KR100684257B1 - 고효율 전열교환 환기장치 - Google Patents

고효율 전열교환 환기장치 Download PDF

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KR100684257B1
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주식회사 이피아
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Abstract

본 발명은 고효율 전열교환 환기장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 오염된 실내공기를 실외의 신선한 공기와 상호 열교환시켜 실내에 쾌적하고 신선한 공기를 제공하며, 바닥이나, 벽의 일측, 또는 천장에도 쉽게 설치할 수 있어 다양한 실내구조나 용도에 시공이 가능하고, 또한, 본 발명에 장착되는 다단식 열교환기는 다수개의 열교환기실을 형성하고, 상기 각각의 열교환기실은 실외측공기와 실내측공기가 교차되며 여러번의 열교환이 이루어짐으로써, 온도 및 습도의 열교환 효율이 증가하고, 그로 인한 연료비 절감과 생활의 쾌적함을 향상될 수 있는 것을 특징으로 한다.
열교환기, 케이싱, 흡기팬, 배기팬, 환기장치

Description

고효율 전열교환 환기장치{High Efficiency Heat Exchange Ventilating System}
도 1은 종래에 따른 환기장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 환기장치를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치를 나타낸 정면 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치를 나타낸 배면 사시도이고,
도 5는 본 발명의 고효율 전열교환 환기장치의 제 1실외공기샤프트에 작동모터가 설치된 사시도이고,
도 6은 본 발명의 고효율 전열교환 환기장치의 칸막이와 다단식 열교환기의 사이에 필터가 설치된 사시도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치의 공기 흐름을 나타낸 정면 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치의 공기 흐름을 나타낸 배면 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 케이싱 11 : 실내공기유입공
12 : 실내공기유출공 13 : 실외공기유입공
14 : 실외공기유출공 20 : 흡배기실
21 : 배기팬 22 : 흡기팬
23 : 제 1실외공기샤프트 23a : 하단면
24 : 제 2실외공기샤프트 25 : 제 3실외공기샤프트
26 : 실내공기샤프트 30 : 열교환실
31 : 칸막이 31a : 홀
32 : 다단식 열교환기 33 : 가이드판
40 : 작용모터 50 : 필터
100 : 제 1열교환기실 110 : 제 1실내측공기 유입면
120 : 제 1실내측공기 유출면 130 : 제 1실외측공기 유입면
140 : 제 1실외측공기 유출면 200 : 제 2열교환기실
210 : 제 2실내측공기 유출면 220 : 제 2실내측공기 유입면
230 : 제 2실외측공기 유출면 240 : 제 2실외측공기 유입면
본 발명은 고효율 전열교환 환기장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 오염된 실내공기를 실외의 신선한 공기와 상호 열교환시켜 실내에 쾌적하고 신선한 공기를 제공하며, 바닥이나, 벽의 일측, 또는 천장에도 쉽게 설치할 수 있어 다양한 실내구조나 용도에 시공이 가능하고, 또한, 본 발명에 장착되는 다단식 열교환기는 다수개의 열교환기실을 형성하고, 상기 각각의 열교환기실은 실외측공기와 실내측공기가 교차되며 여러번의 열교환이 이루어짐으로써, 온도 및 습도의 열교환 효율이 증가하고, 그로 인한 연료비 절감과 생활의 쾌적함을 향상될 수 있는 고효율 전열교환 환기장치에 관한 것이다.
일반적으로, 밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다.
따라서, 사무실이나 차량과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다. 이때 사용되는 것이 환기장치이다.
여기서, 공조설비는 환기를 위해 외기를 도입하는 동시에 실내공기를 유기하고 있다. 이 과정에서 도입외기와 유기 사이의 열교환을 통하여 도입외기의 온, 습도 상태를 가능한 실내공기의 온, 습도 상태에 가깝게 할 수 있으며, 그만큼 에너지 절약을 할 수 있는 것이다.
이러한 목적으로 공기 중의 전열(온도, 습도)교환을 위한 전열교환기나 현열(온도)교환을 위한 현열교환기가 이미 알려진 기술인 것이다.
또한, 폐쇄공간의 공기는 시간이 지남에 따라 내부의 분진 발생과 건축 내장에서 발생되는 휘발성 유기화합물이 생명체의 호흡을 저해하기 때문에 사무실, 가정, 학교 등과 같은 사람이 많이 모이거나 밀폐된 공간에서는 수시로 환기를 시켜주어야 한다.
이때, 상기 환기장치는 배기열을 회수하기 위하여 환기장치에 열교환기를 삽입 설치하여 실내공기와 실외공기 사이에 열교환을 하여 실내에 공기를 흡,배기한다.
