KR101238457B1 - Waterway type cooling system in building - Google Patents

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KR101238457B1
KR101238457B1 KR1020120018332A KR20120018332A KR101238457B1 KR 101238457 B1 KR101238457 B1 KR 101238457B1 KR 1020120018332 A KR1020120018332 A KR 1020120018332A KR 20120018332 A KR20120018332 A KR 20120018332A KR 101238457 B1 KR101238457 B1 KR 101238457B1
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안중환
김수영
이민규
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부산대학교 산학협력단
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    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
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Abstract

PURPOSE: A waterway type building cooling system is provided to enhance a cooling effect by evaporating rainwater with an open type waterway method. CONSTITUTION: A waterway type building cooling system comprises a water collection and storage device(10), a waterway type evaporation device(20), a vapor discharge device(30), and a steam turbine device(40). The water collection and storage device is installed on the roof of a building, thereby collecting and storing rainwater in a localized heavy rain period. The waterway type evaporation device is installed inside a building wall or an indoor space of the building wall in an opened form, thereby evaporating indoor air by using rainwater running down. The vapor discharge device and the steam turbine device are connected to a part of the waterway type evaporation device. [Reference numerals] (10) Water collection and storage device; (20) Waterway type evaporation device; (30) Vapor discharge device; (40) Steam turbine device

Description

수로식 건물 냉방 시스템{Waterway type cooling system in building}Waterway type cooling system in building}

본 발명은 건물 냉방 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 건물 벽체 내부에 수로 형태의 빗물 흐름 장치를 설치하여 빗물이 흘러내리는 동안에 기화되어 건물 내부의 공기 온도를 낮출 수 있도록 한 수로식 건물 냉방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a building cooling system, and more particularly, to a waterway-type building cooling system installed in a waterway-type rainwater flow device inside a building wall to vaporize during rainwater flow to lower the air temperature inside the building.

고층 빌딩, 아파트 등과 같은 건물은 여름철의 냉방을 위해 많은 전기 에너지를 소모하고 있다.Buildings such as skyscrapers and apartments consume a lot of electrical energy for cooling in summer.

특히, 건물 내부에서 사용되는 조명 장치의 수가 늘어나고 컴퓨터나 복사기 등의 사무기기의 사용이 늘어남에 따라 건물 내부의 냉방은 여름철에 한정되지 않고 연중 계속하여 이루어지고 있는 실정이다. 그 결과 건물의 냉방을 위한 에너지 소비(냉방부하)가 지속적으로 증가하고 있다.In particular, as the number of lighting devices used in the building increases and the use of office equipment such as computers and copiers increases, the cooling of the interior of the building is not limited to the summer season and continues to be performed throughout the year. As a result, energy consumption (cooling load) for cooling the building continues to increase.

또한, 이러한 건물의 냉방부하를 증가시키는 중요한 원인 중의 하나는 태양의 복사열이다. 즉, 태양 복사로 인하여 건물에는 많은 외부 열에너지가 가해지고, 이러한 열에너지는 결국 건물의 내부를 데워서 건물의 냉방부하를 증가시키게 되는 것이다.In addition, one of the important reasons for increasing the cooling load of such buildings is the radiant heat of the sun. In other words, solar radiation causes a lot of external heat energy to be applied to the building, which heats up the interior of the building and increases the cooling load of the building.

따라서, 건물의 냉방부하를 저감하기 위해서는 건물에 전달되는 태양의 복사열을 효과적으로 차단하는 것이 매우 중요하다.Therefore, in order to reduce the cooling load of the building, it is very important to effectively block the radiant heat of the sun transmitted to the building.

그리고 최근 급격한 에너지 가격 상승과 지구온난화에 대한 대책으로 환경 보전 및 친환경기술 개발을 위한 정부와 산업계의 움직임이 더욱 빨라지고 있다.In recent years, the government and industry are moving faster to conserve the environment and develop eco-friendly technologies due to the rapid rise in energy prices and global warming.

특히, 친환경 도시개발을 위한 중수도 시설, 빗물이용시설, 신재생 에너지 사용, 에너지 절약 등 다양한 친환경 기술 개발이 필요한 시기이다.In particular, it is time to develop various eco-friendly technologies, such as water supply facilities, rainwater use facilities, renewable energy use, and energy saving.

