KR20200095754A - 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치 - Google Patents

집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치는 전력 발전부 및 공기 청정부를 포함한다. 공기 청정부는 전력 발전부에 의해 생산된 전력에 의해 구동되고, 집합건물의 공기순환장치 내부에 탈부착이 가능하도록 배치된다.
상기 전력 발전부는 태양광 발전부, 열전전지 발전부 및 발전 제어부를 포함한다. 태양광 발전부는 태양광 패널을 포함하고, 태양광 패널의 전면이 태양을 향해 배치된다. 열전전지 발전부는 태양광 발전부에 탈부착이 가능하도록 배치된다. 발전 제어부는 태양광 발전부 및 열전전지 발전부를 제어한다.
상기 공기 청정부는 공기 순환 제어부, 환기부, 자외선(UV) 살균 필터부 및 오염 측정부를 포함한다. 환기부는 공기 순환 제어부와 연결되고, 실내 공기를 배출하거나 실외 공기를 유입한다. 자외선(UV) 살균 필터부는 공기 순환 제어부와 연결되고, 유입되는 실외 공기를 살균한다. 오염 측정부는 공기 순환 제어부와 연결되고, 실내 공기 또는 실외 공기의 오염도를 측정한다. 공기 순환 제어부는 오염 측정부에서 측정되는 실내 공기 또는 실외 공기의 오염도에 따라 환기부 또는 자외선 살균 필터부를 온 오프(on-off)시킨다.

Description

집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치{Combined Air-Circulation Cleaner Used In Collective Building}
본 발명은 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집합건물에 설치된 태양광, 열전소자 및 수차를 이용한 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술을 적용하여 전력을 생산하고, 이를 이용하여 집합건물의 공기순환장장치를 구동하는 복합 공기순환 청정장치에 관한 것이다.
최근 우리나라는 원활한 에너지 수급을 위하여 친환경에너지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
실내외의 친환경 에너지원을 활용한 전력확보 구현 기술은 존재하나 대부분 단일 발전 모델만을 적용함으로써 전력 소모가 적은 전등이나 소규모 전열에만 사용되는 정도이다.
현재 흔히 사용되는 친환경에너지로서 태양광 발전은 많은 이점을 갖고 있으나, 에너지 밀도가 낮으며, 큰 설치 면적이 필요하고, 장소가 한정적이며 자연조건에 따라 에너지 출력 변동이 크다는 단점이 있다.
특히 태양광 발전은 야간과 같은 태양의 부재시에는 출력이 저하되는 문제점이 존재하며, 이런 단점을 극복하기 위해 태양 빛의 부재 시에도 지속적인 에너지 수급이 가능한 태양전지 기술에 관한 발명이 존재한다.
그러나 태양광 발전과 같은 단일 발전 모델만 사용하여 전력을 수급하기보다는, 태양광, 진동, 열, 풍력 등과 같이 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를 전기 에너지로 전환시켜 수확하는 기술인 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술을 복합적으로 활용하여 전력 소모가 큰 장치 등에 사용할 필요성이 대두되고 있다.
집합건물 등에 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 전력을 공급할 장치로는 대표적으로 집합건물에 도입된 공기순환장치를 예로 들 수 있다. 현재 집합건물에 도입된 공기순환장치는 기존 동력원을 사용하므로 에너지 효율이 낮은 문제점이 있다.
따라서 상술한 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 생산된 전력을 집합건물에 특화된 공기순환 청정장치 등에 사용하여 에너지 효율을 높일 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0059425호 (공개일자 2017년 05월 30일)
본 발명의 목적은 집합건물에 특화된 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술을 이용하여 집합건물에 설치된 공기 청정장치의 동력원으로 활용함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치 제공하는 것이다.
또한, 집합건물의 공기청정장치에 자외선(UV) 살균 필터를 배치하여 실내 공기질을 향상시킬 수 있는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치는 전력 발전부 및 공기 청정부를 포함한다. 공기 청정부는 전력 발전부에 의해 생산된 전력에 의해 구동되고, 집합건물의 공기순환장치 내부에 탈부착이 가능하도록 배치된다.
