KR101423448B1 - 외기도입 냉방용 환기 유니트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외기를 실내에 급기함으로써 냉방에 활용하고, 외기 온도에 따라 실내 환수 공기의 배풍량을 제어하여 외기와 실내 환수 공기의 열교환율을 조절함으로써 급기 온도를 최적의 상태가 되게 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 사계절 내내 냉방부하가 필요한 실내에 냉방을 제공하는데 특화된 것으로, 차가운 외기에 의한 실내의 결로를 방지하고, 습도 조절이 가능하며, 실내의 음압으로 인해 외부에서 먼지가 유입되는 것을 방지하는 외기도입 냉방용 환기 유니트에 관한 것이다.

Description

외기도입 냉방용 환기 유니트{Ventilation unit for outdoor air cooling}
본 발명은 외기를 실내에 급기함으로써 냉방에 활용하고, 외기 온도에 따라 실내 환수 공기의 배풍량을 제어하여 외기와 실내 환수 공기의 열교환율을 조절함으로써 급기 온도를 최적의 상태가 되게 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 사계절 내내 냉방부하가 필요한 실내에 냉방을 제공하는데 특화된 것으로, 차가운 외기에 의한 실내의 결로를 방지하고, 습도 조절이 가능하며, 실내의 음압으로 인해 외부에서 먼지가 유입되는 것을 방지하는 외기도입 냉방용 환기 유니트에 관한 것이다.
일반적으로 주택 및 빌딩 등에는 실내에 냉,난방을 공급하기 위해 냉,난방장치를 사용하며, 최근에는 열회수형 환기장치를 병행하여 사용함으로써 밀폐된 실내를 환기시킴과 동시에 냉, 난방을 보조한다.
즉, 열회수형 환기장치는 실외에서 유입된 외기를 실내로 급기시 실내에서 회수된 실내 환수 공기와 열교환하여 실내 환수 공기의 열량을 회수하고 이를 냉,난방에 제공한다.
한편, 한국등록특허 제10-1034936호에서는 도 1과 같은 종래 전열교환형 환기장치를 소개한다. 종래의 전열교환형 환기장치(1)는 외기가 유입되는 실외공기흡입구(12), 제1급기실(10), 필터(55)와 전열교환기(50)를 통과한 외기가 유입되는 제2급기실(20) 및 외기를 실내로 급기하는 실외공기배출구(22)를 포함한다.
또한, 실내공기흡입구(32)를 통해 실내공기가 흡입되는 제1배기실(30), 실내공기가 전열교환기(50)를 거쳐 유입되는 제2배기실(40) 및 실내공기가 실외로 배출되는 실내공기배출구(42)를 포함한다.
또한, 제2급기실(20) 내부에는 실외공기배출구(22)로 급기되는 실외공기를 강제흡인하는 급기용 송풍기(25)가 구비되고, 제2배기실(40) 내부에는 실내공기배출구(42)로 배기되는 실내공기를 강제흡인하는 배기용 송풍기(45)가 구비된다.
또한, 실외공기흡입구(12)와 실외공기배출구(22) 사이에는 외기냉방시 실내공기보다 저온인 외기가 전열교환기(50)를 거치지 않고 직접 실내로 유입되게 하는 바이패스관(60)이 연결되어 있다.
따라서, 전열교환형 환기장치(1)는 전열교환기(50)를 사용하여 실내에 온도와 습도를 공급함으로써, 여름에는 실내의 냉방부하를 절감하고, 겨울에는 실내의 난방부하를 절감한다.
그러나, 이상과 같은 종래기술은 KS 규격서 'KS B 6879'를 준수하여 급기용 송풍기(25)를 통한 외기의 송풍량(SA: 급기량)과 배기용 송풍기(45)를 통한 실내 환수 공기의 배풍량(EA: 배기량)이 동일하도록 제어한다.
이는, 상기한 KS 규격서 'KS B 6879'에 따른 규정 준수를 위한 것임은 별론으로 하더라도 송풍량과 배풍량을 동일하게 유지하여 유입된 공기만큼 외부로 배출하는 것이 일반적인 기술이기 때문이다.
