KR102144961B1 - 열회수형 환기시스템의 전열교환소자 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 흡습제의 코팅없이도 결로현상이 방지되고 항균제의 코팅없이도 항균특성이 발휘됨과 동시에 목재 특유의 천연향까지 실내로 유입되어 쾌적한 환기 및 실내공조를 가능하게 하는 열회수형 환기시스템의 전열교환소자에 관한 것이다.
개시된 내용은 다수의 전열교환시트 사이사이에 천연목재박판으로 형성된 파형요철시트가 교호적으로 교차되게 적층되어 급기통로와 배기통로를 교호적으로 형성하는 전열교환적층체와, 상기 전열교환적층체의 상부에 설치되는 상부패널과. 상기 전열교환적층체의 하부에 설치되는 하부패널과, 상기 상부패널과 상기 하부패널의 모서리를 서로 연결하여 상기 전열교환적층체의 모서리를 보호하는 수직코너부재를 포함하는 열회수형 환기시스템의 전열교환소자를 일 실시예로 제시한다.

Description

열회수형 환기시스템의 전열교환소자{HEAT EXCHANGING ELEMENT OF HEAT RECOVERY TYPE VENTILATION SYSTEM}

개시된 내용은 공동주택, 사무실, 호텔, 백화점, 대형마트 등과 같은 건물에 설치된 공조환기장치 내에 삽입 장착되어 실외로 배출되는 내부공기와 실내로 유입되는 외부공기의 상호 열교환을 통해 열기 또는 냉기를 회수하는 열회수형 환기시스템의 전열교환소자에 관련된다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 공동주택, 사무실, 호텔, 백화점, 대형마트 등과 같은 건물에는 오염된 실내공기를 외부로 배출시키고 신선한 외부공기를 실내로 공급할 수 있도록 하기 위해 전열교환소자를 이용한 열회수형 환기시스템이 사용된다.

이러한 열회수형 환기시스템은 실내 공기조화가 유지되는 상황에서 실내공기의 신선도 유지 및 에너지 효율 향상을 위해 외부로 배출되는 실내공기와 실내로 유입되는 외부공기가 전열교환소자를 통과하도록 하여 열기 또는 냉기가 회수될 수 있도록 구성된다.

통상 열회수형 환기시스템을 작동시키게 되면, 공조된 실내공기를 외부로 배출하기 위한 배기팬이 작동되면서, 배기팬의 정압에 의해 오염된 실내공기가 전열교환기를 통과한 후 실외로 오염된 공기가 외부로 배출된다. 또한 외부공기를 실내로 공급하기 위한 급기팬이 작동되면서, 급기팬의 정압에 의해 외부공기에서 전열교환기를 통과한 후 실내로 유입된다.

배기팬과 급기팬이 동시에 운전되는 경우에는 실내공기와 실외공기가 전열교환소자를 동시에 통과하면서 자연스럽게 열교환이 이루어지게 된다. 이로 인해 실내공기를 환기시킴에 있어서, 실외로 배출되는 내부공기의 열기 또는 냉기와 실내로 유입되는 외부공기의 냉기 또는 열기가 전열교환소자를 매개로 상호 열교환되면서 외부공기의 냉기 또는 열기가 곧바로 실내로 유입되지 않아 실내온도가 적절히 유지될 수 있을 뿐만 아니라 실외로 배출되는 내부공기의 열기 또는 냉기가 회수될 수 있게 된다.

이러한 열회수형 환기시스템의 전열교환소자의 일 예로, 대한민국 특허등록 제10-0837023호(2008.06.19. 공고)에는 적층한 제 1, 제 2의 층상 공기 유로 사이를 구획하는 부재로서 수용성 흡습제를 첨가한 칸막이 부재와, 상기 제 1, 제 2의 층상 공기 유로를 형성하고, 상기 칸막이 부재 사이의 간격을 유지하는 간격 유지 부재와, 상기 칸막이 부재와 간격 유지 부재를 접착하는 접착제를 구비하는 전열교환 소자에 있어서, 상기 접착제가, 수용성 흡습제를 함침한 수용매계 접착제인 것을 특징으로 하는 전열교환소자가 개시된다.

