KR100750704B1 - 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치에 관한 것으로, 외부공기의 실내 급기와 실내공기의 외부 배기를 하나의 흡배기팬으로 하여 환기의 효율을 높임과 동시에 환기에 따른 실내소음 및 진동을 최소화할 수 있도록 발명된 것이다.

따라서, 환기장치의 크기와 무게를 감소시킬 수 있게 되어 설치에 따른 편의성을 제공함과 아울러 환기의 효율성을 높일 수 있으며, 이를 통해 환기에 따른 소음 및 진동을 최소화하여 조용하고, 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

급기, 배기, 전열교환, 환기, 필터, 공기정화

Description

급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치{Heat-transfer type air-condition device}

도 1은 본 발명의 실시 예를 일부 절개하여 나타낸 평면도.

도 2는 도 1의 구성을 일부 절개하여 나타낸 측면도.

도 3은 도 1의 구성을 나타낸 평면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 일부 절개하여 나타낸 평면도.

도 5는 도 4의 구성을 일부 절개하여 나타낸 측면도.

도 6은 공기정화필터의 실시 예를 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예를 일부 절개하여 나타낸 측면도.

도 8은 도 7의 정면도.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 케이스 11 - 수용공간

13 - 격벽 20 - 흡배기팬

30 - 외기흡기부 32 - 내기흡기부

35 - 배기부 37 - 급기부

40 - 전열교환기 41 - 공기정화필터

본 발명은 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급기와 배기를 하나의 팬으로 하여 환기의 효율을 높임과 동시에 환기에 따른 실내소음 및 진동을 최소화할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 밀폐된 공간의 공기는 사람의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 주변의 공기가 탁하게 된다.

따라서, 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우 실내의 탁한 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다.

환기장치는 이와 같이 실내의 탁한 공기를 실외의 신선한 공기로 대체해주기 위한 장치로, 종래의 환기장치는 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키고 있다.

그러나, 이와 같이 송풍기를 통해 실내의 공기만을 외부로 강제로 배출시킬 경우 실내의 냉기 또는 열기가 여과 없이 외부로 배출될 수 있어 온도유지에 어려움이 있었다.

그리고, 실내의 온도를 다시 난방 또는 냉방 시키기 위한 불필요한 경비가 추가적으로 소요될 수 있었으며, 특히 실내의 창문이나 문틀이 닫힌 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍 현상이 발생 될 수 있는 문제점도 있었다.

이를 해소하기 위하여 최근에는 환기장치의 내부에 급기팬과, 배기팬을 별도로 설치하여 제공한 것도 제안되어 사용되고 있으나, 이 경우 환기장치의 크기가 크고 무거워져 설치에 어려움이 발생 되고 있다.

또한, 급기팬과 배기팬의 동시 동작시 환기에 따른 소음 및 진동이 발생 될 수 있어 쾌적한 실내환경의 유지에 어려움이 발생 될 수 있는 등의 폐단도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하여 하나의 팬으로 탁한 실내공기는 외부로 배출하고 신선한 외부 공기는 실내로 공급하여 조용하고, 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 하나의 팬으로 급기와 배기를 동시에 수행할 수 있도록 한 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 크기와 무게의 감소를 통하여 설치에 따른 편의성을 제공함과 아울러 환기의 효율성을 높일 수 있도록 한 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 환기에 따른 소음 및 진동을 최소화하여 조용하고, 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 한 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 수용공간이 형성된 케이스와;

이 케이스의 내부 수용공간에 설치되며, 외부 전원에 의해 구동되는 흡배기팬과;

상기 케이스에 구비되어 외부공기를 흡기하는 외기흡기부와;

상기 케이스에 구비되어 실내공기를 흡기하는 내기흡기부와;

이 흡기부와 급기부를 통하여 흡기된 공기의 이동경로를 제어하는 격벽과;

상기 수용공간에 장착되어 외부공기와 실내공기를 열 교환시키는 전열교환기와;

이 전열교환기의 일측에 구비되어 외부공기와 실내공기 중의 오염물질을 정화하는 공기정화필터와;

이 공기정화필터를 통하여 정화된 외부공기를 실내로 공급하는 급기부와;

상기 공기정화필터를 통하여 정화된 실내공기를 외부로 배출하는 배기부로 구성되어 달성된다.

