KR100952518B1 - 사계절 냉난방설비의 보조열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사계절 냉난방설비의 보조열교환기에 관한 것이다.

본 발명의 사계절 냉난방설비의 보조열교환기는, 서로 교차하는 두 개의 유로가 구비되어 일측의 유로로 외기가 유입되어 실내로 이동하고, 타측의 유로로 실내를 순환한 공기가 유입되어 외부로 배출되도록 구성된 열교환기가 설치되어 있는 사계절 냉난방설비의 보조열교환기에 있어서, 일정한 피치와 산을 갖는 다수의 금속 플레이트가 피치가 서로 엇갈리도록 서로 교차되어 적층되어 있으며, 인접한 금속 플레이트 사이마다 차단판이 설치됨으로써 일측유로와 타측유로로 구성된 서로 직교하는 두 개의 유로가 형성되어 있고, 상기 열교환기와 일측이 맞닿아 설치되어 있되 일측유로로는 상기 열교환기를 통과한 외기가 유입되어 배출되도록 구성되어 있으며, 타측유로의 진입 측에는 상수관과 연결된 냉각수공급관이 설치되어 있고, 냉각수공급관에는 다수 개의 공급홀이 형성된 분기관이 분기되어 설치되어 타측유로로 냉각수가 공급되도록 구성되어 있으며, 타측유로의 배출 측에는 드레인배관이 설치되어 있어 타측유로 내부를 통과한 냉각수가 배출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하여, 냉난방설비에 설치되는 열교환기에 보조열교환기를 인접 설치하되, 보조열교환기는 일측에 상수관과 연결된 냉각수공급관을 통해 1 ~ 18 ℃ 정도의 냉각수를 공급하여 온도에 따라서 최소 1 ℃ 에서 최대 3 ℃까지 실내에 공급되는 공기의 온도가 낮아져 외기의 온도에 따라서 에어컨과 같은 냉방장치의 작 동을 최소화 하여 소량의 전력을 사용하도록 함으로써 전력사용량이 감소하고, 특히, 제습로터나 히터를 이용한 냉각기 등의 사용에 더불어 설치함으로써 아예 에어컨과 같은 냉방장치 없이 실내 냉방이 가능해지며, 아울러, 냉각수공급관 일측에 온수공급관을 설치하고 분기밸브를 설치함으로써 동계에는 보조열교환기 내부로 온수가 공급되도록 하여 난방시에 난방 효율이 보다 향상된다.

냉방, 난방, 열교환기, 냉각수

Description

사계절 냉난방설비의 보조열교환기{ALL-SEASON AUXILIARY HEAT EXCHANGER OF HEATING AND COOLING EQUIPMENT}

본 발명은 외기를 받아들여 외기를 가열 또는 냉각시켜 내부를 순환시키도록 한 냉난방설비에서 열교환기를 중간에 설치하여 대기의 가열 또는 냉각 중에 열효율을 향상시키도록 하되, 특히 냉각 중에 소비되는 냉각기의 소모 전력을 줄일 수 있도록 상수관으로 공급되는 냉각수를 이용하여 열교환기를 통과하여 실내에 공급되는 외기의 온도를 1 ~ 5℃ 가량 더 냉각시킬 수 있는 보조열교환기를 제공함으로써 냉각기를 사용하지 않거나 냉각기의 사용량을 줄인 채 냉방을 실시할 수 있도록 한, 사계절 냉난방설비의 보조열교환기에 관한 것이다.

종래의 실내 난방은 대부분 보일러를 가동시켜 발생되는 에너지를 온수를 통해 건물의 바닥이나 벽에 공급하는 방식, 또는 공기를 가열하여 가열된 공기를 실내에 공급하는 방식이었다.

한편, 냉방은 선풍기를 이용하거나 에어콘을 작동시켜 공급하였는데 개별 아 파트의 경우는 각 가정마다 에어컨을 별도 설치하는 것이 일반적이었으며, 공동건물의 경우 공기조화설비를 이용하여 공급하는 방식이었다.

