KR101443053B1 - 현열 교환 소자 - Google Patents

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Abstract

전열 면적 및 접촉 시간이 크고 현열 교환 효율이 80% 이상인 직교류형 현열 교환 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 압력 손실(통풍 저항)이 낮은 직교류형 현열 교환 소자를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 칸막이판(1)을 통하여 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자이다. 한 쌍의 정사각형 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2…)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역(6…)으로 4분할하였다. 그리고, 가상 분할 영역(6…) 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 공간(4)을 관통 형성하였다. 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되며, 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)로 한다.
칸막이판, 기류, 현열, 열교환, 직교류형 현열 교환 소자, 평판재, 유로 형성 부재, 플라스틱 골판지, 간격 유지 부재.

Description

현열 교환 소자{SENSIBLE HEAT EXCHANGE ELEMENT}
본 발명은 칸막이판을 통하여 (신선한) 외기의 급기와 (오염된) 실내 공기의 배기를 행함으로써 현열을 열교환시키는 현열 교환 소자에 관한 것이다.
최근 냉난방 효과를 높이기 위하여 거주 공간의 고단열화, 고기밀화가 진행됨에 따라 실내 공기의 오염이 문제가 되어 환기의 중요성이 재인식되게 되었다. 냉난방 효과를 손상시키지 않고 환기를 행하는 방법으로서 급기와 배기 사이에서 열교환하는 방법이 유효하다. 이 요구에 부응하는 것으로서 플라스틱 골판지를 응용한 열교환 소자가 있다. 예컨대 풍로(열교환 부재)를 플라스틱 골판지를 이용하여 형성하고, 알루미늄 시트를 골판지 사이에 끼워 칸막이판으로 사용한 현열 교환 소자가 있다(특허 문헌 1 참조). 또한 풍로를 플라스틱 골판지를 이용하여 형성하고, 친수성 유기 고분자 박막을 칸막이판으로 사용한 전열(全熱) 교환 소자가 있다(특허 문헌 2 참조). 이들 열교환 소자는, 도 12에 도시한 바와 같이, 평평한 칸막이판(44)과 플라스틱 골판지를 응용한 유로 형성판(46)을 맞붙인 열교환 부재(47)를 적층함으로써 급기 유로와 배기 유로를 형성한다. 예컨대 겨울철의 옥외의 차고 건조한 (신선한) 공기를 급기하고, 난방된 실내가 따뜻하고 고습도의 (오 염된) 공기를 배기하면, 열교환판(칸막이판(44))을 통하여 열교환이 행해져서 급기는 따뜻하게 데워져서 실내로 보내진다. 한편, 배기는 차게 식혀져서 옥외로 보내진다.
지구 온난화의 원인 물질인 이산화탄소의 배출량을 삭감하기 위해서는 더 많은 냉난방 에너지의 삭감이 필요하다. 그리고, 현열 교환 소자의 에너지 절감 효과를 더 높이기 위해서는 열교환 효율을 종래의 50%~60%보다 더 높은 80% 이상으로 개선할 것이 요구된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2003-262487호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2006-2982호 공보
칸막이판(44)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 이 칸막이판(44)을 통하여 2종류의 기류의 현열의 열교환을 행하는 현열 교환 소자의 경우, 그 현열 교환 효율은 전열 면적과 접촉 시간에 크게 의존하며, 칸막이판 재료가 단열재가 아니라면 그 전열 성능에는 거의 의존하지 않는다. 전열 면적은 적층단수에 비례하며, 접촉 시간은 풍속에 반비례한다. 열전도율이 높은 알루미늄 시트를 칸막이판으로 사용하고, 이 칸막이판과 플라스틱 골판지를 응용한 유로 형성판을 맞붙인 열교환 부재(47)를 수백단 적층·접착한 열교환 소자는 알루미늄 시트(칸막이판(44))의 두께만큼 단수가 감소하고 전열 면적도 감소한다. 또한 알루미늄 시트의 두께만큼 풍로가 좁아지기 때문에 풍속이 커지고 접촉 시간이 짧아진다. 이러한 2가지의 이유에서 현열 교환 효율은 50%~60%가 한계이었다.
