KR20240017254A - 유해물질 배송용 덕트의 설계방법, 이에 의하여 설계된 배송용 덕트 - Google Patents

유해물질 배송용 덕트의 설계방법, 이에 의하여 설계된 배송용 덕트 Download PDF

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마상범
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Abstract

본 발명은 유해물질 배송용 덕트의 설계방법, 이에 의하여 설계된 배송용 덕트에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법은 건물의 방의 천장측에 형성된 복수개의 흡입구들과 상기 흡입구들을 통해 흡입된 유해물질을 외부로 배출시키는 토출구를 연결시켜 상기 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법으로, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 분석하는 단계; 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계; 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계; 상기 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

유해물질 배송용 덕트의 설계방법, 이에 의하여 설계된 배송용 덕트{Design method of duct for delivery of hazardous substances, and duct for delivery by the method}
본 발명은 유해물질 배송용 덕트의 설계방법, 이에 의하여 설계된 배송용 덕트에 관한 것이다.
공조시스템(HVAC)이란 난방(Heating), 환기(Ventilation), 냉방(Air-Conditioning System) 등을 통해 건물이나 차량 등의 실내를 쾌적하게 유지하는 공기조절시스템을 말한다. 이와 같은 공조시스템에는 공기의 이동을 위한 덕트시스템이 구비된다.
그리고, 건물에 설치된 감지센서에 의해 유해물질이 감지되는 경우, 유해물질은 덕트 시스템에 의해 실내에서 실외로 배출된다.
이 때, 유해물질은 건물의 방의 천장에 형성된 흡입구들을 통해 덕트로 유입되고 덕트로 유입된 유해물질은 토출구를 통해 실외로 배출된다.
그런데 이와 같은 종래의 덕트 시스템의 경우, 덕트의 배치에 따라 흡입구의 위치별로 흡입 속도에서 차이가 있어, 흡입 속도 손실이 큰 흡입구 측에서는 유해물질이 원활하게 덕트 측으로 흡입되지 못하여 유해물질의 제거에 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0638599호(2006.10.19)
상기와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는 흡입구들과 토출구를 분석하고 흡입구들과 토출구를 연결시킨 후 수치 해석을 실시하여 배송용 덕트의 최적 형상을 도출함으로써, 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시켜 유해물질의 제거에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법, 이에 의하여 설계된 배송용 덕트를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법은 건물의 방의 천장측에 형성된 복수개의 흡입구들과 상기 흡입구들을 통해 흡입된 유해물질을 외부로 배출시키는 토출구를 연결시켜 상기 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법으로, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 분석하는 단계; 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계; 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계; 상기 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 분석하는 단계는, 상기 흡입구의 개수를 파악하는 단계; 및 상기 흡입구의 배치 위치를 파악하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 흡입구의 개수를 파악하는 단계에서, 상기 복수개의 흡입구들은 제1 흡입구, 제2 흡입구, 제3 흡입구, 제4 흡입구, 제5 흡입구 및 제6 흡입구를 포함하여 6개로 마련될 수 있다.
또한, 상기 흡입구의 배치 위치를 파악하는 단계에서, 상기 복수개의 흡입구들은 상기 방의 가장자리로부터 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 흡입구는 상기 방의 전방 좌측에 배치되고, 상기 제2 흡입구는 상기 제1 흡입구의 우측에 이격되어 배치되며, 상기 제3 흡입구는 상기 제1 흡입구의 후방측에 이격되어 배치되고, 상기 제4 흡입구는 상기 제3 흡입구의 우측에 이격되어 배치되며, 상기 제5 흡입구는 상기 제3 흡입구의 후방측에 이격되어 배치되고, 상기 제6 흡입구는 상기 제5 흡입구의 우측에 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 흡입구 및 제2 흡입구는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치되고, 상기 제3 흡입구 및 제4 흡입구는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치되며, 상기 제5 흡입구 및 제6 흡입구는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 흡입구, 제3 흡입구 및 제5 흡입구는 전후방향으로 열을 맞춰 배치되며, 상기 제2 흡입구, 제4 흡입구 및 제6 흡입구는 전후방향으로 열을 맞춰 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계에서 작동 유체는 25도의 공기로 설정될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계에서 난류모델은 Shear Stress Transport model로 설정될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계는, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제3 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제12 연결관과 제34 연결관의 중심부를 연결시키는 단계; 상기 제34 연결관과 제56 연결관의 중심부를 연결시키는 단계; 및 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계는, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제1 흡입구와 제3 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제3 흡입구와 제5 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제2 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제4 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계; 및 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계는, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제3 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제4 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제5 흡입구를 연결시키는 단계; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제6 