KR100549206B1 - 무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템 - Google Patents

무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템에 관한 것으로, 건물의 측벽 일측에 몸체부(11)가 고정되어 설치되고, 상기 몸체부(11) 내에는 축열식 열교환소자(12)와 양방향 송풍이 가능한 급배기수단(13)이 설치되어, 상기 급배기수단(13)의 구동에 의해 실내 및 실외의 공기가 상기 축열식 열교환소자(12)를 주기적으로 경유하여 환기되도록 구성된 것이다.
폐열, 열교환소자, 환기, 팬

Description

무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템 {Heat Recovery Ventilation System without Duct System}
도 1은 종래기술에 따른 환기시스템이 설치된 건물의 모습을 보여주는 내부 설치도,
도 2는 종래기술에 따른 전열교환기의 구조를 보여주는 개략적 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 환기시스템이 설치된 건물의 모습을 보여주는 내부 설치도,
도 4는 본 발명에 따른 환기수단의 구조를 보여주는 개략적 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 급배기수단이 분리된 환기수단의 구조를 보여주는 개략적 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 환기수단이 다수개 설치된 건물의 평면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 환기수단 11 : 몸체부
12 : 축열식 열교환소자 13 : 급배기수단
13' : 배기팬 13" : 급기팬
20 : 제어수단
본 발명은 건물 내에 설치되는 환기시스템에 관한 것으로, 특히 건물의 천정에 복잡하게 설치되는 덕트가 필요 없고 유지보수가 용이한 컴팩트한 크기의 환기수단을 통해 실내 공기를 환기시면서 폐열을 회수할 수 있도록 된 무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 시대가 발전하면서 주변 환경과 건물 내부환경의 독립성을 확보하거나, 에너지의 낭비를 억제하기 위해서 건물 내부를 외부 환경과 차단하여 밀폐성이 높은 건물을 건축하는 것이 요즘의 추세이다. 이렇게 건물의 밀폐성을 높이게 되면 자연스러운 환기는 어렵게 되므로 별도의 환기시설을 필요로 하게 되는데, 창문을 통한 재래식 환기방법은 실내의 공기를 외부로 배출시키고 실외의 공기를 실내로 유입시키는 과정에서 실외의 차갑거나 뜨거운 공기가 그대로 실내로 유입되므로 여름철에는 냉방효율이 저하되고 겨울철에는 난방효율이 저하되어 에너지 손실의 주범으로 지목되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 들어 실내로 유입되거나 배출되는 공기에 포함되어 있는 에너지를 회수하면서 환기시킬 수 있도록 구성된 전열교환기를 이용한 환기시스템이 도입되고 있는 바, 상기 전열교환기를 이용한 환기시스템이 도시된 도 1과 전열교환기의 구조를 나타낸 도 2를 참조하여 종래의 환기시스템을 살펴보기로 한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기 전열교환기(200)는 소정형상의 케이스 일측 에 실내의 공기를 유입하기 위한 배기 유입구(280)와 실외의 공기를 실내로 전달하기 위한 외기 유출구(270)가 형성되고, 상기 케이스의 다른 일측에는 실외의 공기를 유입하기 위한 외기 유입구(250)와 실내의 공기를 실외로 배출하기 위한 배기 유출구(260)가 형성되며, 상기 케이스의 내측 공간은 격벽에 의해서 4개의 공간으로 구분되어지며, 상기 격벽이 교차되는 케이스의 중앙부에는 외부로 배출되는 실내 공기와 실외에서 유입되는 공기의 열교환을 위한 열교환유니트(210)가 구비되고, 배기팬(220) 및 급기팬(230)이 각각 구비되어 이루어진다.
상기 전열교환기(200)는, 도 1에서 보는 바와 같이, 건물의 상부에 형성된 천정부 일측에 설치되고, 상기 전열교환기(200)의 배기 유입구(280)는 실외로 배기되는 공기의 유통로인 배기덕트(230)와 연결되며, 상기 배기덕트(230)는 각 실내(100,110,120,130)의 천정부에 설치된 배기구(210)와 연통되는 구조로 설치된다.
한편, 상기 전열교환기(200)의 외기 유출구(270)는 실내로 유입되는 공기의 유통로인 급기덕트(240)와 연결되며, 상기 급기덕트(240)는 각 실내(100,110,120,130)의 천정부에 설치된 급기구(220)와 연통되는 구조로 설치된다.
