KR101576217B1

KR101576217B1 - 바이패스터널을 구비한 전열교환기

Info

Publication number: KR101576217B1
Application number: KR1020150138825A
Authority: KR
Inventors: 강광옥
Original assignee: 강광옥
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2015-12-10

Abstract

본 발명은 실내공기와 실외공기를 전열교환하여 환기시키는 환기장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기는 실내공기흡입구와 실외공기토출구가 일측면에 나란하게 이격배치되고, 실외공기흡입구와 실내공기토출구가 타측면에 나란하게 이격배치되는 하우징본체, 상기 하우징본체의 내부에 설치되어 상기 실내공기흡입구로 흡입된 공기와 상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기를 열교환시키는 전열교환소자, 상기 실내공기흡입구로 공기를 흡입하여 상기 실내공기토출구로 토출시키는 제1 흡입토출공간과 상기 실외공기흡입구로 공기를 흡입하여 상기 실외공기토출구로 토출시키는 제2 흡입토출공간이 층을 이루도록 구획된 송풍케이스, 상기 제1 흡입토출공간과 상기 제2 흡입토출공간에서 동시에 공기를 흡입 및 토출하는 양흡입팬, 및 상기 양흡입팬을 회전시키는 모터를 포함하는 송풍유닛, 및 상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기가 상기 전열교환소자를 거치지 않고 바로 상기 제2 흡입토출공간으로 공급되도록 연결하는 바이패스터널을 포함한다. 따라서, 소비전력 및 제작비용을 최소화시킬 수 있으며, 실외공기흡입구의 밀폐력을 향상시킬 수 있다.

Description

바이패스터널을 구비한 전열교환기{a Total heat exchanger having bypass tunnel}

본 발명은 실내공기와 실외공기를 전열교환하여 환기시키는 환기장치에 관한 것이다.

일반적으로 실내의 공기를 실외의 공기와 환기시키기 위해 일정 건축면적 이상의 건축물과 유동인구가 빈번한 학교, 병원, 관공서 등에는 환기장치가 설치된다.

이 환기장치는 실내의 공기를 강제적으로 배출하고, 실외의 공기를 실내로 공급하는 형태로 환기를 수행하는데, 환기를 수행할 때 실외온도와 실내온도가 많이 차이나는 경우, 실내의 냉난방의 효과가 떨어지기 때문에 근래에는 실내외의 온도차이를 최소화시킬 수 있는 전열교환소자가 설치된 전열교환 환기장치가 개발되었다.

이러한 전열교환 환기장치는 "전열교환기"라는 명칭으로 대한민국 등록특허 제10-1117523호(2012. 3. 9. 공고)에 개시된 바 있다.

종래의 전열교환기는 내부에 수용공간이 형성되도록 바닥, 상기 바닥을 둘러싼 사이드커버 및 상기 수용공간을 덮는 덮개를 포함하는 케이스(Case)와; 상기 케이스에 구비되어 외기를 흡기하기 위한 흡기구, 상기 흡기구를 통해 흡기한 외기를 급기하기 위한 급기구, 실내공기를 환기하고 배기하기 위한 환기구 및 배기구를 포함하는 덕트(Duct)와; 상기 수용공간에 유로가 형성되도록 바닥에 설치된 유로형성부와; 상기 흡기구를 통해 흡기한 외기와 상기 환기구를 통해 흡기한 실내공기를 상호 열교환할 수 있도록 상기 수용공간에 설치된 전열교환소자(Element)와; 상기 환기구를 통해 흡기한 실내공기를 상기 전열교환소자 또는 상기 유로로 공급할 수 있도록 댐퍼(Damper)가 구비되어 상기 전열교환소자와 상기 환기구 사이에 설치된 바이패스부를 포함하여 구성되었다.

상기한 구성의 종래의 전열교환기는 전열교환소자가 설치되어 실내외 공기를 열교환함으로써, 실내외 공기의 온도차를 최소화시켜 실내로 공급할 수 있었다.

또한, 실내와 실외의 온도차이가 많이 나지 않을 때에는 바이패스부를 통해 실외공기를 실내로 직접공급함으로써, 전열교환소자의 오염 및 전열교환소자를 거침으로 인한 환기 효율의 하락을 방지할 수 있었다.

하지만, 종래의 전열교환기는 바이패스부와 열전교환소자로 선택적으로 공기를 공급하는 댐퍼가 하나만 설치되기 때문에, 전열교환기의 정지 시에도 개방되는 어느 하나의 바이패스부 또는 열전교환소자를 통해 먼지 및 벌레 등의 이물질이 유입되어 전열교환기의 오염 및 환기성능을 하락시키는 문제점이 있었다.

또한, 두 개의 송풍기가 설치되어 환기 시 둘 모두를 작동시켜야 하기 때문에 소비전력이 높고 제작 비용이 높아지는 문제점이 있었다.

또한, 공기를 순환시키는 송풍기가 작동하는 상태에서 댐퍼의 개폐로 인해 공기의 마찰소음을 발생하여 소음이 증대되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1117523호(2012. 3. 9. 공고) 대한민국 공개특허 제10-2010-0029789호(2010.3. 17. 공개) 대한민국 공개특허 제10-2010-0113638호(2010. 10. 21. 공개) 대한민국 공개특허 제10-2010-001119056호(2010. 11. 9. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1003258호(2010. 12. 21. 공고)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 흡기구를 완벽히 차단하여 벌레 및 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 완벽히 차단할 수 있으며, 댐퍼의 작동으로 인한 공기마찰 소음의 발생을 방지할 수 있는 전열교환기를 제공하는 것이다.