따라서, 케이스의 내부 수용공간에 설치된 흡배기팬을 통하여 급기와 배기를 동시에 수행함으로써, 환기의 효율을 높이고, 아울러 환기에 따른 실내소음 및 진동을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 일부 절개하여 평면도로 나타낸 것으로,본 발명 의 실시 예를 전체적으로 보이고 있다.

도 2는 도 1의 구성을 일부 절개하여 측면도로 나타낸 것으로, 흡배기팬을 통하여 실내공기가 외부로 배기되는 과정을 보이고 있다.

도 3은 도 1의 구성을 저면도로 나타낸 것으로, 실내공기를 흡기하기 위한 흡기부로 다수의 그릴이 본 발명의 저면에 형성된 것을 보이고 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 일부 절개하여 평면도로 나타낸 것으로, 외부공기를 실내로 급기하고, 실내공기는 외부로 배기하기 위한 본 발명의 다른 실시 예를 보이고 있다.

도 5는 도 4의 구성을 일부 절개하여 측면도로 나타낸 것으로, 흡배기팬을 통하여 실내공기가 외부로 배기되는 과정을 보이고 있다.

도 6은 공기정화필터의 실시 예를 사시도로 나타낸 것으로, 외부공기 및 실내공기를 정화하기 위한 공기정화필터의 구성을 보이고 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예를 일부 절개하여 측면도로 나타낸 것으로, 외부공기를 실내로 급기하고, 실내공기는 외부로 배기하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예를 보이고 있다.

도 8은 도 7의 정면도를 나타낸 것으로, 실내공기를 흡기하고, 정화된 외부공기를 실내로 급기하기 위한 급흡기부로 다수의 그릴이 본 발명의 정면에 형성된 것을 보이고 있다.

즉, 도 1 내지 도 3에서 나타낸 것과 같이, 본 발명은 외부공기의 급기와 실내공기의 배기를 하나의 흡배기팬(20)으로 하여 환기의 효율을 높임과 동시에 환기 에 따른 실내소음 및 진동을 최소화하기 위한 구성이다.

이를 위하여 본 발명을 구성하는 케이스(10)의 내부에는 수용공간(11)이 형성된 것을 보이고 있다.

상기 케이스(10)는 체결부(12)를 통하여 실내의 천장에 매립되거나 내장되어 실내공기를 외부로 배기함과 동시에 외부공기를 실내로 급기하는 각 장치들을 수용하는 역할을 수행하며, 설치 공간에 따라서는 외부와 이웃하는 벽면에 부착하여 사용하게 된다.

이러한 케이스(10)를 본 발명에서는 사각형태의 함체로 성형 제작한 것을 보이고 있으나, 반드시 이에 한정 짓는 것은 아니며, 사용자의 기호 및 제작 시점에 따라 그 형태를 달리하여도 무방하다.

이 케이스(10)의 내부 수용공간(11)에 설치되는 흡배기팬(20)은 외부 전원을 통하여 구동되어 외부공기를 흡기하거나 실내공기를 외부로 배기하는 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 흡배기팬(20)을 구동시키기 위한 외부 전원으로는 공지의 배터리를 연결하여 사용하거나, 필요에 따라서는 흡배기팬(20)에서 인출된 전기선을 건축물의 콘센트로부터 직접 연결하여 사용하여도 무방하다.

즉, 벽 등에 접속단자가 구비된 장소에는 이 접속단자에 전기선을 접속하여 흡배기팬(20)을 구동시킬 수 있으며, 접속단자가 구비되어 있지 않거나, 단기간 사용이 이루어지는 장소에는 배터리를 연결하여 구동시키게 된다.

따라서, 이와 같은 외부 전원을 통하여 흡배기팬(20)이 구동됨에 따라 실내 공기의 외부 배기 및 외부공기의 실내 급기가 원활하게 이루어질 수 있게 되며, 아울러 이와 같이 하나의 흡배기팬(20)만을 사용하게 되어 환기에 따른 실내소음과 진동을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이러한 흡배기팬(20)은 외부전원에 의해 구동되는 구동모터(21)와 이 구동모터(21)의 구동에 따라 회전되는 회전날개(22)로 구성되며, 상기 회전날개(22)는 원활한 공기의 흐름을 유도할 수 있도록 25°에서 70°사이의 각도로 구동모터(21)에 다수로 결합되어 회전된다.

