JP2007139409A

JP2007139409A - 換気装置及び換気装置の制御方法

Info

Publication number: JP2007139409A
Application number: JP2006308227A
Authority: JP
Inventors: Dong Whan Choi; ドンファンチョイ; Kyung Hwan Kim; キュンファンキム; Sik Yim Nam; ナムシクイム; Keun Hyoung Choi; キュンヒョウンチョイ
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2007-06-07
Also published as: KR20070051220A; CN1967068B; EP1785676A1; US20070119586A1; DE602006006956D1; EP1785676B1; CN1967068A; KR100747802B1

Abstract

【課題】本発明の目的は、換気装置の作動中に機器内部で発生する流動抵抗を低減させる換気装置を提供することにある。より詳細には、空気の流動抵抗が減った状態で大容量の換気が可能な換気装置を提供することにある。
【解決手段】本発明による換気装置は、外気吸入口が一端に提供された外気吸入ダクトと、内気吸入口が一端に提供された内気吸入ダクトと、前記外気吸入ダクト及び内気吸入ダクトを介して吸入された室外空気及び室内空気を熱交換させる伝熱交換器と、前記伝熱交換器を通過した室外空気及び室内空気が室内及び室外にそれぞれ吐出されるようにする送風モジュールと、前記外気吸入ダクトから吸入された室外空気の流れ方向を制御するダンパとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は換気装置に関し、より詳細には、大容量で換気を行えると共に空気の流動抵抗を低減できる大容量換気装置に関する。

近年、生活する室内環境を快適に維持することへの関心が大きくなってきている。室内環境の快適度は、室内の温度／湿度の維持などの一般的な空調環境の維持によっては達成に限界がある。従って、室内空気と室外空気を直接交換し、より清潔で快適な空気を室内に流入させる換気システムが脚光を浴びている。

前記換気システムとは、室内環境を清潔に維持するために、室内の微細な埃、細菌、有害化学物質などの有害物質が排気空気と共に外部に排出され、室外の清潔な空気が強制的に室内に吸気されるようにするシステムである。

前記換気システムにおいて重要視される因子としては、１）室内空間の内部容積に合った充分な換気容量を有すること、２）空気の吸入口及び吐出口から雨水などの物質流入が防止されること、３）吐出口から吐出された空気が吸入口から再流入することが防止されること、４）室内で熱損失がないこと、５）設置に支障がないことなどがある。

従来の大容量換気装置は伝熱交換器とファンが上下に積層され、伝熱交換器とファンの連結流路が複雑であった。

従来技術においては、伝熱交換器及びファンが上下に積層されているために、上下に積層できる伝熱交換器の数が制限される。従って、換気容量がより多く必要な場所でも換気容量を大幅には増加できないという問題があった。

また、伝熱交換器とファンの連結流路が複雑なために、ファンにより送風される空気の流動経路において流動抵抗が大きくなる。従って、ファンの消費電力が増加するので大容量ファンが求められ、結果的に製造コストが上昇するという問題があった。

このような大容量換気装置の内部構成が伝熱交換器とファンとからなるので、温度や湿度などに関する空調環境を得るために別途の空調機を使用しなければならないという問題があった。

本発明は上記の問題を改善するために換気装置を提供する。

本発明は、換気装置の作動中に機器内部で発生する流動抵抗を低減させる換気装置を提供することを目的とする。より詳細には、空気の流動抵抗が低減した状態で大容量の換気が可能な換気装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、作動モードを区分して最適の空調環境を提供できるように、換気だけでなく、温度や湿度などを調節可能な換気装置を提供することを目的とする。

本発明による換気装置は、外気吸入口が一端に提供された外気吸入ダクトと、内気吸入口が一端に提供された内気吸入ダクトと、前記外気吸入ダクト及び前記内気吸入ダクトを介して吸入された室外空気及び室内空気を熱交換させる伝熱交換器と、前記伝熱交換器を通過した室外空気及び室内空気が室内及び室外にそれぞれ吐出されるようにする送風モジュールと、前記外気吸入ダクトから吸入された室外空気の流れ方向を制御するダンパとを含む。