도 1은 종래의 환기장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 환기장치를 나타낸 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 환기장치는 외관을 형성하고 있는 본체 케이스(1)의 한 측면에 외부공기를 흡입할 수 있도록 외부공기 흡입공(2)이 형성되고, 상기 외부공기 흡입공(2)의 후면에는 외부공기 중의 먼지나 이물질 등을 제거하는 프리필터(6)가 설치되고, 상기 외부공기 흡입공(2)의 반대측에 형성되는 흡입공(3)으로부터 흡입되는 외부공기가 전열교환기(9)방향으로 도달할 수 있도록 상기 전열교환기(9)와의 사이에 흡입덕트가 형성되어 외부공기의 통로가 되도록 한다.
한편, 상기 전열교환형 환기장치 본체 케이스(1)에는 상기 외부공기 흡입공(2)의 타측에 형성되어 실내공기를 흡입하여 배기할 수 있도록 실내공기 흡입공(4)이 형성되고, 상기 실내공기 흡입공(4)을 통해서 흡입되는 실내공기는 전열교환기(9)를 통하여 배출공(5)으로 배기가 되도록 하고, 상기 외부공기는 외부공기 급기 팬(8)에 의해 급기 되어지게 하고, 내부공기는 실내공기 배기팬(7)에 의해 유출된다.
따라서, 상기 외부공기의 흐름은 외부 - 외부공기 흡입공 - 전열교환기 - 외부공기 급기팬 - 외부공기 급기공 - 실내로 급기되고, 상기 실내공기의 흐름은 실내 - 실내공기 흡입공 - 전열교환기 - 실내공기 배기팬 - 실내공기 배기공 - 외부로 공기가 배출되는 흐름으로 되어진다.
이러한 과정에서, 여름철에는 실내측공기가 에어콘(Air conditoner)의 작동으로 인하여 차가우며, 오염된 실내측공기는 더워져 신선한 실외측공기와 상호 열교환을 거쳐 신선하고 시원한 실외측공기를 실내로 제공하는 것이며, 겨울철에는 보일러(Boiler)의 작동으로 인하여 더우며, 오염된 실내측공기는 차가우며, 신선한 실외측공기와 상호 열교환을 거쳐 신선하고 따뜻한 실외측공기를 실내로 제공하는 것이다.
그런데, 상기 열교환기는 실내의 천장에 설치되어 실내공기와 실외공기를 열교환하여 실내의 상부공기를 다소 실외공기와 교류하여 실외로부터 신선한 공기를 공유받을 수 있으나, 이에 비하여 실내의 하부공기는 정체되어 신선한 공기를 공유 받을 수 없는 문제점이 있고, 상기 환기장치에 부착된 열교환기는 실내공기와 실외공기가 일회 열교환으로 이루어져 열교환 효율이 저하되는 심각한 문제점이 발생하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 고효율 전열교환 환기장치는 오염된 실내공기를 실외의 신선한 공기와 상호 열교환시켜 실내에 쾌적하고 신선한 공기를 제공하며, 바닥이나, 벽의 일측, 또는 천장에도 쉽게 설치할 수 있어 다양한 실내구조나 용도에 시공이 가능하고, 또한, 본 발명에 장착되는 다단식 열교환기는 다수개의 열교환기실을 형성하고, 상기 각각의 열교환기실은 실외측공기와 실내측공기가 교차되며 여러번의 열교환이 이루어짐으로써, 온도 및 습도의 열교환 효율이 증가하고, 그로 인한 연료비 절감과 생활의 쾌적함을 향상시키데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치를 나타낸 정면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치를 나타낸 배면 사시도이다.
도 3 또는 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고효율 전열교환 환기장치는 전면에 실내공기유입공(11)과 후면에 실내공기유출공(12)과 실외공기유입공(13)이 형성된 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부 중앙부에 형성되는 흡배기실(20)과, 상기 흡배기실(20)의 양측으로 케이싱(10)에 내포되어 있는 열교환실(30)로 구성된다.
상기 케이싱(10)은 전면에 실내측공기가 유입되도록 중심부를 기준하여 양측으로 대칭되어 형성되는 실내공기유입공(11)과, 상기 실내공기유입공(11)을 통해 유입된 실내측공기가 외부로 유출될 수 있도록 후면의 중앙부 상단에 형성되는 실내공기유출공(12)과, 상기 실내공기유출공(12)의 하단에 형성되어 실외측공기가 유입되는 실외공기유입공(13)과, 상기 실외공기유입공(13)을 통해 유입된 실외측공기가 실내로 유출될 수 있도록 상면의 중심부를 기준하여 양측으로 대칭되어 형성되는 실외공기유출공(14)으로 구성된다.
