KR100848969B1

KR100848969B1 - 오존 크린 전열교환 시스템 및 장치

Info

Publication number: KR100848969B1
Application number: KR1020070067860A
Authority: KR
Inventors: 강소기
Original assignee: 강소기
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-07-30

Abstract

본 발명은 오존 발생 장치를 구비한 전열교환 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 실내에서 방출되는 유해화학물질을 제거하여 실내 공기를 정화하며, 실외 공기를 정화시켜 정화된 실외 공기를 실내로 유입하고, 전열교환 시스템 자체를 정화함으로써 실내의 공기청정도를 배가시켜서, 실외 공기의 유입량을 줄임으로써 공조 시스템의 효율을 증대하고 유지비용을 경감할 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전열교환 시스템은 발생된 오존의 농도를 감지하는 오존 감지 센서와 실내의 오염도를 검출하는 오염 감지 센서와 오존 감지 센서로부터 통지된 오존의 농도가 미리 설정된 기준 농도보다 큰 경우에는 오존 발생 장치를 제어하여, 오존의 발생량을 감소시키고, 오염 감지 센서가 검출한 오염도가 미리 설정된 기준치보다 낮은 경우에는, 흡기팬과 배기팬을 제어하여, 외부 공기의 유입량을 감소시키는 제어부를 포함한다.

Description

오존 크린 전열교환 시스템 및 장치{Ozone-cleaning heat recovery ventilation system and apparatus therein}

본 발명은 실내의 벽 또는 천정에 설치되어 실내의 오염된 공기를 정화하고, 공기 공급 배관 내부를 정화할 뿐만 아니라, 오염될 실내 공기를 외부로 배출시키는 양방향 전열교환 시스템 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가옥이나 사무실 등의 밀폐된 실내공간에서는 공기의 유동이 정지되어 있고, 이러한 실내 공간에서의 각종 업무나 작업 또는 일상 생활로 말미암아 예컨대 이산화탄소의 농도가 커지게 되어 실내 공기가 오염된다.

특히, 최근 건물 외피의 고기밀화 및 내부마감 재료로부터 발생하는 휘발성유기화합물(VOCs) 및 포름알데히드(HCHO) 등의 유해화학물질로 인하여 실내 거주자에게 기본적으로 요구되는 필요환기량이 부족하게 되어 실내공기의 질이 급격히 악화되고 있다. 특히, 신축 건물의 경우는 휘발성유기화합물과 포름알데히드 등 유독성 화학물질의 발생량이 극도로 높아서, 입주자들이 소위 “새집 증후군(Sick House Syndrome)”으로 불리는 두통과 알레르기, 피부병에 시달리고 있다.

이 때문에 환기를 통해 외부의 신선한 공기를 공급해야 하는데, 신축 건물의 경우는 유해 화학물질의 발생량이 극히 높기 때문에, 실내 공기를 배출하고, 외부공기를 유입하는 단순한 환기 시스템만으로는 이를 적절하게 제거할 수 없다. 구체적으로, 정부에서도 공동주택 및 다중이용시설의 환기 기준을 제정하여, 시간당 0.7회 이상 환기하도록 규정하고 있으나, 이 환기량만으로는 유해화학물질을 적절하게 제거하기 어렵다.

뿐만 아니라, 환기를 하게 되면 일반적으로 냉난방 효과가 떨어진다. 즉, 겨울에는 따뜻한 실내 공기가 빠져나가고 차가운 외부 공기가 유입되어 실내가 추워지게 되고, 여름에는 차가운 실내공기가 빠져나고 더운 외부 공기가 유입되어 실내가 더워져서 에너지 손실 및 경제적인 손실이 발생하게 된다.

따라서, 실내 공기의 청정화와 에너지 손실 방지를 동시에 해결하기 위한 요청이 생겼다.

종래에는 실내 공기의 정화와 에너지 손실을 방지하기 위해, 단순한 전열교환장치를 이용하였다. 전열교환기는 실외의 공기를 흡기하고 오염된 실내의 공기를 배출함으로써 실내의 오염된 공기를 정화한다. 이렇게 실내의 오염된 공기를 밖으로 배출시키고 동시에 외부 공기를 실내에 공급하는 양방향 환기 시스템으로서, 냉난방 환기 시 외부로 빼앗기는 열 에너지를 다시 회수하여 실내에 공급하는 열 교환(air to air) 방식의 폐열회수 환기 시스템이 적용되고 있다.

그러나 이 종래의 시스템으로는, 발생한 유해 화학물질의 실내 잔류량이 인 체에 해가 없을 정도가 되도록 충분히 배기할 수 없었으며, 뿐만 아니라, 외부로부터 유입되는 공기에 의한 오염에 대해서도 기술적 고려가 없었다.

