KR102026933B1

KR102026933B1 - 교실 환기시스템

Info

Publication number: KR102026933B1
Application number: KR1020190065408A
Authority: KR
Inventors: 장기홍
Original assignee: 주식회사 창성엔지니어링
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2019-11-06

Abstract

본 발명은 칠판이 설치되는 교실 또는 각종 강의실에 설치하여 필서된 칠판을 지울 때에 발생하는 분진이 사람에게 영향을 미치지 않고 흡입 제거함과 동시에 교실 또는 강의실의 오염된 공기는 실외로 배출시키고 실외의 청정한 공기를 실내에 공급함으로써 창문을 열지 않고도 실내를 항상 청정하고 쾌적하게 관리할 수 있도록 한 교실 환기시스템에 관한 것으로, 그 구성은, 탁한 실내공기를 실외로 배출하고 실외공기를 실내에 공급하는 본체와, 실내로 공급되는 실외공기에 가습하고 오염물질을 제거하는 가습유도수단과, 오염된 물을 정화하고 그 정화된 물을 재사용하게 하는 베셀과, 칠판의 분진을 제거하는 분진제거수단과, 이들을 제어하는 제어부로 이루어진다.

Description

교실 환기시스템{Ventilation System of Classroom}

본 발명은 칠판이 설치되는 교실 또는 각종 강의실에 설치하여 필서된 칠판을 지울 때에 발생하는 분진이 사람에게 영향을 미치지 않고 흡입 제거함과 동시에 교실 또는 강의실의 오염된 공기는 실외로 배출시키고 실외의 청정한 공기를 실내에 공급함으로써 창문을 열지 않고도 실내를 항상 청정하고 쾌적하게 관리할 수 있도록 한 교실 환기시스템 관한 것이다.

일반적으로 칠판이 설치되는 교실 또는 각종 강의실에는 강의를 위하여 칠판에 필서를 하게 되고 상기 필서된 칠판을 다음 강의를 위하여 지울 때에는 분진이 발생되어 필서를 지우는 사람은 물론 교실의 학생들에게 악영향을 주게 된다.

따라서 상기 칠판 주위에는 분진을 제거할 수 있는 시스템이 필요하나 현존하는 칠판에는 분진을 제거할 수 있는 시스템이 없고, 교실을 포함하는 실내공기를 환기시키는 시스템이 다수 개발되어 제공되고 있다.

상기 제공되고 있는 실내공기 환기시스템은 실내공기의 질을 향상시키기 위하여 건물에 설치되는 것으로, 특히, 실내의 탁한 공기를 외부로 배출할 때에 열교환기를 통과시키도록 하고, 실외 공기를 실내로 공급할 때에도 열교환기를 통과시키도록 하여 실내공기와 실외공기 간에 열교환이 이루어지도록 하여 열에너지의 효율을 향상시키도록 한다.

또한, 실내공기 환기시스템은 실외공기에 포함된 세균의 살균 및 유해가스를 제거함은 물론, 황사, 미세먼지, 꽃가루 등의 유해물질을 제거하고, 음이온을 발생시켜 인체에 유익하도록 하는 기술이 대한민국 특허 제10-0665475호, "공기 정화기능을 갖춘 순수 음이온 발생환기 유닛"으로 알려져있다.

상술한 종래의 음이온 발생 환기 유닛은 열교환기, 오염감지수단, 필터, 플라스마발생수단, 광촉매 필터 및 클러스터 음이온 발생수단을 포함하여 구성된다.

상술한 열교환기는 에너지 절약을 극대화하고 난류 형성 촉진을 위한 형상을 가지며, 플라스틱(PP) 또는 종이 중에 어느 하나의 재질로 제작되는 것이며, 상기의 오염감지수단은 상술한 컨트롤러의 한쪽에 장착하여 환기유닛을 제어하도록 장착된다.

상술한 필터, 플라스마발생수단 및 광촉매 필터는 실외공기 흡입구 쪽에 연달아 순차적으로 장착되고 염화비닐 망과 같은 항균 정전기능을 갖는다.

상술한 클러스터 음이온발생수단은 상술한 실외공기 토출구 쪽에 장착되고, 브래킷에 고정대와 다른 고정대가 이격 되어 배치되고, 어느 한쪽 고정대에는 음이온발생장치가 장착되며, 다른 고정대에는 접지가 장착되어 음이온을 발생시킨다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 환기 유닛은 다음과 같은 문제점이 지적된다.

종래의 환기 유닛은 실외공기 흡입구 쪽과 실내공기 토출구 쪽에 개방된 형태로서, 실외에서 강풍 등에 의해 역풍이 유입될 수 있고, 이러한 역풍은 각종 필터와 팬 등을 훼손시키는 문제점이 있다.

또한, 환기 유닛이 가동되지 않을 때 실외공기 흡입구와 실내공기 토출구를 통하여 외부의 공기가 실내로 유입될 수 있으며, 특히 이러한 외부의 공기는 오염물질이 포함된 상태로 실내로 유입되어 실내 공기를 오염시키는 문제점이 있다.

또 상술한 필터는 오염물질에 의해 필터 막힘 현상이 발생할 수 있고, 이와 같이 필터가 막힘으로써 필터의 작용을 기대할 수 없으므로 적절한 시기에 필터를 교체하여야 하지만, 실제 사용자는 대부분 공기조화기 분야에 비전문가 일 수 있고, 또한, 환경 유닛의 필터에 그다지 관심을 가지지 않을 수 있다.