本発明による換気装置の制御方法は、給気される室外空気が伝熱交換器を通過し、排気される室内空気と熱交換された後、室内に吐出される熱交換換気モードと、給気される室外空気が伝熱交換器を通過せずに室内に直接吐出される一般換気モードとが選択的に実行可能である。

本発明による換気装置は、複数の伝熱交換器が上下に積層される熱交換モジュールと、前記熱交換モジュールと水平に配置されて前記熱交換モジュールにより熱交換された空気をファンにより強制流動させる送風モジュールと、前記熱交換モジュール及び前記送風モジュールが収納されるキャビネットとを含む。

本発明によれば、熱交換モジュールと送風モジュールを水平構造に形成することにより、大容量換気装置の実現が容易になる。また、一般換気モードの動作中に機器内部に発生する流動抵抗を最小化できる。

また、室内環境がより快適に維持されるように、換気だけでなく、温度、湿度の条件もユーザの要求する環境に合わせることができるという効果がある。

さらに、換気装置に室外空気又は室内空気の連結管路が換気装置キャビネットの上側に備えられるので、室外排出ダクトの設計が容易になるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明による換気装置の斜視図である。

図１に示すように、本発明の換気装置は機器の外観を形成するキャビネット２と、前記キャビネット２の内部で換気装置の動作に必要な熱交換モジュール３と、前記熱交換モジュール３と水平構造となるように分離されて構成される送風モジュール４とを含む。

このように熱交換モジュール３及び送風モジュール４が水平構造となるように分離されることにより、全体的に換気装置の高さが低くなり、熱交換モジュール３の上下方向に収納される伝熱交換器３０の数がより多くなるという利点がある。すなわち、室内空間の高さが制限される場合に上下方向に積層できる伝熱交換器３０の数が多くなる。

前記熱交換モジュール３には室外空気が吸入される外気吸入口５及び室内空気が吸入される内気吸入口７が形成される。また、前記送風モジュール４には室外空気が吐出される外気吐出口８及び室内空気が吐出される内気吐出口６が形成される。特に、前記外気吸入口５、内気吸入口７、外気吐出口８、内気吐出口６は前記キャビネット２の上側面に形成され、換気装置に連結される外部ダクトに容易に連結することができる。

図２は本発明による換気装置の内部構造を示す斜視図である。図２では換気装置の内部構造を詳細に示すためにキャビネットの一部が切開された状態で示している。

図２に示すように、前記熱交換モジュール３の内部には複数の伝熱交換器３０が上下に積層され、前記伝熱交換器３０への空気の流入／前記伝熱交換器３０からの流出をガイドできるようにする流路ガイド構造がさらに提供される。

まず、伝熱交換器３０への吸入側を説明する。前記外気吸入口５の下側には前記伝熱交換器４０内部への空気流入をガイドできるように第１隔壁２２、第２隔壁２３、第３隔壁２４が形成される。前記第１隔壁２２と第２隔壁２３の空隙は第１ダクト２５をなし、前記第２隔壁２３と第３隔壁２４の空隙は第２ダクト２６をなす。また、前記第２隔壁２３の上端部にはダンパ９が設置されて左右方向に回転制御されることにより、前記外気吸入口５から流入した室外空気が第１ダクト２５及び第２ダクト２６に選択的に流入することができる。前記第１ダクト２５及び第２ダクト２６に流入した空気が前記伝熱交換器３０の右側（吐出側）又は左側（吸入側）に選択的に流入できるように、前記伝熱交換器３０の端部には外気側吸入遮断膜２１が互いに離隔した状態でさらに形成される。

前記流路ガイドの構成は前記内気吸入口７の下側も同様である。もちろん、送風モジュール４に加えられる空気の流動抵抗は、伝熱交換が実行されない場合には室内空気及び室外空気の両方が伝熱交換器を通過しないようにすることができる。

前記第１ダクト２５から流入した室外空気は、前記伝熱交換器３０を通過した後、前記送風モジュール４に移送される。このような室外空気の流れは室内空気と熱交換するので「熱交換換気モード」という。

