KR102057687B1 - 듀얼타입 열교환 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치는, 서로 구획된 복수개의 내부공간을 형성하는 케이스와, 상기 각 내부공간에 각각 구비되어 열교환 작용을 하는 복수개의 열교환기와, 상기 각 내부공간에 각각 구비되어 흡기작용을 행하는 복수개의 흡기팬과, 상기 각 내부공간에 대하여 공통적으로 배기작용을 행하는 배기팬과, 상기 각 내부공간에 각각 구비된 필터수단을 포함하여 이루어진다.
상기 케이스의 각 내부공간은, 실외측과 통기되어 실외공기가 흡입되는 외기흡입영역; 상기 외기흡입영역과 차단되며 실내측과 통기되어 실내공기가 흡입되는 내기흡입영역; 상기 외기흡입영역과 열교환기를 거쳐서 연통됨과 더불어, 상기 내기흡입영역과 선택적으로 연통되며, 실내측과 통기되는 공급영역; 상기 내기흡입영역과 열교환기를 거쳐서 연통됨과 더불어 실외측과 통기되어 실내공기를 실외로 배출하는 내기배출영역으로 구분된다.
상기 각 흡기팬은 케이스의 각 내부공간의 공급영역에 배치되고, 상기 케이스의 각 내부공간의 내기배출영역은 서로 인접하도록 배치되며, 상기 배기팬은 서로 인접하게 배치된 양측의 내기배출영역 사이에 구비된다.
상기 필터수단은 내기흡입영역에서 공급영역으로 유동되는 실내공기를 여과하는 청정필터를 포함하여 이루어지며, 상기 내기흡입영역과 공급영역은 그 사이에 구비된 중간댐퍼에 의해 선택적으로 연통되도록 이루어진다.
이와 같은 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치에 의하면, 복수개의 내부공간 및 각 내부공간에 각각의 열교환기가 갖추어진 형태로 이루어지기 때문에 학교나 사무실 등과 같은 대규모 시설물에 충분히 대응할 수 있는 강력한 환기작용 혹은 순환작용이 가능하게 된다.
또한, 환기작용과 순환작용이 동시에 이루어지는 듀얼모드가 가능하게 됨으로써 상황에 따른 적절한 대응이 가능하다는 이점이 있다.

Description

듀얼타입 열교환 환기장치{dual type air ventilation system}

본 발명은 실내공기가 실외로 배출되고 실외공기가 실내로 흡입되어 실내공간이 환기되도록 하는 환기모드와, 실내공기가 실내공간을 순환하면서 정화되도록 하는 순환모드가 동시에 이루어질 수 있는 듀얼타입 열교환 환기장치에 관한 것이다.

일반적으로, 실내의 탁한 공기를 외부로 배출시키고 실외의 신선한 공기를 실내로 공급함으로써 실내공간이 환기되도록 하는 다양한 형태의 환기장치가 사용되어 왔다.

한편, 하절기 및 동절기와 같이 실내와 실외의 기온차가 큰 계절에는 실내공간의 쾌적한 온도유지를 위하여 냉방 및 난방을 가동하는 것이 일반적인데, 실외의 공기가 그대로 실내로 유입되면, 실내의 냉난방 효율이 저하되므로 에너지 낭비가 심하다고 볼 수 있다.

이러한 문제를 조금이라도 줄이기 위하여 실외공기가 실내로 유입되기에 앞서, 배출되는 실내공기와 열교환 되도록 함으로써, 온도차로 인한 냉난방부하의 증가요인이 감소되도록 하는 이른바 열교환 환기장치가 사용되고 있다.

종래의 열교환 환기장치는, 케이스와, 케이스의 내부에 구비된 열교환기 및 복수개의 흡기팬, 배기팬을 포함하여 이루어져 있다.

케이스에는 실외측으로 통기되는 외기흡입구와 내기배출구 및 실내측과 통기되는 외기공급구와 내기흡입구가 갖추어져 있다.

케이스 내에서는 외기흡입구에서 외기공급구로 이어지는 이른바 흡기유로와, 내기흡입구에서 내기배출구로 이어지는 배기유로가 형성되며, 흡기유로와 배기유로는 열교환기에서 교차하게 된다.

이러한 종래기술에 의하면 하절기와 같이 실내에 냉방이 가동되는 계절에는, 흡기유로를 통해 실내측으로 유입되는 더운 실외공기가, 배기유로를 통해 실외측으로 배출되는 차가운 실내공기와 열교환되어 온도가 낮아진 상태에서 실내로 유입되는 환기작용이 이루어진다.

