KR101151713B1 - 환기장치 - Google Patents

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Abstract

구성을 단순화하면서도 열교환기의 흡입면으로 유입되는 공기의 유속분포를 균일화 하여 열교환효율을 향상시킬 수 있도록 한 환기장치를 개시한다. 이 환기장치는 실내로 유입되는 외기와 실외로 배출되는 내기의 열교환을 위한 열교환기와, 열교환기의 흡입면에 설치된 필터를 포함하며, 필터는 열교환기로 유입되는 공기의 유속 균일화를 위해 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 다르게 된 것이다.

Description

환기장치{VENTILATION APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 환기장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B'선에 따른 단면도로, 급기 및 배기필터의 제1실시 예이다.
도 4는 도 3의 C-C'선에 따른 단면도로, 급기필터의 제1실시 예이다.
도 5는 도 3의 D-D'선에 따른 단면도로, 배기필터의 제1실시 예이다.
도 6은 본 발명에 따른 환기장치 급기필터의 제2실시 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 환기장치 급기필터의 제3실시 예이다.
도 8은 본 발명에 따른 환기장치 급기필터의 제4실시 예이다.
도 9는 본 발명에 따른 환기장치 급기 및 배기필터의 제5실시 예이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 본체, 15: 외기유입구,
16: 내기배출구, 17: 내기유입구,
18: 외기배출구, 30: 열교환기,
40: 배기송풍유닛, 50: 급기송풍유닛,
60: 급기필터, 70: 배기필터.
본 발명은 환기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기로 흡입되는 공기의 유속을 균일화하여 열교환효율을 향상시킬 수 있도록 한 환기장치에 관한 것이다.
환기장치는 실내공기를 실외로 배출시키고 신선한 실외공기를 실내로 유입시킴으로써 실내환경을 개선하는 장치이다. 대한민국 등록특허공보 10-617078호(2006년 8월 30일 공고)에는 이러한 환기장치가 개시되어 있다.
위 공보의 환기장치는 실내에서 실외로 배출되는 공기와 실외에서 실내로 유입되는 공기의 열교환을 위한 전열교환기와, 실외공기를 실내로 송풍하는 급기송풍유닛과, 실내공기를 외부로 배출시키는 배기송풍유닛를 구비한다. 급기송풍유닛이 동작할 때는 실외 측의 외기유입구를 통하여 흡입된 외부공기가 전열교환기를 통과한 후 실내측의 외기배출구를 통하여 실내로 공급된다. 그리고 배기송풍유닛이 동작할 때는 실내 측의 내기유입구를 통하여 흡입된 실내공기가 전열교환기를 통과한 후 실외 측의 내기배출구를 통해 배출된다.
또 이 환기장치는 전열교환기의 흡입면 쪽에 설치된 복수의 배플들을 구비한다. 배플들은 외기유입구 또는 내기유입구로 유입되는 공기가 전열교환기의 흡입면 전역으로 분배되도록 안내한다.
그러나 이러한 환기장치는 전열교환기의 흡입면 쪽에 복수의 배플들이 설치 되기 때문에 구성이 복잡하고 부품수가 많을 뿐 아니라 제조가 어려운 결점이 있었다. 또 배플들에 의한 유동저항으로 인해 송풍효율이 낮아질 수 있었고, 전열교환기의 흡입면 쪽으로 유입되는 공기의 유속를 전역에 걸쳐 균일화 하는 효과도 만족스럽지 못했다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구성을 단순화하면서도 열교환기의 흡입면으로 유입되는 공기의 유속분포를 균일화 하여 열교환효율을 향상시킬 수 있도록 하는 환기장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열교환기의 흡입면 쪽에 설치되는 필터를 이용하여 열교환기의 흡입면으로 유입되는 공기의 유속분포를 균일화할 수 있도록 하는 환기장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환기장치는 실내로 유입되는 외기와 실외로 배출되는 내기의 열교환을 위한 열교환기와, 상기 열교환기의 흡입면에 설치된 필터와, 공기의 송풍을 위한 송풍유닛을 포함하고, 상기 필터는 상기 열교환기로 유입되는 공기의 유속 균일화를 위해 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 다르며, 상기 송풍유닛과 가까운 쪽의 유동저항이 크게 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 환기장치는 외기유입구, 외기배출구, 내기유입구, 내기배출구를 갖춘 본체; 실내로 유입되는 외기와 실외로 배출되는 내기의 열교환을 위해 상기 본체 내에 설치된 열교환기; 내기와 외기의 송풍을 위한 급기 및 배기송풍유닛을 포함하고, 상기 열교환기로 유입되는 공기의 유속 균일화를 위해 상기 열교환기의 흡입면 쪽에 설치되며 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 다르게 된 필터를 포함하며, 상기 필터는 실내로 유입되는 외기를 정화하며 상기 급기송풍유닛과 가까운 쪽의 저항이 큰 급기필터와, 실외로 배출되는 내기를 정화하며 상기 배기송풍유닛과 가까운 쪽의 저항이 큰 배기필터를 포함하며, 상기 급기필터는 상기 외기유입구 쪽보다 상기 급기송풍유닛 쪽의 저항이 크고, 상기 배기필터는 상기 내기유입구 쪽보다 상기 배기송풍유닛 쪽의 저항이 큰 것을 특징으로 한다.
