KR100660163B1 - 환기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 건물 외부의 공기가 건물 내부로 유입되는 유입배관; 건물 내부의 공기가 건물 외부로 배출되는 배출배관; 상기 유입배관을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관을 통해 배출되는 공기의 열교환을 위한 열교환기; 일단부는, 상기 유입배관 내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기보다 상류측에 위치한 유입배관에 접속되고, 타단부는, 상기 배출배관 내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기보다 하류측에 위치한 배출배관에 접속되는 연결배관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 환기 시스템을 제공한다.

Description

환기 시스템{Ventilation System}

도 1은 종래의 환기 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명>

10 : 유입배관 20 : 배출배관

30 : 열교환기 40 : 연결배관

45 : 체크밸브

본 발명은 환기 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 절약측면에서 매우 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 환기 시스템들이 소개되고 있다. 이러한 환기 시스템의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 환기 시스템의 경우, 열교환기(3)를 통하여 유입배관(1)과 배출배관(2)을 통해 유동되는 공기의 열이 교환된다. 열교환기(3)를 통해 유입되는 공기와 배출되는 공기의 열이 교환됨으로 인해 에너지 절약의 효과가 발생하게 되는 것이다. 예를 들어 냉방을 하는 여름철의 경우 건물 내부의 기온이 건물 외부의 기온보다 상대적으로 낮은데, 환기를 통하여 건물 내,외부의 공기가 계속하여 순환하게 되면, 냉방에 의해 차가워진 실내공기는 건물 외부로 방출되게 되고, 더운 건물 외부의 공기가 계속해서 건물의 내부로 들어오게 되므로, 건물 내부의 기온이 냉방에도 불구하고 계속해서 상승하게 되므로, 이를 상쇄하기 위하여 계속해서 냉방시설을 가동해야 하므로, 냉방 비용이 상승하게 된다. 그러나 도 1에 도시된 환기 시스템에서와 같이 열교환기를 통하여 배출되는 공기와 유입되는 공기 사이의 열을 교환하도록 함으로써, 외부로 배출되는 공기의 온도를 높이고, 외부에서 유입되는 공기의 온도를 낮춤으로써 에너지 효율적인 환기가 되도록 하는 것이다.

그러나 열교환기를 통하여 건물의 내부로 유입되는 공기와 건물의 외부로 배출되는 공기의 열교환이 이루어진다고 하더라도, 그 열교환의 효율이 그다지 높지는 못하므로, 환기로 인한 에너지의 낭비라는 점은 여전히 문제가 되고 있는 실정 이므로 보다 에너지 측면에서 효율적인 환기 시스템이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하기 위하여 안출된 것으로서, 종래에 사용되고 있는 환기 시스템에 비해 에너지 효율이 우수한 환기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

건물 외부의 공기가 건물 내부로 유입되는 유입배관;

건물 내부의 공기가 건물 외부로 배출되는 배출배관;

상기 유입배관을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관을 통해 배출되는 공기의 열교환을 위한 열교환기;

일단부는, 상기 유입배관 내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기보다 상류측에 위치한 유입배관에 접속되고, 타단부는, 상기 배출배관 내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기보다 하류측에 위치한 배출배관에 접속되는 연결배관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 환기 시스템을 제공한다.

상기 연결배관에는 제어밸브(Control Valve)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제어밸브는 상기 배출배관으로부터 상기 유입배관으로의 공기의 유동은 허용하고, 그 역방향의 공기의 유동은 제한하는 체크밸브인 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템은 유입배관(10)과 배출배관(20)과 열교환기(30)과 연결배관(40)으로 구성되어 있다.

상기 유입배관(10)은 건물 외부의 공기를 건물의 내부로 유입시키기 위한 것으로서, 일단부는 건물의 외부와 통하고, 타단부는 건물내부의 각 층 또는 특정구역과 통하도록 구성되어 있다. 상기 유입배관(10)의 타단부의 배치는 건물내부의 배치나 환기 용량등을 고려하여 적절히 할 수 있다.