또한 대한민국 특허공개 제10-2010-0005015호(2010.01.13. 공개)에는 시트형상의 칸막이 부재와, 해당 칸막이 부재의 양측에 각각 마련되어 상기 칸막이 부재와 함께 유로를 형성하는 간격 유지 부재를 가지며, 상기 칸막이 부재의 한쪽의 측에 형성된 유로를 유통하는 기류와 다른쪽의 측에 형성된 유로를 유통하는 기류 사이에서 상기 칸막이 부재를 통하여 열교환을 행하는 전열교환 소자로서, 상기 칸막이 부재와 상기 간격 유지 부재는, 수용성의 흡습제 및/또는 난연제를 함유한 수용매형의 접착제에 의해 서로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 전열교환소자가 개시된다.

또한 대한민국 특허공개 제10-2016-0111907호(2016.09.27. 공개)에는 흡습성 폴리머 입자를 40중량% 이상 함유하는 흡습성 도포막을 기재 시트에 담지한 흡습성 시트를 구성재료로 하는 전열교환소자가 개시된다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 열회수형 환기시스템의 전열교환소자의 경우에는 실내공기와 실외공기의 열교환시에 내부에서 발생되는 결로 현상으로 인해 흡습제를 코팅하거나 무기흡습입자를 함침시켜야만 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 필요에 따라서는 항균제나 항균입자의 코팅까지 요구됨에 따라 전체 제조공정이 복잡하고 제조비용이 증대되는 문제점이 있으며, 흡습제나 항균제 특유의 냄새가 실내로 유입되어 불쾌감이 유발되는 문제점이 있었다.

1. 대한민국 특허등록 제10-0837023호(2008.06.19. 공고) 2. 대한민국 특허공개 제10-2010-0005015호(2010.01.13. 공개) 3. 대한민국 특허공개 제10-2016-0111907호(2016.09.27. 공개)``

흡습제의 코팅없이도 결로현상이 방지되고 항균제의 코팅없이도 항균특성이 발휘됨과 동시에 목재 특유의 천연향까지 실내로 유입되어 쾌적한 환기 및 실내공조를 가능하게 하는 열회수형 환기시스템의 전열교환소자를 제공하고자 한다.

또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

개시된 내용은 다수의 전열교환시트 사이사이에 천연목재박판으로 형성된 파형요철시트가 교호적으로 교차되게 적층되어 급기통로와 배기통로를 교호적으로 형성하는 전열교환적층체와, 상기 전열교환적층체의 상부에 설치되는 상부패널과. 상기 전열교환적층체의 하부에 설치되는 하부패널과, 상기 상부패널과 상기 하부패널의 모서리를 서로 연결하여 상기 전열교환적층체의 모서리를 보호하는 수직코너부재를 포함하는 공조환기장치의 전열교환기를 일 실시예로 제시한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공조환기장치의 전열교환기는 상기 상부패널의 상부면에 벨크로테이프에 의해 분리가능하게 부착고정되는 손잡이를 더 포함한다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

개시된 내용에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자는, 다수의 전열교환시트 사이사이에 교호적으로 교차되게 적층되어 급기통로와 배기통로를 교호적으로 형성하는 파형요철시트가 우수한 흡습성을 가지는 천연목재박판으로 형성됨에 따라 흡습제의 코팅없이도 결로현상이 방지되고 항균제의 코팅없이도 천연목재 특유의 항균특성이 발휘됨과 동시에 목재 특유의 천연향까지 실내로 유입되어 쾌적한 환기 및 실내공조를 가능하게 하는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자의 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자의 부분분해사시도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자의 작동도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

개시된 내용의 일 실시예에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 다수의 전열교환시트(11) 사이사이에 천연목재박판으로 형성된 파형요철시트(13, 17)가 교호적으로 교차되게 적층되어 급기통로(15)와 배기통로(19)를 교호적으로 형성하는 전열교환적층체(10)와, 전열교환적층체(10)의 상부에 설치되는 상부패널(20)과, 전열교환적층체(10)의 하부에 설치되는 하부패널(30)과, 상부패널(20)과 하부패널(30)의 모서리를 서로 연결하여 전열교환적층체(10)의 모서리를 보호하는 수직코너부재(40)를 포함한다.

여기서, 전열교환적층체(10)는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자의 바디에 해당하는 것으로, 외부공기가 실내로 유입될 수 있도록 하는 급기통로(15)를 형성함과 동시에, 실내공기와 외부로 배출될 수 있도록 하는 배기통로(19)를 급기통로(15)와 교차되는 방향으로 형성하는 역할을 한다.

