KR100964979B1 - 하이브리드 환기 장치 - Google Patents

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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명은, 자연 환기 및 팬을 이용한 강제 환기를 통해 환기 효율을 극대화함과 아울러 건물의 벽 및 창문에 용이하게 설치할 수 있는 하이브리드 환기 장치에 관한 것이다.
본 발명 하이브리드 환기 장치에 의하면, 자연 환기 방식과 강제 환기 방식을 병용하므로 에너지를 절약할 수 있음과 아울러 환기 효율을 향상시킬 수 있으며, 건물의 천정에 덕트를 설치하지 않음으로 시공 과정이 간소화되어 작업 능률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 시공 비용 및 유지비용을 절감하여 경제성 향상 및 공간활용을 극대화할 수 있는 것이다.
Figure R1020090126794
하이브리드, 환기, 장치,

Description

하이브리드 환기 장치{Device for hybrid ventilation}
본 발명은, 환기 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자연 환기 및 팬을 이용한 강제 환기를 통해 환기 효율을 극대화함과 아울러 건물의 벽 및 창문에 용이하게 설치할 수 있는 하이브리드 환기 장치에 관한 것이다.
일반적으로 빌딩이나 아파트와 같은 주택 등과 같은 건축물의 경우에는 실내의 오염된 공기를 환기시킬 때, 대부분 창문을 이용하여 환기시키고 있는 실정이다.
여기서 환기라 함은, 실내의 오염된 공기를 배출하는 것에 탈취, 제습, 온도 조절의 효과를 포함하는 것을 말한다.
상기와 같이 창문을 이용하여 실내의 오염된 공기를 환기시킬 경우, 실외공기가 실내로 급속하게 유입되어 냉.난방된 실내 공기를 쉽게 손실시킴과 동시에 창문을 통하여 배출됨에 따라 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 근래에는, 건물의 실내 즉, 각 방이나 거실 등의 천정에 덕트를 설치하여 연결하고, 상기 덕트 단부에 급.배기팬이 장착된 전열교환장치를 설치하여 실내.외부의 공기가 순환되도록 하는 환기장치가 개발되었다.
그러나 상기 환기장치는, 실내의 각 방이나 거실 등의 천정 내부에 설치되는 덕트의 시공 과정이 복잡하면서 시공 기간이 늘어나 시공 비용이 증가함과 아울러 덕트의 크기에 따라 천정이 낮아지므로 공간의 활용도가 저하되는 문제점이 있었고, 필터와 같은 내부의 부품 교체에 따른 유지비용이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 전열교환장치의 팬 회전에 따라 덕트로 유입되는 미세먼지가 굴곡진 덕트 내부에 축적됨과 동시에 축적된 미세먼지는 세균 증식의 장소로 활용될 수 있는 문제점을 내포하고 있었다.
이에 상술한 바와 같은 종래의 제반결함을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 자연 환기 방식 및 강제 환기 방식을 병용하므로 에너지를 절약할 수 있는 하이브리드 환기 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 덕트를 설치하지 않음으로 시공 과정이 간소화되어 작업능률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 시공 비용 및 덕트 내부의 청소에 따른 유지비용을 절감할 수 있는 하이브리드 환기 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 덕트가 설치되는 천정의 공간이 필요하지 않음으로 건물의 층고를 줄이면서 공간활용을 극대화할 수 있는 하이브리드 환기 장치를 제공함에 있다.
본 발명 하이브리드 환기 장치는,
자연 환기와 강제 환기를 병용하여 건물의 실내.외 공기를 순환시키는 하이브리드 환기 장치로서,
상기 건물의 벽에 실내.외를 연통시키도록 설치되어 공기를 자연 환기시키는 자연 환기부와;
상기 건물의 벽에 실내.외를 연통시키도록 설치되어 팬의 회전으로 공기를 강제 환기시키는 강제 환기부와;
상기 자연 환기부로 통풍되는 풍량을 체크하는 풍속센서와;
상기 풍속센서에서 체크한 풍량을 판단하여 상기 자연 환기부와 강제 환기부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명 하이브리드 환기 장치에 의하면, 자연 환기 방식과 강제 환기 방식을 병용하므로 에너지를 절약할 수 있음과 아울러 환기 효율을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
또한, 본 발명 하이브리드 환기 장치에 의하면, 건물의 천정에 덕트를 설치 하지 않음으로 시공 과정이 간소화되어 작업 능률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 시공 비용 및 유지비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
또한, 본 발명 하이브리드 환기 장치에 의하면, 덕트가 설치되지 않음으로 건물의 층고를 줄일 수 있으면서 공간활용을 극대화할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 사시도이고, 도 2는 본 발명 자연 환기부의 분리사시도이며, 도 3은 본 발명의 평단면도이다.