또한, 소비전력 및 제작비용을 최소화시킬 수 있는 전열교환기를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기는 실내공기흡입구와 실외공기토출구가 일측면에 나란하게 이격배치되고, 실외공기흡입구와 실내공기토출구가 타측면에 나란하게 이격배치되는 하우징본체, 상기 하우징본체의 내부에 설치되어 상기 실내공기흡입구로 흡입된 공기와 상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기를 열교환시키는 전열교환소자, 상기 실내공기흡입구로 공기를 흡입하여 상기 실내공기토출구로 토출시키는 제1 흡입토출공간과 상기 실외공기흡입구로 공기를 흡입하여 상기 실외공기토출구로 토출시키는 제2 흡입토출공간이 층을 이루도록 구획된 송풍케이스, 상기 제1 흡입토출공간과 상기 제2 흡입토출공간에서 동시에 공기를 흡입 및 토출하는 양흡입팬, 및 상기 양흡입팬을 회전시키는 모터를 포함하는 송풍유닛, 및 상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기가 상기 전열교환소자를 거치지 않고 바로 상기 제2 흡입토출공간으로 공급되도록 연결하는 바이패스터널을 포함한다.

상기 하우징본체의 내부에서 상기 실외공기흡입구의 둘레에 설치되어 상기 열교환소자가 위치된 방향으로 공기를 배출하는 전열교환공이 형성된 제1 격벽, 및 상기 제1 격벽과 함께 상기 실외공기흡입구의 둘레를 밀폐하며, 상기 바이패스터널로 공기를 배출하는 바이패스공이 형성된 제2 격벽을 포함할 수 있다.

상기 제1 격벽에 설치되어 상기 전열교환공을 개폐하는 전열교환댐퍼, 및 상기 제2 격벽에 설치되어 상기 바이패스공을 개폐하는 바이패스댐퍼를 포함할 수 있다.

상기 하우징본체의 내부에서 상기 전열교환소자가 설치되는 공간과 상기 송풍유닛이 설치되는 공간을 구획하고, 상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기가 상기 전열교환소자를 거쳐 상기 제1 흡입토출공간으로 유입되도록 개방된 제1 개방부와, 상기 실내공기흡입구로 흡입된 공기가 상기 전열교환소자를 거쳐 상기 제2 흡입토출공간으로 유입되도록 개방된 제2 개방부와, 상기 바이패스터널을 지난 공기가 상기 제1 흡입토출공간으로 유입되도록 개방된 제3 개방부를 포함하는 제3 격벽을 포함할 수 있다.

상기 제1 흡입토출공간과 상기 제2 흡입토출공간이 층을 이루도록 상기 송풍케이스와 함께, 상기 송풍유닛이 설치되는 공간을 구획하고, 상기 양흡입팬이 관통하여 중앙에 위치되는 팬설치공이 형성된 제4 격벽을 포함할 수 있다.

제1 흡입토출공간은 상기 송풍유닛에서 상기 실내공기흡입구를 통해 유입된 실내공기가 흡입되는 제1 흡입구와 상기 제1 흡입구로 흡입된 공기를 상기 실내공기토출구로 토출시키는 제1 토출구를 포함하고, 제2 흡입토출공간은 상기 송풍유닛에서 상기 실외공기흡입구를 통해 유입된 실외공기가 흡입되는 제2 흡입구와 상기 제2 흡입구로 흡입된 공기를 상기 실외공기토출구로 토출시키는 제2 토출구를 포함할 수 있다.

상기 양흡입팬은 원판 형상의 중간판, 상기 중간판의 일측 둘레에서 방사상으로 복수 개가 배치되는 제1 날개, 및 상기 중간판의 타측 둘레에서 방사상으로 복수 개가 배치되는 제2 날개를 포함할 수 있다.

상기 제1 날개와 상기 제2 날개는 공기의 충격 소음을 감소시키기 위해 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 실외공기흡입구의 부분에 전열교환댐퍼와 바이패스댐퍼를 설치하여 전열교환기의 작동 정지시 실외공기흡입구를 완벽히 밀폐함으로써, 이물질의 유입으로 인한 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공기의 혼입으로 인한 환기효율이 하락되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 하나의 송풍유닛을 사용하여 실내외 공기를 순환시킬 수 있기 때문에 소비전력 및 제작비용을 최소화할 수 있다.

또한, 댐퍼의 작동 시 송풍유닛의 작동을 정지시킨 상태에서 작동시키기 때문에 공기마찰 소음의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기의 제3 격벽을 보여주기 위해 송풍유닛을 제거한 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기의 송풍유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 i-i 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기의 송풍유닛을 구성하는 양흡입팬을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전열교환기의 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전열교환기의 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 하우징본체(110)를 포함할 수 있다.

이 하우징본체(110)는 내부가 빈 사각의 박스 형상으로 형성될 수 있으며, 하우징본체(110)의 일측 둘레면에는 실내공기가 흡입되는 실내공기흡입구(113)와 실외공기가 실내로 토출되는 실외공기토출구(112)가 서로 이격되어 설치된다.

그리고, 하우징본체(110)의 실내공기흡입구(113)와 실외공기토출구(112)가 설치된 일측 둘레면과 마주하는 타측 둘레면에는 실외공기가 흡입되는 실외공기흡입구(111)와, 실내공기가 실외로 토출되는 실내공기토출구(114)가 설치된다.

