KR101260564B1 - 창호형 환기장치 및 풍향을 활용한 실내 공기 환기장치 및 환기방법 - Google Patents

창호형 환기장치 및 풍향을 활용한 실내 공기 환기장치 및 환기방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 창호형 환기장치 및 풍향을 활용한 실내 공기 환기장치 및 환기방법에 관한 것으로, 그 목적하는 바는 주거 세대의 전면과 후면에 각각 창호형 환기장치를 구비하고 주거 세대 외부의 풍향을 측정하여 환기가 이루어지도록 함으로써 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있고 전력의 사용을 절감할 수 있는 실내 공기 환기장치 및 이를 이용한 환기 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실내 공기 환기장치에 따르면, 실내 공기오염도를 측정하기 위한 오염측정 센서부(10); 풍향을 감지하도록 실외에 구비된 풍향감지 센서부(11); 상기 오염측정 센서부(10)와 풍향감지 센서부(11)로부터의 측정치와 감지 방향을 포함한 각종 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 제1 RF 통신모듈(21), 컨트롤러(22), 제1 RF 통신 모듈(21)로부터 수신받은 실내 오염물 농도, 실외 풍향 정보와 가동 모드 및 가동 여부를 표시하기 위한 액정 디스플레이(23), 환기장치의 전원 공급을 온/오프로 제어하는 환기장치용 전원키(24) 및 전원 공급부(25)을 포함하는, 원격 제어장치(20); 및 상기 원격 제어장치(20)로부터의 각종 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 제2 RF 통신모듈(31), 중앙 제어장치(32), 급배기 모듈(33), 열교환 모듈(34) 및 연결 모듈(35)을 포함하는 창호형 환기장치(30); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

창호형 환기장치 및 풍향을 활용한 실내 공기 환기장치 및 환기방법{Ventilation apparatus using a ventilation equipment for window and a direction of wind and a method for ventilation using thereof}
본 발명은 실내의 오염된 공기를 풍향을 활용하여 정화하는 실내 공기 환기장치 및 환기방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오염물 측정센서와 풍향감지 센서를 이용하여 실내 오염물과 실외의 풍향을 감지하는 동시에 실내 공기의 환기시, 창호형 환기장치를 통해 실외로 배출되는 열 손실을 방지하고 맞통풍 효과를 발휘할 수 있는 실내 공기 환기장치 및 환기방법에 관한 것이다.
일반적으로, 가정의 주방이나 거실 혹은 빌딩 내의 사무실 등과 같이 밀폐된 실내 공간에서는 대개 공기의 유동이 정지되어 있다. 이렇게 밀폐된 공간에서 각종 업무나 작업을 행하는 경우, 시간의 경과에 따라 오염 물질인 이산화탄소(CO2)와 미세먼지 등의 농도가 급격히 상승하여 실내 공기가 오염되기 때문에, 실내 작업자들의 건강이 크게 손상되었다.
또한, 신축한 아파트나 건물의 경우 실내에 설치된 건축자재 또는 내장재에서 방출되는 유해물질로 인해 실내 공간의 공기가 오염되어, 실내에 거주하는 사람들에게 호흡기 장애와 같은 각종 질병이 빈번히 발생되었다.
이렇게, 인체에 유해한 실내 공기의 오염을 방지하기 위해, 실내 공기를 실외로 배출하면서 실외 공기를 실내로 흡인하는 다양한 종류의 환기장치가 개발되어 사용되고 있다.
그런데, 실내에 설치된 환기장치를 이용하여 실내의 오염된 공기를 환기시키는 경우, 실내 공기를 실외로 배출하는 동시에, 실외 공기를 실내로 흡인할 때 발생되는 열 손실을 방지하기 위해, 실외에서 실내로 흡인되는 공기를 실내의 온도에 맞추어 가열 공급하는 열회수 환기장치가 실내 공기 환기장치에 적용되어 사용되고 있다.
이와 같이, 열회수 환기장치(전열교환기)가 적용된 실내 공기 환기장치의 경우, 대개 스위치의 온/오프 혹은 타이머에 의해 가동되거나 종료되고 있다. 또한, 실내의 공기 오염을 검출하여 환기시키기 위해, 오염감지 센서가 환기장치의 급기구 또는 배기구 본체에 부착된 일체형 혹은 벽의 소정 위치에 매립 설치된 제어 컨트롤러와 함께 설치되는 분리형의 실내 공기 환기장치가 사용되고 있다.
통상적으로, 실내공간의 공기는 송풍기 등과 같은 환기 장치에 의해 강제로 실외공간으로 배출되고, 실외공간의 공기는 창문의 개방을 통해 자연스럽게 실내공간으로 유입된다. 그러나, 실내공간의 공기가 이와 같은 방식으로 교체되면 실내공간의 공기와 실외공간의 공기 간에 전열(全熱) 교환이 이루어지지 않기 때문에 실내공간의 난방 또는 냉방에 불필요한 경비가 소요되는 문제, 실내공간의 급격한 온도변화로 인해 그 내부에 존재하는 사람이 불쾌감을 느낄 수 있는 문제 등이 발생하게 된다. 여기서, 상기 전열 교환은 온도교환을 의미하는 현열 교환 및 습도교환을 의미하는 잠열 교환을 모두 포함하는 개념이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 창호형 환기 장치가 한국공개특허공보 제10-2007-89001호에 개시되어 있다. 한국공개특허공보 제10-2007-89001호에 개시된 창호형 환기 장치는 창호틀의 종부재(뮬리온, mullion)에 내장되는 것으로서, 횡류팬 및 열교환기를 포함한다. 횡류팬은 뮬리온의 상부를 통해 실외공간의 공기를 실내공간으로 유입시키고 뮬리온의 하부를 통해 실내공간의 공기를 실외공간으로 배출시킨다. 열교환기는 에틸렌 글리콜, 글리세린 글리콜 등의 열교환매체를 내부에 수용하고 뮬리온의 연장방향을 따라 연장된다. 유입되는 공기와 배출되는 공기 간의 열교환은 열교환매체의 상하 왕복 유동에 의해 이루어진다.
