KR102290789B1 - 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉난방을 위한 전용 냉난방 장치의 필요없이 주택의 내외부 대류열을 최대한 활용하여 냉난방하거나 공조할 수 있도록 하고, 냉난방을 위한 필요 전력을 최소화하여 전기료 절감을 도모할 수 있는 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 주택을 냉난방하기 위한 시스템으로서, 주택의 하부 지반 내에 설치되며, 내측에서 이송되는 공기를 열교환하기 위한 열교환 수단; 주택의 외부에 구비되어 외기를 상기 열교환 수단 측으로 공급하기 위한 외기 공급 수단; 상기 열교환 수단에 의해 지반의 지열 온도로 열교환된 공기를 주택으로 공급하도록 연결되는 열교환공기 공급수단; 주택에 구성되어 상기 열교환공기 공급수단으로부터 공급되는 열교환 공기를 주택 내부로 토출하는 공기토출수단; 주택의 상측 대류 공기가 외부로 배출되도록 하는 상부공기 배출수단; 상기 외기 공급 수단 및 열교환공기 공급수단 중 적어도 하나에 구성되는 송풍기 및 하기 제어유닛에 필요 전력을 공급하기 위한 전력공급수단; 및 상기 외기 공급 수단과 열교환공기 공급수단 및 전력공급수단을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 주택용 냉난방 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 내부 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉난방을 위한 전용 냉난방 장치의 필요없이 주택의 내외부 대류열을 최대한 활용하여 냉난방하거나 공조할 수 있도록 하고, 냉난방을 위한 필요 전력을 최소화하여 전기료 절감을 도모할 수 있는 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법에 관한 것이다.
일반적으로 겨울철 또는 여름철에 실내공간에서 냉난방을 이루는 냉난방기는 실내공기 또는 외부공기를 냉각 또는 가열한 냉난기를 형성하여 실내공간의 일정위치에서 토출하므로 실내공간의 냉난방을 이루게 된다.
이러한 냉난기는 실내공간의 특정 부위(일반적으로 냉난기가 토출되는 부위)에서는 냉난방이 효과적으로 이루어지지만 상기 냉난기가 토출되는 부위에서 일정거리 이상 떨어진 지역에서는 그 냉난기의 영향이 용이하게 미치지 못하게 되는 문제를 갖게 된다.
또한. 상기한 문제점을 해결하고자 실내공간에서 사각지대 없이 냉난기를 토출시키도록한 기술이 다수의 형태로 알려진바 있는데, 이는 실내공간의 중앙에서 사방으로 냉난기를 토출하거나 실내공간의 상부 또는 측방에서 냉난기를 토출하므로 실내공간에 전체적으로 냉난기를 공급하게 된다.
그러나 상기한 바와같이 실내공간의 일측에서 냉난기를 공급하는 경우나 실내공간에 전체적으로 냉난기를 공급하는 경우에도 상기 냉난기는 점차적으로 대류현상에 의해 난기는 실내공간의 상부위치로 이동하게 되고 냉기는 실내공간의 하부위치로 이동하게 되면서 실내공간에서 활동하는 사람의 높이층에서는 냉난기의 영향을 효과적으로 제공할수 없게 되는 문제를 갖게 된다.
결국 실내공간 내의 상하부에는 우리가 효과적으로 이용하지 못하고 있는 냉난기가 존재하고 있다는 것이다.
이러한 현상은 상기 실내공간의 높이가 높게 형성되는 체육관이나 대형건물등에서 더욱 심각하게 나타나게 된다.
결국 실내공간에서의 대류현상은 상기한 실내공간의 냉난방을 이루는데 있어서 냉난방 효율을 저하시킴은 물론 에너지 손실을 유발하여 경제적인 측면에서 문제점을 갖게 되는 것이다.