이러한 전열교환적층체(10)는 다수의 전열교환시트(11) 사이사이에 천연목재박판으로 형성된 파형요철시트(13, 17)가 교호적으로 교차되게 적층되는 구조로 형성됨에 따라, 전열교환시트(11) 사이에 개재되는 파형요철시트(13)에 의해 외부공기가 실내로 유입될 수 있도록 하는 급기통로(15)가 형성되고, 전열교환시트(11) 사이에 개재되는 파형요철시트(17)에 의해 실내공기가 외부로 배출될 수 있도록 하는 배기통로(19)가 급기통로(15)의 방향과 교차되는 방향으로 급기통로(15)와 교호적으로 형성된다.

전열교환적층체(10)의 전열교환시트(11)는 급기통로(15)와 배기통로(19)가 구획되도록 하는 일종의 격판에 해당한다. 이러한 전열교환시트(11)는 종이재, 섬유재, 합성수지재 및 금속재 중 적어도 하나에 의해 평판 형태로 제조될 수 있으며, 실시예에 따라서는 천연목재를 얇게 켜서 제조되는 천연목재시트로도 제조 가능하다. 전열교환시트(11)는 예를 들어 0.01 ~ 0.1mm 두께의 박판으로 제조되는 것이 바람직하다.

전열교환적층체(10)의 파형요철시트(13, 17)는 전열교환시트(11) 사이에 교호적으로 교차되게 개재되어 파형요철을 경계로 상하부에 형성되는 이중공간을 형성함에 따라 외부공기가 실내로 유입될 수 있도록 하는 급기통로(15)와 실내공기가 외부로 배출될 수 있도록 하는 배기통로(19)가 서로 방향을 달리하여 교호적으로각 형성되도록 하는 파형성형판에 해당한다.

파형요철시트(13, 17)는 특히 천연목재를 예를 들어 0.01 ~ 0.1 mm 두께로 얇게 켠 천연목재박판에 예를 들어 1.5 ~ 3.5 mm의 파형 높이를 가지는 파형요철이 형성되도록 예를 들어 프레스가공 등을 통해 가공함으로써 제조 가능하다.

파형요철시트(13, 17)를 형성하는 천연목재박판은 재질적인 흡습 또는 건조 특성으로 인해 파형요철시트(13, 17)에 흡습제를 별도 코팅하거나 무기흡습입자를 함침시키지 않더라도 결로현상이 방지됨과 동시에 실내로 유입되는 외부공기의 제습 또는 가습을 통해 실내습도가 자연적으로 조절될 수 있게 된다. 또한 천연목재박판으로 형성되는 파형요철시트(13, 17)가 적용될 경우에는 종래의 흡습제나 무기흡습입자로 인한 특유의 냄새가 실내로 유입되지 않을 뿐만 아니라 천연목재 특유의 향취까지 실내로 유입되어 더욱 쾌적한 실내환경이 조성될 수 있다.

또한 파형요철시트(13, 17)를 형성하는 천연목재박판은 예를 들어 피톤치드와 같이 천연목재 고유의 항균물질을 포함하고 있어 파형요철시트(13, 17)에 항균제나 항균입자를 별도 코팅하지 않더라도 실내로 유입되는 외부공기 또는 외부로 배출되는 실내공기의 포함된 유해 바이러스와 세균이 살균처리될 수 있다.

파형요철시트(13, 17)의 항균성 및 향취성 증대를 위해 파형요철시트(13, 17)는 피톤치드 발산률이 높은 편백나무 또는 측백나무로 제조되거나, 또는 베튤린 함량이 높은 황칠나무로 제조되거나, 또는 캄포(camphor)를 함유하는 녹나무(camphora) 등으로 제조되는 것이 바람직하다.

또한 급기통로(15)를 형성하는 파형요철시트(13)의 파형 높이와 배기통로(19)를 형성하는 파형요철시트(17)의 파형 높이는 예를 들어 3 mm로 서로 동일하게 형성될 수도 있지만, 도 2에 도시되는 바와 같이 배기통로(19)를 형성하는 파형요철시트(17)의 파형 높이는 급기통로(15)를 형성하는 파형요철시트(13)의 파형 높이보다 더 낮은 것이 바람직하다. 이 경우에는 외부로 배출될 실내공기의 열기나 냉기가 충분히 흡수되어 전달될 수 있어 에너지효율이 더욱 증가될 수 있다.

배기통로(19)를 형성하는 파형요철시트(17)의 파형 높이는 예를 들어 2 mm인 반면에 급기통로(15)를 형성하는 파형요철시트(13)의 파형 높이는 예를 들어 3 mm인 것이 바람직하다.

