KR102100075B1 - 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외기와 내기를 이용하여 공기청정, 환기 등의 기능을 수행하는 환기시스템에 있어서, 상기 환기시스템에 여과목적으로 설비된 필터의 교체 및 청소 시기에 따른 관리와, 필터의 노후화에 따른 환기시스템의 풍량이 감소되는 경우, 이를 보정하여 정상 풍량에 의해 구동될 수 있도록 하는, 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템에 관한 것이다.

Description

필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템{VENTILATING SYSTEM FOR MANAGEMENT OF FILTER AND PREVENTION DECLINE OF CAPACITY}

본 발명은 외기와 내기를 이용하여 공기청정, 환기 등의 기능을 수행하는 환기시스템에 있어서, 상기 환기시스템에 여과목적으로 설비된 필터의 교체 및 청소 시기에 따른 관리와, 필터의 노후화에 따른 환기시스템의 풍량이 감소되는 경우, 이를 보정하여 정상 풍량에 의해 구동될 수 있도록 하는, 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템에 관한 것이다.

우리가 생활하는 실내의 공기는 여러 가지 요인으로 오염되고 있으며 쾌적한 삶을 위해서는 오염된 실내의 공기를 실외로 내보내고 실외의 공기를 실내로 유입하는 환기가 필수다. 특히, 사무실이나 차량 등과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머무는 곳에서는 수시로 환기를 시켜주어야 한다. 따라서 실내의 탁한 공기는 외부로 배출시킴과 동시에 외부의 신선한 공기를 실내로 유입시켜, 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위한 다양한 종류의 환기장치가 제시되고 있다.

이러한 환기장치는 다양한 기능의 구현을 위해 다음과 같이 개발되어오고 있다.

등록특허공보 제10-1115314호에는 배연 기능을 구비한 환기장치가 기재되어 있다.

상기 기술은, 평상시에는 열교환에 의한 환기 기능이 이루어지고, 화재와 같은 비상시에는 급기를 차단하고 바이패스(bypass)를 통한 배기 기능이 신속히 이루어지도록 하여, 화재에 의한 피해를 최소화할 수 있는 환기장치에 관한 것으로, 외기 유입덕트, 외기 공급덕트, 내기 유입덕트 및 내기 토출덕트가 구비되는 하우징; 내기와 외기의 열이 상호 교환되도록 외기와 내기가 흐르는 유로가 반복적으로 교차 형성되어, 상기 하우징 내부에 배치되는 열 교환기; 상기 열 교환기를 거치면서 상기 내기 유입덕트와 내기 토출덕트를 연통하는 내기 이송통로; 상기 열 교환기를 거치면서 상기 외기 유입덕트와 외기 공급덕트를 연통하는 외기 이송통로; 실내 공기를 실외로 강제 배출시키기 위하여 상기 내기 이송통로의 일 측에 설치되는 내기 팬; 실외 공기를 실내로 강제 유입시키기 위하여 상기 외기 이송통로의 일 측에 설치되는 외기 팬; 실내의 화재 발생을 감지하는 화재감지센서; 및, 상기 화재감지센서에서 화재가 감지되는 경우 상기 외기 팬의 구동을 정지시키고 상기 내기 팬의 회전수를 증가시키도록 조절하는 제어부;를 포함한다.

이러한 상기 기술은, 배연 기능을 위한 환기장치에 관련한다.

또한, 공개특허공보 제10-2017-0006823호에는 바이패스 기능을 구비한 환기장치가 기재되어 있다.

상기 기술은, 실외의 공기가 실내로 유입되도록 안내하는 유입유로와, 실내의 공기가 실외로 배출되도록 안내하는 배출유로가 구비된 케이싱; 상기 유입유로와 배출유로가 각각 연결되도록 상기 케이싱 내부에 장착되며, 상기 유입유로로 유입되는 실외 공기와 상기 배출유로로 배출되는 실내 공기를 열교환시키는 전열교환기; 상기 케이싱의 외측에 구비되며, 상기 배출유로를 통해 배출되는 실내 공기가 상기 전열교환기를 거치지 않고 상기 배출유로를 통과하도록 안내하는 배출바이패스유로와, 상기 유입유로를 통해 유입되는 실외 공기가 상기 전열교환기를 거치지 않고 상기 유입유로를 통과하도록 안내하는 유입바이패스유로를 포함하는 바이패스부재; 상기 배출바이패스유로를 개폐하는 제1 댐퍼; 및 상기 유입바이패스유로를 개폐하는 제2 댐퍼;를 포함한다. 이에 따르면, 실내와 실외의 온도차가 큰 겨울철이나 여름철에는 실내의 열손실을 최소화하고 봄철이나 가을철에 공기의 유동 저항을 감소시킨다.

