KR101656731B1 - 지열을 이용한 전열교환 환기시스템 - Google Patents

지열을 이용한 전열교환 환기시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 여름엔 지상의 공기보다 온도가 낮고 겨울엔 지상의 공기보다 온도가 높은 지하공기, 지하수 등의 지열을 이용한 전열교환 환기시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 실내측면에 실내유입구 및 실내배출구가 형성되고 실외 측면에 실외유입구 및 실외배출구가 형성되는 직육면체 형상의 케이싱; 상기 케이싱의 상부면 및 하부면 각각에 선으로 접하는 직육면체 형상의 전열교환기; 상기 케이싱 내부에 설치되며, 상기 열교환기를 통해 인입되는 외부공기에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉온공급기를 포함하는 열교환 환기부; 및 지하에 매립되어 지하수를 공급하는 냉온수공급관; 상기 냉온수공급관의 상단에 설치되는 냉온수펌프; 상기 냉온수펌프와 연결되는 축열조; 상기 축열조와 상기 냉온공급기 사이에 개재되어 상기 냉온공급기로 지하수를 공급하는 연결관; 상기 냉온공급기에 형성되어 상기 지하수를 배출하는 배출관으로 이루어지는 지열공급부를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

지열을 이용한 전열교환 환기시스템 {TOTAL HEAT EXCHANGE VENTILATING SYSTEM USING GEOTHERMAL}
본 발명은 지열을 이용한 전열교환 환기시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여름엔 지상의 공기보다 온도가 낮고 겨울엔 지상의 공기보다 온도가 높은 지하공기, 지하수 등의 지열을 이용한 전열교환 환기시스템에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되고 이로써 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서 사무실과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 장기간 머물게 되는 경우 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 대체해 주어야 하는데, 이때 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.
이러한 환기장치는 환기뿐만 아니라 내부공기와 외부공기 사이의 전열교환을 통해 환기시 내부의 급격한 온도변화를 방지하였다. 그러나 이러한 환기장치는 전열교환을 통해 환기시 내부의 급격한 온도변화를 방지할 뿐 적극적으로 더운 여름에 시원한 공기를 공급하거나 추운 겨울에 따뜻한 공기를 공급하지는 못하는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하는 종래의 지열을 이용한 전열교환 환기장치가 '특허문헌 1'에 개시되어 있고, 도 1에 종래의 지열을 이용한 전열교환 환기장치의 구성도가 나타나 있다. 종래의 지열을 이용한 전열교환 환기장치는 건물 내부의 천장에 설치되는 것으로, 내부가 복수 개의 격벽(1)에 의해 구획되는 케이싱(2), 복수 개의 격벽(1) 사이에 개재되어 외부공기와 내부공기 상호 간에 열교환시키는 열교환기(3), 케이싱(2) 내부에 설치되며, 열교환기(3)를 통해 인입되는 외부공기에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉온공급기(4)를 포함하여 구성됨으로써 1차적으로 열교환기(3) 내부에서 전열교환에 의해 온도를 높이거나 낮추고, 2차적으로 냉온공급기(4)에서 냉기 또는 온기를 공급하여 온도를 높이거나 낮춥니다.
이렇게 건물 내부의 천장에 설치되는 전열교환 환기장치는 열교환기의 크기(열교환기가 차지하는 면적)가 클수록 그 효율이 좋은데, 건물 내부의 천장에 설치되기 때문에 열교환기의 크기가 제한될 수 밖에 없다. 즉, 건물 내부의 천장에 설치되는 전열교환 환기장치는 건물 내부의 천장에 설치되기 위해 적당한 크기를 유지하면서도 그 내부에 형성되는 열교환기의 크기(열교환기가 차지하는 면적)를 최대화할 필요성이 있다.