이처럼 종래의 냉난방은 난방과 냉방이 별도로 이루어지는 것이 일반적이므로 냉방 설비와 난방 설비를 별도로 구비해야 하는 불편함이 많았다.

한편, 공기조화설비에서 열교환을 이용하여 폐열을 재활용함으로써 공기조화를 보다 효율적으로 하기 위한 기술이 안출되었는데, "공기조화시스템"(한국 특허공보 특1995-0003071)에는 원통형의 제습로터를 급기측과 배기측에 교차되도록 설치함으로써 폐열을 활용하도록 한 기술이 공개되었다.

이러한 제습로터와 같은 장치를 이용함으로써 보다 개선된 냉방장치가 '한국지역난방공사'에서 제시되었는데, "지역난방용 제습냉방장치"(한국 등록특허공보 제10-0773435호)에는 지역난방 온수, 소규모 지역난방온수, 각 세대 설치된 보일러의 온수를 공급하여 냉방을 수행하여 대기압 상태에서 냉방을 실행하여 제조 원가를 낮추도록 한 기술이 공개되기도 하였다.

상기와 같은 기술은 순환공기가 외기와 혼합되면서 제습휠을 거치고, 두 개의 냉각기를 거쳐 온도와 습도가 떨어져 실내에 공급되도록 하였다.

그런데, 상기와 같이 두 개의 냉각기를 설치해야 하므로 전력 부담이 증가하게 되고, 이로 인해 환기가 원할하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 공기조화시스템에서 냉방시 압축기, 증발기와 같은 전력 소모량이 많은 냉방 장치의 사용량을 줄이기 위한 다양한 노력이 진행되고 있으나 아직까지 냉각기를 사용하지 않거나 사용량을 최소화하기에는 미흡한 실정이다.

구체적인 예로 도 1 및 도 2에는 종래의 냉난방설비의 일부를 도시한 것으로 전체 설비를 구성하는 벽체는 외벽 및 칸막이에 의해 외기가 유입되는 외기유입부와, 외기가 실내에 공급되도록 공급팬이 설치되어 있는 실내공급부 및 실내를 순환한 공기가 다시 유입되는 실내환원부 및 실내환원부로 유입된 공기가 배출되는 배출부로 구성되며, 각 파트가 교차하는 지점에 열교환기가 설치되어 실내에 공급되기 전의 외기와 실내를 순환한 공기가 배출되기 전에 열교환이 일어나도록 구성되어 있다.

이때, 통상적으로는 열교환기를 통과한 후 실내공급부 측에 에어컨과 같은 냉각 장치를 설치하게 되는데 이 부분에서 상당한 전력 소모가 발생하고 있는 실정이다.

본 발명의 사계절 냉난방설비의 보조열교환기는 상기와 같은 종래 기술에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 냉난방설비에 설치되는 열교환기에 보조열교환기를 인접 설치하되, 보조열교환기는 일측에 상수관과 연결된 냉각수공급관을 통해 1 ~ 18 ℃ 정도의 냉각수를 공급하여 온도에 따라서 최소 1 ℃ 에서 최대 5 ℃까지 실내에 공급되는 공기의 온도를 낮추려는 것이다.

즉, 상기와 같이 실내 공급 온도를 낮추게 됨으로써 외기의 온도에 따라서 에어컨과 같은 냉방장치의 작동을 최소화 하여 소량의 전력을 사용하도록 함으로써 전력사용량을 감소시키려는 것이다.

특히, 제습로터나 히터를 이용한 냉각기 등의 사용에 더불어 설치함으로써 아예 에어컨과 같은 냉방장치 없이 실내 냉방이 가능해질 수 있게 하려는 것이다.

