KR101030737B1 - 에너지 절약형 냉방시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가정에서 배출되는 생활배수 또는 빗물, 지하수를 바닥의 코일로 순환시킴으로써 하절기에 바닥 냉방이 가능하도록 한 에너지 절약형 냉방시스템에 관한 것이다.
본 발명은 보일러, 상기 보일러에 연결되며 바닥에 매립된 코일, 그리고 상기 보일러와 코일을 연결하여 난방수를 공급하고 이를 회수하는 난방수 공급관 및 환수관; 상기 난방수 공급관 및 환수관에 각기 구비되는 급수 및 환수 분배기로 구성된 보일러 시스템에 있어서, 상기 보일러와 급수 분배기를 연결하는 난방수 공급관에 구비된 제1밸브; 상기 급수 분배기에 연결되며 중수도가 공급되는 제1공급관; 상기 환수 분배기에서 보일러로 연결되는 난방수 환수관에 구비된 제2밸브; 상기 환수 분배기에 연결되어 열교환이 끝난 중수도를 배출하는 제2배수관을 포함하여 이루어진다.
Figure R1020090038899
보일러, 코일, 냉방, 환수

Description

에너지 절약형 냉방시스템{ENERGY SAVING COOLING SYSTEM}
본 발명은 에너지 절약형 냉방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가정에서 배출되는 생활배수 또는 빗물, 지하수를 바닥의 코일로 순환시킴으로써 하절기에 바닥 냉방이 가능하도록 한 에너지 절약형 냉방시스템에 관한 것이다.
일반적으로 가정의 난방시스템은 보일러와, 보일러에 연결되며 바닥에 매립된 코일, 그리고 상기 보일러의 공급 및 환수관과 코일에 연결된 분배기로 구성된다.
이러한 난방시스템은 동절기에만 가동된다.
한편 통상 하절기에는 에어컨을 이용한 냉방을 주로 하나 바닥 코일에 잔존하는 물의 온도가 외기 및 체온의 열을 전달받아 대략 20~25℃로 유지되고 있어 사실상 덥게 느껴지게 된다.
이와는 별개이지만 중수도 시스템은 가정에서 배출되는 생활배수 중 비교적 깨끗한 물을 재활용하여 사용하는 것으로 물 절약의 효과가 있다.
또한 빗물 또는 지하수는 무제한으로 생성되는 수자원인데 이는 사용하지 않더라도 배수되어야 하므로 이를 재사용할 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 가정의 난방시스템에 중수도 또는 지하수를 주입하여 냉방열원으로 사용하도록 함으로써 하절기의 냉방효과를 증대시킬 수 있고, 버려지는 수자원을 재활용함으로써 에너지 절감효과를 극대화시킬 수 있는 에너지 절약형 냉방시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은,
보일러, 상기 보일러에 연결되며 바닥에 매립된 코일, 그리고 상기 보일러와 코일을 연결하여 난방수를 공급하고 이를 회수하는 난방수 공급관 및 환수관; 상기 난방수 공급관 및 환수관에 각기 구비되는 급수 및 환수 분배기로 구성된 보일러 시스템에 있어서, 상기 보일러와 급수 분배기를 연결하는 난방수 공급관에 구비된 제1밸브; 상기 급수 분배기에 연결되며 중수도가 공급되는 제1공급관; 상기 환수 분배기에서 보일러로 연결되는 난방수 환수관에 구비된 제2밸브; 상기 환수 분배기에 연결되어 열교환이 끝난 중수도를 배출하는 제2배수관을 포함하는 에너지 절약형 냉방시스템에 의해 달성될 수 있다.
상기 제1밸브 및 제2밸브는 냉방시에는 닫힘상태로 유지되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1공급관에는 가정에서 배출된 생활배수를 재사용하는 중수도 시스템의 중수도 공급라인이 연결되고, 상기 제2배수관에는 코일을 순환한 후 배출된 중수도가 다시 중수도 시스템으로 회수되도록 중수도 회수라인과 연결되어 중수도의 생활배수를 중수도로 하여 냉방을 수행토록 한 것을 특징으로 한다.
