KR100660162B1 - 환기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유입시키기 위한 것으로, 상기 건물 내부의 각 층으로 공기를 유입시키기 위해 상기 건물의 각 층에 배치되는 복수의 제1유입배관과 상기 복수의 제1유입배관들과 연결되며 건물 외부로부터 유입되는 공기를 상기 복수의 제1유입배관으로 유입시키는 제2유입배관을 포함하는 유입배관; 상기 제2유입배관에 설치되어 건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유입시키기 위한 유입송풍기; 건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시키기 위한 것으로, 상기 건물 내부의 각 층으로부터 공기를 배출시키기 위해 상기 건물의 각층에 배치되는 복수의 제1배출배관과 상기 복수의 제1배출배관들과 연결되며, 상기 복수의 제1배출배관들로부터 배출되는 공기를 건물의 외부로 배출시키는 제2배출배관을 포함하는 배출배관; 상기 제2배출배관에 설치되어 건물 내부의 공기를 건물의 외부로 배출시키기 위한 배출송풍기; 상기 유입배관을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관을 통해 배출되는 공기의 열교환을 위한 것으로, 상기 제2유입배관과 상기 제2배출배관의 건물의 외부측 단부에 설치되는 열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기 시스템을 제공한다.

Description

환기 시스템{Ventilation System}

도 1은 종래의 건물에 사용되는 환기 시스템을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템을 도시한 도면.

도 3은 도 2에 표시된 III부분의 확대도.

도 4는 도 2에 도시된 환기 시스템을 고층건물에 적용하는 경우를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 기호의 설명>

10 : 유입배관 11 : 제1유입배관

12 : 제2유입배관 13 : 제1밸브

15 : 유입송풍기 20 : 배출배관

21 : 제1배출배관 22 : 제2배출배관

23 : 제2밸브 25 : 배출송풍기

30 : 열교환기

본 발명은 환기 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유지관리가 용이하 고, 비용면에서 효율적인 환기 시스템에 관한 것이다.

사무공간이나 아파트, 상가 등으로 사용되는 각종 건물에 있어 건물 사용자의 건강을 위해 쾌적한 실내 공기를 유지하기 위한 실내 환기와 공기정화 등에 대한 요구가 증대되고 있다.

그러나 겨울철이나 여름철에 냉방이나 난방을 하는 경우에 있어, 쾌적한 실내 공기를 유지하기 위한 명목으로 환기를 하는 경우에는 건물 외의 공기가 실내로 유입됨에 따라 겨울철에는 실내온도가 낮아지고 여름철에는 실내온도가 높이져 에너지절약의 측면에서 보면 매우 비효율적이다.

이러한 점을 고려하여, 실내에서 실외로 유출되는 공기와 실외에서 실내로 유입되는 공기의 열교환을 통해 에너지 절약적인 측면에서 효율적인 환기시설들이 소개되고 있다.

도 1은 종래에 사용되는 열교환식 환기 시스템의 일 예이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 환기 시스템은 건물 내부의 공기를 건물의 외부로 유통시키기 위한 배출배관(1)과 건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유통시키기 위한 유입배관(2)과 상기 배출배관과 상기 유입배관을 통해 유통되는 공기의 열교환을 위한 열교환기(3)로 구성되어 있다. 종래에 있어 이러한 환기 시스템은 각 층별로 별도로 구비되어 있었으며, 아파트의 경우에는 각 세대별로 별도로 구비되어 있는 경우도 있었다.

이러한 개별 환기 시스템의 경우 건물의 사용자가 열교환기의 용도와 운전방법에 대해 잘 모르는 경우가 많아 본래의 목적대로 운전되지 않는 경우가 많았으 며, 유지관리 비용이 많이 소모되는 단점이 있다. 또한, 각 층별 또는 각 세대별로 별도의 환기 시스템을 구비하기 위해서는 초기 건설비용 또한 높은 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 운전관리면에서 유리하고, 에너지 효율면에서 뛰어나며 경제적인 환기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은,

건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유입시키기 위한 것으로, 상기 건물 내부의 각 층으로 공기를 유입시키기 위해 상기 건물의 각 층에 배치되는 복수의 제1유입배관과 상기 복수의 제1유입배관들과 연결되며 건물 외부로부터 유입되는 공기를 상기 복수의 제1유입배관으로 유입시키는 제2유입배관을 포함하는 유입배관;

건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시키기 위한 것으로, 상기 건물 내부의 각 층으로부터 공기를 배출시키기 위해 상기 건물의 각층에 배치되는 복수의 제1배출배관과 상기 복수의 제1배출배관들과 연결되며, 상기 복수의 제1배출배관들로부터 배출되는 공기를 건물의 외부로 배출시키는 제2배출배관을 포함하는 배출배관;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 환기 시스템을 제공한다.