특히 오염 정도는 사용 환경에 따라 달라지는 것으로 표준으로 제시되는 필터교환주기와 다를 수 있고, 적절한 시기에 필터를 교체하지 못하는 경우에는 오염된 외부의 공기가 정화되지 못한 상태에서 실내로 유입되는 문제점이 있다.

또한, 환기 유닛은 천장에 매립되는 형태로 시공될 수 있고, 각종 필터는 환기유닛의 내부에 배치됨으로써 필터를 교환할 때에 환기 유닛을 개방하고 필터 유닛을 교체하는 번거로움이 있다.

다른 한편으로, 환기 유닛에서 실내로 급기하는 공기는 비록 열교환기를 통과함으로써 실내 공기와 비슷하거나 가온 되어 온도로 변화될 수 있지만, 겨울철에는 그러한 온도변화가 기대에 미치지 못할 수 있고, 이로써 실내의 온도가 낮아지는 문제점이 있다.

따라서 근래에는 상기의 문제점을 해소하고자 도 1에 나타낸 바와 같은 한국공개특허번호 제10-2012-0001982호의 실내공기의 환기 유닛이 제공되어 있고, 그 기본 구성을 살펴보면 아래와 같다.

- 아 래 -

실외공기가 유입되는 실외공기 유입부(114a), 정화된 공기가 실내로 급기되는 실외공기 급기부(114b), 실내의 공기가 유입되는 실내공기 유입부(116a) 및 열교환된 실내공기가 외부로 배출되는 실내공기 배출부(116b)가 형성되는 본체(110);

상기 본체(110)의 내부에 배치되고 상기 실외공기와 상기 실내공기가 통과하면서 교환되는 열교환기(120);

상기 본체(110)의 한쪽에 설치되어 상기 실외공기 유입부(114a)로부터 유입되는 실외공기를 정화하는 필터 유닛(200);

상기 실외공기 유입부(114a)에 설치되어 환기 유닛(100)이 가동되지 않을 때에 외기의 유입을 차단하는 급기 전동댐퍼(132); 및

상기 실내공기 배출부(116b)에 설치되어 상기 환기 유닛(100)이 가동되지 않을 때에 외기의 유입을 차단하는 배출 전동댐퍼(134); 를 포함하는 것으로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 가지는 한국공개특허번호 제10-2012-0001982호는 실외공기를 정화하여 실내에 공급하고, 또 열교환기에 의해 실내로 공급되는 공기를 예열하여 실내의 열손실을 최소화할 수 있는 장점이 있으나, 가습의 기능이 없음은 물론, 실외공기를 정화가 효과적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

한국특허번호 제10-0665475 : 공기 정화기능을 갖춘 순수 음이온 발생환기 유닛. 한국공개특허번호 제10-2012-0001982 : 실내공기의 환기 유닛. 한국공개특허번호 제10-2014-0001621 : 가습기능을 갖는 실내공기 순환기.

본 발명의 상기의 문제점을 해소하고자 발명한 것으로, 그 목적은,

첫째, 필서된 칠판을 지울 때에 발생하는 분진이 칠판을 지우는 사람은 물론, 주위 사람들에게 악영향을 주지 않도록 함과 동시에 실내공기를 쾌적하게 관리할 수 있고,

둘째, 실외의 공기의 유해물질을 제거함과 동시에 유해세균을 살균하여 실내로 공급하고, 실내의 오염된 공기는 실외로 배출시키는 방법으로 환기시켜 실내를 항상 쾌적하게 관리할 수 있도록 하며,

셋째, 실외로 배출되는 따뜻한 실내공기의 열기와 실내로 공급되는 차가운 실외공기 간에 열교환이 이루어져 실내의 온도관리를 효율적으로 할 수 있음은 물론, 실외로부터 실내로 공급되는 공기에 습도를 부여하여 실내를 가습함으로써 창문을 열지 않고도 실내를 청정하고 자연친화적으로 관리할 수 있도록 한 교실 환기시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 교실 환기시스템의 과제 해결 수단 구성은,

평면에서 볼 때 4각형의 박스(11) 내부를 4 등분하여 각각의 제1 내지 제4공간(11a,11b,11c,11d)을 마련하되, 상기 각 공간이 만나는 중앙부에는 마름모형태의 열교환수단(12)이 형성되고, 상기 각 공간 중 제1공간에는 실내공기를 흡입하는 실내공기공급수단(13)이 설치되고, 상기 실내공기공급수단과 대각선방향의 제2공간에는 실외공기흡입구(14)가 형성되며, 상기 실내공기공급수단의 일 측에 위치한 제3공간에는 실내공기배출수단(15)이 설치되고, 그 실내공기배출수단의 대각선방향 제4공간에는 실내공기흡입구(16)를 설치하여 실내공기가 실외로 배출될 때와 상기 실외공기가 실내로 공급될 때에 상기 열교환수단을 통과하며 상기 실내/외 공기가 상호 열 교환되도록 하는 본체(10);

상기 제2공간의 후방 열교환수단의 일 측 상부에는 물 공급수단(21)에 의해 공급되는 물이 물방울 또는 물줄기 형태로 낙하하도록 유도하는 물 배수유도수단(22)이 내부에 설치되고, 그 물 배수유도수단의 하부 바닥면과 측면 하부에는 다수개의 배수구멍(23a)이 형성되며, 측면에는 오버플로우 되는 물을 배수시키는 배수 홀(23b)을 형성시켜 된 챔버(23)가 설치되며, 상기 열교환수단의 일 측과 챔버의 사이에는 상기 물방울 또는 물줄기 형태로 낙하 되는 물이 상기 열교환수단으로 유입되는 것을 방지하는 물 비산방지수단(24)을 설치하여 된 가습유도수단(20);

