아파트적용 상하수,중수배관 활용 소수력발전

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📑 프로젝트 분석

검색 의도

선택된 특허들을 보니 건물·하수·상수도 시스템에서 발생하는 낙차·위치에너지를 활용한 소수력 발전에 집중하고 계신 것 같습니다. 저낙차·다중 나선형 수차, 사이펀·진공 압력 활용, 건물 내 순환 압력 물탱크 등 에너지 회수와 비용·환경 절감을 주요 기술 요소로 탐색하고 계시네요.

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주요문헌 분석표

주요 기술군관련 특허기술적 특징

고층건물·오폐수·하수 낙차 활용	KR 2002-0032457 A KR 0275667 Y1 KR 1013498 B1 KR 2019-0095052 A KR 2010-0014089 A	X자 철근 내부 지지판·수직 지지판과 연동한 수차-발전기 통합, 하수·오폐수 낙차를 전기에너지로 변환, ESS 연계로 전력 관리
저낙차·다중 나선형·다중 수차 기술	KR 2007-0061486 A KR 0691529 B1 KR 2010-0006739 A KR 0728939 B1 KR 0642333 B1	저낙차에서도 효율적인 에너지 회수, 다중 나선형·다중 병렬 수압관 구조, 유속·낙차 보강을 통한 발전 효율 증대
사이펀·진공·압력 강화 시스템	KR 2015-0015624 A KR 2008-0081881 A KR 2010-0002620 U KR 1262579 B1	사이펀 관로·진공 펌프 활용, 낙차 에너지 증폭, 부압·벤츄리 효과로 소량 유량에서도 효율적인 터빈 구동
건물 내 순환 압력 물탱크·저비용 에너지 생산	KR 2025-0138468 A KR 2880587 B1 KR 2024-0141446 A KR 2880587 B1 KR 2790062 B1	순환 압력 물탱크·파이프 시스템 기반, PMSG·IG 병행 사용, 저비용·친환경 지속 가능 에너지 생산
하수·슬러지·낙하 에너지 활용	KR 1535670 B1 KR 1992780 B1 KR 2020-0002084 A KR 2012-0112910 A KR 1997-0060646 A	슬러지·하수 낙하 에너지 회수, 나선형 유동안내·임펠러 설계, 펌핑 과정·전처리 에너지 재활용

 

 

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새로운 기술 제안

💡 지능형 흐름·에너지 관리 플랫폼

선택된 특허들은 물리적 구조·터빈 설계에 초점을 맞추고 있지만 실시간 흐름 예측·제어는 다루지 않고 있습니다. 고층 건물의 급수·배수 데이터를 실시간으로 수집하고, AI 기반 예측 모델로 낙차·유량 변동을 미리 파악해 터빈 회전수·ESS 충·방전을 최적화하면 전력 효율을 크게 높일 수 있습니다.

💡 하수·오폐수 연계 리사이클링·에너지 복합 시스템

많은 특허가 에너지 회수에 집중하지만 수질 정화·재이용과의 연계가 부족합니다. 하수·오폐수를 미세 여과·생물학적 처리 후, 남은 열·위치에너지를 같은 파이프라인 내에서 순환 압력 물탱크와 결합해 에너지·물 재활용을 동시에 구현하면 친환경성과 비용 절감 효과가 극대화됩니다.

💡 모듈형 플러그-인 레트로핏 키트

기존 건물 배관에 소수력 발전 장치를 별도 설치하는 경우가 많아 공사 비용·공간 제약이 문제됩니다. 표준화된 플러그-인 모듈(내장형 사이펀·진공 펌프·소형 터빈)을 기존 급수·배수 관에 손쉽게 연결하고, 자동 밀봉·유량 조절 기능을 포함시켜 레트로핏 비용을 최소화하고 빠른 상용화를 지원하는 솔루션을 제안합니다.

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  【발명의 설명】

【발명의 명칭】

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  지능형 흐름·에너지 관리 시스템 및 플러그인 레트로핏 키트 [INTELLIGENT FLOW AND ENERGY MANAGEMENT SYSTEM WITH PLUGIN RETROFIT KIT]

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【기술 분야】

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  본 발명은 건물 및 시설의 급수·배수 배관 시스템에 적용되는 물 기반 에너지 회수 기술에 관한 것으로, 특히 센서 네트워크와 클라우드 기반 머신러닝을 이용한 실시간 흐름·압력·온도·수질 데이터 분석 및 제어와, 기존 배관에 손쉽게 부착할 수 있는 플러그인 형태의 레트로핏 키트를 통합한 지능형 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.

