KR20140104073A - 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템 - Google Patents

친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 후술되는 건물부의 1개 이상의 층에 연접하는 수직공간으로 형성하는 배기탑, 공기를 배출하기 위한 구동장치로서 상기 배기탑 상부에 형성하는 배기팬, 상기 배기탑의 하부에 열고 닫을 수 있도록 형성하는 하부개폐창, 상기 배기탑의 상부에 공기를 배출하는 통공으로서 형성하는 배기구 및, 상기 배기탑의 상부 또는 수직면에 형성하는 태양전지모듈을 포함하는 배기부와, 상기 배기탑의 내부를 관통하는 1개 이상의 관 형태로 형성하는 급기관, 상기 급기관 말단부에 외부 공기를 유입하는 통공으로서 형성하는 흡기구, 상기 급기관에서 각 층 또는 각 실로 분기되는 관으로서 형성하는 분기급기관, 상기 급기관에서 공급받은 공기를 가열 또는 냉각하여 1개 이상의 상기 분기급기관에 공급하는 냉난방장치, 외부 공기를 유입하여 실내에 공급하기 위한 구동장치로서 상기 급기관 또는 상기 분기급기관에 형성하는 급기팬 및, 실내 급기를 위한 통공으로서 상기 분기급기관의 단부에 형성하는 급기구를 포함하는 급기부와, 상기 배기탑과 연접하며 벽, 바닥, 지붕 등을 포함하는 건축물, 상기 건축물 중 상기 배기탑과 연접하는 외벽으로서 형성하는 축열벽, 상기 축열벽에 개구부로서 개폐되도록 형성하는 배기창, 상기 배기창과 소정의 거리를 두고 개폐되도록 형성하는 급기창 및, 물을 통한 공기의 온도 및 습도 조절 효과를 위하여 형성하는 물순환시스템을 포함하는 건물부로 구성함으로써, 폐열 회수, 지열 또는 태양열의 이용 등을 통하여 냉난방에너지를 절감하고, 연돌효과 등을 이용하는 친환경 환기로 공조에너지를 절감할 수 있는, 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공하는 것이다.

Description

친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템{THE ECO-FRIENDLY MULTI-FUNCTIONAL HEAT RECOVERY HVAC SYSTEM}
본 발명은 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 후술되는 건물부의 1개 이상의 층에 연접하는 수직공간으로 형성하는 배기탑, 공기를 배출하기 위한 구동장치로서 상기 배기탑 상부에 형성하는 배기팬, 상기 배기탑의 하부에 열고 닫을 수 있도록 형성하는 하부개폐창, 상기 배기탑의 상부에 공기를 배출하는 통공으로서 형성하는 배기구 및, 상기 배기탑의 상부 또는 수직면에 형성하는 태양전지모듈을 포함하는 배기부와, 상기 배기탑의 내부를 관통하는 1개 이상의 관 형태로 형성하는 급기관, 상기 급기관 말단부에 외부 공기를 유입하는 통공으로서 형성하는 흡기구, 상기 급기관에서 각 층 또는 각 실로 분기되는 관으로서 형성하는 분기급기관, 상기 급기관에서 공급받은 공기를 가열 또는 냉각하여 1개 이상의 상기 분기급기관에 공급하는 냉난방장치, 외부 공기를 유입하여 실내에 공급하기 위한 구동장치로서 상기 급기관 또는 상기 분기급기관에 형성하는 급기팬 및, 실내 급기를 위한 통공으로서 상기 분기급기관의 단부에 형성하는 급기구를 포함하는 급기부와, 상기 배기탑과 연접하며 벽, 바닥, 지붕 등을 포함하는 건축물, 상기 건축물 중 상기 배기탑과 연접하는 외벽으로서 형성하는 축열벽, 상기 축열벽에 개구부로서 개폐되도록 형성하는 배기창, 상기 배기창과 소정의 거리를 두고 개폐되도록 형성하는 급기창 및, 물을 통한 공기의 온도 및 습도 조절 효과를 위하여 형성하는 물순환시스템을 포함하는 건물부로 구성함으로써, 폐열 회수, 지열 또는 태양열의 이용 등을 통하여 냉난방에너지를 절감하고, 연돌효과 등을 이용하는 친환경 환기로 공조에너지를 절감할 수 있는, 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공하는 것이다.
건축물의 환기에 있어서, 에너지 소모가 많고, 장치 또는 계통의 오염으로 인한 문제가 생길 수 있는 중앙 공조 방식의 단점에도 불구하고, 종래에 자연 공조 방식만으로 건축물에 필요한 환기나 냉방 수요를 충족하는 것이 곤란하였고, 특히 건물 밀집의 도심 환경에서는 통풍으로 인한 환기 효과를 기대하기 힘들었다.
또한, 환기가 에너지 측면에서는 열손실원이므로, 냉난방 시 환기를 잘 시키지 않아 거주자의 건강에 유해한 결과를 초래할 수 있었고, 환기시 에너지 손실을 줄이기 위한 종래의 폐열회수 등의 기술은 효용성 등의 이유로 보급이 활발하게 이루어지지 않고 있는 실정이다.
한편, 연돌효과(굴뚝효과)는 빌딩의 계단이나 샤프트 등의 수직 공간에서 상하의 공기 밀도차로 인하여 공기가 이동하는 원리로써, 최근 이를 이용하는 환기 방식이 최근 많이 시도되고 있다.
[문헌1] 한국특허등록 제10-1039463호는 빌딩의 지하주차장 환기에 한정되는 기술로써 빌딩에서 배출되는 폐열을 통해 입상덕트를 가열하여 상기 입상덕트 내부 공기의 자연 환기력을 증대시키고 운전 비용을 줄이는데 목적이 있으며, 빌딩의 폐열을 이용하여 연돌효과를 증대시키는 효과가 있다.
연돌효과를 이용하는 또 다른 기술인 [문헌2] 한국특허등록 제10-1174689호는 계절의 변화나 외부 환경의 변화에 관계없이 자연 급배기가 균일하면서 안정적으로 이루어지도록 하고 자연 환기 불능 상태의 유발이 원천적으로 방지되도록 연돌효과를 이용하여 환기를 하는 기술이다.
한편, [문헌3] 한국특허등록 제10-0785399호는 고층빌딩에서 연돌효과를 이용하는 자연통풍 방식과 강제통풍 방식을 접목함으로써, 자연통풍으로 환기 비용을 줄이면서도 자연통풍이 불가능한 경우에는 강제통풍 방식으로 전환하는 기술에 관한 것이다.
그런데, 상기에 기술된 종래의 기술들은 환기 시 연돌효과를 이용하거나, 폐열을 통해 연돌효과를 증진시키는데 한정되며, 건축물에서 배출되는 폐열을 회수하여 냉난방 에너지를 절감할 수 있는 효과는 도출할 수 없었다.
본 발명에서는 폐열 회수를 통한 냉난방 에너지 절감, 연돌효과를 이용하는 자연 환기와 강제환기의 선택적 조합, 지열 또는 태양열을 통한 냉난방 부하 저감이라는 당면 과제를 동시에 해결함으로써 지속가능한 저비용 고효율의 친환경 공조시스템을 구현하는데 목적이 있다.
