KR20190062777A - 에너지 절감형 이동식 주택 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주택의 겨울철 난방열 및 온수는 태양 광을 에너지 원(源)으로 하여 가동되는 태양광 전기 보일러에 의해서 공급되게 함과 아울러 사용되고 버려지는 온수를 저장하여 이로부터 발생되는 폐열은 실내로 들어오는 외부공기와의 열 교환을 할 수 있게 하여 실내의 난방열 손실을 절감할 수 있게 하며, 이러한 열 손실을 감소시키기 위하여 주택의 벽체 및 천장은 단열 특성을 높게 하고 방 바닥부는 축열(蓄熱)에 의해 열(熱) 보전이 장시 간유지되어 실내 난방 비용을 절감 할 수 있는 에너지 절감형 주택을 개시하고 있다.

Description

에너지 절감형 이동식 주택{Energy Saving House}

본 발명은 에너지 절감형 이동식 주택에 관한 것으로, 특히 주택의 난방 및 생활 온수는 주택 자체에 설치된 태양광으로부터 생산되는 전기로 만들 수 있게 하였고, 또한 사용 후 버려지는 생활용 온수에서 발생되는 폐열은 주택의

보온을 유지하는 난방 열기로 재활용할 수 있게 하였고, 실내의 난방열은 주택 벽체의 단열 구조 및 방바닥부의 축열 구조에 의해 외부로의 유출이 없이 장시간 지속적으로 보전될 수 있게 한 에너지 절감형 주택에 관한 것이다.

전 세계적으로 에너지 고갈 사태가 현실화되는 심각성과 또한 높은 화석연료 에너지 의존에 의한 지구 온난화의 가속화로 인한 환경 파괴를 줄이는 목적에서 에너지 손실을 최소화하는 것이 새로운 근래 주택의 새로운 패러다임이다.

국내에서도 에너지 소비가 많은 여름, 겨울철에 블랙 아웃(Black Out, 대규모 정전사태)에 대한 우려가 제기되는 등 에너지의 원활한 공급이 갈수록 어려워지고 있어, 전 세계적인 에너지 손실을 최소화기 위한 패러다임의 일환으로 적은 에너지로도 높은 효율을 내는 에너지 절감 하우스(Saving House)가 제시되고 있다.

에너지 절감 하우스가 에너지 절감의 대책으로 제시되는 이유는 일상 생활에서 사용하는 에너지의 대부분이 주택의 쾌적한 환경을 유지하는데 쓰이기 때문이며, 이러한 점을 감안하면, 주택의 건축자재 및 주택의 시스템의 개선만으로 에너지의 절감 효과를 얻을 수 있다는 사실을 알 수 있을 것이다.

에너지 절감형 주택으로는 하기 선행기술의 특허 문헌에 [0005] 공표된 바와 같은 것들이 있다.

[0006] 그러나 하기 특허 문헌1의 에너지 절감 주택은 지열과 풍력으로부터 발생되는 에너지를 난방이나 생활 전기로

사용할 수 있게 하여, 대기를 오염시키지 않는 청정의 에너지를 주택의 에너지로서 활용하여 화석 에너지를 절

감하는 장점은 있으나, 지열은 땅속으로 관을 매설하는 공사로 인하여 지하수의 오염이 우려되는 경우가 있고,

지하수의 공급 또한 안정적이지 못하다고 하는 단점이 있다.

또, 특허 문헌 2의 경우에는 주택 자체의 단열을 통한 에너지의 절감 효과는 있으나, 주택에 공급되는 에너지공급원은 화석 연료에 의존하는 것이므로 보다 적극적인 에너지 절감은 기대할 수 없다.

따라서, 자연 에너지의 활용을 하면서도 열 손실을 줄이는 단열 효과를 극대화시킨 주택이 절실하게 요구되고 있다.

본 발명은 종래의 주택에 있어서의 상기와 같은 문제들을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 개발된 것이다.

본 발명의 목적은 주택의 난방 및 생활 온수는 주택 자체에 설치된 태양광으로부터 생산되는 자연 에너지를 사용할 수 있게 하였고, 또한 사용 후 버려지는 생활 온수에서 발생되는 폐열은 주택의 보온을 유지하는 난방 열기로 재활용할 수 있게 하고, 또 실내의 난방열은 주택 벽체의 단열 구조 및 방바닥의 축열(蓄熱) 구조에 의해 외부로의 유출이 없이 장시간 지속적으로 보전될 수 있게 하여, 화석 연료 사용의 감소와 단열에 의한 에너지 절감을 모두 만족시킬 수 있게 한 에너지 절감형 주택을 제공하는 데 있다.

