KR102392786B1 - 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법 - Google Patents

컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내기와 외기를 열교환하여 환기하기 위한 컴팩트형 열회수 환기장치 및 이의 외기온도기반 자동 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치는 실내에서 내기가 도입되는 환기구, 외부에서 외기가 도입되는 외기구, 도입된 외기를 실내로 공급하는 급기구, 내기를 외부로 배출하는 배기구를 포함하는 환기케이싱, 상기 환기케이싱의 중앙에 설치되어 상기 환기케이싱으로 도입되는 내기와 외기를 열교환하는 열교환소자, 상기 배기구에 설치되어 배출되는 배기량을 조절하는 배기댐퍼, 상기 외기구에 설치되어 도입되는 외기량을 조절하는 외기댐퍼, 상기 배기구로 배출되는 내기의 일부를 상기 외기구가 위치한 방향으로 보내 상기 외기에 상기 내기의 혼합비율을 조절하는 리턴댐퍼, 상기 내기의 오염도를 감지하는 오염감지센서, 상기 외기의 온도를 감지하는 온도센서, 및 상기 급기구를 통해 강제적으로 외기를 실내로 도입하는 급기팬을 포함하고, 상기 열교환소자는 상기 내기와 외기가 유입 또는 배출되는 둘레면의 양측에 위치하는 사각형의 형상기준면을 기초로 형성된 사각기둥의 형태이며, 상기 형상기준면은 가로방향의 서로 마주하는 꼭지점을 연결하는 가로축과 세로방향의 서로 마주하는 꼭지점을 연결하는 세로축이 서로 다른 길이로 직교되는 형상이다. 따라서, 크기를 최소화하고 에너지효율을 향상시킬 수 있다.

Description

컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법{External temperature-based automatic control method of compact heat recovery ventilator}
본 발명은 내기와 외기를 열교환하여 환기하기 위한 컴팩트형 열회수 환기장치 및 이의 외기온도기반 자동 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 일정 규모 또는 환기가 어려운 건축물에는 내기와 외기를 환기하는 환기장치가 설치된다.
환기장치는 외기를 강제적으로 실내로 도입하고, 내기를 강제적으로 외부로 배출하도록 구성되는 데, 내기와 외기를 그대로 도입할 경우에는 내기와 외기의 온도차에 의해 냉난방효율이 하락된다.
이를 방지하기 위해 환기장치의 내부에는 내기와 외기가 열교환하는 열교환소자가 설치되어 상호간의 열을 교환하여 온도차이를 최소화함으로써, 냉난방효율이 하락되는 것을 방지할 수 있었다.
그러나, 환기장치는 내부에 열교환소자가 설치되었다 하더라도 특히 외부의 온도가 낮은 겨울철에는 내기와 외기의 온도차에 따라 환기장치의 내부에 결로가 발생하는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허공보 제10-2026341호(2019.9.27.공고)의 "폐열회수형 환기장치 및 이의 제어방법"이 개시되었다.
상기한 종래의 폐열회수형 환기장치는 외기가 이동하는 경로에 내기를 혼합하도록 리턴댐퍼가 설치되어 특히 겨울철에 리턴댐퍼에 의해 내기와 외기를 혼합하여 공급함으로써, 결로를 방지함과 동시에 난방효율이 하락되는 것을 방지할 수 있었다.
