KR101683259B1 - 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 및 이 시공 방법 - Google Patents

상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 및 이 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 및 방법에 관한 것으로, 수질 안전성을 확보하기 위해 음식물을 가공 공급하는 식당 또는 주방이나 음용을 위한 급수대 등 식수로 사용하는 공간이나 장소에는 상수만을 급수하고, 지하수를 사용한다 할지라도 전혀 문제될 것이 없는 장비 세척용수, 화단급수 등 조경용수, 화장실 세척용수 및 목욕탕 온 냉수 급수 등에는 지하수만을 급수하되, 지하수의 공급량이 부족한 경우에만 상수를 지하수용으로 보충함으로써 상수도 부하를 경감하고 상수도 비용을 절감함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 지중에 천공 형성되는 지하수 관정(10)과; 상기 지하수 관정에 설치되어 상기 지하수 관정 내부의 지하수를 양수하여 비식용수 급수수단(200)에 급수하는 양수수단과; 상수도 공급원(100)로부터 공급되는 상수를 식용수 급수수단(300)에 급수하는 한편 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 상수 급수수단을 포함하되, 상기 상수 급수수단은 상기 양수수단에 의해 급수되는 지하수가 일정량 이하인 경우 상수를 상기 비식용수 급수수단에 급수한다. 본 발명은 양수수단에 의해 양수되는 지하수를 물탱크(30)에 일시 저장한 후 상기 비식용수 급수수단에 급수하도록 구성된다. 또한, 본 발명은 상기 상수도 공급원으로부터 급수되는 상수를 서비스 탱크(80)에 일시 저장한 후 상기 물탱크에 급수 또는 상기 비식용수 급수수단에 직접 급수하도록 구성된다.

Description

상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 및 이 시공 방법{SYSTEM FOR ECONOMY WATER USING TAP WATER AND UNDERGROUND WATER, AND METHOD FOR CONSTRUCTING THIS SAME}
본 발명은 상수도와 지하수의 급수 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수질 안전성을 확보하기 위해 음식물을 가공 공급하는 식당 또는 주방이나 음용을 위한 급수대 등 식수로 사용하는 공간이나 장소에는 상수만을 급수하고, 지하수를 사용한다 할지라도 전혀 문제될 것이 없는 장비 세척용수, 화단급수 등 조경용수, 화장실 세척용수 및 목욕탕 온 냉수 급수 등에는 지하수만을 급수하되, 지하수의 공급량이 부족한 경우에만 상수를 지하수용으로 보충하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 및 이 시공 방법에 관한 것이다.
군부대나 학교시설의 경우 수용인원이 많아 상수도 사용량(식용수와 비식용수 모두 상수도로 사용함)이 일반 시설물보다 많은 편이며 이에 따른 상수도사용비용이 과다히 지출되는 상태이다.
따라서 상수도 공급과 별도로 지하수를 개발하여 함께 운용되는 경우가 많았으나 최근 들어 노로바이러스 또는 질산성질소 기준 초과 등 지하수 오염사례가 많아 지하수 사용을 배제하고 상수도만을 사용하는 군부대 또는 학교시설이 늘어가고 있는 실정이다.
이러한 현상은 상수도를 단체 급식시설에 연결시 노로바이러스 등에 의한 식중독 사고를 사전에 막을 수 있어 수용인원들에 대해 위생적으로 안전을 지킬 수 있다는 이유이며 반면 지역사회의 상수도 사용 부하율을 높게 함은 물론 상수도 사용 군부대 및 학교시설은 과다한 상수도 사용 요금이 부과되어 예산 활용에 어려움이 있게 되었다.
이러한 상황을 타개하기 위해 군부대 및 학교시설 등 상수도 다량 사용 기관들에 대하여 매설된 노후 상수도 배관에서의 누수를 탐지 조사하여 누수되는 상수도 배관을 찾아 교체하거나 보수 및 시설을 개량하여 상수도 누수를 차단함으로써 상수도 사용량을 절감하도록 하는 사업이 시행되어지고 있다.
종래 상수도 물절약 사업은 누수율을 감소시킴으로써 절감되는 상수도 사용량에 따른 상수도 사용비용을 절감하는 것을 주 목적으로 하고 있을 뿐이다.
그런데 상수도 사용 용도를 음식물을 가공 공급하는 식당 또는 주방이나 음용을 위한 급수대 등 식수로 사용하는 공간이나 장소 또는 시설 외에, 장비 세척용수, 화단급수 등 조경용수, 화장실 세척용수 및 목욕탕 온냉수 급수 등 생활용수처럼 특별히 수질에 영향을 받지 않는 곳에서도 상수도를 사용함에 따라 상수도 사용량이 증대되고 있다.
따라서 수질을 고려할 경우 생활용수 수질기준을 충족하는 지하수를 사용한다 할지라도 전혀 문제될 것이 없는 장비 세척용수, 화단급수 등 조경용수, 화장실 세척용수 및 목욕탕 온 냉수 급수 등에는 지하수를 급수하여 사용하게 함으로써 상수도 사용 부하율을 줄이고 상수도 요금을 크게 절감할 수 있는 방안 마련이 필요한 실정이다.