흡입구를 연결시키는 단계; 및 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배송용 덕트는 제1 항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배송용 덕트는 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 제12 연결관; 상기 제3 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 제34 연결관; 상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 제56 연결관; 상기 제12 연결관과 제34 연결관의 사이에 배치되어 상기 제12 연결관과 제34 연결관의 중심부를 연결시키는 제1 중간연결관; 상기 제34 연결관과 제56 연결관의 사이에 배치되어 상기 제34 연결관과 제56 연결관의 중심부를 연결시키는 제2 중간연결관; 및 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 토출관을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배송용 덕트는 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 제12 연결관; 상기 제1 흡입구와 제3 흡입구를 연결시키는 제13 연결관; 상기 제3 흡입구와 제5 흡입구를 연결시키는 제35 연결관; 상기 제2 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 제24 연결관; 상기 제4 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 제46 연결관; 상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 제56 연결관; 및 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 토출관을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배송용 덕트는 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 제12 연결관; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제3 흡입구를 연결시키는 제3 연결관; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제4 흡입구를 연결시키는 제4 연결관; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제5 흡입구를 연결시키는 제5 연결관; 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제6 흡입구를 연결시키는 제6 연결관; 및 상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 토출관을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법은 흡입구들과 토출구를 분석하고 흡입구들과 토출구를 연결시킨 후 수치 해석을 실시하여 배송용 덕트의 최적 형상을 도출함으로써, 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시켜 유해물질의 제거에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 배송용 덕트를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트 중 간선 덕트를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트 중 간선 덕트의 수치해석결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트 중 제1 환상 덕트를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트 중 제1 환상 덕트의 수치해석결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트 중 개별 덕트를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트 중 개별 덕트의 수치해석결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트의 성능을 검증하기 위한 배송용 덕트의 수치해석 경계조건을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 종류별 배송용 덕트의 흡입구별 속도 손실율을 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법은 건물의 방(20)의 천장측에 형성된 복수개의 흡입구들과 흡입구들을 통해 흡입된 유해물질을 외부로 배출시키는 토출구(32)를 연결시켜 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 유해물질 배송용 덕트(10)를 설계할 수 있다. 일반적으로, 흡입구는 2~3평당 하나씩 배치되어 있다. 여기서, 방(20)은 14 ~ 16평으로 마련될 수 있고, 수치해석은 15평을 기준으로 실시하였다. 추가적으로, 방(20)은 복수개로 분할될 수 있다.
그리고, 토출구(32)는 토출부(30)에 형성될 수 있고, 토출부(30)의 내부에는 토출팬(미도시)이 마련되어 토출구(32) 측으로 송풍함으로써, 흡입구들로부터 토출구(32)로 유해물질이 이동되어 외부로 배출될 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법은 복수개의 흡입구들과 토출구를 분석하는 단계(S10), 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20), 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계(S30), 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
복수개의 흡입구들과 토출구를 분석하는 단계(S10)에서는 복수개의 흡입구들과 토출구(32)를 분석할 수 있다.
그리고, 복수개의 흡입구들과 토출구를 분석하는 단계(S10)는 흡입구의 개수를 파악하는 단계(S11) 및 흡입구의 배치 위치를 파악하는 단계(S12)를 포함할 수 있다.
흡입구의 개수를 파악하는 단계(S11)에서, 복수개의 흡입구는 제1 흡입구(HG1), 제2 흡입구(HG2), 제3 흡입구(HG3), 제4 흡입구(HG4), 제5 흡입구(HG5) 및 제6 흡입구(HG6)를 포함하여 6개로 마련될 수 있다.
흡입구의 배치 위치를 파악하는 단계(S12)에서, 복수개의 흡입구들은 방의 가장자리로부터 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 흡입구의 배치 위치는 제1 흡입구(HG1)가 방(20)의 전방 좌측에 배치되고, 제2 흡입구(HG2)는 제1 흡입구(HG1)의 우측에 이격되어 배치되며, 제3 흡입구(HG3)는 제1 흡입구(HG1)의 후방측에 이격되어 배치되고, 제4 흡입구(HG4)는 제3 흡입구(HG3)의 우측에 이격되어 배치되며, 제5 흡입구(HG5)는 제3 흡입구(HG3)의 후방측에 이격되어 배치되고, 제6 흡입구(HG6)는 제5 흡입구(HG5)의 우측에 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 제1 흡입구(HG1) 및 제2 흡입구(HG2)는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치되고, 제3 흡입구(HG3) 및 제4 흡입구(HG4)는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치되며, 제5 흡입구(HG5) 및 제6 흡입구(HG6)는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치될 수 있다.