또한, 이러한 대류현상은 상기 실내공간으로 냉난기를 공급하는 경우는 물론 냉난기를 공급하지 않는 경우에도 실내공간의 일정한 온도층을 형성하지 못함으로 인해 에너지 손실을 갖게 되는 것이다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 냉난방을 위한 전용 냉난방 장치의 필요없이 주택의 내외부 대류열을 최대한 활용하여 냉난방하거나 공조할 수 있도록 하고, 냉난방을 위한 필요 전력을 최소화하여 전기료 절감을 도모할 수 있는 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 실내외 온도에 따라 상대적으로 온도차가 있는 공기를 흡입 믹싱하여 4계절 일정한 실내 온도로 유지할 수 있도록 하는 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 주택을 냉난방하기 위한 시스템으로서, 주택의 하부 지반 내에 설치되며, 내측에서 이송되는 공기를 열교환하기 위한 열교환 수단; 주택의 외부에 구비되어 외기를 상기 열교환 수단 측으로 공급하기 위한 외기 공급 수단; 상기 열교환 수단에 의해 지반의 지열 온도로 열교환된 공기를 주택으로 공급하도록 연결되는 열교환공기 공급수단; 주택에 구성되어 상기 열교환공기 공급수단으로부터 공급되는 열교환 공기를 주택 내부로 토출하는 공기토출수단; 주택의 상측 대류 공기가 외부로 배출되도록 하는 상부공기 배출수단; 상기 외기 공급 수단 및 열교환공기 공급수단 중 적어도 하나에 구성되는 송풍기 및 하기 제어유닛에 필요 전력을 공급하기 위한 전력공급수단; 및 상기 외기 공급 수단과 열교환공기 공급수단 및 전력공급수단을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 주택용 냉난방 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 열교환 수단은 열전도 가능한 재질의 하나 이상의 코일형 관형 금속 부재로 이루어지되, 코일의 형태가 공기 흐름의 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 직경이 감소하는 나선형(helix shpae) 또는 원추형 형태로 형성되고, 상기 외기 공급 수단은 상기 열교환 수단과 연결되는 외기공급 연결라인, 및 상기 외기공급 연결라인의 흡입구에 구성되어 이물질을 필터링하기 위한 필터 부재를 포함하며, 상기 열교환공기 공급수단은 일단부가 상기 열교환 수단에 연결되고 타단부는 상기 공기토출수단에 연결되는 열교환공기 공급라인으로 이루어지며, 상기 외기 공급 수단의 외기공급 연결라인 및 상기 열교환공기 공급수단의 열교환공기 공급라인 중 적어도 하나에는 공기를 흡입 송풍하기 위한 송풍 블로어를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 공기토출수단은 일단부가 상기 열교환공기 공급라인과 연결되고 타단부는 주택 바닥부 가장자리의 소정 개소에서 연통되는 공기토출라인, 및 상기 공기토출라인의 배출구에 구비되며 공기 토출 가능하게 구비되는 커버체를 포함하고, 상기 상부공기 배출수단은 일단부가 주택 내부와 연통되고 타단부는 주택 외부와 연통되는 배출 라인으로 구성되며, 상기 전력공급수단은 주택에 설비되는 태양광 발전장치 및 풍력발전장치 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제어유닛은, 상기 외기 공급 수단에 구성되어 유입되는 외기의 온도를 검출하는 제1 온도검출부와, 상기 공기토출수단에 구성되어 토출되는 토출공기의 온도를 검출하는 제2 온도검출부, 및 상기 제1 온도검출부에서 검출된 온도에 근거하여 상기 송풍 블로어를 제어하는 송풍 제어부를 포함하며, 상기 송풍 제어부는 상기 제1 온도검출부와 상기 제2 온도검출부에서 검출된 온도의 온도차가 설정된 설정값을 벗어날 경우, 검출된 온도의 온도차가 설정된 값 이내의 경우보다 상대적으로 상기 송풍 블로어의 송풍 유속이 감소되도록 제어하도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제어유닛은 상기 외기공급 연결라인에 구비되고 상기 전력공급수단으로부터 전력을 공급받아 유입되는 외기를 히팅시키는 히팅 장치; 및 상기 제1 온도검출부에서 검출된 온도와 상기 제2 온도검출부에서 검출된 온도의 온도차가 설정된 설정값보다 큰 제2 설정값을 벗어날 경우, 상기 히팅 장치를 작동시키기 위한 히터 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 상부공기 배출수단의 배출 라인에서 배출되는 공기를 상기 열교환공기 공급수단의 상류 측으로 공급하도록 구성되는 배출공기 바이패스 공급수단;을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 배출공기 바이패스 공급수단은 단부가 상기 상부공기 배출수단의 배출 라인에서 분지되고 타단부는 상기 열교환수단의 상류 측 외기공급 연결라인에 연결되는 바이패스 연결라인, 및 상기 외기공급 연결라인에 구비되어 유입되는 유량을 조절하는 전자식 유량조절밸브를 포함하며, 