또한, 등록특허공보 제10-1455212호에는 결로방지형 환기 시스템이 기재되어 있다.

상기 기술에 따른 결로방지형 환기 시스템은, 실내와 실외 사이에 형성된 별도의 설치공간에 환기유니트가 설치되며, 실외에서 실내로 유입되는 공기와 실내로부터 실외로 배출되는 공기가 상기 환기유니트에서 서로 열교환이 이루어지도록 하는 환기 시스템에 있어서, 실내와 상기 설치공간을 구획하는 부분의 공기 이송로에 설치되어 실내의 공기가 상기 설치공간의 공기 이송로로 이송되는 것을 차단함으로써 실내 공기와 설치공간의 공기가 가지는 온도차로 인해 설치공간에서 결로현상이 발생되는 것을 방지하는 제1 결로방지댐퍼를 포함한다.

이처럼 다양한 방향으로 환기장치가 개발되어 오고 있는데, 상술된 기술들은 본 출원인이 제안하고자 하는 필터의 교체와 청소에 따른 관리 기능이 결여되어 있다.

한편, 등록특허공보 제10-0962072호의 환기시스템의 필터교환시기 알림장치 및 그 방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 급기팬(11)에 의해 실외공기가 주거공간에 급기되도록 하는 급기덕트(10), 급기덕트(10)의 내부에 구비되어 실외공기의 오염물질을 필터링하는 필터(20), 배기팬(31)에 의해 주거공간의 실내공기를 실외로 배기되도록 하는 배기덕트(30) 및 급기팬(11)과 배기팬(31)에 의해 급/배기되는 실외공기와 실내공기를 열교환시키는 열교환기(40)를 포함하는 환기시스템에 있어서, 급기팬(11)을 회전시키는 구동모터(110)의 고정 회전수를 설정하는 입력부(120); 구동모터(110)의 고정 회전수에 대응된 동작전압(또는 동작전류)을 공급하는 전원공급부(130); 필터(20)의 오염에 따른 차압에 의해 가변(증가)되는 구동모터(110)의 회전수를 측정하고 이를 상기 고정회전수와 유사여부를 판단하는 회전수측정부(140); 회전수측정부(140)에 의해 측정된 회전수와 상기 고정 회전수가 유사하지 않을 경우 구동모터(110)가 상기 고정 회전수에 대응되는 측정 회전수를 가지도록 전원공급부(130)의 동작전압(또는 동작전류)이 다운된 상태로 피드백되게 하는 피드백부(150); 및 피드백부(150)에 의해 다운된 상태로 피드백되는 구동모터(110)의 동작전압(또는 동작전류)을 검출하여 입력부(120)에 의해 미리 설정되는 필터교환시기에 대응된 기준전압(또는 기준전류)에 대응되는지 여부를 판단하여 필터(20)의 오염도를 측정하는 필터교환판단부(160)를 포함하는 환기시스템의 필터교환시기 알림장치가 제공된다.

그러나 상기 기술은 모터의 회전수가 증가함을 감지하여 필터를 교체한다는 점에서 본 출원인이 제안하는 발명인 필터의 정압에 기반하는 것과 차이가 있다.

또한, 등록특허공보 제10-1764285호에는 환기시스템의 필터교체시점 알림장치 및 알림방법에 대하여 기재하고 있다.