또한 한국공개특허공보 제10-2004-75685호도 상술한 문제를 해결하기 위해 환기장치가 구비된 창을 개시하고 있다. 한국공개특허공보 제10-2004-75685호에 개시된 환기장치가 구비된 창은 창호틀의 횡부재(트랜섬, transom)에 내장되는 케이스를 포함한다. 상기 케이스의 내부에는 실내공간의 공기를 실외공간으로 배출하기 위한 제1팬, 실외공간의 공기를 실내공간으로 유입시키기 위한 제2팬, 실외공간으로부터 유입된 공기와 실외공간으로 배출되는 공기 간의 혼합을 방지하기 위한 격벽, 실외공간으로 유입된 공기와 실외공간으로 배출되는 공기 간 열교환을 위한 열교환기가 구비된다. 상기 열교환기로는 핀(fin) 타입 또는 복수의 판체가 적층된 타입이 사용된다.
그러나 이 같은 관련 기술의 개발에도 불구하고, 보다 에너지효율적이면서 간편한 실내 환기장치에 대한 요구가 계속되는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 실외의 풍향을 구비하고 실내의 공기 오염도를 감지하여 원격 제어장치의 LCD 상에 표시하는 실내 공기 환기장치 및 환기방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 원격 제어장치를 이용하여 자동 혹은 수동 모드로 실내 공기를 환기시키는 실내 공기 환기장치 및 환기방법을 제공하는데 있다.
게다가, 본 발명의 또 다른 목적은, 세대 전면부와 후면부에 창호형 환기장치를 구비하여 열 손실을 방지하면서 실내 공기를 환기시키고, 나아가 실외의 풍향을 활용하여 바람이 불어오는 방향은 급기 모드로, 그리고 대향 방향은 배기 모드로 작동시켜 맞통풍(cross ventilation) 효과까지 적용가능한 실내 공기환기장치 및 환기방법을 제공하는데 있다.
본 출원에 있어서 개시되는 발명중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면, 이하와 같다.
즉, 본 발명의 실내 공기 환기장치는, 실내 공기오염도를 측정하기 위한 오염측정 센서부(10); 풍향을 측정 및 감지하도록 실외에 구비된 풍향감지 센서부(11); 상기 오염측정 센서부(10)와 풍향감지 센서부(11)로부터의 측정치와 감지 방향을 포함한 각종 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 제1 RF 통신모듈(21), 컨트롤러(22), 제1 RF 통신 모듈(21)로부터 수신받은 실내 오염물 농도, 실외 풍향 정보와 가동 모드 및 가동 여부를 표시하기 위한 액정 디스플레이(23), 환기장치의 전원 공급을 온/오프로 제어하는 환기장치용 전원키(24) 및 전원 공급부(25)을 포함하는, 원격 제어장치(20); 및 상기 원격 제어장치(20)로부터의 각종 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 제2 RF 통신모듈(31), 중앙 제어장치(32), 급배기 모듈(33), 열교환 모듈(34) 및 연결 모듈(35)을 포함하는 창호형 환기장치(30); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 실내 오염측정 센서부(10)는 실내의 이산화탄소(CO2) 농도를 검출하는 이산화탄소 검출센서와 미세먼지 농도를 검출하는 미세먼지 검출센서로 이루어지는 것이 바람직하다. 정확한 오염물의 농도 측정을 위해서 상기 오염측정 센서부(10)는 구역별로 다수 개 구비되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 풍향감지 센서부(11)는 실외의 풍향을 감지하는 센서로 이루어지는 것이 바람직하나, 필요에 따라 풍속 등 관련 센서를 추가로 구비할 수 있다. 또한, 상기 풍향감지 센서부(11)의 감지 방향에 따라 환기장치의 급기 및 배기 모드가 결정되므로, 이 같은 감지 센서부(11)는 세대의 전면측과 후면측의 최소 2측에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 원격 제어장치(20)의 액정 디스플레이(23)는 각종 문자, 숫자 및 그래픽 등과 데이터를 흑백 혹은 컬러로 표시하기 위한 것으로, 자동/수동의 운전 모드 및 급기/배기의 가동 모드는 해당 모드의 하부에 전원의 온/오프 여부로 표시할 수 있다.
또한, 상기 창호형 환기장치(30)로는 이에 한정하는 것은 아니나, 세대의 전면부와 후면부의 길이 방향 전반에 걸쳐 구비되는 것이 풍향을 효과적으로 적용할 수 있어 바람직하다.