그러나 종래의 지열을 이용한 전열교환 환기장치는 냉온공급기(4)를 포함하는 구성임에도 격벽(1)이 세로로 구획되고, 세로로 구획된 격벽(1) 사이에 열교환기(3)가 설치되는 구조적 특징상 열교환기(3)의 크기(열교환기가 차지하는 면적)를 최대화하기 힘들고, 이로 인해 전열교환의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
KR 10-1566005 B1 (2015. 10. 29.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 전열교환을 하는 구성요소가 차지하는 면적을 최대한 확보하여 효율적으로 전열교환할 수 있는 지열을 이용한 전열교환 환기시스템을 제공하는데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 실내측면에 실내유입구 및 실내배출구가 형성되고 실외 측면에 실외유입구 및 실외배출구가 형성되는 직육면체 형상의 케이싱; 상기 케이싱의 상부면 및 하부면 각각에 선으로 접하는 직육면체 형상의 전열교환기; 상기 케이싱 내부에 설치되며, 상기 열교환기를 통해 인입되는 외부공기에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉온공급기를 포함하는 열교환 환기부; 및 지하에 매립되어 지하수를 공급하는 냉온수공급관; 상기 냉온수공급관의 상단에 설치되는 냉온수펌프; 상기 냉온수펌프와 연결되는 축열조; 상기 축열조와 상기 냉온공급기 사이에 개재되어 상기 냉온공급기로 지하수를 공급하는 연결관; 상기 냉온공급기에 형성되어 상기 지하수를 배출하는 배출관으로 이루어지는 지열공급부를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 지열(냉온열)을 공급하는 냉온공급기를 포함하여 구성되는 열교환 환기부 내부에서 전열교환기가 차지하는 면적을 최대화함으로써 지열을 이용함과 동시에 전열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 지열을 이용한 전열교환 환기장치의 내부 구성도
도 2는 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 일부 분해사시도
도 4는 본 발명에 따른 열교환 환기부의 분해사시도
도 5는 본 발명에 따른 열교환 환기부의 평면도
도 6은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 실내로 유입되는 공기의 흐름도
도 7은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 실외로 배출되는 공기의 흐름도
도 8은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 다른 실시형태에 따른 사시도
도 9는 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템의 다른 실시형태에 따른 구성도
아래에서는 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템을 첨부된 도면을 통해 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템의 구성도로서, 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 크게 건물 내부의 천장에 설치되는 열교환 환기부(100)와 지하에 매립되어 열교환 환기부(100)로 지열을 공급하는 지열공급부(200)로 이루어진다.
열교환 환기부(100)는 도 2에 도시된 것처럼 건물 내부에 설치되어 건물 내부의 공기를 외부로 배출하고, 건물 외부의 공기를 내부로 유입시켜 환기하는 구성요소이다. 이러한 열교환 환기부(100)는 케이싱(110), 열교환기(120) 및 냉온공급기(130)를 포함하여 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 일부 분해사시도, 도 4는 본 발명에 따른 열교환 환기부의 분해사시도, 도 5는 본 발명에 따른 열교환 환기부의 평면도 구성도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하여 열교환 환기부(100)의 구성을 상세하게 살펴본다.
열교환 환기부(100)는 건물 내부에 설치되어 건물 내부의 공기를 외부로 배출하고, 건물 외부의 공기를 내부로 유입시켜 환기하는 구성요소이다. 이러한 열교환 환기부(100)는 케이싱(110) 및 전열교환기(120)를 포함하여 구성된다.
케이싱(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 도 3에는 열교환 환기부(100)의 내부구조의 설명을 위해 케이싱(110)의 상면이 개방된 상태가 도시되었다. 케이싱(110)의 각면에는 단열층이 형성될 수 있고, 단열층에는 단열 효율이 좋은 우레탄 등이 포함되어 형성될 수 있다. 이러한 단열층에 의해 해당 공간에서 온도 변화를 최소화 함으로써 전열교환 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 단열층에는 상변화 물질(Phase Change Matrial)이 포함되어 구성될 수 있는데, 상변화 물질은 온도의 변화에 따라 상이 변하는 물질로서 상이 변할 때 열을 잠열의 형태로 축적하는 특성을 가지고 있다. 잠열은 현열에 비해 훨씬 더 많은 에너지를 저장 또는 방출할 수 있은데, 이러한 특성을 이용하여 단열 효율을 향상시킬 수 있다.