특허문헌 1(등록실용신안 제20-0201301호)은 모터펌프에 의해 관정으로부터 끌어올린 지하수를 급수관을 통해 저수조로 공급하는 무인 급수장치에 있어서, 상기 급수관 내부의 압력에 비례하는 전압을 출력하는 전자압력감지센서와, 상기 전자압력감지센서의 출력단에 연결되어 입력되는 신호를 소정 레벨로 증폭시키는 증폭기와, 상기 증폭기로부터 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환기와, 저수조의 용량 및 저수조 내의 수위변동에 따른 압력변화의 데이터, 상기 압력변화에 의한 저수조내의 수위레벨 데이터, 시스템 제어에 필요한 프로그램이 내장된 롬과, 상기 A/D변환기의 출력 데이터와 롬의 데이터를 읽어들여 비교 연산하여 그 결과에 따라 설정된 프로그램에 의해 시스템을 제어하기 위한 소정의 제어신호를 출력하는 MPU와, 상기 MPU로부터 출력되는 제어신호에 의해 급수관의 압력, 저수조의 수위, 잔존하는 물의 량 등을 수치로서 표시하는 디스플레이부와, 상기 MPU 및 디스플레이부 사이에 연결되어 MPU의 제어신호로서 디스플레이부를 구동하는 드라이브와, 상기 MPU의 제어신호에 의해 지하수를 펌핑하는 모터펌프를 온.오프시키는 스위칭부와, 상기의 모든 입력데이터와 출력데이터를 일시적으로 저장하는 이이피롬과, 시스템을 조작하기 위한 각종 버튼이 구비된 조작부로 구성된 것이며, 지하수를 원거리의 저수조에 무인으로 급수하는 것일 뿐 상수와 지하수를 적재적소에 급수하는 기술은 아니다.
등록실용신안 제20-0201301호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수질 안전성을 확보하기 위해 음식물을 가공 공급하는 식당 또는 주방이나 음용을 위한 급수대 등 식수로 사용하는 공간이나 장소에는 상수만을 급수하고, 지하수를 사용한다 할지라도 전혀 문제될 것이 없는 장비 세척용수, 화단급수 등 조경용수, 화장실 세척용수 및 목욕탕 온 냉수 급수 등에는 지하수만을 급수하되, 지하수의 공급량이 부족한 경우에만 상수를 지하수용으로 보충할 수 있는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 및 이 시공 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 지중에 천공 형성되는 지하수 관정과; 상기 지하수 관정에 설치되어 상기 지하수 관정 내부의 지하수를 양수하여 비식용수 급수수단에 급수하는 양수수단과; 상수도 공급원으로부터 공급되는 상수를 식용수 급수수단에 급수하는 한편 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 상수 급수수단을 포함하되, 상기 상수 급수수단은 상기 양수수단에 의해 급수되는 지하수가 일정량 이하인 경우 상수를 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 양수수단에 의해 양수되는 지하수를 물탱크에 일시 저장한 후 상기 비식용수 급수수단에 급수하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 상수도 공급원으로부터 급수되는 상수를 서비스 탱크에 일시 저장한 후 상기 물탱크에 급수 또는 상기 비식용수 급수수단에 직접 급수하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 및 방법에 의하면, 수질 안전성을 확보하기 위해 음식물을 가공 공급하는 식당 또는 주방이나 음용을 위한 급수대 등 식용수 급수수단에는 상수만을 급수하여 지하수의 음용으로 인한 노로바이러스 등의 감염으로부터 보호하고, 지하수를 사용한다 할지라도 전혀 문제될 것이 없는 장비 세척용수, 화단급수 등 조경용수, 화장실 세척용수 및 목욕탕 등 비식용수 급수수단에는 지하수만을 급수하는 것을 기준으로 하고, 지하수가 부족한 경우에만 상수를 지하수를 급수하던 비식용수 급수수단에 급수함으로써 지역 상수도 부하를 경감하고 상수도 비용을 절감하는 효과가 있다.
그리고, 상수도의 급수를 경감함으로써 상수도 급수배관의 관경을 축소하고 배관길이도 줄일 수 있으므로 시공비와 유지비도 절감하는 효과가 있다.
또한 지하수를 이용한 물절약 사업 확대를 통해 관련 산업발전과 고용확대를 통해 국가 산업발전에 이바지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템의 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예 5에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템의 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예 6에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템의 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예 7에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템의 구성도.
도 8은 본 발명에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템에 적용된 물탱크의 다른 예시도.
<실시예 1>
도 1에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 지중에 천공 형성되는 지하수 관정(10)과, 지하수 관정(10) 내의 지하수를 양수하는 양수수단[양수펌프(20)와 양수관(21)], 상기 양수수단의 양수관(21)과 연결되어 지하수를 공급받아 저장는 물탱크(30)와, 물탱크(30)에 저장된 물을 비식용수 급수수단(200)[생활관 등 음용되지 않는 물(장비 세척용수, 조경수, 화장실 용수 등)을 급수하는 것을 말함]물 급수관(40)과, 상수도 공급원(100)과 연결되며 상수도를 식용수 급수수단(300)(주방, 식당 등 음용수를 급수하는 시설을 말함)에 급수하는 제1상수도 급수관(50), 상수도 공급원(100)과 연결되며 상수도를 물탱크(30)에 급수하여 지하수의 부족시 상수도를 물탱크(30)를 경유하여 비식용수 급수수단(200)에 급수하도록 하는 제2상수도 급수관(60)으로 구성된다.
지하수 관정(10)은 지중에 다양한 심도로 천공 형성되며 지하수를 보관하게 된다.
상기 양수수단의 양수펌프(20)는 수중펌프로서 지하수 심정(10) 내부에 있는 지하수를 펌핑하여 양수한다.
양수관(21)은 일측이 양수펌프(20)와 연결되는 한편 타측이 물탱크(30) 내부에 연결되도록 설치되며, 양수펌프(20)에 의해 펌핑되는 지하수를 물탱크(30) 내부에 공급하여 저장토록 한다.