따라서, 종래의 전열교환 시스템으로는 건물 내부에서 발생한 실내 유해 오염물질을 충분히 배출하여 실내 공기를 정화하기가 극히 어려웠고, 특히 신축 건물의 경우에는 입주자가 유해화학물질에 그대로 노출되는 위험이 있었다. 뿐만 아니라, 외부로부터 유입되는 공기가 실내 공기보다 청결하지 않는 때에 대한 방지책, 즉 외부의 날씨 등에 따라 외부의 주변 공기오염도가 증가하여 휘발성 유기화합물(VOC), 미세황사, 또는 미세먼지 등이 유입되거나, 화학물질이나 냄새 등이 유입되는 것에 대한 방지책이 불비하였다.

또한 종래의 전열교환 시스템에서는 외부로 배출되는 따뜻한 실내 공기에 의해, 적정한 온도를 유지하면서 공간적으로도 밀폐되어 있는 시스템 내부에, 바이러스, 곰팡이 등이 군락을 이루며 번식함으로써 실내 공기 오염의 원인이 되고 있었으나, 이에 대한 대책이 불비하였다. 오염된 시스템 내부, 예컨대 공기 흡기구와 공기 급기구 사이의 배관 등을 청소하려 하더라도 시스템을 분해해야하는 어려움이 있었으며, 청소한 후에도 그 효과는 일시적일 뿐 곰팡이의 번식을 원천적으로 방지할 방법이 없었다.

한편, 전열교환 시스템은 흡기 되는 실외 공기와 배기 되는 실내 공기가 환기 장치 내부의 열 교환 소자에서 이루어지는데, 이러한 열 교환 소자는 소모품이므로, 유입되는 실외공기가 오염되어 있거나, 시스템 내부에 곰팡이가 서식하는 경우에는 소모품인 열 교환 소자의 교체 주기도 빨라지는 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결함을 목적으로 한다.

구체적으로 본 발명은, 실내에서 방출되는 유해화학물질을 제거하여 실내 공기 자체를 정화하는 전열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 오염된 실내 공기를 실외로 배출하고, 실외 공기를 실내로 유입하면서 열교환이 이루어지도록 하여, 실내 공기의 청정도와 에너지 효율을 동시에 높일 수 있는 전열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 실내로 유입되는 실외 공기를 정화함으로써, 실내 공기의 청정도를 높이는 전열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전열교환 시스템 내부에서 곰팡이 등의 번식을 억제함으로써, 미생물 증식을 막고 시스템을 통해 유입되는 공기가 실내를 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 하는 전열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전열 교환 시스템 내부의 배관을 자체적으로 정화할 수 있는 전열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 실내 공기의 청정도를 높임으로써 실외 공기의 유입량을 줄여 공조 시스템의 유지비용을 감소시킬 수 있는 전열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 기술적 목적은 이에 한하지 아니하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 권리범위 내에서 다양한 목적으로 본 발명을 사용할 수 있을 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오존 크린 전열교환 시스템으로서, 배기팬을 이용하여 실내 공기를 실외로 배기하는 관로를 포함하는 배기 루트와, 흡기팬을 이용하여 실외 공기를 실내로 급기하는 관로를 포함하는 흡기 루트와, 흡기 루트를 통해 유입되는 실외 공기와 배기 루트를 통해 배출되는 실내 공기가 상호 열 교환하는 열 교환 소자와, 흡기 루트에 설치되며 오존을 발생시키는 오존 발생 장치와, 흡기팬 및 배기팬의 작동과 오존 발생 장치의 동작을 제어하는 제어부 및 발생된 오존의 농도를 감지하고 감지된 오존의 농도 데이터를 제어부에 통지하는 오존 감지 센서를 포함하며, 제어부는 오존 감지 센서로부터 통지된 오존의 농도가 미리 설정된 기준 농도보다 큰 경우에는 오존 발생 장치를 제어하여, 오존의 발생량을 감소시키고, 흡기팬을 제어하여 외부 공기의 유입량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 흡기 루트의 흡기 덕트와 열 교환 소자 사이에 위치하여, 유입되는 실외 공기의 이물질을 차단하는 차단 필터를 더 포함할 수 있으며, 차단 필터는 큰 이물질을 차단하는 1차 필터와 미세한 이물질을 차단하는 2차 필터로 구성될 수 있다.

또한 본 발명은, 실내의 오염도를 검출하여, 검출된 오염도 데이터를 제어부에 통지하는 오염 감지 센서를 더 포함할 수 있으며, 제어부는 오염 감지 센서가 검출한 오염도가 미리 설정된 기준치보다 낮은 경우에는, 흡기팬과 배기팬을 제어하여, 외부 공기의 유입량을 감소시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 오존 발생 장치를 흡기 루트의 실내 급기구와 열 교환 소자 사이에 설치할 수도 있다.

또한, 본 발명에서 오존 발생 장치는, 흡기 루트 중, 전열교환기의 하우징 외부에 위치하고, 그 전열교환기의 실내 급기구와 결합하며, 상호 착탈 가능하도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 흡기 루트에 형성되고, 내부에 고농도 오존 발생 장치를 별도로 구비한 밀폐형 클린 룸을 더 포함할 수 있으며, 유입되는 외부 공기는 클린 룸을 통과하여, 실내로 급기되도록 할 수도 있다.