이때, 실내공기흡입구(113)와 실외공기흡입구(111)가 서로 마주하고, 실외공기토출구(112)와 실내공기토출구(114)가 서로 마주하도록 배치된다.

한편, 하우징본체(110)의 상면은 개방되고, 개방된 상면에는 하우징본체(110)를 밀폐하는 커버(115)가 결합될 수 있다.

또한, 하우징본체(110)는 제1 격벽(130), 제2 격벽(140) 및 제3 격벽(150)을 포함할 수 있다.

제1 격벽(130)은 제2 격벽(140)과 함께 실외공기흡입구(111)로 흡입된 공기를 선택적으로 전열교환소자(120) 또는 하기에 설명될 바이패스터널(180)로 보내질 수 있도록 실외공기흡입구(111)의 내측 둘레를 에워쌀 수 있다.

한편, 제1 격벽(130)은 전열교환소자(120)와 마주하도록 배치되고, 실외공기흡입구(111)로 흡입된 실외공기가 전열교환소자(120)로 공급될 수 있도록 공기가 지나는 전열교환공(131)이 형성될 수 있다.

그리고, 제2 격벽(140)은 바이패스터널(180)과 마주하도록 배치되고, 실외공기흡입구(111)로 흡입된 실외공기가 바이패스터널(180)로 공급될 수 있도록 바이패스터널(180)과 연통되는 바이패스공(141)이 형성될 수 있다.

그리고, 제3 격벽(150)은 전열교환소자 설치 공간(116)과 송풍유닛(160) 설치 공간(117)을 구획할 수 있으며, 제3 격벽(150)에는 제1 내지 제3 개방부(153)가 형성될 수 있다.

제1 개방부(151)는 실내공기흡입구(113)로 유입되는 실내공기가 전열교환소자(120)를 거쳐 송풍유닛(160)으로 공급되도록 개방되어 형성되고, 제2 개방부(152)는 실내공기흡입구(113)로 흡입된 공기가 전열교환소자(120)를 거쳐 송풍유닛(160)으로 공급되도록 개방되어 형성되며, 제3 개방부(153)는 바이패스터널(180)을 지난 공기가 송풍유닛(160)으로 공급되도록 개방되어 형성된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 전열교환댐퍼(135) 및 바이패스댐퍼(145)를 포함할 수 있다.

이 전열교환댐퍼(135)는 제1 격벽(130)에 설치되어 제1 격벽(130)에 형성된 전열교환공(131)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄할 수 있으며, 바이패스댐퍼(145)는 제2 격벽(140)에 설치되어 제2 격벽(140)에 형성된 바이패스공(141)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄할 수 있다.

이때, 전열교환댐퍼(135) 또는 바이패스댐퍼(145)는 전열교환공(131) 또는 바이패스공(141)의 중앙을 가로지르는 수직축 또는 수평축을 중심으로 도어가 모터에 의해 회전하여 개폐하는 회전 도어 타입의 댐퍼로 구현될 수 있다.

또한, 전열교환댐퍼(135) 또는 바이패스댐퍼(145)는 도어가 모터에 의해 상하 또는 좌우 방향으로 슬라이딩 이동하여 개폐하는 슬라이딩 도어 타입의 댐퍼로 구현될 수도 있다.

여기서, 전열교환댐퍼(135) 및 바이패스댐퍼(145)가 설치된 경우, 전열교환댐퍼(135) 및 바이패스댐퍼(145)가 전열교환공(131) 및 바이패스공(141)을 모두 폐쇄하면, 실외공기흡입구(111)를 밀폐한 것과 동일하기 때문에 실외공기흡입구(111)에는 실외공기흡입구(111)를 개폐하는 별도의 댐퍼는 설치하지 않는 것이 바람직다.

이와 같이, 실외공기흡입구(111)를 전열교환댐퍼(135)와 바이패스댐퍼(145)에 의해 개폐하도록 구성할 경우, 실외공기흡입구(111)를 완벽히 밀폐할 수 있을 뿐만 아니라, 바이패스 모드 또는 전열교환 모드의 선택에 따라 실외공기흡입구(111)로 흡입되는 실외공기가 다른 곳 예컨대, 바이패스를 위해 실외공기흡입구(111)를 개방하였을 때, 전열교환소자(120)로 공급되거나, 전열교환을 위해 실외공기흡입구(111)를 개방하였을 때, 바이패스터널(180)로 공급되는 것을 완벽히 차단할 수 있다.

아울러, 실내공기토출구(114)에는 실내공기토출구(114)를 개폐하는 별도의 실내공기토출댐퍼(114a)가 설치될 수도 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 전열교환소자(120)를 포함할 수 있다.

이 전열교환소자(120)는 실내공기와 실외공기를 교차시켜 지나도록 함으로써, 실내공기와 실외공기를 열교환시킬 수 있다.

한편, 전열교환소자(120)는 전열성과 투습성이 있는 막을 사이에 두고 서로 다른 공기 즉, 실내공기와 실외공기를 흐르게 하여 한쪽에서 다른쪽 방향으로 이동하는 공기의 열뿐만 아니라, 수분까지 이동시킬 수 있다.

즉, 전열교환소자(120)는 실내에서 외부로 배출되는 공기와 외부에서 실내로 공급되는 공기를 서로 열교환 및 습도를 조절하여 실내와 유사한 온도와 습도를 가지는 공기를 외부에서 실내로 공급함으로써, 냉난방 효율을 향상시킬 수 있으며 신선하고 깨끗한 느낌의 공기를 제공받을 수 있다.

전열교환소자(120)는 공지된 기술이므로 더 상세한 설명은 생략한다.

