KR102291184B1 - 초미세먼지의 집진율과 공기 분배 기능이 향상된 고효율 열회수 환기장치 - Google Patents

초미세먼지의 집진율과 공기 분배 기능이 향상된 고효율 열회수 환기장치 Download PDF

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Abstract

하우징(10); 열교환 소자(30); 흡입공기 정류판(40); 흡입프리필터(2); 및 집진확산부(70)를 포함하는 고효율 열회수 환기장치가 개시되며, 상기 집진확산부(70)는, 실외공기 배출구(15)와 연통되는 공기유입공(711)이 형성되고 그 반대측에는 공기배출공(715)이 형성된 필터하우징(71)과, 상기 필터하우징(71)의 내측벽들에 기밀적으로 밀착되는 집진필터(72)와, 상기 실외공기 배출구(15)와 상기 공기유입공(711)을 통과한 실외공기를 상기 집진필터(72)를 향해 확산시켜 분배하도록, 상기 집진필터(72)와 상기 공기유입공(711) 사이에 배치된 배출 공기 정류판(73)을 포함하며, 상기 배출 공기 정류판(73)은 중앙 영역과, 외곽 영역을 포함하며 상기 중앙 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격이 상기 외곽 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격보다 작은 것을 특징으로 한다.

Description

초미세먼지의 집진율과 공기 분배 기능이 향상된 고효율 열회수 환기장치{High-efficient thermal recovery ventilation system with improved ultrafine dust removal efficiency and air distribution function}
본 발명은 열교환 소자를 통하여 실내에서 외부로 배출되는 공기와 외부에서 실내로 공급되는 공기를 열교환함으로써 냉, 난방 에너지를 절약하고, 외부에서 유입되는 공기는 집진필터를 통하여 먼지를 제거하고 실내로 유입되도록 하는 열회수 환기장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 외부 또는 실내로부터의 공기가 열교환 소자에 한쪽으로 치우쳐 분배되는 편류 흐름을 억제하여, 공기가 열교환 소자에 균일한 분배로 유입될 수 있게 하여, 열교환 효율이 크게 형상되며, 또한, 열교환 소자에서 나와 실내로 공급되기 전 집진필터를 통과하는 공기의 누기 현상을 막아, 누기에 의한 집진 효율 저하 문제를 획기적으로 개선한, 고효율 열회수 환기장치에 관한 것이다.
일반적으로, 열회수 환기장치는 창문을 통한 환기가 아니라 송풍기에 의하여 강제로 실내의 오염된 공기를 실외로 배출시키고 외부 공기를 실내로 유입시키며, 이때 외부에서 실내로 공급되는 공기와 실내에서 외부로 배출되는 공기를 상호 열교환시킴으로써, 실내공기와 외부공기의 온도차가 큰 절기(예컨대, 여름 또는 겨울)에는 냉·난방 에너지를 절감하는 데 기여한다. 이러한 열회수 환기장치는 실내에서 외부로 배출되는 공기(배기)와 외부에서 실내로 공급되는 공기(급기)를 열교환하는 열교환 소자를 내부에 포함한다. 또한, 열회수 환기장치는 집진필터를 통하여 먼지 등 이물질을 제거하여 실내로 공기를 공급하도록 구성된다.
그러나, 종래의 열회수 환기장치는, 열교환 소자의 구조 및 열교환 소자를 통과하는 공기의 흐름 방향으로 인하여, 열교환 소자로 유입되는 공기에 편류가 발생할 수밖에 없다. 이러한 편류 현상으로 인하여, 열교환 소자의 일측으로 유입되는 공기의 온도가 균일하지 못하며, 이는 열교환 소자의 타측으로 유입되는 공기에 대하여 균일한 열을 전달하지 못하게 되어, 열교환 효율이 크게 저하되는 문제점이 있다. 즉, 공기 유입구와 가까운 영역에 외부에서 유입되는 공기의 양이 많아져, 공기 유입구와 가까운 영역과 먼 영역 사이에는 심각한 온도 편차가 발생할 수 있으며, 이는 열교환 소자의 열교환 효율을 크게 저해하는 원인이 된다. 또한, 열교환 소자의 공기 유입부 측에는 필터가 설치되는데, 전술한 바와 같이, 공기가 유입구와 가까운 영역에 유입 공기량이 많아져, 이 영역이 다른 영역에 비해 빨리 오염되고, 이로 인해, 필터 수명이 감소되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 열회수 환기장치는, 실내로 공급되는 공기 중의 먼지 등 이물질을 제거하기 위해, 열교환 소자가 내장된 사각형 하우징의 내측에 배치된 집진필터를 이용한다. 이때, 집진필터는 열교환 소자의 일측 모서리와 하우징의 일측벽 중간을 잇는 구획벽의 단부에 설치된 유지편과 열교환 소자의 인접 타측 모서리와 하우징의 인접 타측벽 중간을 잇는 구획벽 단부에 설치된 유지편의 유지홈들에 양 측단이 끼워져 배치된다.
이와 같은 종래 구조에 있어서, 유지편들과 집진필터 사이에는 유격이 생길 수밖에 없어 기밀을 유지하기 어렵다. 또한, 하우징에도 공기가 샐 수 있는 미세 틈들이 존재하여 이 또한 기밀을 유지하기 어렵게 만드는 원인이 된다. 또한, 챔버에 배치된 송풍팬 또한 기밀을 어렵게 만든다. 이러한 이유로 실내로 공급되는 공기 중 집진필터를 통과하지 못하는 공기의 양이 많을 수밖에 없고, 이는 청정 환기를 실내에 제공하기 어렵게 만든다.
