KR101007536B1 - High efficient compact and slim type heat recovery ventilator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공간절약적인 납작한 대략 정사각형 박스(함체) 형상으로 체적을 축소시킨 일체형 케이스 내에 열회수형 전열교환기를 중심으로 배기팬과 급기팬을 대각선 방향의 엇갈리는 대칭으로 대향되게 형성하여 공기가 통과하는 유로상의 접촉 체류 공간을 넓히되 열회수형 전열교환기는 고효율의 전열 소재인 다공성으로 비표면적이 커서 열과 습기의 전달력이 월등히 향상되고 공기 중에 혼재되어 있는 이물질을 걸러 주게 하는 정화효율과 제습 효과가 좋게끔 현열 및 잠열 축열 기능의 플라이 애쉬(fly ash, 석탄회) 또는 석묵(graphite)를 주원료로 미세 직경 관통공이 횡방향으로 관통 형성된 고효율 축열식 열교환기를 구비한 열회수형 환기장치를 구성함으로써, 설치하고자 하는 공간의 크기나 천정고, 천정 덕트 설치 여부 등 시공상의 제약에 관계없이 공간절약적이면서 실내외 유도 공기의 체류 시간과 접촉 면적을 극대화시킬 수 있는 고효율 축열식 열교환기를 구비한 열회수형 환기장치에 관한 것이다. According to the present invention, a flow path through which air is passed through the exhaust fan and the air supply fan are formed to face each other in a diagonally symmetrical direction in a one-piece case in which the volume is reduced to a space-saving flat approximately square box shape. The heat recovery type heat exchanger is porous, which is a high-efficiency heat transfer material, which has a large specific surface area, which greatly improves the heat and moisture transmission power, and improves the purification efficiency and dehumidification effect to filter out foreign substances mixed in the air. By constructing a heat recovery type ventilator with a high efficiency heat storage heat exchanger formed by passing through a small diameter through-hole with main materials as fly ash (graphite) or graphite with sensible and latent heat storage functions, Regarding construction restrictions such as size, ceiling height and ceiling duct installation While saving space without ever present invention relates to a heat recovery type ventilating device with an efficiency Heat to maximize the residence time and the contact area between the indoor and outdoor air induction.
열회수형 환기장치, 축열식 열교환기, 플라이 애쉬, 석묵, 공간절약, 정사각형 박스, 다공성, S자 유로 라인, 정화 필터, 열교환, 관통공, 축열, 공기 정화, 제습 Heat recovery ventilator, Regenerative heat exchanger, Fly ash, Quartz, Space saving, Square box, Porous, S-channel line, Purification filter, Heat exchange, Through hole, Heat storage, Air purification, Dehumidification
Description
본 발명은 고효율 축열식 전열교환기를 구비한 열회수형 환기장치에 관한 것으로서, The present invention relates to a heat recovery type ventilation apparatus having a high efficiency heat storage type heat exchanger,
더욱 자세히는 공간절약적인 납작한 대략 정사각형 박스(함체) 형상으로 체적을 축소시킨 일체형 케이스 내에 열회수형 전열교환기를 중심으로 배기팬과 급기팬을 대각선 방향의 엇갈리는 대칭으로 위치되게 형성하여 공기가 통과하는 유로상의 접촉 체류 공간을 넓히되 열회수형 전열교환기는 고효율의 전열 소재인 다공성으로 비표면적이 커서 열과 습기의 전달력이 월등히 향상되고 공기 중에 혼재되어 있는 이물질을 걸러 주게 하는 정화효율과 제습 효과가 좋게끔 현열 및 잠열 축열 기능의 플라이 애쉬(fly ash, 석탄회) 또는 석묵(graphite)를 주원료로 미세 직경 관통공이 횡방향으로 관통 형성된 고효율 축열식 전열교환기를 구비한 열회수형 환기장치를 구성함으로써,More specifically, the flow path through which the exhaust fan and the supply fan are positioned in a diagonally symmetrical symmetrical arrangement with respect to the heat recovery type heat exchanger in a one-piece case in which the volume is reduced to a space-saving flat approximately square box shape. The heat recovery type heat exchanger is porous, which is a high-efficiency heat transfer material, which has a large specific surface area, which greatly improves the heat and moisture transmission power, and improves the purification efficiency and dehumidification effect to filter out foreign substances mixed in the air. By constructing a heat recovery type ventilator having a high efficiency heat storage type heat exchanger formed by passing through a small diameter through hole in the transverse direction using fly ash (graphite) or graphite of sensible heat and latent heat storage functions,
설치하고자 하는 공간의 크기나 천정고, 천정 덕트 설치 여부 등 시공상의 제약에 관계없이 공간절약적이면서 실내외 유도 공기의 체류 시간과 접촉 면적을 극대화시킬 수 있는 고효율 축열식 전열교환기를 구비한 열회수형 환기장치에 관한 것이다. Regardless of the construction constraints such as the size of the space to be installed, the ceiling height, and the installation of the ceiling duct, the heat recovery type ventilation device is equipped with a high efficiency heat storage type heat exchanger that is space-saving and maximizes the residence time and contact area of indoor and outdoor induced air. It is about.
환기시스템은 환경부의 '다중이용시설 등의 실내공기질 관리법' 및 건교부의 '주택법', 보건복지부의 '공중위생관리법', 교육인적자원부의 '학교보건법' 등을 통해 각 정부부처별로 실내공기질과 관련하여 권고기준 및 유지관리기준을 꾸준히 강화해 옴에 따라 현재는 의무설치로 되어 있다. The ventilation system is related to indoor air quality by each government department through the Ministry of Environment's Indoor Air Quality Management Act, etc., the Ministry of Health and Welfare's Housing Act, the Ministry of Health and Welfare's Public Health Control Act, and the Ministry of Education and Human Resources Development's School Health Act. As the recommended standards and maintenance standards have been steadily strengthened, mandatory installation is currently in place.