상기 환기 시스템에는 상기 제2유입배관에 설치되어 건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유입시키기 위한 유입송풍기;와,

상기 제2배출배관에 설치되어 건물 내부의 공기를 건물의 외부로 배출시키기 위한 배출송풍기;를 더 구비하며,

상기 유입송풍기와 배출송풍기는 송풍량의 제어가 가능한 송풍기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 환기시스템에는 상기 유입배관을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관을 통해 배출되는 공기의 열교환을 위한 것으로,

상기 제2유입배관과 상기 제2배출배관에 설치되는 열교환기를 더 구비하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 건물에 상하수도 배관이나 환기를 위한 배관, 전선 등의 건물의 상하방향으로 연장된 부분을 그 내부에 수용하기 위한 수직덕트가 마련되어 있는 경우에는 상기 제2유입배관 및 상기 제2배출배관 중 건물의 상하방향으로 연장된 부분은 상기 수직덕트내에 설치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 표시된 III부분의 확대도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 건물(100)에 적용되기 위한 것으로서, 유입배관(10)과 배출배관(20)과 열교환기(30)로 구성되어 있다.

상기 유입배관(10)은 건물(100) 외부의 공기를 건물(100)의 내부로 유입시키기 위한 것으로서, 제1유입배관(11)과 제2유입배관(12)를 포함하고 있다.

상기 제1유입배관(11)은 상기 건물(100) 내부의 각 층으로 공기를 유입시키기 위해 상기 건물(100)의 각 층에 복수개 배치되어 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 한개의 층이 벽 등의 수단으로 복수의 공간으로 구획되어 있는 경우에는 각 공간으로 분기되어 있으며 한개의 공간이 한 층으로 구성되는 경우에도 환기의 효율성을 위하여 복수개로 분기되어 설치될 수 있다. 상기 제2유입배관(12)은 상기 복수의 제1유입배관(11)들과 연결되어 있으며, 상기 건물(100) 외부로부터 유입되는 공기를 상기 복수의 제1유입배관들(11)로 유입시킨다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이, 제2유입배관(12)이 각 층으로 연결된 복수의 제1유입배관(11)들로 분기되어 있는 구조를 가지고 있다.

상기 제1유입배관(11)이 상기 제2유입배관(12)로부터 분기되는 부분에는 제1밸브(13)가 설치되어 있으며, 상기 제1밸브(13)의 개폐는 전동으로 가능하게 되어 있다.

상기 유입배관(10)에는 건물(100) 외부의 공기를 건물(100)의 내부로 유입시키기 위한 유입송풍기(15)가 마련되어 있다. 상기 유입송풍기(15)는 예컨대 그 유입송풍기(15)에 설치된 송풍팬의 회전 속도를 달리하는 등의 방법으로 송풍량의 제어가 가능하도록 구성되어 있다.

상기 배출배관(20)은 건물(100) 내부의 공기를 건물(100)의 외부로 배출시키기 위한 것으로서, 제1배출배관(21)과 제2배출배관(22)를 포함하고 있다.

상기 제1배출배관(21)은 상기 건물(100) 내부의 각 층으로부터 건물(100)의 외부로 공기를 배출시키기 위한 것으로 복수개가 상기 건물(100)의 각층에 배치되 어 있다. 상기 제1배출배관(21)은 상기 제1유입배관(11)과 마찬가지로, 각 층의 공간의 구성이나 환기 효율 등을 고려하여 여러개의 배관으로 분기될 수 있다. 상기 제2배출배관(22)은 상기 복수의 제1배출배관(21)들과 연결되어 있으며, 상기 건물(100)의 각 층으로부터 배출되는 공기를 건물(100)의 외부로 배출시킨다. 즉 제1배출배관(21)들을 통하여 유입되는 공기가 제2배출배관(22)에서 통합되어 건물(100)의 외부로 배출되는 구조를 가지고 있다.

상기 제1배출배관(21)이 상기 제2배출배관(22)로부터 분기되는 부분에는 제2밸브(23)가 설치되어 있으며, 상기 제2밸브(23)의 개폐는 전동으로 가능하게 되어 있다.