상기 제2공간과 제3공간의 하부 바닥면에는 상부가 개방된 수조(31)가 설치되고, 그 수조의 중앙부에는 이물질을 걸러주는 필터(32)를 설치하되, 그 필터를 중심으로 상기 수조를 양분하여 제1수조(31a)와 제2수조(31b)로 구분하며, 상기 제1수조는 상기 챔버에서 낙하되는 물을 받도록 챔버의 직 하부에 위치되게 설치되고, 상기 제2수조는 상기 제3공간에 위치되게 설치되며, 상기 제2수조에는 그 제2수조의 물 수위를 측정하는 물 수위측정수단(35)과 물의 오염도를 측정하는 오염도측정센서(33)와 물의 유해균을 살균하는 물 살균수단(34)을 설치하여 된 베셀(30);

상기 실내공기공급수단(13)의 출구와 실내공기흡입구(16)에는, 각 실내공간(R)의 각 개소로 배열되는 각각의 덕트(D)를 설치하되, 상기 실내공기공급수단의 출구와 연결 설치되는 덕트 중 어느 하나의 턱트 선단에는 교실의 칠판(60) 상부 설치된 디퓨져(51)와 연결설치되어 디퓨져에서 가습공기를 하향 공급되게 하고, 상기 실낸공기흡입구와 연결설치되는 덕트에는 칠판 하부에 설치된 후드(52)와 연결설치되어 칠판에서 발생하는 분진을 흡입하고 분진을 필터링하도록 구성시켜 된 분진제거수단(50);

상기 실내공기공급수단, 실내공기배출수단, 열교환수단, 물 공급수단, 물 수위측정수단, 오염도측정센서, 물 살균수단, 디퓨져, 후드와 상호 연결설치되어 그들을 제어하는 제어부(40); 를 포함하는 것으로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 갖춘 본 발명의 교실 환기시스템은, 상기 목적에서 설명한 바와 같이, 필서된 칠판을 지울 때에 발생하는 분진이 칠판을 지우는 사람은 물론, 주위 사람들에게 악영향을 주지 않도록 함과 동시에 실내공기를 쾌적하게 관리할 수 있고, 실외의 공기의 유해물질을 제거함과 동시에 유해세균을 살균하여 실내로 공급하고, 실내의 오염된 공기는 실외로 배출시키는 방법으로 환기시켜 실내를 항상 쾌적하게 관리할 수 있도록 하며, 실외로 배출되는 따뜻한 실내공기의 열기와 실내로 공급되는 차가운 실외공기 간에 열교환이 이루어져 실내의 온도관리를 효율적으로 할 수 있음은 물론, 실외로부터 실내로 공급되는 공기에 습도를 부여하여 실내를 가습함으로써 창문을 열지 않고도 실내를 청정하고 자연친화적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 실내공기 환기 유닛 구성을 나타낸 평면도,
도 2는 본 발명의 교실 환기시스템 일부 절개 사시도,
도 3은 본 발명의 교실 환기시스템 평 단면 구성도,
도 4는 본 발명의 교실 환기시스템에서 챔버 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 교실 환기시스템에서 챔버 구성을 나타낸 평 단면도,
도 6은 본 발명의 교실 환기시스템에서 수조 구성을 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 교실 환기시스템에서 분진제거수단이 적용된 상태의 평면 개략도,
도 8은 본 발명의 교실 환기시스템에서 칠판에 분진제거수단이 설치된 상태의 측면 개략도,
도 9는 본 발명의 교실 환기시스템을 실내에 적용시킨 상태를 설명하기 위한 블록도,
도 10은 본 발명의 교실 환기시스템 제어 블록도.

본 발명은 칠판이 설치되는 교실 또는 각종 강의실에 설치하여 필서된 칠판을 지울 때에 발생하는 분진이 사람에게 영향을 미치지 않고 흡입 제거함과 동시에 교실 또는 강의실의 오염된 공기는 실외로 배출시키고 실외의 청정한 공기를 실내에 공급함으로써 실내를 항상 쾌적하고 청정하게 관리할 수 있도록 한 교실 환기시스템 관한 것으로, 이를 첨부도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 아래와 같다.

아래에서 설명되는 실내는 교실, 강의실 및 각종 실내공간을 의미하는 것으로 설명의 편의상 실내로 통칭하여 설명한다.

본 발명의 교실 환기시스템(A)은, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 평면에서 바라볼때 4각형의 박스(11) 내부를 4 등분하여 각각의 제1 내지 제4공간(11a,11b,11c,11d)을 마련한다.

그리고 상기 각 공간(11a,11b,11c,11d)이 만나는 중앙부에는 마름모형태의 열교환수단(12)이 형성되고, 상기 각 공간(11a,11b,11c,11d) 중 제1공간(11a)에는 실내공기를 흡입하는 실내공기공급수단(13)이 설치되고, 그 실내공기공급수단(13)과 대각선방향의 제2공간(11b)에는 실외공기흡입구(14)가 형성된다.

또 상기 실내공기공급수단(13)의 일 측에 위치한 제3공간(11c)에는 실내공기배출수단(15)이 설치되고, 그 실내공기배출수단(15)의 대각선방향 제4공간(11d)에는 실내공기흡입구(16)를 설치하여 실내공기가 실외로 배출될 때와 상기 실외공기가 실내로 공급될 때에 상기 열교환수단(12)을 통과하며 상기 실내/외 공기가 상호 열 교환되도록 하여된 본체(10)가 마련된다.