본 발명 하이브리드 환기 장치는, 자연 환기와 강제 환기를 병용하여 건물의 실내.외 공기를 순환시키는 하이브리드 환기 장치(100)로서, 상기 건물의 벽에 실내.외를 연통시키도록 설치되어 공기를 자연 환기시키는 자연 환기부(120)가 구성되고, 상기 건물의 벽에 실내.외를 연통시키도록 설치되어 팬(133)(133')의 회전으로 공기를 강제 환기시키는 강제 환기부(130)가 구성되며, 상기 자연 환기부(120)로 통풍되는 풍량을 체크하는 풍속센서(140)가 구성되고, 상기 풍속센서(140)에서 체크한 풍량을 판단하여 상기 자연 환기부(120)와 강제 환기부(130)의 동작을 제어하는 제어부(150)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
또한, 본 발명 하이브리드 환기 장치는, 자연 환기와 강제 환기를 병용하여 건물의 실내.외 공기를 순환시키는 하이브리드 환기 장치(100)로서, 상기 건물의 벽에 실내.외를 연통시키면서 자연 환기부(120)와 강제 환기부(130)를 수용하여 일체로 형성하도록 설치되는 하우징(110)이 구성되고, 상기 하우징(110) 일측에 내장되어 공기를 자연 환기시키는 자연 환기부(120)가 구성되며, 상기 자연 환기부(120) 타측의 하우징(110)에 내장되어 팬(133)(133')의 회전으로 공기를 강제 환기시키는 강제 환기부(130)가 구성되고, 상기 자연 환기부(120)로 통풍되는 풍량을 체크하는 풍속센서(140)가 구성되고, 상기 풍속센서(140)에서 체크한 풍량을 판단하여 상기 자연 환기부(120)와 강제 환기부(130)의 동작을 제어하는 제어부(150)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 자연 환기부(120)는, 상기 공기가 이동되도록 건물의 벽에 설치되는 설치부(121)가 구비되고, 상기 설치부(121)에 내장되어 작동부(123)의 작동으로 설치부(121)의 통공(121a')을 개폐시키는 개폐부(122)가 구비되며, 상기 개폐부(122)를 제어부(150)의 제어에 따라 작동시키는 작동부(123)를 포함하여 구비된다.
상기 설치부(121)는, 상기 건물의 벽에 설치되면서 내부에 공기의 이동을 안내하도록 다수의 통공(121a')이 관통되며, 내면에 개폐부(122)의 이동을 안내하도록 가이드돌기(121a")가 돌출된 설치판(121a)이 형성되고, 상기 설치판(121a) 선단에 장착되어 선단필터(121c)의 이탈을 방지하면서 공기의 유입을 안내하는 그릴(121b)이 형성되며, 상기 그릴(121b)과 설치판(121a) 사이에 장착되어 그릴(121b)로 유입되는 공기를 여과시키는 선단필터(121c)를 포함하여 형성된다.
상기 선단필터(121c)에서 여과된 공기를 다시 통과시켜 여과하도록 상기 설치판(121a) 후단에 장착되는 후단필터(121d)를 더 포함하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 가이드돌기(121a")는 개폐판(122a)이 선접촉되어 용이하게 이동할 수 있도록 절곡되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 개폐부(122)는, 상기 설치부(121)의 가이드돌기(121a") 안내에 의해 이동하여 통공(121a')을 개폐하도록 설치판(121a)에 밀착되는 개폐판(122a)이 형성되고, 상기 개폐판(122a) 내부에 설치판(121a)의 통공(121a')과 동일하게 관통된 통공(122b)을 포함하여 형성된다.