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【발명의 배경이 되는 기술】

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  전통적인 물 기반 소수력 발전 시스템은 주로 물의 낙차와 흐름을 이용한 터빈·발전기 구조에 초점을 맞추어 설계되어 왔으며, 하수·오폐수·건물 급수 배관의 위치 에너지를 회수하는 물리적 장치 자체에 대한 연구가 활발하였다. 그러나 이러한 장치들은 배관 설계에 맞춘 전용 구조물이나 대규모 설치가 필요하다는 점에서 기존 설비와의 호환성이 낮고, 설치 비용과 공사 기간이 크게 늘어나는 문제가 있었다. 또한 급수·배수량이 시간대별로 크게 변동하는 환경에서 실시간으로 흐름을 최적화하거나 에너지 저장 장치를 효율적으로 제어하는 기술은 충분히 구현되지 못하고 있었다.

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  이에 따라 센서 기반의 실시간 데이터 수집과 AI 기반 예측·제어를 결합하여 터빈 회전수와 ESS 충·방전 전략을 동적으로 조정하고, 기존 배관에 최소한의 공사만으로 손쉽게 부착할 수 있는 플러그인 레트로핏 키트를 제공함으로써 비용 효율성과 설치 유연성을 동시에 확보하는 통합형 에너지 관리 솔루션의 필요성이 대두되었다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 본 발명은 흐름·압력·온도·수질을 동시에 측정하는 센서 네트워크와 클라우드 기반 데이터 처리 유닛, 그리고 자동 밀봉·가변 밸브를 포함한 모듈형 키트를 결합한 지능형 시스템을 제공한다.

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【발명의 내용】

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【해결하고자 하는 과제】

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  본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 건물 및 시설의 급수·배수 배관에서 발생하는 저낙차·변동 유량을 활용한 소수력 발전의 효율성을 기존 물리적 구조에만 의존하는 방식으로는 한계가 있다는 점이다. 기존 장치는 낙차와 유량이 충분히 큰 경우에만 경제성이 확보되며, 급수·배수량이 시간대별로 크게 변동되는 환경에서는 터빈 회전수와 에너지 저장 장치의 운용을 최적화할 수 있는 실시간 제어 기술이 부재한다는 문제점이 있다.

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  아울러 이러한 시스템을 기존 배관에 retrofit(레트로핏) 방식으로 도입하고자 할 때, 관의 직경·재질에 따라 맞춤형 설계와 공사 비용이 크게 증가한다는 점 역시 해결해야 할 과제로 남아 있다. 따라서 급수·배수 흐름, 압력, 온도, 수질을 동시에 측정하고 클라우드 기반 머신러닝 모델을 이용해 향후 유량을 예측·조정함으로써 에너지 회수 효율을 극대화하고, 기존 배관에 최소한의 공사만으로 적용 가능한 모듈형 플러그인 키트를 제공함으로써 설치 비용과 시간, 공간 제약을 크게 완화하고자 한다.

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【과제의 해결 수단】

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  본 발명의 일실시예에 따른 지능형 흐름·에너지 관리 시스템 및 플러그인 레트로핏 키트는, 센서 네트워크가 흐름, 압력, 온도 및 수질을 측정하고, 데이터 처리 유닛이 클라우드 기반 머신러닝 모델을 구동하여 실시간으로 수집된 데이터를 분석하며, 제어 장치가 분석 결과에 따라 터빈 회전수와 에너지 저장 장치(배터리 및 슈퍼커패시터)의 충·방전을 최적화하고, 통신 인터페이스가 무선 및 유선 양방식으로 상위 서버와 연동함으로써 전반적인 시스템을 제어할 수 있다. 또한 플러그인 레트로핏 키트는 내식성 합금으로 제작된 하우징에 소형 터빈, 진공 펌프 및 사이펀 관을 내장하고, 파이프 삽입 시 자동으로 밀봉되는 압력 차이에 반응하는 스프링 구조의 자동 밀봉 메커니즘과, 미리 설정된 유량 범위에 따라 가변형 밸브를 구동하는 흐름 조절기를 포함하며, 다중 어댑터 세트를 통해 표준 직경 파이프에 손쉽게 연결될 수 있도록 설계되었다.