따라서 공공시설뿐만 아니라 민간시설에 대해서도 실내공기질 관리 대상이 확대되고 최근 아파트와 주상복합아파트, 학교 등 100세대 이상 다중이용시설에의 환기장치 설치가 법규로 의무화되면서 실내공기질 관리 대상이 확대되므로서 밀폐된 공간에서 실내와 외부 공기의 열교환을 통해 냉난방 에너지손실을 최소화하며 공기를 정화시킬 수 있는 에너지 절약형 첨단 환기장치의 수요가 크게 늘어나고 있다.Therefore, indoor air quality management is expanding not only for public facilities but also for private facilities, and the installation of ventilation systems for multi-use facilities for more than 100 households such as apartments, multi-purpose apartments, and schools has become mandatory. The demand for energy-saving high-tech ventilators that can purify the air while minimizing cooling and heating energy losses through heat exchange between indoor and outdoor air in a space is greatly increasing.
그러나 종래의 환기장치는 실내의 오염된 공기를 외부로 배출하고 외부의 신선한 공기를 단순 유입시키는 방식이므로 오염되고 더워진 실내의 공기가 그대로 배출되고 차가운 외기가 들어오면서 온도차로 인한 에너지소비가 많아 냉난방 부하를 증가시키는 원인이 되었다.However, the conventional ventilation system discharges the indoor polluted air to the outside and simply introduces fresh air from the outside. Therefore, the polluted and heated indoor air is discharged as it is, and the cold outside air enters, resulting in high energy consumption due to temperature difference. It increased the load.
상기한 문제점을 해결한 환기장치로서 필요한 환기를 수행하면서 에너지절약 을 도모하기 위하여 배기되는 공기로부터 에너지를 회수함으로써 환기에 의한 냉난방 부하를 절감시킬 수 있는 열회수형 환기시스템이 도입되었다.As a ventilator that solves the above problems, a heat recovery type ventilation system capable of reducing the heating and cooling load by the ventilation has been introduced by recovering energy from the exhausted air in order to save energy while performing necessary ventilation.
통상 열회수형 환기장치는 아파트와 같은 밀폐된 공간에서 실내와 외부 공기의 열교환을 통해 냉난방 에너지손실을 최소화하며 공기를 정화시킬 수 있는 에너지 절약형 첨단 환기장치로서 일정시간 배기를 하면서 축열재에 열과 습기를 저장하고,다시 일정시간 급기를 하면서 저장된 열과 습기를 실내에 공급해주는 구조이다 Normally, heat recovery type ventilator is an energy-saving advanced ventilator that minimizes heating and cooling energy loss and purifies the air through heat exchange between indoor and outdoor air in an enclosed space such as an apartment. It is a structure that supplies the stored heat and moisture to the room while storing it and supplying it again for a certain time.
그러나 상기 열회수형 환기시스템은 천정고(층고)가 낮은 한국형 아파트나 다중이용시설의 특성상 천정에 덕트 설치 공간이 요구되고 복잡한 덕트 배관이 설치되는 등 번거롭고 설치비가 많이 들어 비경제적이며 2~3년 주기로 열교환기를 교체하여야 하는 번거로움과 경제적인 부담이 있으며, 시공기간이 길어 생산성이 나쁘고 천정고 낮은 공간에는 시공상에 제약이 따르는 문제점이 있었다. However, the heat recovery type ventilation system is inconvenient and expensive to install due to the nature of Korean apartments or multi-use facilities with low ceiling heights and complicated duct piping. There is a problem of the hassle and economic burden to replace the machine, the construction period is long, the productivity is bad, and the ceiling and low space had a problem in construction constraints.
본 발명자는 전술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하면서도 하루 중 상당 시간을 보내는 밀폐된 공간으로서 다중이용시설의 용도에 따른 필요환기량을 제공하는 실내 공기질 관리 기준을 충족시키는 환기시스템으로서, The present invention is a ventilation system that satisfies the indoor air quality management standards that provide the necessary ventilation according to the use of the multi-use facility as a closed space to spend all the time while solving all the problems of the prior art described above,
선행 특허 발명인 특허 제 10-0727227호(등록일자: 2007년06월04일) "환기장치용 축열식 전열교환기"를 창안한바 있는데, 이는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, Prior Patent Invention Patent No. 10-0727227 (Registration Date: June 04, 2007) has been invented "heat storage type heat exchanger for ventilation device", as shown in Figures 1 to 3,
배기구(32)와 급기구(22)가 양단의 배기부(30)와 급기부(20)에 각각 형성되고 힌지 개폐식의 개폐 덮개(11)가 본체(12)에 형성된 길다랗고 납작하고 폭이 좁은 직사각 형상의 케이스 내측 중앙으로는 미세 다공성 재질의 탄소(숯)재질로 전열 교환기 몸체(41) 양측면에 원형의 관통공(42)이 상하좌우 등간격으로 다수 개 형성된 전열 교환기(40)를 중심으로 급기구(22)와 연통되는 일측의 급기부(20)로는 급기팬(21)이, 배기구(32)가 연통되는 타측의 배기부(30)로는 배기팬(31)이 양쪽 대칭의 직선상에 구비되어 송풍능력을 향상시키면서도 전열효율을 향상시키는 직사각형 환기장치(10) 기구적 구성에다,An
숯을 압축 성형한 다공성 탄소체의 전열교환기(40)는 내외부 온도차를 최소화시키는 축열성, 습도조절의 제습성, 오염공기를 정화시키는 공기정화기능, 습기를 차단하는 내수성과 공기나 가스를 통과시키는 통기성, 뜨겁거나 차가운 공기를 차단하는 단열성, 건강에 유익한 원적외선과 음이온 방출의 건강 기능성 등 복합 기능을 구현함으로써 소재 특성과 기계적 특성이 한데 아우러지는 복합시너지 효과가 있는 발명이다.Porous carbon body heat exchanger (40) compression-molded charcoal has a heat storage to minimize the temperature difference between the inside and outside, dehumidification of humidity control, air purification function to purify polluted air, water resistance to block moisture and passing air or gas It is a composite synergy effect that combines the material properties and mechanical properties by implementing complex functions such as breathability, heat insulation to block hot or cold air, and health functions of far-infrared rays and anion release, which are beneficial to health.
