KR102198716B1 - 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템 - Google Patents

태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템에 관한 것으로, 벽체와 천장을 갖는 하우징, 상기 하우징의 벽체에 구비되며 외부 공기를 내부로 유입시키는 유입부, 상기 유입부에 구비되며 공기를 정화시키는 정화부 및 상기 하우징의 천장에 구비되며 상기 하우징 내부 공기를 외부로 배출시키는 배출부를 포함하고, 상기 하우징의 내부 공기는 태양열에 의해 외부 공기보다 온도가 높다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에서 하우징 내부에는 저수부가 구비될 수 있으며,저수부에 수용된 물은 증발, 응결 및 이동하여 정화부를 세척한다.
본 발명에 따르면 태양열에 의한 공기의 대류 현상과 물의 순환 구조로부터 자연친화적이며 동력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 녹원 등 자연친화적으로 운영할 수 있는 장점이 있다.

Description

태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템{BUILDING TYPE AIR CLEANING SYSTEM USING SOLAR ENERGY}
본 발명은 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하우징 내부 공기의 대류현상을 이용하고, 하우징 내부로 유입된 공기를 정화시켜 외부로 배출시키는 공기 정화 시스템에 관한 것이다.
공기 중 미세먼지는 세계적으로 큰 영향을 끼치고 있으며, 공기를 정화시키는 필터나 공기청정기, 또는 공기정화 시스템에 대한 연구와 개발이 증가되고 있다.
공기정화는 통상적으로 외부 공기를 흡기하는 팬, 흡기된 공기가 통과하면서 정화되는 필터 등을 포함하며, 공기 중에 함유된 미세먼지나 오염물 등에 자기장이나 전기장을 가하여 미세먼지나 오염물의 흡착성을 증가시키기도 한다.
최근 세계 각국에는 대형 공기정화 구조물이 건설 및 운영되고 있으며, 공기정화탑으로 지칭된다. 대형 공기정화 구조물은 네델란드, 중국 등에서 운행에 따른 공기 중 미세먼지의 감소 효과를 비율적으로 도출하여 입증하고 있으며, 원형 탑 형상의 콘크리트 구조물을 통해 외부 공기를 내부로 흡입하면서 공기를 정화시키고 이를 외부로 다시 배출하여 주위 공기의 오염도를 낮춘다. 네델란드의 경우 구조물 상부에서 공기를 흡입한 후 아래로 배출하고, 중국의 경우 벽면에 필터를 설치하여 주위 공기와 미세먼지를 흡입하고, 정화된 공기를 구조물의 상단으로 배출한다.
그러나, 위와 같은 대형 공기정화 구조물은 초기 건설비가 크고, 오염된 공기를 필터로 유입하기 위한 동력이나 정화된 공기를 외부로 배출하기 위한 동력이 지속적으로 필요하며, 필터의 세척 및 교체가 어려운 문제점이 있다.
공기 정화 시스템의 유지 및 가동에 필요한 유지관리비용을 감소시키기 위한 종래 기술로, 대한민국 공개특허 제10-2018-0044546호에서는 자연 대류 방식을 이용한 공기 정화 시스템이 개시된다.
위 공개특허에서는 외부에서 공장 내부로 유입된 공기가 공장 내부의 압연이나 압출 작업에 의해 발생되는 열기에 의해 가열되어 상부로 상승하고, 상부에 집진장치를 통해 외부로 배출되어 외부 공기를 내부로 유입하기 위한 흡기 동력을 감소할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 공장 내부에서 압연 또는 압출 작업을 진행하지 않는 경우 공기의 대류를 유도하기 어렵고, 집진장치나 기타 정화장치를 세척 또는 교체하기 어려운 문제점이 여전히 남아있다.
(문헌 0001) 대한민국 공개특허 제10-2008-0007737호 (문헌 0002) 대한민국 공개특허 제10-2018-0044546호
위와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은 초기 설치비가 감소되며, 유지관리가 용이한 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템은 벽체와 천장을 갖는 하우징, 하우징의 벽체에 구비되며 외부 공기를 내부로 유입시키는 유입부, 유입부에 구비되며 공기를 정화시키는 정화부 및 하우징의 천장에 구비되며 하우징 내부 공기를 외부로 배출시키는 배출부를 포함하고, 하우징의 내부 공기는 태양열에 의해 외부 공기보다 온도가 높다. 상기 하우징은 투명한 소재로 형성되어 태양열에 의해 하우징 내부 공기가 가열될 수 있다.