물탱크(30)는 양수관(21)으로부터 공급되는 지하수를 저장하며, 아울러 제2상수도 급수관(60)으로부터 공급되는 상수를 저장한다.
즉, 지하수의 부족시 제2상수도 급수관(60)으로부터 공급되는 상수를 비식용수 급수수단(200)에 공급하기 위하여 물탱크(30)는 지하수와 상수를 저장하는 것이다.
물탱크(30)는 내부에 많은 양의 물을 저장함으로써 급수를 원활하게 할 수 있다는 점에서 이점이 있다.
물급수관(40)은 물탱크(30)에 저장된 물(지하수 또는 상수)을 비식용수 급수수단(200)에 공급하는 관이며, 수동 또는 자동에 의해 작동하는 밸브가 함께 구성될 수 있다.
물급수관(40)은 유입포트가 물탱크(30)의 바닥쪽에 연결된다. 물탱크(30)의 물을 강제로 비식용수 급수수단(200)에 급수하도록 물급수관(40)에는 급수펌프가 갖추어질 수 있다. 상기 급수펌프는 필요에 따라 선택적으로 적용되는 것이며 수위와 수압에 의한 물의 자연 급수가 가능한 조건에서는 적용되지 않는다.
제1상수도 급수관(50)은 유입포트가 상수도 공급원(100)에 연결되고 토출포트가 식용수 급수수단(300)가 연결되어 상수를 급수하는 것이며, 기존 상수도 급수관을 이용하는 것도 가능하다.
제2상수도 급수관(60)은 유입포트가 상수도 공급원(100) 또는 제1상수도 급수관(50)에 연결되고 토출포트가 물탱크(30)에 연결되어 상수도 공급원(100)에서 공급되는 상수를 물탱크(30)에 급수한다.
제2상수도 급수관(60)은 토출포트가 물탱크(30)의 천정쪽, 양수관(21)의 토출포트보다 높은 곳, 물탱크(30)가 가득히 채워지는 만 수위보다 높은 곳에 배치되어 물탱크(30) 내부의 물이 역류되지 않도록 한다. 또한, 능동적인 역류방지를 위하여 체크밸브(61)가 함께 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 식용수 급수수단(300)에는 상수를 급수하고 비식용수 급수수단(200)에는 지하수를 급수하는 것을 원칙으로 하며, 상기 양수수단의 고장으로 인한 급수불량 등으로 인한 지하수의 부족시 상수를 비식용수 급수수단(200)에 급수하는 것이며, 이를 위하여 지하수의 양이 충분한 경우에는 제2상수도 급수관(60)을 폐쇄하여 상수를 급수하지 아니하고 지하수의 양이 부족한 경우에는 제2상수도 급수관(60)을 개방하여 상수를 급수한다.
이를 위하여 물탱크(30)에 저장되는 지하수의 양을 측정하기 위한 것으로 수위레벨센서(35)의 저수위센서(31)와 고수위센서(32)가 갖추어지고, 제2상수도 급수관(60)에는 개폐용 밸브(62)가 장착되며, 수위센서(31,32)의 감지 값을 근거로 하여 밸브(62)의 개폐를 제어하는 컨트롤러(70)가 구성된다. 또한, 컨트롤러(70)에 의한 밸브(62)의 제어시 상수가 제2상수도 급수관(60)을 통해 물탱크(30)에 강제로 급수되도록 제2상수도 급수관(60)에는 급수펌프(66)가 갖추어질 수 있다. 상기 급수펌프(66)는 필요에 따라 선택적으로 적용되는 것이며 수위와 수압에 의한 상수의 자연 급수가 가능한 조건에서는 적용되지 않는다.
저수위센서(31)에 의한 감지 값은 지하수의 부족으로 인한 상수의 급수하기 위한 값으로 사용되고, 고수위센서(32)에 의한 감지 값은 상수의 급수를 중단하기 위한 값으로 사용된다.
수위센서는 저수위센서(31)와 고수위센서(32)로 한정되지 않으며, 또한 수위센서와 동일한 기능을 수행하는 다른 센서로도 대체 가능한 것이다.
컨트롤러(70)는 저수위센서(31)에 의한 감지시 밸브(62)의 개방 동작을 제어하여 상수가 제2상수도 급수관(60)을 통해 물탱크(30)에 급수되도록 하고, 고수위센서(32)에 의한 감지시 밸브(62)의 폐쇄 동작을 제어하여 상수가 물탱크(30)에 급수되는 것을 중단하도록 한다.
물론, 지하수 양수펌프(20)를 가동하기 위한 수위제어센서기능을 함께 할 수 있도록 구성하거나 별도로 독립적으로 운용될 수 있도록 구성할 수 도 있음은 당연하다.
본 실시예에 따르면, 지하수 심정(10) 내부의 지하수는 양수수단의 양수펌프(20)에 의해 펌핑된 후 양수관(21)을 통해 물탱크(30) 내부에 급수되어 저장된다.
이때는 물탱크(30) 내부에 지하수만 저장되어 있으며, 지하수는 물급수관(60)을 통해 비식용수 급수수단(200)에 급수되어 사용된다.
상수는 제1상수도 급수관(50)을 통해 식용수 급수수단(300)에 급수되어 급수대의 음용수, 주방의 그릇 세척수로 사용된다.
