KR100912617B1 - 양방향 급배기가 가능한 환기시스템 및 그 방법 - Google Patents

양방향 급배기가 가능한 환기시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

외측 송풍부(100)의 회전에 따라 실외공기가 급기되거나 실내공기가 배기되는 외측 급/배기부(200); 내측 송풍부(300)의 회전에 따라 실내공기가 배기되거나 실외공기가 급기되는 내측 급/배기부(400); 외측 급/배기부(200)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하는 외측 댐퍼부(500); 내측 급/배기부(400)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하는 내측 댐퍼부(600); 외/내측 급/배기부(200,400)에 급/배기되는 실외공기와 실내공기를 열교환시키는 열교환부(900); 외측 급/배기부(200), 내측 급/배기부(400) 및 열교환부(900)에 구비되어 실외공기, 실내공기 및 열평형 온도(습도)를 측정하는 온습도측정부(700); 및 상기 실외공기와 실내공기의 온도(습도)를 통해 이슬점 온도를 환산한 후 상기 열평형 온도가 상기 이슬점 온도 보다 작거나 같은 경우 외측 송풍부(100), 내측 송풍부(300), 외측 댐퍼부(500) 및 내측 댐퍼부(600)를 제어하여 급기와 배기의 방향이 반대로 변환되도록 하는 방향제어부(800)를 포함하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템이 제공된다.
Figure R1020070118543
환기시스템, 축열재, 상전이, 응축수, 현열교환, 전열교환, 양방향

Description

양방향 급배기가 가능한 환기시스템 및 그 방법{Ventilating system capable of two-way transferring inhalation and exhalation and method thereof}
본 발명은 환기시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 급기덕트와 배기덕트에 각각 한 쌍의 송풍팬을 구비하여 열교환에 따른 응축수의 생성시 급기와 배기 방향을 반대로 전환하여 응축수의 생성을 억제할 수 있는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서 주거공간이나 사무실 등과 같이 사람들이 협소한 공간에 머물게 되는 경우 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대처해 주어야 한다. 이때 통상적으로 사용되는 것이 현열교환기나 전열교환기 등과 같은 열교환기를 이용한 환기시스템이다.
상기와 같은 종래의 열교환기를 이용한 환기시스템은, 급기팬에 의해 실외공기가 주거공간에 급기되도록 하는 급기덕트, 배기팬에 의해 주거공간의 실내공기를 실외로 배기되도록 하는 배기덕트 및 상기 급기팬과 배기팬에 의해 급배기되는 실 외공기와 실내공기를 열교환시키는 열교환기를 포함하며, 단순히 급기팬을 통해 실외공기를 급기시켜 상기 열교환기의 열전이 상태에 따라 냉각 또는 가열 시킨 후 다시 배기팬을 통해 실내공기를 배기시켜 상기 열교환기의 열전이 상태를 가열 또는 냉각시키도록 운전을 하고 있다.
그러나 실내외의 온도나 습도의 차이가 클 경우 예를 들면, 실외의 온도가 실내의 온도 보다 아주 높거나 아주 낮은 상태에서 상기 열교환기를 통해 반복적으로 열교환이 이루어지게 되면, 상기 열교환기의 표면이 노점온도 보다 낮아져 열교환기에 응축수가 생성되고 동절기에는 상기 응축수가 응결하여 공기 유로를 차단시켜 환기 효율을 저하시키거나 열교환기의 성능과 수명을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 열교환기의 표면에 응결된 응축수는 열교환수단의 하부로 흘러내리게 되어 별도로 설치 또는 구성된 응축수 받이 또는 응축수 배출구를 통해 외부로 배출되고 있다.
