KR101677052B1 - 열회수 환기장치 및 열회수 환기방법 - Google Patents

열회수 환기장치 및 열회수 환기방법 Download PDF

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Abstract

겨울철 야간의 저온기에 열교환기 및 실내공기 혼합을 통한 온도보상 환기로 에너지 손실방지를 통한 에너지 이용효율 향상 및 환기효과를 유지할 수 있는 열회수 환기장치 및 열회수 환기방법이 개시된다. 이러한 열회수 환기장치는, 하우징, 배기 입구, 급기 입구, 배기 출구, 급기 출구, 다이렉트 배기 출구, 열 교환부, 급기 입구 댐퍼, 배기 출구 댐퍼, 다이렉트 배기 출구 댐퍼 및 내부 댐퍼를 포함한다. 상기 하우징은 서로 구획된 제1 공간, 제2 공간, 제3 공간 및 제4 공간을 포함한다. 상기 배기 입구는 상기 제1 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 급기 입구는 상기 제2 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 배기 출구는 상기 제3 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 급기 출구는 상기 제4 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 열 교환부는, 상기 배기 입구로부터 상기 제1 공간에 유입된 실내 공기의 열을 회수하여 상기 제3 공간으로 전달하고, 상기 급기 입구로부터 상기 제2 공간에 유입된 외부 공기에 열을 가하여 제4 공간으로 전달한다. 상기 급기 입구 댐퍼는 상기 급기 입구에 형성되어 상기 급기 입구를 개폐한다. 상기 배기 출구 댐퍼는 상기 배기 출구에 형성되어 상기 배기 출구를 개폐한다. 상기 내부 댐퍼는 상기 제1 공간과 상기 제4 공간을 개폐한다.

Description

열회수 환기장치 및 열회수 환기방법{HEAT RECOVERING VENTILATION APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 열회수 환기장치 및 열회수 환기방법에 관한 것으로, 보다 상세히 온도 및 습도에 따라서 제어되는 열회수 환기장치 및 열회수 환기방법에 관한 것이다.
일반적으로, 농업시설, 예를 들면, 온실과 같은 시설물의 경우에는 내부의 난방 에너지의 손실을 우려하여 야간 및 온도가 낮은 주간에도 거의 밀폐되어 있다.
상기와 같은 밀폐 공간 내에서 온실의 내부에서는 병해충의 방지를 위한 방제 작업과, 농작물의 효과적인 생육 촉진을 위한 유기물이나 질소질 등의 비료의 투입과 관수작업이 빈번하게 이루어지는 특징이 있으며, 온실 내부의 기온을 조절하기 위해서 냉난방기가 설치될 수 있다.
상기 유기물이나 질소질 비료의 분해 과정에서는 NH3, NO2 등의 가스가 발생할 수 있고, 상기 난방기의 연결 부분이나 미세 틈새 등을 통하여서는 난방기로부터 발생된 SO2나 CO와 같은 유해 가스가 외부로 배출되지 못하고 축적될 수 있다.
따라서, 실내 공기는 이러한 유해 가스의 농도가 증가하고, 한정된 공간 내에서 환기는 거의 이루어지지 않으므로, 실내 공기는 쉽게 오염되거나 악화될 수 있으며, 이로 인해 농작물의 피해가 발생할 수 있는 단점이 있다.
또한, 온실 내부를 적정환경으로 유지시키기 위해서 환기를 하는 경우에는, 온실 외부로 에너지 손실이 불가피하여, 이러한 손실 에너지의 절감이 절실히 요구된다.
종래의 환기장치로서, 랜덤 매트릭스 열교환 소자가 회전하는 방식의 환기장치가 버섯 재배사의 환기에 이용된 예가 있으나, 이 경우에도 버섯재배사의 내부 공간을 떠다니는 버섯의 포자가 열교환 소자를 막아 성능이 저하되고, 오염된 실내 공기가 원활히 배출되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 온실과 같은 농업시설 내부의 냉난방 에너지의 손실을 효과적으로 감소시키면서, 외부의 양질의 공기와 용이하게 환기될 수 있는 열회수 환기장치가 개발되었다.
