KR101305448B1 - Energy-saving system of building using radiation cooling and heating method and using non-used energy in building - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건물의 에너지 절약시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복사 냉난방을 이용하여 건물 내 미활용 열원과 다양한 보조열원을 활용하여 에너지를 절약할 수 있는 건물의 에너지 절약시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an energy saving system of a building, and more particularly, to an energy saving system of a building that can save energy by utilizing unutilized heat sources and various auxiliary heat sources in a building by using radiant cooling and heating.
건물의 냉난방은 별도의 에너지가 투입됨으로써 이루어진다. 냉방의 경우 에어콘 등 전기 에너지를 사용하는 냉방 장치가 이용되고, 난방의 경우 가스나 석유 등 화석 연료를 사용하여 온수를 생산하는 보일러나 전기 에너지를 사용하여 온풍을 만들어 내는 온풍기가 이용된다.Heating and cooling of buildings is accomplished by the input of extra energy. In the case of cooling, a cooling device using electric energy such as an air conditioner is used, and in the case of heating, a boiler for producing hot water using fossil fuels such as gas or petroleum, or a hot air heater for generating warm air using electric energy is used.
화석 연료의 사용은 자원 고갈의 문제와 더불어 오염 물질의 배출로 인한 심각한 환경오염 문제를 유발한다. 최근 환경오염의 심각성에 대한 인식이 전세계적으로 확산되면서 환경오염의 중요한 원인이 되고 있는 화석 연료의 사용에 대한 규제가 증가하고 있다. 건물의 경우에도 에너지 소비에 대한 규제와 단속이 점차 증가되고 있고 친환경적인 건물에 대한 혜택이 증가하면서, 냉난방에 필요한 에너지를 줄이고 화석 연료의 사용을 지양하려는 많은 노력이 이루어지고 있다.The use of fossil fuels leads to the problem of resource depletion as well as serious environmental pollution due to the release of pollutants. Recently, as awareness of the seriousness of environmental pollution spreads worldwide, regulations on the use of fossil fuels, which are an important cause of environmental pollution, are increasing. In the case of buildings, the regulation and regulation of energy consumption is gradually increasing, and the benefits for eco-friendly buildings are increasing, and much efforts are being made to reduce the energy required for heating and cooling and to prevent the use of fossil fuels.
현재 화석 연료의 사용을 줄이려는 노력은 다양한 분야에서 활발히 이루어지고 있고, 건물의 냉난방에 오염 물질의 배출이 없거나 적은 친환경 에너지를 사용하기 위한 많은 기술 개발이 이루어지고 있다. 건물의 냉난방에 이용되는 친환경 에너지로는 태양열과 지열이 대표적이다.At present, efforts to reduce the use of fossil fuels have been actively conducted in various fields, and many technologies are being developed to use environmentally friendly energy with little or no pollutant emission in heating and cooling of buildings. Solar energy and geothermal energy are the most environmentally friendly energy used for heating and cooling buildings.
이 중에서 태양열은 기후나 환경에 따른 변동이 심한 단점이 있고, 지열은 연중 비교적 안정적인 열을 유지할 수 있어 더 효과적이라 할 수 있다. 지열을 이용하는 냉난방장치는 지중 열교환기와 히트펌프를 포함하고, 냉방시에는 실내에서 흡수한 열을 지중 열교환기를 통해 지중으로 방출하고 난방시에는 지중 열교환기가 지중에서 열을 흡수하여 실내에 공급한다.
Among these, solar heat has a disadvantage that fluctuates depending on climate or environment, and geothermal heat is more effective because it can maintain relatively stable heat throughout the year. Geothermal heating and cooling device includes an underground heat exchanger and a heat pump, and during cooling, heat absorbed from the room is released to the ground through the ground heat exchanger, and during heating, the ground heat exchanger absorbs heat from the ground and supplies it to the room.
그러나 현재 개발된 지열 냉난방장치는 건물에 요구되는 충분한 냉방 성능이나 난방 성능을 발휘하는데 부족함이 있어, 전기나 가스, 석유 등 기존 에너지를 사용하는 보조열원의 사용이 적지 않은 실정이다. 지열 냉난방장치의 설치비나 개발비가 적지 않음을 감안할 때, 현재의 친환경 에너지를 이용하는 냉난방장치는 효율이 떨어지고 경제성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.However, the currently developed geothermal heating and cooling system is insufficient to exhibit sufficient cooling performance or heating performance required for a building, and there is little use of auxiliary heat sources using existing energy such as electricity, gas, and oil. Considering that the installation cost and development cost of geothermal air conditioning system is not small, the current air-conditioning system using environmentally friendly energy has a problem of low efficiency and greatly economic efficiency.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 건물에서 버려지는 미활용 열원과 그 밖의 다양한 보조열원을 활용함으로써, 건물의 냉난방이나 급탕에 필요한 에너지를 크게 줄일 수 있는 건물의 에너지 절약시스템을 제공하는 것이다.
The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to save energy in buildings that can greatly reduce the energy required for heating and cooling of buildings or hot water supply by utilizing unutilized heat sources and various other auxiliary heat sources discarded in buildings. To provide a system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은, 건물 내의 복수의 냉난방 존에 설치되고 유체가 유동할 수 있는 유로를 갖는 복수의 복사 패널, 상기 냉난방 존을 난방하기 위해 상기 복사 패널에 온수를 공급하는 온수탱크, 상기 냉난방 존을 냉방하기 위해 상기 복사 패널에 냉수를 공급하는 냉수탱크, 압축기와 응축기와 감압장치 및 증발기가 냉매가 순환할 수 있는 폐회로를 구성하도록 연결된 냉동사이클장치, 상기 응축기와 열교환 할 수 있도록 상기 응축기에 인접하도록 설치되고 유체가 유동할 수 있는 유로를 갖는 제 1 열교환기, 상기 증발기와 열교환 할 수 있도록 상기 증발기에 인접하도록 설치되고 유체가 유동할 수 있는 유로를 갖는 제 2 열교환기, 상기 응축기의 열을 상기 온수탱크의 온수에 전달하기 위한 제 1 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 상기 제 1 열교환기와 상기 제 1 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 온수탱크 열교환배관, 상기 증발기의 냉기를 상기 냉수탱크의 냉수에 전달하기 위한 제 2 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 상기 제 2 열교환기와 상기 제 2 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 냉수탱크 열교환배관, 상기 건물에 온수를 공급하기 위한 급탕탱크, 상기 응축기의 열을 상기 급탕탱크의 온수에 전달하기 위한 제 3 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 상기 제 1 열교환기와 상기 제 3 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 급탕탱크 열교환배관, 상기 건물에서 사용된 폐수를 저장하는 폐수탱크, 상기 폐수탱크에 저장된 폐수의 열을 상기 증발기에 전달하기 위한 제 4 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 상기 제 2 열교환기와 상기 제 4 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 폐수탱크 열교환배관을 포함한다.The energy saving system of a building according to the present invention for achieving the above object is a plurality of radiation panels installed in a plurality of heating and cooling zones in the building and having a flow path through which fluid can flow, the radiation panel for heating the heating and cooling zones A hot water tank for supplying hot water to the cold water tank, a cold water tank for supplying cold water to the radiation panel to cool the cooling / heating zone, a refrigeration cycle apparatus connected to a compressor, a condenser, a decompression device, and an evaporator to form a closed circuit through which refrigerant can be circulated; A first heat exchanger installed adjacent to the condenser so as to exchange heat with the condenser and having a flow path through which the fluid can flow, and a flow path installed adjacent to the evaporator so as to exchange heat with the evaporator, and having a flow path through which the fluid can flow A second heat exchanger having a first for transferring heat of the condenser to hot water of the hot water tank A hot water tank heat exchange pipe having a flow path through which a heat medium can flow and a circulation of the first heat exchanger and the first heat medium is enabled, and a second heat medium for transferring cold air of the evaporator to cold water of the cold water tank. A cold water tank heat exchange pipe having a flow path capable of circulating the second heat exchanger and the second heat medium, a hot water tank for supplying hot water to the building, and heat of the condenser to the hot water of the hot water tank A hot water tank heat exchange pipe having a flow path through which a third heat medium for delivery may flow, and a circulation of the first heat exchanger and the third heat medium is connected, a waste water tank for storing waste water used in the building, and the waste water. And a flow path through which a fourth heat medium for transferring heat of wastewater stored in a tank to the evaporator can flow. And a wastewater tank heat exchange pipe to which the second heat exchanger and the fourth heat medium are circulated.
