KR100722384B1 - 솔라 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 외벽을 형성하는 외장 패널로부터 태양열을 통해 데워진 공기를 건물의 실내로 유입하여 건물의 실내 난방용으로 사용할 수 있는 솔라 패널에 관한 것으로, 공기 통로를 형성하며, 건물의 외벽에 장착되는 외장 패널, 외장 패널의 가장자리에 장착되어 외장 패널을 통해 형성되는 공기의 흐름을 건물의 실내로 안내하는 가이드 패널을 포함한다.

건물, 외벽, 태양열, 솔라 패널, 외장 패널, 가이드 패널

Description

솔라 패널{SOLAR PANEL}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외장 패널의 형상을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널의 구성을 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널의 구성을 도시한 결합 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널이 건물의 외벽에 장착된 상태를 도시한 도면이다.

도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널을 통해 건물의 내부로 데워진 공기가 유입되는 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 건물의 외벽 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물의 외벽을 통해 자연적으로 태양열을 회수하여 태양열을 이용할 수 있는 솔라 패널에 관한 것이다.

통상적으로, 태양열을 에너지원으로 이용하는 기술분야 가운데 건물의 난방 분야가 있다. 태양열을 이용한 건물의 난방은 태양열을 축열(또는 집열)하여 건물 내부에 위치한 이용부에서 축열된 열을 방출하여 실내를 난방 또는 다른 에너지원으로 사용한다.

한편, 건물의 외벽은 외부로 노출되어 건물의 미감과 이미지를 결정하게 되고 사용하는 자재에 따라 시공기간 및 비용이 달라지게 되는데 다양한 소재의 외장재와 기술들이 적용되고 있다.

그런데, 건물의 외벽으로 사용되고 있는 외벽 재료는 대부분 축열용량이 작기 때문에 외기 온도 변화에 따른 반응시간이 짧은 편이다. 이러한 이유로, 건물의 외벽을 통해서는 태양열을 적절하게 이용하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 건물의 외벽을 형성하는 외장 패널로부터 태양열을 통해 데워진 공기를 건물의 실내로 유입하여 건물의 실내 난방용으로 사용할 수 있는 솔라 패널을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공기 통로를 형성하며, 건물의 외벽에 장착되는 외장 패널, 외장 패널의 가장자리에 장착되어 외장 패널을 통해 형성되는 공기의 흐름을 건물의 실내로 안내하는 가이드 패널을 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외장 패널의 형상을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널의 구성을 도시한 결합 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널이 건물의 외벽에 장착된 상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널의 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 건물의 난방설비를 보완하기 위한 자연 에너지 활용 보조 난방 시스템에 관한 것으로, 외장 패널(100), 가이드 패널을 포함한다.

외장 패널(100)은 공기 통로를 형성하며, 건물의 외벽(400)에 장착된다. 외장 패널(100)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 공기 통로를 형성하는 절곡된 형상이 설정된 간격을 두고 연속적으로 형성되며, 다수개의 공기 구멍(102)이 형성된다. 외장 패널(100)에 형성되는 절곡 부분의 폭 길이는 절곡되지 않은 부분의 폭 길이와 같게 형성되며, 외장 패널(100)에 형성되는 공기 구멍(102)은 천공기기를 통하여 다수의 미세한 크기(1mm~2mm)로 구멍을 천공한 후, 롤포밍 생산으로 절곡된 형상을 갖도록 형성된다. 외장 패널(100)에 형성되는 다수개의 공기 구멍(102)은 외장 패널(100)의 전면에 형성할 수 있으나, 막힘 현상 등의 유지보수 문제를 고려하여 본 발명의 실시예에서와 같이 절곡면 측면에만 형성할 수 있다. 외장 패널(100)에 형성되는 공기 구멍(102)의 위치 및 개수는 다양한 설계변경에 따라 다르게 구성될 수 있다.

외장 패널(100)은 태양으로부터 보다 많은 태양열을 받기 위해 건물의 남측면 외벽(400) 또는 지붕에 장착되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널의 설치위치는 태양열 취득이 용이한 건물의 남측면 외벽(400)(벽체) 또는 경사 지붕을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 배치로 인해 겨울철에는 솔라 패널과 외벽(400) 사이의 공간에서 데워진 공기가 실내로 유입되어 실내 난방 에너지로 사용될 수 있으며, 여름철의 경우는 솔라 패널과 외벽(400) 사이의 공간에서 데워진 공기가 실내 유입을 차단하고 자연적으로 배기되도록 함으로써 솔라 패널과 외벽(400) 사이의 공간에 공기층이 형성되는 단열효과를 얻을 수 있다.

가이드 패널은 외장 패널(100)의 가장자리에 장착되어 외장 패널(100)을 통해 형성되는 공기의 흐름을 안내한다. 가이드 패널은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 평행한 양측면의 단부를 연결하여 일방향으로 개방된 구조로 형성되는 스틸 스터드로 구성되는 것이 바람직하다.

