KR100698516B1 - 창문형 열교환 환기장치 - Google Patents

창문형 열교환 환기장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건물의 창문형 환기장치에 관한 것으로, 창문에 설치되어 실내공기의 환기와 함께 배기공기에 포함된 에너지를 실내로 유입되는 외부공기에 전달하여 실내 유입공기의 온도를 높여주어 에너지를 절약하는 한편 실내의 온,습도를 일정하게 유지하고, 실내공기의 쾌적성을 갖도록 하는 창문형 열교환 환기장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 창문에 간단하고 용이하게 설치할 수 있으며, 급·배기 덕트나 관을 설치하지 않고서도 환기를 할 수 있는 것으로, 실내공기의 배출과 함께 외부 공기를 흡입하여 환기가 이루어지도록 하되 외부공기와 실내공기는 하나의 특수가공지로 구성되어 열과 수분을 동시에 교환하는 열교환기를 통과하게 하여 열교환이 이루어지게 하므로서 외부공기의 유입으로 인한 실내 온·습도의 급격한 변화를 방지하고, 고층 건물에 사용하더라도 강풍이나 풍압에 의한 영향을 최소화하여 사용에 무리가 없도록 하는 한편, 필터를 이용하여 실내에 유입되는 외부 공기 중의 분진, 유해가스 등의 유해물질을 제거하여 실내공기를 청정한 상태로 유지할 수 있도록 하며, 창틀에 박형으로 설치되어 실내에 노출되는 전면이 심플하여 전면에 그림 삽입 또는 인쇄 등에 의해 인테리어 효과를 볼 수 있도록 하는 것이다.
환기장치, 고층건물, 창문, 열교환, 공기정화

Description

창문형 열교환 환기장치{Heat Exchanging Ventilation System Built in Window}
도 1 은 본 발명의 사시도
도 2 는 본 발명의 설치상태 정면도
도 3 은 본 발명의 설치상태 정단면도
도 4 는 본 발명의 흡기상태 운전 측면도
도 5 는 본 발명의 흡기상태 정단면도
도 6 은 본 발명의 흡기상태 운전 측단면도
도 7 은 본 발명의 배기상태 운전 측면도
도 8 은 본 발명의 배기상태 정단면도
도 9 는 본 발명의 배기상태 운전 측단면도
도 10 은 본 발명의 풍압방지 커버를 보인 일부 평면도
도 11 은 본 발명의 다른 실시예 단면도
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
1 : 본체 4 : 작동램프
5 : 그림 6 : 창문
11 : 외부공기 흡입구 12 : 외부공기 배출구
13 : 실내공기 흡입구 14 : 실내공기 배출구
15 : 풍압방지 커버 17 : 배출팬
18 : 흡입팬 20 : 필터
30 : 히터 40 : 열교환기
본 발명은 건물의 창문형 환기장치에 관한 것으로, 창문에 설치되어 실내공기의 환기와 함께 배기공기에 포함된 에너지를 실내로 유입되는 외부공기에 전달하여 실내 유입공기의 온도를 높여주어 에너지를 절약하는 한편 실내의 온,습도를 일정하게 유지하고, 실내공기의 쾌적성을 갖도록 하는 창문형 열교환 환기장치에 관한 것이다.
일반적으로 고층아파트, 오피스텔, 주상복합건물 등 고층건물에서는 환기를 위하여 창문개폐에 의한 자연환기 방식이나 창틀에 소형의 환기 조절 장치를 부착 설치하거나, 급, 배기를 위하여 크로스 플로우 팬을 사용한 환기장치를 설치하여 사용하고 있으나, 상기된 방식은 강풍이 불게 되면 풍압에 의해 바람이 그대로 실내로 유입되어 실내의 주거생활에 불편을 줄 뿐만 아니라 강풍에 의한 소음을 차단하지 못하는 한편 외부 공기가 실내로 유입될 때 외기의 영향에 의해 실내의 온열환경이 급격하게 변하는 등의 문제점이 있다.
그리고 대도시의 외부 공기는 자동차 매연, 스모그, 분진, 유해가스 등으로 오염되어 있어, 창문이나 창틀에 부착되는 기존의 환기구 조절형 환기장치는 이들을 제어할 수 없어서 그대로 실내에 유입시키게 되어 실내의 공기질이 저하되어 보건환경이 문제가 될 뿐만 아니라 먼지나 매연에 의한 건축 내장재의 오염과 설치 기자재의 수명에도 영향을 주게 된다.