여기서, 상기 케이싱(10)의 후면에 형성된 실내공기유출공(12)과 실외공기유입공(13)은 일정간격 돌출되어 외부와 관통된 벽체의 관통홀에 삽입되고, 상기 케이싱(10)이 천장에 설치될 때의 실내공기유출공(12)과 실외공기유입공(13)은 일정간격 천장 속에 돌출되어 외부와 연결된 덕트등에 삽입되어 진다.
상기 케이싱(10) 내부의 중앙부에 형성되는 흡배기실(20)은 중앙 상단에 설치되어 실내측공기가 외부로 유출될 수 있도록 모터를 내포하고 있는 배기팬(21)과, 상기 배기팬(21)의 하단에 설치되어 실외측공기를 유입하여 실내로 유출될 수 있도록 모터를 내포하고 있는 흡기팬(22)과, 상기 케이싱(10)의 후면에 형성된 실외공기유입공(13)을 통해 유입된 실외측공기가 흡기팬(22)에 도달하기 위해 케이싱(10)의 후면부에 상기 흡기팬(22)을 중심으로 양측 상단에 설치되는 제 1실외공기샤프트(23)과, 상기 제 1실외공기샤프트(23)의 하단에 설치되어 흡기팬(22)의 양측면과 접합되는 제 2실외공기샤프트(24)와, 상기 제 2실외공기샤프트(24)을 통해 유입된 실외측공기가 상기 흡기팬(22)에 의해 실외공기유출공(14)으로 나누어져 실내 로 유출될 수 있도록 상기 케이싱(10) 전면부의 상단에서 흡기팬(22)을 중심으로 양단에 설치되는 제 3실외공기샤프트(25)와, 상기 케이싱(10)의 전면에 형성된 실내공기유입공(11)을 통해 유입된 실내측공기가 상기 배기팬(21)을 통해 외부로 유출될 수 있도록 상기 제 1실외공기샤프트(23)와 제 3실외공기샤프트(25) 사이에 배기팬(21)을 중심으로 양측에 형성되는 실내공기샤프트(26)로 구성된다.
상기 열교환실(30)은 흡배기실(20)의 양측으로 각각의 실내외공기샤프트(23,24,25,26)와 연결되어 공기가 관통될 수 있도록 다수개의 홀(31a)이 형성된 칸막이(31)와, 상기 칸막이(31)와 상호 일정간격 이격 설치되어 실내측공기와 실외측공기의 상호 교차되어 열교환이 이루어지는 다단식 열교환기(32)와, 상기 다단식 열교환기(32)의 중심부와 칸막이(31) 사이에 설치되어 공기의 흐름을 유도하는 가이드판(33)으로 구성된다.
여기서, 변형 가능한 형태로서 도 5는 본 발명의 고효율 전열교환 환기장치의 제 1실외공기샤프트(23)에 작동모터(40)가 설치된 사시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1실외공기샤프트(23)는 하단면(23a)의 일단부에 작동모터(40)가 설치되어 상기 작동모터(40)에 의해 제 1실외공기샤프트(23)의 하단면(23a)이 상하작용으로 칸막이(31)에 형성된 홀(31a)을 막아 실외측공기가 열교환을 하지않고 환기만을 사용하여 불필요한 연료비를 줄이는데 바람직하다.
또한, 변형 가능한 형태로서 도 6은 본 발명의 고효율 전열교환 환기장치의 칸막이(31)와 다단식 열교환기(32) 사이에 필터가 설치된 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 칸막이(31)와 다단식 열교환기(32)의 사이에는 실외 측공기와 실내측공기를 여과할 수 있는 필터(50)가 부착되어 실내의 오염된 공기를 여과해서 실외로 배출하고, 상기 실외측공기의 오염물질을 여과하여 실내로 유입함으로써 실내의 쾌적하고 신선한 공기를 유지할 수 있다.
또한, 상기 다단식 열교환기(32)는 다수개의 열교환기가 측면의 모서리부위와 모서리부위가 밀착되어 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 고효율 전열교환 환기장치는 실내바닥에 바닥상치형으로 장착하며, 실내의 용도나 구조에 따라 벽체 또는 천장 등 실내의 원하는 위치에 장착할 수 있는 구조로 되어있다.
이하에서는 상기와 같은 구성 및 구조를 갖는 본 발명에 따른 고효율 전열교환 환기장치에 대해 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치의 공기 흐름을 나타낸 정면 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 전열교환 환기장치의 공기 흐름을 나타낸 배면 사시도이다.
