KR101263656B1 - 열교환기의 병렬배치와 댐퍼부재의 전환을 통한 바이패스 기능을 가지는 열교환기 조립체 및 이를 이용한 실내외 공기의 급배기방법 - Google Patents

열교환기의 병렬배치와 댐퍼부재의 전환을 통한 바이패스 기능을 가지는 열교환기 조립체 및 이를 이용한 실내외 공기의 급배기방법 Download PDF

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오병길
이병석
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Abstract

본 발명은 본 발명은 건축물 실내외 공기의 급배기하는 열교환기 조립체 및 이를 이용한 실내외 공기의 급배기방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 하나의 본체 내에 2개의 열교환기를 병렬로 배치함으로써 열교환이 필요한 경우에는 열전달 면적을 극대화시켜 열교환 효율을 높이고, 열교환 없이 실내외 공기가 흐르도록 하는 바이패스 상태가 요구되는 경우(예를 들면, 간절기 또는 하절기의 야간)에는, 상기 열교환기 사이에 설치된 댐퍼부재를 이용하여 열교환기로의 공기 유입을 차단하므로써 열교환 없이 신선한 실외 공기(외기)가 그대로 실내에 유입되도록 하며, 더 나아가 필요한 경우에는 댐퍼부재의 작동으로 공기 유로를 변환시켜 하나의 열교환기에서만 열교환이 이루어지도록 함으로써 필요한 공간에만 열교환된 상태로 급배기되어 실내외 공기가 환기되도록 하는 새로운 구성의 열교환기 조립체 및 이를 이용한 실내외 공기의 급배기방법에 관한 것이다.

Description

열교환기의 병렬배치와 댐퍼부재의 전환을 통한 바이패스 기능을 가지는 열교환기 조립체 및 이를 이용한 실내외 공기의 급배기방법{Air Supply Apparatus having Parallel Heat Exchangers, and Air Circulating Method}
본 발명은 건축물 실내외 공기의 급배기하는 열교환기 조립체 및 이를 이용한 실내외 공기의 급배기방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 하나의 본체 내에 2개의 열교환기를 병렬로 배치함으로써 열교환이 필요한 경우에는 열전달 면적을 극대화시켜 열교환 효율을 높이고, 열교환 없이 실내외 공기가 흐르도록 하는 바이패스 상태가 요구되는 경우(예를 들면, 간절기 또는 하절기의 야간)에는, 상기 열교환기 사이에 설치된 댐퍼부재를 이용하여 열교환기로의 공기 유입을 차단하므로써 열교환 없이 신선한 실외 공기(외기)가 그대로 실내에 유입되도록 하며, 더 나아가 필요한 경우에는 댐퍼부재의 작동으로 공기 유로를 변환시켜 하나의 열교환기에서만 열교환이 이루어지도록 함으로써 필요한 공간에만 열교환된 상태로 급배기되어 실내외 공기가 환기되도록 하는 새로운 구성의 열교환기 조립체 및 이를 이용한 실내외 공기의 급배기방법에 관한 것이다.
건물에서 외기가 실내로 공급되거나 또는 실내의 공기(환기)가 외부로 빠져나가게 하는 통로인 급배기 덕트에는, 환기와 외기 사이의 열교환을 통해서 에너지를 회수하기 위하여 열교환기를 구비한 열교환기 조립체가 구비된다.
일반적으로 겨울철이나 여름철에는 냉난방 에너지 절감을 위해서 실내외 공기를 순환시킬 때, 실내의 환기와 실외의 외기가 열교환기를 거쳐서 흐르도록 하여 열교환기를 통해 에너지를 회수하는 것이 바람직하다. 그러나 간절기나 하절기의 여름과 같은 경우에는, 이와 같은 열교환기를 통한 환기와 외기 간의 열교환이 필요하지 않을 수 있다. 이와 같이 열교환이 필요하지 않은 경우에는 환기와 외기가 열교환기를 거치지 않고 열교환기 조립체를 통과하도록 바이패스시켜야 하는데, 대한민국 등록특허 제10-1072145호에는 이와 같이 바이패스 기능을 가지는 열교환기가 개시되어 있다.
한편, 열교환에 의한 에너지 회수 효율을 높이기 위해서는 열전달 면적을 크게 하는 것이 바람직한데, 가장 손쉬운 방법은 열교환기를 복수개 설치하는 것이다. 그러나 단순히 열교환기를 복수개 설치하는 것만으로는 위와 같은 바이패스 기능을 구현할 수 없다. 따라서 열전달 면적을 크게 확대하여 에너지 회수 효율을 높이면서도 바이패스 기능을 가지도록 하려면, 종래기술과는 전혀 다른 새로운 구성의 열교환기 조립체가 제시되어야 한다.
대한민국 등록특허 제10-1072145호(2011. 10. 10. 공고) 참조.