특히, 상기 창호형 환기장치(30)로는 이에 한정하는 것은 아니나, 전면 분할된 창호의 창호틀에 장착되는 열교환 모듈(34); 및 상기 열교환 모듈(34)과 이웃하여 위치하도록 상기 창호틀에 장착되는 급배기 모듈(33);을 포함하되, 상기 열교환 모듈(34)은 실외 공간으로부터 상기 창호틀로 유입된 외기를 상기 창호틀로부터 전달받아 상기 급배기 모듈(33)로 전달하고, 상기 창호틀로부터 상기 실외 공간으로 배출될 내기를 실내 공간으로부터 하면을 통해 전달받아 상기 창호틀로 전달하며, 외기와 내기간 열 교환을 외기와 내기의 혼합이 이루어지지 않도록 창호의 좌우측 트랜섬에 장착되고, 상기 급배기 모듈(33)은 상기 열교환 모듈(34)로부터 전달받은 외기를 상기 실내 공간으로 배출하도록 창호의 중앙 트랜섬에 장착되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 급배기 모듈(33)은 외기의 배출이 상기 급배기 모듈(33)의 길이 방향을 따라 나열된 복수의 지점에서 이루어지도록 구비되고, 상기 복수의 지점은 상기 급배기 모듈(33) 전 길이에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결 모듈(35)은 상기 외기를 상기 열교환 모듈(34)로부터 전달받아 상기 급배기 모듈(33)로 전달하기 위해 상기 창호틀에 장착되는 것으로, 외기의 이동로로 제공되는 연결 덕트(610); 및 상기 연결 덕트를 덮도록 상기 창호틀에 착탈 가능하게 장착되며, 열교환 모듈과 상기 열교환 모듈로 전달되는 외기 및 내기의 양을 수동으로도 조작하기 위한 버튼과 관련 전자부품을 내장한 것이 바람직하다.
그리고, 상기 원격 제어장치(20)의 제1 RF 통신모듈(21)과, 상기 창호형 환기장치(30)의 제2 RF 통신모듈(31) 사이에서 RF 신호가 직접 송수신되는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 제1 및 제2 통신모듈은 RF(radio frequency)뿐 아니라 적외선(infrared ray) 혹은 블루투스(bluetooth) 모듈중 1종을 적용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실내 공기 환기방법은, 실내의 오염측정 센서부, 실외의 풍향감지 센서부, 원격 제어장치, 및 창호형 환기장치를 구비하는 실내 공기 환기장치를 이용한 실내 공기 환기방법에 있어서, 상기 원격 제어장치를 이용하여 상기 창호형 환기장치로 전원이 공급되어 가동되는 동시에, 창호형 환기장치의 운전 모드가 자동 또는 수동으로 설정되어 운전되는 가동단계와; 상기 실외의 측정하고자 하는 구역별로 설치된 다수개의 풍향감지 센서부를 구동하여 풍향 정보를 파악하고, 상기 창호형 환기장치의 급기 모드 또는 배기 모드의 가동 여부를 검출하는 상태 검출단계와; 상기 가동단계에서 검출된 실내의 오염물 농도와 상태 검출단계에서 검출된 실외의 풍향에 따른 급기 혹은 배기 모드의 가동 여부를 상기 원격 제어장치의 액정 디스플레이 상에 표시하는 상태 표시단계; 및 상기 상태 검출단계의 검출 결과 중 바람이 불어오는 방향에 기초한 가동단계의 설정에 따라 상기 원격 제어장치에 의해 상기 창호형 환기장치가 가동되거나 혹은 정지되는 실내 공기 환기단계; 로 유기적으로 가동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가동단계에서 상기 창호형 환기장치가 자동 운전 모드로 설정된 경우에는, 상기 원격 제어장치의 기억장치에 미리 설정된 오염 기준치와 상기 오염 검출센서를 통해서 검출되는 실내 공기오염도를 비교하여 상기 창호형 환기장치를 가동하거나 정지시키는 것을 특징으로 한다. 또, 상기 창호형 환기장치가 수동 운전 모드로 설정된 경우에는, 상기 원격 제어 장치에 의해 직접적으로 또는 상기 버튼 조작에 의해 간접적으로 상기 창호형 환기장치를 가동하거나 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상태 표시단계에서 검출된 실내의 공기 오염도는 실내 공기 중의 이산화탄소(CO2) 농도 및 미세먼지 농도인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 상태 표시단계에서 검출된 실내의 공기 오염도와 실외의 풍향은 각종 문자, 숫자 및 그래픽이나 혹은 이들의 조합에 의해 흑백 혹은 컬러 형태로 표시하고, 자동/수동의 운전 모드 및 급기/배기의 가동 모드는 해당 모드의 하부에 전원의 온/오프 여부로 표시하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 원격 제어장치, 및 상기 창호형 환기장치는 적외선(infrared ray), RF(radio frequency) 혹은 블루투스(bluetooth) 모듈 중 어느 하나 혹은 이들의 조합을 이용하여 상호 신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 실내 공기 환기단계에서 창호형 환기장치는 세대의 전면부와 후면부 모두에 구비되며, 바람이 불어오는 방향으로 관측된 구역에 근접한 환기장치는 급기 모드로 그리고 대향 측의 환기장치는 배기 모드로 작동시키면 맞통풍 효과로 인해 보다 바람직하다. 이때 급기 모드 작동대수와 배기 모드의 작동대수를 일치시킬 경우 세대 내 전체적인 균형 지향성 기류를 조성할 수 있으므로 더욱 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 실내 오염물 농도에 따른 정확한 환기 시점의 파악과 더불어, 풍향에 따라 급기 모드와 배기 모드를 적절하게 설정할 수 있기 때문에, 실내 공기의 환기시 정확한 시점에서 효율적으로 환기시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 실외 풍향 정보를 실내 오염물 농도와 함께 원격 제어장치의 LCD 상에 표시하여 가시적으로 실외의 풍향 변화를 확인하면서 자동 혹은 수동으로 실내 공기를 환기할 수 있다는 효과도 있다.