가이드 패널은 제1 패널(200), 제2 패널(210), 제3 패널(220), 제4 패널(230)의 조합으로 구성된다. 제1 패널(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 외장 패널(100)의 상측에서 개구된 면이 하측을 향하도록 장착된다. 제2 패널(210)은 외장 패널(100)의 하측에서 개구된 면이 상측을 향하도록 장착된다. 제3 패널(220)은 외 장 패널(100)의 좌측에서 개구된 면이 우측을 향하도록 장착되며, 양단부가 제1 패널(200) 및 제2 패널(210)의 일단부와 밀폐형으로 연결된다. 제4 패널(230)은 외장 패널(100)의 우측에서 개구된 면이 좌측을 향하도록 장착되며, 양단부가 제1 패널(200) 및 제2 패널(210)의 타단부와 밀폐형으로 연결된다. 상기한 제1 패널 내지 제4 패널(200~220)은 서로 결합된 상태에서 각각의 개구된 면을 통해 공기의 흐름을 안내하도록 공기 흐름 경로가 형성된다.

도 4를 참조하면, 건물의 외벽(400)과 외장 패널(100) 사이에는 보강재(410)가 장착된다. 보강재(410)는 b채널(Hat Channel)로 구성될 수 있다. b채널은 냉연용융 아연강판을 모자형태로 성형한 제품으로 일반적으로 벽면과 천장에 설치 후 나사못을 통해 고정 결합된다. 보강재(410)는 건물의 외벽(400)과 외장 패널(100) 사이에서 공기 통로를 형성하며, 건물의 외벽(400)과 외장 패널(100) 사이에서 공기를 일시적으로 저장하는 공간을 구분하는 기능을 한다. 보강재(410)를 통해 구분되는 공기 저장공간에서 데워진 공기는 외장 패널(100) 및 가이드 패널을 통해 건물의 실내로 유입되게 된다.

한편, 가이드 패널에 고정 결합되어 외장 패널(100)을 덮는 커버 패널이 더 포함될 수 있다. 커버 패널은 외장 패널(100)로 유입될 수 있는 이물질 또는 빗물, 눈(설(雪))과 같은 것들을 차단하는 기능을 한다. 커버 패널은 외장 패널을 일부 또는 전체를 덮는 형상으로 형성될 수 있다.

커버 패널이 외장 패널(100)의 전면을 덮는 형상으로 형성되는 경우, 커버 패널은 외장 패널(100)의 형상과 같이 절곡형으로 형성될 수 있으며, 평판형의 패널로도 형성될 수 있다. 만약, 커버 패널이 제1 패널(200) 및 제2 패널(210)에 고정 결합되는 평판형으로 형성되어 외장 패널(100)의 전면을 커버하는 경우 공기는 커버 패널과 가이드 패널의 제3 패널(220) 및 제4 패널(230) 사이로 유입될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널은 외장 패널(100)의 상, 하, 좌, 우측에 가이드 패널을 설치하여 열전달 효과 및 자연 대류 현상을 이용한 것으로, 솔라 패널을 통해 유입된 태양열 대부분을 축열형 외장 패널(100)에 저장하여 외장 패널(100)로부터 형성되는 복사열을 건물의 실내 난방 에너지로 이용한 것이다.

도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 솔라 패널을 통해 건물의 실내로 데워진 공기가 유입되는 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 태양열을 자연형으로 이용하는 것으로, 특히, 자연 대류형으로 이용하는 것이다. 여기서, 태양열을 자연형으로 이용한다는 것은 별도의 동력장치 없이 태양열을 이용하는 것을 말한다. 태양열이 자연형으로 이용되는 것을 본 발명의 실시예를 통해 설명하면, 건물의 외벽 가운데 남측으로 면해 있는 외벽(400)에 장착되는 외장 패널(100)을 통해 낮 동안 태양에 의해 데워진 공기가 외장 패널(100) 및 가이드 패널을 통해 건물의 실내로 유입되고, 외장 패널(100)을 통해 건물의 실내로 들어온 복사열이 직접 건물 내부의 공기를 덥히거나 축열이 이루어지도록 하는 것이다.

즉, 본 발명의 실시예는 태양의 복사열을 통해 외장 패널(100)에서 데워진 공기가 펌프 등의 동력에 관계없이 외장 패널(100)의 하부에서 상부로 이동되어 건물 실내로 연결되는 난방 통로(402)를 통해 건물 실내로 유입되는 것이다. 상기한 난방 통로(402)는 건물의 외벽에 형성되는 구멍과 제1 패널(200)이 연결되도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

상기한 본 발명의 실시예에서는 건물의 외벽(400)에 장착되는 솔라 패널의 구성을 설명하였으나, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예에 따른 구성에 실내의 환경 개선을 위한 환기장치를 더 부가하여 구성할 수 있다.

환기장치의 구성은 실내에 설치되는 환기구의 일측에 환풍기가 설치되고, 외장 패널(100)의 하부와 상부에 각각 흡입구와 배출구가 형성될 수 있다.