한편, 저수위센서(31)를 통해 저수위가 감지되면 컨트롤러(70)는 지하수의 부족으로 판단하여 상수가 물탱크(30)에 급수되도록 제어하며, 즉 밸브(62)를 통해 제2상수도 급수관(60)을 개방하여 상수도 공급원(100)의 상수가 제2상수도 급수관(60)을 경유하여 물탱크(30)에 저장되도록 한다. 이 때 지하수는 양수관(21)을 통해 물탱크(30)에 지속적으로 급수되어도 무방하다.
물탱크(30)에는 지하수와 상수가 혼합 저장될 것이며, 이 혼합수는 물급수관(40)을 통해 비식용수 급수수단(200)에 급수된다.
즉, 지하수의 양이 충분한 경우 지하수를 비식용수로 공급하여 상수의 부담을 경감하고, 지하수의 급수 차질시 상수를 비식용수로 급수하므로 상수와 지하수의 전체적인 밸런스를 유지한다.
물탱크(30)는 본 발명을 위해 신설되는 것도 가능하지만, 기존 식수용 급수수단(300)에 상수를 공급하는 상수 저장탱크의 용도변경으로도 가능하다. 예를 들어 제1상수도 급수관(50)을 통해 상수도 공급원(100)과 식용수 급수수단(300)을 직접 연결하여 상수가 직접 급수되도록 하고, 한편, 기존 상수라인을 제거 또는 폐쇄하면서 양수수단의 양수관(21)과 물탱크(30)를 연결함과 아울러 제2상수도 급수관(60)을 배관함으로써 상수를 물탱크(30)에 필요시 보충하도록 구성된다.
또한 물탱크(30)에 저장되는 지하수와 상수는 비식용수 급수수단(200)에 공급되기 때문에 혼합되는 것도 무방하지만, 도 8에서 보이는 것처럼, 물탱크(30)의 내부를 격벽(36)에 의해 지하수 저장부(37)와 상수 저장부(38)로 구획하는 것도 가능하다.
지하수 저장부(37)는 양수수단의 양수관(21)과 연결되는 한편 물급수관(40)을 통해 비식용수 급수수단(200)과 연결되고, 상수 저장부(38)는 배관을 통해 상수도 공급원(100)과 연결되는 한편 제1상수도 급수관(50)을 통해 식용수 급수수단(300)과 연결되며, 지하수 저장부(37)와 상수 저장부(38)는 제2상수도 급수관(60)[상수 저장부(38)에 저장된 상수를 지하수 저장부(37)에 공급하기 위한 펌프 포함]을 통해 연결된다.
격벽(36)은 단일 벽체일 수 있고, 또는 내부에 공간이 형성된 탱크형 벽체도 가능하며, 탱크형 벽체인 격벽(36)의 내부에는 내부에 있는 물의 배수를 위한 드레인수단(드레인관, 드레인밸브)(39)이 갖추어질 수 있으며, 지하수 또는 상수가 서로 섞이는 것을 효과적으로 막는 이점이 있다.
이렇게 구성된 탱크형 격벽은 표고가 높은 지역에 상수도를 직접 공급하지 못하고 재차 송수하고자 하는 압력이 필요하게 되는 고지대 사용처와 또는 저지대 사용처와 혼용되는 경우 제한된 면적에 물탱크를 효율적으로 배치하여 가압 급수가 가능하게 됨으로써 상수도와 지하수를 겸하여 공급할 수 있도록 하는 본 발명의 취지를 실행할 수 있는 효과가 있다.
<실시예 2>
도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 상수를 물탱크(30)에 직접 급수하기 어려운 환경에서 상수의 급수가 가능 및 용이하도록 서비스 탱크(80)가 실시예 1에 추가로 적용된 것이다.
서비스 탱크(80)는 상수 공급관(81)을 통해 상수도 공급원(100)과 연결되어 상수를 급수받아 저장하며, 아울러 제2상수도 급수관(60)을 통해 물탱크(30)와 연결되어 저장된 상수를 물탱크(30)에 급수한다.
이때, 제2상수도 급수관(60)은 토출단이 양수관(21)에 연결될 수 있으며 양수관(21)에는 체크밸브(61)가 설치되어 상수가 지하수쪽으로 역류되어 연결되는 것을 방지한다.
제1상수도 급수관(50)은 유입단이 상수도 공급원(100)과 서비스 탱크(80)를 연결하는 상수 급수관(81)에 연결되고 서비스 탱크(80)와의 사이에 체크밸브(82)가 구성됨으로써 제1상수도 급수관(50)을 통해서 안정적인 상수의 급수가 가능하고 유사시 물탱크(30)측에서 지하수와 상수의 혼합수가 유입되더라도 식용수 급수수단(300)에는 순수한 상수를 급수할 수 있다는 점에서 큰 이점이 있다. 또한 상수 급수관(81)에는 개폐용 밸브(86)가 설치되고, 이 개폐용 밸브(86)는 컨트롤러(70)의 제어 등을 통해 개폐되어 서비스 탱크(80)에 일정량의 상수가 저장되도록 한다.
서비스 탱크(80)는 물탱크(30)의 지하수 수위를 근거로 하여 상수를 물탱크(30)에 급수하도록 다음과 같이 구성되며, 물탱크(30)에 저장된 지하수의 양이 부족한 경우 서비스 탱크(80)에 저장된 상수를 물탱크(30)에 급수하기 위한 급수펌프(83)가 제2상수도 급수관(60)에 설치된다.
