KR100858520B1 - 환기유니트를 이용한 공기청정시스템 - Google Patents

환기유니트를 이용한 공기청정시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내공기와 실외공기를 환기시키는 과정에서 열교환기를 통해 내기와 외기를 열교환시킴으로써 열손실을 줄일 수 있으며, 또한 필요에 따라 열교환기를 정화장치로 교체하여 실내공기를 정화한 후 실내로 재순환시키도록 이루어진 환기유니트를 이용한 공기청정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템은, 외기 이송통로와 내기 이송통로가 교차되게 분리 형성된 프레임, 외기 이송통로와 내기 이송통로의 교차부분에 삽입되는 열교환기, 및 열교환기와 교체되는 정화장치를 포함하여 이루어진 구성에 있어서, 정화장치는 사각의 함체로 된 하우징과 하우징의 내측 중심에 설치되되 하우징 내로 유입되는 공기가 그 면을 수직으로 관통하도록 설치되는 필터부로 이루어지고, 하우징의 측면중 내기 이송통로의 입구측을 향하는 제1면은 개방되고 내기 이송통로의 출구측을 향하는 제2면은 폐쇄되며, 외기 이송통로의 입구측을 향하는 제3면중 필터부와 제1면 사이는 개방되고, 외기 이송통로의 출구측을 향하는 제4면중 필터부와 제2면 사이는 개방된 것을 특징으로 한다.
프레임, 열교환기, 정화장치, 하우징, 필터부

Description

환기유니트를 이용한 공기청정시스템{Air cleaning system using ventilation unit}
도 1은 일반적인 환기유니트를 나타낸 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 환기유니트를 통해 공기가 환기되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 열교환기가 구비된 상태를 보인 분해사시도.
도 4는 도 3에서 공기가 흐르는 과정을 보인 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 정화장치가 구비된 상태를 보인 분해사시도.
도 6은 도 5에서 공기가 흐르는 과정을 보인 평면도.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
10 : 프레임 11 : 외기 이송통로
12 : 내기 이송통로 20 : 외기 유입덕트
21 : 외기 토출덕트 22 : 내기 유입덕트
23 : 내기 토출덕트 30 : 실외공기팬
31 : 실내공기팬 40 : 열교환기
50 : 외기댐퍼 51 : 내기댐퍼
60 : 컨트롤러 70 : 산소발생기
80 : 정화장치 81 : 하우징
82 : 필터부 90 : 음이온 발생기
100 : 자외선램프
본 발명은 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내외의 공기를 환기시키는 과정에서 실내외의 공기를 서로 열교환시키며, 필요에 따라 열교환기를 정화장치로 교체하여 실내공기를 외부로 배출하지 않고 정화장치를 이용해 정화한 후 다시 실내로 순환시키도록 한 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 관한 것이다.
우리가 생활하는 실내의 공기는 여러가지 요인으로 오염되고 있으며 쾌적한 삶을 위해서는 오염된 실내의 공기를 실외로 내보내고 실외의 공기를 실내로 유입하는 환기가 필수다.
특히, 사무실이나 차량 등과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머무는 곳에서는 수시로 환기를 시켜주어야 한다. 이 때, 일반적인 환기는 창문을 개방하거나 환풍기를 사용하는 방법이 있다.
전술한 환기방법중 창문을 개방하여 환기시키는 방법은 자연대류에 의해 환 기가 이루어지기 때문에 오염된 공기가 실외로 배출되고 실외의 공기가 실내로 유입되는 정도가 낮아 환기에 큰 효과를 주지 못하는 문제점이 있다.
또한, 환풍기를 사용하여 환기시키는 방법은 실내의 오염된 공기만을 외부로 강제 배출시키도록 이루어진 것이기 때문에 신선한 실외공기를 유입하지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하고자, 신선한 실외공기를 실내로 강제 유입시키고 오염된 실외공기를 실외로 강제 배출시키기 위해 개발된 종래의 환기유니트가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 환기유니트는, 오염된 실내의 공기가 열교환기(1) 및 실내공기팬(2)을 통해 외부로 배기되며, 실외의 공기는 열교환기(1), 실외공기팬(3) 및 그릴(4) 등을 통해 실내로 유입되도록 이루어진다.
이러한 기기들은 하나의 프레임(5) 내에 장착되어 실내의 천정에 설치되며, 프레임(5)의 양측에는 덕트(6)(7)(8)(9)들이 설치되어 공기가 프레임(5) 내로 유입되거나 프레임(5)으로부터 토출되록 가이드한다.