이에 부응하여 최근 친환경 건축물(Green Building)의 개념이 등장했다. 친환경 건축물이란 환경적으로 향상된 방법으로 설계, 건설, 운영, 철거되는 건축물로써 에너지절약과 환경보전을 목표로 에너지부하 저감, 고효율 에너지설비, 자원재활용, 환경공해 저감기술 등을 적용하여 자연친화적으로 설계 건설하고 유지관리한 후 건물의 수명이 끝나 해체될 때에도 환경에 대한 피해가 최소화되도록 계획된 건축물을 말한다.In response, the concept of Green Building has recently emerged. An eco-friendly building is a building that is designed, constructed, operated, and demolished in an environmentally improved way. It is designed to be eco-friendly by applying technologies such as energy load reduction, high efficiency energy facilities, resource recycling, and environmental pollution reduction technologies for the purpose of energy conservation and environmental conservation. It is a structure that is designed to minimize damage to the environment even after the life of the building is dismantled after construction and maintenance.

친환경 건축물의 대표적인 기술로는 에너지 부하를 줄이는 기술과 에너지 효율을 향상시키는 기술이다. 건물의 냉난방, 조명 등 건물의 유지관리를 위해 필요한 에너지의 사용은 환경오염 물질을 발생시키기 때문이다.Representative technologies of eco-friendly buildings are technologies to reduce energy load and to improve energy efficiency. This is because the use of energy required for the maintenance of buildings, such as heating and cooling of buildings and lighting, generates environmental pollutants.

또한 건축물로부터 유발되는 각종 오염원의 발생을 줄이고 발생 된 오염원에 대해 주위환경에 미치는 피해를 최소화시키기 위한 환경공해 저감기술이 뒷받침되어야 하며, 건축물로부터 나오는 폐자원을 재사용하거나 재생이 불가능한 자원의 경우에도 환경에 대한 피해가 최소화되도록 처리하는 기술 등이 중요하다.In addition, environmental pollution reduction technology should be supported to reduce the generation of various sources of pollution from buildings and to minimize the damage to the surrounding environment.In the case of resources that cannot be reused or recycled, It is important to have techniques for handling damages to minimize the risk.

그런데 중수도와 같이 물 자원을 절약할 수 있는 시설의 경우 최초 건물의 건축시 초기 비용이 높아지는 단점이 있어 설치율이 그리 높지 않은 실정이다.However, in the case of facilities that can save water resources, such as heavy water, there is a disadvantage that the initial cost is increased during the construction of the first building, the installation rate is not very high.

이러한 점을 감안하여 대부분 그냥 버려져 하천으로 흘러들어가게 하는 빗물을 활용하기 위해 학교, 공공시설 및 가정 등에서 빗물을 저장하는 탱크를 만들어 건축물의 옥상 등에 내린 빗물을 모아 탱크에 저장해놓고 저장된 물을 화장실 용수나 청소용수, 조경용수 등으로 활용하기도 한다.In light of this, most tanks are used to store rainwater that is simply thrown away and flowed into rivers, and tanks for rainwater are stored in schools, public facilities, and homes. It is also used as cleaning water and landscaping water.

이러한 빗물을 화장실 용수나 청소용수, 조경용수 등으로 활용하는 것 이외에 건물의 냉방에 사용하는 방법들이 제시되고 있으나, 설치 비용 및 운용상의 어려움 때문에 상용화가 어려운 문제가 있다.In addition to utilizing such rainwater as toilet water, cleaning water, landscaping water, etc., methods for cooling buildings have been proposed, but commercialization is difficult due to installation costs and operational difficulties.

예를 들어, 건물 외벽에 설치하는 형태의 경우에는 외부의 복사열을 차단하는 효과는 있으나, 건물 내부의 온도를 낮추는 것은 한계가 있다.For example, in the case of the installation on the outer wall of the building has the effect of blocking the radiant heat of the outside, it is limited to lower the temperature inside the building.