상기 작동부(123)는, 상기 설치부(121)에 고정되는 모터(123a)가 형성되고, 상기 모터(123a)의 동력으로 회전하며 외주면에 나사산이 구비된 회전부재(123b)가 형성되며, 상기 회전부재(123b)의 나사산에 체결되어 모터(123a)의 회전 방향에 따라 개폐부(122)의 개폐판(122a)을 이동시키는 이동안내부재(123c)를 포함하여 형성된다.
상기 작동부(123)는, 상기 개폐판(122a)에 돌출된 결합돌기(123d)가 형성되고, 상기 결합돌기(123d)가 결합되는 결합공(123e')이 관통되면서 설치판(121a)에 회전가능하게 장착되어 2개의 개폐판(122a)을 동시에 이동시키도록 하는 링크(123e)를 더 포함하여 형성된다.
상기 결합공(123e')은 상기 링크(123e)의 회전반경에 따라 결합돌기(123d)가 이동할 수 있도록 장공으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 강제 환기부(130)는, 상기 건물의 벽에 설치되어 공기가 이동되도록 유입통로(131a)와 배출통로(131b)가 형성되는 케이스(131)가 구비되고, 상기 케이스(131) 내부에 유입통로(131a)와 배출통로(131b)가 서로 교차되도록 하여 유입통로(131a)와 배출통로(131b)로 이동되는 공기가 서로 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기(132)기 구비되며, 상기 전열교환기(132)와 연통되는 유입통로(131a)와 배출통로(131b) 상에 장착되어 공기를 이동시키는 급.배기팬(133)(133')을 포함하여 구비된다.
상기 급기팬(133)의 회전으로 유입되는 공기의 여과시키도록 유입통로(131a) 선단에 장착되는 필터(134)를 더 포함하여 구비되는 것이 바람직하다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 설치 및 작동과정을 설명한다.
먼저, 실내.외를 연통시키도록 건물의 벽 및 창문에 자연 환기부(120)와 강제 환기부(130)를 병용하는 하이브리드 환기 장치(100)를 설치하는데, 상기 하이브리드 환기 장치(100)의 자연 환기부(120)는, 설치부(121)의 설치판(121a) 선단부에 그릴(121b)를 장착한다.
이때, 상기 그릴(121b)은 설치판(121a)에 후크 방식이나 스크류 방식으로 장착함이 바람직하며, 상기 설치판(121a)과 그릴(121b) 사이에는 선단필터(121c)가 장착되어야 한다.
또한, 상기 설치부(121) 내면에 돌출된 가이드돌기(121a")에 개폐부(122)의 개폐판(122a)을 안착시켜 설치부(121)에 밀착되도록 한 후, 상기 개폐판(122a)에 돌출된 작동부(123)의 이동안내부재(123c) 나사산에 회전부재(123b)의 나사산을 체결하고, 상기 회전부재(123b)의 단부를 모터(123a)에 장착하는데, 상기 모터(123a)는 설치부(121)에 고정시키면서 작동부(123)의 설치가 완료된다.
또한, 상기 작동부(123)는, 2개의 개폐판(122a)(122a')을 연결하기 위해서는, 상기 2개의 개폐판(122a)(122a')에 돌출된 결합돌기(123d)에 레버(123e)의 결합공(123e')을 결합한 상태에서 상기 레버(123e)는 설치판(121a)에 장착하는데, 상기 레버(123e)는 설치판(121a)에서 회전 가능하게 장착하면, 자연 환기부(120)의 조립이 완성되는 것이고, 완성된 자연 환기부(120)를 건물의 벽에 설치하면 된다.
한편, 강제 환기부(130)는, 유입통로(131a)와 배출통로(131b)가 형성된 케이스(131) 내부에 전열교환기(132)를 장착하는데, 상기 전열교환기(132)는 유입통로(131a)와 배출통로(131b)가 서로 교차되는 지점에 장착되어야 하며, 상기 유입통로(131a)와 배출통로(131b)에는 급.배기팬(133)(133')이 장착되면서 강제 환기부(130)의 조립이 완성되는 것이고, 조립이 완성된 강제 환기부(130)를 건물의 벽에 설치하면 된다.
