KR100424367B1 - 열회수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내, 외 공기의 환기에 따른 열 에너지를 보다 효율적으로 회수하여 직접적으로 활용함으로서 에너지의 효율적인 사용의 극대화를 위하여 내, 외기의 접촉이 다수로 적층된 얇은 박판의 길이방향의 수직방향으로 크로스 교환되면서 그 접촉거리 및 접촉면적을 크게 하여 열회수율을 최대화한 열 회수장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 기체(10)의 상, 하방에 공기입구(12,13)와 공기출구(14,15)가 전, 후방에 각각 형성되되, 상기 각각의 공기입구(12,13)와 공기출구(14,15) 사이에 상, 하방에 상기 송풍모터(30)(40)가 설치되고, 상기 상, 하방의 송풍모터(30)(40) 사이에 내기순환통로(53)와 외기순환통로(54)가 교번적으로 갖도록 무수한 열교환 박판(51)(52)이 적층 조립된 열교환 유니트(50)를 설치하여서 상기 각각의 송풍모터(30)(40)에 의한 내, 외기가 수직의 상, 하방으로 크로스 교차 순환하면서 열교환을 하고 토출되도록 하여 설치공간에 따라서 장치의 소형화가 가능하고, 내, 외기를 수직의 상, 하방으로 크로스 교차 순환하면서 열교환을 이루어져 접촉면적의 최대화에 의한 효율적인 폐열회수 효과가 있다.

Description

열회수장치{HEAT RECOVERY DEVICE}

본 발명은 열 회수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내, 외 공기의 환기에 따른 열 에너지를 보다 효율적으로 회수하여 직접적으로 활용함으로서 에너지의 효율적인 사용의 극대화를 위하여 내, 외기의 접촉이 다수로 적층된 얇은 박판의 길이방향의 수직방향으로 크로스 교환되면서 그 접촉거리 및 접촉면적을 크게하여 열회수율을 최대화하고, 내, 외기의 배출에 따른 효과적인 토출각으로 토출부압의 극소화로 장치의 효과적인 운용이 제공되는 열 회수장치에 관한 것이다.

최근에 이르러 에너지 문제의 대두됨에 따라 에너지를 효율적을 사용하기 위한 다수의 기술이 개시되고 있다.

이러한 에너지 절약 기술의 대표적인 기술로서 개시되고 있는 것이 상호간의 기온 차를 갖는 공기나 물을 교차시키면서 폐열을 재활용하는 것이 주지되고 있다.

대표적인 예로서 건물 내의 환기를 위해 환기되는 실내공기가 갖고 있는 열(난방열, 냉방열)을 새로이 인입되는 공기와 열 교환시켜 인입되는 공기의 온도를 예열하여 올리거나 또는 내림으로서 실내에 설치된 에어컨이나 난방기구와 같은 공조기의 에너지 소모를 최대한 줄이고 있다.

이러한 에너지 효율을 높이기 위한 효과적인 열 교환은 온도가 다른 매체 상호간의 접촉면적이 최대한 보장되어 하고, 동시에 상호간의 온도편차를 최대한 빠른 시간 내에 최소화할 수 있는 열 교환 시간이 신속히 이루어져야 하며, 토출되는 공기의 분출에 따른 토출부하가 적어야 송풍모터의 부하 극소화로 효과적인 열 교환이 제공된다.그리하여 근래에 와서 열회수에 대한 기술 개선을 목적으로 다양한 열회수장치가 개시되고 있다.이러한 열회수장치의 일예로 대한민국 실용신안등록 제170247호(냉난방기의 열회수장치)와 실용신안등록 제212983호(열교환유니트)가 개시되고 있다.

그러나, 이러한 선원 기술의 열 회수장치는 폐열 회수에 따른 열 교환이 효율적이지 못한 구조를 갖고 있다.

