KR102449631B1 - 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템에 관한 것으로, 건축물의 구조를 이루며, 내부에 개방 공간을 마련하고, 두께 방향 일측에는 공기 흡입구를 형성하며 두께 방향 타측에는 공기 배출구를 형성하는 벽체; 상기 개방 공간에서 벽체의 두께 방향을 따라 상측과 하측으로 지그재그 설치되어 사이로 복수의 격실을 형성하며, 상기 복수의 격실을 따라 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구와 연결되는 공기 유로를 형성하는 복수의 격벽; 상기 격실을 따라 설치되어 공기 유로 상에 마련되며, 일단에는 냉각수 유입구가 마련되며 타단에는 냉각수 배출구가 마련되는 냉각수 흐름 배관; 상기 공기 흡입구, 공기 배출구, 공기 유로 중 적어도 한 곳에 설치되어, 상기 공기 흡입구로부터 냉각수 흐름 배관을 통과하여 공기 배출구에 이르는 공기 유동을 발생시키는 공기 흐름 발생팬 및 상기 냉각수 흐름 배관으로의 냉각수 유동과 상기 공기 흐름 발생팬에 의한 공기 유로로의 공기 유동을 발생시켜, 공기 유로를 유동하는 공기가 냉각수 흐름 배관으로 유동하는 냉각수로부터 냉각열을 흡수하여 실내로 유입되도록 하는 제어수단을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템{Cooling system for buildings using cooling water}
본 발명은 건축물의 냉방시스템에 관한 것으로, 특히 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템에 관한 것이다.
21세기에 접어들어 세계 각 국은 화석연료 고갈에 대비하여 에너지자원 절약에 힘쓰고 있으며, 지구온난화 방지를 위한 탄소 배출 절감정책에도 각 국이 총력을 기울이고 있는 실정이다. 이에 따라, 태양에너지, 수자원에너지 등의 자연에너지 활용 필요성이 부각되고 있다.
일반적으로, 높은 기온 분포를 나타내는 하절기 등에 있어 건축물 내부를 냉방하는 장치는 선풍기, 에어컨 등이 있다. 이 중 선풍기는 전기에너지를 통해 공기를 강제로 유동시켜 냉방하여 탄소 배출이 미미하지만 기온이 상당히 높을 시에는 냉방효과가 작고, 에어컨은 냉방 효과는 크지만 냉매를 사용하므로 탄소 배출이 많은 단점이 있다.
최근 들어, 지구온난화로 인한 기온의 변화는 급격하면서도 높게 분포되고, 이에 따라 냉방 효과가 큰 에어컨의 사용이 급증하면서 냉매의 사용이 잦아 탄소배출을 더 많이 발생시키고, 이는 곧 지구온난화를 발생시킴으로써 악순환이 되고 있다.
따라서, 탄소배출이 적거나 없는 자연에너지를 이용하면서도 냉방효과는 크게 줄 수 있는 대안이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 탄소배출이 없는 지하수나 냉각수 등의 수자원을 이용하여 건축물을 냉방하도록 구성되되, 건축물의 구조를 형성하는 벽체의 일부를 냉방장치로 구현함으로써, 공간활용성과 냉방효과 및 환경성에서 뛰어난 특성을 나타낼 수 있는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템을 제공하는 것을 일 목적이라 할 수 있다.
여기서, 지하수는 하절기 기준으로 약 15~17℃의 온도 분포를 나타내고, 상수도는 약 16~18℃의 온도 분포를 나타내어, 여름철 기온과 약 12~20℃의 온도 편차를 나타내므로, 열역학 제0법칙에 따라 실내를 냉각하는 공기는 약 21~24℃의 온도를 나타낼 것으로 예상된다.
