KR102376694B1 - Heat recovery ventilator including acoustic wave module device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 케이스; 상기 케이스 내부의 중앙에 위치하고, 외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 전열교환소자; 상기 케이스의 일 측에 위치하는 외기흡기구 및 실내배기구; 상기 케이스의 타 측에 위치하는 실내환기구 및 외기급기구; 상기 외기흡기구 측 외기흡기 수용공간에 음파를 방출하여 상기 외기흡기구에서 유입되는 외기에 포함되는 미세입자를 응집하여 크기를 조대화 하는 음파모듈장치; 를 포함하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치를 제공한다. The present invention is a case; a total heat exchange element located at the center of the inside of the case and heat exchanged while the outside air and the inside air cross pass; an outdoor air intake and an indoor exhaust located on one side of the case; an indoor ventilation hole and an outdoor air supply mechanism located on the other side of the case; a sound wave module device for emitting sound waves to the outdoor air intake space on the side of the outdoor air intake port to agglomerate fine particles included in the outdoor air flowing in from the outdoor air intake port to coarsen the size; It provides a heat recovery type ventilation device including a sound wave module device comprising a.
Description
본 발명은 전열교환소자 및 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 전열교환소자 및 외기흡기 수용공간에 음파를 방출하여 상기 외기흡기구에서 유입되는 외기에 포함되는 미세입자를 응집하여 크기를 조대화 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치에 관한 것이다. The present invention relates to a heat recovery type ventilation device including a total heat exchange element and a sound wave module device, and more particularly, by emitting sound waves to a total heat exchange element and outdoor air intake space where heat exchange occurs while outside air crosses through the air intake space, It relates to a heat recovery type ventilation device including a sound wave module device for coarsening the size by agglomeration of fine particles contained in outdoor air flowing in from an outdoor air intake port.
일반적으로, 미세먼지는 자연적 요인보다는 화석 연료의 연소. 도로, 철로 등의 먼지 등에 의한 인위적 요인에 의해 주로 발생한다. 최근에는 0.1 μm 이하의 입자상 물질을 초미세먼지로 분류하여 별도로 관리하고 있으며, 이러한 미세 먼지가 기관지의 염증반응, 천식, 만성기관지염, 기도폐쇄를 일으키거나, 폐 조직에서 박테리아의 불활성화 또는 제거작용을 방해하여 호흡기계 감염을 일으키기도 하며, 심근경색, 뇌졸중, 심 박동수 이상, 급사 등 심혈관계질환의 중요한 위험요인으로도 작용하기도 하는 위험성 때문이다.In general, particulate matter is caused by combustion of fossil fuels rather than natural factors. It is mainly caused by anthropogenic factors such as dust from roads and railways. Recently, particulate matter of 0.1 μm or less is classified as ultra-fine dust and managed separately. Such fine dust causes bronchial inflammation, asthma, chronic bronchitis, airway obstruction, or inactivates or removes bacteria from lung tissue. It is because of the risk that it interferes with respiratory tract infections and acts as an important risk factor for cardiovascular diseases such as myocardial infarction, stroke, heart rate abnormality, and sudden death.
최근 미세먼지 등 대기 환경 문제로 건물 내 환기설비의 중요성은 커지고 있으며, 환기는 국민의 건강과 즉결되는 중요한 문제로 공동주택, 다중이용시설의 환기설비기준에 따라 시간당 0.5 회 이상의 환기가 이루어지도록 설비를 의무화 해오고 있다. 나아가, 신축 공동주택에 설치된 환기설비는 의무적으로 필터를 장착하여 외부 오염물질의 포집 및 실내유입을 막도록 되어 있다. Recently, the importance of ventilation facilities in buildings is increasing due to air environment problems such as fine dust. Ventilation is an important issue that is directly related to the health of the people. In accordance with the ventilation facility standards of apartment houses and multi-use facilities, ventilation is performed at least 0.5 times per hour. has been made compulsory. Furthermore, the ventilation system installed in the new apartment house is obligatory to install a filter to prevent the collection of external pollutants and the inflow into the room.
통상적인 환기유닛은 건물의 실내와 실외를 연결하는 덕트가 설치되고, 이 덕트를 통해 실내 및 실외의 공기를 강제로 배출 및 유입하는 송풍팬이 설치되어 송풍팬에 의해 건물의 실내와 실외의 공기를 환기하도록 구성되어 있다. 그러나, 상기 환기유닛은 실내와 실외의 온도차이가 크게 발생하는 경우, 실외의 공기가 직접적으로 실내로 유입되어 건물의 냉난방효율이 떨어진다는 문제가 있었다. In a typical ventilation unit, a duct connecting the indoor and outdoor areas of the building is installed, and a blower fan that forcibly exhausts and introduces indoor and outdoor air through this duct is installed. It is designed to ventilate. However, the ventilation unit has a problem in that, when the temperature difference between the indoor and the outdoor is large, the outdoor air is directly introduced into the indoor and the cooling/heating efficiency of the building is deteriorated.
상기 통상적인 환기유닛의 문제점을 해결하기 위하여, 배기되는 폐열을 외기와 열교환 방식으로 급기와 배기가 기계적으로 송풍기에 의하여 상기 가동될 수 있도록 구성한 환기방식으로 최근에는 전열교환소자를 포함하는 열회수형 환기장치를 이용한다. In order to solve the problem of the conventional ventilation unit, in a ventilation method configured such that the exhausted waste heat is exchanged with the outside air and the supply and exhaust can be mechanically operated by the blower, recently heat recovery type ventilation including a total heat exchange element use the device
일반적으로, 상기 전열교환소자를 포함하는 열회수형 환기장치는 오염된 실내공기를 실외로 배출시키고 신선한 외부공기를 실내로 공급하면서 전열교환 소자에 의하여 실내공기와의 간접 접촉에 의하여 실외공기의 온도를 조절하여 외부 공기의 공급으로 실내 온도의 변화를 최소화하여 열손실을 방지할 수 있게 한다. In general, the heat recovery type ventilation device including the total heat exchange element discharges polluted indoor air to the outdoors and supplies fresh outdoor air to the room while indirectly contacting the indoor air with the total heat exchange element to control the temperature of outdoor air. It is possible to prevent heat loss by minimizing the change in the indoor temperature by supplying external air.
종래의 상용화된 열회수형 환기장치의 소비전력은 풍량에 비례하고, 풍량이 클수록 처리가능한 면적도 비례적으로 증가하여, 작은 용량의 풍량으로 제품을 개발할 경우, 소비전력 및 소음은 작으나, 유효처리 면적이 작게 되는 단점이 있고, 큰 용량의 풍량으로 제품을 개발하는 경우 소비전력과 소음발생의 문제점이 발생하였고, 최근에는 창문형, 타워형 등 에어컨 외장기 형태의 열회수형 환기장치가 출시되고 있으나, 주요 메커니즘은 공기여과 필터링으로 각 제품별 기술의 차이와 성능의 차이가 크지 않다. 또한, 상기 공기여과 필터링을 주요 메커니즘으로 하는 열회수형 환기장치는 미세먼지에 의한 차압발생, 교환주기, 효율감소 등의 문제점이 발생하였다. The power consumption of the conventional commercialized heat recovery ventilation device is proportional to the air volume, and the larger the air volume, the proportionally the processable area increases. This has the disadvantage of being small, and there are problems in power consumption and noise generation when developing a product with a large air volume. There is not much difference in technology and performance of each product as it is air filtration filtering. In addition, the heat recovery type ventilation device using the air filtration and filtering as a main mechanism has problems such as generation of differential pressure due to fine dust, replacement cycle, and reduction in efficiency.