상기 전력 발전부는 태양광 발전부, 열전전지 발전부 및 발전 제어부를 포함한다. 태양광 발전부는 태양광 패널을 포함하고, 태양광 패널의 전면이 태양을 향해 배치된다. 열전전지 발전부는 태양광 발전부에 탈부착이 가능하도록 배치된다. 발전 제어부는 태양광 발전부 및 열전전지 발전부를 제어한다.
상기 공기 청정부는 공기 순환 제어부, 환기부, 자외선(UV) 살균 필터부 및 오염 측정부를 포함한다. 환기부는 공기 순환 제어부와 연결되고, 실내 공기를 배출하거나 실외 공기를 유입한다. 자외선(UV) 살균 필터부는 공기 순환 제어부와 연결되고, 유입되는 실외 공기를 살균한다. 오염 측정부는 공기 순환 제어부와 연결되고, 실내 공기 또는 실외 공기의 오염도를 측정한다. 공기 순환 제어부는 오염 측정부에서 측정되는 실내 공기 또는 실외 공기의 오염도에 따라 환기부 또는 자외선 살균 필터부를 온 오프(on-off)시킨다.
일 실시 예에 의하면, 열전전지 발전부는 하나 이상의 열전소자 및 하나 이상의 열전소자를 수용하는 브라켓을 포함한다. 열전소자 및 브라켓은 태양광 패널의 후면에 배치된다.
일 실시 예에 의하면, 열전전지 발전부는 열전소자 상에 배치되는 방열판을 더 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 브라켓의 일측은 태양광 패널의 후면과 연결되고, 브라켓의 타측은 방열판과 연결된다.
일 실시 예에 의하면, 브라켓의 일측과 태양광 패널의 후면 사이에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 소정의 공간, 브라켓에 수용된 열전소자의 일측면 또는 타측면 중 하나 이상에는 서멀 그리스(Thermal Grease)가 배치된다.
일 실시 예에 의하면, 전력 발전부는 수도배관에 탈부착이 가능하도록 설치되는 수차 발전부를 더 포함한다. 수차 발전부는 전기를 발생시키는 로터 및 로터에 연결되는 터빈을 포함한다. 터빈은 수도배관으로 인입되는 유체에 의해 회전하고, 발전 제어부는 수차 발전부를 제어한다.
일 실시 예에 의하면, 발전 제어부는 태양광 에너지, 열전전지 에너지 및 수차 에너지를 전기에너지로 변환하거나 직류를 교류로 전환하는 전력변환장치와 전기에너지를 저장하는 저장장치를 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 오염 측정부는 실내 공기의 오염도를 측정하는 제1 센서 및 실외 공기의 오염도를 측정하는 제2 센서를 포함한다. 공기 순환 제어부는 제1 센서에서 측정된 실내 공기의 오염도가 기준치를 초과하고, 제2 센서에서 측정된 실외 공기의 오염도가 기준치에 미만되는 경우에는, 환기부를 온(on)하여 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 유입한다. 여기서 기준치는 실내 공기 오염도 기준치(환경부 기준)을 나타낸다.
일 실시 예에 의하면, 오염 측정부는 실내 공기의 오염도를 측정하는 제1 센서 및 실외 공기의 오염도를 측정하는 제2 센서를 포함한다. 공기 순환 제어부는 제1 센서에서 측정된 실내 공기의 오염도 및 제2 센서에서 측정된 실외 공기의 오염도가 각각 기준치를 초과하는 경우에는, 환기부를 온(on)하여 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 유입하며, 자외선 살균 필터부를 온(on)하여 유입되는 실외 공기를 살균한다. 여기서 기준치는 실내 공기 오염도 기준치(환경부 기준)을 나타낸다.
일 실시 예에 의하면, 자외선 살균 필터부는 은 나노(Nano) 필터, 헤파(HEPA) 필터, 카본(Carbon) 필터, 미디엄(Medium) 필터 및 프리(Pre) 필터 중 하나 이상을 포함한다. 하나 이상의 필터를 통과한 실외 공기에 자외선(UV)을 투사하여 살균한다.