특히, 빗물을 전기 에너지를 사용하는 냉방 시스템의 냉각수로 사용하는 등의 방법이어서 친환경적인 냉방 방식으로 보기에는 한계가 있다.In particular, since rainwater is used as cooling water in a cooling system using electric energy, there is a limit to view it as an environmentally friendly cooling method.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 건물 냉방 시스템의 문제를 해결하기 위한 것으로, 건물 벽체 내부에 수로 형태의 빗물 흐름 장치를 설치하여 빗물이 흘러내리는 동안에 기화되어 건물 내부의 공기 온도를 낮출 수 있도록 한 수로식 건물 냉방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art building cooling system, by installing a rainwater flow device in the form of a water channel inside the building wall to be vaporized during the rain water flow to lower the air temperature inside the building The purpose is to provide a building cooling system.

본 발명은 빗물을 파이프 등의 관 형태로 흘러가도록 하는 것이 아니고 개방된 형태의 수로 방식으로 구성하여 빗물을 이용한 기화를 이용한 냉방 시스템으로 냉방 효과를 높일 수 있도록 한 수로식 건물 냉방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to provide a waterway-type building air conditioning system to increase the cooling effect by the cooling system using the rain water vaporization by using the open water channel method, rather than flowing rain water in the form of pipes such as pipes. There is this.

본 발명은 개방형 수로 방식의 빗물 흐름 장치를 건물 벽체 내부에 설치하여 기화 방식으로 건물 내부의 온도를 낮추고 기화에 의해 생성된 수증기를 이용하여 터빈을 구동할 수 있도록 한 수로식 건물 냉방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a waterway-type building cooling system in which an open waterway type rainwater flow device is installed inside a building wall to lower the temperature inside the building by vaporization and drive a turbine using water vapor generated by vaporization. There is a purpose.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템은 건물의 옥상에 설치되어 빗물의 집수 및 저장을 위한 집수 및 저장 장치;서로 평행하게 이격되어 하나의 벽체를 이루고 수직으로 위치하여 건물의 내부 공간쪽으로 일측면이 노출되는 제 1 벽체 및 건물의 외부 쪽으로 일측면이 노출되는 제 2 벽체;상기 제 1 벽체와 제 2 벽체의 사이에 설치되어, 상기 집수 및 저장 장치에서 배수되는 빗물이 일정 속도로 흐르도록 경사를 갖고 건물 내부의 공기의 온도를 빗물의 기화를 이용하여 낮추는 수로 방식 기화 장치;를 포함하고, 상기 제 1 벽체에는,일정 간격으로 형성되어 상기 수로 방식 기화 장치로부터 기화에 의해 온도가 낮추어진 공기가 실내로 유입되도록 하는 냉방 공기 배출구가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.Waterway building air conditioning system according to the present invention for achieving the above object is installed on the roof of the building collecting and storage device for the collection and storage of rainwater; spaced parallel to each other to form a wall and vertically positioned A first wall exposed to one side toward an interior space and a second wall exposed to one side to an exterior of the building; a rainwater disposed between the first wall and the second wall and drained from the water collecting and storage device is fixed And a channel type vaporization device having a slope to flow at a speed and lowering the temperature of the air inside the building by using vaporization of rainwater, wherein the first wall is formed at regular intervals and is formed by vaporization from the channel type vaporization device. Cooling air outlet for allowing the temperature is lowered to enter the room is characterized in that it is further provided.

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여기서, 상기 수로 방식 기화 장치는, 바닥면이 평평한 상태로 경사지거나, 계단 형태로 경사진 것을 특징으로 한다.Here, the channel type vaporization device is characterized in that the bottom surface is inclined in a flat state, or inclined in the form of a staircase.

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이와 같은 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.Such a waterway building cooling system according to the present invention has the following effects.

첫째, 건물 벽체 내부에 수로 형태의 빗물 흐름 장치를 설치하여 기화 방식으로 건물 내부의 온도를 낮출 수 있다.First, a rainwater flow device in the form of a water channel may be installed inside the building wall to lower the temperature inside the building by vaporization.

둘째, 빗물을 이용한 기화 방식의 냉방으로 친환경적이고, 환경오염 물질을 발생시키지 않는다.Second, it is eco-friendly and does not generate environmental pollutants by cooling the evaporation method using rain water.

셋째, 빗물을 파이프 등의 관 형태로 흘러가도록 하는 것이 아니고 개방된 수로 형태로 구성하여 기화를 이용한 냉방으로 냉방 효과를 높일 수 있다.Third, the rainwater does not flow in the form of pipes, such as pipes, but in the form of an open water channel to increase cooling effect by cooling using vaporization.