게다가, 본 발명에 의하면 실외에서 실내로 흡입되는 외부 공기는 실내에서 실외로 배출되는 공기와 열 교환되어 실내의 온도에 맞도록 공급되므로, 실내 공기의 열 손실 없이 최적의 온도 상태로 실내 공기를 유지할 수 있다는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 실내 공기 환기장치의 실제 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 원격 제어장치(20)의 상세 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 창호형 환기장치(30)의 상세 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 창호형 환기장치(30)의 일 예를 도시하는 부분 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 창호형 환기장치(30)중 열교환 모듈(34)의 하면을 제거한 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 창호형 환기장치(30)중 급배기 모듈(33)을 도시한 것으로, 도 6a는 열교환 모듈(34)과 이웃하여 위치하도록 창호틀에 장착되는 급배기 모듈(33)이 중앙 트랜섬에 장착된 상태를 도시한 부분 종단면도이고, 도 6b와 도 6c는 급배기 모듈(33)의 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 의한 실내 공기 환기방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명에 의한 실내 공기 환기장치의 실제 적용예를 개략적으로 도시한 도면으로 (a)는 바람이 전면부로 불어와서 전면 급기/후면 배기한 예를, (b)는 바람이 후면부로 불어와서 전면 배기/후면 급기한 예를 도시한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 발명의 실시형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실내 공기 환기장치는 대별해서 오염측정 센서부(10); 풍향감지 센서부(11); 원격 제어장치(20); 및 창호형 환기장치(30)를 구비하고 있다.
상기 오염측정 센서부(10)는 실내의 이산화탄소(CO2) 농도를 검출하는 이산화탄소 검출센서와 미세먼지를 검출하는 더스트 검출센서로 구성할 수 있고, 풍향감지 센서부(11)는 실외의 풍향을 감지하는 센서로 구성할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 원격 제어장치(20)의 상세 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 원격 제어장치(20)는, 상기 오염측정 센서부(10) 및 풍향감지 센서부(11)로부터의 측정치를 포함한 각종 데이터를 무선으로 송수신하는 제1 RF 통신모듈(21), 각종 연산이나 기능을 제어하는 IC와 같은 집적회로로 구성되는 컨트롤러(22), 각종 문자, 숫자 및 그래픽 등과 데이터를 흑백 혹은 컬러 형태로 표시하는 액정 디스플레이(23), 상기 창호형 환기장치(30)의 전원 공급을 온/오프 제어하는 환기장치용 전원키(24) 및 전원을 공급하는 충전 가능한 전지로 구성되는 전원공급부(25) 등을 포함한다.
상기 전원공급부(25)는 일반 건전지 또는 충전 가능한 건전지로 구성하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 3은 도 1에 도시된 창호형 환기장치(30)의 상세 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 창호형 환기장치(30)는, 상기 원격 제어장치(20)로부터의 각종 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 제2 RF 통신모듈(31), 각종 주변장치를 제어하는 중앙 제어장치(32), 공기를 배출 또는 유입하는 급배기 모듈(33), 열교환 모듈(34) 및 연결 모듈(35) 등을 포함한다.
상기 원격 제어장치(20)의 상기 제1 RF 통신모듈(21)과, 상기 창호형 환기장치(30)의 제2 RF 통신모듈(31) 사이에서 RF 신호를 직접 송수신할 수 있다.
상술한 창호형 환기장치(30)로는 통상 사용되는 환기구 등을 장착할 수도 있으나, 일례로서 도 4로 도시한 부분 사시도를 갖는 환기장치를 사용할 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 창호형 환기장치(30)는 열교환 모듈(34), 급배기 모듈(33), 및 연결 모듈(35) 각각이 독립적으로 창호틀에 착탈 가능하게 결합되기 때문에 각 모듈의 유지 보수가 용이하고 환기장치(30)의 설치에 별도의 공간이 소요될 필요가 없으며, 상기 열교환 모듈(34)이 하면을 통해 내기를 실내공간으로부터 전달받기 때문에 열교환 모듈(34)로 이물질이 유입되는 현상을 최대한 방지할 수 있고, 또한, 내기 및 외기가 열교환 모듈(34)로 유입된 직후에 내기 및 외기의 정화가 이루어지기 때문에 열교환 소자의 막힘 현상을 방지할 수 있다.
또한 상기 열교환 모듈(34) 중 열교환 유닛의 하면이 제거된 상태의 사시도를 도 5로서 도시하였다. 도 5에 도시된 바와 같이, 실외 공간으로부터 상기 창호틀로 유입된 외기를 상기 창호틀로부터 전달받아 상기 급배기 모듈(33)로 전달하고, 상기 창호틀로부터 상기 실외공간으로 배출될 내기를 실내 공간으로부터 전달받아 상기 창호틀로 전달하며, 외기와 내기 간 열교환을 외기와 내기의 혼합이 이루어지지 않도록 수행하는 것으로, 특히 전면 분할된 창호의 좌우측 트랜섬(transom)에 장착되는 것이 바람직하다.