본 발명은 위와 같은 관련 기술분야의 필요성을 충족시키기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 열교환기 조립체의 본체 내에 2개의 열교환기가 병렬로 배치함으로써 열교환이 필요한 경우에는 연전달 면적을 극대화시켜 열교환 효율을 높이면서도, 열교환없이 실내외 공기가 흐르도록 하는 바이패스 상태가 요구되는 경우에는, 간단한 조작만으로 열교환기로의 공기 유입을 차단하므로써 열교환없이 외부의 신선한 외공기가 그대로 실내에 유입되도록 하며, 더 나아가 필요한 경우에는 간단한 장치의 조작을 통해 공기 유로를 변환시켜 하나의 열교환기에서만 열교환이 이루어지도록 함으로써 필요한 공간에만 열교환된 상태로 실내외 공기의 급배기가 이루어지도록 할 수 있는 새로운 구성의 환기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 내부공간을 가지는 본체와, 상기 본체의 내부에서 본체의 폭방향으로 이웃하게 연속배치되어 있는 제1열교환기 및 제2열교환기와, 제1열교환기 및 제2열교환기의 외기측에서 서로 이웃하는 각각의 외기측 공기유출구 사이에 구비되어 본체의 공간을 구획하는 제1댐퍼부재와; 제1열교환기 및 제2열교환기의 환기측에서 서로 이웃하고 있는 각각의 환기측 공기유출구 사이에 구비되어 본체의 공간을 구획하는 제2댐퍼부재를 포함하여 구성되며; 제1댐퍼부재 및 제2댐퍼부재는 회전가능하게 구비되어 있어, 제1댐퍼부재가 제1열교환기 및 제2열교환기의 외기측 공기유출구 사이에 위치하고, 제2댐퍼부재가 제1열교환기 및 제2열교환기의 환기측 공기유출구 사이에 위치하면 제1열교환기와 제2열교환기에 의해서 외기와 환기가 서로 열교환되면서 순환되고; 제1댐퍼부재가 회전하여 제1열교환기의 외기측 공기유출구를 폐쇄하고 제2댐퍼부재가 회전하여 제2열교환기의 환기측 공기유출구를 폐쇄하게 되면, 외기와 환기가 서로 열교환이 이루어지지 않은 채 제1열교환기와 제2열교환기를 통과하여 순환되는 것을 특징으로 하는 열교환기 조립체가 제공된다.
이러한 본 발명의 열교환기 조립체에서, 추가적으로 제2댐퍼부재는 제1열교환기의 환기측 공기유출구를 폐쇄하도록 회전 가능하게 구성됨으로써, 제1댐퍼부재가 제1열교환기의 외기측 공기유출구를 폐쇄하고 제2댐퍼부재가 회전하여 제1열교환기의 환기측 공기유출구를 폐쇄하게 되면 제2열교환기를 통해서만 실외로부터의 외기와 실내로부터의 환기가 열교환되면서 순환될 수도 있다.
본 발명에 따른 열교환기 조립체에서는 2개의 열교환장치를 병렬로 배치하여, 여름철 등과 같이 에너지의 회수가 필요한 경우에는 2개의 열교환장치에 의한 열교환이 모두 진행되도록 작동시킴으로써, 열교환에 의한 에너지 회수를 극대화시키게 되며, 간절기 등과 같이 열교환이 필요하지 않은 경우에는 바이패스 모드로 작동을 변환시킴으로써, 열교환장치에서의 열교환없이 실외 공기와 실내 공기간의 순환이 이루어지도록 할 수 있으며, 더 나아가 2개의 열교환장치 중에서 하나의 열교환장치에서만 열교환이 이루어지도록 작동을 변환시킬 수 있기 때문에 필요에 맞추어 열교환의 정도를 용이하게 조절할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 특히, 본 발명에서는 댐퍼부재의 간단한 회전동작을 통해서 이와 같은 작동 변환이 이루어지므로, 작동 변환이 용이하게 이루어질 수 있고, 그 구성 역시 간단하여 환기장치의 제작비용 등을 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 따른 열교환기 조립체를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 열교환기 조립체의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1a에 도시된 열교환기 조립체에 구비된 2개의 열교환기 모두에서 열교환이 이루어지는 상태의 공기흐름을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 대한 개략적인 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 2개의 열교환기 모두에서 전혀 열교환이 이루어지지 않는 바이패스 상태에 대한 각각 도 2 및 도 3에 대응되는 본 발명에 따른 열교환기 조립체의 개략적인 사시도와 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 공기흐름 방향을 변경한 바이패스 상태에 대한 도 4a 및 도 4b에 대응되는 본 발명에 따른 열교환기 조립체의 개략적인 사시도와 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 2개의 열교환기 중 하나의 열교환기(제2열교환기)에서만 열교환이 이루어지는 상태에 대한 각각 도 2 및 도 3에 대응되는 본 발명에 따른 열교환기 조립체의 개략적인 사시도와 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 2개의 열교환기 중 다른 하나의 열교환기(제1열교환기)에서만 열교환이 이루어지는 상태에 대한 각각 도 6a 및 도 6b에 대응되는 본 발명에 따른 열교환기 조립체의 개략적인 사시도와 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1a 및 도 1b에는 각각 본 발명에 따른 열교환기 조립체(100)의 개략적인 사시도가 바라보는 방향을 달리하여 도시되어 있으며, 도 1c에는 도 1a에 도시된 열교환기 조립체(100)의 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1a에 도시된 열교환기 조립체(100)에 구비된 2개의 열교환기(10) 모두에서 열교환이 이루어지는 상태의 공기흐름을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 열교환기 조립체(100)의 열교환장치 2개에서 모두 열교환이 진행되는 상태에 대한 공기 흐름을 보여주는 도 2에 대한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 참고로 도 1a 내지 도 3에서는 열교환기 조립체(100)의 내부 구성을 상세히 보여주기 위하여, 본체(20)의 상면판을 제거한 상태로 열교환기 조립체(100)를 도시하였다.