상기 구성의 흡배기팬(20)이 내부 수용공간(11)에 설치된 케이스(10)에는 외부공기를 흡기하기 위한 외기흡기부(30)가 구비되는데, 상기 케이스(10)가 실내의 천장에 매립되어 외부공기를 직접 흡기하지 못할 경우에는 이 외기흡기부(30)에 외기흡기호스(31)를 연결하여 외부공기를 흡기하게 된다.

이때, 상기 케이스(10)가 외부 공기를 직접 흡기할 수 있도록 외부와 이웃하는 벽면에 부착되어 사용될 경우에는 별도의 외기흡기호스(31)를 사용하지 않고 상기 외기흡기부(30)의 선단을 외부로 직접 노출시켜 사용하여도 무방하다.

그리고, 상기 외기흡기부(30)가 구비된 케이스(10)에는 실내공기를 흡기하기 위한 내기흡기부(32)가 구비되는데, 상기 케이스(10)가 체결부(12)를 통하여 실내의 천장에 매립될 경우에는 도 3에서 나타낸 것과 같이, 상기 내기흡기부(32)로 케이스(10)의 저면에 다수의 그릴(33)을 뚫어 실내공기를 흡기하게 된다.

또한, 상기 케이스(10)가 도 5에서 나타낸 것과 같이, 천장의 내부에 완전하게 내장되어 사용될 경우에는 케이스(10)의 측면에 내기흡기부(32)를 구비한 후 내 기흡기호스(34)를 연결하여 실내공기의 흡기를 수행하게 된다.

상기 외기흡기부(30)와 내기흡기부(32)는 각 호스의 용이한 연결을 위하여 공지의 덕트를 사용하여 실내공기 및 외부공기를 흡기하는 것을 보이고 있다.

따라서, 본 발명인 전열교환식 환기장치(1)를 천장에 매립 또는 내장하거나 필요에 따라 외부와 이웃하는 벽면에 부착한 상태에서 외부 전원을 통하여 흡배기팬(20)을 구동시킬 경우 이 흡배기팬(20)의 구동에 의해 내기흡기부(32)가 실내공기를 흡기함과 동시에 외기흡기부(30)가 외부공기를 흡기하게 되는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 케이스(10)의 내부에는 내, 외기흡기부(30)(32)를 통하여 흡기된 실내공기 및 외부공기의 이동경로를 제어하기 위한 격벽(13)이 형성된 것을 보이고 있다.

상기 격벽(13)은 케이스(10)의 내부 수용공간(11)을 상, 하 또는 좌, 우로 분리하여 흡기된 실내공기와 외부공기가 상호 간섭되지 않도록 하는 역할을 수행하게 된다.

즉, 이 격벽(13)을 통하여 케이스(10)의 내부로 흡기되는 실내공기와 외부공기가 상호 간섭되지 않게 됨으로써, 원활한 공기의 흐름을 유도할 수 있게 되어 실내의 환기가 보다 용이하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 케이스(10)의 내부 수용공간에는 내, 외기흡기부(30)(32)를 통하여 흡기된 실내공기와 외부공기를 열 교환시키기 위한 공지의 전열교환기(40)가 설치된다.

상기 전열교환기(40)는 각 모서리가 케이스(10)와 격벽(13)에 의해 지지되는 육면체 형상으로, 그 내부에는 도시되어 있지는 않으나 다수의 급기통로가 형성되어 있으며, 상기 급기통로와 이웃하여 다수의 배기통로가 구비된다.

또한, 상기 급기통로와 배기통로의 경계부분에는 열전도 효율이 뛰어난 열교환막이 구비된다.

즉, 상기 전열교환기(40)는 온도 차이가 발생하는 각각의 공기를 내부의 급기통로와 배기통로를 이용하여 통과시킴으로써, 그 경계부분에 구비된 열교환막을 통하여 실내공기와 외부공기가 열 교환되는 것이다.