따라서 건물의 경우 공조기와 급·배기를 위한 덕트 등을 이용한 환기가 필수적이지만, 이는 막대한 설치비와 유지관리의 번잡함 때문에 적용에 한계가 있으며, 또한 실내공기를 환기시키는 환기장치를 사용할 경우 외부 공기의 오염을 차단하기가 어렵고, 적극적인 외부 공기 유입 시 실내외의 높은 온,습도 차이 때문에 쾌적한 온열환경을 유지하는데 제한이 따르는 것이었다.
본 발명은 건물의 창문에 설치되어 실내공기를 환기시킬 수 있도록 하는 것으로, 고층건물에서도 풍압이나 풍속에 관계없이 환기가 이루어지도록 하는 한편 외부 공기에 포함된 오염물질을 걸러주어 깨끗한 공기만 실내로 유입되게 하고, 또한 외부 공기 유입시 열교환기를 이용하여 버려지는 실내공기의 열을 회수하도록 하므로서 외부 공기 유입시 실내의 온,습도 조건에 근접한 온,습도를 유지할 수 있도록 하여 실내의 쾌적한 환경을 확보할 수 있는 한편 에너지를 절약할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명은 창문에 간단하고 용이하게 설치할 수 있으며, 급·배기 덕트나 관을 설치하지 않고서도 환기를 할 수 있는 것으로, 실내공기의 배출과 함께 외부 공기를 흡입하여 환기가 이루어지도록 하되 외부공기와 실내공기는 하나의 특 수가공지로 구성되어 열과 수분을 동시에 교환하는 열교환기를 통과하게 하여 열교환이 이루어지게 하므로서 외부공기의 유입으로 인한 실내 온·습도의 급격한 변화를 방지하고, 고층 건물에 사용하더라도 강풍이나 풍압에 의한 영향을 최소화하여 사용에 무리가 없도록 하는 한편, 필터를 이용하여 실내에 유입되는 외부 공기 중의 분진, 유해가스 등의 유해물질을 제거하여 실내공기를 청정한 상태로 유지할 수 있도록 하며, 창틀에 박형으로 설치되어 실내에 노출되는 전면이 심플하여 전면에 그림 삽입 또는 인쇄 등에 의해 인테리어 효과를 볼 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 건물의 창문에 설치되어 실내공기는 배출시키고 외부공기를 흡입하여 환기를 할 수 있도록 하는 것으로, 외부공기를 실내에 공급하기 위하여 흡입하는 외부공기 흡입구와 실내공기를 실외로 배출하는 실내공기 배출구는 본 발명 환기장치의 하단부에 수평방향으로 나란히 구성되어 외부와 직접 접하도록 하되 상기 외부공기 흡입구와 실내공기 배출구에는 풍압이 높은 강한 바람이 정면으로 불어와 환기장치의 기능에 문제를 초래하는 것을 방지하고, 전동 댐퍼를 사용하지 않고서도 풍압을 방지 할 수 있도록, 상기 외부공기 흡입구와 실내공기 배출구보다 크기가 큰 풍압방지 커버를 설치하고, 흡입한 외부공기를 실내로 공급하는 외부공기 배출구와 실내공기를 외부로 배출하기 위해 흡입하는 실내공기 흡입구는 본 발명 환기장치의 상단에 수평으로 나란히 구성되어 실내와 접하도록 하되 실내에 공급하기 위한 외부공기와 실외로 배출하기 위한 실내공기는 열교환기를 통하여 흡입 배출되게 하는 한편 상기 외부공기 흡입구로 흡입되는 외부 공기는 필터와 히터를 통한 후에 열교환기로 유입되게 하며, 상기 외부공기 흡입구와 실내공기 배출구에는 흡입팬과 배출팬을 설치하는 한편 실내 측의 외부공기 배출구와 실내공기 흡입구에는 열교환기가 설치하여 가능한 한 팬의 구동에 의한 소음이 실내에 전달되는 것을 최소화 시키는 동시에 급,배기간의 열교환에 의한 에너지 회수 기능뿐만 아니라, 팬의 구동 및 공기의 유동에 의해 발생되는 소음을 흡수, 차폐하는 역할을 하게 한다.