한편, 전열교환소자(120)는 사각형상으로 형성되고, 하우징본체(110)의 내부에 실내공기유입구, 실내공기토출구(114), 실외공기흡입구(111), 및 실외공기토출구(112)를 향해 각 면이 위치되도록 구획하여 설치될 수 있다.

이와 같이 설치된 전열교환소자(120)는 실내공기흡입구(113)로 흡입된 실내공기가 전열교환소자(120)를 거쳐 실내공기토출구(114)로 토출되고, 실외공기흡입구(111)로 흡입된 실외공기가 전열교환소자(120)를 거쳐 실외공기토출구(112)로 토출되어 실내공기 및 실외공기가 전열교환소자(120)에서 교차되어 열교환할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 송풍유닛(160)을 포함할 수 있다.

이 송풍유닛(160)은 실외공기를 실내로 토출하거나, 실내공기를 실외로 토출할 수 있다.

한편, 송풍유닛(160)은 도 6에 도시된 바와 같이, 양흡입팬(166)을 포함할 수 있다.

이 양흡입팬(166)은 양측 중앙으로 공기를 흡입하여 그 둘레로 공기를 토출할 수 있다.

한편, 양흡입팬(166)은 양측에서 공기를 흡입할 수 있도록 중간이 원판 형상으로 형성된 중간판(166c)에 의해 구획될 수 있으며, 중간판(166c)의 일측면 둘레에는 복수 개의 제1 날개(166a)가 방사상 돌출될 수 있으며, 중간판(166c)의 타측면 둘레에는 복수 개의 제2 날개(166b)가 방사상 돌출될 수 있다.

여기서, 제1 날개(166a)와 제2 날개(166b)는 회전하는 방향 또는 그 반대방향으로 오목한 곡면을 가지는 판의 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 날개(166a)와 제2 날개(166b)는 양흡입팬(166)을 측면에서 바라봤을 때, 일직선상에 배치되는 것이 아니라 서로 어긋나도록 배치되어 회전시 발생되는 공기 충격소음을 감소시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 양흡입팬(166)은 중간판(166c)을 중심으로 양측 즉, 제1 날개(166a)들의 중심과 제2 날개(166b)들의 중심으로 공기가 흡입되고, 제1 날개(166a)로 유입된 공기는 제1 날개(166a)들의 측방향으로 토출되고, 제2 날개(166b)로 유입된 공기는 제2 날개(166b)의 측방향으로 토출된다.

그리고, 송풍유닛(160)은 모터(167)를 포함할 수 있다.

이 모터(167)는 양흡입팬(166)을 회전시켜 공기를 흡입 및 토출할 수 있다.

한편, 모터(167)의 구동축은 양흡입팬(166)의 중간판(166c)에 결합되어 제1 날개(166a)들의 중앙 또는 제2 날개(166b)들의 중앙에 수용될 수 있다.

또한, 송풍유닛(160)은 송풍케이스(161)를 포함할 수 있다.

이 송풍케이스(161)는 양흡입팬(166)이 수용되어 공기를 흡입하고 토출하는 방향을 가이드할 수 있다.

한편, 송풍케이스(161)는 서로 마주하는 양측 면에 제1 흡입구(162)와 제2 흡입구(164)가 형성되고, 송풍케이스(161)의 측방향 부분, 즉, 제1 흡입구(162)와 제2 흡입구(164)와 직교되는 송풍케이스(161)의 부분에는 서로 대향되도록 제1 토출구(163)와 제2 토출구(165)가 형성된다.

그리고, 송풍케이스(161)의 중앙에는 양흡입팬(166)이 설치되어 제1 흡입구(162)와 제2 흡입구(164)로 공기를 흡입하여 각각 제1 토출구(163)와 제2 토출구(165)로 공기를 토출한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 제4 격벽(170)을 포함할 수 있다.

이 제4 격벽(170)은 제3 격벽(150)에 의해 구획된 송풍유닛(160) 설치 공간(117)과 전열교환소자 설치 공간(116)에서 송풍유닛(160) 설치 공간(117)을 제1 흡입토출공간(117a)과 제2 흡입토출공간(117b)으로 층을 이루도록 구획하는 동시에 송풍유닛(160) 더 구체적으로는 송풍케이스(161)의 제1 흡입구(162)와 제2 흡입구(164)의 사이를 구획할 수 있다.

이때, 제1 흡입토출공간(117a)에는 제1 흡입구(162)가 위치되고, 제2 흡입부로 흡입된 공기가 토출되는 제1 토출구(163)는 실외공기토출구(112)와 연결될 수 있으며, 제2 흡입토출공간(117b)에는 제2 흡입구(164)가 위치되고, 제2 흡입구(164)로 흡입된 공기가 토출되는 제2 토출구(165)는 실내공기토출구(114)와 연결될 수 있다.

여기서, 송풍케이스(161)는 제4 격벽(170)에 의해 구획되는 부분으로 양분 예컨대, 상부케이스와 하부케이스로 양분되어 서로 결합되는 형태로 구성될 수 있다.

그리고, 제4 격벽(170)의 중앙에는 양흡입팬(166)의 중간판(166c)이 중간에 위치되도록 양흡입팬(166)이 설치되는 팬설치공(171)이 형성될 수 있다.

그리고, 제3 격벽(150)의 제1 개방부(151) 및 제3 개방부(153)는 제1 흡입토출공간(117a)과 연통되며, 제2 개방부(152)는 제2 흡입토출공간(117b)과 연통될 수 있다.