넷째, 기화 방식으로 건물 내부의 온도를 낮추고 기화에 의해 생성된 수증기를 이용하여 터빈을 구동할 수 있도록 하여 청정 에너지를 확보할 수 있다.
Fourth, it is possible to secure the clean energy by lowering the temperature inside the building by the vaporization method and to drive the turbine by using the steam generated by the vaporization.

도 1은 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 구성도
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 빗물 흐름 장치를 건물 벽체에 설치한 구성도
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 빗물 흐름 장치의 형태를 나타낸 구성도
1 is a block diagram of a waterway building cooling system according to the present invention
2a and 2b is a block diagram of the rainwater flow apparatus installed in the building wall of the waterway-type building cooling system according to the present invention
Figure 3a and Figure 3b is a block diagram showing the configuration of the rainwater flow apparatus of the waterway type building cooling system according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with respect to a preferred embodiment of the channel-type building cooling system according to the present invention.

본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the waterway building cooling system according to the present invention will become apparent from the following detailed description of each embodiment.

도 1은 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 구성도이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 빗물 흐름 장치를 건물 벽체에 설치한 구성도이다.1 is a block diagram of a waterway building cooling system according to the present invention, Figures 2a and 2b is a block diagram of the rainwater flow apparatus of the waterway building cooling system according to the present invention installed on the building wall.

그리고 도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 빗물 흐름 장치의 형태를 나타낸 구성도이다.3A and 3B are diagrams illustrating the configuration of the rainwater flow apparatus of the waterway type building cooling system according to the present invention.

본 발명은 건물 벽체 내부에 수로 형태의 빗물 흐름 장치를 설치하여 빗물이 흘러내리는 동안에 기화되어 건물 내부의 공기 온도를 낮출 수 있도록 한 것이다.The present invention is to install a rainwater flow device in the form of a water channel inside the building wall to be vaporized while the rain water flows to lower the air temperature inside the building.

즉, 여름철 집중 호우 기간에 내린 빗물을 건물 옥상에 설치된 집수 및 저장 장치에 저장하고 건물 내부 온도가 일정 기준을 넘는 경우에는 집수 및 저장 장치의 유출 밸브를 열어 건물 벽체에 설치된 수로 방식 기화 장치로 빗물이 흐르도록 하여 실내 공기의 온도를 낮추는 것이다.In other words, the rainwater collected during the heavy rain in summer is stored in the water collecting and storage devices installed on the roof of the building, and when the internal temperature of the building exceeds a certain standard, the drain valve of the water collecting and storage devices is opened and the rainwater vaporization device installed on the wall of the building rainwater. This will lower the temperature of the room air.

수로 방식 기화 장치는 건물 벽체의 내부에 설치하여 배출되는 수증기를 이용하는 방식으로 구성할 수 있고, 건물 벽체의 실내 공간 쪽에 개방형으로 구성하여 실내 공기와 흐르는 빗물이 직접 접촉하여 기화되도록 하는 방식으로 구성할 수 있다.The waterway type vaporization device can be configured in such a way as to use vapor discharged from the inside of the building wall, and in an open type toward the interior space of the building wall in such a way that the indoor air and flowing rain water are directly contacted and vaporized. Can be.

본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템은 도 1에서와 같이, 건물의 옥상에 설치되어 집중 호우 기간에 내리는 빗물의 집수 및 저장을 위한 집수 및 저장 장치(10)와, 건물 벽체의 내부에 설치되거나 건물 벽체의 실내 공간 쪽으로 개방된 형태로 설치되어 흐르는 빗물에 의해 실내 공기를 기화시키는 수로 방식 기화 장치(20)를 포함한다.Waterway building cooling system according to the invention is installed on the roof of the building as shown in Figure 1, the collection and storage device 10 for the collection and storage of rainwater during the heavy rain period, and installed inside the building wall or building It is installed in the form of open to the interior space of the wall includes a waterway type vaporization device 20 for vaporizing the indoor air by the flowing rain water.