상기와 같은 도 7과 도 8를 참조하여 작동원리를 설명하면, 상기 고효율 전열교환 환기장치는 상기 환기장치의 내부에 설치되는 다단식 열교환기(32)가 길이방향으로 제 1열교환기실(100)과 제 2열교환기실(200)로 나누어져 실외측공기와 실내측공기가 각각의 열교환기실에서 상호 교차되어 열교환이 이루어지고, 상기 실내측공기는 케이싱(10)의 전면에 형성된 실내공기유입공(11)을 통해 유입되어 상기 다단식 열교환기(32)의 제 1열교환기실(100) 전면에 형성된 제 1실내측공기 유입면(110)에 유입되어 상기 제 1실내측공기 유입면(110)의 반대면에 형성되는 제 1실내 측공기 유출면(120)으로 유출되고, 상기 제 1실내측공기 유출면(120)을 통해 유출된 실내측공기는 제 2열교환기실(200)의 후면에 형성된 제 2실내측공기 유입면(220)으로 유입되어 상기 제 2실내측공기 유입면(220)의 반대면에 형성된 제 2실내측공기 유출면(210)으로 유출되고, 상기 유출된 실내측공기는 실내공기샤프트(26)를 통과해서 배기팬(21)에 의해 실외로 유출되며, 상기 실외측공기는 케이싱(10)의 후면에 형성된 실외공기유입공(13)을 통해 유입되어 양측으로 설치되는 제 1실외공기샤프트(23)을 통과해서 제 2열교환실(200)의 후면에 형성된 제 2실외측공기 유입면(240)에 유입되고, 상기 제 2실외측공기 유입면(240)의 반대면에는 제 2실외측공기 유출면(230)이 형성되어 실외측공기가 유출되고, 상기 제 2실외측공기 유출면(230)을 통해 유출된 실외측공기는 실내측공기가 유입된 제 1열교환기실(100)의 제 1실내측공기 유입면(110)과 대칭되도록 형성된 제 1실외측공기 유입면(130)에 유입되어 상기 제 1실외측공기 유입면(130)의 반대면에 형성되는 제 1실외측공기 유출면(140)으로 유출되고, 상기 유출된 실외측공기는 제 2실외공기샤프트(24)를 통해 흡기팬(22)으로 유입되어 상기 흡기팬(22)의 상부에 설치되는 제 3실외공기샤프트(25)를 통과해서 실내로 유출된다.
이러한 과정에서, 상기 실외측급기와 실내측배기는 실외측급기가 위에서 아래로 이동하고, 상기 실내측배기는 아래에서 위로 이동하는 상호 대류현상 및 교차현상으로 열교환이 이루어진다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 고효율 전열교환 환기장치는 오염된 실내공기를 실외의 신선한 공기와 상호 열교환시켜 실내에 쾌적하고 신선한 공기를 제공하며, 바닥이나, 벽의 일측, 또는 천장에도 쉽게 설치할 수 있어 다양한 실내구조나 용도에 시공이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 장착되는 다단식 열교환기는 다수개의 열교환기실을 형성하고, 상기 각각의 열교환기실은 실외측공기와 실내측공기가 교차되며 여러번의 열교환이 이루어짐으로써, 온도 및 습도의 열교환 효율이 증가하고, 그로 인한 연료비 절감과 생활의 쾌적함을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 환기장치에 있어서,
    전면에 실내측공기가 유입되도록 중심부를 기준하여 양측으로 대칭되어 형성되는 실내공기유입공(11)과, 상기 실내공기유입공(11)을 통해 유입된 실내측공기가 외부로 유출될 수 있도록 후면의 중앙부 상단에 형성되는 실내공기유출공(12)과, 상기 실내공기유출공(12)의 하단에 형성되어 실외측공기가 유입되는 실외공기유입공(13)과, 상기 실외공기유입공(13)을 통해 유입된 실외측공기가 실내로 유출될 수 있도록 상면의 중심부를 기준하여 양측으로 대칭되어 형성되는 실외공기유출공(14),으로 구성된 케이싱(10)과;
