KR102319017B1 - 전열교환기 결로방지 및 외기냉난방 운전고지기능을 구비한 환기장치 - Google Patents

전열교환기 결로방지 및 외기냉난방 운전고지기능을 구비한 환기장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 그 환기장치는 본체 하우징; 외기구(OA) 및 외기댐퍼를 구비하는 외기부; 급기구(SA), 급기댐퍼 및 급기팬을 구비하는 급기부;환기구(RA)및 환기댐퍼를 구비하는 환기부; 배기구(EA), 배기댐퍼 및 배기팬을 구비하는 배기부; 전열교환기; 환기구(RA)를 통해 유입되는 내기가 내기 바이패스 유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방하는 내기바이패스댐퍼; 본체 하우징 내 배기공간과 외기공간의 연통을 개폐하는 내기 순환유로 댐퍼; 전열교환기 내부의 습도를 감지하는 디포그센서 또는 습도센서를 포함하는 습도센서부; 습도센서부에 의해 감지된 습도가 기준값 이상이면 외기댐퍼, 배기댐퍼, 환기댐퍼를 닫고 내기바이패스댐퍼와 내기순환댐퍼를 개방한 후 급기팬을 가동하여 내기가 환기구(RA)를 통하여 유입되게 하여 전열교환기의 결로방지 운전을 제어하며, 환기구(RA)를 통하여 유입된 내기가내기바이패스 유로와 내기순환유로를 통과하여 상기 전열교환기의 외기 유로를 통해 순환하도록 결로방지 운전을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전열교환기 결로방지 및 외기냉난방 운전고지기능을 구비한 환기장치{Ventilation apparatus with function of preventing condensation of total heat exchanger and notifying operation of outside air cooling and heating}
본 발명은 환기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전열교환기의 결로를 방지하고 외기를 실내로 유입하여 외기냉방운전을 실행하며 외기 냉난방 운전 시 관리자에게 고지하여 별도 냉난방 운전을 하지 않도록 하여 에너지 절감을 유도하며 실내공기정화운전과 탈진운전 등을 수행하는 전열교환기 결로방지 및 외기냉난방 운전고지기능을 구비한 환기장치에 관한 것이다.
일반적으로 환기장치는 오염된 실내공기는 배기팬을 통해 배기하며 급기팬을 운전하여 실외의 신선한 공기를 실내로 공급하여 환기시킨다. 이때 실내공기의 폐열을 회수하도록 전열교환기를 설치하는데 내기와 외기가 각각 의 유로를 크로스 통과하여 열교환 운전을 수행하는데 혹한기 또는 혹서기, 장마철 환기운전 시 외기와 내기의 온도와 습도차에 의해 결로가 발생한다. 결로가 발생한 필터와 전열교환기를 방치 할 경우 동절기에는 결빙되어 전열을 할 수 없게 되며 여름철에는 곰팡이와 유해 세균의 번식을 초래하여 환기운전 시 실내로 유입 될 수 있다.
도1은 환기장치의 하우징 내 중앙에 설치되는 전열교환기(100)의 사시도이다. 환기구(RA)에 유입된 내기(101)는 전열교환기(100) 내의 내기유입유로(105)를 경유하며 열교환 후 배기구(EA)를 통해 배기된다. 또한 외기(103)는 외기구(OA)에 유입 후 전열교환기의 외기유입유로(106)를 경유하며 전열교환 후 급기구(SA)를 통하여 실내로 급기된다. 이때 겨울철 난방 시, 여름철 냉방 운전 시 내기와 외기의 온도차가 발생하며 결로점에 이르면 결로가 발생하는데 처음 발생하는 지점을 콜드코너(107)라 한다. 전열교환기(100)에 발생하는 결로는 전열효율을 저하시키고 동절기 결빙 시 환기운전이 불가능 할 수 도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 외기가 유입되는 공간에 전기히터를 설치하여 유입되는 외기의 온도를 높이는 기술이 사용되고 있으나 에너지사용 효율이 낮고 오작동 시 화재의 위험까지 내포하고 있다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 결로방지 기술을 도시한 일 예를 나타낸 것으로서, 도 2a는 환기운전 시 결로방지 운전을 평면도로 나타낸 것이고, 도 2b는 환기운전을 정지 한 상태에서 결로방지 운전을 평면도로 나타낸 것이다. 첫째 방법으로 도 2a에 도시된 바와 같이, 환기운전 시 실내로 유입되는 외기(103)의 온도를 높이기 위해 따뜻한 내기를 혼합하는 방법을 사용하고 있으며 둘째 방법은 도 2b에 도시된 바와 같이,내기만을 순환하여 결로를 방지하는 기술로서, 온도센서가 혹한 온도를 감지하면 내기순환 결로방지 운전을 시작한다.
그러나 종래기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 유입외기와 혼합하는 내기는 전열 교환 후 배기하여야 하는 오염된 공기로서 배기하지 않고 실내로 재 급기하는 것은 환기운전 목적에 적합하지 않다. 둘째, 내기 순환 운전 시 내기유입유로를 먼저 순환 운전하여 전열교환기 결로발생을 더 할 수 있다.
결로방지운전의 핵심은 전열교환기 내 내기유입온도와 외기유입유로(106)와 온도 차이를 줄이 것으로 외기유입유로(106)의 온도를 높혀 내기유입유로(105)에 발생하는 결로를 방지하는 기술이다. 도 2a를 참조하면, 선행기술의운전은 내기(101)->내기유입유로(105)->배기공간(118)->외기공간(112)->외기유입유로(106)->급기(104)의 순서로 순환한다. 즉, 내기(101)는 내기유입유로(105)를 먼저 순환하면서 순간 내기유입유로(105) 온도를 높이므로 내기유입유로(105)에 결로를 더 발생시킬 수 있다. 불필요하게 내기유입유로(105)를 통과하기 때문이다. 이렇게 내기유입유로(105)를 통과한 내기(102)는 온도와 풍량이 감소한 상태로 외기유입유로(106)를 순환하므로 결로방지운전은 비효율적이다. 따라서 RA를 통해 들어온 내기(101)는 전열교환기(100) 내 내기유입유로(105)를 바이패스(bypass)하여 외기유입유로(106)에 직접 순환하는 것이 효율적인 결로방지 운전이다.
셋째, 종래의 결로방지 운전은 혹한 온도를 감지하는 온도센서에 의존하므로 겨울철에만 가능하며 여름철 장마 시 결로방지기술을 제시하지 못하고 있으며 환기댐퍼 및 급기댐퍼를 구비되지 않아 실내의 공기가 하우징 내부로 자연유입되어 발생하는 결로를 방지 할 수 없다. (등록특허공보 10-1839598, 2023341참조)
한편, 현대 건축물은 외관을 수려하게 하고 겨울철 에너지 절약을 위하여 창문과 벽체를 이음매 없는 유리를 적용한 건축물이 늘고 있다. 이러한 밀폐건축물은 단열성능은 크게 개선되었으나 직사광선이 과다 투과되어 실내온도를 높인다. 겨울철 난방 에너지 절감목적에는 맞지만 냉방부하는 증가한다. 특히 기타 계절에도 사무기기와 조명, 인체발열 부하 등이 더해져 간절기에도 냉방운전을 해야 하는 경우가 발생 할 수 있다.