이와 같이 구성된 종래의 환기유니트에 따르면, 실외의 공기를 실내로 유입하고 오염된 실내의 공기를 실외로 배출함과 더불어 실외공기와 실내공기의 온도차에 의해 실내로 유입되는 실외공기의 온도가 조정되도록 되어 있다.
즉, 여름철의 경우에는 온도가 높은 실외공기가 실내로 유입되면서 온도가 낮은 실내공기와의 열교환을 통해 온도가 낮아지게 되며, 겨울철의 경우에는 온도가 낮은 실외공기가 실내로 유입되면서 온도가 높은 실내공기와의 열교환을 통해 온도가 높아지게 된다.
그러나, 전술한 바와 같이 구성된 종래의 환기유니트는, 열교환을 통해 실내공기가 가지고 있는 열을 어느정도 유지할 수 있기는 하나 여전히 열손실을 가져다주는 문제점이 있다. 특히, 콘크리트건축물이 신축되고 일정기간 동안에는 새집증후군 등을 초래하는 유해성분이 검출되는 바 이 기간동안에는 전술한 바와 같은 종래의 환기유니트가 실내외의 공기를 환기시켜 유해성분을 제거하는 효과를 가지고 있기 때문에 열손실 문제를 어느정도 보상해줄 수 있으나, 일정기간이 경과하고 더이상 새집증후군 등을 초래하는 유해성분이 검출되지 않는 경우에는 그 효과가 없어져 열손실 문제를 보상해주지 못하는 단점이 있다.
이에 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 실내공기와 실외공기를 환기시키는 과정에서 열교환기를 통해 외부로 배출되는 실내공기와 실외로부터 유입되는 실외공기와의 열교환을 통해 열손실을 줄일 수 있으며, 또한 필요에 따라 열교환기를 정화장치로 교체하여 실내공기를 정화한 후 외부로 배출하지 않고 실내로 재순환시키도록 이루어짐으로써 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있고 열손실을 방지할 수 있는 환기유니트를 이용한 공기청정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 신축건물등을 신축한 후 새집증후군을 초래하는 유해성분이 검출되는 일정기간동안에는 열교환기를 통해 실내외의 공기를 환기시킴으로써 유해성분이 용이하게 실외로 배출될 수 있고, 일정기간이 경과하여 유해성분이 더 이상이 검출되지 않는 경우에는 정화장치를 이용해 실내의 공기를 정화하여 실내로 재순환시킴으로써 열손실을 방지할 수 있는 환기유니트를 이용한 공기청정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템은, 내부에 외기 이송통로와 내기 이송통로가 대각선 방향으로 교차되게 분리 형성된 프레임, 외기 이송통로와 내기 이송통로의 교차부분에 탈거 가능하게 삽입되어 실외공기와 실내공기의 열교환이 이루어지는 열교환기, 및 열교환기와 교체되고 프레임 내로 유입되는 실외 및 실내의 공기를 정화하는 정화장치를 포함하여 이루어진 구성에 있어서, 정화장치는 사각의 함체로 된 하우징과 하우징의 내측 중심에 설치되되 하우징 내로 유입되는 공기가 그 면을 수직으로 관통하도록 설치되는 필터부로 이루어지고, 하우징의 측면중 내기 이송통로의 입구측을 향하는 제1면은 개방되고 내기 이송통로의 출구측을 향하는 제2면은 폐쇄되며, 외기 이송통로의 입구측을 향하는 제3면중 필터부와 제1면 사이는 개방되고, 외기 이송통로의 출구측을 향하는 제4면중 필터부와 제2면 사이는 개방된 것에 기술적 특징이 있다.
전술한 구성에 있어서, 하우징의 제3면 외측에는 제3면의 개방된 부분을 개폐하는 댐퍼가 설치되어 외기의 유입량을 조절하도록 이루어진다.
전술한 구성에 있어서, 정화장치를 통과한 공기의 통로상에는 정화장치에 의해 일차 정화된 공기를 살균하는 자외선램프가 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템의 바람직한 실시예를 통하여 전술한 바와 같은 구성들의 특징과 그 작용을 보다 상세히 설명하기로 한다.
