KR101839472B1 - 연돌 효과를 이용한 에너지 절감형 환기 시스템 - Google Patents

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인하대학교 산학협력단
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Abstract

에너지 절감형 환기 시스템이 개시되며, 상기 에너지 절감형 환기 시스템은, 실내로부터 공기가 유입되는 환풍관; 상기 환풍관으로부터 유입되는 공기가 통과하여 실외로 배출되도록 상기 환풍관으로부터 상측 방향으로 형성되는 통로를 포함하는 덕트; 및 상기 덕트 내의 미리 설정된 지점에 배치되는 발열부를 포함하되, 상기 발열부는, 환풍관으로 유입된 공기의 적어도 일부가 상기 덕트를 따라 상승 운동하여 실외로 배출되도록, 상기 미리 설정된 지점과 상기 통로 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도차를 발생시킨다.

Description

연돌 효과를 이용한 에너지 절감형 환기 시스템{VENTILATION SYSTEM USING AIR DRAFT FOR ENERGY SAVING}
본원은 연돌 효과를 이용한 에너지 절감형 환기 시스템에 관한 것이다.
실내라는 한정된 공간 내에서는 인공적인 설비를 통해 공기를 순환시키지 않고서는 공기 중의 오염 물질이 실외처럼 자연적으로 희석되지 않는다. 이에 따라, 일반적으로 실내의 환기를 위해, 실내의 공기는 환풍기 및 송풍기에 의해 환풍관으로 흡입되어 실외로 배출된다. 이와 관련하여, 대한민국 실용신안공보 제20-2009-0008058호에는 환풍기를 작동시켜 건물 내부를 환기시키는 환기시스템이 개시되어 있다.
그런데, 국내에서 수행된 실내 공기 환경에 대한 측정 및 실태 조사 결과를 보면, 대부분의 실내의 공기 환경 요소들이 기준치를 만족하고 있는 것으로 나타나고 있으나, 일부에서는 이산화탄소 및 라돈 등의 오염 정도가 환경 기준치에 근접하거나 초과하는 등 실내 공기 오염 현상이 여전히 존재하고 있음을 확인할 수 있다.
특히, 지하에 위치하는 실내의 공기 오염도는 심각한 상황이다. 따라서, 지하에 위치하는 실내에서는 쾌적함을 위해 환기, 냉방 및 난방이 필수적으로 이루어져야 한다. 그런데, 종래에는 지하에 위치하는 실내의 환기를 위해 환풍기 및 송풍기가 과도하게 사용되어 많은 전력이 소모되었으며, 특히, 여름철에 이하와 같은 이유에 의해 많은 전력이 소모되었다.
여름철에는 실외의 공기가 고온 다습한 반면, 실내의 공기는 냉방에 의해 저온 저습한바, 밀도 차로 인해, 지하에 위치한 실내의 공기는 실내에 정체된다. 또한, 지하에 위치한 실내는, 출입구 이외에는 개구부가 없는바, 자연 환기가 제한될 수 밖에 없고, 이에 따라, 지하에 위치한 실내의 환기는 환풍기에 그 의존도가 커지게 되며, 이는 환기 에너지 증가로 이어지게 되었다.
본원은 자연 환기를 유도하는 에너지 절감형 환기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 에너지 절감형 환기 시스템은, 실내로부터 공기가 유입되는 환풍관; 상기 환풍관으로부터 유입되는 공기가 통과하여 실외로 배출되도록 상기 환풍관으로부터 상측 방향으로 형성되는 통로를 포함하는 덕트; 및 상기 덕트 내의 미리 설정된 지점에 배치되는 발열부를 포함하되, 상기 발열부는, 환풍관으로 유입된 공기의 적어도 일부가 상기 덕트를 따라 상승 운동하여 실외로 배출되도록, 상기 미리 설정된 지점과 상기 통로 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도차를 발생시킬 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 환풍관으로부터 상측 방향으로 형성되는 통로를 포함함으로써, 실내로부터 환풍관으로 유입되는 공기의 배출 경로를 연장시키고, 덕트 내의 미리 설정된 지점에 배치되는 발열부를 포함함으로써, 덕트의 발열부가 배치되는 미리 설정된 지점과 통로 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도차를 발생시켜 연돌 효과를 유발할 수 있으며, 유발되는 연돌 효과를 이용해 실내로부터 환풍관으로 유입되는 공기를 자연적으로 배출시켜 공기를 실외로 배출하는데 소비되는 에너지를 절감할 수 있는 환기 시스템을 구현할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 에너지 절감형 환기 시스템을 설명하기 위한 개략적인 입체도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 환기 시스템을 설명하기 위해, 본 에너지 절감형 환기 시스템의 단면을 도시한 개략적인 개념도이다.
