KR101702301B1 - 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 옥상에 설치되어 내리는 비를 저장하는 빗물저장고와, 상기 빗물저장고와 연결되어 상기 옥상의 바닥에 배설되고 상기 빗물저장고에 저장된 빗물을 상기 옥상 전체에 분사할 수 있도록 일정간격으로 스프링클러가 구비되는 분사관과, 상기 옥상의 온도를 측정하기 위해 상기 옥상의 표면에 설치되는 온도센서와, 상기 온도센서에 측정된 온도가 기 설정된 온도를 벗어나는 경우 상기 빗물이 옥상 전체에 분사되도록 상기 스프링클러의 구동을 제어하는 제어부와, 상기 빗물저장고의 외벽에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 패널 및 상기 태양광 패널로부터 생산된 전기 에너지를 저장하여 전원을 공급하는 축전지를 포함하는 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 평상시 내리는 비를 옥상에 설치된 빗물저장고에 저장하고, 옥상의 온도가 기 설정된 온도 이상 일 때, 빗물저장고와 연결된 분사관의 스프링클러를 작동시켜 저장된 빗물을 옥상에 고르게 분사하여 건물 상부의 온도를 떨어뜨림으로써 냉방장치의 가동률을 낮춰 냉방비 및 에너지를 절약하고, 여름철 가중되는 전력난을 해소할 수 있다. 또한, 빗물저장고 외벽에 태양광 패널을 설치하여 자체 발전된 전기에너지로 스프링클러를 작동시키고, 버려지는 빗물을 활용하여 건물의 온도를 낮춤으로써 친환경적이며, 관리 및 유지비용을 절약할 수 있다.

Description

빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치{Cooling Apparatus In Building Using The Rainwater}

본 발명은 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 건물의 옥상에 빗물저장고를 설치하여 평상시 내린 비를 저장한 후 건물 옥상에 별도로 설치된 온도센서에 의하여 측정된 온도가 기 설정된 온도 이상일 때, 스프링클러를 작동시켜 저장된 비를 옥상에 분사함으로써 건물 상부의 온도를 떨어드릴 수 있도록 하는 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 옥상은 태양 빛을 그대로 흡수하기 때문에 여름에는 건물의 온도가 높아지고, 높아진 건물의 온도는 건물 내부로 전달되어 실내의 온도를 상승시키게 되며, 상승 된 실내의 온도를 낮추기 위해 냉방장치의 가동률이 높아 에너지 소비량이 극도로 증가하게 된다.

종래에는 건물 지붕에 쿨링 시스템을 설치하여 지붕을 물의 분무에 의해 냉각시키는 기술이 제시된 바 있다.

선행기술 특허등록 제 0239827 호(출원번호1996-55312) “지붕 표면의 냉각장치용 스프레이 헤드”에서는 지붕 위로 물을 공급하는 통상의 급수관에 결합되어 있는 티 이음관으로 스프레이 헤드를 결합하여 스프레이 헤드에 의해 급수관으로 공급되는 물을 공급받아 지붕의 표면으로 물을 분사함으로서 태양열에 의해 데워진 지붕표면을 냉각시켜 건물의 실내 온도를 떨어뜨리는 기술이 제안되었다.

또한, 특허등록 제 1132544 호(출원번호 2009-0071941) “지붕의 냉각 시스템”에서는 지붕 표면의 냉각이 물 스프레이를 통하여 이루어지도록 하지 않고 지붕 표면에 연속 흐름식 냉수막이 형성되도록 하는 방식으로 이루어지도록 하여 냉각 효율의 극대화가 이루어지도록 하며, 사용된 냉각수는 지하에 설치된 탱크에 보관하여 지표면 이하의 열로 자연 냉각이 가능하도록 한 후 지붕의 냉각수로 재사용할 수 있도록 하는 기술이 제안되었다.

그러나 상기의 선행기술들은 지면의 지하수 또는 수돗물 등을 펌프를 이용하여 지붕 꼭대기까지 끌어올리는 방식으로서, 펌프를 구동시키는 전력의 소모가 크고, 대형 건물이나 대형 공장, 아파트 등 고층건물의 경우, 펌프를 이용하여 지하수 또는 수도물을 끌어올려 옥상이나 지붕에 분사하는 구조가 매우 복잡하며, 이로 인하여 관리 및 유지비용이 많이 드는 문제점이 있었다. 또한, 전력의 소모가 크기 때문에 여름철 가중되는 전력난을 해소하지 못할 뿐만 아니라 경제적으로 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

한국등록특허: 10 - 1132544 (공고일 2012. 04. 03)

한국등록특허: 10 - 0239827 (공고일 2000. 01. 15)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서,

