KR102050827B1 - 열회수형 실내 환기 덕트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공조라인을 형성하는 급기관들과 배기관들이 서로 동심을 가지면서 내외측으로 서로 교차 배열되고 공조라인의 중심에 급기관이 배열되고 공조라인의 최외측에 배기관이 배열되어 있어, 냉난방을 위해 급기되는 실외 공기가 환기를 위해 실외로 배기되는 실내 공기로부터 열에너지를 회수하여 냉난방 효율 향상 및 에너지 절약이 가능하게 하는 열회수형 실내 환기 덕트 시스템에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템은, 실외 공기를 실내로 공급하는 급기라인; 실내 공기를 흡기하는 환기라인; 상기 급기라인에 연결되고 실외 공기를 흡기하는 급기관들과, 상기 환기라인과 연결되고 흡기된 실내 공기를 실외로 배출하는 배기관들로 구성되며, 열전도성 재질로 이루어진 급기관들과 배기관들이 인접하여 실내 공기와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어지는 공조라인;을 포함하되, 상기 공조라인은 상기 급기관들과 배기관들이 내측의 관을 둘러싸도록 동심을 가지면서 내외측으로 서로 교차 배열되어 구성되며, 상기 공조라인의 중심에 급기관이 배열되고, 상기 공조라인의 최외측에 배기관이 배열되는 것을 특징으로 한다.

Description

열회수형 실내 환기 덕트 시스템{AIR VENTILATION DUCT SYSTEM}

본 발명은 공조라인을 형성하는 급기관들과 배기관들이 서로 동심을 가지면서 내외측으로 서로 교차 배열되고 공조라인의 중심에 급기관이 배열되고 공조라인의 최외측에 배기관이 배열되어 있어, 냉난방을 위해 급기되는 실외 공기가 환기를 위해 실외로 배기되는 실내 공기로부터 열에너지를 회수하여 냉난방 효율 향상 및 에너지 절약이 가능하게 하는 열회수형 실내 환기 덕트 시스템에 관한 것이다.

농어촌의 대형 비닐하우스나 공장 등의 대형 건물에 대한 공조와 환기를 동시에 수행할 수 있는 환기 겸용 복합 공조장치가 개발되어 있다.

도 4는 종래의 환기 겸용 복합 공조장치를 개략적으로 도시한 구성도로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 환기 겸용 복합 공조장치는, 본체(1)의 내부에 공조(냉방 또는 난방)를 위한 냉난방용 열교환기(2)와, 실내로부터 오염된 실내 공기를 실외로 배기되도록 하는 배기팬(3)과, 실외로부터 유입된 신선한 실외 공기가 상기 냉난방용 열교환기(2)를 거쳐 실내로 공급되도록 하는 공조팬(4)이 설치되어 있다.

이러한 종래의 환기 겸용 복합 공조장치는, 배기팬(3)의 작동에 의해 실내에서 흡기된 실내 공기가 실외로 배출됨과 동시에, 공조팬(4)의 작동에 의해 실외에서 흡기된 실외 공기가 냉난방용 열교환기(2)를 거치면서 열교환이 이루어져 냉각 또는 가열된 후 실내로 급기된다.

이때 냉난방용 열교환기로 공급되는 공기는 냉방 시 온도가 낮고, 난방 시 온도가 높아야, 냉난방용 열교환기를 거치면서 발생하는 열교환 효율이 높아져 냉난방에 사용되는 에너지를 절감할 수 있음은 주지의 사실이다.

그러나 하절기에 실외 공기의 온도가 높고, 동절기에 실외 공기의 온도가 낮은 것이 당연하므로, 각 절기마다 냉난방을 위한 열교환 효율이 떨어질 수밖에 없어 건물 공조에 많은 에너지가 사용되고 있다.

특히 동남아와 같은 기후를 갖는 지역에서는, 1년 내내 실외 공기가 고온다습하게 유지되므로, 공조를 위해 흡기되는 실외 공기의 온도가 매우 높아(평균 40℃ 내외) 냉방을 위한 열교환 효율이 매우 떨어질 수밖에 없다.

한편 이러한 종래의 환기 겸용 복합 공조장치는 실내의 냉난방 공조와 동시에 환기가 이루어지므로, 일정 시간 이상 냉난방에 사용된 실내 공기를 실외로 그냥 배출하게 되는데, 이때 하절기 냉방된 실내 공기 또는 동절기 난방된 실내 공기가 배출되면서 냉난방에 필요한 열에너지도 함께 배출되어, 그만큼 냉난방 공조에 필요한 에너지의 사용량이 증가될 수밖에 없는 문제점이 있다.