하지만, 종래의 폐열회수형 환기장치는 열교환소자가 정사각의 기둥형태로 형성되어 환기케이싱의 크기가 비대하고, 더욱이 리턴댐퍼가 열교환소자와 일직선상에 설치됨으로써, 환기케이싱의 크가 더욱 커지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 폐열회수형 환기장치는 결로를 방지와 환기량을 확보하기 위해 리턴댐퍼와 송풍팬의 속도를 조절하지만, 종래의 폐열회수형 환기장치는 온도범위 이하일 때에만 작동하기 때문에 효율적인 운전을 수행하지 못해 에너지효율이 하락될 뿐만 아니라, 비례제어하기 위한 송풍팬의 가격이 높아 제작비용이 증가되고, 효율적으로 송풍팬을 정밀한 제어가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열교환소자를 가로축과 세로축의 비율이 다른 형상기준면을 갖는 사각기둥의 형상으로 형성하여 환기케이싱의 크기를 최소화할 수 있으며, 리턴댐퍼와 열교환소자를 일직선상에 배치하더라도 환기케이싱의 크기가 커지는 것을 방지하여 컴팩트한 크기로 제작할 수 있는 컴팩트형 열회수 환기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 오염도에 따라 급기팬의 속도를 증속하고, 온도에 비례하여 리턴댐퍼, 외기댐퍼, 및 배기댐퍼의 개도를 가감하며 급기팬의 속도를 조절하여 겨울철 최적의 효율로 운전할 수 있고 난방효율이 하락되는 것을 방지하여 에너지효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 결로를 방지함과 동시에 원하는 환기량을 충분히 확보할 수 있는 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치는 실내에서 내기가 도입되는 환기구, 외부에서 외기가 도입되는 외기구, 도입된 외기를 실내로 공급하는 급기구, 내기를 외부로 배출하는 배기구를 포함하는 환기케이싱, 상기 환기케이싱의 중앙에 설치되어 상기 환기케이싱으로 도입되는 내기와 외기를 열교환하는 열교환소자, 상기 배기구에 설치되어 배출되는 배기량을 조절하는 배기댐퍼, 상기 외기구에 설치되어 도입되는 외기량을 조절하는 외기댐퍼, 상기 배기구로 배출되는 내기의 일부를 상기 외기구가 위치한 방향으로 보내 상기 외기에 상기 내기의 혼합비율을 조절하는 리턴댐퍼, 상기 내기의 오염도를 감지하는 오염감지센서, 상기 외기의 온도를 감지하는 온도센서, 및 상기 급기구를 통해 강제적으로 외기를 실내로 도입하는 급기팬을 포함하고, 상기 열교환소자는 상기 내기와 외기가 유입 또는 배출되는 둘레면의 양측에 위치하는 사각형의 형상기준면을 기초로 형성된 사각기둥의 형태이며, 상기 형상기준면은 가로방향의 서로 마주하는 꼭지점을 연결하는 가로축과 세로방향의 서로 마주하는 꼭지점을 연결하는 세로축이 서로 다른 길이로 직교되는 형상이다.
상기 형상기준면은 상대적으로 길이가 짧은 상기 가로축 또는 상기 세로축의 양측 꼭지점 중 어느 하나의 꼭지점에 상기 리턴댐퍼가 위치할 수 있다.
상기 형상기준면은 상기 가로축과 상기 세로축이 교차하는 교차점에 대해 상기 리턴댐퍼의 반대방향에 위치하는 꼭지점에서 상기 교차점의 길이보다 상기 리턴댐퍼가 위치하는 꼭지점에서 상기 교차점의 길이가 더 짧을 수 있다.
상기 오염감지센서에서 측정되는 오염도를 기초로 상기 급기팬의 VSP(Voltage to control speed)를 제어하여 실내로 도입되는 외기량을 조절하며, 조절된 급기량을 기초하여 상기 온도센서에서 측정되는 온도를 기초로 상기 리턴댐퍼, 상기 배기댐퍼, 및 상기 외기댐퍼를 제어하여 외기와 내기의 혼합량을 조절하는 외기온도기반 환기모드를 포함하는 환기컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법은 상기한 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법으로서, 상기 오염감지센서에서 오염도를 측정하는 단계, 상기 오염감지센서에 측정된 오염도에 비례하여 상기 급기팬의 VSP를 증가시켜 실내로 도입되는 외기량을 증가시키는 단계, 상기 온도센서에서 외기온도를 측정하는 단계, 및 상기 온도센서에서 측정된 외기온도가 미리 설정된 온도 이하일 경우, 상기 외기온도에 따라 상기 배기구로 배출되는 일부의 내기를 상기 환기구로 도입되는 외기와 혼합되어 실내로 공급되도록 상기 리턴댐퍼, 상기 배기댐퍼, 상기 외기댐퍼의 개도를 조절하여 내기의 혼합량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포함한다.
상기 내기의 혼합량을 조절하는 단계는 상기 온도센서에서 측정되는 온도가 낮을 수록 상기 리턴댐퍼의 개도는 증가하여 외기에 내기의 혼합량을 증가시키고, 상기 외기댐퍼와 상기 배기댐퍼의 개도는 작게 제어하여 배출되는 내기량와 도입되는 외기량을 감소시킬 수 있다.