상기 목적들은 본 발명에 따라 제공되는 에너지 절감형 주택에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 에너지 절감형 주택은, 청구항1 기재의 태양 광으로부터 수집되는 빛 에너지로부터 발생되는 전기 에너지를 공급받아서 작동할 수 있게 주택의 일측에 설치되며, 태양 광에 의한 전기 에너지 공급 여부에 따라 작동되면서 주택의 실내 난방과 아울러 온수를 공급하는 태양광 전기 보일러부; 상기 주택의 하부 지중에 설치되어 사용하고 버려지는 폐 온수를 유입관을 통하여 수집할 수 있게 한 사방이 폐쇄된 폐온수 저장조와, 폐온수 저장조로부터 실내의 창호 혹은 외기 흡입구측으로 노출되게 설치되어 상기 폐온수 저장조에 수용된 폐온수에서 발생되는 폐열을 창호 혹은 외기 흡입구측으로 공급되게 하여 실내로 유입되는 외기를 가온하는 폐열 공급관, 및 폐열공급관으로부터 주택의 외부로 연장 설치되어 폐 온수의 오버 플로우시 외부로 배출하는 작용을 폐온수 배출관 으로 이루어진 폐온수 저장부; 상기 태양광 전기 보일러부에서 공급되는 난방 수로부터 발생되는 열의 보존율과 단열율을 높이기 위하여 주택에 형성된 2중의 단열 벽체 및 천장과 그리고 축열 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 태양광 전기 보일러부는, 주택 지붕에 설치되어 태양으로부터 수집되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 축전하는 태양광 모듈, 태양광 모듈의 축전지로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 전환하는 인버터, 상기 인버터로부터 공급되는 교류전원에 의하여 가동되면서 수도와 직결된 고가수조로부터 공급되는 물을 가열하여 주택의 거실 및 각 방의 바닥 난방용 배관과 그리고 온수관으로 공급되게 하는 전기 온수기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 축열 바닥부는 방 바닥부의 전체에 까는 2겹의 수지 필름, 2겹의 수지 필름 위에 설치되는 열 반사용 단열재, 이 열반사용 단열재 위에 설치되는 보온매트, 보온 매트 위에 설치되는 강 자갈, 강 자갈에 설치되어 강 자갈을 균일하게 고정하는 황토몰탈층 및 황토 몰탈층 위에 설치되는 난방용 배관부로 구성함이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 주택의 난방 및 온수 공급에 사용되는 에너지원(源)은 태양광을 이용하고, 또한 이에 의해 유지하는 난방 열기는 주택 벽체의 단열 구조 및 방바닥부의 축열 구조에 의해 외부로의 유출이 없이 장시간 지속적으로 보전될 수 있게 하여, 화석 연료 사용을 감소와 아울러 단열에 의한 에너지 절감을 모두 만족시킬 수 있게 한 효과를 제공한다.

또한 사용 후의 온수로부터 발생되는 폐열로 하여금 유입되는 외기의 가온에 사용하여 열 손실을 줄이는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택의 전체 구성의 사시도
도 2,3는 도 1의 배면에서 바라본 사시도
도 4는 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택에 설치된 태양광 전기 보일러부의 상세 구성도.
도 5은 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택에 설치된 축열 바닥 부의 일부 를 상세하게 나타낸 확대도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명 한다.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택의 전체 구성을 보이게 도시한 도면이다.

도면 표시와 같이, 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택(100)은 밀폐된 실내공간(101)을 형성하도록 하고자, 기초(基礎)부로부터 형성된 축열바닥부(102)의 사방으로부터 단열공간(105)을 갖고 축조되는 벽체부(104)와, 벽체부(104)에 설치된 이중창호(103)와, 이중창호(103)를 갖는 벽체부(104)들의 상부를 덮도록 설치되는 이중 구조의 천장부(106) 및 천장부(106)의 위로 공간을 두고 형성된 지붕(108)과, 상기 지붕에 태양광 모듈(111)을 설치하되 상기 태양광 모듈(111) 일측은 지붕(108)에 힌지(20)로 연결하고 타측은 유압실린더(21)에 지지되어 상기 유압실린더(21)에 의해 태양광 모듈(111)이 상기 힌지(20)를 중심축으로 하여 승강 되거나 하강되도록 구성이다

상기 유압실린더(20)는 유압 시스템의 유압유에 의해 신장하거나 축소되는 구성이다.