참고로 환기 겸용 복합 공조장치와 관련된 기술로는 등록특허 제10-0902502호, 등록특허 제10-0567416호 등이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

환기를 위해 실외로 배출되는 실내 공기의 열에너지를 실내로 급기되는 실외 공기가 회수하여 냉난방의 목적에 맞게 실외 공기를 적정한 온도로 냉각 또는 가열시킨 후 냉난방 열교환기로 공급되게 함으로써, 열교환 효율을 항상시키고 이에 따라 냉난방에 필요헌 에너지 사용량을 절감할 수 있는, 열회수형 실내 환기 덕트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템은,

실외 공기를 실내로 공급하는 급기라인;

실내 공기를 흡기하는 환기라인;

상기 급기라인에 연결되고 실외 공기를 흡기하는 급기관들과, 상기 환기라인과 연결되고 흡기된 실내 공기를 실외로 배출하는 배기관들로 구성되며, 열전도성 재질로 이루어진 급기관들과 배기관들이 인접하여 실내 공기와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어지는 공조라인;을 포함하되,

상기 공조라인은 상기 급기관들과 배기관들이 내측의 관을 둘러싸도록 동심을 가지면서 내외측으로 서로 교차 배열되어 구성되며,

상기 공조라인의 중심에 급기관이 배열되고, 상기 공조라인의 최외측에 배기관이 배열되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템에서,

일측 환기라인과 타측 급기라인이 이열로 배열되고,

상기 공조라인은, 각 급기관이 상기 환기라인을 관통하여 상기 급기라인의 일측면에 연결되고, 각 배기관이 상기 환기라인의 일측면에 연결되는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템에서,

상기 공조라인은 중심에 있는 최내측 제1 급기관, 상기 제1 급기관을 둘러싼 제1 배기관, 상기 제1 배기관을 둘러싼 제2 급기관, 상기 제2 급기관을 둘러싼 제2 배기관을 포함하되,

상기 제1 급기관의 내측단이 상기 급기라인의 일측면에 직결되어 연결되고, 상기 제1 배기관과 제2 배기관의 각 내측단이 상기 환기라인의 일측면에 직결되어 연결되고, 상기 제2 급기관의 내측단이 상기 환기라인의 일측면과 소정 간격 이격되면서 상기 제2 급기관과 제2 배기관 사이의 개구부를 차폐시키는 격벽부가 연결되어 있으며,

상기 환기라인을 관통하여 상기 급기라인과 제2 급기관 사이를 연통시키는 제1 연결관이 연결되고, 상기 격벽부를 관통하여 상기 환기라인과 제2 배기관 사이를 연통시키는 제2 연결관이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템에서,

상기 제1 연결관과 제2 연결관은 각각, 제2 급기로와 제2 배기로의 너비보다 작은 직경을 가지면서, 제1 연결관과 제2 연결관이 복수개 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템은,

환기를 위해 실외로 배출되는 실내 공기에 포함된 열에너지를 회수하여 냉난방의 목적에 맞게 실외 공기를 적정 온도로 냉각 또는 가열시켜 실내로 공급함으로써, 열교환기에서의 열교환 효율을 높여 냉난방 공조에 필요한 에너지를 절약할 수 있고,

실내 공기와 실외 공기의 열교환 시 별도의 열교환기를 사용하지 않고 열전도성 금속 재질의 급기관들과 배기관들이 다중으로 내측의 다른 관을 둘러싸게 설치되어 열교환이 이루어지는 면적을 최대한으로 확보하여 열교환 효율을 더욱 높일 수 있으며,

급기로와 배기로의 중간에 단면적이 변화되는 일종의 공기 저장부가 형성되어, 유로의 단면적 변화를 이용해 급기되는 실내 공기와 배기되는 실외 공기의 풍속과 풍량이 저하되는 것을 방지하여 공기 순환이 보다 안정적으로 이루어져, 에너지 절감 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실내 환기 덕트 시스템의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 실내 환기 덕트 시스템의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 고정유닛을 설명하기 위한 단면도.
도 4는 종래의 환기 겸용 복합 공조장치를 도시한 구성도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2의 원내 단면도를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열회수형 실내 환기 덕트 시스템은 크게, 실외 공기를 실내로 공급하는 급기라인(AS)과, 실내 공기를 흡기하는 환기라인(AE)과, 실내 공기의 배기 및 실외 공기의 흡기가 이루어지며 실내 공기에 대한 실외 공기의 열회수가 이루어지는 공조라인(CE)을 포함한다.