또한 구성 부재가 많아 구조가 복잡해지고 제조도 번거롭다.
따라서 본 발명은, 전열 면적 및 접촉 시간이 크고 현열 교환 효율이 80% 이상인 직교류(또는 사교류)형 현열 교환 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 압력 손실(통풍 저항)이 낮은 직교류(또는 사(斜)교류)형 현열 교환 소자를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 현열 교환 소자는, 칸막이판을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판을 통하여 상기 2종류 의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재와 상기 평판재 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재를 일체 성형한 플라스틱 골판지를 기류의 방향이 교대로 직교하도록 차례로 적층·접착시키고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지가 접착·일체화된 평판재를 상기 칸막이판으로 하고, 상기 유로 형성 부재를 간격 유지 부재로 하여 구성한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 현열 교환 소자는, 칸막이판을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재와 상기 평판재 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재를 일체 성형한 플라스틱 골판지를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역 각각에 공간을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지는 공간끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지가 접착·일체화된 평판재를 상기 칸막이판으로 하고, 상기 유로 형성 부재를 간격 유지 부재로 하여 구성한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 현열 교환 소자는, 칸막이판을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재와 상기 평판재 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재를 일체 성형한 플라스틱 골판지를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역 각 각에 복수의 공간을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지는 공간끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지가 접착·일체화된 평판재를 상기 칸막이판으로 하고, 상기 유로 형성 부재를 간격 유지 부재로 하여 구성한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 현열 교환 소자는, 칸막이판을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재와 상기 평판재 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재를 일체 성형한 플라스틱 골판지를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역 각각에 공간을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지는 공간끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지가 접착·일체화된 평판재를 상기 칸막이판으로 하고, 상기 유로 형성 부재를 간격 유지 부재로 하여 구성한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 현열 교환 소자는, 칸막이판을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 사교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 마름모꼴 평판재와 상기 평판재 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재를 일체 성형한 플라스틱 골판지를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역 각각에 공간을 관통 형성하여 2종류의 것을 제작하고, 상기 2종류의 플라스틱 골판지는 공간끼리 가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지가 접착·일체화된 평판재를 상기 칸막이판으로 하고, 상기 유로 형성 부재를 간격 유지 부재로 하여 구성한 것이다.
본 발명에 따르면, 전열 면적이 크고, 게다가 접촉 시간이 길어지며, 또한 평판재를 서로 접착하므로 공기층이 형성되지 않고, 열전도 효율이 높아지며, 간이한 구조이면서 현열 교환 효율이 80% 이상인 직교류(또는 사교류)형 현열 교환 소자를 실현할 수 있다. 또한 구성 부품수가 적고 제조가 용이하다.
이하, 실시 형태를 개시한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1~도 4에 있어서, 40은 실내(X)와 옥외(Y) 사이에서 급배기되는 급기측 공기(A)와 배기측 공기(B)로 현열 교환을 행하는 현열 교환 소자이며, 상자형 케이싱(15) 내에 급기 팬(12)·배기 팬(13)과 함께 현열 교환 소자(40)가 수용되어 환기 장치(14)를 형성하고 있다. 현열 교환 소자(40)는 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고(수증기를 통하지 않고 열만 통과시키고), 칸막이판(1)을 통하여 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형의 것이다.
플라스틱 골판지(7)는 한 쌍의 정사각형 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2…)를 가지며, 급기유로(10…)(또는 배기 유로(11…))를 형성한다. 그리고, 현열 교환 소자(40)는 플라스틱 골판지(7)를 열교환 부재(20)로 하여, 기류의 방향이 교대로 직교하도록 급기용 열교환 부재(20A)와 배기용 열교환 부재(20B)를 차례로 적층·접착시킨 것이다.