본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치는 집합건물에 특화된 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 전력을 생산할 수 있다.
또한, 집합건물에 특화된 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 얻은 전력을 집합건물에 사용되는 공기청정장치의 동력원으로 활용함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 집합건물의 공기청정장치에 자외선(UV) 살균 필터를 배치하여 실내 공기질을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치의 전력 발전부를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 태양광 발전부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 열전전지 발전부를 나타내는 단면도이다.
도 5는 복수의 태양광 발전부와 열전전지 발전부가 배치된 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수차 발전부를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1 및 도 2의 전력 발전부의 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치의 공기 청정부를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 자외선(UV) 살균 필터부를 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치는 전력 발전부(1000) 및 공기 청정부(2000)를 포함할 수 있다.
전력 발전부(1000)는 태양광, 열전전지 및 수차 등과 같이 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를 전기 에너지로 전환시켜 수확하는 기술(에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술)을 복합적으로 활용하여 전력 소모가 큰 장치 등에 사용할 수 있는 전력 발전장치이다. 본 발명에서는 집합건물에 특화된 에너지 하베스팅 기술을 복합적으로 활용하는 것을 포함한다.
공기 청정부(2000)는 전력 발전부(1000)에 의해 생산된 전력에 의해 구동되고, 집합건물의 공기순환장치 내부에 탈부착이 가능하도록 배치될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치의 전력 발전부(1000)와 공기 청정부(2000)를 차례로 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치의 전력 발전부를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 태양광 발전부를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 열전전지 발전부를 나타내는 단면도이고, 도 5는 복수의 태양광 발전부와 열전전지 발전부가 배치된 개략도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 발전부(1000)는 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 및 발전 제어부(1400)를 포함할 수 있다. 태양광 발전부(1100)는 태양광 패널(1110)을 포함하고, 태양광 패널(1110)의 전면이 태양을 향해 배치될 수 있다. 열전전지 발전부(1200)는 태양광 발전부(1100)에 탈부착이 가능하도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 발전부(1000)는 수차 발전부(1300)를 더 포함할 수 있다. 이하에서 구체적으로 각 구성요소를 설명하도록 한다.
<태양광 발전부(1100)>
태양광 발전부(1100)는 발전기의 도움 없이 태양전지를 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식이다.
태양광 발전부(1100)는 태양광이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양전지에 쪼여지면 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 정공(hole)과 전자(electron)가 발생한다. 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 되는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전부(1100)는 태양전지가 수용된 태양광 패널(1110)을 포함하고, 태양광 패널(1110)의 전면이 태양을 향해 배치될 수 있다.
태양광 패널(1110)은 투명 또는 반투명 재료로 제작될 수 있다. 태양광은 투명 또는 반투명으로 제작된 태양광 패널(1110)을 통과하여 하기에서 설명하는 열전전지 발전부(1200)로 향할 수 있다.
열전전지 발전부(1200)는 태양광 패널(1110)의 후면에는 배치될 수 있다.
태양광 발전은 태양전지를 얼마나 많이 연결하는가에 따라 휴대폰용과 같은 소규모 발전부터 수천 가구에 전기를 공급할 수 있는 대규모의 발전까지 할 수 있다. 따라서, 복수의 태양전지를 수용한 태양광 패널(1110)을 복수로 배치함으로써 사용자가 원하는 전력량을 생산할 수 있다.
<열전전지 발전부(1200)>
열전전지 발전부(1200)는 열전소자(1210)를 이용하는 것으로, 열전소자(1210)의 온도차이로 인해 전기에너지가 발생하는 원리를 이용한 발전방식이다.
투명 또는 반투명으로 제작된 태양광 패널(1110)의 표면 온도와 패널 주변의 온도와의 차이(△T)는 평균 20도 이상의 차이가 난다. 상기 △T를 이용한 열전전지 발전 기술을 적용하면, 부족한 전력을 보충할 수 있으므로, 열전전지 발전부(1200)는 새로운 보조 동력원으로 활용될 수 있다.