여기서, 상기 자연 환기부(120)와 강제 환기부(130)를 하우징(110) 내에 장착시켜 일체로 형성할 수 있는 것이다.
상기의 과정으로 완성된 하이브리드 환기 장치(100)의 작동과정을 설명하면, 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 실내의 공기의 오염도 및 이산화탄소량, 온도와 습도를 센서(미도시)에서 측정하여 환기가 필요할 경우는, 제어부(150)의 제 어에 따라 자연 환기부(120)를 작동시키는데, 상기 자연 환기부(120)의 작동부(123) 모터(123a)를 작동시킨다.
이때, 상기 모터(123a)의 작동으로 모터(123a)에 장착된 회전부재(123b)가 회전함과 동시에 회전부재(123b)의 나사산에 나사산이 체결된 이동안내부재(123c)가 회전부재(123b)의 회전방향에 따라 이동하며, 상기 이동안내부재(123c)는 개폐부(122)의 개폐판(122a)에 고정되어 있으므로 개폐판(122a)이 설치판(121a)의 가이드돌기(121a")를 따라 이동하게 된다.
여기서, 상기 가이드돌기(121a")는 절곡되게 형성되어 자체의 탄성력을 보유하므로 개폐판(122a)의 탄력있게 지지하면서 이탈을 방지할 수 있는 것이다.
상기 개폐판(122a)의 이동함에 따라 설치판(121a)의 통공(121a')과 개폐판(122a)의 통공(122b)이 연통됨과 동시에 건물의 실외 공기는 그릴(121b)을 통과하여 선단필터(121c)에서 공기의 이물질이 여과된 후, 설치판(121a)의 통공(121a')과 개폐판(122a)의 통공(122b)을 통해 실내로 유입되는데, 상기 실내로 유입되는 공기를 후단필터(121d)에서 다시 여과하여 실내로 유입되도록 할 수도 있다.
또한, 상기 개폐판(122a)이 이동함에 따라 개폐판(122a)의 결합돌기(123d)에 결합공(123e')이 결합되어 설치판(121a)에 고정된 링크(123e)의 선단부는 개폐판(122a)의 이동방향과 동일하게 이동하고, 상기 링크(123e)의 후단부는 반대방향으로 이동하면서 개폐판(122a')을 이동시키게 된다.
상기의 과정으로 설치판(121a)의 통공(121a')과 개폐판(122a)의 통공(122b)이 연통되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 실내.외 공기가 이동하여 자연 환기 부(120)를 통해 자연 환기시킬 수 있으며, 상기 자연 환기부(120)로 이동하는 공기를 풍량을 풍속센서(140)에서 체크하여 공기 환기량이 법적 환기량보다 적을 경우는, 제어부(150)의 제어에 따라 자연 환기부(120)를 정지시킨 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 강제 환기부(130)를 작동시킨다.
상기 강제 환기부(130)의 급.배기팬(133)(133')을 회전시키고, 상기 급.배기팬(133)(133')의 회전에 따라 실내.외 공기가 케이스(131)의 유입통로(131a)와 배출통로(131b)로 유입됨과 동시에 실내로 유입되는 유입공기와 실외로 배출되는 배출공기가 전열교환기(132)에서 열교환되어 유입되거나 배출된다.
