KR102298325B1

KR102298325B1 - 공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치

Info

Publication number: KR102298325B1
Application number: KR1020210014552A
Authority: KR
Inventors: 강선국; 강현선
Original assignee: 주식회사 쥴; 코리아세이프룸(주)
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-09-06

Abstract

본 발명은 열회수형 환기장치에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 가지며 외부공기 유입구와 실내공기 유출구와, 실내공기 유입구를 가지는 본체 프레임과, 상기 본체 프레임 내부에 수용되고 지지되는 열교환 유닛과, 상기 본체 프레임의 상부에 설치되고 상기 열교환 유닛을 통해 열교환된 외부공기를 정화시켜 실내에 공급하는 공기정화부를 구비하여, 유입유출되는 공기를 정화함과 동시에, 열회수형 환기장치의 사용시에 결로로 인해 필터에 곰팡이나 바이러스가 발생하여 환기장치가 교차감염에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있고, 소음발생을 저감하고 외부로부터 유입되는 공기가 외부로 유출되는 공기가 서로 영향을 받지 않도록 하여 유출되는 실내공기에 의해 유입되는 외부공기가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

Description

공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치{HEAT RECOVERY VENTILATION SYSTEM WITH AIR CLEANING FUNCTION}

본 발명은 열회수형 환기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 결로로 인한 곰팡이나 바이러스의 교차감염에 의한 환기장치의 오염을 방지하고, 소음발생을 저감하고 공기를 정화할 수 있는 공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 환기장치로 사용되는 전열열교환기는 미세먼지로 인한 주거 및 상업시설의 실내공기질 관리에 핵심장비로 인식되고 있으며, 2000년대 초반부터 관련 연구가 활발하게 진행되어 왔다.

환기장치는 실내 공기를 실외로 배출하고 실외 공기를 실내로 흡입하여 실내 공간을 환기할 수 있는 장치인데, 실내 공간을 환기함에 있어서 실내의 열기 또는 냉기는 외부로 배출될 수 밖에 없고, 또 실외의 냉기 또는 열기는 실내로 유입될 수 밖에 없다. 그러므로 아무런 열회수 과정 없이 환기를 하게 되면 실내의 열손실이 심해 실내를 냉난방하는데 많은 전력이 소모되게 된다. 이러한 문제점을 감안하여 환기장치에는 실외로 배출되는 공기와 실내로 흡입되는 공기를 서로 열교환시켜 실외로 버려지는 열을 재활용할 수 있도록 하는 열교환기가 설치된다.

종래의 열교환기는 열교환 시트와 스페이서를 교대로 적층하여 형성되는 열교환기 본체와, 열교환기 본체의 양단에 배치되는 금속판과, 열교환기 본체 및 금속판의 모서리부에 각각 결합되는 4개의 모서리부재를 포함하여 구성된다. 모서리부재는 열교환기 본체의 모서리부에 감합되도록 그 단면 형상이 L자형을 가지며, 모서리부재와 열교환 시트와의 틈새를 통해 공기가 누설되지 않도록 가스켓을 통해 열교환기 본체에 접착된다.

종래의 열교환기는 열교환 매질의 오염방지를 위한 프리필터나 미디엄 필터가 장착되어, 열교환 매질의 전열소자나 현열소자가 실내외 온도차이로 인해 결로가 발생하기 쉽고, 결로 발생으로 인해 열교환기의 필터에 곰팡이나 바이러스 등이 발생하기 쉬워, 교차감염으로 인한 열교환기의 오염이 발생할 염려가 있었다.

특히, 일교차가 심한 계절이나 고온 다습한 하절기에는 결로발생의 염려가 심하여 열교환기의 사용이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 열교환기의 필터에 발생하는 결로를 방지하기 위하여 고성능의 팬을 설치하여 결로발생을 방지할 수도 있으나, 이를 위해서는 대용량의 팬을 설치하여야 하므로 비용이 많이 발생하고, 대용량 팬의 구동에 의한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