즉, 상기 선원 기술의 열 회수장치는 열 교환 매체의 공기통과 공간의 높이가 커서 교차되는 매체 상호간의 신속한 열 교환이 제공되지 못할 뿐만 아니라 열교환 매체를 수평방향의 교차로 제공되어 높은 효율을 위해서 다수의 교차공간이 필요하여 장치 전체가 비대해지는 단점으로 소형화가 어려운 단점이 있었다.다시 말하여 상기 선원 기술의 열교환 방식은 온도차가 있는 내부공기와 외부공기를 순환시킴에 있어, 상기 열교환기의 적층형태로 형성된 순환통로의 순환과정이 상호간의 인접변을 통한 공기의 유입과 배출을 통해서 열교환이 제공되는 90도 크로스 타입의 열교환 방식으로 동일 면적내에서 전열면적을 효과적으로 이용하지 못하여 열교환 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 효과적으로 해소하고자 연구 개발된 것으로서,

본 발명의 목적은 온도차가 있는 내부공기와 외부공기의 순환이 적층되는 알루미늄 박판의 길이방향인 수직방향의 상, 하방에 크로스 토출되면서 열교환이 제공되어 장치의 폭을 최대한 최소화하면서 토출방향으로의 길이를 장치 전체에 대비하여 보다 크게 하여 접촉면적의 최대화에 의한 열교환 효율을 극대화할 수 있는 열 회수장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 열교환 유니트의 구성하는 열교환 박판의 독특한 구조에 의해서 장치 사양에 따라서 조립의 용이성은 물론, 열 교환 매체의 통과공간이 최대한 작은 상태로 상호가 크로스 통과하도록 무수한 적층구조로 제공되어 열교환 매체의 신속한 열교환이 제공되고, 소형화가 제공되는 보다 효율적인 열 회수장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 상호간의 온도차를 갖는 열교환 매체가 수직방향의 상, 하 방향으로 크로스 토출되면서 그 토출에 따른 토출부하를 극소화하도록 토출구에 일정의 토출각이 형성됨으로서 장치 운용에 따른 부하의 극소화로 수명의 극대화가 제공되는 열 회수장치를 제공함에 있다.

본 발명의 상기 목적은 실내 측과 실외 측의 복수개 공기입구와 공기출구가 구비된 기체와, 상기 기체의 내부에 장착되는 열교환 유니트와, 상기 공기입구와 공기출구에 구비되어 공기를 강제로 유동시키는 송풍모터로 구성하되,

상기 기체의 상, 하방에 공기입구와 공기출구가 전, 후방에 각각 형성되되, 상기 각각의 공기입구와 공기출구 사이에 상, 하방에 상기 송풍모터와 설치되고, 상기 상, 하방의 송풍모터 사이에 내기순환통로와 외기순환통로가 교번적으로 갖도록 무수한 열교환 박판이 적층 조립된 열교환 유니트를 설치하여서 상기 각각의 송풍모터에 의한 내, 외기가 상기 열교환 박판의 길이방향인 수직의 상, 하방으로 크로스 교차 순환하면서 열교환을 하고 토출되도록 이루어지는 열 회수장치에 의하여 달성된다.

도 1은 본 발명의 열회수장치의 개괄적인 구성도,

도 2는 본 발명의 열교환수단의 정면구성도,

도 3은 도 2의 A-A선을 따라 취한 일부 생략 확대단면도로서, 열교환 박판의 조립단면도,

도 4는 도 2의 B-B선을 따라 취한 일부 생략 확대단면도로서, 열교환 박판의 조립단면도,

도 5는 본 발명의 구성부재인 열교환 박판의 정면도,

도 6은 본 발명의 열교환 박판의 조립과정을 보여주는 사시도,

도 7 및 도 8은 도 7에 의한 열교환 박판의 조립과정 평단면도 및 측단면도,

도 9는 본 발명의 사용에 따른 작동도.

〈 도면의 주요부분애 대한 부호의 설명 〉

10 : 기체 30, 40 : 송풍모터

50 : 열교환 유니트 51, 52 : 열교환 박판

53 : 내기 순환통로 54 : 외기 순환통로

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.

즉, 본 발명은 첨부도면 도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 기체(10)의 상, 하방에 공기입구(12,13)와 공기출구(14,15)가 전, 후방에 각각 형성되어 이들 사이의 상, 하방에 상기 송풍모터(30)(40)와 설치되고, 상기 상, 하방의 송풍모터(30)(40) 사이에 내기순환통로(53)와 외기순환통로(54)가 교번적으로 갖도록 무수한 열교환 박판(51)(52)이 적층 조립된 열교환 유니트(50)를 설치하여서 상기 각각의 송풍모터(30)(40)에 의한 내, 외기가 수직의 상, 하방으로 크로스 교차 순환하면서 열교환을 하고 토출되도록 이루어진다.