열교환 환기부(100)는 도 3에 도시된 것처럼, 실내측면에 실내공기가 유입되는 실내유입구(111) 및 유입된 실외공기가 실내로 배출되는 실내배출구(112)가 형성되고, 열교환 환기부(100)의 실외측면에 실외공기가 유입되는 실외유입구(113) 및 유입된 실내공기가 실외로 배출되는 실외배출구(114)가 형성되며, 전열교환기(120)가 케이싱(110)의 일측면에서 타측면에 이르도록 설치된다.
이러한 구성에 의해 전열교환기(120) 내부에서 외부로 배출되는 실내공기와 내부로 유입되는 실외공기 상호 간에 열교환이 이루어진다. 예를 들어, 겨울철에는 차가운 외부 공기가 전열교환기(120) 내부에서 외부로 배출되는 따뜻한 실내공기와 상호 열교환에 의해 온도가 상승하고, 건물 내부에는 온도가 상승된 실외공기가 유입된다. 이와 달리 여름철에는 뜨거운 외부 공기가 전열교환기(120) 내부에서 외부로 배출되는 시원한 실내공기와의 열교환에 의해 온도가 하강하고, 건물 내부에는 온도가 하강된 실외공기가 유입된다. 또한 전열교환기(120)가 케이싱(110)의 일측면에서 타측면에 이르도록 설치되는 구성에 의해 실내공기와 실외공기가 전열교환되는 면적을 최대한 확보할 수 있고, 이로써 전열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 전열교환기(120)를 통해 인입되는 외부공기에 냉기 또는 온기를 제공하도록 연결관(130)이 케이싱(110)의 내부를 관통하도록 설치되는데, 여름철에는 연결관(130)에 차가운 물이 흘러 전열교환기(120)를 통해 인입되는 외부공기에 냉기를 공급하고 겨울철에는 연열관(130)에 따뜻한 물이 흘러 전열교환기(120)를 통해 인입되는 외부공기에 온기를 공급할 수 있다. 이로써 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 1차적으로 전열교환기(120) 내부에서 전열교환에 의해 온도를 높이거나 낮추고, 2차적으로 연결관(130)을 통해 공급되는 냉기 또는 온기에 의해 온도를 높이거나 낮춤으로써 그 효율을 증대시킬 수 있다. 이때 케이싱(110) 내부의 연결관(130)을 코일 형태로 형성시키고, 연결관(130)에 방열판(131)을 설치함으로써 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이때 전열교환기(120)의 양측에 연결관(130)이 위치하도록 설치될 수 있는데, 실내로 유입되는 공기가 전열교환기(120)를 통과하기 전과 전열교환기(120)를 통과한 후 2번에 걸쳐 에 연결관(130)이 제공하는 냉기 또는 온기에 의해 온도를 높이거나 낮춤으로써 그 효율을 증대시킬 수 있다.
케이싱(110)의 내부에 송풍기(116)가 설치되어 구성을 가질 수 있다. 이러한 송풍기(116)는 실내배출구(112) 또는 실외배출구(114)의 바로 앞쪽에 설치되어 실내배출구(112) 또는 실외배출구(114)를 통해 공기를 더욱 효과적으로 배출할 수 있다. 또한 송풍기(116)는 실내배출구(112) 및 실외배출구(114)의 앞쪽에 모두 설치될 수 있다.