이러한 본 발명은 자동운전과 수동운전이 가능하고, 외기 온도에 따라 히터를 작동시켜 외부공기를 가온시켜 흡입되게 하거나, 사용조건에 맞추어 배출팬 및 흡입팬의 구동을 제어하여 환기량을 조절할 수 있도록 한다.
이하 본 발명을 첨부된 실시도면에 의거 상세히 설명한다.
본 발명은 창문(6)에 본체(1)가 설치되며 본체(1)의 전면에는 그림(5)이 삽입 될 수 있도록 하거나 전면판에 특정한 인쇄 등을 하는 한편 리모콘 수신창(2)과 표시창(3) 및 작동램프(4)가 본체(1)상부의 콘트롤 판넬 상에 설치되어 리모콘을 이용한 제어가 가능하도록 하는 동시에 본체(1) 및 내부 작동상태를 간단히 확인할 수 있도록 한다.
본 발명의 본체(1) 전면에 삽입되는 그림(5)은 쉽게 탈착이 가능하도록 하여 그림 교체가 용이하도록 하거나 별도의 아름다운 무늬를 주어 그림(5)을 삽입하지 않게 할 수도 있는 것으로, 본체(1)가 실내에 설치되었을 경우 인테리어적인 효과를 줄 수 있을 정도면 된다.
본체(1)는 실내에 위치하는 부분과 실외에 위치하는 부분으로 구분되며, 실 내에 위치하는 본체(1)의 상부의 상면에는 실내공기를 흡입하는 실내공기 흡입구(13)와 외부공기를 배출하는 외부공기 배출구(12)가 설치되며, 실외에 위치하는 본체(1)의 하부에는 외부공기를 흡입하는 외부공기 흡입구(11)와 실내공기를 배출하는 실내공기 배출구(14)가 설치된다.
상기 본체(1)의 내부에는 열교환기(40)가 설치되어 실내공기와 외부공기가 각각 열교환기(40)를 통하여 흡입되거나 배출될 수 있도록 하되 상기 열교환기(40)는 얇은 특수가공지로 구성된 열교환막의 양측으로 실내공기와 외부공기가 각각 흐를 수 있도록 하는 열교환체를 수 mm의 등 간격으로 여러 개 적층하여 제작되는 것으로, 일측방향으로는 실내공기가 흐르게 하고 반대방향으로는 외부공기가 흐르게 하여 열교환막을 매개로 실내공기와 외부공기 사이에 열과 수분의 교환이 이루어지도록 할뿐 아니라, 팬의 구동과 공기유동에 의해 발생되는 소음을 흡수, 차폐하는 역할을 하는 것으로써, 이러한 열교환기(40)는 기존에 사용되는 제품이므로 이에 대한 상세 도시 및 설명은 생략하기로 한다.
상기 열교환기(40)와 실내공기 배출구(14) 사이에는 배출팬(17)을 설치하고, 열교환기(40)와 외부공기 흡입구(11) 사이에는 흡입팬(18)을 설치하여 배출팬(17)과 흡입팬(18)의 작동에 따라 실내공기의 배출과 외부 공기의 공급이 이루어지게 하되 상기 배출팬(17)과 흡입팬(18)의 구동에 의해 배출되고 흡입되는 실내공기와 외부 공기는 열교환기(40)를 통하여 흡입 또는 공급이 이루어지게 된다.
흡입팬(18)의 작동에 의해 외부공기 흡입구(11)로 흡입된 외부공기는 필터(20)를 통하여 공기 중의 분진 및 유해가스 등을 제거한 후 히터(30)를 통하여 열 교환기(40)로 유입되게 하되 상기 히터(30)는 외부 온도에 따라 작동이 선택될 수 있도록 하며, 여기서 필터(20)는 프리필터와 정화필터로 이루어지고 상기 정화필터는 집진필터와 탈취필터로 이루어지는 것으로, 상기 필터(20)는 공지된 필터이며, 본체(1)의 전면을 개방한 후 필터(20)의 교체가 이루어지도록 하며, 상기 열교환기(40)를 거친 외부공기는 외부공기 배출구(12)에서 실내로 유입되게 한다.