따라서, 외기를 실내에 급기함으로써 냉, 난방에 활용할 수는 있지만, 외기의 온도가 실내의 냉, 난방에 이용하기 적합하지 않은 경우에도 이를 최적의 상태가 되도록 급기 온도를 조절할 수 없다.
또한, 종래 기술은 사계절 내내 오직 냉방만이 필요한 냉방부하에는 적합하지 않다는 문제점이 있다. 예컨대, IDC(Internet Data Center)와 같은 장소에서는 서버의 과열을 방지하기 위해 사계절 내내 냉방이 필요한데 종래 기술은 이에 적합하지 못하다.
즉, 겨울철과 같이 외기 온도가 과도하게 낮은 경우에는 이를 그대로 급기시 실내에 결로가 발생하여 서버가 고장나는 원인이 되므로, 결로가 발생하지 않는 봄, 가을 등 일정 기간에만 사용이 가능하며, 일정 기간에도 일정 조건에서만 사용이 가능하였다.
또한, 종래에는 이상과 같은 문제점들 이외에 외부 환경에 따라 실내의 습도를 자유롭게 조절하기 어렵다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외기를 실내에 급기함으로써 냉방에 활용하고, 외기 온도에 따라 실내 환수 공기의 배풍량을 제어하여 외기와 실내 환수 공기의 열교환율을 조절함으로써 급기 온도를 최적의 상태가 되게 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 사계절 내내 냉방부하가 필요한 실내에 냉방을 제공하는데 특화된 것으로, 차가운 외기에 의한 실내의 결로를 방지하고, 습도 조절이 가능하며, 실내의 음압으로 인해 외부에서 먼지가 유입되는 것을 방지하는 외기도입 냉방용 환기 유니트를 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트는 외부에서 유입된 외기를 실내로 급기하고, 실내에서 회수된 실내 환수 공기를 외부로 배기하며, 상기 외기와 실내 환수 공기의 열교환이 이루어지는 열교환기를 구비한 열회수형 환기장치와; 상기 열회수형 환기장치의 급기측에 연결되어, 상기 외기를 사계절 냉방부하가 설치된 실내로 급기시키는 송풍기와; 상기 열회수형 환기장치의 배기측에 연결되어, 상기 실내 환수 공기를 외부로 배기시키는 배풍기; 및 상기 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위보다 낮은 경우, 상기 열회수형 환기장치 내부에 구비된 복수개의 유로를 제어하여 상기 실내 환수 공기가 상기 열교환기를 통과하면서 외기와 열교환하게 하며, 상기 송풍기의 송풍량을 고정시킨 상태에서 상기 배풍기의 배풍량을 상기 송풍량 이하의 범위에서 가변제어하여 실제 급기 온도가 상기 미리 설정된 급기 온도 범위 이내가 되도록 전열 모드로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어부는 상기 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위 이내인 경우, 상기 열회수형 환기장치 내부에 구비된 복수개의 유로를 제어하여 상기 실내 환수 공기가 상기 열교환기를 통과하지 않고 바이패스 되도록 하며, 상기 송풍기의 송풍량을 고정시킨 상태에서 상기 배풍기의 배풍량을 상기 송풍량과 같아지도록 일반 모드로 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위보다 높은 경우, 상기 송풍기와 배풍기 및 열회수형 환기장치 중 적어도 상기 송풍기의 작동을 정지시키는 운전정지 모드로 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열회수형 환기장치의 외기 유입측에 설치되어 상기 외기의 온도를 높이는 보조 히팅장치를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 외기의 온도가 설정된 최저 온도보다 낮은 경우 상기 보조 히팅장치를 작동시켜 상기 외기의 온도를 높이는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 전열 모드로 운전시 상기 외기 온도와 미리 설정된 급기 온도의 차이에 따라 상기 배풍기의 배풍량을 비례제어하며, 상기 외기의 온도가 낮을수록 상기 배풍량을 증가시키고, 상기 외기의 온도가 높을수록 상기 배풍량을 감소시키는 것이 바람직하다.