따라서, 태양광 패널(1110)의 후면에 탈부착이 가능한 열전소자(1210)를 이용한 열전전지 발전부(1200)를 배치할 수 있다.
열전전지 발전부(1200)는 하나 이상의 열전소자(1210) 및 상기 하나 이상의 열전소자(1210)를 수용하는 브라켓(1230)(Bracket)을 포함할 수 있다. 열전소자(1210) 및 브라켓(1230)은 태양광 패널(1110)의 후면에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 열전전지 발전부(1200)는 태양광 발전부(1100)에 탈부착이 가능하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 브라켓(1230)은 스냅(snap)식으로 태양광 패널(1110)의 후면에 결합될 수 있다. 브라켓(1230)을 태양광 패널(1110)의 후면에 스냅식으로 결합함으로써 탈부착을 용이하게 할 수 있다.
열전소자(1210)를 태양광 패널(1110)에 일체형으로 결합시킬 경우, 열전소자(1210)와 태양광 패널(1110) 중 어느 하나에 고장이 발생하면, 패널 전체를 교체해야 하므로 수리비용이 증대되는 문제점이 있다. 열전소자(1210)가 수용된 브라켓(1230)을 태양광 패널(1110)에 탈부착형으로 제작함으로써 전력 발전설비의 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
열전전지 발전부(1200)는 열전소자(1210) 상에 배치되는 방열판(1250)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 열전소자(1210)는 브라켓(1230) 내부에 수용되고, 브라켓(1230)의 일측은 태양광 패널(1110)의 후면과 연결되고, 브라켓(1230)의 타측은 방열판(1250)과 연결될 수 있다.
브라켓(1230)의 일측과 태양광 패널(1110)의 후면 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있다. 구체적으로 태양광 패널(1110)의 후면과 연결되는 브라켓(1230)의 일측에는 소정의 홈이 형성될 수 있다. 브라켓(1230)의 일측을 이루는 일면에는 소정의 홈이 형성되도록 제작될 수 있다. 상기 소정의 홈은 소정의 공간일 수 있다.
브라켓(1230)의 일측과 태양광 패널(1110)의 후면 사이에 형성된 소정의 공간, 브라켓(1230) 내부에 수용된 열전소자(1210)의 일측면 및/또는 타측면 중 하나 이상에는 서멀 그리스(1270)(Thermal Grease)가 배치될 수 있다.
브라켓(1230)은 내부에 열전소자(1210)를 수용하고 밀폐될 수 있다. 열전소자(1210)는 브라켓(1230) 내부에서 열전소자(1210)의 일측면 및/또는 타측면에 소정의 공간이 형성되도록 배치될 수 있고, 상기 공간에는 서멀 그리스(1270)가 채워질 수 있다.
서멀 그리스(1270)는 열을 전달하는 유체물질이다. 서멀 그리스(1270)는 태양광 패널(1110), 브라켓(1230), 열전소자(1210) 및 방열판(1250)으로 열이 전달될 수 있도록 할 수 있다.
방열판(1250)은 방열핀을 포함할 수 있다. 방열핀은 공기와 접촉하는 면적을 넓혀 방열효과를 증대시킬 수 있다. 방열판(1250)은 전달받은 열을 빨리 방출할 수 있어야 하므로 열전도율이 높은 소재로 형성될 수 있다.
태양광 발전부(1100)의 태양광 패널(1110)은 사용자가 필요로 하는 전력용량에 따라 복수 개로 일렬로 배치될 수 있다.
복수 개의 태양광 패널(1110)이 일 방향으로 일렬로 배치될 경우, 열전전지 발전부(1200)의 브라켓(1230)은 일 방향으로 길게 형성될 수 있다. 이 경우 브라켓(1230)은 일 방향으로 일렬로 배치된 복수 개의 태양광 패널(1110) 중에서 일단과 타단을 이루는 태양광 패널(1110)에 스냅식으로 결합되어 탈부착이 가능하게 배치될 수 있다. 또한, 일 방향으로 길게 형성된 브라켓(1230)은 태양광 패널(1110)에 둘 이상 복수로 배치될 수 있다.