필터 포집 효율을 증가시켜, 종래의 환기장치의 설계변경이 없어도, 에너지 효율 및 소음 문제를 해결할 수 있는 새로운 열회수형 환기장치의 개발이 필요한 실정이다.There is a need to develop a new heat recovery type ventilation device that can solve problems of energy efficiency and noise without changing the design of the conventional ventilation device by increasing the filter collection efficiency.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본원 발명의 일 실시예는, 외기흡기 수용공간에 음파를 방출하여 상기 외기흡기구에서 유입되는 외기에 포함되는 미세입자를 응집하여 크기를 조대화 하는 음파모듈장치를 포함하여 필터 포집 효율이 증가된 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치를 제공한다. In order to solve the problems of the prior art described above, an embodiment of the present invention is a sound wave module device that emits sound waves to an outdoor air intake receiving space to agglomerate fine particles included in the outdoor air flowing from the outdoor air intake port to coarsen the size. It provides a heat recovery type ventilation device including a sound wave module device with increased filter collection efficiency, including.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 케이스; 상기 케이스 내부의 중앙에 위치하고, 외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 전열교환소자; 상기 케이스의 일 측에 위치하는 외기흡기구 및 실내배기구; 상기 케이스의 타 측에 위치하는 실내환기구 및 외기급기구; 상기 외기흡기구 측 외기흡기 수용공간에 음파를 방출하여 상기 외기흡기구에서 유입되는 외기에 포함되는 미세입자를 응집하여 크기를 조대화 하는 음파모듈장치; 를 포함하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치를 제공한다. One aspect of the present invention for achieving the above-described object of the present invention is a case; a total heat exchange element located at the center of the inside of the case and heat exchanged while the outside air and the inside air cross pass; an outdoor air intake and an indoor exhaust located on one side of the case; an indoor ventilation hole and an outdoor air supply mechanism located on the other side of the case; a sound wave module device for emitting sound waves to the outdoor air intake space on the side of the outdoor air intake port to agglomerate fine particles included in the outdoor air flowing in from the outdoor air intake port to coarsen the size; It provides a heat recovery type ventilation device including a sound wave module device comprising a.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 외기흡기 수용공간 및 상기 전열교환소자의 사이에 위치하는 필터부를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, it may include a filter unit positioned between the outdoor air intake space and the total heat exchange element.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 필터부는 프리필터, 중성급필터, 세미헤파필터, 헤파필터 및 울파필터 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the filter unit may include any one or more of a pre-filter, a neutral filter, a semi-HEPA filter, a HEPA filter, and a wolpa filter.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 음파모듈장치는, 외기흡기 수용공간으로 유입되는 공기 내의 미세입자를 측정하여 미세입자 측정데이터를 출력하는 유입 미세입자 측정부를 포함하는 측정 센서부; 상기 미세입자 측정데이터를 기초로 서로 다른 크기 분포의 미세입자들의 응집을 위한 서로 다른 주파수를 가지는 두 개 이상의 저주파 음원들을 생성하여 저주파 음파발생부로 출력하는 제어부; 및 상기 미세입자 응집을 위한 서로 다른 두 개 이상의 저주파 음원들에 대응하는 저주파 음파들을 상기 외기흡기 수용공간 내부로 방출하는 저주파 음파발생부;를 포함하여 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the sound wave module device includes: a measurement sensor unit including an inflow fine particle measuring unit that measures fine particles in the air flowing into the outdoor air intake receiving space and outputs fine particle measurement data; a control unit for generating two or more low-frequency sound sources having different frequencies for aggregation of fine particles of different size distributions based on the measurement data of the fine particles and outputting them to a low-frequency sound wave generator; and a low-frequency sound wave generator that emits low-frequency sound waves corresponding to two or more different low-frequency sound sources for aggregation of the fine particles into the outside air intake receiving space.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 측정센서부는, 상기 외기흡기 수용공간 내부의 공기에 포함되는 미세입자를 측정하여 미세입자 측정데이터를 생성하여 출력하는 수용공간 미세입자 측정부;를 포함하여 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the measurement sensor unit, the receiving space fine particle measurement unit for generating and outputting fine particle measurement data by measuring the fine particles contained in the air inside the outdoor air intake receiving space; to be configured to include can
본 발명의 일 실시예에서, 상기 측정센서부는, 상기 외기흡기 수용공간 및 전열교환소자를 통과하여 배출되는 공기에 포함되는 미세입자를 측정한 후 잔류 미세입자 농도를 가지는 미세입자 측정데이터를 생성하여 출력하는 잔류 미세입자 측정부;를 포함하여 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the measurement sensor unit measures the fine particles contained in the air discharged through the outdoor air intake receiving space and the total heat exchange element, and then generates fine particle measurement data having a residual fine particle concentration. It may be configured to include; a residual fine particle measurement unit to output.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 측정센서부는, 상기 외기흡기 수용공간 내부의 상기 저주파음파들의 주파수 및 음압들을 검출한 후, 상기 제어부로 전송하는 저주파 음파 측정부;를 포함하여 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the measurement sensor unit, after detecting the frequency and sound pressure of the low-frequency sound waves inside the outdoor air intake receiving space, and then transmits the low-frequency sound wave measurement unit to the control unit; may be configured to include.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는, 미세입자 응집을 위한 미세입자 오염도별 주파수 및 음압 데이터를 저장하는 저장부;를 포함하여 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the control unit, a storage unit for storing the frequency and sound pressure data for each degree of contamination of fine particles for aggregation of fine particles; may be configured to include.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 저주파 음파들의 주파수는 20 Hz 내지 20 kHz일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the frequency of the low-frequency sound waves may be 20 Hz to 20 kHz.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 저주파 음파들의 음압은 0 dB 내지 150 dB일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the sound pressure of the low-frequency sound waves may be 0 dB to 150 dB.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 외기흡기 수용공간 내부의 저주파 음파들의 주파수 및 음압과 잔류미세입자 측정 정보를 수신하여 저주파 음원들의 주파수 및 음압을 가변하여 출력하는 저주파 음원 피드백 제어 조정을 수행하도록 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the control unit receives the frequency and sound pressure and residual fine particle measurement information of the low-frequency sound waves inside the outdoor air intake accommodating space to vary the frequency and sound pressure of the low-frequency sound sources and outputs the low-frequency sound source feedback control adjustment may be configured to perform
본 발명의 일 실시예에서, 상기 저주파 음파발생부는, 상기 외기흡기 수용공간 내에서 서로 대향하여 진행하는 상기 저주파음파들을 방출하도록 서로 대향하는 한 쌍 이상의 쌍으로 설치되는 엑추에이터들을 포함하여 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the low-frequency sound wave generator, the actuator installed in one or more pairs facing each other so as to emit the low-frequency sound waves that travel to face each other in the outdoor air intake receiving space It can be configured to include. .
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부에서 출력된 상기 저주파 음원들을 증폭하여 출력하는 음원증폭부;를 더 포함하여 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a sound source amplifier for amplifying and outputting the low-frequency sound sources output from the control unit; may be configured to further include.
