KR20230092309A - 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치 - Google Patents

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KR20230092309A
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Abstract

본 발명은 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집광채광 루버의 간소한 제어를 통해 오작동 및 고장을 방지하고, 상부 슬랫의 각도 조절을 표준화하여 일정 면적에 대해 균일한 조도 확보가 가능한 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치에 관한 것이다.

Description

실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치 {Control Device Of Light Collecting Louver}
본 발명은 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집광채광 루버의 간소한 제어를 통해 오작동 및 고장을 방지하고, 상부 슬랫의 각도 조절을 표준화하여 일정 면적에 대해 균일한 조도 확보가 가능한 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치에 관한 것이다.
차양 장치라 함은 태양 일사의 실내 유입을 차단하기 위한 장치로서 외부와 내부차양, 유리 간 사이 차양으로 구분되며, 고층빌딩에 많이 적용되는 유리와 커튼월 형식의 건물들은 여름철 과도한 일사와 유리를 통한 열전도로 건물의 냉.난방 부하가 증가되는 등의 문제가 있다.
특히 냉방부하 중 일사획득으로 인한 가동 비율이 약 15% 이상이므로 일사량 조절을 통해 쾌적한 실내 작업환경 조성과 냉.난방 부하 최소화를 위한 적정 차양시스템의 대안이 필요하게 되었다
따라서, 태양광을 집광 및 채광을 조절할 수 있는 집광채광 루버 장치가 지속적으로 개발되고 있다.
그러나 종래의 집광채광 루버의 제어 장치는 조도, 온도 등의 환경 정보를 수집하는 센서와 연동되어 구동 모터가 동작하는 구조이므로 센서의 오작동에 의한 구동 모터의 오작동이 발생할 수 있으며, 작은 변화에 민감하게 구동 모터를 동작시킴으로써 고장이 발생하기 쉽고 소음과 공급 단가가 높아지는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 집광채광 루버의 간소한 제어를 통해 오작동 및 고장을 방지하고, 상부 슬랫의 각도 조절을 표준화하여 일정 면적에 대해 균일한 조도 확보가 가능한 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치는 다단의 슬랫을 포함하고 상기 다단의 슬랫의 각도를 제어하여 태양광을 선택적으로 차단 또는 내부로 유입시키는 집광채광 루버 장치와, 외부 환경 조건에 따라 상기 다단의 슬랫의 각도를 조절하여 제어하는 루버 제어부를 포함하는 집광채광 루버의 제어 장치로서; 상기 루버 제어부는 무센서 방식으로 외부 환경 조건에 따른 빅데이터 기반으로 구축된 제어 프로그램을 구비하고, 상기 제어 프로그램에 따라 상가 루버 구동부에 제어 정보를 제공하여 간소한 제어를 통해 오작동 및 고장을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 프로그램은 해당 날짜의 시간대에 대한 통계 환경 정보와 태양의 고도 정보 및 날씨 예보 정보를 연동하여 실시간으로 집광채광 루버 장치의 동작 명령을 생성하여 상기 집광채광 루버 장치로 제공하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어 프로그램은 내부의 균일한 조도 확보를 위해 태양광이 내부로 유입될 위치에 대한 주기적인 변경이 필요한 경우 이를 반영한 동작명령을 생성하되; 설정된 시간 단위로 위치 변경을 해야 내부의 조도를 균일하게 확보할 수 있는 경우 상기 특정 위치 정보에 대응되는 다단의 슬랫에 대한 각도 정보를 산정하고 설정된 시간 단위로 다단의 슬랫의 각도가 변경되도록 조절하여 동작 명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어 프로그램은 인접하는 슬랫 사이의 거리((L1, L2, L3, L4)를 개별적으로 조절하여 내부로 유입되는 태양광의 위치를 조절하여 특정 스팟이 아닌 내부 전체에 균일하게 태양광이 유입되도록 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 