또한 본 발명의 오존 크린 전열교환 시스템에 사용되는 전열교환기는, 흡기 루트 내에 오존 발생 장치를 구비하여, 발생된 오존을 통해 실외로부터 유입되는 공기를 정화하고, 전열교환기 내부를 소독하며, 발생된 오존을 실내로 급기해서, 실내 공기를 정화하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 전열교환기 자체를 정화함으로써, 전열교환기 내의 곰팡이, 세균, 박테리아를 살균하고 증식을 억제함으로써, 이들이 실내로 유입되어 발생하는 공기의 오염 또는 감기나 호흡기 장애, 알러지, 눈의 각막 장애 등을 예방하고, 실내 공기의 청정도를 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 실내로 유입되는 실외 공기 자체도 정화됨으로써, 전열교환기의 본연의 기능, 즉, 오염된 실내 공기를 실외로 배출하여 실내의 공기 청정도를 향상시키고, 실내 공기를 배출할 때 동시에 실외 공기를 실내로 유입시키면서 열 교환이 이루어지도록 하는 기능 이외에, 정화된 실외 공기가 실내로 유입됨으로써 실내의 공기 청정도가 배가되는 장점이 있다.

따라서 본 발명은 열 교환 공조 시스템의 장점을 살리면서도 공기 청정기의 기능까지 수행하는 장점이 있다.

또한, 실내 공기의 청정도가 증가함으로써, 실내 공기의 오염 농도를 측정하여 전체 시스템의 동작을 제어하기 때문에, 실외 공기의 유입량을 줄여 공조 시스템의 유지비용을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 종래에는 흡기 덕트의 오염물질이나 열 회수 장치 하우징 내의 오염물질, 곰팡이, 먼지, 세균 등을 청소하는 것이 거의 불가능하였고, 이로 말미암아 열 교환 소자의 소모품 교체 시기도 짧아지는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따르면 전열교환기 내부의 살균 및 정화를 할 수 있어 시스템 관리의 편리성과 경제성이 대폭 증가하였다.

일반적인 상태의 공조기와 덕트 내부를 보면 검은색 또는 회색의 먼지와 오염물질이 쌓이게 되며, 이는 실외의 곰팡이가 내부에 기생하는 것이 주원인이었다. 공조 시스템 내의 곰팡이는 공기 중의 먼지가 영양원이기 때문에 먼지를 공조기와 덕트 내부에 흡착시킨다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하여 곰팡이균류를 제거하기 때문에 생물학적 점착성에 의해 먼지와 오염물질들이 덕트 표면에 축적되는 것을 방지할 수도 있다.

본 발명의 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시례를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 등 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 오존 크린 전열교환 시스템의 전체 시스템 구성예를 개략적으로 나타내고 있다. 실내에 인접한 전열교환기의 배기구(미도시)를 통해 실내 공기가 전열교환 시스템의 배기 루트로 빠져나간다. 배기팬(1)은 실내 공기가 더 잘 배기되도록 도와 준다. 실내 공기는 배기팬(1)을 거쳐 열 교환 소자(2)로 들어가 유입되는 실외 공기와 열 교환을 행한 다음에 배기덕트(3)를 거쳐 배기 파이프(미도시)로 배기된다. 이 시스템의 배기루트는 배기구 → 배기팬 → 열 교환 소자 → 배기덕트 → 배기 파이프로 이루어진다. 실내 공기의 배기시에 전열교환기 내부의 오염, 예컨대, 벌레 등이 전열교환기로 들어와서 서식하거나, 죽어서 썩게 되는 것 등을 막기 위해, 오염원의 유입을 막는 필터를 배기구에 장착할 수도 있다.

실외의 공기는 흡기 파이프(미도시)를 통해 전열교환기의 흡기 덕트(4)를 거쳐 장치 안으로 유입되며, 차단 필터(5)에 의해 날벌레, 미세먼지, 황사 등의 이물질들이 필터링 된다. 차단 필터(5)는 미세먼지 등의 오염원을 효과적으로 걸러내기 위해, 날벌레나 큰 먼지 등을 걸러내는 예비필터와, 예비필터를 통과한 외부 공기에서 미세먼지나 황사 등을 걸러낼 수 있도록 숯이나 미세망 등을 채용한 미세필터의 이중필터 구조로 설치할 수도 있으며, 이 경우, 예비필터와 미세필터를 분리하여, 예비필터를 흡기 파이프에 설치하고, 미세필터를 흡기 덕트(4)와 열 교환 소자(2) 사이에 설치해도 된다.