상기 과제를 해결하기 위한 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 건축물의 구조를 이루며, 내부에 개방 공간을 마련하고, 두께 방향 일측에는 공기 흡입구를 형성하며 두께 방향 타측에는 공기 배출구를 형성하는 벽체; 상기 개방 공간에서 벽체의 두께 방향을 따라 상측과 하측으로 지그재그 설치되어 사이로 복수의 격실을 형성하며, 상기 복수의 격실을 따라 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구와 연결되는 공기 유로를 형성하는 복수의 격벽; 상기 격실을 따라 설치되어 공기 유로 상에 마련되며, 일단에는 냉각수 유입구가 마련되며 타단에는 냉각수 배출구가 마련되는 냉각수 흐름 배관; 상기 공기 흡입구, 공기 배출구, 공기 유로 중 적어도 한 곳에 설치되어, 상기 공기 흡입구로부터 냉각수 흐름 배관을 통과하여 공기 배출구에 이르는 공기 유동을 발생시키는 공기 흐름 발생팬 및 상기 냉각수 흐름 배관으로의 냉각수 유동과 상기 공기 흐름 발생팬에 의한 공기 유로로의 공기 유동을 발생시켜, 공기 유로를 유동하는 공기가 냉각수 흐름 배관으로 유동하는 냉각수로부터 냉각열을 흡수하여 실내로 유입되도록 하는 제어수단을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 상기 냉각수 흐름 배관 하측에 구비되며 상부가 개방되고 내부로는 물이 충진되어, 상기 냉각수 흐름 배관과 그 주위로부터 발생되는 결로수를 받이하면서 상기 공기 흐름 발생팬의 작동에 의해 발생되는 공기 유동의 냉각을 촉진하는 워터 탱크를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 냉각수 흐름 배관과 워터 탱크 사이에는, 냉각수 흐름 배관과 워터 탱크 사이를 개방하거나 폐쇄하도록 상기 제어수단에 의해 제어되는 개폐수단을 마련하며, 상기 워터 탱크 내부에는, 워터 탱크 내부의 수위에 따라 상기 개폐수단이 제어되도록 하는 신호를 상기 제어수단으로 전달하여, 제어수단이 냉각수 흐름 배관과 그 주위로부터 발생되는 결로수의 워터 탱크 유입을 조절하도록 하는 수위센서가 구비될 수 있다.
또한, 상기 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서가 마련되고, 상기 온도감지센서가 설정된 온도 이상 감지 시에 상기 제어수단이 자동으로 냉각수 유동과 공기 유동을 발생시켜 실내를 설정된 온도 이하로 맞추도록 하는 제어방식을 포함하는 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서가 마련되고, 상기 워터 탱크 내부에는 상기 제어수단에 의해 작동되는 가열장치가 구비되되, 상기 온도감지센서가 설정된 온도 이하 감지 시에 상기 제어수단이 자동으로 가열장치를 작동하면서 냉각수 흐름 배관으로의 냉각수 유동은 정지시키고, 공기 유로로의 공기 유동은 발생시켜 실내를 설정된 온도 이상으로 맞추도록 하는 제어방식을 포함하는 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 격벽은, 높이 방향을 따라 지그재그 배열로 격벽 길이 방향 양측에서 길이 중심 방향으로 돌출되는 길이를 갖되, 길이 단부로 갈수록 하방으로 경사지도록 형성되는 복수의 공기 가이드판을 마련할 수 있다.
또한, 상기 냉각수 흐름 배관은, 상기 공기 가이드판을 마련하여 형성된 공기 유로를 따라, 격벽 길이 방향 좌측과 우측으로 교번하여 반복적으로 굽이지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서가 마련되고, 상기 공기 가이드판 일부 또는 전체에는 발열 또는 흡열하는 열전소자가 구비되되, 상기 온도감지센서가 설정된 온도를 벗어나는 것으로 감지 시에 상기 제어수단이 자동으로 열전소자를 작동하면서 냉각수 흐름 배관으로의 냉각수 유동과 공기 유로로의 공기 유동을 제어하여 실내를 설정된 온도 범위로 맞추도록 하는 제어방식을 포함하는 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 상기 격실 내에서 냉각수 흐름 배관의 길이를 따라 일정 또는 임의의 간격으로 설치되어 냉각수 흐름 배관의 일정 또는 임의의 구간별로 음파탐지를 수행하며, 상기 음파탐지에 의해 생성된 음파탐지신호를 상기 제어수단으로 전송하는 복수의 음파탐지수단을 더 포함하며, 상기 제어수단은, 상기 복수의 음파탐지수단 각각에 대해 식별코드를 부여하고, 각 음파탐지수단으로부터 전송된 음파탐지신호를 비교하여 이상 음파탐지신호를 판별하며, 이상 음파탐지신호를 발송한 음파탐지수단의 식별코드를 설정된 단말로 전송하여 알림을 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 격벽은, 다수의 흡음골이 형성하는 다수의 흡음돌기가 일정 배열을 갖도록 돌출되어, 상기 흡음골과 흡음돌기를 통한 음파 간섭을 통해 음파를 상쇄하며, 상기 흡음돌기 사이로 냉각수 흐름 배관을 배치하여 냉각수 흐름 배관을 흡음돌기로 지지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 탄소배출이 없는 지하수나 냉각수 등의 수자원을 이용하여 건축물을 냉방하도록 구성되되, 건축물의 구조를 형성하는 벽체의 일부를 냉방장치로 구현함으로써, 공간활용성과 냉방효과 및 환경성에서 뛰어난 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 격벽, 공기 가이드판 등을 활용하여 실내를 냉각하는 공기를 냉각수와 오랜 시간 열교환하도록 함으로써 냉각효과를 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 워터 탱크, 열전소자 등을 활용하여 냉각효과를 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 가열장치, 열전소자 등을 활용하여 온풍효과도 나타내어 하절기뿐만 아니라 동절기 등에도 실내 온도를 적정하게 유지하는 데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 온도감지센서, 제어수단 등을 활용하여 실내 온도를 자동으로 조절할 수 있으며, 음파탐지수단 등을 활용해 유지보수성을 향상시킬 수 있고, 격벽의 구조적 변경을 통한 소음차단 등의 부가적 기능을 나타낼 수도 있다.