그러나 상기 응축수 받이 또는 응축수 배출구 등과 같은 응축수 처리수단을 이용하여 상기 응축수를 외부로 배출하기 위해서는 일정시간 마다 상기 응축수 받이를 비워야 하는 번거로움이 있으며, 상기 응축수 처리수단을 별도로 구성하는데 따른 추가 비용이 소요되는 문제점과 설치작업이 복잡한 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 고온다습한 공기의 상대습도를 측정하고 이에 대한 이슬점 온도를 환산하여 열교환기의 열평형 온도가 상기 이슬점 온도 보다 낮은 값을 가질 경우 급기와 배기의 방향을 반대로 전환하여 응축수의 생성을 방지할 수 있는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 급기덕트와 배기덕트에 각각 급기와 배기를 가능하게 하는 한 쌍의 급기팬과 배기팬을 설치하고 열교환기에 응축수 생성시 상기 급기팬과 배기팬을 교번 동작을 통해 급기와 배기 방향을 전환하여 응축수를 외부로 배출할 수 있는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 응축수 생성에 따른 급기와 배기의 방향 전환을 통해 실내 공기의 대류 방향을 변환시켜 환기의 효율성을 향상시킬 수 있는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 외측 송풍부(100)의 회전에 따라 실외공기가 급기되거나 실내공기가 배기되는 외측 급/배기부(200); 내측 송풍부(300)의 회전에 따라 실내공기가 배기되거나 실외공기가 급기되는 내측 급/배기부(400); 외측 급/배기부(200)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하는 외측 댐퍼부(500); 내측 급/배기부(400)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하는 내측 댐퍼부(600); 외/내측 급/배기부(200,400)에 급/배기되는 실외공기와 실내공기를 열교환시키는 열교환부(900); 외측 급/배기부(200), 내측 급/배기부(400) 및 열교환부(900)에 구비되어 실외공기, 실내공기 및 열평형 온도(습도)를 측정하는 온습도측정부(700); 및 상기 실외 공기와 실내공기의 온도(습도)를 통해 이슬점 온도를 환산한 후 상기 열평형 온도가 상기 이슬점 온도 보다 작거나 같은 경우 외측 송풍부(100), 내측 송풍부(300), 외측 댐퍼부(500) 및 내측 댐퍼부(600)를 제어하여 급기와 배기의 방향이 반대로 변환되도록 하는 방향제어부(800)를 포함하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 외측 급기덕트(210)의 제1 송풍팬(110)에 의해 실외공기가 열교환되어 내측 급기덕트(410)에 급기되고, 내측 배기덕트(420)의 제4 송풍팬(320)에 의해 실내공기가 열교환되어 외측 배기덕트(220)를 통해 배기되는 제1 단계; 제1 온습도센서(710)에 의해 상기 실외공기의 온도(습도)인 T1이 측정되고, 제2 온습도센서(720)에 의해 실내공기의 온도(습도)인 T2가 측정되며, 제5 온습도센서(750)에 의해 열평형 온도인 T3이 측정되는 제2 단계; 상기 실외공기의 온도(습도)인 T1과 실내공기의 온도(습도)인 T2의 측정값을 토대로 상대적으로 온도(습도)가 높은 실외공기 또는 실내공기의 상대습도에 따른 이슬점 온도 Tc가 산출되는 제3 단계; 상기 열평형 온도 T3과 상기 이슬점 온도 Tc가 비교하여 열평형 온도인 T3이 이슬점 온도 Tc 보다 작거나 같은 값을 가지는지 판단되는 제4 단계; 및 상기 제4 단계에서 상기 열평형 온도인 T3이 이슬점 온도 Tc 보다 작거나 같은 값을 가지면, 외측 배기덕트(220)의 제2 송풍팬(120)에 의해 실외공기가 열교환되어 내측 배기덕트(420)에 급기되고, 내측 급기덕트(410)의 제3 송풍팬(310)에 의해 실내공기가 열교환되어 외측 급기덕트(210)를 통해 배기되는 제5 단계를 포함하는 양방향 급배기가 가능한 환기방법이 제공된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고온다습한 공기의 상대습도를 측정하고 이에 대한 이슬점 온도를 환산하여 열교환기의 열평형 온도가 상기 이슬점 온도 보다 낮은 값을 가질 경우 급기와 배기의 방향을 반대로 전환함으로써, 응축수의 생성을 방지시켜 열교환기의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 급기덕트와 배기덕트에 각각 급기와 배기를 가능하게 하는 한 쌍의 급기팬과 배기팬을 설치하고 열교환기에 응축수 생성시 상기 급기덕트와 배기덕트의 급기팬과 배기팬을 교번으로 동작시킴으로써, 이미 생성된 응축수도 외부로 배출되도록 할 수 있다.
