KR100819732B1

KR100819732B1 - 전열교환기

Info

Publication number: KR100819732B1
Application number: KR1020060130537A
Authority: KR
Inventors: 김종문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2008-04-07

Abstract

본 발명은 실외공기가 실내로 유동하는 급기유로와 실내공기가 실외로 유동하는 배기유로를 형성하는 본체와, 급기유로에 설치되어 실외공기를 실내로 강제 송풍하는 급기팬과, 배기유로에 설치되어 실내공기를 실내 및 실외 중 적어도 어느 일측으로 강제 송풍하는 배기팬과, 급기유로와 배기유로가 교차하는 지점에 마련된 열교환소자를 갖는 전열교환기에 관한 것으로서, 급기유로에 설치되어, 실외에서 실내로 흡입되는 공기를 차폐하는 제1댐퍼와; 배기유로에 연통하게 본체에 설치되어, 실내공기를 배기유로로 안내하는 배기흡입덕트와; 배기흡입덕트에 설치되어, 배기흡입덕트를 유동하는 실내공기를 차폐하는 제2댐퍼와; 급기팬을 구동하고 배기팬을 구동 정지하며, 제1댐퍼를 열고 제2댐퍼를 닫아 실내공기의 배기를 중지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 실내의 정압을 실외의 정압보다 높게 유지하여, 실외로부터 실내로 유입되는 오염된 공기의 양을 줄일 수 있다.

Description

전열교환기{TRANSFERRING HEAT EXCHANGER}

도 1은 본 발명에 따른 전열교환기의 구조를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 전열교환기가 배기 중지 운전모드일 때의 사시도,

도 3은 도 1의 전열교환기가 환기 운전모드일 때의 사시도,

도 4는 도 1의 전열교환기가 청정 운전모드일 때의 사시도,

도 5는 도 1의 전열교환기가 청정과 환기 운전모드일 때의 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 전열교환기의 제어블록도,

도 7은 본 발명에 따른 전열교환기의 제어흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전열교환기 10 : 본체

13 : 급기유로 21 : 배기유로

31 : 급기팬 35 : 배기팬

41 : 열교환소자 45 : 제1댐퍼

55 : 배기흡입덕트 61 : 제2댐퍼

65 : 정화필터 71 : 제3댐퍼

75 : 제어부 77 : 선택버튼

본 발명은 전열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내공기 배기흡입구에 댐퍼를 추가하여 실내외의 압력차에 의해 오염된 실외 공기가 실내로 유입되는 것을 방지하는 전열교환기에 관한 것이다.

전열교환기는 실내 공기 조화가 유지되는 상황에서 실내 공기질 향상 및 에너지 효율 향상을 위하여 급기 공기와 배기 공기를 열교환기에 통과하게 함으로써, 배기측 공기의 엔탈피를 흡입측 공기에 전달하는 장치이다.

즉, 전열교환기는 실내의 공기를 환기시킴에 있어, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입되지 않도록 실외공기를 실외로 배출되는 실내공기와 먼저 열교환시켜주는 장치이다.

따라서, 전열교환기는 실내에서 발생한 휘발성 유기화합물질을 배기를 통하여 배출하고, 외부의 신선한 공기를 실내로 흡입하는 방법으로 실내의 공기를 쾌적하게 유지한다.

공조된 실내의 공기를 외부로 배출할 때는 전열교환기 내에 설치된 배기팬이 작동하고, 이 때의 정압으로 전열교환기 소자를 통과하면서 실내에서 실외로 오염된 공기가 배출된다. 반대로, 전열교환기 내에 설치된 흡기팬이 작동하면 발생한 정압으로 외부에서 전열교환기 소자를 통과하면서 실내로 공기가 흡입된다. 이 때, 전열교환기 소자를 통하여 열 및 물질 전달이 이루어지고 환기를 통한 에너지 손실을 최소화시킨다.