상기 급기라인(AS)은 대형 비닐하우스나 공장 등의 대형 건물의 각 실내와 연결되는 것으로, 실내에 각각 설치된 별도의 냉난방기 또는 중앙 냉난방기의 열교환기 등에 연결되어 공조팬에 의해 공조라인(CE)으로 흡기된 실외 공기가 실내 공기로부터 열에너지를 회수한 후 흐르는 관로로써, 송풍로(F1)가 형성된 일종의 연도이다.

이러한 급기라인(AS)은 건물의 실내 구조, 급기구의 개수나 열교환기가 설치되는 개수(또는 위치) 등에 따라 하나의 급기라인(AS)에서 미도시된 다수개의 송풍관으로 분기되어 연결될 수 있으며, 급기라인(AS) 및/또는 송풍관(급기구 포함)에는 열교환기와 별도로 급기 송풍을 위한 송풍팬이 추가적으로 설치될 수 있다.

다음으로 상기 환기라인(AE)은 오염된 실내 공기를 흡기하여 실외와 연결된 배기관(20)(40)으로 배출하는 것으로, 환기로(F2)가 형성된 일종의 연도로써,

환기라인(AE) 역시 급기라인(AS)과 마찬가지로 환기구의 개수(또는 위치) 등에 따라 다수개의 환기관이 하나의 환기라인(AE)으로 통합 연결될 수 있으며, 환기라인(AE) 및/또는 환기관(환기구 포함)에는 배기 송풍을 위한 환기팬이 추가적으로 설치될 수 있다.

이어서 본 발명의 핵심 구성이라 할 수 있는 공조라인(CE)을 설명한다.

상기 공조라인(CE)은, 상기 급기라인(AS)에 연결되고 실외 공기를 흡기하는 급기관(10)(30)들과, 상기 환기라인(AE)과 연결되고 흡기된 실내 공기를 실외로 배출하는 배기관(20)(40)들로 구성되며, 열전도성 재질로 이루어진 급기관(10)(30)들과 배기관(20)(40)들이 인접하여 실내 공기와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어지게 한다.

특히 상기 공조라인(CE)은 상기 급기관(10)(30)들과 배기관(20)(40)들이 내측의 관을 둘러싸도록 동심을 가지면서 내외측으로 서로 교차 배열되어 구성되며,

상기 공조라인(CE)의 중심에 급기관(10)이 배열되고, 상기 공조라인(CE)의 최외측에 배기관(40)이 배열된다.

즉, 상기 공조라인(CE)은, 최내측 중심부에 급기로(11)를 형성하는 급기관(10)이 배열되고, 그 외측에 배기로(21)를 형성하는 배기관(20)이 배열되며, 이러한 급기관과 배기관이 서로 교차 배열되면서 최외측 테두리부에 배기관(40)이 배열되어, 공조라인(CE)의 최내측 중심부터 외측으로, 급기-배기-급기-배기...-배기의 순으로 공기의 흐름 유로가 형성된다.

이러한 급기관(10)(30)과 배기관(20)(40)의 배열은, 최내측 제1 급기관(10)을 제외한 나머지 급기관들이 내, 외측의 배기관들에 모두 접하게 되어, 열회수 가능한 면적을 증대시켜 열교환 효율을 높일 수 있다.

아울러 최외측 제2 배기관(40)을 제외한 나머지 급기관(10)(30)들과 배기관(20)은 모두 원형으로 동심원 배열되며, 최외측 제2 배기관(40)은 사각형 덕트로 이루어지며, 이때 최외측 제2 배기관(40) 내측에 위치하는 제2 급기관(30)의 지름이 제2 배기관(40)의 일측변 길이에 상응하여 제2 급기관(30)의 외주면과 제2 배기관(40)의 내측면에 접점부(F)가 형성되어, 상기 접점부(F) 상에서 볼트나 용접을 통해 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)이 상호 결합된다.

아울러 도면에 도시되지 않았으나, 각 급기관(10)(30) 및 배기관(20)(40)의 실외측 끝단부에는 실외 공기의 흡기를 위한 흡기팬과 실내 공기의 배기를 위한 배기팬이 추가적으로 설치될 수 있다.

