KR101841954B1 - 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 한쪽에 실내측 급기구와 실내측 배기구가 구비되고, 다른 한쪽에 실외측 급기구와 실외측 배기구가 구비되며, 내부에 실내 공기가 실외로 배출되는 배출유로와 실외 공기가 실내로 유입되는 유입유로가 구비된 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되어 실내 공기와 실외 공기를 열교환시키는 열교환소자; 상기 실외측 배기구에 인접하도록 배출유로에 구비되어 배출유동을 발생시키는 바이패스겸용 배기송풍기; 상기 실내측 급기구에 인접하도록 유입유로에 구비되어 유입유동을 발생시키는 바이패스겸용 급기송풍기; 상기 바이패스겸용 배기송풍기와 급기송풍기 사이에 구비되어 상기 유입유로와 배출유로를 개폐하는 바이패스댐퍼; 상기 실내측 급기구와 실내측 배기구 사이에 구비되어 상기 유입유로와 배출유로를 개폐하는 서큘레이션댐퍼; 상기 하우징의 실외측 배기구와 실외측 급기구와 서큘레이션댐퍼 측에 각각 구비되어 공기를 여과하는 필터어셈블리들; 상기 하우징의 실내측 배기구와, 실외측 배기구와, 실외측 급기구에 각각 구비되어 유로를 개폐하는 유로개폐댐퍼들;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 부피를 작게 할 뿐만 아니라 바이패스 유로 저항을 최소화한다.

Description

다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법{VENTILATING SYSTEM HAVING A MULTI-FUNCTION HEAT EXCHANGER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 실내가 외부와 통풍이 잘되지 않은 상태에서 실내에서 사람이 장시간 활동하게 되면 실내 공기의 오염 및 CO2 증가로 인하여 쾌적한 상태를 유지하지 못하게 되므로 실내를 환기시켜주어야 한다. 창문을 열어 환기시키게 되면 오염물질이 유입될 뿐만 아니라 내부 열 손실이 발생된다. 이러한 문제점을 해결하는 장치가 바로 전열교환기가 구비된 환기시스템이다.
환기시스템은, 건물에 설치되는 전열교환기와, 건물의 실내와 연결되도록 건물 내부에 설치되어 전열교환기와 연결되는 공기유입 배관라인과, 건물의 실내와 연결되도록 건물 내부에 설치되어 전열교환기와 연결되는 공기배출 배관라인을 포함한다. 전열교환기는 내부에 전열소자(일명, 열교환소자라고도 함)가 구비되며 전열소자를 통해 실내에서 실외로 배기되는 실내공기와 실외에서 실내로 유입되는 실외공기의 열교환이 이루어져 열손실을 최소화하면서 실내 공기를 환기시키게 된다.
한편, 전열교환기는 실내와 실외의 온도차가 적은 봄철이나 가을철에 실내공기와 실내공기가 전열소자를 거치지 않고 실내 공기를 환기시키는 바이패스장치가 구비된다. 또한, 바이패스장치는 실내에 연기가 발생될 경우 실내의 연기를 신속하게 외부로 배출시킨다.
대한민국 등록특허 제10-1540034호(2015. 07. 28. 공고일)(이하, 선행기술 1이라 함)에는, 내부에 전열소자(200)가 구비된 케이스(110)(120)의 상측으로 바이패스덕트(300)가 설치되어 실내 공기가 전열소자(200)를 거치지 않고 바이패스덕트를 통해 실외로 배기되는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 선행기술 1은 바이패스덕트가 케이스의 상측으로 설치되므로 부피가 커지게 될 뿐만 아니라 설치공간을 많이 차지하게 된다. 또한, 실내 공기가 케이스의 외부에 설치된 바이패스덕트를 통해 배기되므로 유로 저항이 커 소비전력이 크게 되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1703672호(2017. 02. 08. 공고일)(이하, 선행기술 2이라 함)에는, 본체(10)의 내부에 전열교환소자(40)가 설치되고 실외 공기를 실내로 송풍하는 흡기팬(20)과 실내 공기를 실외로 송풍하는 배기팬(30) 사이에 바이패스밸브(50)가 구비되어 실내 공기를 실외로 송풍시 전열교환소자(40)를 거치지 않고 바이패스시킬 경우 바이패스밸브(50)를 오픈시킨 상태에서 흡기팬(20)을 정지시키고 배기팬(30)만을 작동시켜 실내 공기가 흡기팬(20)과 바이패스밸브(50)와 배기팬(30)을 거쳐 외부로 배기되는 기술이 개시되어 있다.