그러나, 종래의 열회수 환기장치의 경우에도, 외기온이 영하로 떨어지는 겨울철 야간에는 열회수 환기 후, 재배시설 내부로 공급되는 공기의 온도가 낮아 작물에 냉해피해 우려가 있었다.
등록실용신안 20-2007-0019875
그에 따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 외기온이 영하로 떨어지는 겨울철 야간에도 급격한 온도 하강을 방지할 수 있고, 또한 온실 내부의 온도 및 습도가 적정한 경우, 열교환기를 거치지 않고 온실 내의 공기를 순환시킬 수 있고, 또한 온실 내부의 온도가 25 이상으로 높아지는 주간에는 열교환기를 거치지 않고 다이렉트로 온실 내의 공기를 환기시킬 수 있는 열회수 환기장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이러한 환기장치를 구동하는 열회수 환기방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 열회수 환기장치는 하우징, 배기 입구, 급기 입구, 배기 출구, 급기 출구, 열 교환부, 급기 입구 댐퍼, 배기 출구 댐퍼, 및 내부 댐퍼를 포함한다. 상기 하우징은 서로 구획된 제1 공간, 제2 공간, 제3 공간 및 제4 공간을 포함한다. 상기 배기 입구는 상기 제1 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 급기 입구는 상기 제2 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 배기 출구는 상기 제3 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 급기 출구는 상기 제4 공간에 대응하는 하우징에 형성된다. 상기 열 교환부는, 상기 배기 입구로부터 상기 제1 공간에 유입된 실내 공기의 열을 회수하여 상기 제3 공간으로 전달하고, 상기 급기 입구로부터 상기 제2 공간에 유입된 외부 공기에 열을 가하여 제4 공간으로 전달한다. 상기 급기 입구 댐퍼는 상기 급기 입구에 형성되어 상기 급기 입구를 개폐한다. 상기 배기 출구 댐퍼는 상기 배기 출구에 형성되어 상기 배기 출구를 개폐한다. 상기 내부 댐퍼는 상기 제1 공간과 상기 제4 공간을 개폐한다.
바람직하게, 상기 열회수 환기장치는, 다이렉트 배기 출구 및 다이렉트 배기 출구 댐퍼를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 다이렉트 배기 출구는 상기 제 1 공간에 대응하는 하우징에 형성되어 상기 제1 공간에 유입된 실내 공기를 직접 외부로 배출한다. 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼는, 상기 다이렉트 배기 출구를 개폐한다.
한편, 상기 열회수 환기장치는, 온도를 측정하기 위한 온도 센서, 습도를 측정하기 위한 습도 센서 및 제어부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 및 상기 습도 센서로부터 측정된 습도에 따라서, 상기 급기 입구 댐퍼, 상기 배기 출구 댐퍼, 상기 내부 댐퍼, 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼를 제어한다.
바람직하게, 상기 제어부는, 온실 내부 온도 및 습도가 적정한 경우, 상기 내부 댐퍼는 오픈하고, 상기 급기 입구 댐퍼, 상기 배기 출구 댐퍼 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼를 클로즈하도록 제어하고, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정값보다 높은 경우, 상기 내부 댐퍼 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼는 클로즈하고, 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼는 오픈하도록 제어하고, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼는 클로즈하고, 상기 내부 댐퍼, 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼는 오픈하도록 제어하며, 온실 내부의 온도가 설정온도를 초과되는 경우, 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼는 오픈하고, 상기 내부 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼는 클로즈하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 낮은 정도에 비례하여 상기 내부 댐퍼를 오픈할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 낮은 정도에 반비례하여 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼를 오픈할 수 있다.