상기 제어유닛은 상기 제1 온도검출부에서 검출된 온도에 근거하여 상기 전자식 유량조절밸브를 제어하는 유량조절밸브 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 배출공기 바이패스 공급수단은 단부가 상기 상부공기 배출수단의 배출 라인에서 분지되고 타단부는 상기 열교환수단의 상류 측 외기공급 연결라인에 연결되는 바이패스 연결라인, 및 상기 외기공급 연결라인에 구비되어 유입되는 유량을 조절하는 전자식 유량조절밸브를 포함하며, 상기 제어유닛은 상기 제1 온도검출부에서 검출된 온도에 근거하여 상기 전자식 유량조절밸브를 제어하는 유량조절밸브 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 배출공기 바이패스 공급수단은 상기 바이패스 연결라인의 타단부가 연결되는 측에서 상기 외기공급 연결라인을 통해 유입되는 외기와 상기 바이패스 연결라인을 통해 유입되는 상류공기를 믹싱시키는 믹싱 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 냉난방을 위한 전용 냉난방 장치의 필요없이 대류열을 활용하여 냉난방하거나 공조할 수 있도록 하며, 이에 따라 냉난방을 위한 필요 전력을 최소화하여 전기료 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 실내외 온도에 따라 외부 공기를 흡입하고 믹싱하여 4계절 일정한 실내 온도로 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 냉난방 또는 공조를 위하여 친환경 에너지로부터 필요 전력을 제공받음으로써 친환경 시스템으로 구축될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 콘트롤 시스템의 구성을 도식화하여 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 콘트롤 시스템에 포함되는 제어유닛의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 콘트롤 시스템에 포함되는 제어유닛의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 콘트롤 시스템에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 콘트롤 시스템의 구성을 도식화하여 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 콘트롤 시스템에 포함되는 제어유닛의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템은, 주택(H)의 냉난방하기 위한 시스템으로서, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 주택(H)의 하부 지반 내에 설치되며, 내측에서 이송되는 공기를 열교환하기 위한 열교환 수단(100); 주택의 외부에 구비되어 외기를 상기 열교환 수단(100) 측으로 공급하기 위한 외기 공급 수단(200); 상기 열교환 수단(100)에서 지반의 지열 온도로 열교환된 공기를 주택(H)으로 공급하도록 연결되는 열교환공기 공급수단(310, 320); 주택의 바닥 가장자리에 구성되어 상기 열교환공기 공급수단(310, 320)으로부터 공급되는 열교환 공기를 주택 내부로 토출하는 공기토출수단; 주택의 상단부(천장부)에서 외부와 연통되게 구성되어 주택의 상측 대류 공기가 외부로 배출되도록 하는 상부공기 배출수단; 상기 외기 공급 수단(200)과 열교환공기 공급수단(310, 320)에 구성되는 송풍기 및 하기 제어유닛(400)에 필요 전력을 공급하기 위한 전력공급수단; 및 상기 외기 공급 수단(200)과 열교환공기 공급수단(310, 320) 및 전력공급수단을 제어하는 제어유닛(400);을 포함한다.
상기 열교환 수단(100)은 열전도 가능한 재질로 이루어진 관형 금속 부재로 이루어질 수 있다.
예를 들면, 상기 열교환 수단(100)은 열교환 효과를 증대시키기 위하여 코일 형태의 관형 금속 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 더하여 상기 열교환 수단(100)이 코일형의 관형 금속 부재로 이루어지되, 그 코일의 형태가 공기 흐름의 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 직경이 감소하는 나선형(helix shpae) 또는 원추형 형태로 형성될 수 있다.
이러한 열교환 수단(100)은 하나 이상으로 구비되어 구성될 수 있다.
이와 같은 열교환 수단(100)은 하기 설명될 외기 공급 수단(200)으로부터 공급되는 외기가 지반의 지열에 의해 열교환되게 된다.
다음으로, 상기 외기 공급 수단(200)은 상기 열교환 수단(100)(관형 금속 부재)과 연결되는 외기공급 연결라인(210)과, 상기 외기공급 연결라인(210)의 흡입구에 구성되어 이물질을 필터링하기 위한 필터 부재(미도시), 및 상기 외기공급 연결라인(210) 상에 구성되어 그 외기공급 연결라인(210)을 통해 외기를 송풍 블로어(220)를 포함한다.