삭제
또한 본 발명은 상기 외기유입구와 상기 급기송풍유닛이 상기 본체의 대각방향에 각각 배치되고, 상기 내기유입구와 상기 배기송풍유닛이 상기 본체의 다른 대각방향에 각각 배치되며, 상기 열교환기는 상기 외기유입구 쪽의 공기가 흡입되는 제1흡입면과, 상기 내기유입구 쪽의 공기가 흡입되는 제2흡입면을 포함하고, 상기 급기필터는 상기 제1흡입면에 설치되고, 상기 배기필터는 상기 제2흡입면에 설치된 것을 특징으로 한다.
삭제
또한 상기 급기 및 배기필터는 주름을 구비하는 여과지를 포함하며, 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 주름의 피치가 다르게 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 급기 및 배기필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 두께가 다르게 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 급기 및 배기필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유 동저항이 달라지도록 여과부의 밀도가 다르게 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 급기 및 배기필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 격자의 밀도가 다른 그물형태인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 환기장치는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상자형의 본체(10)를 구비하고, 본체(10)의 내부에 설치된 열교환기(30)를 구비한다. 본체(10)에는 실외 쪽 측면(11) 양측에 외기유입구(15)와 내기배출구(16)가 각각 형성되고, 실내 쪽의 측면(12) 양측에 내기유입구(17)와 외기배출구(18)가 각각 형성된다.
열교환기(30)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 실외에서 실내로 유입되는 공기가 통과하는 제1유로(31)와, 실내에서 실외로 배출되는 공기가 통과하는 제2유로(32)를 구비하는 전열교환기이거나 현열교환기이다. 이 열교환기(30)는 외기유입구(15) 쪽의 공기가 유입되는 제1흡입면(33), 내기유입구(17) 쪽의 공기가 유입되는 제2흡입면(34), 제1흡입면(33) 반대편의 제1배출면(35), 제2흡입면(34) 반대편의 제2배출면(36)을 구비한다. 제1흡입면(33)과 제1배출면(35)은 제1유로(31)를 통하여 연통되고, 제2흡입면(34)과 제2배출면(36)은 제2유로(32)를 통하여 연통된다. 제1유로(31)와 제2유로(32)는 열교환기(30) 내에 상호 교차하는 방향으로 형성되며 상호 구획된다. 이러한 열교환기(30)에서는 제1유로(31)를 흐르는 실외공기(파선 화살표)와 제2유로(32)를 흐르는 실내공기(실선 화살표)의 열교환이 이루어진다.
본체(10) 내부의 내기배출구(16) 쪽에는 실내공기의 배기를 위한 배기송풍유 닛(40)이 설치되고, 본체(10)의 외기배출구(18) 쪽에는 실외공기의 유입을 위한 급기송풍유닛(50)이 설치된다. 즉 배기송풍유닛(40)은 내기유입구(17)의 대각방향 맞은편에 배치되고, 급기송풍유닛(50)은 외기유입구(15)의 대각방향 맞은편에 배치된다. 배기송풍유닛(40)은 내기배출구(16)와 연계되는 배기팬덕트(41), 배기팬덕트(41) 내에 설치되는 배기송풍팬(42), 배기송풍팬(42)을 구동하는 배기모터(43)를 포함한다. 그리고 도면에 구체적으로 나타내지는 않았지만, 급기송풍유닛(50)도 이와 동일한 형태로 이루어진다.