상술한 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치는 음파를 출력하는 간단한 방법으로 열회수형 환기장치의 외기흡기 수용공간에 유입되는 외부 공기에 포함되는 미세먼지를 응집시켜 조대화 시킬 수 있는 바, PM 2.5, PM 10 급 미세먼지가 실내로 유입되는 것을 차단할 수 있다. The heat recovery type ventilation device including the sound wave module device of an embodiment of the present invention described above is a simple method of outputting sound waves, and coarsens fine dust contained in the external air flowing into the outdoor air intake receiving space of the heat recovery type ventilation device by agglomeration. It can block PM 2.5 and
또한, 상술한 미세먼지의 조대화를 통하여 필터링의 효율이 증가되어, 필터 장기수명 신뢰성이 향상되어 교체 주기가 늘어나게 되고, 사용자의 필터교환 및 관리가 줄어 경제적 효과가 증가하는 효과가 있다. In addition, the efficiency of filtering is increased through coarsening of the fine dust described above, and the filter lifespan reliability is improved, so that the replacement cycle is increased, and the user's filter replacement and management is reduced, thereby increasing the economic effect.
또한, 상술한 미세먼지의 조대화를 이용하여, 열회수형 환기장치의 모터의 용량제어가 가능하므로, 에너지비용절감 및 소음저감의 효과가 있다. In addition, since the capacity control of the motor of the heat recovery type ventilation device can be controlled by using the coarsening of the fine dust described above, there are effects of energy cost reduction and noise reduction.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치가 장착된 열회수형 환기장치 내부 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치의 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 미세입자 응집을 위한 서로 다른 주파수를 갖는 저주파 음원에 대응하여 출력된 저주파음파들에 의해 미세 입자가 응집되는 매커니즘을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 미세입자 응집을 위한 저주파 음원을 서로 쌍을 이루는 다중 엑츄에이터로 구성되는 저주파 발생부를 통해 생성된 저주파 음파의 중첩을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 미세입자 응집을 위한 서로 대향하는 엑츄에이터 쌍에서 출력된 저주파 음파의 강도와 단일 액츄에이터에서 출력된 저주파 음파의 강도 차이를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치에 의한 미세먼지의 저감테스트를 위한 실험장치의 모식도이다.
도 8은 도 7의 미세먼지의 저감테스트의 결과 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 미세입자 포집 제거 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.1 is a schematic diagram of a heat recovery type ventilation device including a sound wave module device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a picture of the inside of the heat recovery type ventilation device equipped with a sound wave module device of an embodiment of the present invention.
3 is a functional block diagram of a sound wave module device according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a mechanism in which fine particles are aggregated by low-frequency sound waves output in response to low-frequency sound sources having different frequencies for aggregation of fine particles according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the superposition of low-frequency sound waves generated through a low-frequency generator composed of multiple actuators pairing a low-frequency sound source for aggregation of fine particles according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the difference between the intensity of the low-frequency sound wave output from a single actuator and the intensity of the low-frequency sound wave output from a pair of actuators facing each other for aggregation of fine particles according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram of an experimental device for a reduction test of fine dust by a heat recovery type ventilation device including the sound wave module device of the present invention.
8 is a graph showing the results of the fine dust reduction test of FIG. 7 .
9 is a flowchart showing the processing process of the method of collecting and removing fine particles according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치(1)의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a heat recovery
도 1을 참조하면, 본 발명의 음파모듈장치(200)를 포함하는 열회수형 환기장치(1)는 케이스(100); 상기 케이스(100) 내부의 중앙에 위치하고, 외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 전열교환소자(110); 상기 케이스(100)의 일 측에 위치하는 외기흡기구(120) 및 실내배기구(130); 상기 케이스(100)의 타 측에 위치하는 실내환기구(140) 및 외기급기구(150); 상기 외기흡기구(120) 측 외기흡기 수용공간(121)에 음파를 방출하여 상기 외기흡기구(120)에서 유입되는 외기에 포함되는 미세입자를 응집하여 크기를 조대화 하는 음파모듈장치(200); 상기 외기흡기 수용공간(121) 및 상기 전열교환소자(110)의 사이에 위치하는 필터부(160)를 포함하고, 상기 케이스(100) 내부 공간에서, 상기 외기흡기구(120) 측에 위치하는 외기흡기 수용공간(121); 상기 실내배기구(130) 측에 위치하는 실내배기 수용공간(131); 상기 실내환기구(140) 측에 위치하는 실내환기 수용공간(141); 및 상기 외기급기구(150) 측에 위치하는 외기급기 수용공간(151)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , the heat recovery type ventilation device 1 including the sound wave module device 200 of the present invention includes a case 100 ; a total heat exchange element 110 located at the center of the inside of the case 100 and performing heat exchange while the outside air and the inside air cross pass; an outdoor air intake 120 and an indoor exhaust port 130 positioned on one side of the case 100; an indoor ventilation port 140 and an outdoor air supply port 150 located on the other side of the case 100; A sound wave module device 200 for emitting sound waves to the outdoor air intake receiving space 121 on the side of the outdoor air intake port 120 to agglomerate fine particles included in the outdoor air flowing in from the outdoor air intake port 120 to coarsen the size; It includes a filter unit 160 positioned between the outdoor air intake accommodating space 121 and the total heat exchange element 110, and in the inner space of the case 100, outdoor air located on the side of the outdoor air intake port 120 intake receiving space 121; an indoor exhaust accommodating space 131 positioned on the indoor exhaust port 130 side; an indoor ventilation accommodating space 141 located on the indoor ventilation hole 140 side; and an outdoor air supply accommodating space 151 located on the side of the outdoor air supply mechanism 150 .
본 명세서에서, 열회수형 환기장치란, 전열교환소자를 포함함으로써, 실내에 신선한 외부 공기를 공급함에 있어 실내공기가 에너지를 유입되는 외부 공기로 전달하여 외부 공기의 공급으로 인한 열손실을 최소화할 수 있도록 하는 환기장치를 의미한다. In the present specification, the heat recovery type ventilation device includes a total heat exchange element, so that when supplying fresh outdoor air to a room, the indoor air transfers energy to the incoming outside air, thereby minimizing heat loss due to the supply of the outside air. It means a ventilation system that allows
일반적으로, 상기 열회수형 환기장치는 수용공간을 형성하는 케이스와 상기 케이스의 수용공간에 수용되는 전열교환소자, 상기 케이스에 각기 형성되는 외기흡기구와 외기급기구, 실내환기구 및 실내배기구, 상기 외기급기구 측 수용공간에 구성되는 급기송풍팬, 상기 실내배기구 측 수용공간에 구성되는 배기송풍팬, 상기 급기송풍팬과 배기송풍팬의 사용자의 조작에 따라 제어하는 컨트롤러 및 사용자가 조작신호를 입력할 수 있게 한 리모컨으로 구성되는 것을 기본으로 한다. In general, the heat recovery type ventilation device includes a case forming an accommodating space, a total heat exchange element accommodated in the accommodating space of the case, an outdoor air intake and an outdoor air supply port respectively formed in the case, an indoor ventilation port and an indoor exhaust port, and the outdoor air supply A supply air blower fan configured in the accommodation space on the appliance side, an exhaust blower fan configured in the accommodation space on the indoor exhaust port side, a controller that controls the air supply blower fan and the exhaust ventilation fan according to the user's operation, and the user can input an operation signal It is based on being composed of a remote control.