상기 전열교환기(40)에서 발생되는 열 교환은 급기되는 외부공기와 배기되는 실내공기 사이에 일어나는 현열교환과, 실내공기 또는 외부공기 중 고온의 공기가 노점온도 이하의 상태가 되면서 생성된 응축수에 의한 잠열교환으로 이루어지게 된다.

따라서, 실내가 냉방 또는 난방일 경우 급기되는 외부공기가 실내공기와 열교환된 다음 실내로 들어감에 따라 실내온도의 급격한 상승이나 하강을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이러한 전열교환기(40)의 일면에는 외부공기를 정화함과 동시에 오염된 실내공기를 정화하기 위한 공기정화필터(41)가 부착된다.

상기 공기정화필터(41)는 도 6에서 나타낸 것과 같이, 사각형태로 성형 제작된 하우징(42) 내부에 필터요소(43)를 내장한 상태로 전열교환기(40)의 전면 또는 필요에 따라 각 면에 부착하여 사용하게 된다.

여기서, 상기 공기정화필터(41)는 미듐필터, 탈취필터, 프리필터, 전기집진 필터 중 적어도 어느 하나 이상이 포함되어 구성된다.

상기 미듐필터는 목재 또는 서스 재질의 하우징(42)의 내측에 필터요소(43)로 보온, 보냉, 흡음방음, 공기여과가 우수한 유리매트가 에폭시 수지에 의해 고정 설치된 것으로, 비색법 기준 60~80% 이상의 포집효율을 갖는 특징이 있으며, 저소음 및 동력비 절감에 효과가 있고, 유효면적에 비해 대풍량의 경우에 사용하게 된다.

탈취필터는 하우징(42)에 제오라이트와 활성탄이 필터요소(43)로 내장된 것으로, 제오라이트와 활성탄은 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하고, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있기 때문에 다른 미립물질을 흡착이 용이하여, 각종 냄새제거 및 대기 중의 유해 성분을 탁월하게 제거하는 특징이 있으며, 공기정화와 환기장치의 외기 급기 냄새를 제거하는 용도로 주로 사용되고 있다.

그리고, 프리필터는 밀도가 0.6∼1.2 G/㎤인 불규칙하게 소결 처리된 플라스틱 과립형 입자(GRANULATE PARTICLE)를 포함하고, 벌크 밀도(DIN-ISO 60)가 150∼250 G/L인 플라스틱 성형체로 이루어진 필터요소(43)를 하우징(42)에 내장하여 저정압 설계로 압력손실이 적으며, 세척성이 탁월하여 교체에 따른 비용의 절감 효과를 누릴 수 있고, 내구성이 우수하여 장기간 사용이 가능하다.

이 외에 전기집진필터의 경우에는 2단 하전 반도체와 수지필름방식을 이용하여 전기 집진하는 필터로 집진효율이 계수법(0.7㎛) 97%이상으로 25℃에서 주로 사용하게 된다.

또한, 사용습도는 60%이고 저소음에 특수 도전성 잉크를 수지필름에 인쇄하여 적층하고 있어 높은 포집효율을 유지하고 있으며, 구조적으로 간편하고 외관이 미려하고, 집진 전극의 반도체적 특성으로 정전기가 발생되지 않으며, 음이온이 발생하여 높은 집진 및 공기 청정 기능을 발휘하고 있다.

따라서, 이와 같은 구성의 공기정화필터(41)가 전열교환기(40)의 전면 또는 필요에 따라 각 면에 부착됨에 따라 흡기된 외부공기를 정화한 상태로 실내로 급기하여 쾌적한 환경을 조성할 수 있고, 오염된 실내공기를 정화하여 외부로 배출시키게 되어 환경의 오염을 방지하게 되는 것이다.

이와 같이 전열교환기(40)를 통하여 열 교환된 상태에서 공기정화필터(41)를 통하여 정화된 실내공기를 외부로 배기할 수 있도록 케이스(10)에는 배기부(35)가 구비되며, 이 배기부(35) 역시 케이스(10)가 외부와 단절된 천정에 매립되거나 내장될 경우에는 상기 케이스(10)의 측면에 구비한 상태로 배기호스(36)를 연결하여 실내공기를 외부로 배기시키게 된다.

또한, 상기 케이스(10)에는 전열교환기(40)를 통하여 열 교환된 상태에서 공기정화필터(41)를 통하여 정화된 외부공기를 실내로 급기할 수 있도록 급기부(37)가 구비된다.