즉, 상기 전열교환기(200)의 배기 유입구(280)와 외기 유출구(270)은 배기덕트(230) 및 급기덕트(240)에 의해서 실내 공간과 연결되고, 상기 전열교환기(200)의 외기 유입구(250)와 배기 유출구(260)는 실외공간과 연결된다.
이에 따라 실내공기의 환기를 위해서 전술한 환기시스템을 가동시키게 되면, 외부공기를 유입할 때와 실내공기를 배출시키는 경로가 서로 상이하게 작동된다.
이와 같이 종래의 전열교환기(200)를 이용한 환기시스템은 사이즈가 너무 크고, 복잡한 배기덕트(230) 및 급기덕트(240)의 구성이 필요하며, 상기 배기덕트(230) 및 급기덕트(240)를 설치하기 위해서 일정높이 이상의 천정고(天井高)를 반드시 확보해야만 하는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 전열교환기(200)의 열회수 기능을 원하지 않고 보통환기 만을 원할 경우 바이패스(By-Pass)기능을 수행하기 위해서는 전열교환기(200)를 복잡하게 구성할 수밖에 없는 문제점이 있었다.
또한 상기 전열교환기(200)는 장치가격이 상당히 고가이면서도 유지 보수가 어려운 문제점도 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 건물의 천정에 복잡하게 설치되는 덕트가 필요없이 건물의 측벽에 직접 설치할 수 있으며 유지보수가 용이한 컴팩트(Compact)한 크기의 환기수단을 통해 실내 공기를 환기시면서 폐열을 회수할 수 있도록 된 무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 건물의 측벽 일측에 몸체부가 고정되어 설치되고, 상기 몸체부 내에는 축열식 열교환소자와 급배기(給排氣)수단이 설치되어, 상기 급배기수단의 구동에 의해 실내 및 실외의 공기가 상기 축열식 열교환소자를 주기적으로 경유하여 환기되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 급배기수단은 양방향 송풍이 가능한 단일의 팬으로 이루어지거나, 급기팬과 배기팬으로 구분되어 상기 축열식 열교환소자의 전방과 후방에 각각 배치될 수 있으며, 상기 몸체부 내부에는 축습재 및 필터를 추가로 설치하여 습도조절과 이물질 제거가 가능하도록 된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 환기시스템이 설치된 건물의 모습을 보여주는 내부 설치도이고, 도 4는 본 발명에 따른 환기수단의 구조를 보여주는 개략적 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 급배기수단이 분리된 환기수단의 구조를 보여주는 개략적 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 환기수단이 다수개 설치된 건물의 평면도이다.
본 발명에 따른 환기수단(10)은, 건물의 측벽 일측에 몸체부(11)가 고정되어 설치되고, 상기 몸체부(11) 내에는 축열식 열교환소자(12)와 급배기수단(13)이 설치되어 이루어지되, 상기 급배기수단(13)은 양방향 송풍이 가능한 단일의 팬으로 이루어지는데, 상기 팬은 회전방향을 역전시키는 방식이나 가변피치 방식으로 급기와 배기 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 축열식 열교환소자(12)는 파라핀 등과 같은 상변화물질(PCM; Phase Change Material) 또는 기타의 축열재 물질로 이루어진다.
또한 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 급배기수단(13)을 급기팬(13')과 배기팬(13")으로 구분하여 상기 축열식 열교환소자(12)의 전방과 후방에 각각 배치시킬 수도 있다.
이하 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.
겨울철과 같이 외부공기가 난방중인 실내(100,110) 공기보다 온도가 낮은 경우 실내(100,110)의 환기를 위해 상기 환기수단(10)의 급배기수단(13)을 작동시켜 배기시키게 되면, 실내(100,110)의 따뜻한 공기가 상기 축열식 열교환소자(12)를 경유하는 과정에서 열교환이 이루어져 상기 축열식 열교환소자(12)는 일정한 온도범위 내에서 축열되고, 배출되는 공기의 온도는 하강된 채 실외로 배출된다.
반대로 상기 급배기수단(13)을 작동시켜 급기시키게 되면, 외부의 차가운 공기가 이미 축열되어 있는 축열식 열교환소자(12)를 경유하면서 열교환이 이루어져 상기 축열식 열교환소자(12)의 온도는 하강되면서 방열되어, 실내(100,110)로 급기되는 공기의 온도는 상승된다.
