KR100526446B1 - Air cleaning and ventilation heat recovery system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하여 환기열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합공기청정식 환기열회수 장치를 안출하였으며, 더 나아가 상기 열교환장치는 장기간 사용으로 인하여 먼지나 이물질등이 부착되어 열교환 능력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 이를 제거할수 있는 세척장치와 상기 열교환 장치에 부착된 세균번식을 방지하기 위하여 살균 및 탈취기능을 위한 자외선 램프의 기능이 부착된 복합공기 청정식 환기열회수 장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to develop a composite system structure that can achieve heat exchange (sensible heat transfer) and air cleaning at the same time while reducing the pressure loss, the composite air can be widely used for ventilation heat recovery including apartments, buildings and industrial buildings A clean ventilation heat recovery device was devised, and furthermore, the heat exchanger is a washing device capable of removing the dust or foreign substances due to long-term use, and the heat exchanger ability is prevented from being deteriorated and the bacteria propagation attached to the heat exchanger. The purpose of the present invention is to provide a combined air cleaning ventilation heat recovery device equipped with a function of an ultraviolet lamp for sterilization and deodorization function.
Description
본 발명은 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하는 환기 열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합 공기청정식 환기열회수 장치에 관한 것이며, 더 나아가, 열교환장치에 부착된 먼지나 이물질등을 세척하는 세척 물분사장치을 부가하여 열교환장치에 부착된 먼지등을 주기적으로 제거하여 시간에 지나면서 감소되는 열교환장치의 효율을 일정하게 유지하고자 하는 것을 포함하는 복합 공기청정식 환기 열회수 장치에 관한 것이다.The present invention is to develop a composite system structure that can achieve heat exchange (sensible heat transfer) and air cleaning at the same time while reducing the pressure loss, composite air that can be widely used for ventilation heat recovery including apartments, buildings and industrial buildings The present invention relates to a clean ventilation heat recovery device, and furthermore, by adding a washing water spraying device for washing dust or foreign matter attached to the heat exchanger, and periodically removing the dust attached to the heat exchanger to reduce the heat over time. The present invention relates to a complex air-clean ventilation heat recovery device, including to maintain a constant efficiency.
인간의 생활공간에서의 쾌적한 실내공기 조성과 건강보호의 측면에서 실내 환기와 공기정화에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나, 최근의 에너지 절약의 일환으로 실내공간은 더욱더 기밀과 단열을 요구하게 되고, 결과적으로 환기량이 적어지게 됨에 따라 실내공기의 질은 악화되어 에너지 절약과 신선한 공기의 공급이라는 서로 상반된 문제를 해결하여야만 되었다. There is a growing interest in indoor ventilation and air purification in terms of pleasant indoor air and health protection in human living space. However, as part of recent energy savings, indoor spaces require more airtightness and insulation, and consequently, as the amount of ventilation is reduced, the quality of indoor air deteriorates to solve the conflicting problems of energy saving and supply of fresh air. It became.
이를 해결하고자 적절한 배기열 회수장치가 부착된 환기시설의 설치가 요구되고 있으며, 온습도 변동이 없는 균일한 고품질의 공기를 공급할 수 있는 외기처리 방법이 요구되고 있다. In order to solve this problem, it is required to install a ventilation facility equipped with an appropriate exhaust heat recovery device, and an outdoor air treatment method capable of supplying uniform high quality air without fluctuation of temperature and humidity is required.
이에 따라, 빌딩, 일반건물, 병원, 공장, 백화점 등의 건물을 냉난방하는 경우에 환기에 의해 배출되는 열에너지를 회수하여, 재이용하는 공조용 에너지 절약 환기설비의 수요가 지속적으로 증가되고 있으며, 현열 또는 전열 교환기의 적용이 보편화되고 있다. 이러한 환기 열교환기는 환기시 배출되는 공기의 온습도를 고효율로 회수하여 건물의 에너지 절약에 크게 기여한다. Accordingly, when heating and cooling buildings such as buildings, general buildings, hospitals, factories, department stores, and the like, the demand for energy-saving ventilation facilities for air conditioning that recovers and reuses thermal energy emitted by ventilation is continuously increasing. Application of total heat exchangers is becoming common. The ventilation heat exchanger is a high efficiency recovery of the temperature and humidity of the air discharged during ventilation contributes greatly to the energy saving of the building.
이와 같은 배기열 회수 장치를 이용할 경우 일반적으로 60∼80%의 배기열을 회수할 수 있으며, 이를 통해 냉난방에 소요되는 에너지의 20∼30%를 절약할 수 있게 된다. In the case of using the exhaust heat recovery device, it is possible to recover the exhaust heat of 60 to 80% in general, thereby saving 20 to 30% of the energy required for heating and cooling.