상기 중수도 회수라인에는 회수된 중수도를 냉각시키기 위해 방열장치가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 방열장치는 중수도 회수라인에 연결된 관체와, 상기 관체의 외주면에 다수로 형성된 방열핀으로 구성되며, 지하에 매립되어 지열로 냉각되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 방열장치는 중수도 회수라인에 연결된 관체와, 상기 관체의 외면을 감싸도록 형성되며 외측에 중수도 시스템의 중수도 공급라인으로부터 분기된 냉각관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 중수도는 지하수, 생활배수, 빗물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 동절기에는 통상의 보일러를 이용하여 난방이 가능하며, 하절기에는 보일러를 차단하고, 중수도 시스템으로부터 저온의 중수로를 냉방열원으로 공급받아 냉방할 수 있고, 특히 지하수 및 빗물과 같이 버려지는 수자원을 재 활용함으로써 에너지 절감효과를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉방시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉방시스템은,
보일러(B),
상기 보일러(B)에 연결되며 바닥에 매립된 코일(C),
그리고 상기 보일러(B)와 코일(C)을 연결하여 난방수를 공급하고 이를 회수하는 난방수 공급관(S) 및 환수관(R);
상기 난방수 공급관(S) 및 환수관(R)에 각기 구비되는 급수 및 환수 분배기(SD,RD)로 구성된다.
상기 급수 및 환수 분배기(SD,RD)는 주관체에서 각 방으로 분기되어 코일(C)과 연결되는 분기관(2)이 형성되며, 상기 분기관(2)에는 개폐를 위한 밸브(3)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 급수 및 환수 분배기(SD,RD)에 각기 중수도 시스템(W)과 연결되는 제 1공급관(W1) 및 제 2배수관(W2)이 연결된다. 이에 대해서는 후술한 다.
또한 본 발명은 상기 보일러(B)와 급수 분배기(SD)를 연결하는 난방수 공급관(S)에 구비된 제1밸브(V1);
상기 급수 분배기(SD)에 연결되며 중수도가 공급되는 제1공급관(W1);
상기 환수 분배기(RD)에서 보일러(B)로 연결되는 난방수 환수관(R)에 구비된 제2밸브(V2);
상기 환수 분배기(RD)에 연결되어 열교환이 끝난 중수도를 배출하는 제 2배수관(W2);을 더 포함하여 이루어진다.
상기 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)는 난방시에만 개방되고, 냉방시에는 닫힘상태로 유지되어야 하며, 이는 통상 제어부에 의해 자동으로 개폐되는 전자밸브를 사용함이 바람직하다.
상기 제1공급관(W1)에는 가정에서 배출된 생활배수를 재사용하는 중수도 시스템(W)의 중수도 공급라인(WS)이 연결된다.
중수도 시스템(W)은 지하수, 생활배수, 빗물 등의 중수도를 정화하여 별도의 관으로 보내, 수세식 화장실, 살수 따위의 용도로 다시 사용하는 시스템을 의미한다.
또한 상기 제 2배수관(W2)에는 코일(C)을 순환한 후 배출된 중수도가 다시 중수도 시스템(W)으로 회수되도록 중수도 회수라인(WR)이 연결된다.
중수도 중에서 특히 지하수는 하절기에도 외기의 온도보다 낮아 20℃ 이하이므로 이를 지속적으로 방바닥의 코일(C)로 공급함으로써 냉방효과를 얻을 수 있다.
상기 제1공급관(W1) 및 제 2배수관(W2)에는 중수도의 공급량을 조절하는 밸브(W11,W22)가 설치된다.
그리고 상기 급수 및 환수 분배기(SD,RD)에는 온도센서(미도시)가 부착된다.
따라서 온도센서에서 감지한 온도값을 제어부(D)로 송신하고, 이를 전송받은 제어부(D)의 제어에 의해 밸브(W11,W22)의 개폐도가 조절된다.
즉, 상기 온도값이 높으면 코일(C)로 공급되는 중수도의 온도가 높은 것을 의미하므로 상기 밸브(W11,W22)가 더 많이 열리게 되고, 반대로 온도값이 낮으면 밸브(W11,W22)가 닫히게 되는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉방시스템에서 '방열장치'의 일예를 나타낸 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 방열장치(F)는 중수도 회수라인(WR)에 연결된 관체(F2)와, 상기 관체(F2)의 외주면에 다수로 형성된 방열핀(F4)으로 구성되며, 지하에 매립되어 지열로 냉각되도록 한다.