태양광이 유입되는 실내에 태양광을 반사 또는 확산시키는 광학부재를 더 포함하고; 상기 광학부재는 반사판 또는 확산판으로 구성되고, 집광채광 루버 장치를 통해 반사되어 유입된 태양광을 실내로 반사 또는 확산시켜 내부의 조도를 균일하게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 프로그램은 다단의 슬랫을 상부, 중부, 하부의 3부분으로 구분하고, 3부분을 각각 분리하여 제어하고; 상부에 포함된 슬랫은 천정면의 특정 위치에 태양광이 반사되어 유입되도록 슬랫의 각도를 조절하고, 중부에 포함된 슬랫은 현휘 및 직사일광을 차단하기 위해 태양광 유입이 차단되도록 슬랫의 각도를 조절하고, 하부에 포함된 슬랫은 태양광이 바닥면의 특정 위치에 태양광이 반사되어 유입되도록 슬랫의 각도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치는 집광채광 루버의 간소한 제어를 통해 오작동 및 고장을 방지하고, 상부 슬랫의 각도 조절을 표준화하여 일정 면적에 대해 균일한 조도 확보가 가능한 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광채광 루버의 제어 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 2는 슬랫 축과 구동 모터 사이에 축 선택부재를 포함하여 원하는 슬랫 축을 선택하여 개별적으로 슬랫의 각도를 조절할 수 있는 것을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광채광 루버를 실내의 특정 위치(P1, P2, P3)로 유입시키는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내에 유입된 태양광을 반사 또는 확산시키는 광학부재를 포함하는 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬랫 각도 조절을 통해 내부에 균일한 조도를 확보하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개별 슬랫의 각도를 다르게 제어하는 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 집광채광 루버 장치를 3부분으로 나누어 태양광을 선택적으로 유입시키는 것을 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치는 다단의 슬랫을 포함하고 상기 다단의 슬랫의 각도를 제어하여 태양광을 선택적으로 차단 또는 내부로 유입시키는 집광채광 루버 장치(10)와 외부 환경 조건에 따라 상기 다단의 슬랫의 각도를 조절하여 제어하는 루버 제어부(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 집광채광 루버 장치(10)는 개별적인 각도 조절이 가능한 다단의 슬랫(110)과 상기 슬랫의 각도를 조절하는 슬랫 구동부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 슬랫 구동부(120)는 상기 다단의 슬랫과 연결된 슬랫 축(121)과 상기 슬랫 축의 회동을 제어하는 구동 모터(122)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 슬랫 축(121)과 구동 모터(122) 사이에 도 2와 같이 축 선택부재(123)을 포함하여 원하는 슬랫 축(121)을 선택하여 개별적으로 슬랫의 각도를 조절할 수 있다.
상기 축 선택부재(123)는 슬랫 축과 공통으로 연결된 공통 연결부재(123a)와 상기 공통 연결부재 중 특정 슬랫 축을 선택하여 구동 모터에 연결할 수 있는 개별 연결부재(123b)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 공통 연결부재(123a)는 케이블 형태로 다단의 슬랫과 연결되고, 상기 개별 연결부재(123b)는 개별 슬랫 축의 각도를 조절할 수 있는 연결 바 형태로 구성될 수 있다.
그리고 상기 루버 제어부(20)는 외부 환경 조건에 따른 빅데이터 기반으로 구축된 제어 프로그램(210)을 구비하고, 상기 제어 프로그램(210)에 따라 상가 루버 구동부에 제어 정보를 제공하는 역할을 담당한다.
일반적으로 적용되는 플랫한 슬랫의 경우 장방향으로 길어질수록 자중에 따라 휘어지기 때문에 포밍 또는 절곡을 통해 강성을 확보하고 있다.
따라서, 포밍을 통해 일정 곡률을 가지는 슬랫의 각도는 공차 및 생산방법, 재료에 따라 반사각도가 상이함으로 간편하게 프로그래밍된 각도를 적용할 필요가 있다.