본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은, 보조열원, 상기 보조열원과 상기 응축기 사이에 열을 전달하기 위한 제 5 열매체가 유동할 수 있는 유로를 갖고 상기 제 1 보조열원과 상기 제 5 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 제 1 보조열원 열교환배관, 상기 보조열원과 상기 증발기 사이에 열을 전달하기 위한 제 6 열매체가 유동할 수 있는 유로를 갖고 상기 제 2 보조열원과 상기 제 6 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 제 2 보조열원 열교환배관을 더 포함할 수 있다.The energy saving system of a building according to the present invention includes an auxiliary heat source, a flow path through which a fifth heat medium for transferring heat between the auxiliary heat source and the condenser can flow, and circulation of the first auxiliary heat source and the fifth heat medium. The first auxiliary heat source heat exchange pipe, which is connected to this, has a flow path through which a sixth heat medium for transferring heat between the auxiliary heat source and the evaporator can flow and circulation of the second auxiliary heat source and the sixth heat medium is possible. The second auxiliary heat source heat exchange pipe may be further connected.
본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은, 상기 보조열원의 공급관과 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 공급관 및 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 공급관 사이에 배치되어 상기 보조열원의 공급관과 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 공급관 또는 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 공급관을 선택적으로 연결하는 제 1 유로전환밸브, 상기 보조열원의 환수관과 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 환수관 및 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 환수관 사이에 배치되어 상기 보조열원의 환수관과 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 환수관 또는 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 환수관을 선택적으로 연결하는 제 2 유로전환밸브를 더 포함할 수 있다.The energy saving system of a building according to the present invention is disposed between a supply pipe of the auxiliary heat source, a supply pipe of the first auxiliary heat source heat exchange pipe, and a supply pipe of the second auxiliary heat source heat exchange pipe, and supplies a supply pipe of the auxiliary heat source and the first auxiliary heat source. A first flow path switching valve for selectively connecting a supply pipe of a heat source heat exchange pipe or a supply pipe of the second auxiliary heat source heat exchange pipe, a return pipe of the auxiliary heat source and a return pipe of the first auxiliary heat source heat exchange pipe, and the second auxiliary heat source heat exchange A second flow path switching valve disposed between the return pipes of the pipe and selectively connecting the return pipe of the auxiliary heat source and the return pipe of the first auxiliary heat source heat exchange pipe or the return pipe of the second auxiliary heat source heat exchange pipe; Can be.
상기 보조열원은 지중에 매립 설치되어 지열을 공급하는 지열 파이프를 포함할 수 있다. The auxiliary heat source may include a geothermal pipe installed in the ground to supply geothermal heat.
본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은 상기 온수탱크의 온수를 가열하기 위한 온수열원을 더 포함할 수 있다.The energy saving system of a building according to the present invention may further include a hot water heat source for heating hot water of the hot water tank.
본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은 상기 온수열원의 열을 상기 온수탱크의 온수에 전달하기 위한 제 7 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 상기 온수탱크 열교환배관과 상기 제 7 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 온수열원 열교환배관을 더 포함할 수 있다.The energy saving system of a building according to the present invention includes a flow path through which a seventh heat medium for flowing heat of the hot water heat source to the hot water of the hot water tank can flow, and circulation of the hot water tank heat exchange pipe and the seventh heat medium is It may further include a hot water heat source heat exchange pipe that is possibly connected.
본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은 상기 냉수탱크의 냉수를 냉각시키기 위한 냉수열원을 더 포함할 수 있다.The energy saving system of a building according to the present invention may further include a cold water heat source for cooling the cold water of the cold water tank.
본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은 상기 냉수열원의 냉기를 상기 냉수탱크의 냉수에 전달하기 위한 제 8 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 상기 냉수탱크 열교환배관과 상기 제 8 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 냉수열원 열교환배관을 더 포함할 수 있다.
The energy saving system of a building according to the present invention includes a flow path through which an eighth heat medium for flowing cold water of the cold water heat source to the cold water of the cold water tank can flow, and circulation of the cold water tank heat exchange pipe and the eighth heat medium is It may further include a cold water heat source heat exchange pipe that is possibly connected.
본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은 냉동사이클장치를 통해 건물에서 버려지는 각종 미활용 열원과 그 밖의 다양한 보조열원을 활용하여 건물의 냉난방이나 급탕에 이용함으로써, 에너지 사용을 크게 줄일 수 있다. 그리고 전기, 가스나 석유 등 오염 물질을 배출하는 기존 에너지 사용을 줄임으로써 친환경 운전이 가능하다.The energy saving system of a building according to the present invention can significantly reduce energy use by utilizing various unutilized heat sources and other auxiliary heat sources discarded in a building through a refrigeration cycle device for cooling and heating or hot water supply of a building. In addition, eco-friendly operation is possible by reducing the use of existing energy that emits pollutants such as electricity, gas or oil.
또한 본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은 복사 냉난방 방식을 이용함으로써 종래 공기를 이용한 냉난방 시스템에 비해 냉난방 효율이 높고 적은 에너지로 냉난방이 가능하다. 즉 종래 공기를 이용한 냉난방 시스템의 경우 난방에 필요한 난방수의 온도가 약 60℃이고 냉방에 필요한 냉방수의 온도가 약 7℃인데 반해, 본 발명은 복사 냉난방 방식을 이용함으로써 난방수의 온도를 45℃ 정도로 하고, 냉방수의 온도를 15℃ 정도로 하여 건물 내부를 냉난방할 수 있다. 이러한 난방수나 냉방수의 온도는 자연 상태 온도(약 20℃)와 차이가 덜하므로 종래에 비해 냉난방 효율이 우수하고 에너지 사용을 줄일 수 있다.In addition, the energy saving system of a building according to the present invention has a high cooling and heating efficiency and can be cooled with low energy compared to a conventional air conditioning system using a radiant cooling and heating system. In other words, in the conventional air-conditioning system, the temperature of the heating water required for heating is about 60 ° C., and the temperature of the cooling water required for cooling is about 7 ° C. The present invention uses the radiant cooling and heating method to increase the temperature of the heating water by 45. The inside of a building can be cooled by setting it as about degreeC and the temperature of cooling water about 15 degreeC. Since the temperature of the heating water or cooling water is less than the natural state temperature (about 20 ℃), it is excellent in heating and cooling efficiency compared to the conventional and can reduce energy use.
또한 본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템은 별도의 지열 히트펌프를 설치할 필요가 없이 지열을 냉난방에 이용할 수 있다. 즉 냉난방을 위한 온수와 냉수를 생산하기 위해 냉동사이클장치에 배치된 열교환기에 지열 파이프를 연결함으로써 별도의 지열 히트펌프 없이도 지열을 냉난방에 이용할 수 있다. 더욱이 냉방의 경우 냉동사이클장치를 작동시키지 않고도 지열을 냉방에 이용할 수 있다. 즉 냉방에 필요한 냉방수의 온도가 약 15℃로 지열의 온도인 약 15℃와 비슷하므로, 냉수탱크에 연결된 열교환배관에 지열 파이프를 연결하여 지열 파이프를 통과한 열매체를 냉수탱크에 연결된 열교환배관을 따라 유동시킴으로써 냉수탱크 내에 저장된 냉수를 냉방 조건에 필요한 온도(약 15℃)까지 냉각시킬 수 있다.