중앙공조 설비가 구비된 대형건물인 경우 자동으로 외기유입 운전을 할 수 있으며 외기운전 중에는 냉방기기가 운전하지 않지만 중소형 건축물의 경우 개별공조 설비인 전열교환기와 냉난방기가 별도로 설치되어 통합 제어가 되지않아 전열교환기의 외기 냉난방운전 중에도 냉난방기를 중복 운전하여 에너지를 낭비하는 경우가 발생한다. 선행특허 (등록특허공보 10-1221240호, 10-1003258호 참조)에는 외기 냉방기술에 대한 상세한 설명이 개시되어 있다.
그러나, 종래기술에 의하며 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 외기냉방 중에도 시스템은 운전사실을 고지하지 않아 외기냉난방운전을 인지하지 못한 관리자는 냉난방기를 중복으로 운전할 수 있다. 둘째, 외기냉방운전시기를 타이머로 설정하여타이머가 멈춘 동절기 외기 난방은 지원하지 않는다.
또한 근래 환기장치는 하우징 내 외기유입공간에 필터를 구비하여 외기 및 실내공기의 미세먼지를 정화하는 기술을 적용하고 있다. 선행기술(등록특허공보 10-1521875호)도 내기정화 운전을 실시하고 있다.
그러나 종래 기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 실내공기 정화 운전 시 불필요한 전력을 소비하고 있다. 실내공기를 정화하기 위해서는 오염된 내기를 외기공간(302)로 유동해야 하는 데 내기 바이패스운전전을 하지 않고 전열교환기를 경유하도록 선행운전을 하므로 전열교환기를 오염시키고 불필요한 정압을 발생시켜 전열교환기의 수명을 단축하고 급기팬의 소비전력을 증가시킨다.
또한 근래 적용기술은 전열교환기와 상기 전열교환기에 부착되어 전열교환기에 유입되는 공기를 필터링하는 필터의 수명과 효율을 유지하기 위해 상기 전열교환기와 필터에 붙어 있는 먼지나 이물질을 제거하기 위해 전열교환기와 필터의 공기흐름을 역방향으로 하는 탈진운전을 응용기술로 적용하고 있다. 선행기술(등록특허 10-1521875 참조)의 탈진운전은 배기팬을 운전하여 내기를 환기구로 유입하여 전열교환기와 필터를 역세 한 후 배기구를 통해 배기한다.
그러나 종래기술에 의하면 실내공기를 사용 후 배기하게 되므로 냉난방 에너지를 낭비할 수 있고, 내기가 오염되었을 경우 오히려 오염을 심화 시킬 수 있다.
또한 현대사회는 각종 오염으로 바이러스와 세균, 유기화합물, 포롬알데히드 등유해물질과 미드형태의 극초미세먼지는 필터만으로 걸러주지 못한다. 이러한 오염공기가 실내공간에 유입된다면 실내 거주자의 호흡기를 통하여 체내 흡수하게 된다. 이러한 유해물질을 제거하기 위하여 선행기술(등록특허 10-21095232)은 하우징 내에 광플라즈마를 구비하여 공기 중 유해물질을 제거하는 기술을 적용하고 있으나 필터에 번식하는곰팡이 및 세균을 살균하는 기술은 적용하고 있지 못하여 이를 보완 할 수 있는 기술이 필요하다.
등록특허공보 제10-1839598, 2018.03.12) 등록특허공보 제10-2026341, 2019.09.23) 등록특허공보 제10-1221240, 2012.04.06) 등록특허공보 제10-1560634, 2015.10.08) 등록특허공보 제10-1521875, 2015.05.14) 등록특허공보 제10-2109532, 2020.05.06)
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 전열교환기의 결로를 방지하는 기술로 내기를 바이패스하여 온도와 풍량의 손실 없이 결로를 방지할 수 있는, 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자하는 다른 과제는 외기 냉난방운전을 사용자에게 고지하여 별도 냉난방기의 운전을 하지 않도록 하며 실내공기 정화운전 시에도 내기를 바이패스하여 정압의 발생없이 운전하여 급기팬의 운전효율을 유지할 수 있는,전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 오염된 필터와 전열교환기를 탈진 운전 시 외기를 유입하므로 내기 사용 시 발생하는 냉난방 에너지의 낭비를 방지하고 전열교환기와 필터의 수명과 효율을 유지하며 외기 유입 시 또는 내기 순환 시 공기 중에 혼합된 유기화합물질과 미드 형태의 초미세먼지와 필터 내 번식하는 세균을 살균하는 기술을 제공하여 에너지 절감이 가능하고 안전성과 편리성을 구비한, 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 흡입된 외부공기인 외기와 배출되는 실내 공기인 내기가 교차하는 본체 하우징; 외기가 유입되는 외기구(OA) 및 상기 외기구의 외기 유입량을 조절하거나 차단하는 외기댐퍼를 구비하는 외기부; 상기 외기구를 통해 흡입된 외기를 실내로 급기하는 급기구(SA), 상기 급기구의 급기량을 조절하거나 차단하는 급기댐퍼 및 공기를 흡입하여 상기 급기구로 공급하는 급기팬을 구비하는 급기부; 실내의 내기가 유입되는 환기구(RA)및 상기 환기구의 내기 유입량을 조절하거나 차단하는 환기댐퍼를 구비하는 환기부; 실내공기인 내기를 외부로 배출하는 배기구(EA),상기 배기구의 내기 배출량을 조절하거나 차단하는 배기댐퍼 및 내기를 흡입하여 외부로 배기하는 배기팬을 구비하는 배기부; 상기 본체 하우징 내 설치되고, 외부로부터 상기 본체 하우징으로 유입되는 외기와 실내로부터 상기 본체 하우징 내부로 유입되는 내기를 열 교환하는 전열교환기; 상기 환기구(RA)를 통해 상기 본체 하우징으로 유입되는 내기가 상기 전열교환기를 거치지 않고 상기 배기구(EA)가 위치한 배기공간으로 유동하는 상기 본체 하우징 내부 또는 외부에 형성되는 유로를 내기 바이패스(bypass) 유로라 할 때, 상기 환기구(RA)를 통해 유입되는 내기가 상기 내기 바이패스 유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방하는 내기바이패스댐퍼; 상기 본체 하우징 내 배기공간과 외기공간을 분리하는 격벽 대신 상호공간을 내기가 연통하도록 구비된 내기순환유로와 내기 연통을 개폐하는 내기 순환유로 댐퍼; 상기 본체 하우징 내에 구비되어 상기 전열교환기 내부의 습도를 감지하는 디포그센서 또는 습도센서를 포함하는 습도센서부;상기 습도센서부에 의해 습도가 감지되면, 미리 설정된 기준값과 비교 분석하여 결로방지 운전 여부를 판단하고, 기준값 이상이면 상기 외기댐퍼, 배기댐퍼, 환기댐퍼를 닫고 상기 내기바이패스댐퍼와 내기순환댐퍼를 개방한 후 상기 급기팬을 가동하여 내기가 상기 환기구(RA)를 통하여 유입되게 하여 상기 전열교환기의 결로방지 운전을 제어하며, 상기 환기구(RA)를 통하여 유입된 내기를 결로방지 에너지로 사용하기 위하여 상기 유입된 내기가 상기 내기바이패스 유로와 내기순환유로를 통과하여 상기 전열교환기의 외기 유로를 통해 순환하도록 결로방지 운전을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 상기 외기구(EA)를 통해 상기 본체 하우징으로 유입되는 외기가 상기 전열교환기를 거치지 않고 상기 급기구(RA)가 위치한 급기공간으로 유동하도록 상기 본체 하우징 내부 또는 외부에 형성되는 유로를 외기바이패스 유로라 할 때, 상기 외기구(EA)를 통해 유입된 외기가 상기 외기 바이패스유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방하는 외기 바이패스댐퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 냉난방 운전을 선택하도록 구비된 모드선택부; 및 외기와 내기의 온도 및 습도를 감지하는 온도센서 및 습도센서를 구비하는 온습도 센서부를 더 포함할 수 있고, 이 때 제어부는 냉난방 운전이 동작 중인 상태에서 상기 온습도 센서부에 의해 감지된 온도 및 습도 데이터를 수신하여 설정온도와 비교한 후 외기 냉난방 운전 조건을 만족하면 외기 냉난방 운전을 시작하되, 운전과 동시에 외기 냉난방운전을 관리자에게 고지할 수 있다.