미국, 유럽 및 일본 등의 선진국에서는 공조기를 설치하는데 있어서, 이러한 환기장치의 설치가 의무화되어 있으므로 환기시스템은 이미 상용화되어 공조 산업에서 광범위하게 적용하여 에너지 절감효과를 거두고 있다.In the developed countries such as the United States, Europe and Japan, the installation of the air conditioner is mandatory to install such a ventilation system, the ventilation system has already been commercialized and widely applied in the air conditioning industry to achieve energy saving effects.
도 1은 일반적인 환기열회수 장치의 개념을 나타낸 개략도로서, 여름철 냉방시에 실내의 찬 공기와 실외의 더운 공기가 환기될 때 열회수 장치에 의하여 상호 열교환이 이루어져 실외의 더운 공기가 직접적으로 공급되지 않고 냉각되어 신선한 찬 공기가 급기되는 것을 나타낸다. 1 is a schematic view showing a concept of a general ventilation heat recovery device, when the indoor cold air and the outdoor hot air is ventilated during summer cooling, mutual heat exchange is performed by the heat recovery device so that the outdoor hot air is not directly supplied and cooled. The fresh cold air is supplied.
도 1에 나타난 바와 같이, 겨울철 난방시는 여름철과 반대로 어느 정도 신선한 더운 공기가 공급되는 것을 나타낸다. As shown in FIG. 1, the heating time in winter shows that fresh hot air is supplied to some extent as opposed to the summer time.
일반적으로 환기열회수장치는 열교환의 방식에 따라, 여재를 달리하여 현열교환방식과 전열교환방식이 있으며, 열전달부의 구조와 형태에 따라 고정식과 회전식으로 분류할 수 있다. In general, the ventilation heat recovery apparatus has a sensible heat exchange method and a total heat exchange method by different media depending on the method of heat exchange, and may be classified into a fixed type and a rotary type according to the structure and form of the heat transfer unit.
최근의 국내의 주상복합빌딩, 고급아파트 등에서 수요가 증가하고 있으며, 국내의 내수시장의 규모는 1,000억원을 초과한다고 알려져 있으며, 국내에서 대부분 적용되고 있는 것은 전량 외국으로부터 수입에 의존하고 있으며, 국내의 대기오염을 고려하지 않아 사용 후 수개월 이내에 분진 및 미스트 등에 의하여 열교환막이 오염되어 성능저하가 초래되고 있으며, 실내의 디퓨져까지 연결되는 덕트내의 오염을 가속화시켜 실내공기질의 악화를 초래하기도 한다. 기존의 환기열 교환기의 경우, 열교환의 전열교환의 단순기능을 지니므로, 공기청정 필터를 별도로 설치하고 있으며, 장시간 사용시 표면의 오염문제로, 세균 및 곰팡이의 번식과 냄새가 발생되는 문제점을 내포하고 있다.In recent years, demand has increased in domestic residential complexes and high-end apartments, and the domestic domestic market is known to exceed 100 billion won. Most of the domestic applications depend on imports from foreign countries. It does not consider air pollution, and consequently deteriorates performance due to contamination of heat exchange membrane by dust and mist within several months after use. It also accelerates the contamination in the duct that leads to the diffuser in the room, causing deterioration of indoor air quality. Existing ventilation heat exchanger has the simple function of heat exchange of heat exchanger, therefore, air cleaning filter is installed separately, and there is a problem of breeding and smell of bacteria and mold due to surface contamination problem for long time use. have.
기존의 환기열회수 장치는 장기간 사용으로 인하여 먼지나 이물질 등이 부착되어 효율저하가 불가피하며, 이를 방지하기 위하여 전단에 공기여과 필터를 사용하고 있는데, 이 경우, 필터에 의한 장치압력 손실과 필터 교환 등의 문제가 있으며, 이의 해결이 중요한 과제이다.Existing ventilation heat recovery device is inevitable to reduce efficiency due to dust or foreign matter attached to it for a long time. To prevent this, air filtration filter is used at the front end. In this case, device pressure loss by filter and filter replacement There is a problem, and the solution of this is an important task.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 , 본 발명에서는 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하여 환기열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합공기청정식 환기열회수 장치를 안출하였으며, 더 나아가 상기 열교환 장치는 장기간 사용으로 인하여 먼지나 이물질등이 부착되어 열교환 능력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 이를 제거할수 있는 세척장치와 상기 열교환 장치에 부착된 세균번식을 방지하기 위하여 살균 및 탈취기능을 위한 자외선 램프의 기능이 부착된 복합공기 청정식 환기열회수 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in the present invention, a complex system which can achieve heat exchange (sensible heat transfer) and air cleaning simultaneously while reducing pressure loss is developed by apartments and buildings. And a composite air cleaning ventilation heat recovery device which can be widely used for ventilation heat recovery including industrial buildings. Furthermore, the heat exchanger prevents deterioration of heat exchange ability by attaching dust or foreign substances due to long-term use. The purpose of the present invention is to provide a combined air cleaning ventilation heat recovery device equipped with a function of an ultraviolet lamp for sterilization and deodorization function in order to prevent the bacteria propagation attached to the heat exchanger and the cleaning device capable of removing it. .