그러나 이 역시 열회수형 교환장치가 가지는 외형 구조와 소재 특성의 유기적 결합으로 인한 복합 효과가 있음에도 불구하고, 전체 제품 외형이 직사각형 형상으로 형성되므로 외관이 미려하지 않을 뿐 아니라 제품의 길이가 길어져서 공공 주택 아파트 등의 베란다 폭이 좁은 곳은 설치가 어려우며, 복수 개 급배기 팬의 배치가 열교환기와 함께 일직선상에 배치되므로 환기장치의 길이가 길어지며, 또한 급배기 공기 흐름이 거의 일직선으로 열교환기와 공기 접촉 시 공기의 바이 패스(By Pass)량이 많아 열교환 효율이 낮아짐과 동시에 숯과 카본을 주소재로 형성하게 되어 수입에 의존하여야 하기 때문에 고가이며, 환기 장치 내 필터 설치 공간이 협소한 문제점이 있었다.However, even though this also has a complex effect due to the organic combination of the external structure and material characteristics of the heat recovery type exchange device, the overall product is formed in a rectangular shape, which not only looks beautiful but also increases the length of the product. In narrow areas such as apartments, it is difficult to install, and the arrangement of plural supply and exhaust fans is arranged in line with the heat exchanger, so the length of the ventilator is long, and the supply and exhaust air flow is almost in line with the heat exchanger. As the amount of bypass of the city air is high, heat exchange efficiency is lowered, and char and carbon are formed as an addressing material, which is expensive, and the filter installation space in the ventilation device is narrow because it has to depend on imports.
따라서 본 발명자는 종래 본인이 창안한 환기 시스템 기술이 가지는 장점은 살리면서 문제점을 종합적으로 해결하고자 노력한 결과 계속 개량 발명으로서 본 발명을 완성하게 된 것이다. Therefore, the present inventors have completed the present invention as an improved invention as a result of efforts to solve the problems comprehensively while maintaining the advantages of the ventilation system technology invented by the prior art.
전술한 바와 같이 종래 기술의 열회수형 환기장치는 개선하여야 할 제반 문제점을 가지고 있는바,As described above, the heat recovery type ventilation apparatus of the related art has various problems to be improved.
고효율의 경제적인 열회수 축열 소재를 사용하면서도 설치하고자 하는 공간의 크기나 천정고, 천정 덕트 설치 여부 등 시공상의 제약에 관계없이 공간절약적이면서 실내외 유도 공기의 체류 시간과 접촉 면적을 극대화시킬 수 있으면서 외관을 미려하게 하고 길이를 짧게 하여 시공이 용이하며 필터 등의 관련 부품을 모주 장착할 수 있는 환기장치를 개발하여야 하는 기술적 과제가 있다. Regardless of the size of the space to be installed, the ceiling height, or the installation of the ceiling duct, it is space-saving and can maximize the residence time and contact area of indoor and outdoor induction air while using high-efficiency, economical heat recovery heat storage materials. There is a technical problem to develop a ventilator that can be easily installed and be equipped with related parts such as filters by making it beautiful and short in length.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, The present invention has been made to solve the above problems,
천정고, 천정 덕트 설치 여부 등 시공상의 제약이 없게끔 사방 길이가 짧으면서도 많은 부품을 커버할 수 있는 부품 실장 능력이 있어 공간 절약적인 일체형 사각형 케이스로 환기 장치 외관을 형성하되,It has the ability to mount parts that can cover many parts with short lengths so that there are no construction restrictions such as ceiling height and ceiling duct installation.
현열 및 잠열 축열 기능의 자원 재활용 효과가 있으며 다공성으로 비표면적이 큰 플라이 애쉬(fly ash,, 석탄회) 또는 석묵(graphite)을 주원료로 미세 직경 관통공이 횡방향으로 관통 형성되어 열과 습기의 전달력으로 열교환 효율이 월등히 향상되고 공기 중에 혼재되어 있는 이물질을 걸러 주게 하는 정화효율과 제습 효과를 좋게 하는 전열교환기를 중심으로 배기팬과 급기팬을 대각선 방향의 엇갈리는 대칭으로 대향되는 S라인의 유로를 형성하여 충분한 정압과 풍량을 유지할 수 있으면서도 공기가 통과하는 유로상의 접촉 체류 공간과 체류 시간을 넓히는 구성으로, It has the resource recycling effect of sensible heat and latent heat storage function, and has a porous, fly ash (graphite) or graphite (large specific surface area) as the main raw material. The S-line flow path is symmetrically opposed to the exhaust fan and the supply fan in a diagonally symmetrical direction, with a focus on the total heat exchanger which improves the heat exchange efficiency and filters the foreign matter mixed in the air and improves the dehumidification effect. While maintaining a sufficient static pressure and air flow rate, the contact residence space on the flow path through which air passes and the residence time are extended,
비표면적이 큰 소재 특성과 유도 공기의 체류 시간과 접촉 면적을 극대화시키는 구조적 특성이 유기적으로 결합된 고효율 축열식 열교환기를 구비한 열회수형 환기장치를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a heat recovery type ventilator having a high efficiency heat storage heat exchanger organically combined with a large specific surface material and structural characteristics maximizing the residence time and contact area of induction air.