상기 제어부는 건물시설물과 냉난방운전을 통합하여 관리하는 중앙관제부에게 외기냉난방이 가능함을 고지하거나, 관리자의 개인 PC또는 휴대통신단말에 외기냉난방 가능함을 고지하고, 외기 냉난방 중 외기 냉난방 운전 조건이 되지 않을 경우에는 외기냉난방운전을 중지하며 관리자가 냉난방기를 운전하도록 고지할 수 있다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 외기 미세먼지를 감지하는 미세먼지 센서 및 기상정보를 수신하여 미세먼지 정보를 수신하는 수신부 중 적어도 하나를 포함하는 외기미세먼지 감지부를 더 포함하고, 이 때 상기 제어부는 상기 외기미세먼지 감지부에 의해 획득된 미세먼지 정보를 이용하여 내기와 외기 바이패스 운전 및 외기 필터링 운전 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 실내 이산화탄소 포화도를 감지하는 CO2센서를 더 포함하고, 이 때 상기 제어부는 상기 CO2센서에 의해 감지된 실내 이산화탄소 포화도가 미리 설정된 기준값을 초과하면 환기운전을 시작하게 하되, 외기 및 내기에 대해 상기 전열교환기를 통과하지 않고 우회하는 바이패스 환기운전을 개시할 때에는 상기 외기미세먼지 감지부의 데이터를 더 수신하여 외기 미세먼지 상태가 양호하면 상기 내기 및 외기 바이패스 운전을, 외기 미세먼지 상태가 나쁠 경우에는 내기는 바이패스하며 외기는 미세먼지를 필터링하는 운전을 하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 실내 미세먼지를 감지하는 실내미세먼지센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 실내미세먼지센서로부터 수신한 실내 미세먼지 농도가 기준값을 초과하면, 실내의 공기가 전열교환기를 통과하지 않고 내기바이패스유로와 내기순환 유로를 통과하여 필터링 할 수 있도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 전열교환기를 통과하는 외기 도입 환기 운전과 상기 실내 미세먼지를 정화하는 미세먼지 정화 운전에 사용되는 필터 및 전열교환기에 붙어있는 미세먼지를 제거하기 위해, 상기 외기도입환기운전과 미세먼지정화 운전의 횟수를 카운트하여 미리 설정된 횟수에 도달하면 상기 필터 및 전열교환기의 미세먼지를 제거하는 탈진 운전을 하게 하되, 냉난방기를 통한 냉난방 운전 시의 탈진운전은 내기가 아닌 외기를 유입하여 상기 외기바이패스 유로를 통하여 급기공간으로 유입된 외기가 전열교환기 후면으로 유입되게하여 배기구로 배출되도록 배기팬을 구동하여 탈진운전하며, 외기냉난방시에는 내기를 급기구로 유입시켜 전열교환기 후면으로 유입되게 하여 탈진운전을 하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 상기 외기구가 위치하는 외기 유입공간을 경유하여 실내로 유입되는 공기 중 세균과 극초미세먼지, 휘발성 유기화합물질 및 각종 냄새를 제거하는 광플라즈마를 발생하는 광 플라즈마 발생장치를 더 포함하고, 상기 제어부는 환기운전 및 내기순환운전이 시작되면 상기 외기공간에 유입되는 내기와 외기의 살균 운전을 시작하며 공기순환운전이 정지하면 외기공간이나 필터, 전열교환기에 잔존하는 세균을 추가 살균하도록 필요한 시간을 더 운전하며, 상기 살균장치들이 고장이나 수명이 다하여 단락 되었을 경우 교체 알람을 관리자에게 고지할 수 있다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는, 상기 필터에 전착된 미세먼지에 번식하는 곰팡이와 각종 세균을 효과적으로 살균하기 위해 상기 필터와 상기 전열교환기 사이, 또는 상기 전열교환기 후면에 추가로 구비되는 UV-LAMP, UV-LED를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치에 의하면, 전열교환기의 결로방지 운전시 내기 바이패스 운전으로 내기의 온도와 풍량손실 없는 결로방지 운전이 가능하며 정압 발생이 없으므로 배기팬의 소비전력을 절감하여 에너지 절감효과를 기대 할 수 있으며 동시에 실내공기 정화운전을 실현하므로서 실내공기 정화운전 횟수가 감소하여 급기팬의 운전비를 절감 할 수 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 외기 냉방운전 시 환기를 동시에 수행 할 수 있어 환기운전 회수가 감소하여 에너지를 절감 할 수 있다. 실내공기 정화운전 시에도 내기가 바이패스유로를 통하여 온도와 풍량 손실 없이 필터와 전열교환기를 순환하여 실내 유입되므로 정화운전과 동시에 결로방지 운전을 동시에 수행함으로서 결로방지 운전 횟수를 줄이고 결로방지 효과를 기대 할 수 있다. 필터 및 전열교환기 탈진 운전 시에도 외기를 순환하여 탈진 운전하므로 냉난방 운전 시에도 내기를 유입하여 탈진운전 후 배기하는 기존 기술에 비해 에너지 절감을 기대 할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 외기냉난방 운전을 관리자에게 고지하여 별도 냉난방기를 운전하지 않도록 유도하여 냉방비용을 절감하며 동절기 하절기 외의 기타계절 환기운전 시에도 전열교환기를 통하지 않는 내기와 외기 바이패스운전으로 급기팬 및 배기팬의 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 전열교환기 또는 필터에 쌓인 미세먼지를 주기적으로 탈진운전 하되 냉난방 운전 시에는 외기를 유입하여 탈진운전을 하므로 냉난방 에너지 배출을 방지하여 에너지를 절감하고, 전열교환기 및 필터수명의 연장이 가능하며 공기 중에 포화된 미드 형태의 초미세먼지와 유기화합물질을 제거하고 세균을 살균하며 냄새를 제거하고 필터에 기생하는 세균까지 살균하므로 사용자에게 편의성과 안전성을 제공할 수 있다.
도 1은 전열교환기에 유입되는 외기와 내기의 경로와 콜드코너(cold corner)를 보여주는 사시도이다.
도 2a는 환기운전 시 결로방지운전을 나타내는 종래의 결로방지 운전을 평면도로 나타낸 것이고, 도 2b는 혹한기 시 종래의 결로방지 내기순환 운전을 평면도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치의 구성과 결로방지 운전에 일실시예를 나타낸 것이다.