또한, 배출부는, 상부 직경이 하부 직경보다 작을 수 있다.
또한, 하우징 내부에 구비되며 물이 수용되는 저수부를 더 포함하고, 저수부에 수용된 물은 하우징의 내부에서 증발 및 응결되어 정화부로 공급될 수 있다.
또한, 저수부에 수용된 물은, 태양열에 의해 증발되어 천장 또는 벽체에서 응결되고, 벽체를 따라 이동하여 정화부로 공급될 수 있다.
또한, 천장 또는 벽체는, 응결된 물의 이동이 용이하도록 곡률을 가질 수 있다.
또한, 천장 또는 벽체에는, 물의 이동 방향을 정화부로 유도하는 이동로가 구비될 수 있다.
또한, 정화부로 공급된 물은 정화부에 적체된 미세먼지와 오염물질을 세척할 수 있다.
또한, 정화부와 저수부는 서로 연결되어 정화부로 공급된 물은 재차 저수부에 수용되고, 저수부는, 물이 수용되며 상부가 개방되어 물의 증발이 가능한 저수탱크, 저수탱크에 연결되며 저수탱크로 물을 공급하는 수도유입관 및 저수탱크에 연결되며 저수탱크의 물을 배출하는 수도배출관을 포함할 수 있다.
또한, 벽체 또는 천장은, 빛을 투과시키는 투광성을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 공기 정화 시스템은 초기 건설비와 유지 관리 비용을 감소시킬 수 있으며, 태양열에 의한 저수부의 물의 증발 및 하우징 내외부 온도 차에 의한 응결을 이용하여 정화부 또는 필터의 세척이 용이한 장점이 있다.
또한, 태양열에 의한 대류현상을 이용하여 흡기 에너지를 절감할 수 있고, 하우징 내부에 구비된 저수부를 통해 수경재배 등 부가가치를 창출할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동로를 나타낸 개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정화부를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건물 일체형 공기 정화 시스템이 적용된 건물을 나타낸 예시도이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템은 투명한 소재의 벽체와 천장을 갖는 하우징(100), 상기 하우징(100)의 벽체에 구비되며 외부 공기를 내부로 유입시키는 유입부(200), 상기 유입부(200)에 구비되며 공기를 정화시키는 정화부(300) 및 상기 하우징(100)의 천장에 구비되며 상기 하우징(100) 내부 공기를 외부로 배출시키는 배출부를 포함하고, 상기 하우징(100)의 내부 공기는 태양열에 의해 외부 공기보다 온도가 높다.
본 발명에 따른 하우징(100) 내부의 공기 흐름을 도 1을 참조하여 먼저 설명하면, 태양열에 의해 하우징(100) 내부의 공기가 가열되고, 가열된 공기는 대류현상에 의해 상부로 이동한다. 가열된 공기가 상부로 이동함에 따라 상대적으로 차가운 공기는 아래로 이동하며, 하우징(100) 내부 공기의 이동 방향과 온도에 의해 하우징(100) 상부는 상대적으로 고압이 작용되고 하우징(100) 하부는 상대적으로 저압이 작용된다.
하우징(100) 상부에 위치된 공기는 천장에 구비된 배출구를 통해 외부로 배출되며, 하우징(100) 외부의 외부공기는 벽체에 구비된 유입부(200)를 통해 하우징(100) 내부로 유입된다.
즉, 본 발명은 태양열을 이용하여 하우징(100) 내부 공기의 대류현상을 이용하고, 이를 통해 별도의 동력원 없이 외부 공기를 하우징(100) 내부로 유입시키고, 유입된 공기를 하우징(100) 외부로 배출시켜 공기를 정화하여 순환시킨다.
본 발명의 하우징(100)은, 내부에 수용 공간이 구비되며 지면으로부터 설치 또는 건설될 수 있다. 상기 하우징(100)은 벽체와 천장을 가지며, 상기 벽체와 천장은 태양광의 유입을 위해 투명한 소재로 제작되고 일체로 형성될 수 있다.
하우징(100)의 벽체에는 유입부(200)가 구비된다. 유입부(200)는 벽체의 하부에 위치되며, 하우징(100) 외부 공기를 내부로 유입시키는 통로 역할을 수행한다. 상기 유입부(200)는 복수일 수 있으며, 복수의 유입부(200)는 상기 하우징(100)의 벽체 둘레를 따라 구비될 수 있다. 상기 유입부(200)의 형상이나 구조는 특별히 제한되지 않으나 보다 많은 양의 외부 공기를 하우징(100) 내부로 유입시키는 형상이나 구조를 갖는 것이 바람직하다.