본 발명의 목적은 건물의 옥상에 빗물저장고를 설치하여 평상시 내린 비를 저장한 후 건물 옥상에 별도로 설치된 온도센서에 의하여 측정된 온도가 기 설정된 온도 이상일 때, 스프링클러를 작동시켜 저장된 비를 옥상에 분사함으로써 건물 상부의 온도를 떨어뜨릴 수 있는 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 빗물저장고 외벽에 태양광 패널을 설치하여 자체 발전된 전기에너지로 스프링클러를 작동시키고, 버려지는 빗물을 활용하여 건물의 온도를 낮춤으로써 친환경적이며, 건물의 온도를 낮춰 냉방장치의 가동률을 낮춤으로써 여름철 가중되는 전력난을 해소할 수 있는 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치는 건물의 옥상에 설치되어 내리는 비를 저장하는 빗물저장고와, 상기 빗물저장고와 연결되어 상기 옥상의 바닥에 배설되고 상기 빗물저장고에 저장된 빗물을 상기 옥상 전체에 분사할 수 있도록 일정간격으로 스프링클러가 구비되는 분사관과, 상기 옥상의 온도를 측정하기 위해 상기 옥상의 표면에 설치되는 온도센서와, 상기 온도센서에 측정된 온도가 기 설정된 온도를 벗어나는 경우 상기 빗물이 옥상 전체에 분사되도록 상기 스프링클러의 구동을 제어하는 제어부와, 상기 빗물저장고의 외벽에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 패널 및 상기 태양광 패널로부터 생산된 전기 에너지를 저장하여 상기 제어부 및 스프링클러에 전원을 공급하는 축전지를 포함하여 구성된다.

상기 빗물저장고는 상면이 개방되어 내리는 비를 저장하고 상단부에는 저장된 빗물이 외부로 넘치는 것을 방지하도록 빗물의 수위를 조절하는 오버플로우관이 구비되며 하단부에는 저장된 빗물을 배수하기 위한 배수관이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 빗물저장고의 외벽은 상기 태양광 패널이 태양광을 최대한 집광할 수 있도록 구 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 상기 빗물저장고 내부에는 수질을 개선시키기 위한 부유식물이 식생되는 것을 특징으로 한다.

상기 부유식물은 부유체 위에 식생되고, 상기 부유체는 격자모양의 판으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 빗물저장고 내부는 상기 부유식물 및 부유체의 배출이 용이하도록 개방된 상부의 직경과 바닥면의 직경이 동일하게 이루어진 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 상기 빗물저장고와 연결된 분사관의 입구에는 저장된 빗물에 포함되어 있는 이물질을 걸러내는 필터부가 구비되는 것을 특징으로 한다

본 발명의 실시 예에 따르면, 평상시 내리는 비를 옥상에 설치된 빗물저장고에 저장하고, 옥상의 온도가 기 설정된 온도 이상 일 때, 빗물저장고와 연결된 분사관의 스프링클러를 작동시켜 저장된 빗물을 옥상에 고르게 분사하여 건물 상부의 온도를 떨어뜨림으로써 냉방장치의 가동률을 낮춰 냉방비 및 에너지를 절약하고, 여름철 가중되는 전력난을 해소할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 빗물저장고 외벽에 태양광 패널을 설치하여 자체 발전된 전기에너지로 스프링클러를 작동시키고, 버려지는 빗물을 활용하여 건물의 온도를 낮춤으로써 친환경적이며, 관리 및 유지비용을 절약할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 빗물저장고 내부에 부유식물을 키움으로써 저장된 빗물의 수질을 개선시킬 수 있고, 저장된 빗물이 햇빛에 의해 데워지는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치에서 빗물저장고의 구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치에서 빗물저장고의 내부에 부유식물이 식생되는 것을 도시한 단면도.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치에서 빗물저장고의 구조를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치에서 빗물저장고의 내부에 부유식물이 식생되는 것을 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치는 건물의 옥상에 설치되어 내리는 비를 저장하는 빗물저장고(100)와, 빗물저장고(100)와 연결되어 옥상의 바닥에 배설되고 빗물저장고(100)에 저장된 빗물을 옥상 전체에 분사할 수 있도록 일정간격으로 스프링클러(210)가 구비되는 분사관(200)과, 옥상의 온도를 측정하기 위해 옥상의 표면에 설치되는 온도센서(300)와, 온도센서(300)에 측정된 온도가 기 설정된 온도를 벗어나는 경우 빗물이 옥상 전체에 분사되도록 스프링클러(210)의 구동을 제어하는 제어부(400)와, 빗물저장고(100)의 외벽에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 패널(500)과, 태양광 패널(500)로부터 생산된 전기 에너지를 저장하여 전원을 공급하는 축전지(600)를 포함하여 구성된다.