상기 기술에 따른 환기시스템의 필터교체시점 알림장치는 환기를 위한 풍량을 제공하는 송풍팬과, 환기되는 공기의 오염물질을 필터링하는 필터를 포함하는 환기시스템의 필터교체시점 알림장치로서, 환기시스템의 설치전에 실험을 통해 측정된 필터의 교체시점에 따른 송풍팬의 전류감소율이 저장된 전류감소율저장부와, 환기시스템이 설치현장에 설치되면, 사용자의 입력을 받아 상기 송풍팬을 초기 리셋작동시키는 리셋입력부와, 상기 송풍팬이 초기 리셋작동되면, 리셋전류값을 측정하는 리셋전류측정부와, 상기 측정된 리셋전류값에 상기 저장된 전류감소율을 적용하여 필터교체를 위한 기준전류값을 설정하는 기준전류설정부와, 송풍팬이 환기작동되면, 송풍팬의 작동전류값을 측정하는 작동전류측정부와, 상기 측정된 작동전류값과 상기 설정된 기준전류값을 비교하는 전류비교부와, 상기 전류비교부의 비교결과 작동전류값이 기준전류값 이하인 경우, 필터교체시점으로 판단하여 필터교체신호를 출력하는 필터교체판단부를 포함한다.

그러나 상기 기술은 모터의 회전속도 변화에 기반한 전류값의 변화를 감지하여 필터를 교체한다는 점에서 본 출원인이 제안하는 발명인 필터의 정압에 기반하는 것과 차이가 있다.

등록특허공보 제10-1115314호(2012.03.05. 공고) 공개특허공보 제10-2017-0006823호(2017.01.18.) 등록특허공보 제10-1455212호(2014.11.04. 공고) 등록특허공보 제10-0962072호(2010.06.09. 공고) 등록특허공보 제10-1764285호(2017.08.02. 공고)

본 발명의 목적은, 외기와 내기를 이용하여 공기청정, 환기 등의 기능을 수행하는 환기시스템에 있어서, 상기 환기시스템에 여과목적으로 설비된 필터의 교체 및 청소 시기에 따른 관리와, 필터의 노후화에 따른 환기시스템의 풍량이 감소되는 경우, 이를 보정하여 정상 풍량에 의해 구동될 수 있도록 하는, 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템을 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템은,

팬을 구동하는 모터의 회전수값에 기반하여 단계별로 분석하여, 필터의 청소시기 또는 교체시기를 안내하고,

필터의 정합에 기반하여 환기시스템의 정상풍량과 실제풍량의 차이를 통해 손실풍량을 판단하여, 상기 실제풍량이 정상풍량에 인접할 때까지 모터의 회전수를 제어하여 손실풍량을 보정하는 것을 특징으로 한다.

이러한 기능을 위하여, 상기 환기시스템은 제어부를 포함하되,

상기 제어부는, 필터의 전방 또는 후방 중 어느 하나 이상의 방향에 설치된 피토관에 의해 판단된 풍속에 기반하여 풍량을 산출하는 풍량산출부와, 모터의 회전수값을 수신하여 회전정보로 저장하고, 저장된 회전정보에 기반한 분석을 통해 단계별 분석을 수행하는 분석 및 저장부와, 상기 분석 및 저장부의 분석결과에 따라 필터의 교체 또는 청소 시기를 알려주는 교체/청소안내부와, 상기 풍량산출부에 의해 산출된 실제풍량과, 제어부에 입력된 신호에 기반하여 본래 환기시스템이 가져야 할 정상풍량을 비교하여, 손실된 풍량을 판단하는 손실풍량판단부와, 상기 손실풍량판단부에 의해 풍량의 손실이 판단되면, 배기구(E.A) 및 급기구(S.A) 중 어느 하나 이상에 구비된 팬에 설치된 모터의 회전속도를 제어함으로써, 실제풍량이 정상풍량에 인접하도록 하는 풍량보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템에 의하면,

필터의 청소와 교체의 시기에 대한 관리가 용이해지고, 아울러 필터의 노후화에 따라 정압이 높아져 풍량이 손실될 정도가 되어도, 손실된 풍량만큼 보정하여 환기시스템이 정상적인 풍량을 가지면서 기능할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템의 구조를 나타낸 것이다.
도 1a는 도 1의 피토관 설치의 일예를 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템을 각각 다른 방향에서 나타낸 사시도와 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템이 필터관리 및 풍량저하방지 기능을 수행하기 위하여 구성된 제어부의 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 이때, 도 4에 도시되지 않았더라도 제어부가 환기시스템의 기본 동작을 위해 포함되는 구성은 통상의 기술자의 전문 지식에 의해 쉽게 도출될 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템을 통해 수행되는 모드별 흐름방향을 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 외기와 내기를 이용하여 공기청정, 환기 등의 기능을 수행하는 환기시스템에 있어서, 상기 환기시스템에 여과목적으로 설비된 필터의 교체 및 청소 시기에 따른 관리와, 필터의 노후화에 따른 환기시스템의 풍량이 감소되는 경우, 이를 보정하여 정상 풍량에 의해 구동될 수 있도록 하는, 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템에 관한 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 환기시스템을 설명하도록 한다.