이러한 급기관(10)(30)과 배기관(20)(40)은 열전도성이 뛰어난 금속 재질, 예를 들어 알루미늄, 스테인리스(SUS)로 제작된다.

한편 본 발명은 일측 환기라인(AE)과 타측 급기라인(AS)이 이열로 배열되고,

상기 공조라인(CE)은, 각 급기관(10)(30)이 상기 환기라인(AE)을 관통하여 상기 급기라인(AS)의 일측면에 연결되고, 각 배기관(20)(40)이 상기 환기라인(AE)의 일측면에 연결된다.

이를 통해 실외 공기가 흡기되는 흡기관(10)(30)은 실내측 끝단부까지 환기라인(AE)을 거치게 연결되어 급기라인(AS)으로 진입되기 전까지 실내 공기로부터 열에너지를 회수할 수 있게 된다.

보다 구체적으로,

상기 공조라인(CE)은 중심에 있는 최내측 제1 급기관(10), 상기 제1 급기관(10)을 둘러싼 제1 배기관(20), 상기 제1 배기관(20)을 둘러싼 제2 급기관(30), 상기 제2 급기관(30)을 둘러싼 제2 배기관(40)을 포함하되,

상기 제1 급기관(10)의 내측단이 상기 급기라인(AS)의 일측면에 직결되어 연결되고, 상기 제1 배기관(20)과 제2 배기관(40)의 각 내측단이 상기 환기라인(AE)의 일측면에 직결되어 연결되고, 상기 제2 급기관(30)의 내측단이 상기 환기라인(AE)의 일측면과 소정 간격 이격되면서 상기 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40) 사이의 개구부를 차폐시키는 격벽부(23)가 연결되어 있으며,

상기 환기라인(AE)을 관통하여 상기 급기라인(AS)과 제2 급기관(30) 사이를 연통시키는 제1 연결관(22)이 연결되고, 상기 격벽부(23)를 관통하여 상기 환기라인(AE)과 제2 배기관(40) 사이를 연통시키는 제2 연결관(42)이 연결된다.

우선 각 두 개의 급기관(10)(30)들과 배기관(20)(40)들로 형성된 공조라인(CE)을 구비함으로써, 공조라인(CE)에서는 제1 급기로(11)와 제1 배기로(21) 사이의 제1 급기관(10), 제1 배기로(21)와 제2 급기로(31) 사이의 제1 배기관(20), 제2 급기로(31)와 제2 배기로(41) 사이의 제2 급기관(30)에서 3중으로 열교환이 이루어지게 하여, 하나의 공조라인(CE)의 크기를 최소화하면서 열교환 효율을 최대한으로 증대시킬 수 있다.

이러한 공조라인(CE)은 급기라인(AS)을 따라 복수개가 서로 분기되는 형태로 연결될 수도 있다.

즉, 하나의 급기라인(AS)에 2개 이상의 공조라인(CE)이 횡대로 배열되어 연결될 있다.

이때 제1, 제2 흡기관(10)(30)과 제1, 제2 배기관(20)(40)의 길이가 길어지게 되면 공기의 풍속 및 풍량이 저하되면서 공기의 흐름성이 떨어질 수 있다.

이에 본 발명은 상기 제1, 제2 연결관(22)(42)을 통해 환기라인(AE)과 공조라인(CE)의 연결부 상에, 제2 급기로(31)와 제1, 제2 배기로(21)(41)의 단면적 변화가 발생하는 일종의 공기 저장부를 형성하여, 각 유로의 단면적 변화를 통해 공기의 풍속 및 풍량이 저하되는 것을 방지한다.

즉, 일반적인 수도 파이프 등에 직경이 변동 없이 길어질 경우 유량과 유속이 느려지는데, 수도 파이프의 중간 부위에 단면적 변화가 발생하는 물저장 탱크가 별도로 연결될 경우 끌어당겨지는 물의 유속과 유량의 변화가 영향을 덜 받아 물의 흐름이 일정하게 유지되는 바,

이러한 원리를 본 발명에 적용하여 공조라인(CE)이 급기라인(AS)과 환기라인(AE)에 연결되는 부위에서 풍속 및 풍량의 저하가 발생하는 것을 방지한다.

이를 위해 상기 제1 연결관(22)과 제2 연결관(42)은 각각, 제2 급기로(31)와 제2 배기로(41)의 너비보다 작은 직경을 가지면서, 제1 연결관(22)과 제2 연결관(42)이 복수개 구비된다.