상술한 일반적인 열회수형 환기장치는 사용자의 리모컨 조작에 따라 컨트롤러가 급기송풍팬과 배기송풍팬의 동작을 제어하여서 오염된 실내공기를 실외를 배출시키고 신선한 외부공기를 실내로 공급하면서 전열교환소자에 의하여 실내공기와의 간접 접촉에 의하여 실외공기의 온도를 조절하여 외부 공기의 공급으로 실내 온도의 변화를 최소화여 열손실을 방지할 수 있게 한다. In the general heat recovery type ventilation device described above, the controller controls the operation of the supply air blower fan and the exhaust blower fan according to the user's remote control operation, so that the polluted indoor air is discharged outdoors and fresh outdoor air is supplied to the room by the total heat exchange element. By controlling the temperature of the outdoor air by indirect contact with the indoor air, it is possible to prevent heat loss by minimizing the change in the indoor temperature by supplying external air.
본 발명은 음파모듈장치(200)를 포함하는 열회수형 환기장치(1)에 관한 것으로, 미세입자가 유입되고 상기 유입된 미세입자가 본 발명의 음파모듈장치(200)에 의해 조대화 될 수 있는 수용공간을 포함하는 열회수형 환기장치라면, 구조 및 종류가 제한되지 않을 수 있다.The present invention relates to a heat recovery type ventilation device (1) including a sound wave module device (200), in which fine particles are introduced and the introduced fine particles can be coarsened by the sound wave module device (200) of the present invention If it is a heat recovery type ventilation device including an accommodation space, the structure and type may not be limited.
따라서, 본 발명의 음파모듈장치(200)를 포함하는 열회수형 환기장치(1)에 포함되는 케이스(100); 상기 케이스(100) 내부의 중앙에 위치하고, 외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 전열교환소자(110); 상기 케이스(100)의 일 측에 위치하는 외기흡기구(120) 및 실내배기구(130); 및 상기 케이스(100)의 타 측에 위치하는 실내환기구(140) 및 외기급기구(150)의 모양, 구조 등은 본 기술분야에서 자명한 것이면 이를 제한하지 않을 수 있다. Accordingly, the
본 발명의 일 실시예에서, 상기 외기흡기 수용공간(121) 및 상기 전열교환소자(110)의 사이에 위치하는 필터부(160)는 프리필터, 중성급필터, 세미헤파필터, 헤파필터 및 울파필터 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the
상기 프리필터(primary filter)란, 가장 평균적인 기능을 가지고 있는 필터로 약 5 μm의 크기의 먼지를 거를 수 있는 필터를 의미하고, 상기 중성급필터(secondary filter)란, 초미세먼지보다 작은 약 1 μm의 크기의 먼지를 거를수 있는 필터를 의미하고, 상기 세미헤파필터(semi HEPA), 헤파필터(HEPA), 울파필터(ULPA)란, 각각 약 0.5 μm, 0.3 μm, 0.3 μm 이하의 크기의 먼지를 거를 수 있는 필터를 의미한다. The pre-filter (primary filter) is a filter having the most average function and means a filter capable of filtering out dust with a size of about 5 μm, and the secondary filter is a filter having the most average function. It means a filter capable of filtering out dust with a size of about 1 μm, and the semi HEPA, HEPA, and ULPA filters are about 0.5 μm, 0.3 μm, 0.3 μm or less, respectively. It means a filter that can filter out dust of the size of
본 발명의 일 실시예에서, 상기 필터부(160)에 포함되는 필터는 상술한 필터를 조합하여 사용할 수 있고, 구체적인 실시예에서, 상기 프리필터 및 세미헤파필터를 차례대로 위치시켜 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In an embodiment of the present invention, the filter included in the
구체적으로, 상기 프리필터 및 세미헤파필터를 차례대로 위치시켜 열회수형 환기장치(1)를 구동하는 경우, 상기 외기흡기 수용공간(121) 내부에 유입된 공기는 상기 전열교환소자(110) 방향으로 이동하게 되는데, 상기 공기에 포함된 먼지 중 크기가 큰 먼지를 1 차적으로 프리필터가 거르고, 상기 프리필터를 통과한 먼지를 2 차적으로 상기 세미헤파 필터가 거르게 된다. Specifically, when the heat recovery
이때, 상기 외기흡기 수용공간(121) 내부에 유입된 공기에 포함된 미세먼지를 음파모듈장치(200)를 이용하여 조대화 하는 경우, 상기 프리필터 및 세미헤파필터가 거를 수 있는 미세먼지의 양이 늘어나게 되어, 전열교환기를 통과하여 실내로 유입되는 미세먼지의 양이 저감될 수 있다. At this time, when the fine dust contained in the air introduced into the outdoor air intake
또한, 이때, 상기 프리필터에 의하여 걸러지는 미세먼지의 양이 늘어나게 됨으로써, 상기 세미헤파필터에 도달하는 미세먼지의 양이 감소되고, 이로써, 상기 세미헤파필터를 장기간 사용 가능해지는 바, 필터교체 주기가 늘어나게 될 수 있다. In addition, at this time, as the amount of fine dust filtered by the pre-filter increases, the amount of fine dust reaching the semi-HEPA filter is reduced, thereby making it possible to use the semi-HEPA filter for a long time. Filter replacement cycle may increase.
또한, 필터에 의하여 걸러지는 미세먼지의 크기가 커지는 바, 필터 포집 효율이 증가되어, 고가의 필터를 사용하지 않아도 된다는 장점이 있다. In addition, since the size of the fine dust filtered by the filter increases, the filter collection efficiency is increased, which has an advantage in that it is not necessary to use an expensive filter.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치(200)가 장착된 열회수형 환기장치(1) 내부 사진이다. Figure 2 is a photo of the inside of the heat recovery type ventilation device (1) mounted with a sound
도 2를 참조하면, 상기 음파모듈장치(200)는 상기 열회수형 환기장치(1)의 케이스(100)의 외기흡기구(120)측의 외기흡기 수용공간(121)에 음파를 출력하도록 위치하여 구성될 수 있고, 상기 외기흡기 수용공간(121)에 유입되는 외부 공기에 포함되는 미세먼지를 조대화 시킬 수 있다. Referring to FIG. 2 , the sound
도 3은 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치(200)의 기능 블록도이다. 3 is a functional block diagram of the sound
도 3을 참조하면, 본 발명의 음파모듈장치(200)는 측정센서 등을 이용하여 외기흡기 수용공간(121) 내에 유입되는 미세입자의 농도, 크기와 온도, 습도 등의 미세입자 측정 데이터를 생성하여 출력하는 유입 미세입자 측정부(211), 외기흡기 수용공간(121) 내의 미세 입자를 측정하는 수용공간 미세입자 측정부(212)와, 외기흡기 수용공간(121) 내로 출력된 저주파 음파들의 주파수 및 음압을 측정하는 저주파 음파 측정부(213)와 상기 외기흡기 수용공간(121) 및 전열교환소자를 통과하여 배출되는 공기 내의 잔류 미세 입자를 측정하는 잔류 미세입자 측정부(214)를 포함하는 측정 센서부(210); 상기 측정 센서부(210)에서 측정된 미세입자 측정 데이터를 기초로 하여, 미세입자의 크기 분포를 생성한 후, 크기 분포 별로 미세 입자를 응집시키는 서로 다른 주파수를 갖는 두 개 이상의 저주파음원들을 생성하여 출력하는 제어부(220); 상기 제어부(220)에서 출력되는 두 개 이상의 저주파음원들을 증폭하여 출력하는 음원 증폭부(230); 상기 미세입자 응집을 위한 저주파음원들을 저주파음파들로 출력하는 저주파 음파 발생부(240)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the sound
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유입 미세입자 측정부(211)는 미세입자를 응집하여 제거할 외기흡기 수용공간(121)으로 유입되는 공기에 포함되는 미세입자들의 개수, 크기, 농도, 체적, 온도 등을 측정한 후 미세입자 측정 데이터로 상기 제어부(220)로 출력하도록 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the inflow fine
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부(220)는 상기 유입 미세입자 측정부(211)에서 출력된 미세입자의 개수, 크기, 농도, 체적, 온도 등을 포함하는 미세입자 측정 데이터를 기초로 서로 다른 크기 분포의 미세입자들의 응집을 위한 서로 다른 주파수 및 음압을 가지는 두 개 이상의 저주파음원들을 생성하여 출력하도록 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the
상기 제어부(220)는 상기 저주파음원들의 생성을 위해, 미세입자의 개수, 크기, 농도, 체적, 온도 등의 미세입자 측정 데이터별로 저주파 음원의 주파수 및 음압 정보 및 저주파음원 변환을 위한 함수들을 포함하는 프로그램 정보 등을 저장하는 저장부(221)를 포함하여 구성될 수 있다.The
이때, 상기 저주파 음원들의 주파수는 가청주파수 내에서 인체에 무해하도록 20 Hz 내지 20 kHz 범위 내에서 서로 다른 주파수를 가지며, 상기 저주파음파들의 음압은 0 dB 내지 150 dB일 수 있다.In this case, the frequencies of the low-frequency sound sources have different frequencies within the range of 20 Hz to 20 kHz so as to be harmless to the human body within the audible frequency, and the sound pressure of the low-frequency sound waves may be 0 dB to 150 dB.