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  이와 같이 구성된 시스템은 일차 처리 장치가 폐수의 기본 정화를 수행하고, 열교환기가 처리수에서 회수된 폐열을 전달하며, 압력 저장 탱크가 미리 설정된 압력으로 물을 저장한 후, 저낙차 다중 나선형 임펠러를 채용한 터빈이 저장된 물의 방출에 의해 구동되는 물 처리 및 에너지 회수 시스템과도 연계될 수 있다. 제어 모듈은 실시간 데이터에 기반해 터빈 구동과 처리 파라미터를 동기화함으로써 전체 에너지 회수 효율을 향상시키고, 시스템 전반의 안정적인 운용을 가능하게 한다.

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【발명의 효과】

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  본 발명은 센서 네트워크와 클라우드 기반 머신러닝을 결합함으로써 급수·배수 흐름의 변동성을 사전에 예측하고, 이에 따라 터빈 회전수와 ESS(에너지 저장 시스템)의 충·방전 전략을 동적으로 조정할 수 있어, 기존 저낙차 환경에서도 에너지 회수 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 실시간 데이터 기반 제어를 통해 물 처리 과정에서 발생하는 열·위치 에너지를 효과적으로 회수함으로써 전체 운영 비용을 절감하고, 친환경적인 에너지 생산을 실현한다.

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  플러그인 레트로핏 키트의 자동 밀봉 및 가변형 밸브 기능은 기존 배관에 최소한의 공사만으로 신속히 설치할 수 있게 하여 설치 비용과 공사 기간을 크게 단축한다. 다중 어댑터 세트와 내식성 합금 하우징을 사용함으로써 다양한 배관 조건에 적용 가능하고, 장치의 유지보수도 용이해져 시스템의 가용성과 신뢰성을 높인다. 이와 같은 통합형 솔루션은 물 처리와 에너지 회수를 동시에 구현함으로써 물·에너지 순환 효율을 극대화하고, 건물·시설의 지속 가능한 운영에 기여한다.

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【도면의 간단한 설명】

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  도 1은 다양한 실시예들에 따른 지능형 흐름·에너지 관리 시스템의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다.
  도 2는 흐름·압력·온도·수질 센서 네트워크의 배치와 통신 구조를 나타낸 도면이다.
  도 3은 클라우드 기반 데이터 처리 유닛의 모듈 구성과 데이터 흐름을 나타낸 블록도이다.
  도 4는 제어 장치가 터빈 회전수와 ESS 충·방전을 조절하는 흐름도이다.
  도 5는 플러그인 레트로핏 키트의 하우징 구조와 내부 구성 요소를 나타낸 단면도이다.
  도 6은 자동 밀봉 메커니즘이 작동하는 상세 메커니즘을 설명하는 도면이다.
  도 7은 가변형 밸브를 이용한 흐름 조절기의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
  도 8은 다중 어댑터 세트를 이용한 표준 파이프 연결 방식을 보여주는 도면이다.
  도 9는 물 처리 및 에너지 회수 시스템과 연계된 전체 흐름을 나타낸 시스템 블록도이다.

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【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】

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  본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 보다 폭넓은 변형 및 적용 범위를 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

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  비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 따라서 특정 용어는 기술적 의미를 함축하고 있으며, 필요에 따라 동등한 기능을 수행하는 다른 형태로 대체될 수 있다. 이러한 해석은 본 발명의 범위 확대를 위한 기반이 된다.

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  이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.

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  도 1은 다양한 실시예들에 따른 지능형 흐름·에너지 관리 시스템의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다.
  도 1을 참조하면, 시스템은 센서 네트워크, 데이터 처리 유닛, 제어 장치 및 통신 인터페이스가 상호 연결된 형태로 배치될 수 있다. 각각의 구성 요소는 물 흐름, 압력, 온도 및 수질 정보를 수집하고, 이를 실시간으로 전송하여 중앙에서 처리한다. 데이터 처리 유닛은 수집된 정보를 기반으로 머신러닝 모델을 실행하여 에너지 회수 전략을 도출한다. 제어 장치는 도출된 전략에 따라 터빈 구동과 에너지 저장 장치의 작동을 조정한다.

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  도 2는 흐름·압력·온도·수질 센서 네트워크의 배치와 통신 구조를 나타낸 도면이다.
  도 2를 참조하면, 센서들은 배관의 주요 지점에 설치되어 물의 물리적·화학적 특성을 측정할 수 있다. 각 센서는 무선 또는 유선 통신 모듈을 통해 데이터 처리 유닛에 데이터를 전달할 수 있다. 통신 구조는 이중 경로를 제공하여 주요 통신 장애 발생 시에도 데이터 전송이 유지될 수 있다. 센서 간 시간 동기화는 데이터 일관성을 확보하는 데 도움이 될 수 있다.