또한, 서비스 탱크(80)는 상수의 급수로 인한 부족분을 채우기 위하여 볼탑밸브(84)가 구성될 수 있다. 즉 볼탑밸브(84)의 위치에 따른 개폐를 통해 상수도 공급원(100)로부터 상수를 급수받아 저장하거나 급수를 차단하여 서비스 탱크(80)에는 항시 적정량의 상수가 저장되도록 한다.
도면에서 물탱크(30)에 지하수의 양을 감지하기 위한 볼탑밸브(33)가 설치되는 것으로 도시되었으며, 급수펌프(83)는 물탱크(30)의 볼탑밸브(33)와 연동하여 가동 또는 정지한다.
물론, 물탱크(30)의 볼탑밸브(33)와 서비스 탱크(80)의 볼탑밸브(84)는 동등한 기능을 수행하는 다른 것으로 대체될 수 있는 것이다.
그 이외의 구성은 전술한 실시예 1과 동일하다.
한편, 물탱크(30)의 수위레벨센서(35)의 저수위센서(31)와 고수위센서(32)의 감지 값에 의해 서비스 탱크(80)의 급수펌프(83)가 가동되어 물탱크(30)의 수위가 조정되게 된다. 또는 물급수관(40)에 설치된 압력센서(95)는 물탱크(30)의 수위가 내려가게 되면 자연히 내려간 수위만큼에 해당되는 압력이 강하하게 되며 이렇게 강하된 압력이 일정 압력이하가 되면 서비스 탱크(80)의 급수펌프(83)가 가동되어 물탱크(30)의 수위를 올리게 되고 급수가 되어 물탱크(30) 수위가 올라 제한된 압력만큼 수압이 상승하게 되면 압력센서(95)가 이를 감지하여 서비스 탱크(80)의 급수펌프(83)의 가동을 중지시켜 물탱크(30)의 수위를 조정하게 하도록 할 수 도 있다.
물론 서비스 탱크(80)의 수위 역시 일반적인 볼탑밸브(84)를 적용하지 않고 수위레벨센서(85)와 컨트롤러를 조합하여 개폐용 밸브(86)를 자동으로 개폐하여 수위가 조정될 수 있도록 구성할 수도 있다.
<실시예 3>
도 3에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 서비스 탱크(80)에 저장된 상수를 물탱크(30)에 급수하는 급수수단이 압력탱크(90)에 의한 급수방식인 점에서 실시예 1,2와 차이점이 있다.
압력탱크(90)는 통상적으로 사용되는 급수용 일반압력탱크와 유사 동일한 것으로 이해하면 되며 질소가스가 충진된 팽창고무튜브가 내장된 압력탱크(90) 내부의 압력이 비식용수 급수수단(200)에서 물을 사용하거나 물탱크(30) 수위가 내려가 압력이 강하되었을 때 압력센서(91)가 이를 감지하여 급수펌프(91)를 가동시켜 서비스 탱크(80)로부터 급수가 가능하게 한 것이다.
이 방식은 서비스 탱크(80)에서 급수되는 상수가 물탱크(30)를 경유하지 않고 물급수관(40)을 통해 직접 비식용수 급수수단(200)에 급수되는 것이 가능하다. 물론 이러한 작동을 위해서는 제2상수도 급수관(60)과 물급수관(40)을 연결하는 바이패스관(61), 물탱크(30)의 토출측을 개폐하여 제2상수도 급수관(60)의 상수가 바이패스관(61)을 통해 제2상수도 급수관(60)에 급수되도록 하는 제1,2밸브(42),(43)가 갖추어지며, 상수가 물급수관(40)이나 물탱크(30) 쪽으로 역류하는 것을 방지하고 압력탱크(90)가 유지하는 일정 범위의 수압을 유지시키기 위해 체크밸브(44)가 구성된다. 제1밸브(42)는 제2상수도 급수관(60)을 개폐하고 제2밸브(43)는 바이패스관(61)을 개폐하되 제1밸브(42)와 반대로 동작한다.
이는 압력탱크(90)에 의한 급수방식과 독립적으로도 사용 가능한 것이므로 전술한 실시예 1,2에 적용될 수 있으며, 상수도 공급원(100)에서 연결한 제1상수도 급수관(50)을 연결설치 하지 않거나 이용하지 않고 압력탱크(90)가 직접 식용수 급수수단(300)에 연결되어 급수대의 음용수, 주방의 그릇 세척수로 사용되도록 할 수 있다. 이때, 제1상수도 급수관(50)가 함께 적용될 수 있으며, 단 제1상수도 급수관(50)에는 개폐를 위한 밸브(55)가 갖추어진다.
또한 수위레벨센서를 구성하여 물탱크(30)와 서비스탱크(80)의 수위를 조정하는 것 역시 실시예 1,2와 동일한 것으로 간주하면 될 것이다.
<실시예 4>
도 4에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 실시예 1 내지 3과 비교하면, 물탱크(30)를 사용하지 않고 압력탱크(22)에 의한 급수방식으로 지하수를 비식용수 급수수단(200)에 급수하는 점에 차이점이 있다.
양수관(21)에는 압력탱크(22)가 설치되어 있으며, 압력탱크(22)의 토출단에는 물급수관(60)(단 본 실시예는 지하수만 급수)이 연결되어 압력탱크(22)의 압력을 통해 지하수를 비식용수 급수수단(200)에 급수한다.
제2상수도 급수관(60)은 비식용수 급수수단(200)에 연결되어 상수를 급수한다.
즉 비식수용 급수수단(200)에서 물 사용이 이루어져 압력탱크(22)의 내부 압력이 일정 기준 이하로 강하하면 압력탱크(22)에 설치된 압력센서(25)가 이를 감지하여 지하수 공급용 양수펌프(20)를 가동시켜 지하수 공급이 이루어지도록 한 것이다.
