KR20070094711A - 냉방시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부에서 공급되는 물의 차거움을 이용하여 바닥을 냉방시킬 수 있는 냉방시스템에 관한 것이다. 이러한 냉방시스템은, 사람이 거주하는 건물의 바닥(F) 또는 벽체에 깔려지는 바닥배관(10)과; 바닥배관(10)의 출구(10b)에 연결되는 것으로서 부엌 또는 화장실까지 연결된 사용배관(20)과; 바닥배관(10)의 입구(10a)에 연결되는 것으로서 외부로부터 물을 공급하는 공급배관(30)과; 바닥배관(10)의 입구(10a)와 출구(10b)에 연결되는 것으로서 보일러(B)와 연결되어 난방수를 제공하는 보일러배관(40)과; 바닥배관(10)의 입구(10a)를 공급배관(30) 또는 보일러배관(40) 중 어느 하나와 선택적으로 연결시키는 유로변환밸브(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉방시스템{A FLOOR COOLING SYSTEM}
본 발명은 외부에서 공급되는 물의 차거움을 이용하여 바닥을 냉방시킬 수 있는 냉방시스템에 관한 것이다.
한여름에 온도가 올라갈 경우, 통상적으로 에어콘을 작동시켜 냉방을 한다. 이러한 에어콘은 공기를 냉각시킨 후 냉각된 공기를 주거공간 내부에서 강제 순환시킴으로써 냉방을 가능하게 한다.
그런데 상기한 바와 같이 에어콘을 이용한 냉방방식의 경우, 냉방을 위하여 많은 에너지가 소모됨으로써 많은 경제적인 부담이 되었다. 또한, 순환되는 냉각 공기는 매우 건조한 상태가 되기 때문에, 장시간 에어콘을 사용할 경우 코점막 건조증, 알레르기성 비염, 감기, 각종 기관지염과 같은 냉방병을 유발시켰다. 또 공기를 냉각시키는 열교환기를 자주 청소하지 않을 경우, 열교환기에 기생하는 각종 세균이나 곰팡이들이 냉각된 공기와 함께 순환됨으로써, 거주하는 사람에게 심각한 건강상 위해를 가하게 된다라는 문제점이 있었다.
한편, 온돌은 한국 고유의 난방법으로 우리 민족의 생활습관과 밀접한 관계가 있으며, 모든 민가(民家)에 사용되었다. 온돌의 채난원리(採暖原理)는 열의 전 도를 이용한 것인데, 방바닥 밑에 깔린 넓적한 돌(구들장)에 화기를 도입시키면 돌의 온도가 높아지고, 온도가 높아진 돌로부터 방출되는 열은 바닥을 가열시킴과 동시에 바닥과 접촉된 공기를 가열시켜 결과적으로 난방을 가능하게 한다.
그런데, 상기한 온돌에 의한 바닥을 난방시키는 방식은 많은 가정에서 채용되고는 있으나, 바닥을 냉각시켜 냉방을 시키는 방식은 현재까지 알려져 있지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 기존 바닥에 내장되는 바닥배관을 그대로 사용하면서, 외부로부터 공급되는 차가운 물을 이용하여 에너지를 소모없이 바닥을 냉방시킬 수 있는 냉방시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 냉방 과정에서 공기가 건조해지는 것을 방지하고 각종 세균 및 공팡이의 발생을 방지함으로써, 냉방병이나 세균성 질환을 근본적으로 방지할 수 있는 지열을 이용한 냉방시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 냉방시스템은,
사람이 거주하는 건물의 바닥(F)에 깔려지는 바닥배관(10); 상기 바닥배관(10)의 출구(10b)에 연결되는 것으로서 부엌 또는 화장실까지 연결된 사용배관(20); 상기 바닥배관(10)의 입구(10a)에 연결되는 것으로서 외부로부터 물을 공 급하는 공급배관(30); 상기 바닥배관(10)의 입구(10a)와 출구(10b)에 연결되는 것으로서 보일러(B)와 연결되어 난방수를 제공하는 보일러배관(40); 및 상기 바닥배관(10)의 입구(10a)를 공급배관(30) 또는 보일러배관(40) 중 어느 하나와 선택적으로 가변 연결시키는 유로변환밸브(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유로변환밸브(50)는, 전기에 의하여 작동되는 솔레노이드 방식의 쓰리웨이밸브이고; 주위의 온도를 센싱하는 외기온도센서(60)와, 상기 