현열 교환 효율은 전열 면적과 접촉 시간에 크게 의존하는 한편, 칸막이판의 재질에는 (그 칸막이판의 재질이 단열재가 아닌 한은) 거의 의존하지 않는다. 따라서, 본 발명은 평판형 플라스틱 골판지(7)의 평판재(8) 자체를 칸막이판(1)으로 사용하는 것에 착안한 것이다.
플라스틱 골판지(7)는 폴리프로필렌으로 일체 성형된 것으로서, 단열재는 아니다. 그리고, 한 쌍의 플라스틱 골판지(7, 7)를 (도시 생략한) 접착제(점착성 핫멜트 수지)를 충전하여 적층·접착함으로써(도 3 참조) 두 골판지(7, 7)가 접착·일체화된 평판재(8, 8)가 (현열 교환을 행하는) 칸막이판(1)이 되고, 유로 형성 부재(2)가 간격 유지 부재(3)가 된다. 접착제를 충전함으로써 각각의 골판지(7, 7)의 평판재(8, 8) 사이에 공기층이 생겨 단열재(층)로 되어 버리는 것이 방지된다 .
다음 도 5~도 9는 본 발명의 현열 교환 소자의 제2 실시 형태를 나타내며, 도 2~도 4의 현열 교환 소자와의 차이점은 각 열교환 부재(20)(플라스틱 골판지(7))에 공간(개구창)(4)이 형성된 점이다. 구체적으로는, 정사각형상의 플라스틱 골판지(7)를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역(6…)으로 4분할하고, 가상 분할 영역(6…) 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 (분할 영역보다 작은) 사각형의 공간(4)을 관통 형성하였다(펀칭하였다).
그리고, 열교환 부재(20, 20)(플라스틱 골판지(7, 7))를 공간(4, 4)이 중첩 되지 않도록 적층하고 접착함으로써(도 7, 도 8 참조), 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 사용함으로써 압력 손실이 낮은 현열 교환 소자가 된다. 구체적으로는, 하나의 (예컨대 급기측의) 열교환 부재(20A)의 공간(4)은 다른 (배기측의) 열교환 부재(20B)의 칸막이판(1) 중 공간(4)이 형성되지 않은 분할 영역(6b)에 가로막힌 상태로 된다(도 5, 도 9 참조). 열교환 부재(20, 20) 사이가 접착제에 의해 충전되어 빈틈 없이 적층되는 구성은 도 2~도 4의 것과 동일하다.
다음, 도 10은 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제3 실시 형태를 나타내며, 공간(4)을 갖는 분할 영역(6a)의 강도를 보강하기 위하여 각 분할 영역(6a)에 복수의 공간(4…)을 관통 형성한 것이며, 하나의 분할 영역(6a)의 공간(4, 4) 사이에 관통 형성이 생략된 보강간부(5, 補强杆部)가 남아 있어 대형의 현열 교환 소자의 경우에 유효하다. 구체적으로는, 하나의 분할 영역(6a)에 한 쌍의 직각 삼각형상의 공간(4, 4)이 그 장변끼리가 마주 보도록 관통 형성된다.
또한 도 11은 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제4 실시 형태를 나타내며, 열교환 부재(20)는 하나의 분할 영역(6a)에 4개의 정사각형의 공간(4…)이 형성되어 십자형상의 보강간부(5)를 갖는다. 그리고, 도 10, 도 11에 있어서 열교환 부재(20…)를 공간(4…) 끼리가 중첩되지 않도록 교대로 적층·접착하여 현열 교환 소자가 형성되었다. 그리고, 도 10 또는 도 11에 있어서, 보강간부(5)에는 유로 형성 부재(2)(간격 유지 부재(3))가 남아 있으므로, 바람의 흐름의 정류 작용도 발휘할 수 있다.