상기 내기의 혼합량을 조절하는 단계는 상기 온도센서에서 측정되는 온도에 따라 상기 급기팬의 VSP를 추가 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 급기팬의 VSP를 추가 조절하는 단계는 상기 온도센서에서 측정되는 온도가 낮아 질수록 상기 급기팬의 VSP를 증가시켜 실내로 도입되는 외기량을 증가시키는 단계에서 조절된 VSP보다 더 높은 VSP로 반비례하도록 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면, 열교환소자를 가로축과 세로축의 비율이 다른 형상기준면을 기초한 사각기둥의 형상으로 형성하여 환기케이싱의 크기를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 열교환소자와 리턴댐퍼가 일직선상에 위치하더라도 크기가 커지는 것을 방지하여 열회수 환가장치의 크기를 최소화할 수 있다.
또한, 실내의 오염도에 대응하여 급기팬의 속도를 가감하고, 특히 겨울철 외부의 온도에 따라 리턴댐퍼, 배기댐퍼, 및 외기댐퍼의 개도를 조절하여 최적의 효율로 운전함과 동시에 난방효율이 하락되는 것을 방지하여 에너지효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 급기팬과 배기팬이 VSP에 의해 제어되는 배기팬과 급기팬을 적용하여 정밀한 제어와 함께 제작비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치를 도시한 사시도로서, 열교환소자를 분리한 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치를 저면에서 바라본 사시도로서, 환기케이싱의 저면 부분을 제거한 상태이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치를 도시한 평면도로서, 바이패스모드 시에 내이와 외기의 흐름을 나타낸다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치의 열교환소자를 도시한 평면도로서, (a)는 일예, (b)는 다른 일례, (c)는 또 다른 일례의 열교환소자를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치를 도시한 평면도로서, 열교환모드 시에 내기와 외기의 흐름을 나타낸다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치를 도시한 평면도로서, 외기온도기반 환기모드 시에 내기와 외기의 흐름을 나타낸다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 환기케이싱(110)을 포함할 수 있다.
환기케이싱(110)은 내부가 빈 사각의 박스 형태로 형성될 수 있으며, 환기케이싱(110)의 상면 또는 하면 중 어느 하나 또는 둘 모두에는 환기케이싱(110)의 내부를 개폐하여 점검하기 위한 점검도어(119)가 설치될 수 있으며, 점검도어(119)는 측면에 형성될 수도 있음은 물론이다.
환기케이싱(110)의 일측면에는 실내에서 내기가 내부로 도입되는 환기구(111)가 형성될 수 있으며, 환기구(111)의 옆에는 환기케이싱(110)의 내부로 도입된 외기를 실내로 급기하기 위한 급기구(113)가 형성될 수 있다.
그리고, 환기케이싱(110)에서 환기구(111)와 급기구(113)가 형성된 측면과는 반대방향에 위치하는 측면에서 환기구(111)와 마주하는 부분에는 외부에서 외기가 환기케이싱(110)의 내부로 유입되는 외기구(117)가 형성되고, 급기구(113)와 마주하는 부분에는 환기케이싱(110)의 내부로 유입된 내기를 외부로 배기하기 위한 배기구(115)가 형성될 수 있다.
실시예에서는 환기구(111)와 급기구(113) 및 외기구(117)와 배기구(115)가 서로 동일한 측면에 형성된 것으로 설명하지만, 환기구(111), 급기구(113), 외기구(117), 내기구는 환기케이싱(110)의 측면 둘레에 각각 형성되거나, 점검도어(119)가 설치되는 상면 및 하면에도 형성될 수 있다.
환기케이싱(110)의 측면에는 환기케이싱(110)을 천정 또는 벽면에 설치하기 위한 브래킷부가 형성될 수 있다.
실시예에서는 도면에서 보는 바와 같이, 점검도어(119)를 상면에 형성하고, 하면이 천정에 마주하도록 설치하는 것으로 설명하지만, 환기케이싱(110)은 점검도어(119)가 형성된 면과 반대방향의 면이 벽면에 설치되거나, 바닥에 설치되는 형태로 설치될 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 열교환소자(130)를 포함할 수 있다.