일본공개특허 평06-313694호(열교환기 및 공조환풍기)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 열회수형 환기장치에 유입유출되는 공기를 정화함과 동시에, 열회수형 환기장치의 사용시에 결로로 인해 필터에 곰팡이나 바이러스가 발생하여 환기장치가 교차감염에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 열회수형 환기장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명에 의한 열회수형 환기장치는 소음발생을 저감하고 외부로부터 유입되는 공기가 외부로 유출되는 공기가 서로 영향을 받지 않도록 하는 공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치는, 내부에 수용공간을 가지며 외부공기 유입구와 실내공기 유출구와, 실내공기 유입구를 가지는 본체 프레임과, 상기 본체 프레임 내부에 수용되고 지지되는 열교환 유닛과, 상기 본체 프레임의 상부에 설치되고 상기 열교환 유닛을 통해 열교환된 외부공기를 정화시켜 실내에 공급하는 공기정화부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 열교환 유닛은 한 쌍의 열교환 모듈과, 상기 열교환 모듈과 연통하는 외부공기 유입모듈과, 상기 열교환 모듈과 연통하는 실내공기 유출모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 열교환 모듈과 상기 외부공기 유입모듈과 상기 실내공기 유출모듈은 각각 단면이 사각형 형상으로 형성되고, 마름모꼴로 45도 경사져 배치되며, 제 1 열교환 모듈로부터 시작하여 시계방향으로 실내공기 유출모듈, 제 2 열교환 모듈, 외부공기 유입모듈의 순서로 서로 인접하여 배치되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 열교환 모듈의 하단측에 배치되는 상기 외부공기 유입모듈의 하부 첨단에는 결로배출 드레인이 설치되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 열교환 모듈은 복수의 열교환 채널로 이루어진 복수의 층이 적층되어 형성되고, 상기 복수의 층은 각각 열교환 채널이 서로 직교하는 방향으로 교대로 적층되며, 상기 열교환 모듈의 전방에는 열교환 채널에 유입되는 실내공기로부터 오염물질을 차단하는 프리필터가 배치되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 프레임 본체는 상기 열교환 모듈의 후방에 설치되어 열교환된 외부공기를 빨아들여 송풍하는 송풍 팬을 구비하고, 상기 외부공기 유입구는 상기 실내공기 유출부의 하부측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공기정화부는 상기 송풍팬으로부터 공급된 열교환된 외부공기를 필터링하는 헤파필터와, 상기 공기정화부의 외부에 설치되어 상기 헤파필터와 상기 공기정화부의 프레임 사이에 설치된 가스켓을 가압하는 탄성클램프를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 공기정화기능을 갖는 열회수용 환기장치에 의하면 열회수형 환기장치에 유입유출되는 공기를 정화함과 동시에, 열회수형 환기장치의 사용시에 결로로 인해 필터에 곰팡이나 바이러스가 발생하여 환기장치가 교차감염에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 소음발생을 저감하고 외부로부터 유입되는 공기가 외부로 유출되는 공기가 서로 영향을 받지 않도록 하여 유출되는 실내공기에 의해 유입되는 외부공기가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 공기정화기능을 갖는 열회수용 환기장치를 나타내는 정면단면도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3a, 3b는 본 발명의 열회수용 환기장치에서 외부공기의 유입로를 나타내는 도면이다.
도 4a, 4b는 본 발명의 열회수용 환기장치에서 실내공기의 유출로를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 열회수용 환기장치가 설치된 실내에서의 공기흐름을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 공기정화기능을 갖는 열회수용 환기장치에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치(1)는, 본체 프레임(10)과, 공기정화부(20)와, 열교환 유닛(30)을 포함하여 구성된다.

상기 본체 프레임(10)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 대략 직방체 형상으로 형성되어 내부에 수용공간(11)을 가지며, 상기 수용공간의 상부에는 지지프레임(12)이 설치되어, 상기 열교화 유닛(30)을 상기 지지프레임(12)에 고정하여 지지하면서 상기 수용공간에 수용하도록 구성된다.

상기 본체 프레임(10)의 양측에는 실내공기 유입구(14)가 설치되어, 실내에서 순환된 공기가 상기 실내공기 유입구(14)를 통해 유입되도록 구성된다.

또한, 상기 본체프레임(10)의 일측에는 송풍 팬(13)을 설치할 수 있다. 상기 송풍 팬(13)은 상기 지지프레임(12)에 지지되도록 설치되고, 상기 열교환유닛(30)의 열교환 모듈의 후방에 설치되어 열교환된 외부공기를 빨아들여 상기 공기정화부(20)측으로 송풍하도록 구성된다.

또한, 상기 본체 프레임(10)이 배면측에는 외부공기 유입구(41)와, 실내공기 유출구(42)가 설치된다. 상기 외부공기 유입구(41)는 후술하는 외부공기 유입모듈(31)과 연통하도록 설치되고, 상기 실내공기 유입출구(42)는 후술하는 실내공기 유출모듈(33)과 연통하도록 구성된다.