또한, 상기 제어부(220)는 상기 측정 센서부(210)의 저주파 음파 측정부(213)와 잔류 미세입자 측정부(214)로부터 입력된 외기흡기 수용공간(121) 내부의 저주파 음파 측정데이터 및 잔류 미세입자 측정 데이터를 수신한 후, 미세입자 응집 효율을 높이기 위해 저주파음원의 주파수 및 음압을 가변하는 저주파음원 피드백 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 실시예에서, 상기 음원 증폭부(230)는 상기 저주파 음원들을 증폭하는 증폭소자들을 포함하여 구성되어, 필요한 경우, 상기 제어부(220)에서 출력되는 저주파 음원들을 증폭하여 출력할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the sound
본 발명의 일 실시예에서, 상기 저주파 음파 발생부(240)는 상기 제어부(220)에서 출력되는 상기 저주파 음원들을 재생하여 외기흡기 수용공간(121)의 내부로 저주파 음원들의 주파수에 대응하는 저주파 음파를 출력하여 미세입자를 진동 충돌시켜 응집시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 저주파 음파 발생부(240)는 상기 외기흡기 수용공간(121)내부로 서로 다른 주파수의 저주파 음파들을 출력하는 하나 이상의 엑추에이터(241) 들을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 엑추에이터(241)들은 상기 저주파 음원들에 대응하여 출력된 저주파 음파들을 중첩시킴으로써, 상기 미세입자들의 충돌력 및 충돌 빈도를 높여 응집 효율을 높이기 위해, 서로 대향하도록 쌍을 이루며 상기 외기흡기 수용공간(121)에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 외기흡기 수용공간(121)의 면적 또는 체적에 따라 엑추에이터 쌍들의 수가 증가될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the low-frequency
본 발명의 일 실시예에서, 상기 측정 센서부(210)는 상기 외기흡기 수용공간(121) 내부의 미세입자와 저주파음파의 주파수, 음압 및 상기 외기흡기 수용공간(121)의 내부 공기의 진동 속도를 측정하여 상기 제어부(220)로 출력하도록 구성될 수 있다. 따라서 상기 측정 센서부(210)는 미세입자 측정센서와 주파수 측정을 위한 음파 측정기, 음압 측정을 위한 dB 측정기, 매질 진동 속도 측정을 위한 속도계 등의 측정 센서들을 포함하여 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에서, 상기 외기흡기 수용공간(121)에 설치되는 상기 저주파 음파 발생부(240)는 저주파 음파를 출력하는 엑추에이터(241)들을 포함하여 구성된다. 상기 엑추에이터(241)들은 저주파음파를 중첩시키는 것에 의해 음파의 강도를 크게 하여 미세입자의 응집 효율을 높일 수 있도록 외기흡기 수용공간(121)의 외측에 서로 대향하는 다수의 쌍으로 설치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the low-frequency
본 발명의 일 실시예에서, 상기 잔류 미세입자 측정부(214)는 외기흡기 수용공간(121)에서 배출되는 공기 내의 잔류 미세입자를 측정하여 미세입자 응집을 위한 피드백 제어를 수행하기 위해, 측정 센서를 포함하여 구성되고, 상기 외기급기 수용공간(151)에 설치되어, 상기 외기흡기 수용공간(121)에서 상기 전열 교환소자(110)를 통과하여 배출되는 공기 내에 포함되는 미세입자를 측정한 후 잔류 미세입자의 크기, 농도, 개수 등을 포함하는 잔류 미세입자 측정 데이터를 생성하여 상기 제어부(220)로 출력하도록 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the residual fine
상술한 구성의 상기 음파 모듈장치(200)는, 외기흡기 수용공간(121)에 설치되어, 외기흡기 수용공간(121)로 유입되는 공기를 측정하여 유입되는 공기 내에 포함되는 미세입자의 크기, 농도, 습도, 온도 등의 정보를 가지는 미세입자 측정데이터를 기반으로 미세입자들의 크기 분포를 생성한다. 그리고 서로 다른 미세입자 크기 분포에 포함되는 미세입자들의 응집을 수행하는 서로 다른 주파수를 갖는 두 개 이상의 저주파 음원을 추출한 후 재생하여 상기 외기흡기 수용공간(121)의 내부로 미세입자 응집을 위한 저주파 음파들을 출력한다. 이에 의해, 서로 다른 주파수에 의해 서로 다른 크기 분포를 가지는 미세입자들을 동시에 응집시켜 미세입자 응집체를 생성하게 되므로, 서로 다른 주파수를 갖는 저주파 음원의 수에 대응하여 선형적 또는 비선형 적으로 미세입자의 응집 효율을 현저히 향상시키게 되어, 미세입자 제거 효율을 또한 현저히 향상시키게 된다.The sound
도 4는 본 발명의 일 실시예의 미세입자 응집을 위한 서로 다른 주파수를 갖는 저주파 음원에 대응하여 출력된 저주파음파들에 의해 미세 입자가 응집되는 매커니즘을 나타내는 도면으로서, 도 4의 (a)는 매질(유체)과 미세입자(p1, p2)들의 저주파음파 진동에 의한 진동의 파형을 나타내고, 도 4의 (b)는 저주파 음파에 의한 매질의 진동에 의해 미세입자(p1, p2)들이 충돌에 의해 응집하는 것을 나타낸다. 4 is a view showing a mechanism in which fine particles are agglomerated by low-frequency sound waves output in response to low-frequency sound waves having different frequencies for aggregation of fine particles according to an embodiment of the present invention. (Fluid) and microparticles (p1, p2) show the waveform of vibration caused by low-frequency sound waves, and in FIG. indicates aggregation.
본 발명에 적용되는 미세입자 응집을 위한 파동간섭에 의한 매질 내 초미세입자의 응집거동은 Ortho-kinetic collision mechanism을 기반으로 매질 내 입자 간 이동속도 차이에 의한 충돌로 응집되는 현상이다. The aggregation behavior of ultrafine particles in a medium due to wave interference for aggregation of fine particles applied to the present invention is a phenomenon of agglomeration due to collision due to a difference in movement speed between particles in a medium based on the ortho-kinetic collision mechanism.