또한, 상기 응축수 생성에 따른 급기와 배기의 양방향 전환을 통해 실내 공기의 대류 방향을 변환시켜 환기의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 급배기가 가능한 환기시스템을 가능하게 하는 환기시스템을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 환기시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이며, 도 3a와 도 3b는 각각 도 1의 환기시스템을 분해하여 급기와 배기 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 환기시스템은, 외측 송풍부(100)의 회전에 따라 실외공기가 급기되거나 실내공기가 배기되는 외측 급/ 배기부(200), 내측 송풍부(300)의 회전에 따라 실내공기가 배기되거나 실외공기가 급기되는 내측 급/배기부(400), 외측 급/배기부(200)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하는 외측 댐퍼부(500), 내측 급/배기부(400)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하는 내측 댐퍼부(600), 외/내측 급/배기부(200,400)에 급/배기되는 실외공기와 실내공기를 열교환시키는 열교환부(900), 외측 급/배기부(200), 내측 급/배기부(400) 및 열교환부(900)에 구비되어 실외공기, 실내공기 및 열평형 온도(습도)를 측정하는 온습도측정부(700) 및 상기 실외공기와 실내공기의 온도(습도)를 통해 이슬점 온도를 환산한 후 상기 열평형 온도가 상기 이슬점 온도 보다 작거나 같은 경우 외측 송풍부(100), 내측 송풍부(300), 외측 댐퍼부(500) 및 내측 댐퍼부(600)를 제어하여 급기와 배기의 방향이 반대로 변환되도록 하는 방향제어부(800)를 포함한다.
외측 급/배기부(200)는, 실외측에 위치되며, 격벽에 의해 구분되어 실외공기가 급기되는 외측 급기덕트(210)와 실내공기가 배기되는 외측 배기덕트(220)를 포함한다.
여기서, 외측 급기덕트(210)는 실외공기가 유입되는 제1 외기급기구(211)와 실내공기가 유입되는 제1 내기배기구(212)가 격벽에 의해 구분되고, 외측 배기덕트(220)는 실외공기가 유입되는 제2 외기급기구(221)와 실내공기가 유입되는 제2 내기배기구(222)가 격벽에 의해 구분된다.
내측 급/배기부(400)는, 실내측에 위치되며, 격벽에 의해 구분되어 실외공기가 급기되는 내측 급기덕트(410)와 실내공기가 배기되는 내측 배기덕트(420)를 포 함한다.
여기서, 내측 급기덕트(410)는 실외공기가 유입되는 제3 외기급기구(411)와 실내공기가 유입되는 제3 내기배기구(412)가 격벽에 의해 구분되고, 내측 배기덕트(420)는 실외공기가 유입되는 제4 외기급기구(421)와 실내공기가 유입되는 제4 내기배기구(422)가 격벽에 의해 구분된다.
외측 송풍부(100)는, 외측 급/배기부(200)의 외측 급기덕트(210) 제1 외기급기구(211)에 설치되는 제1 송풍팬(110)과 외측 배기덕트(220)의 제2 외기급기구(221)에 설치되는 제2 송풍팬(120)을 포함한다.
내측 송풍부(300)는, 내측 급/배기부(400)의 내측 급기덕트(410)의 제3 내기배기구(412)에 설치되는 제3 송풍팬(310)과 내측 배기덕트(420)의 제4 내기배기구(422)에 설치되는 제4 송풍팬(320)을 포함한다.