In addition, the building energy saving system according to the present invention can use geothermal heat for cooling and heating without the need to install a separate geothermal heat pump. That is, by connecting the geothermal pipes to the heat exchanger disposed in the refrigeration cycle apparatus for producing hot water and cold water for cooling and heating, geothermal heat can be used for heating and cooling without a separate geothermal heat pump. Furthermore, in the case of cooling, geothermal heat can be used for cooling without operating the refrigeration cycle unit. In other words, the cooling water temperature required for cooling is about 15 ° C, which is similar to the geothermal temperature of about 15 ° C. Therefore, by connecting the geothermal pipe to the heat exchange pipe connected to the cold water tank, the heat medium passing through the geothermal pipe is connected to the heat exchange pipe connected to the cold water tank. By flowing along, the cold water stored in a cold water tank can be cooled to the temperature (about 15 degreeC) required for cooling conditions.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2a는 건물의 냉방과 난방이 동시에 이루어질 때 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템의 작용을 나타낸 것이다.
도 2b는 건물의 냉방과 급탕이 이루어질 때 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템의 작용을 나타낸 것이다.
도 2c는 건물의 난방이 이루어질 때 건물에서 버려지는 폐수의 열을 이용하는 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템의 작용을 나타낸 것이다.
도 2d는 건물의 급탕이 이루어질 때 건물에서 버려지는 폐수의 열을 이용하는 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템의 작용을 나타낸 것이다.
도 2e는 건물의 냉방이 이루어질 때 보조열원을 이용하는 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템의 작용을 나타낸 것이다.
도 2f는 건물의 난방이 이루어질 때 보조열원을 이용하는 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템의 작용을 나타낸 것이다.
도 2g는 보조열원이 지열 공급을 위한 지열 파이프인 경우 이를 냉방에 이용하는 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템의 작용을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an energy saving system of a building according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a shows the action of the energy saving system of the building according to an embodiment of the present invention when the cooling and heating of the building at the same time.
Figure 2b shows the action of the energy saving system of the building according to an embodiment of the present invention when the cooling and hot water of the building is made.
Figure 2c illustrates the operation of the energy saving system of the building according to an embodiment of the present invention using the heat of the waste water discarded in the building when the building is heated.
Figure 2d shows the operation of the energy saving system of the building according to an embodiment of the present invention using the heat of waste water discarded in the building when the hot water supply of the building is made.
Figure 2e shows the operation of the energy saving system of the building according to an embodiment of the present invention using the auxiliary heat source when the cooling of the building is made.
Figure 2f illustrates the operation of the energy saving system of a building according to an embodiment of the present invention using an auxiliary heat source when the building is heated.
Figure 2g shows the operation of the energy saving system of the building according to an embodiment of the present invention using the auxiliary heat source for cooling the geothermal pipe for geothermal heat supply.
Figure 3 is a schematic diagram showing an energy saving system of a building according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing an energy saving system of a building according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail for the energy saving system of a building according to the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In describing the present invention, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated or simplified for clarity and convenience of explanation. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an energy saving system of a building according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템(100)은 건물 내의 복수의 냉난방 존(10)에 설치되는 복수의 복사 패널(105), 복사 패널(105)에 난방을 위한 온수를 공급하기 위한 온수탱크(110), 복사 패널(105)에 냉방을 위한 냉수를 공급하기 위한 냉수탱크(130), 온수탱크(110)의 온수를 가열하고 냉수탱크(130)의 냉수를 냉각시키기 위한 냉동사이클장치(140), 건물에 사용 온수를 공급하기 위한 급탕탱크(160), 건물에서 사용되고 버려지는 폐수를 저장하는 폐수탱크(170) 및 보조열원(180)을 포함한다. 여기에서 보조열원(180)은 지중에 매립 설치되어 지열을 공급하는 지열 파이프나, 태양열을 이용하는 태양열 난방기, 건물 내외의 공기가 가지고 있는 열기나 냉기를 공급하는 공기공급장치 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the energy saving
복사 패널(105)은 냉난방 존(10) 마다 단수 또는 복수로 설치된다. 알려진 바와 같이, 복사 패널(105)은 알루미늄 등의 금속으로 이루어지고 내부에 유체가 유동할 수 있는 유로가 마련되어 있어서, 온수나 냉수를 유로를 통해 유동시킴으로써 복사열로 난방이나 냉방을 수행할 수 있다. 복사 패널(105)은 냉난방 존(10)의 천정, 벽, 바닥 등에 설치될 수 있다. 이러한 복사 패널(105)을 이용한 복사 냉난방은 온풍이나 냉풍을 발생시키지 않고 쾌적한 실내 환경을 만들 수 있다.The