문헌1 : 한국특허등록 제10-1180655호 문헌2 : 한국특허등록 제10-1174689호 문헌3 : 한국특허등록 제10-0785399호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은, 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 관한 것으로서, 후술되는 건물부의 1개 이상의 층에 연접하는 수직공간으로 형성하는 배기탑, 공기를 배출하기 위한 구동장치로서 상기 배기탑 상부에 형성하는 배기팬 및, 상기 배기탑의 상부 말단부에 공기를 배출하는 통공으로서 형성하는 배기구를 포함하는 배기부와, 상기 배기탑의 내부를 관통하는 1개 이상의 관 형태로 형성하는 급기관, 상기 급기관 말단부에 외부 공기를 유입하는 통공으로서 형성하는 흡기구, 상기 급기관에서 각 층 또는 각 실로 분기되는 관으로서 형성하는 분기급기관, 외부 공기를 유입하여 실내에 공급하기 위한 구동장치로서 상기 급기관 또는 상기 분기급기관에 형성하는 급기팬 및, 실내 급기를 위한 통공으로서 상기 분기급기관의 단부에 형성하는 급기구를 포함하는 급기부와, 상기 배기탑과 연접하며 벽, 바닥, 지붕 등을 포함하는 건축물, 상기 건축물의 1개 이상의 층에서 상기 배기탑과 연결되는 개구부로서 개폐가능하도록 형성하는 배기창 및, 상기 건축물의 1개 이상의 층에서 외부로부터 공기를 유입하기 위하여 상기 배기창과 소정의 거리를 두고 개폐가능하도록 형성하는 급기창을 포함하는 건물부로 구성함으로써, 폐열 회수, 지열 또는 태양열의 이용 등을 통하여 냉난방에너지를 절감하고, 연돌효과 등을 이용하는 친환경 환기로 공조에너지를 절감할 수 있는, 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 배기탑은 구조를 이루는 프레임과 상기 프레임에 의해 지지되는 판재로 구성하되, 상기 판재를 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명한 소재를 사용함으로써, 상기 건물부에서의 채광을 도모할 수 있고, 태양광의 유입으로 인한 상기 배기탑의 온실효과를 유발할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기탑은 상기 건물부 상부로 돌출되도록 형성함으로써, 공기의 배출 및 연돌효과가 원활하도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기탑의 지붕 또는 수직면에 태양전지모듈을 설치할 수 있되, 상기 배기탑 내의 공기 유동에 의하여 상기 태양전지모듈가 냉각됨으로써 과열로 인한 효율저하를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기탑에 자동 또는 수동으로 작동하는 셔터를 설치함으로써, 하절기 또는 춘추절기의 직사일광을 차단할 수 있고, 동절기에는 상기 배기탑에 대한 보온 및 단열로 열 손실을 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 급기관의 일부 또는 전부를 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명 소재로 형성함으로써, 실내에서의 시야 또는 채광의 차단을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상부층 등에서 상기 급기관의 길이가 열교환 유발에 충분하지 않은 경우에 상기 급기관의 일부 또는 전부를 코일 형태로 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 건축물 중 상기 배기탑과 연접하는 건축물 외벽의 일부 또는 전부에 돌, 인조석, 벽돌, 콘크리트, 흙, 물벽, PCM(상변화물질) 등을 소재로 하는 축열벽을 형성함으로써, 태양열을 저장하여 상기 배기탑 방향 또는 실내 방향 중에서 적어도 한쪽으로 열을 배출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기팬 구동 시, 실내 공기는 상기 배기창, 상기 배기탑, 및 상기 배기구를 차례로 거쳐 외부로 배출되며, 상기 급기팬 구동 시, 외부 공기는 상기 흡기구, 상기 급기관, 상기 분기급기관, 및 상기 급기구를 차례로 거쳐 실내에 공급되는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 급기부에 상기 흡기구와 인접하는 공기정화장치를 형성함으로써, 유입되는 공기를 정화하여 실내로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실내에서 배출되어 상기 배기탑을 통과하는 공기와 외부에서 유입되어 상기 급기관을 통과하는 공기의 상호 열 교환에 의한 열 회수가 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 급기부는, 상기 급기관을 통과한 공기를 가열 또는 냉각하여 1개 이상의 상기 분기급기관에 공급하기 위하여 형성하는 냉난방장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기팬 및 상기 급기팬을 동시에 가동하는 강제배기 및 강제급기 방법, 상기 배기탑 내의 연돌효과를 이용하는 자연배기 및 실내외 기압차를 이용하는 자연급기 방법, 상기 배기팬만 구동하여 공기의 연속적인 순환을 유발하는 강제배기 및 자연급기 방법, 상기 급기팬을 구동하는 강제급기 및 연돌효과를 이용하는 자연배기 방법 중의 하나를 선택하여 시행할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기탑의 하부에 열고 닫을 수 있도록 형성하는 하부개폐창을 형성하여 상기 배기탑의 연돌효과를 이용하는 자연 배기를 하는 경우에 상기 하부개폐창을 개방함으로써, 상기 배기탑 내 공기의 순환 및 상승 기류 발생을 촉진하여 자연 환기 및 냉각 효과를 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 급기팬 또는 상기 배기팬의 구동은 상기 태양전지모듈에서 생산된 전기를 동력으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 건물부는, 양수펌프, 급수관, 배수관, 정수장치, 물탱크, 지하관, 및 수직관을 구성하는 물순환시스템을 더 포함함으로써, 지하수 또는 지하에 매립되는 상기 지하관을 통과한 물을 상기 급수관을 통하여 상기 급기관 내부 또는 외부 표면으로 물을 공급하고 상기 급기관 하부의 상기 배수관으로 물을 배출함으로 인하여 실내에 공급되는 공기의 온도와 습도 중 적어도 하나를 조절할 수 있으며, 상기 급기관의 오염을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 양수펌프로 상기 지하관의 물 대신 지하수를 양수하는 경우에, 상기 급수관을 통해 상기 급기관에 공급하여 상기 배수관으로 배출한 지하수를 중수도에 연결하여 재활용할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기탑은 지표면 상부에 형성하는 배기탑 지상부 및, 지열에 의한 연돌효과 증진 및 지하층의 채광을 위하여 지표면 하부에 형성하는 배기탑 지하부로 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기팬, 상기 셔터, 상기 급기팬, 상기 하부개폐창, 상기 배기창, 상기 급기창, 상기 냉난방장치, 및 상기 물순환시스템의 작동은 컴퓨터에 프로그램된 스케줄에 따라 구동되거나, 일사 강도, 외기 온도, 외기 습도, 내부 온도, 내부 습도, 공기 질 중 하나 이상을 측정하는 계측장치 및, 상기 계측장치에서 전송된 측정값을 종합분석하는 컴퓨터에 의하여 각각 자동 제어될 수 있으며, 상기 급기팬, 상기 배기창, 상기 급기창, 상기 냉난방장치, 및 상기 물순환시스템을 층별, 실별, 구획별 중 적어도 하나의 조닝(zoning) 별로 구동하여 개별적인 환기 또는 냉난방을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기부 및 급기부를 통하여 환기함으로써, 비 오는 날 등에 있어서 상기 건물부의 개구부를 폐쇄한 상태에서도 실내 환기를 할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 건물부는 신축 건물 또는, 상기 배기부 및 상기 급기부를 신설하고 구조를 변경하는 기축 건물일 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 관한 것으로서, 후술되는 건물부의 1개 이상의 층에 연접하는 수직공간으로 형성하는 배기탑, 공기를 배출하기 위한 구동장치로서 상기 배기탑 상부에 형성하는 배기팬 및, 상기 배기탑의 상부 말단부에 공기를 배출하는 통공으로서 형성하는 배기구를 포함하는 배기부와, 상기 배기탑의 내부를 관통하는 1개 이상의 관 형태로 형성하는 급기관, 상기 급기관 말단부에 외부 공기를 유입하는 통공으로서 형성하는 흡기구, 상기 급기관에서 각 층 또는 각 실로 분기되는 관으로서 형성하는 분기급기관, 외부 공기를 유입하여 실내에 공급하기 위한 구동장치로서 상기 급기관 또는 상기 분기급기관에 형성하는 급기팬 및, 실내 급기를 위한 통공으로서 상기 분기급기관의 단부에 형성하는 급기구를 포함하는 급기부와, 상기 배기탑과 연접하며 벽, 바닥, 지붕 등을 포함하는 건축물, 상기 건축물의 1개 이상의 층에서 상기 배기탑과 연결되는 개구부로서 개폐가능하도록 형성하는 배기창 및, 상기 건축물의 1개 이상의 층에서 외부로부터 공기를 유입하기 위하여 상기 배기창과 소정의 거리를 두고 개폐가능하도록 형성하는 급기창을 포함하는 건물부로 구성함으로써, 폐열 회수, 지열 또는 태양열의 이용 등을 통하여 냉난방에너지를 절감하고, 연돌효과 등을 이용하는 친환경 환기로 공조에너지를 절감할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 