본 발명에 따른 열교환기 조립체(100)는, 내부공간을 가지는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 내부에서 본체(20)의 폭방향으로 이웃하게 연속 배치되어 있는 2개의 열교환기(10, 11)와, 상기 2개의 열교환기(10, 11)가 각각 배치되도록 상기 본체(20)의 내부를 폭방향으로 2개의 공간으로 구획하는 내부 구획벽으로서 기능하되 회전에 의해 위치가 변화되어 상기 2개의 열교환기(10, 11) 각각에 형성된 공기유출구를 개폐함으로써 상기 2개의 열교환기(10, 11)를 통과하는 공기의 흐름 경로(유로)를 변경하는 2개의 댐퍼부재(31, 32)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 본체(20)는 상자형태의 부재로 구성될 수 있는데, 상기 본체(20)의 내부에는 2개의 열교환기(10, 11)가 본체(20)의 폭 방향(도 1a의 화살표 B-B 방향)으로 연속하여 배치되어 있다. 편의상 상기 2개의 열교환기를 동시에 언급할 때에는 "열교환기(10, 11)"라고 기재하지만 2개의 열교환기(10, 11)를 구분하여 언급할 때는 각각 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)라고 기재한다. 상기 열교환기(10, 11)는 각각 2개의 공기유출구(101a, 101b)와 2개의 공기유입구(102)를 가지고 있으며, 서로 한 쌍을 이루어서 연통되는 하나의 공기유출구와 하나의 공기유입구에 의해 형성된 공기유로와, 서로 연통되는 나머지 한 쌍의 공기유출구와 공기유입구에 의해 형성된 공기유로는 상기 열교환기(10, 11) 각각에서 서로 대각선 방향으로 교차하게 된다. 특히, 본체(20) 내부에서 폭방향으로 2개의 열교환기(10, 11)가 서로 연속하게 배치될 때, 각각의 열교환기(10, 11)에 형성된 공기유출구는 서로 이웃하게 위치하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 실시예의 경우, 열교환기(10, 11)가 마름모의 형상을 가지고 있으므로, 제1열교환기(10)에서 외기측에 형성된 외기측 공기유출구(101a)는 제2열교환기(11)에서 외기측에 형성된 외기측 공기유출구(101a)와 서로 이웃하지만, 열교환기의 마름모꼴의 형상으로 인하여 실질적으로는 서로 마주보게 되며, 제1열교환기(10)에서 환기측에 형성된 환기측 공기유출구(101b) 역시 제2열교환기(11)에서 환기측에 형성된 환기측 공기유출구(101b)와 서로 이웃하게 위치하지만 열교환기의 마름모꼴의 형상으로 인하여 실질적으로는 서로 마주보게 되는 것이다.
한편, 이와 같이 2개의 열교환기(10, 11)가 본체(20) 내부의 2개 공간에 배치될 때, 2개의 열교환기(10, 11) 사이에는 2개의 댐퍼부재(31, 32)가 본체(20)의 길이방향(도 1의 화살표 A-A 방향)으로 연속 배치된다. 댐퍼부재에 대해서도, 편의상 상기 2개의 댐퍼부재를 모두 언급할 때에는 "댐퍼부재(31, 32)"라고 기재하지만 2개의 댐퍼부재(31, 32)를 구분하여 언급할 때는 각각 제1댐퍼부재(31)와 제2댐퍼부재(32)라고 기재한다.
2개의 댐퍼부재(31, 32)가 본체(20)의 길이방향(도 1a의 화살표 A-A 방향)으로 연속 배치되므로, 본체(20)의 길이 방향으로 외기측에서 서로 이웃하게 위치하는 2개의 열교환기(10, 11)에 형성된 2개의 외기측 공기유출구(101a) 사이에는 제1댐퍼부재(31)가 위치하여 공간을 2개로 구획하게 되며, 본체(20)의 길이 방향으로 환기측에서 서로 이웃하게 위치하는 2개의 열교환기(10, 11)에 형성된 2개의 환기측 공기유출구(101b) 사이에는 제2댐퍼부재(32)가 위치한다. 따라서 2개의 댐퍼부재(31, 32)는 본체(20) 내의 공간을 제1열교환기(10)가 위치하는 공간과 제2열교환기(20)가 위치하게 되는 공간이라는 2개의 공간으로 구획하게 된다. 즉, 상기 2개의 댐퍼(31, 32)가 일직선을 이루도록 이웃하게 위치하게 되면, 본체(20)의 내부가 폭방향으로 2개의 공간으로 구획되고, 폭방향으로 구획된 2개의 공간(제1공간과 제2공간) 각각에 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)가 각각 위치하게 되는 것이다.