유입부(200)에는 정화부(300)가 구비되는데, 상기 정화부(300)는 유입부(200)로 유입된 외부공기를 정화시킨다. 상기 정화부(300)는 예를 들어, 필터(320) 등을 포함하여 다공성 구조, 정전기, 자기장 등에 의해 외부공기에 함유된 미세먼지나 오염물을 흡착한다. 상기 정화부(300) 또는 정화부(300)에 포함된 필터(320)는 수분에 의해 세척 가능한 것이 바람직하다.
하우징(100)의 천장에는 배출부가 구비되며, 배출부를 통해 하우징(100) 내부 공기가 외부로 배출된다. 배출부는 다양한 구조와 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서 상기 배출부는 상부 직경이 하부 직경보다 작을 수 있다. 상기 배출부를 관 형상으로 가정하면, 배출부의 상부에서 내부 직경이 하부에서 외부 직경보다 작다. 이 경우 배출부는 하부에 위치된 내부공기가 대류현상에 의해 외부로 배출될 때 배출부의 하부에서 밀집되어 배출부 상부로 이동한다. 위와 같은 본 발명의 배출부는, 배출부 하부에서 공기의 밀집으로 압력을 증가시킬 수 있고 배출부를 통과하여 외부로 배출되는 공기의 속도를 증가시켜 배출부를 통해 외부 공기가 하우징(100) 내부로 유입되거나 배출부에서 공기가 정체되는 것을 방지할 수 있다. 위와 같은 배출부는 별도의 동력원을 사용하지 않더라도 설정된 방향으로 공기의 순환을 보다 용이하게 하는 효과가 있다.
또한, 상기 벽체 또는 천장은, 특별히 소재에 제한은 없으나 빛을 투과시키는 투광성을 갖는 것이 바람직하다. 벽체 또는 천장은 유리나 비닐, 필름 등의 합성소재로 제작될 수 있으며 투광성을 가짐으로써 태양열을 흡수하여 하우징(100) 내부 공기를 가열시키기 용이하며, 후술하는 수경재배를 위한 빛을 전달하는데 있어서 효과적이다.
본 발명의 일 실시 예에서 상기 하우징(100) 내에는 태양전지(120), 축전지 및 컨버터를 포함하는 태양광발전기가 구비될 수 있다. 이 경우 상기 벽체나 천장은 투광성을 갖는 것이 바람직하고, 상기 태양전지(120)는 천장이나 벽체에 구비될 수 있다. 여기서 태양전지(120)는 태양광패널을 포함한다. 또한, 하우징(100) 내에는 집열판을 통해 집열된 태양열을 통해 터빈을 돌려 전기에너지를 생성하는 태양열발전기가 구비될 수 있다. 이 경우 집열판은 상기 벽체나 천장에 구비될 수 있다.
위 태양광발전기 및/또는 태양열발전기는 태양에 의한 빛이나 열을 전기에너지로 변환 및 저장하여 필요 시 전력을 공급하며, 본 발명에서 하우징(100) 내에 구비됨에 따라 외부 공기와의 접촉이 감소되므로 수명이 증대된다.
본 발명의 일 실시 예에서 상기 하우징(100) 내부에 구비되며 물이 수용되는 저수부를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 저수부에 수용된 물은 상기 하우징(100)의 내부에서 증발 및 응결되어 상기 정화부(300)로 공급된다. 구체적으로, 저수부에 수용된 물은 태양열에 의해 증발되어 수증기 상태가 되며, 수증기는 하우징(100) 내부의 대류에 의해 천장 방향으로 이동하여 천장에서 응결되고, 천장에서 응결된 물은 천장 및 벽체를 따라 이동하여 정화부(300)로 공급된다. 이 경우 상기 벽체와 천장의 내측 면은 매끄러운 소재로 형성되거나 매끄러운 성질을 갖기 위하여 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 천장 또는 벽체는, 상기 응결된 물의 이동이 용이하도록 곡률을 가질 수 있다. 이 경우 하우징(100)은 돔, 반원, 타원 등 벽체와 천장 전체가 곡률을 가지거나 벽체와 천장의 연결위치 또는 벽체의 일부나 천장의 일부가 곡률을 가질 수 있다. 즉, 천장 또는 벽체의 외면이 다양한 형상이나 구조를 갖더라도 내면이 곡률을 가져 상기 곡률을 따라 천장에서 응축된 물이 천장 및 벽체를 따라 정화부(300)로 공급되는 것을 용이하게 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동로(110)를 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 상기 천장 또는 벽체에는, 상기 물의 이동 방향을 상기 정화부(300)로 유도하는 이동로(110)가 구비될 수 있다.