외측 댐퍼부(500)는, 외측 송풍부(100)에 대응되도록 설치되어 해당 송풍팬의 회전시 해당 덕트를 개방시키고 해당 송풍팬의 정지시 해당 덕트를 폐쇄시키기 위한 것으로, 외측 급/배기부(200) 외측 급기덕트(210)의 제1 외기급기구(211)에 설치되는 제1 댐퍼(510)와 외측 배기덕트(220)의 제2 외기급기구(221)에 설치되는 제2 댐퍼(520)를 포함한다.
내측 댐퍼부(600)는, 내측 송풍부(300)에 대응되도록 설치되어 해당 송풍팬의 회전시 해당 덕트를 개방시키고 해당 송풍팬의 정지시 해당 덕트를 폐쇄시키기 위한 것으로, 내측 급/배기부(400) 내측 급기덕트(410)의 제3 내기배기구(412)에 설치되는 제3 댐퍼(610)와 내측 배기덕트(420)의 제4 내기배기구(422)에 설치되는 제4 댐퍼(620)를 포함한다.
열교환부(900)는, 외/내측 급/배기부(200,400)가 상호간 교차되는 부분에 구비되어, 상기 실외 공기와 실내 세대공간의 공기를 열교환시키는 열교환기(910)를 포함한다.
여기서, 열교환기(910)는, 고온다습(저온소습)한 실외공기와 저온소습(고온다습)한 실내공기를 열교환시키는 현열교환기나 전열교환기인 것이 바람직하다.
온습도측정부(700)는, 외측 급/배기부(200)의 외측 급기덕트(210) 제1 외기급기구(211)에 설치되어 실외공기의 온도(습도)인 T1을 측정하는 제1 온습도센서(710), 내측 급/배기부(400)의 내측 배기덕트(420) 제4 내기배기구(422)에 설치되어 실내공기의 온도(습도)인 T2를 측정하는 제2 온습도센서(720), 외측 급/배기부(200)의 외측 배기덕트(220) 제2 외기급기구(221)에 설치되어 실외공기의 온도(습도)인 T1을 측정하는 제3 온습도센서(730), 내측 급/배기부(400)의 내측 급기덕트(410) 제3 내기배기구(412)에 설치되어 실내공기의 온도(습도)인 T2를 측정하는 제4 온습도센서(740) 및 열교환부(900)의 열교환기(910)에 설치되어 상기 실외공기와 실내공기의 열교환에 따른 온도, 즉 열평형 온도인 T3을 측정하는 제5 온습도센서(750)를 포함한다.
여기서, 상기 T3의 온도값은, 열교환기(910)에 의해 열교환되어 실내로 급기되는 실외공기의 열교환 온도를 의미한다.
방향제어부(800)는, 제2 송풍팬(120)과 제3 송풍팬(310)이 정지된 상태에서 제1 송풍팬(110)과 제4 송풍팬(320)의 회전에 의해 급기와 배기가 열교환 되면서 이루어지는 경우, 상기 실외공기의 온도(습도)인 T1과 실내공기의 온도(습도)인 T2의 측정값을 토대로 상기 열교환기(910)의 열교환시 열교환기(910)의 표면에 생성되는 응축수의 생성 온도에 대응되는 이슬점 온도 Tc를 계산하고, 이를 상기 실외공기와 실내공기의 열교환 온도인 T3과 비교하여, 상기 열교환 온도 T3이 이슬점 온도 Tc 보다 작거나 같은 경우에 열교환기(910)에 응축수가 생성된 것으로 판단하게 된다.
예를 들면, 방향제어부(800)는, 제1 온습도센서(710)와 제3 온습도센서(730)에 의한 실외공기의 온도 T1이 30 ℃이고, 제2 온습도센서(720)와 제4 온습도센서(740)에 의한 실내공기의 온도 T2가 18 ℃일 경우, 결로가 생성되는 즉, 상대적으로 온도(습도)가 높은 실외공기의 상대습도가 67 %일 경우, 상기 실외공기의 온도 T1과 상대습도의 값을 토대로 미리 설정된 상대습도에 따른 이슬점 환산 환산표에 대응되는 실외공기의 이슬점 온도 Tc의 값을 24 ℃로 판단하게 된다.