이와 같이 제4 격벽(170)에 의해 구획된 송풍케이스(161) 및 송풍유닛(160) 설치 공간(117)은 실내공기흡입구(113)로 흡입된 실내공기가 전열교환소자(120)를 거쳐 제3 격벽(150)의 제2 개방부(152)를 통해 제2 흡입토출공간(117b)으로 유입되고, 제2 흡입토출공간(117b)으로 유입된 실내공기는 송풍유닛(160)의 제2 흡입구(164)를 통해 제2 토출구(165)로 토출되어 제2 토출구(165)와 연결된 실내공기토출구(114)를 통해 실외로 토출된다.

또한, 실외공기흡입구(111)로 흡입된 실외공기는 전열교환소자(120)를 거쳐 제3 격벽(150)의 제1 개방부(151)를 통해 제1 흡입토출공간(117a)으로 유입되거나, 바이패스터널(180)을 거쳐 제3 격벽(150)의 제3 개방부(153)를 통해 제1 흡입토출공간(117a)으로 유입되어 송풍유닛(160)의 제1 흡입구(162)를 통해 제1 토출구(163)로 토출되어 제1 토출구(163)와 연결된 실외공기토출구(112)를 통해 실내로 토출된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 바이패스터널(180)을 포함할 수 있다.

이 바이패스터널(180)은 실외공기흡입구(111)로 흡입된 실외공기를 전열교환소자(120)를 거치지 않고, 송풍유닛(160)을 통해 바로 실외공기토출구(112)로 공급할 수 있다.

한편, 바이패스터널(180)은 제2 격벽(140)의 바이패스공(141)을 통해 제3 격벽(150)의 제3 개방부(153)를 마치 터널과 같은 형태로 둘러싸 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 바이패스터널(180)은 실외공기흡입구(111)로 흡입되는 실외공기가 제2 격벽(140)의 바이패스공(141)을 통해 유입되고, 바이패스터널(180)을 지난 실외공기는 제3 격벽(150)의 제3 개방부(153)를 통해 제1 흡입토출공간(117a)으로 유입되어 송풍유닛(160)의 제1 흡입구(162)를 통해 제1 토출구(163)로 토출됨으로써, 최종적으로 실외공기토출구(112)를 통해 실내로 토출된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 제어부(190)를 포함할 수 있다.

이 제어부(190)는 바이패스댐퍼(145), 전열교환댐퍼(135), 및 실내공기토출댐퍼(114a)와 송풍유닛(160)의 작동을 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(190)는 온도센서를 포함할 수 있다. 이 온도센서는 실내온도와 실외온도를 측정할 수 있으며, 제어부(190)는 실내온도와 실외온도의 차이에 따라 각 댐퍼들을 제어하거나, 송풍유닛(160)을 제어할 수 있다.

이때, 온도센서는 실내온도를 측정하기 위한 실내온도측정센서와 실외온도를 측정하기 위한 실외온도측정센서를 포함하여 구성될 수 있음은 물론이다.

제어부(190)의 제어는 하기의 본 발명의 제1 실시예에 따른 전열교환기(100)의 제어방법을 설명할 때 상세히 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 프리필터(미도시)를 포함할 수 있다.

이 프리필터는 실외공기를 여과하여 실내로 공급할 수 있다.

한편, 프리필터는 실외공기흡입구(111)로부터 실외공기토출구(112)로 이동하는 공기의 이동 경로에 한번은 반듯이 거쳐 실외공기가 실내로 공급되도록 전열교환기(100) 내부의 어디든 배치될 수 있다. 예컨대, 프리필터는 전열교환소자(120)의 공기가 지나는 부분 또는 실외공기흡입구(111) 또는 실외공기토출구(112) 또는 송풍유닛(160)에 제1 흡입구(162) 또는 제1 토출구(163) 등 다양한 부분에 설치될 수 있다.

또한, 프리필터는 공지된 다양한 형태의 프리필터가 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 본 발명의 제1 실시예에 따른 전열교환기(100)의 제어방법과 함께 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 전열교환기(100)를 작동시키면, 제어부(190)는 온도센서로 실내온도 및 실외온도를 측정한다.

그리고, 실외온도와 실내온도의 차이가 미리 설정된 온도 미만일 경우, 제어부(190)는 바이패스모드를 선택하고, 미리 설정된 온도 이상이면, 제어부(190)는 전열교환모드를 선택한다. 여기서, 미리 설정된 온도는 10℃ 인 것이 바람직하다.

여기서, 제어부(190)가 바이패스모드를 선택한 경우에는 가장 먼저 송풍유닛(160)의 작동을 정지시킨 상태에서, 제2 격벽(140)에 설치된 바이패스댐퍼(145)가 바이패스공(141)을 개방하도록 작동시키고, 제1 격벽(130)에 설치된 전열교환댐퍼(135)가 전열교환공(131)을 폐쇄하도록 작동시킨다.

이와 같이, 바이패스댐퍼(145) 및 전열교환댐퍼(135)의 작동이 완료된 후, 제어부(190)는 송풍유닛(160)을 작동시킨다.

한편, 송풍유닛(160)이 작동되면, 송풍유닛(160)에 의해 실외공기흡입구(111)로부터 실외공기가 흡입되어 제2 격벽(140)의 바이패스공(141)을 통해 바이패스터널(180)을 지나고, 제3 격벽(150)의 제3 개방부(153)로 유입되어 송풍유닛(160)의 제1 흡입구(162)로 흡입되며, 흡입된 실외공기는 제1 날개(166a)에 의해 제1 토출구(163)로 토출되어 실외공기토출구(112)를 통해 실내로 공급된다.