이와 같이, 본체(20)의 내부에서 상기 2개의 댐퍼(31, 32)가 일직선을 이루도록 이웃하게 위치하여 내부를 구획하는 벽체로서 기능하게 되면, 본체(20)의 내부가 폭방향으로 제1공간과 제2공간의 2개 공간으로 구획되고, 제1공간과 제2공간의 각각에 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)가 각각 위치하게 되면, 제1열교환기(10)가 위치하는 제1공간은 4개의 개별적인 공간으로 구획되며, 이와 마찬가지로 제2열교환기(11)가 위치하는 제2공간도 4개의 개별적인 공간으로 구획된다.
편의상 도 3처럼, 본체(20)의 길이방향으로 실외공기가 유입되는 방향 즉, 외기측을 위쪽에 두고 실내공기(환기)가 유입되는 방향 즉, 환기측을 아래쪽에 두도록 본 발명의 열교환기 조립체(100)를 배치한 평면도에서, 제1열교환기(10)에 의해 제1공간에 구획되어 존재하는 4개의 개별적인 공간을 편의상 시계방향의 순서대로 각각 제1-1공간, 제1-2공간, 제1-3공간 및 제1-4공간이라고 표기한다. 즉, 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)와 제1댐퍼(31) 사이의 공간은 제1-1공간이 되고, 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)와 제2댐퍼(32) 사이의 공간은 제1-2공간이 된다. 환기측에서 제1열교환기(10)의 공기유입구(102)와 연통되는 공간은 제1-3공간이 되고, 외기측에서 제1열교환기(10)의 공기유입구(102)와 연통되는 공간은 제1-4공간이 되는 것이다.
이와 마찬가지로 제2열교환기(11)에 의해 제2공간에 구획되어 존재하는 4개의 개별적인 공간을 편의상 반시계방향의 순서대로 각각 제2-1공간, 제2-2공간, 제2-3공간 및 제2-4공간이라고 표기한다. 즉, 제2열교환기(11)의 외기측 공기유출구(101a)와 제1댐퍼(31) 사이의 공간은 제2-1공간이 되고, 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b)와 제2댐퍼(32) 사이의 공간은 제2-2공간이 되며, 환기측에서 제2열교환기(11)의 공기유입구(102)가 위치하는 공간은 제2-3공간이 되고, 외기측에서 제2열교환기(11)의 공기유입구(102)가 위치하는 공간은 제2-4공간이 되는 것이다.
한편, 본 발명의 열교환기 조립체(100)에서, 본체(20)의 제1공간 및 제2공간 각각에 대해 본체(20)의 길이방향으로 환기측 방향의 측벽에는 환기가 유입되는 환기구(22)가 형성되어 있으며, 폭방향으로 구획된 상기 본체(20) 내부에 형성된 2개 공간의 각각에 대해 본체(20)의 길이방향으로 외기측 방향의 측벽에는 외기가 유입되는 외기구(21)가 형성되어 있다. 상기 환기구(22)는 각각 제1-3공간 및 제2-3공간과 연통되고, 상기 외기구(21)는 각각 제1-4공간 및 제2-4공간과 연통된다.
또한 본체(20)의 길이방향 양 측벽에는 각각 배기팬 설치부(40, 41)가 설치되어 있는데, 상기 배기팬 설치부(40) 내에는 본체(20) 내부의 공기를 열교환기 조립체(100)의 외부로 배출하는 배기팬(43)이 구비되어 있다. 구체적으로 외기측의 제1배기팬 설치부(41)는 제1-1공간 및 제2-1공간 모두와 연통되어 있고, 환기측의 제2배기팬 설치부(42)는 제1-2공간 및 제2-2공간 모두와 연통되어 있다. 상기 제1배기팬 설치부(40)의 외측으로는 배기구(400)가 형성되어 있고, 제2배기팬 설치부(41)의 외측으로는 급기구(401)가 형성되어 있다.
한편, 도면에서 부재번호 25는, 열교환장치(10, 11)와 본체(20)의 길이방향 측벽 사이에 구비되는 격벽(25)으로서, 제1-1공간과 제1-4공간 사이에, 그리고 제1-2공간과 제1-3공간 사이에 상기 격벽(25)이 구비된다. 또한 상기 격벽(25)은 제2-1공간과 제2-4공간 사이 및 제2-2공간과 제2-3공간 사이에도 구비된다.
