KR101819046B1

KR101819046B1 - 컨버전스 전열교환기

Info

Publication number: KR101819046B1
Application number: KR1020170091686A
Authority: KR
Inventors: 오충록
Original assignee: 오충록
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2018-02-28
Also published as: CN109425066A

Abstract

본 발명은 실내공기를 실외로 배출하면서 실외공기를 실내로 유입하는 전열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공의 덕트몸체를 격벽으로 양분하고 그 내부에 전열교환기를 설치하여 배출되는 실내공기와 유입되는 실외공기가 교차하면서 열교환이 이루어지도록 하여 환기를 시행하는 동시에 전열교환기 전방부측에 공기청정기와 연통되는 공기순환제어부를 설치하여 실외공기의 질에 따라 실외공기가 직접 실내로 들어가면서 환기되는 기본모드와 실외공기가 공기청정기를 통해 실내로 들어가면서 환기되는 외기환기모드 및 실외공기를 완전히 차단하고 실내공기를 공기청정기로 순환시켜 환기되는 내부순환모드로 각각 절환(切換)되도록 공기청정기와 연동하여 실내를 청정하게 환기시키는 컨버전스 전열교환기에 관한 것이다.

Description

컨버전스 전열교환기{A Convergence Heat Exchanger}

일반적으로 건물의 내부에 구비되는 밀폐된 공간의 공기는 거주자의 호흡이나 활동에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하거나 오염되어 거주자의 내부 활동에 많은 지장을 주게 된다.

따라서, 사무실이나 차량과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 환기시켜 주어야 한다. 이때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.

종래에 알려진 대부분의 환기장치는 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있다. 그런데 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출시킬 경우, 실내의 냉기 또는 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열교환 없이 유입됨으로 인해 실내를 난방 및 냉방시키는데 드는 경비가 불필요하게 많이 들게 되었다.

또한, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입됨으로 인해 실내공기의 급격한 온도변화로 그 내부에 있는 사람들이 불쾌감을 느끼게 되고, 특히 실내의 창문이나 문틀이 닫혀진 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍현상이 발생될 수 있음은 물론, 실내공기의 습도조절이 전혀 이루어지지 않게 되어 환기장치가 구비되어 있는데도 불구하고 쾌적한 실내환경을 유지시키지 못하는 문제점 등이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하고자, 실내공기를 실외로 배출시킬 때 그 배출되는 실내공기와 먼저 열교환시킨 다음 실외공기를 실내로 공급하는 전열교환 방식의 환기장치가 제시되었다

상기와 같은 전열교환 방식의 환기장치는 실내 공기를 실외로 배출함과 동시에 실외 공기를 흡입하여 실내로 토출하는 과정에서, 실외로 배출하는 실내 공기와 실내로 유입하는 실외 공기 사이에서 이들을 서로 열교환시켜서, 실내로 유입시키는 실외 공기의 온도를 높여 실내 공기에 가깝게 한다.

이에, 실외 공기로 실내를 유입시켜 환기시키더라도 실내 온도의 변화를 낮추어서, 냉방 또는 난방에 소요되는 부하의 증가를 최소화한다.

일반적인 전열교환 방식 환기장치의 구성을 대략적으로 살펴보면,

중공형상의 몸체 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트가 구비되고, 상기 급기덕트와 소정 위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트가 구비된다. 그리고 상기 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 전열교환기가 구비된다. 이때, 상기 급기덕트와 배기덕트는 몸체의 내부를 상하로 구획하는 격벽에 의해 서로 간섭을 받지 않게 된다.

이와 관련된 종래기술로서 등록특허 제10-1272674호 및 공개특허 제10-2008-0024379호는 실내외 공기의 유동을 고르게 하여 열교환 효율을 상승시켰다.

하지만, 상기한 종래기술들에서 개시한 전열교환 방식의 환기장치는 환기할 시의 열교환 효율을 개선하는 데 치우쳐서 실질적으로 단일 용도로만 사용되는 사용상 한계가 있다.

또한 실외 공기를 전열교환기 앞단에 부착된 프리필터로 여과하여 실내로 토출하게 되므로 프리필터에 쌓인 먼지를 주기적으로 세척하거나 또는 교체하여야 하는 데, 환기 장치가 천정에 매립되어 있어 사다리로 올라가 세척 또는 교환 작업을 하여야 해서 작업이 매우 어렵고 번거롭다. 특히 실외의 공기가 나쁜 경우에는 프리필터의 교환 또는 세척 간격이 짧아지게 되어 유지 보수에 더욱 어려움이 있다.

또한 최근에 미세먼지와 황사의 영향으로 실내에 공기청정기를 별도로 구비하는 경우가 많으나, 이러한 공기청정기는 위치한 일부 영역에만 공기 청정을 시키고, 실내 전체를 청정하게 할 수 없고, 특히 격벽이나 방으로 구분된 경우에는 하나의 공기청정기로 실내를 청정하게 할 수 없다.