이와 같이 된 본 발명은,The present invention thus achieved,
고효율 고 비표면적의 소재로 형성된 공기의 체류 시간과 접촉 면적을 극대화시키는 축열식 열교환기에 부가하여 축열식 열교환기의 열교환 효율이 극대화되게끔 S라인의 유로를 형성하여 충분한 정압과 풍량을 유지할 수 있으면서도 공기가 통과하는 유로상의 접촉 체류 공간과 체류 시간을 넓히게 함과 동시에,In addition to the heat storage heat exchanger that maximizes the residence time and contact area of air formed of high-efficiency, high specific surface area material, the S-line flow path is formed to maximize the heat exchange efficiency of the heat storage heat exchanger. At the same time increasing the contact residence space and residence time on the passage,
사방 길이가 짧으면서도 많은 부품을 커버할 수 있는 부품 실장 능력으로 공간 절약적이면서 시공을 용이하게 하는 일체형 사각형 케이스를 구성하여 시공이 용이하고 경제적이며 시공 기간이 단축되며 기둥이나 보, 칸막이 등 장애물에 구애받지 않고 시공 장소에 관계 없이 설치되는 생산성 향상 효과를 구현함으로써, It is easy to install, economical and shorten the construction time by constructing an integrated rectangular case that is space-saving and easy to construct due to the component mounting ability that can cover many parts even though the length is short. By realizing productivity improvement effect regardless of construction place regardless of construction place,
전열교환 장치 소재 특성과 효과적으로 기류의 접촉 면적을 넓게 할 수 있도록 설계된 공기 흐름의 구조적 특성이 한데 어우러지는 복합 상승효과로,It is a composite synergy effect that combines the material characteristics of the heat exchanger device and the structural characteristics of the air flow designed to effectively expand the contact area of the airflow.
체적이 감소된 하나의 복합 기능 환기장치로 환기 장치 설치 의무가 되는 한정된 좁은 공간의 건축물도 간단하고 용이하게 최적 설치 및 사용될 수 있으므로 배기되는 공기로부터 에너지를 효율적으로 회수 및 정화시켜 축열하여 환기에 따른 냉난방 부하를 효과적으로 절감시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.As a single-function ventilator with reduced volume, the building can be easily installed and used even in limited spaces, which are obligatory to install ventilation devices. There is a useful effect that can effectively reduce the heating and cooling load.
본 발명의 구성을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같으며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우 그 설명은 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the configuration of the present invention will be given below with reference to the accompanying drawings. In the following description, detailed descriptions of well-known functions will be omitted.
본 발명은 몸체(102)와 힌지 개폐식 덮개(101)로 이루어지는 납작한 박스(함체) 형상으로 체적을 축소시킨 사각형 케이스 내에 원형의 미세 직경 관통공(42)이 상하좌우 등간격으로 다수 개 형성된 축열식 전열교환기(140)를 중심으로 급기구(122)와 연통되는 일측의 급기부(120)로는 급기팬(121)이, 배기구(132)가 연통되는 타측의 배기부(130)로는 배기팬(131)이 엇갈린 양쪽 대칭으로 구비된 축열식 전열교환기를 구비한 열회수형 환기장치에 있어서,The present invention is a heat storage heat transfer type formed with a plurality of circular micro-diameter through-
축열식 전열교환기(140)는 현열 및 잠열 축열 기능의 다공성으로 자원 재활용 효과가 있으며 비표면적이 큰 플라이 애쉬(fly ash,, 석탄회) 또는 석묵(graphite)을 주원료로 첨가제를 혼가 혼합 성형하여 열교환 효율과 제습 효율, 공기 정화 효율을 극대화 시키고, The heat storage type heat exchanger (140) is a porous material with sensible heat and latent heat storage function, and has a resource recycling effect. The additives are mainly mixed with fly ash (fly ash, or coal ash) or graphite (graphite) having a large specific surface area as a main raw material. Maximize dehumidification efficiency, air purification efficiency,
급기구(122)와 급기팬(121), 배기구(132)와 배기팬(131) 사이로는 먼지와 분진 흡착 기능의 급기 필터(123)와 배기 필터(133)를 각각 기류가 연통되게 장착하 되 배기팬(131)과 급기팬(121)을 대각선 방향의 엇갈리는 대칭으로 위치되는 S자 통기 라인(유로)을 형성하여 충분한 정압과 풍량을 유지할 수 있으면서도 공기가 통과하는 유로상의 접촉 체류 공간과 체류 시간을 넓히는 구성의 고효율 축열식 전열교환기를 구비한 열회수형 환기장치를 특징으로 한다.Between the
또한 상기 축열식 전열교환기의 원료 조성에 의한 제조방법은,In addition, the manufacturing method by the raw material composition of the heat storage type heat exchanger,
환경 친화적 주재료로서 플라이 애쉬(fly ash,, 석탄회)를 중량비로 30-40%, 바인더(Binder)로서 규산 나트륨(Sodium Silicates) 40-50% 또는 규산 칼리(Potassium Silicate) 30-40%, 기타 버미큘라이트(질석) 5-6%, 일라이트(ILLITE) 8-16%와 물 3-15%를 혼합한 반죽물을 소성하지 않고 프레스를 이용 성형압력 50-80 kg/㎠G로 가압 성형하고 건조기에서 150 ℃ 온도조건에서 80-120 시간 건조시키게 되는데,30 to 40% by weight fly ash as the main environmentally friendly material, 40 to 50% sodium silicate as binder, or 30 to 40% potassium silicate, other vermiculite Vermiculite: 5-6%, 8-16% of ILLITE, and 3-15% of water, press-molded at 50-80 kg / ㎠G using a press without firing, without firing It is dried for 80-120 hours at 150 ℃
규산 나트륨(Sodium Silicates) 또는 규산 칼리(Potassium Silicate)를 가압 혼련기(pressure kneader)에 넣고 물을 투입 후 플라이 애쉬와 버미큘라이트(질석), 일라이트(ILLITE)를 서서히 혼합 균일하게 반죽한 후 금형에 넣어 성형하게 되는 것이다.Sodium Silicates or Potassium Silicate are placed in a pressure kneader, water is added, and then fly ash, vermiculite and ILLITE are slowly mixed and uniformly kneaded. Will be molded.