본 명세서에서 생략된 환기시스템의 설명에 대해서는, 통상의 환기시스템을 통하여 예상될 수 있어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템의 구조를 나타낸 것이다.

또한, 도 2 및 도 3은 도 1에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템을 각각 다른 방향에서 나타낸 사시도와 평면도이다.

첨부된 도면의 도 1에 따르면, 환기시스템은 베이스(케이스, 도면부호 미표시)의 일측에 외기구(O.A); 환기구(R.A); 급기구(S.A); 및 배기구(E.A);를 구성하여 공기의 유입과 배출을 모드에 따라 선택적으로 수행하도록 한다.

이러한 베이스는 ABS로 사출성형 제작되어 내부에는 발포 폴리에틸렌 폼이 단열재로 삽입되도록 구성된다.

그리고, 상기 베이스의 내측으로는 전열교환기가 베이스에 대하여 마름모 형태로 구성되어, 각 모서리 영역이 베이스에 빈틈없이 결합되도록 구성된다. 이러한 빈틈의 의미는 베이스 내의 공기가 전열교환기의 측방향(방향은 도 1 기준) 외측으로 공기가 흐르지 못하도록 폐쇄됨을 의미한다.

이러한 전열교환기의 측면은 모두 개방된 형태로 구성되되, 각 측면마다 댐퍼를 포함하도록 한다. 그리고 전열교환기의 상면은 폐쇄된 형태를 갖는다.

이러한 전열교환기는 환기시스템에서 사용되는 경우, 상기 외기구(O.A); 환기구(R.A); 급기구(S.A); 및 배기구(E.A);가 연통되되, 외기구에서 급기구로 혹은 환기구에서 배기구로 유동되는 공기를 가열하는 기능을 수행하는데, 이는 자명하게 공지되어 사용되고 있으므로 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

또한, 전열교환기의 측면 중, 외기구(O.A) 방향의 측면으로는, 전열교환기에 인접하게 헤파필터가 설치되고, 헤파필터의 외기구 방향으로 프리필터가 설치될 수 있다.

그리고 외기구(O.A)의 내측으로는 댐퍼가 구비되어 외기구의 개폐를 제어할 수 있다. 이러한 제어 기능은 제어부에 의해 이루어진다.

이때, 외기구와 필터(헤파필터 및 프리필터) 사이의 공간을 외기덕트라고 지칭하도록 한다. 이러한 외기덕트의 일측으로는 안정기를 비롯하여 외기를 살균하는 이온플라즈마가 구비될 수 있다.

또한, 전열교환기의 측면 중, 환기구(R.A) 방향의 측면에는 프리필터가 구비될 수 있다.

이때, 환기구(R.A)에는 3방향 댐퍼가 설치되도록 하며, 이는 환기구(R.A)의 개폐(2개 방향)와 환기구(R.A)의 측방향(1개 방향)으로 내기가 유도될 수 있도록 한다 이러한 3방향 댐퍼의 제어 역시 제어부에 의해 이루어진다.

또한, 급기구(S.A)에는 댐퍼가 구비된 급기용 팬이 설치될 수 있다. 그리고 배기구(E.A)에도 댐퍼가 구비된 배기용 팬이 설치될 수 있다.

이때, 첨부된 도면의 도 1과 같이 외기구(O.A)의 외기덕트와 환기구(R.A)의 환기덕트는 전열교환기의 외측 측면 방향으로 폐쇄되고, 외기구(O.A)의 외기덕트와 배기구(E.A)의 배기덕트 역시 폐쇄되며, 배기구(E.A)의 배기덕트와 급기구(S.A)의 급기덕트 역시 폐쇄된다.