상기 외부공기 유입구(41)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 실내공기 유출구(42)의 하부측에 형성하여, 실내를 순환하고 열교환된 더운 공기가 유출되는 실내공기 유출구(42)가 상대적으로 온도가 낮은 외부공기가 유입되는 외부공기 유입구(41)보다 상부측에 설치되어, 외부로부터 유입되는 공기가 외부로 유출되는 공기에 간섭받지 않고 서로 영향을 받지 않도록 하여 유출되는 실내공기에 의해 유입되는 외부공기가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

상기 본체 프레임(10)의 내부에는 열교환 유닛(30)이 설치된다.

상기 열교환 유닛(30)은 한 쌍의 열교환 모듈(32)과, 외부공기 유입모듈(31)와, 실내공기 유출모듈(33)을 포함한다.

상기 열교환 모듈(32)은 복수의 층이 적층되어 형성되며, 각 층에는 복수의 열교환 채널이 마련된다. 서로 인접하는 상하층의 열교환 채널은 서로 직교하는 방향으로 배치되어 외부로부터 유입되는 공기와 외부로 유추되는 공기가 상기 열교환 채널을 통과하면서 서로 열교환되도록 구성된다.

예를 들면, 제 1 층의 제 1 열교환 채널(32a)과, 제 1 층의 상부층인 제 2 층의 열교환 채널(32b)는 서로 직교하도록 배치되고, 상기 제 1 열교환 채널(32a)을 통해 실내공기가 유출되도록 구성되고, 상기 제 2 열교환 채널(32b)을 통해 외부의 공기가 유입되도록 구성된다.

또한, 상기 열교환 모듈(32)의 상기 제 1 열교환 채널(32a) 방향의 전방에는 프리필터(34)가 설치될 수 있다. 상기 프리필터(34)는 상기 열교환 모듈(32)을 보호하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 프리필터(34)는 상기 열교환 채널에 유입되는 실내공기를 필터링하여 상기 열교환 모듈(32)이 실내공기에 함유된 오염물질로부터 오염되는 것을 방지하도록 구성된다.

또한, 상기 제 2 열교환 채널(32a)의 배치방향의 전방에는 제 2 프리필터(35)와 미디엄 필터(36)이 배치되어 유입되는 외부공기에 함유된 오염물질로부터 오염되는 것을 방지하도록 구성된다.

상기 열교환 모듈(32)의 일측은 상기 외부공기 유입모듈(31)과 연통하고, 상기 열교환 모듈(32)이 타측은 상기 실내공기 유출모듈(33)과 연통하도록 구성된다.

상기 열교환유닛(30)을 구성하는 각 모듈인 상기 열교환 모듈(32)과 상기 외부공기 유입모듈(31)과 상기 실내공기 유출모듈(33)은 각각 단면이 직사각형 형상으로 형성된다.

또한, 본 실시예에서, 상기 각 모듈(31, 32, 33)은 상기 환기장치를 정면에서 볼 때 시계방향으로 45도 경사져 배치되어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 열교환 모듈로부터 시작하여 시계방향으로 실내공기 유출모듈, 제 2 열교환 모듈, 외부공기 유입모듈의 순서로 서로 인접하여 배치된다.

상술한 바와 같이 각 모듈이 배치된 상기 열교환 유닛(30)의 하부측에 위치하는 상기 외부공기 유입모듈(31)의 하부끝단에는 결로배출 드레인(31a)이 설치된다. 상기 결로배출 드레인(31a)은 마름모 형상으로 배치된 상기 외부공기 유입모듈의 첨단에 배치되되, 상기 외부공기 유입모듈(31)에 통하는 복수의 구멍이 형성되어, 외부의 차가운 공기가 실내의 따뜻한 공기를 만나 생성되는 결로가 상기 외부공기 유입모듈(31)의 마름모 형상으로 형성된 프레임을 따라 하부로 흘러 상기 결로배출 드레인(31a)에 흘러들어가 저장되고, 상기 결로배출 드레인(31a)을 비워냄으로써 상기 환기장치에 생성되는 결로를 용이하게 제거할 수 있다.

상기 실내공기 유출모듈(33)에는 상기 실내공기 유출구(42)와 연결되는 배기용 팬(43)을 설치하여 열교환이 완료된 실내공기가 더욱 효과적으로 배기될 수 있도록 구성된다.

상기 본체 프레임(10)의 상부에는 공기정화부(20)가 마련된다.

상기 공기정화부(20)에는 공기정화부의 프레임(21)의 내부에 헤파필터(22)를 설치한다. 상기 헤파필터(22)의 설치에 의해 상기 열교환 유닛을 통해 열교환된 외부공기를 정화시켜 상기 프레임(21)의 상부에 설치된 덕트(24)를 통해 실내에 공급하도록 구성된다.