도 3은 덕트에 배치되는 발열부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 응축기 역할을 하는 관을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상단, 하단 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들어 도 1 및 도 2를 보았을 때 전반적으로 12시 방향을 향하는 부분이 상단, 전반적으로 6시 방향을 향하는 부분이 하단 등이 될 수 있다.
본원은 에너지 절감형 환기 시스템에 관한 것이다.
본원의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 환기 시스템(이하 '본 에너지 절감형 환기 시스템'이라 함)에 대해 설명한다.
도 1은 본 에너지 절감형 환기 시스템을 설명하기 위한 개략적인 입체도이고, 도 2는 본 에너지 절감형 환기 시스템을 설명하기 위해, 본 에너지 절감형 환기 시스템의 단면을 도시한 개략적인 개념도이다. 참고로, 도 1에는 시설물이 도시되지 않았다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 실내(9)로부터 공기가 유입되는 환풍관(11) 및 덕트(12)를 포함한다. 덕트(12)는, 환풍관(11)으로부터 유입되는 공기가 통과하여 실외로 배출되도록 환풍관(11)으로부터 상측 방향으로 형성되는 통로(121)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 환풍관(11)은 실내(9)로부터 유입된 공기 중 적어도 일부를 실외로 배출하는 배출부(111)를 포함할 수 있다. 또한, 덕트(12)는 배출부(111)로부터 상측 방향으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 도 2에 나타난 바와 같이, 통로(121)는 배출부(111)로부터 상측 방향으로 형성될 수 있다.
즉, 실내(9)로부터 환풍관(11)으로 유입된 공기 중 일부는 도 2에 나타난 바와 같이, 배출부(111) 및 덕트(12)를 거쳐 실외로 배출될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 덕트(12)가 배출부(111)로부터 상측 방향으로 형성되는바, 공기가 배출되는 배출부(111)의 길이가 연장될 수 있어, 연돌 현상이 발생할 수 있다. 이러한 연돌 현상에 의해, 실외로의 공기의 배출 효과가 향상될 수 있다.
또한, 덕트(12)가 배출부(111)로부터 상측 방향으로 형성된다는 것은, 도 1 및 조 2에 나타난 바와 같이, 덕트(12)가 직선 형태로 형성되는 것을 의미할 수도 있지만, 덕트(12)가 1회 이상 절곡되어 상측 방향을 향해 형성되는 것을 포함하는 개념이다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 덕트(12) 내(통로(121))의 미리 설정된 지점에 배치되는 발열부(13)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 발열부(13)는 실내(9)로부터 유입된 공기의 적어도 일부가 덕트(12)를 따라 상승 운동하여 실외로 배출되도록, 발열부(13)가 배치된 미리 설정된 지점과 덕트(12)의 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도차를 발생시킨다.
발열부(13)의 발열에 의해, 발열부(13)가 배치된 미리 설정된 지점의 온도는 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도보다 높다. 이러한 온도 차에 의해, 연돌 현상이 발생하여 도 2에 나타난 바와 같이, 환풍관(11)의 배출부(111)로 유입된 공기는 덕트(12)를 따라 상승 운동하여 실외로 배출될 수 있다.
즉, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 덕트(12)를 통해 환풍관(11)의 배출부(111)의 높이를 조절하고, 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 지점과 덕트(12)의 발열부(13)가 배치된 미리 설정된 지점의 온도차를 발생시켜 연돌 현상을 유발할 수 있으며, 이를 통해, 실외로 배출되어야 하는 공기의 자연 환기를 유도할 수 있다. 여기서, 공기의 자연 환기라 함은, 에너지를 소비하여 환풍기를 가동시킴으로써 환풍관(11)으로 유입된 공기를 실외로 배출하였던 종래와 달리, 자연 현상을 이용해 공기를 실외로 배출하는 것을 의미할 수 있다.