여기서, 상기 열교환기(910)에 의해 상기 고온다습한 실외공기와 저온소습한 실내공기의 열교환시 열평형 온도 T3이 22 ℃가 될 경우 다시 말해서, 열교환되어 실내로 급기되는 실외공기의 온도가 22 ℃가 되어 상기 실외공기의 이슬점 온도 Tc인 24 ℃ 보다 낮을 경우 이를 응축수가 생성되는 것으로 판단한다.
이후, 방향제어부(800)는, 상기 응축수가 생성되는 것을 방지하기 위하여, 제1 송풍팬(110)과 제4 송풍팬(320)의 회전을 정지시키고 제2 송풍팬(120)과 제3 송풍팬(310)의 회전을 통해 급기와 배기의 방향을 반대로 전환시켜 열교환시킴으로써, 상기 열교환된 열교환기(910)의 열전도에 의해 상기 응축수가 증발되게 하거나 제3 송풍팬(310)의 회전량을 증가시켜 상기 생성된 응축수를 외측 급기덕트(210)의 외부로 배출되게 할 수 있다.
여기서, 상기 응축수의 생성시 급기와 배기의 방향을 반대로 전환시켜 열교환시키는 이유는, 실외공기 온도가 42 ℃이고 실내공기 온도가 18 ℃ 인 상태에서 열교환기(910)에 각각 상기 실외공기와 실내공기가 급배기 될 경우, 상기 실외공기는 열교환기(910)의 급기관을 따라 급기되고 상기 실내공기는 열교환기(910)의 배기관을 따라 배기되게 된다. 따라서 상기 급기관의 표면은 높은 실외공기의 온도에 따라 높아지게 되고 배기관의 표면은 낮은 실내공기의 온도에 따라 낮아지게 된다.
즉, 상기 실외공기와 실내공기의 온도(습도) 차이에 의해 응축수가 생성되게 될 때, 상기 온도가 높아진 급기관을 통해 온도가 낮은 실내공기가 배기되게 하고 상기 온도가 낮아진 배기관을 통해 온도가 높은 실외공기가 급기되도록 급기와 배기의 방향을 반대로 전환함으로써 열교환기를 통과하는 응축수는 증발되어 배기관으로 전환된 상기 급기관을 통해 배출된다.
또한, 급배기의 유로 전환시 일방향성을 갖는 송풍팬을 대칭구조로 한 쌍으로 구비함으로써, 급배기의 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 방향제어부(800)는, 제1 송풍팬(110)과 제4 송풍팬(320)의 회전이 정지된 상태에서 제2 송풍팬(120)과 제3 송풍팬(310)의 회전에 의해 급기와 배기가 열교환 되면서 이루어지는 경우, 상기 실외공기의 온도(습도)인 T1과 실내공기의 온도(습도)인 T2의 측정값을 토대로 상기 열교환기(910)의 열교환시 생성되는 응축수의 생성 온도에 대응되는 이슬점 온도 Tc를 계산하고, 이를 상기 실외공기와 실 내공기의 열교환 온도인 T3과 비교하여, 상기 열교환 온도 T3이 이슬점 온도 Tc 보다 작거나 같은 경우에 열교환기(910)에 응축수가 생성된 것으로 판단하게 된다.
이후, 방향제어부(800)는, 상기 응축수가 생성되는 것을 방지하기 위하여, 제2 송풍팬(120)과 제3 송풍팬(310)의 회전을 정지시키고 제1 송풍팬(110)과 제4 송풍팬(320)의 회전을 통해 급기와 배기의 방향을 반대로 전환시켜 열교환시킴으로써, 상기 열교환된 열교환기(910)의 열전도에 의해 상기 응축수가 증발되게 하거나 제4 송풍팬(320)의 회전량을 증가시켜 상기 응축수가 외측 급기덕트(210)의 외부로 배출되게 할 수 있다.