또한, 실외의 공기질이 매우 나빠 실내 공기보다 오염도가 심한 경우에는 환기가 실내 공기를 더 오염시키므로 기존의 전열교환기로는 실내 공기를 정화시키는데에 한계가 있었다.

KR 10-1272674 (등록번호) 2013.07.03. KR 10-2008-0024379 (공개번호) 2008.03.18. KR 10-0532188 (등록번호) 2005.11.23.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,

실외로 나가는 실내공기와 실내로 들어오는 실외공기가 교차하면서 열교환이 이루어지도록 하여 환기를 시행하는 동시에 전열교환기 전방부측에 공기청정기와 연통되는 공기순환제어부를 설치하여 외부공기의 질에 따라 외부공기가 직접 실내로 들어가면서 환기되는 기본모드와 외부공기가 공기청정기를 통해 실내로 들어가면서 환기되는 외기환기모드 및 외부공기를 완전히 차단하고 실내공기를 공기청정기로 순환시켜 환기되는 내부순환모드로 각각 절환(切換)되도록 공기청정기와 연동하여 실내를 청정하게 환기시키는 컨버전스 전열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 방이나 격벽으로 구분된 실내에서 덕트로 연결된 천장에서 공기를 흡기하고 공기청정기를 통과하게 함으로써, 환기를 하지 않아도 실내 전체에서 공기를 정화시킬 수 있는 컨버전스 전열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기청정기와 전열교환기를 결합함으로써 전열교환기의 프리필터 교환 또는 세척 주기를 길게 할 수 있어 환기의 효과를 높이면서도 유지보수를 간단하게 할 수 있는 컨버전스 전열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 미세먼지 또는 황사로 인하여 실외의 공기가 매우 나쁜 경우에도 실내 공기를 정화시킬 수 있는 컨버전스 전열교환기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 건물 내부에 설치되면서 중공형상으로 된 덕트몸체부(110)와, 실외공기가 실내로 들어오는 실외공기공급통로(121)와 실내공기가 실외로 나가는 실내공기배출통로(122)가 구획되도록 하는 격벽부재(120), 상기 덕트몸체부(110)의 내측에 설치되면서 실외로 나가는 실내공기와 실내로 들어오는 실외공기가 서로 교차하면서 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기(130), 및 상기 전열교환기(130)의 전방부측에 구비되면서 공기청정기(140)와 연결 설치되되 상기 전열교환기(130)가 상기 공기청정기(140)와 연동되도록 하여 실내로 유입되는 실외공기가 상기 공기청정기(140)를 통해 정화되면서 환기되도록 하는 공기순환제어부(150)를 포함하며; 상기 공기순환제어부(150)는, 실외공기를 유입하여 상기 실외공기공급통로(121)로 공급되도록 상기 실외공기공급통로(121)와 연통 설치되는 제1상부공간부(151)와 상기 제1상부공간부(151)의 하부측에 구비되어 실내 또는 실외 공기를 유입하여 상기 공기청정기(140)로 공급되도록 상기 공기청정기(140)와 연통 설치되는 제1하부공간부(152)로 된 제1공간부(150a)와, 상기 실내공기배출통로(122)와 연통 설치되면서 상기 실내공기배출통로(122)를 통해 배출되는 실내공기를 실외로 배출하는 제2상부공간부(153)와 상기 제2상부공간부(153)의 하부측에 구비되어 실외로 배출되는 실내 공기를 유입하여 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 제2하부공간부(154)로 된 제2공간부(150b)를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명의 상기 공기순환제어부(150)는, 전면부(a)와 후면부(b), 상면부(c), 저면부(d), 좌측면부(e), 및 우측면부(f)로 된 육면체로 형성된다.

또한 본 발명의 상기 제1공간부(150a)와 상기 제2공간부(150b)는 각각 상하층으로 구비되며, 상기 제1상부공간부(151)를 형성하는 상기 전면부(a)에는 외부공기를 유입시키는 제1체크밸브(V1)가 설치되고, 상기 후면부(b)에는 유입된 외부공기를 상기 실외공기공급통로(121)로 공급하는 제2체크밸브(V2)가 설치되며, 상기 제1하부공간부(152)에 구비되는 상기 좌측면부(e) 또는 저면부(e)에는 상기 제1하부공간부(152) 내부로 유입된 공기를 상기 공기청정기(140)로 공급하는 제3체크밸브(V3)가 설치되고, 상기 제1상부공간부(151)의 바닥면 및 상기 제1하부공간부(152)의 천장면을 형성하는 제1중간벽면부(p1)에는 상기 제1상부공간부(151)로 유입된 외부공기를 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 제4체크밸브(V4)가 설치되며, 또한 상기 제2상부공간부(153)를 형성하는 상기 후면부(b)에는 상기 실내공기배출통로(122)를 통해 실외로 배출되는 실내공기가 통과하여 유입되는 통기구멍(h)이 형성되고, 상기 전면부(a)에는 유입된 실내공기를 실외로 배출하는 제5체크밸브(V5)가 설치되며, 상기 제2상부공간부(153)의 바닥면 및 상기 제2하부공간부(154)의 천장면을 형성하는 제2중간벽면부(p2)에는 상기 제2상부공간부(153)로 유입된 실내공기를 상기 제2하부공간부(154)의 내부로 공급하는 제6체크밸브(V6)가 설치되고, 상기 제2하부공간부(154)의 일측에 형성되는 칸막이격벽부(p3)에는 상기 제2하부공간부(154)의 내부로 유입된 실내공기를 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 제7체크밸브(V7)가 설치되며, 또한 상기 실외공기공급통로(121)에는 상기 공기청정기(140)에서 정화된 공기가 상기 실외공기공급통로(121)로 공급하는 제8체크밸브(V8)가 설치된다.