이와 동시에, 송풍유닛(160)에 의해 실내공기가 실내공기흡입구(113)로 흡입되고, 전열교환소자(120)를 거쳐 제3 격벽(150)의 제2 개방부(152)를 통해 제2 흡입토출공간(117b)으로 유입되고, 유입된 실내공기는 제2 날개(166b)에 의해 제2 흡입구(164)로 흡입되어 제2 토출구(165)를 통해 최종적으로 실내공기토출구(114)로 토출되는 형태로 환기를 수행한다.

이때, 실외공기는 바이패스터널(180)을 통해 전열교환소자(120)를 거치지 않고 송풍유닛(160)을 통해 실외공기토출구(112)로 토출되기 때문에 전열교환기(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공기의 혼입을 방지하여 전열교환기(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.

반면, 제어부(190)가 전열교환모드를 선택한 경우에도, 가장 먼저, 송풍유닛(160)의 작동을 정지시킨 상태에서 바이패스모드와는 반대로 제2 격벽(140)에 설치된 바이패스댐퍼(145)가 바이패스공(141)을 폐쇄하도록 작동시키고, 제1 격벽(130)에 설치된 전열교환댐퍼(135)가 전열교환공(131)을 개방하도록 작동시킨다.

그리고, 제어부(190)는 전열교환을 위해 실내공기토출댐퍼(114a)도 바이패스댐퍼(145) 및 전열교환댐퍼(135)와 함께 실내공기토출구(114)를 개방하도록 작동시킨다.

한편, 송풍유닛(160)이 작동되면, 송풍유닛(160)에 의해 실외공기흡입구(111)로부터 실외공기가 흡입되어 제1 격벽(130)의 전열교환공(131)을 통해 전열교환소자(120)를 지나고, 제3 격벽(150)의 제1 개방부(151)로 유입되어 송풍유닛(160)의 제1 흡입구(162)로 흡입되며, 흡입된 실외공기는 제1 날개(166a)에 의해 제1 토출구(163)로 토출되어 실외공기토출구(112)를 통해 실내로 공급된다.

이와 동시에, 송풍유닛(160)에 의해 실내공기가 실내공기흡입구(113)로 흡입되고, 전열교환소자(120)를 거쳐 제3 격벽(150)의 제2 개방부(152)를 통해 제2 흡입토출공간(117b)으로 유입되고, 유입된 실내공기는 제2 날개(166b)에 의해 제2 흡입구(164)로 흡입되어 제2 토출부를 통해 최종적으로 실내공기토출구(114)로 토출되는 형태로 환기를 수행한다.

이때, 실내공기흡입구(113)로 흡입되는 실내공기와 실외공기흡입구(111)로 흡입되는 실외공기가 서로 교차되어 전열교환소자(120)를 거치면서 열교환되어 온도 및 습도의 차이 최소화된 상태에서 실외공기는 실내로 토출되고, 실내공기는 실외로 토출된다.

아울러, 전열교환기(100)의 작동이 정지되면, 제어부(190)는 송풍유닛(160)의 작동을 먼저 정지시킨 상태에서, 실외공기흡입구(111)를 밀폐하도록 바이패스댐퍼(145)를 작동시켜 바이패스공(141)을 밀폐하는 동시에, 전열교환댐퍼(135)를 작동시켜 전열교환공(131)을 밀폐하고, 실내공기토출댐퍼(114a)를 작동시켜 실내공기토출구(114)를 밀폐한다.

이와 같이, 바이패스댐퍼(145), 전열교환댐퍼(135) 및 실내공기토출댐퍼(114a)를 작동시키기 이전, 송풍유닛(160)의 작동을 정지시킨 후 작동시킴으로써, 송풍유닛(160)에 의해 공기가 유동할 때, 댐퍼의 개폐로 인해 발생되는 공기마찰 소음의 발생을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 실외공기흡입구(111)를 바이패스댐퍼(145)와 전열교환댐퍼(135)에 의해 개폐하여 공기의 이동을 효율적으로 제어하고, 공기의 혼입을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 작동 정지시에 실외공기흡입구(111)의 밀폐력을 향상시켜 이물질의 유입으로 인한 전열교환소자(120)의 오염 및 실내의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 하나의 송풍유닛(160)을 작동하여 실내 및 실외에서 공기를 흡입 및 토출시킴으로써, 소비전력을 최소화시켜 전력의 낭비를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 부품의 수량을 감소시켜 제작비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 바이패스모드 시 실외공기가 바이패스터널(180)에 의해 전열교환소자(120)를 거치지 않고 실내로 공급되므로 전열교환기(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공기의 혼입을 방지하여 전열교환기(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 전열교환댐퍼(135) 및 바이패스댐퍼(145)의 작동 시 송풍유닛(160)을 먼저 정지시킨 후, 작동시킴으로써, 공기의 유동에 따른 공기마찰 소음의 발생을 최소화할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고, 동일한 구성은 동일한 작용과 효과를 발생하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기는 송풍유닛(160), 바이패스터널(180) 및 제5 격벽(170')에 특징이 있다.

제2 실시예서의 송풍유닛은 제1 송풍유닛(160')과 제2 송풍유닛(160")을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 송풍유닛(160')과 제2 송풍유닛(160") 각각은 원심팬, 원심팬을 구동하는 모터(167), 일측면에 흡입구가 형성되고 흡입구와 직교되는 방향으로는 토출구가 형성된 송풍케이스(161)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 제1 송풍유닛(160')과 제2 송풍유닛(160")은 공지된 원심송풍기로 구현될 수 있다.

