交換媒体が前記第２地中ヒート連結管１７３を通じて直ちに前記地中熱交換部材１６０に流動される。
【0033】
前記のように、前記地熱エネルギー融合利用システム１００が前記流体冷却式太陽光熱パネル１１０と、前記収容タンク１５０と、前記地中熱交換部材１６０と、前記地熱ヒートポンプ１５５を含むことによって、前記地熱交換媒体は前記地中熱交換部材１６０を経由しながら前記地中と熱交換されると共に、前記収容タンク１５０に収容された前記温水とも熱交換されて二重で熱交換されながら前記冷暖房需要先１０１に対して冷房と暖房のうちで少なくとも一つを提供することができるようになるし、それによって太陽光熱が他のエネルギー源である地熱と共に複合的に利用されることができるようになって、前記地熱エネルギー融合利用システム１００の作動効率が向上することができるようになる。
【0034】
以下では図面を参照して本発明の他の実施例による流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムについて説明する。このような説明を遂行するにおいて、前記本発明の第１実施例で既に記載した内容と重複される説明はそれに替えて、ここでは略することにする。
【0035】
図３は、本発明の第２実施例による流体冷却式太陽光熱パネルの一部を拡大した図面である。
図３に示すとおり、本実施例による流体冷却式太陽光熱パネル２３０は、パネルケーシング２２０の内部で後面配管２３５の曲面と対面するように内部断熱材２４０上に配置される管対面曲面体２４２を含む。
前記内部断熱材２４０は内部断熱胴体２４１と、管対面曲面体２４２と、管間突出体２４３を含む。
前記内部断熱胴体２４１は前記パネルケーシング２２０に連結されることで、前記パネルケーシング２２０を覆うことができる面積を有する。
前記管対面曲面体２４２は前記内部断熱胴体２４１のうちで前記後面配管２３５と対面する位置に前記後面配管２３５の外部曲面と対面するように所定曲率の曲面形態で形成されるものである。
図３に示すとおり、本実施例による流体冷却式太陽光熱パネル２３０は、パネルケーシング２２０の内部で後面配管２３５の曲面と対面するように内部断熱材２４０上に配置される管対面曲面体２４２を含む。
前記内部断熱材２４０は内部断熱胴体２４１と、管対面曲面体２４２と、管間突出体２４３を含む。
前記内部断熱胴体２４１は前記パネルケーシング２２０に連結されることで、前記パネルケーシング２２０を覆うことができる面積を有する。
前記管対面曲面体２４２は前記内部断熱胴体２４１のうちで前記後面配管２３５と対面する位置に前記後面配管２３５の外部曲面と対面するように所定曲率の曲面形態で形成されるものである。
【0036】
前記管間突出体２４３は前記内部断熱胴体２４１のうちで前記後面配管２３５と対面されない位置に形成されるが、前記管対面曲面体２４２の末端から太陽光発電パネル２３０側に所定高さで突き出された形態でなされるものである。
管対面曲面体２４２はジグザグ形態の前記後面配管２３５の各外部曲面と順次に対面されるように室外空気の流動方向に複数個が順次に配列され、前記管間突出体２４３は複数個で形成されて前記各管対面曲面体２４２の間にそれぞれ形成されることで、前記各管対面曲面体２４２と前記各管間突出体２４３によってジグザグ形態の前記後面配管２３５の各外部曲面側に前記室外空気が誘導されることができるようになる。前記管対面曲面体２４２と前記管間突出体２４３はウエーブ（ｗａｖｅ）形態で形成されることができる。そうすると、前記室外空気と前記後面配管２３５の熱交換効率がさらに向上されることができるようになる。
管対面曲面体２４２はジグザグ形態の前記後面配管２３５の各外部曲面と順次に対面されるように室外空気の流動方向に複数個が順次に配列され、前記管間突出体２４３は複数個で形成されて前記各管対面曲面体２４２の間にそれぞれ形成されることで、前記各管対面曲面体２４２と前記各管間突出体２４３によってジグザグ形態の前記後面配管２３５の各外部曲面側に前記室外空気が誘導されることができるようになる。前記管対面曲面体２４２と前記管間突出体２４３はウエーブ（ｗａｖｅ）形態で形成されることができる。そうすると、前記室外空気と前記後面配管２３５の熱交換効率がさらに向上されることができるようになる。
【0037】
図４は、本発明の第３実施例による地熱エネルギー融合利用システムを示す図面である。
図４に示すとおり、本実施例による地熱エネルギー融合利用システム３００は中間熱交換器３６５をさらに含む。
前記中間熱交換器３６５は冷却水が流体冷却式太陽光熱パネル３１０を経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が経由されるものである。
図４に示すとおり、本実施例による地熱エネルギー融合利用システム３００は中間熱交換器３６５をさらに含む。
前記中間熱交換器３６５は冷却水が流体冷却式太陽光熱パネル３１０を経由しながら水冷する過程で熱気を收得しながら変化されて形成された温水が経由されるものである。
【0038】
本実施例では、パネル出配管３７０とパネル向配管３７１が前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０と前記中間熱交換器３６５を連結し、前記冷却水が前記パネル向配管３７１を通じて前記中間熱交換器３６５から前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０に流動され、前記冷却水が前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０で熱気を収得して形成された温水が前記パネル出配管３７０を通じて前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０から前記中間熱交換器３６５に流動される。前記中間熱交換器３６５を経由しながら熱を失った前記冷却水は再び前記パネル向配管３７１を通じて前記中間熱交換器３６５から前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０に流動されながら、前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０と前記中間熱交換器３６５の間を循環するようになる。