배기탑은 구조를 이루는 프레임과 상기 프레임에 의해 지지되는 판재로 구성하되, 상기 판재를 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명한 소재를 사용함으로써, 상기 건물부에서의 채광을 도모할 수 있고, 태양광의 유입으로 인한 상기 배기탑의 온실효과를 유발할 수 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기탑은 상기 건물부 상부로 돌출되도록 형성함으로써, 공기의 배출 및 연돌효과가 원활하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기탑의 지붕 또는 수직면에 태양전지모듈을 설치할 수 있되, 상기 배기탑 내의 공기 유동에 의하여 상기 태양전지모듈가 냉각됨으로써 과열로 인한 효율저하를 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기탑에 자동 또는 수동으로 작동하는 셔터를 설치함으로써, 하절기 또는 춘추절기의 직사일광을 차단할 수 있고, 동절기에는 상기 배기탑에 대한 보온 및 단열로 열 손실을 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 급기관의 일부 또는 전부를 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명 소재로 형성함으로써, 실내에서의 시야 또는 채광의 차단을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상부층 등에서 상기 급기관의 길이가 열교환 유발에 충분하지 않은 경우에 상기 급기관의 일부 또는 전부를 코일 형태로 형성할 수 있는 것을 특징한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 건축물 중 상기 배기탑과 연접하는 건축물 외벽의 일부 또는 전부에 돌, 인조석, 벽돌, 콘크리트, 흙, 물벽, PCM(상변화물질) 등을 소재로 하는 축열벽을 형성함으로써, 태양열을 저장하여 상기 배기탑 방향 또는 실내 방향 중에서 적어도 한쪽으로 열을 배출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기팬 구동 시, 실내 공기는 상기 배기창, 상기 배기탑, 및 상기 배기구를 차례로 거쳐 외부로 배출되며, 상기 급기팬 구동 시, 외부 공기는 상기 흡기구, 상기 급기관, 상기 분기급기관, 및 상기 급기구를 차례로 거쳐 실내에 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 급기부에 상기 흡기구와 인접하는 공기정화장치를 형성함으로써, 유입되는 공기를 정화하여 실내로 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 실내에서 배출되어 상기 배기탑을 통과하는 공기와 외부에서 유입되어 상기 급기관을 통과하는 공기의 상호 열 교환에 의한 열 회수가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 급기부는 상기 급기관을 통과한 공기를 가열 또는 냉각하여 1개 이상의 상기 분기급기관에 공급하기 위하여 형성하는 냉난방장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기팬 및 상기 급기팬을 동시에 가동하는 강제배기 및 강제급기 방법, 상기 배기탑 내의 연돌효과를 이용하는 자연배기 및 실내외 기압차를 이용하는 자연급기 방법, 상기 배기팬만 구동하여 공기의 연속적인 순환을 유발하는 강제배기 및 자연급기 방법, 상기 급기팬을 구동하는 강제급기 및 연돌효과를 이용하는 자연배기 방법 중의 하나를 선택하여 시행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기탑의 하부에 열고 닫을 수 있도록 형성하는 하부개폐창을 형성하여 상기 배기탑의 연돌효과를 이용하는 자연 배기를 하는 경우에 상기 하부개폐창을 개방함으로써, 상기 배기탑 내 공기의 순환 및 상승 기류 발생을 촉진하여 자연 환기 및 냉각 효과를 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 급기팬 또는 상기 배기팬의 구동은 상기 태양전지모듈에서 생산된 전기를 동력으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 건물부는, 양수펌프, 급수관, 배수관, 정수장치, 물탱크, 지하관, 및 수직관을 구성하는 물순환시스템을 더 포함함으로써, 지하수 또는 지하에 매립되는 상기 지하관을 통과한 물을 상기 급수관을 통하여 상기 급기관 내부 또는 외부 표면으로 물을 공급하고 상기 급기관 하부의 상기 배수관으로 물을 배출함으로 인하여 실내에 공급되는 공기의 온도와 습도 중 적어도 하나를 조절할 수 있으며, 상기 급기관의 오염을 제거할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양수펌프로 상기 지하관의 물 대신 지하수를 양수하는 경우에, 상기 급수관을 통해 상기 급기관에 공급하여 상기 배수관으로 배출한 지하수를 중수도에 연결하여 재활용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기탑은 지표면 상부에 형성하는 배기탑 지상부 및, 지열에 의한 연돌효과 증진 및 지하층의 채광을 위하여 지표면 하부에 형성하는 배기탑 지하부로 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기팬, 상기 셔터, 상기 급기팬, 상기 하부개폐창, 상기 배기창, 상기 급기창, 상기 냉난방장치, 및 상기 물순환시스템의 작동은 컴퓨터에 프로그램된 스케줄에 따라 구동되거나, 일사 강도, 외기 온도, 외기 습도, 내부 온도, 내부 습도, 공기 질 중 하나 이상을 측정하는 계측장치 및, 상기 계측장치에서 전송된 측정값을 종합분석하는 컴퓨터에 의하여 각각 자동 제어될 수 있으며, 상기 급기팬, 상기 배기창, 상기 급기창, 상기 냉난방장치, 및 상기 물순환시스템을 층별, 실별, 구획별 중 적어도 하나의 조닝(zoning) 별로 구동하여 개별적인 환기 또는 냉난방을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배기부 및 급기부를 통하여 환기함으로써, 비 오는 날 등에 있어서 상기 건물부의 개구부를 폐쇄한 상태에서도 실내 환기를 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 건물부는 신축 건물 또는, 상기 배기부 및 상기 급기부를 신설하고 구조를 변경하는 기축 건물일 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 관한 것으로서, 배기탑, 배기팬, 및 배기구를 포함하는 배기부와, 급기관, 급기팬, 흡기구, 분기급기관, 및 급기구를 포함하는 급기부와, 건축물, 배기창, 및 급기창을 포함하는 건물부로 구성함으로써, 폐열 회수, 지열 또는 태양열의 이용 등을 통하여 냉난방에너지를 절감하고, 연돌효과 등을 이용하는 친환경 환기로 공조에너지를 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기탑은 구조를 이루는 프레임과 상기 프레임에 의해 지지되는 판재로 구성하되, 상기 판재를 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명한 소재를 사용함으로써, 상기 건물부에서의 채광을 도모할 수 있고, 태양광의 유입으로 인한 상기 배기탑의 온실효과를 유발할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기탑은 상기 건물부 상부로 돌출되도록 형성함으로써, 공기의 배출 및 연돌효과가 원활하도록 하는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기탑의 지붕 또는 수직면에 태양전지모듈을 설치할 수 있되, 상기 배기탑 내의 공기 유동에 의하여 상기 태양전지모듈가 냉각됨으로써 과열로 인한 효율저하를 방지할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기탑에 자동 또는 수동으로 작동하는 셔터를 설치함으로써, 하절기 또는 춘추절기의 직사일광을 차단할 수 있고, 동절기에는 상기 배기탑에 대한 보온 및 단열로 열 손실을 줄일 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 급기관의 일부 또는 전부를 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명 소재로 형성함으로써, 실내에서의 시야 또는 채광의 차단을 최소화할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 건축물 중 상기 배기탑과 연접하는 건축물 외벽의 일부 또는 전부에 돌, 인조석, 벽돌, 콘크리트, 흙, 물벽, PCM(상변화물질) 등을 소재로 하는 축열벽을 형성함으로써, 태양열을 저장하여 상기 배기탑 방향 또는 실내 방향 중에서 적어도 한쪽으로 열을 배출할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 급기부에 상기 흡기구와 인접하는 공기정화장치를 형성함으로써, 유입되는 공기를 정화하여 실내로 공급할 수 있는 것을 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 실내에서 배출되어 상기 배기탑을 통과하는 공기와 외부에서 유입되어 상기 급기관을 통과하는 공기의 상호 열 교환에 의한 열 회수가 이루어지는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 급기창 및 상기 배기창을 폐쇄한 상태에서 상기 배기팬을 구동하지 않고 상기 배기탑의 연돌효과를 이용하는 자연 배기를 하면 경우에, 함으로써 배기된 