한편, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 일 구성인 벽체를 정면 방향에서 투영하여 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 일 구성인 벽체의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 가열장치가 구비된 워터 탱크를 보여주기 위한 벽체의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 열전소자와 공기 가이드판이 구비된 것을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 음파감지수단이 구비된 것을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 흡음골과 흡음돌기가 마련된 격벽을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 제어수단과 각 구성과의 연결을 보여주는 블록도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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.
이하, 첨부된 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 개략도이며, 도 2는 도 1의 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 일 구성인 벽체를 정면 방향에서 투영하여 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 일 구성인 벽체의 측단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 가열장치가 구비된 워터 탱크를 보여주기 위한 벽체의 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 열전소자와 공기 가이드판이 구비된 것을 예시하는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 음파감지수단이 구비된 것을 예시하는 도면이다.
또한, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 흡음골과 흡음돌기가 마련된 격벽을 예시하는 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 제어수단과 각 구성과의 연결을 보여주는 블록도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 벽체(10), 격벽(20), 냉각수 흐름 배관(30), 공기 흐름 발생팬(40) 및 제어수단(50)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명은 벽체(10) 내부에는 격벽(20)이 설치되어 공기가 유동할 유로를 형성하며, 격벽(20)의 설치로 인하여 형성된 격실을 따라 냉각수 흐름 배관(30)이 구비되고, 제어수단(50)이 냉각수 흐름 배관(30)으로 냉각수를 흘려보내줌과 동시에 공기 흐름 발생팬(40)으로 냉각수 흐름 배관(30)을 따르는 공기의 유동을 발생시켜 공기를 냉각시키며, 냉각된 공기를 실내로 유입시킴으로써 실내를 냉각할 수 있다.
보다 구체적으로, 벽체(10)는 건축물(B)의 구조를 이루며, 내부에는 개방 공간(11)을 마련할 수 있다. 이때, 벽체(10)는 이해를 돕기 위해 도면에는 건축물을 지탱하는 외벽을 벽체(10)로 구성하였으나, 이는 예시적인 것일 뿐 개방 공간(11)이 형성되기 때문에 건축물의 하중 지지와는 무관하거나 하중 지지력의 저하를 최소화 할 수 있는 위치의 벽체(10)로 구성함이 바람직하다. 그러나, 건축물의 하중 지지를 저해하지 않는 범위라면 외벽에 형성되어도 무관하다.
한편으론, 벽체(10)는 건축물의 외벽을 형성하는 콘크리트 벽체의 전면부에 따로 형성되도록 마련될 수도 있다. 즉, 벽체(10)는 건축물 하중 지지용인 외벽에 마련되되, 외벽과는 구획된 상태로 개방 공간(11)을 마련할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 건축물의 하중을 지지할 수 있는 구조적 설계를 침범하지 않을 수 있다.
상기의 벽체(10)는 공기의 유입과 토출을 위해 두께 방향 일측에는 공기 흡입구(12)를 형성하며, 두께 방향 타측에는 공기 배출구(13)를 형성할 수 있다. 즉, 벽체(10)의 전방에 공기 흡입구(12)가 마련되면 벽체(10)의 후방으로는 공기 배출구(13)가 마련될 수 있는 것이다.
여기서, 벽체(10)의 두께 방향 일측은 실외측일 수도 있고 실내측일 수도 있다. 즉, 어느 특정한 위치에는 한정되지는 않는다. 다만, 벽체(10)의 두께 방향 일측이 실내측일 경우 후술할 공기 흐름 발생팬(40)에 의해 공기 유동 시 실내측의 공기가 벽체(10)로 유동되어 냉각되고 다시 실내측으로 공급되며, 실외측일 경우 실외측의 공기가 벽체(10)로 유동되어 냉각되고 실내측으로 공급되는 것으로, 실외측에 마련되면 실외 공기가 실내로 유입되면서 환기하는 효과도 발생시킬 수 있다. 벽체(10)의 두께 방향 일측이 실내측인 경우에는 실외와 실내를 차단시키기 때문에 실외 환경의 영향을 최소화할 수 있다.
