KR101148025B1 - 솔라모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔라모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템에 관한 것으로, 환기가 필요한 구조물 상부에는 솔라모듈을 설치하고, 상기 솔라모듈에서 발생한 전기를 저장하는 축전지를 구성하며, 또, 구조물 내부와 연결되는 환기관을 구성하되, 상기 환기관 최상부에는 흡출기를 설치하고, 환기관 상부측은 투명 재질의 투명부, 상기 투명부 하단의 환기관 내부벽은 거울이 일체로 구성되는 반사부를 구성하며, 상기 반사부의 외측 둘레에는 밀폐된 구조의 가열부를 더 구성하며, 상기 가열부는 카본발열체가 발열되도록 구성하며, 상기 카본발열체는 축전지와 연결된 구조의 강제 환기 시스템이 구성되어, 맑은 낮에는 솔라모듈에서 생산된 전기는 축전기에 저장하고, 태양열 가열부와 환기관 내부의 가열로 인해서, 환기관 내부의 대류의 발생 및 흡출기를 통해 구조물 내부가 강제 환기되며, 밤이나 흐린 날에는, 축전지에 의해 카본발열체가 가열부를 가열을 통한 환기관 내부의 강제대류로 인해서 구조물 내부를 강제 환기할 수 있는 것이다.

화장실, 환기, 흡출기, 온실, 배출, 태양광, 카본, 센서, 축전지, 솔라셀, 솔라모듈

Description

솔라모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템{the forced ventilating system of structure with solarmodule}

본 발명은 솔라모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템에 관한 것으로, 환기가 필요한 구조물 상부에는 솔라모듈을 설치하고, 상기 솔라모듈에서 발생한 전기를 저장하는 축전지를 구성하며, 또, 구조물 내부와 연결되는 환기관을 구성하되, 상기 환기관 최상부에는 흡출기를 설치하고, 환기관 상부측은 투명 재질의 투명부, 상기 투명부 하단의 환기관 내부벽은 거울이 일체로 구성되는 반사부를 구성하며, 상기 반사부의 외측 둘레에는 밀폐된 구조의 가열부를 더 구성하며, 상기 가열부는 카본발열체가 발열되도록 구성하며, 상기 카본발열체는 축전지와 연결된 구조의 강제 환기 시스템이 구성되어, 맑은 낮에는 솔라모듈에서 생산된 전기는 축전기에 저장하고, 태양열 가열부와 환기관 내부의 가열로 인해서, 환기관 내부의 대류의 발생 및 흡출기를 통해 구조물 내부가 강제 환기되며, 밤이나 흐린 날에는, 축전지에 의해 카본발열체가 가열부를 가열을 통한 환기관 내부의 강제대류로 인해서 구조물 내부를 강제 환기할 수 있는 것이다.

일반적으로, 이동식 건물이나 이동식 화장실, 기타 간이 화장실 등은 밀폐된 구조 내부를 환기하기 위해서, 환기팬을 설치하거나, 또는, 별도의 환기관을 설치하여, 내부의 오염된 공기나, 냄새를 배출하도록 한다.

아울러, 최근에는 태양열을 이용하여 밀폐된 공간을 환기하는 방법이 개발 되었는데, 예를 들어, 국내등록실용신안 제0372138호에, 환기공간의 환기관의 상단에는 투명유리를 설치하고, 환기관의 내벽에는 반사경을 설치하며, 환기관의 외측에는 온실을 포함하도록 하여, 환기관 내부의 대류현상으로 환기가 용이하게 이루어지도록하는 ‘태양열을 이용한 자연대류 순환방식의 환기장치’에 대해 게시되어 있다.