전열교환기(120)는 직육면체로 형성되고 ,케이싱(110)의 상부면 및 하부면 각각에 직육면체 형상의 전열교환기(120)가 선으로 접하도록 형성되며, 실내배출구(112)측에 송풍기(116)가 형성될 수 있다. 즉 도 3에 도시된 바와 같이 케이싱(110)의 측면에서 봤을 때 마름모꼴 형태로 전열교환기(120)가 설치될 수 있다. 이때 전열교환기(120)의 설치가 용이하도록 케이싱(110)의 측면에 마름모 형상의 홀(110a)이 형성되고, 홀(110a)을 통해 전열교환기(120)가 끼움 결합될 수 있다. 이때 전열교환기(120)가 용이하게 끼워지도록 슬라이드슬릿(115)이 형성될 수 있는데, 이러한 슬라이드슬릿(115)은 전열교환기(120)가 끼워질 때 가이드 역할을 할 뿐만 아니라 전열교환기(120)가 끼워진 이후에는 전열교환기(120)가 흔들리지 않도록 고정하는 역할도 수행한다. 또한 전열교환기(120)의 측단면에는 사용자가 전열교환기(120)를 잡기 편하도록 손잡이가 형성될 수 있다.
전열교환기(120)는 전열교환의 기능 이외에도 기본적으로 필터의 기능도 수행하기 때문에 소정기간이 지나면{전열교환기(120)에 노폐물이 누적되면} 전열교환기(120)를 교체해야만 한다. 이때 본 발명에 따른 열교환 환기부(100)는 위와 같은 구성에 의해 케이싱(110)을 분해하는 과정을 거치지 않고, 홀(110a)을 통해 전열교환기(120)를 빼고 끼움으로써 전열교환기(120)만을 용이하게 교체할 수 있다.
전열교환기(120)는 일측면을 통해 유입된 공기를 타측면으로 배출하는데, 이러한 전열교환기(120)의 내부 구성은 공지의 기술로 자세한 설명은 생략한다. 그러나 본 발명에 따른 열교환 환기부(100)는 직육면체 형상의 전열교환기(120)를 측면에서 봤을 때 마름모 형태로 설치됨으로써(전열교환 면적을 최대한 확보함으로써) 실내로 유입되는 공기와 실외로 배출되는 공기의 전열교환의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 열교환 환기부(100)에는 실외유입구(113)로 유입된 실외공기가 상측으로 이동하도록 경사를 갖는 유입커버(117)가 형성되고 송풍기(116) 상부에 배출커버(118)가 형성될 수 있는데, 이러한 구성이 측면에서 봤을 때 마름모 형태로 설치되는 직육면체 형상의 전열교환기(120)의 구성과 결합되어 실내로 유입되는 공기와 실외로 배출되는 공기의 전열교환의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 살펴본다.
도 6은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 실내로 유입되는 공기의 흐름도이다. 도 6(a)는 평면에서 공기의 흐름을 도시한 것이고, 도 6(b)는 측면에서 공기의 흐름을 도시한 것이다. 도 6을 참조하면 실외유입구(113)를 통해 유입된 실외공기는 화살표와 같은 방향으로 이동하게 된다. 즉 실외유입구(113) 측에 형성되는 유입커버(117)에 의해 실외유입구(113)로 유입된 실외공기가 상측으로 이동하여 전열교환기(120)의 A면을 통과하여 B면으로 이동하고, B면으로 이동한 실외공기는 실내배출구(112)를 통해 실내로 배출된다. 이때 실내배출구(112) 측에 송풍기(116)가 설치되는데, 만일 유입커버(117)가 없다면 A의 아래에 위치한 D면으로도 실외공기가 유입될 수 있다. 이렇게 전열교환기(120)의 D면으로도 실외공기가 유입되면 전열교환기(120)의 전열교환 효율이 대폭 감소하게 된다.
이에 대해 구체적으로 살펴보면 전열교환기(120)는 실내로 유입되는 실외공기와 실외로 배출되는 실외로 배출되는 실내공기의 상호 간의 열교환에 의해 전열교환이 발생하는데, A면과 B면이 유입 통로로 사용된다면 C면과 D면은 배출 통로로 사용되어야만 한다. 도 6의 예에서 A면과 B면이 유입 통로로 사용되고 있기 때문에 C면과 D면은 배출 통로로 사용되어야 하는데, 배출 통로인 D면으로 실외공기가 유입되면 전열교환 효율은 대폭 감소할 수밖에 없다.