또한 본 발명의 상기 제1상부공간부(151)의 바닥면 및 상기 제1하부공간부(152)의 천장면을 형성하는 상기 제1중간벽면부(p1)와 상기 제2상부공간부(153)의 바닥면 및 상기 제2하부공간부(154)의 천장면을 형성하는 상기 제2중간벽면부(p2)는 상기 후면부(b)의 하단 모서리에서 상승하면서 경사지게 형성되도록 설치되는 경사부와 상기 경사부의 단부에서 상기 전면부(a)까지 플랫하게 형성되도록 설치되는 평면부로 각각 구비된다.

또한 본 발명의 상기 제1상부공간부(151)와 상기 제1하부공간부(152)를 상하로 구획하는 상기 제1중간벽면부(p1)는 상기 전면부(a)에서 상기 후면부(b)까지 평평하게 연결하여 상하 공간부가 형성되도록 하는 평면부로 설치된다.

또한 본 발명은 제1체크밸브(V1), 제2체크밸브(V2), 제5체크밸브(V5)가 개방되고, 제3체크밸브(V3), 제4체크밸브(V4), 제6체크밸브(V6), 제7체크밸브(V7), 제8체크밸브(V8)는 폐쇄되는 실외공기의 흡기 및 실내공기의 배출을 수행하는 기본모드가 포함된다.

또한 본 발명은 제1체크밸브(V1), 제4체크밸브(V4), 제3체크밸브(V3), 제8체크밸브(V8)가 개방되어 실외공기가 상기 공기청정기(140)를 경유하여 상기 전열교환기로 공급되고, 제5체크밸브(V5)를 통하여 실내 공기를 배출하며, 제2체크밸브(V2), 제6체크밸브(V6), 제7체크밸브(V7)가 폐쇄되는 외기환기모드가 포함된다.

또한 본 발명은 제6체크밸브(V6), 제7체크밸브(V7), 제3체크밸브(V3), 제8체크밸브(V8)가 개방되고, 제1체크밸브(V1), 제2체크밸브(V2), 제4체크밸브(V4), 제5체크밸브(V5)가 폐쇄되어, 실외 공기의 유입이 차단된 상태에서 실내 공기를 상기 공기청정기(140)로 이송하여 실내로 유입시키는 내부순환모드가 포함된다.

따라서 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기는 전열교환기 전방부측에 공기청정기와 연계하여 작동되는 공기순환제어부를 설치하여 외부공기의 질에 따라 외부공기가 공기청정기를 통해 실내로 들어가면서 환기되도록 함으로써 실내공기를 청정하게 환기시키는 장점이 있다.

또한 본 발명은 미세먼지나 황사 등에 의해 외기의 질이 현저히 떨어지는 경우에 외부공기를 완전히 차단하고 실내공기만을 공기청정기로 순환시켜 환기되록 하여 실내를 더욱 청정하게 환기시키는 장점이 있다.

또한 본 발명은 전열교환기와 공기청정기가 연동하여 작동되도록 설치함으로써 다수의 룸이 있는 건물에서는 공기청정기의 설치대수를 최소한도로 줄일 수 있어 최소의 비용으로 실내를 청정하게 환기시킬 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명은 공기청정기와 전열교환기를 결합함으로써 전열교환기의 프리필터의 부담을 줄여줘서 교환 또는 세척 주기를 길게 할 수 있으므로 환기의 효과를 높이면서도 유지보수를 간단하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 공기청정기와 전열교환기를 동시에 사용하면서도 전열교환기의 제어만으로 동작이 가능하며 제어부를 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기의 개략적인 상태도이고,
도 2는 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기에 구비되는 공기순환제어부의 개략적인 사시상태도이고,
도 3과 4는 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기에 구비되는 공기순환제어부의 분리사시도 및 단면상태도이고,
도 5는 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기에 구비된 공기순환제어부를 통해 실내공기와 실외공기가 교환되면서 실내를 환기시키는 공기 흐름상태도이고,
도 6은 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기에 구비된 공기순환제어부와 공기청정기가 연동하여 작동하고 실내공기와 실외공기가 교환되면서 실내로 유입되는 공기를 청정하게 하는 동시에 환기도 이루어지는 공기 흐름상태도이고,
도 7은 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기에 구비된 공기순환제어부와 공기청정기가 연동하여 작동하되 실외공기를 완전히 차단하고 실내공기만을 공기청정기를 통해 순환되도록 하여 환기와 청정이 동시에 이루어지는 공기 흐름상태도이다고,
도 8은 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기에 구비되는 공기순환제어부의 다른 실시예에 따른 사시상태도 및 단면상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기(100)는 도 1 내지 6에 도시되어 있는 바와 같이,