앞서 살펴본 것처럼 제1댐퍼부재(31)는 제1-1공간과 제2-1공간을 구획하는 구획벽이며, 제2댐퍼부재(32)는 제1-2공간과 제2-2공간을 구획하는 구획벽이 되는데, 상기 제1댐퍼부재(31)와 제2댐퍼부재(32)에서 2개의 열교환기(10, 11)에 연결되는 각각의 일측은 회전힌지(50)로 구성된다. 즉, 2개의 열교환기(10, 11) 사이에서 제1댐퍼부재(31)의 일측이 회전힌지(50)에 의해 결합되어, 상기 회전힌지(50)를 회전축으로 하여 제1댐퍼부재(31)가 본체(20)의 폭방향으로 좌우 회전이 가능하게 되는 것이다. 제1댐퍼부재(31)는 위와 같이 좌우로 회전하면서 제1열교환기(10)에서 외기측 공기유출구(101a)와 제2열교환기(11)의 외기측 공기유출구(101a)를 모두 개방하거나, 2개의 공기유출구(101a) 중 어느 하나를 폐쇄하게 된다. 즉, 앞서 설명한 것처럼, 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)에는 모두 외기측 공기유출구(101a)가 구비되어 있는데, 제1댐퍼부재(31)가 회전힌지(50)를 중심으로 좌우로 회전하면서 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)와 제2열교환기(11)의 외기측 공기유출구(101a) 모두를 개방하거나 둘 중의 어느 하나를 폐쇄하게 되는 것이다.
이와 동일하게, 제2댐퍼부재(32)도 회전힌지(50)를 중심으로 좌우로 회전하면서 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)와 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b)를 모두 개방하거나 어느 하나를 폐쇄하게 된다. 즉, 앞서 설명한 것처럼, 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)에는 모두 환기측 공기유출구(101b)가 각각 구비되어 있는데, 제2댐퍼부재(32)가 회전힌지(50)를 중심으로 좌우로 회전하면서 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)와 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b) 모두를 개방하거나 둘 중의 어느 하나를 폐쇄하게 되는 것이다.
다음에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11) 모두를 이용하여 열교환이 이루어지는 상태로 실내외 공기의 순환이 이루어지는 상태를 설명한다. 여름철이나 겨울철처럼 많은 열교환이 필요한 "폐열회수 환기모드"에서는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 제1댐퍼부재(31)는 외기측 공기유출구(101a)를 모두 개방시키는 위치에 있게 되고, 제2댐퍼부재(32) 역시 환기측 공기유출구(101b) 모두를 개방시키는 위치에 있게 된다. 즉, 제1댐퍼부재(31)는 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)와 제2열교환기(11)의 외기측 공기유출구(101a) 모두를 개방하는 위치에 있게 되며, 제2댐퍼부재(32) 역시 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)와 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b) 모두를 개방하는 위치에 있는 것이다.
따라서 외기구(21)를 통해서 제1-4공간으로 유입된 외기는 제1열교환기(10)를 지나가게 되며, 이와 마찬가지로 외기구(21)를 통해서 유입된 외기는 제2-4공간을 거쳐 제2열교환기(11)를 지나가게 된다. 실내로부터의 환기는 환기구(22)로 유입되어 제1-3공간을 거쳐 제1열교환기(10)를 지나가게 됨과 동시에 또다른 환기(22)로도 환기가 유입되어 제2-3공간을 거쳐 제2열교환기(11)를 지나가게 된다. 따라서 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11) 각각에서는 외기와 환기 사이에 열교환이 이루어지며, 제1열교환기(10)를 통과한 외기는 제1-2공간으로 들어오게 되고 제2열교환기(11)를 통과한 외기는 제2-2공간으로 들어오게 된다. 제1-2공간 및 제2-2공간 모두와 연통되어 있는 제2배기팬 설치부(41) 내에 설치된 배기팬(43)의 작동에 의해 제1-2공간 및 제2-2공간으로 들어온 외기는 급기구(401)를 통해서 실내로 공급된다.
한편, 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)를 거친 환기는 각각 제1-1공간과 제2-1공간으로 들어오게 되고, 제1-1공간 및 제2-1공간 모두와 연통되어 있는 제1배기팬 설치부(40) 내에 설치된 배기팬(43)의 작동에 의해 배기구(400)를 통해서 실외로 배출된다.
이와 같이 "폐열회수 환기모드"에서는 2개의 열교환기(10, 11)를 통해서 열교환이 이루어진 상태로 공기순환이 이루어지므로 높은 에너지 회수효율을 발휘하게 되며, 특히 열교환기가 본체(20)의 폭방향으로 나란하게 즉, 공기의 순환경로를 가로질러 2개의 열교환기가 병렬로 설치되어 있으므로, 열교환기 내부에서는 공기가 작은 유속을 가지게 되고, 따라서 열교환에 의한 에너지 회수효율이 증가하는 효과가 발휘된다.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 2 및 도 3에 대응되는 본 발명에 따른 열교환기 조립체(100)의 개략적인 사시도와 평면도인데, 도 4a는 도 1에 도시된 열교환기 조립체(100)에 구비된 2개의 열교환기(10, 11) 모두에서 전혀 열교환이 이루어지지 않은 채 공기가 흘러가는 바이패스 상태의 공기흐름을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 열교환기 조립체(100)에 대한 개략적인 평면도이다.