본 실시 예의 주택에서는 하나의 공간을 갖는 주택을 예로 들어서 설명하였으나, 주택의 크기에 따라서 실내공간은 여러 개로서 구성할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한 이러한 주택(100)에는 실내 공간(101)의 난방과 아울러 생활온수를 공급하는 태양광 전기 보일러부(110)와, 태양광 전기 보일러부(110)로부터 발생된 열을 사용후 버려지는 폐열을 실내의 온열로 재활용할 수 있게 한 폐온수 저장부(120)가 각각 설치되어 있는데, 이에 대한 상세 구성과 상기 축열 바닥부(102)의 상세구성은 도2 및 도3을 참조하여 후술한다.

도 2는 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택에 설치된 태양광 전기 보일러부의 상세 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 에너지 절감형 주택에 설치된 축열 바닥 부의 일부를 상세하게 나타낸 확대도이다.

먼저, 도2의 표시와 같이, 태양광 전기 보일러부(110)는 태양 광으로부터 수집되는 빛 에너지로부터 발생되는 전기 에너지를 공급받아서 작동할 수 있게 설치되며, 태양 광에 의한 전기 에너지 공급 여부에 따라 작동되면서 주택의 실내 난방과 아울러 온수를 공급하는 작용을 한다.

즉, 태양광 전기 보일러부(110)는 태양 광이 잘 드는 주택 지붕에 설치되어 태양으로부터 수집되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 축전하는 태양광 모듈(111)을 구비하고 있다(도1참조). 태양광 모듈(111)의 용량은 주택의 크기에 따라서 다르겠지만, 보통 3Kw~6Kw의 용량이 사용된다. 태양광 모듈(111)은 각각의 셀(전지)과 셀을리본(전선 연결)작업을 통하여 연결한 것으로, 각각의 전지(셀)에서 생산된 전력을 리본을 통해 모은 후, 이렇게 모은 전력을 정션 박스에 저장하고 그 정션 박스에 저장된 전력은 파워 케이블을 통해 소정 목적지로 전달되는데, 본 발명에서는 인버터(112)로 입력된다. 태양광 모듈(111)로부터 공급되는 직류 전원은 태양광 모듈(111)과 직결된 상기 인버터(112)로 입력되어 교류 전원으로 전환된다. 또한 인버터(112)로부터 출력되는 교류전원은 전기 온수기(113)에 공급되고, 전기 온수기(113)은 수도관과 직결된 고가(高架)수조(115)로부터 공급되는 물을 가열하여 주택의 거실은 물론 각 방의 바닥 난방용 배관과 그리고 온수관으로 공급되게 한다.

상기 전기 온수기(113)는 태양광 모듈의 고장 혹은 태양 광의 원활한 공급이 제대로 안 되는 경우에 대비하여 가정용 일반전원을 공급하여 난방용 온수 및/혹은 생활용 온수의 공급이 이루어지게 할 수 있다.

이와 같이 태양 광으로부터 만들어지는 전력으로 작동하는 태양광 전기 보일러부( 110)에서 공급되는 난방 수로부터 발생되는 열에 의하여 난방이 되는 주택의 실내로부터의 외부로의 열 손실을 줄이기 위한 목적 즉, 단열율을 높이기 위하여 주택을 도1의 표시와 같이, 단열 공간을 갖는 벽체 및 2중의 천장부를 이루게 구성한 것이고,

특히 실내의 방바닥에서의 열 보존을 오래 동안 지속되게 하면서도 인체에 유익한 원적외선 방사가 있도록 하고자 2중의 단열 벽체 및 천장부에 이어서 방 바닥부를 축열 바닥부를 이루게 하였다.

도 3의 표시와 같이, 축열 바닥부(102)는 실내 바닥부의 전체에 까는 2겹의 수지 필름(102-1)을 구비하고 있다.