열교환소자(130)는 환기케이싱(110)으로 도입되는 내기와 외기를 열교환할 수 있다.
열교환소자(130)는 내기가 지나는 내기유로와 외기가 지나는 외기유로가 서로 직교되는 방향으로 서로 만나지는 않으면서 교차되어 지나도록 내기 유로가 형성된 내기유로판과 외기유로가 형성된 외기유로판이 복수 개가 적층되는 형태로 구성될 수 있다.
열교환소자(130)의 외기유로판과 내기유로판은 내기와 외기의 유출입 방향이 직교되도록 적층되어 내기와 외기가 열교환소자(130)에서 교차되어 지나지만 서로 접촉되지 않고 지나도록 구성될 수 있다.
열교환소자(130)는 지류, 또는 세라믹소재로 형성되어 내기의 열을 회수하여 외기로 전달하거나, 외기의 열을 회수하여 내기로 전달하는 형태로 서로 유사한 온도를 가지도록 열교환할 수 있다.
여기서, 열교환소자(130)는 내기와 외기의 온도를 서로 유사하게 열교환함으로써, 실내의 냉난방효율이 하락되는 것을 방지할 수 있다. 열교환소자(130)는 열 뿐만 아니라, 내기와 외기에서 습기를 흡수하여 내기와 외기의 습기를 교환하는 형태로 내기와 외기가 유사한 습도를 가지도록 교환할 수도 있다.
열교환소자(130)는 재료에 따라 현열 또는 잠열을 교환할 수 있다.
열교환소자(130)는 사각의 기둥의 형상으로 형성될 수 있으며, 열교환소자(130)는 내기와 외기가 유입 및 배출되는 둘레면을 제외한 양측에 위치한 양측면이 사각기둥의 형상의 기초되는 형상기준면(131)일 수 있다.
예컨대, 형상기준면(131)의 형상에 따라 열교환소자(130)는 마름모 기둥, 정사각 기둥, 직사각 기둥의 형상일 수 있으며, 열교환소자(130)의 높이는 형상기준면(131)의 가장 작은 변의 길이와 동일하거나 더 작을 수 있으며, 가장 긴 변의 길이와 동일하거나 더 크게 형성될 수도 있다.
열교환소자(130)는 환기케이싱(110)의 중앙에 위치할 수 있으며, 열교환소자(130)는 형상기준면(131)을 중심으로 형상기준면(131)의 각 꼭지점이 환기구(111)와 급기구(113)의 사이, 외기구(117)와 배기구(115)의 사이 및 환기구(111)와 외기구(117)의 사이, 급기구(113)와 배기구(115)의 사이에 위치하는 형태로 환기케이싱(110)에 대해 마치 마름모의 형태로 기울어져 설치될 수 있다.
이렇게 환기케이싱(110)에서 기울어져 배치되는 열교환소자(130)는 열교환소자(130)의 둘레면이 각각, 환기구(111), 급기구(113), 배기구(115), 및 외기구(117)와 마주하도록 설치된다.
이때, 환기구(111)와 열교환소자(130)의 마주하는 둘레면의 사이에는 환기구(111)로부터 내기가 도입되는 환기공간(112)을 형성하고, 급기구(113)와 열교환소자(130)의 마주하는 둘레면의 사이에는 환기케이싱(110)의 내부로 도입되는 외기가 급기구(113)로 급기되는 급기공간(114)을 형성하며, 배기구(115)와 열교환소자(130)의 마주하는 둘레면의 사이에는 환기케이싱(110)의 내부로 도입된 내기가 외부로 외부로 배기구(115)로 배기되는 배기공간(116)을 형성하고, 외기구(117)와 열교환소자(130)의 마주하는 둘레면의 사이에는 외부에서 외기구(117)를 통해 외기가 환기케이싱(110)의 내부로 도입되는 외기공간(118)을 형성하는 형태로 환기케이싱(110)의 내부공간이 열교환소자(130)에 의해 구획될 수 있다.
물론 환기케이싱(110)과 열교환소자(130)의 형상기준면(131)의 꼭지점은 직접적으로 닿는 것이 아니라, 환기케이싱(110)에서 열교환소자(130)의 둘레로 연장되는 격벽에 의해 구획될 수 있다.