격벽(20)은 복수개로 마련되며, 개방 공간(11)에서 벽체(10)의 두께 방향을 따라 상측과 하측으로 지그재그로 설치될 수 있다.
즉, 격벽(20)은 개방 공간(11) 상측에서 하측으로 길이를 형성하는 상부 격벽(21)과, 하측에서 상측으로 길이를 형성하는 하부 격벽(22)이 교번하면서 마련될 수 있는데, 이때, 상부 격벽(21)과 하부 격벽(22)은 높이 방향을 기준으로 하는 상부 격벽(21)과 하부 격벽(22) 사이의 중심 위치를 통과하도록 길이를 형성할 수가 있다.
이로 인해 벽체(10)와 격벽(20) 사이 또는 격벽(20) 간의 사이로 복수의 격실(25)을 형성할 수 있다.
여기서, 맨 앞단에 마련된 격실(25)와 맨 뒷단에 마련된 격실(25)은 각각 공기 흡입구(12) 및 공기 배출구(13)와 연결되어, 복수의 격실(25)을 따라 공기 흡입구(12)로부터 공기 배출구(13)에 이르는 공기 유로를 형성할 수 있다.
공기 유로는 복수의 격실(25)을 따라 상측과 하측으로 지그재그로 형성되기 때문에 보다 오랜 시간 공기를 유동시킬 수가 있다.
냉각수 흐름 배관(30)은 격실(25)을 따라 설치되어 공기 유로 상에 마련될 수 있다. 또한, 냉각수 흐름 배관(30)은 일단에는 냉각수 유입구(31)가 마련되며 타단에는 냉각수 배출구(32)가 마련될 수 있다. 이로 인해, 냉각수는 냉각수 유입구(31)로부터 냉각수 배출구(32)에 이르도록 유동될 수 있는데, 이때, 냉각수 흐름 배관(30)은 격실(25)의 높이 방향을 따라 좌측과 우측을 교번하며 굽이지도록 형성됨으로써 보다 오랜 시간 냉각수를 유동시킬 수 있다.
냉각수 유입구(31)는 물 공급 수단(미도시)과 연결될 수 있고, 구체적으로 지하수를 공급하는 지하수 공급 시설(미도시)이나 상수도를 공급하는 상수도 공급 시설(미도시)과 연결될 수 있다.
여기서, 지하수는 하절기 기준으로 약 15~17℃의 온도 분포를 나타내고, 상수도는 약 16~18℃의 온도 분포를 나타내어, 여름철 기온과 약 12~20℃의 온도 편차를 나타내므로, 열역학 제0법칙에 따라 실내를 냉각하기 위해 공기 유로로 유입되어 격실(25)을 따라 유동하는 공기는 약 21~24℃의 온도를 나타낼 수 있다.
또한, 냉각수 배출구(32)는 물 재활용 수단(미도시)과 연결될 수 있고, 구체적으로 화장실의 배관 등과 연결될 수 있다. 이로 인해 본 발명은 수자원을 이용하여 친환경적이면서도 비용을 절감할 수도 있다.
한편, 냉각수 흐름 배관(30)은 복수개가 마련되어 격실(25) 마다 마련될 수도 있고, 하나만 마련되어 모든 격실(25)을 통과하도록 길이를 형성할 수도 있다. 즉, 모든 격실(25) 마다 냉각수 흐름 배관(30)이 마련되되, 각 격실(25)의 냉각수 흐름 배관(30) 마다 냉각수 유입구(31) 및 냉각수 배출구(32)를 갖는 개별 단위로 마련되거나, 모든 격실(25)의 냉각수 흐름 배관(30)이 연결되어 하나의 냉각수 유입구(31)와 냉각수 배출구(32) 만을 갖는 단일 단위로 마련될 수 있는 것이다.
또한, 상기와 같이 개별 단위 또는 단일 단위로 형성되는 냉각수 흐름 배관(30)의 냉각수 유입구(31)는 벽체(10) 상단부에 위치되고, 냉각수 배출구(32)는 벽체(10) 하단부에 위치될 수 있어, 하방으로 유동될 경우에는 중력에 의해 보조를 받을 수도 있다.
냉각수 흐름 배관(30)은 PVC 배관 등으로 마련될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 한정되는 것은 아니며, 열 전달이 용이하고 부식 등에 강한 배관 재질이면 충분하다.