도 4는본 발명에 따른 외기 냉난방을 고지하는 환기장치의 구성에 대한 일 실시예를 나타낸 것으로서, 외기 도입 냉난방 운전시 외기 및 내기 흐름을 도시하고 있다.
도 5는 외기 미세먼지가 기준치 이상으로 높을 경우 외기 냉난방 운전을 시작 할 때 필터링 유입운전을 보여주는 내기, 외기 흐름도를 나타낸 것이다.
도 6은냉난방 시 환기운전상태를 보여주는 내기 및 외기 흐름도이다.
도 7은 기타 계절, 냉난방 운전이 없는 경우, 외기 및 내기의 바이패스 환기운전을 보여주는 평면도이다.
도 8은 기타 계절 시 외기미세먼지감지부에 의해 감지된 외기 미세먼지가 기준치 이상일 때 외기도입 환기운전을 보여주는 평면도이다.
도 9는실내 미세먼지를 정화하는 운전상태를 보여주는 내기 흐름 평면도이다.
도 10은 기타 계절 시 전열교환기와 필터의 탈진운전을 나타내는 내기흐름도이다.
도 11은 실내 냉난방 운전 시 탈진운전을 나타내는 외기흐름도이다.
도 12는 본체 하우징 내부로 유입되는 외기와 실내의 내기 중에 포함된 세균, 바이러스, 극초미세먼지, 휘발성 유기화합물을 제거하며 필터와 전열교환기에 번식하는 세균을 살균하는 운전을 보여주는 평면도이다.
도 13은 실내의 내기 중에 포함된 세균, 바이러스, 극초미세먼지, 휘발성 유기화합물을 제거하며 필터와 전열교환기에 번식하는 세균을 살균하는 운전을 보여주는 평면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 결로방지를 위한 환기장치의 제어방법에 대한 일실시예를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명에 따른 외기 냉난방 고지 기능을 구비한 환기장치의 제어방법에 대한 일실시예를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 환기운전 전체 제어로직을 보여주는 시퀀스제어의 일예를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도3은 본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치의 구성과 결로방지 운전에 일실시예를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 전열교환기 결로 방지 및 외기 냉난방 운전고지 기능을 구비한 환기장치는 본체 하우징(300), 외기부(310), 급기부(320), 환기부(330), 배기부(340), 전열교환기(350), 내기 바이패스댐퍼(335), 내기순환댐퍼(345), 습도센서부(360)및 제어부(370)를 포함하여 이루어지고, 외기 바이패스댐퍼(315)를 더 포함할 수 있다.
본체 하우징(300)은 흡입된 외부 공기인 외기와 배출되는 실내 공기인 내기가 교차하며, 전열교환기(350)가 내부에 위치한다.
외기부(310)는 외기가 유입되는 외기구(OA, 312)및 외기구(312)를 통과하는 외기 유입량을 조절하거나 차단하는 외기댐퍼(314)를 구비한다.
급기부(320)는 외기구(OA, 312)를 통해 흡입된 외기를 실내로 급기하는 급기구(SA, 322), 급기구(322)를 통과하여 실내로 공급되는 급기량을 조절하거나 차단하는 급기댐퍼(324) 및 공기를 흡입하여 급기구(322)로 공급하는 급기팬(326)을 구비한다.
환기부(330)는 실내의 내기가 유입되는 환기구(RA, 332)및 환기구(332)의 내기 유입량을 조절하거나 차단하는 환기댐퍼(334)를 구비한다.
배기부(340)는 실내공기인 내기를 외부로 배출하는 배기구(EA, 342), 배기구(342)의 내기 배출량을 조절하거나 차단하는 배기댐퍼(344) 및 내기를 흡입하여 외부로 배기하는 배기팬(346)을 구비한다.
전열교환기(350)는 본체 하우징(300) 내 설치되고, 외부로부터 본체 하우징(350)으로 유입되는 외기와 실내로부터 본체 하우징(350) 내부로 유입되는 내기를 열 교환한다.
내기바이패스댐퍼(335)는 환기구(RA, 332)를 통해 본체 하우징(300)으로 유입되는 내기가 전열교환기(350)를 거치지 않고 배기구(EA, 342)가 위치한 배기공간으로 유동하는, 본체 하우징(300)내부 또는 외부에 형성되는 유로를 내기 바이패스(bypass) 유로라 할 때, 환기구(RA, 332)를 통해 유입되는 내기가 상기 내기 바이패스 유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방한다.
내기순환댐퍼(345)는 본체 하우징(300) 내 배기공간(308)과 외기공간(302)을 분리하는 격벽 대신 배기공간(308) 및 외기공간(302)을 내기가 연통하도록 구비된 내기순환유로와 내기 연통을 개폐한다.
습도센서부(360)는 본체 하우징(300) 내에 구비되어 전열교환기(350) 내부의 습도를 감지하는 디포그센서 또는 습도센서를 포함한다.
제어부(370)는 습도센서부(360)에 의해 습도가 감지되면, 미리 설정된 기준값과 비교 분석하여 결로방지 운전 여부를 판단하고,기준값 이상이면 외기댐퍼(314), 배기댐퍼(344), 환기댐퍼(334)를 닫고 내기바이패스댐퍼(335)와 내기순환댐퍼(345)를 개방한 후 급기팬(326)을 가동하여 내기가 환기구(RA, 332)를 통하여 유입되게 하여 전열교환기(350)의 결로방지 운전을 제어하며, 환기구(RA, 332)를 통하여 유입된 내기를 결로방지 에너지로 사용하기 위하여 상기 유입된 내기가 상기 내기바이패스 유로와 내기순환유로를 통과하여 전열교환기(350)의 외기 유로를 통해 순환하도록 하는 결로방지 운전을 제어한다.
외기 바이패스댐퍼(315)는 외기구(EA, 312)를 통해 본체 하우징(300)으로 유입되는 외기가 전열교환기(350)를 거치지 않고 급기구(RA, 322)가 위치한 급기공간(304)으로 유동하도록 본체 하우징(300) 내부 또는 외부에 형성되는 유로를 외기바이패스 유로라 할 때, 외기구(EA, 312)를 통해 유입된 외기가 상기 외기 바이패스유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방한다.
도 3을 참조하면, 습도감지부(360)가 습도를 감지하면 제어부(370)는 외기댐퍼(312), 배기댐퍼(344), 환기댐퍼(334), 외기바이패스댐퍼(315)를 닫으며 내기 바이패스댐퍼(335)를 개방 후 환기팬(326)를 운전하여 결로방지운전을 시작한다. 내기는 내기바이패스 운전을 통해전열교환기(350)를 통과하는 내기유로를 경유하지 않고 내기바이패스유로를 이용하여 직접 외기유로(352)를 순환한다. 따라서 내기는 전열교환기(352)에 의한 온도손실이나 풍량손실 없이 따뜻한 내기 그대로 전열교환기(350)에 유입되어 외기유로(352)을 직접 순환하므로 효과적으로 신속한 결로방지 운전이 가능하다.
도 4는본 발명에 따른외기 냉난방을 고지하는 환기장치의 구성에 대한 일 실시예를 나타낸 것으로서, 외기 도입 냉난방 운전시 외기 및 내기 흐름을 도시하고 있다.