반대로, 동절기와 같이 실내에 난방이 가동되는 계절에는, 흡기유로를 통해 실내측으로 유입되는 차가운 실외공기가, 배기유로를 통해 실외측으로 배출되는 따뜻한 실내공기와 열교환되어 온도가 높아진 상태에서 실내로 유입되는 환기작용이 이루어진다.

이에 따라 겨울철에는 실내로 유입되는 실외공기의 온도를 높여서 난방손실을 줄이고, 여름철에는 실내로 유입되는 실외공기의 온도를 낮추어서 냉방손실을 줄이는 효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 최근 들어서는 황사나 미세먼지의 발생빈도가 농도가 점차 높아지고 있는데, 황사나 미세먼지의 농도가 높을 때에는 가급적 실외공기가 실내로 유입되지 않도록 하는 것이 실내공기의 오염을 막을 수 있는 방법이라고 볼 수 있다.

그러나, 계속해서 환기를 하지 않게 되면, 실내에서 발생되는 미세먼지와 이산화탄소의 농도가 높아지고, 특히 가스조리기구 등을 사용함으로써 발생하는 유해가스가 배출되지 않는 현상 등으로 인하여 실내공기의 오염이 가속된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 실외공기를 실내로 흡입되지 않도록 함과 동시에 실내공기를 정화하는 순환작용이 가능한 열교환 환기장치가 안출된 바 있다.

종래의 순환작용이 가능한 열교환 환기장치는 필터수단을 구비하고 있으며, 기존의 열교환 작용 이외에 실내공기가 순환되는 과정에서 필터수단에 의해 유해성분이 여과되도록 함으로써 실내공기의 청정도를 높일 수 있게 된다.

한편, 사무실이나, 극장, 학교 교실 등과 같이 실내공간의 규모가 크고 수용인원이 많은 대규모 시설물의 경우에는, 일반 주거용 시설(주택, 아파트 등)에 비하여 보다 강력한 공기정화 작용을 필요로 한다고 볼 수 있다.

따라서, 이러한 대규모 시설물에서 효과적으로 실내공기를 정화하기 위해서는 실외공기를 실내로 흡입하는 환기작용과 실내공기를 여과하는 순환작용이 동시에 이루어지도록 하는 것이 효과적이라고 볼 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 열교환 환기장치에 의하면 그 구조적인 특성상 환기작용과 순환작용이 선택적으로 한가지만 이루어지기 때문에 대규모 시설물에서는 충분한 공기정화 작용이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 실외공기가 실내로 유입되는 환기작용과, 실내공기가 여과되는 순환작용이 필요에 따라 동시에 이루어질 수 있게 됨으로써 대규모 시설물에서도 충분한 공기청정 작용이 가능토록 하는 듀얼타입 열교환 환기장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치는, 서로 구획된 복수개의 내부공간을 형성하는 케이스와, 상기 복수개의 내부공간에 각각 구비되어 개별적으로 열교환 작용을 하는 복수개의 열교환기와, 상기 복수개의 내부공간에 각각 구비되어 개별적으로 흡기작용을 행하는 복수개의 흡기팬과, 상기 복수개의 내부공간에 대하여 공통적으로 배기작용을 행하는 배기팬과, 상기 복수개의 내부공간에 각각 구비된 필터수단을 포함하여 이루어진다.

상기 케이스의 각 내부공간은, 실외측과 통기되어 실외공기가 흡입되는 외기흡입영역; 상기 외기흡입영역과 차단되며 실내측과 통기되어 실내공기가 흡입되는 내기흡입영역; 상기 외기흡입영역과 열교환기를 거쳐서 연통됨과 더불어, 상기 내기흡입영역과 선택적으로 연통되며, 실내측과 통기되는 공급영역; 상기 내기흡입영역과 열교환기를 거쳐서 연통됨과 더불어 실외측과 통기되어 실내공기를 실외로 배출하는 내기배출영역으로 구분된다.

상기 각 흡기팬은 케이스의 각 내부공간의 공급영역에 배치되고, 상기 케이스의 각 내부공간의 내기배출영역은 서로 인접하도록 배치되며, 상기 배기팬은 서로 인접하게 배치된 양측의 내기배출영역 사이에 구비된다.

상기 필터수단은 내기흡입영역에서 공급영역으로 유동되는 실내공기를 여과하는 청정필터를 포함하여 이루어진다.