상기 루버 제어부(20)는 센서에 의해 감지된 정보에 따라 루버를 제어하는 것이 아니라, 미리 프로그래밍된 제어 프로그램에 따라 루버를 제어한다. 따라서, 실시간으로 센서가 환경 정보를 감지하고 구동 모터를 동작시킴으로 인해 발생하는 오작동, 고장, 소음문제 및 단가상승의 문제를 미연에 방지할 수 있다.
상기 제어 프로그램(210)은 해당 날짜의 시간대에 대한 통계 환경 정보와 태양의 고도 정보 및 날씨 예보 정보를 연동하여 실시간으로 집광채광 루버 장치의 동작 명령을 생성하여 상기 집광채광 루버 장치(10)로 제공하는 역할을 담당한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광채광 루버를 실내의 특정 위치(P1, P2, P3)로 유입시키는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 루버 제어부의 제어 프로그램(210)은 해당 날짜의 시간대에 대한 통계 환경 정보와 태양의 고도 정보 및 날씨 예보 정보를 연동하여 적정 내부 조도를 생성하고, 상기 적정 내부 조도에 따라 태양광이 내부로 유입될 위치를 산정하고, 상기 산정된 위치로 태양광을 유입시키기 위한 다단의 루버의 각도를 산정한다.
상기와 같이 다단의 슬랫에 대한 각도가 산정되면, 동작명령을 생성하여 상기 집광채광 루버 장치(10)에 제공한다.
상기 집광채광 루버 장치의 슬랫 구동부(120)는 상기 동작명령을 수신하고, 상기 동작명령에 따라 구동 모터를 동작시켜 다단의 슬랫을 동작명령에 포함된 각도로 제어한다.
여기서, 상기 동작명령은 다단의 슬랫의 각도, 지속시간 등의 정보를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제어 프로그램(210)은 내부의 균일한 조도 확보를 위해 태양광이 내부로 유입될 위치에 대한 주기적인 변경이 필요한 경우 이를 반영한 동작명령을 생성할 수 있다.
예를 들어, P1 -> P2 -> P3 -> P2 -> P1으로 설정된 시간(예를 들어, 10분) 단위로 위치 변경을 해야 내부의 조도를 균일하게 확보할 수 있는 경우 상기 특정 위치 정보에 대응되는 다단의 슬랫에 대한 각도 정보를 산정하고 설정된 시간 단위로 다단의 슬랫의 각도가 변경되도록 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내에 유입된 태양광을 반사 또는 확산시키는 광학부재를 포함하는 것을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 집광채광 루버의 제어 장치는 태양광이 유입되는 실내에 태양광을 반사 또는 확산시키는 광학부재(30)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 광학부재(30)는 반사판 또는 확산판으로 구성될 수 있으며, 집광채광 루버 장치를 통해 반사되어 유입된 태양광을 실내로 반사 또는 확산시켜 내부의 조도를 균일하게 하는 역할을 담당한다.
상기 광학부재(30)는 천정면에서 결합되는 펜던트 형으로 결합될 수 있으며, 상기 천정면과 광학부재 사이에 연결된 연결부재의 길이를 조절하여 상기 광학부재의 각도를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 광학부재의 양단에 결합된 제 1 및 2 연결부재와 상기 제 1 및 2 연결부재의 길이를 조절하는 실린더 부재를 포함하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 광학부재의 양단이 2개의 연결부재로 결합된 경우 상기 2개의 연결부재의 길이를 다르게 조절할 경우 광학부재의 각도가 변하고, 상기 2개의 연결부재의 길이 제어를 통해 광학부재를 원하는 각도로 전환할 수 있다.
또한, 상기 광학부재(30)가 천정면을 통해 횡방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성되어 태양광의 유입되는 위치에 따라 상기 광학부재를 이동시켜 내부로 확산 또는 반사시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 광학부재와 천정면에는 레일이 형성되고, 상기 레일에 구동모터가 결합되어 상기 광학부재가 레일을 따라 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬랫 각도 조절을 통해 내부에 균일한 조도를 확보하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명은 인접한 개별 슬랫 사이의 거리(L1, L2, L3, L4)를 조절하면 개별 슬랫마다 각도를 다르게 조절할 수 있다.
