KR100628090B1

KR100628090B1 - 환기시스템

Info

Publication number: KR100628090B1
Application number: KR1020050039373A
Authority: KR
Inventors: 최동환; 최근형; 김경환; 최호선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-09-26
Also published as: CN1862124A; EP1722170A1; JP2006317143A; JP5005952B2; US20060254749A1

Abstract

본 발명은 모터 발열로 인한 급기의 온도 상승을 방지하여 전열 효율 감소를 최소화하는 고효율 전열교환 환기시스템에 관한 것이다.

본 발명은, 외관을 이루는 본체 케이스; 상기 본체 케이스 내부에 설치되어, 실외로 배기되는 공기와 실내로 공급되는 공기 사이의 열교환이 이루어지는 전열교환기; 상기 전열교환기의 일측에 설치되는 실내로 공기를 공급하는 급기팬과, 실외로 공기를 배출하는 배기팬; 그리고, 상기 급기팬과 배기팬에 각각 동력을 제공하되, 배기되는 공기의 유로 상에 노출되게 설치되는 급기모터 및 배기모터를 포함하여 구성되는 환기시스템을 제공한다.

환기시스템, 전열교환기, 모터

Description

환기시스템{Air-conditioning System}

도 1은 종래 환기시스템의 전열교환 상태를 도시한 구성도

도 2는 도 1의 환기시스템에서 일반환기 상태를 도시한 구성도

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 환기시스템의 일예를 도시한 구성도

도 4는 도 3의 환기시스템에서 일반환기 상태를 도시한 구성도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 본체 케이스 111 : 급기팬 하우징

112 : 배기팬 하우징 113 : 모터 하우징

115 : 댐퍼 121 : 외기 흡입구

122 : 급기구 123 : 실내공기 흡입구

124 : 배기구 130 : 전열교환기

141 : 급기팬 142 : 급기모터

151 : 배기팬 152 : 배기모터

OA : 외기 SA : 급기

RA : 실내공기 EA : 배기

본 발명은 환기시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고효율 전열교환 환기시스템에 관한 것이다.

환기는 실내의 사람을 쾌적한 상태로 만드는 것을 목적으로 하는 것으로서, 실내의 오염된 공기를 배출시켜 제거하고, 신선 외기를 공급함으로써 쾌적한 실내 환경을 유지시키고자 하는 것이다.

환기 방법에는 일반적으로 건물의 개구부(일반적으로, 창호 시스템)를 통해서 실내/실외의 온도차에 따른 공기의 비중량 차 또는 풍력 등을 원동력으로 하여 실내의 환기가 행해지는 자연환기법과, 송풍기를 설치하여 강제로 실내에 공기를 공급하거나 또는 실내 공기를 강제로 배출 시킴으로써 환기를 행하는 강제환기(또는 기계환기)법이 있다.

도 1과 도 2를 참조하여 종래 환기시스템에 대해 설명하면 다음과 같다.

환기시스템은, 외관을 형성하는 본체 케이스(10)와, 상기 본체 케이스(10) 내부에 급기와 배기 사이에서 열교환이 이루어지는 전열교환기(30)와, 급기를 위한 급기팬(41) 및 급기모터(42)와, 배기를 위한 배기팬(51) 및 배기모터(52)로 이루어진다.

상기 본체 케이스(10)의 일 측면에는 외부공기(OA ; outside air)의 흡입구(21)와, 외부로 배기(EA ; exhaust air)를 배출하는 배기구(24)가 형성되고, 그 반대측 측면에는 실내공기(RA; room air)를 흡입하는 흡입구(23)와, 실내로 외기(SA ; supply air)를 공급하는 급기구(22)가 형성된다.

또한, 상기 본체 케이스(10) 내부에는, 상기 외기 흡입구(21)에서 흡입된 외기(OA)가 전열교환기(30)를 거쳐 상기 급기구(22)로 연결되는 통로가 형성되고, 상기 실내공기 흡입구(23)에서 흡입된 실내공기(RA)를 전열교환기(30)를 거쳐 배기구(24)로 연결하는 통로가 형성되어 있다.