상기 이동로(110)는 천장에서 벽체 또는 벽체 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차 좁아져 응축된 물을 정화부(300)의 방향으로 유도할 수 있다. 상기 이동로(110)는 복수일 수 있으며, 상기 천장 또는 벽체의 내면에 일정 깊이로 침강된 형상을 가질 수 있다.
다른 실시 예에서 상기 이동로(110)는 천장 또는 벽체와 다른 소재로 형성되어 비열 차 또는 표면 마찰계수 차이를 통해 응축된 물의 방향성을 유도할 수 있다. 상술한 실시 예 이외에도 상기 응축된 수분의 이동방향을 가이드하는 다양한 형상이나 구조를 가질 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정화부(300)를 나타낸 개략도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 응축된 물은 정화부(300)로 공급되어 정화부(300) 또는 정화부(300)에 포함된 필터(320)를 세척하는 세척수로 사용된다.
정화부(300)의 구조와 물을 통한 세척을 예를 들어 구체적으로 설명하면, 일 실시 예에서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 정화부(300)는 이동로(110)와 연결되며 물이 수용되는 세척수탱크와, 필터(320) 및 필터(320)를 통과한 물을 저수부로 배출시키는 배출관(330)을 포함하며, 상기 세척수탱크에 수용된 물은 필터(320)로 이동하여 필터(320)를 세척하고, 세척 후 배출관(330)을 통해 저수부로 배출된다. 이 경우 상기 세척수탱크와 필터(320) 사이에는 제어밸브(341)가 구비되어 필터(320)로 이동되는 물의 유량이 제어될 수 있으며, 필터(320)로 이동되는 물은 별도의 노즐이나 분사기 등을 통해 필터(320)로 분사될 수 있으나, 전력 소모를 감소시키기 위하여 세척수탱크 아래에 필터(320)를 위치시키고 중력에 의해 물이 필터(320)로 이동되는 것이 바람직하다.
다른 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 정화부(300)는 벽체에 구비된 세척수탱크로부터 물을 공급받는 공급관(340)과, 상기 공급관(340)과 연결되어 세척수탱크로부터 물을 공급받는 필터(320), 상기 필터(320)의 세척 후 물을 저수부로 배출하는 배출관(330)을 포함하고, 공급관(340)에는 제어밸브(341)가 구비되어 물의 유량이 조절된다. 세척수탱크는 정화부(300) 상부에 구비되며 벽체에 연결될 수 있다. 세척수탱크는 복수일 수 있으며, 복수의 세척수탱크는 서로 연결되어 수용되는 물의 용량을 균일하게 유지하는 것이 바람직하고, 복수의 세척수 탱크 각각이 복수의 정화부(300)와 연결되어 정화부(300) 개체별로 독립적으로 세척 가능한 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에서 상기 세척수탱크에서 필터(320)로 이동되는 물의 유량을 조절하는 제어밸브(341)는 제어부의 제어신호에 의해 개폐될 수 있으며, 제어부는 정화부(300)를 통과하는 외부공기의 유속 또는 유량이 설정된 기준치 이하인 경우 제어신호를 생성하여 제어밸브(341)를 개방시켜 정화부(300)나 필터(320)를 세척하거나, 세척수탱크에 수용된 물의 수위가 설정된 기준치 이상인 경우 제어신호를 생성하여 제어밸브(341)를 개방시킬 수 있다.
위 제어밸브(341)와 제어부의 구동은 상술한 태양열발전기 및/또는 태양광발전기를 통해 전력을 공급받거나 별도의 외부전원에 의해 전력을 공급받아 구동될 수 있다.