상기와 같은 구성의 본체(10)에서 4각형의 박스(11) 내부를 4 등분하여 각각의 제1 내지 제4공간(11a,11b,11c,11d)을 마련하는 이유는, 실내공기공급수단(13)을 설치하는 공간과, 실외공기흡입구(14)를 형성시키는 공간과, 실내공기배출수단(15)을 설치하는 공간과, 실내공기흡입구(16)을 각각 별로로 구획 분리시켜 실내공기가 실외로 배출될 때와 상기 실외공기가 실내로 공급될 때에 상기 열교환수단(12)을 통과하며 상기 실내/외 공기가 상호 열 교환되도록 함으로써, 실외공기를 실내에 공급할 때에 실내의 온도를 최대한 보존하여 난방비를 절감할 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 같이 실내/외 공기가 상호 열 교환되도록 하기 위해서는 열교환수단(12)을 마름모 형태로 형성시켜 실내/외 공기가 상호 교차방향으로 진행되면서 상기 실내/외 공기를 열 교환시켜야 그 열교환이 효과적으로 이루어지기 때문이다.

상기 열교환수단(12)의 내부에는 상기 실내/외 공기가 상호 교차하며 진행하도록 각각의 진행로가 형성되고, 그 각 진행로의 양단부에는 제2공간(11b)의 공기가 제1공간(11a) 즉 대각선방향으로 진행하고 제4공간(11d)의 공기가 제3공간(11c) 즉 대각선방향으로 진행하도록 하기 위한 구멍이 형성되어 있다.

상기의 구성에서 열교환수단(12)의 작동원리는 통상의 전열교환기(total enthalpy heat exchanger) 작동 원리와 동일함으로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 상기 실내/외 공기를 교환하고자 할 때에는 상기 제1공간(11a)에 설치된 실내공기공급수단(13)을 작동시킴과 동시에 상기 제3공간(11c)에 설치된 실내공기배출수단(15)을 작동시키면 흡입력이 열교환수단(12)을 통하여 제2공간(11b)과 제4공간(11d)으로 발생 되면서 실외공기는 실외공기흡입구(14)를 통하여 흡입되고, 실내공기는 실내공기흡입구(16)를 통하여 흡입하여 실내공기공급수단(13)과 실내공기배출수단(15)에 의해 배출되는 것이다.

이때 상기 실내공기공급수단(13)이 설치되는 제1공간(11a)에는 그 제1공간(11a)에 수용된 공기의 유해균을 살균하여 실내에 공급하도록 하는 살균램프(17)을 설치함이 바람직하나 필요에 따라서는 상기 실내공기공급수단(13)과 연결설치되는 덕트에 상기 살균램프(17)를 설치하여 사용할 수도 있다.

상기 살균램프(17)라 함은 일반적으로 많이 사용되는 UV램프를 사용함이 바람직하나 필요에 따라서는 공기 살균력을 갖는 광 촉매를 코팅한 물 살균수단을 설치하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 가습유도수단(20)은, 도 2 및 도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 제2공간(11d)의 후방 열교환수단(12)의 일 측 상부에는 물 공급수단(21)에 의해 공급되는 물이 물방울 또는 물줄기 형태로 낙하하도록 유도하는 물 배수유도수단(22)이 내부에 설치되고, 그 물 배수유도수단(22)의 하부 바닥면과 측면 하부에는 다수개의 배수구멍(23a)이 형성되며, 측면에는 오버플로우 되는 물을 배수시키는 배수 홀(23b)을 형성시켜 된 챔버(23)가 설치된다.

또 상기 열교환수단(12)의 일 측과 챔버(23)의 사이에는 상기 물방울 또는 물줄기 형태로 낙하 되는 물이 상기 열교환수단(12)으로 유입되는 것을 방지하는 물 비산방지수단(24)을 설치된다.

상기의 가습유도수단(20) 구성에서 물 배수유도수단(22)과 챔버(23)의 역할은, 상기 제4공간(11d)으로 흡입돼 들어온 공기를 열교환수단(12)으로 진입하기 전에 가습하여 가습공기를 형성함과 동시에 외부 공기의 오염원을 제거하기 하도록 물을 낙수 시키는 것으로, 상기 챔버(23)와 그 챔버에 설치되는 물 배수유도수단(22)의 일실시 예 구성을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 아래와 같다.

- 아 래 -

상기 물 배수유도수단(22)은, 상기 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)의 배수량을 조절하도록 다수의 구성(22a)이 형성된 배수량조절판(22b)이 상기 챔버(23)의 바닥면 상에 위치 이동 가능하게 설치되고, 상기 배수량조절판(22b)의 상부에는 골(22c)과 다수의 배수구멍(22d)을 갖는 두둑(22e)이 형성된 배수공급 판(22f)을 설치되는 것으로 이루어진다.

상기 배수량조절판(22b)을 챔버(23)의 바닥면 상에 위치 이동 가능하게 설치하는 이유는, 상기 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)의 크기를 조절하여 물이 낙수 되는 양을 조절하기 위함으로써 낙수 되는 물을 양을 최대로 많게 하기 위해서는 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)과 배수량조절판(22b)에 형성된 구멍(22a)을 일치시키면 되고, 상기 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)으로 배수되는 낙수의 양을 적게 하기 위해서는 배수량조절판(22b)의 위치를 조절하여 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)의 크기를 작게하면 되는 것이다.

상기와 같이 참버(23)에서 낙수 되는 양을 조절하는 이유는, 기습공기의 가습 정도를 조절하기 위함으로써 상기 챔버(23)에서 낙수되는 물은 물방울 또는 물줄기 형태 중 어느 하나의 형태로 낙수 되는바, 상기 배수량조절판(22b)의 위치 조절에 따른 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)을 아주 작게 하면 물방울 형태로 낙수되고, 상기 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)을 크게 하면 물줄기 형태로 낙수 되는 것이다.