간절기나 하절기 야간처럼 열교환이 필요하지 않은 경우, 열교환기에서 외기와 환기 간의 열교환이 이루어지지 않은 채 흐르도록 바이패스 상태로 만들 필요가 있다. 즉, "바이패스 모드"로 진행될 필요가 있는 것이다. 이와 같이 바이패스 모드에서는 도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼, 제1댐퍼부재(31)가 회전하여 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)를 폐쇄하게 되고, 그와 동시에 제2댐퍼부재(32)도 회전하여 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하게 된다. 따라서 이와 같은 바이패스 모드에서, 외기구(21)를 통해서 제1-4공간으로 유입된 외기는 제1열교환기(10)를 지나서 제1-2공간으로 유입된 후 제2배기팬 설치부(41)를 거쳐 급기구(401)를 통해서 실내로 공급된다. 그러나 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)가 제1댐퍼부재(31)에 의해 폐쇄되어 있으므로, 실내로부터의 환기가 흘러갈 수 있는 통로, 즉 제1-3공간과 제1열교환기(10)를 거쳐 제1-1공간으로 흘러가는 공기 유로가 막혀 있는 상태이고, 따라서 제1열교환기(10)에서는 외기와 환기간의 열교환이 이루어지지 않는다.
한편, 제2댐퍼부재(32)도 회전하여 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하고 있으므로, 제2열교환기(11)에서는, 제2-4공간과 제2열교환기(11)를 거쳐 제2-2공간으로 흘러가는 외기의 공기 유로가 막혀 있는 상태인데 반하여, 환기구(22)를 통해서 제2-3공간으로 유입된 환기는 제2열교환기(11)를 지날 수 있는 상태이다. 따라서 실내로부터 유입되어 제2열교환기(11)를 지난 환기는 제2-1공간으로 흘러가고 제1배기팬 설치부(40)를 거쳐서 배기구(400)를 통해서 실외로 배출된다. 이 때, 제2열교환기(11)에서는 제2-4공간과 제2열교환기(11)를 거쳐 제2-2공간으로 흘러가는 외기의 공기 유로가 막혀 있으므로, 제2열교환기(11)에서도 외기와 환기간의 열교환이 이루어지지 않는다. 따라서 외기와 환기는 각각 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)를 별도로 통과하게 되고, 그 과정에서 서로 열교환이 이루어지지 않은 채, 흐르게 된다. 즉, 본 발명에서는 제1댐퍼부재(31)와 제2댐퍼부재(32)의 회전에 의해 바이패스 상태를 용이하게 만들어서, 외기와 환기가 각각 열교환 없이 흐르도록 할 수 있게 되는 것이다.
도 4a 및 도 4b와 관련한 위의 설명에서는, 외기는 제1열교환기(10)를 열교환 없이 통과하여 실내로 유입되고 환기는 제2열교환기(11)를 열교환 없이 통과하여 외부로 배출되는 것으로 설명하였지만, 열교환 없이 바이패스 상태로 공기가 흘러가되, 외기는 제2열교환기(11)를 통해 실내로 유입되고, 환기는 제1열교환기(10)를 통해 외부로 배출될 수도 있다. 도 5a 및 도 5b는 각각 도 4a 및 도 4b에 대응되는 도면으로서, 도 5a는 도 1에 도시된 열교환기 조립체(100)에 구비된 2개의 열교환기(10, 11) 모두에서 전혀 열교환이 이루어지지 않은 채 공기가 흘러가는 바이패스 상태의 공기흐름을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 열교환기 조립체(100)에 대한 개략적인 평면도이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 실시예에서는, 제1댐퍼부재(31)가 회전하여 제2열교환기(11)의 외기측 공기유출구(101a)를 폐쇄하게 되고, 그와 동시에 제2댐퍼부재(32)도 회전하여 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하게 된다. 따라서 도 4a 및 도 4b에 도시된 경우와 마찬가지로 도 5a 및 도 5b에 도시된 경우도, 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)에서는 열교환 작동이 이루어지지 않고 단지 환기와 외기가 각각 통과할 뿐이다. 즉, 외기는 제2열교환기(11)를 통해 실내로 유입되고, 환기는 제1열교환기(10)를 통해 외부로 배출된다.
