KR102225624B1

KR102225624B1 - 대형필터를 포함하는 전열교환기

Info

Publication number: KR102225624B1
Application number: KR1020200044147A
Authority: KR
Inventors: 오충록
Original assignee: 오충록
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2021-03-08

Abstract

본 발명은 실내공기를 환기시키는 전열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환소자가 구비되는 전열교환부와 필터부로 구성하되, 필터부는 전열교환부와는 별도로 그 하부측에 구비되어 하부챔버와 상부챔버로 나누어 이들 사이에는 필터유니트를 설치하고, 전열교환부에는 전후면 상하에 공간부를 두고 이들 전후 공간부 사이에 열교환소자를 배치하여 열교환되는 폭을 최소화하면서 급기팬이 구비되는 급기공간과 상부챔버는 서로 연통되는 바이패스관을 설치하여 필요에 따라 환기를 열교환소자를 바이패스하여 환기하도록 하여 작은 팬 용량으로 소음을 줄이면서 환기효율이 더욱 향상되는 대형필터를 포함하는 전열교환기에 관한 것이다.

Description

대형필터를 포함하는 전열교환기{A Ventilator}

일반적으로 건물의 내부에 구비되는 밀폐된 활동공간의 공기는 거주자의 호흡이나 활동에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하거나 오염되어 거주자의 내부 활동이나 건강에 많은 해로운 영향을 끼치게 된다.

따라서, 사무실과 같은 밀폐공간과 같이 협소한 공간에 사람이 머물게 되는 경우, 내부 공간의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 환기시켜 주어야 한다. 이때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.

종래에 알려진 대부분의 환기장치는 하나의 송풍팬을 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있다. 그런데 하나의 송풍팬을 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출시킬 경우, 실내의 냉기 또는 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열교환 없이 유입됨으로 인해 실내를 난방 및 냉방시키는데 드는 경비가 불필요하게 많이 들게 되었다.

또한, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입됨으로 인해 실내공기의 급격한 온도변화로 그 내부에 있는 사람들이 불쾌감을 느끼게 되고, 특히 실내의 창문이나 문틀이 닫혀진 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍현상이 발생될 수 있음은 물론, 실내공기의 습도조절이 전혀 이루어지지 않게 되어 환기장치가 구비되어 있는데도 불구하고 쾌적한 실내환경을 유지시키지 못하는 문제점 등이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하고자, 실내공기를 실외로 배출시킬 때 그 배출되는 실내공기와 먼저 열교환시킨 다음 실외공기를 실내로 공급하는 전열교환 방식의 환기장치가 제시되었다

상기와 같은 전열교환 방식의 환기장치는 실내 공기를 실외로 배출함과 동시에 실외 공기를 급기하여 실내로 토출하는 과정에서, 실외로 배출하는 실내 공기와 실내로 유입하는 실외 공기 사이에 이들을 서로 열교환시켜서, 실내로 유입시키는 실외 공기의 온도를 높여 실내 공기에 가깝게 하여 급기한다.

이에, 실외 공기로 실내를 유입시켜 환기시키더라도 실내 온도의 변화를 낮추어서, 냉방 또는 난방에 소요되는 부하의 증가를 최소화할 수 있다.

일반적인 전열교환 방식 환기장치의 구성을 대략적으로 살펴보면, 중공형상의 몸체 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트가 구비되고, 상기 급기덕트와 소정 위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트가 구비된다. 그리고 상기 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 전열교환기가 구비된다. 이때, 상기 급기덕트와 배기덕트는 몸체의 내부를 상하로 구획하는 격벽에 의해 서로 간섭을 받지 않게 된다.

이와 관련된 종래기술로서 등록특허 제10-1272674호 및 공개특허 제10-2008-0024379호는 실내외 공기의 유동을 고르게 하여 열교환 효율을 향상시켰다.

그러나 종래의 전열교환기는 천장에 설치되어 운용되기 때문에 열교환 소자에 구비되는 필터(프리필터)의 교환 및 장착이 공간 협소로 매우 까다롭고 어렵다고 하는 문제가 있다.

또한 종래의 전열교환기에 구비되는 필터는 열교환소자의 외기 급기부에 설치되기 때문에 설치 공간의 한계로 필터의 크기(용량)를 크게 할 수 없다는 한계가 있다.

이를 해소하기 위하여 본 출원인은 특허 제10-2079212호를 출원하여 등록받았다. 상기 전열교환기는 열교환 성능을 좋게 하기 위해 열교환소자에서 내기 또는 외기가 교차하여 전열되는 열교환폭을 크게(넓게)하는 경우가 있으나 이러한 경우 그에 부응하는 급배기팬의 성능이 커져야하기 때문에 장비의 규모가 커져 공간제약이 있고 전기소모는 물론 소음도 커지게 되는 등 경제적 환경적 문제가 야기되는 문제가 있다.

