KR101147743B1 - 콤팩트형 환기시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환기시스템의 구조를 개선하여 실외공기 및 실내오염공기가 규칙적인 유동분포를 가지고 유동될 수 있도록 하는 콤팩트형 환기시스템에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 실외공기를 실내로 공급하는 급기덕트와 실내오염공기를 외부로 토출시키는 배기덕트가 교차하는 부위에 설치되고, 그 내부에는 급기와 배기가 열교환되도록 전열소자가 설치되며, 상기 전열소자의 전방측 상단은 실외공기가 유입되어 유동되는 급기공간부가 형성되고, 그 하단에는 실내오염공기가 유입되어 유동되는 배기공간부가 형성된 전열교환기와; 상기 전열교환기 내부에 설치되어 상기 외기를 강제 흡입하기 위한 급기팬이 구비된 급기팬스크롤과; 상기 급기팬스크롤의 일측에 설치되어, 상기 실내오염공기를 강제로 흡입하기 위한 배기팬이 구비된 배기팬스크롤; 그리고, 상기 전열교환기의 급/배기공간부 상에 설치되어, 실외공기 및 실내오염공기의 흐름을 균일하게 하여 전열소자를 고르게 통과되도록 하는 유로가이드부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 콤팩트형 환기시스템을 제공한다.

콤팩트형 환기시스템, 전열교환기, 유로가이드부

Description

콤팩트형 환기시스템{Compact-type ventilation system}

도 1은 종래의 콤팩트형 환기시스템의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 사시도

도 2는 종래의 콤팩트형 환기시스템의 공기의 흐름을 나타낸 개략도

도 3은 종래의 콤팩트형 환기시스템에서 공기의 유량분포를 나타낸 개략도

도 4는 본 발명에 따른 콤팩트형 환기시스템의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 사시도

도 5는 종래의 콤팩트형 환기시스템의 공기의 흐름을 나타낸 개략도

도 6은 본 발명에 따른 콤팩트형 환기시스템에서 공기의 유량분포를 나타낸 개략도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1: 전열교환기 5: 전열소자

20: 급기덕트 30: 배기덕트

60: 안내가이드 70: 급기팬스크롤

71: 급기팬 80: 배기팬스크롤

81: 배기팬 100: 유로가이드부

110: 제1유로가이드 120: 제2유로가이드

본 발명은 환기시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환기시스템의 구조를 개선한 것에 관한 것이다.

밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서, 사무실이나 차량과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다. 이 때, 통상적으로 사용되는 것이 환기시스템이다.

종래에 알려진 대부분의 환기시스템은 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있다. 그런데, 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출시킬 경우, 실내의 냉기 또는 열기가 여과 없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열 교환 없이 유입됨으로 인해 실내를 난방 및 냉방시키는데 드는 경비가 불필요하게 많이 들게 되었다.

또한, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입됨으로 인해 실내공기의 급격한 온도변화로 그 내부에 존재하는 사람들이 불쾌감을 느끼게 되고, 특히 실내의 창문이나 문틀이 닫혀진 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍현상이 발생될 수 있음은 물론, 실내 공기의 습도조절이 전혀 이루어지지 않게 되어 환기시스템이 구비되어 있는데도 불구하고 쾌적한 실내환경을 유지시키지 못하는 문제점 등이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 실외공기를 실외로 배출되는 실내공기와 먼저 열 교환시킨 다음 실내로 공급하는 전열교환 방식의 환기시스템이 제시되었다.

도 1은 종래 기술에 따른 콤팩트형 환기시스템의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래의 콤팩트형 환기시스템의 공기의 흐름을 나타낸 개략도이며, 도 3은 종래의 콤팩트형 환기시스템에서 공기의 유량분포를 나타낸 개략도이다.

이 때, 점선으로 도시된 화살표는 실내오염공기의 흐름을 나타낸 것이고, 실선으로 도시된 화살표는 실외공기의 흐름을 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 박스형태의 전열교환기(1) 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트(20)가 구비되고, 상기 급기덕트(20)와 소정 위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트(30)가 구비된다.

그리고, 상기 급기덕트(20)와 배기덕트(30)가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열 교환하는 전열소자(5)가 구비된다.

상기 급기덕트(20)의 일단에는 실외와 연통되는 급기 흡입구(21)가 형성되고, 타단에는 실내와 연통되는 급기 배출구(22)가 형성되며, 상기 배기덕트(30)의 일단에는 실내와 연통되는 배기 흡입구(31)가 형성되고, 타단에는 실외와 연통되는 배기 배출구(32)가 형성된다.