또한, 상기 배수량조절판(22b)의 상부에는 골(22c)과 다수의 배수구멍(22d)을 갖는 두둑(22e)이 형성된 배수공급 판(22f)이 설치되는데, 그 배수공급 판(22f)을 설치하는 이유는, 물 공급수단(21)으로부터 챔버(23)로 물이 공급될 때에 발생하는 소음을 최소화하고, 또 물의 난류를 방지하기 위함이다.

상기 물 공급수단(21)으로부터 챔버(23)로 물이 공급될 때에 소음이 발생하게되면 이는 실내에서 생활하는데 불편함이 있고, 또 난류가 발생하면 챔버(23)의 바닥면에 형성된 배수구멍(23a)의로 물이 낙수 될 때에 불규칙하게 낙수 되므로 이를 방지하기 위함이다.

상기 배수구멍(23a)이 형성된 챔버(23)의 바닥면으로부터 구멍(22a)이 형성된 배수량조절판(22b)을 위치 이동시키는 방법은, 도 4에 나타낸 바와 같이 배수량조절판(22b)에 장 홀을 형성시키고 그 장 홀에 볼트를 체결하되 그 체결되는 볼트의 위치를 상기 장 홀의 공간 내에서 조절한 후 너트로 고정하면 된다.

상기 배수공급 판(22f)에 골(22c)과 두둑(22e)을 형성시키고, 또 두둑의 상부에 다수의 배수구멍(22d)을 형성시킨 이유는, 상기 골(22c)에는 물에 항상 잠겨있는 상태가 되므로 난류의 발생을 방지할 수 있기 때문이며, 두둑(22e)의 상부에 다수의 배수구멍(22d)을 형성시킨 이유는, 상기 물 공급수단(21)으로 공급되는 물이 두둑(22e)의 배수구멍(22d)을 통하여 배수량조절판(22b)을 거쳐 챔버(23)의 바닥면으로 공급되면서 배수구멍(23a)으로 낙수되기 때문에 물의 소음이 전혀 발생하지 않고 잔잔하게 공급이 이루어지도록 하기 위함이다.

또한, 상기 챔버(23)의 하부 측면 가장자리에는 다수개의 배수구멍(23a)이 형성되는데, 그 이유는, 챔버(23)의 하부 바닥면 가장자리에는 배수구멍(23a)이 형성되지 못함으로 그 배수구멍(23a)을 대신하여 챔버(23)의 하부 가장자리에 형성시킨 것이다.

또 상기 챔버(23)로 물을 공급하는 물 공급수단(21)은, 상기 제2수조(31b)의 물을 펌핑하도록 하단이 상기 제2수조(31b)에 침지되는 제1라인(21a)과, 그 제1라인(21a)과 연결설치되는 펌프(21b)와, 상기 펌프에 의해 펌핑된 물을 챔버(23)로 공급하는 제2라인(21c)과, 상기 제1라인(21a)과 연결설치되어 외부의 물을 공급받도록 하는 제3라인(21d)으로 구성된다.

상기 제3라인(21d)을 설치하는 이유는, 가습에 따른 수조(31)의 물이 부족할 때에 외부의 물을 공급받아 보충하기 위함이며, 제1라인(21a)을 설치하는 이유는, 수조의 물을 재사용하여 물을 절약하기 위함이다.

또한, 상기 챔버(23)의 길이방향 측면에 그 길이방향을 따라 배수 홀(23b)을 형성시키는데, 그 이유는 챔버(23)의 물이 오버플로우 될 때 그 오버플로우 되는 물이 챔버(23)의 측면으로 흘러내리며 제1수조(31a)로 낙수되어 공기의 가습에 도움을 줌과 동시에 물을 재사용하기 위함이다.

그리고 상기 배수 홀(23b)의 위치는, 상기 물 배수유도수단(22)의 상부위치와 준하는 위치에 형성시킴이 바람직하나 필요에 챔버(23)의 측면 상부에 위치시켜 물 공급수단(21)에서 공급되는 물이 챔버(23)의 측면에서도 공급되게 하여 가습 효율을 높이도록 하였다.

본 발명의 베셀(30)은, 챔버(23)에서 낙수 되는 물을 받아 이물질을 제거하고 재사용하도록 하는 것으로, 그 구성은, 상기 제2공간(11b)과 제3공간(11c)의 하부 바닥면에 상부가 개방된 수조(31)가 설치되고, 그 수조(31)의 중앙부에는 이물질을 걸러주는 필터(32)를 설치하되, 그 필터(32)를 중심으로 상기 수조(31)를 양분하여 제1수조(31a)와 제2수조(31b)로 구분하며, 상기 제1수조(31a)는 상기 챔버(23)에서 낙하되는 물을 받도록 챔버(23)의 직 하부에 위치되게 설치되고, 상기 제2수조(31b)는 상기 제3공간(11c)에 위치되게 설치되며, 상기 제2수조(31b)에는 그 제2수조의 물 수위를 측정하는 물 수위측정수단(35)과 물의 오염도를 측정하는 오염도측정센서(33)와 물의 유해균을 살균하는 물 살균수단(34)이 설치된 것으로 이루어진다.