대한민국 등록특허 10-1973530(등록일자 2019.04.23) 대한민국 등록특허 10-2105026(등록일자 2020.04.21) 대한민국 등록특허 10-1440723(등록일자 2014.09.04) 대한민국 등록특허 10-1578528(등록일자 2015.12.11) 대한민국 공개특허 10-2014-0135864(공개일자 2014.11.27)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 외부 또는 실내로부터의 공기가 열교환 소자에 한쪽으로 치우쳐 분배되는 편류 흐름을 억제하여, 공기가 열교환 소자에 균일한 분배로 유입될 수 있게 하여, 열교환 효율이 크게 형상되며, 또한, 열교환 소자에서 나와 실내로 공급되기 전 집진필터를 통과하는 공기의 누기 현상을 막아, 누기에 의한 집진 효율 저하 문제를 획기적으로 개선한, 고효율 열회수 환기장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 고효율 열회수 환기장치는, 제1 측벽(101)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실외공기 흡입구(12) 및 실내공기 배출구(13)가 형성되고 그와 마주하는 제2 측벽(102)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실내공기 흡입구(14) 및 실외공기 배출구(15)가 형성된 하우징(10); 상기 하우징(10) 내에 배치될 때, 상기 실외공기 흡입구(12)와 연결된 제1 챔버(A)와 상기 제1 챔버(A)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실외공기 배출구(15)와 연결된 제2 챔버(B)와 상기 실내공기 흡입구(14)와 연결된 제3 챔버(C)와 상기 제3 챔버(C)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실내공기 배출구(13)와 연결된 제4 챔버(D)를 형성하며, 상기 제1 챔버(A)와 접하는 실외공기 흡입면(31)과 상기 제2 챔버(B)와 접하는 실내 공기 배출면(32) 사이에 실외공기 공급 유로들이 형성되고 상기 제3 챔버(C)와 접하는 실내공기 흡입면(33)과 상기 제4 챔버(D)와 접하는 실내공기 배출면(34) 사이에 실내공기 배출 유로들이 형성된 직육면체형 열교환 소자(30); 상기 실외공기 흡입구(12)를 통해 제1 챔버(A)로 들어온 실외공기를 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)에 대하여 넓게 분배하기 위해 상기 제1 챔버(A) 내에 상기 실외공기 흡입면(31)과 평행하게 배치된 흡입공기 정류판(40); 상기 흡입공기 정류판(40)과 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31) 사이에 배치된 흡입프리필터(2); 및 상기 실외공기 배출구(15)를 덮도록 상기 제2 측벽(102) 외부면에 설치된 집진확산부(70)를 포함하며, 상기 집진확산부(70)는, 상기 실외공기 배출구(15)와 연통되는 공기유입공(711)이 형성되고 그 반대측에는 공기배출공(715)이 형성된 필터하우징(71)과, 상기 필터하우징(71)의 내측벽들에 기밀적으로 밀착되는 집진필터(72)와, 상기 실외공기 배출구(15)와 상기 공기유입공(711)을 통과한 실외공기를 상기 집진필터(72)를 향해 확산시켜 분배하도록, 상기 집진필터(72)와 상기 공기유입공(711) 사이에 배치된 배출 공기 정류판(73)을 포함하며, 상기 배출 공기 정류판(73)은 중앙 영역과, 외곽 영역을 포함하며 상기 중앙 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격이 상기 외곽 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격보다 작도록 구성된다.
일 실시예에 따라, 상기 흡입공기 정류판(40)은, 실외공기가 통과하는 다수의 홀(401)들을 구비하며, 상기 흡입공기 정류판(40)은 상기 제1 측벽(101)과 인접한 일측 구간이 상기 제3 측벽(103)과 인접한 타측 구간보다 상기 실외공기 흡입구(12)와 가깝고, 상기 일측 구간에 위치한 홀들의 크기 및 홀들 간격이 상기 타측 구간에 위치한 홀들의 크기 및 홀들 간격보다 작고, 적어도 상기 일측 구간에서는 높이 중간 구간(M1)의 홀들 크기 및 홀들 간격이 상측 구간(U1) 및 하측 구간(B1)의 홀들 크기 및 홀들 간격보다 작도록 구성된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 고효율 열회수 환기장치는, 제1 측벽(101)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실외공기 흡입구(12) 및 실내공기 배출구(13)가 형성되고 그와 마주하는 제2 측벽(102)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실내공기 흡입구(14) 및 실외공기 배출구(15)가 형성된 하우징(10); 상기 하우징(10) 내에 배치될 때, 상기 실외공기 흡입구(12)와 연결된 제1 챔버(A)와 상기 제1 챔버(A)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실외공기 배출구(15)와 연결된 제2 챔버(B)와 상기 실내공기 흡입구(14)와 연결된 제3 챔버(C)와 상기 제3 챔버(C)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실내공기 배출구(13)와 연결된 제4 챔버(D)를 형성하며, 상기 제1 챔버(A)와 접하는 실외공기 흡입면(31)과 상기 제2 챔버(B)와 접하는 실내 공기 배출면(32) 사이에 실외공기 공급 유로들이 형성되고 상기 제3 챔버(C)와 접하는 실내공기 흡입면(33)과 상기 제4 챔버(D)와 접하는 실내공기 배출면(34) 사이에 실내공기 배출 유로들이 형성된 직육면체형 열교환 소자(30); 상기 실외공기 흡입구(12)를 통해 상기 제1 챔버(A)로 들어온 실외공기를 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)에 대하여 분배하기 위해 상기 제1 챔버(A) 내에 상기 실외공기 흡입면(31)과 평행하게 배치된 제1 흡입공기 정류판(40); 상기 제1 흡입공기 정류판(40)과 