KR102057052B1

KR102057052B1 - 태양광을 이용한 난방 환기 시스템

Info

Publication number: KR102057052B1
Application number: KR1020180057971A
Authority: KR
Inventors: 정혜정; 손현철; 박수훈
Original assignee: (주)세종
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: KR20190132873A

Abstract

본 발명은 태양광을 이용한 난방 환기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내공기가 배출되는 배기덕트 및 정화된 공기를 공급받는 급기덕트와 연결되며, 건물의 외부에 설치되는 투명한 하우징 내부에 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널, 공기를 정화하는 숯층, 다수의 통공으로 이루어지는 타공판이 적층 결합 구비되어 상기 배기덕트로부터 하우징으로 유입되는 실내공기가 타공판을 통과하며 넓게 퍼져 숯층을 통과하며 정화되되, 겨울철과 여름철에 공기의 유로를 다르게 하여 겨울철에는 공기를 가열시켜 실내에 주입시키고, 여름철에는 가열되지 않은 공기를 실내에 제공하며, 상기 배기덕트 및 급기덕트와 각각 연결되는 급기조절댐퍼 및 배기조절댐퍼를 열어 외부공기가 하우징으로 들어와 타공판 및 숯층을 통과하여 다시 외부로 배출되도록 함으로써, 하우징 내의 숯을 건조시켜 숯의 교체없이 실내의 제습과 공기정화가 계속하여 이루어질 수 있도록 하는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템에 관한 것이다.

Description

태양광을 이용한 난방 환기 시스템{Solar Heating Ventilation System}

건축물 부분 에너지 절약 기준이 강화됨에 따라 건축물의 밀폐성능은 나날이 향상되고 있는 반면에 이 높은 밀폐성능으로 건축물 내 공기의 오염도는 악화되어 가고 있는바, 수시로 환기를 시킴으로써 실내공기를 실외공기와 교환하여야 쾌적한 공기환경을 조성할 수 있다.

실내 공기환경을 인간의 보건위생에 적합하도록 개선하기 위해 사용되던 종래의 대표적인 환기방법으로는 창문을 열어 건축물의 바람이 불어오는 쪽 창문으로부터 실외공기를 유입시키고, 반대쪽 창문으로 실내의 오염된 공기를 유출시켜 교환시키는 풍력환기가 있다.

그러나, 이러한 풍력환기는 실내공기와 실외공기가 포함되어 있는 열에너지와 함께 그대로 유출되고 유입되므로 환기 후 실내온도가 급변하게 되는 문제점이 있다.

즉 온도차와 환기량(실외공기 유입량)에 따른 열손실이 발생되어 동절기 난방시에는 실내온도가 급격히 하강하고 하절기 냉방 시에는 실내온도가 급격히 상승하게 되는 문제점이 있던 것이다.

게다가 이 문제는 최근 이슈화된 건축자재의 벤젠, 포름알데히드 등과 같은 발암물질로 인한 새집증후군(빌딩증후군)의 경우 무엇보다 환기를 자주시키는 것이 좋은 해결책이지만, 거주자로 하여금 환기 자체를 기피하게 만들어 거주자 건강상의 위해로 이어지는 문제점이 있다.

한편, 풍력환기는 방범 측면에서 보았을 때 창문을 통한 외부인 침입이 우려되는 문제점도 있다.

상기와 같은 풍력환기의 문제점을 해결하기 위해 실내로 유입되고 실외로 유출되는 공기의 열을 교환하면서 환기를 시키도록 구성된 기계식 환기장치가 안출되었다.

일반적인 기계식 환기장치는 급기입구, 급기출구, 배기입구 및 배기출구가 각각 형성된 하우징과, 실외공기와 실내공기를 각각 급기입구와 배기입구를 통하여 하우징 내로 흡입시킨 후 급기출구와 배기출구로 각각 토출시키는 급기팬 및 배기팬과, 하우징 내로 흡입시킨 후 급기출구와 배기출구로 각각 토출시키는 급기팬 및 배기팬과, 하우징 내로 흡입된 실외공기와 실내공기의 열을 교환시키는 열교환기로 구성된다. 여기에서 하우징은 건축물의 벽에 설치되고, 열교환기는 내부로 흡입된 실외공기와 실내공기가 서로 혼합됨이 없이 열을 교환한 뒤 각각 급기출구와 배기출구로 토출되도록 구성된다.

이러한 구성의 기계식 환기장치는 급기팬과 배기팬을 작동시키면, 상기 급기팬과 배기팬의 작용으로 실외공기와 실내공기가 급기입구와 배기입구를 통하여 하우징으로 각각 흡입되는바, 이 흡입된 실외공기와 실내공기는 열교환기를 통과하면서 열을 교환한 뒤 급기출구와 배기출구를 통하여 각각 실내와 실외로 토출된다.

따라서, 동절기 난방 시에는 실내공기로부터 열을 받아 온도가 상승된 실외공기가 실내로 유입되고, 하절기 냉방시에는 실내공기에게 열을 빼앗겨 온도가 하강된 실외공기가 실내로 유입된다.