상기 배출배관(20)은 건물 내부의 공기를 건물의 외부로 배출시키기 위한 것으로서, 일단부는 건물의 건물내부의 각 층 또는 특정구역과 통하고, 타단부는 건물의 외부와 통하도록 구성되어 있다. 상기 배관배관(20)의 일단부의 배치는 건물내부의 배치나 환기 용량등을 고려하여 적절히 할 수 있다.

상기 유입배관(10)과 상기 배출배관(20)에는 각각 송풍팬(50)이 설치되어 있다.

상기 열교환기(30)는 상기 유입배관(10)을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관(20)을 통하여 배출되는 공기의 열교환을 위한 것이다. 상기 열교환기(30)는 건물의 내부에 위치하게 되는데, 상기 유입배관(10)과 상기 배출배관(20)의 건물외부측 단부에 배치된다. 즉 상기 열교환기(30)는 상기 유입배관(10)의 입구측이자 상기 배출배관(20)의 출구측에 배치된다.

상기 연결배관(40)의 일단부는 상기 유입배관(10)에 접속되어 있고, 타단부는 상기 배출배관(20)에 접속되어 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 연결배관(40)의 일단부는, 상기 유입배관(10)내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기(30)보다 상류측에 위치한 유입배관에 접속되어 있다. 상기 연결배관(40)의 타단부는 상기 배출배관(20)내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기(30)보다 하류측에 위치한 배출배관(20)에 접속되어 있다.

따라서 원칙적으로는 상기 유입배관(10)으로 유동되는 공기가 연결배관(40)을 통해 상기 배출배관(20)으로 흐를 수 있고, 그 반대방향의 공기의 유동도 가능하다. 다만 상기 연결배관(40)에는 상기 배출배관(20)으로부터 상기 유입배관(10)으로의 공기의 유동은 허용하고, 그 역방향의 공기의 유동은 제한하는 체크밸브(45)가 설되어 있어서, 배출배관(20)을 통하여 유동하는 공기가 유입배관(10)으로 유입되는 것은 가능하지만, 그 역방향의 흐름은 불가능하게 구성되어 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 시스템의 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

건물의 외부에서 유입되는 공기는 유입배관(10)의 일단부를 통해 유입되어, 상기 유입배관(10)의 타단부를 통해 건물의 내부 곳곳으로 유동된다.

건물의 내부에서 배출되는 공기는 건물 내부의 곳곳에 배치된 배출배관(20)의 일단부를 통하여 유입되어, 타단부를 통하여 건물의 외부로 유동된다.

상기 유입배관(10) 및 배출배관(20)을 통한 공기의 유동은 상기 유입배관(10)과 배출배관(20)에 각각 설치된 송풍팬(50)에 의하여 강제적으로 발생하게 된 다.

상기 유입배관(10)을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관(20)을 통하여 배출되는 공기는 열교환기(30)에 의해 서로 열교환이 된다. 상기 열교환기(30)는 상술한 바와 같이, 유입배관(10)의 입구측이자 배출배관(20)의 출구측에 마련되어 있으므로, 건물의 내부로 막 들어온 공기와 건물의 외부로 배출되기 직전의 공기가 서로 열교환이 되도록 구성되어 있다.

상기 열교환기(30)를 통하여 열교환이 된 공기중 배출배관(20)을 통하여 배출되는 공기의 일부는 연결배관(40)을 통해 유입배관(10)으로 유입된 후, 유입배관(10)을 통해 다시 건물의 내부로 유입되게 된다. 이때 상기 연결배관(40)에는 체크밸브(45)가 마련되어 있어, 배출배관(20)으로부터 유입배관(10)으로 유동되는 공기의 흐름은 허용하고, 그 반대방향의 공기의 유동은 제한하게 되므로, 유입배관(10)을 통해 유입되는 공기의 일부가 연결배관(40)을 통해 배출배관(20)으로 유입되어 건물외부로 바로 배출되는 경우는 발생하지 않는다.