그리고 복사 패널(105)을 이용하면 냉난방시 냉난방 부하를 줄일 수 있다. 즉 난방시에는 설정 온도를 좀더 낮게 하고, 냉방시에는 설정 온도를 좀더 높게 해도 충분한 냉난방 효과를 얻을 수 있다. 종래 공기를 이용한 냉난방 시스템의 경우 난방에 필요한 난방수의 온도가 약 60℃이고 냉방에 필요한 냉방수의 온도가 약 7℃인데 반해, 복사 패널(105)을 이용하면 난방수의 온도를 45℃ 정도로 하고, 냉방수의 온도를 15℃ 정도로 하여 건물 내부를 냉난방할 수 있다. 이러한 난방수나 냉방수의 온도는 자연 상태 온도(약 20℃)와 차이가 덜하므로 종래에 비해 냉난방 효율이 우수하고 에너지 사용량을 줄일 수 있다.In addition, by using the
온수탱크(110)는 냉난방 존(10)을 난방하기 위한 온수를 저장하고, 복수의 복사 패널(105)에 온수를 공급한다. 복사 패널(105)을 통과하면서 온도가 떨어진 온수는 다시 온수탱크(110)로 환수되어 가열된 후 다시 복사 패널(105)로 공급된다. 온수탱크(110)에는 메인 온수공급관(111)과 메인 온수환수관(112)이 연결된다. 온수탱크(110)에 저장된 온수는 메인 온수공급관(111)을 통해 복수의 냉난방 존(10) 쪽으로 공급되고, 복수의 냉난방 존(10)에서 환수되는 온수는 메인 온수환수관(112)을 통해 온수탱크(110)로 환수된다.The
메인 온수공급관(111)은 온수공급헤더(113)에 연결되고, 메인 온수환수관(112)은 온수환수헤더(114)에 연결된다. 온수공급헤더(113)에는 복수의 온수공급관(115)이 연결되어 있어서 메인 온수공급관(111)을 통해 온수공급헤더(113)로 유동한 온수는 복수의 온수공급관(115)으로 분기된다. 그리고 온수환수헤더(114)에는 복수의 온수환수관(116)이 연결되어 있어서 복수의 온수환수관(116)을 통해 각각의 냉난방 존(10)에서 환수되는 온수가 복수의 온수환수관(116)을 통해 온수환수헤더(114)에 모였다가 메인 온수환수관(112)을 통해 온수탱크(110)로 환수된다.The main hot
복수의 온수공급관(115)은 복수의 냉난방 존(10) 쪽으로 연장되어 있어서 온수를 복수의 냉난방 존(10) 쪽으로 공급한다. 온수공급관(115)을 따라 유동하는 온수는 이에 연결된 공급관(117)을 통해 냉온수공급헤더(120)로 유동한다. 냉온수공급헤더(120)는 이에 공급된 온수를 복사 패널(105)에 연결된 냉온수관(121)으로 공급한다. 냉온수공급헤더(120)에는 냉온수관(121)이 복수로 연결되고, 공급관(117) 및 냉온수관(121)에는 각각의 내부 유로를 따라 유동하는 유체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(118)(122)가 각각 설치된다.The plurality of hot
복사 패널(105)을 통과한 온수는 냉온수환수헤더(123)로 유동한다. 냉온수환수헤더(123)에는 복수의 환수관(124)(126)이 연결되고 각 환수관(124)(126)에는 환수관(124)(126)의 내부 유로를 따라 유동하는 유체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(125)(127)가 설치된다. 냉온수환수헤더(123)로 유동한 온수는 온수환수관(116)에 연결된 환수관(124)을 통해 온수환수관(116)으로 유동한다.The hot water passing through the
냉수탱크(130)는 냉난방 존(10)을 냉방하기 위한 냉수를 저장하고, 복수의 복사 패널(105)에 냉수를 공급한다. 복사 패널(105)을 통과하면서 온도가 상승한 냉수는 다시 냉수탱크(130)로 환수되어 냉각된 후 다시 복사 패널(105)로 공급된다. 냉수탱크(130)에는 메인 냉수공급관(131)과 메인 냉수환수관(132)이 연결된다. 냉수탱크(130)에서 생산된 냉수는 메인 냉수공급관(131)을 통해 복수의 냉난방 존(10) 쪽으로 공급되고, 복수의 냉난방 존(10)에서 환수되는 냉수는 메인 냉수환수관(132)을 통해 냉수탱크(130)로 환수된다.The
메인 냉수공급관(131)은 냉수공급헤더(133)에 연결되고, 메인 냉수환수관(132)은 냉수환수헤더(134)에 연결된다. 냉수공급헤더(133)에는 복수의 냉수공급관(135)이 연결되어 있어서 메인 냉수공급관(131)을 통해 냉수공급헤더(133)로 유동한 냉수는 복수의 냉수공급관(135)으로 분기된다. 그리고 냉수환수헤더(134)에는 복수의 냉수환수관(136)이 연결되어 있어서 복수의 냉수환수관(136)을 통해 각각의 냉난방 존(10)에서 환수되는 냉수가 복수의 냉수환수관(136)을 통해 냉수환수헤더(134)에 모였다가 메인 냉수환수관(132)을 통해 냉수탱크(130)로 환수된다.The main cold
복수의 냉수공급관(135)은 복수의 냉난방 존(10) 쪽으로 연장되어 있어서 냉수를 복수의 냉난방 존(10) 쪽으로 공급한다. 냉수공급관(135)을 따라 유동하는 냉수는 이에 연결된 공급관(137)을 통해 냉온수공급헤더(120)로 유동하였다가 냉온수관(121)을 통해 복사 패널(105)로 공급된다. 냉수를 냉온수공급헤더(120)에 공급하기 위한 공급관(137)에는 내부 유로를 따라 유동하는 유체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(138)가 설치된다.The plurality of cold
복사 패널(105)을 통과한 냉수는 냉온수환수헤더(123)로 유동한다. 그리고 냉온수환수헤더(123)로 유동한 냉수는 냉수환수관(136)에 연결된 환수관(126)을 통해 냉수환수관(136)으로 유동하고, 냉수환수관(136)을 통해 냉수환수헤더(134)로 유동한다. 냉수환수헤더(134)에 모인 냉수는 메인 냉수환수관(132)을 통해 냉수탱크(130)로 환수된다.The cold water passing through the
온수탱크(110)에서 각 복사 패널(105)까지의 온수 공급 배관의 구조나 온수 환수 배관의 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 냉수탱크(130)에서 각 복사 패널(105)까지의 냉수 공급 배관의 구조나 냉수 환수 배관의 구조도 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.The structure of the hot water supply pipe or the structure of the hot water return pipe from the
냉동사이클장치(140)는 온수탱크(110)의 온수를 가열하기 위한 온수열원과 냉수탱크(130)의 냉수를 냉각시키기 위한 냉수열원을 제공한다. 냉동사이클장치(140)는 냉매의 순환에 의한 냉동사이클을 이용하는 것으로, 압축기(141), 응축기(142), 감압장치(143) 및 증발기(144)를 포함한다. 이들 압축기(141), 응축기(142), 감압장치(143) 및 증발기(144)는 냉매가 순환할 수 있는 폐회로를 구성하도록 연결된다. 압축기(141)는 증발기(144)를 통과한 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 액체 냉매로 변화시켜 응축기(142)에 제공한다. 응축기(142)를 통과하는 냉매는 주위로 열을 발산하여 그 온도가 떨어진다. 감압장치(143)는 응축기(142)를 통과한 냉매의 온도와 압력을 떨어트려 증발기(144)에 제공한다. 증발기(144)를 통과하는 냉매는 주위의 열을 빼앗아 기화되면서 압축기(141)로 이동한다.The
본 발명에 있어서 냉동사이클장치(140)는 냉각기와 히트펌프를 모두 포함하는 개념의 장치이다. 히트펌프는 냉동기에 4방 밸브를 설치하여 냉매의 순환 방향을 바꿈으로써 응축기와 증발기를 전환할 수 있도록 한 것이다. 냉수탱크(130)가 난방을 위한 온수를 저장하는 온수탱크 겸용으로 사용되고, 온수탱크(110)가 냉방을 위한 냉수를 저장하는 냉수탱크 겸용으로 사용되는 경우 응축기와 증발기가 전환될 필요가 있는데, 이 때에는 히트펌프가 이용된다. 그리고 냉수탱크(130)가 냉수를 저장하는 용도로만 이용되고, 온수탱크(110)가 온수를 저장하는 용도로만 이용되는 경우에는 히트펌프보다 구조가 간단한 냉동기가 이용될 수 있다.In the present invention, the
냉동사이클장치(140)의 응축기(142) 쪽에는 제 1 열교환기(146)가 설치되고, 증발기(144) 쪽에는 제 2 열교환기(148)가 설치된다. 제 1 열교환기(146)는 그 내부로 유체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 응축기(142)와 열교환 할 수 있도록 응축기(142)에 인접하여 설치된다. 응축기(142)가 방출하는 열은 제 1 열교환기(146) 및 제 1 열교환기(146)를 통과하는 유체에 전달된다. 제 2 열교환기(148)는 그 내부로 유체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 증발기(144)와 열교환 할 수 있도록 증발기(144)에 인접하여 설치된다. 제 2 열교환기(148) 및 이를 통과하는 유체는 증발기(144)를 통과하는 냉매에 열을 빼앗겨 냉각된다.The
온수탱크(110)의 온수는 제 1 열교환기(146) 및 이에 연결된 온수탱크 열교환배관(150)을 순환하는 제 1 열매체를 통해 응축기(142)의 열을 제공받는다. 온수탱크 열교환배관(150)은 제 1 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 제 1 열교환기(146)와 제 1 열매체의 순환이 가능하게 연결된다. 제 1 열매체는 제 1 열교환기(146)를 통과할 때 응축기(142)의 열을 제공받고 온수탱크 열교환배관(150)을 통과할 때 온수탱크(110)의 온수에 열을 제공한다. 온수탱크 열교환배관(150)의 공급관(151) 및 환수관(153)에는 제 1 열매체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(152)(154)가 각각 설치된다.The hot water of the