이와 같이 겨울철에는 전술한 환기과정의 반복을 통해 실내(100,110)에 유입되는 공기는 항상 외기온도보다 높은 온도의 공기가 유입된다.
한편, 여름철과 같이 외부공기가 냉방중인 실내(100,110) 공기보다 온도가 높은 경우 실내(100,110)의 환기를 위해 상기 환기수단(10)의 급배기수단(13)을 작동시켜 배기시키게 되면, 실내(100,110)의 차가운 공기가 상기 축열식 열교환소자(12)를 경유하는 과정에서 열교환이 이루어져 상기 축열식 열교환소자(12)는 일정한 온도범위 내에서 축냉되고, 배출되는 공기의 온도는 상승된 채 실외로 배출된다.
반대로, 상기 급배기수단(13)을 작동시켜 급기시키게 되면, 외부의 더운 공 기가 축냉저장된 축열식 열교환소자(12)를 경유하면서 열교환이 이루어져 상기 축열식 열교환소자(12)의 온도는 상승되면서 방냉되어, 실내(100,110)로 급기되는 공기의 온도는 하강된다.
이와 같이 여름철에는 전술한 환기과정의 반복을 통해 실내(100,110)에 유입되는 공기는 항상 외기온도보다 낮은 온도의 공기가 유입된다.
그리고, 상기 축열식 열교환소자(12)와 급배기수단(13) 사이에 축습재(도시되지 않음)를 부설시켜 현열(顯熱)뿐만 아니라, 잠열(潛熱)까지 회수하면서 적절한 실내(100,110) 습도를 유지시킬 수 있으며, 별도의 필터를 설치하여 이물질의 실내(100,110) 유입이나 상기 축열식 열교환소자(12)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 급배기수단(13)을 배기팬(13′)과 급기팬(13″)으로 나누어 구성할 경우에도 그 환기원리는 전술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 환기수단(10)을 거실이나 방 등 환기를 필요로 하는 실내(100,110)에 단독으로 설치하여 급기와 배기를 적절한 시간동안 반복운전하면서 폐열회수 환기기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 도 6에서 보는 바와 같이, 복수개의 환기수단(10)을 제어수단(20)과 전기적으로 연결시켜 각 실내(100,110,120)에 설치할 경우, 각 환기수단(10)의 풍량 밸런스를 맞춰서 제어수단(20)을 통해 급기와 배기를 적절히 제어하면, 급기와 배기의 기능을 동시에 수행할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 환기수단(10)을 복수개 설치하게 되면, 종래의 전열교환기(200)에서 구현되는 외기냉방을 위한 바이패스 기능을 손쉽게 이룰 수 있는데, 이것은 상기 환기수단(10)의 배기 또는 급기 기능 중 어느 하나의 기능만 작동시키게 되면 공기의 흐름이 일방향으로 진행되면서 일정시간이 경과되면 자연스럽게 바이패스 기능을 수행할 수 있게 된다.
상기 환기수단(10)은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 그 용도에 알맞게 다양한 풍량을 갖는 크기로 제작될 수 있으며, 당업자에 의해 다양하게 변경 실시될 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 건물의 천정에 복잡하게 설치되는 덕트가 필요없고 건물의 측벽에 직접 설치할 수 있기 때문에 건물의 천정고에 구애를 받지 않으며, 컴팩트한 크기로 제작되어 유지보수가 용이하여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 건물 내에 설치되는 환기시스템에 있어서,
    환기수단은 건물의 측벽 일측에 몸체부가 고정되어 설치되고, 상기 몸체부 내에는 축열식 열교환소자와 급배기수단이 설치되어 이루어지되,
    양방향 송풍이 가능한 단일의 팬으로 이루어지거나, 급기팬과 배기팬으로 구분되어 상기 축열식 열교환소자의 전방과 후방에 각각 배치되는 급배기수단의 구동에 의해 실내 및 실외의 공기가 상기 축열식 열교환소자를 주기적으로 경유하여 환기되도록 하며, 상기 환기수단을 제어수단과 전기적으로 연결시키고, 상기 제어수단을 조절하여 급기와 배기의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부 내부에 축습재 및 필터가 부설된 것을 특징으로 하는 무덕트 방식의 폐열회수 환기시스템.
  5. 삭제
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