상기 필터 부재(미도시)는 외부 이물질을 필터링할 수 있는 부재 및 구성이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
여기에서, 상기 외기 공급 수단(200)은 하기에서 자세히 설명될 열교환공기 공급수단(310, 320)에 포함되는 송풍 블로어(320)가 공기(외기)를 흡입 송풍할 수 있으므로 상기 외기 공급 수단(200)의 송풍 블로어(220)는 생략될 수 있다.
다음으로, 상기 열교환공기 공급수단(310, 320)은 일단부가 상기 열교환 수단(100)에 연결되고 타단부는 상기 공기토출수단에 연결되는 열교환공기 공급라인(310), 및 상기 열교환공기 공급라인 상에 구성되어 상기 전력공급수단으로부터 전력을 공급받아 열교환된 공기를 송풍시키는 송풍 블로어(320)를 포함한다.
계속해서, 상기 공기토출수단은 일단부가 상기 열교환공기 공급라인과 연결되고 타단부는 주택 바닥부 가장자리의 소정 개소에서 연통되는 공기토출라인(311), 및 상기 공기토출라인의 배출구에 구비되며 공기 토출 가능하게 구비되는 커버체를 포함한다.
상기 커버체는 메쉬망 형태로 형성될 수 있다.
다음으로, 주택의 상단부(천장부)에서 외부와 연통되게 구성되어 주택의 상측 대류 공기가 외부로 배출되도록 하는 상부공기 배출수단은, 일단부가 주택 내부와 연통되고 타단부는 주택 외부와 연통되는 배출 라인으로 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 상부공기 배출수단은 빗물 등의 유입이 방지되며 공기는 배출될 수 있는 굴뚝 형태(321)로 구성될 수 있다.
다음으로, 상기 전력공급수단은 주택에 설비되는 태양광 발전장치(S) 및/또는 풍력발전장치로 구성될 수 있으며, 이러한 전력공급수단은 상기 송풍 블로어 및 제어유닛(400)에 전력 케이블이 연결되어 필요 전력을 공급하게 된다.
상기 태양광 발전장치 및 풍력발전장치는 축전지 등을 포함하는 태양광발전장치 및 풍력발전장치로서, 공지의 것을 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 상기 제어유닛(400)은, 상기 외기공급 연결라인(210)에 구비되어 유입되는 외기의 온도를 검출하는 제1 온도검출부(410)와, 상기 공기토출수단의 공기토출라인 또는 토출구 측에 구비되어 토출되는 토출공기의 온도를 검출하는 제2 온도검출부(420), 및 상기 제1 온도검출부(410)에서 검출된 온도에 근거하여 상기 송풍 블로어(220) 및/또는 송풍 블로어(310)를 제어하는 송풍 제어부(430)를 포함한다.
상기 송풍 제어부(430)는 상기 제1 온도검출부(410)에서 검출된 온도와 상기 제2 온도검출부(420)에서 검출된 온도의 온도차가 설정된 설정값(제1 설정값)을 벗어날 경우, 검출된 온도의 온도차가 설정된 값 이내의 경우보다 상대적으로 상기 송풍 블로어(220 또는 310)의 송풍 유속이 감소되도록 제어하게 된다.
또한, 상기 제어유닛(400)은 상기 외기공급 연결라인(210)에 구비되고 상기 전력공급수단으로부터 전력을 공급받아 유입되는 외기를 히팅시키는 히팅 장치(440), 및 상기 제1 온도검출부(410)에서 검출된 온도와 상기 제2 온도검출부(420)에서 검출된 온도의 온도차가 설정된 설정값(제1 설정값)보다 큰 설정값(제2 설정값)을 벗어날 경우, 상기 히팅 장치(440)를 작동시키기 위한 히터 제어부(450)를 더 포함할 수 있다,
한편, 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템은, 상기 상부공기 배출수단의 배출 라인에서 배출되는 공기를 상기 열교환공기 공급수단(310, 320)의 상류 측으로 공급하도록 구성되는 배출공기 바이패스 공급수단;을 더 포함한다.
상기 배출공기 바이패스 공급수단은 일단부가 상기 상부공기 배출수단의 배출 라인에서 분지되고 타단부는 상기 열교환수단(100)의 상류 측 외기공급 연결라인(210)에 연결되는 바이패스 연결라인, 및 상기 외기공급 연결라인(210)에 구비되어 유입되는 유량을 조절하는 전자식 유량조절밸브를 포함한다.