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31) 사이에 배치된 제1 흡입프리필터(2); 상기 실내공기 흡입구(14)를 통해 상기 제3 챔버(C)로 들어온 실내공기를 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33)에 대하여 넓고 분배하기 위해 상기 제3 챔버(C) 내에 상기 실내공기 흡입면(33)과 평행하게 배치된 제2 흡입공기 정류판(50); 상기 제2 흡입공기 정류판(50)과 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33) 사이에 배치된 제2 흡입프리필터(3); 및 상기 실외공기 배출구(15)를 덮도록 상기 제2 측벽(102) 외부면에 설치된 집진확산부(70)를 포함하며, 상기 집진확산부(70)는, 상기 실외공기 배출구(15)와 연통되는 공기유입공(711)이 형성되고 그 반대측에는 공기배출공(715)이 형성된 필터하우징(71)과, 상기 필터하우징(71)의 내측벽들에 형성된 단턱에 기밀적으로 안착되는 집진필터(72)와, 상기 실외공기 배출구(15)와 상기 공기유입공(711)을 통과한 실외공기를 상기 집진필터(72)를 향해 확산시켜 분배하도록, 상기 집진필터(72)와 상기 공기유입공(711) 사이에 배치된 배출 공기 정류판(73)과, 상기 집진필터(72)와 상기 공기 정류판(73) 사이에 개재되어 상기 배출 공기 정류판(73)과 상기 집진필터(72) 사이의 거리를 일정 거리 이상으로 이격시키는 액자형 스페이서(74)를 포함하며, 상기 배출 공기 정류판(73)은 중앙 영역과, 외곽 영역을 포함하며, 상기 중앙 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격이 상기 외곽 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격보다 작으며, 상기 제1 흡입공기 정류판(40)은, 실외공기가 통과하는 다수의 홀(401)들을 구비하되, 상기 다수의 홀(401)들은 상기 실외공기 흡입구(12)와 가까운 좌측 구간의 홀들 크기 및 간격이 상기 실외공기 흡입구(12)와 먼 우측 구간의 홀들 크기 및 간격보다 작고, 상기 제2 흡입공기 정류판(50)은, 실내공기가 통과하는 다수의 홀(501)들을 구비하되, 상기 다수의 홀(501)들은 상기 실내공기 흡입구(14)와 가까운 우측 구간의 홀들 크기 및 간격이 상기 실외공기 흡입구(12)와 먼 좌측 구간의 홀들 크기 및 간격보다 작다.
본 발명에 따른 고효율 열회수 환기장치는 다음의 효과를 갖는다. 첫째. 흡입공기 정류판울 이용하여 골고루 분산된 흡입공기(실외공기 또는 실외공기)를 열교환 소자로 공급하므로, 열교환율을 높이는 효과를 갖는다.
둘째. 실내로 실외공기를 공급하는 측의 집진필터(특히, 헤파필터)의 집진 성능을 대략 98.0 % 이상이 되도록 향상시킬 수 있다.
셋째. 집진필터 전단부에 정류판을 설치하여 집진필터로 유입되는 공기를 골고루 분산시켜 집진필터 전체에서 먼지를 골고루 집진하게 하므로 미세먼지 제거 효율을 높이고, 필터의 사용수명을 연장시켜 필터 교체에 따른 비용절감 및 관리의 효율성을 높인다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치의 내부를 보이기 위해 하우징의 커버가 오픈된 상태에서 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치를 하우징의 커버가 오픈된 상태에서 도시한 평면도로서, 외부에서 실내로 공급되는 공기의 흐름과 실내에서 외부로 배기되는 공기의 흐름을 함께 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치를 도시한 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치의 제1 챔버에 적용된 제1 흡입공기 정류판을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치의 제3 챔버에 적용된 제2 흡입공기 정류판을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치의 배출 공기 정류판을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 공기 정류판을 집진필터와 이격시켜 적용했을 때 교체시점에서 집진필터를 나타낸 사진이고,
도 9의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입 공기 정류판을 흡입 필터(프리필터)와 이격시켜 적용했을 때(a), 이격 없이 적용했을 때(b)와, 기존 흡입 공기 정류하지 않았을 때(c), 집진필터 오염 상태를 비교하기 위한 사진들이고,
도 10은 흡입 공기 정류판의 다른 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 흡입 공기 정류판의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치(1)는 제1 측벽(101)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실외공기 흡입구(12) 및 실내공기 배출구(13)가 형성되고 그와 마주하는 제2 측벽(102)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실내공기 흡입구(14) 및 실외공기 배출구(15)가 형성된 하우징(10)과, 상기 하우징(10) 내에 배치되어, 상기 실외공기 흡입구(12)와 연결된 제1 챔버(A)와 상기 제1 챔버(A)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실외공기 배출구(15)와 연결된 제2 챔버(B)와 상기 실내공기 흡입구(14)와 연결된 제3 챔버(C)와 상기 제3 챔버(C)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실내공기 배출구(13)와 연결된 제4 챔버(D)를 형성하며, 상기 제1 챔버(A)와 접하는 실외공기 흡입면(31)과 상기 제2 챔버(B)와 접하는 실내 공기 배출면(32) 사이에 실외 공기 공급 유로들이 형성되고 상기 제3 챔버(C)와 접하는 실내공기 흡입면(33)과 상기 제4 챔버(D)와 접하는 실내공기 배출면(34) 사이에 실내공기 배출 유로들이 형성된 직육면체형 열교환 소자(30)를 포함한다.