상기 수조(31)의 중앙부에 설치되어 이물질을 걸러주는 필터(32)를 중심으로 상기 수조(31)를 양분하여 제1수조(31a)와 제2수조(31b)로 구분하는 이유는, 챔버(23)에서 낙수되며 공기의 가습을 유도하고 발생하는 이물질을 필터(32)가 걸러주어 제1수조(31a)에서는 이물질이 존재하는 물이 위치하고 제2수조(31b)에서는 필터(32)에 의해 이물질이 걸러진 깨끗한 물이 위치하여 그 깨끗한 물을 재사용하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 제2수조(31b)에는 도 3에 나타낸 바와 같이 제2수조(31b)의 물 수위를 측정하는 물 수위측정수단(35)과 물의 오염도를 측정하는 오염도측정센서(33)와 물의 유해균을 살균하는 물 살균수단(34)이 설치되는데, 그 이유는, 물 수위측정수단(35)에 의한 제2수조(31b)의 물 수위를 측정하여 외부의 물 보충여부를 판단하기 위함이며, 상기 오염도측정센서(33)는 물을 계속해서 사용해야 하는지 아니면 물을 완전히 드레인 시키고 새로운 물을 받아 사용해야 하는지는 여부를 판단하기 위함이며, 물 살균수단(34)은 물에 존재하는 유해균을 살균하기 위함으로써, 상기 물 살균수단(34)은 UV램프를 사용함이 바람직하다.

그리고 상기 필터(32)는, 상기 제1수조(31a)의 물에 존재하는 이물질을 필터링하여 제2수조(31b)로 유입되게 하는 것으로, 상기 필터(32)의 폭과 길이는 상기 수조(31)의 깊이 및 폭과 준하는 크기를 갖도록 형성됨과 동시에 수조(31)로부터 분리결합 가능하게 설치되어 필터를 청소할 수 있도록 하였다.

또 상기 수조(31)의 내부에는 일실시 예로 수조의 물을 실내의 온도와 준하는 온도로 예열하는 예열수단(36)을 설치하여 사용할 수도 있다. 그 이유는, 가습공기의 온도를 실내온도와 준하는 온도로 형성시켜 실내온도관리를 효율적으로 함과 동시에 수조의 물이 동절기에 얼어서 본 발명의 교실 환기시스템을 작동시키지 못하는 문제점을 해소하기 위함이다.

본 발명의 상기 실내공기공급수단(13)의 출구와 실내공기흡입구(16)에는, 각 실내공간(R)의 각 개소로 배열되는 덕트(D)가 연결 설치되어 실내의 공기를 흡입하여 배출하고 또 실내로 청정하고 가습된 공기를 공급할 수 있도록 하였다.

또한, 상기 각 덕트(D)의 선단에는 이미 실내에 설치된 환기장치와 연결 설치하여 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예로는 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 실내공기공급수단(13)의 출구와 실내공기흡입구(16)에는, 각 실내공간(R)의 각 개소로 배열되는 각각의 덕트(D)를 설치하되, 상기 실내공기공급수단(13)의 출구와 연결 설치되는 덕트(D) 중 어느 하나의 덕트 선단에는 도 8에 나타낸 바와 같이 교실의 칠판(60) 상부 설치된 디퓨져(51)와 연결설치되어 디퓨져(51)에서 가습공기를 하향 공급되게 하고, 상기 실내공기흡입구(16)와 연결설치되는 덕트(D)에는 칠판(60) 하부에 설치된 후드(52)와 연결설치되어 칠판에서 발생하는 분진을 흡입하고 분진을 필터링하여 배출하도록 구성시켜 된 칠판분진제거수단(50)이 설치된다.

상기와 같은 구성의 분진제거수단(50) 일실시 예 구성은, 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 디퓨져(51)는, 칠판(60)의 상단 길이방향을 따라 설치되어 칠판(60)의 상부에서 하부로 가습공기를 각도 조절하며 공급하도록 마련되고, 상기 후드(52)는 칠판(60)의 지우개 받침대(61) 하단 길이방향을 따라 설치되어 칠판(60)에서 발생하는 분진을 포함하는 가습공기를 흡입하도록 마련되며, 상기 후드(52)의 하부에는 흡입 팬(52a)과 분진필터(52b)가 설치되고, 상기 지우개 받침대(61)에는 분진과 가습공기가 배출되도록 다수의 구멍을 형성시켜 된 것으로 으로 이루어진다.

상기의 구성에서 디퓨져(51)를 칠판(60)의 상단 길이방향을 따라 설치되어 칠판(60)의 상부에서 하부로 가습공기를 각도 조절하며 공급하도록 하는 이유는, 칠판(60)의 일 측단에서 타 측단까지 가습공기를 골고루 공급하기 위함이고, 상기 지우개 받침대(61)에 다수의 구멍(61a)을 형성시킨 이유는, 칠판(60)에서 발생하는 분진과 가습공기가 하부로 용이하게 배출되도록 하기 위함이다.

또 상기 후드(52)를 칠판(60)의 지우개 받침대(61) 하단 길이방향을 따라 설치하는 이유는, 칠판(60)에서 발생하는 분진을 포함하는 가습공기를 모두 흡입하여 교내롤 비산되지 않도록 하기 위함이다.

한편, 상기 후드(52)에 흡입 팬(52a)을 설치하는 이유는, 후드(52)의 흡입력을 높이기 위함이고, 분진필터(52b)를 설치하는 이유는, 칠판(60)에서 발생하는 분진을 필터링하여 가습공기만 덕트(D)로 배출하기 위함이다.