한편, 상기 열회수 환기장치는 온실 내부의 공기를 흡입하여 상기 제1 공간에 주입하도록 상기 배기 입구에 설치된 배기팬 및 상기 제4 공간 내부의 공기를 온실 내부로 배출시키도록 상기 급기 출구에 설치된 급기팬을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 배기팬은 상기 제1 공간 외부에 설치되고, 상기 급기팬은 상기 제4 공간 내부에 설치될 수 있다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 열회수 환기방법은, 댐퍼들을 포함하는 열회수 환기장치를 이용한 열회수 환기방법으로서, 온실 내부의 온도 및 습도가 적정한 경우, 온실 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 댐퍼 및 외부로부터 공기를 유입시키는 댐퍼를 모두 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 실내로 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시키는 단계와, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 높은 경우, 온실 내부의 공기를 실내로 순환시키기 위한 댐퍼를 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 열교환 배출시키기 위한 댐퍼 및 온실 외부의 공기를 열교환 인입시키기 위한 댐퍼들을 오픈시키는 단계와, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온실 내부의 공기를 외부로 열교환 배출시키기 위한 댐퍼, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼, 및 온도 보상을 위해 실내 공기를 혼합시키기 위해서, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시키는 단계, 및 온실 내부의 온도가 설정온도를 초과되는 경우, 온실 내부의 공기를 실내로 순환시키기 위한 댐퍼를 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 외부로 열교환 없이 직접 배출시키기 위한 댐퍼와, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼를 오픈시킨다.
한편, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온도가 낮은 정도에 비례하여 온실 내부의 공기를 실내로 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시킬 수 있다.
또한, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온도가 낮은 정도에 반비례하여 온실 내부의 공기를 외부로 열교환 배출시키기 위한 댐퍼, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼를 오픈시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 열회수 환기장치에 의하면, 냉난방을 실시하고 있는 시설에서의 환기시 외부로 배출되는 폐열을 회수하여 재이용함으로써 냉난방 에너지의 효율적 절감은 물론 고품질의 농산물 생산으로 전체적인 농가의 소득을 증대시킬 수 있다.
또한, 겨울철 야간의 저온기에 열교환기 및 실내공기 혼합을 통한 온도보상환기로 에너지 손실방지를 통한 에너지 이용효율 향상 및 환기효과를 유지할 수 있다.
또한, 주간의 고온시에는 열 교환부를 거치지 않는 다이렉트 환기로 신속하게 온도하강 효과를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 열회수 환기장치가 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 도시된 열회수 환기장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 온실 내부 온도 및 습도가 적정한 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
도 4는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 높은 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
도 5는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
도 6은 온실 내부의 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것일 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, A와 B가'연결된다', '결합된다'라는 의미는 A와 B가 직접적으로 연결되거나 결합하는 것 이외에 다른 구성요소 C가 A와 B 사이에 포함되어 A와 B가 연결되거나 결합되는 것을 포함하는 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 또한, 방법 발명에 대한 특허청구범위에서, 각 단계가 명확하게 순서에 구속되지 않는 한, 각 단계들은 그 순서가 서로 바뀔 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 열회수 환기장치가 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 열회수 환기장치(100)는 작물 재배를 위한 베드(1600)가 설치된 제1 온실(1100)과 제2 온실(1200) 사이에 설치될 수 있다.
상기 열회수 환기장치(100)의 배기 입구(150)는 제1 온실(1100) 내부의 공기를 흡입할 수 있으며, 흡입된 공기는 열회수 환기장치(100) 내부의 열 교환부를 거치며 열이 회수되고, 배기 출구(170)를 통해서 제1 온실(1100) 외부로 배출되거나, 또는 열 교환부를 거치지 않고, 다이렉트 배기 출구(310)를 거쳐 제1 온실(1100) 외부로 배출될 수 있다.