상기 본체(1)는 리모콘에 의해 작동되는 콘트롤러(21)에 의해 온/오프가 제어되고, 배출팬(17) 및 흡입팬(18)을 제어하여 풍량의 조절이 가능하고, 히터(30)의 온/오프와 자동 및 수동운전이 가능하며, 상기 필터(20)에는 필터오염 정도를 감지하는 센서를 설치하고, 히터(30)에는 과열을 감지하는 센서를 설치한다.
그리고 본체(1)의 전면 상부 중앙부 일측에는 작동상태를 나타내는 작동램프(4)와 표시창(3)을 설치하여 운전조건의 설정을 표시하는 한편 작동램프(4)로 운전상태의 확인과 함께 필터(20)의 교체주기와 히터(30)의 과열을 표시할 수 있도록 한다.
한편 외부공기를 흡입하는 외부공기 흡입구(11)와 실내공기를 배출하는 실내공기 배출구(14)에는 풍압 방지커버(15)를 설치하여 풍압에 의한 영향을 받지 않으면서도 공기의 흡입과 배출이 가능하도록 하며, 상기 풍압방지 커버(15)는 본체(1)에 고정살(15a)로 고정되어 사방으로 공기 유동이 이루어지게 하되 내부를 격벽(16)으로 구분하여 각각 외부공기 흡입구(11)와 실내공기 배출구(14)를 구분하므로서 흡입되는 외부공기에 배출되는 내부공기가 혼합되지 않도록 한다.
이러한 구성의 본 발명을 살펴본다.
본 발명은 리모콘을 이용하여 리모콘 수신창(2)으로 운전 조건을 설정함에 따라 운전이 진행되는 것으로, 풍량과 공기온도 및 작동시간과 수동/자동 작동을 선택하게 되며, 이러한 운전조건 선택은 표시창(3) 및 작동램프(4)를 보아가며 설정하게 된다. 또한 콘트롤 판넬에 설치되고 멤브레인 막으로 쌓인 스위치 등을 수동으로 조작하여 상기한 운전조건으로 선택 할 수도 있다.
먼저 실내공기의 배출과정을 살펴본다.
실내공기는 배출팬(17)의 작동에 의해 실내공기를 실내공기 흡입구(13)로 흡입한 후 프리필터(41)와 열교환기(40)를 거쳐 실내공기 배출구(14)로 배출시키게 되는 것으로, 실내공기는 배출팬(17)의 작동에 따라 배출되는 량이 결정되는 한편 열교환기(40)를 통하여 열과 수분이 흡입되는 외부공기와 교환 된 후 배출되게 된다.
다음으로 외부 공기의 공급과정을 살펴본다.
외부 공기는 흡입팬(18)의 작동에 의해 외부공기 흡입구(11)로 흡입되어 필터(20)와 히터(30)를 거치고 열교환기(40)를 거친 후 외부공기 배출구(12)를 통하여 실내로 공급된다.
여기서 외부공기 흡입구(11)에는 풍압방지 커버(15)가 고정살(15a)로 고정되어 있어 외부 공기가 풍압방지 커버(15)와 본체(1) 사이의 공간을 통하여 외부공기 흡입구(11)로 흡입되게 되고, 외부공기 흡입구(11)로 흡입된 외부공기는 필터(20)에서 프리필터와 정화필터를 거쳐 외부 공기에 포함되어 있는 분진, 매연이나 유해가스 등의 유해물질을 제거한 후 히터(30)를 거치도록 하되 상기 히터(30)를 거친 외부공기는 흡입팬(18)에 의해 열교환기(40)를 거친 후 외부공기 배출구(12)를 통하여 실내로 공급되게 된다.
상기 열교환기(40)는 특수 가공지로 구성된 열교환막을 매개로 일측에는 외부공기가 흐르고 반대쪽에는 실내공기가 흐르게 되어 실내공기 또는 실외공기에 포함된 열과 수분이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 현상에 의해 열교환기(40)를 통한 후 외부에서 실내로 유입된 실내공기는 고온다습한 하절기에는 냉방 감습 효과가 나타나며, 저온 건조한 동절기에는 난방가습 효과를 가지게 된다.