그리고, 전열교환기(1) 내부에 설치된 상기 급기덕트(20) 상에는 실외로부터 실외공기를 강제 흡입하여 실내로 공급하는 급기팬(71)이 구비된 급기팬스크롤(70)이 설치되고, 상기 배기덕트(30) 상에는 실내의 오염공기를 강제로 흡입하여 실외로 배출하는 배기팬(81)이 구비된 배기팬스크롤(80)이 설치된다.

또한, 상기 급기팬스크롤(70) 및 배기팬스크롤(80)의 전방측에는 실외오염공기 및 실내오염공기의 유동 방향을 안내하는 안내가이드(60)가 설치된다.

이와 같이 구성된 전열교환 방식 콤팩트용 환기시스템의 작용을 상술하면 다음과 같다.

먼저, 실내공기가 어느 정도 오염되었을 때 배기팬(81)에 전원이 인가되면서 실내오염공기가 배기 흡입구(31)를 통해 배기덕트(30)로 유입된 다음, 전열소자(5)를 지나 안내가이드(60)의 상단을 따라 유동된 후, 배기 배출구(32)를 통해 실외로 배출된다.

이와 동시에, 급기팬(71)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기가 급기 흡입구(21)를 통해 급기덕트(20)로 유입된 다음, 전열소자(5)를 지나 안내가이드(60)의 하단을 따라 급기 배출구(22)를 통해 실내로 공급된다.

이 때, 상기 전열소자(5)를 지나는 실내공기와 실외공기는 상호 열 교환되어 실내에 적합한 온도의 실외공기가 공급된다.

그러나, 상기 전술한 구조의 콤팩트형 환기시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 전열교환기(1) 내부에 급기팬(71) 및 배기팬(81)이 나란히 설치된 구조이기 때문에 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 급기되는 실외공기 및 배기되는 실 내오염공기가 불규칙적인 유량분포를 가지고 유동되는 것을 알 수 있다.

이에 따라, 불규칙하게 유동되어 전열소자(5)를 통과하는 실외공기 및 실내오염공기로 인해 전열효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 환기시스템의 구조를 개선하여 실외공기 및 실내오염공기가 규칙적인 유동분포를 가지고 유동될 수 있도록 하는 콤팩트형 환기시스템을 제공하고자 한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실외공기를 실내로 공급하는 급기덕트와 실내오염공기를 외부로 토출시키는 배기덕트가 교차하는 부위에 설치되고, 그 내부에는 급기와 배기가 열교환되도록 전열소자가 설치되며, 상기 전열소자의 전방측 상단은 실외공기가 유입되어 유동되는 급기공간부가 형성되고, 그 하단에는 실내오염공기가 유입되어 유동되는 배기공간부가 형성된 전열교환기와; 상기 전열교환기 내부에 설치되어 상기 외기를 강제 흡입하기 위한 급기팬이 구비된 급기팬스크롤과; 상기 급기팬스크롤의 일측에 설치되어, 상기 실내오염공기를 강제로 흡입하기 위한 배기팬이 구비된 배기팬스크롤; 그리고, 상기 전열교환기의 급/배기공간부 상에 설치되어, 실외공기 및 실내오염공기의 흐름을 균일하게 하여 전열소자를 고르게 통과되도록 하는 유로가이드부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 콤팩트형 환기시스템을 제공한다.

여기서, 상기 유로가이드부는 상기 전열교환기의 급기공간부 전방측 모서리 에 설치되어 상기 실외공기의 유동을 고르게 하는 제1유로가이드와, 상기 전열교환기의 배기공간부 전방측 모서리에 상기 제1유로가이드와는 대응되도록 설치되어 상기 실내오염공의 유동을 고르게 하는 제2유로가이드로 이루어진다.

즉, 상기 전열교환기 내부에 유로가이드부가 설치됨에 따라 외부로 배출되는 실외오염공기 및 실외로 공급되는 실외공기의 유동분포가 균일하게 되어, 전열소자를 통한 열교환 성능이 향상된다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 콤팩트형 환기시스템의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 종래의 콤팩트형 환기시스템의 공기의 흐름을 나타낸 개략도이며, 도 6은 본 발명에 따른 콤팩트형 환기시스템에서 공기의 유량분포를 나타낸 개략도이다.

이 때, 점선으로 도시된 화살표는 실내오염공기의 흐름을 나타낸 것이고, 실선으로 도시된 화살표는 실외공기의 흐름을 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 콤팩트형 환기시스템은 크게 전열교환기(1)와, 급기팬스크롤(70)과, 배기팬스크롤(80) 그리고, 유로가이드부(100)를 포함하여 구성된다.