외기온도센서(60)에서 발생된 신호에 연동되어 유로변환밸브(50)를 가동시키는 제어부(70);를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 외기온도센서(60) 및 제어부(70)가 상기 보일러에 내장된 온도센서 및 콘트롤러로 대체될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바닥배관(10)의 입구(10a)와 출구(10b)가 각각 연결되는 것으로서, 상기 바닥배관(10)을 경유한 물이 저장되는 저장조(90)와, 상기 저장조(90)와 바닥배관(10) 사이에 설치되어 상기 저장조(90)에 저장된 물을 순환시키는 순환펌프(100)와, 상기 저장조(90)에 저장되는 물을 냉각시키기 위한 냉동공조기(110)와, 상기 저장조(90)에 저장된 물의 온도를 측정하여 상기 냉동공조기(110)를 작동시키는 신호를 발생하는 저장조온도센서(120)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 냉방시스템은, 사람이 거주하는 건물의 바닥(벽체 및 천정포함)에 내장되는 바닥배관에 외부로부터 공급되는 차가운 물을 흘림으로써, 에너지의 소모없이 바닥을 냉방시킬 수 있다. 또한 기존의 바닥배관을 그대로 이용함으로 써 냉방을 가능하게 함과 동시에 겨울에는 난방도 가능하게 할 수 있다. 그리고, 공기가 바닥 및 벽체에 접촉되어 자연스럽게 냉방이 이루어지는 방식이기 때문에, 냉방 과정에서 공기가 건조해지는 것을 방지할 수 있고, 또한 세균이나 곰팡이의 발생을 방지할 수 있어, 냉방병 및 각종 세균성 질환의 위협으로부터 거주자를 보호할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 냉방시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 냉방시스템의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉방시스템은, 사람이 거주하는 건물의 바닥(F)에 깔려지는 바닥배관(10)과; 바닥배관(10)의 출구(10b)에 연결되는 것으로서 부엌 또는 화장실까지 연결된 사용배관(20)과; 바닥배관(10)의 입구(10a)에 연결되는 것으로서 외부로부터 물을 공급하는 공급배관(30)과; 바닥배관(10)의 입구(10a)와 출구(10b)에 연결되는 것으로서 보일러(B)와 연결되어 난방수를 제공하는 보일러배관(40)과; 바닥배관(10)의 입구(10a)를 공급배관(30) 또는 보일러배관(40) 중 어느 하나와 선택적으로 가변 연결시키는 유로변환밸브(50);를 포함한다.
바닥배관(10)은 건물의 바닥(F)에 내장되는 것으로서, 여름에는 상기한 공급배관(30)으로부터 공급되는 찬물이 흘러서 바닥(F)을 냉방시키고, 겨울에는 보일러(B)로부터 공급되는 난방수(더운물)가 흘러 바닥(F)을 난방시킨다. 이때 바닥(F)에는 넓적한 돌(구들장)이 내장되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 바닥배관(10) 은 바닥(F)에 깔려져 있는 것으로 설명되고 있으나, 여기서 의미하는 바닥(F)은 벽체나 천정도 포함됨은 물론이다.
사용배관(20)의 단부에는 주방 및 화장실의 수도꼭지(21)나, 세탁기나, 화장실의 양변기에 연결되어 있다. 이러한 사용배관(20)을 경유하는 물은 거주자가 일상 생활, 예를 들면 설거지, 세면, 샤워, 빨래등을 하는 동안 사용하게 된다.
공급배관(30)은, 외부의 정수장이나 지하로부터 압송되는 물을 유로변환밸브(50)로 공급하기 위한 것이다. 공급배관(30)으로 공급되는 물의 수온은 차이가 있기는 하나, 정수장으로부터 공급되는 물의 경우 30℃ 인 여름 기준으로 하여 22 ㅁ 1 ℃이다. 또한 지하수의 경우 10 ㅁ 3℃ 이다. 즉, 공급배관(30)을 경유한 수온은 외기의 온도에 비하여 상당히 낮다.
보일러배관(40)은, 바닥배관(10)의 입출구와 연결되어 겨울에 난방수를 공급한다. 본원의 냉방시스템에 있어서 바닥배관(10)은 상기한 보일러배관(40)과 연결됨으로써, 겨울에도 난방이 가능하도록 할 수 있다.