이때 플라이 애쉬(Fly Ash)의 성분은 중량비로 SiO2 57.09%, Al2O3 24.66%, Fe2O3 10.5%, CaO 2.58%, MgO 1.37%, SO3 0.94%, 기타 잔량으로서,At this time, the components of the fly ash (Fly Ash) by weight ratio of SiO 2 57.09%, Al 2 O 3 24.66%, Fe 2 O 3 10.5%, CaO 2.58%, MgO 1.37%, SO 3 0.94%, other residual amount,
플라이 애쉬는 구상입자이므로 동일한 양의 성형재료로 낮은 점도를 가지고 있으므로 유기 혼합제 바인더인 규산 나트륨(Sodium Silicates) 또는 규산 칼리(Potassium Silicate)의 비율을 30-50%(전체 원료 대비 중량비)로 하는 것이 바람직한 데 30% 미만이면 강도가 약해지고 50%를 초과하게 되면 성형성에 문제가 있다.Since fly ash is a spherical particle, it has a low viscosity with the same amount of molding material. Therefore, the ratio of sodium silicate or potassium silicate, which is an organic binder, is 30-50% (by weight of the total raw material). If less than 30% is preferred, the strength is weakened, and if it exceeds 50%, there is a problem in formability.
또한 규산칼리(액상규산칼륨,Potassium Silicate)는 SiO 와 KCo (탄산칼륨)을 고열로에서 용융시켜 제조되는 수용액으로서 화학식은 K OㆍnSiO ㆍmH O이다.Also, potassium silicate (liquid potassium silicate) is an aqueous solution prepared by melting SiO and KCo (potassium carbonate) in a high temperature furnace, and the chemical formula is KO.nSiO.mHO.
또한 규산나트륨(규산소다)은 수용성 규산염 중 가장 널리 사용되고 있는 무기화합물로서 Na2O-nSiO2-xH2O 의 분자식으로 표현되며, 물에 대한 용해성이 있기 때문에 물유리(water glass)라고도 불리운다. Sodium silicate (sodium silicate) is the most widely used inorganic compound among water-soluble silicates and is represented by the molecular formula of Na2O-nSiO2-xH2O, and is also called water glass because of its solubility in water.
일라이트는 원적외선을 방사하는 연질 운모 광물로 악취제거, 정균작용(바이러스, 박테리아 등을 제거하는 기능을 가지고 있다. Illite is a soft mica mineral that emits far-infrared rays and has the function of removing odors and bacteriostatics (viruses, bacteria, etc.).
팽창성 광물로서 버미큘라이트(질석)는 흑운모가 풍화 또는 열수 변질에 의해 생성된 광물로서, 그 내부에 물분자가 결합되어 있어, 고온으로 가열되면 광물 내부의 수분이 증발하면서 형성되는 기포로 인해 내부에 무수한 기공이 형성되고 Vermiculite (vermiculite) as an expandable mineral is a mineral produced by weathering or hydrothermal alteration of biotite, and water molecules are bound therein. Pores are formed
원석 부피의 20 ~ 40배까지 팽창하게 된다.It will expand up to 20-40 times the volume of the gemstone.
플라이 애쉬(FLY ASH)를 특수 접착제인 규산칼리나 규산나트륨과 혼합하게 되면 분말이 기공을 채워주므로서 접착재의 소요량이 절감되고 적정한 강도와 흡수율을 가지게 되는데 경량성, 흡음성, 단열성, 흡착성, 내부식성, 해취성 등의 특성이 있는 버미큘라이트(질석)를 첨가하여 상온에서 가압 몰딩하게 되면 전체 원료에 기공이 형성되어 단위 체적당 중량이 감소하게 되고 보습과 축열작용을 증대시키게 되고 이를 건조로에서 건조하게 되면 플라이 애쉬(fly ash,, 석탄회)를 주재로 하는 고효율의 축열식 전열교환기가 생성되는 것이다. When FLY ASH is mixed with special adhesives such as silicate silica or sodium silicate, the powder fills the pores, reducing the amount of adhesive required and having the appropriate strength and absorption rate. Lightweight, sound absorption, heat insulation, adsorption, corrosion resistance, When pressure molding at room temperature by adding vermiculite (vermiculite) having deodorizing properties, pores are formed in the whole raw material, the weight per unit volume is reduced, and the moisture and heat storage action are increased. A highly efficient regenerative total heat exchanger based on (fly ash) is produced.
팽창성 광물인 버미큘라이트(질석)에 무기질 접착제를 혼합하여 가압하는 가압력은 50-80 kg/㎠G가 바람직한 데 상기 가압 조건에서 바인더인 규산 칼리 또는 규산 나트륨이 버미큘라이트와 플라이 애쉬 입자 사이에 끼어 들어가게 되므로 단단히 접착되어 기계적 물성의 성형 강도가 좋아지게 되며 150 ℃ 온도조건에서 80-120시간 건조시키게 되는데, 플라이 애쉬의 활성화효과가 큰 150 ℃에서 건조에 따른 수축 및 균열 없이 건조시키게 되는 것이다. 50-80 kg / cm2 G is preferably applied when the inorganic adhesive is mixed with vermiculite (vermiculite), which is an expandable mineral, and under the above pressure conditions, a binder such as kali silicate or sodium silicate is sandwiched between vermiculite and fly ash particles. The bond strength of the mechanical properties is improved and dried for 80-120 hours at 150 ℃ temperature, the fly ash is dried at 150 ℃ without the shrinkage and cracking caused by the drying effect is 150 ℃.