<수차 발전부(1300)>
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수차 발전부를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 발전부(1000)는 수차 발전부(1300)를 더 포함할 수 있다.
수차 발전부(1300)는 수차에 의해서 구동되는 발전기로써, 일상 속에서 사용되는 수돗물의 흐름 및 수압을 이용하여 에너지를 생산할 수 있는 발전기를 말한다.
수차 발전부(1300)는 탈부착이 가능하도록 수도배관에 설치될 수 있다.
수차 발전부(1300)는 수동 버터 플라이 밸브(1350)(butterfly valve)를 이용하여 수차 발전부(1300)를 수도배관에 탈부착시 유체의 유입을 차단할 수 있다. 버터 플라이 밸브(1350)는 밸브 관내 원판 형상의 밸브 본체를 회전시켜 관로를 열고 닫음으로써 관로의 유량이나 유압을 조절하는 밸브를 말한다.
수차 발전부(1300)는 탈부착형으로 제작되어 유지보수에 용이하게 할 수 있다.
수차 발전부(1300)는 전기를 발생시키는 로터(1310)(rotor) 및 상기 로터(1310)에 연결되는 터빈(1330)(turbine)을 포함할 수 있다. 터빈(1330)은 수도배관으로 인입되는 유체에 의해 회전할 수 있다.
수도배관으로 인입되는 유체에 의해 터빈(1330)이 회전하고, 터빈(1330)과 연결된 로터(1310)가 회전함으로써 전기를 발생시킬 수 있다.
<발전 제어부(1400)>
도 7은 도 1 및 도 2의 전력 발전부의 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 발전 제어부(1400)는 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 및 수차 발전부(1300)와 연결될 수 있고, 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 및 수차 발전부(1300)를 제어할 수 있다.
발전 제어부(1400)는 태양광 에너지, 열전전지 에너지 및 수차 에너지를 전기에너지로 변환하거나 직류를 교류로 전환하는 전력변환장치와 전기에너지를 저장하는 저장장치를 포함할 수 있다.
발전 제어부(1400)는 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 또는 수차 발전부(1300)를 필요에 따라 온/오프(on/off)를 통해 제어함으로써 생산되는 전력량을 조절할 수 있다.
발전 제어부(1400)는 전력변환장치 및 저장장치와 더불어 승압회로부를 포함하는 기판을 더 포함할 수 있다.
발전 제어부(1400)의 전력변환장치, 저장장치 및 승압회로부를 포함하는 기판 등은 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 및 수차 발전부(1300)에 각각 배치될 수 있다. 또한, 발전 제어부(1400)의 전력변환장치, 저장장치 및 승압회로부를 포함하는 기판 등은 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 및 수차 발전부(1300)에 각각 배치되지 않고, 하나의 시스템으로 통합 배치되고 각각의 발전부와 전기적으로 연결될 수 있다.
발전 제어부(1400)는 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 및 수차 발전부(1300)에서 생산된 전력을 상용전원에 연결하여 사용자의 필요에 따라 사용될 수 있도록 제어할 수 있고, 저장장치에 저장하여 차후에 사용될 수 있도록 제어할 수 있다.
상술한 전력 발전부(1000)의 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200), 수차 발전부(1300) 및 발전 제어부(1400)는 집합건물의 발전설비에 설치될 수 있고, 집합건물의 개별 세대에 개별적으로 설치될 수 있다. 특히 열전전지 발전부(1200) 및 수차 발전부(1300)는 탈부착이 가능하게 제작됨으로써 유지보수가 편리하고 보수비용을 절감할 수 있다.
상술한 전력 발전부(1000)의 태양광 발전부(1100), 열전전지 발전부(1200) 및 수차 발전부(1300)에 의해 생산된 전력은 집합건물 전체 및 집합건물의 개별 세대에 설치되는 공기 청정부(2000)에 사용될 수 있다.