KR 10-1272674 (등록번호) 2013.07.03. KR 10-2008-0024379 (공개번호) 2008.03.18. KR 10-0532188 (등록번호) 2005.11.23. KR 10-2079212 (등록번호) 2020.02.19.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,

열교환소자가 구비되는 전열교환부와 필터부로 구성하되, 필터부는 전열교환부와는 별도로 그 하부측에 구비되어 하부챔버와 상부챔버로 나누어 이들 사이에는 필터유니트를 설치하고, 전열교환부에는 전후면 상하에 공간부를 두고 이들 전후 공간부 사이에 열교환소자를 배치하여 열교환되는 폭을 최소화하여 동일 공간에서의 급배기팬의 용량을 높이지 않고서도 환기효율을 향상시킬 수 있도록 하는 전열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 급기팬이 구비되는 급기공간과 상부챔버는 서로 연통되는 바이패스관을 설치하여 외부환경에 따라 환기를 열교환소자를 바이패스하여 이루어지도록 하여 환기 효율을 높이도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전열교환부의 하부측으로 별도의 대용량 필터유니트를 필터부에 설치 구비함으로써 필터의 성능을 향상시키고, 필터의 사용 기간을 길게하여 교환시기를 늦출 수 있는 전열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 필터부의 상부측과 하부측에 각각 하부챔버와 상부챔버를 구비하고, 이들 상부챔버와 하부챔버 사이에 구비되는 필터부의 필터유니트를 측면으로 장착 및 탈착이 가능하도록 함으로써 필터의 교환이 용이한 전열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 실내의 공기를 열교환소자를 거치지 않고 단순히 필터부를 통해 다시 실내로 순환시키는 내부청정모드를 운용하여 운용 비용을 줄이도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 열교환소자(111)와, 공기를 실내로 공급하는 급기팬(112), 공기를 외부로 배출하는 배기팬(113)으로 이루어지는 전열교환부(110)와; 상기 전열교환부(110)의 하부에 구비되며 상부챔버(121)와, 하부챔버(122), 및 이들 사이에 설치되고 상기 전열교환부(110)의 하부 면적과 같은 크기의 대형으로 형성되는 필터유니트(123)로 이루어지는 필터부(120); 상기 전열교환부(110) 하부에는 상기 필터부(120)와 공기 흐름을 차단하는 차단 바닥판(110ab)이 배치되고; 상기 전열교환부(110)에는 전면부에 전방상부공간부(A)와 전방하부공간부(B)가 구획되도록 상기 열교환소자(111)와 연결되는 전방플레이트(114)와 후면부에 후방상부공간부(C)와 후방하부공간부(D)가 구획되도록 상기 열교환소자(111)와 연결되는 후방플레이트(115)가 구비되고, 상기 상부챔버(121)에서 상방으로 이동하는 공기는 열교환소자(111)를 중심으로 상기 전방플레이트(114) 및 후방플레이트(115)으로 분리되며 서로 이동거리가 상이하며, 상기 상부챔버(121)의 하방에서 이동하는 공기는 동일하게 상기 필터유니트(123)를 통과한다.

또한 본 발명의 상기 후방하부공간부(D)에는 상기 상부챔버(121)와 상기 후방상부공간부(C)가 서로 연통되면서 공기가 유동되는 바이패스관(116)이 구비된다.

또한 본 발명의 상기 전열교환부(110)는 상기 전방플레이트(114) 및 후방플레이트(115)에 의하여 상부유동로(117)와 하부유동로(118)로 구획되며, 상기 열교환소자(111)를 중심으로 상기 하부유동로(118)의 후방에서는 상기 상부챔버(121)로 공기 이동을 못하고, 상기 하부유동로(118)의 전방에서는 상기 상부챔버(121)로 공기 이동이 가능하다.

또한 본 발명의 상기 열교환소자(111)는 공기가 출입하는 공기출입면의 열교환 폭(L)은 상기 전방플레이트(114)와 상기 후방플레이트(115) 폭만큼 줄여 좁게 형성 구비되고 그 측면으로는 길게 형성 구비된다.

또한 본 발명의 상기 하부챔버(122)의 일측면에는 외부 공기의 유입을 제어하는 제1뎀퍼(D1)가 구비되고, 상기 하부챔버(122)의 타측면에는 실내 공기의 유입을 제어하는 제2뎀퍼(D2)가 구비되며, 상기 전열교환부(110)의 측면부에는 실내공기의 유입을 제어하는 제3뎀퍼(D3)가 구비되고, 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)에는 공기의 유동을 제어하는 제4,5뎀퍼(D4,D5)가 각각 구비되며, 상기 차단 바닥판(110ab)의 일측에는 상기 상부챔버(121)의 공기가 상기 열교환소자(111)로의 공급을 제어하는 제6뎀퍼(D6)가 구비되고, 상기 차단 바닥판(110ab)의 타측에는 상기 제6뎀퍼(D6)와 대향되면서 상기 바이패스관(116)으로 공기의 유동을 제어하는 제7뎀퍼(D7)가 구비되어, 실내공기를 외부로 내보내면서 실외공기를 실내로 공급하여 환기시키는 일반환기모드와, 실내공기를 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통해 재순환하여 실내를 청정하게 환기시키는 실내공기 청정모드, 외기는 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통해 실내로 공급하고 내기는 열교환소자를 거쳐 외부로 배출하는 바이패스 환기모드 중 어느 하나의 모드로 운용된다.

또한 본 발명의 상기 일반환기모드는, 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)은 ON되고, 상기 제2 및 제7뎀퍼(D2,D7)는 OFF되고 상기 제1, 제3 내지 제6뎀퍼(D1, D3 내지 D6)는 ON되면서, 상기 제1뎀퍼(D1)를 통해 외기가 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입되고, 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입된 외기는 상기 필터유니트(123)를 통해 상기 상부챔버(121)로 들어간 다음 상기 제6뎀퍼(D6)를 통해 상기 전면하부공간부(B)로 들어간 후 상기 열교환소자(111)에서 열교환된 다음 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)과 뎀퍼(D4)를 통해 실내로 공급되고, 실내공기는 상기 제3뎀퍼(D3)를 통해 상기 전열교환부(110)의 상기 후면하부공간부(D)로 유입된 후 상기 열교환소자(111)를 통해 열교환된 다음 상기 전면상부공간부(A)로 유입된 후 상기 배기팬(113)과 뎀퍼5(D5)를 통해 실외로 배출된다.