상기 배출배관(20)에는 건물(100) 내부의 공기를 건물(100)의 외부로 배출시키기 위한 배출송풍기(25)가 마련되어 있다. 상기 배출송풍기(25)는 상기 유입송풍기(15)와 마찬가지로 예컨대 그 배출송풍기(25)에 설치된 송풍팬의 회전 속도를 달리하는 등의 방법으로 송풍량의 제어가 가능하도록 구성되어 있다.

상기 열교환기(30)는 상기 유입배관(10)을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관(20)을 통해 배출되는 공기의 열교환을 위한 것이다. 상기 열교환기(30)는 상기 제2유입배관(12)과 상기 제2배출배관(22)의 건물(100)의 외부측 단부에 설치되어, 상기 제2유입배관(12)와 상기 제2배출배관(22)을 통해 유통되는 공기의 열교환이 가능하도록 한다.

상기 열교환기(30)는 공지의 열교환기를 환기 용량을 고려하여 적절히 선택할 수 있으므로, 열교환기의 구성에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템의 작용 및 효과에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

건물(100)의 외부에서 유입되는 공기는 제2유입배관(12)을 통해 유입되었다가 각 층으로 분기된 제1유입배관(11)들로 흘러들어가 건물(100) 내부의 각 층으로 유입된다.

건물(100)의 내부에서 건물(100)의 외부로 배출되는 공기는 건물(100) 내부의 각 층에 있는 제1배출배관(21)들을 통해 배출배관(20)으로 유입되어, 제2배출배관(22)에서 모아진 후 건물(100)의 외부로 배출된다.

상기 유입배관(10)과 배출배관(20)을 통하여 유통되는 공기양의 조절은 송풍기(15,25)의 송풍량을 제어하여 이루어지게 된다. 상기 유입배관(10)에 연결된 유입송풍기(15)와 상기 배출배관(20)에 연결된 배출송풍기(25)는 각각 송풍량의 제어가 가능하므로, 환기가 필요한 시간에만 송풍기(15,25)를 작동시켜 상기 유입배관(10)과 배출배관(20)을 통하여 공기가 유통되게 함으로써 환기를 시킬 수 있고, 환기가 되는 공기의 양도 조절이 가능하게 되는 것이다.

또한 상기 제1유입배관(11)과 제1배출배관(21)에는 각각 제1밸브(13)과 제2밸브(23)가 마련되어 있고, 밸브의 개폐는 전동식으로서 별도로 마련된 기계실 등에서 제어가 가능하므로, 환기가 필요한 층의 경우에는 밸브(13,23)를 열어 환기가 가능하도록 하고, 그렇지 않은 층의 경우에는 밸브(13,23)를 닫아 공기의 흐름을 차단할 수 있도록 되어 있다. 또한, 밸브(13,23)를 완전히 열거나 완전히 닫는 것이 아니라, 적절한 양의 공기가 유통되도록 하여 그 밸브가 설치된 층에서 환기되 는 공기의 양을 조절하는 것도 가능하다.

이때 열교환기(30)를 통하여 유입배관(10)과 배출배관(20)을 통해 유통되는 공기의 에너지가 교환된다. 에너지가 교환됨으로 인해 에너지 절약의 효과가 발생한다. 예를 들어 냉방을 하는 여름철의 경우 건물(100) 내부의 기온이 건물(100) 외부의 기온보다 상대적으로 낮은데, 환기를 통하여 건물(100) 내,외부의 공기가 계속하여 순환하게 되면, 냉방에 의해 차가운 실내공기는 건물(100) 외부로 방출되게 되고, 더운 건물(100) 외부의 공기가 계속해서 건물(100)의 내부로 들어오게 되므로, 냉방 비용이 상승하게 되는데 열교환기를 통하여 외부로 배출되는 공기의 온도를 높이고, 외부에서 유입되는 공기의 온도를 낮춤으로써 에너지 효율적인 환기가 되도록 하는 것이다.

열교환기(30)는 상기 제2유입배관(12)과 상기 제2배출배관(22)의 건물(100)의 외부측 단부에 마련되어 있는데, 상기 위치가 건물(100)의 내부로 유입되는 공기의 경우 각 층으로 분기되기 이전의 위치이고, 건물(100)의 외부로 배출되는 공기의 경우 각 층에서 모여진 모여진 공기가 건물(100)의 외부로 배출되는 위치이므로 열교환 효율을 가장 높일 수 있는 위치이다.