유로변환밸브(50)는, 외부에서 공급되는 차가운 물을 바닥배관(10)으로 흐르게 할 때 보일러배관(40)으로 차가운 물이 흐르지 않도록 하고, 반대로 보일러배관(40)으로 난방수가 흐르게 할 때 공급배관(30)을 통하여 유입되는 외부의 차가운 물이 바닥배관(10)으로 흐르지 않도록 하는 쓰리웨이밸브이다. 즉, 유로변환밸브(50)는 쓰리웨이밸브로서 거주자의 수동 동작에 의하여 바닥배관(10)의 입구(10a)를 공급배관(30) 또는 보일러배관(40)과 연결시키는 것이다.
이때 유로변환밸브(50)가 수동이 아닌 자동으로 작동되도록 할 수 있다. 이 를 위하여, 유로변환밸브(50)는 전기에 의하여 작동되는 솔레노이드 방식의 쓰리웨이밸브를 사용한다. 그리고, 본원의 냉방시스템은. 주위의 온도를 센싱하는 외기온도센서(60)와, 외기온도센서(60)에서 발생된 신호에 연동되어 유로변환밸브(50)를 가동시키는 제어부(70)를 더 포함한다.
외기온도센서(60)는, 바닥(F) 상부의 온도를 센싱함으로써, 냉방이 필요한 계절인지 난방이 필요한 계절인지 알 수 있도록 한다. 냉방이 필요한 여름에는 통상적으로 외기의 온도가 25℃ 이상이고, 난방이 필요한 겨울에는 15℃ 이하이다.
외기온도센서(60)는 외기의 온도가 25℃ 이상일 경우 이를 센싱하여 대응되는 신호를 제어부(70)로 보내고, 이러한 신호에 연동되어 제어부(70)는 유로변환밸브(50)를 작동하여 공급배관(30)과 바닥배관(10)이 연결되도록 한다. 이에 따라 바닥배관(10)의 입구(10a)와 보일러배관(40) 사이는 차단된다. 이 경우, 거주자가 일상 생활을 하면서 사용배관(20)을 통하여 물을 사용하게 되며, 공급배관(30)으로 공급되는 차가운 물은 바닥배관(10)을 경우하면서, 바닥배관(10) 주위의 열을 흡수하여 바닥(F)을 냉방시킨다.
한편, 외기온도센서(60)는 외기의 온도가 15℃ 이하일 경우 이를 센싱하여 대응되는 신호를 제어부(70)로 보내고, 이러한 신호에 연동되어 제어부(70)는 유로변환밸브(50)를 작동하여 보일러배관(40)과 바닥배관(10)이 연결되도록 한다. 이에 따라 바닥배관(10)의 입구(10a)와 공급배관(30) 사이는 차단된다. 이 경우, 보일러(B)로부터 공급되는 난방수는 바닥배관(10)을 순환하면서 바닥(F)에 열을 인가하여 난방이 가능하도록 한다.
본 실시예의 도면에서, 상기한 외기온도센서(60) 및 제어부(70)를 보일러(B)와 분리하여 도시하고 있으나, 이는 설명을 보다 용이하게 하기 위함이며, 상기한 외기온도센서(60) 및 제어부(70)가 보일러에 내장된 온도센서 및 콘트롤러로 대체할 수 있음은 물론이다.
본원의 냉방시스템은 냉방을 좀더 효과적으로 하기 위하여, 차가운 물을 순환시키는 보조냉각부를 더 포함할 수 있다. 이러한 보조냉각부는, 바닥배관(10)의 입구(10a)와 출구(10b)가 각각 연결되는 것으로서, 바닥배관(10)을 경유한 물이 저장되는 저장조(90)와, 저장조(90)와 바닥배관(10) 사이에 설치되어 저장조(90)에 저장된 물을 순환시키는 순환펌프(100)와, 저장조(90)에 저장되는 물을 냉각시키기 위한 냉동공조기(110)와, 저장조(90)에 저장된 물의 온도를 측정하여 자동으로 냉동공조기(110)를 작동시키는 신호를 발생하는 저장조온도센서(120)를 더 포함할 수 있다.