또한, 제1 흡입구(HG1), 제3 흡입구(HG3) 및 제5 흡입구(HG5)는 전후방향으로 열을 맞춰 배치되며, 제2 흡입구(HG2), 제4 흡입구(HG4) 및 제6 흡입구(HG6)는 전후방향으로 열을 맞춰 배치될 수 있다.
그리고, 제2 흡입구(HG2)는 제1 흡입구(HG1)의 우측에 3200 ~ 4000mm 이격되어 배치되며, 제3 흡입구(HG3)는 제1 흡입구(HG1)의 후방측에 1400 ~ 2200mm 이격되어 배치되고, 제5 흡입구(HG5)는 제3 흡입구(HG3)의 후방측에 1400 ~ 2200mm 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 수치해석을 위해 제2 흡입구(HG2)는 제1 흡입구(HG1)의 우측에 3600mm 이격되어 배치되며, 제3 흡입구(HG3)는 제1 흡입구(HG1)의 후방측에 1800mm 이격되어 배치되고, 제4 흡입구(HG4)는 제3 흡입구(HG3)의 우측에 3600mm 이격되어 배치되며, 제5 흡입구(HG5)는 제3 흡입구(HG3)의 후방측에 1800mm 이격되어 배치되고, 제6 흡입구(HG6)는 제5 흡입구(HG5)의 우측에 3600mm 이격되어 배치된 것으로 설정하였다.
그리고, 흡입구의 직경은 250 ~ 350mm로 마련될 수 있다.
또한, 수치해석을 위해 흡입구의 직경은 300mm로 설정하였다.
복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)는 복수개의 흡입구들과 토출구(32)가 연결되도록 배관들을 연결시킬 수 있다.
복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)는 간선 덕트 연결 단계(S20-1), 환상 덕트 연결 단계(S20-2), 개별 덕트 연결 단계(S20-3)로 각각 실시되어 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시킬 수 있다.
복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)가 간선 덕트 연결 단계(S20-1)로 실시되는 경우, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)는 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계, 제3 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 단계, 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계, 제12 연결관과 제34 연결관의 중심부를 연결시키는 단계, 제34 연결관과 제56 연결관의 중심부를 연결시키는 단계 및 제12 연결관의 중심부와 토출구를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계는 제1 흡입구와 제2 흡입구를 제12 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제3 흡입구와 제4 흡입구를 제34 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계는 제5 흡입구와 제6 흡입구를 제56 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관과 제34 연결관의 중심부를 연결시키는 단계는 제12 연결관과 제34 연결관의 중심부를 제1 중간연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제34 연결관과 제56 연결관의 중심부를 연결시키는 단계는 제34 연결관과 제56 연결관의 중심부를 제2 중간연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관의 중심부와 토출구를 연결시키는 단계는 제12 연결관의 중심부와 토출구를 토출관을 통해 연결시킬 수 있다.
복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)가 환상 덕트 연결 단계(S20-2)로 실시되는 경우, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S0)는 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계, 제1 흡입구와 제3 흡입구를 연결시키는 단계, 제3 흡입구와 제5 흡입구를 연결시키는 단계, 제2 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 단계, 제4 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계, 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계 및 제12 연결관의 중심부와 토출구를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계는 제1 흡입구와 제2 흡입구를 제12 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제1 흡입구와 제3 흡입구를 연결시키는 단계는 제1 흡입구와 제3 흡입구를 제13 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제3 흡입구와 제5 흡입구를 연결시키는 단계는 제3 흡입구와 제5 흡입구를 제35 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제2 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 단계는 제2 흡입구와 제4 흡입구를 제24 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제4 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계는 제4 흡입구와 제6 흡입구를 제46 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계는 제5 흡입구와 제6 흡입구를 제56 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관의 중심부와 토출구를 연결시키는 단계는 제12 연결관의 중심부와 토출구를 토출관을 통해 연결시킬 수 있다.