그리고, 상기 배기구(24) 안쪽에는 강제배기를 위한 배기팬(51)과 배기모터(52)가 설치되고, 상기 급기구(22)의 안쪽에는 강제급기를 위한 급기팬(41)과 급기모터(42)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 전열교환 방식 환기시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배기팬(51)과 배기모터(52)가 작동함에 따라 실내의 오염공기가 실내공기 흡입구(23)를 통해 유입된 다음, 전열교환기(30)를 지나 배기구(24)를 통해 실외로 배출된다.

이와 동시에, 급기팬(41)과 급기모터(42)가 작동함에 따라 신선한 실외공기가 외기 흡입구(21)를 통해 유입된 다음, 전열교환기(30)를 지나 급기구(22)를 통해 실내에 공급된다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 실내외의 온도차가 크지 않은 봄/가을에는 상기 본체 케이스(10) 내부에서 배기되는 공기의 바이패스 유로를 형성하는 댐퍼(11)가 열림으로써, 상기 전열교환기(30)를 거치지 않고 직접 외부로 배출되는 일반 환기가 수행된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 환기시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.

전열교환기(30)는 온도 차이가 있는 공기(보통, 급기(SA)와 배기(EA))를 상기 전열교환기(30) 내부에서 고효율의 열교환막에 의해 분리되어 있는 유로를 통과하게 함으로써, 그 과정에서 전열교환이 일어나는 원리이다.

그런데, 외기가 흡입되어 실내로 공급되는 급기유로 상에 급기모터(42)가 노출되어 있으므로, 상기 급기모터(42)에서 발생하는 열로 인한 급기의 온도가 증가하게 되어 전열효율이 감소하는 문제점이 발생한다.

즉, 전열효율(η)은

가 된다. 따라서, 급기모터(42)의 발열로 인해 급기 온도가 상승하게 되면, 전열효율(η)이 감소하게 되는 것이다.

더불어, 상기 급기모터(42)와 배기모터(52)에서 발생하는 소음과, 그 소음을 차단하는 구조를 형성하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 급기모터의 발열로 인한 급기의 온도상승을 방지함으로써, 온도효율 및 전열효율이 높은 고효율의 전열교환 환기시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 외관을 이루는 본체 케이스; 상기 본체 케이스 내부에 설치되어, 실외로 배기되는 공기와 실내로 공급되는 공기 사이의 열교환이 이루어지는 전열교환기; 상기 전열교환기의 일측에 설치되는 실내 로 공기를 공급하는 급기팬과, 실외로 공기를 배출하는 배기팬; 그리고, 상기 급기팬과 배기팬에 각각 동력을 제공하되, 배기되는 공기의 유로 상에 노출되게 설치되는 급기모터 및 배기모터를 포함하여 구성되는 환기시스템을 제공한다.

이 때, 상기 본체 케이스 내부에는 급기팬과 배기팬이 수용되는 공간이 구획되어 있고, 상기 배기모터 및 급기모터는 상기 배기팬이 수용된 배기팬 하우징에 설치되되, 상기 급기모터와 배기모터는 일렬로 배치될 수 있다.

상기 배기팬 하우징 내부에는 상기 배기모터와 급기모터를 수용하는 모터 하우징이 더 설치되고, 상기 모터 하우징은 배기되는 공기가 통과할 수 있도록, 배기팬 쪽으로 개구부가 형성된다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3과 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 환기시스템을 설명하면 다음과 같다.

환기시스템은, 외관을 이루는 본체 케이스(100)와, 배기 공기와 급기 공기 사이의 전열교환이 이루어지는 전열교환기(130)와, 상기 전열교환기(130)의 일측에 설치되는 급기팬(141) 및 배기팬(151), 그리고, 상기 급기팬(141)과 배기팬(151)에 각각 동력을 공급하는 급기모터(142)와 배기모터(152)를 포함하여 이루어진다.

상기 본체 케이스(100)의 일 측면에는 실외와 연통되는 외부공기(OA ; outside air)의 흡입구(121)와, 실내와 연통되어 실내공기(RA ; room air)를 흡입하는 흡입구(123)가 형성되고, 그 반대측 측면에는 실외와 연통되어 외부로 배기(EA ; exhaust air)를 배출하는 배기구(124)와, 실내와 연통되어 실내로 신선외기(SA ; supply air)를 공급하는 급기구(122)가 형성된다.