그리고, 전열교환기의 흡기팬 및 배기팬이 동시에 운전되는 경우, 실내의 정압 및 실외의 정압이 일정하게 유지된다. 따라서, 외기에서 유동장이 형성되는 경우, 실외의 정압이 실내보다 높게 형성되는 경우, 실외공기가 문틈, 창틈 등을 통하여 실내로 유입된다. 이 때, 황사가 심한 경우나 대로변에서의 분진이 실내로 흡입되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 실내의 정압을 실외의 정압보다 높게 유지하여, 실외로부터 실내로 유입되는 오염된 공기의 양을 줄일 수 있는 전열교환기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 실외공기가 실내로 유동하는 급기유로와 실내공기가 실외로 유동하는 배기유로를 형성하는 본체와, 상기 급기유로에 설치되어 실외공기를 실내로 강제 송풍하는 급기팬과, 상기 배기유로에 설치되어 실내공기를 실내 및 실외 중 적어도 어느 일측으로 강제 송풍하는 배기팬과, 상기 급기유로와 배기유로가 교차하는 지점에 마련된 열교환소자를 갖는 전열교환기에 있어서, 상기 급기유로에 설치되어, 실외에서 실내로 흡입되는 공기를 차폐하는 제1댐퍼와; 상기 배기유로에 연통하게 상기 본체에 설치되어, 실내공기를 상기 배기유로로 안내하는 배기흡입덕트와; 상기 배기흡입덕트에 설치되어, 상기 배기흡입덕트를 유동하는 실내공기를 차폐하는 제2댐퍼와; 상기 급기팬을 구동하고 상기 배기팬을 구동 정지하며, 상기 제1댐퍼를 열고 상기 제2댐퍼를 닫아 실내공기의 배기를 중지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환기를 제공한다.

여기서, 상기 급기유로의 실내측과 상기 배기유로의 실내측을 연통시키는 연통유로에 설치되는 정화필터와; 상기 배기유로에 설치되어, 상기 정화필터로 유입되는 공기를 차폐하는 제3댐퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 급기팬과 상기 배기팬을 구동하고, 상기 제1댐퍼와 제2댐퍼를 열고 상기 제3댐퍼를 닫도록 제어하여, 실내공기를 환기할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 급기팬과 상기 배기팬을 구동하고, 상기 제1댐퍼를 닫고 상기 제2댐퍼와 제3댐퍼를 열도록 제어하여, 실내공기를 청정할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는 상기 급기팬과 상기 배기팬을 구동하고, 상기 제1댐퍼와 제2댐퍼와 제3댐퍼를 열도록 제어하여, 실내공기를 청정과 환기할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 전열교환기의 구조를 나타낸 사시도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 전열교환기(1)는 실외공기가 실내로 유동하는 급기유로(13)와 실내공기가 실외로 유동하는 배기유로(21)를 형성된 본체(11)와, 급기유로(13)에 설치되어 실외공기를 실내로 강제 송풍하는 급기팬(31)과, 배기유로(21)에 설치되어 실내공기를 실내 및 실외 중 적어도 어느 일측으로 강제 송풍하는 배기팬(35)과, 급기유로(13)와 배기유로(21)가 교차하는 지점에 마련된 열교환소자(41)를 가진다.

본체(11)는 박스형상을 가지며, 급기유로(13)와 배기유로(21)는 상하로 배치 되는 격벽(43)에 의해 상호 간섭이 발생하지 않도록 구획된다. 본체(11)에는 급기유로(13)와 연통하며 실외공기가 흡입되는 급기흡입구(15)와, 급기유로(13)와 연통하며 급기유로(13)를 따라 유동하여 열교환소자(41)를 거친 열교환된 공기를 실내로 배출하는 급기배출구(17)가 마련되어 있다. 또한, 본체(11)에는 배기유로(21)와 연통하며 실내공기가 흡입되는 배기흡입구(23)와, 배기유로(21)와 연통하며 배기유로(21)를 따라 유동하여 열교환소자(41)를 거친 열교환된 공기를 실외로 배출하는 배기배출구(25)가 마련되어 있다.

급기팬(31)은 급기배출구(17) 측에 인접하는 급기유로(13), 즉 급기유로(13)의 실내측에 설치되어 있으며, 모터와 같은 구동부에 의해 구동된다.

배기팬(35)은 배기배출구(25) 측에 인접하는 배기유로(21), 즉 배기유로(21)의 실외측에 설치되어 있으며, 모터와 같은 구동부에 의해 구동된다.

급기팬(31)과 배기팬(35)은 전원이 인가될 때 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다.

열교환소자(41)는 마름모꼴로 구성되어 있으며, 열교환소자(41)의 상하 모서리는 본체(11)에 지지되고, 좌측의 모서리는 격벽(43)에 의해 지지된다. 우측의 모서리는 후술할 정화필터(65)와 접하게 되어 있다.