따라서 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예의 경우에는, 제2열교환기(11)와 관련된 제2-3공간과 연통된 환기구(22)를 통해서 실내의 환기가 유입되어 외부로 배출되었지만, 도 5a 및 도 5b에 도시된 실시예의 경우에는 제1열교환기(10)와 관련된 제1-3공간과 연통된 환기구(22)를 통해서 실내의 환기가 유입되어 외부로 배출된다. 이와 같이, 본 발명에서는 열교환 없이 바이패스 상태로 외기와 환기를 순환시키면서도, 환기가 유입되는 환기구(22)를 선택할 수 있게 되며, 따라서 환기구(22)가 서로 구별되는 실내 공간에 구비되어 있는 경우, 필요한 공간을 선택하여 바이패스 시킨 상태로 공기순환을 시킬 수 있게 되는 장점이 있다.
본 발명에 따른 열교환기 조립체(100)에서는 다음과 같은 작동에 의해, 2개의 열교환기 중에서 어느 하나만을 이용하여 열교환을 시킴으로써 열교환 정도를 조절할 수도 있다. 도 6a 및 도 6b는 각각 도 2 및 도 3에 대응되는 본 발명에 따른 열교환기 조립체(100)의 개략적인 사시도와 평면도인데, 도 6a는 열교환기 조립체(100)에 구비된 2개의 열교환기(10, 11) 중에서 제2열교환기(11)에서만 열교환이 이루어진 채 공기가 흘러가는 상태의 공기흐름을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 열교환기 조립체(100)에 대한 개략적인 평면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 것처럼, 제1댐퍼부재(31)가 회전하여 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)를 폐쇄하게 되고, 그와 동시에 제2댐퍼부재(32)도 회전하여 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하게 된다. 이와 같이 제1열교환기(10)의 공기유출구(101a, 101b)가 모두 폐쇄되면, 외기구(21)를 통해서 제1-4공간으로 외기가 유입되지 않게 되며, 간혹 외기가 제1-4공간으로 유입되더라도 제1열교환기(10)를 지나지 못하게 된다.
위와 같이 제1댐퍼부재(31)와 제2댐퍼부재(32)가 회전하여 각각 제1열교환기(10)의 공기유출구(101a, 101b)를 모두 폐쇄하게 되면, 결과적으로 제2열교환기(11)의 공기유출구(101a, 101b)는 모두 개방된 상태가 된다. 따라서 외기구(21)를 통해 제2-4공간으로 흘러온 외기는 제2열교환기(11)를 거쳐 제2-2공간으로 흘러가게 되며, 이와 동시에 환기구(22)를 통해서 제2-3공간으로 유입된 환기는 제2열교환기(11)를 지나서 제2-1공간으로 흘러가게 된다. 즉, 외기와 환기는 자유롭게 제2열교환기(11)를 지날 수 있게 되는 것이다. 이와 같은 흐름 과정에서 제2열교환기(11)에서는 외기와 환기간의 열교환이 이루어지며, 열교환된 외기는 제2배기팬 설치부(41)를 거쳐 급기구(401)를 통해서 실내로 급기되며, 제2열교환기(11)를 통과되어 제2-1공간으로 흘러간 환기는 제1배기팬 설치부(40)를 거쳐 배기구(400)를 통해서 배기된다.
한편, 위에서 살펴본 도 6a 및 도 6b에 도시된 실시예에서는, 2개의 열교환기(10, 11) 중에서 제1열교환기(10)를 통해서는 공기가 흘러가지 않고, 제2열교환기(11)에서만 열교환이 이루어진 채 공기가 흘러가는 상태를 도시하여 설명하지만, 이와 반대로 제1열교환기(12)에서만 열교환이 이루어진 채 공기가 흘러가고 제2열교환기(11)를 통해서는 공기가 흘러가지 않도록 작동될 수도 있다. 도 7a 및 도 7b는 각각 도 6a 및 도 6b에 대응되는 개략적인 사시도와 평면도인데, 도 7a 및 도 7b에 도시된 상태에서는, 제1댐퍼부재(31)와 제2댐퍼부재(32)가 회전하여 각각 제2열교환기(11)의 공기유출구(101a, 101b)는 모두 폐쇄되었고 제1열교환기(10)의 공기유출구(101a, 101b)는 모두 개방되어 있다. 즉, 제1댐퍼부재(31)와 제2댐퍼부재(32)가 회전하여 각각 제2열교환기(11)의 모든 공기유출구(101a, 101b)를 폐쇄하여, 제1열교환기(10)의 모든 공기유출구(101a, 101b)를 개방한 상태가 되어, 제1열교환기(10)에 의해서만 외기와 환기간의 열교환이 이루어지는 것이다. 이와 같이, 본 발명에서는 제1댐퍼부재(31)와 제2댐퍼부재(32)의 위치 변경을 통해서, 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11) 중 어느 하나만을 선택하여 열교환시키면서 외기와 환기를 통과하게 할 수도 있는 것이며, 따라서 구획된 실내 공간을 필요에 따라 선별적으로 공기순환시킬 수 있게 되는 것이다.