공기량에 상응하는 외부 공기가 상기 급기팬의 구동 없이도 상기 급기관을 통하여 급기됨으로써, 무동력 열회수 환기가 가능하도록 하는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 온실효과에 의하여 상기 배기탑 내부의 공기의 온도를 상승시키거나 온도 저하를 지연시킴으로써, 상기 급기관을 통과하는 공기의 열 취득을 증가시켜 환기를 통한 열손실을 더욱 감소시킬 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기팬 및 상기 급기팬을 동시에 가동하는 강제배기 및 강제급기 방법, 상기 배기탑 내의 연돌효과를 이용하는 자연배기 및 실내외 기압차를 이용하는 자연급기 방법, 상기 배기팬만 구동하여 공기의 연속적인 순환을 유발하는 강제배기 및 자연급기 방법, 상기 급기팬을 구동하는 강제급기 및 연돌효과를 이용하는 자연배기 방법 중의 하나를 선택하여 시행할 수 있음으로써, 계절, 일기 등에 따라 친환경 공조 효과를 극대화할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기탑의 하부에 열고 닫을 수 있도록 형성하는 하부개폐창을 형성하여 상기 배기탑의 연돌효과를 이용하는 자연 배기를 하는 경우에 상기 하부개폐창을 개방함으로써, 상기 배기탑 내 공기의 순환 및 상승 기류 발생을 촉진하여 자연 환기 및 냉각 효과를 증대시킬 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 건물부는, 양수펌프, 급수관, 배수관, 정수장치, 물탱크, 지하관, 및 수직관을 구성하는 물순환시스템을 더 포함함으로써, 지하수 또는 지하에 매립되는 상기 지하관을 통과한 물을 상기 급수관을 통하여 상기 급기관 내부 또는 외부 표면으로 물을 공급하고 상기 급기관 하부의 상기 배수관으로 물을 배출함으로 인하여 실내에 공급되는 공기의 온도와 습도 중 적어도 하나를 조절할 수 있으며, 상기 급기관의 오염을 제거할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 양수펌프로 상기 지하관의 물 대신 지하수를 양수하는 경우에, 상기 급수관을 통해 상기 급기관에 공급하여 상기 배수관으로 배출한 지하수를 중수도에 연결하여 재활용할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기탑은 지표면 상부에 형성하는 배기탑 지상부 뿐 아니라, 지표면 하부에 형성하는 배기탑 지하부를 구성함으로써, 지열에 의한 연돌효과 증진 및 지하층의 채광을 할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 배기부 및 급기부를 통하여 환기함으로써, 비 오는 날 등에 있어서 상기 건물부의 개구부를 폐쇄한 상태에서도 실내 환기를 할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 있어서, 상기 건물부는 신축 건물은 물론, 상기 배기부 및 상기 급기부를 신설하고 구조를 변경하는 기축 건물에 적용하여 에너지를 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 배기부에 관한 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 급기부에 관한 사시도
도 4a 내지 4g는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 공조방식에 관한 사용상태도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 물순환시스템에 관한 사용상태도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에서 제어부에 관한 개략도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 적용 예시도
본 발명은 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에 관한 것으로서, 크게 배기부(100), 급기부(200), 및 건물부(300)로 구성함으로써, 폐열 회수, 지열 또는 태양열의 이용 등을 통하여 냉난방에너지를 절감하고, 연돌효과 등을 이용하는 친환경 환기로 공조에너지를 절감할 수 있는, 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템을 제공하는 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 배기부에 관한 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 급기부에 관한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템은, 후술되는 건물부(300)의 1개 이상의 층에 연접하는 수직공간으로 형성하는 배기탑(101), 공기를 배출하기 위한 구동장치로서 상기 배기탑 상부에 형성하는 배기팬(102), 상기 배기탑의 상부 말단부에 공기를 배출하는 통공으로서 형성하는 배기구(104) 및, 상기 배기탑(101)에 태양광으로 전기를 생산하기 위하여 형성하는 태양전지모듈(105)를 포함하는 배기부(100)와, 상기 배기탑(101)을 관통하는 1개 이상의 수직 관 형태로 형성하는 급기관(201), 외부 공기를 유입하는 통공으로서 형성하는 흡기구(203), 상기 급기관(201)에서 각 층 또는 각 실로 분기되는 관으로서 형성하는 분기급기관(204), 외부 공기를 유입하여 실내에 공급하기 위한 구동장치로서 상기 급기관(201) 또는 상기 분기급기관(204)에 형성하는 급기팬(202), 상기 급기관(201)을 통과한 공기를 가열 또는 냉각시켜 실내에 공급하기 위하여 형성하는 냉난방장치(205), 상기 분기급기관(204)의 단부에 형성하는 급기구(206) 및, 상기 흡기구(203)에 인접하여 유입하는 공기를 정화하기 위하여 형성하는 공기정화장치(207)를 포함하는 급기부(200)와, 상기 배기탑(101)과 연접하며 벽, 바닥, 지붕 등을 포함하는 건축물(301), 상기 건축물(301) 중 상기 배기탑(101)과 연접하는 벽체의 일부 또는 전부를 돌, 인조석, 벽돌, 콘크리트, 시멘트, 흙, 유리, 합성수지, 용기 안에 저장된 물 또는 부동액 또는 상변화물질 중 하나 이상의 축열 소재를 사용하는 축열벽(302), 1개 이상의 층에서 상기 배기탑(101)과 연결되는 개구부로서 상기 건축물(301)에 개폐가능하도록 형성하는 배기창(303), 상기 건축물(301)의 1개 이상의 층에서 외부로부터 공기를 유입하기 위하여 상기 배기창(303)과 소정의 거리를 두고 개폐가능하도록 형성하는 급기창(304) 및, 상기 급기관(201)에 물을 공급 및 배출하기 위하여 형성하는 물순환시스템(305)을 포함하는 건물부(300)로 구성한다.
상기 물순환시스템(305)에 대한 보다 상세한 설명은 도 5를 참고하여 이하 후술한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배기탑(101)은 지표면 상부로 형성하는 배기탑 지상부 외에 지표면 하부로 형성하는 배기탑 지하부를 구성함으로써 지열에 의한 효과를 도출할 수 있다. 즉, 여름철에 외기보다 온도가 낮은 지열에 의하여 상하 온도 차이가 커져 상기 배기탑(101) 내부의 연돌효과가 증진되며, 겨울철에 외기보다 온도가 높은 지열에 의하여 상기 배기탑(101) 내부의 온실효과를 높일 수 있고, 상기 배기탑 지하부를 통하여 건물부(300)의 지하층으로 태양광을 유입하는 부수적인 효과도 도모할 수 있다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 배기부(100)는, 배기탑(101), 배기팬(102), 하부개폐창(103), 배기구(104), 태양전지모듈(105), 및 셔터(106)를 포함한다.
상기 배기탑(101)은, 전체적인 구조를 형성하는 프레임(1011) 및, 상기 프레임(1011)에 의하여 지지되는 내측의 판재(1012)로 구성되는데, 상기 프레임(1011)은 소정의 두께를 가지는 강재, 알루미늄 등의 금속이나, 플라스틱류, 목재 등의 소재로 된 각재 또는 봉재의 가로 및 세로 접합으로 구성하며 충분한 구조적인 강성을 확보하도록 제작한다.
상기 판재(1012)는 소정의 두께를 가지는 유리, 플라스틱, 금속, 목재, 세라믹 등의 판형 소재로 형성하되, 실내에서의 채광과 전망을 확보하기 위해서 일부 또는 전부를 투명 또는 반투명 재질이나 타공 재질로 구성하도록 한다.
한편, 상기 배기탑(101)은 건물부(300)에 연접하도록 형성하는데, 상기 건물부(300) 위로 돌출되어 상부가 굴절된 "ㄱ"자의 단면형상이 되도록 하는 것이 효율적이며, 공기가 수직공간의 밀도 차이에 의하여 상승하는 연돌효과를 증진할 수 있도록 상하로 최대한 긴 수직 공간을 확보하는 것이 유리하다.
상기 배기팬(102)은 상기 배기탑(101) 내의 공기를 배출하기 위한 구동장치로서 형성하되, 모터의 회전력을 이용하는 팬, 임펠러, 블로워 또는 무동력 벤츄레이터 등의 형식으로 한 개 이상 형성한다.
상기 하부개폐창(103)은 상기 배기탑(101) 하부에 열고 닫을 수 있도록 형성하되, 프로젝트 창, 슬라이드 창 등의 형식으로서 자동 또는 수동으로 개폐할 수 있도록 하는데, 상기 하부개폐창(103)의 용도 및 기능은 도 4d를 참고하여 이하 상세히 설명한다.
상기 배기구(104)는 상기 배기탑(101) 내의 공기를 배출하기 위한 통공으로서 형성하되, 안전 또는 방충을 위한 루버 또는 망을 설치할 수 있으며, 빗물의 유입을 방지하기 위한 처마나 바람의 유입을 막기위한 방풍판 등을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 배기구(104)에 개폐장치를 형성함으로써, 배기를 하지 않을 때는 공기의 출입을 차단할 수 있도록 한다.