공기 흐름 발생팬(40)은 공기 흡입구(12), 공기 배출구(13), 공기 유로 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 또한, 공기 흐름 발생팬(40)은 제어수단(50)으로부터 제어되어 동작할 수 있으며, 동작 시에는 설치된 위치에서 공기 유로로 공기가 유동하도록 유도할 수 있다. 즉, 공기 흐름 발생팬(40)의 동작 시에는 공기 흡입구(12)로부터 공기 유로를 따라 냉각수 흐름 배관(30)을 통과하여 공기 배출구(13)에 이르는 공기 유동이 발생될 수 있다.
제어수단(50)은 본 발명의 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템을 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 냉각수 흐름 배관(30)으로의 냉각수 유동과, 공기 흐름 발생팬(40)에 의한 공기 유로로의 공기 유동 발생을 제어할 수 있다.
또한, 제어수단(50)은 도 8에 도시된 바와 같이 후술하는 수위센서(61), 온도감지센서(70), 음파탐지수단(110) 등의 감지 수단으로부터 감지되는 신호를 전달 받고, 워터 탱크(60), 개폐수단(65), 가열장치(80), 열전소자(90) 등을 제어하도록 구성될 수 있다.
여기서, 제어수단(50)은 MCU(Micro Controller Unit), MPU(Micro Processing Unit), CPU(Central Processing Unit), PCB(Printed Circuit Board), 릴레이(Relay) 등으로 마련될 수 있으며, 기재되지 아니하였지만 다양한 장치의 제어가 가능한 수단이라면 모두 사용될 수 있다.
또한, 제어수단(50)은 실내에 설치되는 스위치나 제어 단말과 연결되거나, 휴대폰, 태블릿 PC 등의 사용자 단말(200)과 연동되어 사용자가 직접 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
이때, 제어수단(50)은 스위치, 제어 단말 또는 사용자 단말에 의해 직접 조작되는 것뿐만 아니라, 실내에 설치되는 온도감지센서(70)와 연동되어 자동으로 실내 온도를 설정 온도에 맞추도록 구성될 수도 있다. 이에 대한 설명은 차후 다시 설명하기로 한다.
이러한 제어수단(50)은 사용자가 냉각수 흐름 배관(30)으로 냉각수를 유동시키면서 공기 유로로의 공기 유동을 발생시켜, 공기 유로로 유동하는 공기가 냉각수로부터 냉각열을 흡수하도록 할 수 있고, 이를 실내로 유입되도록 하여 건축물의 냉방이 가능하도록 할 수 있다.
상술하였듯이, 지하수 또는 상수도의 냉각수와, 실외 공기 사이에서 열역학 제0법칙에 따라 열교환이 일어나므로, 공기는 공기 유로를 따라 유동하면서 냉각될 수 있고, 실내에 공급되어 냉방을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 워터 탱크(60)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
워터 탱크(60)는 냉각수 흐름 배관(30) 하측에 구비되며, 상부가 개방되고 내부로는 물이 충진될 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 워터 탱크(60)는 도면에는 도시되지 않았으나 물의 충진을 위해 일측에는 물 공급 수단과 연결되는 충진구가 마련될 수 있고, 내부는 수위조절을 위해 배수관과 연결되는 배수구가 마련될 수 있다. 또한, 물의 충진은 제어수단(50)에 의해 제어될 수 있다.
이와 같은 워터 탱크(60)는 냉각수 흐름 배관(30)과 그 주위로부터 발생되는 결로수를 받이할 수 있고, 공기 흐름 발생팬(40)의 작동에 의해 발생되는 공기와 열교환을 수행하여 냉각을 촉진할 수 있다. 이때, 냉각수 흐름 배관(30)에서 발생되는 결로수 또한 공기 흐름 발생팬(40)에 의해 유동되는 공기와 열교환을 수행할 수 있고, 기화되면서 공기의 냉각을 촉진할 수 있다.
이와 같은 워터 탱크(60)의 물과 결로수의 냉각 촉진으로 인하여 공기의 냉각효과는 보다 극대화될 수 있다.
한편, 냉각수 흐름 배관(30)과 워터 탱크(60) 사이에는, 냉각수 흐름 배관(30)과 워터 탱크(60) 사이를 개방하거나 폐쇄하도록 제어수단(50)에 의해 제어되는 개폐수단(65)을 마련할 수도 있다. 또한, 워터 탱크(60) 내부에는 워터 탱크(60) 내부 수위를 측정하는 수위센서(61)가 구비될 수 있다.