냉동공조기(110)는, 저장조(90) 내부에 위치되어 저장된 물의 열을 흡수하여 냉매를 기화시키는 증발관(111)과, 저장조(90) 외부에 설치되어 증발관(111)을 경유한 고온저압의 냉매기체를 고압기체로 압축하는 압축기(112)와, 고온고압의 냉매기체를 고압의 액상냉매로 변화시키면서 냉매의 열을 응축열로써 외기로 방출하는 방열기(113)와, 증발관(111)으로 유입되는 고압의 액상냉매가 증발이 용이해지도록 압력을 낮추어주는 팽창밸브(114)를 포함하며, 냉동공조기(110)의 구성은 공지이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
이러한 구조의 냉동공조기를 채용함으로써, 저장조(90)에 저장된 물의 온도 를 낮출 수 있다. 특히 물의 온도가 설정 온도, 예를 들면 영상 5℃ 이상이 될 경우 저장조온도센서(120)는 이를 센싱하여 대응되는 신호를 제어부(70)로 전송하고, 제어부(70)는 냉동공조기(110)를 작동시킨다. 그리고, 저장된 물의 온도가 10℃ 이하가 되면 제어부(70)는 냉동공조기(110)의 작동을 정지시킨다.
상기한 보조냉각부는, 전기료가 적게 드는 야간에 가동되어 저장조(90)에 저장된 물의 온도를 떨어뜨리는 것이 바람직하다.
상기한 구조에 의하여, 거주자가 사용배관(20)의 단부에 설치된 수도꼭지(21)나, 화장실의 양변기를 사용할 경우, 공급배관(30)으로부터 공급되는 외부의 차가운 물(직수)이 바닥배관(10)을 경유하게 된다. 이 과정에서, 차가운 물에 의하여 바닥배관(10)은 냉각되고, 이에 따라 바닥(F)은 냉각된다.
한편 바닥배관(10)을 경유한 물은, 바닥(F)의 열을 흡수한 상태이기 때문에 미지근해진다. 이러한 미지근한 물은, 거주자가 샤워를 할 때 보다 편안한 상태가 되도록 하고, 세탁을 할 때 세탁효율을 높인다.
추원 계절이 되어 난방을 하고자 할 경우에는, 유로변환밸브(50)를 자동 또는 수동으로 작동시켜 바닥배관(10)의 입구(10a)를 보일러배관(40)과 연결시킨다. 이 경우, 보일러(B)로부터 공급되는 난방수는 바닥배관(10)을 순환하면서 바닥(F)을 난방시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 냉방시스템의 구성도.
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ... 바닥배관 1Oa ... 입구
10b ... 출구 20 ... 사용배관
21 ... 수도꼭지 30 ... 공급배관
40 ... 보일러배관 50 ... 유로변환밸브
60 ... 외기온도센서 70 ... 제어부
90 ... 저장조 100 ... 순환펌프
110 ... 냉동공조기 120 ... 저장조온도센서

Claims (4)

  1. 사람이 거주하는 건물의 바닥(F) 또는 벽체에 깔려지는 바닥배관(10);
    상기 바닥배관(10)의 출구(10b)에 연결되는 것으로서 부엌 또는 화장실까지 연결된 사용배관(20);
    상기 바닥배관(10)의 입구(10a)에 연결되는 것으로서 외부로부터 물을 공급하는 공급배관(30);
    상기 바닥배관(10)의 입구(10a)와 출구(10b)에 연결되는 것으로서 보일러(B)와 연결되어 난방수를 제공하는 보일러배관(40);
    상기 바닥배관(10)의 입구(10a)를 공급배관(30) 또는 보일러배관(40) 중 어느 하나와 선택적으로 가변 연결시키는 유로변환밸브(50);를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉방시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로변환밸브(50)는, 전기에 의하여 작동되는 솔레노이드 방식의 쓰리웨이밸브이고;
    주위의 온도를 센싱하는 외기온도센서(60)와, 상기 외기온도센서(60)에서 발생된 신호에 연동되어 유로변환밸브(50)를 가동시키는 제어부(70);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉방시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외기온도센서(60) 및 제어부(70)가 상기 보일러에 내장된 온도센서 및 콘트롤러로 대체되는 것을 특징으로 하는 냉방시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바닥배관(10)의 입구(10a)와 출구(10b)가 각각 연결되는 것으로서, 상기 바닥배관(10)을 경유한 물이 저장되는 저장조(90)와, 상기 저장조(90)와 바닥배관(10) 사이에 설치되어 상기 저장조(90)에 저장된 물을 순환시키는 순환펌프(100)와, 상기 저장조(90)에 저장되는 물을 냉각시키기 위한 냉동공조기(110)와, 상기 저장조(90)에 저장된 물의 온도를 측정하여 상기 냉동공조기(110)를 작동시키는 신호를 발생하는 저장조온도센서(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉방시스템.
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