그러나, 상기와 같은 구성의 환기장치는 급기팬과 배기팬으로 실외공기와 실내공기를 강제 유동시켜 환기를 시키므로 에너지 소비가 수반되는 등의 큰 문제점이 있다.

또한, 이러한 종래의 환기장치는 내부에 별도의 필터를 사용하여 공기를 정화하는데, 이러한 필터는 주기적으로 교환이 필요하고, 그 정화 능력이 떨어지는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 대한민국 등록특허 제10-0696070호 건축물용 벽면 일체형 실내 환기 시스템은 태양열을 이용하여 환기에 필요한 팬을 구동시키고, 건축물 내의 벽면 내에 숯을 삽입하고, 숯을 통해 공기 정화가 이루어져 실내로 공급되도록 함으로써 에너지 절약 및 열 교환이 이루어지도록 하였으나, 벽면 내부에 삽입된 숯이 습기에 의해 젖기도 하고 오염이 될 수 있으며, 오염된 숯의 교체가 어려운 단점이 있다.

또한, 건축물 벽면 일체형 실내 환기 시스템은 황사나 미세먼지가 많은 날에 외부공기를 유입하면 숯에서 공기정화가 어려워 실내공기가 탁해질 수 있는 단점이 있다.

KR 10-0696070 (등록번호) 2007.03.10. KR 10-2009-0115405 (공개번호) 2009.11.05. KR 10-1148025 (등록번호) 2012.05.15.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,

실내공기가 배출되는 배기덕트 및 정화된 공기를 공급받는 급기덕트와 연결되며, 건물의 외부에 설치되는 투명한 하우징 내부에 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널, 태양광에 의해 공기의 온도를 높이는 집열관, 공기를 정화하는 숯층, 다수의 통공으로 이루어지는 타공판이 순서대로 적층 결합 구비되어 상기 배기덕트로부터 하우징으로 유입되는 실내공기가 타공판을 통과하며 넓게 퍼져 숯층을 통과하며 살균 정화되되, 겨울철과 같이 추운 날에는 따뜻해진 상태로 공기가 실내로 이동하도록 구비되고, 여름철과 같이 더운 날에는 공기의 가열없이 숯층을 통과해 정화된 공기가 실내로 이동하도록 하여 황사나 미세먼지가 많은 날에도 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배기덕트 및 급기덕트와 외부에서 각각 연결되는 급기조절댐퍼 및 배기조절댐퍼를 열어 실외공기가 하우징으로 들어와 타공판 및 숯층을 통과하여 다시 외부로 배출되도록 함으로써, 하우징 내의 숯을 건조시켜 습기를 제거할 수 있으므로 숯의 교환없이 오랜시간 동안 사용할 수 있는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 태양광에너지를 이용하여 시스템을 구동함으로써, 전기에너지를 절약하고, 겨울철과 같이 추운 날에는 태양광을 이용하여 집열관에서 공기를 따뜻하게 데워 실내로 공급함으로써, 난방비를 절약하는 효과를 얻을 수 있는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 겨울철과 여름철에 이동되는 공기의 유로를 다르게 하여 겨울철에는 따뜻하고 정화된 공기를 실내에 주입하고, 여름철에는 가열되지 않는 정화된 공기를 실내에 주입함으로써 겨울철에 난방비를 절약할 수 있는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 건물 외부에 설치되어 실내공기를 정화하여 공급하는 환기 시스템에 있어서, 실외공기의 유입을 조절하는 제1급기조절댐퍼(110)와; 상기 제1급기조절댐퍼(110)와 연결되고, 실내와 연결되어, 실외 또는 실내공기가 유입되는 배기덕트(120)와; 상기 배기덕트(120) 내부에 설치되되, 상기 제1급기조절댐퍼(110) 보다 하부에 위치되며, 실내공기의 유입을 조절하는 제1배기조절댐퍼(130)와; 정화된 공기를 실내로 공급하는 급기덕트(140)와; 상기 급기덕트(140) 내부에 설치되어 공기의 유입을 조절하는 제2급기조절댐퍼(150)와; 상기 급기덕트(140)와 연결되고, 상기 제2급기조절댐퍼(150)보다 상부에 위치하며, 공기의 배출을 조절하는 제2배기조절댐퍼(160)와; 상기 급기덕트(140) 내부에 설치되어 공기를 강제 흡입하는 흡입팬(170)과; 상기 배기덕트(120) 및 급기덕트(140)와 각각 연결결합되어 실내공기를 정화해 상기 흡입팬(170)에 의해 실내로 공급하는 하우징(200);을 포함하여 이루어지되, 상기 하우징(200)은 내부의 상부에 위치하며 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널(210)과, 상기 태양광패널(210) 하부에서 일정간격 이격되어 공기의 유로를 변경하는 이중타공판(230)과, 상기 이중타공판(230) 상부의 빈공간으로 태양열에 의하여 공기가 가열되는 집열부(221)와, 상기 이중타공판(230) 하부에서 일정간격 이격되는 숯층(240), 상기 숯층(240)에서 일정간격 이격되어 다수의 통공(251)이 형성되는 타공판(250)이 구비된다.