다만, 환기구(R.A)의 환기덕트와 급기구(S.A)의 급기덕트 사이는 통로가 형성되어 개방되어 있도록 하되, 상기 통로의 환기구(R.A) 방향의 단부에 헤파필터가 구성되고, 급기구(S.A) 방향의 단부에 제어부에 의해 선택적으로 개폐되어 내기의 순환이 가능하도록 하는 내부순환용 댐퍼가 구비된다.

이때, 상기 3방향 댐퍼의 환기구(R.A)의 측방향으로 내기가 유도되면, 상기 통로로 내기가 유도되도록 하는 것이다.

이와 같이, 내기를 순환하여 공기를 정화하는데 있어서, 전열교환기를 거치지 않음으로 인해 배기팬과 동일한 규격의 팬으로 순환 운영이 가능한 장점을 갖는다.

그리고, 각 덕트 사이를 폐쇄하는 영역 일측의 여유공간에 제어부(PCB)를 설치할 수 있는 공간을 확보하여 제어부를 구비하도록 한다.

이러한 구성에 따르면, 첨부된 도면의 도 5 내지 도 7에서와 같이 제어부의 제어(사용자의 모드 선택에 따른 제어)에 의하여 도 5의 환기모드, 도 6의 바이패드모드 및 도 7의 청정모드를 수행할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템을 통해 수행되는 모드별 흐름방향을 나타낸 것이다.

도면을 참조하여 설명하면,

도 5의 환기모드의 경우, 외기구(O.A); 환기구(R.A); 급기구(S.A); 및 배기구(E.A);의 댐퍼 모두가 개방되도록 하여, 외기가 유입될 수 있도록 하고, 외기구를 통해 유입된 공기는 급기구(S.A)의 팬에 의해 유도되어 급기구를 통해 실내로 상기 외기가 유입되도록 한다.

그리고 실내의 내기는 환기구(R.A)를 통해 유입되어 배기구(E.A)의 팬에 의해 유도되어 배기구를 통해 실외로 배기될 수 있다.

이로 인해, 내기를 실외로 배출하고, 외기를 실내로 유입시켜 실내의 환기가 가능하도록 한다.

그리고 전열교환기는 제어부의 제어에 기반하여 실외와 실내의 온도에 차이가 있는 경우, 공기의 온도를 설정된 온도가 되도록 조절할 수 있다.

또한, 바이패스모드에서는 도 6을 참조할 수 있는데, 도 5의 환기모드와 동일하게 동작하되, 내기의 배기만 전열교환기를 사용하고 외기의 급기는 전열교환기를 사용하지 않는다.

또한, 청정모드의 경우에는, 환기구(R.A)의 3방향 댐퍼가 환기덕트로의 방향을 차단하고, 통로로의 방향을 개방함으로써, 상기 환기구(R.A)로 유입된 내기가 상기 통로로 이동하도록 유도한다.

3방향 댐퍼가 제어부에 의해 상기와 같이 제어되는 경우, 제어부는 통로의 내부순환용 댐퍼를 개방하여 급기구(S.A)와 통로가 연통되도록 하고, 이에 따라, 통로의 공기는 급기구(S.A) 팬의 유도에 따라 상기 급기구(S.A)로 배출되어 실내로 급기되도록 한다.

이때, 환기구(R.A)를 통해 유입되어 급기구(S.A)로 급기되는 공기는 통로에 구비된 헤파필터로 인해 공기 중의 이물질이 정화되어 깨끗한 공기가 다시 실내로 급기되도록 할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면의 도 4를 참조하여, 제어부에 대하여 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템이 필터관리 및 풍량저하방지 기능을 수행하기 위하여 구성된 제어부의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.

이때, 도 4에 도시되지 않았더라도 제어부가 환기시스템의 기본 동작을 위해 포함되는 구성은 통상의 기술자의 전문 지식에 의해 쉽게 도출될 수 있다.

설명에 앞서, 각 팬에는 팬을 구동하기 위한 모터가 적용되고, 이러한 모터는 BLDC모터를 적용할 수 있다.