선행기술 2는, 배이패스유로가 본체 내부에 구비되어 구성이 간단하고 부피가 작게 되나, 실내 공기가 실외로 바이패스될 때 흡기팬(20)을 거치게 되어 흡기팬(20)이 공기의 유동에 의해 역회전하게 되므로 흡기팬(20)의 팬모터에 역기전력이 발생되어 팬모터 소손의 위험이 있으며, 또한 공기의 유로 저항이 커 전력손실이 발생되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 부피를 작게 할 뿐만 아니라 바이패스 유로 저항을 최소화하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실내 공기를 바이패스시킬 때 모터의 손상을 방지하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 실내에 연기가 발생시 연기를 신속하게 배출하는 제연기능과, 실외 공기로 실내를 냉방시키는 외기난방기능과 실내 공기를 순환시켜 실내 공기를 여과하는 공기청정기능을 포함하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 건물에 설치되는 다기능 전열교환기; 상기 건물에 설치되어 건물 실내로 공기가 유입되도록 안내하며 상기 다기능 전열교환기와 연결되는 공기유입 배관라인; 상기 건물에 설치되어 건물 실내의 공기가 배출되도록 안내하며 상기 다기능 전열교환기와 연결되는 공기배출 배관라인;을 포함하며, 상기 다기능 전열교환기는, 한쪽에, 상기 공기유입 배관라인과 연결되는 실내측 급기구와 상기 공기배출 배관라인이 연결되는 실내측 배기구가 구비되고, 다른 한쪽에 실외측 급기구와 실외측 배기구가 구비되며, 내부에 실내 공기가 실외로 배출되는 배출유로와 실외 공기가 실내로 유입되는 유입유로가 구비된 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되어 실내 공기와 실외 공기를 열교환시키는 열교환소자; 상기 실외측 배기구에 인접하도록 배출유로에 구비되어 배출유동을 발생시키는 바이패스겸용 배기송풍기; 상기 실내측 급기구에 인접하도록 유입유로에 구비되어 유입유동을 발생시키는 바이패스겸용 급기송풍기; 상기 바이패스겸용 배기송풍기와 급기송풍기 사이에 구비되어 상기 유입유로와 배출유로를 개폐하는 바이패스댐퍼; 상기 실내측 급기구와 실내측 배기구 사이에 구비되어 상기 유입유로와 배출유로를 개폐하는 서큘레이션댐퍼; 상기 하우징의 실외측 배기구와 실외측 급기구와 서큘레이션댐퍼 측에 각각 구비되어 공기를 여과하는 필터어셈블리들; 상기 하우징의 실내측 배기구와, 실외측 배기구와, 실외측 급기구에 각각 구비되어 유로를 개폐하는 유로개폐댐퍼들을 포함하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템이 제공된다.
상기 바이패스겸용 배기 및 급기송풍기는 각각, 흡입구와 토출구가 구비되는 휀하우징; 상기 휀하우징의 내부에 구비되며, 회전에 의해 공기가 흡입구로 흡입되어 토출구로 토출되는 공기 유동을 발생시키는 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키는 임펠러구동모터; 상기 휀하우징의 토출구와 인접하게 휀하우징에 구비되는 바이패스구멍; 상기 휀하우징에 구비되어 상기 바이패스구멍을 개폐하며, 상기 바이패스구멍을 닫은 상태에서 상기 흡입구로 흡입된 공기가 토출구로 토출되는 송풍유로를 형성하고, 상기 바이패스구멍을 연 상태에서 상기 송풍유로를 막으면서 상기 바이패스구멍과 토출구를 연통시키는 바이패스통로를 형성하는 유로전환댐퍼;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유로전환댐퍼는 상기 바이패스구멍을 개폐하면서 송풍유로를 형성하거나 바이패스통로를 형성하는 댐퍼판과, 상기 댐퍼판을 회전시키는 댐퍼모터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 댐퍼판은 곡면을 이루는 곡면판부와, 상기 곡면판부에 직선면으로 연장 형성되는 직선판부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 실외측 배기구측과 실외측 급기구측에 구비되는 필터어셈블리는 프리필터와, 상기 프리필터에 이어 위치하는 미디움필터를 포함하며, 상기 서큘레이션댐퍼측에 구비되는 필터어셈블리는 헤파필터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 환기시스템에서, 상기 바이패스댐퍼와 서큘레이션댐퍼를 닫고 상기 급기송풍기와 배기송풍기를 각각 송풍모드로 작동시키는 일반모드와, 상기 바이패스댐퍼를 열고 서큘레이션댐퍼를 닫고 급기송풍기를 바이패스모드로 작동시키고 배기송풍기를 송풍모드로 작동시키는 제연모드와, 상기 바이패스댐퍼를 열고 서큘레이션댐퍼를 닫고 배기송풍기를 바이패스모드로 작동시키고 급기송풍기를 송풍모드로 작동시키는 외기냉방모드와, 상기 바이패스댐퍼를 닫고 서큘레이션댐퍼를 열고 급기송풍기를 송풍모드로 작동시키는 공기청정모드를 선택적으로 운전하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 제어방법이 제공된다.
상기 배기송풍기와 급기송풍기의 송풍모드는 유로전환댐퍼가 바이패스구멍을 닫고 임펠러를 회전시키는 작동이고, 바이패스모드는 임펠러가 정지된 상태에서 유로전환댐퍼가 바이패스구멍을 열고 바이패스유로를 형성하는 작동인 것이 바람직하다.