아울러, 냉각수공급관 일측에 온수공급관을 설치하고 분기밸브를 설치함으로써 동계에는 보조열교환기 내부로 온수가 공급되도록 하여 난방시에 난방 효율을 보다 향상시킬 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 사계절 냉난방설비의 보조열교환기는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 서로 교차하는 두 개의 유로가 구비되어 일측의 유로로 외기가 유입되어 실내로 이동하고, 타측의 유로로 실내를 순환한 공기가 유입되어 외부로 배출되 도록 구성된 열교환기가 설치되어 있는 사계절 냉난방설비의 보조열교환기에 있어서, 일정한 피치와 산을 갖는 다수의 금속 플레이트가 피치가 서로 엇갈리도록 서로 교차되어 적층되어 있으며, 인접한 금속 플레이트 사이마다 차단판이 설치됨으로써 일측유로와 타측유로로 구성된 서로 직교하는 두 개의 유로가 형성되어 있고, 상기 열교환기와 일측이 맞닿아 설치되어 있되 일측유로로는 상기 열교환기를 통과한 외기가 유입되어 배출되도록 구성되어 있으며, 타측유로의 진입 측에는 상수관과 연결된 냉각수공급관이 설치되어 있고, 냉각수공급관에는 다수 개의 공급홀이 형성된 분기관이 분기되어 설치되어 타측유로로 냉각수가 공급되도록 구성되어 있으며, 타측유로의 배출 측에는 드레인배관이 설치되어 있어 타측유로 내부를 통과한 냉각수가 배출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 냉각수공급관에 외부로부터 온수를 공급받는 온수공급관이 연결되어 있고, 관로상에 분기밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 냉난방설비에 설치되는 열교환기에 보조열교환기를 인접 설치하되, 보조열교환기는 일측에 상수관과 연결된 냉각수공급관을 통해 1 ~ 18 ℃ 정도의 냉각수를 공급하여 온도에 따라서 최소 1 ℃ 에서 최대 5 ℃까지 실내에 공급되는 공기의 온도가 낮아진다.

즉, 상기와 같이 실내 공급 온도를 낮추게 됨으로써 외기의 온도에 따라서 에어컨과 같은 냉방장치의 작동을 최소화 하여 소량의 전력을 사용하도록 함으로써 전력사용량이 감소된다.

특히, 제습로터나 히터를 이용한 냉각기 등의 사용에 더불어 설치함으로써 아예 에어컨과 같은 냉방장치 없이 실내 냉방이 가능해진다.

아울러, 냉각수공급관 일측에 온수공급관을 설치하고 분기밸브를 설치함으로써 동계에는 보조열교환기 내부로 온수가 공급되도록 하여 난방시에 난방 효율이 보다 향상된다.

이하, 본 발명의 사계절 냉난방설비의 보조열교환기에 대해 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명의 보조열교환기(10)가 설치되는 냉난방설비(1)가 도시되어 있다.

도면을 보면 알 수 있듯이 전체 냉난방설비(1)를 구성하는 벽체(8)는 외벽 및 칸막이에 의해 외기가 유입되는 외기유입부(2)와, 외기가 실내에 공급되도록 공급팬(6)이 설치되어 있는 실내공급부(3) 및 실내를 순환한 공기가 다시 유입되는 실내환원부(4) 및 실내환원부(4)로 유입된 공기가 배출되는 배출부(5)로 구성되며, 각 파트가 교차하는 지점에 열교환기(7)가 설치되어 실내에 공급되기 전의 외기와 실내를 순환한 공기가 배출되기 전에 열교환이 일어나도록 구성되어 있다.

본 발명의 보조열교환기(10)는 도면에 나타난 바와 같이 실내공급부(3)측에 설치되어 있고, 열교환기(7)와 인접하여 설치되어 있다.

즉, 본 발명의 사계절 냉난방설비의 보조열교환기(10)는 서로 교차하는 두 개의 유로가 구비되어 일측의 유로로 외기가 유입되어 실내로 이동하고, 타측의 유로로 실내를 순환한 공기가 유입되어 외부로 배출되도록 구성된 열교환기(7)가 설치되어 있는 냉난방설비(1)에 설치되는 것이다.