또한, 제1 온실(1100) 외부의 공기는 열회수 환기장치(100)의 급기 입구(160)를 통해서 흡입되며, 흡입된 공기는 열회수 환기장치(100) 내부의 열 교환부를 거치며 열이 가해지고, 급기 출구(180)를 거쳐 열회수 환기장치(100) 외부로 배출되며, 배출된 공기는 지면(G)의 하부에 형성된 덕트(1300)를 통해서 이송되고, 팬코일유닛(FCU, 1400)을 통해서 베드(1600) 하부에 배치된 비닐(1500)을 통해 비닐(1500)의 끝단까지 전달되어 제1 온실(1100) 내부의 온도 및 습도를 제어하게 된다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 열회수 환기장치(100)를 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에서 도시된 열회수 환기장치를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 열회수 환기장치(100)는 하우징(300), 배기 입구(150), 급기 입구(160), 배기 출구(170), 급기 출구(180), 열 교환부(160), 급기 입구 댐퍼(210), 배기 출구 댐퍼(220) 및 내부 댐퍼(230)를 포함한다. 바람직하게, 상기 열회수 환기장치(100)는, 다이렉트 배기 출구(310) 및 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240)를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징(300)은 예컨대 직육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 서로 구획된 제1 공간(110), 제2 공간(120), 제3 공간(130) 및 제4 공간(140)을 포함한다. 예컨대, 상기 제1 공간(110)과 상기 제2 공간(120)은 서로 이웃하도록 배치되고, 상기 제1 공간(110)의 하부에는 상기 제4 공간(140)이 배치되고, 상기 제2 공간(120)의 하부에는 상기 제3 공간(130)이 배치될 수 있다. 따라서, 온실 내부에서 배기되는 공기가 머무르게 되는 상기 제1 공간(110)과 상기 제3 공간(130)은 서로 대각선 방향에 배치되며, 온실 외부로부터 온실 내로 공급되는 공기가 머무르게 되는 상기 제2 공간(120)과 상기 제4 공간(140) 또한 서로 대각선 방향에 배치된다.
상기 배기 입구(150)는 상기 제1 공간(110)에 대응하는 하우징(300)에 형성된다. 예컨대, 상기 배기 입구(150)는 상기 하우징(300)의 측면에 형성될 수 있다. 상기 배기 입구(150)에는 배기팬(410)이 형성되어 온실 내부의 공기를 흡입하여 상기 제1 공간(110)에 주입한다. 상기 배기팬(410)은 온실 내부의 공기를 흡입하는데 유리하도록 상기 제1 공간(110) 외부에 배치된다.
상기 다이렉트 배기 출구(310)는 상기 제 1 공간(110)에 대응하는 하우징(300)에 형성되어 상기 제1 공간(110)에 유입된 실내 공기를 상기 열 교환부(190)를 거치지 않고, 직접 외부로 배출한다. 예컨대, 상기 다이렉트 배기 출구(310)는 상기 하우징(300)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240)는, 상기 다이렉트 배기 출구(310)를 개폐한다.
상기 급기 입구(160)는 상기 제2 공간(120)에 대응하는 하우징(300)에 형성된다. 예컨대, 상기 급기 입구(160)는 상기 하우징(300)의 측면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 급기 입구 댐퍼(210)는 상기 급기 입구(160)에 형성되어 상기 급기 입구(160)를 개폐한다.
상기 배기 출구(170)는 상기 제3 공간(130)에 대응하는 하우징(300)에 형성된다. 예컨대, 상기 배기 출구(170)는 상기 하우징(300)의 측면에 형성되며, 상기 급기 입구(160)의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 배기 출구 댐퍼(220)는 상기 배기 출구(170)에 형성되어 상기 배기 출구(170)를 개폐한다.
상기 급기 출구(180)는 상기 제4 공간(140)에 대응하는 하우징(300)에 형성된다. 상기 급기 출구(180)에는 급기팬(420)이 형성되어 상기 제4 공간(140)의 공기를 온실 내부로 공급한다. 상기 급기팬(420)은 상기 제4 공간(140) 내부의 공기를 배출시키는데 유리하도록 상기 제4 공간(140) 내부에 배치된다.
상기 내부 댐퍼(230)는 상기 제1 공간(110)과 상기 제4 공간(140)을 개폐한다.
상기 열 교환부(190)는 예컨대 상기 하우징(300)의 중앙에 배치될 수 있다. 상기 열 교환부(190)는 상기 배기 입구(150)로부터 상기 제1 공간(110)에 유입된 실내 공기의 열을 회수하여 상기 제3 공간(130)으로 전달하고, 상기 급기 입구(160)로부터 상기 제2 공간(120)에 유입된 외부 공기에 열을 가하여 제4 공간(140)으로 전달한다.
한편, 상기 열회수 환기장치(100)는, 온도를 측정하기 위한 온도 센서(도시안됨), 습도를 측정하기 위한 습도 센서(도시안됨) 및 제어부(도시안됨)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부(도시안됨)는, 상기 온도 센서(도시안됨)로부터 측정된 온도 및 상기 습도 센서(도시안됨)로부터 측정된 습도에 따라서, 상기 급기 입구 댐퍼(210), 상기 배기 출구 댐퍼(220), 상기 내부 댐퍼(230), 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240)를 제어한다.