열교환기(30)의 제1흡입면(33)에는 외기유입구(15)를 통하여 본체(10) 내부로 유입되는 실외공기의 정화를 위한 급기필터(60)가 설치되고, 열교환기(30)의 제2흡입면(34)에는 내기유입구(17)를 통하여 본체(10) 내부로 유입되는 실내공기의 정화를 위한 배기필터(70)가 설치된다.
이러한 환기장치는 배기송풍유닛(40)이 동작하면, 내기유입구(17)로 유입된 실내공기가 배기필터(70)와 열교환기(30)의 제2유로(32)를 통과하여 배기송풍유닛(40) 쪽으로 흐르고, 배기송풍유닛(40)를 거쳐 내기배출구(16)로 배출된다. 그리고 급기송풍유닛(50)이 동작하면, 외기유입구(15)로 유입된 실외공기가 급기필터(60)와 열교환기(30)의 제1유로(31)를 통과하여 급기송풍유닛(50)으로 흐르고, 급기송풍유닛(50)을 거쳐 외기배출구(18)로 배출된다. 이러한 환기동작이 이루어질 때는 실내공기와 실외공기가 열교환기(30) 내부를 상호 교차하도록 통과하면서 열교환을 하므로 실내의 열 손실을 최소화 할 수 있다. 또 실외로 배출되는 공기와 실내로 유입되는 공기는 배기필터(70)와 급기필터(60)에 의해 각각 정화되므로 열 교환기(30) 내에 이물질이 쌓이지 않는다.
한편 이러한 환기장치는 급기 및 배기송풍유닛(40,50)이 외기유입구(15)와 내기유입구(17)의 대각방향에 각각 배치되기 때문에 열교환기(30) 양측에 작용하는 공기의 흡입력이 다르다. 따라서 통상적인 경우 열교환기(30)의 제1흡입면(33)으로 유입되는 공기의 유속은 급기송풍유닛(50)과 가까운 쪽이 외기유입구(15) 쪽보다 빠르고, 열교환기(30)의 제2흡입면(34)으로 유입되는 공기의 유속은 배기송풍유닛(40)과 가까운 쪽이 내기유입구(17) 쪽보다 빠르다. 이처럼 제1흡입면(33) 양측의 유속과 제2흡입면(34) 양측의 유속이 다른 경우에는 열교환기(30)의 열교환효율이 저하될 수 있다. 그러나 본 발명은 급기필터(60) 양측의 유동저항을 다르게 하고 배기필터(70) 역시 양측의 유동저항을 다르게 함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 급기필터(60)와 배기필터(70)를 나타낸 것이다. 이 급기 및 배기필터(60,70)는 주름을 구비하는 여과지형태의 필터이다.
급기필터(60)는 도 4에 도시한 바와 같이, 외기유입구(15)와 가까운 쪽에 마련되며 주름의 피치가 작은 제1필터부(61)와, 외기유입구(15)와 먼 쪽(급기송풍유닛(50)과 가까운 쪽)에 마련되며 주름의 피치가 큰 제2필터부(62)를 포함한다. 이는 주름의 피치가 작은(주름의 수가 많은) 제1필터부(61) 쪽의 유동저항이 작고, 주름의 피치가 큰(주름의 수가 적은) 제2필터부(62) 쪽의 유동저항이 커지도록 한 것이다. 주름을 가진 여과지형태의 필터는 주름의 피치가 작아 주름의 수가 많을수 록 공기가 통과할 수 있는 면적이 넓어지기 때문에 유동저항이 작아진다. 이러한 급기필터(60)는 급기송풍유닛(50)과 가까운 제2필터부(62)의 유동저항이 외기유입구(15)와 가까운 제1필터부(61)의 유동저항보다 크기 때문에 열교환기(30)의 제1흡입면(33)으로 유입되는 공기의 유속이 전체적으로 균일해질 수 있도록 한다.