건물 내부에 구비되면서 중공형상으로 된 덕트몸체부(110)와,

상기 덕트몸체부(110)를 양분하도록 중간부에 설치되면서 실외공기가 실내로 들어오는 실외공기공급통로(121)와 실내공기가 실외로 나가는 실내공기배출통로(122)가 구획되도록 하는 격벽부재(120),

상기 덕트몸체부(110)의 내측에 설치되면서 실외로 나가는 실내공기와 실내로 들어오는 실외공기가 서로 교차하면서 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기(130), 및

상기 전열교환기(130)의 전방부측에 구비되면서 공기청정기(140)와 연결 설치되되 상기 전열교환기(130)가 상기 공기청정기(140)와 서로 연동되도록 하여 실내로 유입되는 실외공기가 상기 공기청정기(140)를 통해 정화되면서 환기되도록 하는 공기순환제어부(150)를 포함하여 이루어진다.

일반적으로 사람들이 많이 모이는 외부와 밀폐된 건물은 사람들의 호흡을 통해 이산화탄소가 배출되기 때문에 내부 공기를 정기적으로 순환 및 정화시켜야 한다.

따라서 건물의 천장 등에는 다수의 격벽 공간부를 관통하여 중공의 덕트를 설치하고 그 내부에 전열교환기를 설치하여 실내공기를 외부로 내보내고 외부의 신선한 공기를 실내로 들여보내 환기시키도록 하고 있다.

또한 건물의 내부에 형성되어 사람들이 활동하는 공간부에는 해당 공간부마다 공기청정기를 구비하고 그 해당 공간부에서 독립적으로 실내 공기를 정화시키도록 하고 있다.

따라서 건물 내부에는 많은 수의 공기청정기를 설치해야 함으로써 공간 활용의 제약이 있고 비용 또한 많이 소요되는 등 비경제적인 부분이 상당 부분 존재하게 된다.

이에 본 발명은 상기 덕트몸체부(110)에 상기 공기순환제어부(150)를 연결 설치하고 공기청정기(140)를 상기 공기순환제어부(150)에 연결하여 외부(실외)공기의 질에 따라 상기 공기순환제어부(150)를 상기 공기청정기(140)와 연동하여 가동되도록 하였다.

즉, 외부 공기의 질이 좋아 환기만으로 실내 공기의 질이 개선되는 경우에는 공기청정기(140)의 가동이 필요하지 않으며, 공기순환제어부(150)를 통해 출입하는 공기는 상기 공기청정기(140)를 통하지 않은 채(공기청정기 차단) 상기 전열교환기(130)를 통해 출입하면서 실내 공기를 순환 환기시키는 기본모드로 운영된다.

그리고 외부 공기의 질이 다소 좋지 않아서 상기 공기청정기(140)의 가동이 필요한 경우 상기 공기순환제어부(150)를 통해 출입하는 공기는 상기 공기청정기(140)를 통하여 정화된 후에 상기 전열교환기(130)를 통해 출입하면서 실내 공기를 순환 환기시키는 외기환기모드로 절환 운영된다.

또한 본 발명은 외부 공기의 질이 매우 좋지 않아 공기청정기를 경유할 경우에 공기청정기의 수명 저하를 일으키거나 또는 공기청정의 효과가 적을 경우 외부 공기의 내부 유입을 차단하면서 실내 공기의 질을 개선하기 위하여 상기 공기순환제어부(150)를 통해 외부로 배출되는 공기를 차단하고 이를 상기 공기청정기(140)를 통하여 정화한 후에 다시 상기 전열교환기(130)를 통해 실내로 공급하여 실내 공기를 순환시키는 내부순환모드로 절환 운영된다.

이와 같이 본 발명은 상기 공기순환제어부(150)와 상기 공기청정기(140)를 서로 연동하여 외부 공기의 질에 따라 기본모드와 외기모드 내부순환모드로 각각 절환 운영되도록 하는 것이다.