한편, 상기 각 흡입구(121, 123)와 급기구(122) 및, 배기구(124)에는 각각 덕트(미도시)가 연결된다.

또한, 상기 본체 케이스(100) 내부에는, 상기 외기 흡입구(121)에서 흡입된 외기(OA)가 전열교환기(130)를 거쳐 상기 급기구(122)로 연결되는 통로가 형성되고, 상기 실내공기 흡입구(123)에서 흡입된 실내공기(RA)를 전열교환기(130)를 거쳐 배기구(124)로 연결하는 통로가 형성되어 있다.

또한, 상기 본체 케이스(100) 내부에는 전열교환기(130)를 거치지 않는 일반환기 시에 공기가 유동할 수 있도록 형성된 바이패스 유로를 개폐하는 댐퍼(115)가 설치된다.

그리고, 상기 본체 케이스(100) 내부에는 급기팬(141)이 수용되는 급기팬 하우징(111)과, 배기팬(151)이 수용되는 배기팬 하우징(112)이 형성된다.

상기 급기팬 하우징(111)은 상기 전열교환기(130)를 지난 외부공기를 급기구(122)로 안내하고, 상기 배기팬 하우징(112)은 상기 배기구(124)로 안내하는 역할을 하며, 더불어, 상기 각 하우징(111, 112)은 급기와 배기가 혼합되지 않도록 구획하는 역할을 한다.

이 때, 상기 급기와 배기가 상기 전열교환기(130)에서 교차되어 전열교환이 원활히 이루어 질 수 있도록, 상기 외기 흡입구(121)과 급기구(122), 실내공기 흡입구(123)와 배기구(124)는 각각 서로 대각선으로 배치함이 바람직하다.

그리고, 상기 배기구(124) 안쪽에는 강제배기를 위한 배기팬(151)과 배기모터(152)가 설치되고, 상기 급기구(122)의 안쪽에는 강제급기를 위한 급기팬(141)과 급기모터(142)가 설치된다.

또한, 상기 급기팬(141)과 배기팬(151)은 상기 급기모터(141)와 배기모터(151)가 일렬로 배치되도록 전열교환기(130)의 일측에 나란히 설치된다.

이 때, 상기 급기팬(141) 및 배기팬(151)은 축방향으로 공기를 유입하여 반경방향으로 토출하는 원심팬(radial-flow fan)을 사용함이 바람직하고, 특히 시로코 팬(siroco fan)을 사용함이 바람직하다.

이 때, 상기 급기모터(142)와 배기모터(152)는 배기팬 하우징(112) 내부에 설치되며, 상기 급기모터(142)와 배기모터(152)는 일렬로 배치됨이 바람직하다.

이는, 급기(SA)되는 공기가 급기팬(141)을 지나는 동안 급기모터(142)의 발열에 의해 온도가 상승하여 온도효율 및 습도효율, 전열효율이 감소하는 것을 방지하기 위함이다.

즉, 급기모터(142)를 급기팬(141)과 격리시킴으로써, 급기모터(142)의 발열이 급기(SA)에 미치는 영향을 차단하고, 더불어, 배기팬(142)을 지나는 배기에 의해 급기모터(142)의 냉각이 원활히 이루어지는 장점이 있다.

이 때, 전열효율(η)은 외부공기(OA)와 실내공기(RA), 급기(SA)에 의해서 결정되고, 배기(EA)의 영향은 받지 않으므로, 급기모터(142)와 배기모터(152)의 발열 에 의해 배기(EA)의 온도가 상승하더라도 전열효율에는 영향이 없다.

그리고, 상기 배기팬 하우징(112) 내부에는 상기 급기모터(142)와 배기모터(152)가 수용되는 모터 하우징(113)이 형성되어 있다.

또한, 상기 모터 하우징(113)은 상기 급기모터(142)와 배기모터(152)를 둘러싸되, 상기 모터 하우징(113) 내부로 배기 공기가 유동하여 상기 각 모터(142, 152)를 냉각할 수 있도록 상기 배기팬(112) 쪽으로 개구부가 형성됨이 바람직하다.