상기 하우징(10)은 상단 개방형을 갖는 사각 박스형의 하우징 본체(10a)와 하우징 본체의 상단을 덮는 하우징 커버(10b)로 구성될 수 있다. 또한, 이와 같은 하우징(10)은 상기 제1 측벽(101)의 중간부분에서 상기 열교환소자(30)의 제1 모서리를 향해 이어진 구획벽(1011)의 선단에 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)과 평행한 제1 유지홈이 형성된 제1 유지편(1012)을 구비한다. 또한, 상기 하우징(10)은 상기 제3 측벽(103)의 중간부분에서 상기 열교환소자(30)의 제2 모서리를 향해 있고 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)과 평행한 제2 유지홈 및 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33)과 평행한 제3 유지홈이 형성된 제2 유지편(1032)을 구비한다. 또한, 상기 하우징(10)은 상기 제2 측벽(102)의 중간부분에서 상기 열교환소자(30)의 제3 모서리를 향해 이어진 구회벽(1021)의 선단에 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)과 평행한 제4 유지홈이 형성된 제3 유지편(1022)를 구비한다. 또한, 상기 하우징(10)은 상기 제4 측벽(104)의 중간부분에서 상기 열교환소자(30)의 제4 모서리를 향해 구획벽(1041)이 이어지고, 그 구획벽(1041)의 선단에 유지편이 구비될 수 있으나, 그 유지편을 생략하는 것도 가능하다. 또한, 전술한 유지편들 각각은 상기 열교환소자(30)의 모서리들 각각이 끼워지는 홈을 구비한다.
한편, 상기 제2 챔버(C)에는 실외공기를 흡입하여 실내에 배출하도록 작동하는 제1 송풍팬(41)이 설치되고, 상기 제4 챔버(D)에는 실내공기를 흡입하여 실외로 배출하도록 작동하는 제2 송풍팬(42)이 설치된다. 상기 제1 송풍팬(41)의 작동에 의해, 실외공기가 실외공기 흡입구(12)를 통해 제1 챔버(A)로 흡입되어 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 공급유로들을 통과한 후 상기 제2 챔버(B)를 거쳐 실내공기 배출구(15)를 통해 실내로 공급되고, 제2 송풍팬(42)의 작동에 의해, 실내공기가 실내공기 흡입구(14)를 통해 제3 챔버(C)로 흡입되어 상기 열교환소자(30)의 실내공기 배출유로를 통과한 후 상기 제4 챔버(D)를 거쳐 상기 실외공기 배출구(13)을 통해 실외로 배출된다. 이 과정에서, 열교환 소자(30) 내에서는 실외공기 공급유로들을 통과하는 실외공기와 실내공기 배출유로들을 통과하는 실내공기 사이에 열교환이 이루어질 수 있으며, 이러한 열교환에 의해, 예컨대, 여름철 냉방 에너지 또는 겨울철 난방 에너지를 줄이는 것이 가능하다.
또한, 상기 고효율 열회수 환기장치는 실외공기 흡입구(12)를 통해 제1 챔버(A)로 들어온 실외공기를 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)에 대하여 넓고 균일하게 분배시키기 위해 상기 제1 챔버(A) 내에 상기 실외공기 흡입면(31)과 평행하게 배치된 제1 흡입공기 정류판(40)을 포함한다. 또한, 상기 제1 흡입공기 정류판(40)을 통과하여 넓게 분배되는 실외공기 중의 먼지 등을 제거하기 위한 제1 흡입프리필터(2)를 제1 흡입공기 정류판(40)과 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31) 사이에 포함한다.
상기 제1 흡입공기 정류판(40)에서 공기가 균일하게 분산되지 않으면, 열교환 소자(30)에서의 열교환 효율이 저하될 뿐 아니라, 제1 흡입프리필터(2)에 국부적으로 먼지가 걸러져 일부분에서만 먼지가 과도하게 축적되는 문제를 발생시킨다. 상기 제1 흡입공기 정류판(40)의 경사 배치에 의해, 상기 하우징(100)의 제1 측벽(101)과 가까운 좌측 구간(L1)이 상기 하우징(100)의 제3 측벽(103)과 인접한 우측 구간(R1)보다 실외공기 흡입구(12)와 가깝다. 또한, 상기 제1 흡입공기 정류판(40)의 높이 중간 구간(M1)이 상기 제1 흡입공기 정류판(40)의 상측 구간(U1)보다 낮게 그리고 하측 구간(B1)보다 높게 위치한다.