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  도 3은 클라우드 기반 데이터 처리 유닛의 모듈 구성과 데이터 흐름을 나타낸 블록도이다.
  도 3을 참조하면, 데이터 처리 유닛은 입력 모듈, 전처리 모듈, 머신러닝 모델 모듈 및 출력 모듈을 포함하는 구조로 구성될 수 있다. 입력 모듈은 센서로부터 받은 원시 데이터를 수집하고, 전처리 모듈은 이상치 제거 및 정규화를 수행한다. 머신러닝 모델 모듈은 과거 데이터와 현재 데이터를 결합하여 향후 유량 및 압력 변동을 예측한다. 출력 모듈은 예측 결과를 제어 장치에 전달하여 실시간 제어 명령을 생성한다.

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  도 4는 제어 장치가 터빈 회전수와 ESS 충·방전을 조절하는 흐름도이다.
  도 4를 참조하면, 제어 장치는 데이터 처리 유닛으로부터 받은 예측 결과를 기반으로 목표 회전수와 에너지 저장 전략을 산출한다. 목표 회전수는 물 흐름에 따라 가변적으로 설정될 수 있으며, ESS 충·방전은 현재 배터리 상태와 전력 수요에 따라 조절될 수 있다. 제어 명령은 무선 및 유선 통신을 통해 터빈 구동 모듈 및 에너지 저장 모듈에 전송된다. 또한 제어 장치는 시스템 상태를 지속적으로 모니터링하여 필요 시 재조정이 가능하도록 설계될 수 있다.

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  도 5는 플러그인 레트로핏 키트의 하우징 구조와 내부 구성 요소를 나타낸 단면도이다.
  도 5를 참조하면, 하우징은 내식성 합금으로 제작되어 물 환경에 대한 부식 저항성을 제공한다. 내부에는 소형 터빈, 진공 펌프 및 사이펀 관이 일체형으로 배치될 수 있다. 각 구성 요소는 모듈화된 설계로 교체 및 유지보수가 용이하도록 배치된다. 하우징 외부는 파이프와 직접 결합되는 인터페이스면을 포함하여 설치 시 간편한 결착을 가능하게 한다.

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  도 6은 자동 밀봉 메커니즘이 작동하는 상세 메커니즘을 설명하는 도면이다.
  도 6을 참조하면, 자동 밀봉 메커니즘은 파이프 삽입 시 압력 차이에 반응하는 스프링 구조를 활용한다. 압력 차이가 감지되면 스프링이 압축되어 밀봉 고무가 파이프와 접촉하여 즉시 밀봉이 이뤄진다. 밀봉 고무는 탄성 재질로 제작되어 반복적인 삽입·제거에도 손상이 최소화될 수 있다. 또한 메커니즘은 외부 전원 없이도 자체적인 물리적 원리만으로 동작하도록 설계될 수 있다.

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  도 7은 가변형 밸브를 이용한 흐름 조절기의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
  도 7을 참조하면, 흐름 조절기는 미리 설정된 유량 범위에 따라 밸브 개방도를 조절한다. 밸브는 전자식 액추에이터에 의해 구동되며, 제어 장치에서 전달받은 신호에 따라 실시간으로 개방도가 변한다. 유량 센서는 현재 흐름을 지속적으로 측정하여 피드백 정보를 제공한다. 이러한 피드백 루프를 통해 유량이 설정 범위 내에 유지될 수 있다.

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  도 8은 다중 어댑터 세트를 이용한 표준 파이프 연결 방식을 보여주는 도면이다.
  도 8을 참조하면, 어댑터 세트는 다양한 직경 및 재질의 파이프에 맞추어 교체 가능한 연결 부품으로 구성된다. 각 어댑터는 동일한 고정 메커니즘을 공유하여 빠른 교체가 가능하도록 설계된다. 어댑터 표면에는 고무 패킹이 포함되어 있어 연결 시 누수를 방지한다. 이러한 설계는 다양한 시설 환경에 유연하게 대응할 수 있는 장점을 제공한다.