상술한 실시 예 이외에도 필터(320)로 응결된 물을 공급하여 필터(320)를 세척하는 다양한 구조와 구성이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서 정화부(300)에는 태양열이 하우징(100) 내부 공기를 가열하기 힘든 경우 일시적으로 외부 공기를 하우징(100) 내부로 강제 유입시키는 팬을 더 포함할 수 있다. 상기 팬은 흐린 날씨나 비 등의 환경 조건과, 밤 등의 시간 조건을 고려하여 외부 공기를 강제로 내부로 유입시킨다. 상기 팬의 구동은 상술한 태양광발전기나 태양열발전기를 이용하거나 별도의 외부전력을 통해 구동될 수 있다. 또한, 상기 팬의 구동은 상술한 제어부를 통해 수행될 수 있으며, 제어부는 외부 날씨에 대한 정보나 내외부 기온이나 기압에 대한 정보를 기반으로 상기 팬을 구동시킨다. 예컨대, 외부 날씨에 대한 정보로부터 비나 눈이 오거나 밤 시간대인 경우나, 내외부 기온 차나 압력 차가 설정된 기준 범위 내인 경우 상기 팬을 구동시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 정화부(300)와 상기 저수부는 서로 연결되어 상기 정화부(300)로 공급된 물은 재차 상기 저수부에 수용될 수 있다. 이 경우 저수부에서 증발된 물은 천장에서 응축되어 천장 및 벽체를 따라 정화부(300)로 공급되고, 정화부(300) 또는 필터(320)의 세척수로 활용된 후 재차 저수부로 이동된다.
구체적으로, 상기 저수부는, 상기 물이 수용되는 저수탱크(310), 상기 저수탱크(310)에 연결되며 상기 저수탱크(310)로 물을 공급하는 수도유입관 및 상기 저수탱크(310)에 연결되며 상기 저수탱크(310)의 물을 배출하는 수도배출관(520)(330)을 포함한다. 상기 저수부는 복수일 수 있다.
저수탱크(310)는 물이 저수되는 공간을 의미하며, 태양열에 의한 물의 증발을 위해 상부가 개방된다. 정화부(300)나 필터(320)의 세척 후 저수부로 이동된 물에 의해 저수탱크(310) 내부의 물 오염도가 큰 경우 상기 수도배출관(520)(330)으로 저수탱크(310)에 수용된 물을 외부로 배출시키고, 수도유입관을 통해 저수탱크(310)로 물을 공급한다. 수도배출관(520)(330)은 하수도관과 연결될 수 있으며, 수도유입관은 상수도나 지하수 등과 연결될 수 있다.
수도유입관과 수도배출관(520)(330)에는 각각 제어밸브(511,521)가 구비되어 수도유입관의 물 공급과 수도배출관(520)(330)의 물 배출이 조절 가능한 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 상기 저수부의 물 공급 및 배출을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 저수탱크(310) 내에 구비된 물의 오염도를 측정하는 센서로부터 물의 오염도에 대한 정보를 제공받아 설정된 알고리즘에 따라 수도유입관과 수도배출관(520)(330)에 구비된 제어밸브(511,521)를 조절한다. 예컨대, 저수탱크(310)에는 빛의 투광성에 따라 물의 오염도를 측정하는 센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 오염도가 기준치 이상인 경우 수도배출관(520)(330)의 제어밸브(521)를 일정 시간 동안 개방시켜 저수탱크(310) 내에 수용된 물을 외부로 배출하고, 수도유입관의 제어밸브(511)를 일정 시간 동안 개방시켜 저수탱크(310) 내에 물을 재차 수용시킨다.
위와 같은 메커니즘이 적용되는 제어부는 정화부(300) 또는 필터(320)의 세척과 동시에 세척수로 이용 가능한 저수부의 물 공급 및 배출을 자동으로 제어 가능한 장점이 있다. 특히, 저수부의 물을 증발 및 응결시켜 정화부(300)로 제공하므로 상대적으로 오염되지 않은 물을 정화부(300)로 지속적으로 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건물 일체형 공기 정화 시스템이 적용된 건물을 나타낸 예시도이다. 도 6의 (a), (b)는 서로 다른 구조의 건물을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상기 저수부는 수경재배지의 역할을 수행할 수 있으며, 저수부 내의 저수탱크(310)에 수경재배식물을 재배하여 미적 효과와 녹지 조성, 공기정화의 효과를 증대시킬 수 있다. 상술한 실시 예에서 벽체 또는 천장이 투광성을 갖도록 하여 수경재배 효과를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명인 건물형 공기 정화 시스템이 적용되는 건물은 수분의 응결 및 이동이 가능하다면 형상이나 소재에 제한되지 않으므로 초기 제작비가 감소되며, 공기의 대류와 물의 순환으로부터 운영비를 감소시킬 수 있고, 녹원 등의 부가적 효과를 낼 수 있는 동시에 자연 친화적인 장점이 있다.