즉, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 연돌 현상을 유발하여, 자연 환기를 통해 실내(9)의 공기를 실외로 배출할 수 있다. 이에 따라, 실외로 공기를 배출시키기 위해 소비되었던 에너지의 소모를 줄일 수 있다.
연돌 현상(연돌 효과 (Stack Effect )이라 함은, 공기의 밀도 차에 의해 발생하는 수직 압력에 의한 대류 현상을 의미한다. 예시적으로, 건물 내부의 따듯한 공기는 상승하여 건물 상부의 개구부를 통해 배출되고, 차가운 공기는 건물 하부의 개구부를 통해 건물 내부로 유입되는 현상일 수 있다.
이러한 연돌 효과에 의한 환기는 지속 가능한 자연 에너지를 통해 구현되는 것인바, 본 에너지 절감형 환기 시스템은 자연 에너지를 적극적으로 활용하는 효과를 기대할 수 있다.
본 에너지 절감형 환기 시스템과 관련한 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 지하에 위치하는 실내(9)의 환기에 적용될 수 있다.
도 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 에너지 절감형 환기 시스템에 있어서, 환풍관(11)은 지하에 위치하는 실내(9)의 공기를 흡입할 수 있다.
그러나, 본 에너지 절감형 환기 시스템이 적용되는 실내(9)의 위치는 지하에 한정되지 않으며, 필요한 경우, 지상에 위치한 실내(9)에 적용될 수 있다.
또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 덕트(12)는 지하에 위치하는 실내(9)의 주변에 위치하는 고층 건물과 같은 시설물(0)의 벽멱에 구비되어 환풍관(11)으로부터 상측 방향으로 형성될 수 있다. 특히, 지하에 위치하는 실내(9)의 주위에는 시설물(0)이 위치할 확률이 높은바, 덕트(12)의 설치가 용이할 수 있다.
그러나, 본 에너지 절감형 환기 시스템에 있어서, 덕트(12)는 시설물(0)의 벽면에만 구비되는 것이 아니며, 필요한 경우, 다양한 형태로 배치됨으로써, 환풍관(11)으로부터 상측 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 덕트(12)의 통로(121) 내의 공기는 통로(121)의 상단에 형성되는 홀(122)을 통해 배출될 수 있다. 다시 말해, 덕트(12)는, 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 홀(122)이 그 상단에 형성된 것일 수 있다. 이러한 경우, 발열부(13)가 배치되는 미리 설정된 지점과 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도차는 발열부(13)가 배치되는 미리 설정된 지점과 통로(121)의 상단의 온도차를 의미할 수 있다.
도 3은 덕트(13)에 배치되는 발열부(131)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 발열부(13)가 배치되는 미리 설정된 지점은, 덕트(12) 내에서, 환풍관(11)과 가장 가까운 지점일 수 있다. 예시적으로, 도 3에 나타난 바와 같이, 발열부(13)는 덕트(12)의 하단부에 배치될 수 있다. 이에 따라, 덕트(12)의 하단(또는, 환풍관(11)의 배출부(111)의 상단(끝단))과 덕트(12)의 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도차가 발생하는바, 연돌 효과가 극대화되어 자연 환기 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 참고로, 도 3을 참조하면, 덕트(12)와 환풍관(11)은 그 내부로 외부의 이물질(우수 등)이 유입되지 않도록, 긴밀하게 체결됨이 바람직하다.
또한, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 발열부(13)는 실내(9)에 조화된 공기를 공급하는 공기 조화기(2)의 폐열을 이용하여 발열할 수 있다.
예시적으로, 도 3을 참조하면, 발열부(13)는, 실내(9)에 조화된 공기를 공급하는 공기 조화기(2)의 냉매가 방열하며 통과하는 관(131)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 관(131)을 통과하는 냉매가 방열함으로써, 발열부(13)는 발열할 수 있다.
이러한 관(131)은 공기 조화기(2)의 응축기 역할을 할 수 있다. 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 응축기 역할을 하는 관(131)을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
일반적으로, 공기 조화기는, 온도 및 습도가 조절된 공기(조화된 공기)를 배출하는 것으로서, 냉매에 고온 고압을 가하여 냉매를 기체 상태로 만드는 압축기, 기체 상태가 된 냉매를 액체 상태로 만드는 응축기 및 액체 상태가 된 냉매를 기체 상태로 만드는 증발기를 포함한다.