본 발명은 다기능 전열교환기에 바이패스겸용 배기송풍기와 급기송풍기가 구비되어 실내에 연기가 발생시 실내 연기를 제거하는 제연기능과 실외 공기를 실내로 유입시켜 실내를 냉방시키는 외기냉방기능을 수행시 유로저항을 최소화하게 되므로 실내 연기를 신속하게 배출시키거나 실내를 빠르게 냉방시키게 된다. 특히, 바이패스겸용 배기송풍기와 급기송풍기가 각각 휀하우징에 바이패스구멍과 유로전환댐퍼가 구비되어 유로전환댐퍼가 바이패스구멍을 닫은 상태에서 흡입구로 흡입된 공기가 토출구로 토출되는 송풍유로를 형성하고, 바이패스구멍을 연 상태에서 송풍유로를 막으면서 바이패스구멍과 토출구를 연통시키는 바이패스통로를 형성하게 되므로 공기를 바이패스시킬 경우 공기가 토출구와, 임펠러와, 흡입구를 통해 유동하지 않고 바이패스통로를 통해 유동하게 되어 공기의 유동저항을 감소시킬 뿐만 아니라 임펠러를 구동시키는 임펠러구동모터의 역회전을 방지하게 되어 역기전력 발생으로 인한 모터의 소손을 방지하게 된다.
또한, 본 발명은 실내 공기(또는, 실내 연기)가 열교환소자(600)를 거치지 않고 바로 외부로 배기시키는 바이패스구성이 하우징의 내부에 구비되어 전열교환기의 구성이 간단하고 부피가 작게 된다.
또한, 본 발명은 실내의 열손실을 최소화하면서 실내 공기를 환기시키는 일반모드와 실내에 연기가 발생시 연기를 신속하게 배출하는 제연기능과 실외 공기로 실내를 냉방시키는 외기냉방모드와 실내 공기를 순환시켜 실내 공기를 여과하는 공기청정모드를 포함하게 되므로 실내 및 실외의 상황에 맞게 실내를 쾌적하고 안전한 상태로 유지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템이 설치된 건물을 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 환기시스템의 다기능 전열교환기를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 환기시스템의 다기능 전열교환기를 구성하는 바이패스겸용 송풍기를 도시한 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 환기시스템의 다기능 전열교환기를 구성하는 바이패스겸용 송풍기를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 환기시스템의 다기능 전열교환기를 구성하는 바이패스겸용 송풍기의 송풍모드를 도시한 정단면도,
도 6은 본 발명에 따른 환기시스템의 다기능 전열교환기를 구성하는 바이패스겸용 송풍기의 바이패스모드를 도시한 정단면도,
도 7은 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 제어방법을 도시한 블록도,
도 8은 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 일반모드 작동상태를 도시한 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 제연모드 작동상태를 도시한 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 외기냉방모드 작동상태를 도시한 평면도,
도 11은 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 공기청정모드 작동상태를 도시한 평면도.
이하, 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템이 설치된 건물을 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 환기시스템의 다기능 전열교환기를 도시한 평면도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 일실시예는, 건물에 설치되는 다기능 전열교환기(TC)와, 건물에 설치되어 건물 실내로 공기가 유입되도록 안내하며 다기능 전열교환기(TC)와 연결되는 공기유입 배관라인(IL)과, 건물에 설치되어 건물 실내의 공기가 배출되도록 안내하며 다기능 전열교환기(TC)와 연결되는 공기배출 배관라인(OL)을 포함한다.
다기능 전열교환기(TC)는 하우징(500), 열교환소자(600), 바이패스겸용 배기송풍기(Q1), 바이패스겸용 급기송풍기(Q2), 바이패스댐퍼(700), 서큘레이션댐퍼(800), 필터어셈블리(900)들, 유로개폐댐퍼들(D1)(D2)(D3)을 포함한다.
하우징(500)은 한쪽에 실내측 급기구(531)와 실내측 배기구(532)가 구비되고 다른 한쪽에 실외측 급기구(541)와 실외측 배기구(542)가 구비되고, 내부에 실외의 공기가 실내로 유입되도록 안내하는 유입유로(P1)와, 실내의 공기가 실외로 배출되도록 안내하는 배출유로(P2)가 구비된다. 하우징(500)의 일예로, 하우징(500)은 서로 연결되어 사각형을 이루는 전,후,좌,우측판(510)(520)(530)(540)과, 그 전,후,좌,우측판의 상단과 하단을 복개하여 내부 공간을 형성하는 상,하측판(번호 미표기)을 포함한다. 하우징(500)의 전,후,좌,우 위치는 설명의 편의상 도 2를 기준으로 위치를 설정한 것이다. 좌측판(530)에 실내측 급기구(531)와 실내측 배기구(532)가 구비되고, 우측판(540)에 실외측 급기구(541)와 실외측 배기구(542)가 구비된다. 실내측 급기구(531)와 실외측 배기구(542)는 서로 마주보고 위치하며 실내측 배기구(532)와 실외측 급기구(541)는 서로 마주보고 위치한다. 유입유로(P1)는 좌측판(530)의 실내측 급기구(531)와 우측판(540)의 실외측 급기구(541)를 연통하도록 형성되며, 배출유로(P2)는 좌측판(530)의 실내측 배기구(532)와 우측판(540)의 실외측 배기구(542)를 연통하도록 형성된다.