이렇게 필터링된 실외 공기는 열 교환 소자(2)로 들어가 실내 공기와 열 교환을 행하면서 급기구(給氣口, 7)를 거쳐 실내로 유입된다. 이때 실내 공기의 유입을 원활하게 하기 위하여 장치 안에는 흡기 팬(6)이 설치되어 실외 공기를 실내로 빨아들이는 동작을 한다. 이 시스템의 흡기 루트는 흡기 파이프 → 흡기 덕트 → 차단 필터 → 열 교환 소자 → 흡기 팬 → 급기구로 이루어진다.

전원부(8)는 각 구성이 동작하는데 필요한 전원을 공급하며, 모터(9, 9´)는 상기 배기 팬(1)과 흡기 팬(2)의 회전시킨다.

전원이 공급되면, 오존 발생 장치(10)는 저농도의 오존을 발생시킨다. 발생된 오존은 전열교환기(100) 내에 유포되거나, 외부 공기와 함께 급기구(7)를 통해 실내로 유입된다.

실내 공기를 오염시키는 원인은 크게 네 가지가 있다. 첫 번째는 실내에서 발생한 휘발성유기화합물(VOCs) 및 포름알데히드(HCHO) 등의 유해 화학 물질이나 냄새 등이며, 두 번째는 외부 공기와 함께 실내로 유입된 화학물질과 냄새 등이고, 세 번째는 외부 공기를 유입하는 장치, 예컨대 전열교환기 등의 내부에 번식하는 미생물이나 곰팡이 등이며, 이 번식함으로써 세균이 섭취할 먹이원이 생기게 되고, 이를 통해 증식한 세균이 외부 공기와 함께 실내로 유입됨으로써 실내 공기를 오염시키는 것이고, 마지막으로, 네 번째는 외부로부터 유입되는 먼지나 황사, 벌레 등이다.

이 중에서, 외부에서 유입되는 물리적인 오염원, 즉 (미세)먼지나, 황사, 벌레 등은 차단필터(5)에 의해 걸러지게 된다. 하지만, 유해한 화학물질이나 전열교환기 내의 곰팡이 등은 필터만으로는 해결할 수 없다.

본 발명에서는 전열교환기(100) 내의 오존 발생 장치(10)가 오존을 발생시킴으로써, 실내에 잔류하거나 외부 공기를 통해 실내로 유입되는 휘발성유기화합물(VOCs) 및 포름알데히드(HCHO) 등의 유해 화학 물질이나 냄새 등의 오염원을 효과적으로 제거할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 오존 발생 장치(10)에서 발생된 저농도의 오존은 급기구(7)를 통해 실내에 지속적으로 유입된다.

일반적으로 모든 냄새는 유기물 또는 탄화수소가 후각 신경에 감지되는 것인데, 오존(O₃)은 강력한 산화제로서 반응성이 뛰어나기 때문에, 실내로 유입된 오존은 탄화수소나 유기물과 급속하게 반응하여 산소, 이산화탄소 및 수증기를 발생시킨다. 즉, 실내에 냄새를 유발하는 탄화수소나 유기물은 오존과 급격하게 반응하여 사라진다.

또한, 일반적으로 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 포름알데히드(HCHO) 등의 유해 화학 물질은 원래의 상태보다 안정한 상태에서 훨씬 덜 유해한데, 실내로 유입된 오존은 실내에 잔류하는 휘발성유기화합물(VOCs) 및 포름알데히드(HCHO) 등의 유해화학물질과 급격히 반응하여 이들을 안정화시킨다. 따라서, 실내의 유해한 화학 물질이 크게 감소하게 된다.

아울러, 오존 발생 장치(10)에서 발생한 오존은 전열교환기(100) 내에 유포되어서, 실내로 유입되는 외부 공기와도 반응한다. 따라서, 외부에서 유입되는 공기 역시, 전열교환기(100) 내에 유포되어 있는 오존과 반응한 뒤에 실내에 급기되므로, 상술한 바와 같이, 냄새의 원인인 유기물이나 탄화수소, 그리고 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 포름알데히드(HCHO) 등의 유해 화학 물질이 크게 감소되거나 제거된 뒤에 실내로 유입되게 된다.

또한, 본 발명에서는 전열교환기 내부의 오존 발생 장치가 발생시킨 오존이 전열교환기 내부에 유포되므로, 전열교환기 자체를 소독하여, 내부에 서식하는 미생물이나 곰팡이 등의 오염원을 제거할 수 있다. 또한, 오존 발생 장치가 발생시킨 오존은 전열교환 시스템 내 흡기구에서 급기구 사이의 배관에도 퍼지게 되므로, 배관의 정화 효과도 얻을 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 전열교환기와 같이 빛이 들지 않고, 미생물 등의 유입이 많으며, 온도가 일정 온도 이상으로 유지되는 환기 시스템 내부에는 곰팡이가 많이 번식하기 마련이다. 곰팡이는 병원균의 양분일뿐만 아니라, 호흡기나 눈의 점막을 자극하고, 다양한 실내 알레르기나 감기 또는 2차 감염을 유발하는 원인으로서, 두껍고 구멍이 뚫린 단백질 외피를 가진 탄화수소 덩어리이다. 본 발명에서는 오존 발생 장치(10)에 의해 발생한 저농도의 오존이 전열교환기 내부에 유포됨으로써, 장치 내부에 번식하는 곰팡이의 탄화수소가 오존과 반응하게 된다. 그 결과, 곰팡이의 증식이 크게 억제된다. 전열교환기 내부의 곰팡이 증식이 감소하면, 곰팡이가 공기와 함께 실내로 유입되는 것 역시 크게 감소하게 되며, 그에 따라, 실내 및 전열교환기 내에서 곰팡이를 양분으로 하여 증식하던 세균도 큰 폭으로 감소하게 된다.