냉수탱크(130)의 냉수는 제 2 열교환기(148) 및 이에 연결된 냉수탱크 열교환배관(155)을 순환하는 제 2 열매체를 통해 증발기(144)의 냉기를 제공받는다. 냉수탱크 열교환배관(155)은 제 2 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 제 2 열교환기(148)와 제 2 열매체의 순환이 가능하게 연결된다. 제 2 열매체는 제 2 열교환기(148)를 통과할 때 증발기(144)를 통과하는 냉매에 열을 빼앗겨 냉각되고 냉수탱크 열교환배관(155)을 통과할 때 냉수탱크(130)의 냉수에 냉기를 제공한다. 냉수탱크 열교환배관(155)의 제 1 유동관(156) 및 제 2 유동관(158)에는 제 2 열매체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(157)(159)가 각각 설치된다.Cold water of the
도 1에 도시된 것과 같이, 급탕탱크(160)는 사용 온수를 저장하고 이를 건물의 욕실이나, 화장실, 주방 등에 제공한다. 급탕탱크(160)에 저장된 온수는 급탕탱크 열교환배관(161)을 통해 응축기(142)의 열을 제공받는다. 급탕탱크 열교환배관(161)은 제 3 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 제 1 열교환기(146)와 제 3 열매체의 순환이 가능하게 연결된다. 제 3 열매체는 제 1 열교환기(146)를 통과할 때 응축기(142)의 열을 제공받아 가열되고 급탕탱크 열교환배관(161)을 통과할 때 급탕탱크(160)의 온수에 열을 제공한다. 급탕탱크 열교환배관(161)의 공급관(162) 및 환수관(164)에는 제 3 열매체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(163)(165)가 각각 설치된다.As shown in FIG. 1, the
급탕탱크(160)에서 건물 내로 공급되어 사용되고 버려지는 폐수는 폐수탱크(170)에 저장된다. 폐수탱크(170)에는 급탕탱크(160)에서 공급되어 사용된 온수 이외에 건물에서 사용되고 버려지는 다양한 폐수가 저장될 수 있다. 폐수탱크(170)에 저장된 폐수의 열은 폐수탱크 열교환배관(171)을 통해 냉동사이클장치(140)의 증발기(144)에 제공된다. 폐수탱크 열교환배관(171)은 제 4 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 제 2 열교환기(148)와 제 4 열매체의 순환이 가능하게 연결된다.Waste water that is supplied and discarded from the hot
제 4 열매체는 제 2 열교환기(148)를 통과할 때 증발기(144)에 폐수의 열을 제공하여 증발기(144)를 통과하는 냉매가 원활하게 증발할 수 있도록 한다. 이러한 제 4 열매체의 작용으로 냉동사이클장치(140)가 더욱 원활하게 작동할 수 있으며, 이에 의해 냉동사이클장치(140)가 온수탱크(110)나 급탕탱크(160)의 온수를 가열하는 효율이 향상될 수 있다. 폐수탱크 열교환배관(171)의 공급관(172) 및 환수관(174)에는 제 3 열매체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(173)(175)가 각각 설치된다.The fourth heating medium provides heat of the wastewater to the
도 1에 도시된 것과 같이, 보조열원(180)은 제 1 열교환기(146)에 연결된 제 1 보조열원 열교환배관(183) 및 이를 통과하는 제 5 열매체를 통해 응축기(142)의 효율을 향상시키고, 제 2 열교환기(148)에 연결된 제 2 보조열원 열교환배관(186) 및 이를 통과하는 제 6 열매체를 통해 증발기(144)의 효율을 높여준다. 제 1 보조열원 열교환배관(183)은 제 5 열매체가 유동할 수 있는 유로를 갖고 제 1 보조열원(180)과 제 5 열매체의 순환이 가능하게 연결된다. 제 2 보조열원 열교환배관(186)은 제 6 열매체가 유동할 수 있는 유로를 갖고 제 2 보조열원(180)과 제 6 열매체의 순환이 가능하게 연결된다.As shown in FIG. 1, the
제 1 보조열원 열교환배관(183)은 제 5 열매체를 제 1 열교환기(146)에 공급하기 위한 공급관(184)과 제 1 열교환기(146)를 통과한 제 5 열매체를 보조열원(180)으로 환수시키기 위한 환수관(185)을 포함한다. 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 공급관(184)은 제 1 유로전환밸브(190)를 통해 보조열원(180)의 공급관(181)과 연결되고, 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 환수관(185)은 제 2 유로전환밸브(191)를 통해 보조열원(180)의 환수관(182)과 연결된다.The first auxiliary heat source
제 2 보조열원 열교환배관(186)은 제 6 열매체를 제 2 열교환기(148)에 공급하기 위한 공급관(187)과 제 2 열교환기(148)를 통과한 제 6 열매체를 보조열원(180)으로 환수시키기 위한 환수관(188)을 포함한다. 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 공급관(187)은 제 1 유로전환밸브(190)를 통해 보조열원(180)의 공급관(181)과 연결되고, 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 환수관(188)은 제 2 유로전환밸브(191)를 통해 보조열원(180)의 환수관(182)과 연결된다.The second auxiliary heat source
제 1 유로전환밸브(190)는 보조열원(180)의 공급관(181)을 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 공급관(184) 또는 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 공급관(187)에 선택적으로 연결한다. 그리고 제 2 유로전환밸브(191)는 보조열원(180)의 환수관(182)을 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 환수관(185) 또는 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 환수관(188)에 선택적으로 연결한다. 제 1 유로전환밸브(190)와 제 2 유로전환밸브(191)로는 삼방밸브가 이용될 수 있다.The first flow
제 1 유로전환밸브(190)가 보조열원(180)의 공급관(181)과 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 공급관(184)을 연결하고, 제 2 유로전환밸브(191)가 보조열원(180)의 환수관(182)과 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 환수관(185)을 연결하면, 보조열원(180)의 공급관(181)을 통해 공급되는 유체는 제 5 열매체로 작용하여 제 1 보조열원 열교환배관(183)과 제 1 열교환기(146)를 순환하게 된다.The first flow
반면, 제 1 유로전환밸브(190)가 보조열원(180)의 공급관(181)과 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 공급관(187)을 연결하고, 제 2 유로전환밸브(191)가 보조열원(180)의 환수관(182)과 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 환수관(188)을 연결하면, 보조열원(180)의 공급관(181)을 통해 공급되는 유체는 제 6 열매체로 작용하여 제 2 보조열원 열교환배관(186)과 제 2 열교환기(148)를 순환하게 된다.On the other hand, the first flow
본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템에 있어서, 열교환을 위해 사용되는 제 1 내지 제 6 열매체는 제 1 열교환기(146) 또는 제 2 열교환기(148)에서 섞이게 되므로 동일한 종류의 유체가 이용되는 것이 좋다. 특히 열용량이 큰 물을 제 1 내지 제 6 열매체로 이용하는 것이 열교환 효율을 높이는데 유리하다.In the energy saving system of a building according to an embodiment of the present invention, the first to sixth heat mediums used for heat exchange are mixed in the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템(100)의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the operation of the
도 2a는 건물의 냉방과 난방이 동시에 이루어지는 경우를 나타낸 것으로, 이때 냉방과 난방 사이에 에너지 밸런싱(balancing)이 일어난다. 즉 냉동사이클장치(140)의 증발기(144)는 냉수탱크(130)의 냉수로부터 열을 빼앗고 응축기(142)는 온수탱크(110)의 온수에 열을 가한다. 응축기(142)의 열은 제 1 열교환기(146)와 온수탱크 열교환배관(150)을 순환하는 제 1 열매체에 의해 온수탱크(110)의 온수에 전달되고, 증발기(144)의 냉기는 제 2 열교환기(148)와 냉수탱크 열교환배관(155)을 순환하는 제 2 열매체에 의해 냉수탱크(130)의 냉수에 전달된다.2A illustrates a case in which cooling and heating of a building are simultaneously performed, wherein energy balancing occurs between cooling and heating. That is, the