또한 본 발명의 상기 실내공기 청정모드는, 상기 급기팬(112)은 ON되고, 상기 배기팬(113)은 OFF되며, 상기 제2뎀퍼, 상기 제4, 7뎀퍼(D2,D4,D7)는 ON되고, 상기 제1뎀퍼(D1), 제3뎀퍼(D3), 제5뎀퍼(D5), 제6뎀퍼(D6)는 OFF되면서, 상기 제2뎀퍼(D2)를 통해 실내공기가 상기 하부챔버(122)로 유입되면 내기는 상기 필터유니트(123)에서 필터링되면서 상기 상부챔버(121)로 들어가고, 이어 상기 상부챔버(121)로 유입된 내기는 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)을 통해 실내로 재 공급된다.

또한 본 발명의 상기 바이패스 환기모드는, 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)은 ON되고, 상기 제1,3,4,5,7뎀퍼(D1,D3,D4,D5,D7)는 ON되며, 상기 제2뎀퍼(D2)와 상기 제6뎀퍼(D6)는 OFF되면서, 상기 제1뎀퍼(D1)를 통해 외기가 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입되고, 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입된 외기는 상기 필터유니트(123)를 통해 상기 상부챔버(121)로 들어간 다음 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)과 상기 뎀퍼4(D4)를 통해 실내로 재 공급되고, 실내공기는 상기 제3뎀퍼(D3)를 통해 상기 전열교환부(110)의 상기 후면하부공간부(D)로 유입된 후 상기 열교환소자(111)로 들어가 열교환 된 다음 상기 전면상부공간부(A)와 상기 배기팬(113) 및 상기 뎀퍼5(D5)를 통해 외부로 배출된다.

본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기는 전열교환부의 전후면 상하에 공간부를 두고 이들 전후 공간부 사이에 열교환소자를 배치하여 열교환되는 폭을 최소화함으로써 동일 공간에서의 급배기팬의 용량을 높이지 않고서도 환기효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명은 외기를 교환하는 전열교환부와 먼지를 필터링하는 필터부를 별도로 설치함으로써 열교환소자의 크기 등에 구애받지 않고 필터부의 필터유니트 크기(용량)를 대용량으로 자유롭게 변경 설치할 수 있어 전열교환기의 성능 개선에 효과적인 대처가 가능하다는 장점이 있다.

또한 본 발명은 급기팬이 구비되는 급기공간과 상부챔버는 서로 연통되는 바이패스관을 설치하여 외부환경에 따라 환기를 열교환소자를 바이패스하여 이루어지도록 하여 환기 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 필터부의 상부측과 하부측에 각각 상부챔버와 하부챔버를 구비하고, 이들 상부챔버와 하부챔버 사이에 구비되는 필터부의 필터유니트를 덕트의 측면부를 따라 슬라이딩으로 장착 및 탈착이 가능하도록 함으로써 필터의 교환이 편리하다는 장점도 있다.

또한, 본 발명은 공기를 정화시키는 필터의 크기가 열교환소자를 포함한 전열교환부와 동일한 대면적으로 구비할 수 있어, 필터의 성능을 향상시키고, 필터의 사용 기간을 길게하여 교환시기를 늦출 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 실내의 공기를 열교환소자를 거치지 않고 단순히 필터부 및 바이패스관을 통해 다시 실내로 순환시키는 내부청정모드를 운용할 수 있도록 함으로써 비용을 절감하는 장점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기에 대한 개략적인 사시상태도이고,
도 2는 본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기에 대한 분리 사시상태도이고,
도 3은 본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기에 대한 측면 상태단면도와 정면상태도이고,
도 4는 본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기를 통해 실내가 환기되는 공기의 흐름상태도(일반모드)이고,
도 5는 본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기를 통해 실내 공기가 열교환소자를 통과하지 않고 필터를 통과하면서 먼지를 제거한 후 다시 실내로 들어가는 공기의 흐름상태도(청정모드)이고,
도 6은 본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기를 통해 외기가 열교환 소자를 거치지 않고 실내가 들어가 환기되는 공기의 흐름상태도(바이패스모드)이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기(100)는 도 1 내지 6에 도시되어 있는 바와 같이,

외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 열교환소자(111)와, 공기를 실내로 공급하는 급기팬(112), 공기를 외부로 배출하는 배기팬(113)으로 이루어지는 전열교환부(110)와;

상기 전열교환부(110)의 하부에 구비되며 상부챔버(121)와, 하부챔버(122), 및 이들 사이에 설치되어 공기가 상하 유동되면서 먼지를 제거하는 필터유니트(123)로 이루어지는 필터부(120);

상기 전열교환부(110) 하부에는 상기 필터부(120)와 공기 흐름을 차단하는 차단 바닥판(110ab)이 배치되고;

상기 필터유니트(123)와 상기 열교환소자(111)는 사각형(육면체)으로 이루어지며, 상기 필터유니트(123)가 열교환소자(111)의 하부측에 설치되어, 상부에서 보았을 때에 상기 열교환소자(111)의 양측면이 상기 필터유니트(123)의 양측면 모서리부의 연장선상에 접하도록 구성되며,

상기 전열교환부(110)의 전면부를 전면상부공간부(A)와 전면하부공간부(B)로 나뉘도록 설치되는 전방플레이트(114)와, 전열교환부(110)의 후면부를 후면상부공간부(C)와 후면하부공간부(D)로 나뉘도록 설치되는 후방플레이트(115);를 포함하며,

상기 상부챔버(121)에서 상방으로 이동하는 공기는 열교환소자(111)를 중심으로 상기 전방플레이트(114) 및 후방플레이트(115)으로 분리되며 서로 이동거리가 상이하며, 상기 상부챔버(121)에서 하방으로 이동하는 공기는 동일하게 상기 필터유니트(123)를 통과한다.