이때, 압축기에서 고온 고압 상태가 된 냉매는 응축기에서 액체가 되면서 발열하고, 발열하여 액체 생태가 된 냉매는 증발기에서 다시 기체 상태가 됨으로써, 외부에서 유입된 조화전 공기의 열을 흡수하여 온도가 낮아진 공기(조화된 공기)를 배출한다. 또한, 종래의 공기 조화기에 의하면, 응축기에서 냉매가 액체 상태가 되면서 발생시키던 열을 실외의 팬에 의한 공기 마찰 혹은 냉각탑을 통해 실외로 방출시켰다.
그러나, 도 4에 나타난 바와 같이, 본 에너지 절감형 환기 시스템에 있어서, 공기 조화기(2)의 냉매는 냉매에 고온 고압을 가하여 냉매를 기체 상태로 만드는 압축기(21), 발열부(13)의 관(131) 및 액체 상태가 된 냉매를 기체 상태로 만드는 증발기(23)를 순차적으로 순환할 수 있다.
다시 말해, 도 4에 나타난 바와 같이, 발열부(13)의 관(131)에는 압축기(21)로부터 유입된 고온 고압 상태의 냉매가 방열하며 통과할 수 있다. 또한, 발열부(13)의 관(131)을 통과한 냉매는 관(131)을 통과하는 과정에서 액체 상태가 되어 증발기(23)로 유입될 수 있다. 즉, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 종래에 버려지는 공기 조화기의 폐열을 발산하는 응축기를 발열부(13)로 이용할 수 있다.
이러한, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 종래에 실외의 팬에 의한 공기 마찰 혹은 냉각탑을 통해 실외로 방출되었던 공기 조화기의 폐열을 적극 활용해 환풍관(11) 및 덕트(12)에 연돌 현상을 발생시킨다는 점에서, 기존에 낭비되던 열 에너지를 적극 이용하고, 환기에 소모되던 에너지량을 저감하며, 공기 조화기의 폐열을 방출시키기 위해 소모했던 에너지량을 저감할 수 있다.
또한, 참고로, 본 에너지 절감형 환기 시스템에 있어서, 공기 조화기(2)는, 일반적으로 사용되는 공기 조화기일 수 있다. 이러한 공기 조화기(2)는 도 4에 나타난 바와 같이, 증발기(23)를 이용해, 조화 전 공기를 흡입하여 냉매로 열 교환 한 후 이를 토출함으로써, 실내를 냉방시키거나 또는 반대작용에 의해 실내를 난방 시키는 냉/난방 시스템일 수 있으며, 상술한 바와 같이, 압축기, 응축기 및 증발기를 포함하여 냉매가 순환하는 일련의 사이클을 형성할 수 있다.
또한, 공기 조화기(2)가 흡입하는 조화 전 공기는, 도 2를 참조하면, 환풍관(11)을 통해 실내(9)로부터 흡입된 공기 중 일부 및 유입관(3)을 통해 실외로부터 흡입한 공기를 포함할 수 있다.
또한, 공기 조화기(2)는 냉난방 외에 실내(9)의 공기를 흡입하여 필터링한 후 재투입하는 공기 청정화 기능을 가질 수 있다. 또한, 공기 조화기(2)는 다습한 공기를 건습 공기로 만들어 실내로 재투입할 수 있다.
즉, 환풍관(11)을 통해 실내(9)로부터 배출된 공기의 일부는 도 2에 나타난 바와 같이, 공기 조화기(2)로 유입되어 조화된(온도, 습도, 청정도가 조절된) 후 실내(9)로 배출될 수 있고, 나머지는 환풍관(11) 및 덕트(12)를 통해 실외로 배출될 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 관(131)은 냉매가 통과하는 냉매 이동로가 형성된 것일 수 있다. 이를 테면, 냉매 이동로가 형성된 코일일 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 관(131)은 덕트(12) 내로 유입되는 공기에 노출되는 표면적이 증가되도록, 복수 회 절곡되어 배치될 수 있다. 또는, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 덕트(12)의 내주면을 따라 나선형으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 관(131)의 대기 노출 표면적이 극대화될 수 있으며, 덕트(12)의 발열부(13)가 설치된 지점과 덕트(12) 상단부의 온도차가 더욱 극명해질 수 있다.