본 발명은 환기 열회수 장치에 있어서, 실내로부터 실외로 배출되는 환기덕트와 실외로부터 실내로 공급되는 급기덕트의 일정한 지점에 장착된 전열교환기와; 실외로부터 실내로 급기되는 급기덕트에 장착된 상기 전열교환기의 상류측에 마련된 고전압 전하장치와; 실외로부터 실내로 급기되는 급기덕트에 장착된 상기 전열교환기의 상류측에 마련된 자외선 램프와; 상기 전열교환기에 부착된 이물질등을 세척하는 세척물분사장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a ventilation heat recovery apparatus comprising: an electrothermal heat exchanger mounted at a predetermined point of a ventilation duct discharged from an indoor to an outdoor and an air supply duct supplied from an outdoor to an indoor; A high voltage charge device provided upstream of the electrothermal heat exchanger mounted in an air supply duct supplied from the outdoor to the indoor; An ultraviolet lamp provided on an upstream side of the electrothermal heat exchanger mounted on an air supply duct supplied from an outdoor to an indoor; Characterized in that consisting of a washing water spraying device for washing the foreign matter attached to the heat exchanger.
본 발명에 대하여 다음의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치의 구성을 나타낸 개략도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치의 작동원리를 나타낸 개략도로서, 회전식 형식의 전열교환기(10)가 환기와 급기덕트내에 장착되며 일정하게 회전하면서, 여름철에는 실내의 오염된 차가운 실내공기가 실외로 배출되면서 실외의 신선하고 더운공기와 서로 열교환되면서 실내로 신선하고 찬공기가 공급되는 것이며, 겨울철에는 실내의 오염된 더운 실내공기가 실외로 배출되면서 실외의 신선하고 차가운 공기와 서로 열교환되면서 실내로 신선하고 더운공기가 공급되는 것이다. The present invention will be described in detail with reference to the following drawings. Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the complex air-clean ventilation heat recovery apparatus according to the present invention, Figure 3a is a schematic diagram showing the operating principle of the complex air-clean ventilation heat recovery apparatus according to the present invention, a heat exchanger of the rotary type (10) ) Is installed in the ventilation and air supply duct and rotates constantly.In summer, polluted cold indoor air is discharged to the outside, and the fresh and hot air is exchanged with the outdoor fresh and cold air to supply the room. In the indoor polluted hot indoor air is discharged to the outside as the heat exchanged with the fresh and cold air of the outdoor fresh and hot air is supplied to the interior.
이때에, 실외로부터 외기가 들어오면 먼저 자외선램프(20)에 의하여 1차 살균되며 고전압 전하장치(30)에 의하여 외기에 포함되어 있는 먼지, 세균 등의 에어로졸에 전하(電荷)를 발생시키고, 전하가 발생된 에어로졸은 전열교환기(10) 표면에 집진되고, 이와 동시에 전열교환기(10)의 전열교환에 의하여 환기와 급기된 공기가 서로 열교환이 이루어진다.At this time, when outside air comes in from the outside, first, the ultraviolet lamp 20 is first sterilized, and the high voltage charge device 30 generates charges in the aerosols such as dust and bacteria contained in the outside air. Generated aerosol is collected on the surface of the total heat exchanger (10), and at the same time the heat exchanged with the ventilation and air supplied by the total heat exchange of the total heat exchanger (10).
상기 전열교환기(10)는 유전체로 피복하거나 유전체로 만들어진 접지극을 사용하여 고전압 전하장치(30)에 의하여 전하가 발생된 먼지가 전열교환기(10)의 표면에 집진되는 것이다. The pre-heat exchanger (10) is a dust that is generated by the high-voltage charge device 30 by using a ground electrode made of a dielectric or coated with a dielectric is collected on the surface of the pre-heat exchanger (10).
또한, 실내의 공기가 외부로 나갈 때 전열교환기 전단에 세척 물 분사장치(40)를 설치하여 급기시 집진된 오염물질들을 주기적 또는 간헐적으로 세척한다.In addition, by installing the washing water injector 40 in front of the heat exchanger when the air in the room to the outside to clean the contaminants collected during the air supply periodically or intermittently.