이뿐 아니라, 그 하면을 통하여 상기 내기를 전달받을 수 있도록 장착되고, 내기는 상기 실내공간으로부터 전달받은 직후에 그리고 외기는 상기 창호틀로부터 전달받은 직후에 정화할 수 있다.
구체적으로는 열교환 모듈(34)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 열교환 유닛(210)과 덮개(250)를 포함한다. 상기 열교환 유닛(210)이 트랜섬(110)에 장착되었을 때 외기 유입 덕트(214) 및 내기 배출 덕트(218)는 트랜섬(210)의 내부로 삽입되고, 외기 배출 덕트(220)는 급배기 모듈(33)이 위치하고 있는 방향을 향하며, 내기 유입 홀(미도시)은 아래 방향을 향한다. 내기 유입 홀이 아래 방향을 향하면 실내공간에 부유하는 먼지 등과 같은 이물질이 내기 유입 홀을 통해 케이스(212) 내부로 유입되는 현상을 최대한 방지할 수 있다.
외기용 필터(222)는 케이스(212) 내부로 유입된 외기를 정화하기 위한 것이다. 따라서, 외기용 필터(222)는 외기가 케이스(212) 내부로 유입된 직후 또는 외기가 케이스(212) 외부로 배출되기 직전에 정화되도록 설치된다. 그러나, 케이스(212) 내부로 유입된 외기가 그대로 열교환 소자(226, 228)를 통과할 경우 열교환 소자(226, 228)가 막힐 수 있는바, 외기용 필터(222)는 외기가 케이스(212) 내부로 유입된 직후 정화되도록 설치됨이 바람직하다. 이와 같은 경우, 외기용 필터(222)는 도 5에 도시된 바와 같이 외기 유입 덕트(214)와 제1열교환 소자(226) 사이에 설치된다.
내기용 필터(224)는 케이스(212) 내부로 유입된 내기를 정화하기 위한 것이다. 케이스(212) 내부로 유입된 내기가 그대로 열교환 소자(226, 228)를 통과할 경우 열교환 소자(226, 228)가 막힐 수 있기 때문에 내기용 필터(224)가 설치된다. 내기용 필터(224)는 내기가 케이스(212) 내부로 유입된 직후 정화되도록 설치된다.
한편, 상기 열교환 소자는 케이스(212)로 유입된 내기와 외기 간 온도 또는 온도 및 습도 교환을 위한 것으로, 제1열교환 소자(226) 및 제2열교환 소자(228)를 포함한다. 이때, 제1열교환 소자(226) 및 제2열교환 소자(228)는 외기와 내기가 케이스(212) 내부에서 혼합되지 않도록 설치된다. 2개의 열교환 소자가 케이스(212) 내부에 포함될 경우, 제1 및 제2열교환 소자(226, 228)는 모두 현열 교환 소자로 이루어지거나, 모두 전열 교환 소자로 이루어지거나, 현열 교환 소자 및 전열 교환 소자의 조합으로 이루어질 수 있다. 또한 열교환 시간의 충분한 보장을 위해 둘 중 적어도 하나(226)는 육각 기둥 형태로 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 열교환 유닛(210)은 케이스(212)와, 상기 케이스(212)에 각각 수용되는 외기용 필터(222), 내기용 필터(224), 열교환 소자(226, 228), 내기용 팬(236), 외기용 팬(238) 및 팬 커버(230)를 포함한다.
케이스(212)의 측면에는 실외공간의 공기(외기)가 케이스(212) 내부로 유입될 수 있도록 외기 유입 덕트(214)가 형성되고, 케이스(212) 내부로 유입된 외기가 케이스(212) 외부로 배출될 수 있도록 외기 배출 덕트(220)가 형성되며, 케이스(212) 내부로 유입된 실내공간의 공기(내기)가 케이스(212) 외부로 배출될 수 있도록 내기 배출 덕트(218)가 형성된다. 또한, 케이스(212)의 하면에는 내기가 케이스(212) 내부로 유입될 수 있도록 내기 유입 홀(미도시)이 형성되고, 외기용 필터(222), 내기용 필터(224) 및 전열 교환 소자의 교체가 용이하도록 개폐 또는 착탈 가능한 도어(미도시)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 내기용 팬(236)은 내기를 내기 유입 홀로 유입시키고 내기 배출 덕트(218)를 통해 케이스(212) 외부로 배출시키기 위해 구비되고, 외기용 팬(238)은 외기를 외기 유입 덕트(214)를 통해 케이스(212) 내부로 유입시키고 외기 배출 덕트(220)를 통해 케이스(212) 외부로 배출시키기 위해 구비된다. 팬 커버(230)는 내기용 팬(236) 및 외기용 팬(238)을 덮도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 열교환 모듈(34)과 이웃하여 위치하도록 상기 창호틀에 장착되는 급배기 모듈(33)이 중앙 트랜섬에 장착된 부분 종단면도를 도 6a로서 도시하였다. 상기 급배기 모듈(33)은 상기 열교환 모듈(34)로부터 전달받은 외기를 상기 실내 공간으로 배출하도록 창호의 중앙 트랜섬에 장착되는 것이 바람직한 것으로, 외기의 배출이 상기 급배기 모듈(33)의 길이 방향을 따라 나열된 복수의 지점에서 이루어지도록 구비되고, 상기 복수의 지점은 상기 급배기 모듈(33) 전 길이에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 창호형 환기장치의 급배기 모듈(33)을 도시한 부분 사시도를 도 6b와 도 6c로서 도시하였다. 구체적으로는, 상부부재(410), 중간부재(430) 및 하부부재(450)를 포함한다.