상기 공기정화부(20)에는 상기 프레임(21)과 상기 헤파필터(22) 사이가 공기가 누출되지 않도록 밀실하게 설치되도록 가스켓(25)을 설치할 수 있다. 상기 가스켓은 시간의 경과에 따라 열화되어 탄성력을 잃어 공기가 누출될 수 있으므로, 상기 프레임(21)을 연장하여 연장된 프레임 부분에 탄성클램프(23)을 설치할 수 있다.

상기 탄성클램프(23)는, 예를 들면 인장코일 스프링 등 탄성부재로 형성되어, 상기 가스켓을 가압하여 상기 헤파필터와 상기 공기정화부의 프레임 사이가 밀실하게 설치되도록 구성된다.

상기와 같은 구성을 가지는 열회수용 환기장치에 의한 공기의 열교환에 대하여 설명한다.

도 3a, 3b, 도 5에 나타낸 바와 같이, 외부의 공기는 실내(2)의 벽을 관통하여 설치되는 상기 외부공기 유입구(41)를 통해 외부의 공기가 유입되고, 유입된 외부공기는 상기 외부공기 유입모듈(31)과 상기 제 2 열교환 채널(32b)를 통과하면서 실내공기와 열교환하게 되고, 열교환된 외부공기는 상기 송풍 팬(13)을 통해 상기 공기정화부(20)로 공급된다. 이 때, 실내외 공기의 온도차로 인해 발생된 결로는 상기 결로배출 드레인(31a)에 모인 후 제거된다. 상기 공기정화부(20)로 공급되는 외부공기는 상기 헤파필터(22)를 거쳐 필터링된 후, 상기 덕트(24)를 통해 실내(2)로 공급된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 실내(2)에서 순환된 공기는 실내공기 유입구(14)를 통해 상기 환기장치 내부로 유입되고, 유입된 실내공기는 상기 프리필터(34)에 의해 오염물질이 제거된 후, 상기 제 1 열교환 채널(32a)를 통과하면서 외부공기와 열교환하게 되고, 열교환된 실내공기는 상기 실내공기 유출모듈(33) 및 실내공기 유출구(42)를 통해 외부로 유출된다.

이로써, 유입유출되는 공기를 정화함과 동시에, 열회수형 환기장치의 사용시에 결로로 인해 필터에 곰팡이나 바이러스가 발생하여 환기장치가 교차감염에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있고, 소음발생을 저감하고 외부로부터 유입되는 공기가 외부로 유출되는 공기가 서로 영향을 받지 않도록 하여 유출되는 실내공기에 의해 유입되는 외부공기가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.

1 : 열회수형 환기장치
10 : 본체 프레임
20 : 공기정화부
30 : 열교환 유닛

Claims

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내부에 수용공간을 가지며 외부공기 유입구와 실내공기 유출구와, 실내공기 유입구를 가지는 본체 프레임과, 상기 본체 프레임 내부에 수용되고 지지되는 열교환 유닛과, 상기 본체 프레임의 상부에 설치되고 상기 열교환 유닛을 통해 열교환된 외부공기를 정화시켜 실내에 공급하는 공기정화부를 포함하고,
상기 열교환 유닛은, 한 쌍의 열교환 모듈과, 상기 열교환 모듈과 연통하는 외부공기 유입모듈과, 상기 열교환 모듈과 연통하는 실내공기 유출모듈을 구비하며,
상기 열교환 모듈과 상기 외부공기 유입모듈과 상기 실내공기 유출모듈은 각각 단면이 사각형 형상으로 형성되고, 마름모꼴로 45도 경사져 배치되며, 제 1 열교환 모듈로부터 시작하여 시계방향으로 실내공기 유출모듈, 제 2 열교환 모듈, 외부공기 유입모듈의 순서로 서로 인접하여 배치되고,
상기 열교환 유닛의 하단측에 배치되는 상기 외부공기 유입모듈의 하부 첨단에는 결로배출 드레인이 설치되는 것을 특징으로 하는 공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치.
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제 4 항에 있어서,
상기 공기정화부는,
송풍팬으로부터 공급된 열교환된 외부공기를 필터링하는 헤파필터와,
상기 공기정화부의 외부에 설치되어 상기 헤파필터와 상기 공기정화부의 프레임 사이에 설치된 가스켓을 가압하는 탄성클램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기정화기능을 갖는 열회수형 환기장치.