상기 열회수형 환기장치는 내부에 공기 유로가 형성된 환기장치 케이싱과; 상기 환기장치 케이싱 내부의 제1 유로에 설치되며, 상기 외기(OA)와 실내 환수 공기(RA)를 열교환시키는 열교환기와; 상기 환기장치 케이싱 내부의 제2 유로에 설치되며, 상기 실내 환수 공기(RA)가 상기 열교환기를 통과하지 않고 바이패스되게 하는 바이패스 통로; 및 상기 제1 유로와 제2 유로 사이에 설치되어, 상기 실내 환수 공기의 유동 방향을 변경시키는 유로선택 댐퍼;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열회수형 환기장치의 바닥면에는 응축수를 외부로 배출하는 응축수 드레인이 설치되며, 상기 응축수 드레인에는 누수감지센서가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 설정된 급기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내로 급기되는 송풍량은 고정시킨 상태에서 실내 환수 공기의 배풍량을 가변제어한다. 또한, 배풍량을 가변제어시 송풍량 이하의 범위에서 비례제어 한다.
따라서, 외기를 실내에 급기함으로써 냉방에 활용하고, 외기 온도에 따라 열교환율을 조절함으로써 급기 온도를 최적의 상태가 되게 하므로 사계절 냉방부하가 필요한 실내에 최적의 냉방을 제공한다.
또한, 배풍량의 가변제어에 의해 열교환율이 조절되므로 차가운 외기에 의한 실내의 결로를 방지하고, 습도 조절이 가능하며, 실내의 음압으로 인해 외부에서 먼지가 유입되는 것을 방지한다.
도 1은 종래 기술에 따른 전열교환형 환기장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트의 적용 상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트의 열회수형 환기장치를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트의 운전모드를 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트는 외기를 실내로 급기하고 실내 환수 공기를 외부로 배기하는 열회수형 환기장치(110)와, 급기량을 조절하는 송풍기(120)와, 배기량을 조절하는 배풍기(130) 및 이들을 제어하는 제어부(140)를 포함한다.
또한, 제어부(140)에 온도 및 습도 정보를 제공하는 온습도 센서(S)로서, 외기 유입측의 외기온도 감지센서(S1), 급기 측의 급기온도 감지센서(S2), 실내의 실내온도 감지센서(S3) 및 실내습도 감지센서(S4) 등을 더 포함한다.
이러한 본 발명은 일 예로서 송풍기(120)의 출력측에 냉방장치(C)를 배치하고, 냉방장치(C)를 통해 IDC(Internet Data Center)와 같이 서버가 설치된 전산실에 냉방을 공급한다. 전산실에서 회수된 실내 환수 공기는 열회수형 환기장치(110) 및 배풍기(130)를 통해 외부로 배출된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 예로 본 발명이 적용되는 전산실에는 서버가 설치되어 있어서 서버의 과열에 의한 오작동이나 고장을 방지하도록 사계절 내내 서버를 냉각시킬 필요가 있으므로, 이러한 실내(예: 1년 내내 약 25℃ 유지)는 사계절 냉방부하(L)에 해당한다.
따라서, 본 발명에 따른 외기도입 냉방용 환기 유니트는 기본적으로 환기장치로서의 역할을 하고, 그와 동시에 차가운 외기를 제공함으로써 냉방장치(C)가 전산실을 냉방시 냉방부하 절감 및 에너지 효율성을 높이는 보조 냉방장치로 사용된다.
좀더 구체적으로, 열회수형 환기장치(110)는 그 내부에 공기가 유동하는 복수개의 유로가 형성되어 있어서 외기 유입구(IN_O)를 통해 외부에서 유입된 외기(OA)를 실내로 급기(SA)하고, 실내공기 회수구(IN_R)를 통해 실내에서 회수된 실내 환수 공기(RA)를 외부로 배기(EA)한다.
이러한 열회수형 환기장치(110)는 도 4의 (a) 및 (b)를 통해 좀더 상세히 알 수 있는 바와 같이 일 예로 환기장치 케이싱(111)과, 열교환기(112)와, 바이패스 통로(113) 및 유로선택 댐퍼(114)를 포함한다.