상부부재(410)는 중앙 트랜섬(140)과 결합하는 후크(412)를 일단에 구비하고, 중앙 트랜섬(140)과 면접하는 측면(414)을 구비한다.
중간부재(430)는 상부부재(410)와 결합하는 후크(436)를 일단에 구비하고 상기 상부부재(410)와 부분적으로 면접한다. 상기 상부부재(410)와 중간부재(430)의 결합이 완료되면 외기의 통로(402)가 형성된다. 또한, 상기 중간부재(430)에는 중앙 트랜섬(140)의 길이방향을 따라 나열되고 중앙 트랜섬(140)의 길이방향에 수직한 방향을 따라 연장하는 복수의 가이더(434)가 형성되고, 상기 가이더(434)들 사이에는 외기 배출구(432)가 형성된다. 외기의 통로(402)를 따라 중앙 트랜섬(140)의 길이방향을 따라 이동하던 외기는 가이더(434)에 의해 방향이 전환된 후 외기 배출구(432)를 통과하여 실내공간으로 유입된다. 한편, 상기 외기 배출구(432)는 급배기 모듈(33)의 전체 길이에 걸쳐 형성된다.
하부부재(450)는 중간부재(430)와 결합하는 후크(452)를 구비하고, 상부부재(410)와 결합하는 후크(454)를 구비하며, 중앙 트랜섬(140)과 부분적으로 면접하는 상면(456)을 구비한다. 상기 하부부재(450)는 볼트(470)에 의해 중앙 트랜섬(140)에 고정된다.
즉, 상기 외기를 상기 열교환 모듈(34)로부터 전달받아 상기 급배기 모듈(33)로 전달하기 위해 상기 창호틀에는 연결 모듈(35)이 장착되는 것으로, 외기의 이동로로 제공되는 연결 덕트(610); 및 상기 연결 덕트(610)를 덮도록 상기 창호틀에 착탈 가능하게 장착되며, 열교환 모듈과 상기 열교환 모듈로 전달되는 외기 및 내기의 양을 수동으로도 조작하기 위한 버튼과 관련 전자부품을 내장한 것을 특징으로 한다.
구체적으로는 상기 연결 모듈(35)은 도 4에 도시된 바와 같이 연결 어댑터(620)와, 연결 덕트(610)와 커버(630)를 포함한다. 연결 어댑터(620)는 급배기 모듈(33)과 연결 덕트(610)와의 연결을 용이케 하기 위한 것으로서, 급배기 모듈(33)의 외기 통로(402)에 삽입되는 일단과 연결 덕트(610)에 삽입되는 반대단을 구비한다. 연결 덕트(610)는 열교환 모듈(34)로부터 전달받은 외기를 급배기 모듈(33)로 전달하기 위한 것으로서, 연결 어댑터(620)의 반대단을 수용하는 일단과 외기 배출 덕트(220)를 수용하는 반대단을 구비한다. 커버(630)는 연결 어댑터(620) 및 연결 덕트(610)를 덮기 위한 것으로서, 창호틀에 착탈 가능하게 장착된다. 그리고, 상기 커버(630)는 외기용 팬(238) 및 내기용 팬(236)의 작동, 정지, 풍량 등을 조절하기 위한 버튼(632)과 관련 전자부품을 구비한다.
도 7은 본 발명의 의한 실내 공기 환기방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실내 공기 환기방법은 오염측정 센서부(10), 풍향감지 센서부(11), 원격 제어장치(20)와, 창호형 환기장치(30)를 구비하는 실내 공기 환기장치를 이용한 실내 공기 환기방법으로서, 가동단계(S10)와, 상태 검출단계(S30)와, 상태 표시단계(S50) 및 실내 공기 환기단계(S70)를 포함한다.
먼저, 상기 가동단계(S10)에서는 상기 오염측정 센서부(10)로부터 오염물 농도가 상기 원격 제어장치(20)의 기억장치에 미리 저장된 오염 기준치를 초과하는 경우 상기 원격 제어장치(20)를 이용하여 상기 창호형 환기장치(30)로 전원이 공급한다. 이어서, 상기 원격 제어장치(20)를 다시 조작하여, 상기 창호형 환기장치(30)의 운전 모드를 자동으로 할 것인가 또는 수동으로 할 것인가를 설정한다.
이때, 상기 원격 제어장치(20)를 조작하여 상기 창호형 환기장치(30)의 운전 모드를 자동으로 설정한 경우에는, 상기 원격 제어장치(20)의 기억장치에 미리 설정된 오염 기준치와 상기 오염감지 센서부(10)를 통해서 검출되는 실내 오염물 농도를 파악하여 상기 창호형 환기장치 (30)를 가동하거나 정지시킨다.