これとは異なり、前記第２ダクト２６から流入した室外空気は、前記伝熱交換器３０を通過せずに直接前記送風モジュール４に移送される。このような室外空気の流れは室内空気と熱交換しないので「一般換気モード」という。前記一般換気モードは伝熱交換器３０を通過すると発生する流動抵抗がないという利点がある。

以下、前記伝熱交換器３０の吐出側の流路ガイド構造を説明する。前記伝熱交換器３０の前方に吐出される空気は、内気吐出遮断膜２８と外気吐出遮断膜２７によって一方向を向くようなる。すなわち、伝熱交換器３０から吐出される室外空気が給気ファン４３に案内されるように、室外空気は外気吐出遮断膜２７によって案内される。もちろん、室内空気も内気吐出遮断膜２８によって排気ファン４１に案内される。

以下、前記送風モジュール４の構成を説明する。

前記送風モジュール４には給気ファン４３及び排気ファン４１が提供されており、前記給気ファン４３及び前記排気ファン４１が設置される両側の空間は隔壁で区画される。前記隔壁は外気吐出遮断膜２７と内気吐出遮断膜２８に連結され、室外空気及び室内空気が混ざらないようにする。前記給気ファン４３及び前記排気ファン４１には、軸方向に空気が吸入されて放射方向に吐出される遠心ファンが使用される。前記遠心ファンは風量及び騒音の面で有利な効果を有する。

また、前記給気ファン４３及び前記排気ファン４１から吐出される空気がそれぞれ外気吐出口６及び内気吐出口８に案内されるように、外気吐出ダクト４４及び内気吐出ダクト４２が形成される。

さらに、前記外気吐出ダクト４４の内部には室外空気の湿度を制御するために加湿機構が形成される。より詳細には、前記加湿機構は水が噴射される噴射ノズル４５と、前記噴射ノズル４５から噴射された水に濡れた状態で空気に湿気を加える加湿網４６とを含む。また、外気吐出口６の吐出端には加湿機構の動作を制御するために湿度センサが備えられる。

前記加湿機構は本実施形態で提示された形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で使用されることは当業者にとって自明な事項である。

前記の構造で形成される換気装置の動作又は作用を簡単に説明する。

本発明の換気装置は、既に簡単に説明された通り、熱交換換気モードと一般換気モードの２つのモードで動作できる。これは伝熱交換器３０の流入側経路が前記ダンパ９によって変更される作用に起因する。

図３は伝熱交換器における外気吸入口の直近下側部をより詳細に示す斜視図であり、図４は伝熱交換器における内気吸入口の直近下側部をより詳細に示す斜視図である。

図３及び図４に示すように、前記外気吸入口５の下側には前記伝熱交換器３０内部に空気流入をガイドできるように、外気吸入ダクトに第１隔壁２２、第２隔壁２３、第３隔壁２４が形成される。前記第１隔壁２２と第２隔壁２３の空隙は第１ダクト２５をなし、第２隔壁２３と第３隔壁２４の空隙は第２ダクト２６をなす。また、前記第２隔壁２３の上端部にはダンパ９がヒンジ９１で連結された状態で配置されて左右方向に制御されることにより、前記外気吸入口５から流入した室外空気が第１ダクト２５又は第２ダクト２６に適切に流入することができる。

前記構造は前記内気吸入口７の下側にも同じ形式で形成することができる。つまり、内気吸入ダクトには第４隔壁５５、第５隔壁５６、第６隔壁５７が形成される。また、前記第４隔壁５５と第５隔壁５６の空隙は第３ダクト５４をなし、第５隔壁５６と第６隔壁５７の空隙は第４ダクト５３をなす。また、第５隔壁５６の上端部には同じ形式のダンパが形成される。

図５は外気吸入口の下側部の断面図である。

図５を参照すれば、前記ダンパ９の動作がより明確に理解できる。

前記外気吸入口５から流入した室外空気はダンパ９によって第１ダクト２５又は第２ダクト２６に流入し、室外空気が流入した後、伝熱交換器３０に案内される。

第１ダクト２５に流入した室外空気は伝熱交換器３０を通過できるが、第２ダクト２６に流入した室外空気は伝熱交換器３０を通過できない。このように、外気吸入ダクト２５、２６を通じて流入した室外空気が伝熱交換器３０を通過できる位置、又は通過できない位置に案内されるように、前記第１ダクト２５及び第２ダクト２６と前記伝熱交換器３０の端部が当接する位置には外気吸入遮断膜２１が形成される。前記外気吸入遮断膜２１は外気吸入ダクト２５、２６を通過する室外空気が正しい位置に移動するように構成される。