구체적으로, 제1 급기관(10)은 공조라인(CE)의 유로들 중 제일 작은 직경으로 동일한 직경을 가지면서 환기라인(AE)을 관통하여, 단면적이 큰 급기라인(AS)에 직접 연결되어, 제1 급기로(11)와 송풍로(F1)가 서로 연통된다.

그리고 제1 배기관(20)은 상기 제1 급기로(11)보다 큰 단면적의 제1 배기로(21)를 가지면서 제1 급기관(10)보다 내측단이 짧은 길이를 가져, 단면적이 큰 환기라인(AE)에 직접 연결되어, 환기로(F2)와 제1 배기로(21)가 서로 연통된다.

또한 제2 급기관(30)은 상기 제1 배기로(21)보다 큰 단면적의 제2 급기로(31)를 가지면서 상기 제1 배기관(20)보다 내측단이 짧은 길이를 가져 환기라인(AE)을 관통하여 급기라인(AS)에 직접 연결되지 못하며, 이에 제2 급기로(31)보다 단면적이 작은 제1 연결관(22)이 환기라인(AE)을 관통하여 단면적이 큰 급기라인(AS)에 직접 연결되어, 제2 급기로(31)와 송풍로(F1)가 서로 연통된다.

아울러 제2 배기관(40)은 상기 제2 급기로(31)보다 큰 단면적의 제2 배기로(41)를 가지면서 상기 제1 배기관(20)과 동일한 길이를 가지며, 이때 제2 급기관(30)의 짧은 길이로 인해 제2 급기로(31)와 제2 배기로(41)가 서로 구획화되어 있지 않으므로, 상기 격벽부(23)와 제2 연결관(42)을 통해 제2 급기로(31)와 제2 배기로(41)가 서로 차폐되게 하면서, 제2 배기로(41)보다 단면적이 작은 제2 연결관(42)이 단면적이 큰 환기라인(AE)에 직접 연결되어, 환기로(F2)와 제2 배기로(41)가 서로 연통된다.

따라서 제1 급기로(11)와 송풍로(F1) 자체의 단면적 차이, 제1 배기로(21)와 환기로(F2) 자체의 단면적 차이, 제2 급기로(21)와 송풍로(F1) 사이에 제1, 제2 연결관(22)(42)으로 형성된 단면적의 차이, 제2 배기로(41)와 환기로(F2) 사이에 제2 연결관(42)으로 형성된 단면적의 차이로 인해, 각 급기로(11)(31)와 배기로(21)(41) 상에는 단면적 변화가 발생하는 일종의 공기 저장부가 형성되어, 길어지는 배관 길이로 인해 실내 공기 및 실외 공기의 풍속 및 풍량 저하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이러한 본 발명은, 우선 하절기에 실내를 냉방으로 공조시키기 위해 시스템을 가동하며, 환기팬의 작동 등으로 환기구로 흡기된 실내 공기는 환기로(F2)를 따라 공조라인(CE)의 배기로(21)(41)들로 배출된다.

동시에 공조팬의 작동으로 흡기된 실외 공기는 급기로(11)(31)들을 따라 송풍로(F1)로 이동하여 열교환기에서 냉매 등을 이용한 열교환이 이루어지면서 실외 공기를 냉각시키고, 이렇게 냉각된 공기(이하 냉기로 통칭함)는 송풍구 또는 별도의 냉난방기 등을 통해 실내로 급기된다.

그리고 시스템의 가동이 일정 시간 경과되면, 급기되는 냉기에 의해 실내의 온도가 설정 온도까지 하강하여 건물이 냉방 공조가 이루어지는데,

본 발명은 실내 공기에 대한 환기가 계속 이루어지므로, 실내의 냉기가 환기라인(AE)과 공조라인(CE)을 통해 실외로 계속 배출된다.

이때 본 발명은 상기 공조라인(CE)의 구조적인 특징으로 말미암아, 급기로(11)(31)들과 배기로(21)(41)들을 흐르는 공기 상호간에 열교환이 이루어지는 바,

각 급기로(11)(31)를 지나는 고온다습의 실외 공기는, 각 배기로(21)(41)를 통해 서로 크로스(cross)되는 방향(반대 방향)으로 배출되는 실내 냉기로부터 냉열을 회수하게 된다.