이러한 환기장치의 구성으로, 여름철에는 흡입구와 배기구를 열어 외장 패널(100)의 온도가 상승됨에 따라 공기층의 온도가 상승되어 굴뚝효과에 의한 가열된 공기가 외기로 빠져나가고 이에 따라 실내공기가 외장 패널(100)로 유입되도록 하여 가열된 외기가 건물의 실내로 유입되는 것을 차단하는 것은 물론 실내 환기 작용에 의한 냉방효과를 갖도록 할 수 있다.

또한, 겨울철에는 흡입구와 배기구를 차단하여 공기층이 단열역할을 하는 한편 수열면에 공급된 태양열을 복사와 대류에 의해 외장 패널(100)의 상측으로 유도하여 실내로 유입함으로써 에너지 취득효과와 취득된 에너지의 단열효과가 함께 작용될 수 있다.

또한, 외장 패널(100)의 공기 흐름 경로에 공기 온도를 검출하는 온도 센서가 별도로 구비되고, 외장 패널(100)의 온도에 따라 흡입구와 배기구의 개폐가 자동으로 작동되도록 자동제어 시스템이 구성될 수 있다. 상기와 같은 자동제어 시스 템의 구성으로 외장 패널(100) 내의 공기 온도에 따라 자동적으로 흡입구와 배기구의 개폐상태가 조절됨으로써 축열 및 단열이 보다 효율적으로 관리될 수 있다. 이러한 환기장치를 적용하기 위한 상세 구성은 건물 내부 구조체 설계에 대해 다양하게 설계 변경될 수 있다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 솔라 패널은 신축 또는 리모델링 건물에 모두 사용이 가능하며, 태양열을 자연형으로 이용함으로써 별도의 기계설비 고장에 따른 유지 관리비가 소요되지 않는다.

또한, 겨울철에 외장 패널과 외벽 사이의 공간에서 데워진 공기를 실내로 유입하여 난방 에너지를 30%이상 절감할 수 있으며, 여름철의 경우 실내 유입없이 외장 패널과 외벽 사이의 공간에서 공기층이 형성되도록 하여 단열효과를 얻을 수 있다.

Claims (13)

1. 대류에 의한 공기 통로를 형성하며, 건물의 외벽에 장착되는 외장 패널;

   상기 외장 패널의 가장자리에 장착되어 상기 외장 패널을 통해 형성되는 공기의 흐름을 상기 건물의 실내로 안내하며, 상기 건물의 외부와 상기 건물의 내부 사이에서 난방 통로를 형성하는 가이드 패널;

   상기 건물의 외벽과 상기 외장 패널 사이에 장착되어 상기 건물의 외벽과 상기 외장 패널 사이에 공기 통로 및 공기 저장을 위한 공간을 형성하는 보강재를 포함하며,

   상기 외장 패널은 하부에서 상부로 형성되는 공기 통로의 절곡된 형상이 측방향을 따라 서로 간격을 두고 연속적으로 형성되는 솔라 패널.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 외장 패널은 다수개의 공기 구멍이 형성되는 솔라 패널.
4. 제3항에 있어서,

   상기 공기 구멍은 상기 외장 패널의 절곡면 측면에 형성되는 솔라 패널.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 보강재는 b채널(Hat Channel)로 구성되는 솔라 패널.
7. 제1항에 있어서,

   상기 외장 패널은 건물의 남측면 외벽에 장착되는 솔라 패널.
8. 제1항에 있어서,

   상기 가이드 패널은 서로 평행한 양측면의 단부를 연결하여 일방향으로 개방된 구조로 형성되는 스틸 스터드로 구성되는 솔라 패널.
9. 제8항에 있어서,

   상기 가이드 패널은

   상기 외장 패널의 상측에서 개구된 면이 하측을 향하도록 장착되는 제1 패널;

   상기 외장 패널의 하측에서 개구된 면이 상측을 향하도록 장착되는 제2 패널;

   상기 외장 패널의 좌측에서 개구된 면이 우측을 향하도록 장착되며, 양단부가 상기 제1 패널 및 제2 패널의 일단부와 밀폐형으로 연결되는 제3 패널;

   상기 외장 패널의 우측에서 개구된 면이 좌측을 향하도록 장착되며, 양단부가 상기 제1 패널 및 제2 패널의 타단부와 밀폐형으로 연결되는 제4 채널을 포함하는 솔라 패널.
10. 제9항에 있어서,

    상기 가이드 패널에 고정 결합되어 상기 외장 패널을 덮는 커버 패널을 더 포함하는 솔라 패널.
11. 제10항에 있어서,

    상기 커버 패널은 상기 외장 패널의 전면을 덮는 형상으로 형성되는 솔라 패널.
12. 제11항에 있어서,

    상기 커버 패널은 평판형의 패널로 형성되는 솔라 패널.
13. 제12항에 있어서,

    상기 커버 패널은 상기 제1 패널 및 제2 패널에 고정 결합되는 솔라 패널.

Images