또한, 상기 제1 흡입공기 정류판(40)은 실외공기가 통과하는 다수의 홀(401)들을 구비하는데, 좌측 구간(L1)에 위치한 홀(401)들의 크기 및 홀들 간격이 우측 구간(R1)에 위치한 홀(401)들의 크기 및 홀(401)들 간격보다 작게 정해진다. 더 나아가, 좌측 구간(L1) 내에서도 상대적으로 더 좌측에 존재하는 홀(401)들의 크기 및 간격이 우측에 존재하는 홀(401)들의 크기 및 간격보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 적어도 좌측 구간(L1)에 있어서는, 높이 중간 구간(M1)의 홀(401)들 크기 및 홀(401)들 간격이 상측 구간(U1) 및 하측 구간(B1)의 홀(401)들 크기 및 홀들 간격보다 작은 것이 바람직하다.
이와 같은 홀들의 패턴을 갖는 제1 흡입공기 정류판(40)은 제1 흡입 필터(2)와 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)에 대하여 넓고 균일하게 흡입 실외 공기를 분배할 수 있다.
이때, 상기 제1 흡입공기 정류판(40)이 흡입 실외 공기를 분배할 수 있는 거리를 확보할 수 있도록, 상기 제1 흡입공기 정류판(40)은 상기 제1 흡입 필터(2)와 일정 간격 이격되어 배치된다. 본 실시예에서, 상기 제1 흡입 필터(2)는 양단부가 상기 제1 유지편(1012)의 제1 유지홈과 상기 제2 유지편(1032)의 제2 유지홈에 끼워져 유지되고, 상기 제1 흡입공기 정류판(40)은 상기 제1 유지편(1012)의 외부면과 상기 제2 유지편(1032)의 외주면에 부착되어 유지된다. 상기 제1 유지편(1012) 및 상기 제2 유지편(1032)의 살 두께에 의해 상기 제1 흡입공기 정류판(40)과 상기 제1 흡입 필터(2) 사이의 이격 거리가 결정될 수 있다.
또한, 상기 고효율 열회수 환기장치는 실내공기 흡입구(14)를 통해 제3 챔버(C)로 들어온 실내공기를 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33)에 대하여 넓고 균일하게 분배시키기 위해 상기 제3 챔버(C) 내에 상기 실내공기 흡입면(33)과 평행하게 배치된 제2 흡입공기 정류판(50)을 더 포함한다. 또한, 상기 제2 흡입공기 정류판(50)을 통과하여 넓게 분배되는 실내 중의 먼지 등을 제거하기 위한 제2 흡입프리필터(3)를 제2 흡입공기 정류판(50)과 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33) 사이에 포함한다.
상기 제2 흡입공기 정류판(50)에서 공기가 균일하게 분산되지 않으면, 열교환 소자(30)에서의 열교환 효율을 저하시킬 뿐 아니라, 제2 흡입프리필터(3)에 국부적으로 먼지가 걸러져 일부분에서만 먼지가 과도하게 축적되는 문제를 발생시킨다. 상기 제2 흡입공기 정류판(50)의 경사 배치에 의해, 상기 하우징(10)의 제2 측벽(102)과 가까운 우측 구간(R2)이 상기 하우징(10)의 제3 측벽(103)과 인접한 좌측 구간(L2)보다 실내공기 흡입구(14)와 가깝다. 또한, 상기 제2 흡입공기 정류판(50)의 높이 중간 구간(M2)이 상기 제2 흡입공기 정류판(50)의 상측 구간(U2)보다 낮게 그리고 하측 구간(B2)보다 높게 위치한다.
또한, 상기 제2 흡입공기 정류판(50)은 실내공기가 통과하는 다수의 홀(501)들을 구비하는데, 상기 우측 구간(R2)에 위치한 홀들의 크기 및 홀들 간격이 좌측 구간(L2)에 위치한 홀(501)들의 크기 및 홀들 간격보다 작게 정해진다. 더 나아가, 우측 구간(R2) 내에서도 상대적으로 더 우측에 존재하는 홀(501)들의 크기 및 간격이 좌측에 존재하는 홀(501)들의 크기 및 간격보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 적어도 우측 구간(R2)에 있어서는, 높이 중간 구간(M2)의 홀들 크기 및 홀들 간격이 상측 구간(U2) 및 하측 구간(B2)의 홀들 크기 및 홀들 간격보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 홀들의 패턴을 갖는 제2 흡입공기 정류판(50)은 제2 흡입 필터(3)와 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33)에 대하여 넓고 균일하게 흡입 실내 공기를 분배할 수 있다.
이때, 상기 제2 흡입공기 정류판(50)이 흡입 실외 공기를 분배할 수 있는 거리를 확보할 수 있도록, 상기 제2 흡입공기 정류판(50)은 상기 제2 흡입 필터(3)와 일정 간격 이격되어 배치된다. 본 실시예에서, 상기 제2 흡입 필터(3)는 양단부가 상기 제2 유지편(1032)의 제3 유지홈과 상기 제3 유지편(1022)의 제4 유지홈에 끼워져 유지되고, 상기 제2 흡입공기 정류판(50)은 상기 제2 유지편(1032)의 외부면과 상기 제3 유지편(1022)의 외부면에 부착되어 유지된다. 상기 제2 유지편(1032) 및 상기 제3 유지편(1022)의 살 두께에 의해 상기 제2 흡입공기 정류판(50)과 상기 제2 흡입 필터(3) 사이의 이격 거리가 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 열회수 환기장치는 실외공기 배출구(15)를 덮도록 하우징(100)의 제2 측벽(102) 외부면에 설치되어 기밀성능이 향상된 집진확산부(70)를 포함한다. 이하 설명되는 바와 같이, 상기 집진확산부(70)는 집진필터(72)와 상기 실외공기 배출구(15)를 통해 배출되는 실외공기를 집진필터(72)에 넓게 그리고 균일하게 분산시켜 분배하는 배출 공기 정류판(73)을 포함한다. 기존에는 집진필터(72)가 열교환 소자(30)의 실내 공기 배출면(32)과 근접한 상태로 제2 챔버(B)에 배치되어 열교환 소자(30)의 모서리 부근에서 집진필터(72)를 거치지 못하고 열교환 소자(30)에서 제2 챔버(B)로 흐르는 공기 누설이 상당히 많이 발생하는 누기의 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 집진확산부(70)를 실외공기 배출구(15)를 덮도록 하우징(10)의 제2 측벽(102)에 기밀적으로 설치되므로, 기존 누기 문제점을 해결한다.