즉, 배기로(21)(41)들을 흐르는 실내 냉기가 급기로(11)(31)들을 흐르는 고온의 실외 공기로부터 열에너지를 흡수하여, 실외 공기가 냉각된다.

이렇게 냉각된 실외 공기는 급기라인(AS)에 진입되면서 또는 급기라인(AS)의 출구를 지나 배출되면서 중앙 냉난방기 등의 열교환기로 투입되고,

이렇게 배기되는 실내 냉기로부터 냉열을 흡수하여(즉, 실내 냉기에 열을 빼앗겨) 일정 온도 이하로 냉각된 실외 공기는 열교환기 자체에서의 열교환 효율이 높아져, 더 적은 에너지의 사용만으로 동일한 성능의 냉방 공조를 유지할 수 있다.

반대로 동절기에는 고온으로 배기되는 실내 공기로부터 저온으로 흡기되는 실외 공기가 온열을 흡수하여, 일정 온도 이상으로 가열된 실외 공기가 중앙 냉난방기 등으로 공급되므로, 난방 공조에 필요한 에너지 소비량을 줄일 수 있으며, 난방 공조 시 적용되는 구체적인 공기의 흐름이나 작동은 냉방 공조와 실내외 공기의 온도만 차이가 있을 뿐 대동소이하므로 상세한 설명을 생략한다.

아울러 본 발명은 유로의 전체 길이(공조라인(CE) 및 급기라인(AS)과 환기라인(AE)을 더한 전체 길이)가 길어지더라도 상기한 제1, 제2 연결관(22)(42)을 통해 단면적의 변화가 발생하는 일종의 공기 저장부를 형성하여, 길이 연장에 따른 풍속 및 풍량 저하가 발생하는 것을 방지하여, 보다 적은 에너지를 사용하는 저출력의 팬을 사용하더라도 공기의 순환이 보다 안정적으로 이루어지게 할 수 있다.

한편 본 발명에서, 상기 제2 급기관(30)의 직경이 제2 배기관(40)의 일측변 길이와 상응하여, 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)이 접하는 접점부(F)를 이용해 볼트나 용접을 통해 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)이 서로 결합된다.

그런데 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)은 그 길이가 매우 길면서 제2 급기관(30)이 제2 배기관(40)에 내장되는 형태이기 때문에 단순 볼트 결합은 가능할지 모르더라도 너트 체결이 불가능하여 볼트로 인한 결합력이 떨어질 수 있다.

이에 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)의 접점부(F)를 결합하기 위한 고정핀유닛(100)을 도입하였다.

상기 고정핀유닛(100)은 제2 급기관(30)의 접점부(P) 내측면에 구비되되, 중앙에 돌출되어 구비되는 회전심부재(110)를 포함하는 핀홀(120)과. 상기 핀홀(120)에 삽입되되, 상기 회전심부재(110)가 내삽되며, 내측면에 걸림홈(131a)이 구비되는 끼움홀(131)이 형성된 고정핀(130)과, 상기 회전심부재(110)에 구비되어, 상기 걸림홈(131a)에 인입되도록 상기 회전심부재(110)로부터 외측으로 돌출 가능하게 구비되는 회전고정체(140)를 포함하여 이루어져,

상기 고정핀(130)이 상기 핀홀(120)에 삽입되면, 상기 회전고정체(140)가 상기 걸림홈(131a)에 인입되어 고정핀(130)의 분리를 방지하고,

상기 회전심부재(110)는,

상기 핀홀(120) 저면에 고정되는 고정심재(111)와, 상기 고정심재(111) 상부에 회전가능하게 구비되는 회전심재(112)로 이루어지되, 상기 회전심재(112)의 하부에는 인입방지블럭(113)이 더 구비되어,

상기 고정핀(130)을 결합한 후, 상기 회전심재(112)를 회전시키면, 상기 인입방지블럭(113)이 상기 회전고정체(140)의 단부를 지지하여 회전고정체(140)가 내측으로 회전되지 않도록 이루어져 걸림홈(131a)로부터 이탈되는 것을 방지하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 3의 [A]는 상기 고정핀(130)과 핀홀(120)이 결합되기 전의 단면을 도시한 것이고, 도 3의 [B]는 결합 후 단면을 도시한 것으로,

상기 고정핀(130)은 헤드부(132)와 몸통부(133)로 이루어진 일반적인 볼트와 외형이 유사하게 이루어져 있으며, 상기 고정핀(130)의 중앙에는 상기 회전심부재(110)가 내삽되는 끼움홀(131)이 형성되고, 상기 몸통부(133)의 외면은 평탄하게 이루어져 상기 핀홀(120)에 끼움 결합시킬 수 있도록 이루어진다.