    상기 케이싱(10) 내부의 중앙부 상단에 설치되어 실내측공기가 외부로 유출될 수 있도록 모터를 내포하고 있는 배기팬(21)과, 상기 배기팬(21)의 하단에 설치되어 실외측공기를 유입하여 실내로 유출될 수 있도록 모터를 내포하고 있는 흡기팬(22)과, 상기 케이싱(10)의 후면에 형성된 실외공기유입공(13)을 통해 유입된 실외측공기가 흡기팬(22)에 도달하기 위해 케이싱(10)의 후면부에 상기 흡기팬(22)을 중심으로 양측 상단에 설치되는 제 1실외공기샤프트(23)과, 상기 제 1실외공기샤프트(23)의 하단에 설치되어 흡기팬(22)의 양측면과 접합되는 제 2실외공기샤프트(24)와, 상기 제 2실외공기샤프트(24)을 통해 유입된 실외측공기가 상기 흡기팬(22)에 의해 실외공기유출공(14)으로 나누어져 실내로 유출될 수 있도록 상기 케이싱(10) 전면부의 상단에서 흡기팬(22)을 중심으로 양단에 설치되는 제 3실외공기샤 프트(25)와, 상기 케이싱(10)의 전면에 형성된 실내공기유입공(11)을 통해 유입된 실내측공기가 상기 배기팬(21)을 통해 외부로 유출될 수 있도록 상기 제 1실외공기샤프트(23)와 제 3실외공기샤프트(25) 사이에 배기팬(21)을 중심으로 양측에 형성되는 실내공기샤프트(26),로 구성되는 흡배기실(20)과;
    상기 흡배기실(20)의 양측으로 각각의 실내외공기샤프트(23,24,25,26)와 연결되어 공기가 관통될 수 있도록 다수개의 홀(31a)이 형성된 칸막이(31)와, 상기 칸막이(31)와 상호 일정간격 이격 설치되어 실내측공기와 실외측공기의 상호 교차되어 열교환이 이루어지는 다단식 열교환기(32)와, 상기 다단식 열교환기(32)의 중심부와 칸막이(31) 사이에 설치되어 공기의 흐름을 유도하는 가이드판(33),으로 구성된 열교환실(30);
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고효율 전열교환 환기장치.
  2. 환기장치에 있어서,
    상기 환기장치의 내부에 설치되는 다단식 열교환기(32)는 길이방향으로 제 1열교환기실(100)과 제 2열교환기실(200)로 나누어져 실외측공기와 실내측공기가 각각의 열교환기실에서 상호 교차되어 열교환이 이루어지고,
    상기 실내측공기는 케이싱(10)의 전면에 형성된 실내공기유입공(11)을 통해 유입되어 상기 다단식 열교환기(32)의 제 1열교환기실(100) 전면에 형성된 제 1실내측공기 유입면(110)에 유입되어 상기 제 1실내측공기 유입면(110)의 반대면에 형성되는 제 1실내측공기 유출면(120)으로 유출되고, 상기 제 1실내측공기 유출면 (120)을 통해 유출된 실내측공기는 제 2열교환기실(200)의 후면에 형성된 제 2실내측공기 유입면(220)으로 유입되어 상기 제 2실내측공기 유입면(220)의 반대면에 형성된 제 2실내측공기 유출면(210)으로 유출되고, 상기 유출된 실내측공기는 실내공기샤프트(26)를 통과해서 배기팬(21)에 의해 실외로 유출되며,
    상기 실외측공기는 케이싱(10)의 후면에 형성된 실외공기유입공(13)을 통해 유입되어 양측으로 설치되는 제 1실외공기샤프트(23)을 통과해서 제 2열교환실(200)의 후면에 형성된 제 2실외측공기 유입면(240)에 유입되고, 상기 제 2실외측공기 유입면(240)의 반대면에는 제 2실외측공기 유출면(230)이 형성되어 실외측공기가 유출되고, 상기 제 2실외측공기 유출면(230)을 통해 유출된 실외측공기는 실내측공기가 유입된 제 1열교환기실(100)의 제 1실내측공기 유입면(110)과 대칭되도록 형성된 제 1실외측공기 유입면(130)에 유입되어 상기 제 1실외측공기 유입면(130)의 반대면에 형성되는 제 1실외측공기 유출면(140)으로 유출되고, 상기 유출된 실외측공기는 제 2실외공기샤프트(24)를 통해 흡기팬(22)으로 유입되어 상기 흡기팬(22)의 상부에 설치되는 제 3실외공기샤프트(25)를 통과해서 실내로 유출되는 것을 특징으로 하는 고효율 전열교환 환기장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 실외측공기와 실내측공기는 실외측공기가 위에서 아래로 이동하고, 상기 실내측공기는 아래에서 위로 이동하는 상호 대류현상 및 교차현상으로 열교환이 이루어진 것을 특징으로 하는 고효율 전열교환 환기장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 다단식 열교환기(32)는 다수개의 열교환기가 측면의 모서리부위와 모서리부위가 밀착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 전열교환 환기장치.
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