100 : 하우징 110 : 이동로
120 : 태양전지
200 : 유입부
300 : 정화부
310 : 저수탱크 320 : 필터
330 : 배출관 340 : 공급관
341 : 제어밸브
400 : 배출부
500 : 저수부
510 : 수도유입관 511,521 : 제어밸브
520 : 수도배출관

Claims (9)

  1. 벽체와 천장을 갖는 하우징;
    상기 하우징의 벽체에 구비되며 외부 공기를 내부로 유입시키는 유입부;
    상기 유입부에 구비되며 공기를 정화시키는 정화부; 및
    상기 하우징의 천장에 구비되며 상기 하우징 내부 공기를 외부로 배출시키는 배출부;를 포함하고,
    상기 하우징의 내부 공기는 태양열에 의해 외부 공기보다 온도가 높으며,
    상기 하우징 내부에 구비되며 물이 수용되는 저수부를 더 포함하고,
    상기 저수부에 수용된 물은 상기 하우징의 내부에서 증발 및 응결되어 상기 정화부로 공급되는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상부 직경이 하부 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저수부에 수용된 물은,
    태양열에 의해 증발되어 상기 천장 또는 벽체에서 응결되고, 상기 벽체를 따라 이동하여 상기 정화부로 공급되는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 천장 또는 벽체는,
    상기 물의 이동이 용이하도록 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 천장 또는 벽체에는,
    상기 물의 이동 방향을 상기 정화부로 유도하는 이동로가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 정화부와 상기 저수부는 서로 연결되어 상기 정화부로 공급된 물은 재차 상기 저수부에 수용되고,
    상기 저수부는,
    상기 물이 수용되고, 상기 물이 증발되는 저수탱크;
    상기 저수탱크에 연결되며 상기 저수탱크로 물을 공급하는 수도유입관; 및
    상기 저수탱크에 연결되며 상기 저수탱크의 물을 배출하는 수도배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 벽체 또는 천장은,
    빛을 투과시키는 투광성을 갖는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 건물형 공기 정화 시스템.
  9. 삭제
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4956936A (en) * 1988-12-07 1990-09-18 Sprung Philip D Method and system for purification of water for greenhouse structures
KR20080007737A (ko) 2006-07-18 2008-01-23 이온하우징 주식회사 완성된 건물의 원적외선과 자외선 가열을 통한 실내 오염물질 배출 및 실내 공기 정화 공법
KR20100086373A (ko) * 2009-01-22 2010-07-30 엘지전자 주식회사 회오리바람 발생장치 및 그를 이용한 풍력 발전기
KR20150002214A (ko) * 2013-06-28 2015-01-07 공석태 사계절 수초생육 뗏목비닐하우스를 이용한 수질정화 장치 및 방법
JP2017526358A (ja) * 2014-08-26 2017-09-14 アルハッサン アルクハズラジ，サイード 太陽蒸留システム及び関連する太陽駆動灌漑装置
KR20180044546A (ko) 2016-10-24 2018-05-03 삼영기계 (주) 자연 대류 방식을 이용한 공기 정화 시스템
KR102000695B1 (ko) * 2018-08-30 2019-07-16 김종훈 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4956936A (en) * 1988-12-07 1990-09-18 Sprung Philip D Method and system for purification of water for greenhouse structures
KR20080007737A (ko) 2006-07-18 2008-01-23 이온하우징 주식회사 완성된 건물의 원적외선과 자외선 가열을 통한 실내 오염물질 배출 및 실내 공기 정화 공법
KR20100086373A (ko) * 2009-01-22 2010-07-30 엘지전자 주식회사 회오리바람 발생장치 및 그를 이용한 풍력 발전기
KR20150002214A (ko) * 2013-06-28 2015-01-07 공석태 사계절 수초생육 뗏목비닐하우스를 이용한 수질정화 장치 및 방법
JP2017526358A (ja) * 2014-08-26 2017-09-14 アルハッサン アルクハズラジ，サイード 太陽蒸留システム及び関連する太陽駆動灌漑装置
KR20180044546A (ko) 2016-10-24 2018-05-03 삼영기계 (주) 자연 대류 방식을 이용한 공기 정화 시스템
KR102000695B1 (ko) * 2018-08-30 2019-07-16 김종훈 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치

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