상기 내기흡입영역과 공급영역은 그 사이에 구비된 중간댐퍼에 의해 선택적으로 연통되도록 이루어진다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치에 의하면, 복수개의 내부공간 및 각 내부공간에 각각의 열교환기가 갖추어진 형태로 이루어지기 때문에 학교나 사무실 등과 같은 대규모 시설물에 충분히 대응할 수 있는 강력한 환기작용 혹은 순환작용이 가능하게 된다.

또한, 환기작용과 순환작용이 동시에 이루어지는 듀얼모드가 가능하게 됨으로써 상황에 따른 적절한 대응이 가능하다는 이점이 있다.

도 1: 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치의 구조를 나타낸 전면개방 사시도
도 2: 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치의 구조를 나타낸 후면사시도
도 3a: 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치의 단일 환기모드에서의 작동례를 나타낸 예시도
도 3b: 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치의 단일 순환모드에서의 작동례를 나타낸 예시도
도 3c: 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치의 듀얼모드에서의 작동례를 나타낸 예시도

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도 1 부터 도 3c 까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치는, 각 도면에 나타난 바와 같이 서로 구획된 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)을 형성하는 케이스(10)와, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 각각 구비되어 개별적으로 열교환 작용을 하는 복수개의 열교환기(20)(20')와, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 각각 구비되어 개별적으로 흡기작용을 행하는 복수개의 흡기팬(30)(30')과, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 대하여 공통적으로 배기작용을 행하는 배기팬(40)과, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 각각 구비된 필터수단을 포함하여 이루어진다.

상기 케이스(10)의 각 내부공간(10-1)(10-2)은 실외측과 통기되어 실외공기가 흡입되는 외기흡입영역(101)(101');

상기 외기흡입영역(101)(101')과 차단되며 실내측과 통기되어 실내공기가 흡입되는 내기흡입영역(102)(102');

상기 외기흡입영역(101)(101')과 열교환기(20)(20')를 거쳐서 연통됨과 더불어, 상기 내기흡입영역(102)(102')과 선택적으로 연통되며, 실내측과 통기되는 공급영역(103)(103');

상기 내기흡입영역(102)(102')과 열교환기(20)(20')를 거쳐서 연통됨과 더불어 실외측과 통기되어 실내공기를 실외로 배출하는 내기배출영역(104)(104')으로 구분된다.

상기 각 흡기팬(30)(30')은 상기 각 내부공간(10-1)(10-2)의 공급영역(103)(103')에 배치된다.

또한, 실외공기가 외기흡입영역(101)(101')으로 흡입되는 실외공기 흡입구(10a)(10a')는 케이스(10)의 배면에 형성되며, 상기 실외공기 흡입구(10a)(10a')는 배면댐퍼(15)(15')에 의해 선택적으로 차단되도록 구성된다.

상기 내기흡입영역(102)(102')으로 실내공기가 흡입되는 실내공기 흡입구(10b)(10b')는 케이스(10)의 측면에 형성된다.

상기 공급영역(103)(103')으로 흡입된 실외공기 또는 실내공기가 실내측으로 공급되는 각각의 공급구(10c)(10c')는 케이스(10)의 상면에 형성된다.

상기 배기팬(40)에 의해 배출작용이 이루어지는 배출구(10d)는 케이스(10)의 배면에 형성된다.

상기 각 내부공간(10-1)(10-2)의 내기배출영역(104)(104')은 서로 인접하도록 배치되며, 상기 배기팬(40)은 서로 인접하게 배치된 양측의 내기배출영역(104)(104') 사이에 구비되어 양측의 내기배출영역(104)(104')에 대하여 공통으로 배기작용을 행하도록 구성된다.

상기 필터수단은 내기흡입영역(102)(102')에서 공급영역(103)(103')으로 유동되는 실내공기를 여과하는 청정필터(12)(12')를 포함하여 이루어지며, 상기 내기흡입영역(102)(102')과 공급영역(103)(103')은 그 사이에 구비된 중간댐퍼(14)(14')에 의해 선택적으로 연통되도록 이루어진다.

상기 각 내부공간(10-1)(10-2)의 외기흡입영역(101)(101')에는 흡입된 실외공기가 열교환기(20)(20')를 통과하기에 앞서 여과하는 프리필터(pre-filter)(16)(16')가 구비된다.

이와 같은 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치의 구성에 있어서, 케이스(10)의 각 내부공간(10-1)(10-2)은 배기팬(40) 및 이와 연접된 격벽(11)에 의해 구획되며, 각 내부공간(10-1)(10-2)에 형성된 각 영역 및 구성요소는 배기팬(40) 및 격벽(11)을 기준으로 서로 대칭되도록 배치된다.