따라서 방향제어부(800)는, 급기덕트와 배기덕트에 각각 급기와 배기를 위한 제1/2 급기팬과 제1/2 배기팬이 설치된 상태에서 상기 제1 급기팬과 제1 배기팬에 의해 급배기되는 공기의 열교환에 따라 열교환기에 응축수가 생성되면, 상기 제1 급기팬과 제1 배기팬의 회전을 정지시키고 상기 제2 급기팬과 제2 배기팬의 회전을 통해 급배기되는 공기의 열교환이 이루어지게 하여 열교환기에 생성된 응축수를 실외공간으로 배출시키거나 상기 열교환기의 열전도를 통해 상기 응축수를 증발시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 외기와 내기의 열교환시 온도(습도)차이에 따라 열교환기에 응축수가 생성될 경우 외기와 내기의 급기와 배기 방향을 반대로 전환시킴으로써, 응축수의 생성을 억제하거나 이미 생성된 응축수를 실외공간으로 배출시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 환기시스템의 동작상태를 나타낸 제어흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 급배기가 가능한 환기 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3a와 도 4에 도시된 바와 같이, 방향제어부(800)에 의해 제1 댐퍼(510)가 개방되고 제1 송풍팬(110)이 회전하여 실외공기가 제1 외기급기구(211)에 유입되며, 열교환기(910)에 의해 열교환된 후 제3 외기급기구(411)를 통해 실내공간에 급기된다. 이와 동시에, 제4 댐퍼(620)가 개방되고 제4 송풍팬(320)이 회전하여 실내공기가 제4 내기배기구(422)에 유입되며, 열교환기(910)에 의해 열교환된 후 제2 내기배기구(222)를 통해 실외공간에 배기된다(S100).
여기서, 제1 송풍팬(110)에 의한 급기시 제3 송풍팬(310)은 회전하지 않고 제3 댐퍼(610)에 의해 제3 내기배기구(412)가 차단되며, 제4 송풍팬(320)에 의한 배기시 제2 송풍팬(120)은 회전하지 않고 제2 댐퍼(520)에 의해 제2 외기급기구(221)가 차단되어 제1 송풍팬(110)과 제4 송풍팬(320)에 의한 급/배기가 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 제1 외기급기구(211)에 설치된 제1 온습도센서(710)에 의해 실외공기의 온도(습도)인 T1이 측정되고, 제4 내기배기구(422)에 설치된 제2 온습도센서(720)에 의해 실내공기의 온도(습도)인 T2가 측정되며, 열교환기(910)에 설치된 제5 온습도센서(750)에 의해 열평형 온도인 T3이 측정된다(S110).
이후, 방향제어부(800)에 의해 상기 실외공기의 온도(습도)인 T1과 실내공기의 온도(습도)인 T2의 측정값을 토대로 상대적으로 온도(습도)가 높은 실외공기 또 는 실내공기의 상대습도에 따른 이슬점 온도 Tc가 산출된다(S120).
이후, 방향제어부(800)에 의해 상기 열평형 온도 T3과 상기 이슬점 온도 Tc가 비교하여 열평형 온도인 T3이 이슬점 온도 Tc 보다 작거나 같은 값을 가지게 되면(S130), 방향제어부(800)는 열교환기(910)에 응축수가 생성되는 것으로 판단한다.
이후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 방향제어부(800)에 의해 제2 댐퍼(520)가 개방되고 제2 송풍팬(120)이 회전하여 실외공기가 제2 외기급기구(221)에 유입되며, 열교환기(910)에 의해 열교환된 후 제4 외기급기구(421)를 통해 실내공간에 급기된다. 이와 동시에, 제3 댐퍼(610)가 개방되고 제3 송풍팬(310)이 회전하여 실내공기가 제3 내기배기구(412)에 유입되며, 열교환기(910)에 의해 열교환된 후 제1 내기배기구(212)를 통해 실외공간에 배기된다(S140).
