참가업체

2020NANOPIA아이디어톤 참가신청

참가신청서

2019-10-16 23:37:14 338 0
  • - 첨부파일 : 인제대학교 캡스톤디자인포스터_KBR.pptx (3.5M) - 다운로드

본문

참가분야
나노기술관련 전분야
아이디어톤 주제
세면대 허드렛물을 활용한 양변기
성명(팀명)
KBR
참가자정보
이름
김*현
소속
인제대학교
부서
나노융합공학부
휴대전화
010****0347
이메일
ksh**@**il.net
소속팀원(1)
팀원1
이름
김*원
학교
인제대학교
학과
나노융합공학부
이메일
gsd**@**er.com
휴대전화
010****2073
개발동기 및 목적
2019년 유엔 보고서는 한국을 물 스트레스 국가로 분류하였다. 좁은 국토면적과 높은 인구밀도 그리고 여름에 집중된 강우량으로 이용 가능한 수자원이 부족하기 때문이다. 용수의 소비순서를 매겨 공급을 줄이고 물을 수입하는 등의 방법으로 국민 대부분이 한국이 물 스트레스 국가라는 사실을 모르고 물 부족을 생활에서 경험하기는 어렵지만, 장기적 측면에서 물절약은 필수불가결하다고 말할 수 있다. 따라서 물절약 실천 방법의 상당부분을 알고는 있지만 이에 발생되는 불편함과 번거로움으로 실천에는 매우 인색하다는 점과, 노력에 비한 미진한 절감효과를 해소하기 위해 세면대 허드렛물을 활용한 아이디어를 구상하게 되었다. 우리나라가 물 부족국가로 분류되는 가장 큰 원인인 '낮은 물 활용도'에 대한 고민을 하다 아파트 주민 약 150여명 중 107명을 대상으로 한 설문조사 진행을 통해 가정 내 물 낭비가 가장 심한 곳은 '양변기'와 '세면대'라는 것을 알게되었다. 이를 토대로 물의 사용이 가장 많은 두 곳을 정하여 세면대에서 사용하고 버려지는 물을 재활용하는 것을 최대화하고, 변기에서 사용되는 물을 최소화함으로써 물의 소비를 줄이고 효율성을 높이는 형태로 제작하게 되었다. 우리나라의 일반적인 4인 가족을 기준으로 1년간 양변기 물 사용량은 약 108톤이다. 1회 양변기 물이 6~8ℓ이므로 구상한 아이디어에서 변기 급수의 사용량은 8ℓ×4인 가족×5회(양변기 하루 평균 횟수)×30(한달)×12 = 약 57.6톤 이므로 절반에 가까운 감소율을 보인다 할 수 있다. 또한 4인 가족 1년 간 사용하는 세면대 물의 양은 약 44.3톤이고 설문조사에서 나온 하루 평균 세면대 사용 횟수를 토대로 계산하였을 때 23톤 정도의 절감이 가능하며 세면대와 양변기에서 쓰이는 물의 전체 사용 양에서 약 65%를 절감할 수 있는 절수율이 계산되었다. 이는 물 절약 효과를 높이기 위해 물 사용 비중이 높은 곳의 절수방법들에 대한 불편함과 번거로움을 해소하며 별도의 설치공간을 크게 필요로 하지 않는 절수기에 적합한 기대효과라고 볼 수 있다.
출품과제의 기술 설명
세면대 허드렛물을 활용한 양변기이다. 우선 변기 수조에 급수가 차게 되는데 이때 급수량은 용변을 배출하기 위한 1회분의 양이다.  볼밸브의 일종인 플로팅 밸브 역할의 밸브를 설치해 급수량을 조절한다. 가벼운 재질의 구체가 떠오름으로서 일정 수위의 물이 차면 밸브가 개폐되는데 수조 내부 1회분 물의 양이 저장될 수 있는 위치에 밸브를 설치를 하여 급수가 밸브를 통해 나온다. 일정량의 물이 저장되면 밸브가 닫혀 급수가 배관을 타고 흐르고 있어도 변기 수조에는 물이 나올 수가 없게 된다. 변기 수조 내부에 급수가 저장되었을 때 양치를 하거나 손을 씻거나 세수를 하는 등 세면대를 사용을 하는 경우 세면대에서 쓰인 물을 변기 수조로 보내기 위한 ㅡ자관을 설치를 하여 수조로 보낸다. 이때 수조 내부의 일정 수위를 항시 유지하기 위해 추가 설치한 배관 끝에 플로팅 밸브를 설치한다. 세면대의 물을 저장하는 용량은 용변을 배출하기 위한 약 2회분의 분량이기에 세면대 물을 사용할 경우 수조에 저장된 용량으로 양변기 사용이 가능하다. 1) 만약 세면대의 물을 사용 시 수조 내부의 플로팅 밸브가 제어하는 일정 수위 이상을 저장하고도 남을 경우 세면대 밑의 사이펀 관 형태의 관으로 물이 ㅡ자관을 타고 역으로 흐르다가 바로 배수가 되도록 한다. 만일 플로팅 밸브가 고장이 나서 제 역할을 못 할 경우 ㅡ자관에 투웨이 밸브를 설치를 하여 변기 수조로 흐르던 물을 막아 세면대 밑 사이펀 관으로 이동시키게 하고 변기 수조 내의 오버플로우관으로 일정 수위 이상의 물을 변기 안으로 배수하게 만든다. 2) 만약 세면대의 물을 사용하지 않을 경우 변기 수조에 저장된 물을 사용하면 되는데 수조의 물을 전부 사용하게 되면 양변기 급수를 사용하면 된다. 1회분의 양을 쓰고 나면 다시 밸브가 열려 일정 수위의 물이 다시 차오르게 되는데 여기서 세면대를 쓸 때 까지 급수를 사용해야 하는데 구상한 아이디어의 경우 위에서 말한 것처럼 세면대에서 쓰인 물을 재활용하는 것을 최대화하고 변기의 급수를 최소화시키는 것이 목적이기 때문에 급수의 비율은 충분히 절감되게 된다. (오염수로 인한 배관의 막힘은 여러 오염실험을 통해 유분제거제의 사용으로 쉽게 해결됨을 확인할 수 있었다.) 최종적으로 세면대에서 사용된 물을 재활용하고 변기 급수를 줄이는 물 절약 시스템 구상에서 기존 변기와 세면대에서 추가적인 설치를 최소화 시켜 실현가능성을 높이고 실용성을 높이는데 포인트로 두었고, 물을 사용하는 것이기 때문에 전기적 요소를 쓰지 않아 안전성도 충분히 고려를 하였다. 마지막으로 일상생활에서 사용자는 불편함이나 번거로움을 최소화 시키기 위해 사용자의 손을 거치지 않아도 되는 자동적인 물 절약 시스템이라고 할 수 있다.

행사장에는 기본적으로 테이블 1개, 무선와이파이(공용)는 제공됩니다. 시설물 이외에 캡스톤 작품을 구동시키기 위해 필요한 사항을 ‘필요사항’에 작성하기 바랍니다.
위에 작성하는 내용은 행사 준비 시 필요한 내용으로 서류 제출 후 수정 불가합니다. 정확하게 작성하여 주시기 바랍니다.
기타 문의사항은 이메일(office@nanopia.org)로 하시기 바랍니다.
참가기한은 ~ 2019년 10월 16일(수) 까지입니다.