또한, 상기 유입통로(131a)의 선단에 실외로부터 유입되는 공기에 포함된 바이러스를 제균하는 필터(134) 즉, 프라즈마 이온필터가 장착되어 공기를 제균할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 실외 온도가 16℃ 이하이거나 26℃ 이상일 경우는 강제 환기부(130)를 통해서만 환기하는 것이 바람직하고, 이는 전열교환기(132)에서 유입공기와 배출공기의 열교환이 이루어져 열손실을 감소시킬 수 있기 때문이며, 실내의 이산화탄소 농도가 높을 경우도 강제 환기부(130)를 통해 환기하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성 은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명 자연 환기부의 분리사시도
도 3은 본 발명의 평단면도
도 4a 내지 도 4b는 본 발명 자연 환기부의 동작상태도
도 5는 본 발명 자연 환기부의 작동상태도
도 6은 본 발명 강제 환기부의 작동상태도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 환기 장치 110: 하우징
120: 자연 환기부 121: 설치부
122: 개폐부 123: 작동부
130: 강제 환기부 131: 케이스
132: 전열교환기 133,133': 급.배기팬
134: 필터 140: 풍속센서
150: 제어부

Claims (12)

  1. 자연 환기와 강제 환기를 병용하여 건물의 실내.외 공기를 순환시키는 하이브리드 환기 장치로서,
    상기 공기를 자연 환기시키도록 건물의 벽에 실내.외를 연통시키는 설치부가 구비되고, 상기 설치부에 내장되어 작동부의 작동으로 설치부의 통공을 개폐시키는 개폐부가 구비되며, 상기 개폐부를 제어부의 제어에 따라 작동시키는 작동부가 구비된 자연 환기부와;
    상기 건물의 벽에 실내.외를 연통시키도록 설치되어 팬의 회전으로 공기를 강제 환기시키는 강제 환기부와;
    상기 자연 환기부로 통풍되는 풍량을 체크하는 풍속센서와;
    상기 풍속센서에서 체크한 풍량을 판단하여 상기 자연 환기부와 강제 환기부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  2. 자연 환기와 강제 환기를 병용하여 건물의 실내.외 공기를 순환시키는 하이브리드 환기 장치로서,
    상기 건물의 벽에 실내.외를 연통시키면서 자연 환기부와 강제 환기부를 수용하여 일체로 형성하도록 설치되는 하우징과;
    상기 공기를 자연 환기시키도록 건물의 벽에 실내.외를 연통시키는 설치부가 구비되고, 상기 설치부에 내장되어 작동부의 작동으로 설치부의 통공을 개폐시키는 개폐부가 구비되며, 상기 개폐부를 제어부의 제어에 따라 작동시키는 작동부가 구비된 자연 환기부와;
    상기 자연 환기부로 통풍되는 풍량을 체크하는 풍속센서와;
    상기 풍속센서에서 체크한 풍량을 판단하여 상기 자연 환기부와 강제 환기부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 설치부는,
    상기 건물의 벽에 설치되면서 내부에 공기의 이동을 안내하도록 다수의 통공이 관통되며, 내면에 개폐부의 이동을 안내하도록 가이드돌기가 돌출된 설치판과;
    상기 설치판 선단에 장착되어 선단필터의 이탈을 방지하면서 공기의 유입을 안내하는 그릴과;
    상기 그릴과 설치판 사이에 장착되어 그릴로 유입되는 공기를 여과시키는 선단필터를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 선단필터에서 여과된 공기를 다시 통과시켜 여과하도록 상기 설치판 후단에 장착되는 후단필터를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 가이드돌기는 개폐판이 선접촉되어 용이하게 이동할 수 있도록 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 개폐부는,
    상기 설치부의 가이드돌기 안내에 의해 이동하여 통공을 개폐하도록 설치판에 밀착되는 개폐판과;
    상기 개폐판 내부에 설치판의 통공과 동일하게 관통된 통공을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 작동부는,
    상기 설치부에 고정되는 모터와;
    상기 모터의 동력으로 회전하며 외주면에 나사산이 구비된 회전부재와;
    상기 회전부재의 나사산에 체결되어 모터의 회전 방향에 따라 개폐부의 개폐판을 이동시키는 이동안내부재를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 작동부는,
    상기 개폐판에 돌출된 결합돌기와;
    상기 결합돌기가 결합되는 결합공이 관통되면서 설치판에 회전가능하게 장착되어 2개의 개폐판을 동시에 이동시키도록 하는 링크를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 결합공은 상기 링크의 회전반경에 따라 결합돌기가 이동할 수 있도록 장공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 강제 환기부는,
    상기 건물의 벽에 설치되어 공기가 이동되도록 유입통로와 배출통로가 형성되는 케이스와;
    상기 케이스 내부에 유입통로와 배출통로가 서로 교차되도록 하여 유입통로와 배출통로로 이동되는 공기가 서로 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기와;
    상기 전열교환기와 연통되는 유입통로와 배출통로 상에 장착되어 공기를 이동시키는 급.배기팬을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 급기팬의 회전으로 유입되는 공기의 여과시키도록 유입통로 선단에 장착되는 필터를 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기 장치.
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