즉, 본 발명은 실외유입구(113) 측에 형성되는 유입커버(117)에 의해 전열교환기(120)의 배출 통로로 실외공기가 유입되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 이로써 전열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 B면을 통과한 실외공기가 상측으로 이동되지 않도록 송풍기(116)의 상부에 배출커버(118)가 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 연결관(130)이 전열교환기(210)의 양측으로 형성될 때, 도 6에 도시된 바와 같이 실내측에 형성된 연결관(130)은 유입커버(117) 및 배출커버(118)의 아래쪽에 위치하고, 실외측에 형성된 연결관(130)은 유입커버(117) 및 배출커버(118)의 위쪽에 위치하는 것이 바람직하다{도 6에는 연결관(130)에 형성되는 방열판(131)이 도시되어 있는데, 방열판(131)은 연결관(130)에 부착 설치되기 때문에 도 6에서 방열판(131)의 위치를 연결관(130)의 위치로 볼 수 있다}. 이러한 구성에 의해 케이싱(110) 내부로 유입된 실외공기는 연결관(130)을 2번 통과하여 온도가 상승 또는 하강되어 실내로 배출되고, 케이싱(110) 내부로 유입된 실내공기는 연결관(130)을 통과하지 않고 실외로 배출된다.
실외에서 실내로 유입되는 공기는 연결관(130)을 통과하여 온도가 상승 또는 하강될 필요가 있는 반면, 실내에서 실외로 배출되는 공기는 굳이 연결관(130)을 통과할 필요가 없다. 이 때문에 열교환 환기부(100)가 위와 같은 실내측에 형성된 연결관(130)은 유입커버(117) 및 배출커버(118)의 아래쪽에 위치하고, 실외측에 형성된 연결관(130)은 유입커버(117) 및 배출커버(118)의 위쪽에 위치하는 구성을 가지더라도 우수한 열교환을 유지할 수 있고, 이로써 케이싱(110)의 크기를 최소화하는 효과가 발생한다.
도 7은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 실외로 배출되는 공기의 흐름도이다. 도 7(a)는 평면에서 공기의 흐름을 도시한 것이고, 도 7(b)는 측면에서 공기의 흐름을 도시한 것으로 도 6에서 살펴본 것과 대칭된 구성으로 볼 수 있다. 즉, 실내유입구(215) 측에 실내유입구(215)로 유입된 실내공기가 상측으로 이동하도록 경사를 갖는 유입커버(117)가 형성될 수 있다. 또한 D면을 통과한 실내공기가 상측으로 이동되지 않도록 송풍기(116)의 상부에 배출커버(118)가 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 열교환 환기부(100)는 전열교환기(120)의 실외공기가 유입되는 면 및 실내공기가 유입되는 면에 메쉬커버(140)가 설치될 수 있다. 이러한 메쉬커버(140)는 전열교환기(120) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지한다.
도 8은 본 발명에 따른 열교환 환기부의 다른 실시형태에 따른 사시도로서, 본 발명에 따른 열교환 환기부는 케이싱(110)의 측면에 개폐커버(119)가 형성될 수 있는데, 이러한 개폐커버는 홀(110a)과 전열교환기(120) 사이의 틈으로 이물질이 유입되는 것을 방지한다.
냉온공급기(130)는 열교환기(120)를 통해 인입되는 외부공기에 냉기 또는 온기를 공급하는 구성요소로서, 케이싱(110) 내부에 설치된다. 이러한 냉온공급기(130)는 파이프 형태로 형성되고 지열공급부(200)와 연결되어 지열공급부(200)로부터 지열을 공급받아 냉기 또는 온기를 공급한다.
지열의 대표적인 예로 지하수를 들 수 있다. 지하수는 지하에 존재하기 때문에 4계절 내내 15~18℃ 사이에서 온도를 유지하는 것으로 알려져있다. 이러한 지하수는 온도는 겨울철에 지상의 기온보다 따뜻하고, 여름철에는 지상의 기온보다 시원하기 때문에 지열원으로 이용 가능하다. 즉, 여름에는 냉온공급기(130)가 지열공급부(200)로부터 시원한 지하수를 공급받아 주변에 냉기를 공급하여 냉온공급기(130)를 통과하는 공기의 온도를 낮추고, 겨울에는 냉온공급기(130)가 지열공급부(200)로부터 따뜻한 지하수를 공급받아 온기를 주변에 공급하여 온기를 공급하여 냉온공급기(130)를 통과하는 공기의 온도를 높인다.