한편, 덕트(12)는 환풍관(11)으로부터 유입된 공기가 상승 운동하여 실외로 배출되도록, 미리 설정된 높이를 가지고 환풍관(11)으로부터 상측 방향으로 형성될 수 있다.
미리 설정된 높이는 설정되는 환기량에 의해 결정될 수 있다. 환기량은 실내(9)의 적정 공기 조건을 형성하기 위해 특정 값으로 설정될 수 있으며, 계절, 실내(9) 조건 등에 의해 달라질 수 있다. 한편, 미리 설정된 높이는 아래와 같은 [수학식 1]과 같은 정량화된 공식에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015009710210-pat00001
[수학식 1]에서, V는 1분당 환기량(
Figure 112015009710210-pat00002
), A는 덕트(12)의 단면적(
Figure 112015009710210-pat00003
),
Figure 112015009710210-pat00004
는 외기 온도(℃), h는 덕트(12)의 높이를 의미할 수 있다.
참고로, 상기와 같은 정량화된 환기량 공식은, 이하와 같은 과정을 통해 도출될 수 있다.
덕트(12) 내부와 외부의 압력차를
Figure 112015009710210-pat00005
라고 하면, 환기량은 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015009710210-pat00006
이때, 덕트(12)의 공기가 통과하는 통로(121)가 클 경우, n은 2일 수 있다. 또한, 온도가 0 내지 30℃인 경우,
Figure 112015009710210-pat00007
이다. 또한, 저항에 의한 에너지 손실이 없다고 가정하는 경우,
Figure 112015009710210-pat00008
이며, 이때, 환기량
Figure 112015009710210-pat00009
가 될 수 있다.
환기량
Figure 112015009710210-pat00010
에서,
Figure 112015009710210-pat00011
는 연돌 효과에 의한 압력차이므로,
Figure 112015009710210-pat00012
가 될 수 있고, 이때,
Figure 112015009710210-pat00013
및
Figure 112015009710210-pat00014
는 덕트(12)의 상단부 및 하단부 각각의 공기의 비중량인바,
Figure 112015009710210-pat00015
이고,
Figure 112015009710210-pat00016
일 수 있다.
이에 따라, 상기 환기량
Figure 112015009710210-pat00017
를 정리하면, [수학식 1]이 도출될 수 있다.
특히, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 지점이 덕트(12)의 상단인 경우, 설정되는 환기량을 근거로 하여 덕트(12)의 미리 설정된 높이를 조절함으로써, 연돌 효과를 조절할 수 있다.
또한, 덕트(12)는, 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 추가 홀 복수 개를 포함할 수 있다. 추가 홀 복수 개는 덕트(12)의 길이 방향을 따라 간격을 두고 이격 형성될 수 있다.
이때, 홀(122) 및 복수 개의 홀 중 하나 이상이 개방되는 경우, 개방된 홀 외의 나머지 홀은 폐쇄될 수 있다. 이를 통해, 통로(121) 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 높이 조절이 가능할 수 있다. 또한, 필요에 따라 추가 홀 중 하나가 개방된 경우, 개방된 추가 홀이 형성된 지점 이상으로 덕트(12) 내의 공기가 상승되지 않도록, 개방된 추가 홀이 형성된 높이 이상의 덕트(12)의 통로(121)는 폐쇄될 수 있다.
즉, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 덕트(12)의 높이가 조절되는 구성 및 추가 홀의 개방 및 폐쇄가 가능한 구성 중 하나 이상을 이용해 덕트(12) 내로 유입된 공기가 배출되는 지점의 높이를 조절할 수 있다. 이러한, 덕트(12) 내로 유입된 공기가 배출되는 지점의 높이 조절을 통해, 연돌 효과에 의한 환기량을 조절할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 덕트(12)의 외주면을 감싸며 배치되는 단열부(14)를 포함할 수 있다.
또한, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 덕트(12)의 내주면을 감싸며 배치되는 단열부(14)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 단열부(14)는 덕트(12)의 내주면과 맞닿게 배치되고, 발열부(13)는 단열부(14)의 내주면과 맞닿게 배치될 수 있다.
즉, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 덕트(12)의 외주면 및 내주면 중 하나 이상에 대하여 단열부(14)를 배치할 수 있다.