본 발명에 따른 외기 냉난방을 고지하는 환기장치의 구성은 도 3에 도시된 전열교환기 결로방지 환기장치에 모드선택부(410) 및 온습도 센서부(420)를 더 포함할 수 있다.
모드선택부(410)는 냉방운전 또는 난방운전을 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하며, 사용자 인터페이스의 예로는 환기장치에 부착된 선택 스위치 또는 리모콘의 선택 버튼을 포함하며, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
온습도 센서부(420)는 외기와 내기의 온도 및 습도를 감지하는 온도센서 및 습도센서를 구비한다.
이 때, 제어부(370)는 냉난방 운전이 동작 중인 상태에서 온습도 센서부(420)에 의해 감지된 온도 및 습도 데이터를 수신하여 설정온도와 비교한 후 외기 냉난방 운전 조건을 만족하면 외기 냉난방 운전을 시작하되, 운전과 동시에 외기 냉난방운전을 관리자에게 고지할 수 있다.
또한 제어부(370)는 건물시설물과 냉난방운전을 통합하여 관리하는 중앙관제부(미도시)에게 외기냉난방 운전을 고지하거나, 관리자의 개인 PC(미도시)또는 휴대통신단말(미도시)에 외기냉난방 가능함을 고지하고,외기 냉난방 중 외기 냉난방 운전 조건을 벗어날 경우에는 외기냉난방운전을 중지하며 관리자가 냉난방기(미도시)를 운전하도록 고지할 수 있다.
본 발명에 따른 외기 냉난방을 고지하는 환기장치는 유입외기의 미세먼지를 걸러주는 필터 및 외기미세먼지 감지부(430)를 더 구비할 수 있다. 외기미세먼지 감지부(430)는 외기 미세먼지를 감지하는 미세먼지 센서 및 기상정보를 수신하여 미세먼지 정보를 수신하는 수신부 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이 때 제어부(370)는 외기미세먼지 감지부(430)에 의해 획득된 미세먼지 정보를 이용하여 내기와 외기 바이패스 운전 및 외기 필터링 운전 여부를 판단할 수 있다.
외기 냉난방 및 고지를 보다 구체적으로 설명하면, 모드선택부(410)을 통해 냉방운전이 선택되어 냉방운전을 시작하거나 냉방운전 중 온습도센서부(420)에 구비된외기/내기온도센서와 외기/내기 습도센서의 감지데이터와 실내 설정온도를 비교 분석하여 외기가 내기보다 온, 습도가 낮고 설정온도보다 낮을 경우 제어부(370)는 외기냉방운전 조건이 만족한 것으로 판단하고, 외기미세먼지 감지부(430)의 데이터를 수신하여 설정된 기준치보다 낮을 경우 외기댐퍼(314), 환기댐퍼(334)를 닫고 내기바이패스댐퍼(335)과 외기바이패스댐퍼(315), 배기댐퍼(344)와 급기댐퍼(324)를 개방 후 급기팬(326)와 배기팬(346)를 운전하여 외기 및 내기 바이패스 운전을 시작한다.
이 때, 제어부(370)는 외기에 의한 냉방을관리자에게 고지하여 별도 냉방기 운전을 하지 않도록 유도할 수 있다. 그리고 외기의 온도 및 습도가 내기보다 같거나 높을 경우 관리자에게 외기에 의한 냉방운전을 중지하고 냉방기 운전을 시작하도록 고지할 수 있다. 또한 제어부(370)은 내기가 설정온도 이하일 경우에도 외기냉방 운전을 중지할 수 있다. 또한 외기냉방 고지는 외기냉방 개시 전에 먼저 관리자에게 고지할 수도 있다.
모드선택부(410)를 통해 난방운전이 선택되었을 경우 또는 난방운전 중 제어부(370)는 온습도센서부(420)를 통해 획득한 외기와 내기의 온도와 습도를 비교, 분석하여 외기가 내기보다 높을 경우 외기난방운전 조건이 만족된 것으로 판단하고, 외기미세먼지 감지부(430)로부터 외기미세먼지 정보를 수신하여 설정된 기준치보다 낮을 경우 외기댐퍼(314), 환기댐퍼(334)를 닫고 내기바이패스댐퍼(335)와 외기바이패스댐퍼(315), 배기댐퍼(334)와 급기댐퍼(324)를 개방 후 급기팬(326)과 배기팬(346)를 구동하여 외기/내기 바이패스 운전을 시작할 수 있다. 이 때, 제어부(370)는 관리자에게 외기 난방 운전을 고지하여 별도 난방기 운전을 하지 않도록 유도할 수 있다. 그리고 외기 난방 중 외기의 온습도가 내기와 같거나 낮을 경우 외기 난방을 운전을 중지하고 관리자에게 난방기를 운전하도록 고지한다.또한 외기난방 고지는 외기난방 개시 전에 먼저 관리자에게 고지할 수도 있다.
한편, 관리자에게 외기 냉난방을 고지하는 방법은 중앙관제부(미도시), 예를 들어 메인 컨트롤의 서버에 통신선을 연결하여 메인PC에 디스플레이하거나 유무선 인터넷을 활용하여 개인PC에 고지하거나 스마트폰으로 알람할 수 있으며, 본 발명은 상술한 고지 방법에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 외기 미세먼지가 기준치 이상으로 높을 경우 외기 냉난방 운전을 시작 할 때 필터링 유입운전을 보여주는 내기, 외기 흐름도를 나타낸 것이다.도 5를 참조하면,외기 미세먼지 감지부(430)를 통해 외기 미세먼지 농도를 검출하여,외기가 미리 설정된 미세먼지 농도보다 높을 경우, 외기바이패스댐퍼(315)를 닫고, 외기댐퍼(314)및 급기댐퍼(324)를 개방한 후,외기구(312)를 통해 유입된 외기는 필터(354)를 통해 미세먼지를 필터링한 후 실내로 급기되고,내기는 환기댐퍼(334)를 닫고, 내기바이패스댐퍼(335)와 배기댐퍼(344)를 개방하여 전열교환기(350)를 통과하지 않고 내기바이패스 유로를 통해 배기공간(308)의 배기구(342)를 통해 배출된다.
도 6은 냉난방 시 환기운전상태를 보여주는 내기 및 외기 흐름도이다. 제어부(370)는 CO2센서(610)가 감지한 실내오염도가 미리 설정된 기준값을 초과할 경우 환기운전을 시작한다. 내기바이패스댐퍼(335)와 외기바이패스댐퍼(315)를 닫고 외기댐퍼(314), 배기댐퍼(344), 환기댐퍼(334), 급기댐퍼(324)를 개방 후 급기팬(326)과 배기팬(346)을 운전하여 내기, 외기 모두 전열운전을 한다.
도 7은 기타 계절, 냉난방 운전이 없는 경우, 외기 및 내기의 바이패스 환기운전을 보여주는 평면도이다. CO2센서(610)가 기준치 이상이며 외기미세먼지감지부(430)가 미리 설정된 기준값 이하일 때 제어부(370)는 외기댐퍼(314), 환기댐퍼(334)를 닫고 내기바이패스댐퍼(335), 외기바이패스댐퍼(315), 배기댐퍼(344), 급기댐퍼(324)을 개방 후 급기팬(326)와 배기팬(346)를 운전하여 전열교환기(350)를 바이패스하여 외기도입 환기운전을 시작한다. 이와 같은 환기운전은 외기와 내기가 바이패스운전을 함으로써 효율이 우수하며 전열교환기 (350)와 필터(354)의 수명을 연장 할 수 있다.