여기서, 상기 급기부(37)에는 정화된 외부공기를 실내의 각 방으로 이송시키기 위한 분기장치(39)가 연결호스(38)를 통해 연결 설치된다.

즉, 케이스(10)의 측면에 급기부(37)를 구비한 후 연결호스(38)를 통하여 상기 급기부(37)를 분기장치(39)에 연결하여 정화된 외부공기를 공급하게 되며, 상기 분기장치(39)는 공급된 외부공기를 실내의 각 방으로 분기호스(39a)를 이용하여 급기하게 되는 것이다.

이러한 외부공기의 급기가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 분기장치(39)에 연결되는 급기부(37)는 케이스(10) 측면에 다수로 구비하여 정화된 외부공기를 공급하도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명인 전열교환식 환기장치(1)를 통하여 내, 외기를 열 교환하고, 정화하여 실내로 공급하거나 외부로 배출시키는 일련의 과정을 통하여 실내의 탁한 공기를 실외의 신선한 공기로 환기시키게 되며, 이를 통해 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 외부와 이웃한 벽면에 본 발명인 전열교환식 환기장치(1)가 부착되어 사용될 경우에는 도 7 내지 도 8에서 나타낸 것과 같이, 케이스(10)에 외기흡기부(30)와 배기부(35)의 기능을 갖는 연통부(50)를 구비하여 외부공기를 흡기함과 동시에 실내공기를 외부로 배기하도록 한 것을 보이고 있다.

또한, 상기 케이스(10)의 전면에는 내기흡기부(32)와 급기부(37)의 역할을 수행할 수 있는 그릴(33)을 형성하여 정화된 외부공기를 실내로 급기함과 동시에 실내공기를 흡기할 수 있도록 하게 된다.

이러한 구성의 전열교환식 환기장치(1)는 설치공간이 협소한 장소에 적합하다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 케이스의 내부 수용공간에 설치된 흡배기팬으로 외부공기의 급기와 실내공기의 배기를 동시에 수행할 수 있게 됨으로써, 환기장치의 크기와 무게를 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 설치에 따른 편의성을 제공함과 아울러 환기의 효율성을 높일 수 있게 된다.

따라서, 환기에 따른 소음 및 진동을 최소화하여 조용하고, 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 내부에 수용공간(11)이 형성된 케이스(10)와;

   이 케이스(10)의 내부 수용공간(11)에 설치되며, 외부 전원에 의해 구동되는 흡배기팬(20)과;

   상기 케이스(10)에 구비되어 외부공기를 흡기하는 외기흡기부(30)와;

   상기 케이스(10)에 구비되어 실내공기를 흡기하는 내기흡기부(32)와;

   이 외기흡기부(30)와 내기흡기부(32)를 통하여 흡기된 공기의 이동경로를 제어하는 격벽(13)과;

   상기 수용공간(11)에 장착되어 외부공기와 실내공기를 열 교환시키는 전열교환기(40)와;

   이 전열교환기(40)의 일면에 부착되어 외부공기와 실내공기를 정화하는 공기정화필터(41)와;

   이 공기정화필터(41)를 통하여 정화된 외부공기를 실내로 공급하는 급기부(37)와;

   상기 공기정화필터(41)를 통하여 정화된 실내공기를 외부로 배출하는 배기부(35)로 구성됨을 특징으로 하는 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 공기정화필터(41)는 미듐필터, 탈취필터, 프리필터, 전기집진필터 중 적어도 어느 하나 이상이 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 급기부(37)에는 정화된 외부공기를 실내의 각 방으로 이송시키기 위한 분기장치(39)가 연결호스(38)를 통해 연결 설치됨을 특징으로 하는 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 흡배기팬(20)은 외부전원에 의해 구동되는 구동모터(21)와 이 구동모터(21)의 구동에 따라 회전되는 회전날개(22)로 구성되며, 상기 회전날개(22)는 원활한 공기의 흐름을 유도할 수 있도록 25°에서 70°사이의 각도로 구동모터(21)에 다수로 결합되어 회전됨을 특징으로 하는 급기와 배기를 하나의 팬으로 하는 전열교환식 환기장치.

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