본 실시예에서, 상기 집진확산부(70)는, 상기 실외공기 배출구(15)와 연통되는 공기유입공(711)이 형성되고 그 반대측에는 공기배출공(715)이 형성된 필터하우징(71)과, 상기 필터하우징(71)의 내측벽들에 기밀적으로 밀착되는 집진필터(72)와, 상기 실외공기 배출구(15)와 상기 공기유입공(711)을 통과한 실외공기를 상기 집진필터(72)를 향해 확산시켜 분배하도록, 상기 집진필터(72)와 상기 공기유입공(711) 사이에 배치된 배출 공기 정류판(73)을 포함한다.
상기 필터 하우징(71)은 상기 공기유입공(711)이 형성된 사각 박스형 바디부(71a)와 상기 공기배출공(715)이 형성된 덮개부(71b)로 이루어지며, 상기 바디부(71a)와 상기 덮개부(71b)는 서로 만나는 부위에 플랜지들을 구비하며 그 플랜지들이 맞대어 체결됨으로써 서로 결합될 수 있다. 상기 필터하우징(71)의 바디부(71a) 내측면에는 상기 배출 공기 정류판(73)의 둘레 전체가 안착되는 단턱(712)이 형성된다. 또한, 상기 단턱(712)에 안착된 배출 공기 정류판(73)과 상기 집진필터(72) 사이에는 액자형 스페이서(74)가 개재된다. 액자형 스페이서(74)에 의해 상기 배출 공기 정류판(73)과 상기 집진필터(72) 사이의 거리가 일정 거리 이상으로 이격된다. 상기 배출 공기 정류판(73)과 상기 집진필터(72) 사이의 이격 거리는 상기 배출 공기 정류판(73)에 의해 배출 공기가 확산되는 거리를 보장한다.
본 실시예에서, 상기 배출 공기 정류판(73)은 중앙 영역(m1, m2)과, 외곽 영역(o1, o2)을 포함하며 상기 중앙 영역(m1, m2)에 형성된 홀(731, 732)들의 크기 및 간격이 외곽 영역(o1, o2)에 형성된 홀(733, 734)들의 크기 및 간격보다 작게 구성된다. 또한, 상기 중앙 영역(m1, m2)은 내측 중앙 영역(m1)과 외곽 중앙 영역(m2)을 포함할 수 있으며, 내측 중앙 영역(m1)에 형성된 홀(731)들의 크기 및 간격은 외곽 중앙 영역(m2)에 형성된 홀(732)들의 크기 및 간격보다 작게 구성된다. 또한, 외곽 영역(o1, o2)은 내측 외곽 영역(o1)과 외측 외곽 영역(o2)을 포함할 수 있으며, 내측 외곽 영역(o1)에 형성된 홀(733)들의 크기 및 간격은 외측 외곽 영역(o2)에 형성된 홀(734)들의 크기 및 간격보다 작게 구성된다. 상기 배출 공기 정류판(73)에 형성된 홀들이 전술한 것과 같이 중앙에서 외곽을 향해 점진적으로 커지는 구성에 의해, 작은 크기의 실외공기 배출구(15)를 통해 나온 실외 공기를 넓고 균일하게 확산시켜 집진필터(72)로 보낼 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 공기 정류판을 집진필터와 이격시켜 적용했을 때 교체시점에서 집진필터를 나타낸 사진이고, 도 9의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입 공기 정류판을 흡입 필터(프리필터)와 이격시켜 적용했을 때(a), 이격 없이 적용했을 때(b)와, 기존 흡입 공기 정류판을 적용할 때(c), 집진필터 오염 상태를 비교하기 위한 사진들이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 배출 공기 정류판이 적용된 집진 필터를 보면, 이물질을 거의 전면적에 걸쳐 균일하게 걸러져 있음을 알 수 있다.
또한 도 9를 참조하면, 전술한 것과 같이 일측의 홀들 사이즈 및 간격이 타측의 홀들 사이즈 및 간격보다 큰 흡입 공기 정류판을 흡입 필터와 이격시켜 적용한 경우, 도 9의 (a)에 보이는 바와 같이, 흡입 필터의 영역별 먼지 포집 편차가 거의 균일함을 확인할 수 있었다.
도 10은 흡입 공기 정류판의 다른 예를 설명하기 위한 평면도와 사시도이다.