수로 방식 기화 장치(20)를 건물 벽체의 내부에 설치하는 경우에는 기화에 의해 발생하는 수증기를 다른 청정 에너지의 획득을 위하여 사용할 수 있다.When the waterway type vaporization apparatus 20 is installed inside a building wall, water vapor generated by vaporization can be used for obtaining other clean energy.

이를 위한 구성으로 수로 방식 기화 장치(20)의 일부에 연결되어 구성되는 수증기 배출 장치(30) 및 증기 터빈 장치(40)를 더 포함한다.In this configuration, the apparatus further includes a water vapor discharge device 30 and a steam turbine device 40 connected to a part of the channel type vaporization device 20.

증기 터빈(steam turbine)은 고압의 증기를 노즐에서 분출시켜 고속의 증기를 분출하면 이것을 날개 바퀴의 날개에 내뿜어 회전력을 얻는 원동기이다.A steam turbine is a prime mover that ejects high-pressure steam from a nozzle and spouts high-speed steam onto the wings of the wing wheels for rotational power.

분류에 의해 생긴 충격력만을 이용한 충동 터빈과 분류 외에 날개 사이의 단면적을 바꿔서 생긴 반동력을 이용한 반동 터빈이 있는데, 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템에서 발생하는 수증기만으로 증기 터빈 장치(40)를 구동할 수도 있고, 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템에서 발생하는 수증기를 보조 구동력으로 사용하거나, 고압의 증기를 분출할 수 있는 보조 장치를 더 구비할 수도 있다.There is an impulse turbine using only the impact force generated by the classification, and a reaction turbine using the reaction force generated by changing the cross-sectional area between the blades in addition to the classification. The steam turbine device 40 may be driven only by the water vapor generated in the waterway building cooling system according to the present invention. In addition, it may be further provided with an auxiliary device capable of using the steam generated in the waterway building cooling system according to the present invention as an auxiliary driving force, or to eject the high-pressure steam.

이러한 증기 터빈을 이용하여 전기를 생산하는 경우에는 축전지를 사용하여 냉방중에 전기를 축전하고 이를 야간에 건물 조명에도 이용할 수 있다.In the case of producing electricity using such a steam turbine, a storage battery can be used to store electricity during cooling and to use it for building lighting at night.

그리고 수로 방식 기화 장치(20)를 건물 벽체의 내부에 설치하는 경우에는 내부 벽체에 의해 완전하게 밀폐시키는 것이 아니고, 일정 간격으로 기화에 의해 온도가 낮추어진 공기가 실내로 유입되도록 하는 냉방 공기 배출구가 더 구비될 수 있다.When the waterway type vaporization apparatus 20 is installed inside the building wall, the cooling air outlet for introducing the air having the temperature lowered by vaporization into the room is not completely sealed by the internal wall. It may be further provided.

그리고 수로 방식 기화 장치(20)를 건물 벽체의 실내 공간 쪽으로 개방된 형태로 설치되도록 하는 경우에는 실내의 습기 증가를 막기 위하여 수로 방식 기화 장치(20)의 개방되는 부분에 금속망 또는 제습 폴리머를 설치하여 습기가 실내로 유입되는 것을 막을 수도 있다.When the waterway vaporization apparatus 20 is installed in an open form toward the interior space of the building wall, a metal net or a dehumidifying polymer is installed at an open portion of the waterway vaporization apparatus 20 to prevent an increase in moisture in the room. This can prevent moisture from entering the room.

도 2a는 수로 방식 기화 장치를 건물 벽체의 내부에 설치하는 경우를 나타낸 것으로, 건물 외부 벽체(21)와 건물 내부 벽체(23) 사이에 수로 방식 기화 장치(22)를 설치한 것이다.FIG. 2A shows a case where the waterway vaporization apparatus is installed inside the building wall, and the waterway vaporization apparatus 22 is installed between the building exterior wall 21 and the building interior wall 23.

이 경우에는 건물 내부 공간 쪽으로 일정 간격으로 기화에 의해 온도가 낮추어진 공기가 실내로 유입되도록 하는 냉방 공기 배출구가 더 구비될 수 있다.In this case, a cooling air outlet may be further provided to allow air having a lower temperature due to evaporation at a predetermined interval toward the interior space of the building.