상기 열교환 유니트(50)는 알루미늄재의 열교환 박판(51)(52)을 적층하여 내기 순환통로(53)와 외기 순환통로(54)가 교번적으로 형성하도록 이웃한 두쌍의 변을 교번적으로 밀폐하여 상기 기체(10)의 내부에 위치하는 두께로 적층 구성하고, 이를 상, 하측에 박판유입구(22,23)를 갖는 상, 하부판(21a,21b)과 전, 후측 상,하방에 박판유출구(24,25)를 갖는 전, 후면판(26a,26b)을 양 측면판(27a,27b)으로 통상의 나사와 같은 체결부재로 조립하여 함체형상을 형성하여 상기 기체(10)에 수납상태로 조립된다.

이때, 상기 열교환 박판(51)(52) 각각의 네꼭지점에 절단홈(55a,55b)이 절단되되 대각선 방향의 인접한 두변은 상향절곡단(56a,56b)과 하향절곡단(57a,57b)이 형성되고 상기 일측의 상향절곡단(56a,56b) 각각은 연장단(56c,56d)이 연장되며, 상기 열교환 박판(51)의 상향절곡단(56a)에 열교환 박판(52)의 하향절곡단(57b)을 맞댄 상태에서 상기 상향절곡단(56a)의 연장단(56c)을 절곡하여 인접두변을 밀폐 결합하고, 상기 열교환 박판(52)의 상향절곡단(56b)에 적층되는 다음의 열교환 박판(51)의 하향절곡단(57a)을 맞댄 상태에서, 상기 상향절곡단(56a)의 연장단(56d)을 상기 연장단(56c)의 동일방향으로 절곡하여 인접두변을 교번적으로 밀폐하는 적층조립에 의하여 상기 열교환 박판(51)(52)의 사이에 상기 내기순환통로(53)와 외기순환통로(54)가 교번적으로 형성하고,

상기 각각의 절단홈(55a)(55b)에는 각각의 지지프레임(60)을 조립하고 통상의 실리콘으로 실링하여 각각의 양단을 상기 양 측면판(27a,27b)의 내측에서 통상의 나사와 같은 체결부재로 조립 고정하여 이룬다.

이때, 상기 열교환 박판(51)(52)은 상기내, 외기순환통로(53,54)의 간극이 유지되도록 상기 상향절곡단(56a,56b)의 절곡높이 크기로 라인형 엠보싱돌기(58a,58b)와 다수의 반구형 엠보싱돌기(59a,59b)가 각각 돌출 되되, 각각의 위치는 엇갈리도록 편심되어서 조립시에 각각의 열교환 박판(51)(52)의 수평면에 당접되어 동일간극을 유지하도록 되어 있다

또한, 상기 열교환 박판(51,52) 각각은 상부변과 하부변이 인접한 수직방향의 측변에 대하여 68~72도의 예각(a)으로 형성되는 평행사변형으로 형성되어 인출되는 공기토출각은 108~102도의 둔각(b)을 갖도록 하여 공기의 토출흐름에 부하가 걸리지 않도록 구성된다.

이러한 본 발명은 도 9에 도시된 바와 같이, 건물의 벽 등과 같은 차단체(100)에 의해 기체(10)의 상기 일측의 공기입구(12)와 공기출구(14)를 실내 측에 위시키고 실외 측에 상기 타측의 공기입구(13)와 공기출구(15)가 위치되는 상태 또는 그 반대로 설치한다.

이러한 상태에서 전원인가에 의해 상기 기체(10) 내의 상, 하방에 설치된 송풍모터(30)(40)를 동작시키게 된다.

이러한 송풍모터(30,40)의 작동으로 상기 기체(10)의 공기입구(12)(13)을 경유하여 실내 측의 공기와 실외 측 공기가 상기 열교환 유니트(50)의 각 박판유입구(22,23)를 경유하면서 무수히 적층된 열교환 박판(51)(52)에 의해 교번적으로 형성된 내기순환통로(53)와 외기순환통로(54)를 수직의 상, 하방으로 크로스 순환하면서 박판유출구(24,25) 및 기체(10)의 공기출구(14,15)를 통하여 상호간의 열교환이 이루어진 상태로 토출된다.

따라서, 온도차가 있는 내기와 외기가 상기 열교환 박판(51)(52)의 길이방향으로 흐르게 되어 상기 열교환 박판(51)(52)의 전면적에 접촉하면서 상호간이 갖고 있는 열을 효과적으로 교환하게 되어 에어컨과 같은 냉방기구나 난방기구의 폐열의 효과적인 흡수에 의한 에너지 절약을 최대화하게 된다.