한편 양수펌프(20)나 압력탱크(22)의 기능이상으로 지하수 공급이 이루어지지 않게 되는 경우 압력센서(26)에 의해 이 신호가 감지되어지게 되고 압력센서(26)의 일정 범위 내에서 급수얍력이 물급수관(60) 내부에 존재할 수 있도록 서비스 탱크(80)에 연결된 급수펌프(83)를 가동시키게 된다. 이때도 상수가 지하수 양수관(21)에 역류하지 않도록 체크밸브(61)를 설치하되 압력탱크(22) 전단에 설치하거나 별도의 압력센서(27)를 물급수관(40)[또는 양수관(21)] 중간에 설치하여 운용할 수 도 있다. 물론 이때 도 3에서와 같이 상수용 압력탱크(90)를 별도 구성하고 압력센서(92)를 통해 감지된 신호를 이용하여 서비스 탱크(80)에 연결된 급수펌프(83)를 가동시키게 하여 상수를 비식용수 급수수단(200)에 급수할 수 있게 할 수도 있다.
본 실시예도 압력탱크(90)가 직접 식용수 급수수단(300)과 연결되어 상수를 직접 급수할 수도 있으며, 제1상수도 급수관(50)이 함께 적용되는 경우 제1상수도 급수관(50)은 밸브(55)를 통해 개폐된다. 이때, 압력탱크(90)와 식용수 급수수단(300)을 연결하는 배관을 개폐하는 밸브(56)가 갖추어진다. 상기 밸브(55,56)는 개폐가 서로 반대로 작동할 수 있다.
<실시예 5>
도 5에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 제2상수도 급수관(60)이 물탱크(30)에 연결되지 않고 비식용수 급수수단(200)에 직접 연결되어 상수를 비식용수 급수수단(200)에 직접 급수하는데 특징이 있다.
본 실시예에 따르면, 물탱크(30)에 지하수만 저장되며, 따라서, 물급수관(40)을 통해서는 지하수만 비식용수 급수수단(200)에 급수된다.
물탱크(30)에 일정량 이하의 지하수가 저장되면 물급수관(40)을 밸브(41)로 폐쇄하고, 급수펌프(83) 등을 통해 상수를 비식용수 급수수단(200)에 급수한다.
<실시예 6>
도 6에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 물탱크(30)가 급수탑이나 산 언덕에 설치되지 않고 건물 지하층이나 지면 등에 설치되는 경우이며, 물탱크(30)에 저장된 물은 압력탱크(34) 등을 통해 비식용수 급수수단(200)에 급수된다.
그 이외의 구성은 전술한 실시 예를 통해 실시 가능하다.
<실시예 7>
도 7에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템은, 제2상수 급수관(60)을 직접 물탱크(30)에 연결하여 물탱크(30)에 직접 상수를 공급하도록 하되 실시예 1과 같이 물탱크(30)가 가득히 채워지는 만 수위보다 높은 쪽에 상수 토출포트가 구성되도록 하여 물탱크(30)에 저수된 지하수와 상수가 직접 접촉되지 않도록 구성하게 함으로써 서비스 탱크(80) 운용없이도 상수공급이 가능하게 한다.
밸브(62)에 의해 상수를 물탱크(30)에 공급하는 것은 실시예 1, 2와 동일하다.
본 발명에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법은 기존에 상수도 급수배관이 비식용수 급수수단에 연결된 것을 정리하면서 시공하는 것과 신규 시공하는 것으로 구분된다.
전자의 기존 상수도 급수배관이 비식용수 급수수단에 연결된 상태에서 시공 방법은 다음과 같다.
1. 지하수 관정 천공 및 양수수단 설치.
비식용수 급수수단(200) 부근에 지하수 관정(10)을 천공 시공하고, 천공된 지하수 관정(20)에 양수수단(20,21)을 설치한다. 물론, 지하수 관정(10)이 이미 시공되어 있는 경우에도 적용 가능한 것이므로 시공되어 있는 지하수 관정(10)에 양수수단(20,21)을 설치한다.
2. 기존 상수도 급수배관 정리.
기존에 시공되어 있는 상수도 급수배관을 식용수 급수수단(300)과 연결되는 배관(음식물을 가공 공급하는 식당 또는 주방이나 음용을 위한 급수대 등 식수로 사용하는 공간이나 장소 또는 시설에 공급되는 배관) 그리고 비식용수 급수수단(200)과 연결되는 배관으로 구분한다.
비식용수 급수수단(200)과 연결되는 배관을 절단하거나 폐쇄하여 기존 급수방식에 의해 상수가 비식용수 급수수단(200)에 급수되는 것을 차단한다.
이 과정에서 기존 상수도 급수배관 중 누수되는 부분을 찾아 보수하거나 신설배관을 설치하여 누수가 없도록 하는 것도 포함된다.
본 공정은 기존에 상수도 급수배관이 비식용수 급수수단(200)과 연결되어 있는 기시공 상태에서만 필요로 하는 것이며, 신규 시공시에는 진행되지 아니하고, 즉 신규 시공시에는 제1상수 급수관(50)을 식용수 급수수단(300)에 연결하는 공정과 제2상수 급수관(60)을 비식용수 급수수단(200)에 연결하는 공정을 거치게 된다.
3. 양수수단과 비식용수 급수수단 연결.