상기 태양전지모듈(105)은 태양광으로 전기를 생산하기 위하여 상기 배기탑(101)의 수직면 또는 상부에 형성하되, 후면이 상기 배기탑(101) 내측으로 노출되게 함으로써, 상기 배기탑(101) 내의 공기 유동으로 인하여 상기 태양전지모듈(105)를 냉각함으로써, 과열로 인한 효율저하를 방지하도록 한다. 이때, 상기 태양전지모듈(105)은 결정질 실리콘 또는 박막형의 무기물 태양전지, 유리 등에 부착하여 사용하는 염료감응 태양전지(DSSC, Dye Sensitized Solar Cell), 또는 유기물 태양전지(OPV, Organic PV) 등을 사용할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 발전을 위한 태양전지모듈을 설치하였으나, 다른 실시예에서는 온수 사용이나 난방을 위한 태양열 시스템을 설치할 수도 있다.
상기 셔터(106)는 상기 배기탑(101)의 단열, 보온, 차광, 차열 중 적어도 하나의 목적을 위하여 상기 배기탑(101)의 내측 또는 외측에 개폐되도록 형성하되, 외곽을 형성하는 셔터하우징(1061) 및, 상기 셔터하우징(1061) 내에 형성하여 회전운동에 의하여 상하로 개폐되는 셔터문(1062)으로 구성하는데, 상기 셔터문(1062)은 금속, 플라스틱, 목재 등 복수의 판재를 연결하여 구성하거나, 직물, 합성수지 등의 휘어지는 소재를 사용한다. 이때, 상기 셔터문(1062)을 반사율이 높은 소재로 구성하면 하절기 또는 춘추절기에 상기 셔터(106) 폐쇄 시 건축물에 복사되는 태양열을 반사함으로써, 냉방 부하를 낮출 수 있다.
상기 셔터(106)는 상기 배기탑(101)의 높이 또는 넓이에 따라, 층별 또는 구간별로 복수로 형성하여 자동 또는 수동으로 개폐할 수 있되, 층별 또는 구간별로 별도 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예에서는 셔터를 사용하였으나, 다른 실시예에서는 햇빛을 차단할 수 있는 루버, 차양, 처마 등을 설치할 수도 있다.
도 1 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 급기부(200)는, 급기관(201), 급기팬(202), 흡기구(203), 분기급기관(204), 냉난방장치(205), 급기구(206), 및 공기정화장치(207)를 포함한다.
상기 급기관(201)은 공기를 공급하기 위하여 형성하는 관으로서 상기 배기탑(101)의 내부를 관통하도록 형성하되, 열 교환에 유리하도록 관의 표면적이 최대가 될 수 있게 소수의 굵은 관보다는 다수의 얇은 관으로 형성하는 것이 바람직하며, 관의 단면은 원형, 정사각형 등의 형상보다는 길쭉한 타원형, 장방형 등의 형상이 유리하다.
상기 급기관(201)이 짧아 충분한 열교환이 발생하지 않을 우려가 있는 경우에는 상기 급기관(201)의 일부 또는 전부를 나선형 또는 헤어핀 형 등의 코일형태로 구성할 수 있다.
한편, 상기 급기관(201)의 일부 또는 전부를 투명 또는 반투명 재질로 형성함으로써, 채광이나 전망의 차단을 최소화할 수 있는데, 가급적이면 플라스틱 재질 보다는 유리가 열전도율이 높아 열 이동이 용이하다. 이때 시공성이나 제작성을 높이기 위하여 곡선부나 연결부는 주름관 등으로 형성할 수도 있다.
상기 급기팬(202)은 외부로부터 공기를 유입하여 실내에 공급하기 위하여 상기 급기관(201) 또는 상기 분기급기관(204) 내에 한 개 이상 형성하는데, 전동기에 의해 구동되는 팬, 임펠러 등의 장치로서 자동 또는 수동으로 작동시킬 수 있도록 한다.
상기 흡기구(203)는 상기 급기관(201)의 상부 말단부에 외부 공기를 유입하는 통공으로서 형성하는데, 입구가 하부로 향하는 뒤집힌 "U"자형 관으로 형성하는 것이 빗물의 유입을 방지하는데 유리하며, 안전 또는 방충을 위하여 루버 또는 망을 설치하거나 작동하지 않을 때 폐쇄할 수 있도록 개폐장치를 형성할 수도 있다.
단, 상기 흡기구(203)는 상기 배기구(104)와 최대한 거리를 두도록 형성하거나 상반된 방향으로 형성하여야, 배출 공기와 혼입 공기의 섞임을 최소화할 수 있다.
상기 분기급기관(204)은 실내의 각층 또는 각실로 공기를 공급하기 위하여 상기 급기관(201)으로부터 분기되는 관으로서, 필요에 따라 하나의 상기 분기급기관(204)으로부터 또 다른 한 개 이상의 분기급기관(204)이 분기되도록 형성할 수 있다.
상기 냉난방장치(205)는 상기 급기관(201)을 통과한 공기를 가열 또는 냉각시키기 위하여 1개 이상 형성하며 각 냉난방장치(205) 당 1개 이상의 분기급기관(204)에 공기를 공급하도록 연결할 수 있다.
단, 상기 냉난방장치(205)는 환기가 필요하지 않은 경우에는 상기 급기관(201)으로부터 공기를 공급받지 않고 실내 공기를 순환시키며 냉방 또는 난방을 수행할 수 있도록 한다.
상기 급기팬(202) 및 상기 냉난방장치(205)를 각 층 또는 각 실 또는 각 구획 별로 형성함으로써, 필요한 층 또는 실 또는 구획에만 환기나 냉난방을 시행하도록 할 수 있다.
상기 급기구(206)는 공기를 실내에 공급하기 위하여 상기 분기급기관(204)의 단부에 형성하는 통공으로서, 디퓨저 또는 루버 형식 등으로 형성할 수 있으며, 분기급기관(204)의 말단부, 중간부 등에 복수로 형성할 수도 있다.
한편, 실내에 공기를 공급하는 상기 급기구(206)와 실내로부터 공기를 배출하는 상기 배기창(303)은 소정의 거리를 두고 형성하여야 급기 및 배기의 섞임을 방지할 수 있다.
상기 공기정화장치(207)는 외부 공기를 정화하기 위한 장치로서, 상기 흡입구(203)와 인접하도록 형성하는 것이 효과적이며, 중력침강실, 관성력 또는 원심력이용 제진장치, 공기필터, 습식집진장치, 전기집진기, 활성탄 또는 실리카겔을 쓴 가스 흡착장치, 살균 장치 중에서 적어도 하나를 사용하도록 하는데, 황사철이나 스모그철에, 또는 공해가 심한 도심지역이나 공장지역에서 환기를 할 때 특히 유효하다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 공조방식에 관한 사용상태도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 강제 배기 및 강제 급기를 하는 방식으로서, 배기팬(102) 구동 시, 실내 공기는 배기창(303), 배기탑(101), 및 배기구(104)를 차례로 거쳐 외부로 배출되며, 급기팬(202) 구동 시, 외부 공기는 흡기구(203), 급기관(201), 분기급기관(204), 및 급기구(206)를 차례로 거쳐 실내에 공급되는데, 배출되는 실내 공기와 유입되는 외부 공기가 상기 배기탑(101) 내부에서 상호 열 교환됨으로써, 환기로 인한 열 손실을 최소화시킬 수 있다.
이때, 급기창(304)을 비롯하여 외기와 접하는 개구부는 폐쇄 상태를 유지하여야 외부 공기의 직접 유입으로 인한 냉난방 부하의 증가를 방지할 수 있다.
이 환기 방식 사용 시, 급기관(201)을 통과하면서 열을 획득하거나 방산한 공기를 실내에 직접 공급하거나, 냉난방장치(205)를 거쳐서 가열 또는 냉각한 후에 실내에 공급하여 냉방 또는 난방을 할 수 있다.
종래에는 외기 온도와 실내 온도 차이가 큰 동절기나 하절기에 냉난방 에너지 절감을 위하여 환기를 줄임으로써 거주자의 건강에 유해한 결과를 초래할 수도 있었지만, 환기 시에 폐열을 회수하는 방식을 사용함으로서, 동절기에는 난방된 실내 공기가 상기 배기탑(101)으로 배출되면서 급기관(201)을 통과하는 차가운 외부공기의 온도를 높여 실내에 공급하고, 하절기에는 냉방된 실내 공기가 상기 배기탑(101)으로 배출되면서 급기관(201)을 통과하는 더운 외부공기의 온도를 낮춰 실내에 공급하므로, 필요한 실내 환기를 도모하면서도 건축물의 냉난방 에너지를 절감할 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 강제 배기 및 자연 급기를 하는 방식으로서, 급기창(304) 및 배기창(303)을 개방한 상태에서 배기팬(102)을 구동하여 배기구(104)로 공기를 배출시키면, 건물부(300) 내부의 기압이 내려가면서 외부공기가 급기창(304)을 통해 흡입되어 실내공간, 배기창(303), 및 배기탑(101)을 거쳐 다시 배출구(104)로 배출된다.