오존 감지 센서(13)는 실내의 각 부분에 설치되어, 오존의 농도를 주기적으로 검출하고, 검출된 오존 농도 데이터를 제어부(12)에 전달한다. 제어부(12)에는 인체에 무해한 저농도 오존의 기준치가 미리 설정되어 있으며, 오존 감지 센서(13)로부터 전달된 오존의 농도가 기준치를 초과하는 경우에, 제어부(12)는 오존 발생 장치(10)에 오존 발생을 중단하거나 발생되는 오존의 농도를 줄이도록 명령을 전달하고, 실외 공기의 유입량이 증가하도록 모터(9')의 출력을 증가시켜 팬(1)의 회전 속도를 증가시킨다. 이를 통해, 발생하는 오존의 발생이 감소하거나 중단되며, 외부 공기의 유입이 늘어 오존의 농도가 감소한다. 오존은 불안정한 분자로서, 발생 후 조속히 산소로 전환되므로, 오존의 농도가 일시적으로 증가하더라도, 상술한 제어부(12)의 제어 하에 오존의 농도를 신속하게 낮출 수 있다.

오존은 독특한 냄새를 가지고 있기 때문에, 농도가 증가하면, 사람이 이를 감지할 수 있지만, 사람이 냄새를 맡을 수 있을 정도의 고농도 오존은 인체에 해로울 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상술한 바와 같이, 오존 감지 센서(13)가 실내의 오존 농도를 주기적으로 검출하고, 제어부(12)가 오존 농도를 제어하도록 함으로써, 오존이 실내로 유입되더라도, 항상 인체에 유해하지 않은 저농도로 유지되면서, 실내의 유해 화학 물질들과 반응하게 한다.

오염 감지 센서(14)는 전열교환기(100) 내부와 실내에 각각 센서(미도시)를 가지며, 전열교환기 및 실내의 오염도를 모두 측정하여 제어부에 통지한다. 제어부는 실내 공기 중의 유해 화학 물질(VOCs, HCHO 등) 농도, 곰팡이나 탄화수소의 농도, 또는 유기물의 부유량 등 오염 농도가 미리 설정된 기준치보다 낮으면, 배기 팬(1)과 흡기 팬(6)을 제어하여 외부 공기의 유입을 줄이거나 중단한다.

실내 공기가 청정한데 실외 공기를 실내로 지속적으로 유입시키는 실내 공기의 청정도나 에너지 효율을 고려했을 때 유익하지 않으므로, 오염 감지 센서(14)가 실내 공기의 오염도를 측정하여 제어부(12)에 통지하면, 제어부(12)는 상술한 바와 같이 배기 팬(1) 및 흡기 팬(6)의 동작을 제어한다. 따라서, 공조 시스템의 가동에 드는 비용을 절감할 수 있다.

도 2는 본 발명의 전열교환장치(100)의 외부 하우징의 구성예를 개략적으로 나타낸다. 설명의 편의를 위하여 벽체에 고정하기 위한 브라킷들, 전원을 공급하는 전선들, 제어도구 등은 도시하지 않았다. 실내 공기가 배기되는 실내용 배관(70´), 배기구(1´), 배기덕트(3), 배기파이프(30)로 이어지는 루트를 통해 배기 루트가 만들어지며, 실외 공기가 흡기되는 흡기 파이프(40), 흡기 덕트(4), 급기구(7), 실내용 배관(70)으로 이루어지는 루트를 통해 흡기 루트가 만들어진다.

도 3 및 도 4는 각각 서로 다른 실시예에 따른 전열교환기(100)의 내부 구성을 도시하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전열교환장치(100)의 내부 구성은 크게 5 가지 영역으로 구분된다. Ⅰ 영역과 Ⅱ 영역은 실내 공기가 유출되는 배기 루트이며, Ⅲ 영역과 Ⅳ 영역은 실외 공기가 유입되는 흡기 루트이다. Ⅴ 영역은 열 교환 영역으로서, 배기 루트와 흡기 루트가 상호 교차하여 배기되는 공기와 흡기되는 공기가 직교류하고, 종이 등의 재질로 이루어진 판형구조를 통해 배기되는 공기와 흡기되는 공기 사이에 열교환이 이루어진다.