복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)가 개별 덕트 연결 단계(S20-3)로 실시되는 경우, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)는 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계, 제12 연결관의 중심부와 제3 흡입구를 연결시키는 단계, 제12 연결관의 중심부와 제4 흡입구를 연결시키는 단계, 제12 연결관의 중심부와 제5 흡입구를 연결시키는 단계, 제12 연결관의 중심부와 제6 흡입구를 연결시키는 단계 및 제12 연결관의 중심부와 토출구를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계는 제1 흡입구와 제2 흡입구를 제12 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관의 중심부와 제3 흡입구를 연결시키는 단계는 제12 연결관의 중심부와 제3 흡입구를 제3 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관의 중심부와 제4 흡입구를 연결시키는 단계는 제12 연결관의 중심부와 제4 흡입구를 제4 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관의 중심부와 제5 흡입구를 연결시키는 단계는 제12 연결관의 중심부와 제5 흡입구를 제5 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관의 중심부와 제6 흡입구를 연결시키는 단계는 제12 연결관의 중심부와 제6 흡입구를 제6 연결관을 통해 연결시킬 수 있다.
제12 연결관의 중심부와 토출구를 연결시키는 단계는 제12 연결관의 중심부와 토출구를 토출관을 통해 연결시킬 수 있다.
복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계(S30)는 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)에서 형성된 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석할 수 있다.
여기서, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)가 간선 덕트 연결 단계(S20-1)로 실시되는 경우, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 배송용 덕트는 간선 덕트로 정의하기로 한다.
그리고, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)가 환상 덕트 연결 단계(S20-2)로 실시되는 경우, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 배송용 덕트는 환상 덕트로 정의하기로 한다.
또한, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계(S20)가 개별 덕트 연결 단계(S20-3)로 실시되는 경우, 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 배송용 덕트는 개별 덕트로 정의하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트의 성능을 검증하기 위한 배송용 덕트의 수치해석 경계조건을 도시한 것이다. 수치해석 프로그램으로 CFX-19.2를 사용하였고, 작동 유체는 25도의 공기로 설정하였다. 그리고, 난류모델은 Shear Stress Transport model을 사용할 수 있다.
도 3, 5, 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의해 설계된 간선 덕트(11), 환상 덕트(12), 개별 덕트(13)를 CFD를 활용하여 내부 유동흐름을 나타낸 것이다.
이에 따르면, 개별 덕트(13)인 경우, 제1 흡입구(HG1) 내지 제6 흡입구(HG6)에서 흡입속도가 비슷한 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의해 설계된 간선 덕트(11), 환상 덕트(12), 개별 덕트(13)의 제1 흡입구(HG1) 내지 제6 흡입구(HG6)에서의 속도 손실률을 나타낸 것이다.
아래 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의해 설계된 간선 덕트(11), 환상 덕트(12), 개별 덕트(13)의 제1 흡입구(HG1) 내지 제6 흡입구(HG6)에서의 속도 손실률을 나타낸 것이다.
제1 흡입구 제2 흡입구 제3 흡입구 제4 흡입구 제5 흡입구 제6 흡입구
간선 덕트 35.7 34.6 11.2 10.8 4.7 4.6
환상 덕트 30.6 30.4 13.6 13.5 6.7 6.7
개별 덕트 22.8 22.4 14.2 14.3 13.8 13.9
각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출하는 단계(S40)는 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출할 수 있다.
도 9 및 표 1을 참고하면, 개별 덕트(13)가 제1 흡입구(HG1) 내지 제6 흡입구(HG6)에서의 속도 손실률의 차이가 가장 작으므로, 흡입 속도 및 압력 손실이 가장 작은 배송용 덕트(10)인 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출하는 단계(S40)에서는 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트(10)로 개별 덕트(13)를 도출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계될 수 있다. 그리고, 배송용 덕트(10)는 간선 덕트(11), 환상 덕트(12), 개별 덕트(13) 중 하나로 마련될 수 있다.
도 2를 참고하면, 간선 덕트(11)는 제12 연결관(TY12), 제34 연결관(TY34), 제56 연결관(TY56), 제1 중간연결관(TC1), 제2 중간연결관(TC2), 토출관(TC)을 포함할 수 있다.
제12 연결관(TY12)은 제1 흡입구(HG1)와 제2 흡입구(HG2)를 연결시킬 수 있다.
제34 연결관(TY34)은 제3 흡입구(HG3)와 제4 흡입구(HG4)를 연결시킬 수 있다.
제56 연결관(TY56)은 제5 흡입구(HG5)와 제6 흡입구(HG6)를 연결시킬 수 있다.
제1 중간연결관(TC1)은 제12 연결관(TY12)과 제34 연결관(TY34)의 사이에 배치되어 제12 연결관(TY12)과 제34 연결관(TY34)의 중심부를 연결시킬 수 있다.