상기 바이패스 연결라인에는 송풍 블로어가 더 구성될 수 있다.
상기 전자식 유량조절밸브는 상기 제어유닛(400)을 구성하며 상기 제1 온도검출부(410)에서 검출된 온도에 근거하여 유량조절밸브 제어부(460)에 의해 유량개폐 동작하도록 이루어진다.
또한, 상기 배출공기 바이패스 공급수단은, 바이패스 연결라인의 타단부가 연결되는 측에는 외기공급 연결라인(210)을 통해 유입되는 외기와 상기 바이패스 연결라인을 통해 유입되는 상류공기를 믹싱시키는 믹싱 챔버를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이 배출공기 바이패스 공급수단이 구성되는 경우, 상기 히터 제어부(450)에 의한 상기 히팅 장치(440)의 히팅 동작 없이도 외기공급 연결라인(210)으로 상대적으로 고온의 공기를 공급하여 유입되는 외기와 믹싱시켜서 열교환수단(100) 측으로 공급하게 된다.
이러한 배출공기 바이패스 공급수단이 구성되는 경우, 히팅 장치(440)와 히터 제어부(450)는 생략될 수 있다.
본 발명은 상기한 배출공기 바이패스 공급수단을 더 포함할 수 있음에 따라 신선한 공기 공급과 함께 상대적으로 열교환 용량이 작은 열교환수단(100)을 채용할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법에 의하면, 냉난방을 위한 전용 냉난방 장치의 필요없이 대류열을 활용하여 냉난방하거나 공조할 수 있도록 하며, 이에 따라 냉난방을 위한 필요 전력을 최소화하여 전기료 절감을 도모할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 실내외 온도에 따라 상대적으로 온도차가 있는 공기를 흡입 믹싱하여 4계절 일정한 실내 온도로 유지할 수 있도록 하며, 냉난방 또는 공조를 위하여 친환경 에너지로부터 필요 전력을 제공받음으로써 친환경 시스템으로 구축될 수 있는 이점이 있다.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 열교환 수단
200: 외기 공급 수단
210: 외기공급 연결라인
220, 320: 송풍 블로어
310: 열교환공기 공급라인
311: 공기토출라인
321: 상부공기 배출수단
400: 제어유닛
410: 제1 온도검출부
420: 제2 온도검출부
430: 송풍 제어부
440: 히팅 장치
450: 히터 제어부
460: 유량조절밸브 제어부
S: 태양광 발전장치
200: 외기 공급 수단
210: 외기공급 연결라인
220, 320: 송풍 블로어
310: 열교환공기 공급라인
311: 공기토출라인
321: 상부공기 배출수단
400: 제어유닛
410: 제1 온도검출부
420: 제2 온도검출부
430: 송풍 제어부
440: 히팅 장치
450: 히터 제어부
460: 유량조절밸브 제어부
S: 태양광 발전장치
Claims (10)
- 주택을 냉난방하기 위한 시스템으로서,
주택의 하부 지반 내에 설치되며, 내측에서 이송되는 공기를 열교환하기 위한 열교환 수단;
주택의 외부에 구비되어 외기를 상기 열교환 수단 측으로 공급하기 위한 외기 공급 수단;
상기 열교환 수단에 의해 지반의 지열 온도로 열교환된 공기를 주택으로 공급하도록 연결되는 열교환공기 공급수단;
주택에 구성되어 상기 열교환공기 공급수단으로부터 공급되는 열교환 공기를 주택 내부로 토출하는 공기토출수단;
주택의 상측 대류 공기가 외부로 배출되도록 하는 상부공기 배출수단;
상기 외기 공급 수단 및 열교환공기 공급수단 중 적어도 하나에 구성되는 송풍기 및 하기 제어유닛에 필요 전력을 공급하기 위한 전력공급수단; 및
상기 외기 공급 수단과 열교환공기 공급수단 및 전력공급수단을 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
상기 열교환 수단은 열전도 가능한 재질의 하나 이상의 코일형 관형 금속 부재로 이루어지되, 코일의 형태가 공기 흐름의 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 직경이 감소하는 나선형(helix shpae) 또는 원추형 형태로 형성되고,
상기 외기 공급 수단은 상기 열교환 수단과 연결되는 외기공급 연결라인, 및 상기 외기공급 연결라인의 흡입구에 구성되어 이물질을 필터링하기 위한 필터 부재를 포함하고,
상기 열교환공기 공급수단은 일단부가 상기 열교환 수단에 연결되고 타단부는 상기 공기토출수단에 연결되는 열교환공기 공급라인으로 이루어지고,
상기 외기 공급 수단의 외기공급 연결라인 및 상기 열교환공기 공급수단의 열교환공기 공급라인 중 적어도 하나에는 공기를 흡입 송풍하기 위한 송풍 블로어를 포함하고,
상기 공기토출수단은 일단부가 상기 열교환공기 공급라인과 연결되고 타단부는 주택 바닥부 가장자리의 소정 개소에서 연통되는 공기토출라인, 및 상기 공기토출라인의 배출구에 구비되며 공기 토출 가능하게 구비되는 커버체를 포함하고,
상기 상부공기 배출수단은 일단부가 주택 내부와 연통되고 타단부는 주택 외부와 연통되는 배출 라인으로 구성되고,
상기 전력공급수단은 주택에 설비되는 태양광 발전장치 및 풍력발전장치 중 적어도 하나로 구성되고,