이러한 상기 공기순환제어부(150)는, 전면부(a)와 후면부(b), 상면부(c), 저면부(d), 좌측면부(e), 및 우측면부(f)로 된 육면체로 형성되고,

실외공기를 유입하여 상기 실외공기공급통로(121)로 공급되도록 상기 실외공기공급통로(121)와 연통 설치되는 제1상부공간부(151)와 상기 제1상부공간부(151)의 하부측에 구비되어 실내 또는 실외 공기를 유입하여 상기 공기청정기(140)로 공급되도록 상기 공기청정기(140)와 연통 설치되는 제1하부공간부(152)로 된 제1공간부(150a)와,

상기 실내공기배출통로(122)와 연통 설치되면서 상기 실내공기배출통로(122)를 통해 배출되는 실내공기를 실외로 배출하는 제2상부공간부(153)와 상기 제2상부공간부(153)의 하부측에 구비되어 실외로 배출되는 실내 공기를 유입하여 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 제2하부공간부(154)로 된 제2공간부(150b)를 포함하여 이루어지되,

상기 제1공간부(150a)와 상기 제2공간부(150b)는 각각 상하층으로 구비되며, 상기 제1상부공간부(151)에 구비되는 상기 전면부(a)에는 외부공기를 유입시키는 일방향 제1체크밸브(V1)가 설치되고, 상기 후면부(b)에는 유입된 외부공기를 상기 실외공기공급통로(121)로 공급하는 일방향 제2체크밸브(V2)가 설치되며, 상기 제1하부공간부(152)에 구비되는 상기 좌측면부(e)에는 상기 제1하부공간부(152) 내부로 유입된 공기(실내 또는 실외 공기)를 상기 공기청정기(140)로 공급하는 일방향 제3체크밸브(V3)가 설치되고, 상기 제1상부공간부(151)의 바닥면 및 상기 제1하부공간부(152)의 천장면을 형성하는 제1중간벽면부(p1)에는 상기 제1상부공간부(151)로 유입된 외부공기를 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 일방향 제4체크밸브(V4)가 설치되어 있다.

또한 상기 제2상부공간부(153)에 구비되는 상기 후면부(b)에는 상기 실내공기배출통로(122)를 통해 실외로 배출되는 실내공기가 통과하여 유입되는 통기구멍(h)이 형성되고, 상기 전면부(a)에는 유입된 실내공기를 실외로 배출하는 일방향 제5체크밸브(V5)가 설치되며, 상기 제2상부공간부(153)의 바닥면 및 상기 제2하부공간부(154)의 천장면을 형성하는 제2중간벽면부(p2)에는 상기 제2상부공간부(153)로 유입된 실내공기를 상기 제2하부공간부(154)의 내부로 공급하는 제6체크밸브(V6)가 설치되고, 상기 제2하부공간부(154)의 일측에 형성되는 칸막이격벽부(p3)에는 상기 제2하부공간부(154)의 내부로 유입된 실내공기를 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 일방향 제7체크밸브(V7)가 설치되어 있다.

그리고 상기 실외공기공급통로(121)에는 상기 공기청정기(140)에서 정화된 공기가 상기 실외공기공급통로(121)로 공급하는 일방향 제8체크밸브(V8)가 설치 구비되어 있다.

여기에서 제1하부공간부(152) 내부로 유입된 공기를 공기청정기(140)로 공급하는 일방향 제3체크밸브(V3)의 설치위치는 제1하부공간부(152)의 좌측면부(e)에 설치되는 것으로 기재하였는바, 이는 공기청정기(140)까지 가장 짧은 거리를 제공하기 위한 것으로 제1하부공간부(152)의 좌측면부(e)가 아닌 저면부(d)에 위치할 수도 있다. 이와 유사하게 제8체크밸브(V8)의 설치위치도 도면상에서 좌측면부의 연장된 면에 도시되어 있으나, 실외공기공급통로(121)의 저면부(d)에 위치할 수 있다.

또한 도 4에 도시되어 있는 바와 같이,

상기 제1상부공간부(151)의 바닥면 및 상기 제1하부공간부(152)의 천장면을 형성하는 상기 제1중간벽면부(p1)와, 상기 제2상부공간부(153)의 바닥면 및 상기 제2하부공간부(154)의 천장면을 형성하는 상기 제2중간벽면부(p2)는 상기 후면부(b)의 하단 모서리에서 상승하면서 경사지게 형성되도록 설치되는 경사부와 상기 경사부의 단부에서 상기 전면부(a)까지 플랫(평평)하게 형성되도록 설치되는 평면부로 각각 구비되어 있다.

따라서 상기 제1하부공간부(152)와 상기 제1하부공간부(152)의 단면 형상은 도4(b)에 도시되어 있는 바와 같은 사다리꼴 형상으로 형성된다.

또한 도 8에 도시되어 있는 바와 같이,

상기 제1상부공간부(151)와 상기 제1하부공간부(152)를 상하로 구획하는 상기 제1중간벽면부(p1)는 상기 전면부(a)에서 상기 후면부(b)까지 평평하게 연결하는 평면부로 설치하여 상기 제1상부공간부(151) 및 상기 제1하부공간부(152)의 단면형상이 사각형상으로 형성되도록 구성할 수도 있다.

그리고 상기 전열교환기(130)에는 실내공기를 외부로 배출할 수 있도록 배기하는 배기송풍기(160)와 실외 공기를 실내로 공급하도록 흡기하는 급기송풍기(170)가 구비되어 있다. 또한, 도시되어 있지 않으나 공기청정기(140) 앞단을 비롯하여 공기의 순환을 촉진하도록 다양한 위치에 송풍기가 구비될 수 있다.