이하, 온실 내부의 온도 및 습도에 대하여 상기 제어부의 제어는 도 3 내지 도 6을 참조로 보다 상세히 설명한다.
도 3은 온실 내부 온도 및 습도가 적정한 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제어부(도시안됨)는, 온실 내부 온도 및 습도가 적정한 경우, 상기 내부 댐퍼(230)는 오픈하고, 상기 급기 입구 댐퍼(210), 상기 배기 출구 댐퍼(220) 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240)를 클로즈하도록 제어한다. 따라서, 배기팬(410)을 통해서 온실로부터 열회수 환기장치(100)의 제1 공간(110)에 유입된 공기는 상기 내부 댐퍼(230)를 통해서 제4 공간(140)으로 유입되고, 상기 급기팬(420)에 의해 온실로 재유입되어 온실 내부의 실내 공기만을 순환시킨다.
도 4는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 높은 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제어부(도시안됨)는, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 높은 경우, 상기 내부 댐퍼(230) 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240)는 클로즈하고, 상기 급기 입구 댐퍼(210) 및 상기 배기 출구 댐퍼(220)는 오픈하도록 제어한다. 따라서, 배기팬(410)을 통해서 온실로부터 열회수 환기장치(100)의 제1 공간(110)에 유입된 공기는 열 교환부(190)를 거치며, 열이 회수되고 제3 공간(130)으로 유입되고, 다시 배기 출구(170)를 거쳐 온실 외부로 흘려나가게 되며, 또한 온실 외부의 공기는 급기 입구(160)를 통해서 제2 공간(120)에 유입되고, 열 교환부(190)를 거치며 가열되어 제4 공간(140)에 유입되고, 급기팬(420)에 의해 급기출구(180)를 거쳐 온실내부로 유입된다.
도 5는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제어부(도시안됨)는, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240)는 클로즈하고, 상기 내부 댐퍼(230), 상기 급기 입구 댐퍼(160) 및 상기 배기 출구 댐퍼(220)는 오픈하도록 제어한다. 따라서, 배기팬(410)을 통해서 온실로부터 열회수 환기장치(100)의 제1 공간(110)에 유입된 공기는 일부가 열 교환부(190)를 거치며, 열이 회수되고 제3 공간(130)으로 유입되고, 다시 배기 출구(170)를 거쳐 온실 외부로 흘려나가게 되며, 또한 온실 외부의 공기는 급기 입구(160)를 통해서 제2 공간(120)에 유입되고, 열 교환부(190)를 거치며 가열되어 제4 공간(140)에 유입되고, 급기팬(420)에 의해 급기출구(180)를 거쳐 온실내부로 유입된다. 이때, 상기 제1 공간(110)에 유입된 공기의 일부는 상기 내부 댐퍼(230)를 거쳐 직접 제4 공간(140)으로 유입되어, 열 교환부(190)를 거쳐 유입된 공기와 섞인 후, 급기팬(420)에 의해 급기 출구(180)를 거쳐 온실 내부로 유입된다. 즉, 외부의 공기가 설정치 보다 낮은 경우에는, 열 교환부(190)를 거쳐 가열된다 하더라도, 작물에 요구되는 온도까지 올라가지 못하여, 작물이 냉해를 입을 수 있으므로, 실내의 공기와 섞여서, 유입되도록 함으로써 급격한 온도 변화를 최소화 하는 것이다.
이때, 상기 제어부(도시안됨)는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 낮은 정도에 비례하여 상기 내부 댐퍼(230)를 오픈할 수 있다. 또한, 상기 제어부(도시안됨)는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 낮은 정도에 반비례하여 상기 급기 입구 댐퍼(210) 및 상기 배기 출구 댐퍼(220)를 오픈할 수 있다. 즉, 외부의 온도가 설정치보다 매우 낮은 경우, 내부 댐퍼(230)를 많이 열고, 상기 급기 입구 댐퍼(210) 및 상기 배기 출구 댐퍼(220)를 조금만 열어서 외부에서 유입되는 공기량을 감소시켜 온도는 보존하고, 이와 반대로 외부의 온도가 설정치보다 약간 낮은 경우, 내부 댐퍼(230)를 조금만 열고, 상기 급기 입구 댐퍼(210) 및 상기 배기 출구 댐퍼(220)를 많이 열어서 외부에서 유입되는 공기량을 증가시켜 보다 효율적인 환기를 시킨다.