더불어, 상기 모터 하우징(113)이 각 모터(142, 152)를 둘러싸게 되면, 상기 각 모터(142, 152)에서 발생하는 소음을 차단하는 효과가 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 환기시스템에서 전열교환 환기 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실내공기가 오염되었을 때 배기팬(151)에 전원이 인가되면서 실내공기(RA)가 실내공기 흡입구(123)를 통해 본체 케이스(100) 내부로 유입된 다음, 전열소자(130)를 지나 배기팬(151)의 작용에 의해 배기구(124)를 통해 실외로 강제배기된다.

이와 동시에, 급기팬(141)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기(OA)가 흡입구(121)를 통해 본체 케이스(100) 내부로 유입된 다음, 전열소자(130)를 지나 급기구(122)를 통해 실내로 공급된다.

이 때, 상기 전열소자(130)를 지나는 실내공기(RA)와 배기(EA)는 상호 열교환되어 실내의 온도와 습도에 비슷한 상태로 실내로 공급된다.

그리고, 배기되는 공기가 상기 배기팬(151)으로 유입되는 동안 상기 모터 하 우징(113)을 지나면서 급기모터(142)와 배기모터(152)를 냉각시킨다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 실내외의 온도차가 크지 않은 봄/가을에는 배기(EA)와 급기(OA) 사이의 전열교환이 이루어지지 않는 일반환기가 수행된다.

먼저, 상기 본체 케이스(100) 내부의 댐퍼(115)가 열림으로써 배기되는 공기의 바이패스 유로를 형성하게 되고, 실내공기 흡입구(123)를 통해 흡입된 실내공기(RA)는 상기 바이패스 유로를 통해 상기 전열교환기(130)를 거치지 않고 배기팬(151)을 지나 직접 외부로 배출된다.

그리고, 실내로 공급되는 신선한 실외공기(OA)는 흡입구(121)를 통해 본체 케이스(100) 내부로 유입된 다음, 전열소자(130)를 지나 급기구(122)를 통해 실내로 공급된다.

이 때, 배기되는 공기는 상기 모터 하우징(113)을 지나면서 배기모터(142)와 급기모터(152)를 냉각시키게 된다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 환기시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 배기유로상에 배기모터 및 급기모터를 노출시킴으로써, 급기모터의 발열에 따른 전열효율의 감소를 방지할 수 있다.

둘째, 배기되는 공기에 의해 급기모터 및 배기모터를 충분히 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

셋째, 배기모터와 급기모터의 소음을 한방향에서 동시에 차단 처리할 수 있고, 소음차단효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims

외관을 이루는 본체 케이스;

상기 본체 케이스 내부에 설치되어, 실외로 배기되는 공기와 실내로 공급되는 공기 사이의 열교환이 이루어지는 전열교환기;

상기 전열교환기의 일측에 설치되어 실내로 공기를 공급하는 급기팬과, 실외로 공기를 배출하는 배기팬; 그리고,

상기 급기팬과 배기팬에 각각 동력을 제공하되, 배기되는 공기의 유로 상에 노출되게 설치되는 급기모터 및 배기모터:를 포함하여 구성되는 환기시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 급기모터와 배기모터는 일렬로 배치됨을 특징으로 하는 환기시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 본체 케이스 내부에서 급기팬과 배기팬이 수용되는 공간이 구획되고, 상기 배기모터 및 급기모터는 상기 배기팬이 수용된 배기팬 하우징에 설치됨을 특징으로 하는 환기 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 배기팬 하우징 내부에는 상기 배기모터와 급기모터를 수용하는 모터 하 우징이 더 설치됨을 특징으로 하는 환기 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 모터 하우징은 배기되는 공기가 통과할 수 있도록, 배기팬 쪽으로 개구부가 형성됨을 특징으로 하는 환기 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 급기팬과 배기팬은 원심팬임을 특징으로 하는 환기시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 급기팬과 배기팬은 시로코 팬임을 특징으로 하는 환기시스템.