상기 끼움홀(131)은 상기 회전심부재(110)가 내삽되는 공간으로, 상기 끼움홀(131)의 양측에는 걸림홈(131a)이 상하 배열되도록 더 형성되어 상기 제2 배기관(40, 도 3에서는 이해의 편의를 위해 제2 배기관(40)의 두께를 얇게 도시하였음.)의 두께에 따라 선택되어 상기 회전고정체(140)가 인입될 수 있도록 이루어진다.

상기 걸림홈(131a)과 회전고정체(140)의 형상은 반원형의 형상으로 이는 상기 고정핀(130)을 결합하는 경우 및 고정핀(130)을 분리하는 경우 상기 고정핀(130)의 인입 및 분리 동작에 대응하여 상기 회전고정체(140)가 손쉽게 회전할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 핀홀(120)은 상기 고정핀(130)의 몸통부(133)가 인입될 수 있도록 이루어지는 것으로서, 중앙에 돌출 구비되는 회전심부재(110)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 회전심부재(110)는 상기 핀홀(120) 저면에 형성되는 고정심재(111)와, 상기 고정심재(111) 상부에 구비되는 회전심재(112)로 이루어지되, 상기 회전심재(112)의 저면 중심은 상기 회전심재(112)의 중심과 회전점(113a)을 기준으로 공회전 가능하게 구비되게 된다.(보다 정확하게는 상기 회전심재(112)의 하부에 구비되는 인입방지블럭(113)의 중심과 상기 고정심재(111)의 상부가 회전 결합되는 구조로 이루어진다.)

나아가 상기 회전점(113a) 상부에는 인입방지블럭(113)이 더 형성되어 상기 회전고정체(140)의 인입을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 인입방지블럭(113)에 대하여 설명하기에 앞서, 상기 회전고정체(140)에 대하여 설명하면, 상기 회전심부재(110)의 일측, 바람직하게는 양측에 회전고정체(140)가 힌지결합되어 있으며, 외측으로 탄성력을 부여받을 수 있도록 힌지결합되는 부분에는 탄지스프링(141)이 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 회전심부재(110)에는 상기 회전고정체(140)가 인입될 수 있는 인입공간(114)이 더 형성되게 된다.

따라서 고정핀(130)을 핀홀(120)에 삽입하면, 상기 회전고정체(140)는 인입공간(114)에 의해 내측으로 인입되는 동작을 반복하여 고정핀(130)의 결합을 허용하고, 이 때 상기 회전고정체(140)는 탄성력에 의해 상기 고정핀(130)의 걸림홈(131a)에 끼워져 고정핀(130)을 고정하게 된다.

상기와 같이 회전고정체(140)가 걸림홈(131a)에 끼워지면, 이를 유지하는 별도의 장치가 있어야 상기 고정핀(130)이 핀홀(120)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있는데, 이를 위하여 상기 회전심재(112)의 하부에는 상기 인입방지블럭(113)을 구비하고 있다.

우선 상기 인입방지블럭(113)은 도면에 나타난 바와 같이, 상기 회전심재(112)의 직경보다 일방향에서 볼 때 폭이 작게 이루어지는 돌기인 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 도 3의 [A]에 도시된 바와 같이, 평상시에는 상기 인입방지블럭(113)의 폭 차이로 인해 양측에 인입공간(114)을 형성함에 따라 회전고정체(140)의 회전을 허용하고 있으나, 고정핀(130)을 결합한 후에는 상기 회전심재(112)를 회전시키면(회전을 위하여 상기 회전심재(112)의 하단면에는 별도의 조정홈(115)이 더 구비되어, 사용자가 드라이버 등을 이용하여 회전시킬 수 있도록 이루어진다.), 상기 인입방지블럭(113)이 회전하여 직경 차이에 따라 도 3의 [B]와 같은 형상으로 변경되어 상기 회전고정체(140)의 일단, 보다 정확하게는 내측을 지지하여 회전고정체(140)가 내부로 인입되는 것을 방지하고, 이를 통해 고정핀(130)이 임의로 분리되는 것을 방지하고 있다.