아울러 본 발명의 상기 배기덕트(120)는 하우징(200)과 결합되되, 상기 타공판(250) 하부에 배기덕트(120)의 끝단인 배기구(121)가 위치하여 상기 배기구(121)에서 배출된 공기가 타공판(250)과 접촉되며, 상기 급기덕트(140)는 상기 하우징(200)과 연결결합되되, 급기덕트(140)의 끝단인 급기구(141)가 상기 숯층(240) 상부에 위치한다.

또한, 상기 하우징(200)은 투명한 커버로 이루어져 태양광이 투과된다.

본 발명의 상기 이중타공판(230)은 상부타공판(231)과 하부타공판(232)으로 구비되되, 상기 하부타공판(232) 또는 상부타공판(231)의 일측에 실린더(233)가 구비되어 상기 실린더(233)에 의해 하부타공판(232) 또는 상부타공판(231)이 좌우로 이동가능하게 설치된다.

본 발명의 상부타공판(231)의 제1구멍(231a)과 하부타공판(232)의 제2구멍(232a)은 겨울철에 동일 위치에 배치되고, 여름철에 다른 위치에 배치된다.

본 발명의 상기 집열부에는 태양열을 집열하는 다수의 관이 배치되는 집열관(220)이 더 포함된다.

따라서, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 실내공기가 배출되는 배기덕트 및 정화된 공기를 공급받는 급기덕트와 연결되며, 건물의 외부에 설치되는 투명한 하우징 내부에 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널, 태양광에 의해 공기의 온도를 높이는 집열관, 공기를 정화하는 숯층, 다수의 통공으로 이루어지는 타공판이 순서대로 적층 결합 구비되어 상기 배기덕트로부터 하우징으로 유입되는 실내공기가 타공판을 통과하며 넓게 퍼져 숯층을 통과하며 살균 정화되되, 겨울철과 같이 추운 날에는 따뜻해진 상태로 공기가 실내로 이동하도록 구비되고, 여름철과 같이 더운 날에는 공기의 가열없이 숯층을 통과해 정화된 공기가 실내로 이동하도록 하여 황사나 미세먼지가 많은 날에도 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 배기덕트 및 급기덕트와 외부에서 각각 연결되는 급기조절댐퍼 및 배기조절댐퍼를 열어 실외공기가 하우징으로 들어와 타공판 및 숯층을 통과하여 다시 외부로 배출되도록 함으로써, 하우징 내의 숯을 건조시켜 습기를 제거할 수 있으므로 숯의 교환없이 오랜시간 동안 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 태양광에너지를 이용하여 시스템을 구동함으로써 전기에너지를 절약하고, 겨울철과 같이 추운 날에는 태양광을 이용하여 집열관에서 공기를 따뜻하게 데워 실내로 공급하여 난방이 이루어지게 함으로써, 난방비를 절약하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 환기 작업시 제습 및 공기정화가 실시되며, 이에 제습 및 살균 정화된 공기를 건물 내로 공급할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 겨울철과 여름철에 이동되는 공기의 유로를 다르게 하여 겨울철에는 따뜻하고 정화된 공기를 실내에 주입하고, 여름철에는 가열되지 않는 정화된 공기를 실내에 주입함으로써 겨울철에 난방비를 절약하고 여름철에는 상쾌한 공기를 주입할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 난방 환기 시스템의 개략적인 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 난방 환기 시스템의 결합 사시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 난방 환기 시스템의 분리 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 난방 환기 시스템의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 통해 겨울철 실내공기가 순환되는 상태를 나타내는 단면도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 통해 여름철 실내공기가 순환되는 상태를 나타내는 단면도이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 통해 외부공기를 이용해 숯을 건조시키는 상태를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

본 발명은 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 건물(1) 외부에 설치되어 실내공기를 정화하여 공급하는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템에 관한 것으로,

실외공기의 유입을 조절하는 제1급기조절댐퍼(110)와,

상기 제1급기조절댐퍼(110)와 연결되고, 실내와 연결되어, 실외 또는 실내공기가 유입되는 배기덕트(120)와,

상기 배기덕트(120) 내부에 설치되되, 상기 제1급기조절댐퍼(110) 보다 하부에 위치되며, 실내공기의 유입을 조절하는 제1배기조절댐퍼(130)와,

정화된 공기를 실내로 공급하는 급기덕트(140)와,

상기 급기덕트(140) 내부에 설치되어 공기의 유입을 조절하는 제2급기조절댐퍼(150)와,

상기 급기덕트(140)와 연결되고, 상기 제2급기조절댐퍼(150)보다 상부(하우징에 근접)에 위치하며, 건물 외부로의 공기 배출을 조절하는 제2배기조절댐퍼(160)와,