양수수단의 양수관(21)을 직접 또는 간접적[물탱크(30) 등 경우]으로 비식용수 급수수단(200)과 연결하고 밸브 등을 함께 설치하여 지하수를 비식용수 급수수단(200)에 급수되도록 한다.
아울러, 상수를 비식용수 급수수단(200)에 급수하기 위한 구성[제2상수 급수관(60), 서비스 탱크(80) 등]을 설치한다.
이상의 공정을 통해 본 발명의 시공을 완료한다.
10 : 지하수 관정, 20 : 양수펌프
21 : 양수관, 30 : 물탱크
31 : 저수위센서, 32 : 고수위센서
33 : 볼탑밸브, 40 : 물급수관
50 : 제1상수도 급수관, 60 : 제2상수도 급수관
70 : 컨트롤러, 80 : 서비스 탱크

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 지중에 천공 형성되는 지하수 관정과;
    상기 지하수 관정에 설치되어 상기 지하수 관정 내부의 지하수를 양수하여 비식용수 급수수단에 급수하는 양수수단과;
    상기 양수수단으로부터 공급되는 지하수를 일시 저장한 후 저장되는 물을 물급수관을 통해 비식용수 급수수단에 급수하는 물탱크(30)와;
    상수도 공급원으로부터 공급되는 상수를 식용수 급수수단에 급수하는 한편 일부 상수를 상기 물탱크에 급수하여 상기 물탱크를 통해 상기 비식용수 급수수단에 급수하거나 상기 비식용수 급수수단에 직접 급수하는 상수 급수수단을 포함하되,
    상기 상수 급수수단은 상기 상수도 공급원과 상기 식용수 급수수단을 연결하는 제1상수도 급수관(50), 유입측이 상기 상수도 공급원 또는 상기 제1상수도 급수관과 연결되는 한편 토출측이 상기 비식용수 급수수단에 연결됨과 아울러 밸브(62)를 통해 개폐되는 제2상수도 급수관(60), 상기 물탱크에 저장 중인 지하수의 양이나 상기 비식용수 급수수단에 급수되는 지하수의 양과 압력 중 하나 이상을 감지하는 센서, 상기 제2상수도 급수관에 설치되는 급수펌프, 상기 센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 밸브와 급수펌프의 구동을 제어하는 컨트롤러(70)를 포함하고, 이에 의하여 상기 센서에 의한 감지 결과 상기 물탱크 내부에 저장 중인 지하수가 일정량 이하인 경우 상기 밸브를 통해 상기 제2상수도 급수관을 개방하는 한편 상기 급수펌프를 가동 제어하여 상수를 상기 물탱크에 급수한 후 상기 물탱크에 저장된 지하수와 함께 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템.
  3. 지중에 천공 형성되는 지하수 관정과;
    상기 지하수 관정에 설치되어 상기 지하수 관정 내부의 지하수를 양수하여 비식용수 급수수단에 급수하는 양수수단과;
    상수도 공급원(100)으로부터 공급되는 상수를 식용수 급수수단에 급수하는 상수 급수수단과;
    상수 공급관(81)을 통해 상기 상수도 공급원와 연결되며 상기 상수도 공급원으로부터 상수를 공급받아 일시 저장한 후 상기 식용수 급수수단 또는 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 서비스 탱크를 포함하며,
    상기 상수 급수수단은 상기 상수도 공급원과 상기 식용수 급수수단을 연결하는 제1상수도 급수관(50), 유입측이 상기 서비스 탱크와 연결되는 한편 토출측이 상기 비식용수 급수수단에 연결되는 제2상수도 급수관(60), 상기 비식용수 급수수단에 급수되는 지하수의 양과 압력 중 하나 이상을 감지하는 센서, 상기 상수 공급관에 설치되는 개폐용 밸브(86), 상기 제2상수도 급수관에 설치되는 급수펌프, 상기 센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 개폐용 밸브와 급수펌프의 구동을 제어하는 컨트롤러(70)를 포함하고, 이에 의하여 상기 센서에 의한 감지 결과 상기 양수수단에 의해 급수되는 지하수가 일정량 이하인 경우 상기 급수펌프를 가동 제어하여 상기 서비스 탱크에 저장 중인 상수를 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템.
  4. 지중에 천공 형성되는 지하수 관정과;
    상기 지하수 관정에 설치되어 상기 지하수 관정 내부의 지하수를 양수하여 비식용수 급수수단에 급수하는 양수수단과;
    상기 양수수단으로부터 공급되는 지하수를 일시 저장한 후 저장되는 물을 물급수관(40)을 통해 비식용수 급수수단에 급수하는 물탱크와;
    상수도 공급원으로부터 공급되는 상수를 식용수 급수수단에 급수하는 상수 급수수단과;
    상기 상수도 공급원으로부터 공급되는 상수를 일시 저장한 후 상기 비식용수 급수수단에 직접 급수하거나 상기 물탱크에 공급하여 상기 물탱크를 통해 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 서비스 탱크를 포함하되,
    상기 상수 급수수단은 상기 상수도 공급원과 상기 식용수 급수수단을 연결하는 제1상수도 급수관(50), 유입측이 상기 서비스 탱크와 연결되는 한편 토출측이 상기 물탱크에 연결되는 제2상수도 급수관(60), 상기 제2상수도 급수관(60)과 물급수관(40)을 연결하는 바이패스관(61), 상기 제2상수도 급수관과 상기 바이패스관을 각각 개폐하되 서로 반대의 개폐 동작을 하여 상기 제2상수도 급수관의 상수가 상기 바이패스관(61)을 통해 상기 제2상수도 급수관(60)에 급수되도록 하는 제1,2밸브(42),(43), 상기 물탱크에 저장 중인 지하수의 양이나 상기 비식용수 급수수단에 급수되는 지하수의 양과 압력 중 하나 이상을 감지하는 센서, 상기 서비스 탱크에 저장 중인 상수를 펌핑하는 급수펌프, 상기 센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 급수펌프의 구동을 제어하는 컨트롤러(70)를 포함하고, 이에 의하여 상기 센서에 의한 감지 결과 상기 물탱크 내부에 저장 중인 지하수가 일정량 이하인 경우 상기 급수펌프를 가동 제어하여 상기 서비스 탱크에 저장 중인 상수를 상기 물탱크에 급수한 후 상기 물탱크에 저장된 지하수와 함께 상기 비식용수 급수수단에 급수하거나 상기 서비스 탱크에 저장 중인 상수를 상기 바이패스관을 통해 상기 물탱크를 바이패스한 후 상기 비식용수 급수수단에 급수하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양수수단에 의해 양수되는 지하수 또는 상기 상수 급수수단에 의해 급수되는 상수를 각각 압력탱크식 급수법으로 급수하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템.