그러나 일반적인 환기팬은 전기를 소모로 하므로, 이동실 화장실에는 설치하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

그리고 상기 예시한 국내등록실용신안의 환기장치 구조는, 햇빛이 있는 경우에만 강제 대류가 가능하므로, 환기공간이 그늘에 위치하는 경우 효과를 볼 수가 없고, 흐리거나 비가 오는 날씨나, 밤에는 환기가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 환기가 필요한 구조물 상부에는 솔라모듈을 설치하고, 상기 솔라모듈에서 발생한 전기를 저장하는 축전지를 구성하며, 또, 구조물 내부와 연결되는 환기관을 구성하되, 상기 환기관 최상부에는 흡출기를 설치하고, 환기관 상부측은 투명 재질의 투명부, 상기 투명부 하단의 환기관 내부벽은 거울이 일체로 구성되는 반사부를 구성하며, 상기 반사부의 외측 둘레에는 밀폐된 구조의 가열부를 더 구성하며, 상기 가열부는 카본발열체가 발열되도록 구성하며, 상기 카본발열체는 축전지와 연결된 구조의 강제 환기 시스템이 구성되어, 맑은 낮에는 솔라모듈에서 생산된 전기는 축전기에 저장하고, 태양열 가열부와 환기관 내부의 가열로 인해서, 환기관 내부의 대류의 발생 및 흡출기를 통해 구조물 내부가 강제 환기되며, 밤이나 흐린 날에는, 축전지에 의해 카본발열체 가 가열부를 가열을 통한 환기관 내부의 강제대류로 인해서 구조물 내부를 강제 환기하도록 한다.

그리고 상기 가열부에는 온도센서를 설치하고, 상기 구조물 외부에는 빛감지센서를 설치하며, 상기 솔라모듈의 생산된 전기는 전압조정기를 거쳐 축전기에 저장되어, 카본발열체의 작동을 용이하게 하고, 안전성을 높이도록 한다.

아울러, 상기 환기관 상단에는 흡출기가 설치되고, 상기 가열부 상단의 반사부에는 단면이 큰 수용반사부가 더 형성되어, 환기관의 환기를 더욱 용이하게 하며, 상기 축전기에 생산된 전기는 구조물에 설치된 전기제품에 공급하도록 하여, 친환경적이고, 에너지를 절약할 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 환기가 필요한 구조물 상부에는 솔라모듈을 설치하고, 상기 솔라모듈에서 발생한 전기를 저장하는 축전지를 구성하며, 또, 구조물 내부와 연결되는 환기관을 구성하되, 상기 환기관 최상부에는 흡출기를 설치하고, 환기관 상부측은 투명 재질의 투명부, 상기 투명부 하단의 환기관 내부벽은 거울이 일체로 구성되는 반사부를 구성하며, 상기 반사부의 외측 둘레에는 밀폐된 구조의 가열부를 더 구성하며, 상기 가열부는 카본발열체가 발열되도록 구성하며, 상기 카본발열체는 축전지와 연결된 구조의 강제 환기 시스템이 구성되어, 맑은 낮에는 솔라모듈에서 생산된 전기는 축전기에 저장하고, 태양열 가열부와 환기관 내부의 가열로 인해서, 환기관 내부의 대류의 발생 및 흡출기를 통해 구조물 내부가 강제 환기되며, 밤이나 흐린 날에는, 축전지에 의해 카본발열체가 가열부를 가열을 통한 환기관 내부의 강제대류로 인해서 구조물 내부를 강제 환기가 용이하고, 친환경적인 효과가 있다.

그리고 상기 가열부에는 온도센서를 설치하고, 상기 구조물 외부에는 빛감지센서를 설치하며, 상기 솔라모듈의 생산된 전기는 전압조정기를 거쳐 축전기에 저장되어, 카본발열체의 작동이 용이하고, 안전성을 높은 효과가 있다.

아울러, 상기 환기관 상단에는 흡출기가 설치되고, 상기 가열부 상단의 반사부에는 단면이 큰 수용반사부가 더 형성되어, 환기관의 환기가 더욱 용이하며, 상기 축전기에 생산된 전기는 구조물에 설치된 전기제품에 공급하여, 에너지를 절약하는 효과가 있다.