가청 주파수(Acoustic Wave, Hz) 및 임의의 SPL(Sound Pressure Level, dB) 조건으로 초미세입자의 응집 거동을 개발하여, 1 μm 이하의 초미세입자가 수 Hz 및 수 dB 조건에서 짧은 시간 내에 10 μm 이상으로 조대화 되는 응집 거동을 확인하였다.By developing the aggregation behavior of ultra-fine particles under the conditions of acoustic wave (Hz) and arbitrary SPL (Sound Pressure Level, dB), ultra-fine particles of 1 μm or less can become more than 10 μm in a short time under conditions of several Hz and several dB. The cohesive behavior of coarsening was confirmed.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 음파모듈장치(200)의 응집기술은 Orthokinetic Collision 거동을 응용한 것으로, 공기 등의 매질 내에서 미세입자가 음파에 의하여 충돌되고 반데르발스힘(van der Waals force)에 의한 표면 인력으로 응집화되는 거동이다.Referring to FIG. 4 , the aggregation technique of the sound
이때, 음파에 의한 매질 내 미세입자 응집효율(β)은 미세입자크기(d), 저주파음파의 진동 속도(U0), 두 미세 입자들의 충돌까지의 시간인 미세입자들의 완화시간(τ), 미세입자들의 상대적인 동반시간(η)의 변수로 하여 제어가 가능하며, 하기 [수학식 1]을 응집효율(β)을 산출하는 식이고, [수학식 2]는 상대적인 동반 시간(η)을 산출하는 식이다.At this time, the fine particle aggregation efficiency (β) in the medium by the sound wave is the fine particle size (d), the vibration speed of the low-frequency sound wave (U 0 ), the relaxation time of the fine particles (τ), which is the time until the collision of the two fine particles, It can be controlled as a variable of the relative entrainment time (η) of the fine particles, and the following [Equation 1] is an equation for calculating the aggregation efficiency (β), and [Equation 2] calculates the relative entrainment time (η) is the way
[수학식 1][Equation 1]
또한, 하기 수학식 2를 통해 미세입자간 속도 차를 계산할 수 있다. In addition, the speed difference between the fine particles can be calculated through
[수학식 2][Equation 2]
도 4와 같이, 상기 저주파음파발생부(140)를 통해 저주파음원에 대응하는 저주파음파가 출력되면, 상기 단위 응집채널(161) 내의 미세 입자(p1, p2)들이 도 2의 (a)와 같이, 매질은 저주파음파의 주파수와 음압에 대응하여 진동하게 된다. As shown in FIG. 4 , when a low frequency sound wave corresponding to a low frequency sound source is output through the low frequency
이때, 상대적으로 크기가 작은 미세입자(p1)의 진동 진폭이 상대적으로 큰 미세입자(p2)의 진동 진폭보다 크게 되어, 상대적으로 크기가 작은 미세입자(p1)와 상대적으로 큰 미세입자(p2)들이 이동 거리의 차이가 생겨 서로 충돌하는 것에 의해 반데르발스힘에 의해 상대적으로 크기가 작은 미세입자(p1)와 상대적으로 큰 미세입자(p2)들이 서로 응집되어 미세입자 응집체로 형성될 수 있다. 그리고 상기 저주파 음원의 주파수와 음압을 제어하는 것에 의해, 상기 수학식 1을 적용하여 응집효율(β)을 조절할 수 있게 되므로, 응집효율 향상을 위한 피드백 저주파 음원 제어를 가능하게 한다. At this time, the vibration amplitude of the relatively small fine particles (p1) is greater than the vibration amplitude of the relatively large fine particles (p2), and the relatively small size fine particles (p1) and the relatively large fine particles (p2) When they collide with each other due to a difference in their moving distances, relatively small particles (p1) and relatively large particles (p2) are aggregated with each other by van der Waals force to form a fine particle aggregate. And by controlling the frequency and sound pressure of the low-frequency sound source, it is possible to adjust the cohesive efficiency (β) by applying
상기 도 4, 수학식 1 및 수학식 2에서, U0는 저주파음파의 진동 속도(the velocity amplitude of sound wave), y는 미세 입자의 진동 속도 함수, d는 미세입자의 크기, y'는 매질의 진동 속도 함수, φ(=ωt±α)는 미세 입자의 진동 속도와 매질 속도의 위상차, ω는 저주파 음파의 각속도, α는 저주파음파의 초기 위상, τ(τ1, τ2)는 두 미세 입자들의 충돌까지의 시간인 미세입자들의 완화시간(particle relaxation time), η는 미세입자들의 상대적인 동반시간(the relative entrainment between the two particles), 첨자 1은 작은 미세입자 및 관련 변수들을, 첨자 2는 큰 미세입자 및 관련 변수들을 나타낸다.4,
도 5는 본 발명의 일 실시예의 미세입자 응집을 위한 저주파 음원을 서로 쌍을 이루는 다중 엑츄에이터(241)로 구성되는 저주파 발생부(240)를 통해 생성된 저주파 음파의 중첩을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예의 미세입자 응집을 위한 서로 대향하는 엑츄에이터(241) 쌍에서 출력된 저주파 음파의 강도와 단일 액츄에이터(241)에서 출력된 저주파 음파의 강도 차이를 나타내는 그래프이다.5 is a diagram showing the superposition of low-frequency sound waves generated through the low-
상기 저주파 음파발생부(240)를 구성하는 엑츄에이터(241)들은 서로 대향하는 쌍으로 설치되는 것에 의해 미세 입자들의 응집 효율을 향상시킬 수 있게 된다.The
구체적으로, 도 5 및 도 6과 같이, 엑츄에이터(241)들이 서로 대향하는 쌍으로 설치되어 저주파음파(w)가 서로 중첩되는 것에 의해 강도가 세지게 되고, 이에 의해, 상대적으로 크기가 작은 미세입자(p1)와 상대적으로 큰 미세입자(p2)들의 진동 속도 및 충돌 시의 충격량이 커지게 되어 응집 효율이 높아질 수 있다. Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6 , the
도 7은 본 발명의 음파모듈장치(200)를 포함하는 열회수형 환기장치(1)에 의한 미세먼지의 저감테스트를 위한 실험장치의 모식도이다. 7 is a schematic diagram of an experimental apparatus for a reduction test of fine dust by the heat recovery
도 7을 참조하면, 본 발명의 음파모듈장치(200)를 포함하는 열회수형 환기장치(1)에 미세먼지를 발생시킬 수 있는 챔버를 연결하고, 음파모듈장치(200)를 포함하는 열회수형 환기장치(1)를 구동시키면서 미세먼지의 농도변화를 음파 구동여부에 따라 분석하였다(Start: 2000 ± 10 % μg/m3(Particle Matter less than 2.5 μm); Speed: Low, Medium, High (MAX: 150 CMH); Sound: 30 Hz- 50 dB ~60 dB).Referring to FIG. 7 , a chamber capable of generating fine dust is connected to the heat recovery
도 8은 상기 도 7의 미세먼지의 저감테스트의 결과 그래프이고, 구체적으로, PM 2.5 급 미세먼지의 농도를 측정하기 위한 입자계수기를 S1 내지 S3에 설치하고, 구동시간에 따라 S2 위치에서의 PM 2.5의 농도를 분석하여, 결과 그래프를 도시하였다. 8 is a graph showing the result of the fine dust reduction test of FIG. 7, and specifically, a particle counter for measuring the concentration of PM 2.5 class fine dust is installed in S1 to S3, and PM at S2 position according to the driving time The concentration of 2.5 was analyzed, and a graph of the results was shown.