각각의 영역은 분리 패널을 통해 적절하게 격리되되 배기 루트 및 흡기 루트 를 지나가는 공기의 자유로운 흐름을 방해하지 않도록 한다.

도 3의 실시예에서는 오존 발생 장치(10)가 Ⅲ 영역에 위치한다. 실외 공기는 흡기 덕트(4)를 통해 인입되어 우선 차단 필터(5)를 거치면서 (미세)먼지, 날벌레 등의 이물질이 제거된다. 오존 발생 장치(10)에서 발생된 오존은 차단 필터(5)를 통과한 실외 공기 중의 VOC, 탄화수소, 유기물 등을 산화시키며, 공기 중의 박테리아와 미생물, 세균 등을 살균할 뿐만 아니라, 전열교환기(100) 내의 곰팡이 증식을 억제하고, 곰팡이를 제거하며, 급기구(7)를 통해 실내로 유입되어, 실내의 오염 물질을 제거한다.

오존 발생 장치(10)에서 발생된 오존과 반응한 실외 공기는 그 다음에 Ⅴ 영역의 열 교환 소자(2)로 유입된다. 열 교환 소자(2)로 유입되는 실외 공기는 차단 필터(5)에 의해 걸러지고, 오존과 반응하여 정화된 공기이기 때문에 열 교환 소자에 이물질이 껴서 교체 주기가 짧아지던 종래 문제점이 해결된다.

열 교환 소자에서는 내부 판형 구조를 통해 분리되어 있는 실내 공기와 실외 공기 사이에서 열 교환이 이루어진다.

실내 공기와 열 교환된 Ⅳ 영역의 깨끗한 실외 공기는 오존과 함께 급기구(7)를 통해 실내로 유입된다. 이때 실내로 유입되는 공기는 오존과 반응하여 오염원이 제거된 것이고, 오존에 의해 소독된 전열교환기(100)를 통해 인입된 것이므로, 종래의 환기 장치를 통해 실내로 인입되던 공기에 비해, 청정도가 크게 향상된 공기이다. 실내 공기의 청정도가 향상되면 이러한 사실이 오염감지센서에 의해 감지됨으로써 열 교환 환기장치의 동작이 제어된다. 그 결과 종전보다 실외 공기의 유입량을 감소시킬 수 있는 효과를 가져온다.

도 4의 실시예에서는 오존 발생 장치(10)가 Ⅳ 영역에 설치된다. 본 실시예는 오존 발생 장치(10)를 보다 실내쪽으로 배치함으로써 열 교환 소자(2)의 교체 주기의 향상 및 전열교환기(100)의 소독보다는 실내 공기 청정도 유지에 포인트가 맞춰진다. 도 3의 실시예와 마찬가지로, Ⅰ 영역과 Ⅱ 영역은 실내 공기가 유출되는 배기 루트이며, Ⅲ 영역과 Ⅳ 영역은 실외 공기가 유입되는 흡기 루트이다. Ⅴ 영역은 열 교환 영역으로 배기 루트와 흡기 루트가 상호 교차하여 열 교환한다.

각각의 영역은 분리 패널을 통해 적절하게 격리되되 배기 루트 및 흡기 루트를 지나가는 공기의 자유로운 흐름을 방해하지 않도록 한다.

도 3 및 도 4에서 Ⅰ 영역과 Ⅳ 영역 중간 지점에 별도의 패널이 있으나, 이는 완전히 분리시키는 막이 아니라 공기의 흐름을 집중하기 위한 것으로서, 미도시되었으나 그 패널들에는 공기가 지나갈 수 있도록 영역이 형성되어 있다.

한편, Ⅰ 영역에는 실내 공기로부터 유입되는 이물질 등을 차단해주는 별도의 차단 필터를 설치할 수 있다. Ⅰ 영역에 설치하는 차단 필터는, 실외 공기에 대한 차단 필터(5)와 동일한 형태여도 되고, 상이한 형태여도 된다. 예컨대, 실내에서 배기되는 공기는 미세먼지 등을 걸러낼 필요가 적기 때문에, 벌레나 큰 이물질 등이 전열교환기 내로 들어가는 것을 방지하기 위해 적절한 필터만 설치해도 된다.

본 실시예에서는 오존 발생 장치(10)를 Ⅳ 영역에 설치하므로, 오존의 실내 유입량이 증가하게 되므로, 실내 오염원의 감소 효과가 증가한다.