상기 제어유닛은, 상기 외기 공급 수단에 구성되어 유입되는 외기의 온도를 검출하는 제1 온도검출부와, 상기 공기토출수단에 구성되어 토출되는 토출공기의 온도를 검출하는 제2 온도검출부, 및 상기 제1 온도검출부에서 검출된 온도에 근거하여 상기 송풍 블로어를 제어하는 송풍 제어부를 포함하며,
상기 송풍 제어부는 상기 제1 온도검출부와 상기 제2 온도검출부에서 검출된 온도의 온도차가 설정된 설정값을 벗어날 경우, 검출된 온도의 온도차가 설정된 값 이내의 경우보다 상대적으로 상기 송풍 블로어의 송풍 유속이 감소되도록 제어하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
주택용 냉난방 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은
상기 외기공급 연결라인에 구비되고 상기 전력공급수단으로부터 전력을 공급받아 유입되는 외기를 히팅시키는 히팅 장치; 및
상기 제1 온도검출부에서 검출된 온도와 상기 제2 온도검출부에서 검출된 온도의 온도차가 설정된 설정값보다 큰 제2 설정값을 벗어날 경우, 상기 히팅 장치를 작동시키기 위한 히터 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
주택용 냉난방 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 상부공기 배출수단의 배출 라인에서 배출되는 공기를 상기 열교환공기 공급수단의 상류 측으로 공급하도록 구성되는 배출공기 바이패스 공급수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
주택용 냉난방 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 배출공기 바이패스 공급수단은 단부가 상기 상부공기 배출수단의 배출 라인에서 분지되고 타단부는 상기 열교환수단의 상류 측 외기공급 연결라인에 연결되는 바이패스 연결라인, 및 상기 외기공급 연결라인에 구비되어 유입되는 유량을 조절하는 전자식 유량조절밸브를 포함하며,
상기 제어유닛은 상기 제1 온도검출부에서 검출된 온도에 근거하여 상기 전자식 유량조절밸브를 제어하는 유량조절밸브 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
주택용 냉난방 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제7항에 있어서,
상기 배출공기 바이패스 공급수단은
상기 바이패스 연결라인의 타단부가 연결되는 측에서 상기 외기공급 연결라인을 통해 유입되는 외기와 상기 바이패스 연결라인을 통해 유입되는 상류공기를 믹싱시키는 믹싱 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
주택용 냉난방 시스템.
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| KR1020190139423A KR102290789B1 (ko) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020190139423A KR102290789B1 (ko) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 대류열을 활용한 주택용 냉난방 시스템 및 이의 운영 방법 |
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| KR20210053611A KR20210053611A (ko) | 2021-05-12 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101329468B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2013-11-13 | 박인 | 연돌효과를 이용한 단독주택의 하이브리드 환기 장치 및 방법 |
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| KR970024824U (ko) * | 1995-11-08 | 1997-06-20 | 최진민 | 보일러용 급탕기의 구조 |
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| KR101486946B1 (ko) * | 2013-07-31 | 2015-02-27 | 주식회사 그랑쏠레이 | 비닐하우스용 항온 항습 장치 |
-
2019
- 2019-11-04 KR KR1020190139423A patent/KR102290789B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101329468B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2013-11-13 | 박인 | 연돌효과를 이용한 단독주택의 하이브리드 환기 장치 및 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210053611A (ko) | 2021-05-12 |
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