다음, 도 12는 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제5 실시 형태를 나타내며, 도 2~도 4의 현열 교환 소자와의 차이점은 플라스틱 골판지(7)를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역(6…)으로 4분할하고, 가상 분할 영역(6…) 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 (삼각형상의) 공간(4)을 관통 형성한(펀칭한) 점이다. 그리고, 열교환 부재(20, 20)(플라스틱 골판지(7, 7))를 공간(4, 4)이 중첩되지 않도록 적층·접착하는 점, 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하는 점, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 사용하는 점 등은 도 5~도 9의 것과 동일하다.
다음, 도 13은 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제6 실시 형태를 나타내며, 이 현열 교환 소자는 사교류형의 것이다. 구체적으로는, 한 쌍의 마름모꼴 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역(6…)으로 4분할하고, 가상 분할 영역(6…) 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 (삼각형의) 공간(4)을 관통 형성하여 플라스틱 골판지(7)를 도 13과 같이 제작한다. 다른 한편, 도 13의 공간(4, 4)의 존재하지 않는 다른 한 쌍의 분할 영역(6b, 6b)에 공간(4, 4)을 관통 형성한다(도시 생략). 이와 같이 하여 2종류의 것을 만든다. 그리고, 하나의 플라스틱 골판지(7)의 공간(4)이 형성된 분할 영역(6a, 6a)이 다른 플라스틱 골판지(7)의 공간(4)이 형성되지 않은 분할 영역(6b, 6b)에 대응한다. 그리고, 2종류의 플라스틱 골판지(7, 7)를 공간(4, 4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착하여 현열 교환 소자를 만든다. 그리고, 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하는 점, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 사용하는 점 등은 도 5~도 9의 것과 동일하다. 이 사교류형 현열 교환 소자는 제1~제4의 것에 비하여 대향하는 가장자리변끼리의 간격 치수가 작게 형성되어 있으므로 컴팩트한 크기가 되어 천장 내에 수납되기 쉽게 제작할 수 있다. 또한 사교류형이므로 열교환 효율도 향상된다.
또한, 도 12, 도 13의 현열 교환 소자에 있어서, 각 분할 영역(6a)에 복수의 공간(4…)이 구획 형성되어 있을 수도 있다.
다음, 본 발명의 현열 교환 소자로 실제로 측정을 행하고 그 측정 결과에 대하여 설명한다.
시판되고 있는 평판형 플라스틱 골판지(7)를 열교환 부재(20)로 사용한다. 구체적으로는 두께 치수(T)가 1.5mm, 2.0mm인 2종류의 플라스틱 골판지(7)를 준비하고, 한 변의 길이 치수(W)를 20cm의 정사각형상으로 절단하였다. 그리고, 이하의 실시예 1~5 및 비교예와 같은 직교류형 현열 교환 소자를 만든다.
먼저, 실시예 1은 도 2, 도 3의 현열 교환 소자에 대하여 두께 치수(T)가 1.5mm인 플라스틱 골판지(7)를 150장 준비하여 기류의 방향이 직교하도록 (상하 서로 이웃하는 골판지(7, 7)의 유로 형성 부재(2, 2)의 방향이 직교하도록) 적층하였다. 또한 2.0mm의 플라스틱 골판지(7)를 115장 준비하고, 동일한 방법으로 적층하였다. 적층하는 경우에는 상하 서로 이웃하는 2장의 플라스틱 골판지(7, 7)의 평판재(8, 8) 사이에 공기층이 형성되면 단열층이 되어 버리므로, 평판재(8, 8)의 표 에 점착성 핫멜트 수지를 코팅하고, 공기층이 생기지 않도록 맞붙여 높이가 대략 240mm인 직육면체의 직교류형 현열 교환 소자를 제작하였다. 이들 현열 교환 소자에서는 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 (현열 교환하는) 칸막이판(1)으로 하고 유로 형성 부재(2…)를 간격 유지 부재(3)로 사용한다.