【0039】
本実施例による地熱エネルギー融合利用システム３００は、収容タンク３５０と前記中間熱交換器３６５を連結して前記収容タンク３５０の下部にあった相対的低温（前記収容タンク３５０の上部の温水に比べて相対的に低温）の温水が前記中間熱交換器３６５に流動されるようにするタンク出配管３７９と、前記中間熱交換器３６５と前記収容タンク３５０を連結して前記中間熱交換器３６５を経由しながら熱気を收得した相対的高温（前記収容タンク３５０の下部の温水に比べて相対的に高温）の温水が前記収容タンク３５０に流動されるようにするタンク出配管３７８と、前記タンク出配管３７９上に設置されて前記温水の流動力を形成するタンク循環ポンプ３８６を含む。
【0040】
前記のように構成されれば、前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０と前記中間熱交換器３６５の間を循環する前記冷却水と前記収容タンク３５０と前記中間熱交換器３６５の間を循環する前記温水が前記中間熱交換器３６５を通じて熱交換される方式で前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０で收得された熱気が前記収容タンク３５０に伝達されることで、前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０と前記中間熱交換器３６５の間を循環する前記冷却水が前記収容タンク３５０と直接連結されなくて前記中間熱交換器３６５を通じて間接的に連結されることで、前記流体冷却式太陽光熱パネル３１０と前記中間熱交換器３６５の間を循環する前記冷却水に不凍などのための別途の化学物質などの付加物質がさらに付加されてもそのような付加物質が前記収容タンク３５０には流入されないことがあるようになる。
【0041】
前記で本発明は、特定の実施例に関して図示して説明したが、当業界で通常の知識を有した者なら以下の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域を脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを分かることができるであろう。ところが、このような修正及び変形構造らはすべて本発明の権利範囲内に含まれるものであることを明白に明らかにしておこうとする。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本発明の流体冷却式太陽光熱パネル及び前記流体冷却式太陽光熱パネルを含む地熱エネルギー融合利用システムによれば、太陽光を利用した電気生産過程で発生する熱気が複合的に利用されると共に太陽光を利用した電気生産過程での十分な冷却もできて、太陽光熱が他のエネルギー源と共に複合的に利用されることができるようにできるので、その産業上利用可能性が高いと言える。
【符号の説明】
【0043】
１００ 地熱エネルギー融合利用システム
１０１ 冷暖房需要先
１０２ 温風使用先
１０５ 制御部
１１０ 流体冷却式太陽光熱パネル
１１１ 温風使用先連結側ダンパ
１１２ 大気放出側ダンパ
１１５ 管開閉手段
１１６ ヒンジ
１１７ ダンパ
１２０ パネルケーシング
１２１ 温風流動管
１２２ 温風使用先連結管
１２３ 大気放出管
１２５ 室外空気導入手段
１３０ 太陽光発電パネル
１３５ 後面配管
１５０ 収容タンク
１５５ 地熱ヒートポンプ
１６０ 地中熱交換部材
１７０ パネル出配管
１７１ パネル向配管
１７２ 第１地中ヒート連結管
１７３ 第２地中ヒート連結管
１７４ 地中ヒート分岐管
１７５ 地中ヒート合岐管
１８０ パネル供給ポンプ
１８１ 地中供給ポンプ
１８２ 地中ヒート三方バルブ
１８３ 地中ヒート二方バルブ
１８４ タンク側温度センサー
１８５ 地中ヒート側温度センサー
２４０ 内部断熱材
２４１ 内部断熱胴体
２４２ 管対面曲面体
２４３ 管間突出体
３６５ 中間熱交換器
３７８ タンク出配管
３７９ タンク出配管
３８６ タンク循環ポンプ
１０１ 冷暖房需要先
１０２ 温風使用先
１０５ 制御部
１１０ 流体冷却式太陽光熱パネル
１１１ 温風使用先連結側ダンパ
１１２ 大気放出側ダンパ
１１５ 管開閉手段
１１６ ヒンジ
１１７ ダンパ
１２０ パネルケーシング
１２１ 温風流動管
１２２ 温風使用先連結管
１２３ 大気放出管
１２５ 室外空気導入手段
１３０ 太陽光発電パネル
１３５ 後面配管
１５０ 収容タンク
１５５ 地熱ヒートポンプ
１６０ 地中熱交換部材
１７０ パネル出配管
１７１ パネル向配管
１７２ 第１地中ヒート連結管
１７３ 第２地中ヒート連結管
１７４ 地中ヒート分岐管
１７５ 地中ヒート合岐管
１８０ パネル供給ポンプ
１８１ 地中供給ポンプ
１８２ 地中ヒート三方バルブ
１８３ 地中ヒート二方バルブ
１８４ タンク側温度センサー
１８５ 地中ヒート側温度センサー
２４０ 内部断熱材
２４１ 内部断熱胴体
２４２ 管対面曲面体
２４３ 管間突出体
３６５ 中間熱交換器
３７８ タンク出配管
３７９ タンク出配管
３８６ タンク循環ポンプ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