상기 세척 물 분사장치(40)의 작동은 전열교환기(10)의 전단과 후단에 공기의 압력차를 측정하여 일정한 압력차가 발생시에 이를 계측하여 상기 세척 물 분사장치(40)를 작동하여 전열교환기(10)의 표면에 부착된 먼지나 이물질등을 세척하며, 또한, 설정된 시간간격으로 주기적으로 이물질등을 세척하는 것이다. The operation of the washing water injector 40 measures the pressure difference of air at the front and rear ends of the total heat exchanger 10, and measures it when a certain pressure difference occurs to operate the washing water injector 40 to operate the heat exchanger ( 10) To clean the dust and foreign substances attached to the surface of 10), and also to clean the foreign substances periodically at the set time interval.
더 나아가, 전열교환기(10)의 전단에 자외선 램프(20)를 장착하여 전열교환기(10)의 표면에 광촉매 코팅을 하여 전열교환기(10) 전단의 자외선 램프(20)과의 광화학 반응에 의한 살균 및 탈취가 이루어진다. Furthermore, the ultraviolet lamp 20 is attached to the front end of the heat exchanger 10 and the photocatalyst is coated on the surface of the heat exchanger 10 to sterilize by photochemical reaction with the ultraviolet lamp 20 at the front end of the heat exchanger 10. And deodorization takes place.
물 세척 시 광촉매의 특성에 의하여 세척이 용이해지며 이로 인하여 먼지, 세균 등의 오염이 방지되어 항상 청정한 상태의 전열교환기(10)의 표면을 유지하게 하였다. When the water is washed, it is easy to wash due to the characteristics of the photocatalyst, thereby preventing contamination of dust and bacteria, thereby maintaining the surface of the heat exchanger 10 in a clean state at all times.
도 3b는 상기 전열교환기(10)가 고정식인 경우로서 환기된 공기와 급기된 공기가 상호 고정식 전열교환기에 의하여 서로 열교환되는 것이다.FIG. 3b shows that the heat exchanger 10 is a fixed type, and the vented air and the supplied air are heat-exchanged with each other by the mutually fixed type heat exchanger.
따라서, 본 발명을 이루는 주요한 구성인 전열교환기는 회전형 또는 고정형 뿐만 아니라, 현열 및 전열교환장치 모두 적용이 가능한 것이며, 외기 유입 측에 자외선을 조사하는 자외선램프(20)와 고전압 전하장치(30)가 있으며 환기측의 전열교환기(10)의 전단에 전열교환기을 위한 세척용 물분사장치(40)로 이루어진다.Therefore, the main heat exchanger which is the main configuration constituting the present invention, as well as the rotary or fixed type, can be applied to both sensible heat and the total heat exchange device, the ultraviolet lamp 20 and the high voltage charge device 30 for irradiating ultraviolet to the outside air inlet There is a water spraying device for washing 40 for the total heat exchanger in front of the heat exchanger 10 of the ventilation side.
상기 전열교환기(10)는 필요에 의하여 공기의 현열만을 변화시키는 고자 현열교환기를 사용하여 급기와 환기의 온도변화만을 특징으로 하는데 채용되는 것이다.The total heat exchanger (10) is employed to characterize only the temperature change of the supply and ventilation using a high-temperature sensible heat exchanger that changes only the sensible heat of air as necessary.
열교환기 표면을 동시에 공기청정기 집진부로 사용하여 외부로부터 실내로 공급되는 공기를 청정함과 동시에 외부로 무의미하게 버려지는 열 에너지를 효율적으로 회수하는 효과를 얻었으며, 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기 열회수장치는 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하여 환기열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합 공기청정식 환기열회수 장치을 제공하는데 있는 것이다.By simultaneously using the heat exchanger surface as an air purifier dust collector, the air supplied from the outside to the room was cleaned and the heat energy that was discarded to the outside was effectively recovered, and the combined air-cleaning ventilation heat recovery according to the present invention was achieved. The device develops a complex system structure that can achieve heat exchange (sensible or heat) and air cleaning simultaneously while reducing pressure loss, and is widely available for ventilation heat recovery including apartments, buildings and industrial buildings. It is to provide a formal ventilation heat recovery device.
도 1은 일반적인 환기열회수 장치의 개념을 나타낸 개략도1 is a schematic view showing the concept of a general ventilation heat recovery apparatus
도 2는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치의 구성을 나타낸 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a composite air-clean ventilation heat recovery apparatus according to the present invention
도 3a는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치(회전식)의 작동원리 를 나타낸 개략도 Figure 3a is a schematic diagram showing the operation principle of the complex air-clean ventilation heat recovery device (rotary) according to the present invention
도 3b는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치(고정식)의 작동원리 를 나타낸 개략도 Figure 3b is a schematic diagram showing the operating principle of the complex air cleaning ventilation heat recovery device (fixed type) according to the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 전열교환기 20 : 자외선 램프10: total heat exchanger 20: ultraviolet lamp
30 : 고전압 전하장치 40 : 세척 물 분사장치 30: high voltage charge device 40: washing water spray device
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