이에 따라, 발열부(13)가 방열한 열의 덕트(12) 외부로의 유출이 최소화될 수 있다.
또한, 참고로, 단열부(14)는 발열부(13)가 배치되는 지점에 한하여 구비될 수 있다. 이에 따라, 덕트(12)의 발열부(13)가 배치된 지점과 덕트(12)의 상단부분의 온도차가 더욱 극명해질 수 있다.
또한, 덕트(12)는 그 단면이 공기가 통과할 수 있는 통로(121)가 형성된 폐도형 형상일 수 있으며, 이를테면, 원형, 각형 등 일 수 있다.
또한, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 환풍기를 포함할 수 있다. 환풍기는 실내(9)로부터 환풍관(11)으로 유입된 공기를 실외로 배출시킬 수 있다. 즉, 본 에너지 절감형 환기 시스템은, 필요에 따라, 환풍기 및 상술한 연돌 효과에 의한 자연 환기를 적정 비율로 이용하여 실내(9)의 공기를 실외로 배출할 수 있다. 환풍기 및 연돌 효과에 의한 자연 환기의 이용 비율은 환풍기에 소모되는 에너지량 및 실내(9)의 적정 공기 조건 등에 의해 설정될 수 있다. 또한, 환풍기가 배치되는 경우, 예시적으로, 환풍기는 환풍관(11) 또는 덕트(12)에 배치될 수 있다. 또한, 필요한 경우, 환풍기는 복수 개 구비되어 환풍관(11) 및 덕트(12)에 배치될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11: 환풍관 111: 배출부
12: 덕트 121: 통로
122: 홀 13: 발열부
131: 관 14: 단열부
2: 공기 조화기 21: 압축기
23: 증발기 9: 실내
0: 시설물

Claims (11)

  1. 에너지 절감형 환기 시스템에 있어서,
    지하에 위치하는 실내로부터 공기가 유입되는 환풍관;
    실외로부터 공기가 흡입되는 유입관;
    상기 환풍관으로 유입된 공기 중 일부가 통과하여 실외로 배출되도록 상기 환풍관으로부터 상측 방향으로 형성되는 통로를 포함하는 덕트;
    상기 환풍관을 통해 실내로부터 흡입된 공기 중 일부를 조화하여, 상기 실내에 조화된 공기를 공급하는 공기 조화기;
    상기 덕트 내의 미리 설정된 지점에 배치되는 발열부; 및
    상기 발열부가 배치되는 지점에 상기 덕트의 외주면을 감싸며 배치되는 단열부를 포함하되,
    상기 발열부는, 상기 유입관으로 유입된 공기 및 상기 환풍관으로 유입되는 공기의 적어도 일부가 상기 덕트를 따라 상승 운동하여 실외로 배출되도록, 상기 미리 설정된 지점과 상기 통로 내의 공기가 실외로 배출되는 지점의 온도차를 발생시키고, 상기 공기 조화기의 냉매가 방열하며 통과하는 관을 포함하고,
    상기 관은 상기 공기 조화기의 응축기이며,
    상기 발열부는 상기 관을 통과하는 상기 공기 조화기의 냉매가 고온 고압의 기체상태에서 액체상태로 되면서 발생하는 폐열을 이용하여 발열되고,
    상기 덕트는,
    지하에 위치하는 실내의 주변에 위치하는 고층건물의 벽면에 구비되고,
    상기 환풍관으로부터 유입된 공기가 상승하여 실외로 배출되도록, 미리 설정된 높이를 가지고 상기 환풍관으로부터 상측 방향으로 형성되며,
    상기 통로 내의 공기가 실외로 배출되는 복수의 홀이 그 길이 방향을 따라 간격을 두고 이격 형성되고, 상기 복수의 홀 중 하나 이상이 개방되는 경우, 나머지는 폐쇄되는 것인 에너지 절감형 환기 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관은 코일인 것인 에너지 절감형 환기 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관은, 상기 덕트 내로 유입되는 공기에 노출되는 표면적이 증가되도록, 복수회 절곡되어 배치되거나, 또는, 상기 덕트의 내주면을 따라 나선형으로 배치되는 것인 에너지 절감형 환기 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발열부가 배치되는 미리 설정된 지점은, 상기 덕트 내에서, 상기 환풍관과 가장 가까운 지점인 것인 에너지 절감형 환기 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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