본 발명은 솔라모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템에 관한 것으로, 환기가 필요한 구조물 상부에는 솔라모듈을 설치하고, 상기 솔라모듈에서 발생한 전기를 저장하는 축전지를 구성하며, 또, 구조물 내부와 연결되는 환기관을 구성하되, 상기 환기관 최상부에는 흡출기를 설치하고, 환기관 상부측은 투명 재질의 투명부, 상기 투명부 하단의 환기관 내부벽은 거울이 일체로 구성되는 반사부를 구성하며, 상기 반사부의 외측 둘레에는 밀폐된 구조의 가열부를 더 구성하며, 상기 가열부는 카본발열체가 발열되도록 구성하며, 상기 카본발열체는 축전지와 연결된 구조의 강제 환기 시스템이 구성되어, 맑은 낮에는 솔라모듈에서 생산된 전기는 축전기에 저장하고, 태양열 가열부와 환기관 내부의 가열로 인해서, 환기관 내부의 대류의 발생 및 흡출기를 통해 구조물 내부가 강제 환기되며, 밤이나 흐린 날에는, 축전지에 의해 카본발열체가 가열부를 가열을 통한 환기관 내부의 강제대류로 인해서 구조물 내부를 강제 환기할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 솔라모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 환기가 필요한 구조물의 상부에는 솔라모듈(20)을 구성하고, 구조물 내부와 연결되는 환기관(10)을 구성하는데, 솔라모듈(20)은 솔라셀(solar cell)이 모여 연결되고 환경에 견딜 수 있도록 조립된 것으로, 솔라모듈(20)은 햇빛이 잘 받을 수 있는 곳에 설치하는 것이 바람직하므로, 주로 구조물의 상부, 즉, 지붕에 설치하는 것이 일반적이다.

또한, 축전기(30)(배터리)가 더 구비되어 솔라모듈(20)에서 생산되는 전기를 충전할 수 있는 것으로, 이 축전기(30)는 후설하는 환기관(10)의 카본발열체(15)에 연결되며, 카본발열체(15)는 환기관(10)을 설명하면서 구체적으로 더 설명하기로 한다.

바람직하기로는, 솔라모듈(20)에서 생산된 전기는 전압조정기(40)를 통과하여 축전기(30)로 충전되도록 하여, 안전성을 높이도록 하는데, 참고로, 전압조정기(40)는, 축전기(30)의 과압(overvoltage)를 방지하기 위한 것으로, 통상 의 전압조정기를 사용한다.

그리고 환기관(10)은, 도2에 도시한 바와 같이, 구조물 내부에서 외부로 이어지는 파이프로, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 통상의 파이프, 기타 덕트 재료 등로 구성할 수 있는데, 환기구의 상부를 일정 길이를 가지는 투명 재질의 투명부(12)로 구성하며, 이러한 투명부(12)는, 유리나, 투명한 합성수지 등으로 구성한다.

아울러, 상기 환기관(10)의 최상단에는 흡출기(11)(벤티레이터, ventilator)를 구성하는데, 상기 흡출기(11)는 무동력 흡출기와 무동력／동력겸용 흡출기가 있는데, 모두 사용이 가능하며, 무동력／동력 흡출기를 사용하는 경우에는, 전원을 외부의 전원을 사용하거나, 또는, 솔라모듈(20)의 축전기(30)에 연결하여 사용할 수 있다.

그리고 상기 환기관(10)의 투명부(12) 하단의 부분 내면은 거울(13a)을 일체로 형성한 반사부(13)를 구성하는데, 도2에 도시한 바와 같이, 환기관(10) 내면에 거울(13a)을 부착하거나, 또는, 투명부(12) 하단 자체를 거울(13a)로 구성할 수 있다.

또, 투명부(12) 바로 하단의 일정 길이 부분의 해당하는 반사부(13)의 단면을 상대적으로 크게 형성한 수용반사부(13′)를 구성하는데, 이러한 수용반사부(13′)는 투명부(12)에서 받아들이는 햇빛의 양을 늘이기 위한 것이다.