일라이트는 2:1층의 점토질 광물이지만 버미큘라이트와는 달리 층간이 팽창되지 낳는 운모와 같은 구조를 가지고 있으며 음이온을 발산하여 중금속 및 유해 원소들을 흡착하는 특성이 있는데 본 발명은 고온소성을 하지 않으므로 물리화학적 변성을 최소화할 수 있어 점토질 광물의 흡착성 및 반응성을 보존하면서 복합재의 기계적 강도를 유지할 수 있게 한다.Although illite is a 2: 1 layer of clay mineral, unlike vermiculite, it has a mica-like structure that does not expand between layers, and has the characteristic of adsorbing heavy metals and harmful elements by emitting anions. Chemical denaturation can be minimized to maintain the mechanical strength of the composite while preserving the adsorbability and reactivity of clay minerals.
결국 상기한 플라이 애쉬(fly ash,, 석탄회)를 주재료로 하는 축열식 전열교환기는 축열 및 열교환특성이 우수하며, 흡습성이 뛰어나 잠열을 발생시키므로 전열교환을 할 수 있으며 발전소에서 발생하는 재를 이용하므로 자원 재생의 효과가 있고, 원자재의 수입 대체 효과가 있게 되는데, 반 영구적으로 사용할 수 있어 교체 비용이 전혀 들지 않는 장점이 있다.Eventually, the heat storage type heat exchanger mainly based on the above fly ash (fly ash, coal ash) has excellent heat storage and heat exchange characteristics, has excellent hygroscopicity and generates latent heat so that it can undergo heat transfer and uses ash generated from a power plant. It has the effect of regeneration and the import substitution effect of raw materials, it can be used semi-permanently, there is an advantage that no replacement cost.
또한 또 다른 실시예로서 석묵을 주재료로 이용한 축열식 전열교환기 제조에 있어,In still another embodiment, in the production of a heat storage type heat exchanger using quartz as a main material,
석묵(石墨, graphite, plumbago, 有機鑛物의 일종)을 분쇄기로 미분쇄하고 미세한 분말로 만들어 블록(Block) 형상으로 성형한 다음 성형된 블록을 고온에서 가열 숙성 후 서냉시키고 상기와 같이 고온 가열 후 냉각처리된 성형 블록의 측면에 상하좌우 일정한 간격(Pitch)으로 관통공을 홀(hole) 가공하여 축열성 및 열교환성, 흡습성이 좋아지도록 가공하는데 축열 및 열교환특성이 우수하며, 흡습성이 뛰어나 잠열을 발생시키므로 전열교환을 효율적으로 수행할 수 있다. Finely grind the stone (graphite, graphite, plumbago, etc.) into a pulverizer, make it into fine powder, and shape it into a block shape.The molded block is heated and aged at high temperature, then slowly cooled and cooled as above. Through-holes are drilled at regular intervals up, down, left, and right on the side of the processed block to improve heat storage, heat exchange, and hygroscopicity. Excellent heat storage and heat exchange characteristics. Therefore, the total heat exchange can be efficiently performed.
석묵(黑鉛, graphite)은 육방정계(六方晶系)에 속하는 광물로서 화학성분은 열손실이 적은 카본(C)이며, 거의 순수한 탄소로 이루어지고 다이아몬드와 동질이상(同質異像)인데,인상편상(片狀)의 결정을 이루게 되며 그물구조 공유결합을 하고 있어 열전도율이 상당히 우수하고 방열 및 항균, 탈취효과를 가지게 되는 것으로서, Graphite is a mineral belonging to a hexagonal system, and its chemical composition is carbon (C) with low heat loss. It is made of almost pure carbon and is inhomogeneous with diamond. As it forms crystals of flakes and is covalently bonded to the net structure, the thermal conductivity is excellent, and it has heat dissipation, antibacterial and deodorizing effects.
석묵(石墨, graphite, plumbago, 有機鑛物의 일종)을 분쇄기로 미분쇄하고 미세한 분말로 만들고 블록(Block) 형상으로 성형한 다음 성형된 블록을 기공용적과 비표면적 및 중량과 강도의 최적 조합 조건인 1,250 ℃ 내지 1,300 ℃ 의 온도 범위에서 약 700-720시간 가열 숙성하고 가열된 블록을 다시 2800℃의 전기로에서 약 170 시간 가열 후 서냉한 후 탄소순도와 강도 및 밀도가 우수한 석묵을 주재료로 이용한 축열식 전열교환기가 얻어지게 되는데, 5-10mm 직경의 관통공이 다수 형성된 성형 구조에 의해 기공 용적과 비표면적이 증대되어 열교환 효율을 향상시키게 된다. Finely grind the stone (graphite, graphite, plumbago, etc.) into a pulverizer, turn it into fine powder, shape it into a block shape, and then shape the molded block into an optimal combination of pore volume, specific surface area, weight and strength. Heat aging of 700-720 hours in the temperature range of 1,250 ℃ to 1,300 ℃, the heated block is heated again in an electric furnace of 2800 ℃ for about 170 hours, then cooled slowly, and heat storage heat transfer using the main material of high purity of carbon and strength and density The exchanger is obtained, and the pore volume and the specific surface area are increased by the formed structure in which a plurality of 5-10 mm diameter through holes are formed, thereby improving heat exchange efficiency.