도 2b는 건물의 냉방과 급탕이 이루어지는 경우를 나타낸 것으로, 이때 냉방과 급탕 사이에 에너지 밸런싱이 일어난다. 즉 냉동사이클장치(140)의 증발기(144)는 냉수탱크(130)의 냉수로부터 열을 빼앗고 응축기(142)는 급탕탱크(160)의 온수에 열을 가한다. 응축기(142)의 열은 제 1 열교환기(146)와 급탕탱크 열교환배관(161)을 순환하는 제 3 열매체에 의해 급탕탱크(160)의 온수에 전달되고, 증발기(144)의 냉기는 제 2 열교환기(148)와 냉수탱크 열교환배관(155)을 순환하는 제 2 열매체에 의해 냉수탱크(130)의 냉수에 전달된다.2B illustrates a case in which cooling and hot water supply of a building are performed, wherein energy balancing occurs between cooling and hot water supply. That is, the
도 2c는 건물의 난방이 이루어질 때 건물에서 버려지는 폐수의 열을 이용하여 에너지 밸런싱을 맞추는 경우를 나타낸 것이다. 이때 온수탱크(110)의 온수는 제 1 열교환기(146)와 온수탱크 열교환배관(150)을 순환하는 제 1 열매체에 의해 가열되고, 폐수탱크(170)에 저장된 폐수의 열은 제 2 열교환기(148)와 폐수탱크 열교환배관(171)을 순환하는 제 4 열매체에 의해 증발기(144)에 제공된다. 제 4 열매체를 통해 증발기(144)에 공급되는 폐수의 열은 증발기(144)를 통과하는 냉매의 증발 효율을 높여 결과적으로 응축기(142)의 가열 효율을 높여주고, 이로 인해 온수탱크(110)의 온수가 더욱 효과적으로 가열될 수 있다.Figure 2c shows a case of adjusting the energy balancing using the heat of the waste water discarded in the building when the heating of the building is made. At this time, the hot water of the
도 2d는 건물의 급탕이 이루어질 때 건물에서 버려지는 폐수의 열을 이용하여 에너지 밸런싱을 맞추는 경우를 나타낸 것이다. 이때 급탕탱크(160)의 온수는 제 1 열교환기(146)와 급탕탱크 열교환배관(161)을 순환하는 제 3 열매체에 의해 가열되고, 폐수탱크(170)에 저장된 폐수의 열은 제 2 열교환기(148)와 폐수탱크 열교환배관(171)을 순환하는 제 4 열매체에 의해 증발기(144)에 제공된다. 제 4 열매체를 통해 증발기(144)에 공급되는 폐수의 열은 증발기(144)를 통과하는 냉매의 증발 효율을 높여 결과적으로 응축기(142)의 가열 효율을 높여주고, 이로 인해 급탕탱크(160)의 온수가 더욱 효과적으로 가열될 수 있다.Figure 2d shows a case of adjusting the energy balancing using the heat of the waste water discarded from the building when the hot water supply of the building is made. At this time, the hot water of the
도 2e는 건물의 냉방이 이루어질 때 보조열원(180)을 이용하여 에너지 밸런싱을 맞추는 경우를 나타낸 것이다. 이때 제 1 유로전환밸브(190)는 보조열원(180)의 공급관(181)과 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 공급관(184)을 연결하고, 제 2 유로전환밸브(191)는 보조열원(180)의 환수관(182)과 제 1 보조열원 열교환배관(183)의 환수관(185)을 연결하여, 보조열원(180)의 열이 제 1 보조열원 열교환배관(183)과 제 1 열교환기(146) 사이를 순환하는 제 5 열매체에 의해 응축기(142)에 전달된다. 그리고 증발기(144)의 냉기는 제 2 열교환기(148)와 냉수탱크 열교환배관(155) 사이를 순환하는 제 2 열매체를 통해 냉수탱크(130)의 냉수에 전달된다.2E illustrates a case where energy balancing is achieved using the
제 5 열매체를 통해 응축기(142)에 전달되는 보조열원(180)의 열은 응축기(142)의 열보다 낮으므로, 제 5 열매체는 응축기(142)를 통과하는 냉매의 냉각 효율을 높여준다. 그리고 응축기(142)의 원활한 동작은 냉동사이클장치(140)의 전체적인 효율 상승으로 이어지고, 이에 의해 증발기(144)가 더욱 원활하게 냉수탱크(130)의 냉수를 냉각시킬 수 있다.Since the heat of the
도 2f는 건물의 난방이 이루어질 때 보조열원(180)을 이용하여 에너지 밸런싱을 맞추는 경우를 나타낸 것이다. 이때 제 1 유로전환밸브(190)는 보조열원(180)의 공급관(181)과 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 공급관(187)을 연결하고, 제 2 유로전환밸브(191)는 보조열원(180)의 환수관(182)과 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 환수관(188)을 연결하여, 보조열원(180)의 열이 제 2 보조열원 열교환배관(186)과 제 2 열교환기(148) 사이를 순환하는 제 6 열매체에 의해 증발기(144)에 전달된다. 그리고 응축기(142)가 방출하는 열은 제 1 열교환기(146)와 온수탱크 열교환배관(150) 사이를 순환하는 제 1 열매체를 통해 온수탱크(110)의 온수에 전달된다.2F illustrates a case where energy balancing is achieved using the
제 6 열매체를 통해 증발기(144)에 전달되는 보조열원(180)의 열은 증발기(144)의 열보다 높으므로, 제 6 열매체는 증발기(144)를 통과하는 냉매의 증발 효율을 높여준다. 그리고 증발기(144)의 원활한 동작은 냉동사이클장치(140)의 전체적인 효율 상승으로 이어지고, 이에 의해 응축기(142)가 더욱 원활하게 온수탱크(110)의 온수를 가열할 수 있다.Since the heat of the
도 2g는 보조열원(180)이 지열 파이프인 경우 이를 냉방에 이용하는 경우를 나타낸 것이다. 이때 제 1 유로전환밸브(190)는 보조열원(180)의 공급관(181)과 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 공급관(187)을 연결하고, 제 2 유로전환밸브(191)는 보조열원(180)의 환수관(182)과 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 환수관(188)을 연결한다. 따라서 지열 파이프를 통해 공급되는 열매체는 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 공급관(187)을 통해 냉수탱크 열교환배관(155)의 제 1 유동관(156)으로 유동하여 냉수탱크(130)로 공급되고, 냉수탱크(130)를 통과한 열매체는 냉수탱크 열교환배관(155)의 제 2 유동관(158) 및 제 2 보조열원 열교환배관(186)의 환수관(188)을 통해 보조열원(180)으로 환수된다.2G illustrates a case where the
지열의 온도는 약 15℃로 지열 파이프로부터 공급되는 열매체는 약 15℃의 온도를 갖고, 냉방에 필요한 냉수의 온도는 약 15℃이다. 따라서 지열 파이프로부터 공급되는 열매체를 제 2 보조열원 열교환배관(186)을 통해 냉수탱크 열교환배관(155)으로 유동시키면 냉수탱크 열교환배관(155)을 따라 유동하는 열매체가 냉수탱크(130)에 저장된 냉수를 냉각시킴으로써 냉동사이클장치(140)를 작동시키기 않고도 냉방에 필요한 냉수를 얻을 수 있다.The temperature of the geothermal heat is about 15 ° C, and the heat medium supplied from the geothermal pipe has a temperature of about 15 ° C, and the temperature of the cold water required for cooling is about 15 ° C. Therefore, when the heat medium supplied from the geothermal pipe flows into the cold water tank
이와 같이, 본 발명에 의한 건물의 에너지 절약시스템(100)은 냉동사이클장치(140)를 통해 건물에서 버려지는 각종 미활용 열원과 그 밖의 다양한 보조열원을 활용하여 건물의 냉난방이나 급탕에 이용함으로써, 에너지 사용을 크게 줄일 수 있다. 그리고 전기, 가스나 석유 등 오염 물질을 배출하는 기존 에너지 사용을 줄임으로써 친환경 운전이 가능하다.As described above, the
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.On the other hand, Figure 3 is a schematic diagram showing an energy saving system of a building according to another embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템(200)은 도 1에 도시된 건물의 에너지 절약시스템(100)과 비교할 때 보조열원(180)이 없고 온수열원(210)과 냉수열원(220)을 더 포함하는 것으로, 이를 제외한 나머지 구성은 도 1에 도시된 건물의 에너지 절약시스템(100)과 같다. 이러한 본 발명의 다른 실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템(200)은 온수열원(210)이 냉동사이클장치(140)의 응축기(142)와 함께 온수탱크(110)의 온수를 가열하는데 이용되고, 냉수열원(220)이 냉동사이클장치(140)의 증발기(144)와 함께 냉수탱크(130)의 냉수를 냉각시키는데 이용된다.