상기 급기덕트(140) 내부에 설치되어 공기를 강제 흡입하는 흡입팬(170)과,

상기 배기덕트(120) 및 급기덕트(140)와 각각 연결결합되어 실내공기를 정화해 상기 흡입팬(170)에 의해 실내로 공급하는 하우징(200)을 포함하여 이루어지되,

상기 하우징(200) 내부의 상부 중심에 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널(210)이 구비되고, 상기 태양광패널의 빈공간으로 태양열에 의하여 가열되는 집열부(221)와, 상기 태양광패널(210) 하부에 일정간격 이격되어 이중타공판(230)이 형성되고, 상기 이중타공판(230) 하부에서 일정간격 이격되어 숯층(240)이 형성되며, 상기 숯층(240) 하부에서 일정한격 이격되어 다수의 통공(251)이 형성되는 타공판(250)이 구비된다.

또한, 상기 집열부(221)에는 다수의 관이 배치되어 공기가 이동하며 태양열에 의해 온도가 높아지는 집열관(220)이 더 구비되어, 숯층(240)을 통과한 공기를 보다 빠르게 가열시킬 수 있다.

여기서 건물(1)은 공장, 시험장, 창고, 연수원, 경기장, 요양원 등의 환기가 필요한 건물로 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템을 설치하여 건물의 쾌적한 실내유지가 가능하게 된다.

상기 제1급기조절댐퍼(110)는 외부 공기가 유입되는 통로인 덕트 내에 설치되어 외부 공기의 흐름을 개방 또는 폐쇄하는 공기조절판이다. 상기 제1급기조절댐퍼(110)는 상기 배기덕트(120) 내부에 설치되는 제1배기조절댐퍼(130)보다 하우징(200)에 근접하게 설치되며, 상기 제1배기조절댐퍼(130)가 개방되어 배기덕트(120)로 실내공기가 통과할 때에는 폐쇄하여 실외공기가 하우징(200)으로 유입되지 않도록 구비된다. 상기 제1급기조절댐퍼(110)가 개방되면 하우징(200) 내부에 구비된 흡입팬(170)에 의하여 외부의 공기가 하우징(200) 내부로 유입된다.

상기 제1급기조절댐퍼(110)는 실외공기가 깨끗한 날에 개방하여 상기 배기덕트(120)를 통해 하우징(200) 내부를 건조시키는데 사용된다.

상기 배기덕트(120)는 건물(1)의 배기구와, 건물(1)의 외부에 설치되는 하우징(200) 사이에 위치하여 서로를 연결하고, 내부에 제1배기조절댐퍼(130)가 설치되어 상기 제1배기조절댐퍼(130)가 개방되어 건물(1) 내부의 실내공기를 하우징(200)으로 이동시키거나, 상기 제1급기조절댐퍼(110)가 개방되고 제1배기조절댐퍼(130)를 폐쇄되어 실외공기가 하우징(200)으로 이동될 수 있도록 구비된다. 제1배기조절댐퍼(130)와 제1급기조절댐퍼(110)는 모두 폐쇄될 수 있는바, 이런 경우에는 상기 배기덕트(120)를 통하여 하우징(200) 내에 공기가 유입되지 않는다. 그러나, 제1배기조절댐퍼(130)와 제1급기조절댐퍼(110)는 동시에 개방되지 않기에 배기덕트(120)를 통하여 건물의 실내공기와 실외공기가 동시에 이동되지는 않는다.

상기 배기덕트(120)는 하우징(200)의 배기덕트 구멍(201)에 삽입되어 하우징(200) 내측으로 배기덕트(120)의 끝단인 배기구(121)가 구비되며, 상기 배기구(121)는 하우징(200)의 내측 하부에 배치되는 타공판(250)의 하부에 위치하여 상기 배기덕트(120)를 통과한 실내공기 또는 실외공기가 상부로 올라가며 상기 타공판(250)을 통과할 수 있도록 구비된다.

상기 급기덕트(140)는 상기 배기덕트(120)에서 이송된 실내공기 또는 실외공기가 하우징(200)을 통과하여 이동되는 관으로 상기 하우징(200)과 건물(1)의 급기구를 연결한다.

이때, 상기 배기덕트(120)의 끝단인 배기구(121)는 타공판(250) 하부에 위치하고, 상기 급기덕트(140)의 끝단인 급기구(141)는 숯층(240) 상부에 위치하여 상기 급기구(141)가 배기구(121)보다 높은 곳에 위치한다. 이는 상기 배기구(121)로 배출되는 실내공기 또는 실외공기가 숯층(240)을 통과하여 급기구(141)로 이동할 수 있도록 상기 급기덕트(140)와 배기덕트(120)의 높이가 다르게 구비되는 것이다. 급기구(141)와 배기구(121)의 높이가 동일하면 배기구(121)를 통과한 공기는 타공판(250)을 통과하지 않고 즉시 급기구(141)로 이동될 것이므로 실내공기의 정화, 제습의 효과를 기대할 수 없다.