이러한 본 발명의 특징은 공기의 대류현상과 같이 내, 외기를 수직방향의 상, 하방으로 크로스 교차하면서 무수히 적층되고 매우 얇은 알루미늄재의 열교환 박판(51)(52)의 사이에 형성된 내기순환통로(53)와 외기순환통로(54)를 경유하되 전체면적을 접촉하면서 열교환이 제공되어 짧은 시간에 신속한 열 교환이 이루어져 폐열의 회수가 보다 효율적으로 제공된다.

또한, 내, 외기의 토출에 따른 상기 열교환 유니트(50)의 박판유출구(24,25)의 토출각이 둔각으로 형성되어 토출부하의 극소화로 송풍모터(30)(40)의 작동부하을 극소화하게 된다.

이러한 본 발명의 상기 열교환 유니트(50)는 열교환 박판(51)(52)의 적층 조립두께에 따라서 상기 기체(10)의 측면 폭이 설정됨으로서 설치공간에 따라서 소형화 및 대형화가 가능한 호환성을 갖게 되고,

상기 송풍모터(30)(40)는 필요에 따라서 복수개의 이상으로 설치도 가능하다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명은 장치의 소형화가 가능하고, 설치공간에 따라서 중요부품인 열교환 유니트의 조립크기에 의하여 결정됨으로서그 설치점유율의 가변성이 제공되어 장치의 신뢰성이 제공되는 효과와,

무수히 적층된 열교환 박판의 사이에 형성되는 내기순환통로와 외기순환통로가 교번적으로 갖는 열교환 유니트를 각각의 송풍모터에 의한 내, 외기를 수직의 상, 하방으로 크로스 교차 순환하면서 열교환을 이루어져 접촉면적의 최대화에 의한 효율적인 폐열회수 효과가 있으며,

내, 외기의 진행방향에 대하여 자연스러운 토출이 가능케 둔각의 토출각이 형성됨으로서 송풍모터의 부하를 최소화하여 장치수명을 최대화하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 기체(10)의 상, 하방에 공기입구(12,13)와 공기출구(14,15)가 전, 후방에 각각 형성되되, 상기 각각의 공기입구(12,13)와 공기출구(14,15) 사이에 상, 하방에 상기 송풍모터(30)(40)가 설치되고, 각각의 네꼭지점에 절단홈(55a,55b)이 절단 형성되고 인접한 두변에 형성된 상향절곡단(56a,56b)과 하향절곡단(57a,57b)을 맞댄 상태에서 상기 상향절곡단(56a,56b)의 연장단(56c,56d)을 절곡하여 밀폐하여 내기순환통로(53)와 외기순환통로(54)가 교번적으로 갖도록 무수한 알루미늄재의 열교환 박판(51)(52)이 적층 조립된 열교환 유니트(50)를 상기 송풍모터(30)(40)의 사이에 설치하여서 상기 각각의 송퐁모터(30)(40)에 의한 내, 외기를 크로스 교차 순환하면서 열교환하는 열회수장치에 있어서,

   상기 열교환 유니트(50)는 상기 열교환박판(51)(52)을 인접두변의 길이가 다른 평행사변형으로 형성하여 일정 두께로 적층되고 이의 외부에 박판유입구(22,23)와 박판유출구(24,25)를 갖는 상, 하부판(21a,21b)과 전, 후면판(26a,26b)으로 감싸고 양 측면판(27a,27b) 사이에서 통상의 체결부재로 조립된 함체로서 상기 기체(10)에 수납 조립되되,

   상기 각각의 절단홈(55a)(55b)에는 각각의 지지프레임(60)이 조립된 상태에서 통상의 실리콘으로 실링하고 각각의 양단은 상기 양 측면판(27a,27b)의 내측에서 통상의 체결부재로 조립되어서 상기 송풍모터(30)(40)에 의해 내, 외기가 수직의 상, 하방으로서 상기 열교환박판(51)(52)의 길이방향의 크로스 교차로 순환하면서 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 회수장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 열교환 박판(51,52) 각각은 상부변과 하부변이 인접한 수직방향의 측변에 대하여 68~72도의 예각으로 형성되는 평행사변형으로 형성되어 인출되는 공기토출각이 108~102도의 둔각을 갖도록 구성한 것을 특징으로 하는 열 회수장치.