다음에 실시예 2는 도 5~도 9의 현열 교환 소자에 대하여 두께 치수(T)가 1.5mm인 플라스틱 골판지(7)를 150장 준비하여 기류의 방향이 직교함과 아울러 공간(4, 4)이 중첩되지 않도록 적층하였다. 또한 2.0mm의 플라스틱 골판지(7)를 115장 준비하여 동일한 방법으로 적층하였다. 적층하는 경우에는 상하 서로 이웃하는 2장의 플라스틱 골판지(7, 7)의 평판재(8, 8)의 표 에 점착성 핫멜트 수지를 코팅하고, 공기층이 생기지 않도록 맞붙여 높이가 대략 240mm인 직육면체의 직교류형 현열 교환 소자를 제작하였다. 이들 직교류형 현열 교환 소자에 있어서도 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2…)를 간격 유지 부재(3)로 사용한다.
다음, 실시예 3은 도 10의 현열 교환 소자에 대하여 두께 치수(T)가 1.5mm인 플라스틱 골판지(7)를 150장 준비하여 기류의 방향이 직교함과 아울러 공간(4, 4)이 중첩되지 않도록 적층하였다. 또한 2.0mm의 플라스틱 골판지(7)를 115장 준비하여 동일한 방법으로 적층하였다. 적층하는 경우에는 상하 서로 이웃하는 2장의 플라스틱 골판지(7, 7)의 평판재(8, 8)의 표 에 점착성 핫멜트 수지를 코팅하고, 공기층을 없애도록 맞붙여 높이가 대략 240mm인 직육면체의 직교류형 현열 교환 소자를 제작하였다. 이들 직교류형 현열 교환 소자에 있어서도 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2…)를 간격 유지 부재(3)로 사 용한다.
다음, 실시예 4는 도 12의 현열 교환 소자에 대하여 두께 치수(T)가 1.5mm인 플라스틱 골판지(7)를 150장 준비하여 기류의 방향이 직교함과 아울러 공간(4, 4)이 중첩되지 않도록 적층하였다. 또한 2.0mm의 플라스틱 골판지(7)를 115장 준비하여 동일한 방법으로 적층하였다. 적층하는 경우에는 상하 서로 이웃하는 2장의 플라스틱 골판지(7, 7)의 평판재(8, 8)의 표 에 점착성 핫멜트 수지를 코팅하고, 공기층이 생기지 않도록 맞붙여 높이가 대략 240mm인 직육면체의 직교류형 현열 교환 소자를 제작하였다. 이들 직교류형 현열 교환 소자에 있어서도 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2…)를 간격 유지 부재(3)로 사용한다.
다음, 실시예 5는 도 13의 사교류형 현열 교환 소자에 대하여 두께 치수(T)가 1.5mm인 전술한 2종류의 플라스틱 골판지(7, 7)를 75장씩 총 150장 준비하여 기류의 방향이 사교함과 아울러 공간(4, 4)이 중첩되지 않도록 적층하였다. 또한 두께 치수(T)가 2.0mm인 전술한 2종류의 플라스틱 골판지(7, 7)를 58장씩 총 116장 준비하여 동일한 방법으로 적층하였다. 적층하는 경우에는 상하 서로 이웃하는 2장의 플라스틱 골판지(7, 7)의 평판재(8, 8)의 표 에 점착성 핫멜트 수지를 코팅하고, 공기층이 생기지 않도록 맞붙여 높이가 대략 240mm인 마름모꼴 기둥형의 사교류형 현열 교환 소자를 제작하였다. 이들 사교류형 현열 교환 소자에 있어서도 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고 유로 형성 부재(2…)를 간격 유지 부재(3)로 사용한다.