한편, 급기덕트(140) 내의 제2급기조절댐퍼(150)와 건물 외부로의 공기 배출을 조절하는 제2배기조절댐퍼(160)는 동시에 폐쇄될 수 있어도, 동시에 개방되지 않는다. 제2급기조절댐퍼(150)가 개방되면 하우징에서 제습 및 정화된 공기가 건물(1) 내부로 급기되고, 제2배기조절댐퍼(160)가 개방되면 하우징에서 제습된 공기가 외부로 배출된다. 제2배기조절댐퍼(160)의 개방으로 외부로 배출되는 공기는 하우징(200) 내부의 숯의 습기를 제거한 공기가 된다.

상기 하우징(200)은 내부에 상부에서부터 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널(210), 태양열에 의해 공기의 온도를 높이는 집열부(221), 상부타공판(231) 또는 하부타공판(232)중 어느 하나가 이동가능한 하부타공판(232)으로 이루어지는 이중타공판(230), 공기를 정화하고 제습하는 숯층(240), 다수의 통공(251)으로 이루어지는 타공판(250)이 순차적으로 위치하며 결합 구비되는 투명한 재질의 커버로 태양광이 투과할 수 있도록 구비된다.

상기 하우징(200) 내부에는 태양광패널(210)을 통해 시스템을 구동하는 전기를 생성하게 되고, 상기 태양광패널(210)과 이동타공판(230) 사이의 빈 공간인 집열부(221)는 커버를 통과한 태양열에 의하여 이중타공판(230)을 경유하여 올라온 공기를 가열하여 온도를 높이게 되며, 상기 집열부(221)로 공기를 이동시키는 이중타공판(230)과, 숯층(240), 타공판(250)은 일정간격 이격되어 공기가 이동할 수 있는 공간을 형성하도록 구비된다.

이때, 상기 집열부(221)에는 유입된 공기를 보다 신속하게 가열하기 위하여 태양열의 집열하는 다수의 관이 배열되는 집열관(220)을 추가적으로 구비할 수 있다.

상기 태양광패널(210)은 제1급기조절댐퍼(110)와, 제1배기조절댐퍼(130)와, 제2급기조절댐퍼(150)와, 제2배기조절댐퍼(160)와, 흡입팬(170) 및 실린더(233)를 동작하게 하는 전기에너지를 생성하여 상기 제1급기조절댐퍼(110)와, 제1배기조절댐퍼(130)와, 제2급기조절댐퍼(150)와, 제2배기조절댐퍼(160)와, 흡입팬(170) 및 실린더(233)를 조절하는 컨트롤러(미도시)를 구동시키게 된다.

상기 제1급기조절댐퍼(110), 제1배기조절댐퍼(130), 제2급기조절댐퍼(150), 제2배기조절댐퍼(160)는 일방향 공기 개폐용 댐퍼로, 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있으며, 수동으로 이루어질 경우 전기 사용은 하지 않게 된다.

상기 태양광패널(210)은 태양에너지를 집진하는 집진부(미도시), 상기 집진부에서 집진된 전기에너지를 사용가능한 전기에너지로 변환하는 인버터(미도시), 상기 인버터에서 변환된 전기에너지를 일정한 양으로 공급해주는 충방전제어기(미도시) 및 상기 충방전제어기에 의해 공급하고 남는 전기를 저장하는 배터리(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명은 태양광을 이용한 자체전원으로 흡입팬(170)을 온/오프하고, 풍량을 조절하며, 온도조절까지 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 태양광패널(210)을 통해 형성된 전기에너지 이외에도 태양광을 통한 전기가 부족할 경우에는 별도의 상용 전원으로 시스템을 구동시킬 수 있다.

상기 태양광패널(210)과 결합되고, 하우징(200) 내에 설치되는 집열관(220)은 다수의 관이 결합되어 형성되는 것으로 태양열을 이용하여 이동하는 공기를 따뜻하게 데워주는 역할을 하게 된다. 본 발명은 집열관이 없어도 상부의 투명 커버를 통과한 태양열에 의하여 공기가 가열될 수 있으며, 가열 시간을 줄여주기 위하여 집열관을 추가적으로 구비한다.

이와 같이 집열관(220)은 공기를 따뜻하게 데워줌으로써, 겨울철과 같이 추운 날씨에 실내공기를 10~20도 정도 상승시켜 난방비를 감소시키는 효과가 있다.

상기 집열관(220)의 하부에서 일정간격 이격되어 설치되는 이중타공판(230)은 하부의 공기를 통과시켜 상부에 위치하는 집열부(221) 또는 집열관(220)으로 이동시키거나 공기의 이동을 막는 구성으로, 상부타공판(231)과 하부타공판(232)이 겹쳐져 이중으로 이루어진다.