첨부된 도면의 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 열교환기가 구비된 상태를 보인 분해사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템은, 내부에 외기 이송통로(11)와 내기 이송통로(12)가 형성된 프레임(10)과, 프레임(10)의 양측에 연결되는 덕트들과, 상기 프레임(10) 내에 설치되어 실외공기와 실내공기의 흐름을 유발시키는 공기팬(30)(31)과, 외기 이송통로(11)와 내기 이송통로(12)의 교차부분에 설치되는 열교환기(40)와, 실외공기 및 실내공기의 흐름을 차폐하거나 풍량을 조절하는 댐퍼군, 및 공기팬(30)(31) 및 댐퍼군에 전기적으로 연결되는 컨트롤러(60)를 포함하여 이루어진다.
전술한 프레임(10)의 내부에는 실외공기가 이송되는 외기 이송통로(11)와 실내공기가 이송되는 내기 이송통로(12)가 네 개의 격벽(13)에 의해 분리 형성되며, 외기 이송통로(11)와 내기 이송통로(12)는 프레임(10)의 중심부에서 서로 대각선 방향으로 교차된다.
그리고, 프레임(10)의 일측부에는 외기가 유입되는 외기 유입구(14) 및 내기가 토출되는 내기 토출구(15)가 이격 형성되며, 프레임(10)의 타측부에는 외기가 토출되는 외기 토출구(16) 및 내기가 유입되는 내기 유입구(17)가 이격 형성된다.
전술한 덕트들은 프레임(10)의 외기 유입구(14), 외기 토출구(16), 내기 유입구(17), 및 내기 토출구(15)에 각각 연결되는 외기 유입덕트(20), 외기 토출덕트(21), 내기 유입덕트(22), 내기 토출덕트(23)로 구성된다.
이 때, 외기 유입덕트(20)와 내기 토출덕트(23)의 단부는 실외로 노출되며, 외기 토출덕트(21) 및 내기 유입덕트(22)의 단부는 실내에 위치된다.
전술한 공기팬(30)(31)은 실외공기와 실내공기의 흐름을 유발시키는 것으로, 외기 이송통로(11)의 출구측에 설치되어 실외공기의 흐름을 유발시키는 실외공기팬(30)과, 내기 이송통로(12)의 출구측에 설치되어 실내공기의 흐름을 유발시키는 실내공기팬(31)으로 구성된다.
전술한 열교환기(40)는 외기 이송통로(11)와 내기 이송통로(12)의 교차부분에 탈거 가능하게 설치되어 실내공기와 실외공기를 서로 교차시키면서 열교환이 이루어지도록 하는 것으로, 통상적으로 이용되는 환기유니트에 사용되는 열교환기와 동일한 구조이므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 댐퍼군은 실외공기와 실내공기의 흐름을 차폐하거나 풍량을 조절하는 것으로, 외기 이송통로(11)의 입구측 또는 이와 연결되는 외기 유입덕트(20)에 설치되는 외기댐퍼(50)와, 내기 이송통로(12)의 출구측 또는 이와 연결되는 내기 토출덕트(23)에 설치되는 내기댐퍼(51)로 구성된다.
이 때, 외기댐퍼(50)는 컨트롤러(60)에 의해 제어되는 전동댐퍼이고, 내기댐퍼(51)는 컨트롤러(60)의 제어를 통하지 않고 내기 토출덕트(23)를 통해 배출되는 공기의 역류를 방지하는 역류댐퍼이다.
전술한 컨트롤러(60)는 실외공기팬(30), 실내공기팬(31), 외기댐퍼(50)에 전기적으로 연결되어 이들의 작동을 제어한다.
한편, 미설명부호 70은 외기 이송통로(11)의 출구측에 설치되어 산소를 발생시키는 산소발생기이고, 미설명부호 90은 외기 이송통로(11)의 출구측에 설치되어 음이온을 발생시키는 음이온발생기이다.
첨부된 도면의 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 정화장치가 구비된 상태를 보인 분해사시도이고, 도 6은 도 5에서 공기가 흐르는 과정을 보인 평면도이다. 도 5 및 도 6는 도 3 및 도 4에서 열교환기 대신 정화장치를 교체한 상태를 보인 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 전술한 정화장치(80)는 내기 이송통로(12)를 통해 이동되는 내기를 정화하고 외기 이송통로(11)를 통해 이동되는 외기를 정화하는 것으로, 사각의 함체로 된 하우징(81), 및 하우징(81)의 내측 중심에 설치되되 하우징(81) 내로 유입되는 공기가 그 면을 수직으로 관통하도록 설치되는 필터부(82)로 이루어진다.
이 때, 하우징(81)의 네 측면중 내기 이송통로의 입구측을 향하는 제1면은 개방되고 그 반대쪽 즉, 내기 이송통로의 출구측을 향하는 제2면은 폐쇄된다.