다음, 비교예는 도 2에 도시한 현열 교환 소자에 대하여 두께 치수(T)가 1.5mm인 플라스틱 골판지(7)를 150장 준비하여 상하 서로 이웃하는 2장의 플라스틱 골판지(7, 7)의 평판재(8, 8) 사이의 접착을 생략하여 높이가 대략 240mm인 직육면체의 직교류형 현열 교환 소자를 제작하며, 평판재(8, 8) 사이에 공기층이 형성된 것이다. 또한 2.0mm의 플라스틱 골판지(7)를 115장 준비하여 동일한 방법으로 적층하였다. 이들 직교류형 현열 교환 소자에 있어서도 상하 서로 이웃하여 근접하는 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)로 하고, 유로 형성 부재(2…)를 간격 유지 부재(3)로 사용한다.
그리고, 실시예 1~5 및 비교예에서 만든 직교류형 현열 교환 소자에 대하여 처리 풍량 100m3/H에서의 현열 교환 효율 및 압력 손실을 측정하였다. JIS-B8628에 규정된 겨울철 난방시의 공기 조건에서의 현열 교환 효율의 측정 결과를 표 1에 나타내었다. 또한 압력 손실의 측정 결과를 표 1에 병기하였다.
Figure 112008021935215-pat00001
표 1에 따르면, 본 발명의 직교류형 현열 교환 소자는 실시예 1~5의 어느 것에 있어서도 현열 교환 효율은 80% 이상으로서 뛰어난 것이 확인되었다. 한편, 비교의 의미에서 실시예 1~5와 동일한 크기로 형성한 비교예에 있어서도 성능 평가한 결과, 현열 교환 효율은 60~65%로서 각 실시예보다 성능이 낮은 것이 확인되었다. 또한 압력 손실에 관하여 실시예 1~5는 40Pa 이하로서 비교예(45Pa 이상)보다 낮은 것이 확인되었다.
이상과 같이 본 발명에 따른 현열 교환 소자는 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 칸막이판(1)을 통하여 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 기류의 방향이 교대로 직교하도록 차례로 적층·접착시키고, 한 쌍의 플라스틱 골판지(7, 7)가 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것이므로 골판지(7, 7) 사이에 별도 부재인 (현열 교환을 위한) 칸막이판을 설치하는 것을 생략할 수 있고, 생략한 칸막이판의 두께만큼 적층할 수 있는 골판지(7…)의 단수를 크게 할 수 있어 전열 면적이 커진다. 게다가, 생략한 칸막이판의 두께만큼 풍로가 넓어지기 때문에 풍속이 느려져 접촉 시간을 길게 할 수 있다. 또한 평판재(8, 8)를 서로 접착하므로 공기층이 형성되지 않고 열전도율이 높아진다. 따라서, 간이한 구조이면서 현열 교환 효율이 80% 이상인 직교류형 현열 교환 소자를 실현할 수 있다. 또한 구성 부품수가 적고 제조가 용이하다.
또한 본 발명에 따른 현열 교환 소자는 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 칸막이판(1)을 통하여 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 가상 분할 영역(6) 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 공간(4)을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 플라스틱 골판지(7, 7)가 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것이므로, 골판지(7, 7) 사이에 별도 부재인 (현열 교환을 위한) 칸막이판을 설치하는 것을 생략할 수 있고, 생략한 칸막이판의 두께만큼 적층할 수 있는 골판지(7…)의 단수를 크게 할 수 있어 전열 면적이 커진다. 게다가, 생략한 칸막이판의 두께만큼 풍로가 넓어지기 때문에 풍속이 느려져 접촉 시간을 길게 할 수 있다. 또한 평판재(8, 8)를 서로 접착하므로 공기층이 형성되지 않아 열전도율이 높아진다. 따라서, 간이한 구조이면서 현열 교환 효율이 80% 이상인 직교류형 현열 교환 소자를 실현할 수 있다. 또한 구성 부품수가 적고 제조가 용이하다.