상기 상부타공판(231)은 하우징(200) 내부에 설치되는 판으로 일정간격 이격되어 제1구멍(231a)이 다수개 형성되고, 상기 상부타공판(231) 하부에 구비되는 하부타공판(232)은 상기 제1구멍(231a)과 동일한 크기와 간격으로 이루어지는 제2구멍(232a)이 다수개 형성된다.

상기 하부타공판(232)은 상기 하우징(200)의 내부에 돌출형성되는 선반(203) 위에 설치되고, 상기 상부타공판(231) 보다 좁은 폭으로 이루어지며, 일측에 구비되는 실린더(233)에 의해 좌우로 이동가능하게 설치된다.

상기 하부타공판(232)은 상기 실린더(233)에 의해 이동하며, 상기 상부타공판(231)의 제1구멍(231a)과 하부타공판(232)의 제2구멍(232a)이 동일 위치에 배치될 때 상기 이중타공판(230)이 열려 이중타공판(230)의 상, 하부의 공기가 통하게 되며, 다른 위치에 배치될때에 이중타공판(230)의 상, 하부의 공기 이동이 폐쇄된다.

상기 실린더(233)는 왕복운동을 하는 장치로 상기 하우징(200)의 선반(203) 위에 설치되고, 상기 하부타공판(232)을 밀어주고 당겨주기 위해 상기 하부타공판(232) 일측면에 결합설치되도록 구비된다. 본 발명에서 실린더(233)는 하부타공판과 결합되는 것으로 설명하고 도면에 도시하였으나, 상부타공판에 설치하여도 동일한 효과를 발생하며, 이를 배제하지 않는다.

상기 이중타공판(230)은 겨울철과 같이 추운 날에 상기 제1구멍(231a)과 제2구멍(232a)을 일직선상에 배치시켜 개방하여 공기를 상부로 이동시켜 상기 집열부(221) 또는 집열관(220)에 의해 따뜻하게 가열된 상태에서 하부로 내려와 급기덕트(140)로 이동할 수 있도록 한다.

또한, 상기 이중타공판(230)은 여름철과 같이 더운 날에는 상기 실린더(233)를 이용해 하부타공판(232)(또는 상부타공판)을 이동시켜 상기 제1구멍(231a)과 제2구멍(232a)이 차단되도록 함으로써, 상기 이중타공판(230)을 닫아 숯층을 통과한 공기가 집열부 또는 집열관과 만나지 않돌고 함으로써, 공기 온도가 상승되지 않도록 한다.

상기 이중타공판(230)의 하부에서 일정간격 이격되어 설치되는 숯층(240)은 메쉬망 커버에 숯이 삽입 형성되는 것으로 상기 숯은 공기정화 및 제습에 탁월한 효과를 가져 공기가 숯층(240)을 통과하며 정화 및 제습될 수 있다.

여기서 숯은 참숯으로 참숯은 냄새제거, 공기정화, 습도조절, 음이온 효과, 살균 효과 등이 있다.

또한, 본 발명은 후술하는 것과 같이 숯층(240)의 습기를 제거하여 숯의 교체 없이 오랫동안 사용할 수 있다.

상기 숯층(240)을 형성하는 메쉬망 커버는 단단한 철로 된 메쉬망으로 숯을 안정적으로 고정시키는 역할을 하게 된다. 여기에서 숯층(240)은 상부에 위치하는 이중타공판(230)과 계속적인 공기의 상하 및 측면 이동이 발생된다. 이중타공판(230)과 하부의 타공판(250)은 공기가 다수의 타공으로만 통과하므로 한번에 통과할 수 없어 숫층(240)을 가운데에 두고 계속적인 공기 이동을 하며 통과하게 된다. 이러한 과정에서 유입된 공기는 숫층과 많이 접촉하게 되어 공기 정화와 제습이 이루어진다.

상기 숯층(240)의 하부에서 일정간격 이격되어 설치되고, 다수의 통공(251)이 형성되는 타공판(250)은 하나의 타공판으로 이루어지고, 상기 배기덕트(120)의 배기구(121) 위에 설치되어 상기 배기구(121)를 통과한 공기가 타공판(250)을 통과하며 넓게 퍼지며 숯층(240)과 만나 정화될 수 있도록 한다. 타공판(250)은 숫층(240)의 하부에서 숯층(240)에서 내려온 공기가 일부 통과하고 다시 상부로 올리며, 아래에서 올라온 공기가 쉽게 통과하지 못하도록 하여 좁은 면적의 배기구(121)로 유입된 공기가 타공판(250) 아래에서 넓게 퍼지게 한다. 이렇게 넓게 퍼져 통공(251)을 통과한 공기는 숫층(240)과 넓은 면적으로 접촉한다.

상기 숯층(240) 및 타공판(250)에는 상기 급기덕트(140)가 삽입되어 관통되는 제2급기덕트 구멍(241) 및 제3급기덕트 구멍(252)이 각각 형성되며, 상기 급기덕트(140)가 상기 타공판(250)의 제3급기덕트 구멍(252) 및 상기 숯층(240)의 제2급기덕트 구멍(241)을 통과하여 상기 급기덕트(140)의 급기구(141)가 상기 숯층(240)의 상부에 구비되어 숯층(240)을 통과한 공기가 급기덕트(140)로 이동되게 된다.