열교환소자(600)는 하우징(500)의 내부에 장착되어 실내 공기와 실외 공기를 열교환시킨다. 열교환소자(600)는 유입유로(P1)와 배출유로(P2)가 각각 연결되도록 하우징(500) 내부에 장착되며, 유입유로(P1)로 유입되는 실외 공기와 배출유로(P2)로 배출되는 실내 공기를 열교환시킨다. 열교환소자(600)는 육면체 형상이며, 열교환소자(600)의 네 개 모서리들이 각각 하우징(500)의 전,후,좌,우측판(510)(520)(530)(540)의 중간 부분에 위치하도록 하우징(500)의 내부에 위치한다. 전,후,좌,우측판(510)(520)(530)(540)의 각 중간 부분에 격벽이 구비되어 열교환소자(600)의 각 모서리들이 격벽에 지지된다. 열교환소자(600)가 하우징(500)의 내부에 위치하게 됨에 따라 하우징(500)의 내부에 네 개의 구획공간들이 구비된다. 하우징(500)의 좌측판(530)의 실내측 급기구(531)에 연통되는 구획공간을 제1 구획공간(S1), 좌측판(530)의 실내측 배기구(532)에 연통되는 구획공간을 제2 구획공간(S2), 우측판(540)의 실외측 배기구(542)와 연통되는 구획공간을 제3 구획공간(S3), 우측판(540)의 실외측 급기구(541)와 연통되는 구획공간을 제4 구획공간(S4)이 하며, 대각선 방향으로 위치하는 제1,4 구획공간(S1)(S4)은 유입유로(P1)를 형성하고, 대각선 방향으로 위치하는 제2,3 구획공간(S2)(S3)은 배출유로(P2)를 형성한다. 제1,2 구획공간 사이에 위치하는 격벽을 제1 격벽(W1), 제2,4 구획공간 사이에 위치하는 격벽을 제2 격벽(W2), 제4,3 구획공간 사이에 위치하는 격벽을 제3 격벽(W3), 제3,1 구획공간 사이에 위치하는 격벽을 제4 격벽(W4)이라 한다.
바이패스겸용 배기송풍기(Q1)는 실외측 배기구(542)에 인접하도록 배출유로(P2)에 구비되어 배기유동을 발생시킨다. 구체적으로, 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)는 실외측 배기구(542)와 연통되는 제3 구획공간(S3)에 위치하도록 하우징(500)의 내부에 설치된다.
바이패스용 급기송풍기(Q2)는 실내측 급기구(531)에 인접하도록 유입유로(P1)에 구비되어 급기유동을 발생시킨다. 구체적으로, 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)는 실내측 급기구(531)와 연통되는 제1 구획공간(S1)에 위치하도록 하우징(500)의 내부에 설치된다.
바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)는 서로 구성이 같은 것이 바람직하다.
바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)는 각각, 도 3, 4에 도시한 바와 같이, 휀하우징(100), 임펠러(200), 임펠러구동모터(300), 바이패스구멍(BH), 유로전환댐퍼(400)를 포함한다.
휀하우징(100)은 측면에 흡입구(112)가 구비되고 내부에 임펠러(200)가 위치하는 몸통부(110)와, 몸통부(110)의 일측에 연장 형성되어 임펠러(200)의 회전에 따라 흡입구(112)로 흡입된 공기가 토출되는 토출덕트부(120)를 포함한다. 몸통부(110)는 서로 간격을 두고 위치하는 두 개의 측면원판(111)과, 두 개의 측면원판(111)에 각각 구비되는 원형의 흡입구(112)와, 두 개의 측면원판(111)의 외주면을 감싸는 측면 원통체(114)를 포함한다. 토출덕트부(120)는 몸통부(110)와 연통되도록 몸통부(110)의 측면 원통체(114)에 연장 돌출된 사각 통 형상으로 형성되며, 그 단부가 토출구(121)가 되고 토출구(121)는 사각구멍 형상이 된다. 토출덕트부(120)에서 아래쪽에 위치하는 면을 하면(LF)이라 하고, 위쪽에 위치하는 면(하면과 대면되는 면)을 상면(UF)이라 하고, 상면(UF)과 하면(LF)을 연결하는 양쪽 면을 측면이라 한다. 즉, 도 3을 기준으로 하여, 몸통부(110)의 중심을 지나는 중심수평면(C)에서 가까운 쪽이 하면(LF)이고 먼쪽이 상면(UF)이다.
임펠러(200)는 휀하우징(100)의 내부에 구비되어 회전에 의해 공기가 흡입구(112)로 흡입되어 토출구(121)로 토출되는 공기 유동을 발생시킨다. 임펠러(200)는 균일한 두께를 갖는 링 형상의 환형 중심판(210)과, 환형 중심판(210)의 양쪽면에 각각 원을 이루도록 일정 간격으로 형성되는 다수 개의 블레이드(220)들을 포함한다. 임펠러(200)는 휀하우징(100)의 몸통부(110) 내부에 회전 가능하게 위치한다.