또한 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착된 것이므로 압력 손실이 낮은 현열 교환 소자를 제작할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 현열 교환 소자는 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 칸막이판(1)을 통하여 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 가상 분할 영역(6) 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 복수의 공간(4)을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 플라스틱 골판지(7, 7)가 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것이므로, 골판지(7, 7) 사이에 별도 부재인 (현열 교환을 위한) 칸막이판을 설치하는 것을 생략할 수 있고, 생략한 칸막이판의 두께만큼 적층할 수 있는 골판지(7…)의 단수를 증가시킬 수 있어 전열 면적이 커진다. 게다가, 생략한 칸막이판의 두께만큼 풍로가 넓어지기 때문에 풍속이 느려져 접촉 시간을 길게 할 수 있다. 또한 평판재(8, 8)를 서로 접착하므로 공기층이 형성되지 않아 열전도율이 높아진다. 따라서, 간이한 구조이면서 현열 교환 효율이 80% 이상인 직교류형 현열 교환 소자를 실현할 수 있다. 또한 구성 부품수가 적고 제조가 용이하다.
또한 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착된 것이므로, 압력 손실이 낮은 현열 교환 소자를 제작할 수 있다.
더욱이, 플라스틱 골판지(7)는 각 분할 영역(6a)에 복수의 공간(4…)이 관통 형성되어 있으므로 공간(4, 4) 사이의 (관통 형성을 생략한) 나머지 부분에 의해 보강되어 구조를 견고하게 할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 현열 교환 소자는 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 칸막이판(1)을 통하여 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 정사각형 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 가상 분할 영역(6) 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 공간(4)을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 플라스틱 골판지(7, 7)가 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것이므로, 골판지(7, 7) 사이에 별도 부재인 (현열 교환을 위한) 칸막이판을 설치하는 것을 생략할 수 있고, 생략한 칸막이판의 두께만큼 적층할 수 있는 골판지(7…)의 단수를 크게 할 수 있어 전열 면적이 커진다. 게다가, 생략한 칸막이판의 두께만큼 풍로가 넓어지기 때문에 풍속이 느려져 접촉 시간을 길게 할 수 있다. 또한 평판재(8, 8)를 서로 접착하므로 공기층이 형성되지 않아 열전도율이 높아진다. 따라서, 간이한 구조이면서 현열 교환 효율이 80% 이상인 직교류형 현열 교환 소자를 실현할 수 있다. 또한 구성 부품수가 적고 제조가 용이하다.
또한 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4)끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착된 것이므로, 압력 손실이 낮은 현열 교환 소자를 제작할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 현열 교환 소자는 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 칸막이판(1)을 통하여 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 사교류형 현열 교환 소자에 있어서, 한 쌍의 마름모꼴 평판재(8, 8)와 평판재(8, 8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 가상 분할 영역(6) 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a, 6a) 각각에 공간(4)을 관통 형성하여 2종류의 것을 제작하고, 2종류의 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4)끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 플라스틱 골판지(7, 7)가 접착·일체화된 평판재(8, 8)를 칸막이판(1)으로 하고, 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것이므로, 골판지(7, 7) 사이에 별도 부재인 (현열 교환을 위한) 칸막이판을 설치하는 것을 생략할 수 있고, 생략한 칸막이판의 두께만큼 적층할 수 있는 골판지(7…)의 단수를 크게 할 수 있어 전열 면적이 커진다. 게다가, 생략한 칸막이판의 두께만큼 풍로가 넓어지기 때문에 풍속이 느려져 접촉 시간을 길게 할 수 있다. 또한 평판재(8, 8)를 서로 접착하므로 공기층이 형성되지 않아 열전도율이 높아진다. 따라서, 간이한 구조이면서 현열 교환 효율이 80% 이상인 사교류형 현열 교환 소자를 실현할 수 있다. 또한 구성 부품수가 적고 제조가 용이하다.