도 6은 온실 내부의 온도가 설정온도를 초과되는 경우, 열회수 환기장치의 구동을 도시한 개략도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제어부(도시안됨)는, 온실 내부의 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 상기 급기 입구 댐퍼(210) 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240)는 오픈하고, 상기 내부 댐퍼(230) 및 상기 배기 출구 댐퍼(220)는 클로즈하도록 제어한다. 이를 통해서, 온실 내부의 온도를 신속하게 하강시키면서 온실을 환기시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 열회수 환기방법은, 댐퍼들을 포함하는 열회수 환기장치를 이용한 열회수 환기방법으로서, 온실 내부의 온도 및 습도가 적정한 경우, 온실 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 댐퍼(상기 배기출구 댐퍼 (220)) 및 외부로부터 공기를 유입시키는 댐퍼(상기 급기 입구 댐퍼 (210))를 모두 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 실내로 순환시키기 위한 댐퍼(상기 내부 댐퍼 (230))를 오픈시키는 단계와, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 높은 경우, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 열교환 배출시키기 위한 댐퍼 및 온실 외부의 공기를 열교환 인입시키기 위한 댐퍼들을 오픈시키는 단계와, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온실 내부의 공기를 외부로 열교환 배출시키기 위한 댐퍼, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼, 및 온도 보상을 위해 실내 공기를 혼합시키기 위해서, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시키는 단계, 및 온실 내부의 온도가 설정온도를 초과되는 경우, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 외부로 열교환없이 직접 배출시키기 위한 댐퍼(상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼(240))와, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼를 오픈시킨다.
한편, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온도가 낮은 정도에 비례하여 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시킬 수 있다.
또한, 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온도가 낮은 정도에 반비례하여 온실 내부의 공기를 외부로 열교환 배출시키기 위한 댐퍼, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼를 오픈시킬 수 있다.
이러한 방법은 앞서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명되었으므로, 중복되는 설명은 생략하기도 한다.
이와 같이 본 발명에 의한 열회수 환기장치에 의하면, 냉난방을 실시하고 있는 농업시설에서의 환기시 외부로 배출되는 폐열을 회수하여 재이용함으로써 냉난방 에너지의 효율적 절감은 물론 고품질의 농산물 생산으로 전체적인 농가의 소득을 증대시킬 수 있다.
또한, 겨울철 야간의 저온기에 열교환기 및 실내공기 혼합을 통한 온도보상환기로 에너지 손실방지를 통한 에너지 이용효율 향상 및 환기효과를 유지할 수 있다.
또한, 주간의 고온시에는 열 교환부를 거치지 않는 다이렉트 환기로 신속하게 온도하강 효과를 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 열회수 환기장치
110: 제1 공간 120: 제2 공간
130: 제3 공간 140: 제4 공간
150: 배기 입구 160: 급기 입구
170: 배기 출구 180: 급기 출구
190: 열 교환부
210: 급기 입구 댐퍼 220: 배기 출구 댐퍼
230: 내부 댐퍼 240: 다이렉트 배기 출구 댐퍼
300: 하우징 310: 다이렉트 배기 출구
410: 배기팬 420: 급기팬
1100: 제1 온실 1200: 제2 온실
1300: 덕트 1400: 팬코일유닛(FCU)
G: 지면

Claims (11)

  1. 서로 구획된 제1 공간, 제2 공간, 제3 공간 및 제4 공간을 포함하는 하우징;
    상기 제1 공간에 대응하는 하우징에 형성된 배기 입구;
    상기 제2 공간에 대응하는 하우징에 형성된 급기 입구;
    상기 제3 공간에 대응하는 하우징에 형성된 배기 출구;
    상기 제4 공간에 대응하는 하우징에 형성된 급기 출구;
    상기 배기 입구로부터 상기 제1 공간에 유입된 실내 공기의 열을 회수하여 상기 제3 공간으로 전달하고, 상기 급기 입구로부터 상기 제2 공간에 유입된 외부 공기에 열을 가하여 제4 공간으로 전달하는 열 교환부;
    상기 급기 입구에 형성되어 상기 급기 입구를 개폐하는 급기 입구 댐퍼;
    상기 배기 출구에 형성되어 상기 배기 출구를 개폐하는 배기 출구 댐퍼; 및
    상기 제1 공간과 상기 제4 공간을 개폐하는 내부 댐퍼;
    를 포함하고,
    상기 제 1 공간에 대응하는 하우징에 형성되어 상기 제1 공간에 유입된 실내 공기를 직접 외부로 배출하기 위한 다이렉트 배기 출구; 및
    상기 다이렉트 배기 출구를 개폐하기 위한 다이렉트 배기 출구 댐퍼;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열회수 환기장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    온도를 측정하기 위한 온도 센서;