그리고, 외기 이송통로의 입구측을 향하는 제3면중 필터부(82)와 제1면 사이는 개방되고, 그 반대면 즉, 외기 이송통로의 출구측을 향하는 제4면중 필터부(82)와 제2면 사이는 개방된다.
따라서, 제1면을 통해 유입되는 내기는 필터부(82)를 통과하면서 정화된 후 제4면에 형성된 개방부를 통해 외기 이송통로의 출구측으로 토출된 다음 실내로 순환된다.
그리고 제2면을 통해 유입되는 외기는 하우징(81) 내에서 내기와 섞인 후 내기와 함께 필터부(82)를 통과하면서 정화된 후 내기와 마찬가지로 제4면의 개방부 및 외기 이송통로의 출구측을 통해 실내로 유입된다.
한편, 하우징(81)의 제3면 외측에는 제3면의 개방부를 개폐하여 하우징(81) 내로 유입되는 외기의 양을 조절하는 댐퍼(83)가 설치된다. 이 댐퍼(83)는 슬라이딩에 의해 제3면의 개방부를 개폐한다.
필터부(82)는 카본필터(821), 제1프리필터(822), 부직포필터(823), 미디엄필터(824), 헤파필터(825) 및 음이온 부직포(826) 등이 서로 면접되어 이루어진다.
한편, 미설명부호 100은 정화장치(80)를 통과한 공기의 통로상에 설치되어 정화장치(80)를 거치면서 일차 정화된 공기를 살균하는 자외선램프이다.
이하에서는, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템의 작용을 도 4 및 도 6을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 콘크리트 건축물을 신축하고 새집증후군을 발생시키는 유해성분이 검출되는 기간 동안에는 도 4에서와 같이 외기 이송통로(11)와 내기 이송통로(12)의 교차부분에 열교환기(40)를 탈거 가능하게 설치한다.
이 경우에는, 컨트롤러(60)의 버튼들을 조작하여 외기 이송통로(11)의 출구측에 설치된 실외공기팬(30) 및 내기 이송통로(12)의 출구측에 설치된 실내공기팬(31)을 각각 작동시키게 된다.
이처럼 공기팬(30)(31) 및 외기댐퍼(50)를 작동시키면, 신선한 실외공기가 실외공기팬(30)의 흡입력에 의해 외기 유입덕트(20)를 통해 프레임(10)의 외기 이송통로(11) 내로 유입된 후, 열교환기(40)를 거치면서 실내공기와의 열교환을 통해 온도가 높아지거나 낮아진 후 실외공기팬(30) 및 외기 토출덕트(21)를 통해 실내로 토출된다.
이와 동시에 오염된 실내공기는 실내공기팬(31)의 흡입력에 의해 내기 유입덕트(22)를 통해 프레임(10)의 내기 이송통로(12) 내로 유입된 후, 열교환기(40)를 거치면서 실외공기와 열교환을 한 후 실내공기팬(31) 및 내기 토출덕트(23)를 통해 실외로 토출된다.
이처럼, 콘크리트 건축물을 신축하고 새집증후군 등을 유발시키는 유해성분이 검출되는 기간동안에는 오염된 실내공기는 외부로 배출시키고 깨끗한 실외공기를 실내로 유입함으로써 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있으며, 아울러 실내외공기를 환기시키는 과정에서 외부로 배출되는 실내공기와 실내로 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써 열손실을 줄일 수 있다.
한편, 일정기간이 경과하여 실내에서 새집증후군 등을 유발하는 유해성분이 더 이상 검출되지 않는 경우에는 열교환기(40) 대신 정화장치(80)로 교체함으로써 실내공기를 정화하게 된다.
이 경우에는, 먼저 실내공기팬(31)의 작동을 정지시킨 상태에서, 외기댐퍼(50)를 개방하고 외기 이송통로(11)의 출구측에 설치된 실외공기팬(30)을 작동시키면 실외공기가 외기 유입덕트(20) 및 외기댐퍼(50)를 통해 프레임(10)의 외기 이송통로(11) 내로 유입된다.
이처럼 외기 이송통로(11) 내로 유입된 실외공기는 댐퍼(83)의 작동에 의해 하우징(81)의 제3면에 형성된 개방부를 통해 하우징(81) 내로 유입된 후 제1면을 통해 유입되는 실내공기와 합쳐진다.