이는, 누적 사용에 따라 이물질이 흡착되어 공기의 통과량이 적어짐에 따라 필터의 정압이 상승되어 풍량이 저하되는 것을 방지하기 위한 목적으로, 모터로 팬의 회전속도와 회전수를 증가시켜 풍량이 일정하게 유지될 수 있도록 보정하기 위함이다.

또한, 각 필터의 전방 또는 후방 중 어느 하나 이상의 방향에는 피토관이 설치된다(도 1a 참조). 첨부된 도면과 같이 피토관은 O.A덕트 상에 위치된 필터와 전열교환기 사이의 공간으로 삽입되어 고정될 수 있다. 구체적으로는 필터를 고정하기 위한 벽체로 구성된 삽입영역이 전열교환기까지 인접하도록 연장되게 구성될 때, 이러한 삽입영역의 일측벽에 홀을 형성하여 삽입되도록 한다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 설계 조건에 따라서는, 피토관(도 1a의 PITOT TUBE)의 상기 삽입영역의 홀을 관통하여 삽입영역의 내측에 위치되는 피토관 외면에 상기 피토관을 감싸는 몸체커버를 구성한다. 그리고 그리고 상기 삽입영역의 홀에는 볼베어링을 구성한다.

상기 몸체커버의 일측에는 외주면을 따라 1개 이상 형성된 홈부를 형성한다. 이러한 홈부에는 상기 홈부의 바닥면에 연결된 상/하 조절용 스프링이 부착되고, 상기 스프링의 다른 단부에는 구슬커버가 일체로 구성된다. 그리고 상기 구슬커버의 내부에는 구슬이 삽입된다. 이러한 구슬커버는 피토관이 삽입되는 방향을 전방이라고 지칭하였을 때, 후방으로 일부 개방되도록 구성되어, 상기 구슬이 구슬커버로부터 이탈되지 못하도록 하면서, 상기 구슬이 삽입영역의 홀에 구성된 볼베어링의 볼에 닿도록 한다.

이러한 구조에 의하면, 피토관 삽입시 홈부에 구성된 스프링의 탄성에 의해 구슬(구슬커버)가 삽입영역의 홀을 통과하기 위하여 다소 하강하면서 홀을 통과하고, 통과된 뒤에는 스프링의 탄성에 의해 원위치되면서 구슬커버 내의 구슬이, 삽입영역의 홀에 구성된 볼베어링의 볼과 맞닿아 빠지지 않도록 구성된다. 동시에 볼베어링과 구슬의 맞물림에 의해 자유 회전이 가능하게 된다.

이에 따르면, 베이스 내부에 설치된 피토관이 공기 흐름의 압력에 의해 움직이거나 튜브(도 1a 참조)의 꼬임이 발생되더라도, 전술된 자유회전에 의해 꼬임 발생이 방지되고, 공기 흐름의 압력에 의해 피토관이 일부 이탈하는 것을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

이러한 피토관은 압력게이지와 차압센서에 기반하여 필터에 걸리는 총압과 정압의 차이를 측정하고, 유체의 유속, 즉 바람의 풍속을 판단할 수 있다.

이러한 피토관에 의해 판단된 풍속에 기반하여 제어부는 풍속과 필터의 면적(넓이)에 기반하여 풍량을 산출하도록 한다. 이를 위해 제어부는 풍량산출부를 포함할 수 있다.

이러한 제어부는, 모터의 회전수값을 수신하여 회전정보로 저장하고, 저장된 회전정보에 기반한 분석을 통해 단계별 분석을 수행하는 분석 및 저장부를 포함한다. 이를 위해 분석 및 저장부는 단계별 분석을 위해 기준이 되는 기준정보를 미리 저장할 수 있다.

이때, 단계정보란 모터의 회전정보에 기반하여 필터의 교체 또는 청소의 기준이 되는 단계로써, 예를 들어, 3개의 척도로 1단계, 2단계 및 3단계의 정보를 가질 수 있다. 이때, 1단계는 이상이 없음을 나타내는 척도이고, 2단계는 모터의 회전정보에 기반하였을 때 필터의 청소가 필요함을 나타내는 척도이고, 3단계는 모터의 회전정보에 기반하였을 때 필터의 교체가 필요함을 나타내는 척도이다. 통상적으로 필터의 초기압력의 손실이 2배가 되는 시점을 수명이 다하여 교체가 필요한 시기로 판단한다.