상기 덕트몸체부(110)는 천장에 위치하며 실내의 다수 지역과 연결되어 공기를 흡기하고 배출한다. 따라서 실내가 도어 또는 격벽에 의하여 분할되어 있어도 덕트몸체부와 연결된 덕트가 연장되도록 설치할 수 있으므로 전열교환기가 흡기 또는 배출할 수 있는 범위에서 환기와 공기 정화 효과를 제공할 수 있다. 또한, 상기 덕트는 천장과 같이 외부에 들어나지 않는 곳에 위치하므로 인테리어에 영향을 받지 않고 점유하는 공간도 적은 장점이 있다.

나아가, 본 발명의 공기청정기(140)는 눈에 보이는 실내의 벽면에 위치시킬 수 있으며, 이럴 경우 공기청정기에 실내의 공기 상태를 디스플레이 하여 실내의 공기 상태, 동작모드의 종류를 실내 거주자가 쉽게 확인하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 제1체크밸브 내지 제8체크밸브는 제어부(미도시)에 의해 실외 공기의 질에 따라 각각 자동 또는 수동으로 조절할 수 있도록 연결 설치되는 일방향 공기조절판이며 이러한 체크밸브의 기술적 구성은 통상의 기술자가 공지 기술에 의해 용이하게 실시할 수 있는 것으로 상세 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 컨버전스 전열교환기(100)는 외부 공기의 질에 따라 기본모드와, 외기환기모드 및 내부순환모드로 운용된다.

기본모드는 외부 공기의 질이 좋아 상기 공기청정기(140)의 가동이 필요하지 않는 경우에 작동되며, 이 모드에 의해 상기 공기순환제어부(150)를 통해 출입하는 공기는 상기 공기청정기(140)를 통하지 않은 채(공기청정기 차단) 상기 전열교환기(130)를 통해 외기를 직접 실내로 공급하면서 실내 공기를 순환 환기시키게 된다.

즉, 도 5에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이, 실내공기를 기본모드로 하여 운용되는 경우 제어부에 의해 상기 제1체크밸브(V1)가 개방되면서 실외 공기가 상기 제1공간부(150a)에 형성되는 상기 제1상부공간부(151)로 유입되고, 동시에 상기 제2체크밸브(V2)가 개방되면서 실외 공기는 상기 실외공기공급통로(121)로 공급되고 이어 상기 전열교환기(130)을 거쳐 실내로 공급되게 된다.

이와 동시에 실내공기는 상기 전열교환기(130)을 거쳐 상기 실내공기배출통로(122)로 빠져나가면서 상기 통기구멍(h)을 통해 상기 제2공간부(150b)에 형성되는 상기 제2상부공간부(153)로 들어간 후 상기 제5체크밸브(V5)를 통해 실외로 배출되면서 실내가 환기된다. 언급되지 않은 제3체크밸브(V3), 제4체크밸브(V4), 제6체크밸브(V6), 제7체크밸브(V7), 제8체크밸브(V8)는 폐쇄되어 있다.

또한 외기환기모드는 외부 공기의 질이 다소 좋지 않아서 상기 공기청정기(140)를 경유하여 실외 공기를 정화시킨 후에 실내로의 유입이 필요한 경우 상기 공기순환제어부(150)를 통해 유입되는 공기를 상기 공기청정기(140)를 통하여 정화한 후에 상기 전열교환기(130)를 통해 공급하면서 실내 공기를 순환 환기시키게 된다.

즉, 도 6에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이,

실내공기를 외기환기모드로 하여 운용되는 경우 제어부에 의해 상기 제1체크밸브(V1)가 개방되면서 실외 공기가 상기 제1공간부(150a)에 형성되는 상기 제1상부공간부(151)로 유입되고, 이어 상기 제1중간벽면부(P1)에 구비된 상기 제4체크밸브(V4)가 개방되면서 상기 제1상부공간부(151)로 유입된 실외 공기는 상기 제1하부공간부(152)로 들어가고 이어 상기 제3체크밸브(V3)를 통해 상기 공기청정기(140)로 들어가 실외공기를 정화시킨 후 상기 제8체크밸브(V8)와 상기 실외공기공급통로(121)를 거쳐 상기 전열교환기(130)를 통해 실내로 공급된다.

이와 동시에 실내공기는 상기 전열교환기(130)을 거쳐 상기 실내공기배출통로(122)로 빠져나가면서 상기 통기구멍(h)을 통해 상기 제2공간부(150b)에 형성되는 상기 제2상부공간부(153)로 들어간 후 상기 제5체크밸브(V5)를 통해 실외로 배출되면서 실내가 정화 환기된다.