이하 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 몸체(102)와 힌지(103) 개폐식의 덮개(101)로 이루어지는 납작하고 운전하중 및 진동도 충분히 커버할 수 있는 강도와 기밀성을 유지하는 대략 정육면체의 박스(함체) 형상으로 체적을 축소시킨 사각형 케이스 내에 원형의 미세 직경 관통공(42)이 상하좌우 등간격으로 다수 개 형성된 원형의 고밀도 타공 구조 열회수형 전열교환기(140)를 중심으로 급기구(122)와 연통되는 일측의 급기부(120)로는 급기팬(121)이, 배기구(132)가 연통되는 타측의 배기부(130)로는 배기팬(131)이 엇갈린 양쪽 대칭으로 구비된 열회수형 환기장치(100)를 구성한다.The present invention reduces the volume to a substantially cube-shaped box (enclosure) shape that maintains strength and airtightness, which is flat and consists of a
특히 본 발명은 길이를 짧게 하고 높이를 낮춰서 체적을 축소시킴으로써 환기 장치의 층고를 줄일 수 있으며 면적 사용율이 높은 대략 정사각형 형상으로 아 파트 베란다 등의 폭이 좁고 협소한 한정된 부지에서도 부착하고자 하는 위치에 누구나 쉽고 용이하게 공간절약적 시공이 가능하며 미려한 외관을 유지하게 되는데, 압력손실이 상대적으로 낮아져서 전력비가 적게 들어가고 수평으로 케이스를 장착할 수 있어 측면에 부착될 수 있기 때문에 유지보수가 용이하며, 환기장치의 대각선 방향 모서리에는 고정구(104)가 형성되어 있어 벽면 등에 부착이 쉬우며 잠금장치(105)를 이용 덮개(101)를 개폐 유지보수를 용이하게 할 수 있다.In particular, the present invention can reduce the height of the ventilation device by reducing the volume by shortening the length and lowering the height, and in a substantially square shape having a high area use rate, anyone who wants to attach even in a narrow and narrow confined site such as a veranda Space-saving construction is possible easily and easily and maintains a beautiful appearance. Since the pressure loss is relatively low, the power cost is low and the case can be mounted horizontally so that it can be attached to the side, so maintenance is easy, and the
또한 케이스 길이에 맞춰 중앙의 축열식 열교환기를 중심으로 급기구(122)와 연통되는 일측의 급기부(120)로는 급기팬(121)이, 배기구(132)가 연통되는 타측의 배기부(130)로는 배기팬(131)이 서로 엇갈리는 양쪽 대칭으로 서로 간섭을 받지 않도록 나란히 배치되므로서 2개의 대향되는 공기 흐름이 열회수형 전열 교환기를 경유하면서 번갈아서 열교환을 수행하는 압력이나 풍량 손실이 없는 환기 구조를 형성한다.In addition, the
이때 선택적으로 또는 동시에 가동되는 급기팬(121)과 배기팬(131)은 동일수직선상이 아니라 대각선 방향으로 나란히 배치되어 저항을 받지 않고 공기 흐름을 극대화시키는 선회 곡선의 흐름으로서 S자 통기 라인(유로)을 형성하되 직사각형의 전열교환기(140)가 통과 공기를 폭 방향으로 넓게 확산시켜 커버하여 공기의 접촉시간과 접촉면적을 증가시키고 바이-패스(by-pass)량을 적게하므로서 송풍능력의 저감 없이도 열교환 효율이 향상된다. At this time, the
그리고 외부 공기의 흡입 공급이 가능한 급기팬(121)과 실내공기를 흡입 배출하는 배기팬(131)의 내측면으로는 각종 이물질의 침입을 방지하기 위한 급기 필터(123)와 배기 필터(133)를 설치하게 되는데 케이스가 사각형이어서 오염 공기를 1 차적으로 걸러줄 수 있는 프리 필터(pre-filter) 뿐 아니라 헤파 필터, 카본 필터 등 다양한 필터를 연달아서 다수 개 장착할 수 있어 공기정화 효율을 한층 높일 수 있다. In addition, an
축열식 열회수형 전열교환기(140)는 주성분을 볼 밀 등으로 고도로 미분화시킨 플라이 애쉬로 하고 바인더(Binder)로서 규산 나트륨(Sodium Silicates) 40-50% 또는 규산 칼리(Potassium Silicate) 30-40%, 기타 버미큘라이트(질석) 5-6%, 일라이트(ILLITE) 8-16%와 물 3-15%를 혼합한 반죽물을 소성하지 않고 프레스를 이용 성형압력 50-80 kg/㎠G로 가압 성형하고 건조기에서 150 ℃ 온도조건에서 80-120 시간 건조시키게 되는데,The regenerative heat recovery type heat exchanger (140) is made of fly ash which is highly micronized as a main component of a ball mill, etc., and 40-50% of sodium silicate or 30-40% of silica silicate as a binder. Pressurized and molded at 50-80 kg / ㎠G using a press without firing the dough mixed with vermiculite 5-6%, ILLITE 8-16% and water 3-15% It is dried for 80-120 hours at 150 ℃
주성분을 플라이 애쉬로 하되 보다 여러 가지 재료를 첨가하므로써 종래의 단순 조성 열교환소재로는 가능하지 못했던 보다 다양하고 새로운 특성을 부여하여 다기능성의 고부가가치 축열식 전열교환기 성형용 조성물을 제공하게 된다.The main component of the fly ash, but by adding a variety of materials to give a variety of new characteristics that were not possible with the conventional simple composition heat exchanger material to provide a multi-functional high value-added regenerative heat exchanger molding composition.