하우징(81) 내로 유입되는 실내공기와 실외공기는 실외공기팬(30)의 흡입력에 의해 필터부(82)의 필터들(821)(822)(823)(824)(825)(826)들을 통해 여과된 후 하우징(81)의 제4면에 형성된 개방부를 통해 외기 이송통로(11)의 출구측으로 이동된 다음, 실외공기팬(30) 및 외기 토출덕트(21)를 통해 실내로 공급된다.
이처럼, 콘크리트 건축물을 신축하고 일정기간이 경과하여 새집증후군 등을 유발시키는 유해성분이 더 이상 검출되지 않을 때는 실내공기를 외부로 배출시키지 않고 정화장치(80)를 통해 정화한 후 다시 실내로 순환시킴으로써 환기시 발생되는 열손실문제를 방지하거나 최소화할 수 있다.
한편, 외기 이송통로(11)의 출구측에 설치되는 실외공기팬(30)이 작동하여 실내로 공기를 토출시키는 과정에서 산소발생기(70) 및 음이온발생기(90)를 작동시키면, 산소발생기(70) 및 음이온발생기(90)로부터 발생되는 산소 및 음이온이 실외공기 또는 실내공기와 섞인 후 실내로 유입된다. 그리고, 자외선램프(100)를 작동시키면 공기중에 포함되어 있는 각종 세균들이 살균된다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기유니트를 이용한 공기청정시스템을 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 상세히 설명된 실시예와 도면에 한정되지 아니하며, 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 따르면, 콘크리트 건축물을 신축하고 새집증후군 등을 유발시키는 유해성분이 검출되는 기간동안에는 오염된 실내공기는 외부로 배출시키고 깨끗한 실외공기를 실내로 유입함으로써 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있으며, 아울러 실내외공기를 환기시키는 과정에서 열교환기를 통해 외부로 배출되는 실내공기와 실내로 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써 열손실을 줄일 수 있다.
또한, 콘크리트 건축물을 신축하고 일정기간이 경과하여 새집증후군 등을 유발시키는 유해성분이 더 이상 검출되지 않을 때는 실내공기를 외부로 배출시키지 않고 정화장치를 통해 정화한 후 다시 실내로 순환시킴으로써 환기시 발생되는 열손실문제를 방지하거나 최소화할 수 있다.
특히, 실내공기를 정화하여 재순환시키는 과정에서 신선한 실외공기를 일부 유입함으로써, 더욱 쾌적한 실내환경을 만들 수 있다. 즉, 실내에서는 사람이 내뿜는 이산화탄소의 농도가 높아지게 마련이므로 실외공기를 유입하여 이산화탄소의 농도를 낮춤으로써 실내공기를 신선하게 유지할 수 있다.
아울러, 실내로 유입되는 공기의 유입통로상에 자외선램프를 설치하여 공기에 포함된 각종 오염물질들을 살균할 수 있다.

Claims (3)

  1. 내부에 외기 이송통로와 내기 이송통로가 대각선 방향으로 교차되게 분리 형성된 프레임(10)과, 상기 외기 이송통로와 내기 이송통로의 교차부분에 탈거 가능하게 삽입되어 실외공기와 실내공기의 열교환이 이루어지는 열교환기(40), 및 상기 열교환기(40)와 교체되어 상기 프레임(10) 내로 유입되는 실외 및 실내공기를 정화하는 정화장치(80)를 포함하여 이루어진 환기유니트를 이용한 공기청정시스템에 있어서,
    상기 정화장치(80)는 사각의 함체로 된 하우징(81)과 상기 하우징(81)의 내측 중심에 설치되되 하우징(81) 내로 유입되는 공기가 그 면을 수직으로 관통하도록 설치되는 필터부(82)로 이루어지고, 상기 하우징(81)의 측면중 상기 내기 이송통로의 입구측을 향하는 제1면은 개방되고 상기 내기 이송통로의 출구측을 향하는 제2면은 폐쇄되며, 상기 외기 이송통로의 입구측을 향하는 제3면중 상기 필터부(82)와 제1면 사이는 개방되고, 상기 외기 이송통로의 출구측을 향하는 제4면중 상기 필터부(82)와 상기 제2면 사이는 개방되며, 상기 하우징(81)의 상기 제3면 외측에는 제3면의 개방된 부분을 개폐하는 댐퍼(83)가 설치되어 하우징(81) 내로의 외기 유입량을 조절하도록 이루어지고, 상기 정화장치(80)를 통과한 공기의 통로상에는 정화장치(80)에 의해 일차 정화된 공기를 살균하는 자외선램프(100)가 설치된 것을 특징으로 하는 환기유니트를 이용한 공기청정시스템.
  2. 삭제
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