수위센서(61)는 워터 탱크(60) 내부의 수위에 따라 개폐수단(65)이 제어되도록 하는 신호를 제어수단(50)으로 전달할 수 있으며, 제어수단(50)은 수위센서(61)로부터 신호를 전달 받아 수위가 설정된 높이 이상으로 감지할 경우, 냉각수 흐름 배관(30)과 그 주위로부터 발생되는 결로수가 워터 탱크(60)로 유입되지 않도록 개폐수단(65)을 폐쇄할 수 있다.
이후, 워터 탱크(60)의 배수나 공기와의 열교환을 통한 기화로 인해 수위가 낮아지면 다시 워터 탱크(60)를 개방하여 결로수를 받이하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 실내 온도에 따라 자동으로 작동이 이루어지도록 하는 제어를 수행할 수 있다.
이를 위해, 실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서(70)가 마련될 수 있다.
여기서, 제어방식은 제어수단(50)이 온도감지센서(70)로부터 설정된 온도 이상 감지 시에 자동으로 냉각수 유동과 공기 유동을 발생시키고 조절하면서 실내를 설정된 온도 이하로 맞추도록 제어하는 방식으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 냉방 외에도 동절기 등에 실내 온도를 높이도록 구성될 수도 있다.
이를 위해, 실내에는 온도감지센서(70)가 마련되고, 워터 탱크(60) 내부에는 도 4에 도시된 바와 같이 제어수단(50)에 의해 작동되어 워터 탱크(60) 내부에 충진된 물을 가열하는 가열장치(80)가 구비될 수 있다.
여기서, 제어방식은 제어수단(50)이 온도감지센서(70)로부터 설정된 온도 이하 감지 시에 자동으로 가열장치(80)를 작동하면서 냉각수 흐름 배관(30)으로의 냉각수 유동은 정지시키고, 공기유로로의 공기 유동은 발생시켜 실내를 설정된 온도 이상으로 맞추도록 제어하는 방식으로 구성될 수 있다.
즉, 워터 탱크(60) 내부에 충진된 물을 가열하면서 기화시키고, 온도가 높아져 기화된 공기를 공기 흐름 발생팬(40)을 통해 외부로 유출하거나, 공기 흐름 발생팬(40)에 의해 유동하는 공기와 열교환을 하도록 하여 실내의 난방효과를 나타낼 수 있다. 이때, 냉각수는 난방효과를 저하시킬 수 있으므로, 냉각수 흐름 배관(30)의 냉각수 유동은 정지시킨다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 상술한 냉방작용 및 난방작용을 둘 다 할 수 있도록 구성될 수도 있으며, 이를 위해, 열전소자(90)를 마련할 수도 있다.
이를 위해, 실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서(70)가 마련되고, 격실(25) 내부에는 발열 또는 흡열하는 열전소자(90)가 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 열전소자(90)는 도 5에 도시된 바와 같이 후술할 공기 가이드판(100)에 구성됨이 바람직하나, 반드시 한정되는 것은 아니기에 열전소자(90) 관련 구성을 먼저 설명 후에 공기 가이드판(100)에 대해서 설명하기로 한다.
여기서, 제어방식은 제어수단(50)이 온도감지센서(70)로부터 설정된 온도를 벗어나는 것으로 감지 시에 자동으로 열전소자(90)를 작동하면서 냉각수 흐름 배관(30)의 냉각수 유동과 공기 유로로의 공기 유동을 제어하여 실내를 설정된 온도 범위로 맞추도록 제어하는 방식으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 냉방작용을 할 경우에는, 냉각수 유동과 공기 유동을 통해 냉각을 수행하면서, 열전소자(90)를 흡열하도록 할 수 있고, 이를 통해 냉방작용을 극대화할 수 있다. 또한, 난방작용을 할 경우에는, 냉각수 유동은 멈추고 공기 유동만 시키면서 열전소자(90)가 발열 작용을 하도록 할 수 있고, 난방작용을 진행할 수 있다. 이때, 가열장치(80)가 마련되는 워터 탱크(60)를 구비할 경우에는, 워터 탱크(60)의 작동도 함께 수행하며 난방 효과를 극대화 할 수도 있다.
상술한 본 발명의 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 냉방 작용 또는 난방 작용을 위한 제어방식들은 모두 간섭되지 않는 범위 내에서 혼용될 수 있다.
한편, 본 발명은 복수의 공기 가이드판(100)을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이때, 공기 가이드판(100)은 격벽(20)에 마련될 수 있고, 격벽(20)의 높이 방향을 따라 지그재그 배열로 격벽 길이 방향 양측에서 길이 중심 방향으로 돌출되는 길이를 가질 수 있다.