상기 열교환소자(111)의 양측면이 상기 필터유니트(123)의 양측면 모서리의 중앙부의 연장선상에 접하도록 구성되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 상기 전열교환부(110)는 공기가 출입하는 4개의 공기출입면과 공기 출입을 막아주는 2개의 측면으로 형성되는 육면체 형상의 열교환소자(111)가 그 내부에 설치되되, 상기 열교환소자(111)의 일측면은 상기 전열교환부(110)의 몸체프레임(110a)의 일측 내벽면부에 밀봉 고정되고 타측면은 상기 몸체프레임(110a)의 타측 내벽면부과 밀봉 고정되면서 상부모서리(a)는 상기 몸체프레임(110a)의 천장면에 밀봉되고 하부모서리(b)는 상기 몸체프레임(110a)의 바닥면에 밀봉되며, 전면모서리(c)는 상기 몸체프레임(110a)의 전방 내벽면부와 연결되어 상기 전열교환부(110)의 전면부를 전면상부공간부(A)와 전면하부공간부(B)로 나뉘도록 설치되는 전방플레이트(114)에 연결되고, 후면모서리(d)는 상기 몸체프레임(110a)의 후방 내벽면부와 연결되어 상기 전열교환부(110)의 후면부를 후면상부공간부(C)와 후면하부공간부(D)로 나뉘도록 설치되는 후방플레이트(115)에 연결되는 구성으로 이루어진다.

여기서 상기 열교환소자(111)는 공기가 출입하는 상기 공기출입면의 열교환 폭(L)은 상기 전방플레이트(114)와 상기 후방플레이트(115) 폭만큼 줄어들고 그 측면으로는 길게 형성되는 구성으로 되어, 상기 급배기팬의 흡기 성능을 크게 하지 않아도 된다. 이는 동일 규모의 전열교환기에서 열교환소자(111)의 열교환 폭은 줄어들게 되어도 급배기팬의 흡기 성능은 그대로 유지되어 환기 효율을 높이는 효과를 내게 된다.

본 발명의 상기 필터유니트(123)는 상기 열교환소자(111)의 폭(너비)에 대응하는 크기로 상기 열교환소자(111)의 하부에 위치됨으로써, 열교환소자(111)보다 큰 면적으로 구비할 수 있어 상기 필터유니트(123)를 매우 크게 마련할 수 있다. 본 발명에서는 필터유니트(123)의 크기를 상기 전열교환부(110)와 동일한 정도까지 할 수 있다. 종래에는 필터(프리필터)가 상기 열교환소자(111)의 입구부에 설치되어 있어 상기 열교환소자(111)로 출입되는 공기만을 필터링하기 때문에 필터의 크기나 기능에 있어 매우 한정되는 범위내에서 운용될 수밖에 없었다.

본 발명의 상기 필터유니트(123)는 크기는 물론 두께를 크게 할 수 있는 공간을 확보할 수 있기에 다양한 기능을 구비하는 헤파필터, 미디움필터, 광촉매 필터 등 다양한 필터가 모인 집합적인 필터로 제작하여도 충분한 공간이 형성된다.

이는 상기 필터유니트(123)의 투영 면적 내부에 상기 열교환소자(111)의 투영 면적이 모두 포함되기 때문에 전열교환기에 요구되는 필터를 가장 크게 설치할 수 있다.

한편, 상부챔버(121)와 하부챔버(122)는 내부가 빈 공간으로 형성되고 그 내부로 유입된 공기는 자체적으로 쉽게 이동할 수 있으며, 이들 내부로 유입된 공기는 이들 사이에 구비된 상기 필터유니트(123)의 상부와 하부로 자유롭게 이동하고, 상기 필터유니트(123)의 어느 특정 부위에만 공기 이동이 몰리도록 하지 않는다.

상기 하부챔버(122)의 일측면(전면 또는 외면이라 할 수도 있다)에는 외부 공기의 유입을 제어하는 제1뎀퍼(D1)가 구비되어 있고, 또 상기 하부챔버(122)의 타측면(후면이라 할 수 있다)에는 실내 공기의 유입을 제어하는 제2뎀퍼(D2)가 구비되어 있다.

또한 상기 전열교환부(110)의 측면부에는 상기 후면하부공간부(D)로 실내공기의 유입을 제어하는 제3뎀퍼(D3)가 구비되어 있다. 따라서 상기 제3뎀퍼(D3)를 통해 실내 공기를 상기 후면하부공간부(D)로 유입하여 상기 열교환소자(111)에서 열교환 후 상기 배기팬(113)을 거쳐 외부로 배출시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 상기 제1뎀퍼(D1)을 통해 유입되는 외기를 상기 하부챔버(122)와 상기 필터유니트(123)를 통해 상기 상부챔버(121)로 유입된다.

상기 전열교환부(110)는 통상적으로 실내의 천장 등에 구비되는 환기덕트(미도시)에 삽입 설치되는 몸체프레임(110a)의 내부에 상기 열교환소자(111)가 마름모꼴(사각 육면체) 육면체 형태로 설치된다. 때문에 상기 몸체프레임(110a)의 상하부에는 공기의 유동공간부가 형성되고 이 유동공간부인 상기 후면상부공간부(C)에 상기 급기팬(112)이 상기 전면상부공간부(A)에 상기 배기팬(113)이 각각 연결 설치된다.