기본적으로 다단의 슬랫의 각도를 동일하게 조절할 경우 반사된 광이 도 3과 같이 특정 위치(P1, P2, P3)에 스팟이 형성된다. 이 경우 내부 조도가 불균일하여 음영 지역이 발생하기 쉽다.
따라서, 제어 프로그램(210)이 슬랫 사이의 거리(L1, L2, L3, L4)를 개별적으로 조절하면 내부로 유입되는 태양광의 위치를 조절할 수 있으며, 특정 스팟이 아닌 내부 전체에 균일하게 태양광이 유입되도록 조절할 수 있다.
이하, 상기와 같이 다단의 슬랫에 대한 개별적으로 슬랫 사이의 거리(L1, L2, L3, L4)를 조절하여 개별 슬랫의 각도를 다르게 제어하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개별 슬랫의 각도를 다르게 제어하는 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 창문 상부에 설치되는 프레임의 하부에 매달린 상태로 구비되며 각도를 조절하여 빛의 입사량을 조절할 수 있는 다단의 슬랫(110)과 프레임의 내측에 길이방향으로 배치된 회전축(S)과 상단은 회전축(S)에 감기고 하단은 다단의 슬랫(110) 중간부를 상하방향으로 관통하여 연결함으로써 회전축(S)이 회전하는 경우 다수개의 슬랫(110)을 상하방향으로 감거나 해제하는 와이어(31)와 프레임에 구비되어 회전축(S)을 정역회전시키는 모터(미도시)와 상단은 회전축(S)에 감기고 하단은 다단의 슬랫(110)을 상하방향으로 연결함으로써 회전축(S)이 회전할 때, 다수개의 슬랫(110)의 각도를 조절할 수 있다.
상기 슬랫(110)은 와이어(31)가 중심을 통과하여 상하부로 연결되어 회전축(S)에 연결된다. 따상부 및 하부 슬랫(5)의 각도를 서로 다르게 조절하는 각도조절수단과 회전축(S)에 장착되어 상기 각도조절수단을 정역방향으로 감거나 풀어주는 롤러부(32)를 포함한다.
여기서, 회전축(S)이 모터(M)에 의하여 정방향 혹은 역방향으로 회전할 때, 이에 감긴 와이어(31)도 같이 회전축(S)에 감기거나 풀림으로써 다단의 슬랫(110)이 승하강하게 된다.
그리고 다단의 슬랫(110)은 제자리에서 각도조절수단에 의하여 각도가 조절될 수 있으며, 다단의 슬랫(110)은 슬랫 사이의 거리(L1, L2, L3, L4)를 조절하여 서로 다른 각도로 틸팅될 수 있다.
상기 각도조절수단은 상단은 롤러부(32)에 걸리고, 하단은 롤러부(32)의 일측 후면으로 늘어뜨려지되, 다단의 슬랫(110) 후방을 연결함으로써 승하강시 슬랫을 틸팅시키는 제 1 와이어(33)와 상단은 롤러부(32)에서 제1 와이어(33)와 연결되고, 하단은 롤러부(32)의 타측 전면으로늘어뜨려지되, 다단의 슬랫(110)전방을 연결함으로써 승하강시 슬랫의 각도를 조절하는 복수 개의 제 2 와이어(34)와 상기 복수 개의 제 2 와이어를 서로 연결함으로써 각각의 제 2 와이어가 서로 분리되어 하부로 처지는 경우에도 일정 거리 이상으로 떨어지는 것을 방지하는 연장 와이어(35)와 제 1 및 2 와이어(33, 34)를 서로 연결하되, 중간에 슬랫을 고정함으로써 제 2 와이어(34)가 하부로 처지는 경우 슬랫도 같이 처져서 경사지도록 하는 복수의 연결 와이어(36)와 각 제 2 와이어(34)의 상하단부에 장착되어 이웃한 제 2 와이어와 분리가능하게 연결하는 복수의 커넥터(37)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 복수의 커넥터(37)는 2개의 슬랫 마다 형성될 수 있으며, 개별 커넥터의 분리 연결을 통해 2개의 슬랫 사이의 거리(L1, L2, L3, L4)를 조절하여 개별 슬랫의 각도를 다르게 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 집광채광 루버 장치를 3부분으로 나누어 태양광을 선택적으로 유입시키는 것을 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명은 