이와 같은 본 발명에 따른 듀얼타입 열교환 환기장치는 필요에 따라 선택적으로 단일 환기모드, 단일 순환모드, 듀얼모드의 3가지모드로 작동될 수 있는데, 편의상 듀얼모드의 설명에 있어서는, 케이스(10)의 각 내부공간(10-1)(10-2)을 제1 내부공간(10-1)과, 제2 내부공간(10-1)으로 구분하여 표기하며, 각 내부공간(10-1)(10-2)의 구성요소 역시 제1, 제2로 구분하여 표기함을 밝혀둔다.

I. 단일 환기모드 (도 3a 참조)

단일 환기모드에서는 양측의 내부공간(10-1)(10-2)에서 모두 환기작용이 이루어지게 된다.

이에 따르면, 양측의 실외공기 흡입구(10a)(10a')가 모두 열리고, 양측의 중간댐퍼(14)(14')가 모두 닫힌 상태에서 양측의 흡기팬(30)(30')이 가동됨으로써 양측의 외기흡입영역(101)(101')으로 실외공기가 흡입되어 양측의 열교환기(20)(20')를 각각 거쳐서 양측의 공급영역(103)(103')으로 유입된 다음 양측의 공급구(10c)(10c')를 통하여 실내로 공급된다.

이와 동시에 양측의 실내공기 흡입구(10b)(10b')를 통해 각각의 내기흡입영역(102)(102')으로 유입된 실내공기는 각각의 열교환기(20)(20')를 거쳐서 양측의 내기배출영역(104)(104')으로 유입된 다음 배기팬(40)의 작동에 의해 실외로 배출된다.

단일 환기모드는 열교환 환기장치가 통상적으로 작동되는 기본적인 작동형태라고 볼 수 있으며, 이때에는 외기흡기영역(101)(101')으로 유입되는 실외공기가 상기 프리필터(16)(16')를 통과하게 됨으로써 실외공기에 섞여있는 미세먼지나 황사 등의 오염물질이 여과된 다음에 실내로 공급된다.

단일 환기모드에 의하면 실외공기가 실내로 공급됨으로써 환기작용이 이루어짐과 더불어 복수개의 열교환기(20)(20')가 가동되는 특성상 실외공기에 대한 열교환용량이 크기 때문에 학교나 사무실과 같은 대규모 시설물에서도 효과적인 환기가 가능하게 된다.

Ⅱ. 단일 순환모드 (도 3b 참조)

단일 순환모드에서는 양측의 내부공간(10-1)(10-2)에서 모두 순환작용이 이루어지게 된다.

이에 따르면, 양측의 실외공기 흡입구(10a)(10a')가 모두 닫히고, 양측의 중간댐퍼(14)(14')가 모두 열린상태에서, 양측의 흡기팬(30)(30')이 가동됨으로써, 실외공기는 양측의 외기흡입영역(101)(101')으로 흡입되지 않으며, 실내공기만이 양측의 내기흡입영역(102)(102')으로 흡입되어 청정필터(12)(12')를 거쳐서 각각의 공급영역(103)(103')으로 유입된 다음, 공급구(10c)(10c')를 통해 실내로 공급된다.

이와 같은 단일 순환모드에 의하면, 미세먼지 농도가 높은 경우와 같이 실외공기를 실내로 받아들이기 어려운 상황에서 실내공기가 순환되면서 양측의 청청필터(12)(12')에 의해 여과되도록 하여 실내공기의 청정도를 높이게 된다.

단일 순환모드에서는 전술한 바와 같이 실외공기가 실내로 유입되지 않고, 실내공기가 순환하기 때문에, 외부의 오염물질이 실내로 유입되어 실내공기가 더 이상 오염되는 현상이 방지된다.

Ⅲ. 듀얼모드 (도 3c 참조)

듀얼모드에서는 환기작용과 순환작용이 동시에 이루어지게 되는데, 예시적으로 제1 내부공간(10-1)에서 환기작용이 이루어지고, 제2 내부공간(10-2)에서 순환작용이 이루어진다고 가정한다.

듀얼모드에서는 제1 실외공기 흡입구(10a)가 열리고 제1 중간댐퍼(14)가 닫히며, 제2 실외공기 흡입구(10a')가 닫히고, 제2 중간댐퍼(14')가 열린상태가 된다.