제2 중간연결관(TC2)은 제34 연결관(TY34)과 제56 연결관(TY56)의 사이에 배치되어 제34 연결관(TY34)과 제56 연결관(TY56)의 중심부를 연결시킬 수 있다.
토출관(TC)은 제12 연결관(TY12)의 중심부와 토출구(32)를 연결시킬 수 있다.
이에 따라, 제1 흡입구(HG1) 내지 제6 흡입구(HG6)가 토출구(32)와 연결될 수 있다.
도 4를 참고하면, 환상 덕트(12)는 제12 연결관(TY12), 제13 연결관(TY13), 제35 연결관(TY35), 제24 연결관(TY24), 제46 연결관(TY46), 제56 연결관(TY56), 토출관(TC)을 포함할 수 있다.
제12 연결관(TY12)은 제1 흡입구(HG1)와 제2 흡입구(HG2)를 연결시킬 수 있다.
제13 연결관(TY13)은 제1 흡입구(HG1)와 제3 흡입구(HG3)를 연결시킬 수 있다.
제35 연결관(TY35)은 제3 흡입구(HG3)와 제5 흡입구(HG5)를 연결시킬 수 있다.
제24 연결관(TY24)은 제2 흡입구(HG2)와 제4 흡입구(HG4)를 연결시킬 수 있다.
제46 연결관(TY46)은 제4 흡입구(HG4)와 제6 흡입구(HG6)를 연결시킬 수 있다.
제56 연결관(TY56)은 제5 흡입구(HG5)와 제6 흡입구(HG6)를 연결시킬 수 있다.
토출관(TC)은 제12 연결관(TY12)의 중심부와 토출구(32)를 연결시킬 수 있다.
이에 따라, 제1 흡입구(HG1) 내지 제6 흡입구(HG6)가 토출구(32)와 연결될 수 있다.
도 6을 참고하면, 개별 덕트(13)는 제12 연결관(TY12), 제3 연결관(TY3), 제4 연결관(TY4), 제5 연결관(TY5), 제6 연결관(TY6), 토출관(TC)을 포함할 수 있다.
제12 연결관(TY12)은 제1 흡입구(HG1)와 제2 흡입구(HG2)를 연결시킬 수 있다.
제3 연결관(TY3)은 제12 연결관(TY12)의 중심부와 제3 흡입구(HG3)를 연결시킬 수 있다.
제4 연결관(TY4)은 제12 연결관(TY12)의 중심부와 제4 흡입구(HG4)를 연결시킬 수 있다.
제5 연결관(TY5)은 제12 연결관(TY12)의 중심부와 제5 흡입구(HG5)를 연결시킬 수 있다.
제6 연결관(TY6)은 제12 연결관(TY12)의 중심부와 제6 흡입구(HG6)를 연결시킬 수 있다.
토출관(TC)은 제12 연결관(TY12)의 중심부와 토출구(32)를 연결시킬 수 있다.
이에 따라, 제1 흡입구(HG1) 내지 제6 흡입구(HG6)가 토출구(32)와 연결될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법은 흡입구들과 토출구(32)를 분석하고, 흡입구들과 토출구(32)를 연결시킨 후 수치 해석을 실시하여 배송용 덕트(10)의 최적 형상을 도출함으로써, 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시켜 유해물질의 제거에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 배송용 덕트(10)를 제공할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
S10 : 복수개의 흡입구들과 토출구를 분석하는 단계
S20 : 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 단계
S30 : 복수개의 흡입구들과 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계
S40 : 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출하는 단계
10 : 배송용 덕트 11 : 간선 덕트
12 : 제1 환상 덕트 13 : 개별 덕트
TC : 토출관 TY12 : 제12 연결관
TY13 : 제13 연결관 TY24 : 제24 연결관
TY34 : 제34 연결관 TY35 : 제35 연결관
TY46 : 제46 연결관 TY56 : 제56 연결관
TY3 : 제3 연결관 TY4 : 제4 연결관
TY5 : 제5 연결관 TY6 : 제6 연결관
TC1 : 제1 중간연결관 TC2 : 제2 중간연결관
20 : 방 HG1 : 제1 흡입구
HG2 : 제2 흡입구 HG3 : 제3 흡입구
HG4 : 제4 흡입구 HG5 : 제5 흡입구
HG6 : 제6 흡입구 30 : 토출부
32 : 토출구

Claims (16)

  1. 건물의 방의 천장측에 형성된 복수개의 흡입구들과 상기 흡입구들을 통해 흡입된 유해물질을 외부로 배출시키는 토출구를 연결시켜 상기 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법으로써,
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 분석하는 단계;
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계;
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계;
    상기 각각의 흡입구들의 흡입속도를 최적화시키는 배송용 덕트의 최적 형상을 도출하는 단계를 포함하는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 분석하는 단계는,
    상기 흡입구의 개수를 파악하는 단계; 및
    상기 흡입구의 배치 위치를 파악하는 단계를 포함하는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 흡입구의 개수를 파악하는 단계에서, 상기 복수개의 흡입구들은 제1 흡입구, 제2 흡입구, 제3 흡입구, 제4 흡입구, 제5 흡입구 및 제6 흡입구를 포함하여 6개로 마련되는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 흡입구의 배치 위치를 파악하는 단계에서, 상기 복수개의 흡입구들은 상기 방의 가장자리로부터 이격되어 배치되는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 흡입구는 상기 방의 전방 좌측에 배치되고,
    상기 제2 흡입구는 상기 제1 흡입구의 우측에 이격되어 배치되며,
    상기 제3 흡입구는 상기 제1 흡입구의 후방측에 이격되어 배치되고,
    상기 제4 흡입구는 상기 제3 흡입구의 우측에 이격되어 배치되며,
    상기 제5 흡입구는 상기 제3 흡입구의 후방측에 이격되어 배치되고,