통상 지열은 하절기에는 외기 온도보다 낮고, 동절기에는 외기 온도보다 높은 점이 이용하여 하절기의 냉각 역할로 사용한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는
상기 보일러(B)와 급수 분배기(SD)를 연결하는 난방수 공급관(S)에 구비된 제1밸브(V1);
상기 급수 분배기(SD)에 연결되며 상수도가 공급되는 제1공급관(W1);
상기 환수 분배기(RD)에서 보일러(B)로 연결되는 난방수 환수관(R)에 구비된 제2밸브(V2);
상기 환수 분배기(RD)에 연결되어 열교환이 끝난 상수도를 배출하는 제 2배수관(W2);을 포함하며,
특히 상기 제 2배수관(W2)으로 배출된 상수도를 냉각시키기 위해 방열장치(F')가 더 구비된다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉방시스템에서 '방열장치'의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 방열장치(F')는 코일(C)에 연결된 관체(F'3)와, 상기 관체(F'3)의 외면을 감싸도록 형성되며 외측에 상수도 공급라인(QS)으로부터 분기된 냉각관(F'5)을 포함하여 구성된다.
즉, 코일(C)을 순환한 상수도는 외부의 온도 및 체온에 의해 온도가 상승되므로 이를 상기 방열장치(F')에서 냉각시켜 재순환시키는 것이다.
상수도는 중수도에 비해 고가이며, 그냥 버려질 경우 수자원의 낭비와 비용 부담의 증가 원인이 되므로 가급적 방열장치(F')를 통해 냉각시켜 연속사용토록 한 것이다.
상수도 공급라인(QS)으로 공급된 냉각용도의 상수도(이하 '냉각상수도'라 함)는 상수도 공급라인(QS)을 통해 냉각관(F'5)으로 유입되어 상기 관체(F'5) 내의 상수도(이하 '내부상수도'라 함)와 열교환되어 온도가 상승된 후 다시 회수된다.
회수된 냉각상수도는 암실에 설치된 저장탱크(T)에 저장된 후 온도가 저하된다. 암실에 저장된 저장탱크(T)는 외부의 온도보다 낮은 상태이므로 저장된 냉각상수도는 점차 냉각된다.
이후 저장탱크(T)에 저장된 냉각상수도는 다시 펌프(P)에 의해 냉각관(F'5)으로 공급된다.
이러한 냉각상수도는 공급->냉각->회수->저장의 순환사이클을 통해 방열장치(F')로 공급되어 냉각 및 재순환을 하게 된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉방시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉방시스템에서 '방열장치'의 일예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉방시스템에서 '방열장치'의 다른 예를 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
B : 보일러 C : 코일
S : 난방수 공급관 R : 난방수 환수관(R)
SD,RD : 급수 및 환수 분배기 W : 중수도 시스템
W1 : 제 1공급관 W2 : 제 2배수관
V1 : 제1밸브 S : 제1공급관(S
V2 : 제2밸브

Claims (6)

  1. 보일러(B), 상기 보일러(B)에 연결되며 바닥에 매립된 코일(C), 그리고 상기 보일러(B)와 코일(C)을 연결하여 난방수를 공급하고 이를 회수하는 난방수 공급관(S) 및 환수관(R); 상기 난방수 공급관(S) 및 환수관(R)에 각기 구비되는 급수 및 환수 분배기(SD,RD)로 구성된 보일러 시스템에 있어서,
    상기 보일러(B)와 급수 분배기(SD)를 연결하는 난방수 공급관(S)에 구비된 제1밸브(V1);
    상기 급수 분배기(SD)에 연결되며 중수도가 공급되는 제1공급관(W1);
    상기 환수 분배기(RD)에서 보일러(B)로 연결되는 난방수 환수관(R)에 구비된 제2밸브(V2);
    상기 환수 분배기(RD)에 연결되어 열교환이 끝난 중수도를 배출하는 제 2배수관(W2);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 냉방시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)는 냉방시에는 닫힘상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 냉방시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1공급관(W1)에는 중수도 시스템(W)의 중수도 공급라인(WS)이 연결되고,
    상기 제 2배수관(W2)에는 코일(C)을 순환한 후 배출된 중수도가 다시 중수도 시스템(W)으로 회수되도록 중수도 회수라인(WR)이 연결되어 중수도에 의해 냉방을 수행토록 한 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 냉방시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 중수도 회수라인(WR)에는 회수된 중수도를 냉각시키기 위해 방열장치(F,F')가 더 구비된 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 냉방시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 방열장치(F)는 중수도 회수라인(WR)에 연결된 관체(F2)와, 상기 관체(F2)의 외주면에 다수로 형성된 방열핀(F4)으로 구성되며, 지하에 매립되어 지열로 냉각되도록 한 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 냉방시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 방열장치(F')는 코일(C)에 연결된 관체(F'3)와, 상기 관체(F'3)의 외면을 감싸도록 형성되며 외측에 상수도 공급라인(QS)으로부터 분기된 냉각관(F'5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 냉방시스템.
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