한편, 상기 칠판(60)에서 발생하는 분진에는 본 발명의 환기시스템(A)에서 만들어진 가습공기가 공급됨으로 분진의 비산을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

그리고 상기 실내공기공급수단(13)의 출구에는, 도 9에 나타낸 바와 같이 실내의 현관문으로 배열되는 덕트의 후단부가 연결 설치되고 그 덕트의 선단부는 상기 현관문의 상부에 설치되어 고압의 에어를 분사하며 에어 커튼 역할을 하는 공기분사장치(18)와 연결 설치함으로써 외부에서 현관문을 통하여 사람이 들어올 때에 외부 오염된 공기가 실내로 유입되는 것을 방지함은 물론, 현관문을 통하여 들어오는 사람의 옷에 묻어있는 오염물질을 제거할 수 있도록 함으로써 실내를 청정하게 관리할 수 있는 것이다.

상기 실내공기공급수단, 실내공기배출수단, 열교환수단, 물 공급수단, 물 수위측정수단, 오염도측정센서, 물 살균수단, 디퓨져, 후드와 상호 연결설치되어 그들을 제어부(40)에서 제어한다.

한편, 상기 분진제거수단(50)의 작동은 필서된 칠판을 지울 때 주로 작동되는 것으로 상기 분진제거수단(50)의 작동 여부는 리모컨을 이용하여 작동 및 정지시킴이 바람직하나 별도의 스위치를 설치하여 온/오프할 수도 있다.

그리고 상기 실내 또는 실외의 선택된 곳에는 실내 또는 실외의 CO₂가스, 냄새, 미세먼지농도 등을 측정하는 각각의 센서(S1, S2, S3)가 설치되고, 상기 실내의 선택된 곳에는 상기 센서들에서 측정된 측정치를 육안으로 확인하는 디지털기기를 설치하며, 상기 각 센서와 디지털기기는 제어부(40)와 연결 설치하여 사용함으로써 실내는 물론, 실내의 대기 환경을 실내에서도 확인하고 외출을 판단할 수 있도록 하였다.

또 상기 각각의 센서(S1, S2, S3)들은 제어부(40)와 연결 설치되어 그 센서들에서 측정된 측정값에 따라 본 발명의 교실 환기시스템 작동 여부를 제어할 수 있으며, 또한 이미 실내에 설치되어 사용되고 있는 주변기기의 장치(공기청정기, 가습기, 공조기 등)들과 연계 설치하여 실내 공기를 관리할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 교실 환기시스템은, 상기 효과에서 설명한 바와 같이, 필서된 칠판을 지울 때에 발생하는 분진이 칠판을 지우는 사람은 물론, 주위 사람들에게 악영향을 주지 않도록 함과 동시에 실내공기를 쾌적하게 관리할 수 있고, 실외의 공기의 유해물질을 제거함과 동시에 유해세균을 살균하여 실내로 공급하고, 실내의 오염된 공기는 실외로 배출시키는 방법으로 환기시켜 실내를 항상 쾌적하게 관리할 수 있도록 하며, 실외로 배출되는 따뜻한 실내공기의 열기와 실내로 공급되는 차가운 실외공기 간에 열교환이 이루어져 실내의 온도관리를 효율적으로 할 수 있음은 물론, 실외로부터 실내로 공급되는 공기에 습도를 부여하여 실내를 가습함으로써 창문을 열지 않고도 실내를 청정하고 자연친화적으로 관리할 수 있는 장점이 있는 것이다.

10 : 본체 11 : 박스
11a,11b,11c,11d : 제1 내지 제4공간
12 : 열교환수단 13 : 실내공기공급수단
14 : 실외공기흡입구 15 : 실내공기배출수단
16 : 실내공기흡입구 17 : 살균램프
18 : 공기분사장치 20 : 가습유도수단
21 : 물 공급수단 21a : 제1라인
21b : 펌프 21c : 제2라인
21d : 제3라인 22 : 물 배수유도수단
22a : 구멍 22b : 배수량조절판
22c : 골 22d : 배수구멍
22e : 두둑 22f 배수공급 판
23 : 챔버 23a : 배수구멍
23b : 배수 홀 24 : 물 비산방지수단
30 : 베셀 31 : 수조
31a : 제1수조 31b : 제2수조
32 : 필터 33 : 오염도측정센서
34 : 물 살균수단 35 : 물 수위측정수단
36 : 예열수단 40 : 제어부
50 : 분진제거수단 51 : 디퓨져
52 : 후드 52a : 흡입 팬
52b : 분진필터 60 : 칠판