또한, 제어부는 상기 분석 및 저장부의 분석결과에 따라 필터의 교체 또는 청소 시기를 알려주는 교체/청소안내부를 포함할 수 있다. 이러한 교체/청소안내부는 안내정보를 생성하고, 생성된 안내정보를 사용자에게 안내하기 위하여, 표시 인터페이스(디스플레이, LED, 스피커 등)까지 포함하는 의미로 해석되어야 하고, 이러한 표시 인터페이스는 설계자의 선택에 따라 환기시스템의 베이스 외측 또는 사용자 단말기 등 다양한 위치에 구비될 수 있을 것이다.

또한, 제어부는 상기 풍량산출부에 의해 산출된 실제풍량과, 제어부에 입력된 신호에 기반하여 본래 환기시스템이 가져야 할 정상풍량(예를 들면, 강, 중, 약에 따른 풍량)을 비교하여, 손실된 풍량을 판단하는 손실풍량판단부를 포함할 수 있다.

또한, 제어부는 상기 손실풍량판단부에 의해 풍량의 손실이 판단되면, 배기구(E.A) 및 급기구(S.A) 중 어느 하나 이상에 구비된 팬에 설치된 모터의 회전속도를 제어함으로써, 실제풍량이 정상풍량과 유사해지도록 하는 풍량보정부를 포함할 수 있다.

이러한 제어부가 기능함에 따라서, 본 발명에 따른 환기시스템은 필터의 청소와 교체의 시기에 대한 관리가 용이해지고, 아울러 필터의 노후화에 따라 정압이 높아져 풍량이 손실될 정도가 되어도, 손실된 풍량만큼 보정하여 환기시스템이 정상적인 풍량을 가지면서 기능할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.

이때, 필터란 본 발명에 기재된 헤파필터, 프리필터를 포함하는 의미이다.

또한, 환기시스템은 내부 일측 중 내기가 유입되는 일측에 먼지, 이산화탄소 및 TVOC(휘발성 유기 화합물)을 측정하는 센서 중 어느 하나 이상의 것을 더 포함할 수 있다. 이러한 센서에 의한 측정값은 제어부로 수신되어, 제어부는 수신된 센서값에 기반하여 상기 센서값이 일정값 이상을 초과하면 자동으로 환기모드로 전환하는 자동모드변경부를 더 포함할 수도 있다.

이러한 자동모드변경부에 의하면, 자동으로 외기를 유입시캬 실내의 공기의 신선도를 유지할 수 있도록 한다.

한편, 설계 조건에 따라서는, 필터에 대하여 다음과 같이 구성할 수 있다.

첨부된 도면을 참조하면 필터는 베이스 내의 벽체로 구성된 삽입영역을 형성하여 상/하 방향으로 필터를 결합시키는 형태를 갖는다.

이러한 삽입영역의 내부 일측과 필터사이에 스터드부재를 더 포함할 수 있는데, 이러한 스터드부재는, 'ㄷ'자 형태의 캡과 '凸'의 형태를 갖는 몸체를 포함하되, 상기 캡은 개방된 단부가 내측으로 절곡되어 캡의 내부영역보다 개방된 단부의 크기가 작게되도록 하고, 상기 몸체의 크기가 작은 영역의 단부에는 외측으로 돌출된 돌기를 2개가 대칭방향을 이루도록 구성하여, 상기 몸체의 크기가 작은 영역의 단부가 캡의 내부에 삽입되어 고정되도록 한다. 이때, 캡의 내부면 일측에서부터 몸체의 크기가 작은 영역의 단부까지는 스프링을 통해 연결되도록 한다.

이에 따라, 몸체는 캡에 결합되어 이탈되지 않도록 구성되고, 몸체와 캡은 상호 탄성력을 가지면서 버튼 형식으로 눌릴 수 있는 형태가 된다.

그리고 캡의 크기가 큰 영역의 단부에는 복수 개의 쐐기가 돌출되도록 구성할 수 있다.