또한, 상기 원격 제어장치(20)를 조작하여 상기 창호형 환기장치(30)의 운전 모드를 수동으로 설정한 경우에는, 상기 원격제어장치(20)에 의해 직접적으로 또는 상기 버튼을 통해 간접적으로 상기 창호형 환기장치(30)를 가동하거나 정지시킨다.
다음에, 상태 검출단계(S30)에서는 실외의 세대 전면부와 후면부에 각기 배치된 풍향감지 센서부(11)를 통해서 풍향을 파악하고, 또한 상기 창호형 환기장치(30)를 통해 급기 모드나 배기 모드의 가동 여부를 검출한다.
이어서, 상기 상태 표시단계(S50)에서는 상기 가동단계(S10)에서 검출된 실내의 오염물 농도와 상태 검출단계(S30)에서 검출된 실외의 풍향에 따른 급기 혹은 배기 모드의 가동 여부를 상기 원격 제어장치(20)의 액정 디스플레이(23) 상에 표시한다. 즉, 상기 창호형 환기장치(30)에서 검출된 급기 모드나 배기 모드의 가동 여부를 제2 통신모듈(31)을 통해 상기 원격 제어장치(20)의 통신모듈(21)로 송신하여 디스플레이(23) 상에 표시한다.
상기 상태 표시단계(S50)에서 검출된 실내 오염물 농도와 실외 풍향에 따른 상기 창호형 환기장치(30)에서의 급기 모드나 배기 모드의 가동 여부는 각종 문자, 숫자 및 그래픽이나 혹은 이들의 조합에 의해 흑백 혹은 컬러 형태로 표시한다.
다음에, 상기 실내 공기 환기단계(S70)에서는 상기 상태 검출단계(S30)의 검출 결과 중 바람이 불어오는 방향에 기초한 가동단계(S10)의 설정에 따라 상기 원격 제어장치(20)에 의해 상기 창호형 환기장치(30)를 가동하거나 혹은 정지시켜 실내 공기를 환기시킨다.
한편, 도 8은 본 발명에 의한 실내 공기 환기장치를 실질적으로 적용한 일 적용예를 도시한 도면으로서, 창호형 환기 장치(30)는 전면부와 후면부에 전 길이 방향으로 구비되어 있고 바람이 전면부에서 불어오는 것으로 관측된 경우 전면부에 근접한 환기장치를 급기 모드로 작동시키고, 동시에 후면부에 근접한 환기장치는 배기 모드로 작동시키거나(도 8a), 혹은 바람이 후면부에서 불어오는 것으로 관측된 경우 후면부에 근접한 환기장치를 급기 모드로 작동시키고, 동시에 전면부에 근접한 환기장치는 배기 모드로 작동시키는(도 8b) 방식으로, 이른바 맞통풍(cross ventilation) 효과를 달성한 것을 확인할 수 있다.
이상의 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경가능한 것이다.
10: 오염측정 센서부, 11: 풍향감지 센서부,
20: 원격 제어장치, 21: 제1 RF 통신모듈,
22: 컨트롤러, 23: 액정 디스플레이,
24: 환기장치용 전원키, 25: 전원공급부,
30: 창호형 환기장치, 31: 제2 RF 통신모듈,
32: 중앙제어장치, 33: 급배기 모듈,
34: 열교환 모듈, 35: 연결모듈
110: 좌우측 트랜섬(transom),
140: 중앙 트랜섬, 210: 열교환 유닛,
212: 케이스, 214: 외기 유입 덕트,
218: 내기 배출 덕트, 220: 외기 배출 덕트,
222: 외기용 필터, 224: 내기용 필터,
226: 제1 열교환 소자, 228: 제2 열교환 소자,
230: 팬 커버, 236: 내기용 팬,
238: 외기용 팬, 250: 덮개,
402: 외기의 통로, 410: 상부 부재,
412,436,452,454: 후크, 414: 측면,
430: 중간 부재, 432: 외기 배출구,
434: 가이더, 450: 하부 부재,
456: 상면, 470: 볼트,
610: 연결 덕트, 620: 연결 어댑터,
630: 커버, 632: 버튼.