본체(11)의 급기유로(13) 상에는 실외에서 실내로 흡입되는 공기를 차폐하는 제1댐퍼(45)가 마련되어 있다. 제1댐퍼(45)는 급기흡입구(15)와 열교환소자(41) 사이의 급기유로(13) 상에 배치되며, 본체(11)에 회동가능하게 힌지 결합되어 있다. 제1댐퍼(45)는 구동부와 기어로 결합된 전동댐퍼로 이루어지며, 급기흡입구(15)를 통해 유입된 실외공기가 열교환소자(41)로 들어오는 것을 차폐한다.

급기흡입구(15)와 제1댐퍼(45) 사이의 급기유로(13) 상에는 급기흡입구(15)를 통해 유입되는 실외공기를 정화하는 흡입필터(51)가 마련되어 있다.

본체(11)의 배기흡입구(23)에는 실내공기를 본체(11)의 배기유로(21)로 안내하는 배기흡입덕트(55)가 설치되어 있다.

배기흡입덕트(55)에는 배기흡입덕트(55)를 유동하는 실내공기를 차폐하는 제2댐퍼(61)가 설치되어 있다. 제2댐퍼(61)는 구동부와 기어로 결합된 전동댐퍼로 이루어지며, 배기흡입구(23)를 통해 유입되는 실내공기가 본체(11)로 들어가는 것을 차폐한다.

한편, 본 실시예에 따른 전열교환기(1)는, 본체(11)의 급기유로(13)의 실내측과 배기유로(21)의 실내측을 연통시키는 연통유로에 정화필터(65)가 설치되어 있다. 정화필터(65)는 배기흡입구(23)로부터 유입되어 급기유로(13)로 유동하는 실내공기를 정화하는 역할뿐만 아니라 급기유로(13)와 배기유로(21)를 구획하는 역할도 한다. 정화필터(65)는 제3댐퍼(71)에 의해 차폐된다. 여기서, 정화필터(65)는 선택적으로 개재될 수 있다.

제3댐퍼(71)는 배기흡입구(23)와 정화필터(65) 사이의 배기유로(21) 상에 배치되며, 본체(11)에 회동가능하게 힌지 결합되어 있다. 제3댐퍼(71)는 구동부와 기어로 결합된 전동댐퍼로 이루어지며, 배기흡입구(23)를 통해 유입된 실내공기가 정화필터(65)로 들어오는 것을 차폐한다.

한편, 본 발명에 따른 전열교환기(1)는 급기팬(31), 배기팬(35), 제1댐 퍼(45), 제2댐퍼(61), 제3댐퍼(71)의 구동을 제어하는 제어부(75)를 가진다.

제어부(75)는 전열교환기(1)의 배기 중지운전모드, 환기 운전모드, 청정 운전모드, 청정 및 환기 운전모드의 각 작동을 제어한다. 여기서, 배기 중지운전모드는 실내 정압을 실외 정압보다 높게 유지하는 운전을 말하며, 환기 운전모드는 실내의 인체에서 발생하는 이산화탄소의 농도가 높을 때 이산화탄소의 농도가 높은 공기를 실외로 배출시키고 실외의 신선한 공기(산소를 많이 함유한 공기)를 실내로 유입시키는 운전을 말한다. 그리고, 청정 운전모드는 새집에서 발생하는 화합물인 휘발성 유기화합물과 같은 오염물질을 제거하여 실내공기를 청정하게 작동할 때 작동하는 운전모드이며, 청정과 환기 운전모드는 실내의 오염물질도 제거하고 실내의 공기도 환기시키고자 작동되는 운전모드이다.

제어부(75)는 리모컨 등에 구비되어 전열교환기(1)의 각 운전모드를 선택하는 선택버튼(77)의 조작신호에 의거하여 급기팬(31), 배기팬(35), 제1댐퍼(45), 제2댐퍼(61), 제3댐퍼(71)의 구동을 제어한다.

즉, 제어부(75)는 급기팬(31)을 구동하고 배기팬(35)을 구동 정지하며, 동시에 제1댐퍼(45)를 열고 제2댐퍼(61)를 닫도록 제어하여, 실내공기의 배기를 중지하는 배기 운전 중지모드로 전열교환기(1)를 운전한다.