즉, 상기 급기팬(112)은 상기 전열교환부(110)의 후면 상부에 형성되는 상기 후면상부공간부(C)에 설치되어 공기를 실내로 공급하도록 설치되고, 상기 급기팬(112)에는 공기의 유동을 제어하는 제4뎀퍼(D4)가 구비되어 있다.

또한 상기 배기팬(113)은 상기 전열교환부(110)의 전면 상부에 형성되는 상기 전면상부공간부(A)에 설치되어 상기 전열교환부(110)로 유입된 실내 공기를 실외로 배출하도록 설치되고, 상기 배기팬(113)에는 공기의 유동을 제어하는 제5뎀퍼(D5)가 구비되어 있다.

따라서 상기 제4뎀퍼(D4)와 상기 제5뎀퍼(D5)를 개방하고 상기 급기팬(112)을 가동함으로써 상기 전면하부공간부(B)로 유입된 외기를 상기 열교환소자(111)와 상기 후면상부공간부(C)를 거쳐 실내로 공급할 수 있고, 상기 배기팬(113)을 가동함으로써 상기와는 반대로 내기를 외부로 배출할 수가 있다.

한편, 상기 필터부(120)는 상술한 바와 같이 상기 전열교환부(110)의 하부측에 구비되어 있다. 이때, 필터부와 전열교환부 사이의 공기의 흐름을 차단하는 상기 차단 바닥판(110ab)은 상기 전열교환부(110)의 몸체프레임(110a)과 일체형으로 형성될 수도 있고, 몸체프레임에서 분리되어 그 하부에 연접하여 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 차단 바닥판과 전열교환부가 일체형으로 형성된 것으로 도시하였다.

상기 필터부(120)는 상부측에 형성되면서 공기가 유동되는 상부챔버(121)와, 하부측에 형성되면서 공기가 유동되는 하부챔버(122), 및 이들 사이의 경계부에 설치되어 실내로 공급되는 공기에 함유된 먼지를 제거하는 필터유니트(123)로 구성되어 있다.

이와 같이 본 발명은 상기 열교환소자(111)가 구비되는 전열교환부(110)와 상기 필터유니트(123)가 구비되는 필터부(120)로 분리됨으로써, 상기 열교환소자(111)는 상기 전열교환부(110)의 내부에서 최대한도로 키워 설치할 수 있고, 또 상기 필터유니트(123)도 상기 열교환소자(111)와는 별도로 상기 전열교환부(110)의 하부측에 최대한도로 크게 하여 대용량으로 설치가 가능하게 된다. 이로 인해 환기 성능이 더욱 향상될 수 있는 것이다.

상기 필터유니트(123)는 상기 상부챔버(121)와 상기 하부챔버(122) 사이 경계부에 삽입 설치되며, 상기 상부챔버(121)와 상기 하부챔버(122)의 경계 내벽면부 양측에는 상기 필터유니트(123)의 양측 모서리부가 슬라이딩 되도록 삽입되는 요홈(124a)이 형성된 가이드브라케트(124)가 설치되어 있다. 좀더 구체적으로, 상기 필터유니트(123)는 그 측면 방향으로 인출되도록 설치되어 있어 덕트가 설치된 공간에서 필터유니트만을 장착하고 탈착하는 공간적인 여유가 있다.

이와 같은 구성에 의해 상기 필터유니트(123)의 양측 모서리부를 상기 가이드브라케트(124)에 형성된 상기 요홈(124a)에 삽입하여 밀어주면 상기 가이드브라케트(124)에 상기 필터유니트(123)가 안정적으로 삽입 설치된다. 또한 상기 필터유니트(123)를 탈거하기 위해서는 상기와는 반대로 상기 요홈(124a)을 따라 상기 필터유니트(123)를 당겨 주면 간단하게 빼내어 탈거할 수가 있다.

이와 같이 본 발명은 상기 필터유니트(123)를 열교환소자와 별도로 설치함으로써 정비시에 상기 필터유니트(123)의 탈장착이 매우 편리하다.

그리고 상기 몸체프레임(110a)을 형성하는 상기 차단 바닥판(110ab)의 일측에는 상기 상부챔버(121)의 공기가 상기 열교환소자(111)로 공급되는 것을 제어하는 제6뎀퍼(D6)가 구비되어 있다.

따라서 상기 제6뎀퍼(D6)를 개방하여 상기 상부챔버(121)의 공기를 상기 전면하부공간부(B)로 공급할 수가 있게 된다.

또한 상기 몸체프레임(110a)을 형성하는 상기 차단 바닥판(110ab)의 타측에는 상기 제6뎀퍼(D6)와 대향되면서 상기 상부챔버(121)의 공기가 상기 후면하부공간부(D)를 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 유입되어 상기 급기팬(112)으로 공급되도록 공기의 유동을 제어하는 제7뎀퍼(D7)가 구비되어 있다.

또한 상기 전열교환부(110)의 상기 몸체프레임(110a) 내부에는 상기 상부챔버(121)에서 상기 후면하부공간부(D)를 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 공기가 유동되는 통로인 바이패스관(116)이 연통 설치되어 있다.

상기 제7뎀퍼(D7)는 상기 바이패스관(116)로 공기의 유동을 제어하도록 설치되어 있다.

따라서 상기 제7뎀퍼(D7)를 개방하게 되면 상기 상부챔버(121)의 공기가 상기 후면상부공간부(C)로 직접 공급할 수 있고 그 역으로도 가능하다.