도 8을 참조하면, 음파를 구동시키지 않았을 때와 구동시켰을 때 PM 2.5의 농도변화가 명확히 나타나며, 특히, 주어진 음파 주파수에 따라 저감거동이 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 음파 주파수에 따른 에너지, 응집 위치, 보강 간섭 정도 등이 외기흡기 수용공간(121)의 형상 및 면적에 따라 달라 농도변화가 나타나게 되고, 따라서, 적정 음파 및 음압의 최적화가 중요하다는 것을 알 수 있었다. Referring to FIG. 8 , the change in the concentration of PM 2.5 is clearly shown when the sound wave is not driven and when the sound wave is driven, and in particular, it can be confirmed that the reduction behavior varies according to a given sound wave frequency. This means that the energy, the cohesive position, the degree of constructive interference according to the sound wave frequency, and the like, vary depending on the shape and area of the outdoor air
도 9는 본 발명의 일 실시예의 미세입자 포집 제거 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.9 is a flowchart showing the processing process of the method of collecting and removing fine particles according to an embodiment of the present invention.
도 9와 같이, 상기 미세입자 포집 제거 방법은, 먼저, 유입 미세입자 측정부(211)를 이용하여 외기흡기 수용공간(121) 또는 상기 외기흡기 수용공간(121) 내부의 미세입자의 오염도를 측정하여 생성된 미세입자 측정데이터를 상기 제어부(220)로 출력하는 초기 미세입자 측정단계(S10)를 수행한다. 이때, 상기 미세입자 측정데이터는, 미세입자의 개수, 크기, 농도, 매질의 온도, 습도 또는 상기 외기흡기 수용공간(121) 의 면적 또는 체적 데이터를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 9 , in the method of collecting and removing fine particles, first, using the inflow fine
상기 제어부(220)는 상기 미세입자 측정데이터에 따라, 저장부(221)에 저장된 미세입자 응집을 위한 서로 다른 주파수를 가지는 두 개 이상의 저주파 음원들의 주파수 및 음압들을 추출하는 주파수 및 음압 데이터 추출 단계(S20)를 수행한다. 이때 추출되는 서로 다른 주파수 및 음압은 미세먼지의 개수, 크기, 농도, 매질의 온도, 습도 또는 상기 외기흡기 수용공간(121) 의 면적 또는 체적 분포에 따라 분류된 후 미세입자 DB로 구조화되어 제어부(220) 내부의 저장부(221)에 저장될 수 있다. 이때, 상기 저주파 음원의 주파수는 20 Hz 내지 20 kHz 범위이고, 음압은 0 dB 내지 150 dB일 수 있으며, 상기 서로 다른 주파수들과 음압들은 상기 미세먼지의 크기, 농도, 실내 온도, 실내 습도, 외기흡기 수용공간(121)의 면적 또는 체적에 대응하도록 추출될 수 있다.The
다음으로, 상기 제어부(220)가 추출된 서로 다른 상기 주파수 및 음압 데이터를 갖는 두 개 이상의 저주파 음원들을 생성하여 출력하는 음원 생성단계(S30)를 수행한다.Next, the
다음으로, 상기 저주파 음원들의 증폭이 필요한 경우 상기 음원 생성단계(S30)가 수행된 후 출력되는 서로 다른 주파수를 갖는 저주파 음원들을 수신하여 증폭한 후, 상기 저주파 음파발생부(240)로 출력하는 음원 증폭단계(S40)가 수행될 수 있다.Next, when it is necessary to amplify the low-frequency sound sources, after the sound source generating step (S30) is performed, the low-frequency sound sources having different frequencies are received and amplified, and then the sound source is output to the low-frequency
다음으로, 저주파 음파 발생부(240)가 상기 저주파 음원들을 수신하여 상기 외기흡기 수용공간(121) 의 내부로 서로 다른 주파수를 갖는 저주파음파들을 출력하는 것에 의해, 외기흡기 수용공간(121) 내부의 공기에 포함된 미세입자들을 서로 다른 크기 분포 별로 진동시켜 서로 다른 크기 별로 응집시키는 미세입자 응집단계(S50)를 수행한다.Next, the low-frequency sound
이 후, 기 설정된 주기 또는 사용자의 제어 명령에 따라, 측정 센서부(210)의 수용공간 미세입자 측정부(212)가 서로 다른 주파수를 갖는 두 개 이상의 상기 저주파 음원들에 대응하여 출력되는 상기 저주파음파들의 주파수와 음압을 검출한 후 상기 제어부(220)로 전송하고, 잔류 미세입자 측정부(214)가 외기급기 수용공간(151)에 배출되는 공기 내에 포함되는 미세입자의 개수, 농도, 크기 등을 검출하여 상기 제어부(220)로 전송할 수 있다. 상기 제어부(220)는 상기 수신된 주파수들와 음압들을 상기 추출된 주파수들과 음압들과 비교하여 일치 여부를 판단하고, 미세입자 제거효율을 산출하여 미세입자 제거 효율이 목표치에 도달했는지를 판단하는 미세입자 제거 효율 달성 판단 단계(S80)를 수행한다.Thereafter, according to a preset period or a user's control command, the receiving space fine
상술한 미세입자 제거 효율 달성 판단 단계(S70)의 판단 결과, 미세입자 제거 효율이 목표치에 도달하지 않은 경우, 제어부(220)는 [수학식 1] 및 [수학식 2]을 적용하여 미세입자 응집 효율을 높이는 주파수들을 가지는 주파수들과 음압들을 도출하여 서로 다른 미세입자 크기 분포의 미세입자들을 동시에 응집시키기 위한 서로 다른 주파수를 가지는 저주파음원들을 재생성하는 저주파음원 피드백 조정 단계(S80)를 수행한다.As a result of the determination of the above-mentioned fine particle removal efficiency achievement determination step (S70), if the fine particle removal efficiency does not reach the target value, the
그리고 상술한 미세입자 제거 효율 달성 판단 단계(S70)의 판단 결과, 미세입자 제거 효율이 목표 치에 도달한 경우에, 상기 제어부(220)가 미세입자 제거 작업의 종료 여부를 판단하는 미세입자 응집 정화 종료 판단 단계(S90)를 수행하여, 작업이 종료되지 않은 경우에는 미세입자 응집단계(S50)로 복귀하여 처리과정을 다시 수행하고, 작업이 종료된 경우에는 미세입자 응집 정화 작업을 종료한다.And, as a result of the determination of the above-mentioned fine particle removal efficiency achievement determination step (S70), when the fine particle removal efficiency reaches a target value, the
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical idea of the present invention described above has been specifically described in the preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the description and not the limitation. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 케이스
110: 전열교환소자
120: 외기흡기구
121: 외기흡기 수용공간
130: 실내배기구
131: 실내배기 수용공간
140: 실내환기구
141: 실내환기 수용공간
150: 외기급기구
151: 외기급기 수용공간
160: 필터부
200: 음파모듈장치
210: 측정 센서부
211: 유입 미세입자 측정부
212: 외기흡기 수용공간 미세입자 측정부
213: 저주파 음파 측정부
214: 잔류 미세입자 측정부
220: 제어부
221: 저장부
230: 음원 증폭부
140: 저주파 음파 발생부
141: 액추에이터
x: 미세입자 진동 진폭
U0: 저주파음파의 진동 속도(the velocity amplitude of sound wave)
τ: 미세입자 완화시간(충돌하기까지의 시간: particle relaxation time)
η: 두 미세입자들의 상대적인 동반 시간(the relative entrainment between the two particles
F: 공기의 흐름100: case
110: total heat exchange element
120: external air intake
121: outdoor air intake receiving space
130: indoor exhaust port
131: indoor exhaust accommodation space
140: indoor ventilation
141: indoor ventilation accommodation space
150: external air supply mechanism
151: outside air supply air receiving space
160: filter unit
200: sound wave module device
210: measurement sensor unit
211: inflow fine particle measurement unit
212: external air intake receiving space fine particle measurement unit
213: low-frequency sound wave measurement unit
214: residual fine particle measurement unit
220: control unit
221: storage
230: sound source amplification unit
140: low-frequency sound wave generator
141: actuator
x: fine particle vibration amplitude
U 0 : the velocity amplitude of sound wave
τ: fine particle relaxation time (time until collision: particle relaxation time)
η: the relative entrainment between the two particles
F: air flow
Claims (13)
상기 케이스 내부의 중앙에 위치하고, 외기와 내기가 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 전열교환소자;
상기 케이스의 일 측에 위치하는 외기흡기구 및 실내배기구;
상기 케이스의 타 측에 위치하는 실내환기구 및 외기급기구;
상기 외기흡기구 측 외기흡기 수용공간에 음파를 방출하여 상기 외기흡기구에서 유입되는 외기에 포함되는 미세입자를 응집하여 크기를 조대화 하는 음파모듈장치;
를 포함하고,