또한 전열교환적층체(10)의 전열교환시트(11)와 파형요철시트(13, 17)의 표면은 난연코팅, 불연코팅 및 방염코팅 중 하나로 코팅처리되는 것이 바람직하다. 전열교환시트(11)와 파형요철시트(13, 17)의 표면코팅에 적용가능한 난연코팅제, 불연코팅 및 방염코팅제는 이미 당해 기술분야에서 공지되어 있는 바, 여기서는 더 이상의 상세설명은 생략하기로 한다.

전술한 전열교환적층체(10)의 상부에는 상부패널(20)이 설치되고, 전술한 전열교환적층체(10)의 하부에는 하부패널(30)이 설치되며, 상부패널(20)과 하부패널(30)의 모서리는 수직코너부재(40)에 의해 서로 연결된다.

상부패널(20), 하부패널(30) 및 수직코너부재(40)는 전술한 전열교환적층체(10)를 내장지지하는 일종의 지지프레임에 해당하는 것으로, 상부패널(20)은 전열교환적층체(10)의 상부면을 마감지지하고, 하부패널(30)은 전열교환적층체(10)의 하부면을 마감지지하며, 수직코너부재(40)는 전열교환적층체(10)의 모서리를 지지함과 동시에 보호하는 역할을 한다.

전술한 상부패널(20), 하부패널(30) 및 수직코너부재(40)의 구성, 재질, 제조방법 등은 종래의 열회수형 환기시스템의 전열교환소자와 동일하므로, 여기서는 명세서의 간력화를 위해 더 이상의 상세 설명은 생략하기로 한다.

전술한 상부패널(20)의 상부면에는 손잡이(50)가 결합된다. 손잡이(50)는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자의 파지를 가능하게 하는 것으로, 양단에 구비되는 벨크로테이프(51)에 의해 상부패널(20의 상부면에 분리가능하게 부착고정되는 것이 바람직하다. 이를 위해 상부패널(20)의 상부면에는 손잡이(50)의 벨크로테이프(51)에 대응되는 벨크로테이프(21)가 전면적에 걸쳐 구비되는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열회수형 환기시스템의 전열교환소자는 다수의 전열교환시트(11) 사이사이에 교호적으로 교차되게 적층되어 급기통로(15)와 배기통로(19)를 교호적으로 형성하는 파형요철시트(13, 17)가 우수한 흡습성을 가지는 천연목재박판으로 형성됨에 따라 흡습제의 코팅없이도 결로현상이 방지되고 항균제의 코팅없이도 천연목재 특유의 항균특성이 발휘됨과 동시에 목재 특유의 천연향까지 실내로 유입되어 쾌적한 환기 및 실내공조를 가능하게 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 전열교환적층체
11 : 전열교환시트
13, 17 : 천연목재시트
15 : 급기통로
19 : 배기통로
20 : 상부패널
21 : 벨크로테이프
30 : 하부패널
40 : 수직코너부재
50 : 손잡이
51 : 벨크로테이프

Claims (5)

1. 다수의 전열교환시트 사이사이에 천연목재박판으로 형성된 파형요철시트가 교호적으로 교차되게 적층되어 급기통로와 배기통로를 교호적으로 형성하는 전열교환적층체;
   상기 전열교환적층체의 상부에 설치되는 상부패널;
   상기 전열교환적층체의 하부에 설치되는 하부패널;
   상기 상부패널과 상기 하부패널의 모서리를 서로 연결하여 상기 전열교환적층체의 모서리를 보호하는 수직코너부재; 및
   상기 상부패널의 상부면에 구비되는 손잡이를 포함하며,
   상기 전열교환적층체의 전열교환시트는 종이재, 섬유재, 합성수지재, 금속재 및 천연목재 중 하나로 형성되고, 상기 전열교환적층체의 파형요철시트는 천연목재를 얇게 켠 천연목재박판에 파형요철이 형성되도록 가공되어 제조되며,
   상기 배기통로를 형성하는 파형요철시트의 파형 높이는 상기 급기통로를 형성하는 파형요철시트의 파형 높이보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 공조환기장치의 전열교환기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 손잡이는 상기 상부패널의 상부면에 벨크로테이프에 의해 분리가능하게 부착고정되는 것을 특징으로 하는 공조환기장치의 전열교환기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 전열교환적층체의 전열교환시트와 파형요철시트의 표면은 난연코팅, 불연코팅 및 방염코팅 중 하나로 코팅처리되는 것을 특징으로 하는 공조환기장치의 전열교환기.

Images