상기 전열교환부(110)는 상기 전방플레이트(114) 및 후방플레이트(115)에 의하여 상부유동로(117)와 하부유동로(118)로 구획되며, 상기 열교환소자(111)를 중심으로 상기 하부유동로(118)의 후방에서는 상기 상부챔버(121)로 공기 이동을 못하고, 상기 하부유동로(118)의 전방에서는 상기 상부챔버(121)로 공기 이동이 가능하다.

상기 전방플레이트(114)에 의하여 구획되는 하부유동로(118) 중 전면하부공간부(B)는 하방에 있는 상부챔버(121)로 제5뎀퍼(D5)를 통하여 공기가 이동하지만, 후면하부공간부(D)는 하방에 있는 상부챔버(121)로 공기의 이동이 불가능하다. 상부챔버(121)에서는 바이패스관(116)을 통하여 후면상부공간부(C)로 직접 공기가 이동하므로 상부챔버(121)에서 열교환소자(111)를 중심으로 전방과 후방에서의 공기 이동 거리가 다르게 된다. 그러나, 필터유니트(123)에서 그 상부의 상부챔버(121)으로의 이동은 전방과 후방에서 동일하게 이동한다.

본 발명에서 열교환소자(111)는 상부유동로(117)와 하부유동로(118)의 중심을 가로지르며, 공간을 구획한다. 열교환소자(111)의 전방에는 전면플레이트(114)와 결합하여 상부와 하부를 구획하고, 열교환소자(111)의 후방에는 후면플레이트(115)와 결합하여 상부와 하부를 구획한다.

또한 본 발명은 상단부터 상부유동로(117), 하부유동로(118), 상부챔버(121), 하부챔버(122)로 구획되며, 모두 평행한 구획판을 통하여 구획되고, 이중 상부유동로(117), 하부유동로(118)만이 열교환소자(111)에 의하여 중심부가 분리되어 전방과 후방으로 분리된다.

이와 같은 구성으로, 상기 제1뎀퍼(D1)는 제어부(미도시)에 의해 작동되고, 실외 공기는 상기 하부챔버(122), 상기 필터유니트(123), 상기 상부챔버(121)를 차례로 거치면서 상기 뎀퍼(D6)를 통해 상기 전면하부공간부(B)로 들어간 후 상기 열교환소자(111)를 통해 열교환된 다음 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)을 통해 실내로 공급 환기된다.

또한 상기 제3뎀퍼(D3)는 제어부(미도시)에 의해 작동되고, 실내 공기는 상기 후면하부공간부(D)로 유입된 후 상기 열교환소자(111)를 통해 열교환된 다음 상기 전면상부공간부(A)로 유입된 후 상기 배기팬(113)을 통해 실외로 배출된다.

또한 본 발명은 상기 열교환소자(111)를 거치지 않고 환기를 시킬 수 있다는데에 큰 특징이 있다. 즉, 제어부를 통해 상기 제1뎀퍼(D1)와 상기 급기팬(112) 및 상기 제4,7뎀퍼(D4,D7)를 작동시키게 되면, 상기 제1뎀퍼(D1)를 통해 유입된 외기는 상기 하부챔버(122)와 상기 필터유니트(123) 및 상기 상부챔버(121)로 유입되고 이어 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)을 통해 실내로 공급된다. 이와 같은 환기모드는 실내 공기의 온도와 실외 공기의 온도차가 별로 나지 않을 때 유용하게 운용된다.

또한 본 발명은 실외공기가 미세먼지 등으로 좋지 않을 때 실내공기를 필터링하여 재 공급하여 운용할 수가 있다. 즉, 제어부를 통해 상기 제2뎀퍼(D2)와 상기 급기팬(112) 및 상기 제4,7뎀퍼(D4,D7)를 작동시키게 되면, 상기 제2뎀퍼(D2)를 통해 유입된 내기는 상기 하부챔버(122)와 상기 필터유니트(123) 및 상기 상부챔버(121)로 유입되고 이어 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)을 통해 다시 실내로 공급된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 전열교환기는 실내공기(내기,RA)를 외부로 내보내면서 실외공기(외기,OA)를 실내로 공급하여 환기시키는 일반환기모드와, 실내공기를 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통해 재순환하여 실내를 청정하게 환기시키는 실내공기 청정모드, 실내외의 온도차가 크지 않은 경우 외기는 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통해 실내로 공급하고 내기는 열교환소자를 거쳐 외부로 배출하는 바이패스 환기모드 중 어느 하나의 모드를 운용할 수 있다.

이하, 상기 각 모드별 실내외 공기의 흐름도를 살펴보면 다음과 같다.

일반환기모드는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실내공기를 외부로 배출하고 외기를 실내로 공급하여 환기시키는 모드로,

제어부(미도시)에 의해 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)은 ON되고, 상기 제2 및 제7뎀퍼(D2,D7)은 OFF되고 D1, D3 내지 D6는 ON되면서,

상기 제1뎀퍼(D1)를 통해 외기(OA)가 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입되고, 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입된 외기는 상기 필터유니트(123)를 통해 상기 상부챔버(121)로 들어간 다음 제6뎀퍼(D6)를 통해 상기 전면하부공간부(B)로 들어간 후 상기 열교환소자(111)를 통해 열교환된 다음 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)과 뎀퍼(D4)을 통해 실내로 공급된다.