환기장치 케이싱(111)은 내부에 복수개의 공기 유로가 형성되어 있고, 그 외측에는 외기 포트(OA), 급기 포트(SA), 공기 회수 포트(RA) 및 배기 포트(EA)가 구비된다. 이때, 외기 포트(OA)는 급기 포트(SA)와 연결되고, 공기 회수 포트(RA)는 배기 포트(EA)와 연결된다.
열교환기(112)는 환기장치 케이싱(111) 내부의 제1 유로에 설치된다. 제1 유로는 외기와 실내 환수 공기가 모두 당해 열교환기(112)를 통과하는 유로를 의미한다. 따라서, 외기(OA)와 실내 환수 공기(RA)를 열교환시킨다.
이러한 열교환기(112)('전열교환기'라고도 함) 그 자체는 이미 공지된 것으로 공기와 공기간 열교환이 가능하면서 습기 역시 흡습할 수 있도록 보통 종이재질의 사각 형상으로 이루어진다. 물론, 열교환만 가능하다면 그 외 다른 타입도 사용 가능하다.
바이패스 통로(113)는 환기장치 케이싱(111) 내부의 제2 유로에 설치된다. 제2 유로는 실내 환수 공기가 열교환기(112)를 통과하지 않고 바로 배출되는 유로를 의미한다. 이를 위해 바이패스 통로(113)는 환기장치 케이싱(111)의 상부에 직선 경로로 설치된다.
유로선택 댐퍼(114)는 상기한 제1 유로와 제2 유로 사이에 설치되어, 실내 환수 공기의 유동 방향을 변경시킨다. 즉, 유로선택 댐퍼(114)는 전동모터에 의해 전동식으로 작동되며 공기 회수 포트(RA)측에서 제1 유로를 개방하거나 제2 유로를 개방한다.
이를 통해 본 발명의 열회수형 환기장치(110)는 외기 포트(OA)를 통해 유입된 외기를 급기 포트(SA)를 통해 실내로 급기하고, 공기 회수 포트(RA)를 통해 유입된 실내 환수 공기를 배기 포트(EA)를 통해 외부로 배기함으로써 환기를 가능하게 한다.
또한, 기온이 과도하게 낮은 겨울철 등에는 유로선택 댐퍼(114)를 조절하여 제1 유로를 개방함으로써, 실내 환수 공기와 외기가 열교환기(112)에서 열교환을 하게 한다. 따라서, 실내 환수 공기의 열량을 외기가 회수하게 한다.
또한, 전산실을 약25℃로 냉방하기에 적합한 봄, 가을 등에는 유로선택 댐퍼(114)를 조절하여 제2 유로를 개방한다. 따라서, 실내 환수 공기가 외기와 열교환을 하지 않고 바이패스 통로(113)를 통해 바로 배출되게 한다. 즉, 외기를 바로 냉방에 사용하게 한다.
한편, 열회수형 환기장치(110)의 바닥면에는 응축수를 외부로 배출하는 응축수 드레인(115)이 설치되며, 응축수 드레인(115)에는 응축수의 생성을 감지하는 누수감지센서(미도시)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 응축수가 감지되면 제어부(140)에 알려 경보를 울리게 한다.
송풍기(120)는 열회수형 환기장치(110)의 급기측에 연결되어, 외기를 사계절 냉방부하(L)가 설치된 실내(즉, 전산실)를 향해 급기시킨다.
송풍기(120)는 열회수형 환기장치(110)의 외부에 설치되어 급기 포트(SA)에 연결되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 열회수형 환기장치(110)의 내부에 설치되어 급기 포트(SA)에 연결되는 등 어느 경우나 가능하다.
또한, 송풍기(120)는 제어부(140)에 의해 회전속도 등이 제어되어 송풍량이 결정되고, 송풍기(120)를 통해 공급된 급기는 상술한 냉방장치(C)의 흡기측으로 공급된다. 따라서, 송풍량은 실내에 공급되는 급기의 양이 된다.