보다 구체적인 구성을 살펴보면 본 발명의 보조열교환기(10)는 일정한 피치와 산을 갖는 다수의 금속 플레이트(10a)가 피치가 서로 엇갈리도록 서로 교차되어 적층되어 있으며, 인접한 금속 플레이트(10a) 사이마다 차단판(10b)이 설치됨으로써 일측유로(11)와 타측유로(12)로 구성된 서로 직교하는 두 개의 유로가 형성되어 있다.

여기서 일측유로(11)는 도 4에서 하부에서 상부 방향으로 외기가 이동할 수 있도록 상하로 개방된 공간이 해당되며, 타측유로(12)는 도 4에서 좌에서 우로 순환 공기가 이동할 수 있도록 좌우로 개방된 공간이 해당된다.

즉, 하부에서 상부 방향으로 외기유입부(2)에서 실내공급부(3)로 외기가 이동하고, 하부의 열교환기(7) 좌측에서 우측으로 실내환원부(4)에서 배출부(5)로 실내 순환 공기가 이동하도록 구성되어 있다.

이러한 본 발명의 보조열교환기(10)는 상기 열교환기(7)와 일측이 맞닿아 설치되어 있되 일측유로(11)로는 열교환기(7)를 통과한 외기가 유입되어 배출되도록 구성되어 있으며, 타측유로(12)의 진입 측에는 상수관과 연결된 냉각수공급관(20)이 설치되어 있고, 냉각수공급관(20)에는 다수 개의 공급홀(21a)이 형성된 분기관(21)이 분기되어 설치되어 타측유로(12)로 냉각수가 공급되도록 구성되어 있으 며, 타측유로(12)의 배출 측에는 드레인배관(22)이 설치되어 있어 타측유로(12) 내부를 통과한 냉각수가 배출되도록 구성되어 있다.

도 4에는 좌측면에 냉각수공급관(20)이 설치되어 있고, 냉각수공급관(20)으로부터 분기된 다수 개의 분기관(21)이 설치되어 있는 것이 도시되어 있다.

각 분기관(21)에는 다수의 공급홀(21a)이 형성되어 있어 냉각수공급관(20) 및 분기관(21)을 통해 유입된 냉각수를 좌에서 우측 방향으로 개방된 타측유로(12)로 냉각수를 공급하도록 되어 있다.

이때, 분기관(21)은 차단판(10b)에 의해 분리된 각 금속플레이트(10a) 당 하나씩 서로 대응되도록 배치하고, 각 분기관(21)의 공급홀(21a)은 플레이트(10a)가 절곡되면서 형성된 산에 의해 분리된 각각의 독립유로마다 대응되도록 배치되어 각각의 분리된 독립유로마다 별도로 냉각수를 공급하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 동시에 동일하게 냉각수를 공급하게 되므로 냉각 효율을 보다 향상시키는 것이다.

한편, 냉각수공급관(20)은 상수관과 연결되어 있는데 상수관 내부의 온도는 1 ~ 18 ℃ 정도의 온도 범위를 갖게 하여 전체 설비에서 본 발명의 보조열교환기(10)에 의한 온도 하락이 1 ~ 5℃ 정도 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다.

아울러, 드레인을 위한 드레인배관(22)은, 타측유로(12)로부터 일정거리 이격된 받침판(23)을 설치하여 이 받침판(23)에 설치할 수도 있다 할 것이다.

위와 같이 구성된 본 발명의 보조열교환기(10)를 구성함에 있어 냉각수공급관(20)에 외부로부터 온수를 공급받는 온수공급관(30)을 연결하고, 온수공급관(30) 과 냉각수공급관(20)의 분기 지점의 관로상에 분기밸브(31)를 설치할 수 있다.