한편, 제1 송풍유닛(160')은 실외공기토출구(112)가 위치된 부분에 설치되어 송풍케이스(161)의 토출구의 부분이 실외공기토출구(112)에 연결될 수 있고, 제2 송풍유닛(160")은 실내공기토출구(114)가 위치된 부분에 설치되어 송풍케이스(161)의 토출구의 부분이 실내공기토출구(114)에 연결될 수 있다.

그리고, 제2 실시예에서는 제1 실시예의 제3 격벽(150) 및 제4 격벽(170) 대신 제5 격벽(170')이 설치될 수 있다.

이 제5 격벽(170')은 전열교환소자(120)와 하우징본체(110)을 연결하여 제1 송풍유닛(160')이 위치되는 공간과 제2 송풍유닛(160")이 위치되는 공간을 구획할 수 있다.

한편, 제5 격벽(170')에는 제1 송풍유닛(160')이 설치된 공간으로 실외공기를 공급할 수 있도록 바이패스터널(180)과 연결되는 터널연결부(171')가 형성될 수 있다.

그리고, 제2 실시예에서 바이패스터널(180)은 실외공기흡입구(111)에서 실외공기토출구(112)를 향해 하우징본체(110)의 대각선 방향으로 형성될 수 있다.

또한, 바이패스터널(180)의 높이는 전열교환소자(120)의 높이보다 낮게 형성되어 실내공기흡입구(113)로 흡입된 공기가 바이패스터널(180)의 상부를 거쳐 제2 송풍유닛(160")을 통해 실내공기토출구(114)로 토출될 수 있다.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 본 발명의 제2 실시예에 따른 전열교환기(100)의 제어방법과 함께 설명한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 전열교환기(100)를 작동시키면, 제어부(190)는 온도센서로 실내온도 및 실외온도를 측정한다.

여기서, 제어부(190)가 바이패스모드를 선택한 경우에는 가장 먼저 제1 송풍유닛(160')및 제2 송풍유닛(160")의 작동을 정지시킨 상태에서, 제2 격벽(140)에 설치된 바이패스댐퍼(145)가 바이패스공(141)을 개방하도록 작동시키고, 제1 격벽(130)에 설치된 전열교환댐퍼(135)가 전열교환공(131)을 폐쇄하도록 작동시킨다.

이와 같이, 바이패스댐퍼(145) 및 전열교환댐퍼(135)의 작동이 완료된 후, 제어부(190)는 제1 송풍유닛(160') 및 제2 송풍유닛(160")을 작동시킨다.

한편, 제1 송풍유닛(160')이 작동되면, 제1 송풍유닛(160')에 의해 실외공기흡입구(111)로부터 실외공기가 흡입되어 제2 격벽(140)의 바이패스공(141)을 통해 바이패스터널(180)을 지나고, 제5 격벽(170')에 형성된 터널연결부(171')를 통해 제1 송풍유닛(160')으로 공급되어 제1 송풍유닛(160')을 통해 실외공기토출구(112)를 거쳐 실내로 공급된다.

이와 동시에, 제2 송풍유닛(160")에 의해 실내공기가 실내공기흡입구(113)로 흡입되고, 전열교환소자(120)를 거쳐 바이패스터널(180)의 상부를 지나 제2 송풍유닛(160")을 통해 실내공기토출구(114)로 토출되는 형태로 환기를 수행한다.

이때, 실외공기는 바이패스터널(180)을 통해 전열교환소자(120)를 거치지 않고 제1 송풍유닛(160')을 통해 실외공기토출구(112)로 토출되기 때문에 전열교환기(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공기의 혼입을 방지하여 전열교환기(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.

반면, 제어부(190)가 전열교환모드를 선택한 경우에도, 가장 먼저, 제1 송풍유닛(160')및 제2 송풍유닛(160")의 작동을 정지시킨 상태에서 바이패스모드와는 반대로 제2 격벽(140)에 설치된 바이패스댐퍼(145)가 바이패스공(141)을 폐쇄하도록 작동시키고, 제1 격벽(130)에 설치된 전열교환댐퍼(135)가 전열교환공(131)을 개방하도록 작동시킨다.

한편, 제1 송풍유닛(160')이 작동되면, 송풍유닛(160)에 의해 실외공기흡입구(111)로부터 실외공기가 흡입되어 제1 격벽(130)의 전열교환공(131)을 통해 전열교환소자(120)를 지나고, 제1 송풍유닛(160')을 통해 실외공기토출구(112)를 거쳐 실내로 공급된다.

이와 동시에, 제2 송풍유닛(160")에 의해 실내공기가 실내공기흡입구(113)로 흡입되고, 전열교환소자(120)를 거쳐 바이패스터널(180)의 상부를 지나 제2 송풍유닛(160")을 통해 실내공기토출구(114)를 거쳐 실외로 토출되는 형태로 환기를 수행한다.