임펠러구동모터(300)는 임펠러(200)를 회전시킨다. 임펠러구동모터(300)는 아우터로터 타입 모터인 것이 바람직하다. 임펠러구동모터(300)는 아우터 로터가 임펠러(200)의 환형 중심판(210)에 연결되고, 임펠러구동모터(300)의 모터본체는 연결프레임(미도시)에 의해 휀하우징(100)의 몸통부(110)에 고정된다.
바이패스구멍(BH)은 휀하우징(100)의 토출구(121)와 인접하게 휀하우징(100)에 구비된다. 구체적으로, 바이패스구멍(BH)이 휀하우징(100)의 토출덕트부(120)의 상면(UF)과 몸통부(110)의 측면원통체(114)의 일부분에 걸쳐 구비된다. 바이패스구멍(BH)은 휀하우징(100)의 토출덕트부(120)의 상면(UF)에만 형성될 수도 있다. 바이패스구멍(BH)은 사각형으로 형성됨이 바람직하다.
유로전환댐퍼(400)는 휀하우징(100)에 구비되어 바이패스구멍(BH)을 개폐하며, 바이패스구멍(BH)을 닫은 상태에서 흡입구(112)로 흡입된 공기가 토출구(121)로 토출되는 송풍유로를 형성하고, 바이패스구멍(BH)을 연 상태에서 송풍유로를 막으면서 바이패스구멍(BH)과 토출구(121)를 연통시키는 바이패스통로를 형성한다. 유로전환댐퍼(400)의 일예로, 유로전환댐퍼(400)는 바이패스구멍(BH)을 개폐하면서 송풍유로를 형성하거나 바이패스통로를 형성하는 댐퍼판(410)과, 그 댐퍼판(410)을 회전시키는 댐퍼모터(420)를 포함한다. 바이패스구멍(BH)이 휀하우징(100)의 토출덕트부(120)의 상면과 몸통부(110)의 측면원통체(114)의 일부분에 걸쳐 구비된 경우 댐퍼판(410)은 곡면을 이루는 곡면판부(411)와, 그 곡면판부(411)에 직선면으로 연장 형성되는 직선판부(412)를 포함한다. 바이패스구멍(BH)은 휀하우징(100)의 토출덕트부(120)의 상면에만 형성된 경우 댐퍼판(410)은 직선판으로 형성된다. 댐퍼판(410)의 한쪽 변에 힌지축(413)이 구비되고 그 힌지축(413)이 바이패스구멍(BH)의 한쪽 변에 회전 가능하게 결합되되, 힌지축(413)이 결합되는 변은 토출구(121)로부터 먼 거리에 위치하는 변이다. 댐퍼판(410)은 바이패스구멍(BH)의 크기보다 크게 형성된다. 댐퍼모터(420)는 휀하우징(100)의 일측에 장착되며 힌지축(413)과 연결된다.
바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)는 각각 송풍모드와 바이패스모드로 작동한다. 송풍모드의 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 유로전환댐퍼(400)의 댐퍼판(410)이 바이패스구멍(BH)을 막은 상태에서 임펠러구동모터(300)를 작동시켜 임펠러(200)를 회전시키게 된다. 임펠러(200)의 회전에 따라 휀하우징(100)의 내부와 외부의 압력차가 발생되어 공기가 휀하우징(100)의 흡입구(112)를 통해 흡입되어 몸통부(110)의 임펠러(200)와 토출덕트부(120)를 거쳐 토출구(121)를 통해 토출된다. 바이패스모드의 경우, 임펠러구동모터(300)의 작동이 정지된 상태에서 유로전환댐퍼(400)의 댐퍼모터(420)를 작동시켜 댐퍼판(410)을 회전시키게 되면, 도 6에 도시한 바와 같이, 댐퍼판(410)이 회전하면서 댐퍼판(410)의 한쪽 끝변(댐퍼판의 회전축 반대편 변)이 휀하우징(100)의 토출덕트부(120)의 하면에 접촉지지되면서 토출덕트부(120)에 경사지게 위치한다. 이로 인하여, 토출덕트부(120)가 막히면서 바이패스구멍(BH)과 토출구(121)가 연통되는 바이패스통로(F)가 형성된다. 바이패스통로(F)를 통해 공기가 유동할 수 있다.
바이패스댐퍼(700)는 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 바이패스겸용 급기송풍기(Q2) 사이에 구비되어 유입유로(P1)와 배출유로(P2)를 개폐한다. 바이패스댐퍼(700)의 일예로, 바이패스댐퍼(700)는 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 바이패스겸용 급기송풍기(Q2) 사이에 위치하는 제4 격벽(W4)에 형성되어 유입유로(P1)와 배출유로(P2)를 연통시키는 통로를 개폐하는 개폐판(710)과, 개폐판(710)이 통로를 개폐하도록 개폐판(710)을 회전시키는 댐퍼모터(미도시)를 포함한다.