Claims (15)

  1. 실내 공기오염도를 측정하기 위한 오염측정 센서부(10);
    풍향을 측정 및 감지하도록 실외에 구비된 풍향감지 센서부(11);
    상기 오염측정 센서부(10)와 풍향감지 센서부(11)로부터의 측정치와 감지 방향을 포함한 각종 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 제1 RF 통신모듈(21), 컨트롤러(22), 제1 RF 통신 모듈(21)로부터 수신받은 실내 오염물 농도, 실외 풍향 정보와 가동 모드 및 가동 여부를 표시하기 위한 액정 디스플레이(23), 환기장치의 전원 공급을 온/오프로 제어하는 환기장치용 전원키(24) 및 전원 공급부(25)을 포함하는, 원격 제어장치(20); 및
    상기 원격 제어장치(20)로부터의 각종 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 제2 RF 통신모듈(31), 중앙 제어장치(32), 급배기 모듈(33), 열교환 모듈(34) 및 연결 모듈(35)을 포함하는 창호형 환기장치(30); 로 이루어지며,
    상기 창호형 환기장치(30)는 세대의 전면부와 후면부의 전 길이 방향에 걸쳐 구비되는 것을 특징으로 하는 실내 공기 환기장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염측정 센서부(10)는 실내의 이산화탄소(CO2) 농도 및 미세먼지를 검출하는 이산화탄소 검출센서 및 더스트 검출센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 공기 환기장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 풍향감지 센서부(11)는 세대의 전면부 측과 후면부 측의 최소 2측 이상의 실외에 설치되는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 창호형 환기장치(30)는 전면 분할된 창호의 창호틀에 장착되는 열교환 모듈(34); 및 상기 열교환 모듈(34)과 이웃하여 위치하도록 상기 창호틀에 장착되는 급배기 모듈(33);을 포함하되,
    상기 열교환 모듈(34)은 실외 공간으로부터 상기 창호틀로 유입된 외기를 상기 창호틀로부터 전달받아 상기 급배기 모듈(33)로 전달하고, 상기 창호틀로부터 상기 실외 공간으로 배출될 내기를 실내 공간으로부터 하면을 통해 전달받아 상기 창호틀로 전달하며, 외기와 내기간 열 교환을 외기와 내기의 혼합이 이루어지지 않도록 창호의 좌우측 트랜섬에 장착되고,
    상기 급배기 모듈(33)은 상기 열교환 모듈(34)로부터 전달받은 외기를 상기 실내 공간으로 배출하도록 창호의 중앙 트랜섬에 장착되는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 급배기 모듈(33)은 외기의 배출이 상기 급배기 모듈(33)의 길이 방향을 따라 나열된 복수의 지점에서 이루어지도록 구비되고, 상기 복수의 지점은 상기 급배기 모듈(33) 전 길이에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 연결 모듈(35)은 상기 외기를 상기 열교환 모듈(34)로부터 전달받아 상기 급배기 모듈(33)로 전달하기 위해 상기 창호틀에 장착되는 것으로, 외기의 이동로로 제공되는 연결 덕트(610); 및 상기 연결 덕트(610)를 덮도록 상기 창호틀에 착탈 가능하게 장착되며, 열교환 모듈(34)과 상기 열교환 모듈(34)로 전달되는 외기 및 내기의 양을 수동 조작하기 위한 버튼과 관련 전자부품을 내장한 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 제어장치(20)의 상기 제1 RF 통신모듈(21)과, 상기 창호형 환기장치(30)의 제2 RF 통신모듈(31) 사이에서 RF 신호가 직접 송수신되는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기장치.
  9. 청구항 제1항의 실내 공기 환기장치를 이용한 실내공기 환기방법에 있어서,
    상기 원격 제어장치를 이용하여 상기 창호형 환기장치로 전원이 공급되어 가동되는 동시에, 창호형 환기장치의 운전 모드가 자동 또는 수동으로 설정되어 운전되는 가동단계 (S10)와;
    상기 실외의 측정하고자 하는 구역별로 설치된 다수개의 풍향감지 센서부를 구동하여 풍향 정보를 파악하고, 상기 창호형 환기장치의 급기 모드 또는 배기 모드의 가동 여부를 검출하는 상태 검출단계(S30)와:
    상기 가동단계(S10)에서 검출된 실내의 오염물 농도와 상태 검출단계(S30)에서 검출된 실외의 풍향에 따른 급기 혹은 배기 모드의 가동 여부를 상기 원격 제어장치의 액정 디스플레이 상에 표시하는 상태 표시단계(S50); 및
    상기 상태 검출단계(S30)의 검출 결과 중 바람이 불어오는 방향에 기초한 가동단계의 설정에 따라 상기 원격 제어장치에 의해 상기 창호형 환기장치가 가동되거나 혹은 정지되는 실내 공기 환기단계(S70); 로 유기적으로 가동되는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가동단계(S10)에서 상기 창호형 환기장치가 자동 운전 모드로 설정된 경우에는 원격 제어장치의 기억장치에 미리 설정된 오염 기준치와 상기 오염측정 센서부를 통해서 검출되는 오염 농도값을 비교하여 상기 창호형 환기장치를 가동하거나 정지시키는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 가동단계(S10)에서 상기 창호형 환기장치가 수동 운전 모드로 설정된 경우에는, 상기 원격 제어장치에 의해 직접적으로 또는 버튼에 의해 간접적으로 상기 창호형 환기장치를 가동하거나 정지시키는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 상태 표시단계(S50)에서 검출된 실내 오염물 농도 정보와 실외 풍향 정보 및 상기 급기 모드 또는 배기 모드의 가동 여부를 상기 원격 제어장치의 LCD 상에 각종 문자, 숫자 및 그래픽이나 혹은 이들의 조합에 의해 흑백 혹은 컬러 형태로 표시하는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 제어장치와, 상기 창호형 환기장치는 적외선(infrared ray), RF(radio frequency) 혹은 블루투스(bluetooth) 모듈 중 어느 하나 혹은 이들의 조합을 이용하여 상호 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기방법.
  14. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실내 공기 환기단계(S70)에서 창호형 환기장치는 전면부와 후면부 전 길이 방향으로 구비되며, 바람이 불어오는 것으로 감지된 구역에 근접한 환기장치는 급기 모드로 작동시키고, 동시에 상기 구역의 대향측 환기장치는 배기 모드로 작동시키는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 급기 모드로 작동하는 환기장치와 배기 모드로 작동하는 환기장치의 작동 대수를 일치시키는 것을 특징으로 하는
    실내 공기 환기방법.
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