아울러, 전열교환기(100)의 작동이 정지되면, 제어부(190)는 제1 송풍유닛(160') 및 제2 송풍유닛(160")의 작동을 먼저 정지시킨 상태에서, 실외공기흡입구(111)를 밀폐하도록 바이패스댐퍼(145)를 작동시켜 바이패스공(141)을 밀폐하는 동시에, 전열교환댐퍼(135)를 작동시켜 전열교환공(131)을 밀폐하고, 실내공기토출댐퍼(114a)를 작동시켜 실내공기토출구(114)를 밀폐한다.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이패스터널을 구비한 전열교환기(100)는 실외공기흡입구(111)를 바이패스댐퍼(145)와 전열교환댐퍼(135)에 의해 개폐하여 공기의 이동을 효율적으로 제어하고, 공기의 혼입을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 작동 정지시에 실외공기흡입구(111)의 밀폐력을 향상시켜 이물질의 유입으로 인한 전열교환소자(120)의 오염 및 실내의 오염을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 바이패스터널을 구비한 전열교환기 110: 하우징본체
111: 실외공기흡입구 112: 실외공기토출구
113: 실내공기흡입구 114: 실내공기토출구
115: 커버 116: 전열교환소자 설치 공간
117: 송풍유닛 설치 공간 117a: 제1 흡입토출공간
117b: 제2 흡입토출공간 120: 전열교환소자
130: 제1 격벽 131: 전열교환공
135: 전열교환댐퍼 140: 제2 격벽
141: 바이패스공 145: 바이패스댐퍼
150: 제3 격벽 151: 제1 개방부
152: 제2 개방부 153: 제3 개방부
160: 송풍유닛 161: 송풍케이스
162: 제1 흡입구 163: 제1 토출구
164: 제2 흡입구 165: 제2 토출구
166: 양흡입팬 166a: 제1 날개
166b: 제2 날개 166c: 중간판
167: 모터 170: 제4 격벽
171: 팬설치공 180: 바이패스터널
190: 제어부 160': 제1 송풍유닛
160": 제2 송풍유닛 170': 제5 격벽
171': 터널연결부

Claims

실내공기흡입구와 실외공기토출구가 일측면에 나란하게 이격배치되고, 실외공기흡입구와 실내공기토출구가 타측면에 나란하게 이격배치되는 하우징본체,
상기 하우징본체의 내부에 설치되어 상기 실내공기흡입구로 흡입된 공기와 상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기를 열교환시키는 전열교환소자,
상기 실내공기흡입구로 공기를 흡입하여 상기 실내공기토출구로 토출시키는 제1 흡입토출공간과 상기 실외공기흡입구로 공기를 흡입하여 상기 실외공기토출구로 토출시키는 제2 흡입토출공간이 층을 이루도록 구획된 송풍케이스, 상기 제1 흡입토출공간과 상기 제2 흡입토출공간에서 동시에 공기를 흡입 및 토출하는 양흡입팬, 및 상기 양흡입팬을 회전시키는 모터를 포함하는 송풍유닛, 및
상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기가 상기 전열교환소자를 거치지 않고 바로 상기 제2 흡입토출공간으로 공급되도록 연결하는 바이패스터널을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.
제1항에 있어서,
상기 하우징본체의 내부에서 상기 실외공기흡입구의 둘레에 설치되어 상기 전열교환소자가 위치된 방향으로 공기를 배출하는 전열교환공이 형성된 제1 격벽, 및
상기 제1 격벽과 함께 상기 실외공기흡입구의 둘레를 밀폐하며, 상기 바이패스터널로 공기를 배출하는 바이패스공이 형성된 제2 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.
제2항에 있어서,
상기 제1 격벽에 설치되어 상기 전열교환공을 개폐하는 전열교환댐퍼, 및
상기 제2 격벽에 설치되어 상기 바이패스공을 개폐하는 바이패스댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.
제1항에 있어서,
상기 하우징본체의 내부에서 상기 전열교환소자가 설치되는 공간과 상기 송풍유닛이 설치되는 공간을 구획하고, 상기 실외공기흡입구로 흡입된 공기가 상기 전열교환소자를 거쳐 상기 제1 흡입토출공간으로 유입되도록 개방된 제1 개방부와, 상기 실내공기흡입구로 흡입된 공기가 상기 전열교환소자를 거쳐 상기 제2 흡입토출공간으로 유입되도록 개방된 제2 개방부와, 상기 바이패스터널을 지난 공기가 상기 제1 흡입토출공간으로 유입되도록 개방된 제3 개방부를 포함하는 제3 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.
제1항에 있어서,
상기 제1 흡입토출공간과 상기 제2 흡입토출공간이 층을 이루도록 상기 송풍케이스와 함께, 상기 송풍유닛이 설치되는 공간을 구획하고, 상기 양흡입팬이 관통하여 중앙에 위치되는 팬설치공이 형성된 제4 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.
제1항에 있어서,
제1 흡입토출공간은
상기 송풍유닛에서 상기 실내공기흡입구를 통해 유입된 실내공기가 흡입되는 제1 흡입구와 상기 제1 흡입구로 흡입된 공기를 상기 실내공기토출구로 토출시키는 제1 토출구를 포함하고,
제2 흡입토출공간은
상기 송풍유닛에서 상기 실외공기흡입구를 통해 유입된 실외공기가 흡입되는 제2 흡입구와 상기 제2 흡입구로 흡입된 공기를 상기 실외공기토출구로 토출시키는 제2 토출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.
제1항에 있어서,
상기 양흡입팬은
원판 형상의 중간판,
상기 중간판의 일측 둘레에서 방사상으로 복수 개가 배치되는 제1 날개, 및
상기 중간판의 타측 둘레에서 방사상으로 복수 개가 배치되는 제2 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.
제7항에 있어서,
상기 제1 날개와 상기 제2 날개는 공기의 충격 소음을 감소시키기 위해 서로 어긋나도록 배치되는 것을 특징으로 하는 바이패스터널을 구비한 전열교환기.