위에서 살펴본 것처럼, 본 발명에 따른 열교환기 조립체(100)에서는 2개의 열교환장치를 병렬로 배치하여, 여름철 등과 같이 에너지의 회수가 필요한 경우에는 2개의 열교환장치에 의한 열교환이 모두 진행되도록 작동시킴으로써, 열교환에 의한 에너지 회수를 극대화시키게 되며, 간절기 등과 같이 열교환이 필요하지 않은 경우에는 바이패스 모드로 작동을 변환시킴으로써, 열교환장치에서의 열교환없이 실외 공기와 실내 공기간의 순환이 이루어지도록 할 수 있으며, 더 나아가 2개의 열교환장치 중에서 하나의 열교환장치에서만 열교환이 이루어지도록 작동을 변환시킬 수 있기 때문에 필요에 맞추어 열교환의 정도를 용이하게 조절할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 특히, 본 발명에서는 댐퍼부재의 간단한 회전동작을 통해서 이와 같은 작동 변환이 이루어지므로, 작동 변환이 용이하게 이루어질 수 있고, 그 구성 역시 간단하여 환기장치의 제작비용 등을 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
100: 환기장치
10: 제1열교환장치
11: 제2열교환장치
20: 본체

Claims (5)

  1. 내부공간을 가지는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 내부에서 본체(20)의 폭방향으로 이웃하게 연속배치되어 있는 제1열교환기(10) 및 제2열교환기(11)와, 제1열교환기(10) 및 제2열교환기(11)의 외기측에서 서로 이웃하는 각각의 외기측 공기유출구(101a)의 사이에 구비되어 본체(20)의 공간을 구획하는 제1댐퍼부재(31)와; 제1열교환기(10)의 환기측 및 제2열교환기(11)의 환기측에서 서로 이웃하고 있는 각각의 환기측 공기유출구(101b) 사이에 구비되어 본체(20)의 공간을 구획하는 제2댐퍼부재(32)를 포함하여 구성되며;
    제1댐퍼부재(31) 및 제2댐퍼부재(32)는 회전가능하게 구비되어 있어, 제1댐퍼부재(31)가 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)와 제2열교환기(11)의 외기측 공기유출구(101a) 사이에 위치하고, 제2댐퍼부재(32)가 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)와 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b) 사이에 위치하면 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)의 각각에서 외기와 환기가 서로 열교환되면서 순환되고;
    제1댐퍼부재(31)가 회전하여 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)를 폐쇄하고 제2댐퍼부재(32)가 회전하여 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하게 되면, 외기와 환기가 서로 열교환이 이루어지지 않은 채 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)를 각각 통과하여 순환되는 것을 특징으로 하는 열교환기 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    제2댐퍼부재(32)는 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하도록 회전 가능하게 구성되어 있으며;
    제1댐퍼부재(31)가 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)를 폐쇄하고 제2댐퍼부재(32)가 회전하여 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하게 되면 제2열교환기(11)를 통해서만 외기와 환기가 서로 열교환되면서 통과하여 순환되는 것을 특징으로 하는 열교환기 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1댐퍼부재(31) 및 제2댐퍼부재(32)는 그 일측이 각각 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)가 연속되는 부분에서 회전힌지(50)에 의해 결합되어 회전이 가능하게 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기 조립체.
  4. 내부공간을 가지는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 내부에서 본체(20)의 폭방향으로 이웃하게 연속배치되어 있는 제1열교환기(10) 및 제2열교환기(11)와, 제1열교환기(10)의 외기측과 제2열교환기(11)의 외기측에서 서로 이웃하는 각각의 외기측 공기유출구(101a) 사이에 구비되어 본체(20)의 공간을 구획하는 제1댐퍼부재(31)와; 제1열교환기(10)와 환기측과 제2열교환기(11)의 환기측에서 서로 이웃하고 있는 각각의 환기측 공기유출구(101b) 사이에 구비되어 본체(20)의 공간을 구획하는 제2댐퍼부재(32)를 포함하여 구성된 열교환기 조립체(100)를 이용하여 실내외 공기의 급배기하되;
    제1댐퍼부재(31) 및 제2댐퍼부재(32)는 회전가능하게 구비되어 있어, 제1댐퍼부재(31)를 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)와 제2열교환기(11)의 외기측 공기유출구(101a) 사이에 위치시키고, 제2댐퍼부재(32)를 제1열교환기(10)의 환기측 공기유출구(101b)와 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b) 사이에 위치시켜서, 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)의 각각에서 외기와 환기가 서로 열교환되면서 순환시키는 것을 특징으로 하는 실내외 공기의 급배기방법.
  5. 제4항에 있어서,
    제1댐퍼부재(31)를 회전시켜 제1열교환기(10)의 외기측 공기유출구(101a)를 폐쇄하고;
    제2댐퍼부재(32)를 회전시켜 제2열교환기(11)의 환기측 공기유출구(101b)를 폐쇄하여;
    외기와 환기가 서로 열교환이 이루어지지 않은 채 제1열교환기(10)와 제2열교환기(11)를 각각 통과하여 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 실내외 공기의 급배기 방법.
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