즉, 가장 높이 위치한 공기 가이드판(100)이 좌측에 마련되면 그 다음 높이에 위치한 공기 가이드판(100)은 우측에 마련되고, 이를 반복적으로 번갈아가면서 마련될 수 있다. 이러한 복수의 공기 가이드판(100)은 공기의 흐름을 좌측과 우측으로 교번하여 유동시킬 수 있으며, 이는 상술한 격벽(20)과 유기적으로 형성되어 보다 오랜 시간 공기를 공기 유로 내에서 머물게 할 수 있다.
이때, 공기 가이드판(100)은 결로수를 하방으로 용이하게 유도하도록 길이 단부로 갈수록 하방으로 경사지도록 형성될 수 있다.
또한, 냉각수 흐름 배관(30)은 상술한 바와 같이 격실(25)의 높이 방향을 따라 좌측과 우측을 교번하여 반복적으로 굽이지도록 형성될 수 있는데, 공기 가이드판(100)을 마련함에 따라 공기 가이드판(100)으로 인해 형성된 공기 유로를 따라 굽이지도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 공기 가이드판(100)은 도면에 도시된 바와 같이 냉각수 흐름 배관(30)의 유격 사이로 형성되어 냉각수 흐름 배관(30)은 공기 가이드판(100)에 의해 지지될 수도 있고, 냉각수의 흐름 방향과 공기 유동 방향이 일치하여 보다 냉각 효율을 극대화 할 수가 있다.
한편, 상술하였듯이 열전소자(90)는 공기 가이드판(100)에 설치되어 냉각수의 흐름과 일치되는 흐름을 나타내는 공기를 곳곳에서 냉각 또는 가열할 수 있어, 냉각 효과를 극대화하거나 난방 효과를 나타낼 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템은, 도 6에 도시된 바와 같이 음파탐지수단(110)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
음파탐지수단(110)은 복수개가 마련되어 격실(25) 내에서 냉각수 흐름 배관(30)의 길이를 따라 일정 또는 임의의 간격으로 설치될 수 있으며, 설치된 위치에서 구간별로 음파탐지를 수행할 수 있다. 또한, 음파탐지수단(110)은 제어수단(50)와 연동되어 음파탐지에 의해 생성된 음파탐지신호를 제어수단(50)으로 전송할 수 있다.
여기서, 제어수단(50)은 복수의 음파탐지수단(110) 각각에 대해 식별코드를 부여할 수 있고, 각 음파탐지수단(110)으로부터 음파탐지신호가 전송될 경우, 전송된 음파탐지신호를 비교하여 이상 음파탐지신호를 판별할 수 있다.
예를 들어, 제1 음파탐지수단 내지 제3 음파탐지수단으로부터 전송된 음파탐지신호가 동일 또는 유사한 주파수를 갖는데, 제4 음파탐지수단으로부터 전송된 음파탐지신호가 그 범위를 벗어나는 주파수일 경우, 제4 음파탐지수단으로부터 전송된 음파탐지신호를 이상 음파탐지신호로 판별할 수 있는 것이다.
이렇게, 이상 음파탐지신호가 발견될 경우, 제어수단(50)은 이상 음파탐지신호를 발송한 음파탐지수단(110)의 식별코드를 설정된 단말로 전송하여 알림을 수행하고, 설정된 단말을 관리하거나 소유하는 관리자가 해당 건축물의 냉각수 흐름 배관(30)의 이상여부를 파악하도록 할 수 있다.
이는, 냉각수 흐름 배관(30)의 침적물 등이 쌓이는 것을 쉽게 알 수 있고, 나아가 그 위치를 판별할 수 있으므로, 유지보수에 효과적일 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템의 일 구성인 격벽(20)은, 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 흡음골(121)이 형성되도록 다수의 흡음돌기(122)가 일정 배열을 갖도록 돌출될 수 있다.
여기서, 흡음골(121)과 흡음돌기(122)는 굴곡과 깊이를 형성하고, 이러한 굴곡과 깊이를 통해 주변에서 발생되거나 도달하는 음파를 서로 간섭시켜 음파를 상쇄하도록 구성될 수 있다.