냉방장치(C)는 송풍기(120)에 의해 급기된 공기를 바로 실내로 공급하거나 냉매 싸이클(압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기 등)을 이용하여 추가로 냉각시킨 후 실내로 공급한다.
배풍기(130)는 열회수형 환기장치(110)의 배기측에 연결되어, 실내 환수 공기를 외부로 배기시킨다.
배풍기(130) 역시 열회수형 환기장치(110)의 외부에 설치되어 배기 포트(EA)에 연결되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 열회수형 환기장치(110)의 내부에 설치되어 배기 포트(EA)에 연결되는 등 어느 경우나 가능하다.
또한, 배풍기(130)는 제어부(140)에 의해 회전속도 등이 제어되어 배풍량이 결정되고, 이러한 배풍기(130)를 통해 실내 환수 공기가 외부로 배기된다.
제어부(140)에 의해 제어되는 배풍기(130)의 배풍량은 실내 환수 공기의 유동량을 결정하고, 실내 환수 공기의 유동량은 열회수형 환기장치(110)에 구비된 열교환기(112)의 열교환율을 결정한다.
즉, 상술한 송풍량은 실내에 공급되는 급기량을 결정함에 비해, 배풍량은 열교환율을 결정함으로써 실내에 공급되는 급기의 온도를 결정한다.
제어부(140)는 열회수형 환기장치(110)의 유로선택 댐퍼(114)의 동작과, 송풍기(120)의 송풍량 및 배풍기(130)의 배풍량을 제어하며, 이때 온/습도 센서(S) 및 설정 조작부(141)로부터 각종 정보를 제공받아 이를 기초로 후술하는 바와 같이 운전 모드를 결정한다.
온/습도 센서(S)는 도 2에 도시된 바와 같이 외기의 온도를 감지하는 외기온도 감지센서(S1), 급기 온도를 감지하는 급기온도 감지센서(S2), 실내의 온도를 감지하는 실내온도 감지센서(S3), 실내의 습도를 감지하는 실내습도 감지센서(S4) 등이 있다.
설정 조작부(141)(예: 컨트롤 박스)에서는 관리자가 버튼 조작 등을 통해 입력한 설정 급기온도, 설정 실내온도 및 외기에 대한 최저 온도 등에 대한 값들을 제공받는다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 실내 환수 공기가 바이패스 통로(113)를 통해 바로 배출되는 '일반 모드'와, 실내 환수 공기가 외기와 열교환 후 배출되는 '전열 모드' 및 적어도 송풍기(120)를 정지시키는 '운전정지 모드'를 포함한 3가지 운전 모드가 있다.
일 예로 일반 모드는 서버가 설치된 전산실의 설정 온도(약25℃)와 외기 온도가 서로 유사한 봄, 가을에 운전되는 모드이고, 전열 모드는 전산실의 설정 온도보다 외기 온도가 낮은 겨울에 운전되는 모드이며, 운전정지 모드는 전산실의 설정 온도보다 외기의 온도가 높은 여름에 운전되는 모드이다.
다만, 위와 같이 봄,가을/겨울/여름을 기준으로 운전 모드를 분류하는 것은 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 겨울에도 온도가 높은 경우에는 전열 모드 대신 일반 모드로 운전 가능하고, 여름에도 온도가 낮은 경우에는 운전정지 모드 대신 일반 모드로 운전 가능하다.
즉, 본 발명에서는 외기가 미리 설정된 급기 온도 범위(즉, 실내 희망 온도 범위)에 비해 높거나, 낮거나 혹은 그 범위 이내인지의 여부에 따라 위 3가지 운전모드 중 어느 하나가 선택된다. 물론, 필요에 따라서는 상기한 모드들의 혼합 운전도 가능하다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 각 운전 모드에 대해 설명한다.
먼저, 본 발명의 제어부(140)는 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위보다 낮은 경우 전열 모드로 운전되게 한다. 외기 온도는 외기온도 감지센서(S1)로부터 제공되고, 설정된 급기 온도 범위는 설정 조작부(141)를 통해 입력된다.