<공기 청정부(2000)>
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치의 공기 청정부를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8의 자외선(UV) 살균 필터부를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 공기청정부(2000)는 전력 발전부(1000)에 의해 생산된 전력에 의해 구동되고, 집합건물의 공기순환장치 내부에 탈부착이 가능하도록 배치될 수 있으며, 집합건물 전체 및/또는 집합건물의 개별 세대에 배치될 수 있다.
공기 청정부(2000)는 환기부(2100), 자외선(UV) 살균 필터부(2200), 오염 측정부(2300) 및 공기 순환 제어부(2400)를 포함할 수 있다.
환기부(2100)는 집합건물 전체 및/또는 집합건물의 개별 세대에 배치되어, 실내 공기를 배출하거나 실외 공기를 유입할 수 있다.
환기부(2100)는 실내 공기를 배출하거나 실외 공기를 유입하기 위해, 모터 및 모터에 의해 구동되는 팬 등을 포함할 수 있다.
환기부(2100)에 사용되는 전력은 전력 발전부(1000)에 의해 공급될 수 있다.
환기부(2100)는 공기 순환 제어부(2400)와 연결되고, 공기 순환 제어부(2400)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로 공기 순환 제어부(2400)에 의해 작동이 온 오프(on-off)될 수 있다.
자외선 살균 필터부(2200)는 집합건물 전체 및/또는 집합건물의 개별 세대에 배치되어, 유입되는 실외 공기에 자외선을 투사하여 공기를 살균할 수 있다.
자외선 살균 필터부(2200)에 사용되는 전력은 전력 발전부(1000)에 의해 공급될 수 있다.
자외선 살균 필터부(2200)는 공기 순환 제어부(2400)와 연결되고, 공기 순환 제어부(2400)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로 공기 순환 제어부(2400)에 의해 작동이 온 오프(on-off)될 수 있다.
자외선 살균 필터부(2200)는 은 나노(Nano) 필터, 헤파(HEPA) 필터, 카본(Carbon) 필터, 미디엄(Medium) 필터 및 프리(Pre) 필터 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 하나 이상의 필터를 통과한 실외 공기에 자외선(UV)을 투사하여 살균할 수 있다.
은 나노(Nano) 필터, 헤파(HEPA) 필터, 카본(Carbon) 필터, 미디엄(Medium) 필터 및 프리(Pre) 필터는 일반적으로 시중에서 판매되고 있는 필터를 포함한다.
자외선 살균 필터부(2200)는 집합건물 전체 및 집합건물의 개별 세대에 설치되는 공기순환장치 내부에 탈부착이 가능하도록 박스 형태로 설치될 수 있다.
기존의 집합건물에 설치된 공기순환장치는 살균 기능이 없어, 사용자가 별도로 살균기능이 있는 장치를 구매해야 하는 문제점을 갖고 있었다. 본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치는 자외선 살균 필터부(2200)를 포함하므로 상기 문제점을 극복할 수 있다.
오염 측정부(2300)는 공기 순환 제어부(2400)와 연결되고, 실내 공기 또는 실외 공기의 오염도를 측정할 수 있다.
오염 측정부(2300)는 집합건물의 실외 및 집합건물의 개별 세대 내에 각각 배치될 수 있다.
오염 측정부(2300)는 실내 공기의 오염도를 측정하는 제1 센서(미도시) 및 실외 공기의 오염도를 측정하는 제2 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
제1 센서와 제2 센서는 공기의 오염도를 측정할 수 있는 시중에서 판매되고 있는 각종 센서를 포함한다.
오염 측정부(2300)에 사용되는 전력은 전력 발전부(1000)에 의해 공급될 수 있다.
오염 측정부(2300)는 공기 순환 제어부(2400)와 연결되고, 공기 순환 제어부(2400)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로 공기 순환 제어부(2400)에 의해 작동이 온 오프(on-off)될 수 있다.