다른 실시예로, 제어부(370)는 CO2센서(610)에 의해 감지된 실내 이산화탄소 포화도가 미리 설정된 기준값을 초과하면 환기운전을 시작하게 하되, 외기 및 내기에 대해 전열교환기(350)를 통과하지 않고 우회하는 바이패스 환기운전을 개시할 경우에는 외기미세먼지 감지부(430)의 데이터를 더 수신하여 외기 미세먼지 상태가 양호하면 상기 내기 및 외기 바이패스 운전을 하도록 제어하고, 외기 미세먼지 상태가 나쁠 경우에는 내기는 바이패스하며 외기는 필터(354)를 통해 미세먼지를 필터링하는 운전을 하도록 제어할 수도 있다.
도 8은 동절기 및 하절기를 제외한 기타계절 시 외기미세먼지감지부(430)에 의해 감지된 외기 미세먼지가 기준치 이상일 때 외기도입 환기운전을 보여주는 평면도이다. 제어부(370)은 외기바이패스 댐퍼(315)를 닫고 외기댐퍼(314)를 개방하여 외기가 필터(354)를 통해 필터링 후 급기되도록 하고, 내기는 환기댐퍼(334)을 닫고 내기바이패스댐퍼(335)을 개방한 후 급기팬(326)과 배기팬(346)를 구동하여 환기운전을 실행한다.
도 9는 실내 미세먼지를 정화하는 운전상태를 보여주는 내기흐름 평면도이다. 실내미세먼지센서(910)가 감지한 실내미세먼지가 미리 설정된 기준값 이상 일 때, 제어부(370)는 실내정화 운전을 하도록 제어할 수 있다. 제어부(370)는 외기댐퍼(314), 배기댐퍼(344), 환기댐퍼(334), 외기 바이패스댐퍼(315)을 닫고 내기바이패스 댐퍼(335), 내기순환댐퍼(345), 급기댐퍼(324)을 개방 후 급기팬(326)를 구동하여 실내공기 정화운전을 시작한다. 내기바이패스유로를 통해 필터(354)에 내기가 직접 유입되어 필터링 되므로 효과적으로 실내 미세먼지를 필터링하고 실내 공기를 정화할 수 있다.
도 10은 기타계절 시 전열교환기(350)와 필터(354)의 탈진운전을 나타내는 내기흐름도이다. 제어부(370)는도 6에 도시된 환기운전과 실내 미세먼지 도 9에 도시된 실내공기 정화운전의 횟수를 카운트하여 설정한 횟수가 되면 탈진운전을 시작하고 일정 시간 운전 후 운전을 정지하도록 제어할 수 있다. 내기미세먼지센서(910)가 감지한 실내미세먼지가 미리 설정한 기준값 이상일 경우 내기가 직접 전열교환기(350)의 후면으로 유입되어 탈진운전이 가능하도록 외기댐퍼(314), 환기댐퍼(334), 내기바이패스댐퍼(335), 외기바이패스댐퍼(315)을 닫고 배기댐퍼(344), 급기댐퍼(324), 내기순환댐퍼(345)을 개방한 후 배기팬(346)를 구동하여 탈진운전을 시작한다.
도11은 실내 냉난방 운전 시 탈진운전을 나타내는 외기흐름도이다. 냉난방 운전 시 실내의 공기를 배기한다면 에너지를 낭비하게 되므로 외기를 활용한다. 외기댐퍼(314), 환기댐퍼(314), 급기댐퍼(324), 내기바이패스댐퍼(335)를 닫고 외기바이패스댐퍼(315), 내기순환댐퍼(345), 배기댐퍼(344)를 개방한 후 배기팬(346)를 구동하여 탈진운전을 시작한다.
즉, 냉난방기를 통한 냉난방 운전 시의 탈진운전은 내기가 아닌 외기를 유입하여 외기바이패스 유로를 통하여 급기공간(304)으로 유입된 외기가 전열교환기(350)의 후면으로 유입되게하여 배기구(342)로 배출되도록 배기팬(346)을 구동하여 탈진운전하며, 외기냉난방시에는 내기를 급기구(322)로 유입시켜 전열교환기(350) 후면으로 유입되게 하여 탈진운전을 할 수도 있다.
도 12는본체 하우징(300) 내부로 유입되는 외기와 실내의 내기 중에 포함된 세균, 바이러스, 극초미세먼지, 휘발성 유기화합물을 제거하며 필터(354)와 전열교환기(350)에 번식하는 세균을 살균하는 운전을 보여주는 평면도이다.
제어부(370)는외기가 유입되는 도 5에 도시된 외기도입 냉난방 운전, 도 6에 도시된 전열교환 환기운전, 도 8에 도시된 외기도입 환기운전과 도 3에 도시된 내기가 하우징 내로 유입되어 순환하는 결로방지운전, 도 9에 도시된 실내공기 정화운전이 시작되면 살균운전을 시작할 수 있다.제어부(370)는 살균운전이 시작되면,외기 및 내기 유입 운전 후 일정 시간을 더 운전하여 하우징 내 유입세균을 살균 한 후 운전을 중단하도록 설정하고, 광 플라즈마(1210, 1212)와 UV-LAMP(1220), UV-LED(1222)가 고장이나 수명이 다하여 운전하지 못할 경우 교체하거나 수리하도록 알람할 수 있다. 광 플라즈마 발생장치(1210, 1212)는 상기 외기구가 위치하는 외기 유입공간을 경유하여 실내로 유입되는 공기 중 세균과 극초미세먼지, 휘발성 유기화합물질 및 각종 냄새를 제거한다. UV-LAMP(1220) 및 UV-LED(1222)는 필터(354)에 전착된 미세먼지에 번식하는 곰팡이와 각종 세균을 효과적으로 살균하기 위해 필터(354)와 전열교환기(350) 사이, 또는 전열교환기(350) 후면에 추가로 배치될 수 있다.
도 13은 실내의 내기 중에 포함된 세균, 바이러스, 극초미세먼지, 휘발성 유기화합물을 제거하며 필터(354)와 전열교환기(350)에 번식하는 세균을 살균하는운전을 보여주는 평면도이다. 도 13을 참조하면,제어부(370)는 외기댐퍼(314), 외기바이패스댐퍼(315), 환기댐퍼(334), 배기댐퍼(344)를 닫고,내기바이패스댐퍼(335), 급기댐퍼(324), 내기순환댐퍼(345)를 개방하여 실내의 공기를 내기바이패스유로와 내기순환유로를 통해 외기공간(302)에 유입되게 하여 광플즈마발생장치(1210, 1212)의 광플라즈마와 UVLED, UV램프(1220, 1222)의 UV를 통해 필터(354)에 전착된 미세먼지에 번식하는 곰팡이와 각종 세균을 효과적으로 살균할 수 있다.