도 4의 (a)와 같이 전열 모드로 운전시 열회수형 환기장치(110) 내부에 구비된 복수개의 유로를 제어하여 실내 환수 공기가 열교환기(112)를 통과하면서 외기와 열교환한다.
즉, 제어부(140)의 제어신호에 의해 유로선택 댐퍼(114)가 제1 유로측을 개방하도록 조절되면, 외기와 실내 환수 공기가 모두 열교환기(112)를 통과하면서 실내 환수 공기보다 온도가 더 낮은 외기가 열량을 회수한다.
특히, 본 발명은 송풍기(120)의 송풍량을 고정시킨 상태에서 배풍기(130)의 배풍량을 송풍량 이하의 범위에서 가변제어하여 실제 급기 온도가 상기 미리 설정된 급기 온도 범위 이내로 되게 한다.
예컨대, 송풍량이 강(High)인 경우에는 배풍량의 가변제어 범위는 강(High)~최소이고, 송풍량이 중(Middle)인 경우에는 배풍량의 가변제어 범위는 중(Middle)~최소이며, 송풍량이 약(Low)인 경우에는 배풍량의 가변제어 범위는 약(Low)~최소가 되게 한다.
이때, 송풍기(120)의 송풍량은 실내에 급기되는 공기의 양을 결정하는 것으로, 실내 급기에 필요한 양을 기준으로 송풍량이 결정되고, 그 송풍량은 고정된다. 송풍량은 강, 중, 약(High/Middle/Low) 중 어느 하나로 고정되는데 일 예로 BLDC 모터의 최대 회전 속도를 기준으로 결정된다.
반면, 배풍기(130)의 배풍량은 열교환율을 조절하기 위한 것으로, 일 예로 VSP(Voltage to control speed) 방식을 사용하여 배풍기(130)를 가변제어한다. 즉, 외기 온도와 미리 설정된 급기 온도의 차이에 따라 배풍기(130)의 배풍량을 비례제어한다. 이때, 외기의 온도가 낮을수록 배풍량을 증가시키고, 외기의 온도가 높을수록 배풍량을 감소시킨다.
배풍기(130)의 배풍량을 증가시키면 약 25℃인 실내 환수 공기의 공급량이 증가하기 때문에 더욱 많은 양의 실내 환수 공기가 낮은 온도의 외기와 열교환을 하므로 외기 온도를 크게 높인다. 반대로, 배풍량을 감소시키면 외기 온도를 상대적으로 작게 높인다.
이와 같이 본 발명은 겨울철 등에 외기의 온도가 과도하게 낮은 경우라도 그 차가운 외기를 실내(전산실)에 결로를 발생시키지 않을 정도로 높인 후 적정 온도로 급기한다. 따라서, 겨울철에도 외기를 냉방에 사용할 수 있게 한다.
또한, 본 발명은 열교환기(112)를 통해 열교환을 하는 과정에서 외기에 포함된 습기를 흡습하기 때문에 실내에 습기가 차는 것을 방지하며, 이 역시 배풍량에 따라 조절된다.
또한, 본 발명은 배풍량이 송풍량 이하의 범위 이내에서 가변제어를 하므로, 실내에 음압이 발생하는 것을 방지한다. 따라서, 외부 먼지가 실내로 빨려 들어오는 것을 방지한다.
특히, 배풍량을 송풍량보다 작게 하면 실내가 양압이 되며, 적정 양압의 조절은 EFU(Exhaust Fan Unit)에서 조절한다. EFU(도 3 참조)는 실내 압력을 유지하는 배기팬으로, 실내의 압력이 적정상태가 되도록 자연 배풍을 돕는다. EFU는 실내와 실내의 압력차를 감지하는 차압센서에 의해 제어된다.
다만, 본 발명에서는 열회수형 환기장치(110)의 외기 유입측(즉, 외기 포트(OA))에 설치되어 외기의 온도를 높이는 보조 히팅장치(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 보조 히팅장치는 전기히터 및 각종 열교환기가 사용될 수 있다.