온수열원(210)은 보일러나 히터 등 발열 기능을 갖는 다양한 장치가 이용될 수 있으며, 온수탱크 열교환배관(150)에 연결된 온수열원 열교환배관(211)을 통해 온수탱크(110)에 저장된 온수에 열을 제공한다. 온수열원 열교환배관(211)은 제 7 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 온수탱크 열교환배관(150)과 제 7 열매체의 순환이 가능하게 연결된다.The hot
제 7 열매체는 온수열원(210)에서 가열된 후 온수열원 열교환배관(211)을 통해 온수탱크 열교환배관(150)으로 공급되고, 온수탱크 열교환배관(150)을 통과할 때 온수탱크(110)에 저장된 온수에 열을 제공한다. 그리고 온수탱크(110)의 온수에 열을 빼앗겨 온도가 떨어진 제 7 열매체는 온수열원(210)으로 환수되어 다시 가열된 후 온수열원 열교환배관(211)과 온수탱크 열교환배관(150) 사이를 순환한다. 온수열원 열교환배관(211)의 공급관(212) 및 환수관(214)에는 제 7 열매체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(213)(215)가 각각 설치된다. 제 7 열매체는 온수탱크 열교환배관(150)과 제 1 열교환기(146) 사이를 순환하는 제 1 열매체와 섞이게 되므로, 물 등 제 1 열매체와 동일한 유체가 이용되는 것이 좋다.The seventh heating medium is heated in the hot
난방에 필요한 온수의 온도에 따라 온수탱크(110)의 온수는 냉동사이클장치(140)의 응축기(142) 및/또는 온수열원(210)에 의해서 가열될 수 있다. 즉 온수탱크(110)의 온수는 응축기(142)나 온수열원(210) 중 어느 하나에 의해 가열될 수도 있고, 응축기(142)와 온수열원(210) 모두에 의해 가열될 수도 있다. 후자의 경우, 온수탱크 열교환배관(150)과 제 1 열교환기(146) 사이, 그리고 온수탱크 열교환배관(150)과 온수열원 열교환배관(211) 사이에서 열매체의 순환이 일어난다.The hot water of the
냉수열원(220)은 각종 냉동장치 등 냉각 기능을 갖는 다양한 장치가 이용될 수 있으며, 냉수탱크 열교환배관(155)에 연결된 냉수열원 열교환배관(221)을 통해 냉수탱크(130)에 저장된 냉수를 냉각시킨다. 냉수열원 열교환배관(221)은 제 8 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고 냉수탱크 열교환배관(155)과 제 8 열매체의 순환이 가능하게 연결된다.The cold
제 8 열매체는 냉수열원(220)에서 냉각된 후 냉수열원 열교환배관(221)을 통해 냉수탱크 열교환배관(155)으로 공급되고, 냉수탱크 열교환배관(155)을 통과할 때 냉수탱크(130)에 저장된 냉수를 냉각시킨다. 그리고 냉수탱크(130)의 냉수로부터 열을 빼앗아 온도가 상승한 제 8 열매체는 냉수열원(220)으로 환수되어 다시 냉각된 후 냉수열원 열교환배관(221)과 냉수탱크 열교환배관(155) 사이를 순환한다. 냉수열원 열교환배관(221)의 공급관(222) 및 환수관(224)에는 제 8 열매체의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(223)(225)가 각각 설치된다. 제 8 열매체는 냉수탱크 열교환배관(155)과 제 2 열교환기(148) 사이를 순환하는 제 2 열매체와 섞이게 되므로, 물 등 제 2 열매체와 동일한 유체가 이용되는 것이 좋다.The eighth heat medium is cooled in the cold
냉방에 필요한 냉수의 온도에 따라 냉수탱크(130)의 냉수는 냉동사이클장치(140)의 증발기(144) 및/또는 냉수열원(220)에 의해서 냉각될 수 있다. 즉 냉수탱크(130)의 냉수는 증발기(144)나 냉수열원(220) 중 어느 하나에 의해 냉각될 수도 있고, 증발기(144)와 냉수열원(220) 모두에 의해 냉각될 수도 있다. 후자의 경우, 냉수탱크 열교환배관(155)과 제 2 열교환기(148) 사이, 그리고 냉수탱크 열교환배관(155)과 냉수열원 열교환배관(221) 사이에서 열매체의 순환이 일어난다.The cold water of the
한편, 도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 건물의 에너지 절약시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.On the other hand, Figure 4 is a schematic diagram showing an energy saving system of a building according to another embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 건물의 에너지 절약시스템(300)은 도 1에 도시된 건물의 에너지 절약시스템(100)과 비교할 때, 온수열원(210), 온수열원 열교환배관(211), 냉수열원(220) 및 냉수열원 열교환배관(221)을 더 포함하는 것이다. 온수열원(210), 온수열원 열교환배관(211), 냉수열원(220) 및 냉수열원 열교환배관(221)의 구조나 작용은 도 3에 도시된 건물의 에너지 절약시스템(200)과 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Compared with the
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, these modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.
100, 200, 300 : 건물의 에너지 절약시스템 105 : 복사 패널
110 : 온수탱크 111 : 메인 온수공급관
112 : 메인 온수환수관 113 : 온수공급헤더
114 : 온수환수헤더 115 : 온수공급관
116 : 온수환수관 120 : 냉온수공급헤더
121 : 냉온수관 123 : 냉온수환수헤더
130 : 냉수탱크 131 : 메인 냉수공급관
132 : 메인 냉수환수관 133 : 냉수공급헤더
134 : 냉수환수헤더 135 : 냉수공급관
136 : 냉수환수관 140 : 냉동사이클장치
141 : 압축기 142 : 응축기
143 : 감압장치 144 : 증발기
146, 148 : 제 1, 2 열교환기 150 : 온수탱크 열교환배관
155 : 냉수탱크 열교환배관 160 : 급탕탱크
161 : 급탕탱크 열교환배관 170 : 폐수탱크
171 : 폐수탱크 열교환배관 180 : 보조열원
183, 186 : 제 1, 2 보조열원 열교환배관
190, 191 : 제 1, 2 유로전환밸브 210 : 온수열원
211 : 온수열원 열교환배관 220 : 냉수열원
221 : 냉수열원 열교환배관100, 200, 300: energy saving system for buildings 105: radiation panels
110: hot water tank 111: main hot water supply pipe
112: main hot water return pipe 113: hot water supply header
114: hot water return header 115: hot water supply pipe
116: hot water return pipe 120: cold and hot water supply header
121: cold and hot water pipe 123: cold and hot water return header
130: cold water tank 131: main cold water supply pipe
132: main cold water return pipe 133: cold water supply header
134: cold water return header 135: cold water supply pipe
136: cold water return pipe 140: refrigeration cycle device
141: compressor 142: condenser
143: decompression device 144: evaporator
146, 148: first and second heat exchanger 150: hot water tank heat exchange pipe
155: cold water tank heat exchange pipe 160: hot water tank
161: hot water tank heat exchange pipe 170: waste water tank
171: waste water tank heat exchange pipe 180: auxiliary heat source
183, 186: first and second auxiliary heat source heat exchange pipe
190, 191: first and second flow path switching valve 210: hot water heat source
211: hot water heat source heat exchange pipe 220: cold water heat source
221: cold water heat exchanger heat pipe
Claims (8)
상기 냉난방 존을 난방하기 위해 상기 복사 패널에 온수를 공급하는 온수탱크;
상기 냉난방 존을 냉방하기 위해 상기 복사 패널에 냉수를 공급하는 냉수탱크;
압축기, 응축기, 감압장치 및 증발기가 냉매가 순환할 수 있는 폐회로를 구성하도록 연결된 냉동사이클장치;
상기 응축기와 열교환 할 수 있도록 상기 응축기에 인접하도록 설치되고 유체가 유동할 수 있는 유로를 갖는 제 1 열교환기;
상기 증발기와 열교환 할 수 있도록 상기 증발기에 인접하도록 설치되고 유체가 유동할 수 있는 유로를 갖는 제 2 열교환기;
상기 응축기의 열을 상기 온수탱크의 온수에 전달하기 위한 제 1 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 상기 제 1 열교환기와 상기 제 1 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 온수탱크 열교환배관;
상기 증발기의 냉기를 상기 냉수탱크의 냉수에 전달하기 위한 제 2 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 상기 제 2 열교환기와 상기 제 2 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 냉수탱크 열교환배관;
상기 건물에 온수를 공급하기 위한 급탕탱크;
상기 응축기의 열을 상기 급탕탱크의 온수에 전달하기 위한 제 3 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 상기 제 1 열교환기와 상기 제 3 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 급탕탱크 열교환배관;
상기 건물에서 사용된 폐수를 저장하는 폐수탱크; 및
상기 폐수탱크에 저장된 폐수의 열을 상기 증발기에 전달하기 위한 제 4 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 상기 제 2 열교환기와 상기 제 4 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 폐수탱크 열교환배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.