서큘레이션댐퍼(800)는 실내측 급기구(531)와 실내측 배기구(532) 사이에 구비되어 유입유로(P1)와 배출유로(P2)를 개폐한다. 서큘레이션댐퍼(800)의 일예로, 바이패스댐퍼(700)는 실내측 급기구(531)와 실내측 배기구(532) 사이에 위치하는 제1 격벽(W1)에 형성되어 유입유로(P1)와 배출유로(P2)를 연통시키는 통로를 개폐하는 개폐판(810)과, 개폐판(810)이 통로를 개폐하도록 개폐판(810)을 회전시키는 댐퍼모터(미도시)를 포함한다.
필터어셈블리(900)들은 하우징(100)의 실외측 배기구(542)와 실외측 급기구(541)와 서큘레이션댐퍼(800) 측에 각각 구비되어 공기를 여과한다. 실외측 배기구(542) 측에 구비되는 필터어셈블리(900)는 프리필터(910)와, 그 프리필터(910)에 이어 위치하는 미디움필터(920)를 포함하며, 프리필터(910)와 미디움필터(920)는 실외측 배기구(542)에 연통되도록 하우징(100)의 외측에 결합되는 덕트의 내부에 각각 구비되되, 미디움필터(920)가 실외측 배기구(542)와 프리필터(910) 사이에 위치한다. 프리필터(910)의 일예로, 프리필터(910)는 프리필터여재(911)와, 그 프리필터여재(911)를 회전시키는 모터(912)와, 프리필터여재(911)에 여과되는 먼지를 털어내는 브러쉬(913)와, 덕트의 외측면에 결합되어 브러쉬(913)에 의해 제거되는 먼지를 받아내는 먼지받이(914)를 포함하며, 덕트에 먼지받이(914)와 연통되는 구멍(미도시)이 구비된다. 실외측 급기구(541)에 구비되는 필터어셈블리(900)는 실외측 배기구(542) 측에 구비되는 필터어셈블리(900)와 구성이 같은 것이 바람직하다. 서큘레이션댐퍼(800) 측에 구비되는 필터어셈블리(900)는 헤파필터를 포함한다. 서큘레이션댐퍼(800) 측에 구비되는 필터어셈블리(900)는 제1 격벽(W1)에 장착되어 제1 격벽(W1)에 구비된 통로를 통해 유동하는 공기를 여과한다. 필터어셈블리(900)가 프리필터(910)와 미디움필터(920)를 포함하게 될 경우 공기 여과 성능을 향상시키게 될 뿐만 아니라 필터 교체 주기를 길게 할 수 있게 된다.
유로개폐댐퍼들(D1)(D2)(D3)은 하우징(100)의 실내측 배기구(532)와, 실외측 배기구(542)와, 실외측 급기구(541)에 각각 구비되어 유로를 개폐한다. 유로개폐댐퍼는 유로를 개폐하는 개폐판(11)과, 그 개폐판(11)을 회전시키는 댐퍼모터(12)를 포함한다. 실내측 배기구(532)를 개폐하는 유로개폐댐퍼를 제1 유로개폐댐퍼(D1), 실외측 배기구(542)를 개폐하는 유로개폐댐퍼를 제2 유로개폐댐퍼(D2), 실외측 급기구(531)를 개폐하는 유로개폐댐퍼를 제3 유로개폐댐퍼(D3)라 하며, 제1 유로개폐댐퍼(D1)는 실내측 배기구(532)에 연통되도록 하우징(100)의 좌측판(530)에 연결된 덕트에 구비되고, 제2 유로개폐댐퍼(D2)는 실외측 배기구(542)에 연통되는 덕트에 구비되고, 제3 유로개폐덕트(D3)는 실외측 급기구(541)에 연통되는 덕트에 구비된다.
도 7은 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 제어방법을 도시한 블록도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템의 제어방법의 일실시예는, 일반모드(M1), 제연모드(M2), 외기냉방모드(M3), 공기청정모드(M4)를 제어유닛(M0)에서 선택적으로 운전한다. 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)는 각각 송풍모드와 바이패스모드로 작동되며, 송풍모드는, 도 5에 도시한 바와 같이, 유로전환댐퍼(400)가 바이패스구멍(BH)을 닫고 임펠러(200)를 회전시키는 작동이고, 바이패스모드는, 도 6에 도시한 바와 같이, 임펠러(200)가 정지된 상태에서 유로전환댐퍼(400)가 바이패스구멍(BH)을 열고 바이패스유로(F)를 형성하는 작동이다.