이와 동시에, 실내공기는 상기 제3뎀퍼(D3)를 통해 상기 전열교환부(110)의 상기 후면하부공간부(D)로 유입된 후 상기 열교환소자(111)를 통해 열교환된 다음 상기 전면상부공간부(A)로 유입된 후 상기 배기팬(113)과 뎀퍼5(D5)를 통해 실외로 배출되면서 일반환기모드의 사이클이 이루어지게 된다.

실내공기 청정모드는, 도 5에 도시된 바와 같이, 실내공기를 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통과하도록 하면서 내기에 함유된 먼지를 제거한 후 이를 다시 실내로 재공급하여 실내를 청정하게 환기시키는 모드로,

제어부(미도시)에 의해 상기 급기팬(112)은 ON되고, 상기 배기팬(113)은 OFF되며, 상기 제2뎀퍼, 제4, 7뎀퍼(D2,D4,D7)는 ON되고, D1, D3, D5, D6은 OFF되면서,

상기 제2뎀퍼(D2)를 통해 실내공기가 상기 하부챔버(122)로 유입되면 내기는 상기 필터유니트(123)에서 필터링되면서 상기 상부챔버(121)로 들어가고, 이어 상기 상부챔버(121)로 유입된 내기는 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)을 통해 실내로 재 공급되면서 실내공기 청정모드의 사이클이 이루어지게 된다.

이와 같이 실내 공기 청정모드에서는 상기 열교환소자를 운용하지 않고 환기시킬 수 있어 비용을 절감할 수 있다.

바이패스 환기모드는, 도 6에 도시된 바와 같이, 실내외의 온도차가 크지 않은 경우 외기는 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통해 실내로 공급하고 내기는 열교환소자를 거쳐 외부로 배출하면서 실내를 청정하게 환기시키는 모드로,

제어부(미도시)에 의해 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)은 ON되고, 상기 제1,3,4,5,7뎀퍼(D1,D3,D4,D5,D7)은 ON되며 D2와 D6은 OFF되면서,

상기 제1뎀퍼(D1)를 통해 외기(OA)가 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입되고, 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입된 외기는 상기 필터유니트(123)를 통해 상기 상부챔버(121)로 들어간 다음 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후면상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)과 상기 뎀퍼4(D4)를 통해 실내로 재 공급되면서 실내공기 청정모드의 사이클이 이루어지게 된다.

이와 동시에, 실내공기는 상기 제3뎀퍼(D3)를 통해 상기 전열교환부(110)의 상기 후면하부공간부(D)로 유입된 후 상기 열교환소자(111)로 들어가 열교환 된 다음 상기 전면상부공간부(A)와 상기 배기팬(113) 및 상기 뎀퍼5(D5)을 통해 외부로 배출되면서 바이패스 환기모드의 사이클이 이루어지게 된다.

이와 같이 전열교환기는 일반환기모드와, 실내공기 청정모드, 바이패스환기모드 중 어느 하나의 모드를 운용하게 되는데 이때 필터유니트를 열교환소자와는 별도로 설치하여 그 크기를 최대한도로 키워 설치할 수 있어 환기 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 상기 필터유니트를 그 측면을 통해 슬라이딩으로 장착 또는 탈착할 수 있도록 하여 상기 필터유니트의 교환작업이 매우 신속하고 편리하게 이루어질 수 있다.

또한 본 발명은 상기 바이패스관(116)을 설치함으로써 상기 상부챔버(121)에서 직접 상기 후면상부공간부(C)로 또는 그 역으로 공기 유동이 가능하도록 하여 환기효율을 높일 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 대형필터를 포함하는 전열교환기는 열교환소자가 구비되는 전열교환부와 필터부로 구성하되, 필터부는 전열교환부와는 별도로 그 하부측에 구비되어 하부챔버와 상부챔버로 나누어 이들 사이에는 필터유니트를 설치하고, 전열교환부에는 전후면 상하에 공간부를 두고 이들 전후 공간부 사이에 열교환소자를 배치하여 열교환되는 폭을 최소화하면서 급기팬이 구비되는 급기공간과 상부챔버는 서로 연통되는 바이패스관을 설치하여 필요에 따라 환기를 열교환소자를 바이패스하여 환기하도록 구성하여 환기 효율 및 정비의 편의성이 향상된다.

100:대형필터를 포함하는 전열교환기
110:전열교환부 110a:몸체프레임 110ab:차단 바닥판
111:열교환소자 112:급기팬 113:배기팬
114:전방플레이트 115:후방플레이트 116:바이패스관
117:상부유동로 118:하부유동로
120:필터부
121:상부챔버 122:하부챔버 123:필터유니트
124:가이드브라케트 124a:요홈
D1:제1뎀퍼 D2:제2뎀퍼 D3:제3뎀퍼 D4:제4뎀퍼
D5:제5뎀퍼 D6:제6뎀퍼 D7:제7뎀퍼

Claims

외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 열교환소자(111)와, 공기를 실내로 공급하는 급기팬(112), 공기를 외부로 배출하는 배기팬(113)으로 이루어지는 전열교환부(110)와;
상기 전열교환부(110)의 하부에 구비되며, 상부챔버(121)와 하부챔버(122) 및 이들 사이에 설치되고 상기 전열교환부(110)의 하부 면적과 같은 크기의 대형으로 형성되는 필터유니트(123)로 이루어지는 필터부(120);
상기 전열교환부(110) 하부에는 상기 필터부(120)와 공기 흐름을 차단하는 차단 바닥판(110ab)이 배치되고;
상기 전열교환부(110)에는 전면부에 전방상부공간부(A)와 전방하부공간부(B)가 구획되도록 상기 열교환소자(111)와 연결되는 전방플레이트(114)와 후면부에 후방상부공간부(C)와 후방하부공간부(D)가 구획되도록 상기 열교환소자(111)와 연결되는 후방플레이트(115)가 구비되고;
상기 상부챔버(121)에서 상방으로 이동하는 공기는 열교환소자(111)를 중심으로 상기 전방플레이트(114) 및 후방플레이트(115)로 분리되어 서로 상이한 이동거리를 가지며;
상기 후방하부공간부(D)에는 상기 상부챔버(121)와 상기 후방상부공간부(C)가 서로 연통되면서 공기가 유동되는 바이패스관(116)이 구비되고;