배기필터(70)도 도 5에 도시한 바와 같이, 내기유입구(17)와 가까운 쪽에 마련되며 주름의 피치가 작은 제1필터부(71)와, 내기유입구(17)와 먼 쪽(배기송풍유닛(40)과 가까운 쪽)에 마련되며 주름의 피치가 큰 제2필터부(72)를 포함한다. 이러한 배기필터(70) 역시 배기송풍유닛(40)과 가까운 제2필터부(72)의 유동저항이 내기유입구(17)와 가까운 제1필터부(71)의 유동저항보다 크기 때문에 열교환기(30)의 제2흡입면(34)으로 유입되는 공기의 유속이 전체적으로 균일해질 수 있도록 한다. 배기필터(70)는 제1필터부(71)와 제2필터부(72)의 위치가 급기필터(60)와 다를 뿐 급기필터(60)와 실질적으로 동일한 형태이다.
이처럼 본 발명의 급기 및 배기필터(60,70)는 급기송풍유닛(50) 및 배기송풍유닛(40)과 가까운 쪽의 유동저항이 크기 때문에 열교환기(30)의 제1 및 제2흡입면(33,34)으로 유입되는 공기의 유속분포가 전체적으로 균일해지도록 할 수 있다. 따라서 열교환기(30)의 열교환효율이 향상되도록 할 수 있다. 또 이러한 급기 및 배기필터(60,70)를 이용한 환기장치는 종래의 배플들을 이용한 환기장치보다 공기의 유동저항이 크지 않기 때문에 종래보다 환기효과를 높일 수 있고 유동소음도 줄일 수 있다.
도 6은 제2실시 예에 따른 급기필터(160)를 나타낸 것이다. 이 급기필 터(160)는 외기유입구(15)와 가까운 쪽으로부터 그 반대편(급기송풍유닛과 가까운 쪽)으로 갈수록 주름의 피치가 점진적으로 커지도록 한 것이다. 이는 외기유입구(15) 쪽으로부터 급기송풍유닛(50) 쪽으로 갈수록 급기필터(160)를 통과하는 공기의 유동저항이 점진적으로 커지도록 함으로써 제1흡입면(33)으로 유입되는 공기의 유속분포가 전체적으로 균일해질 수 있도록 한 것이다. 도면에 도시하지는 않았지만, 배기필터의 경우도 이와 동일한 형태로 구성할 수 있다. 즉 배기필터의 경우도 내기유입구(17) 쪽으로부터 그 반대편으로 갈수록 주름의 피치가 점차 커져 유동저항이 커지도록 할 수 있다.
도 7은 제3실시 예에 따른 급기필터(260)를 나타낸 것이다. 이 급기필터(260)는 외기유입구(15) 쪽의 제1필터부(261), 제1필터부(261)보다 두께가 두꺼운 제2필터부(262), 제2필터부(262)보다 두께가 두꺼운 제3필터부(263)를 포함하는 것이다. 또 제1, 제2, 제3필터부(261,262,263)가 외기유입구(15) 쪽으로부터 그 반대편으로 차례로 배치된 것이다. 이는 외기유입구(15) 쪽으로부터 급기송풍유닛(50) 쪽으로 갈수록 급기필터(260)를 통과하는 공기의 유동저항이 점차 커지도록 한 것이다. 도면에 도시하지는 않았지만, 배기필터의 경우도 이와 같은 형태로 구성할 수 있다. 즉 배기필터의 경우도 내기유입구(17) 쪽으로부터 그 반대편으로 갈수록 필터의 두께가 단계적으로 두꺼워져 유동저항이 커지도록 할 수 있다.
도 8은 제4실시 예에 따른 급기필터(360)를 나타낸 것이다. 이 급기필터(360)는 외기유입구(15) 쪽으로부터 그 반대편으로 갈수록 두께가 점진적으로 두꺼워지도록 하여 급기필터(360)를 통과하는 공기의 유동저항이 점진적으로 커지도 록 한 것이다. 도면에 도시하지는 않았지만, 배기필터의 경우도 이와 동일한 방식으로 구성할 수 있다.