일반모드(M1)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 바이패스댐퍼(700)와 서큘레이션댐퍼(800)를 닫고 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)와 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)를 각각 송풍모드로 작동시킨다. 이때, 제1,2,3 유로개폐댐퍼(D1)(D2)(D3)는 각각 연상태이다. 일반모드로 작동되면, 실외 공기가 실외측 급기구(541)를 통해 하우징(500)의 내부로 유입되어 유입유로(P1)를 통해 유동하면서 열교환소자(600)를 거치고 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)의 흡입구(112)와 토출구(121)를 통과하면서 실내측 급기구(531)와 공기유입 배관라인(IL)을 통해 실내로 유입된다. 이와 동시에, 실내 공기가 실내측 배기구(532)를 통해 하우징(500)의 내부로 유입되어 배출유로(P2)를 통해 유동하면서 열교환소자(600)를 거치고 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)의 흡입구(112)와 토출구(121)를 통과하면서 실외측 배기구(542)를 통해 실외로 배출된다. 이때, 하우징(500)의 유입유로(P1)로 유입되는 실외 공기와 배출유로(P2)로 배출되는 실내 공기가 열교환소자(600)를 거치면서 서로 열교환이 이루어지며, 열교환이 이루어진 실외 공기가 실내로 공급되어 실내 열손실을 감소시킨다.
제연모드(M2)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 바이패스댐퍼(700)를 열고 서큘레이션댐퍼(800)를 닫고 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)를 바이패스모드로 작동시키고 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)를 송풍모드로 작동시킨다. 이때, 제1,3 유로개폐댐퍼(D1)(D3)를 닫고 제2 유로개폐댐퍼(D2)를 연상태이다. 제연모드로 작동되면, 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)가 정지되고 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)만이 작동하게 되어 실내 연기가 실내측 급기구(531)를 통해 하우징(500)의 내부로 유입되면서 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)의 토출구(121)와 바이패스통로(F)와 바이패스구멍(BH)을 통과하고 그 바이패스통로(F)를 통과한 실내 연기는 열교환소자(600)를 거치지 않고 제4 격벽(W4)의 통로를 통해 유동하여 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)의 흡입구(112)와 토출구(121)를 통과하면서 실외측 배기구(542)를 통해 실외로 배출된다. 이와 같이, 실내 연기가 열교환소자(600)를 거치지 않고 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)의 바이패스통로(F)와 제4 격벽(W4)의 통로를 통해 실외로 배출되므로 실내 연기가 신속하게 실외로 배출된다.
외기냉방모드(M3)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 바이패스댐퍼(700)를 열고 서큘레이션댐퍼(800)를 닫고 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)를 바이패스모드로 작동시키고 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)를 송풍모드로 작동시킨다. 이때, 제1,3 유로개폐댐퍼(D1)(D3)는 닫은 상태이다. 외기냉방모드로 작동되면 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)의 임펠러(200)가 정지되고 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)의 임펠러(200)만이 작동하게 되어 실외 공기가 실외측 배기구(542)를 통해 하우징(500)의 내부로 유입되면서 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)의 토출구(121)와 바이패스통로(F)와 바이패스구멍(BH)을 통과하고, 그 바이패스통로(F)를 통과한 실외 공기는 열교환소자(600)를 거치지 않고 제4 격벽(W4)의 통로를 통해 유동하여 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)의 흡입구(112)와 토출구(121)를 통과하면서 실내측 급기구(531)와 공기유입 배관라인(IL)을 통해 실내로 유입된다. 실외 공기는 실외측 배기구(542)를 통해 하우징(100)으로 유입될 때 필터어셈블리(900)에 의해 여과된다. 이와 같이, 실외 공기가 열교환소자(600)를 거치지 않고 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)의 바이패스통로(F)와 제4 격벽(W4)의 통로를 통해 실내로 유입되므로 실외 공기가 신속하게 실내로 유입되어 실내를 빠르게 냉방시킨다. 외기냉방모드(M3)는 봄철이나 가을철 실내 공기가 가열되었을 경우 작동되는 것이 바람직하다.
공기청정모드(M4)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 바이패스댐퍼(700)를 닫고 서큘레이션댐퍼(800)를 열고 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)를 송풍모드로 작동시킨다. 이때, 제2,3 유로개폐댐퍼(D2)(D3)는 닫은 상태이다. 공기청정모드로 작동되면 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)에서 발생되는 압력차에 의해 실내 공기가 공기배출 배관라인(OL)과 실내측 배기구(532)를 통해 하우징(100) 내부로 유입되어 제1 격벽(W1)의 통로를 통과하면서 필터어셈블리(900)에 의해 여과되고 그 여과된 실내 공기는 바이패스겸용 급기송풍기(Q2)의 흡입구(112)와 토출구(121)를 통해 배출되어 공기유입 배관라인(IL)을 통해 실내로 유입된다. 이와 같이, 실내 공기의 순환이 반복되면서 실내 공기가 정화된다.