그리고 건물의 최상층 또는 각층 마다 수증기 배출 장치(30)를 구비하여 수증기를 집속하고, 수증기 배출 장치(30)와 증기 터빈 장치(40)를 연결하는 수증기 전달 파이프를 통하여 집속된 수증기를 증기 터빈 장치(40)로 보낼 수 있다.In addition, a steam discharge device 30 may be provided on each top floor or each floor of the building to focus the steam, and the water vapor focused through the steam delivery pipe connecting the steam discharge device 30 and the steam turbine device 40 may be steam turbine device ( 40).

수로 방식 기화 장치(22)는 도 3a 또는 도 3b에서와 같이 빗물의 흐름을 원활하게 하기 위하여 일정 경사를 갖도록 설치하거나 계단 경사 형태로 설치할 수 있다.The waterway type vaporization apparatus 22 may be installed to have a predetermined slope or in a stepped slope shape as in FIG. 3A or 3B to smooth the flow of rainwater.

그리고 도 2b는 수로 방식 기화 장치를 건물 벽체의 실내 공간 쪽으로 개방된 형태로 설치되도록 하는 경우를 나타낸 것으로, 건물 벽체(25)의 건물 내부 공간쪽으로 설치되는 개방형의 수로 방식 기화 장치(22)가 도 3a 또는 도 3b에서와 같이 빗물의 흐름을 원활하게 하기 위하여 일정 경사를 갖도록 설치하거나 계단 경사 형태로 설치된 것이다.2B illustrates a case in which the waterway vaporization apparatus is installed in an open form toward the interior space of the building wall, and an open waterway vaporization apparatus 22 installed toward the interior space of the building wall 25 is illustrated. In order to smooth the flow of rainwater as in 3a or 3b it is installed to have a predetermined slope or installed in the form of a stepped slope.

도 2b의 수로식 건물 냉방 시스템은 건물 안쪽으로 빗물이 흐르는 수로가 개방된 것으로 흐르는 빗물과 실내 공기가 집적 접촉하여 기화 현상에 의해 공기 온도가 떨어지도록 한 것이다.In the waterway type building cooling system of FIG. 2B, the rainwater flow channel inside the building is opened, and the rainwater and the indoor air flow in contact with each other to lower the air temperature due to vaporization.

도 2b의 (가)는 흐르는 빗물과 실내 공기가 집적 접촉하도록 실내 공간 쪽으로 개방된 영역이고, (나)부분은 빗물이 흐르는 영역이다.2B is an area open toward the indoor space to integrate the flowing rainwater and the indoor air, and part (b) is an area in which rainwater flows.

본 발명에 따른 수로 방식 기화 장치(22)는 도 3a에서와 같이 바닥면이 평평한 구조를 갖고 일정 각도 경사지도록 제 1,2,3,4,5,6 수로 방식 기화 장치(22a)(22b)(22c)(22d)(22e)(22f)가 구성되도록 구성할 수 있고, 도 3b에서와 같이 바닥면이 계단 형태를 갖고 일정 각도 경사지도록 제 1,2,3,4,5,6 수로 방식 기화 장치(22a)(22b)(22c)(22d)(22e)(22f)가 구성되도록 구성할 수 있다.The channel type vaporization apparatus 22 according to the present invention has the first, second, third, four, five, and six channel type vaporization apparatuses 22a and 22b such that the bottom surface is flat and inclined at an angle as shown in FIG. 3A. 22c, 22d, 22e, and 22f, and the first, second, third, four, five, and six channel systems such that the bottom surface has a step shape and is inclined at an angle as shown in FIG. 3B. The vaporization apparatus 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, and 22f can be comprised.

이와 같은 수로 방식 기화 장치의 구성은 상기한 형태로 한정되는 것이 아니고 실내 환경이나 사용 목적에 따라 벽면에 사용할 수로의 개수를 다르게 하거나, 수로의 표면을 거칠게 하여 흐르는 빗물의 와류, 난류를 발생시켜 냉방 효과를 높이는 것도 가능함은 당연하다.The constitution of the waterway type vaporization device is not limited to the above-mentioned form, and the number of waterways used for the wall surface is varied according to the indoor environment or the purpose of use, or the turbulence of the rainwater and turbulence flowing by roughening the surface of the waterway are cooled. Of course, it is possible to increase the effect.