상기 급기덕트(140)는 상기 하우징(200)의 제1급기덕트 구멍(202)을 통과해 하우징(200) 내부로 돌출형성되며, 상기 급기덕트(140)의 내부에는 흡입팬(170)이 구비되어 상기 숯층(240)을 통과한 공기를 빨아들일 수 있게 된다.

한편, 상기 흡입팬(170)은 속도를 제어하여 실내 공기의 환기량을 조절할 수 있게 된다.

상기 흡입팬(170)에 의해 이동하는 공기는 상기 급기덕트(140) 내부에 위치한 제2급기조절댐퍼(150)의 개방시 건물(1) 내부로 들어가게 되고, 상기 제2급기조절댐퍼(150)가 닫히고, 상기 급기덕트(140)에 연결되는 제2배기조절댐퍼(160)가 열릴 경우 외부로 배출되게 된다. 본 발명에서는 하나의 팬으로 전체 공기의 흐름을 제어할 수 있는 장점이 있다.

제2배기조절댐퍼(160)가 열릴 경우는 숯층(240)을 건조시키고 청소하기 위한 숯층 제습모드로 동작하며, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 배기덕트(120)에 설치되는 제1배기조절댐퍼(130)가 닫히고(폐쇄), 제1급기조절댐퍼(110)가 열려(개방) 상기 제1급기조절댐퍼(110)를 통해 들어온 실외공기가 배기구(121)를 통과하여 하우징(200) 내부로 들어가 상기 타공판(250)과 숯층(240)을 통과하며 숯을 건조시키게 된다. 숯을 제습시키며 습기를 머금게 되는 공기는 상기 흡입팬(170)에 의해 강제 흡입되어 상기 급기구(141)를 통과하여 급기덕트(140)를 따라 이동하며 상기 제2배기조절댐퍼(160)를 통해 외부로 배출되게 된다. 숯층 제습 모드로 동작할 경우에는 흡입팬(170)을 속도를 높이는 것이 바람직하다.

본 발명을 이용하여 실내 환기 및 제습을 하기 위한 실내 공기 환기모드의 경우 겨울철과 같이 추운 날에는 도 5에 도시된 바와 같이 제1급기조절댐퍼(110)가 닫히고, 제1배기조절댐퍼(130)가 열린 배기덕트(120)를 통해 이동한 실내공기가 타공판(250), 숯층(240), 이중타공판(230) 및 집열부 또는 집열관으로 이동하며 정화되고, 따뜻하게 데워져 상기 급기덕트(140)를 통해 실내로 공급된다. 실내공기 환기모드 중 여름철과 같이 더운 날에는 도 6에 도시된 바와 같이 덕트의 개폐에 변경이 없고, 이중타공판(230)이 닫혀 배기덕트(120)를 통과한 실내공기가 타공판(250), 숯층(240)을 통과해 정화된 상태로 상기 급기덕트(140)를 통해 다시 실내로 공급되게 되어, 실내 공기의 온도 상승을 억제하며 환기를 진행한다.

이와 같이 본 발명은 제1급기조절댐퍼(110), 제1배기조절댐퍼(130), 제2급기조절댐퍼(150), 제2배기조절댐퍼(160) 및 이중타공판(230)을 이용해 공기가 이동하는 유로를 변경하여 날씨에 따라 공기의 정화와 난방이 이루어지게 할 뿐만 아니라 하우징(200) 내의 숯층(240)의 제습이 이루어지게 할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 급기덕트(140)와 연결되는 건물(1)의 급기구에는 헤파필터, 플라즈마 필터를 포함한 필터를 구비하여 각종 냄새, 유해가스, 미세먼지를 걸러주도록 구비될 수 있다.