한편, 도 14는 본 발명에 따른 결로방지를 위한 환기장치의 제어방법에 대한 일실시예를 흐름도로 나타낸 것이다. 결로방지를 위한 환기장치는 도 3에 도시된 바와 같이,일측면에 외부로부터의 공기(외기)가 유입되는 외기구(OA, 312) 및 실내 공기(내기)를 외부로 배출하는 배기구(EA, 344)가 형성되고 타측면에 내기가 유입되는 환기구(RA, 332) 및 외기를 실내로 공급하는 급기구(SA, 322)가 형성된 본체 하우징(300),외기구(312)의 외기유입량을 조절하거나 차단하는 외기댐퍼(314), 급기구(322)의 내기공급량을 조절하거나 차단하는 급기댐퍼(324), 환기구(322)의 내기유입량을 조절하거나 차단하는 환기댐퍼(324),배기구(342)의 내기배출량을 조절하거나 차단하는 배기댐퍼(324), 외기구(OA, 312)를 통해 외기를 흡입하여 급기구(SA, 322)로 공급하는 급기팬(326),내기를 환기구(RA, 332)를 통해 흡입하여 배기구(EA, 342)로 배출하는 배기팬(346) 및 본체 하우징(300) 내부에 설치되고 외기와 내기를 열교환하는 열교환기(350),환기구(RA, 332)를 통해 본체 하우징(300)으로 유입돠는 내기가 전열교환기(350)를 거치지 않고 배기구(EA, 342)가 위치한 배기공간(308)으로 유동하는, 본체 하우징(300)에 형성되는 유로를 내기 바이패스(bypass) 유로라 할 때, 환기구(RA, 332)를 통해 유입되는 내기가 상기 내기 바이패스 유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방하는 내기바이패스댐퍼(335), 본체 하우징(300) 내 배기공간(308)과 외기공간(302)을 내기가 연통하도록 구비된 내기순환유로와 내기 연통을 개폐하는 내기순환댐퍼(345) 및 본체 하우징(300) 내에 구비되어 전열교환기(350) 내부의 습도를 감지하는 습도센서부(360)를 포함한다.
결로방지를 위한 환기장치의 제어방법은 습도센서부(360)에 의해 습도가 감지되면(S1410단계), 제어부(370)가 미리 설정된 기준값과 비교 분석하여 결로방지 운전 여부를 판단한다.(S1420단계)상기 습도가 기준값 이상이면 상기 외기댐퍼(314), 배기댐퍼(344), 환기댐퍼(334)를 닫고 내기바이패스댐퍼(335)와 내기순환댐퍼(345)를 개방한다.(S1430단계) 급기팬(326)을 가동하여 내기가환기구(RA, 332)를 통하여 유입되게 한다.(S1440단계) 환기구(RA, 332)를 통하여 유입된 내기를 결로방지 에너지로 사용하기 위하여 유입된 내기가 내기바이패스 유로와 내기순환유로를 통과하여 전열교환기(350)의 외기 유로를 통해 순환하게 한다.(S1450단계)
그리고, 도 15는 본 발명에 따른 외기 냉난방 고지 기능을 구비한 환기장치의 제어방법에 대한 일실시예를 흐름도로 나타낸 것이다.외기 냉난방 고지 기능을 구비한 환기장치는 도 4에 도시된 바와 같이,일측면에 외부로부터의 공기(외기)가 유입되는 외기구(OA, 312) 및 실내 공기(내기)를 외부로 배출하는 배기구(EA, 344)가 형성되고 타측면에 내기가 유입되는 환기구(RA, 332) 및 외기를 실내로 공급하는 급기구(SA, 322)가 형성된 본체 하우징(300), 외기구(312)의 외기유입량을 조절하거나 차단하는 외기댐퍼(314), 급기구(322)의 내기공급량을 조절하거나 차단하는 급기댐퍼(324), 환기구(322)의 내기유입량을 조절하거나 차단하는 환기댐퍼(324), 배기구(342)의 내기배출량을 조절하거나 차단하는 배기댐퍼(324), 외기구(OA, 312)를 통해 외기를 흡입하여 급기구(SA, 322)로 공급하는 급기팬(326), 내기를 환기구(RA, 332)를 통해 흡입하여 배기구(EA, 342)로 배출하는 배기팬(346), 및 본체 하우징(300) 내부에 설치되고 외기와 내기를 열교환하는 열교환기(350), 냉난방 운전을 선택하도록 구비된 모드선택부(410), 외기와 내기의 온도 및 습도를 감지하는 온도센서 및 습도센서를 구비하는 온습도 센서부(420)를 포함할 수 있다.
외기 냉난방 고지 기능을 구비한 환기장치는 먼저, 제어부(370)가 냉난방 운전이 동작 중인 상태에서 온습도 센서부(410)에 의해 감지된 온도 및 습도 데이터를 수신한다.(S1510단계) 제어부(370)는 수신된 온도 및 습도 데이터를 설정온도와 비교한다.(S1520단계)
외기 냉난방 운전 조건을 만족하면 외기 냉난방 운전을 시작하되, 운전과 동시에 외기 냉난방운전을 관리자에게 고지한다.(S1530단계) 제어부(370)가 외기 냉난방 중 외기 냉난방 운전 조건이 되지 않을 경우에는 외기냉난방운전을 중지하며 관리자가 냉난방기를 운전하도록 고지한다.(S1540단계)
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 환기운전 전체 제어로직을 보여주는 시퀀스 제어의 일 예를 나타낸 것이다. 센서모듈이 각각 정보를 수집하면 중앙처리장치는 미리 설정된 기준과 비교하여 시퀀스제어를 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 전열교환기 101 : 내기
102 :열교환된 내기 103 : 외기
104 : 열교환된 외기 105 : 내기유입유로
106 : 외기유입유로 107 : 콜드코너
112 : 외기공간 114 : 급기공간
116 : 환기공간 118 : 배기공간
300 : 하우징 302 : 외기공간
304 : 급기공간 306 : 환기공간
308 : 배기공간 310 : 외기부
312 : 외기구 314 : 외기댐퍼
315 : 외기바이패스 댐퍼 320 : 급기부
322 : 급기구 324 : 급기댐퍼
326 : 급기팬 330 : 환기부
332 : 환기구 334 : 환기댐퍼
335 : 내기바이패스 댐퍼 340 : 배기부
342 : 배기구 344 : 배기댐퍼
345 : 내기순환댐퍼 346 : 배기팬
350 : 전열교환기 360 : 습도센서부
370 : 제어부 410 : 모드선택부
420 : 온습도센서부 430 : 외기미세먼지 감지부
610 : CO2센서 910 : 실내미세먼지센서
1210 : 광 플라즈마 1212 : 광 플라즈마
1220 : UV-LAMP 1222 : UV-LED

Claims (10)

  1. 흡입된 외부공기인 외기와 배출되는 실내공기인 내기가 교차하는 본체 하우징;
    외기가 유입되는 외기구(OA) 및 상기 외기구의 외기 유입량을 조절하거나 차단하는 외기댐퍼를 구비하는 외기부;
    상기 외기구를 통해 흡입된 외기를 실내로 급기하는 급기구(SA), 상기 급기구의 급기량을 조절하거나 차단하는 급기댐퍼 및 공기를 흡입하여 상기 급기구로 공급하는 급기팬을 구비하는 급기부;
    실내의 내기가 유입되는 환기구(RA)및상기 환기구의 내기 유입량을 조절하거나 차단하는 환기댐퍼를 구비하는 환기부;
    실내공기인 내기를 외부로 배출하는 배기구(EA), 상기 배기구의 내기 배출량을 조절하거나 차단하는 배기댐퍼 및 내기를 흡입하여 외부로 배기하는 배기팬을 구비하는 배기부;