아울러, 상기 제2 배기관(40)에는 별도의 통공(40a)이 더 구비되고, 상기 고정핀(130)의 몸통부(133)가 상기 통공(40a)을 관통하여 핀홀(120)에 결합되며, 상기 헤드부(132)가 상기 제2 배기관(40)의 외측면을 가압하여, 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)의 결합을 견고하게 하는 것으로,

상기 회전고정체(140)와 걸림홈(131a)의 위치에 의한 오차를 보정하기 위하여 별도의 가압부재(150)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가압부재(150)는 상기 몸통부(133) 외면에 구비되되 상기 헤드부(132) 상부에 이격 구비되는 가압판(151)과, 상기 헤드부(132)와 가압판(151)을 연결하는 복수의 탄성체(152)를 포함하여 이루어져 있다.

즉, 상기 가압판(151)이 제2 배기관(40)의 외측면을 가압하게 되며, 상기 탄성체(152)의 탄성력에 의해 가압력을 향상시킬 수 있고, 상기 가압판(151)과 헤드부(132) 사이의 이격거리에 의해 탄성체(152)의 압축 정도를 변화시켜 상기 회전고정체(140)와 걸림홈(131a)이 서로 정확한 위치에 대응되어 결합될 수 있도록 하여 결합력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 상기 구성에 의하여 회전심재(112)를 90도 방향 정도만 회전시켜도 보다 견고하게 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)을 결합할 수 있으며, 특히 너트 사용이 어려운 구조임에도 불가하고 제2 급기관(30)과 제2 배기관(40)의 결합을 견고하게 하면서, 종래의 볼트체결 방식에 비하여 작업 편의성을 향상시키고, 기존 볼트 체결방식의 경우 진동 등에 의해 조임력이 약해질 수 있으나, 본 발명은 이러한 문제가 발생되지 않아 결합 용이성, 안정성을 모두 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 열회수형 실내 환기 덕트 시스템을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

AS : 급기라인 AE : 환기라인
CE : 공조라인
10, 30 : 급기관 11, 31 : 급기로
20, 40 : 배기관 21, 41 : 배기로
22, 42 : 연결관

Claims (4)

1. 실외 공기를 실내로 공급하는 급기라인;
   실내 공기를 흡기하는 환기라인;
   상기 급기라인에 연결되고 실외 공기를 흡기하는 급기관들과, 상기 환기라인과 연결되고 흡기된 실내 공기를 실외로 배출하는 배기관들로 구성되며, 열전도성 재질로 이루어진 급기관들과 배기관들이 인접하여 실내 공기와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어지는 공조라인;을 포함하되,
   
   상기 공조라인은 상기 급기관들과 배기관들이 내측의 관을 둘러싸도록 동심을 가지면서 내외측으로 서로 교차 배열되어 구성되며,
   상기 공조라인의 중심에 급기관이 배열되고, 상기 공조라인의 최외측에 배기관이 배열되고,
   
   일측 환기라인과 타측 급기라인이 이열로 배열되되,
   상기 공조라인은, 각 급기관이 상기 환기라인을 관통하여 상기 급기라인의 일측면에 연결되고, 각 배기관이 상기 환기라인의 일측면에 연결되며,
   상기 공조라인은 중심에 있는 최내측 제1 급기관, 상기 제1 급기관을 둘러싼 제1 배기관, 상기 제1 배기관을 둘러싼 제2 급기관, 상기 제2 급기관을 둘러싼 제2 배기관을 포함하되,
   상기 제1 급기관의 내측단이 상기 급기라인의 일측면에 직결되어 연결되고, 상기 제1 배기관과 제2 배기관의 각 내측단이 상기 환기라인의 일측면에 직결되어 연결되고, 상기 제2 급기관의 내측단이 상기 환기라인의 일측면과 소정 간격 이격되면서 상기 제2 급기관과 제2 배기관 사이의 개구부를 차폐시키는 격벽부가 연결되어 있으며,
   상기 환기라인을 관통하여 상기 급기라인과 제2 급기관 사이를 연통시키는 제1 연결관이 연결되고, 상기 격벽부를 관통하여 상기 환기라인과 제2 배기관 사이를 연통시키는 제2 연결관이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 열회수형 실내 환기 덕트 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 연결관과 제2 연결관은 각각, 제2 급기로와 제2 배기로의 너비보다 작은 직경을 가지면서, 제1 연결관과 제2 연결관이 복수개 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 열회수형 실내 환기 덕트 시스템.

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