수지 필름(102-1)의 재질은 PE이고 두께는 0.03mm이다. 2겹의 수지 필름(102-1)의 위에는 열 반사용 단열재(102-2)가 설치되고, 또한 열반사용 단열재(102-2)위로는 보온성을 유지하는 보온 매트(102-3)가 깔리고, 보온매트(102-3)의 위로는 일정한 크기(대략 60mm)를 갖는 강 자갈(102-4)이 균일하게 설치됨과 아울러 강 자갈

(102-4)에는 인체에 유용한 원적외선 및 음이온을 다량으로 방사하는 황토몰탈이 공급되어 강 자갈(102-4)을 균일 두께로 고정하는 황토몰탈층(102-5)을 형성한다. 황토 몰탈층(102-5)의 위로는 난방용 배관부(102-6)가 부설된다.

이렇게 구성된 주택의 하부 지중에는 사용하고 버려지는 폐 온수만을 수집 할수 있게 한 폐 온수 저장부(120)가설치되어 있다. 폐 온수 저장부(120)는 태양 광에서 만들어진 전력에 의하여 만들어지는 온수로부터 발생되는

폐열을 다시 한번 주택의 난방용도로 활용하기 위하여 설치한 것이다.이에 대하여는 다시 도1을 참조하여 설명한다.

상기 폐 온수 저장부(120)은 사용자들이 사용하고 버리는 온수만을 일시 저장 할수 있게 한 것으로, 사용자들이 사용한 온수를 모아서 버리게 되면, 사용 후의 온수는 폐 온수 저장부(120)와 연락되게 설치된 폐온수 유입관(121)을 통하여 사방이 폐쇄된 폐온수 저장조(122)의 내부로 고이도록 하고 있다. 사용 후의 온수를 버릴경우

폐온수 유입관(121)을 통하여 폐 온수 저장조(122)의 내부로 유입되게 하는 구성은 다양한 형태로 구성할 수 있으므로 어느 하나의 구성만을 특정하여 설명하는 것은 생략한다. 또한, 폐온수 저장조(122)는 수집되는 폐열의 손실을 없도록 하기 위하여 사방이 막힌 형태로 지중에 설치되지만, 별도의 단열재를 설치하여 폐열의 보존 효과를 높게 할 수가 있다. 폐온수 저장조(122)의 일측 상단으로부터는 폐열 공급관(123)이 길게 연장되어, 실내의 창호 혹은 보일러실과 같은 외기의 흡배기구 측으로 노출되게 설치됨에 의해, 폐온수 저장조(122)에 수용된 폐온수에서 발생되는 폐열을 창호 혹은 외기 흡입구측으로 공급되게 하여 실내로 유입되는 외기를 가온하는 작용을 하여, 차가운 외기 유입에 의한 실내의 열이 빼앗기는 것을 막아서 난방열의 손실을 줄이는 작용을 한다.

또한 폐온수 저장조(122)에는 폐온수 배출관(124)이 설치되어 폐온수 저장조(122)이 내부로 많은 량의 폐온수가 유입시 이를 배출할 수 있게 한다. 즉, 폐온수 배출관(124)은 상기 폐열 공급관(123)으로부터 주택의 외부로 연장 설치되어 폐 온수의 오버 플로우시 외부로 배출하게 함으로서,폐온수 저장조(122)에는 항상 정량의 온수만이 유지될 수 있도록 한다.

100 : 단열주택 102 : 축열 바닥부
110 : 태양광 전기 보일러부
120 : 폐 온수 저장부

Claims (1)

1. 실내공간(101)을 형성하도록 하고자, 기초(基礎)부로부터 형성된 축열바닥부(102)의 사방으로부터 단열공간(105)을 갖고 축조되는 벽체부(104)와, 벽체부(104)에 설치된 이중창호(103)와, 이중창호(103)를 갖는 벽체부(104)들의 상부를 덮도록 설치되는 이중 구조의 천장부(106) 및 천장부(106)의 위로 공간을 두고 형성된 지붕(108)과, 상기 지붕에 태양광 모듈(111)을 설치하되 상기 태양광 모듈(111) 일측은 지붕(108)에 힌지(20)로 연결하고 타측은 유압실린더(21)에 지지되어 상기 유압실린더(21)에 의해 태양광 모듈(111)이 상기 힌지(20)를 중심축으로 하여 승강 되거나 하강되도록 구성됨을 특징으로 하는 에너지 절감형 이동식 주택.

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