A plurality of radiation panels installed in a plurality of cooling and heating zones in the building and having a flow path through which fluid can flow;
A hot water tank supplying hot water to the radiation panel to heat the air conditioning zone;
A cold water tank supplying cold water to the radiation panel to cool the air conditioning zone;
A refrigeration cycle apparatus in which a compressor, a condenser, a decompression device, and an evaporator form a closed circuit through which refrigerant can be circulated;
A first heat exchanger installed adjacent to the condenser so as to exchange heat with the condenser, and having a flow path through which a fluid can flow;
A second heat exchanger installed adjacent to the evaporator so as to exchange heat with the evaporator and having a flow path through which a fluid can flow;
A hot water tank heat exchange pipe having a flow path through which a first heat medium for transferring heat of the condenser to hot water of the hot water tank may flow, and circulating the first heat exchanger and the first heat medium to be circulated;
A cold water tank heat exchange pipe having a flow path through which a second heat medium for transferring cold air of the evaporator to cold water of the cold water tank may flow, and circulating the second heat exchanger and the second heat medium to be circulated;
Hot water tank for supplying hot water to the building;
A hot water supply tank heat exchange pipe having a flow path through which a third heat medium for transferring the heat of the condenser to the hot water of the hot water tank may flow, and circulating the first heat exchanger and the third heat medium to be circulated;
A wastewater tank for storing wastewater used in the building; And
A wastewater tank heat exchange pipe having a flow path through which a fourth heat medium for transferring heat of the waste water stored in the waste water tank to the evaporator may flow, and circulating the second heat exchanger and the fourth heat medium to be circulated; Energy saving system of a building comprising a.
보조열원;
상기 보조열원과 상기 응축기 사이에 열을 전달하기 위한 제 5 열매체가 유동할 수 있는 유로를 갖고, 상기 제 1 보조열원과 상기 제 5 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 제 1 보조열원 열교환배관; 및
상기 보조열원과 상기 증발기 사이에 열을 전달하기 위한 제 6 열매체가 유동할 수 있는 유로를 갖고, 상기 제 2 보조열원과 상기 제 6 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 제 2 보조열원 열교환배관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.
The method of claim 1,
Auxiliary heat source;
A first auxiliary heat source heat exchange pipe having a flow path through which a fifth heat medium for transferring heat between the auxiliary heat source and the condenser can flow, and circulating the first auxiliary heat source and the fifth heat medium to be circulated; And
A second auxiliary heat source heat exchange pipe having a flow path through which a sixth heat medium for transferring heat between the auxiliary heat source and the evaporator can flow, and in which circulation of the second auxiliary heat source and the sixth heat medium is possible; Energy saving system of a building, characterized in that it further comprises.
상기 보조열원의 공급관, 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 공급관 및 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 공급관 사이에 배치되어 상기 보조열원의 공급관과 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 공급관 또는 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 공급관을 선택적으로 연결하는 제 1 유로전환밸브; 및
상기 보조열원의 환수관, 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 환수관 및 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 환수관 사이에 배치되어 상기 보조열원의 환수관과 상기 제 1 보조열원 열교환배관의 환수관 또는 상기 제 2 보조열원 열교환배관의 환수관을 선택적으로 연결하는 제 2 유로전환밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.
3. The method of claim 2,
The supply pipe of the auxiliary heat source, the supply pipe of the first auxiliary heat source heat exchange pipe and the supply pipe of the second auxiliary heat source heat exchange pipe are disposed between the supply pipe of the auxiliary heat source and the first auxiliary heat source heat exchange pipe or the second auxiliary heat source. A first flow path switching valve for selectively connecting a supply pipe of the heat exchange pipe; And
A return tube of the auxiliary heat source and a return tube of the first auxiliary heat source heat exchange pipe and a return tube of the first auxiliary heat source heat exchange pipe and a return tube of the second auxiliary heat source heat exchange pipe; And a second flow path switching valve selectively connecting the return pipe of the second auxiliary heat source heat exchange pipe.
상기 보조열원은 지중에 매립 설치되어 지열을 공급하는 지열 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.
3. The method of claim 2,
The auxiliary heat source is buried in the ground energy saving system of the building comprising a geothermal pipe for supplying geothermal heat.
상기 온수탱크의 온수를 가열하기 위한 온수열원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.
The method of claim 1,
Energy saving system of a building further comprising a hot water heat source for heating the hot water of the hot water tank.
상기 온수열원의 열을 상기 온수탱크의 온수에 전달하기 위한 제 7 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 상기 온수탱크 열교환배관과 상기 제 7 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 온수열원 열교환배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.
The method of claim 5, wherein
A hot water heat source heat exchange pipe having a flow path through which a seventh heat medium for transferring the heat of the hot water heat source to the hot water of the hot water tank may flow, and the circulation of the hot water tank heat exchange pipe and the seventh heat medium may be connected; Energy saving system of a building, characterized in that it further comprises.
상기 냉수탱크의 냉수를 냉각시키기 위한 냉수열원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.
The method of claim 1,
Energy saving system of a building further comprising a cold water heat source for cooling the cold water of the cold water tank.
상기 냉수열원의 냉기를 상기 냉수탱크의 냉수에 전달하기 위한 제 8 열매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하고, 상기 냉수탱크 열교환배관과 상기 제 8 열매체의 순환이 가능하게 연결되는 냉수열원 열교환배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 에너지 절약시스템.The method of claim 7, wherein
A cold water heat exchange heat exchange pipe having a flow path through which an eighth heat medium for transferring cold air of the cold water heat source to the cold water of the cold water tank may flow, and wherein the cold water tank heat exchange pipe and the eighth heat medium are circulated to be connected to each other; Energy saving system of a building, characterized in that it further comprises.
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| KR1020120062251A KR101305448B1 (en) | 2012-06-11 | 2012-06-11 | Energy-saving system of building using radiation cooling and heating method and using non-used energy in building |
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| KR101305448B1 true KR101305448B1 (en) | 2013-09-06 |
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| KR1020120062251A KR101305448B1 (en) | 2012-06-11 | 2012-06-11 | Energy-saving system of building using radiation cooling and heating method and using non-used energy in building |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2012
- 2012-06-11 KR KR1020120062251A patent/KR101305448B1/en active IP Right Grant
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