또한 내부순환모드는 외부 공기의 질이 상당히 좋지 않아서 내부로 외부공기가 내부로 유입되는 것을 차단하면서도 실내공기를 정화해야 하는 경우에 운용되며, 이는 상기 공기순환제어부(150)를 통해 외부로 배출되는 공기를 차단하고 이를 상기 공기청정기(140)를 통하여 정화한 후에 다시 상기 전열교환기(130)를 통해 실내로 공급하여 실내 공기를 순환 정화시키도록 하는 것이다.

즉, 도 7에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이,

상기 제1공간부(150a)의 상기 제1상부공간부(151)에 구비면서 외부공기를 내부로 유입하는 상기 제1체크밸브(V1)와 상기 제2공간부(150b)의 상기 제2상부공간부(153)에 구비면서 실내공기를 외부로 배출하는 상기 제5체크밸브(V5)를 함께 닫아주고, 상기 전열교환기(130)를 통해 실내 공기를 상기 실내공기배출통로(122)로 배출한 후 상기 통기구멍(h)을 통해 실내공기를 상기 제2상부공간부(153)으로 내 보낸 후 다시 상기 제2중간벽면부(P3)에 구비된 상기 제6체크밸브(V6)를 통해 상기 제4하부공간부(154)로 공급한다. 이어 상기 칸막이격벽부(P3)에 구비된 상기 제7체크밸브(V7)를 통해 상기 제1하부공간부(152)와 상기 제3체크밸브(V3)를 통해 상기 공기청정기(140)로 들어가 실내공기를 정화시킨 후 상기 제8체크밸브(V8)와 상기 실외공기공급통로(121)를 거쳐 상기 전열교환기(130)를 통해 다시 실내로 공급된다.

이와 같이, 본 발명의 내부순환모드는 실내공기를 외부로 배출하지 않으면서 상기 공기정화기(140)를 통해 내부공기를 정화시킨 후 다시 내부로 순환시키는 사이클을 반복적으로 운용하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 컨버전스 전열교환기는 중공의 덕트몸체를 격벽으로 양분하고 그 내부에 전열교환기를 설치하여 배출되는 실내공기와 유입되는 실외공기가 교차하면서 열교환이 이루어지도록 하여 환기를 시행하는 동시에 전열교환기 전방부측에 공기청정기와 연통되는 공기순환제어부를 설치하여 실외공기의 질에 따라 실외공기가 직접 실내로 들어가면서 환기되는 기본모드와 실외공기가 공기청정기를 통해 실내로 들어가면서 환기되는 외기환기모드 및 실외공기를 완전히 차단하고 실내공기를 공기청정기로 순환시켜 환기되는 내부순환모드로 각각 절환(切換)되도록 공기청정기와 연동하여 실내를 청정하게 환기시키도록 하는 것이다.

100:컨버전스 전열교환기
110:덕트몸체부
120:격벽부재
121:실외공기공급통로 122:실내공기배출통로
130:전열교환기 140:공기청정기
150:공기순환제어부 150a:제1공간부 150b:제2공간부
a:전면부 b:후면부 c:상면부 d:저면부 e:좌측면부 f:우측면부
151:제1상부공간부 152:제1하부공간부 153:제2상부공간부
154:제2하부공간부
P1:제1중간벽면부 P2:제2중간벽면부 P3:칸막이격벽부
h:통기구멍
V1:제1체크밸브 V2:제2체크밸브 V3:제3체크밸브 V4:제4체크밸브
V5:제5체크밸브 V6:제6체크밸브 V7:제7체크밸브 V8:제8체크밸브
160:급기송풍기 170:배기송풍기