또한, 제어부(75)는 급기팬(31)과 배기팬(35)을 구동하고, 동시에 제1댐퍼(45)와 제2댐퍼(61)를 열고 제3댐퍼(71)를 닫도록 제어하여, 실내공기를 환기하는 환기 운전모드로 전열교환기(1)를 운전한다.

그리고, 제어부(75)는 급기팬(31)과 배기팬(35)을 구동하고, 제1댐퍼(45)를 폐쇄하고 제2댐퍼(61)와 제3댐퍼(71)를 열도록 제어하여, 실내공기를 청정하는 청정 운전모드로 전열교환기(1)를 운전한다.

또한, 제어부(75)는 급기팬(31)과 배기팬(35)을 구동하고, 동시에 제1댐퍼(45)와 제2댐퍼(61)와 제3댐퍼(71)를 열도록 제어하여, 실내공기를 청정과 환기하는 청정 및 환기 운전모드로 전열교환기(1)를 운전한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 전열교환기(1)의 각 운전모드에서의 작동과정을 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

먼저, 선택버튼(77)을 조작하여 전열교환기(1)의 운전모드를 선택한다(S10).

다음, 제어부(75)는 선택버튼(77)에서 조작된 신호에 의거하여 전열교환기(1)가 배기 중지운전모드로 선택되었는지 판단한다.

배기 중지운전모드로 선택되었다고 판단되면, 제어부(75)는 급기팬(31)에 신호를 보내 급기팬(31)을 구동시키고, 동시에 배기팬(35)을 정지시킨다.

그리고, 제어부(75)는 제1댐퍼(45)에 신호를 보내 제1댐퍼(45)를 열고, 제2댐퍼(61) 및 제3댐퍼(71)에 신호를 보내 제2댐퍼(61) 및 제3댐퍼(71)를 닫는다.

이에, 도 2에 도시된 바와 같이, 실내공기가 본체(11) 내로 유입되지 않고 실외공기만 본체(11) 내로 유입되고 열교환소자(41)를 거쳐 실내로 유입되어, 전열교환기(1)는 실내의 정압이 실외의 정압에 비해 높아지는 배기 중지운전모드로 운전한다. 이에, 황사 및 대로변에서의 분진이 함유된 오염된 실외공기가 문틈, 창틈 등을 통하여 실내로 유입되는 것을 줄일 수 있게 된다.

한편, 제어부(75)는 선택버튼(77)에서 선택된 신호가 배기 중지운전모드로 선택되지 않으면, 선택버튼(77)에서 선택된 신호가 환기 운전모드로 선택되었는지 판단한다.

환기 운전모드로 선택되었다고 판단되면, 제어부(75)는 급기팬(31)과 배기팬(35)에 신호를 보내 급기팬(31)과 배기팬(35)을 구동시킨다.

그리고, 제어부(75)는 제1댐퍼(45)와 제2댐퍼(61)에 신호를 보내 제1댐퍼(45)와 제2댐퍼(61)를 열고, 제3댐퍼(71)에 신호를 보내 제3댐퍼(71)를 닫는다.

이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(11) 내로 실외공기와 실내공기가 각각 유입되어 열교환소자(41)를 통해 열교환이 발생하여, 실외에서 유입되는 공기와 실내에 있는 공기와의 온도차이를 줄일 수 있으며, 전열교환기(1)는 환기 운전모드로 운전한다.

한편, 제어부(75)는 선택버튼(77)에서 선택된 신호가 환기 운전모드로 선택되지 않으면, 선택버튼(77)에서 선택된 신호가 청정 운전모드로 선택되었는지 판단한다.

청정 운전모드로 선택되었다고 판단되면, 제어부(75)는 급기팬(31)에 신호를 보내 급기팬(31)을 구동하고, 동시에 배기팬(35)을 정지시킨다.

그리고, 제어부(75)는 제1댐퍼(45)에 신호를 보내 제1댐퍼(45)를 닫고, 제2댐퍼(61)와 제3댐퍼(71)에 신호를 보내 제2댐퍼(61)와 제3댐퍼(71)를 연다.

이에, 도 4에 도시된 바와 같이, 실내에서 배기흡입구(23)를 통해 본체(11)로 유입된 실내공기는 정화필터(65)를 거치고, 급기배출구(17)를 통해 다시 실내로 재유입되어, 전열교환기(1)는 공기정화기능을 수행하는 청정 운전모드로 운전한다.