상기 하부챔버(122)의 일측면에는 외부 공기의 유입을 제어하는 제1뎀퍼(D1)가 구비되고, 상기 하부챔버(122)의 타측면에는 실내 공기의 유입을 제어하는 제2뎀퍼(D2)가 구비되며, 상기 전열교환부(110)의 측면부에는 실내공기의 유입을 제어하는 제3뎀퍼(D3)가 구비되고, 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)에는 공기의 유동을 제어하는 제4,5뎀퍼(D4,D5)가 각각 구비되며, 상기 차단 바닥판(110ab)의 일측에는 상기 상부챔버(121)의 공기가 상기 열교환소자(111)로의 공급을 제어하는 제6뎀퍼(D6)가 구비되고, 상기 차단 바닥판(110ab)의 타측에는 상기 제6뎀퍼(D6)와 대향되면서 상기 바이패스관(116)으로 공기의 유동을 제어하는 제7뎀퍼(D7)가 구비되어,
실내공기를 외부로 내보내면서 실외공기를 실내로 공급하여 환기시키는 일반환기모드와, 실내공기를 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통해 재순환하여 실내를 청정하게 환기시키는 실내공기 청정모드, 외기는 열교환소자를 거치지 않고 필터부만을 통해 실내로 공급하고 내기는 열교환소자를 거쳐 외부로 배출하는 바이패스 환기모드 중 어느 하나의 모드로 운용되되;

상기 일반환기모드는, 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)은 ON되고, 상기 제2 및 제7뎀퍼(D2,D7)는 OFF되고 상기 제1, 제3 내지 제6뎀퍼(D1, D3 내지 D6)는 ON되면서,
상기 제1뎀퍼(D1)를 통해 외기가 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입되고, 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입된 외기는 상기 필터유니트(123)를 통해 상기 상부챔버(121)로 들어간 다음 상기 제6뎀퍼(D6)를 통해 상기 전방하부공간부(B)로 들어간 후 상기 열교환소자(111)에서 열교환된 다음 상기 후방상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)과 뎀퍼(D4)를 통해 실내로 공급되고, 실내공기는 상기 제3뎀퍼(D3)를 통해 상기 전열교환부(110)의 상기 후방하부공간부(D)로 유입된 후 상기 열교환소자(111)를 통해 열교환된 다음 상기 전방상부공간부(A)로 유입된 후 상기 배기팬(113)과 제5뎀퍼(D5)를 통해 실외로 배출되는 대형필터를 포함하는 전열교환기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전열교환부(110)는 상기 전방플레이트(114) 및 후방플레이트(115)에 의하여 상부유동로(117)와 하부유동로(118)로 구획되며,
상기 열교환소자(111)를 중심으로 상기 하부유동로(118)의 후방에서는 상기 상부챔버(121)로 공기 이동을 못하고, 상기 하부유동로(118)의 전방에서는 상기 상부챔버(121)로 공기 이동이 가능한 대용량 필터를 포함하는 전열교환기.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 실내공기 청정모드는, 상기 급기팬(112)은 ON되고, 상기 배기팬(113)은 OFF되며, 상기 제2뎀퍼, 상기 제4, 7뎀퍼(D2,D4,D7)는 ON되고, 상기 제1뎀퍼(D1), 제3뎀퍼(D3), 제5뎀퍼(D5), 제6뎀퍼(D6)는 OFF되면서,
상기 제2뎀퍼(D2)를 통해 실내공기가 상기 하부챔버(122)로 유입되면 내기는 상기 필터유니트(123)에서 필터링되면서 상기 상부챔버(121)로 들어가고, 이어 상기 상부챔버(121)로 유입된 내기는 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후방상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)을 통해 실내로 재 공급되는 대형필터를 포함하는 전열교환기.
제1항에 있어서,
상기 바이패스 환기모드는, 상기 급기팬(112)과 상기 배기팬(113)은 ON되고, 상기 제1,3,4,5,7뎀퍼(D1,D3,D4,D5,D7)는 ON되며, 상기 제2뎀퍼(D2)와 상기 제6뎀퍼(D6)는 OFF되면서,
상기 제1뎀퍼(D1)를 통해 외기가 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입되고, 상기 하부챔버(122)의 내부로 유입된 외기는 상기 필터유니트(123)를 통해 상기 상부챔버(121)로 들어간 다음 상기 제7뎀퍼(D7)와 상기 바이패스관(116)을 거쳐 상기 후방상부공간부(C)로 들어간 후 상기 급기팬(112)과 상기 제4뎀퍼(D4)를 통해 실내로 재 공급되고,
실내공기는 상기 제3뎀퍼(D3)를 통해 상기 전열교환부(110)의 상기 후방하부공간부(D)로 유입된 후 상기 열교환소자(111)로 들어가 열교환 된 다음 상기 전방상부공간부(A)와 상기 배기팬(113) 및 상기 제5뎀퍼(D5)를 통해 외부로 배출되는 대형필터를 포함하는 전열교환기.