여기서, 전열교환기(1)는 실외공기를 실내로 공급하는 급기덕트(20)와 실내오염공기를 외부로 토출시키는 배기덕트(30)가 교차하는 부위에 설치되고, 그 내부에는 급기와 배기가 연교환되도록 전열소자(5)가 설치된다.

이 때, 상기 급기덕트(20)의 일단에는 실외와 연통되는 급기 흡입구(21)가 형성되고, 타단에는 실내와 연통되는 급기 배출구(22)가 형성되며, 상기 배기덕트(30)의 일단에는 실내와 연통되는 배기 흡입구(31)가 형성되고, 타단에는 실외와 연통되는 배기 배출구(32)가 형성된다.

또한, 상기 전열소자(5)의 전방측 상단은 실외공기가 유입되어 유동되는 급기공간부(2)가 형성되며, 그 하단에는 실내오염공기가 유입되어 유동되는 배기공간부(3)가 형성된다.

그리고, 상기 급기팬스크롤(70)은 상기 전열교환기(1) 내부에 설치되되, 상기 실외공기를 강제 흡입하기 위한 급기팬(71)을 감싸도록 설치된다.

그리고, 상기 배기팬스크롤(80)은 상기 급기팬스크롤(70)의 일측에 설치되되, 상기 실내오염공기를 강제로 흡입하기 위한 배기팬(81)을 감싸도록 설치된다.

한편, 상기 급기팬스크롤(70)의 전방측 상단에는 배기가이드(61)가 설치되고, 상기 배기팬스크롤(80)의 전방측 하단에는 급기가이드(62)가 설치된다.

이 때, 상기 급기가이드(62)는 상기 급기 흡입구(21)를 통해 흡입된 실외공기가 상기 전열소자(5)를 통과한 후, 급기 배출구(22)로 측으로 유동되도록 안내함과 더불어 배기 배출구(32) 측으로 유동되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 상기 배기가이드(61)는 상기 배기 흡입구(31)를 통해 흡입된 실내오염공기가 상기 전열소자(5)를 통과한 후, 상기 배기 배출구(32) 측으로 유동되도록 안내함과 더불어 급기 배출구(22) 측으로 유동되는 것을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 상기 유로가이드부(100)는 상기 전열교환 기(1)의 급/배기공간부(2,3) 상에 설치되어, 실외공기 및 실내오염공기의 흐름을 균일하게 하여 전열소자(5)를 고르게 통과되도록 하는 역할을 한다.

여기서, 상기 유로가이드부(100)는 상기 전열교환기(1)의 급기공간부(2) 전방측 모서리에 설치되어 상기 실외공기의 유동을 고르게 하는 제1유로가이드(110)와, 상기 전열교환기(1)의 배기공간부(3) 전방측 모서리에 상기 제1유로가이드(110)와는 대응되도록 설치되어 상기 실내오염공의 유동을 고르게 하는 제2유로가이드(120)로 이루어진다.

이 때, 상기 제1유로가이드(110)는 급기덕트(20)의 급기 흡입구(21) 측으로부터 그 반대측으로 갈수록 폭이 넓어지는 삼각뿔 형상인 구조로 형성됨이 바람직하다.

이는, 상기 급기덕트(20)의 급기 흡입구(21)를 통해 유입된 실외공기는 급기팬(71)의 흡입력으로 인하여 급기덕트(20)의 흡입구측 보다 그 반대측으로 갈수록 큰 유량분포가 커지게 되는 현상이 발생하는 바, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 유량분포가 커지는 부위 측으로 갈수록 제1유로가이드(110)의 폭을 넓게 하여 제1유로가이드의 폭이 넓어진 부위만큼 급기공간부(2)의 폭이 적어지도록 형성하게 되면, 급기공간부 중 폭이 좁아진 부위 측으로 갈수록 유량분포는 역으로 적어져 급기 흡입구(21) 측과 균일한 유량분포층을 형성하게 된다.

이렇게 되면, 유입된 실외공기는 전열소자(5)의 전면에 걸쳐 균일하게 통과된다.

또한, 상기 제2유로가이드(120)는 배기덕트의 배기 흡입구(31) 측으로부터 그 반대측으로 갈수록 폭이 넓어지는 삼각뿔 형상인 구조로 형성됨이 바람직하다.

이는, 상기 배기덕트(30)의 배기 흡입구(31)를 통해 유입된 실외공기는 배기팬(81)의 흡입력으로 인하여 배기덕트(30)의 흡입구(31) 측 보다 그 반대측으로 갈수록 큰 유량분포가 커지게 되는 현상이 발생하는 바, 다시 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1유로가이드(110)와 마찬가지로 상기 유량분포가 커지는 부위 측으로 갈수록 제1유로가이드(110)의 폭을 넓게 하여 제2유로가이드의 폭이 넓어진 부위 만큼 배기공간부(3)의 폭이 적어지도록 형성하게 되면, 급기공간부 중 폭이 좁아진 부위측으로 갈수록 유량분포는 역으로 적어져 배기 흡입구(31) 측과 균일한 유량분포층을 형성하게 된다.