도 10을 참조하면, 배출 공기 정류판(73)은, 필터하우징(71; 도 1 내지 도 4 참조)의 공기유입공(711; 도 1 내지 도 4 참조)의 주변에 부착되는 링부(73a)와, 전방으로 향할수록 중앙으로 수렴하는 형태를 갖도록 상기 링부(73a)의 내주면에 형성되되 다수의 홀들을 포함하는 원호 단면의 정류부(73b)를 포함한다. 이때, 상기 정류부(73b)에는 다수의 홀들(735)들을 포함하는데, 상기 다수의 홀(735)들은 중앙에서의 크기 및 간격이 외곽에서의 크기 및 간격보다 작게 구성된다. 더 바람직하게는, 중앙에서 외곽으로 향할수록 상기 홀(735)들의 크기 및 간격이 점진적으로 커진다.
도 11은 흡입 공기 정류판의 또 다른 예를 설명하기 위한 평면도와 사시도이다.
도 11을 참조하면, 흡입 공기 정류판(73)은, 필터하우징(71; 도 1 내지 도 4 참조)의 공기유입공(711; 도 1 내지 도 4 참조)의 주변에 부착되고 사각형의 개구가 형성된 링부(73a)와, 상기 개구의 모서리들에 일체화된 채 전방으로 돌출된 사각 격자 구조의 정류부(73b)를 포함한다. 이때, 상기 정류부(73b)는 편향됨 없이 전방으로 확장되는 중앙 격자홀(736)과, 상하로 평향됨 없이 좌측 또는 우측으로 편향되면서 전방으로 확장되는 제1 편향 격자홀(737)들과 좌우로 평향됨 없이 상측 또는 우측으로 편향되면서 전방으로 확장되는 중간 제2 편향 격자홀(738)들과, 상측 또는 하측으로 그리고 좌측 또는 우측으로 편향되면서 전방으로 확장되는 제3 편향 격자홀(739)들로 이루어진다.
본 발명에 따른 열교환율과 미세먼지 제거율이 향상된 열회수 환기장치는 공동빌딩 및 공동주택용으로 설치되어 사용되는 것으로서, 기밀성을 높인 집진확산부를 설치함으로써, 외부로 부터 실내로 유입되는 공기 중 0.3 ㎛ 초미세분진의 집진율을 98.0 % 이상으로 향상시키고, 또한 상기 집진확산부 내에 설치된 정류판을 통해 집진필터로 유입되는 공기를 통과면적을 확산시켜 상기 집진필터의 전면을 통해 필터링되도록 함으로써 필터의 일부 영역에만 집중되던 공기의 흐름을 전면으로 확대해줌으로써 집진필터의 집진율과 사용효율성을 극대화시킴으로 필터의 사용수명 및 교체주기를 연장할 수 있다는 장점을 갖고, 열교환소자의 전단에 정류판을 설치함으로써 실외공기흡입구 및 실내공기흡입구를 통해 유입된 공기가 열교환소자 내부로 골고루 분산되도록 하여 열교환 효율을 높일 수 있다는 장점이 있어 산업상 이용가능성이 크다.
1 : 열회수 환기장치 2 : 제1 흡입프리필터
3 : 제2 흡입프리필터 10 : 하우징
12 : 실외공기흡입구 13 : 실외공기배출구
14 : 실내공기흡입구 15 : 실내공기배출구
30 : 열교환소자 40 : 제1 흡입공기 정류판
50 : 제2 흡입공기 정류판 70: 집진확산부
71: 필터하우징 72: 집진필터
73: 배출 공기 정류판 74: 스페이서

Claims (3)

  1. 제1 측벽(101)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실외공기 흡입구(12) 및 실내공기 배출구(13)가 형성되고 그와 마주하는 제2 측벽(102)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실내공기 흡입구(14) 및 실외공기 배출구(15)가 형성된 하우징(10);
    상기 하우징(10) 내에 배치될 때, 상기 실외공기 흡입구(12)와 연결된 제1 챔버(A)와 상기 제1 챔버(A)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실외공기 배출구(15)와 연결된 제2 챔버(B)와 상기 실내공기 흡입구(14)와 연결된 제3 챔버(C)와 상기 제3 챔버(C)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실내공기 배출구(13)와 연결된 제4 챔버(D)를 형성하며, 상기 제1 챔버(A)와 접하는 실외공기 흡입면(31)과 상기 제2 챔버(B)와 접하는 실내 공기 배출면(32) 사이에 실외공기 공급 유로들이 형성되고 상기 제3 챔버(C)와 접하는 실내공기 흡입면(33)과 상기 제4 챔버(D)와 접하는 실내공기 배출면(34) 사이에 실내공기 배출 유로들이 형성된 직육면체형 열교환 소자(30);
    상기 실외공기 흡입구(12)를 통해 제1 챔버(A)로 들어온 실외공기를 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)에 대하여 분배하기 위해 상기 제1 챔버(A) 내에 상기 실외공기 흡입면(31)과 평행하게 배치된 흡입공기 정류판(40);
    상기 흡입공기 정류판(40)과 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31) 사이에 배치된 흡입프리필터(2); 및
    상기 실외공기 배출구(15)를 덮도록 상기 제2 측벽(102) 외부면에 설치된 집진확산부(70)를 포함하며,
    상기 집진확산부(70)는, 상기 실외공기 배출구(15)와 연통되는 공기유입공(711)이 형성되고 그 반대측에는 공기배출공(715)이 형성된 필터하우징(71)과, 상기 필터하우징(71)의 내측벽들에 기밀적으로 밀착되는 집진필터(72)와, 상기 실외공기 배출구(15)와 상기 공기유입공(711)을 통과한 실외공기를 상기 집진필터(72)를 향해 확산시켜 분배하도록, 상기 집진필터(72)와 상기 공기유입공(711) 사이에 배치된 배출 공기 정류판(73)을 포함하며, 상기 배출 공기 정류판(73)은 중앙 영역과, 외곽 영역을 포함하며 상기 중앙 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격이 상기 외곽 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격보다 작고,
    상기 흡입공기 정류판(40)은, 실외공기가 통과하는 다수의 홀(401)들을 구비하며, 상기 흡입공기 정류판(40)은 상기 제1 측벽(101)과 인접한 일측 구간이 제3 측벽(103)과 인접한 타측 구간보다 상기 실외공기 흡입구(12)와 가깝고, 상기 일측 구간에 위치한 홀들의 크기 및 홀들 간격이 상기 타측 구간에 위치한 홀들의 크기 및 홀들 간격보다 작고, 적어도 상기 일측 구간에서는 높이 중간 구간(M1)의 홀들 크기 및 홀들 간격이 상측 구간(U1) 및 하측 구간(B1)의 홀들 크기 및 홀들 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 고효율 열회수 환기장치.