이러한 상태에서 배기팬(40)의 작동에 의해 제1 실내공기 흡입구(10b)를 통하여 제1 내기흡입영역(102)으로 흡입된 실내공기는 제1 열교환기(20)를 거쳐서 제1 내기배출영역(104)으로 유입된 다음 배출구(10d)를 통해 실외로 배출된다.

상기 제1 흡기팬(30)에 의해 제1 실외공기 흡입구(10a)를 통하여 제1 외기흡입영역(101)으로 흡입된 실외공기는 제1 열교환기(20)를 거쳐서 제1 공급영역(103)으로 유입된 다음 제1 공급구(10c)를 통해 실내로 공급되며, 배출되는 실내공기와 제1 열교환기(20)에서 열교환된다.(환기작용)

제2 실내공기 흡입구(10b')를 통하여 제2 내기흡입영역(102')으로 흡입된 실내공기는 제2 청정필터(12')를 거쳐서 제2 공급영역(103')으로 유입된 다음, 제2 공급구(10c')를 통해 실내로 다시 공급된다.(순환작용)

이와 같은 듀얼모드에 의하면 환기작용과 순환작용이 동시에 이루어지기 때문에 미세먼지 농도가 높지 않은 기후조건에서 효과적으로 대규모 시설물의 실내공간에 대한 공기청정효과를 얻을 수 있게 된다.

10: 케이스
10-1: 제1 내부공간 10-2: 내부공간
101: 외기흡입영역 102: 내기흡입영역
103: 공급영역 104: 내기배출영역
10a: 실외공기 흡입구 10b: 실내공기 흡입구
10c: 공급구 10d: 배출구
11: 격벽 12: 청정필터
14: 중간댐퍼 16: 프리필터

Claims (6)

1. 서로 구획된 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)을 형성하는 케이스(10)와, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 각각 구비되어 개별적으로 열교환 작용을 하는 복수개의 열교환기(20)(20')와, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 각각 구비되어 개별적으로 흡기작용을 행하는 복수개의 흡기팬(30)(30')과, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 대하여 공통적으로 배기작용을 행하는 배기팬(40)과, 상기 복수개의 내부공간(10-1)(10-2)에 각각 구비된 필터수단을 포함하여 이루어지며
   
   상기 케이스(10)의 각 내부공간(10-1)(10-2)은
   실외측과 통기되어 실외공기가 흡입되는 외기흡입영역(101)(101'),
   상기 외기흡입영역(101)(101')과 차단되며 실내측과 통기되어 실내공기가 흡입되는 내기흡입영역(102)(102'),
   상기 외기흡입영역(101)(101') 과 열교환기(20)(20')를 거쳐서 연통됨과 더불어, 상기 내기흡입영역(102)(102')과 선택적으로 연통되며, 실내측과 통기되는 공급영역(103)(103'),
   상기 내기흡입영역(102)(102')과 열교환기(20)(20')를 거쳐서 연통됨과 더불어 실외측과 통기되어 실내공기를 실외로 배출하는 내기배출영역(104)(104')
   으로 구분되며,
   
   상기 각 흡기팬(30)(30')은 케이스(10)의 각 내부공간(10-1)(10-2)의 공급영역(103)(103')에 배치되고,
   
   상기 케이스(10)의 각 내부공간(10-1)(10-2)의 내기배출영역(104)(104')은 서로 인접하도록 배치되며,
   
   상기 배기팬(40)은 서로 인접하게 배치된 양측의 내기배출영역(104)(104') 사이에 구비되어 양측의 내기배출영역(104)(104')에 대하여 공통으로 배기작용을 행하고,
   
   실외공기가 외기흡입영역(101)(101')으로 흡입되는 실외공기 흡입구(10a)(10a')는 케이스(10)의 배면에 형성되며, 상기 실외공기 흡입구(10a)(10a')는 배면댐퍼(15)(15')에 의해 선택적으로 차단되도록 구성되며,
   
   상기 배기팬(40)에 의해 배출작용이 이루어지는 배출구(10d)는 케이스(10)의 배면에 형성되며,
   
   상기 내기흡입영역(102)(102')과 공급영역(103)(103')은 그 사이에 구비된 중간댐퍼(14)(14')에 의해 선택적으로 연통되도록 이루어지는 것
   
   을 특징으로 하는 듀얼타입 열교환 환기장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 필터수단은 내기흡입영역에서 공급영역으로 유동되는 실내공기를 여과하는 청정필터를 포함하여 이루어지는 듀얼타입 열교환 환기장치.
   
6. 삭제

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