따라서, 건물부(300)를 연속적으로 순환하는 대류가 형성되며 이에 따른 환기 효과와 함께, 공기의 유동에 따른 피부의 수분 증발 현상에 의하여 하절기나 춘추절기에 거주자에게 냉감이나 청량감을 제공할 수 있으므로, 에어컨 사용을 줄여 냉방에너지를 절감할 수 있다.
하절기나 춘추절기 중 흐린 날이나 야간에는 배기탑(101)의 열 획득이 곤란함으로써, 외기 온도가 실내 공기보다 높을 때 공기가 하향 이동하는 역굴뚝효과가 나타나거나, 배기탑(101) 상부로 공기가 자연 배출되는 연돌효과의 발생이 곤란할 수 있는데, 이 방식은 배기팬(102)을 구동하여 배출구(104)로 공기를 강제 배출함으로써 외부 공기를 유입하는 것이므로, 일기나 주야 간에 상관없이 효과를 제공할 수 있는 장점이 있다.
이 방식을 이용하면, 비용 등의 이유로 통상적으로 에어컨을 설치하지 않는 학교, 강당, 공장, 지역 커뮤니티시설, 군부대시설, 임시 거주시설, 사회복지시설, 교정시설 등의 건물에서도 냉방 효과를 볼 수 있으며, 자연적인 바람의 유입이 곤란한 지하 공간에서도 통풍을 할 수 있는 효과가 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 자연 배기 및 강제 급기를 하는 방식으로서, 태양광을 배기탑(101)으로 최대한 유입함으로써, 가열된 공기가 상승하여 배기구(104)로 배출되는 연돌효과를 통하여 배기팬(102)을 구동하지 않고서도 공기를 외부로 배출할 수 있다. 이에 따라 배기탑(101) 내부의 기압이 낮아지면서 실내 공기가 배기창(303)을 통하여 배출된다.
이러한 자연 배기와 함께, 급기팬(202)을 구동하여 외부 공기를 흡기구(203), 급기관(201), 분기급기관(204), 및 급기구(206)를 차례로 거쳐 실내에 공급함과 동시에 급기창(304)을 비롯한 개구부를 폐쇄 상태로 유지하면, 급기를 통한 실내 기압의 상승으로 배기창(303)을 통한 공기의 배출이 더욱 활발해진다.
이에 따라, 동력을 이용하는 강제 급기와 자연 배기를 통한 하이브리드 환기를 도모할 수 있는데, 필요에 따라 냉난방장치(205)를 통하여 공기를 가열 또는 냉각하여 실내에 공급함으로써 난방 또는 냉방을 할 수 있다.
한편, 배기탑(101) 내부의 상하 온도차이가 클수록 공기의 수직 이동과 배출이 활발해지므로, 배기탑(101) 상부의 셔터(106)는 개방하고 하부의 셔터(106)는 폐쇄하여 상부 공기는 가열하고 하부 공기는 냉각함으로써 연돌효과 및 자연 배기효과를 더욱 높일 수도 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 자연 배기 및 자연 급기를 하는 방식으로서, 배기탑(101) 하부에 형성하는 하부개폐창(103)을 개방함으로써, 외부 공기가 상기 하부개폐창(103)을 통하여 배기탑(101)에 유입되어 연돌효과에 따른 상승 기류를 형성하고, 배기탑(101)의 상부에 도달한 상승 기류는 배기구(104)를 통해 외부로 배출되는데, 이런 공기의 유동이 건물부(300)를 냉각하는 효과를 제공할 수 있다.
이때, 급기창(304) 및 배기창(303)을 개방함으로써, 하부개폐창(103)으로 유입되어 배기구(104)로 배출되는 상기의 1차 공기 유동으로부터, 외부공기가 급기창(304), 배기창(303)을 거쳐 배기탑(101)으로 전송되는 2차 공기 유동이 유발된다.
이는 공기가 빠르게 이동하는 곳에서 기압이 낮아져서 다른 곳으로부터 공기가 유입되는 베르누이(Bernoulli) 원리에 입각한 것이며, 이런 공기의 흐름은 건물부(300)의 환기 효과와 더불어 증발 현상에 의한 냉방 효과를 제공할 수 있다.
이 방식을 이용하여 상기 하부개폐창(103), 급기창(304), 및 배기창(303)을 개방함으로써 하절기 또는 춘추절기에 동력의 사용 없이 자연적인 방식으로 공조 또는 냉방을 도모할 수 있는데, 이때 배기탑(101) 하부 셔터(106)는 폐쇄하고 상부 셔터(106)만 개방하여 상부 공기를 가열함으로써 배기탑(101) 내부의 전체적인 과열은 방지하면서도 공기가 상승하는 연돌효과를 증진시킬 수도 있다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 자연 배기 및 자연 급기를 하되 하부개폐창(103)을 폐쇄하는 방식으로서, 배기탑(101) 안으로 외기가 직접 유입되지 않으면서 배기탑(101)내부 공기의 상하 밀도 차이에 따른 자연적인 연돌효과에만 의존하여 배기구(104)로 공기를 배출하고, 급기창(304) 등의 개구부는 폐쇄한 상태로서, 공기의 자연 배출에 따른 실내의 부압 형성으로 개구부의 틈이나, 건물부(300)의 미세한 틈새 등을 통하여 자연적으로 외부에서 공기를 유입하는 방식이다.
이때, 셔터(106)을 전면 개방하여 태양광을 가급적 많이 유입하거나, 냉방부하의 증가가 우려되는 경우에는 상부 셔터(106)만 개방하여 상승 기류의 형성을 유발하는 것이 바람직하다.
이 환기방식은 일사량이 일정 수준 이상이고 소요환기량 및 공조 부하가 적은 경우에 동력의 사용과 열 손실을 최소화하면서 미량의 환기를 도모할 수 있는 방식이다.
도 4f에 도시된 바와 같이, 급기나 배기를 하지 않는 방식으로서, 주로 환기 수요가 없고 청명한 동절기나 춘추절기 주간에 셔터(106)를 최대한 개방하고 배기구(104)를 폐쇄하여 배기탑(101)에 유입된 태양광으로 인한 온실효과를 통하여 건물부(300)의 난방에너지를 절감할 수 있다.
이는, 배기탑(101)의 일부 또는 전부를 유리, 플라스틱, 비닐 등의 투명 재질로 형성함으로써, 태양광의 단파 복사는 통과시키지만 배기탑(101) 내부의 장파 복사는 배출시키지 않도록 하여 열이 갇히는 원리를 이용하는 것이다.
또한, 배기탑(101)의 건물부(300) 측에 축열벽(302)을 형성하여 태양열 에너지를 집열 및 저장하였다가 배기탑(101) 내부 또는 건물부(300) 실내로 열을 발산함으로써, 온실효과 및 난방에너지 절감 효과를 증진시킬 수 있다.
이 방식을 사용하는 경우, 외부로부터의 열손실을 최소화하기 위하여 급기창(304)을 비롯한 개구부는 폐쇄 상태를 유지하되, 배기탑(101) 내부 온도가 일정 수준 이상으로 오르면 배기창(303)을 개방하여 배기탑(101)의 열을 실내로 이동시키도록 할 수 있다.
한편, 야간 또는 흐린 날에는 배기탑(101)의 셔터(106)를 폐쇄함으로써 배기탑(101)이나 건물부(300)의 열이 외부로 손실되지 않도록, 단열 또는 보온하는 효과를 도모할 수 있다.
도 4g에 도시된 바와 같이, 별도의 배기 없이 급기만 하는 방식으로서, 상기 도 4f를 참고하여 설명한 대로, 폐쇄된 배기탑(101)은 일기가 좋은 주간에는 태양열을 내부 대기 및 축열벽(302)에 저장할 수 있을 뿐 아니라 건물부(300)로부터 취득한 열 등으로 인하여 동절기나 춘추절기 등에 외기보다 높은 온도를 유지할 수 있다. 이때, 건물부(300)에 환기 수요가 발생하면, 급기팬(202)을 가동하여 급기관(201)을 통과하는 공기가 배기탑(101) 내부의 열을 취득하여 실내에 공급되도록 함으로써, 온도가 낮은 외기의 실내 공급으로 난방 손실이 발생하는 것을 줄일 수 있다.