외기의 온도가 극저온인 경우에는 외기가 실내 회수 공기의 열량을 최대한 회수하더라도 설정된 최저 온도(예: 실내 결로 발생 온도)보다 낮으므로 이러한 경우에는 보조 히팅장치를 가동시켜 외기 온도를 추가로 높이는 것이다.
다음, 본 발명의 제어부(140)는 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위 이내인 경우 일반 모드로 운전되게 한다. 외기 온도는 외기온도 감지센서(S1)로부터 제공되고, 설정된 급기 온도 범위는 설정 조작부(141)를 통해 입력된다.
도 4의 (b)와 같이 일반 모드로 운전시 열회수형 환기장치(110) 내부에 구비된 복수개의 유로를 제어하여 실내 환수 공기가 열교환기(112)를 통과하지 않고 바로 배기된다.
즉, 제어부(140)의 제어신호에 의해 유로선택 댐퍼(114)가 제2 유로측을 개방하도록 조절되면, 실내 환수 공기가 바이패스 통로(113)를 통과하여 외기와의 열교환 없이 바로 배출된다.
이때, 송풍기(120)의 송풍량을 고정시킨 상태에서 배풍기(130)의 배풍량을 송풍량과 같아지도록 제어한다. 외기 온도를 그대로 사용하여도 실내 급기에 적합한 경우에는 외기의 온도 조절이 불필요하므로 배풍량을 송풍량과 동일하게 조절하는 것이다.
다음, 운전정지 모드에서는 송풍기(120)와 배풍기(130) 및 열회수형 환기장치(110) 중 적어도 송풍기(120)의 작동을 정지시킴으로써 고온의 외기가 냉방부하(L)인 실내로 공급되지 않게 한다.
송풍기(120)를 정지시키면 고온의 외기가 공급되지 않으므로 실내 냉방이라는 최소한의 목적이 달성된다. 배풍기(130) 및 열회수형 환기장치(110) 역시 정지시킬 수 있지만, 배기라는 일정 목적 이내에서는 작동시킬 수도 있다.
여름철 등 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위보다 높은 경우에는 실내 환수 공기와 열교환을 하여도 여전히 온도가 높기 때문에 운전을 정지시키며, 운전이 정지된 경우에는 냉방장치(C)에 전적으로 의존하여 냉방을 수행한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110: 열회수형 환기장치
111: 환기장치 케이싱
112: 열교환기(전열교환기)
113: 바이패스 통로
114: 유로선택 댐퍼
115: 응축수 드레인
120: 송풍기
130: 배풍기
140: 제어부
141: 설정 조작부(컨트롤 박스)
S: 온습도 센서

Claims (7)

  1. 외부에서 유입된 외기(OA)를 실내로 급기(SA)하고, 실내에서 회수된 실내 환수 공기(RA)를 외부로 배기(EA)하며, 상기 외기와 실내 환수 공기의 열교환이 이루어지는 열교환기(112)를 구비한 열회수형 환기장치(110)와;
    상기 열회수형 환기장치(110)의 급기측에 연결되어, 상기 외기를 사계절 냉방부하(L)가 설치된 실내로 급기(SA)시키는 송풍기(120)와;
    상기 열회수형 환기장치(110)의 배기측에 연결되어, 상기 실내 환수 공기를 외부로 배기(EA)시키는 배풍기(130); 및
    상기 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위보다 낮은 경우, 상기 열회수형 환기장치(110) 내부에 구비된 복수개의 유로를 제어하여 상기 실내 환수 공기가 상기 열교환기(112)를 통과하면서 외기와 열교환하게 하며, 상기 송풍기(120)의 송풍량을 고정시킨 상태에서 상기 배풍기(130)의 배풍량을 상기 송풍량 이하의 범위에서 가변제어하여 실제 급기 온도가 상기 미리 설정된 급기 온도 범위 이내가 되도록 전열 모드로 제어하는 제어부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(140)는,
    상기 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위 이내인 경우, 상기 열회수형 환기장치(110) 내부에 구비된 복수개의 유로를 제어하여 상기 실내 환수 공기가 상기 열교환기(112)를 통과하지 않고 바이패스 되도록 하며, 상기 송풍기(120)의 송풍량을 고정시킨 상태에서 상기 배풍기(130)의 배풍량을 상기 송풍량과 같아지도록 일반 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부(140)는,
    상기 외기의 온도가 미리 설정된 급기 온도 범위보다 높은 경우, 상기 송풍기(120)와 배풍기(130) 및 열회수형 환기장치(110) 중 적어도 상기 송풍기(120)의 작동을 정지시키는 운전정지 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열회수형 환기장치(110)의 외기 유입측에 설치되어 상기 외기의 온도를 높이는 보조 히팅장치를 더 포함하되,