이처럼 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 1차적으로 열교환기(120) 내부에서 전열교환에 의해 온도를 높이거나 낮추고, 2차적으로 냉온공급기(130)에서 냉기 또는 온기를 공급하여 온도를 높이거나 낮춤으로써 그 효율을 증대시킬 수 있다.
지열공급부(200)는 지하에 형성되어 열교환 환기부(100)로 지열을 공급하는 구성요소로서, 지열은 위에서 살펴본 것처럼 지하수로 대표된다. 이러한 지열공급부(200)는 냉온수공급관(210); 냉온수공급관(210)의 상단에 설치되는 냉온수펌프(220); 냉온수펌프(220)와 연결되는 축열조(230); 축열조(230) 및 냉온공급기(130)의 사이에 개재되는 연결관(240); 냉온공급기(130)에 형성되어 상기 지하수를 배출하는 배출관(250)을 포함하여 구성된다.
냉온수공급관(210)은 일자 형태로 형성되어 지하에 매립되는 구성요소로서, 지하에 매립됨으로써 여름철에는 냉수를 공급하고 겨울철에는 온수를 공급하게된다.
냉온수펌프(220)는 냉온수공급관(210)의 상단에 설치되는 구성요소로서, 도 2에 도시된 것처럼 건물 내부에 설치될 수 있고, 필요에 따라 건물 외부에 설치될 수도 있다. 이러한 냉온수펌프(220)는 냉온수공급관(210)의 지하수를 끌어 올리는 펌핑 동작을 한다.
축열조(230)는 냉온수펌프(220)와 연결되는 구성요소로서, 냉온수펌프(220)로부터 지하수를 공급받아 저장함으로써 지열을 축적하여 보관한다.
연결관(240)은 축열조(230) 및 냉온공급기(130) 사이에 개재되는 구성요소로서, 축열조(230)에 저장된 지하수를 냉온공급기(130)로 전달한다.
배출관(250)은 냉온공급기(130)의 타단에 연결되는 구성요소로서, 일단이 냉온공급기(130)의 타단에 연결되고, 타단이 냉온수공급관(210)의 하단에 연결된다. 이러한 배출관(250)은 도 2에 도시된 것처럼 축열조(230) 및 히트펌프(240)까지 연결되어 냉온공급기(130)의 타단을 통해 배출되는 지하수는 축열조(230) 및 히트펌프(240)를 거쳐 지하로 이동하고 지하에서 냉온수공급관(210)으로 이동하는데, 이러한 배출경로에 형성된 유로를 모두 배출관(250)으로 볼 수 있다. 즉, 냉온공급기(130)를 거쳐 냉기 또는 온기의 공급을 마친 지하수는 배출관(250)을 통해 배출되는데 도 2에 도시된 것처럼 축열조(230) 및 히트펌프(240)를 통해 배출될 수 있고, 이와 달리 외부로 직접 배출되어 냉온수공급관(210)에 연결될 수 있다.
연결관(240) 및 배출관(250) 각각에 제어밸브(242, 252)가 형성됨으로써 연결관(240) 및 배출관(250)의 개폐 동작을 제어할 수 있고, 배출관(250)에 스트레이너(254)가 형성됨으로써 배출관(250)을 통과하는 유체의 이물질을 여과할 수 있다.