여기서, 제2 송풍팬(120)에 의한 급기시 제4 송풍팬(320)은 회전하지 않고 제4 댐퍼(620)에 의해 제4 내기배기구(422)가 차단되며, 제3 송풍팬(310)에 의한 배기시 제1 송풍팬(110)은 회전하지 않고 제1 댐퍼(510)에 의해 제1 외기급기구(211)가 차단되어 제2 송풍팬(120)과 제3 송풍팬(310)에 의한 급/배기가 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 제2 외기급기구(221)에 설치된 제3 온습도센서(730)에 의해 실외공기의 온도(습도)인 T1이 측정되고, 제3 내기배기구(412)에 설치된 제4 온습도센서(740)에 의해 실내공기의 온도(습도)인 T2가 측정되며, 열교환기(910)에 설치된 제5 온습도센서(750)에 의해 열평형 온도인 T3이 측정된다(S150).
이후, 방향제어부(800)에 의해 상기 실외공기의 온도(습도)인 T1과 실내공기의 온도(습도)인 T2의 측정값을 토대로 상대적으로 온도(습도)가 높은 실외공기 또는 실내공기의 상대습도에 따른 이슬점 온도 Tc가 산출된다(S160).
이후, 방향제어부(800)에 의해 상기 열평형 온도 T3과 상기 이슬점 온도 Tc가 비교하여 열평형 온도인 T3이 이슬점 온도 Tc 보다 작거나 같은 값을 가지게 되면(S170), 방향제어부(800)는 열교환기(910)에 응축수가 생성되는 것으로 판단하여 상기 S100 단계로 진행하게 된다.
따라서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 실외 또는 실내로부터 유입되는 고온다습한 공기의 상대습도를 측정하고 이에 대한 이슬점 온도를 환산하여 상기 열교환기의 열평형 온도가 상기 이슬점 온도 보다 낮은 값을 가질 경우 급기와 배기의 방향을 반대로 전환함으로써, 고온다습한 공기의 냉각시 응축수가 생성되지 않도록 할 수 있다.
또한, 급기덕트와 배기덕트에 각각 급기와 배기를 가능하게 하는 한 쌍의 급기팬과 배기팬을 설치하고 열교환기에 응축수 생성시 상기 급기덕트와 배기덕트의 급기팬과 배기팬의 교번 동작을 통해 급기와 배기 방향을 전환함으로써, 응축수를 외부로 배출할 수 있다.
또한, 상기 응축수 생성에 따른 급기와 배기의 방향 전환을 통해 실내 공기의 대류 방향을 변환시켜 환기의 효율성을 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설 명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 급배기가 가능한 환기시스템을 가능하게 하는 환기시스템을 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 환기시스템의 구성을 나타낸 블록구성도;
도 3a와 도 3b는 각각 도 1의 환기시스템을 분해하여 급기와 배기 상태를 나타낸 분해 사시도; 및
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 환기시스템의 동작상태를 나타낸 제어흐름도이다.