    상기 제어부(140)는 상기 외기의 온도가 설정된 최저 온도보다 낮은 경우 상기 보조 히팅장치를 작동시켜 상기 외기의 온도를 높이는 것을 특징으로 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(140)는,
    상기 전열 모드로 운전시 상기 외기 온도와 미리 설정된 급기 온도의 차이에 따라 상기 배풍기(130)의 배풍량을 비례제어하며, 상기 외기의 온도가 낮을수록 상기 배풍량을 증가시키고, 상기 외기의 온도가 높을수록 상기 배풍량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열회수형 환기장치(110)는,
    내부에 공기 유로가 형성된 환기장치 케이싱(111)과;
    상기 환기장치 케이싱(111) 내부의 제1 유로에 설치되며, 상기 외기(OA)와 실내 환수 공기(RA)를 열교환시키는 열교환기(112)와;
    상기 환기장치 케이싱(111) 내부의 제2 유로에 설치되며, 상기 실내 환수 공기(RA)가 상기 열교환기(112)를 통과하지 않고 바이패스되게 하는 바이패스 통로(113); 및
    상기 제1 유로와 제2 유로 사이에 설치되어, 상기 실내 환수 공기의 유동 방향을 변경시키는 유로선택 댐퍼(114);를 포함하는 것을 특징으로 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열회수형 환기장치(110)의 바닥면에는 응축수를 외부로 배출하는 응축수 드레인(115)이 설치되며, 상기 응축수 드레인(115)에는 누수감지센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 외기도입 냉방용 환기 유니트.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110513806A (zh) * 2019-09-20 2019-11-29 海信（山东）空调有限公司 室内空气处理系统及空气处理一体机
US11609013B2 (en) 2019-08-30 2023-03-21 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning control apparatus, air-conditioning control method, and computer readable medium
KR20230092816A (ko) 2021-12-17 2023-06-26 (주)엘엑스하우시스 창호형 환기장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080065190A (ko) * 2007-01-08 2008-07-11 주식회사 대우일렉트로닉스 공기정화 기능을 갖는 폐열회수 환기장치
KR20130019427A (ko) * 2010-06-11 2013-02-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 환기 공조 장치 및 그 제어 방법
JP2013092271A (ja) 2011-10-24 2013-05-16 Mitsubishi Electric Corp 換気装置及び換気システム
JP2013104639A (ja) 2011-11-16 2013-05-30 Toshiba Corp サーバ室管理用の空調システムおよび空調制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080065190A (ko) * 2007-01-08 2008-07-11 주식회사 대우일렉트로닉스 공기정화 기능을 갖는 폐열회수 환기장치
KR20130019427A (ko) * 2010-06-11 2013-02-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 환기 공조 장치 및 그 제어 방법
JP2013092271A (ja) 2011-10-24 2013-05-16 Mitsubishi Electric Corp 換気装置及び換気システム
JP2013104639A (ja) 2011-11-16 2013-05-30 Toshiba Corp サーバ室管理用の空調システムおよび空調制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11609013B2 (en) 2019-08-30 2023-03-21 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning control apparatus, air-conditioning control method, and computer readable medium
CN110513806A (zh) * 2019-09-20 2019-11-29 海信（山东）空调有限公司 室内空气处理系统及空气处理一体机
KR20230092816A (ko) 2021-12-17 2023-06-26 (주)엘엑스하우시스 창호형 환기장치

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