한편, 제어부(75)는 선택버튼(77)에서 선택된 신호가 청정 운전모드로 선택되지 않으면, 선택버튼(77)에서 선택된 신호가 청정 및 환기 운전모드로 선택되었는지 판단한다.

청정 및 환기 운전모드로 선택되었다고 판단되면, 제어부(75)는 급기팬(31)과 배기팬(35)에 신호를 보내 급기팬(31)과 배기팬(35)을 구동시킨다.

그리고, 제어부(75)는 제1댐퍼(45)와 제2댐퍼(61)와 제3댐퍼(71)에 신호를 보내 제1댐퍼(45)와 제2댐퍼(61)와 제3댐퍼(71)를 연다.

이에, 도 5에 도시된 바와 같이, 본체(11) 내부로 실외공기와 실내공기가 각각 유입되며, 배기흡입구(23)를 통해 실내에서 배출된 실내공기의 일부는 열교환소자(41)를 통해 실외로 배출되며 나머지는 정화필터(65)를 통과하면서 정화가 된 후, 정화필터(65)를 거친 공기는 실외에서 유입되고 열교환소자(41)를 거친 실외공기와 합쳐져서 급기배출구(17)를 통해 실내로 재유입되어, 전열교환기(1)는 청정 및 환기 운전모드로 운전한다.

한편, 청정 및 환기 운전모드로 선택되지 않았다고 판단되면, 제어부(75)는 도시 않은 디스플레이 또는 경보장치 등을 통해 선택버튼(77)의 조작이 잘못되었음을 알린다.

이와 같이, 실내공기 배기흡입구에 댐퍼를 마련함으로써, 실내외의 압력차에 의해 오염된 실외공기가 실내로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 전술한 일 실시예에서는 제어부가 배기 중지운전모드를 판단한 후, 환 기 운전모드, 청정 운전모드, 청정 및 환기 운전모드를 순차적으로 판단하는 것으로 설명하고 있지만, 제어부의 각 운전모드 판단 순서는 이에 한정되지 않고, 순서를 달리할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전열교환기의 구조를 개선함으로써, 실내의 정압을 실외의 정압보다 높게 유지하여, 실외로부터 실내로 유입되는 오염된 공기의 양을 줄일 수 있는 전열교환기가 제공된다.

Claims

실외공기가 실내로 유동하는 급기유로와 실내공기가 실외로 유동하는 배기유로를 형성하는 본체와, 상기 급기유로에 설치되어 실외공기를 실내로 강제 송풍하는 급기팬과, 상기 배기유로에 설치되어 실내공기를 실내 및 실외 중 적어도 어느 일측으로 강제 송풍하는 배기팬과, 상기 급기유로와 배기유로가 교차하는 지점에 마련된 열교환소자를 갖는 전열교환기에 있어서,

상기 급기유로에 설치되어, 실외에서 실내로 흡입되는 공기를 차폐하는 제1댐퍼와;

상기 배기유로에 연통하게 상기 본체에 설치되어, 실내공기를 상기 배기유로로 안내하는 배기흡입덕트와;

상기 배기흡입덕트에 설치되어, 상기 배기흡입덕트를 유동하는 실내공기를 차폐하는 제2댐퍼와;

상기 급기팬을 구동하고 상기 배기팬을 구동 정지하며, 상기 제1댐퍼를 열고 상기 제2댐퍼를 닫아 실내공기의 배기를 중지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.
제1항에 있어서,

상기 급기유로의 실내측과 상기 배기유로의 실내측을 연통시키는 연통유로에 설치되는 정화필터와;

상기 배기유로에 설치되어, 상기 정화필터로 유입되는 공기를 차폐하는 제3댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 상기 급기팬과 상기 배기팬을 구동하고, 상기 제1댐퍼와 제2댐퍼를 열고 상기 제3댐퍼를 닫도록 제어하여, 실내공기를 환기하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 상기 급기팬과 상기 배기팬을 구동하고, 상기 제1댐퍼를 닫고 상기 제2댐퍼와 제3댐퍼를 열도록 제어하여, 실내공기를 청정하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 상기 급기팬과 상기 배기팬을 구동하고, 상기 제1댐퍼와 제2댐퍼와 제3댐퍼를 열도록 제어하여, 실내공기를 청정과 환기하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.