이와 같이, 본 발명은 다기능 전열교환기(TC)에 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 급기송풍기(Q2)가 구비되어 실내에 연기가 발생시 실내 연기를 제거하는 제연기능과 실외 공기를 실내로 유입시켜 실내를 냉방시키는 외기냉방기능을 수행시 유로저항을 최소화하게 되므로 실내 연기를 신속하게 배출시키거나 실내를 빠르게 냉방시키게 된다. 특히, 바이패스겸용 배기송풍기(Q1)와 급기송풍기(Q2)가 각각 휀하우징(100)에 바이패스구멍(BH)과 유로전환댐퍼(400)가 구비되어 유로전환댐퍼(400)가 바이패스구멍(BH)을 닫은 상태에서 흡입구(112)로 흡입된 공기가 토출구(121)로 토출되는 송풍유로를 형성하고, 바이패스구멍(BH)을 연 상태에서 송풍유로를 막으면서 바이패스구멍(BH)과 토출구(121)를 연통시키는 바이패스통로(F)를 형성하게 되므로 공기를 바이패스시킬 경우 공기가 토출구(121)와, 임펠러(200)와, 흡입구(112)를 통해 유동하지 않고 바이패스통로(F)를 통해 유동하게 되어 공기의 유동저항을 감소시킬 뿐만 아니라 임펠러(200)를 구동시키는 임펠러구동모터(300)의 역회전을 방지하게 되어 역기전력 발생으로 인한 모터의 손상을 방지하게 된다.
또한, 본 발명은 실내 공기(또는, 실내 연기)가 열교환소자(600)를 거치지 않고 바로 외부로 배기시키는 바이패스구성이 하우징(500)의 내부에 구비되어 전열교환기의 구성이 간단하고 부피가 작게 된다.
또한, 본 발명은 실내의 열손실을 최소화하면서 실내 공기를 환기시키는 일반모드와 실내에 연기가 발생시 연기를 신속하게 배출하는 제연기능과 실외 공기로 실내를 냉방시키는 외기냉방모드와 실내 공기를 순환시켜 실내 공기를 여과하는 공기청정모드를 포함하게 되므로 실내 및 실외의 상황에 맞게 실내를 쾌적하고 안전한 상태로 유지할 수 있게 된다.
100; 휀하우징 200; 임펠러
300; 임펠러구동모터 BH; 바이패스구멍
400; 유로전환댐퍼 500; 하우징
600; 열교환소자 700; 바이패스댐퍼
800; 서큘레이션댐퍼 900; 필터어셈블리
D1,D2,D3; 유로개폐댐퍼

Claims (7)

  1. 한쪽에, 실내측 급기구와 실내측 배기구가 구비되고, 다른 한쪽에 실외측 급기구와 실외측 배기구가 구비되며, 내부에 실내 공기가 실외로 배출되는 배출유로와 실외 공기가 실내로 유입되는 유입유로가 구비된 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되어 실내 공기와 실외 공기를 열교환시키는 열교환소자; 상기 실외측 배기구에 인접하도록 배출유로에 구비되어 배출유동을 발생시키는 바이패스겸용 배기송풍기; 상기 실내측 급기구에 인접하도록 유입유로에 구비되어 유입유동을 발생시키는 바이패스겸용 급기송풍기; 상기 바이패스겸용 배기송풍기와 급기송풍기 사이에 구비되어 상기 유입유로와 배출유로를 개폐하는 바이패스댐퍼; 상기 실내측 급기구와 실내측 배기구 사이에 구비되어 상기 유입유로와 배출유로를 개폐하는 서큘레이션댐퍼; 상기 하우징의 실외측 배기구와 실외측 급기구 측에 각각 구비되어 공기를 여과하는 필터어셈블리들; 상기 하우징의 실내측 배기구와, 실외측 배기구와, 실외측 급기구에 각각 구비되어 유로를 개폐하는 유로개폐댐퍼들;을 포함하며,
    상기 바이패스겸용 배기 및 급기송풍기는 각각,
    흡입구와 토출구가 구비되는 휀하우징;
    상기 휀하우징의 내부에 구비되며, 회전에 의해 공기가 흡입구로 흡입되어 토출구로 토출되는 공기 유동을 발생시키는 임펠러;
    상기 임펠러를 회전시키는 임펠러구동모터;
    상기 휀하우징의 토출구와 인접하게 휀하우징에 구비되는 바이패스구멍;
    상기 휀하우징에 구비되어 상기 바이패스구멍을 개폐하되, 상기 바이패스구멍을 닫은 상태에서 상기 흡입구로 흡입된 공기가 토출구로 토출되는 송풍유로를 형성하고, 상기 바이패스구멍을 연 상태에서 상기 송풍유로를 막으면서 공기가 임펠러를 거치지 않고 바이패스구멍과 토출구를 통하도록 바이패스구멍과 토출구를 연통시키는 바이패스통로를 형성하는 유로전환댐퍼;를 포함하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유로전환댐퍼는 상기 바이패스구멍을 개폐하면서 송풍유로를 형성하거나 바이패스통로를 형성하는 댐퍼판과, 상기 댐퍼판을 회전시키는 댐퍼모터를 포함하는 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 댐퍼판은 공기의 유동시 유로 저항을 감소시키도록 곡면을 이루는 곡면판부와, 상기 곡면판부에 직선면으로 연장 형성되는 직선판부를 포함하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 실외측 배기구측과 실외측 급기구측에 구비되는 필터어셈블리는 프리필터를 포함하며, 상기 서큘레이션댐퍼측에 필터어셈블리가 구비되고 상기 서큘레이션댐퍼측에 구비되는 필터어셈블리는 헤파필터를 포함하는, 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
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