공기 순환 제어부(2400)는 오염 측정부(2300)에서 측정되는 실내 공기 또는 실외 공기의 오염도에 따라 환기부(2100) 및/또는 자외선 살균 필터부(2200)를 온 오프(on-off)시킬 수 있다.
공기 순환 제어부(2400)는 제1 센서에서 측정된 실내 공기의 오염도가 기준치를 초과하고, 제2 센서에서 측정된 실외 공기의 오염도가 기준치에 미만되는 경우에, 환기부(2100)를 온(on)하여 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 유입할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 유입되는 실외 공기를 자외선 살균 필터부(2200)를 이용하여 살균할 수 있다.
또한, 공기 순환 제어부(2400)는 제1 센서에서 측정된 실내 공기의 오염도 및 제2 센서에서 측정된 실외 공기의 오염도가 각각 기준치를 초과하는 경우에, 환기부(2100)를 온(on)하여 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 유입하며, 자외선 살균 필터부(2200)를 온(on)하여 유입되는 실외 공기를 살균할 수 있다.
상술한 기준치는 아래 [표 1]에 나타낸 실내 공기 오염도 기준치(환경부 기준)을 말한다.
[표 1]
Figure pat00001
또한, 공기 순환 제어부(2400)는 각종 기판 및 전자장비들을 더 포함할 수 있다.
발전 제어부(1400)는 공기 청정부(2000)와 연계되어 공기 청정부(2000)에 사용되는 전력을 제어할 수 있고, 공기 청정부(2000)를 온/오프할 수 있다.
공기 청정부(2000)에는 발전 제어부(1400)와 별도로 공기 청정부(2000)만을 제어하기 위한 로컬(Local) 제어부가 배치될 수 있다.
로컬 제어부는 공기 순환 제어부(2400)와 연계되어 자외선 살균 필터부(2200)를 온 오프(on-off)할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치는 집합건물에 특화된 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 전력을 생산할 수 있다.
집합건물에 특화된 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 얻은 전력을 집합건물에 사용되는 공기청정장치의 동력원으로 활용함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 집합건물의 공기청정장치에 자외선(UV) 살균 필터를 배치하여 실내 공기질을 향상시킬 수 있다.
구체적으로 전력 발전부(1000)는 태양광, 수차 발전과 열전소자의 복합으로, 친환경에너지 타운, 제로에너지 빌딩 구축효과를 기대할 수 있고, 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 활용하여 세대 내 공기 청정부(2000)의 동력원으로 활용함으로써 전력비 절감 효과 및 실내 환경 공기질 개선에 기여할 수 있다.
또한, 저전력 기반의 센서 및 동력원으로 활용할 수 있는 다양한 분야에 적용할 수 있으며, 추후 데이터 기반 하에 빅데이터 활성 시 상황인지(AI)를 통해 상황별 실내 환경을 감지하여 쾌적한 환경조성이 가능하게 할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 전력 발전부
1100: 태양광 발전부 1110: 태양광 패널
1200: 열전전지 발전부 1210: 열전소자
1230: 브라켓 1250: 방열판
1270: 서멀 그리스 1300: 수차 발전부
1310: 로터 1330: 터빈
1350: 버터플라이 밸브 1400: 발전 제어부
2000: 공기 청정부
2100: 환기부 2200: 자외선 살균 필터부
2300: 오염 측정부 2400: 공기 순환 제어부

Claims (10)

  1. 전력 발전부; 및
    상기 전력 발전부에 의해 생산된 전력에 의해 구동되고, 집합건물의 공기순환장치 내부에 탈부착이 가능하도록 배치되는 공기 청정부;를 포함하고,
    상기 전력 발전부는,
    태양광 패널을 포함하고, 상기 태양광 패널의 전면이 태양을 향해 배치되는 태양광 발전부;
    상기 태양광 발전부에 탈부착이 가능하도록 배치되는 열전전지 발전부; 및
    상기 태양광 발전부 및 상기 열전전지 발전부를 제어하는 발전 제어부;를 포함하고,