Claims (11)

  1. 외측 송풍부(100)의 회전에 따라 실외공기가 급기되거나 실내공기가 배기되기 위한 외측 급기덕트(210)와 외측 배기덕트(220)를 갖는 외측 급/배기부(200);
    내측 송풍부(300)의 회전에 따라 실내공기가 배기되거나 실외공기가 급기되기 위한 내측 급기덕트(410)와 내측 배기덕트(420)를 갖는 내측 급/배기부(400);
    외측 급/배기부(200)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하기 위하여 외측 급기덕트(210) 측에 위치한 제1 댐퍼(510)와 외측 배기덕트(220) 측에 위치한 제2 댐퍼(520)로 이루어진 외측 댐퍼부(500);
    내측 급/배기부(400)의 급/배기되는 공기의 흐름을 제어하기 위하여 내측 급기덕트(410)에 위치하여 제2 댐퍼(520)의 개방시 개방되는 제3 댐퍼(610)과 내측 배기덕트(420)에 위치하여 제1 댐퍼(510)의 개방시 개방되는 제4 댐퍼(620)로 이루어진 내측 댐퍼부(600);
    외/내측 급/배기부(200,400)에 급/배기되는 실외공기와 실내공기를 열교환시키는 열교환부(900);
    외측 급/배기부(200), 내측 급/배기부(400) 및 열교환부(900)에 구비되어 실외공기, 실내공기 및 열평형 온도(습도)를 측정하는 온습도측정부(700); 및
    상기 실외공기와 실내공기의 온도(습도)를 통해 이슬점 온도를 환산한 후 상기 열평형 온도가 상기 이슬점 온도 보다 작거나 같은 경우 외측 송풍부(100), 내측 송풍부(300), 외측 댐퍼부(500)의 제1과 제2 댐퍼(510, 520) 및 내측 댐퍼부(600)의 제3과 제4 댐퍼(610, 620)를 제어하여 개방된 제1 댐퍼(510)와 제4 댐퍼(620)를 폐쇄시키고 제2 댐퍼(520)와 제3 댐퍼(610)을 개방시켜 급기와 배기의 방향이 반대로 변환되도록 하는 방향제어부(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  2. 제1항에 있어서, 외측 급/배기부(200)는, 실외공기가 급기되는 제1 외기급기구(211)와 실내공기가 유입되는 제1 내기배기구(212)로 구분된 외측 급기덕트(210)와 실외공기가 유입되는 제2 외기급기구(221)와 실내공기가 유입되는 제2 내기배기구(222)로 구분된 외측 배기덕트(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  3. 제1항에 있어서, 내측 급/배기부(400)는, 실외공기가 급기되는 제3 외기급기구(411)와 실내공기가 유입되는 제3 내기배기구(412)로 구분된 내측 급기덕트(410)와 실외공기가 유입되는 제4 외기급기구(421)와 실내공기가 유입되는 제4 내기배기구(422)로 구분된 내측 배기덕트(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  4. 제2항에 있어서, 외측 송풍부(100)는, 제1 외기급기구(211)에 설치되는 제1 송풍팬(110)과 제2 외기급기구(221)에 설치되는 제2 송풍팬(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  5. 제3항에 있어서, 내측 송풍부(300)는, 제3 내기배기구(412)에 설치되는 제3 송풍팬(310)과 제4 내기배기구(422)에 설치되는 제4 송풍팬(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  6. 제4항에 있어서, 외측 댐퍼부(500)는, 제1 외기급기구(211)에 설치되는 제1 댐퍼(510)와 제2 외기급기구(221)에 설치되는 제2 댐퍼(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  7. 제5항에 있어서, 내측 댐퍼부(600)는, 제3 내기배기구(412)에 설치되는 제3 댐퍼(610)와 제4 내기배기구(422)에 설치되는 제4 댐퍼(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  8. 제1항에 있어서, 온습도측정부(700)는,
    외측 급/배기부(200)를 통해 급기되는 실외공기의 온도(습도)인 T1을 측정하는 실외공기 온습도센서(710,730), 내측 급/배기부(400)를 통해 배기되는 실내공기의 온도(습도)인 T2를 측정하는 실내공기 온습도센서(720,740) 및 열교환부(900)에 설치되어 상기 실외공기와 실내공기의 열교환에 따른 열평형 온도인 T3을 측정하는 열평형 온습도센서(750)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
  9. 제8항에 있어서, 방향제어부(800)는 상기 실외공기의 온도(습도)인 T1과 실내공기의 온도(습도)인 T2의 측정값을 토대로 상대적으로 고온다습한 실외공기 또는 실내공기의 이슬점 온도 Tc를 계산하고 이를 상기 열형평 온도인 T3과 비교하여 상기 열평형 온도 T3이 이슬점 온도 Tc 보다 작거나 같은 경우에 응축수가 생성된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 양방향 급배기가 가능한 환기시스템.
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