또한, 이와 같은 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템은 수로 방식 기화 장치를 단층이 아닌 복층으로 구성하는 것도 가능함은 당연하다.In addition, it is natural that the waterway-type building air conditioning system according to the present invention can also constitute a waterway-type vaporization device in multiple layers instead of a single layer.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템은 옥상에 설치된 집수 및 저장 장치를 이용하여 빗물을 저장 --> 건물 상부에서 하부쪽으로 수로 방식 기화 장치로 방류 --> 빗물이 기화하면서 에너지를 흡수하고 실내 공기 온도를 감소 --> 발생 된 수증기는 수증기 배출 장치를 이용하여 증기 터빈 구동에 사용되거나, 금속망을 이용한 재응축으로 냉방에 사용 또는 제습 폴리머에 의해 제거의 순서로 건물 냉방을 하는 것이다.The waterway building cooling system according to the present invention having such a configuration stores rainwater using a water collecting and storage device installed on the roof-> discharged from the upper part of the building to the lower part of the waterway vaporization device-> while rainwater vaporizes energy. Absorb and reduce indoor air temperature-> Generated water vapor is used to drive steam turbines using water vapor exhaust, or for cooling by recondensing with a metal net or by cooling the building in the order of removal by dehumidifying polymers. will be.

본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템에서 빗물의 기화에 의해 실내 공기의 온도를 낮추는 원리를 설명하면 다음과 같다.Referring to the principle of lowering the temperature of the indoor air by the vaporization of rainwater in the waterway-type building cooling system according to the present invention.

물의 상변화를 통해 공기가 빼앗기는 열은 물의 온도 증가로 나타난다. 따라서, 이때 온도 변화를

Figure 112012014684695-pat00001
라 하고 이상기체와 순수한 물에 적용하는 경우의 상변화를 통한 에너지 전달에 관하여 설명하면 다음과 같다.The heat deprived of air through the phase change of water results in an increase in water temperature. Therefore, the temperature change at this time
Figure 112012014684695-pat00001
The following describes the energy transfer through phase change when applied to ideal gas and pure water.

이상 기체의 비열을 상수비열로 가정하면,

Figure 112012014684695-pat00002
라고 물성치를 정리하고, 방의 크기를 가로(5m)*세로(10m)*높이(2m)인 부피(V)가 100(m3)인 공간으로 가정한다.Assuming the specific heat of the ideal gas is a constant specific heat,
Figure 112012014684695-pat00002
The physical properties are summarized, and the size of the room is assumed to be a space having a volume (V) of width (5m) * length (10m) * height (2m) of 100 (m 3 ).

물의 비열을 상수 비열로 가정하면,Assuming the specific heat of water is a constant specific heat,

Figure 112012014684695-pat00003
라고 물성치를 정리하면, 정상 상태의 유동인 경우에는
Figure 112012014684695-pat00004
이다.
Figure 112012014684695-pat00003
In summary, if the flow is in steady state
Figure 112012014684695-pat00004
to be.

이와 같은 내용을 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템에 적용하여 평형 상태를 유지하는 최종 온도를 구하면 다음과 같다.Applying the same to the waterway-type building cooling system according to the present invention to obtain the final temperature to maintain the equilibrium state as follows.

수로에 흐르는 빗물과 실내 공간에 존재하는 이상 기체를 기준으로 서로 주고 받는 에너지 양을 계산하면 다음과 같다.The amount of energy exchanged with each other based on the rainwater flowing in the channel and the ideal gas present in the indoor space is as follows.

물의 에너지 증가량:

Figure 112012014684695-pat00005
Water energy increase:
Figure 112012014684695-pat00005

기체의 에너지 감소량:

Figure 112012014684695-pat00006
Gas energy reduction amount:
Figure 112012014684695-pat00006

이를 기준으로 수로식 건물 냉방 시스템에서의 에너지 평형 방정식은 다음과 같다.Based on this, the energy balance equation in the channel building cooling system is

Figure 112012014684695-pat00007
Figure 112012014684695-pat00007

에너지 평형 방정식을 이용하여 정상 상태 온도를 유지하기 위한 수로에 흘러야하는 최소 부피(

Figure 112012014684695-pat00008
)는 다음과 같다.Using the energy equilibrium equation, the minimum volume that must flow into the channel to maintain steady state temperature (
Figure 112012014684695-pat00008
) Is as follows.