도 9는 제5실시 예에 따른 급기필터(460)와 배기필터(470)를 나타낸 것이다. 제5실시 예는 급기필터(460)와 배기필터(470)가 그물형태이다. 급기필터(460)는 외기유입구(15)와 가까운 쪽에 마련되며 그물의 격자가 큰 제1필터부(461)와, 외기유입구(15)와 거리가 먼 쪽(급기송풍유닛 쪽)에 마련되며 그물의 격자가 작은 제2필터부(462)를 포함한다. 이는 제1필터부(461)와 제2필터부(462)의 격자 밀도를 다르게 하여 제1필터부(461)를 통과하는 공기의 유동저항보다 제2필터부(462)를 통과하는 공기의 유동저항이 크도록 한 것이다. 마찬가지로 배기필터(470)도 내기흡입구(17)와 가까운 쪽에 마련되며 그물의 격자가 커서 유동저항이 작은 제1필터부(471)와, 내기흡입구(17)와 거리가 먼 쪽에 마련되며 그물의 격자가 작아서 유동저항이 큰 제2필터부(472)를 포함하는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 환기장치는 열교환기의 흡입면에 설치되는 필터의 위치에 따라 공기유동저항을 다르게 하는 것을 통하여 열교환기의 흡입면으로 유입되는 공기의 유속을 조절할 수 있기 때문에 열교환기 흡입면 전체에 걸쳐 유속분포를 균일화할 수 있고, 이를 통해 열교환기의 열교환효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 열교환기의 흡입면 쪽에 배플들을 설치하지 않으면서도 열교환기 흡입면 쪽으로 유입되는 공기의 유속분포를 균일화할 수 있기 때문에 종래보 다 환기장치의 구성을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 실내로 유입되는 외기와 실외로 배출되는 내기의 열교환을 위한 열교환기와, 상기 열교환기의 흡입면에 설치된 필터와, 공기의 송풍을 위한 송풍유닛을 포함하고,
    상기 필터는 상기 열교환기로 유입되는 공기의 유속 균일화를 위해 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 다르며, 상기 송풍유닛과 가까운 쪽의 유동저항이 크게 된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 주름을 구비하는 여과지를 포함하며, 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 주름의 피치가 다르게 된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 두께가 다르게 된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 여과부의 밀도가 다르게 된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 격자의 밀도가 다른 그물형태인 것을 특징으로 하는 환기장치.
  7. 외기유입구, 외기배출구, 내기유입구, 내기배출구를 갖춘 본체; 실내로 유입되는 외기와 실외로 배출되는 내기의 열교환을 위해 상기 본체 내에 설치된 열교환기; 내기와 외기의 송풍을 위한 급기 및 배기송풍유닛을 포함하는 환기장치에 있어서,
    상기 열교환기로 유입되는 공기의 유속 균일화를 위해 상기 열교환기의 흡입면 쪽에 설치되며 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 다르게 된 필터를 포함하며,
    상기 필터는 실내로 유입되는 외기를 정화하며 상기 급기송풍유닛과 가까운 쪽의 저항이 큰 급기필터와, 실외로 배출되는 내기를 정화하며 상기 배기송풍유닛과 가까운 쪽의 저항이 큰 배기필터를 포함하며,
    상기 급기필터는 상기 외기유입구 쪽보다 상기 급기송풍유닛 쪽의 저항이 크고, 상기 배기필터는 상기 내기유입구 쪽보다 상기 배기송풍유닛 쪽의 저항이 큰 것을 특징으로 하는 환기장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 외기유입구와 상기 급기송풍유닛이 상기 본체의 대각방향에 각각 배치되고, 상기 내기유입구와 상기 배기송풍유닛이 상기 본체의 다른 대각방향에 각각 배치되며,
    상기 열교환기는 상기 외기유입구 쪽의 공기가 흡입되는 제1흡입면과, 상기 내기유입구 쪽의 공기가 흡입되는 제2흡입면을 포함하고,
    상기 급기필터는 상기 제1흡입면에 설치되고, 상기 배기필터는 상기 제2흡입면에 설치된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 급기 및 배기필터는 주름을 구비하는 여과지를 포함하며, 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 주름의 피치가 다르게 된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 급기 및 배기필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 두께가 다르게 된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 급기 및 배기필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 공기의 유동저항이 달라지도록 여과부의 밀도가 다르게 된 것을 특징으로 하는 환기장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 급기 및 배기필터는 상기 열교환기의 흡입위치에 따라 격자의 밀도가 다른 그물형태인 것을 특징으로 하는 환기장치.
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