이 방식으로 공조를 할 때, 셔터(106)는 최대한 개방하여 태양광을 적극적으로 유입하도록 하고, 급기창(304)을 비롯하여 외기와 접하는 건물부(300)의 개구부는 열손실을 줄이기 위하여 폐쇄 상태를 유지하도록 하며, 공기의 강제 유입으로 인하여 실내의 기압이 외부보다 높아짐으로써 닫힌 개구부 틈이나 건축물의 미세한 틈새 등을 통하여 자연스럽게 공기가 배출되는데, 이 외에는 별도의 배기를 하지 않는 것이 열효율 상 바람직하다.
건물부(300)의 난방 가동 시, 급기관(201)을 통과하면서 열 취득한 공기를 냉난방장치(205)에서 목표 온도로 가열하여 실내에 공급함으로써 동절기 또는 춘추절기에 난방 부하를 줄일 수 있다.
이 환기 방식은 배기탑(101)에 저장된 열을 통하여 난방 부하를 감소시키고, 배기팬(102)의 구동 없이 급기팬(202)만 가동함으로써 환기에 소모되는 동력을 절약할 수 있으며, 실내에 정압을 형성함으로써 개구부 틈, 건축물 틈새 등을 통한 극간풍이나 외풍의 침입을 방지할 수 있는 부수적인 효과도 거둘 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 4g를 참고로 상기에서 설명한 환기 방식은 계절, 일기, 시간, 소요환기량, 냉난방부하, 거주 인원, 건축물의 용도 및 규모 등에 따라 선택할 수 있되, 프로그램된 스케줄에 따라 구동되거나, 일사 강도, 외기 온도, 외기 습도, 내부 온도, 내부 습도, 공기 질 중 하나 이상을 측정하는 계측장치 및, 상기 계측장치에서 전송된 측정값을 종합분석하는 컴퓨터에 의하여 자동으로 제어될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 물순환시스템에 관한 사용상태도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 물순환시스템(305)은 물을 끌어올리기 위한 양수펌프(3051), 상기 양수펌프(3051)를 통해 양수한 물을 급기관(201)에 공급하기 위한 급수관(3052), 상기 급기관(201)에서 물을 배출하기 위한 배수관(3053), 상기 배수관(3053)으로 배출된 물의 불순물을 거르는 정수장치(3054), 상기 정수장치(3054)를 통과한 물을 저장하는 물탱크(3055), 상기 물탱크(3055)와 연결되며 지열을 통한 물의 열 취득 또는 열 방산을 위하여 지하에 매립되는 지하관(3056) 및, 상기 지하관(3056)을 상기 양수펌프(3051)에 연결하기 위한 수직관(3057)을 포함한다.
따라서, 물은 양수펌프(3051), 급수관(3052), 급기관(201), 배수관(3053), 정수장치(3054), 물탱크(3055), 및 지하관(3056)의 순서로 전송되며, 지하관(3056)의 물을 수직관(3057)을 통해 다시 양수펌프(3051)로 끌어올림으로써, 연속적으로 물을 순환시킬 수 있는데, 경우에 따라 정수장치(3054), 물탱크(3055)의 구성은 생략할 수 있다.
상기 급수관(3052)을 통해 공급된 물은 상기 급기관(201)의 내부 또는 외부를 타고 흐르면서 상기 급기관(201)을 통과하는 공기의 온도 또는 습도를 조절할 수 있는데, 여름철의 경우, 외기보다 온도가 낮은 지하수 또는 상기 지하관(3056)을 통과한 물은 상기 급기관(201)을 통과하는 공기의 온도를 낮추고, 공기 내에 포함된 습기를 흡착하여 습도를 낮춰 실내에 공급할 수 있으며, 겨울철의 경우, 외기보다 온도가 높은 지하수 또는 상기 지하관(3056)을 통과한 물은 상기 급기관(201)을 통과하는 공기의 온도 및 습도를 높여서 실내에 공급할 수 있다.
따라서, 상기 물순환시스템(305)을 이용하면, 전기 소모가 많고, 냉방병, 세균성전염병, 오존파괴 가스 등 문제점이 많은 에어컨이나, 화석연료 사용 난방기기의 가동을 최소화하면서 친환경 냉난방을 도모할 수 있으며, 건물부(300)의 공조, 냉방, 및 난방 에너지를 절감할 수 있다.
상기 지하관(3056)은 입지조건, 소요예산, 냉난방부하, 건물규모 등에 따라, 수직형, 수평형, 우물형 등의 밀폐형 시스템 또는, 수원지, 호수, 강 등에서 물을 공급받는 개방형 시스템 중 적어도 하나의 방식을 이용하도록 한다. 이때, 상기 물순환시스템(305)에 사용하는 물은 동절기 결빙을 방지하기 위하여 부동액을 혼합할 수도 있다.
한편, 지하수량이 풍부한 경우에 상기 지하관(3056)을 형성하지 않고 지하수를 상기 양수펌프(3051)로 양수하여 상기 급수관(3052)으로 연결할 수 있는데, 이때 상기 배수관(3053)을 통해 배출되어 상기 물탱크(3055)에 저장되는 물은 중수도에 연결하여 청소, 조경, 소방 등의 허드렛 물이나 수공간 등에 사용할 수 있다.
상기 양수펌프(3051)의 밸브를 조정함으로써, 상기 지하관(3056)의 물이나 지하수 중의 하나를 경우에 따라 선택하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 물순환시스템(305)은 프로그램된 스케줄에 따라 구동되거나, 일사 강도, 외기 온도, 외기 습도, 내부 온도, 내부 습도, 공기 질 중 하나 이상을 측정하는 계측장치 및, 상기 계측장치에서 전송된 측정값을 종합분석하는 컴퓨터에 의하여 자동으로 제어될 수 있다.
상기 물순환시스템(305)은 상기에서 도 4a 내지 도 4g를 참고하여 설명한 다양한 공조 방식과 병행하여 사용됨으로써, 시너지 효과를 도출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템에서 제어부에 관한 개략도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템은 계측장치(401) 및 컴퓨터(402)로 구성되는 제어부(400)를 포함함으로써, 환기 및 공조 기능을 제어할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 계측장치(401)는 일사측정계(4011), 외부온도계(4012), 외부습도계(4013), 내부온도계(4014), 내부습도계(4015), 공기측정계(4016) 등으로 구성되는데, 상기 계측장치(401)는 구간별, 층별, 실별 측정을 위하여 복수로 형성할 수 있다.
상기 계측장치(401)에서 측정된 값은 컴퓨터(402)로 전송되는데, 상기 컴퓨터(402)는 측정값을 종합분석하여 상기 배기팬(102), 상기 급기창(304), 상기 배기창(303), 상기 셔터(106), 상기 급기팬(202), 상기 하부개폐창(103), 상기 냉난방장치(205), 및 상기 물순환시스템(305)에 작동 명령을 전달함으로써 각 구동장치를 자동 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 공기측정계(4016)로 측정한 실내의 공기 질이 일정 수준 이하일 때 환기를 자동으로 시작하되, 상기 외부온도계(4012) 및 내부온도계(4014)로 측정된 실내외 온도 차이가 일정 수준 이상이면 급기와 배기 간의 열교환이 일어날 수 있도록 상기 배기창(303)을 개방한 상태에서 상기 배기팬(102) 및 급기팬(202)을 동시에 가동하며, 지정된 온도 또는 습도에서 상기 물순환시스템(305)이 자동으로 작동하거나 상기 냉난방장치(205)가 가동되도록 설정할 수 있다.
또한, 일사의 강도가 일정 수준 이상이거나 야간의 외부 온도가 지정된 값 이하로 떨어져서 보온의 필요가 있을 때에는 자동으로 상기 셔터(106)를 닫고, 겨울철 주간에 일사 강도가 일정 이상인 경우에는 상기 셔터(106)를 자동 개방하며, 자연 환기 수요가 있다고 컴퓨터가 판단할 시 상기 하부개폐창(103)을 자동 개방하는 등의 개별적인 동작 제어를 할 수 있다.
따라서, 본원발명의 상기 제어부(400)를 통하여 건축물 내외의 환경을 계측 및 종합적으로 분석함으로써 각 상황에 맞는 최적화된 환기 및 공조를 효율적으로 수행할 수 있다.