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  도 9는 물 처리 및 에너지 회수 시스템과 연계된 전체 흐름을 나타낸 시스템 블록도이다.
  도 9를 참조하면, 물 처리 시스템은 일차 처리 장치, 열교환기, 압력 저장 탱크 및 저낙차 터빈을 포함한다. 일차 처리 장치는 폐수의 기본 정화를 수행하고, 정화된 물은 열교환기를 통해 폐열을 회수한다. 회수된 열은 추가적인 에너지 변환에 활용될 수 있다. 압력 저장 탱크는 미리 설정된 압력으로 물을 저장하며, 저장된 물이 방출될 때 저낙차 터빈이 구동되어 전력을 생산한다. 전체 시스템은 지능형 흐름·에너지 관리 시스템과 연계되어 실시간 데이터에 기반한 최적 운용이 가능하도록 설계될 수 있다.

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【청구범위】

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【청구항 1】
  센서 네트워크;
  데이터 처리 유닛;
  제어 장치;
  통신 인터페이스를 포함하는 지능형 흐름 및 에너지 관리 시스템.

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【청구항 2】
  제1항에 있어서, 센서 네트워크가 흐름, 압력, 온도 외에 수질 센서를 추가로 포함하는 지능형 흐름 및 에너지 관리 시스템.

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【청구항 3】
  제1항에 있어서, 데이터 처리 유닛이 클라우드 기반 머신러닝 모델을 구동하는 지능형 흐름 및 에너지 관리 시스템.

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【청구항 4】
  제1항에 있어서, 제어 장치가 터빈 회전수를 미리 설정된 값 범위 내에서 조절하는 지능형 흐름 및 에너지 관리 시스템.

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【청구항 5】
  제1항에 있어서, 통신 인터페이스가 무선 및 유선 두 형태를 제공하는 지능형 흐름 및 에너지 관리 시스템.

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【청구항 6】
  제1항에 있어서, 에너지 저장 장치가 배터리와 슈퍼커패시터를 병행 구성하는 지능형 흐름 및 에너지 관리 시스템.

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【청구항 7】
  플러그인 레트로핏 키트를 포함하는 플러그인 레트로핏 키트.
  하우징에 소형 터빈, 진공 펌프 및 사이펀 관을 내장하고;
  자동 밀봉 메커니즘이 파이프 삽입 시 자동으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 플러그인 레트로핏 키트.

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【청구항 8】
  제2항에 있어서, 하우징이 내식성 합금으로 제작되는 플러그인 레트로핏 키트.

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【청구항 9】
  제2항에 있어서, 자동 밀봉 메커니즘이 압력 차이에 반응하는 스프링 구조를 포함하는 플러그인 레트로핏 키트.

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【청구항 10】
  제2항에 있어서, 흐름 조절기가 미리 설정된 유량 범위에 따라 가변형 밸브를 구동하는 플러그인 레트로핏 키트.

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【청구항 11】
  제2항에 있어서, 전기 인터페이스가 고전압 변환 회로를 내장하는 플러그인 레트로핏 키트.

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【청구항 12】
  제2항에 있어서, 키트가 표준 직경 파이프에 맞는 다중 어댑터 세트를 제공하는 플러그인 레트로핏 키트.

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【청구항 13】
  물 처리 및 에너지 회수 시스템을 포함하는 물 처리 및 에너지 회수 시스템.
  일차 처리 장치가 폐수의 기본 정화를 수행하고;
  열교환기가 처리수에서 회수된 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 물 처리 및 에너지 회수 시스템;
  압력 저장 탱크가 미리 설정된 압력으로 물을 저장하고;
  저낙차 터빈이 저장된 물의 방출에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 물 처리 및 에너지 회수 시스템.

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【청구항 14】
  제3항에 있어서, 일차 처리 장치가 미세 여과와 생물학적 반응 탱크를 포함하는 물 처리 및 에너지 회수 시스템.

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【청구항 15】
  제3항에 있어서, 열교환기가 다중 코일 구조를 채택하여 폐열 회수를 증대하는 물 처리 및 에너지 회수 시스템.

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【청구항 16】
  제3항에 있어서, 압력 저장 탱크가 미리 설정된 압력으로 물을 저장하도록 설계되는 물 처리 및 에너지 회수 시스템.

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【청구항 17】
  제3항에 있어서, 저낙차 터빈이 다중 나선형 임펠러를 채용하는 물 처리 및 에너지 회수 시스템.

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【청구항 18】
  제3항에 있어서, 제어 모듈이 실시간 데이터에 기반해 터빈 구동과 처리 파라미터를 동기화하는 물 처리 및 에너지 회수 시스템.