    습도를 측정하기 위한 습도 센서; 및
    상기 온도 센서로부터 측정된 온도 및 상기 습도 센서로부터 측정된 습도에 따라서, 상기 급기 입구 댐퍼, 상기 배기 출구 댐퍼, 상기 내부 댐퍼, 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼를 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열회수 환기장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    온실 내부 온도 및 습도가 적정한 경우, 상기 내부 댐퍼는 오픈하고, 상기 급기 입구 댐퍼, 상기 배기 출구 댐퍼 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼를 클로즈하도록 제어하고,
    온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 높은 경우, 상기 내부 댐퍼 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼는 클로즈하고, 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼는 오픈하도록 제어하고,
    온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼는 클로즈하고, 상기 내부 댐퍼, 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼는 오픈하도록 제어하며,
    온실 내부의 온도가 설정온도를 초과되는 경우, 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 다이렉트 배기 출구 댐퍼는 오픈하고, 상기 내부 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼는 클로즈하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열회수 환기장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 낮은 정도에 비례하여 상기 내부 댐퍼를 오픈하는 것을 특징으로 하는 열회수 환기장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는 온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 낮은 정도에 반비례하여 상기 급기 입구 댐퍼 및 상기 배기 출구 댐퍼를 오픈하는 것을 특징으로 하는 열회수 환기장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    온실 내부의 공기를 흡입하여 상기 제1 공간에 주입하도록 상기 배기 입구에 설치된 배기팬; 및
    급기팬(420)은 상기 제4 공간 내부의 공기를 온실 내부로 배출시키도록 상기 급기 출구에 설치된 급기팬;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열회수 환기장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 배기팬은 상기 제1 공간 외부에 설치되고,
    상기 급기팬은 상기 제4 공간 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 열회수 환기장치.
  9. 댐퍼들을 포함하는 열회수 환기장치를 이용한 열회수 환기방법으로서,
    온실 내부의 온도 및 습도가 적정한 경우, 온실 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 댐퍼 및 외부로부터 공기를 유입시키는 댐퍼를 모두 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시키는 단계;
    온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 높은 경우, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 열교환 배출시키기 위한 댐퍼 및 온실 외부의 공기를 열교환 인입시키기 위한 댐퍼들을 오픈시키는 단계;
    온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온실 내부의 공기를 외부로 열교환 배출시키기 위한 댐퍼, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼, 및 온도 보상을 위해 실내 공기를 혼합시키기 위해서, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시키는 단계; 및
    온실 내부의 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 클로즈하고, 온실 내부의 공기를 외부로 열교환없이 직접 배출시키기 위한 댐퍼, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼를 오픈시키는 단계;
    를 포함하는 열회수 환기방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온도가 낮은 정도에 비례하여 온실 내부의 공기를 순환시키기 위한 댐퍼를 오픈시키는 것을 특징으로 하는 열회수 환기방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    온실 내부의 온도가 적정하고, 습도가 초과되며, 온실 내부로 유입되는 급기 출구의 공기의 온도가 설정 값보다 낮은 경우, 온도가 낮은 정도에 반비례하여 온실 내부의 공기를 외부로 열교환 배출시키기 위한 댐퍼, 외부로부터 공기를 열교환 유입시키는 댐퍼를 오픈시키는 것을 특징으로 하는 열회수 환기방법.

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