도 2 에 도시된 바와 같이 빗물저장고(100)는 상면이 개방되어 내리는 비를 내부에 저장한다.

그리고, 빗물저장고(100) 내부의 상단부에는 폭우나 집중호우로 인하여 빗물의 양이 초과되는 경우 내부에 저장된 빗물이 외부로 넘치는 것을 방지하도록 빗물의 수위를 조절하는 오버플로우관(110)이 구비된다.

또한, 빗물저장고(100) 내부의 하단부에는 저장된 빗물을 외부로 배수하기 위한 배수관(120)이 구비된다. 여기서, 배수관(120)에는 배수관을 개폐하는 배수밸브(122)가 구비되고, 빗물저장고(100)의 내부를 청소할 때나 겨울철을 대비하기 위해 저장된 빗물의 배수가 필요할 때 배수밸브(122)를 열어 저장된 빗물이 외부로 용이하게 배수될 수 있게 구비된다.

이러한 빗물저장고(100)는 옥상의 상면에 바로 설치될 수도 있으나, 옥상의 상면으로부터 일정높이 이격되도록 다리(113)에 의해 지지될 수도 있다.

분사관(200)은 빗물저장고(100)와 연결되어 옥상의 바닥에 배설된다. 이때, 일정 간격으로 스프링클러(210)가 구비된 분사관(200)은 스프링클러(210)를 통해 옥상 전체에 빗물이 분사되도록 옥상 바닥 전체에 고르게 배설된다.

그리고, 분사관(200)의 선단부에는 분사관(200)의 개폐를 제어하는 자동개폐밸브(220)가 구비된다. 자동개폐밸브(220)는 제어부(400)와 전기적으로 연결되어 제어부(400)의 신호에 따라 개폐동작이 이루어진다.

온도센서(300)는 옥상의 표면 온도를 실시간으로 측정하여 제어부(400)에 전송한다.

여기서, 온도센서(300)는 제어부(400)와 전기적으로 연결되고, 제어부(400)는 스프링클러(210)와 전기적으로 연결된다.

즉, 제어부(400)는 온도센서(300)로부터 전송된 측정온도가 기 설정된 온도를 벗어나는지 판단하고, 기 설정된 온도를 벗어나는 경우 분사관(200)의 자동개폐밸브(220)에 신호를 인가하여 빗물저장고(100)에 저장된 빗물이 분사관(200)으로 공급되게 하며, 스프링클러(210)에 구동신호를 인가하여 분사관(200)으로 공급된 빗물이 외부로 분사되게 한다.

한편, 빗물저장고(100)의 외벽에는 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 패널(500)이 설치된다, 그리고, 태양광 패널(500)에는 발전된 전기 에너지를 저장하는 축전기(600)가 연결된다. 그리고, 축전지(600)에 저장된 전기에너지는 제어부 및 스프링클러의 구동 전원으로 사용된다.

여기서, 빗물저장고(100)의 외벽은 태양광 패널(500)이 태양광을 최대한 집광할 수 있도록 구 형상으로 이루어진다.

태양광 패널(500)은 광면에 받는 일사량에 따라 발전량이 변화하게 되는데, 구 형상의 외벽은 이에 설치되는 태양광 패널(500)이 태양광과 마주하는 각도를 갖게 하여 발전효율을 향상시키게 된다. 또한, 강우시 더러움이나 퇴적물을 씻어내는 각도를 갖게 되어 태양광 패널(500)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 빗물저장고(100) 내부에는 저장된 빗물의 수질을 개선시키기 위한 부유식물(700)이 식생된다.

부유식물(700)은 부레옥잠, 꽃창포, 미나리, 수련, 물상추, 박하 등등 수질을 정화시키는 식물을 말하며, 이러한 부유식물(700)은 거두어내기 용이하도록 부유체(710) 위에 식생하는 것이 좋다.

여기서, 부유체(710)는 물 위에 뜨고, 빗물이 통과될 수 있는 격자모양의 판으로 구비된다.

이때, 빗물저장고(100) 내부는 부유식물(700) 및 부유체(710)의 배출이 용이하도록 개방된 상단부의 직경과 하단부의 직경이 동일한 일자형태로 구비되거나 상단부의 직경이 하단부의 직경보다 크게 구비된다.

여기서, 부유체(710)의 직경은 빗물저장고(100) 내부의 하단부의 직경보다 작아야 하는데, 이는 빗물저장고(100)에 저장된 빗물의 양이 적을 때 부유식물(700) 및 부유체(710)가 빗물 위에 떠있어야 하므로 부유체(710)가 빗물저장고(100) 내부의 하단부 측에 위치할 수 있기 때문이다.