유입되는 공기가 오존과 더 많이 반응할 수 있도록, 밀폐된 클린 룸(Clean Room, 미도시) 내에 별도의 오존 발생 장치(10')를 설치하여, 클린 룸 내에 고농도의 오존을 발생시키고, 유입된 공기가 이 클린 룸을 통과하여 실내로 인입되게 해도 된다. 이 경우에는, 유입된 공기가 고농도의 오존을 통과하기 때문에, 오존의 살균력과 산화력이 더욱 크게 나타날 수 있다. 외부 공기가 고농도의 오존과 반응한 후에 실내로 유입되기 때문에, 실내 공기의 청정도가 향상되게 되며 이러한 사실이 오염감지센서에 의해 감지됨으로써 열 교환 환기장치의 동작이 제어된다. 그 결과 종전보다 실외 공기의 유입량을 감소시킬 수 있는 효과를 가져온다.

도 5 및 도 6은 오존 발생 장치가 전열교환기 하우징 밖에 설치되는 실시예를 나타내고 있다. 오존 발생 장치(51)는 별도로 하우징을 갖는다. 오존 발생 장치(51)의 위치만 다를 뿐, 전체적인 시스템 구성은 도 1에 도시되어 있는 구성과 같다. 이들 실시예들의 전열교환기(100)는 오존 발생 장치를 제외하고는 도 3 및 도 4의 실시예와 같다.

도 5의 실시예는, 기존의 환기 시스템에서 급기구(7)와 실내용 배관(70) 사이에 착탈식으로 결합되며 분리될 수 있는 오존 발생 장치 하우징(50)이 추가된다. 오존 발생 장치 하우징(50)의 일측의 오존 발생 장치 덕트(54)는 급기구(7)와 착탈식으로 밀착 결합된다. 즉, 급기구(7) 안으로 오존 발생 장치 덕트(54)가 밀착 삽입되며, 밀착 삽입될 수 있을 정도로 오존 발생 장치 덕트(54)의 지름은 급기구(7) 의 지름보다 작게 형성된다. 또는 제작상의 편의 등에 따라, 급기구(7)의 지름을 오존 발생 장치 덕트(54)의 지름보다 작게 형성해서, 급기구(7)가 오존 발생 장치 덕트(54)에 밀착 삽입되도록 하여도 된다. 이런 구성을 통해 오존 발생 장치(51)에 연결되는 배선을 오존 발생 장치 덕트(54) 안쪽과 연장되는 급기구(7) 내부로 삽입하여 전열교환기(100)의 제어부와 효과적으로 연결하는 것이 가능하다. 타측의 오존 발생 장치 덕트(55)도 실내용 배관(70)과 착탈식으로 밀착 결합된다.

본 실시예에서는 오존 발생 장치가 전열교환 시스템 외부의 실내측에서 전열교환 시스템과 결합하므로, 보다 많은 양의 오존을 실내에 유포할 수 있으며, 아울러 오존의 실내 배출량을 보다 정확하게 조절할 수 있고, 오존 발생 장치를 종래의 전열교환 시스템에 부착하여 사용할 수도 있다. 외부 공기는 오존 발생 장치 하우징(50)을 통과하게 되므로, 오존과 반응하여 정화된 뒤에 실내에 유입된다.

도 6의 실시예는 기존의 환기 시스템에서 흡기 파이프(40)와 흡기 덕트(4) 사이에 착탈식으로 결합되며 분리될 수 있는 오존 발생 장치 하우징(50)이 추가된다. 오존 발생 장치 하우징(50)의 일측의 오존 발생 장치 덕트(52)는 흡기 덕트(4)와 착탈식으로 밀착 결합된다. 즉, 흡기 덕트(4) 안으로 오존 발생 장치 덕트(52)가 밀착 삽입되며, 밀착 삽입될 수 있을 정도로 오존 발생 장치 덕트(52)의 지름은 흡기 덕트(4)의 지름보다 작게 형성된다. 또는 제작상의 편의 등에 따라, 흡기 덕트(4)의 지름을 오존 발생 장치 덕트(52)의 지름보다 작게 형성해서, 흡기 덕트(4)가 오존 발생 장치 덕트(52)에 밀착 삽입되도록 하여도 된다. 타측의 오존 발생 장치 덕트(53)도 흡기 파이프(40)와 착탈식으로 밀착 결합된다. 오존 발생 장치(51)의 전원 공급은 별도로 배선할 수 있으며, 제어를 위해서 별도의 케이블을 통해 전열교환기(100)의 제어부와 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서 오존 발생 장치(51)에 의해 발생한 오존은, 흡기 루트를 따라 전열교환기(100) 내부를 소독하고, 외부 공기를 정화하고, 실내로 유입되므로, 도 5의 실시예보다 고농도의 오존을 발생시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는 저농도의 오존을 전열교환기 내에 발생시키는 오존 발생 장치와 고농도의 오존을 클린 룸 내에 발생시키는 오존 발생 장치 중 어느 하나를 구비한 오존 크린 전열교환기를 설명하였으나, 이들 두 개의 오존 발생 장치를 함께 구비하여 클린 룸 내의 오존 발생 장치는 외부 유입 공기를 정화시키고, 클린 룸 외부의 오존 발생 장치는 전열교환기를 정화시키는 방식을 택하거나, 클린 룸 내에 설치된 오존 발생 장치만을 구비하고, 저농도의 오존을 발생시킬 때에는 클린 룸을 개방하는 방식을 택할 수도 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는, 오존 감지 센서(13)가 감지한 오존 농도에 의해 제어부(12)가 오존 발생 장치(10)를 제어하는 것으로 설명하였으나, 제어부(12)가 오존 발생 장치(10)를 제어하는데에는 오존 감지 센서(13)와 오염 감지 센서(14)에 의해 감지되어 제어부로 통지되는 오존의 농도 데이터, 실외 공기 유입량 데이터, 실내 공기 중의 유해 화학 물질(VOCs, HCHO 등) 농도, 곰팡이나 탄화수소의 농도, 또는 유기물의 부유량 등으로 측정되는 오염 농도 등을 함께 고려할 수도 있다.