    상기 제6 흡입구는 상기 제5 흡입구의 우측에 이격되어 배치되는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 흡입구 및 제2 흡입구는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치되고,
    상기 제3 흡입구 및 제4 흡입구는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치되며,
    상기 제5 흡입구 및 제6 흡입구는 좌우방향으로 열을 맞춰 배치되는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 흡입구, 제3 흡입구 및 제5 흡입구는 전후방향으로 열을 맞춰 배치되며,
    상기 제2 흡입구, 제4 흡입구 및 제6 흡입구는 전후방향으로 열을 맞춰 배치되는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계에서 작동 유체는 25도의 공기로 설정되는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 배송용 덕트를 수치 해석하는 단계에서 난류모델은 Shear Stress Transport model로 설정되는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계는,
    상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제3 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제12 연결관과 제34 연결관의 중심부를 연결시키는 단계;
    상기 제34 연결관과 제56 연결관의 중심부를 연결시키는 단계; 및
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 단계를 포함하는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계는,
    상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제1 흡입구와 제3 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제3 흡입구와 제5 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제2 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제4 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 단계; 및
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 단계를 포함하는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 흡입구들과 상기 토출구를 연결시키는 단계는,
    상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제3 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제4 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제5 흡입구를 연결시키는 단계;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제6 흡입구를 연결시키는 단계; 및
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 단계를 포함하는 유해물질 배송용 덕트의 설계방법.
  13. 제1 항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트.
  14. 제10 항에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트는,
    상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 제12 연결관;
    상기 제3 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 제34 연결관;
    상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 제56 연결관;
    상기 제12 연결관과 제34 연결관의 사이에 배치되어 상기 제12 연결관과 제34 연결관의 중심부를 연결시키는 제1 중간연결관;
    상기 제34 연결관과 제56 연결관의 사이에 배치되어 상기 제34 연결관과 제56 연결관의 중심부를 연결시키는 제2 중간연결관; 및
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 토출관을 포함하는 배송용 덕트.
  15. 제11 항에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트는,
    상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 제12 연결관;
    상기 제1 흡입구와 제3 흡입구를 연결시키는 제13 연결관;
    상기 제3 흡입구와 제5 흡입구를 연결시키는 제35 연결관;
    상기 제2 흡입구와 제4 흡입구를 연결시키는 제24 연결관;
    상기 제4 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 제46 연결관;
    상기 제5 흡입구와 제6 흡입구를 연결시키는 제56 연결관; 및
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 토출관을 포함하는 배송용 덕트.
  16. 제12 항에 따른 유해물질 배송용 덕트의 설계방법에 의하여 설계된 배송용 덕트는,
    상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연결시키는 제12 연결관;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제3 흡입구를 연결시키는 제3 연결관;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제4 흡입구를 연결시키는 제4 연결관;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제5 흡입구를 연결시키는 제5 연결관;
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 제6 흡입구를 연결시키는 제6 연결관; 및
    상기 제12 연결관의 중심부와 상기 토출구를 연결시키는 토출관을 포함하는 배송용 덕트.
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