따라서, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 실내공기가 배출되는 배기덕트(120) 및 정화된 공기를 공급받는 급기덕트(140)와 연결되며, 건물(1)의 외부에 설치되는 투명한 하우징(200) 내부에 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널(210), 태양광에 의해 공기의 온도를 높이는 집열관(220), 상부타공판(231)과 이동가능한 하부타공판(232)으로 이루어지는 이중타공판(230), 공기를 정화하는 숯으로 이루어지는 숯층(240), 다수의 통공(251)으로 이루어지는 타공판(250)이 순서대로 적층 결합 구비되어 상기 배기덕트(120)로부터 하우징(200)으로 유입되는 실내공기가 타공판(250)을 통과하며 넓게 퍼져 숯층(240)을 통과하며 살균 정화되되, 겨울철과 같이 추운 날에는 이중타공판(230)을 열어 상기 이중타공판(230)을 통과하여 집열관(220)에 의해 따뜻해진 상태로 실내로 이동하도록 구비하여 난방이 이루어지게 되고, 여름철과 같이 더운 날에는 이중타공판(230)을 닫아 타공판(250)과 숯층(240)을 통과해 정화된 공기가 실내로 이동하도록 하여 황사나 미세먼지가 많은 날에도 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 상기 배기덕트(120) 및 급기덕트(140)와 외부에서 각각 연결되는 제1급기조절댐퍼(110) 및 제2배기조절댐퍼(160)를 열어 실외공기가 하우징(200)으로 들어와 타공판(250) 및 숯층(240)을 통과하여 다시 외부로 배출되도록 함으로써, 하우징(200) 내의 숯을 건조시켜 제습이 이루어지게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 태양광에너지를 이용하여 시스템을 구동함으로써, 전기에너지를 절약하고, 겨울철과 같이 추운 날에는 태양광을 이용하여 집열관(220)에서 공기를 따뜻하게 데워 실내로 공급하여 난방이 이루어지게 함으로써, 난방비를 절약하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 태양광을 이용한 난방 환기 시스템은 환기 작업시 제습 및 공기정화가 실시되며, 이에 제습 및 살균 정화된 공기를 건물 내로 공급할 수 있게 되는 효과가 있다.

1 : 건물
110 : 제1급기조절댐퍼 120 : 배기덕트
121 : 배기구 130 : 제1배기조절댐퍼
140 : 급기덕트 141 : 급기구
150 : 제2급기조절댐퍼 160 : 제2배기조절댐퍼
170 : 흡입팬
200 : 하우징 201 : 배기덕트 구멍
202 : 제1급기덕트 구멍 203 : 선반
210 : 태양광패널 220 : 집열관
230 : 이중타공판 231 : 상부타공판
231a : 제1구멍 232 : 하부타공판
232a : 제2구멍 233 : 실린더
240 : 숯층 241 : 제2급기덕트 구멍
250 : 타공판 251 : 통공
252 : 제3급기덕트 구멍

Claims

건물 외부에 설치되어 실내공기를 정화하여 공급하는 환기 시스템에 있어서,
실외공기의 유입을 조절하는 제1급기조절댐퍼(110)와;
상기 제1급기조절댐퍼(110)와 연결되고, 실내와 연결되어, 실외 또는 실내공기가 유입되는 배기덕트(120)와;
상기 배기덕트(120) 내부에 설치되되, 상기 제1급기조절댐퍼(110) 보다 하부에 위치되며, 실내공기의 유입을 조절하는 제1배기조절댐퍼(130)와;
정화된 공기를 실내로 공급하는 급기덕트(140)와;
상기 급기덕트(140) 내부에 설치되어 공기의 유입을 조절하는 제2급기조절댐퍼(150)와;
상기 급기덕트(140)와 연결되고, 상기 제2급기조절댐퍼(150)보다 상부에 위치하며, 공기의 배출을 조절하는 제2배기조절댐퍼(160)와;
상기 급기덕트(140) 내부에 설치되어 공기를 강제 흡입하는 흡입팬(170)과;
상기 배기덕트(120) 및 급기덕트(140)와 각각 연결결합되어 실내공기를 정화해 상기 흡입팬(170)에 의해 실내로 공급하는 하우징(200);을 포함하여 이루어지되,
상기 하우징(200)은,
내부의 상부에 위치하며 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 태양광패널(210)과, 상기 태양광패널(210) 하부에서 일정간격 이격되어 공기의 유로를 변경하는 이중타공판(230)과, 상기 이중타공판(230) 상부의 빈공간으로 태양열에 의하여 공기가 가열되는 집열부(221)와, 상기 이중타공판(230) 하부에서 일정간격 이격되는 숯층(240), 상기 숯층(240)에서 일정간격 이격되어 다수의 통공(251)이 형성되는 타공판(250)이 구비되는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배기덕트(120)는 하우징(200)과 결합되되, 상기 타공판(250) 하부에 배기덕트(120)의 끝단인 배기구(121)가 위치하여 상기 배기구(121)에서 배출된 공기가 타공판(250)과 접촉되며,
상기 급기덕트(140)는 상기 하우징(200)과 연결결합되되, 급기덕트(140)의 끝단인 급기구(141)가 상기 숯층(240) 상부에 위치하는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하우징(200)은 투명한 커버로 이루어져 태양광이 투과되는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이중타공판(230)은 상부타공판(231)과 하부타공판(232)으로 구비되되, 상기 하부타공판(232) 또는 상부타공판(231)의 일측에 실린더(233)가 구비되어 상기 실린더(233)에 의해 하부타공판(232) 또는 상부타공판(231)이 좌우로 이동가능하게 설치되는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템.
제4항에 있어서,
상부타공판(231)의 제1구멍(231a)과 하부타공판(232)의 제2구멍(232a)은
겨울철에 동일 위치에 배치되고, 여름철에 다른 위치에 배치되는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 집열부에는 태양열을 집열하는 다수의 관이 배치되는 집열관(220)이 더 포함되는 태양광을 이용한 난방 환기 시스템.