이러한 통합형 환기 시스템을 적용하는 경우에는 유입배관(10)과 배출배관(20)에 연결된 각각 하나씩의 송풍기(15,25)만으로 여러 층의 환기가 가능하므로, 각 층별로 환기 시스템이 설치된 경우에 비하여 운전효율이 높고, 불필요한 송풍동력을 줄일 수 있는 효과가 발생하게 된다.

상기에서는 건물에 있어, 하나의 열교환기와 유입배관 및 배출배관, 송풍기 들이 구비된 실시예에 대하여 설명하였으나, 건물의 규모와 송풍기 및 열교환기의 용량을 고려하여 하나의 건물에 복수개의 환기 시스템이 구비되는 실시예도 가능하다.

예를들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 고층건물에는 상하수도 배관, 환기를 위한 배관, 전선등의 건물 상하방향으로 연장된 부분을 그 내부에 수용하기 위한 수직덕트(70)이 마련되어 있고, 일정간격으로 각종 기계 또는 공조기 등을 설치하기 위한 기계실층(80)이 마련되어 있다.

이러한 고층건물에 있어서는 제2유입배관(12)과 제2배출배관(22) 가운데 상기 건물의 상하방향으로 연장된 부분은 상기 수직덕트(70)내에 수용되도록 하는 것이 바람직하며, 열교환기(30)는 상기 기계실층(80)에 마련하는 것이 바람직하다. 이때 송풍기(15,25)나 열교환기(30)의 성능이나 용량을 고려하여 복수셋트의 환기 시스템을 구비하는 것도 가능한 것이다.

상기에서는 제1유입배관과 제1배출배관에 제1밸브와 제2밸브가 설치되어 있는 실시예에 대하여 설명하였으나, 상기 제1밸브와 제2밸브는 본 발명의 필수구성요소는 아니며, 상기 밸브들을 포함하지 않는 환기 시스템 역시 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태의 환기 시스템으로 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 환기 시스템은 종래의 환기 시스템을 채용하는 경우 다음과 같은 효과가 발생한다.

첫째 종래의 환기 시스템에 비하여, 운전효율이 높고, 불필요한 송풍동력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 유지관리면에 있어서도 관리를 해야 할 대상 즉 송풍기와 열교환기의 수가 줄어들게 되므로 종래 건물의 각 층별 또는 아파트에 있어서와 같이 세대별로 환기 시스템이 설치된 경우에 비하여 인력과 비용 측면의 절약이 가능하다.

셋째, 초기 설치비에 있어서도, 각 층별로 송풍기와 열교환기를 설치하는 경우에 비하여 매우 효율적이다.

Claims (4)

1. 건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유입시키기 위한 것으로, 상기 건물 내부의 각 층으로 공기를 유입시키기 위해 상기 건물의 각 층에 배치되는 복수의 제1유입배관과 상기 복수의 제1유입배관들과 연결되며 건물 외부로부터 유입되는 공기를 상기 복수의 제1유입배관으로 유입시키는 제2유입배관을 포함하는 유입배관;

   건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시키기 위한 것으로, 상기 건물 내부의 각 층으로부터 공기를 배출시키기 위해 상기 건물의 각층에 배치되는 복수의 제1배출배관과 상기 복수의 제1배출배관들과 연결되며, 상기 복수의 제1배출배관들로부터 배출되는 공기를 건물의 외부로 배출시키는 제2배출배관을 포함하는 배출배관;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 환기 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제2유입배관에 설치되어 건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유입시키기 위한 유입송풍기;와,

   상기 제2배출배관에 설치되어 건물 내부의 공기를 건물의 외부로 배출시키기 위한 배출송풍기;를 더 구비하며,

   상기 유입송풍기와 배출송풍기는 송풍량의 제어가 가능한 송풍기인 것을 특징으로 하는 환기 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유입배관을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관을 통해 배출되는 공기의 열교환을 위한 것으로,

   상기 제2유입배관과 상기 제2배출배관에 설치되는 열교환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 환기 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 건물에는 상하수도 배관이나 환기를 위한 배관, 전선 등의 건물의 상하방향으로 연장된 부분을 그 내부에 수용하기 위한 수직덕트가 마련되어 있으며,

   상기 제2유입배관 및 상기 제2배출배관 중 건물의 상하방향으로 연장된 부분은 상기 수직덕트내에 설치되는 것을 특징으로 하는 환기 시스템.

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