    상기 공기 청정부는,
    공기 순환 제어부;
    상기 공기 순환 제어부와 연결되고, 실내 공기를 배출하거나 실외 공기를 유입하는 환기부;
    상기 공기 순환 제어부와 연결되고, 상기 유입되는 실외 공기를 살균하는 자외선(UV) 살균 필터부; 및
    상기 공기 순환 제어부와 연결되고, 상기 실내 공기 또는 상기 실외 공기의 오염도를 측정하는 오염 측정부; 를 포함하고,
    상기 공기 순환 제어부는 상기 오염 측정부에서 측정되는 상기 실내 공기 또는 상기 실외 공기의 오염도에 따라 상기 환기부 또는 상기 자외선 살균 필터부를 온 오프(on-off)시키는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전전지 발전부는 하나 이상의 열전소자 및 상기 하나 이상의 열전소자를 수용하는 브라켓을 포함하고,
    상기 열전소자 및 상기 브라켓은 상기 태양광 패널의 후면에 배치되는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열전전지 발전부는 상기 열전소자 상에 배치되는 방열판을 더 포함하는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 브라켓의 일측은 상기 태양광 패널의 후면과 연결되고, 상기 브라켓의 타측은 상기 방열판과 연결되는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 브라켓의 일측과 상기 태양광 패널의 후면 사이에는 소정의 공간이 형성되고,
    상기 소정의 공간, 상기 브라켓에 수용된 상기 열전소자의 일측면 또는 타측면 중 하나 이상에는 서멀 그리스(Thermal Grease)가 배치되는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 발전부는 수도배관에 탈부착이 가능하도록 설치되는 수차 발전부;를 더 포함하고,
    상기 수차 발전부는 전기를 발생시키는 로터 및 상기 로터에 연결되는 터빈을 포함하고,
    상기 터빈은 상기 수도배관으로 인입되는 유체에 의해 회전하고,
    상기 발전 제어부는 상기 수차 발전부를 제어하는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발전 제어부는 태양광 에너지, 열전전지 에너지 및 수차 에너지를 전기에너지로 변환하거나 직류를 교류로 전환하는 전력변환장치와 전기에너지를 저장하는 저장장치를 포함하는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염 측정부는 상기 실내 공기의 오염도를 측정하는 제1 센서 및 상기 실외 공기의 오염도를 측정하는 제2 센서를 포함하고,
    상기 공기 순환 제어부는 상기 제1 센서에서 측정된 상기 실내 공기의 오염도가 기준치를 초과하고, 상기 제2 센서에서 측정된 상기 실외 공기의 오염도가 기준치에 미만되는 경우에는, 상기 환기부를 온(on)하여 상기 실내 공기를 배출하고 상기 실외 공기를 유입하고,
    상기 기준치는 실내 공기 오염도 기준치(환경부 기준)을 나타내는, 집합건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염 측정부는 상기 실내 공기의 오염도를 측정하는 제1 센서 및 상기 실외 공기의 오염도를 측정하는 제2 센서를 포함하고,
    상기 공기 순환 제어부는 상기 제1 센서에서 측정된 상기 실내 공기의 오염도 및 상기 제2 센서에서 측정된 상기 실외 공기의 오염도가 각각 기준치를 초과하는 경우에는, 상기 환기부를 온(on)하여 상기 실내 공기를 배출하고 상기 실외 공기를 유입하며, 상기 자외선 살균 필터부를 온(on)하여 상기 유입되는 실외 공기를 살균하고,
    상기 기준치는 실내 공기 오염도 기준치(환경부 기준)을 나타내는, 집합 건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 자외선 살균 필터부는 은 나노(Nano) 필터, 헤파(HEPA) 필터, 카본(Carbon) 필터, 미디엄(Medium) 필터 및 프리(Pre) 필터 중 하나 이상을 포함하고, 상기 하나 이상의 필터를 통과한 상기 실외 공기에 자외선(UV)을 투사하여 살균하는, 집합 건물에 사용되는 복합 공기순환 청정장치.
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