  7. 삭제
  8. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서, 상기 물탱크는 내부가 격벽(36)을 통해 지하수 저장부(37)와 상수 저장부(38)로 구획되며, 상기 지하수 저장부는 상기 양수수단과 비식용수 급수수단 및 상수 저장부와 연결되고, 상기 상수 저장부는 상기 상수도 공급원 및 상기 식용수 급수수단과 연결되는 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 격벽은 내부에 공간이 형성된 탱크형이면서 드레인수단을 통해 내부에 있는 물이 배수되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템.
  10. 청구항 2 또는 청구항 4에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법으로서,
    비식용수 급수수단(200) 부근에 지하수 관정(10)을 천공 시공한 후 상기 지하수 관정(20)에 양수수단(20,21)을 설치하거나, 이미 시공되어 있는 지하수 관정에 양수수단(20,21)을 설치하는 제1단계와;
    기존에 시공되어 있는 상수도 급수배관을 식용수 급수수단(300)과 연결되는 배관 그리고 비식용수 급수수단(200)과 연결되는 배관으로 구분하고, 상기 비식용수 급수수단(200)과 연결되는 배관을 절단하거나 폐쇄하여 기존 급수방식에 의해 상수가 비식용수 급수수단(200)에 급수되는 것을 차단하는 제2단계와;
    물탱크를 시공함과 아울러 상기 양수수단과 상기 물탱크를 배관으로 연결하여 상기 양수수단에 의해 양수되는 지하수를 상기 물탱크에 저장하도록 하고 상기 물탱크를 상기 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템에 적용된 상수 급수수단의 제2상수도 급수관과 연결하여 상기 물탱크에 지하수 또는 지하수와 상수의 혼합수가 저장되도록 하고, 상기 비식용수 급수수단에 지하수 또는 지하수와 상수의 혼합수가 급수되도록 상기 물탱크를 비식용수 급수수단과 연결하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제2단계는 기존에 시공되어 있는 상수도 급수배관의 누수확인을 통해 누수되는 부분을 보수하거나 신설 배관으로 교체하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법.
  12. 청구항 2 또는 청구항 4에 의한 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법으로서,
    비식용수 급수수단(200) 부근에 지하수 관정(10)을 천공 시공한 후 상기 지하수 관정(20)에 양수수단(20,21)을 설치하거나, 이미 시공되어 있는 지하수 관정에 양수수단(20,21)을 설치하는 제1단계와;
    물탱크를 시공함과 아울러 상기 양수수단과 상기 물탱크를 배관으로 연결하여 상기 양수수단에 의해 양수되는 지하수를 상기 물탱크에 저장하도록 하고 상기 물탱크를 상기 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템에 적용된 상수 급수수단의 제2상수도 급수관과 연결하여 상기 물탱크에 지하수 또는 지하수와 상수의 혼합수가 저장되도록 하며, 상기 비식용수 급수수단에 지하수 또는 지하수와 상수의 혼합수가 급수되도록 상기 물탱크를 비식용수 급수수단과 연결하여 상기 비식용수 급수수단에 급수되는 지하수의 양이 일정양 이하인 경우 상수를 상기 물탱크에 급수하여 상기 물탱크에 저장된 지하수와 함께 상기 비식용수 급수수단에 급수되도록 하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법.
  13. 삭제
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 상수도 공급원과 연결되어 상수를 공급하도록 운용되는 서비스 탱크를 설치하며, 기존 상수 저장탱크와 상수도 공급원을 연결하던 배관을 제거 내지 폐쇄하는 한편 상기 상수도 공급원을 상기 식용수 급수수단 및 상기 서비스 탱크와 연결하고, 상기 서비스 탱크를 상기 비식용수 급수수단과 연결하여 상기 서비스 탱크를 상기 물탱크로 대체하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 상수도 공급원과 연결되어 상수를 공급하도록 운용되는 서비스 탱크를 설치하며, 기존 상수 저장탱크와 상수도 공급원을 연결하던 배관을 제거 내지 폐쇄하는 한편 상기 상수도 공급원을 상기 식용수 급수수단 및 상기 서비스 탱크와 연결하고, 상기 서비스 탱크를 상기 비식용수 급수수단과 연결하여 상기 서비스 탱크를 상기 물탱크로 대체하는 것을 특징으로 하는 상수도와 지하수 겸용 급수 물절약 시스템 시공 방법.
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