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【요약서】

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【요약】

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  지능형 흐름·에너지 관리 시스템 및 플러그인 레트로핏 키트가 개시된다. 지능형 흐름·에너지 관리 시스템 및 플러그인 레트로핏 키트는 센서 네트워크와 데이터 처리 유닛, 제어 장치 및 통신 인터페이스를 포함하는 지능형 흐름 및 에너지 관리 시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 급수·배수 흐름의 변동성을 사전에 예측하고 실시간으로 터빈 회전수와 ESS 충·방전 전략을 동적으로 조정함으로써 저낙차 환경에서도 에너지 회수 효율을 크게 향상시키고, 플러그인 레트로핏 키트의 자동 밀봉 및 가변형 밸브 기능을 통해 설치 비용과 공사 기간을 크게 단축할 수 있다.

AI 기반 흐름 예측 기술의 특허명세서 계획서

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📑 프로젝트 분석

검색 의도

선택된 특허들을 보니 건물·하수·상수도 시스템에서 발생하는 낙차·위치에너지를 활용한 소수력 발전에 집중하고 계신 것 같습니다. 저낙차·다중 나선형 수차, 사이펀·진공 압력 활용, 건물 내 순환 압력 물탱크 등 에너지 회수와 비용·환경 절감을 주요 기술 요소로 탐색하고 계시네요.

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주요문헌 분석표

주요 기술군관련 특허기술적 특징

고층건물·오폐수·하수 낙차 활용	KR 2002-0032457 A KR 0275667 Y1 KR 1013498 B1 KR 2019-0095052 A KR 2010-0014089 A	X자 철근 내부 지지판·수직 지지판과 연동한 수차-발전기 통합, 하수·오폐수 낙차를 전기에너지로 변환, ESS 연계로 전력 관리
저낙차·다중 나선형·다중 수차 기술	KR 2007-0061486 A KR 0691529 B1 KR 2010-0006739 A KR 0728939 B1 KR 0642333 B1	저낙차에서도 효율적인 에너지 회수, 다중 나선형·다중 병렬 수압관 구조, 유속·낙차 보강을 통한 발전 효율 증대
사이펀·진공·압력 강화 시스템	KR 2015-0015624 A KR 2008-0081881 A KR 2010-0002620 U KR 1262579 B1	사이펀 관로·진공 펌프 활용, 낙차 에너지 증폭, 부압·벤츄리 효과로 소량 유량에서도 효율적인 터빈 구동
건물 내 순환 압력 물탱크·저비용 에너지 생산	KR 2025-0138468 A KR 2880587 B1 KR 2024-0141446 A KR 2880587 B1 KR 2790062 B1	순환 압력 물탱크·파이프 시스템 기반, PMSG·IG 병행 사용, 저비용·친환경 지속 가능 에너지 생산
하수·슬러지·낙하 에너지 활용	KR 1535670 B1 KR 1992780 B1 KR 2020-0002084 A KR 2012-0112910 A KR 1997-0060646 A	슬러지·하수 낙하 에너지 회수, 나선형 유동안내·임펠러 설계, 펌핑 과정·전처리 에너지 재활용

 

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새로운 기술 제안

💡 지능형 흐름·에너지 관리 플랫폼

선택된 특허들은 물리적 구조·터빈 설계에 초점을 맞추고 있지만 실시간 흐름 예측·제어는 다루지 않고 있습니다. 고층 건물의 급수·배수 데이터를 실시간으로 수집하고, AI 기반 예측 모델로 낙차·유량 변동을 미리 파악해 터빈 회전수·ESS 충·방전을 최적화하면 전력 효율을 크게 높일 수 있습니다.

💡 하수·오폐수 연계 리사이클링·에너지 복합 시스템

많은 특허가 에너지 회수에 집중하지만 수질 정화·재이용과의 연계가 부족합니다. 하수·오폐수를 미세 여과·생물학적 처리 후, 남은 열·위치에너지를 같은 파이프라인 내에서 순환 압력 물탱크와 결합해 에너지·물 재활용을 동시에 구현하면 친환경성과 비용 절감 효과가 극대화됩니다.

💡 모듈형 플러그-인 레트로핏 키트

기존 건물 배관에 소수력 발전 장치를 별도 설치하는 경우가 많아 공사 비용·공간 제약이 문제됩니다. 표준화된 플러그-인 모듈(내장형 사이펀·진공 펌프·소형 터빈)을 기존 급수·배수 관에 손쉽게 연결하고, 자동 밀봉·유량 조절 기능을 포함시켜 레트로핏 비용을 최소화하고 빠른 상용화를 지원하는 솔루션을 제안합니다.