이와 같은 지열공급부(200)에 의해 여름철에는 냉기를 공급하고, 겨울철에는 온기를 공급할 수 있다. 또한 배출관(250)이 지하에 매립되어 형성됨으로써 배출관(250)을 지나는 동안 냉기 또는 온기의 공급을 마친 지하수는 지하에서 그 온도를 다시 회복하는 순환 구조를 가질 수 있다. 그리고 배출관(250)이 냉온수공급관(210)에 연결되어 온도를 회복한 지하수를 다시 열교환 환기부(100)를 공급하는 순환 구조를 가짐으로써 효율적으로 냉기 또는 온기를 공급할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템의 다른 실시형태의 구성도로서, 본 발명에 따른 지열을 이용한 전열교환 환기시스템은 배출관(250)의 형태가 다르게 형성될 수 있다. 도 9를 참고하면 배출관(250)이 나선형으로 형성되어 지하에 매립될 수 있는데, 이러한 구성에 의해 효과적으로 배출관(250)이 지하의 지면과 맞닿는 면적을 확보할 수 있고, 이로써 배출관(250)이 차지하는 주변의 부피를 최소화 할 수 있다. 따라서 배출관(250)을 매립하기 위해 확보하여야 하는 땅의 부피를 최소화할 수 있고, 이로써 배출관(250)을 매립하는 공정작업을 최소화하고 그 비용을 절감할 수 있다.
100: 열교환 환기부 110: 케이싱
111: 실내유입구 112: 실내배출구
113: 실외유입구 114: 실외배출구
115: 슬라이드슬릿 116: 송풍기
117: 유입커버 118: 배출커버
119: 개폐커버 120: 전열교환기
130: 냉온공급기 131: 방열판
140: 메쉬커버 200: 지열공급부
210: 냉온수공급관 220: 냉온수펌프
230: 축열조 240: 연결관
250: 배출관

Claims (5)

  1. 실내측면에 실내유입구(111) 및 실내배출구(112)가 형성되고, 실외 측면에 상기 실내유입구(111)와 대향되는 실외유입구(113) 및 상기 실내배출구(112)와 대향되는 실외배출구(114)가 형성되는 직육면체 형상의 케이싱(110);
    상기 케이싱(110)의 상부면 및 하부면 각각에 선으로 접하고, 상기 케이싱(110)의 일측면에서 타측면에 이르도록 설치되며, 측면에 손잡이가 형성되는 직육면체 형상의 전열교환기(120);
    상기 케이싱(110) 내부에 설치되며, 상기 열교환기(120)를 통해 인입되는 외부공기에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉온공급기(130)를 포함하는 열교환 환기부(100) 및
    지하에 매립되어 지하수를 공급하는 냉온수공급관(210);
    상기 냉온수공급관(210)의 상단에 설치되는 냉온수펌프(220);
    상기 냉온수펌프(220)와 연결되는 축열조(230);
    상기 축열조(230)와 상기 냉온공급기(130) 사이에 개재되어 상기 냉온공급기(130)로 지하수를 공급하는 연결관(240);
    상기 냉온공급기(130)에 형성되어 상기 지하수를 배출하는 배출관(250)으로 이루어지는 지열공급부(200)를 포함하여 구성되고,
    상기 케이싱(110)은,
    상기 케이싱(110) 측면에 형성되어 상기 전열교환기(120)가 삽입되는 홀(110a);
    상기 케이싱(110) 내부에 설치되어 상기 전열교환기(120)의 모서리를 지지하는 슬라이드슬릿(115);
    상기 실내배출구(112) 및 상기 실외배출구(114) 측에 각각 설치되는 한 쌍의 송풍기(116);
    상기 실내유입구(111)와 상기 실외유입구(113)에 각각 설치되고, 유입된 공기가 상측으로 이동하도록 경사지게 형성되는 한 쌍의 유입커버(117);
    상기 한 쌍의 송풍기(116) 상부에 각각 형성되는 한 쌍의 배출커버(118);
    상기 케이싱(110) 측면에 설치되어 상기 홀(110a)을 개폐시키는 개폐커버(119)를 더 포함하여 구성되며,
    상기 냉온공급기(130)는 한 쌍이 구비되고, 실외측 상기 유입커버(117)와 상기 배출커버(118)의 하부 및 실내측 상기 유입커버(117)와 상기 배출커버(118)의 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 전열교환 환기시스템.
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