이러한 구조에 의해, 스터드부재는 상기 쐐기를 필터 방향에 가압시켜 결합시키고, 스터드부재가 필터와 함께 삽입영역으로 함께 삽입될 수 있도록 한다. 따라서, 스터드부재는 삽입영역 내에서 필터의 반대방향에서 밀어주는 힘을 발생시킨다. 이러한 스터드부재는 바람의 유입방향의 반대측에서 바람의 유입 방향으로 필터를 밀어주는 기능을 하게 된다.

이러한 구조에 따르면, 필터를 공기가 통과하면서 압이 발생되어 필터를 다소 밀어주려는 힘과, 스터드부재에 의해 반대방향으로 필터를 밀어주는 힘이 작용되어 필터의 털림작용이 가능하게 되고, 이에 따라 필터의 청소시기를 조금 더 미룰 수 있는 장점을 갖는다.

이와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (8)

1. 베이스의 일측에 외기구(O.A); 환기구(R.A); 급기구(S.A); 및 배기구(E.A);를 구성하여 공기의 유입과 배출을 모드에 따라 선택적으로 수행하고,
   상기 베이스의 내측으로는 전열교환기가 구성되되, 전열교환기는 베이스에 대하여 마름모 형태로 위치되어, 외기덕트와 환기덕트, 외기덕트와 배기덕트 및 배기덕트와 급기덕트 각각의 사이공간이 폐쇄되도록 구성되고, 상기 환기덕트와 급기덕트 사이는 통로를 통해 연통되도록 구성된 제어부를 가지는 환기시스템에 있어서,
   팬을 구동하는 모터의 회전수값에 기반하여 단계별로 분석하여, 필터의 청소시기 또는 교체시기를 안내하고,
   필터의 정합에 기반하여 환기시스템의 정상풍량과 실제풍량의 차이를 통해 손실풍량을 판단하여, 상기 실제풍량이 정상풍량에 인접할 때까지 모터의 회전수를 제어하여 손실풍량을 보정하되,
   상기 통로는 환기덕트 방향의 단부에 헤파필터가 구비되고, 급기덕트 방향의 단부에 내부순환용 댐퍼가 구비되며,
   상기 외기구(O.A) 및 환기구(R.A)에는 댐퍼가 구비되고, 상기 환기구(R.A)에 구비된 댐퍼는 상기 환기덕트와 통로를 포함하는 2개 이상의 방향으로 공기를 유도하며,
   상기 외기덕트에는 외기구(O.A)에 인접한 위치에 외기를 살균하는 이온플라즈마가 구비되고, 상기 전열교환기의 외기구(O.A) 방향 측면에는 프리필터 및 헤파필터가 구비됨으로써, 이온플라즈마가 프리필터 및 헤파필터보다 외기구(O.A)를 기준으로 전방에 위치되도록 하여, 유입된 공기가 살균 먼저된 후 필터될 수 있도록 하며,
   상기 전열교환기의 환기구(R.A) 방향 측면에는 프리필터가 구비되고,
   상기 급기구(S.A) 및 배기구(E.A)에는 공기의 방향을 유도하기 위한 팬이 구비되되, 상기 팬은 BLDC모터에 의해 구동되며,
   상기 제어부는,
   필터의 전방 또는 후방 중 어느 하나 이상의 방향에 설치된 피토관에 의해 판단된 풍속에 기반하여 풍량을 산출하는 풍량산출부와,
   모터의 회전수값을 수신하여 회전정보로 저장하고, 저장된 회전정보에 기반한 분석을 통해 단계별 분석을 수행하는 분석 및 저장부와,
   상기 분석 및 저장부의 분석결과에 따라 필터의 교체 또는 청소 시기를 알려주는 교체/청소안내부와,
   상기 풍량산출부에 의해 산출된 실제풍량과, 제어부에 입력된 신호에 기반하여 본래 환기시스템이 가져야 할 정상풍량을 비교하여, 손실된 풍량을 판단하는 손실풍량판단부와,
   상기 손실풍량판단부에 의해 풍량의 손실이 판단되면, 배기구(E.A) 및 급기구(S.A) 중 어느 하나 이상에 구비된 팬에 설치된 모터의 회전속도를 제어함으로써, 실제풍량이 정상풍량에 인접하도록 하는 풍량보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 필터관리와 풍량저하방지가 가능한 환기시스템.
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