아울러, 상기 수용반사부(13′) 하단의 반사부(13)의 둘레로는 밀폐된 구조의 가열부(14)를 추가로 구성하며, 도2에 도시한 바와 같이, 가열부(14)는 반사부(13)를 감싸면서, 밀폐된 구조를 가지고, 또한, 가열부(14)는 카본발열체(15)에 의해 가열부(14)의 밀폐된 공간이 가열되도록 구성한다.

앞서 설명하였듯이, 카본발열체(15)는 축전기(30)의 전기로 가동되도록 연결한다.

추가로, 상기 카본발열체(15)에는, 온도센서(16)(예를 들어, 바이메탈)와 빛감지센서가 연결되는데, 온도센서(16)는 가열부(14) 내부의 온도를 감지하고, 빛감지센서는 외부의 햇빛의 유무를 감지하는 것이다(이러한 빛감지센서의 예로는, 황화카드늄 셀(CdS 셀)이 있다).

그래서 온도센서(16)에 의해 가열부(14) 내부의 온도가 낮을 경우 카본발열체(15)를 작동하고, 가열부(14) 내부의 온도가 충분히 높을 때는 카본발열체(15)의 작동을 정지하고, 카본발열체(15)에 전기를 공급하지 않는다.

또한, 빛감지센서는, 맑은 낮과 같이 햇빛이 날 때는, 카본발열체(15)에 전기를 공급하지 않고, 흐리거나 비가 오거나, 또는, 밤과 같이 가열부(14)의 내부 온도가 낮을 때에는, 카본발열체(15)에 전기를 공급하여, 가열부(14) 내부의 온돌르 높이도록 한다.

참고로, 카본발열체(15)는 전기 비저항이 높은 카본을 통해 전기가 흐름으로서 발열되는 발열체를 말하는 것으로, 주로 카본을 열선의 형태로 배열하거나, 또 는 면상발열체의 형태로 제공된다.

또한, 상기 축전기(30)는 구조물에 소요되는 전기 공급도 가능하다.

예를 들어, 도1에 도시한 바와 같이, 구조물이 간이 화장실이라면, 간이 화장실에 설치되어 전기가 필요한 전기제품으로는, 전등(100), 핸드 드라이어, 외부 광고, 조명 인테리어, 벌레 집진기, 냉방, 난방 등이 그 예이다.

또한, 전기를 지속적으로 공급하기보다는 구조물 내부에 사람이 출입하면 작동하는 센서(출입을 감지하는 센서의 예로는 광센서가 있다, 센서를 작동하는 전기는 외부의 전기나 축전기의 전기를 사용한다.)를 설치하여, 센서에 의해 출입하는 사람이 있을 때, 전기가 공급되어 전기제품을 작동할 수 있도록 한다.

그래서 카본발열체(15)가 설치된 환기구, 구조물 상부에 설치된 솔라모듈(20) 및 상기 솔라모듈(20)에서 생산된 전기를 보관?공급하는 축전기(30)가 구성하고, 상기 축전기(30)는 카본발열체(15)의 전원을 공급하는 솔라모듈(20)을 이용하는 구조의 강제 환기 시스템를 구성한다.

참고로, 본 발명에 따른 강제 환기 시스템에서, 온도센서(16)와 빛감지센서는 카본발열체(15)를 작동하는데에 필요한 센서로, 둘 중에 하나만 있어도 무방하며, 강제 환기 시스템를 전체적으로 작동을 제어하는 별도의 제어부가 더 구비되어, 제어부를 통해서, 축전기(30)에 충전 정도, 각 부분의 작동 상황, 강제 환기 시스템의 작동을 위한 회로, 수동 작동 등이 포함되도록 한다.