Figure 112012014684695-pat00009
Figure 112012014684695-pat00009

따라서, 실내 공기와 수로를 통하는 빗물의 열평형 방정식에 따른 정상상태온도(

Figure 112012014684695-pat00010
)=22℃를 유지하려면 빗물은 0.03338m3의 부피가 필요하고 빗물의 질량으로 계산하면 33.7kg이 필요한 것을 알 수 있다.Therefore, the steady-state temperature according to the thermal equilibrium equation of rainwater
Figure 112012014684695-pat00010
To maintain) = 22 ° C, rainwater requires a volume of 0.03338m 3 , and the mass of rainwater requires 33.7kg.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템은 우리나라의 기후적 특징인 여름철 집중호우를 이용하여 집수한 빗물을 건물벽 내부에 설치된 수로를 따라 흐르게 하여 빗물의 증발열이 건물 내부의 공기온도를 낮출 수 있도록 하여 여름철 건축물 냉방 효과를 얻고 냉방 전력을 절약할 수 있도록 한 것이다.The waterway-type building air conditioning system according to the present invention described above allows the rainwater collected by using the heavy rain in summer, which is the climatic characteristic of Korea, to flow along the waterway installed inside the building wall, and the heat of evaporation of the rainwater can lower the air temperature inside the building. In this way, the building's cooling effect can be obtained in summer, and cooling power can be saved.

특히, 본 발명에 따른 수로식 건물 냉방 시스템의 수로 방식 기화 장치의 수로에 LED 조명을 설치하거나, 인공 수초 및 장식물을 설치하여 실내 공간의 장식 효과를 갖도록 하는 것도 가능하다.In particular, it is also possible to install the LED lights in the waterway of the waterway type vaporization apparatus of the waterway-type building air conditioning system according to the present invention, or to install artificial plants and decorations to have a decorative effect of the interior space.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention as described above.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.

10. 집수 및 저장 장치 20. 수로 방식 기화 장치
30. 수증기 배출 장치 40. 증기 터빈
10. Collecting and storage device 20. Channel type vaporization device
30. Water vapor exhaust system 40. Steam turbine

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 건물의 옥상에 설치되어 빗물의 집수 및 저장을 위한 집수 및 저장 장치;
서로 평행하게 이격되어 하나의 벽체를 이루고 수직으로 위치하여 건물의 내부 공간쪽으로 일측면이 노출되는 제 1 벽체 및 건물의 외부 쪽으로 일측면이 노출되는 제 2 벽체;
상기 제 1 벽체와 제 2 벽체의 사이에 설치되어, 상기 집수 및 저장 장치에서 배수되는 빗물이 일정 속도로 흐르도록 경사를 갖고 건물 내부의 공기의 온도를 빗물의 기화를 이용하여 낮추는 수로 방식 기화 장치;를 포함하고,
상기 제 1 벽체에는,
일정 간격으로 형성되어 상기 수로 방식 기화 장치로부터 기화에 의해 온도가 낮추어진 공기가 실내로 유입되도록 하는 냉방 공기 배출구가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수로식 건물 냉방 시스템.
A water collecting and storage device installed on the roof of a building for collecting and storing rainwater;
A first wall spaced apart from each other in parallel to form one wall and vertically positioned to expose one side toward an interior space of the building, and a second wall exposed to one side toward the outside of the building;
A waterway vaporization apparatus installed between the first wall and the second wall and having a slope so that rainwater drained from the water collecting and storage device flows at a constant speed and lowering the temperature of the air inside the building by using the rainwater vaporization. Including;
In the first wall,
The cooling system of the waterway type building, characterized in that it is formed at regular intervals further comprises a cooling air outlet for entering the air temperature is lowered by the vaporization from the waterway type vaporization apparatus into the room.
제 4 항에 있어서, 상기 수로 방식 기화 장치는,
바닥면이 평평한 상태로 경사지거나, 계단 형태로 경사진 것을 특징으로 하는 수로식 건물 냉방 시스템.
The water channel vaporization apparatus of claim 4,
A waterway building air conditioning system characterized in that the floor surface is inclined flat or inclined in the form of stairs.
삭제delete
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