이 경우 상수도로부터 저온의 상수를 공급받을 때는 냉각 효과를 갖게 하고 보일러 등과 연결된 온수공급관(30)으로부터 온수를 공급받을 때는 난방 효과를 더 향상시키도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 보조열교환기(10)는 냉난방설비의 열교환기(7)에 인접하여 설치됨으로써 상수관과 연결된 냉각수공급관(20)을 통해 1 ~ 18 ℃ 정도의 냉각수가 공급되어 실내공급부(3)로 이동하는 외기의 온도를 최소 1 ℃ 에서 최대 3 ℃까지 저감시키게 된다.

이로 인해 실내 공급 온도를 낮추게 됨으로써 외기의 온도에 따라서 에어컨과 같은 냉방장치의 작동을 최소화하여 소량의 전력을 사용하게 하거나 제습로터나 히터 등의 다른 부가장치를 추가함으로써 아예 냉각기 없이 냉방을 구현할 수 있게 된다.

또, 냉각수공급관(20) 일측에 온수공급관(30)을 설치하고 분기밸브(31)를 설치함으로써 동계에는 보조열교환기(10) 내부로 온수가 공급되도록 하여 난방시에 난방 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 보조열교환기(10)는 냉난방설비(1)에 열교환기(7)와 인접해 설치하는 것이 가장 바람직하나, 필요에 따라서는 열교환기(7)와 분리되어 다른 장소에 설치될 수도 있다 할 것이다.

도 1은 종래의 열교환기가 설치된 냉난방설비를 나타낸 개략도.

도 2는 종래의 열교환기를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 사계절 냉난방설비의 보조열교환기가 설치된 상태를 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명의 사계절 냉난방설비의 보조열교환기를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에서 분기관 및 공급홀의 배치 예를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명에서 온수공급관이 더 설치된 예를 나타낸 개략도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

1 : 냉난방설비 2 : 외기유입부

3 : 실내공급부 4 : 실내환원부

5 : 배출부 6 : 공급팬

7 : 열교환기 8 : 벽체

10 : 보조열교환기 10a : 플레이트

10b : 차단판 11 : 일측유로

12 : 타측유로 20 : 냉각수공급관

21 : 분기관 21a : 공급홀

22 : 드레인배관 23 : 받침판

30 : 온수공급관 31 : 분기밸브

Claims (2)

1. 서로 교차하는 두 개의 유로가 구비되어 일측의 유로로 외기가 유입되어 실내로 이동하고, 타측의 유로로 실내를 순환한 공기가 유입되어 외부로 배출되도록 구성된 열교환기(7)가 설치되어 있는 냉난방설비(1)의 보조열교환기에 있어서,

   일정한 피치와 산을 갖는 다수의 금속 플레이트(10a)가 피치가 서로 엇갈리도록 서로 교차되어 적층되어 있으며, 인접한 금속 플레이트(10a) 사이마다 차단판(10b)이 설치됨으로써 일측유로(11)와 타측유로(12)로 구성된 서로 직교하는 두 개의 유로가 형성되어 있고, 상기 열교환기(7)와 일측이 맞닿아 설치되어 있되 일측유로(11)로는 상기 열교환기(7)를 통과한 외기가 유입되어 배출되도록 구성되어 있으며, 타측유로(12)의 진입 측에는 상수관과 연결된 냉각수공급관(20)이 설치되어 있고, 냉각수공급관(20)에는 다수 개의 공급홀(21a)이 형성된 분기관(21)이 분기되어 설치되어 타측유로(12)로 냉각수가 공급되도록 구성되어 있으며, 타측유로(12)와 이격되어 받침판(23)이 설치되어 있고, 받침판(23)에 드레인배관(22)이 설치되어 있어 타측유로(12) 내부를 통과한 냉각수가 배출되도록 구성되어 있고, 상기 냉각수공급관(20)에 외부로부터 온수를 공급받는 온수공급관(30)이 연결되어 있고, 관로상에 분기밸브(31)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,

   사계절 냉난방설비의 보조열교환기.
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