한편, 상기 급기팬(202), 상기 냉난방장치(205), 상기 급기창(304), 상기 배기창(303), 및 상기 물순환시스템(305)을 층별, 실별, 구획별 중 적어도 하나의 조닝(zoning) 별로 구동하여 개별적인 환기 또는 냉난방을 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템의 적용 예시도이다.
도 7을 참고하면, 단독주택, 공동주택, 근린생활빌딩, 학교, 오피스빌딩, 관공서, 병원, 체육시설, 종교시설, 사회복지시설, 공장 등에 본원발명을 광범위하게 적용할 수 있는데, 배기부(100) 및 급기부(200)가 건물부(300)의 남측면에 위치하도록 구성한다.
건물부(300)의 규모 또는 용도에 따라, 배기부(100) 및 급기부(200)의 설치 갯수 및 크기를 결정하도록 하는데, 배기부(100) 및 급기부(200)의 수직 길이가 길수록, 공기의 상하 밀도 차이를 이용하는 연돌 효과 및 열교환 효과가 커진다. 따라서, 의도적으로 배기부(100) 및 급기부(200)를 건물부(300)의 상부로 의도적으로 돌출되도록 형성할 수도 있다.
이러한 배기부(100) 및 급기부(200)를 랜드마크화하거나 건축물 설계의 디자인 요소로 활용할 수 있으며, 배기부(100) 및 급기부(200)를 모듈에 맞춰 공장 제작하여 건물부(300)의 시공 현장에서 간단하게 설치함으로써 공기를 단축하고 비용을 감축하는 효과를 기대할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 배기부 101 : 배기탑
1011 : 프레임 1012 : 판재
102 : 배기팬 103 : 하부개폐창
104 : 배기구 105 : 태양전지모듈
106 : 셔터 1061 : 셔터하우징
1062 : 셔터문 200 : 급기부
201 : 급기관 202 : 급기팬
203 : 흡기구 204 : 분기급기관
205 : 냉난방장치 206: 급기구
207 : 공기정화장치 300 : 건물부
301 : 건축물 302 : 축열벽
303 : 배기창 304 : 급기창
305 : 물순환시스템 3051 : 양수펌프
3052 : 급수관 3053 : 배수관
3054 : 정수장치 3055 : 물탱크
3056 : 지하관 3057 : 수직관
400 : 제어부 401 : 계측장치
4011 : 일사측정계 4012 : 외부온도계
4013 : 외부습도계 4014 : 내부온도계
4015 : 내부습도계 4016 : 공기측정계
402 : 컴퓨터

Claims (17)

  1. 폐열회수 또는 연돌효과를 통한 환기와, 지열 또는 태양열 이용을 통한 냉난방 부하 저감을 할 수 있는 공조시스템으로서,
    후술되는 건물부의 1개 이상의 층에 연접하는 수직공간으로서 형성하는 배기탑, 상기 배기탑 상부에 공기 배출을 위한 구동장치로서 형성하는 배기팬 및, 상기 배기탑의 상부에 공기를 배출하는 통공으로서 형성하는 배기구를 포함하는 배기부와;
    상기 배기탑의 내부에 1개 이상의 관으로서 형성하는 급기관, 상기 급기관 말단부에 외부 공기를 유입하는 통공으로서 형성하는 흡기구, 상기 급기관에서 각 층 또는 각 실로 분기되는 관으로서 형성하는 분기급기관, 외부 공기를 유입하여 실내에 공급하기 위한 구동장치로서 상기 급기관 또는 상기 분기급기관에 형성하는 급기팬 및, 실내 급기를 위한 통공으로서 상기 분기급기관의 단부에 형성하는 급기구를 포함하는 급기부와;
    상기 배기탑과 연접하여 형성하는 건축물, 상기 건축물의 1개 이상의 층에서 상기 배기탑과 연결되는 개구부로서 개폐가능하도록 형성하는 배기창 및, 상기 건축물의 1개 이상의 층에서 외부로부터 공기를 유입하기 위하여 상기 배기창과 소정의 거리를 두고 개폐가능하도록 형성하는 급기창을 포함하는 건물부;로 구성하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배기부는, 차광, 차열, 단열, 보온 중 적어도 하나를 위하여 상기 배기탑의 수직면 또는 상부에 개폐되도록 1개 이상 형성하는 셔터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배기부는, 자동 또는 수동으로 열고 닫을 수 있으며 상기 배기탑 하부로부터의 공기를 유입할 수 있는 하부개폐창을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배기부는, 상기 배기탑 내의 공기 유동에 의한 냉각 및 과열방지 효과를 얻기 위하여 상기 배기탑의 상부 또는 수직면에 형성하는 태양전지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 배기탑은, 구조를 이루는 프레임과 상기 프레임에 의해 지지되는 판재로 구성하되, 상기 배기탑의 축열 또는 채광을 위하여 상기 판재의 일부 또는 전부를 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명 소재로 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배기탑은, 지표면 상부에 형성하는 배기탑 지상부 이외에, 지열에 의한 연돌효과 증진 또는 건축물 지하층의 채광을 위하여 지표면 하부에 형성하는 배기탑 지하부를 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 급기부는, 외부에서 유입되는 공기를 정화하기 위하여 상기 흡기구와 인접하는 공기정화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 급기부는, 상기 급기관에 연결되며, 상기 급기관을 통과한 공기를 가열 또는 냉각하여 1개 이상의 상기 분기급기관에 공급하기 위하여 형성하는 냉난방장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 급기관의 일부 또는 전부를 채광 또는 전망을 위한 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명 소재로 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  10. 제 1항 또는 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급기관의 일부 또는 전부를 코일 형태로 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 배기팬 구동 시, 실내 공기는 상기 배기창, 상기 배기탑, 및 상기 배기구를 차례로 거쳐 외부로 배출되며, 상기 급기팬 구동 시, 외부 공기는 상기 흡기구, 상기 급기관, 상기 분기급기관, 및 상기 급기구를 차례로 거쳐 실내에 공급되는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  12. 제 1항 또는 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기창을 통하여 실내에서 배출되는 공기와, 외부에서 유입되어 상기 급기관을 통과하는 공기가 상기 배기탑에서 상호 열 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 건물부는, 상기 건축물 중 상기 배기탑과 연접하는 건축물 외벽의 일부 또는 전부에 돌, 인조석, 벽돌, 콘크리트, 시멘트, 흙, 유리, 합성수지, 용기 안에 저장된 물 또는 부동액 또는 상변화물질 중 하나 이상의 축열 소재를 사용하는 축열벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 건물부는, 물을 양수하기 위하여 형성하는 양수펌프, 상기 양수펌프에 연결되어 상기 급기관에 물을 공급하기 위하여 형성하는 급수관, 상기 급기관에서 물을 배출하기 위하여 상기 급기관 하부에 형성하는 배수관 및, 지열을 통한 물의 열 취득 또는 열 방산을 위하여 지하에 매립하는 지하관을 구성하는 물순환시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 물순환시스템은, 상기 지하관으로부터 상기 양수펌프로 양수한 물을 상기 급수관을 통해 상기 급기관에 공급하여 공기의 온도 또는 습도를 조절하게 하고, 이 물을 상기 배수관으로 배출하여 다시 상기 지하관을 통과하게 함으로써, 연속적으로 물을 순환시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  16. 제 14항에 또는 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물순환시스템은, 상기 양수펌프로 지하수를 양수하여 상기 급수관을 통해 상기 급기관에 공급할 수 있으며, 상기 배수관으로 배출한 지하수를 중수도에 연결하여 재활용할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
  17. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 8항, 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기팬, 상기 급기팬, 상기 배기창, 상기 급기창, 상기 셔터, 상기 하부개폐창, 상기 냉난방장치, 및 상기 물순환시스템의 작동은 일사 강도, 외기 온도, 외기 습도, 내부 온도, 내부 습도, 공기 질 중 하나 이상을 측정하는 계측장치 및, 상기 계측장치에서 전송된 측정값을 종합분석하는 컴퓨터에 의하여 각각 자동 제어될 수 있으며, 상기 급기팬, 상기 배기창, 상기 급기창, 상기 냉난방장치, 및 상기 물순환시스템을 조닝(zoning) 별로 구동하여 개별적인 환기 또는 냉난방을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 다기능 폐열회수형 공조시스템.
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