이때 전열교환기의 통기 구조는 관통공(42)을 통하여 서로 번갈아 흐르는 공기 사이에서 직접적인 열이동과 축열재료로 성형된 축열체를 통하여 양 공기간의 온도차에 의하여 축적된 열로 전도되는 열투과형 방식이 동시에 구현되게 한다. At this time, the ventilation structure of the total heat exchanger implements a heat-transmissive type that conducts heat directly between the air alternately flowing through the through
특히 석탄을 연소하거나 석탄과 석유를 연소시키는 보일러 시스템에서 배출되는 산업폐기물로써 플라이 애쉬를 주재료로 하는 전열교환기는 다공성으로서 일정 공간에서 다른 형태의 축열재에 비하여 축열재의 열교환 속도를 좌우하는 표면적이 클 뿐 아니라 같은 표면적이라 하더라도 타 축열재에 비하여 공기 저항이 아주 작은 특성을 가지게 되며 구조적 특성과 어우러져 공기의 흐름을 고르게 분배시키면서도 축열 효율을 증가시키게 되는 것으로, 미연 탄소 함유량이 5% 이하인 플라이 애쉬를 사용하는 것이 바람직하다.In particular, as an industrial waste discharged from a boiler system that burns coal or coal and oil, the total heat exchanger whose fly ash is the main material is porous and has a large surface area which determines the heat exchange rate of the heat storage material as compared to other types of heat storage material in a certain space. In addition, even though the surface area is the same, the air resistance is very small compared to other heat storage materials, and in combination with the structural characteristics, the heat storage efficiency is increased while distributing the air flow evenly. It is desirable to.
또한 석묵을 주재료로 이용한 축열식 전열교환기도,In addition, the regenerative heat transfer exchanger using quartz as the main material,
기공용적과 비표면적 및 중량과 강도가 최적 조합인 소재 특성으로 탄소순도와 강도 및 밀도가 우수하고 5-10mm 직경의 관통공이 다수 형성된 성형 구조에 의해 기공 용적과 비표면적이 증대되어 열교환 효율을 종래 기술에 비하여 대폭 향상시키게 된다. It is a material characteristic that is the best combination of pore volume, specific surface area, weight and strength. It has excellent carbon purity, strength and density, and the structure of many 5-10mm diameter through-holes increases the pore volume and specific surface area. Significant improvement over technology.
또한 이렇게 형성된 본 발명의 환기장치는 소정의 프로토콜 프로그램이 내장되고 마이크로 프로세서가 장착된 컨트롤러로서 PCB기판(150)의 조작에 의해 공기의 흐름을 제어하고 외기(外氣)와 내기(內氣)를 열 교환하면서 환기시키도록 하는 것이다.In addition, the ventilator of the present invention formed as described above is a controller in which a predetermined protocol program is embedded and equipped with a microprocessor to control the flow of air by manipulating the
* 비교예Comparative Example
- 아파트 베란다의 폭이 좁은 곳은 적용하기가 어렵다.Long product length due to rectangular shape
-Narrow areas of apartment veranda are difficult to apply.
-거의 정사각형으로 폭이 좁은 베란다 설치에 용이-The product is short in length due to the square shape.
Almost square, easy to install with narrow veranda
- 제품의 길이가 짧음-The air supply and exhaust fan are arranged side by side with the heat exchanger
-Short product length
-열교환기와 공기 접촉 시 공기의 By Pass량이 많아 열교환 효율이 낮다.-Air flow in the device is almost straight
-Heat exchange efficiency is low due to large amount of By Pass in air contact with heat exchanger.
이루어짐
-열교환기와 공기 접촉 시 공기의 By Pass량이 적어
열교환 효율이 높다.-The air flow in the equipment is
Done
-Bypass amount of air is small when contacting air with heat exchanger
High heat exchange efficiency
- 카본 열교환기로는 숯+카본, 석묵을 가공하여 주원료로 제조한다.-As ceramic heat exchanger, FlyAsh from thermal power plant is manufactured as a main raw material, so it has the effect of resource recycling and import substitution.
-As carbon heat exchanger, charcoal + carbon and quartz are processed and manufactured as main raw materials.
-As the filter space is wide, various filters such as hepa filter and carbon filter can be applied with pre-filter.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. The present invention described above is not limited to the above-described embodiment as various substitutions and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. .
도 1은 종래 기술에 따른 직사각형 축열식 전열교환기를 구비한 열회수형환기장치의 외관 사시도1 is an external perspective view of a heat recovery type ventilation apparatus having a rectangular heat storage type heat exchanger according to the prior art;
도 2는 종래 기술에 의한 환기장치 내부 구조 평면 구성도Figure 2 is a plan view of the internal structure of the ventilation apparatus according to the prior art
도 3은 종래 기술에 따른 축열식 전열교환기 사시도3 is a perspective view of a heat storage type heat exchanger according to the prior art
도 4는 본 발명에 따른 고효율 축열식 열회수형 전열교환기를 구비한 환기장치의 외관 사시도Figure 4 is an external perspective view of a ventilation device having a high efficiency heat storage type heat recovery type heat exchanger according to the present invention
도 5는 본 발명에 따른 고효율 축열식 열회수형 전열교환기를 구비한 환기장치의 내부 평면 구성도Figure 5 is a plan view of the inside of the ventilation apparatus having a high efficiency heat storage type heat recovery type heat exchanger according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 열회수형 환기장치의 사용상태 예시도 6 is an exemplary state of use of the heat recovery type ventilation apparatus according to the present invention
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
10:직사각형 환기장치 11:개폐덮개10: rectangular ventilation device 11: opening and closing cover
12:본체 20:급기부 12: The body 20: Air supply part
21:급기팬 22:급기구21: supply fan 22: supply
30:배기부 31:배기팬 30: exhaust part 31: exhaust fan
32:배기구 40:전열교환기 32: exhaust 40: heat exchanger
41:전열교환기 몸체 42:관통공 41: heat exchanger body 42: through hole
100:열회수형 환기장치 101:덮개100: heat recovery type ventilator 101: cover
102:몸체 103:힌지102: body 103: hinge
104:고정구 105:잠금장치104: fastener 105: locking device
120:급기부 121:급기팬120: air supply unit 121: air supply fan
122:급기구 123:급기 필터122: supply air supply 123: supply air filter
130:배기부 131:배기팬130: exhaust part 131: exhaust fan
132:배기구 133:배기필터132: exhaust vent 133: exhaust filter
140:열회수형 전열 교환기 150:PCB 회로기판 140: heat recovery type heat exchanger 150: PCB circuit board
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