이에 더하여 빗물저장고(100)와 연결된 분사관(200)의 입구에는 저장된 빗물에 포함되어 있는 이물질을 걸러내는 필터부(230)가 더 구비된다.

필터부(230)는 분사관(200)으로 공급되는 빗물에 포함되어 있는 이물질로 인해 스프링클러(210)의 노즐이 막히는 것을 방지하기 위해 분사관(200)의 입구에 구비되어 분사관(200)으로 유입되는 빗물에 포함된 이물질을 걸러낸다.

또한, 오버플로우관(110) 입구에도 빗물이 오버플로우관(110)으로 배출될 때, 부유식물(700)이 빗물에 휩쓸려 배출되지 않도록 거름망(112)이 설치될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 평상시 내리는 비를 옥상에 설치된 빗물저장고에 저장하고, 온도센서에 측정된 옥상의 온도가 기 설정된 온도 이상 일 때, 빗물저장고와 연결된 분사관의 스프링클러를 작동시켜 저장된 빗물을 옥상에 고르게 분사사킴으로써 건물 상부의 온도를 떨어뜨리게 된다.

그리고, 건물의 상부 온도가 낮아지면 실내의 온도가 낮아지기 때문에 냉방장치의 가동률을 낮출 수 있고, 냉방장치의 가동률이 낮아지면 냉방비 및 에너지를 절약할 수 있으며, 아울러 여름철 가중되는 전력난을 해소할 수 있게 된다.

또한, 빗물저장고 외벽에 설치된 태양광 패널에서 자체 발전된 전기에너지로 스프링클러를 작동시키고, 버려지는 빗물을 활용하여 건물의 온도를 낮춤으로써 친환경적이며, 관리 및 유지비용을 절약할 수 있게 된다.

또한, 빗물저장고 내부에는 부유식물을 키워 저장된 빗물의 수질을 개선시킴으로써 빗물을 여름 내내 지속적으로 사용할 수 있고, 부유식물에 의해 저장된 빗물이 햇빛에 의해 데워지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100: 빗물저장고 110: 오버플로우관
112: 거름망 120: 배수관
122: 배수밸브 200: 분사관
210: 스프링클러 220: 자동개폐밸브
230: 필터부 300: 온도센서
400: 제어부 500: 태양광 패널
600: 축전지 700: 부유식물
710: 부유체

Claims (7)

1. 건물의 옥상에 설치되어 내리는 비를 저장하는 빗물저장고; 상기 빗물저장고와 연결되어 상기 옥상의 바닥에 배설되고 상기 빗물저장고에 저장된 빗물을 상기 옥상 전체에 분사할 수 있도록 일정간격으로 스프링클러가 구비되는 분사관; 상기 옥상의 온도를 측정하기 위해 상기 옥상의 표면에 설치되는 온도센서; 상기 온도센서에 측정된 온도가 기 설정된 온도를 벗어나는 경우 상기 빗물이 옥상 전체에 분사되도록 상기 스프링클러의 구동을 제어하는 제어부; 상기 빗물저장고의 외벽에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광 패널 및 상기 태양광 패널로부터 생산된 전기 에너지를 저장하여 전원을 공급하는 축전지;를 포함하되,
   상기 빗물저장고는 저장된 빗물이 외부로 넘치는 것을 방지하도록 빗물의 수위를 조절하는 오버플로우관이 구비되고, 상기 오버플로우관 입구에는 거름망이 설치되며, 하단부에는 저장된 빗물을 배수하기 위한 배수관이 구비되고, 내부에는 수질을 개선시키기 위한 부유식물이 식생되는 격자모양의 부유체가 구비되되, 상기 부유식물 및 부유체의 배출이 용이하도록 빗물저장고의 상단부의 직경과 하단부의 직경은 동일하게 구비되거나 상단부의 직경이 하단부의 직경보다 크게 구비되고, 상기 부유체는 상기 빗물저장고 내부의 하단부 직경보다 작은 직경으로 구비되며,
   상기 빗물저장고의 외벽은 상기 태양광 패널이 태양광을 최대한 집광할 수 있도록 구 형상으로 이루어지고,
   상기 빗물저장고와 연결된 분사관의 입구에는 저장된 빗물에 포함되어 있는 이물질을 걸러내는 필터부가 구비되며,
   상기 제어부는 온도센서로부터 전송된 측정온도가 기 설정된 온도를 벗어나는지 판단하고 기 설정된 온도를 벗어나는 경우 분사관의 자동개폐밸브에 신호를 인가하여 빗물저장고에 저장된 빗물이 분사관으로 공급되게 하며 상기 스프링클러에 구동신호를 인가하여 분사관으로 공급된 빗물이 옥상 전체에 분사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 빗물을 활용한 건물 온도 내림 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images