이렇게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 유입된 실내오염공기는 전열소자(5)의 전면에 걸쳐 균일하게 통과되면서 상기 실외공기와 열교환이 활발히 이루어져 열교환 효율이 향상된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 제1유로가이드(110) 및 제2유로가이드(120)가 삼각뿔 형상으로 형성된 것을 제시했지만, 급/배기공간부 상에서 유량분포가 크게 나타나는 영역의 폭을 줄일 수 있는 구조의 유로가이드 형상이라면 모두 가능하여 굳이 형상을 제한하지는 않는다.

상기한 바와 같이 구성된 콤팩트형 환기시스템의 작동과정 및 이에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 급기팬(71)을 가동하여 급기 흡입구(21)로부터 실외공기를 흡입한다.

다음, 상기 흡입된 실내공기는 상기 급기공간부(2)에 형성된 제1유로가이드 (110)를 따라 균일한 유량분포를 가지고 상기 전열소자(5)의 전방측 상측면을 통과한다.

다음, 전열소자(5)의 상측면을 통과한 실외공기는 상기 급기가이드(62)를 따라 상기 급기팬(71) 측으로 흡입되어 상기 급기 배출구(22)를 통해 실내로 공급된다.

이와 더불어, 상기 배기팬(81)을 가동하여 배기 흡입구(31)로부터 실외오염공기를 흡입한다.

다음, 상기 흡입된 실내오염공기는 상기 배기공간부(3)에 형성된 제2유로가이드(120)를 따라 균일한 유량분포를 가지고 상기 전열소자(5)의 전방측 하단면을 통과한다.

다음, 전열소자(5)의 하측면을 통과한 실내오염공기는 상기 실외공기와 열교환이 이루어진 후, 상기 배기가이드(61)를 따라 상기 배기팬 측으로 흡입되어 상기 배기 배출구(32)를 통해 실외로 토출된다.

이와 같은 과정을 통하여 전열환기가 이루어진다.

따라서, 실외공기가 제1유로가이드(110)로 인해 균일한 유량분포를 가지고 전열소자(5)를 통과하는 것과, 실내오염공기가 제2유로가이드(120)로 인해 균일한 유량분포를 가지고 전열소자(5)를 통과하여 상호간의 열교환이 이루어지는 것에 의해 전열환기의 효율이 향상된다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 범위 내에 서 변형된 형태의 또 다른 실시예를 구현할 수 있을 것이다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 콤팩트 환기시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 의하면, 상기 전열교환기 내부에 유로가이드부가 설치되어 실내오염공기 및 실외공기가 균일한 유량분포를 가지고 전열소자를 통과됨에 따라 전열효율이 향상되는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 실외공기를 실내로 공급하는 급기덕트와 실내오염공기를 외부로 토출시키는 배기덕트가 교차하는 부위에 설치되고, 그 내부에는 급기와 배기가 열교환되도록 전열소자가 설치되며, 상기 전열소자의 전방측 상단은 실외공기가 유입되어 유동되는 급기공간부가 형성되고, 그 하단에는 실내오염공기가 유입되어 유동되는 배기공간부가 형성된 전열교환기와;

   상기 전열교환기 내부에 설치되어 상기 실외공기를 강제 흡입하기 위한 급기팬이 구비된 급기팬스크롤과;

   상기 급기팬스크롤의 일측에 설치되어, 상기 실내오염공기를 강제로 흡입하기 위한 배기팬이 구비된 배기팬스크롤; 그리고,

   상기 전열교환기의 급기공간부 전방측 모서리에 설치되며 급기 흡입구에서 급기 배출구로 갈수록 폭이 넓어지는 제1유로가이드와, 상기 전열교환기의 배기공간부 전방측 모서리에 설치되며 배기 흡입구에서 배기 배출구로 갈수록 폭이 넓어지는 제2유로가이드를 포함하는 유로가이드부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 콤팩트형 환기시스템.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1유로가이드는 급기덕트의 급기 흡입구 측으로부터 그 반대측으로 갈수로 폭이 넓어지는 삼각뿔 형상인 구조임을 특징으로 하는 콤팩트형 환기시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제2유로가이드는 배기덕트의 배기 흡입구 측으로부터 그 반대측으로 갈수로 폭이 넓어지는 삼각뿔 형상인 구조임을 특징으로 하는 콤팩트형 환기시스템.

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