오존 감지 센서(13)가 감지한 오존의 농도 데이터에 의해 오존 발생 장치(10)를 제어하는 것은 상술한 바와 같다.

한편, 본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시례에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서의 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 전체적인 시스템 구성예를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 전열교환기의 외부 하우징의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환기 내부 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열교환기 내부 구성을 나타내는 도면이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오존 발생 장치를 전열교환기의 덕트와 착탈식으로 결합하는 구성을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 배기팬 2 : 열 교환 소자

3 : 배기덕트 4 : 흡기 덕트

5 : 차단 필터 6 : 흡기팬

7 : 급기구 8 : 전원부

9, 9´: 모터 10, 50 : 오존 발생 장치

12 : 제어부 13 : 오존감지센서

14 : 오염감지센서 30 : 배기 파이프

40 : 흡기 파이프 70, 70´: 실내용 배관

100 : 전열교환기

52, 53, 54, 55 : 오존 발생 장치 덕트

※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 돋구기 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아님을 첨언한다.

Claims

전열교환 시스템에 있어서,

배기팬을 이용하여 실내 공기를 실외로 배기하는 관로를 포함하는 배기 루트;

흡기팬을 이용하여 실외 공기를 실내로 급기하는 관로를 포함하는 흡기 루트;

상기 흡기 루트를 통해 유입되는 실외 공기와 상기 배기 루트를 통해 배출되는 실내 공기가 상호 열 교환하는 열 교환 소자;

상기 흡기 루트에 설치되며 오존을 발생시키는 오존 발생 장치;

상기 흡기팬 및 배기팬의 작동과, 상기 오존 발생 장치의 동작을 제어하는 제어부; 및

상기 발생된 오존의 농도를 감지하고, 감지된 오존의 농도 데이터를 상기 제어부에 통지하는 오존 감지 센서를 포함하며,

상기 제어부는 상기 오존 감지 센서로부터 통지된 오존의 농도가 미리 설정된 기준 농도보다 큰 경우에는 상기 오존 발생 장치를 제어하여, 오존의 발생량을 감소시키고, 상기 흡기팬을 제어하여 외부 공기의 유입량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 오존 크린 전열교환 시스템.
제 1 항에 있어서,

오존 크린 전열교환 시스템은, 상기 흡기 루트의 흡기 덕트와 열 교환 소자 사이에 위치하여, 유입되는 실외 공기의 이물질을 차단하는 차단 필터를 더 포함하며,

상기 차단 필터는 큰 이물질을 차단하는 1차 필터와 미세한 이물질을 차단하는 2차 필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 오존 크린 전열교환 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

오존 크린 전열교환 시스템은, 실내의 오염도를 검출하여, 검출된 오염도 데이터를 상기 제어부에 통지하는 오염 감지 센서를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 오염 감지 센서가 검출한 오염도가 미리 설정된 기준치보다 낮은 경우에는, 상기 흡기팬과 배기팬을 제어하여, 외부 공기의 유입량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 오존 크린 전열교환 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 오존 발생 장치는, 상기 흡기 루트의 실내 급기구와 열 교환 소자 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 오존 크린 전열교환 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 오존 발생 장치는, 상기 흡기 루트 중, 전열교환기의 하우징 외부에 위치하고, 그 전열교환기의 실내 급기구와 결합하며, 상호 착탈 가능한 것을 특징으 로 하는 오존 크린 전열교환 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

오존 크린 전열교환 시스템은,

상기 흡기 루트에 형성되고, 내부에 고농도 오존 발생 장치를 별도로 구비한 밀폐형 클린 룸을 더 포함하며,

유입되는 외부 공기는 상기 클린 룸을 통과하여, 실내로 급기되는 것을 특징으로 하는, 오존 크린 전열교환 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항의 오존 크린 전열교환 시스템에 사용되는 전열교환기로서, 흡기 루트 내에 오존 발생 장치를 구비하여, 발생된 오존을 통해 실외로부터 유입되는 공기를 정화하고, 전열교환기 내부를 소독하며, 발생된 오존을 실내로 급기하여, 실내 공기를 정화하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.