이때, 흡음돌기(122) 사이로 냉각수 흐름 배관(30)이 배치될 수 있으며, 냉각수 흐름 배관(30)은 흡음돌기(122)에 의해 지지되는 효과도 나타낼 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
10 : 벽체
11 : 개방 공간
12 : 공기 흡입구
13 : 공기 배출구
20 : 격벽
21 : 상부 격벽
22 : 하부 격벽
25 : 격실
30 : 냉각수 흐름 배관
31 : 냉각수 유입구
32 : 냉각수 배출구
40 : 공기 흐름 발생팬
50 : 제어수단
60 : 워터 탱크
61 : 수위센서
65 : 개폐수단
70 : 온도감지센서
80 : 가열장치
90 : 열전소자
100 : 공기 가이드판
110 : 음파탐지수단
121 : 흡음골
122 : 흡음돌기
200 : 사용자 단말
B : 건축물

Claims (10)

  1. 건축물의 구조를 이루며, 내부에 개방 공간을 마련하고, 두께 방향 일측에는 공기 흡입구를 형성하며 두께 방향 타측에는 공기 배출구를 형성하는 벽체;
    상기 개방 공간에서 벽체의 두께 방향을 따라 상측과 하측으로 지그재그 설치되어 사이로 복수의 격실을 형성하며, 상기 복수의 격실을 따라 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구와 연결되는 공기 유로를 형성하는 복수의 격벽;
    상기 격실을 따라 설치되어 공기 유로 상에 마련되며, 일단에는 냉각수 유입구가 마련되며 타단에는 냉각수 배출구가 마련되는 냉각수 흐름 배관;
    상기 공기 흡입구, 공기 배출구, 공기 유로 중 적어도 한 곳에 설치되어, 상기 공기 흡입구로부터 냉각수 흐름 배관을 통과하여 공기 배출구에 이르는 공기 유동을 발생시키는 공기 흐름 발생팬 및
    상기 냉각수 흐름 배관으로의 냉각수 유동과 상기 공기 흐름 발생팬에 의한 공기 유로로의 공기 유동을 발생시켜, 공기 유로를 유동하는 공기가 냉각수 흐름 배관으로 유동하는 냉각수로부터 냉각열을 흡수하여 실내로 유입되도록 하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 격벽은,
    높이 방향을 따라 지그재그 배열로 격벽 길이 방향 양측에서 길이 중심 방향으로 돌출되는 길이를 갖되, 길이 단부로 갈수록 하방으로 경사지도록 형성되는 복수의 공기 가이드판을 마련하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 흐름 배관 하측에 구비되며 상부가 개방되고 내부로는 물이 충진되어, 상기 냉각수 흐름 배관과 그 주위로부터 발생되는 결로수를 받이하면서 상기 공기 흐름 발생팬의 작동에 의해 발생되는 공기 유동의 냉각을 촉진하는 워터 탱크를 더 포함하는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각수 흐름 배관과 워터 탱크 사이에는, 냉각수 흐름 배관과 워터 탱크 사이를 개방하거나 폐쇄하도록 상기 제어수단에 의해 제어되는 개폐수단을 마련하며,
    상기 워터 탱크 내부에는, 워터 탱크 내부의 수위에 따라 상기 개폐수단이 제어되도록 하는 신호를 상기 제어수단으로 전달하여, 제어수단이 냉각수 흐름 배관과 그 주위로부터 발생되는 결로수의 워터 탱크 유입을 조절하도록 하는 수위센서가 구비되는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서가 마련되고,
    상기 온도감지센서가 설정된 온도 이상 감지 시에 상기 제어수단이 자동으로 냉각수 유동과 공기 유동을 발생시켜 실내를 설정된 온도 이하로 맞추도록 하는 제어방식을 포함하는 제어를 수행하는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서가 마련되고,
    상기 워터 탱크 내부에는 상기 제어수단에 의해 작동되는 가열장치가 구비되되,
    상기 온도감지센서가 설정된 온도 이하 감지 시에 상기 제어수단이 자동으로 가열장치를 작동하면서 냉각수 흐름 배관으로의 냉각수 유동은 정지시키고, 공기 유로로의 공기 유동은 발생시켜 실내를 설정된 온도 이상으로 맞추도록 하는 제어방식을 포함하는 제어를 수행하는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 흐름 배관은,
    상기 공기 가이드판을 마련하여 형성된 공기 유로를 따라, 격벽 길이 방향 좌측과 우측으로 교번하여 반복적으로 굽이지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    실내에는 온도를 감지하는 온도감지센서가 마련되고,
    상기 공기 가이드판 일부 또는 전체에는 발열 또는 흡열하는 열전소자가 구비되되,
    상기 온도감지센서가 설정된 온도를 벗어나는 것으로 감지 시에 상기 제어수단이 자동으로 열전소자를 작동하면서 냉각수 흐름 배관으로의 냉각수 유동과 공기 유로로의 공기 유동을 제어하여 실내를 설정된 온도 범위로 맞추도록 하는 제어방식을 포함하는 제어를 수행하는 냉각수를 이용한 건축물의 냉방시스템.
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