Claims

건물 내부에 설치되면서 중공형상으로 된 덕트몸체부(110)와,
실외공기가 실내로 들어오는 실외공기공급통로(121)와 실내공기가 실외로 나가는 실내공기배출통로(122)가 구획되도록 하는 격벽부재(120),
상기 덕트몸체부(110)의 내측에 설치되면서 실외로 나가는 실내공기와 실내로 들어오는 실외공기가 서로 교차하면서 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기(130), 및
상기 전열교환기(130)의 전방부측에 구비되면서 공기청정기(140)와 연결 설치되되 상기 전열교환기(130)가 상기 공기청정기(140)와 연동되도록 하여 실내로 유입되는 실외공기가 상기 공기청정기(140)를 통해 정화되면서 환기되도록 하는 공기순환제어부(150)를 포함하며;
상기 공기순환제어부(150)는,
실외공기를 유입하여 상기 실외공기공급통로(121)로 공급되도록 상기 실외공기공급통로(121)와 연통 설치되는 제1상부공간부(151)와 상기 제1상부공간부(151)의 하부측에 구비되어 실내 또는 실외 공기를 유입하여 상기 공기청정기(140)로 공급되도록 상기 공기청정기(140)와 연통 설치되는 제1하부공간부(152)로 된 제1공간부(150a)와,
상기 실내공기배출통로(122)와 연통 설치되면서 상기 실내공기배출통로(122)를 통해 배출되는 실내공기를 실외로 배출하는 제2상부공간부(153)와 상기 제2상부공간부(153)의 하부측에 구비되어 실외로 배출되는 실내 공기를 유입하여 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 제2하부공간부(154)로 된 제2공간부(150b)를 포함하는 컨버전스 전열교환기.
제1항에 있어서,
상기 공기순환제어부(150)는, 전면부(a)와 후면부(b), 상면부(c), 저면부(d), 좌측면부(e), 및 우측면부(f)로 된 육면체로 형성되는 컨버전스 전열교환기.
제2항에 있어서,
상기 제1공간부(150a)와 상기 제2공간부(150b)는 각각 상하층으로 구비되며, 상기 제1상부공간부(151)를 형성하는 상기 전면부(a)에는 외부공기를 유입시키는 제1체크밸브(V1)가 설치되고, 상기 후면부(b)에는 유입된 외부공기를 상기 실외공기공급통로(121)로 공급하는 제2체크밸브(V2)가 설치되며, 상기 제1하부공간부(152)에 구비되는 상기 좌측면부(e) 또는 저면부(e)에는 상기 제1하부공간부(152) 내부로 유입된 공기를 상기 공기청정기(140)로 공급하는 제3체크밸브(V3)가 설치되고, 상기 제1상부공간부(151)의 바닥면 및 상기 제1하부공간부(152)의 천장면을 형성하는 제1중간벽면부(p1)에는 상기 제1상부공간부(151)로 유입된 외부공기를 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 제4체크밸브(V4)가 설치되며,
또한 상기 제2상부공간부(153)를 형성하는 상기 후면부(b)에는 상기 실내공기배출통로(122)를 통해 실외로 배출되는 실내공기가 통과하여 유입되는 통기구멍(h)이 형성되고, 상기 전면부(a)에는 유입된 실내공기를 실외로 배출하는 제5체크밸브(V5)가 설치되며, 상기 제2상부공간부(153)의 바닥면 및 상기 제2하부공간부(154)의 천장면을 형성하는 제2중간벽면부(p2)에는 상기 제2상부공간부(153)로 유입된 실내공기를 상기 제2하부공간부(154)의 내부로 공급하는 제6체크밸브(V6)가 설치되고, 상기 제2하부공간부(154)의 일측에 형성되는 칸막이격벽부(p3)에는 상기 제2하부공간부(154)의 내부로 유입된 실내공기를 상기 제1하부공간부(152)로 공급하는 제7체크밸브(V7)가 설치되며,
또한 상기 실외공기공급통로(121)에는 상기 공기청정기(140)에서 정화된 공기가 상기 실외공기공급통로(121)로 공급하는 제8체크밸브(V8)가 설치되는 컨버전스 전열교환기.
제3항에 있어서,
상기 제1상부공간부(151)의 바닥면 및 상기 제1하부공간부(152)의 천장면을 형성하는 상기 제1중간벽면부(p1)와 상기 제2상부공간부(153)의 바닥면 및 상기 제2하부공간부(154)의 천장면을 형성하는 상기 제2중간벽면부(p2)는 상기 후면부(b)의 하단 모서리에서 상승하면서 경사지게 형성되도록 설치되는 경사부와 상기 경사부의 단부에서 상기 전면부(a)까지 플랫하게 형성되도록 설치되는 평면부로 각각 구비되는 컨버전스 전열교환기.
제3항에 있어서,
상기 제1상부공간부(151)와 상기 제1하부공간부(152)를 상하로 구획하는 상기 제1중간벽면부(p1)는 상기 전면부(a)에서 상기 후면부(b)까지 평평하게 연결하여 상하 공간부가 형성되도록 하는 평면부로 설치되는 컨버전스 전열교환기.
제3항에 있어서,
제1체크밸브(V1), 제2체크밸브(V2), 제5체크밸브(V5)가 개방되고,
제3체크밸브(V3), 제4체크밸브(V4), 제6체크밸브(V6), 제7체크밸브(V7), 제8체크밸브(V8)는 폐쇄되는 실외공기의 흡기 및 실내공기의 배출을 수행하는 기본모드가 포함되는 컨버전스 전열교환기.
제3항에 있어서,
제1체크밸브(V1), 제4체크밸브(V4), 제3체크밸브(V3), 제8체크밸브(V8)가 개방되어 실외공기가 상기 공기청정기(140)를 경유하여 상기 전열교환기로 공급되고, 제5체크밸브(V5)를 통하여 실내 공기를 배출하며,
제2체크밸브(V2), 제6체크밸브(V6), 제7체크밸브(V7)가 폐쇄되는 외기환기모드가 포함되는 컨버전스 전열교환기.
제3항에 있어서,
제6체크밸브(V6), 제7체크밸브(V7), 제3체크밸브(V3), 제8체크밸브(V8)가 개방되고,
제1체크밸브(V1), 제2체크밸브(V2), 제4체크밸브(V4), 제5체크밸브(V5)가 폐쇄되어,
실외 공기의 유입이 차단된 상태에서 실내 공기를 상기 공기청정기(140)로 이송하여 실내로 유입시키는 내부순환모드가 포함되는 컨버전스 전열교환기.