Claims

평면에서 볼 때 4각형의 박스(11) 내부를 4 등분하여 각각의 제1 내지 제4공간(11a,11b,11c,11d)을 마련하되, 상기 각 공간이 만나는 중앙부에는 마름모형태의 열교환수단(12)이 형성되고, 상기 각 공간 중 제1공간에는 실내공기를 흡입하는 실내공기공급수단(13)이 설치되고, 상기 실내공기공급수단과 대각선방향의 제2공간에는 실외공기흡입구(14)가 형성되며, 상기 실내공기공급수단의 일 측에 위치한 제3공간에는 실내공기배출수단(15)이 설치되고, 그 실내공기배출수단의 대각선방향 제4공간에는 실내공기흡입구(16)를 설치하여 실내공기가 실외로 배출될 때와 실외공기가 실내로 공급될 때에 상기 열교환수단을 통과하며 상기 실내/외 공기가 상호 열 교환되도록 하는 본체(10);
상기 제2공간의 후방 열교환수단의 일 측 상부에는 물 공급수단(21)에 의해 공급되는 물이 물방울 또는 물줄기 형태로 낙하하도록 유도하는 물 배수유도수단(22)이 내부에 설치되고, 그 물 배수유도수단의 하부 바닥면과 측면 하부에는 다수개의 배수구멍(23a)이 형성되며, 측면에는 오버플로우 되는 물을 배수시키는 배수 홀(23b)을 형성시켜 된 챔버(23)가 설치되며, 상기 열교환수단의 일 측과 챔버의 사이에는 상기 물방울 또는 물줄기 형태로 낙하 되는 물이 상기 열교환수단으로 유입되는 것을 방지하는 물 비산방지수단(24)을 설치하여 된 가습유도수단(20);
상기 제2공간과 제3공간의 하부 바닥면에는 상부가 개방된 수조(31)가 설치되고, 그 수조의 중앙부에는 이물질을 걸러주는 필터(32)를 설치하되, 그 필터를 중심으로 상기 수조를 양분하여 제1수조(31a)와 제2수조(31b)로 구분하며, 상기 제1수조는 상기 챔버에서 낙하되는 물을 받도록 챔버의 직 하부에 위치되게 설치되고, 상기 제2수조는 상기 제3공간에 위치되게 설치되며, 상기 제2수조에는 그 제2수조의 물 수위를 측정하는 물 수위측정수단(35)과 물의 오염도를 측정하는 오염도측정센서(33)와 물의 유해균을 살균하는 물 살균수단(34)을 설치하여 된 베셀(30);
상기 실내공기공급수단(13)의 출구와 실내공기흡입구(16)에는, 각 실내공간(R)의 각 개소로 배열되는 각각의 덕트(D)를 설치하되, 상기 실내공기공급수단의 출구와 연결 설치되는 덕트 중 어느 하나의 턱트 선단에는 교실의 칠판 상부 설치된 디퓨져(51)와 연결설치되어 디퓨져에서 가습공기를 하향 공급되게 하고, 상기 실내공기흡입구와 연결설치되는 덕트에는 칠판(60) 하부에 설치된 후드(52)와 연결설치되어 칠판에서 발생하는 분진을 흡입하고 분진을 필터링하도록 구성시켜 된 분진제거수단(50);
상기 실내공기공급수단, 실내공기배출수단, 열교환수단, 물 공급수단, 물 수위측정수단, 오염도측정센서, 물 살균수단, 디퓨져, 후드와 상호 연결설치되어 그들을 제어하는 제어부(40); 를 포함하는 구성을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 디퓨져(51)는, 칠판(60)의 상단 길이방향을 따라 설치되어 칠판의 상부에서 하부로 가습공기를 각도 조절하며 공급하도록 마련되고, 상기 후드(52)는 칠판의 지우개 받침대(61) 하단 길이방향을 따라 설치되어 칠판에서 발생하는 분진을 포함하는 가습공기를 흡입하도록 마련되며, 상기 후드의 하부에는 흡입 팬(52a)과 분진필터(52b)가 설치되고, 상기 지우개 받침대에는 분진과 가습공기가 배출되도록 다수의 구멍을 형성시켜 된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 실내공기공급수단이 설치되는 제1공간(11a) 또는 실내공기공급수단과 연결설치되는 덕트 중 어느 한 곳에는 공기 중에 존재하는 유해균을 살균하는 살균램프(17)가 설치된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 물 공급수단(21)은, 상기 제2수조(31b)의 물을 펌핑하도록 하단이 상기 제2수조에 침지되는 제1라인(21a)과, 그 제1라인과 연결설치되는 펌프(21b)와, 상기 펌프에 의해 펌핑된 물을 챔버로 공급하는 제2라인(21c)과, 상기 제1라인과 연결설치되어 외부의 물을 공급받도록 하는 제3라인(21d)으로 이루어진 것을 구성을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 물 배수유도수단(22)은, 상기 챔버의 바닥면에 형성된 배수구멍의 배수량을 조절하도록 다수의 구성(22a)이 형성된 배수량조절판(22b)이 상기 챔버의 바닥면 상에 위치 이동 가능하게 설치되고, 상기 배수량조절판의 상부에는 골(22c)과 다수의 배수구멍(22d)을 갖는 두둑(22e)이 형성된 배수공급 판(22f)을 설치하여 된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 배수 홀(23b)은, 상기 챔버의 길이방향 측면에 그 길이방향을 따라 형성되고, 상기 배수 홀의 위치는, 상기 물 배수유도수단의 상부위치와 준하는 위치에 형성시켜 된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 필터(32)는, 상기 제1수조의 물에 존재하는 이물질을 필터링하여 제2수조로 유입되게 하는 것으로, 상기 필터의 폭과 길이는 상기 수조의 깊이 및 폭과 준하는 크기를 갖도록 형성됨과 동시에 수조로부터 분리결합 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 수조(31)의 내부에는 수조의 물을 실내의 온도와 준하는 온도로 예열하는 예열수단(36)이 설치된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 실내공기공급수단(13)의 출구와 실내공기흡입구(16)에는, 각 실내공간(R)의 각 개소로 배열되는 덕트(D)의 일 측 끝단부와 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 실내공기공급수단(13)의 출구에는, 교실의 출입문으로 배열되는 덕트의 후단부가 연결 설치되고 그 덕트의 선단부는 현관문의 상부에 설치되어 고압의 에어를 분사하는 공기분사장치(18)와 연결 설치된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 실내 또는 실외의 선택된 곳에는 실내 또는 실외의 CO₂가스, 냄새, 미세먼지농도 등을 측정하는 각각의 센서(S1, S2, S3)가 설치되고, 상기 실내의 선택된 곳에는 상기 센서에서 측정된 측정치를 육안으로 확인하는 디지털기기 설치되며, 상기 각 센서와 디지털기기는 제어부와 연결설치된 것을 특징으로 하는 교실 환기시스템.