  2. 삭제
  3. 제1 측벽(101)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실외공기 흡입구(12) 및 실내공기 배출구(13)가 형성되고 그와 마주하는 제2 측벽(102)에는 중간 일 지점을 기준으로 일측 및 타측에 실내공기 흡입구(14) 및 실외공기 배출구(15)가 형성된 하우징(10);
    상기 하우징(10) 내에 배치될 때, 상기 실외공기 흡입구(12)와 연결된 제1 챔버(A)와 상기 제1 챔버(A)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실외공기 배출구(15)와 연결된 제2 챔버(B)와 상기 실내공기 흡입구(14)와 연결된 제3 챔버(C)와 상기 제3 챔버(C)에 대하여 대각선 방향에 있고 상기 실내공기 배출구(13)와 연결된 제4 챔버(D)를 형성하며, 상기 제1 챔버(A)와 접하는 실외공기 흡입면(31)과 상기 제2 챔버(B)와 접하는 실내 공기 배출면(32) 사이에 실외공기 공급 유로들이 형성되고 상기 제3 챔버(C)와 접하는 실내공기 흡입면(33)과 상기 제4 챔버(D)와 접하는 실내공기 배출면(34) 사이에 실내공기 배출 유로들이 형성된 직육면체형 열교환 소자(30);
    상기 실외공기 흡입구(12)를 통해 상기 제1 챔버(A)로 들어온 실외공기를 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31)에 대하여 분배하기 위해 상기 제1 챔버(A) 내에 상기 실외공기 흡입면(31)과 평행하게 배치된 제1 흡입공기 정류판(40);
    상기 제1 흡입공기 정류판(40)과 상기 열교환 소자(30)의 실외공기 흡입면(31) 사이에 배치된 제1 흡입프리필터(2);
    상기 실내공기 흡입구(14)를 통해 상기 제3 챔버(C)로 들어온 실내공기를 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33)에 대하여 넓고 분배하기 위해 상기 제3 챔버(C) 내에 상기 실내공기 흡입면(33)과 평행하게 배치된 제2 흡입공기 정류판(50);
    상기 제2 흡입공기 정류판(50)과 상기 열교환 소자(30)의 실내공기 흡입면(33) 사이에 배치된 제2 흡입프리필터(3); 및
    상기 실외공기 배출구(15)를 덮도록 상기 제2 측벽(102) 외부면에 설치된 집진확산부(70)를 포함하며,
    상기 집진확산부(70)는, 상기 실외공기 배출구(15)와 연통되는 공기유입공(711)이 형성되고 그 반대측에는 공기배출공(715)이 형성된 필터하우징(71)과, 상기 필터하우징(71)의 내측벽들에 형성된 단턱에 기밀적으로 안착되는 집진필터(72)와, 상기 실외공기 배출구(15)와 상기 공기유입공(711)을 통과한 실외공기를 상기 집진필터(72)를 향해 확산시켜 분배하도록, 상기 집진필터(72)와 상기 공기유입공(711) 사이에 배치된 배출 공기 정류판(73)과, 상기 집진필터(72)와 상기 공기 정류판(73) 사이에 개재되어 상기 배출 공기 정류판(73)과 상기 집진필터(72) 사이의 거리를 일정 거리 이상으로 이격시키는 액자형 스페이서(74)를 포함하며,
    상기 배출 공기 정류판(73)은 중앙 영역과, 외곽 영역을 포함하며, 상기 중앙 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격이 상기 외곽 영역에 형성된 홀들의 크기 및 간격보다 작으며,
    상기 제1 흡입공기 정류판(40)은, 실외공기가 통과하는 다수의 홀(401)들을 구비하되, 상기 다수의 홀(401)들은 상기 실외공기 흡입구(12)와 가까운 좌측 구간의 홀들 크기 및 간격이 상기 실외공기 흡입구(12)와 먼 우측 구간의 홀들 크기 및 간격보다 작고,
    상기 제2 흡입공기 정류판(50)은, 실내공기가 통과하는 다수의 홀(501)들을 구비하되, 상기 다수의 홀(501)들은 상기 실내공기 흡입구(14)와 가까운 우측 구간의 홀들 크기 및 간격이 상기 실외공기 흡입구(12)와 먼 좌측 구간의 홀들 크기 및 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 고효율 열회수 환기장치.










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