また、前記第２隔壁とヒンジ連結されるダンパ９の回転動作が実行されるように、前記ダンパ９の一方にはモータ９２が連結される。

図６は本発明による伝熱交換器の概略斜視図である。

図６に示すように、前記伝熱交換器の第１面３５及び第２面３６は伝熱交換器の積層状態によって室外空気又は室内空気が吸入される。同様に、第３面３７及び第４面３８にも伝熱交換器の積層状態によって室外空気と室内空気が入れ替わった状態で吸入される。つまり、いずれか１つの伝熱交換器に前記第１面３５から室内空気が吸入されたとすると、その上側にある伝熱交換器には第３面３７から排気空気が吸入される。

このような構造により、伝熱交換器のいずれか一方に排気ファンと給気ファンを共に配置することができる。よって、換気装置の構成がより簡素化し、送風経路が短くなるという利点を有する。

図７は熱交換換気モードにおけるダンパの位置を示す側断面図である。

図７に示すように、前記ダンパ９が右に回転する。ここで、第１ダクト２５が開いてその内部に室外空気が流入し、第１伝熱交換器３１を通過する。しかし、前記第１ダクト２５における外気吸入遮断膜２１により遮断された部分は外気空気が通過できない。

また、外気吸入遮断膜２１により遮断された部分は前記内気吸入口７から流入した室内空気が排気ファン４１に流れる。従って、本発明の換気装置においては、伝熱交換器３０のある一面から室内空気と室外空気が共に流入する。前記流入した室内空気と室外空気が流入した方向の反対方向にもそれぞれ排出される。

図８は熱交換換気モードにおいて室外空気及び室内空気が伝熱交換器に吸入される動作を説明する概略図であり、図９は熱交換換気モードにおいて室外空気及び室内空気が伝熱交換器から吐出される動作を説明する概略図である。

図８及び図９に示すように、外気吸入口５から吸入された室外空気は外気遮断膜２１によって遮られない伝熱交換器３１、３３の一方の空間に流入する。また、内気吸入口７から吸入された室内空気は内気遮断膜５１によって遮られない伝熱交換器３２、３４の他方の空間に流入する。

一方、室内空気と室外空気が熱交換された後に吐出される室内空気又は室外空気は、外気吐出遮断膜２７及び内気吐出遮断膜２８により流れ方向がガイドされる。すなわち、熱交換された外気空気は給気ファン４３に、熱交換された内気空気は排気ファン４１に案内され、室内及び室外に吐出される。

図１０は一般換気モードのときのダンパの位置を示す側断面図である。

図１０に示すように、一般換気モードのときはダンパが左に移動し、室外空気は第２ダクト２６に流入する。その後、前記伝熱交換器３０を通過せずに外気吐出遮断膜２７にガイドされて給気ファン４３に流入する。このように伝熱交換器３０を通過しないので、室外空気の流動抵抗が減るという利点がある。

前記一般換気モードにおいても、第２ダクト２６を通過する室外空気は外気吸入遮断膜２１によって空気流入を調節できる。

一般換気モードを利用すると室外空気が熱交換されないで直接供給されるので、換気装置の複雑な内部構成のために大きかった圧力損失を減少させることができる。また、このような一般換気モードが必要となるのは室外空気と室内温度の差が大きくない場合であり、主に春や秋に利用される。好ましくは、室外空気と室内空気の温度差の絶対値が設定値以下の場合に実行される。より好ましくは、設定値が３〜７℃の場合に一般換気モードが実行される。