종래기술의 문제점에서 지적한 바와 같이, 열교환기(30)를 통하여 건물의 내부로 유입되는 공기와 건물의 외부로 배출되는 공기의 열교환이 이루어진다고 하더라도 그 효율이 그다지 높지 않으므로 환기에 의한 에너지 손실이 크다. 그런데 열교환기(30)를 통하여 열교환이 된 상태의 배출공기의 일부를 다시 유입배관(10)을 통하여 건물의 내부로 유입시킴으로써, 유입되는 공기에 의한 에너지손실을 줄일 수 있게 되는 것이다. 예를 들어 동절기에 난방을 하는 경우에 있어 열교환기에 의해 통해 배출되는 공기의 열이 유입되는 공기에 전달된다고 하더라도 여전히 배출 되는 공기에 의해 소모되는 열이 많다. 그런데, 배출되는 공기의 일부를 연결배관(40)을 통해 다시 건물의 내부로 유입시키는 경우, 배출되는 공기의 일부가 유입되는 공기에 혼합됨으로써 건물의 내부로 유입되는 공기의 온도를 상승시키는 효과를 발생시키게 된다. 또한 배출되는 공기의 일부가 유입되는 공기에 혼합됨으로써 유입되는 공기의 온도가 상승된 상태에서, 다시 열교환기를 통해 배출되는 공기의 열을 흡수한 상태로 건물 내부로 유입되게 되어 종래에 비해 훨씬 에너지 효율적인 환기가 가능하게 되는 것이다.

상기에서는 연결배관에 체크밸브가 구비된 실시에에 대하여 설명하였으나, 상기 체크밸브가 반드시 구비되어야 하는 것은 아니며, 건물의 외부와 연결배관 사이에 공기의 흐름을 제어할 수 있는 밸브를 설치하여, 배출배관을 통해 외부로 배출되는 공기의 흐름량을 줄여 공기의 일부를 연결배관을 통하여 유입배관으로 유입시키는 구성도 가능하다.

또한, 연결배관에 상기 체크밸브와 유량 조절밸브를 동시에 설치하여, 배출배관으로부터 연결배관을 통하여 다시 유입배관을 통해 건물의 내부로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있는 구성도 가능하다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상술한 바와 같이 연결배관에 체크밸브와 자동으로 유량 조절이 가능한 밸브를 동시에 설치한 후, 상기 유량 조절이 가능한 밸브를 이용한 연결밸브의 공기유량 조절을 건물 내에 별도로 설치된 열교환기 콘트롤러나 온도 콘트롤러 등을 통해서 가능하게 하는 구성도 가능하다. 그러한 구성을 취하는 경우, 실내온도나 필요한 환기량 등을 고려하여, 배출배관으로부터 바이패스되는 공기량을 조절할 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 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 본 발명에 의하면 건물의 외부로 배출되는 공기에 의해 배출되는 에너지의 일부를 회수함으로써, 종래의 환기 시스템에 비하여 환기로 인한 에너지의 낭비를 최소화할 수 있는 환기 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 건물 외부의 공기가 건물 내부로 유입되는 유입배관;

   건물 내부의 공기가 건물 외부로 배출되는 배출배관;

   상기 유입배관을 통해 유입되는 공기와 상기 배출배관을 통해 배출되는 공기의 열교환을 위한 열교환기;

   일단부는, 상기 유입배관 내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기보다 상류측에 위치한 유입배관에 접속되고, 타단부는, 상기 배출배관 내의 공기의 유동방향상 상기 열교환기보다 하류측에 위치한 배출배관에 접속되는 연결배관;

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

   상기 연결배관에는 제어밸브(Control Valve)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 환기 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제어밸브는 상기 배출배관으로부터 상기 유입배관으로의 공기의 유동은 허용하고, 그 역방향의 공기의 유동은 제한하는 체크밸브인 것을 특징으로 하는 환기 시스템.

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