다단의 슬랫을 상부, 중부, 하부의 3부분으로 구분하고, 3부분을 각각 분리하여 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상부에 포함된 슬랫은 천정면의 특정 위치에 태양광이 반사되어 유입되도록 슬랫의 각도를 조절하고, 중부에 포함된 슬랫은 현휘 및 직사일광을 차단하기 위해 태양광 유입이 차단되도록 슬랫의 각도를 조절하고, 하부에 포함된 슬랫은 태양광이 바닥면의 특정 위치에 태양광이 반사되어 유입되도록 슬랫의 각도를 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 집광채광 루버 장치 20 : 루버 제어부
30 : 광학부재

Claims (6)

  1. 다단의 슬랫을 포함하고 상기 다단의 슬랫의 각도를 제어하여 태양광을 선택적으로 차단 또는 내부로 유입시키는 집광채광 루버 장치와, 외부 환경 조건에 따라 상기 다단의 슬랫의 각도를 조절하여 제어하는 루버 제어부를 포함하는 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치로서;
    상기 루버 제어부는
    무센서 방식으로 외부 환경 조건에 따른 빅데이터 기반으로 구축된 제어 프로그램을 구비하고, 상기 제어 프로그램에 따라 상가 루버 구동부에 제어 정보를 제공하여 간소한 제어를 통해 오작동 및 고장을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 프로그램은
    해당 날짜의 시간대에 대한 통계 환경 정보와 태양의 고도 정보 및 날씨 예보 정보를 연동하여 실시간으로 집광채광 루버 장치의 동작 명령을 생성하여 상기 집광채광 루버 장치로 제공하는 것을 특징으로 하는 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 프로그램은
    내부의 균일한 조도 확보를 위해 태양광이 내부로 유입될 위치에 대한 주기적인 변경이 필요한 경우 이를 반영한 동작명령을 생성하되;
    설정된 시간 단위로 위치 변경을 해야 내부의 조도를 균일하게 확보할 수 있는 경우 상기 특정 위치 정보에 대응되는 다단의 슬랫에 대한 각도 정보를 산정하고 설정된 시간 단위로 다단의 슬랫의 각도가 변경되도록 조절하여 동작 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 프로그램은
    인접하는 슬랫 사이의 거리((L1, L2, L3, L4)를 개별적으로 조절하여 내부로 유입되는 태양광의 위치를 조절하여 특정 스팟이 아닌 내부 전체에 균일하게 태양광이 유입되도록 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    태양광이 유입되는 실내에 태양광을 반사 또는 확산시키는 광학부재를 더 포함하고;
    상기 광학부재는 반사판 또는 확산판으로 구성되고, 집광채광 루버 장치를 통해 반사되어 유입된 태양광을 실내로 반사 또는 확산시켜 내부의 조도를 균일하게 하는 것을 특징으로 하는 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 프로그램은
    다단의 슬랫을 상부, 중부, 하부의 3부분으로 구분하고, 3부분을 각각 분리하여 제어하고;
    상부에 포함된 슬랫은 천정면의 특정 위치에 태양광이 반사되어 유입되도록 슬랫의 각도를 조절하고, 중부에 포함된 슬랫은 현휘 및 직사일광을 차단하기 위해 태양광 유입이 차단되도록 슬랫의 각도를 조절하고, 하부에 포함된 슬랫은 태양광이 바닥면의 특정 위치에 태양광이 반사되어 유입되도록 슬랫의 각도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 실내 루버형 집광채광시스템 슬랫 제어 장치.
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