따라서 상시 환기를 하면서도 실내의 온·습도를 일정하게 유지하여 쾌적성을 증대시킬 수 있으며, 냉난방에 따른 에너지를 절약 할 수 있다.
한편 본 발명의 히터(30)는 수동으로 온/오프가 가능하거나 자동으로 작동되게 할 수 있는 것으로, 자동으로 작동될 경우는 외부공기 흡입팬(18)의 토출구, 즉 열교환기(40) 입구부분에 설치된 온도감지센서가 7℃이하를 감지하면 장치내의 히터(30)가 작동되어 7℃까지 흡입된 외부 공기의 온도를 올리게 하며, 열교환기(40)를 통과하기 전에 배출되는 실내 공기의 온도를 20℃로 보면 열교환기(40)의 열교환에 의해 외부 공기의 온도를 16~17℃ 정도로 만들어줄 수 있도록 하고, 수동으로 작동시킬 경우는 운전자가 임의로 작동을 선택할 수 있도록 하며, 상기 히터(30)는 과열방지 센서가 설치되어 설정온도 이상이 되면 자동으로 오프 될 수 있도록 하여 화재 발생을 방지하도록 한다.
따라서 본 발명은 실내 공기는 배출하고 외부공기는 흡입하여 환기가 이루어지도록 하되 실내공기가 함유한 열을 외부공기가 전달받아 실내로 공급되게 하여 에너지를 절약할 수 있는 한편 고층건물에서의 환기문제를 해결할 수 있게 된다.
본 발명은 고층건물의 창문에 설치되는 것으로, 실내공기의 배출과 외부 공기의 흡입이 자유롭게 이루어져 환기를 할 수 있으며, 필터의 사용으로 오염물질을 배제한 깨끗한 공기의 흡입이 가능하고, 열교환기의 사용으로 실내온도를 일정범위 내에서 유지할 수 있어 에너지를 절약할 수 있으며, 창문에 설치되어 인테리어 효과를 줄 수 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 창문(6)에 본체(1)를 설치하되 실내에 위치하는 본체(1)의 상측으로 실내공기 흡입구(13)와 외부공기 배출구(12)를 설치하고, 실외에 위치하는 본체(1)의 하측으로 실내공기 배출구(14)와 외부공기 흡입구(11)를 설치하는 한편 상기 실내공기 배출구(14)와 외부공기 흡입구(11)는 풍압방지 커버(15)로 가려주게 설치하며, 상기 본체(1)의 내부에는 배출공기의 열을 흡입공기로 전달하는 열교환기(40)를 설치하는 한편 실내공기를 배출하는 배출팬(17)과 외부공기를 흡입하는 흡입팬(18)을 설치하여 된 것을 특징으로 하는 창문형 열교환 환기 장치.
  2. 제1항에 있어서, 외부공기 흡입구(11)로 흡입된 공기는 필터(20)와 히터(30)를 거친 후 흡입팬(18)을 통하고, 열교환기(40)를 거쳐 외부공기 배출구(12)에서 실내로 유입되게 구성한 것을 특징으로 하는 창문형 열교환 환기 장치.
  3. 제1항에 있어서, 실내공기 흡입구(13)로 흡입된 실내공기는 프리필터(41)와 열교환기(40)를 거친 후 배출팬(17)에 의해 실내공기 배출구(14)를 통하여 외부로 배출되게 구성한 것을 특징으로 하는 창문형 열교환 환기장치.
  4. 제1항에 있어서, 흡입팬(18)과 배출팬(17)은 열교환기(40)와 외부공기 흡입구(11) 및 실내공기 배출구(14)사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 창문형 열교환 환기장치.
  5. 제1항에 있어서, 본체(1)의 전면에는 작동램프(4)를 설치하는 한편 본체(1)의 전면 대부분을 가리는 그림(5)을 착탈시키는 것을 특징으로 하는 창문형 열교환 환기장치.
  6. 제1항에 있어서, 본체(1)의 외측에 설치된 풍압방지 커버(15)는 실내공기 배출구(14)와 외부공기 흡입구(11)를 가려주게 고정살(15a)로 고정되고, 상기 실내공기 배출구(14)와 외부공기 흡입구(11)는 풍압방지 커버(15)의 격판(16)으로 구분되게 하는 것을 특징으로 하는 창문형 열교환 환기장치.
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