상기 외기흡기 수용공간 및 상기 전열교환소자의 사이에 위치하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 음파모듈장치는, 외기흡기 수용공간으로 유입되는 공기 내의 미세입자를 측정하여 미세입자 측정데이터를 출력하는 유입 미세입자 측정부를 포함하는 측정 센서부; 상기 미세입자 측정데이터를 기초로 서로 다른 크기 분포의 미세입자들의 응집을 위한 서로 다른 주파수를 가지는 두 개 이상의 저주파 음원들을 생성하여 저주파 음파발생부로 출력하는 제어부; 및 상기 미세입자 응집을 위한 서로 다른 두 개 이상의 저주파 음원들에 대응하는 저주파 음파들을 상기 외기흡기 수용공간 내부로 방출하는 저주파 음파발생부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 저주파 음파발생부는, 상기 외기흡기 수용공간 내에서 서로 대향하여 진행하는 상기 저주파음파들을 방출하도록 서로 대향하는 한 쌍 이상의 쌍으로 설치되는 엑추에이터들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.case;
a total heat exchange element located at the center of the inside of the case and performing heat exchange while the outside air and the inside air cross pass;
an outdoor air intake and an indoor exhaust located on one side of the case;
an indoor ventilation hole and an outdoor air supply mechanism located on the other side of the case;
a sound wave module device for emitting sound waves to the outdoor air intake space on the side of the outdoor air intake port to agglomerate fine particles included in the outdoor air flowing in from the outdoor air intake port to coarsen the size;
including,
It characterized in that it comprises a filter part positioned between the outdoor air intake receiving space and the total heat exchange element,
The sound wave module device may include: a measurement sensor unit including an inflow fine particle measuring unit that measures fine particles in the air flowing into the outdoor air intake receiving space and outputs fine particle measurement data; a control unit for generating two or more low-frequency sound sources having different frequencies for aggregation of fine particles of different size distributions based on the measurement data of the fine particles and outputting them to a low-frequency sound wave generator; and a low-frequency sound wave generator that emits low-frequency sound waves corresponding to two or more different low-frequency sound sources for aggregation of the fine particles into the outside air intake receiving space; characterized in that it comprises a,
The low-frequency sound wave generator includes a sound wave module device, characterized in that it comprises actuators installed in pairs opposite to each other so as to emit the low-frequency sound waves propagating opposite to each other in the outdoor air intake receiving space. Heat recovery ventilation system.
상기 필터부는 프리필터, 중성급필터, 세미헤파필터, 헤파필터 및 울파필터 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
The filter unit is a heat recovery type ventilation device including a sound wave module device, characterized in that it includes any one or more of a pre-filter, a neutral filter, a semi-HEPA filter, a HEPA filter, and a wolpa filter.
상기 측정센서부는, 상기 외기흡기 수용공간 내부의 공기에 포함되는 미세입자를 측정하여 미세입자 측정데이터를 생성하여 출력하는 수용공간 미세입자 측정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치. The method of claim 1,
The measurement sensor unit, the receiving space fine particle measurement unit for generating and outputting fine particle measurement data by measuring the fine particles contained in the air inside the outdoor air intake receiving space; a sound wave module device, characterized in that it is configured to include Heat recovery type ventilation system including.
상기 측정센서부는, 상기 외기흡기 수용공간 및 전열교환소자를 통과하여 배출되는 공기에 포함되는 미세입자를 측정한 후 잔류 미세입자 농도를 가지는 미세입자 측정데이터를 생성하여 출력하는 잔류 미세입자 측정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
The measurement sensor unit may include: a residual fine particle measurement unit for generating and outputting fine particle measurement data having a residual fine particle concentration after measuring the fine particles contained in the air discharged through the outdoor air intake space and the total heat exchange element; A heat recovery type ventilation device including a sound wave module device, characterized in that it comprises a.
상기 측정센서부는, 상기 외기흡기 수용공간 내부의 상기 저주파음파들의 주파수 및 음압들을 검출한 후, 상기 제어부로 전송하는 저주파 음파 측정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
The measurement sensor unit, after detecting the frequency and sound pressure of the low-frequency sound waves inside the outdoor air intake receiving space, a low-frequency sound wave measurement unit for transmitting to the control unit; Heat recovery comprising a sound wave module device, characterized in that it comprises a type ventilation.
상기 제어부는, 미세입자 응집을 위한 미세입자 오염도별 주파수 및 음압 데이터를 저장하는 저장부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
The control unit, a storage unit for storing the frequency and sound pressure data for each fine particle contamination level for fine particle aggregation; Heat recovery type ventilation device including a sound wave module device, characterized in that it comprises a.
상기 저주파 음파들의 주파수는 20 Hz 내지 20 kHz인 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
The frequency of the low-frequency sound waves is a heat recovery type ventilation device comprising a sound wave module device, characterized in that 20 Hz to 20 kHz.
상기 저주파 음파들의 음압은 0 dB 내지 150 dB인 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
The sound pressure of the low-frequency sound waves is a heat recovery type ventilation device including a sound wave module device, characterized in that 0 dB to 150 dB.
상기 제어부는,
상기 외기흡기 수용공간 내부의 저주파 음파들의 주파수 및 음압과 잔류미세입자 측정 정보를 수신하여 저주파 음원들의 주파수 및 음압을 가변하여 출력하는 저주파 음원 피드백 제어 조정을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
The control unit is
Sound wave module device, characterized in that it is configured to receive the frequency and sound pressure and residual fine particle measurement information of the low-frequency sound waves inside the outdoor air intake receiving space, and to adjust the frequency and sound pressure of the low-frequency sound sources by varying the frequency and sound pressure to output the low-frequency sound source feedback control adjustment A heat recovery ventilation system comprising a.
상기 제어부에서 출력된 상기 저주파 음원들을 증폭하여 출력하는 음원증폭부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음파모듈장치를 포함하는 열회수형 환기장치.The method of claim 1,
Heat recovery type ventilation device including a sound wave module device, characterized in that it further comprises;
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