このような一般換気モードが実行されると消費電力、圧力損失、騒音などが低減される。

図１１は本発明による換気装置のブロック図であり、図１２は本発明による換気装置の制御方法のアルゴリズムである。

図１１及び図１２に示すように、ファン駆動により換気装置の駆動が始まる（ＳＴ１）。次に、室外空気と室内空気の温度差の絶対値が設定値Ｔｄ以下であるか否かを判断する（ＳＴ２）。室外空気と室内空気の温度差の絶対値が設定値Ｔｄ以下である場合、一般換気モードが実行される方向にダンパ９を制御する（ＳＴ３）。室外空気と室内空気の温度差の絶対値が設定値Ｔｄ以下でない場合、熱交換換気モードが実行される方向にダンパ９を制御する（ＳＴ４）。その後、湿度センサ４７によって測定される湿度が希望湿度より低いか否かを判断する（ＳＴ５）。測定湿度が希望湿度より低い場合には、加湿機構を利用して水分が加えられる加湿モードが実行される（ＳＴ６）。その後、換気装置の動作が続いているか否かを判断し（ＳＴ７）、それによって換気装置動作を続けて行うか、又は終了する。

前記加湿モードは前記換気モードとは関係なく別途に制御できる。

本発明による換気装置の斜視図である。本発明による換気装置の内部構造を示す斜視図である。伝熱交換器における外気吸入口の直近下側部をより詳細に示す斜視図である。伝熱交換器における内気吸入口の直近下側部をより詳細に示す斜視図である。外気吸入口の下側部の断面図である。本発明による伝熱交換器の概略斜視図である。熱交換換気モードにおけるダンパの位置を示す側断面図である。熱交換換気モードにおいて室外空気及び室内空気が伝熱交換器に吸入される動作を説明する概略図である。熱交換換気モードにおいて室外空気及び室内空気が伝熱交換器から吐出される動作を説明する概略図である。一般換気モードのときのダンパの位置を示す側断面図である。本発明による換気装置のブロック図である。本発明による換気装置の制御方法のアルゴリズムである。

符号の説明

１換気装置
３熱交換モジュール
４送風モジュール
５外気吸入口
６外気吐出口
７内気吸入口
８内気吐出口
９ダンパ
２５第１ダクト
２６第２ダクト
３０伝熱交換器

Claims

換気装置において、
外気吸入口が一端に提供された外気吸入ダクトと、
内気吸入口が一端に提供された内気吸入ダクトと、
前記外気吸入ダクト及び内気吸入ダクトを介して吸入された室外空気及び室内空気を、熱交換させる伝熱交換器と、
前記伝熱交換器を通過した室外空気及び室内空気が、室内及び室外にそれぞれ吐出されるようにする送風モジュールと、
前記外気吸入ダクトから吸入された室外空気の流れ方向を制御するダンパとを含むことを特徴とする、換気装置。
前記外気吸入ダクトが隔壁によって第１ダクト及び第２ダクトに区画され、
前記ダンパにより吸入された室外空気が、前記第１ダクト又は第２ダクトに選択的に流れることを特徴とする、請求項１に記載の換気装置。
前記内気吸入ダクトが隔壁によって第３ダクト及び第４ダクトに区画され、
前記ダンパにより吸入された室内空気が、前記第３ダクト又は第４ダクトに選択的に流れることを特徴とする、請求項１に記載の換気装置。
前記送風モジュールは、
給気ファン及び排気ファンと、
前記給気ファンに連通する給気吐出ダクトと、
前記排気ファンに連通する排気吐出ダクトとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の換気装置。
前記給気吐出ダクト内に備えられる加湿網と、
前記加湿網に湿気を提供する噴射ノズルとをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の換気装置。
前記給気吐出ダクトの吐出端に提供された湿度センサをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の換気装置。
換気装置の制御方法において、
給気される室外空気が伝熱交換器を通過し、排気される室内空気と熱交換された後、室内に吐出される熱交換換気モードと、
給気される室外空気が伝熱交換器を通過せずに室内に直接吐出される一般換気モードが、選択的に実行可能なことを特徴とする、換気装置の制御方法。
前記一般換気モードは、室外空気と室内空気の温度差の絶対値が設定値以下の場合にのみ実行されることを特徴とする、請求項７に記載の換気装置の制御方法。
湿度センサにより測定される室内湿度が希望湿度より低い場合に、加湿モードを実行することを特徴とする、請求項７に記載の換気装置の制御方法。