    상기 본체 하우징 내 설치되고, 외부로부터 상기 본체 하우징으로 유입되는 외기와 실내로부터 상기 본체 하우징 내부로 유입되는 내기를 열교환하는 전열교환기;
    상기 환기구(RA)를 통해 상기 본체 하우징으로 유입되는 내기가 상기 전열교환기를 거치지 않고 상기 배기구(EA)가 위치한 배기공간으로 유동하도록 본체 하우징 내부 또는 외부에 형성되는 유로를 내기바이패스(bypass)유로라 할 때, 상기 환기구(RA)를 통해 유입되는 내기가 상기 내기 바이패스 유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방하는 내기바이패스댐퍼;
    상기 본체 하우징 내 배기공간과 외기공간을 분리하는 격벽 대신 상호공간을 내기가 연통하도록 구비된 내기순환유로와 내기 연통을 개폐하는 내기 순환유로댐퍼;
    상기 본체 하우징 내에 구비되어 상기 전열교환기 내부의 습도를 감지하는 디포그센서 또는 습도센서를 포함하는 습도센서부;
    냉난방 운전을 선택하도록 구비된 모드선택부;
    외기와 내기의 온도 및 습도를 감지하는 온도센서 및 습도센서를 구비하는 온습도 센서부; 및
    상기 습도센서부에 의해습도가 감지되면, 제어부의 설정된 기준값과 비교분석하여 결로방지 운전 여부를 판단하고, 기준값 이상이면 상기 외기댐퍼, 배기댐퍼, 환기댐퍼를 닫고 상기 내기바이패스댐퍼와 내기순환댐퍼를 개방한 후 상기 급기팬을 가동하여 내기가 상기 환기구(RA)를 통하여 유입되게 하여 상기 전열교환기의 결로방지 운전을 제어하며,상기 환기구(RA)를 통하여 유입된 내기를결로방지 에너지로 사용하기 위하여 상기 유입된 내기가상기 내기바이패스 유로와 내기순환유로를 통과하여 상기 전열교환기의 외기유로를 통해 순환하도록 결로방지 운전을 제어하고, 냉난방 운전이 동작 중인 상태에서 상기 온습도 센서부에 의해 감지된 온도 및 습도 데이터를 수신하여 설정온도와 비교한 후 외기 냉난방 운전 조건을 만족하면 외기 냉난방 운전을 시작하되, 운전과 동시에 외기 냉난방운전을 관리자에게 고지하는 제어부를 포함하는 환기장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외기구(OA)를 통해 상기 본체 하우징으로 유입되는 외기가 상기 전열교환기를 거치지 않고 상기 급기구(SA)가 위치한 급기공간으로 유동하도록 상기 본체 하우징 내부 또는 외부에 형성되는 유로를 외기바이패스 유로라 할 때, 상기 외기구(OA)를 통해 유입된 외기가 상기 외기 바이패스유로를 통과하는 것을 차단하거나 개방하는 외기 바이패스댐퍼를 더 포함하는 환기장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    건물시설물과 냉난방운전을 통합하여 관리하는 중앙관제부에게 외기냉난방이 가능함을 고지하거나,
    관리자의 개인 PC또는 휴대통신단말에 외기냉난방 가능함을 고지하고, 외기 냉난방 중 외기 냉난방 운전 조건이 되지 않을 경우에는 외기냉난방운전을 중지하며 관리자가 냉난방기를 운전하도록 고지하는, 환기장치.
  5. 제1항에 있어서,
    유입외기의 미세먼지를 걸러주는 필터; 및
    미세먼지를 감지하는 미세먼지 센서 및 기상정보를 수신하여 미세먼지 정보를 수신하는 수신부 중 적어도 하나를 포함하는 외기미세먼지 감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 외기미세먼지 감지부에 의해 획득된 미세먼지 정보를 이용하여 내기와 외기 바이패스 운전 및 외기 필터링 운전 여부를 판단하는, 환기장치.
  6. 제5항에 있어서,
    실내 이산화탄소 포화도를 감지하는 CO2센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 CO2센서에 의해 감지된 실내 이산화탄소 포화도가 미리 설정된 기준값을 초과하면 환기운전을 시작하게 하되, 외기 및 내기에 대해 상기 전열교환기를 통과하지 않고 우회하는 바이패스 환기운전을 개시할 때에는 상기 외기미세먼지 감지부의 데이터를 더 수신하여 외기 미세먼지 상태가 양호하면 상기 내기 및 외기 바이패스 운전을, 외기 미세먼지 상태가 나쁠 경우에는 내기는 바이패스하며 외기는 미세먼지를 필터링하는 운전을 하도록 제어하는, 환기장치.
  7. 제1항에 있어서,
    실내 미세먼지를 감지하는 실내미세먼지센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 실내미세먼지센서로부터 수신한 실내 미세먼지 농도가 기준값을 초과하면, 실내의 공기가 전열교환기를 통과하지 않고 내기바이패스유로와 내기순환 유로를 통과하여 필터링 할 수 있도록 제어하는, 환기장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전열교환기를 통과하는 외기 도입 환기 운전과 실내 미세먼지를 정화하는 미세먼지 정화 운전에 사용되는 필터 및 전열교환기에 붙어있는 미세먼지를 제거하기 위해, 상기 외기 도입 환기 운전과 미세먼지 정화 운전의 횟수를 카운트하여 미리 설정된 횟수에 도달하면 상기 필터 및 전열교환기의 미세먼지를 제거하는 탈진 운전을 하게 하되, 상기 외기구(OA)를 통해 상기 본체 하우징으로 유입되는 외기가 상기 전열교환기를 거치지 않고 상기 급기구(SA)가 위치한 급기공간으로 유동하도록 상기 본체 하우징 내부 또는 외부에 형성되는 유로를 외기바이패스 유로라 할 때, 냉난방기를 통한 냉난방 운전 시의 탈진운전은 내기가 아닌 외기를 유입하여 상기 외기바이패스 유로를 통하여 급기공간으로 유입된 외기가 전열교환기 후면으로 유입되게하여 배기구로 배출되도록 배기팬을 구동하여 탈진운전하며, 외기냉난방시에는 내기를 급기구로 유입시켜 전열교환기 후면으로 유입되게 하여 탈진운전을 하도록 제어하는, 환기장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 외기구가 위치하는 외기 유입공간을 경유하여 실내로 유입되는 공기 중 세균과 극초미세먼지, 휘발성 유기화합물질 및 각종 냄새를 제거하는 광플라즈마를 발생하는 광 플라즈마 발생장치를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    환기운전 및 내기순환운전이 시작되면 상기 외기공간에 유입되는 내기와 외기의 살균 운전을 시작하며 공기순환운전이 정지하면 외기공간이나 필터, 전열교환기에 잔존하는 세균을 추가 살균하도록 필요한 시간을 더 운전하며, 살균장치들이 고장이나 수명이 다하여 단락 되었을 경우 교체 알람을 관리자에게 고지하는, 환기장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 필터에 전착된 미세먼지에 번식하는 곰팡이와 각종 세균을 효과적으로 살균하기 위해 상기 필터와 상기 전열교환기 사이, 또는 상기 전열교환기 후면에 추가로 구비되는 UV-LAMP, UV-LED를 더 포함하는, 환기장치.
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