또한 플라스틱 골판지(7, 7)는 공간(4, 4)끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착된 것이므로, 압력 손실이 낮은 현열 교환 소자를 제작할 수 있다.
또한 이 현열 교환 소자는 마름모꼴이어서 대향하는 가장자리변끼리의 간격이 작게 형성되어 있으므로, 매우 컴팩트하게 형성할 수 있고, 천장 내에 수납되기 쉬운 크기로 제작할 수 있다. 또한 사교류형의 것이므로 열교환 효율을 훨씬 향상시킬 수 있다.
도 1은 환기 장치를 도시한 설명용 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제1 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 3은 현열 교환 부재를 맞붙이는 순서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 요부 확대 단면 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제2 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 6은 평면도이다.
도 7은 열교환 부재를 맞붙이는 순서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 단면 측면도이다.
도 9는 맞붙인 상태를 도시한 단면 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제3 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제4 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제5 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 현열 교환 소자의 제6 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도 14는 종래의 현열 교환 소자를 도시한 사시도이다.
<부호의 설명>
1…칸막이판 2…유로 형성 부재
3…간격 유지 부재 4…공간
6…가상 분할 영역 7…플라스틱 골판지
8…평판재

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판(1)을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서,
    한 쌍의 정사각형 평판재(8)(8)와 상기 평판재(8)(8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역(6) 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a)(6a) 각각에 공간(4)을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지(7)(7)는 공간(4)(4)끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지(7)(7)가 접착·일체화된 평판재(8)(8)를 상기 칸막이판(1)으로 하고, 상기 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것을 특징으로 하는 현열 교환 소자.
  3. 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판(1)을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서,
    한 쌍의 정사각형 평판재(8)(8)와 상기 평판재(8)(8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 세로·가로 중앙선으로 정사각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역(6) 중 세로·가로 중앙선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a)(6a) 각각에 복수의 공간(4)을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지(7)(7)는 공간(4)(4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지(7)(7)가 접착·일체화된 평판재(8)(8)를 상기 칸막이판(1)으로 하고, 상기 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것을 특징으로 하는 현열 교환 소자.
  4. 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판(1)을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 직교류형 현열 교환 소자에 있어서,
    한 쌍의 정사각형 평판재(8)(8)와 상기 평판재(8)(8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역(6) 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a)(6a) 각각에 공간(4)을 관통 형성하고, 플라스틱 골판지(7)(7)는 공간(4)(4) 끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지(7)(7)가 접착·일체화된 평판재(8)(8)를 상기 칸막이판(1)으로 하고, 상기 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것을 특징으로 하는 현열 교환 소자.
  5. 칸막이판(1)을 사이에 두고 2종류의 기류를 유통시키고, 상기 칸막이판(1)을 통하여 상기 2종류의 기류의 현열을 열교환시키는 사교류형 현열 교환 소자에 있어서,
    한 쌍의 마름모꼴 평판재(8)(8)와 상기 평판재(8)(8) 사이에 협지된 복수의 평행한 유로 형성 부재(2)를 일체 성형한 플라스틱 골판지(7)를 2개의 대각선으로 삼각형상의 가상 분할 영역(6)으로 4분할하고, 상기 가상 분할 영역(6) 중 2개의 대각선의 교차점을 사이에 끼고 대향하는 2개의 분할 영역(6a)(6a) 각각에 공간(4)을 관통 형성하여 2종류의 것을 제작하고, 상기 2종류의 플라스틱 골판지(7)(7)는 공간(4)(4)끼리가 중첩되지 않도록 적층·접착되고, 한 쌍의 상기 플라스틱 골판지(7)(7)가 접착·일체화된 평판재(8)(8)를 상기 칸막이판(1)으로 하고, 상기 유로 형성 부재(2)를 간격 유지 부재(3)로 하여 구성한 것을 특징으로 하는 현열 교환 소자.
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