따라서, 도2에 도시한 바와 같이, 날씨가 맑고, 햇빛이 나는 낮에는 빛감지센서가 낮이고 빛을 인지하고, 태양열이 환기관(10)의 투명부(12)를 통과하여, 반사부(13)에서 다수회 반사되어, 환기관(10) 내부 온도가 올라가며, 또한, 가열부(14)는 밀폐된 구조로 태양열에 의해 가열되면서 환기관(10)을 더욱 가열하고(온실 효과), 가열된 환기관(10) 내부의 공기가 상부로 이동하게 되면서 대류 현상에 의해서, 구조물 내부의 공기 및 냄새를 외부로 배출하도록 한다.

아울러, 흡출기(11)는 무동력 또는 동력으로 환기관(10) 및 구조물 내부의 공기 및 냄새를 배출하고, 환기관(10)의 반사부(13) 내부를 따라 빛이 반사되어, 환기관(10) 하부 및 구조물까지 전달되어 구조물 내부를 밝힘에 따라, 낮에는 환기관(10)이 보조 조명의 역할을 하며, 이 과정 동안에는 솔라모듈(20)이 태양열을 받아 전기로 전환하여 축전기(30)에 전기를 저장하고, 이는 전압조정기(40)에 의해 축전기(30)의 과압을 방지하도록 한다.

그리고 흐리거나 비가 와서 충분히 햇빛이 나지 않거나, 또는, 밤이되어 빛감지센서에 의해 햇빛이 없음이 인지되고, 또한, 가열부(14)의 온도센서(16)에 의해 가열부(14)의 온도가 떨어짐을 인지하면, 축전기(30)의 전원으로 카본발열체(15)를 작동하여, 가열부(14)의 온도를 높이고, 이에 따라, 환기관(10)의 내부에 강제 대류을 발생시켜, 흡출기(11)와 함께 구조물 내부를 환기할 수 있는 것이다.

아울러, 축전기(30)를 구조물 내부의 전기제품에 연결하면, 축전기(20)의 잉여 전기에 의해, 구조물에 필요한 전기 제품을 사용할 수 있으므로, 본 발명에 따른 솔라모듈(20)을 이용한 강제 환기 시스템은, 친환경으로 구조물의 환기를 용이하게 하고, 또한, 축전기(30)의 잉여 전기를 구조물의 조명 등과 같은 전기제품에 활용함으로써 에너지를 절약할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 솔라모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템의 개략 구조.

도 2는 본 발명에 따른 환기관의 구조.

[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ]

10 : 환기관 11 : 흡출기

14 : 가열부 15 : 카본발열체

20 : 솔라모듈 30 : 축전기

Claims (4)

1. 환기가 필요한 구조물의 내부에서 외부로 이어지는 환기 관을 구성하되,

   이 환기 관은 일정한 관경과 길이를 가진 투명재질의 투명부로 구성되어, 그 상단에는 흡출기가 설치되고,

   투명부 하단의 환기 관 내부에는 거울이 일체로 구성된 반사부를 구성하되, 상기 투명부의 하단과 가열부 상부측에 해당하는 반사부는 단면이 점차 확대된 형태의 수용 반사부로 형성되어 환기 관의 환기를 더욱 용이하게 하며,

   상기 수용 반사부 아래의 반사부 외주면으로는 환기 관을 감싸면서 밀폐된 구조로 이루어지며, 온도를 감지하는 온도센서가 구비된 카본 발열체로 이루어진 가열부가 더 구비된 환기 관으로 구성하며,

   상기 구조물 외부에는 빛의 유무를 감지하는 빛 감지센서가 구비된 솔라 모듈이 구성되어,

   상기 솔라 모듈에서 생산하는 전기는 전압조정기를 거쳐 축전기에 저장되도록 구성하고, 이 축전기로부터 가열부의 카본 발열체로 전기를 공급하도록 구성되어,

   자연광과 솔라 모듈을 이용한 카본 발열체의 선택적 발열에 따른 강제 대류로 구조물을 지속적으로 환기할 수 있음을 특징으로 하는 솔라 모듈을 이용한 구조물의 강제 환기 시스템.
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