열교환소자(130)는 환기케이싱(110)의 둘레 측면의 사이 간격을 좁힐 수 있도록 마름모형태의 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 일례로 열교환소자(130)의 형상기준면(131)의 가로방향의 마주하는 꼭지점을 연결하는 가상의 축을 가로축(SS)이라 하고, 세로방향의 마주하는 꼭지점을 연결하는 가상의 축을 세로축(CS)이라 할 때, 가로축(SS)과 세로축(CS)은 서로 중간부분이 직교되도록 교차되며, 세로축(CS)과 가로축(SS) 중 어느 하나는 상대적으로 길이가 길거나, 짧게 형성되는 마름모의 형태로 형성될 수 있다.
이때, 형상기준면(131)에서 상대적으로 짧은 길이를 갖는 가로축(SS) 또는 세로축(CS)의 양측 꼭지점과 마주하는 환기케이싱(110)의 면은 짧아진 길이만큼 환기케이싱(110)의 폭을 감소시켜 컴팩트한 크기로 환기케이싱(110)을 제작할 수 있다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 다른 일례로는 열교환소자(130)는 형상기준면(131)의 가로축(SS)과 세로축(CS)이 길이가 서로 다른 상태에서 서로 직교되지 않고 기울어지는 형태로 구성될 수도 있다.
이때, 가로축(SS)과 세로축(CS)이 길이가 서로 기울어지면 환기공간(112), 급기공간(114), 배기공간(116), 외기공간(118)의 크기를 서로 달리하여 상대적으로 넓은 공간에는 다른 구성들을 추가함에 따라 환기케이싱(110)의 내부 공간의 활용도를 증가시킬 수 있다.
도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 또 다른 일례로의 다른 열교환소자(130)는 형상기준면(131)의 가로축(SS)과 세로축(CS)이 서로 길이가 다른 상태에서 세로축(CS)의 중간과 가로축(SS)의 중간이 서로 직교되는 것이 아니라, 가로축(SS)과 세로축(CS) 중 어느 하나의 중간을 교차하여 지나고 다른 하나는 중간을 벗어난 위치를 교차하여 지나도록 구성될 수 있다.
즉, 형상기준면(131)이 중간점을 지나는 세로축(CS) 또는 가로축(SS)의 꼭지점은 서로 동일한 사잇각을 갖지만 교차점(C)에 대해 서로 다른 길이를 갖는 세로축(CS) 또는 가로축(SS)의 꼭지점은 서로 다른 사잇각을 갖는 마름모의 형태로 형성될 수 있다.
이때, 또 다른 일례에서는 각 꼭지점에서 교차점(C)까지 길이는 모두 동일하고, 어느 하나의 꼭지점에서 교차점(C)까지의 길이만 상대적으로 작은 길이를 갖도록 형상기준면(131)의 형상을 형성할 수도 있다.
또 다른 일례와 같은 형상기준면(131)을 갖도록 열교환소자(130)를 형성하는 경우, 열교환소자(130)의 둘레면에서 어느 한 꼭지점의 부분을 최대한 축소시켜 축소된 부분에 공간활용도를 높이거나, 축소된 만큼 환기케이싱(110)의 둘레측면의 간격을 더 좁혀 컴팩트한 환기케이싱(110)을 제작할 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 공기필터(180)를 포함할 수 있다.
공기필터(180)는 내기와 외기에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있다.
공기필터(180)는 환기구(111)에 설치되어 환기구(111)로 도입되는 내기에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있으며, 외기구(117)에도 설치되어 외기구(117)로 도입되는 외기에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있다.
공기필터(180)는 환기구(111)와 마주하는 열교환소자(130)의 둘레면에 겹쳐 설치되어 열교환소자(130)로 공급되는 내기에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있으며, 외기구(117)와 마주하는 열교환소자(130)의 둘레면에 겹쳐져 열교환소자(130)로 공급되는 외기에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있다.
공기필터(180)는 다양한 종류의 공기필터(180)뿐만 아니라, 미세먼지 필터, 냄새제거 필터, 항균필터 등 기능성을 갖는 필터가 복수 개가 겹쳐져 설치될 수도 있다.
도 1 내지 도 3, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 바이패스통로(140) 및 리턴통로(150)를 포함할 수 있다.
바이패스통로(140)는 내기와 외기가 열교환하지 않고 바로 도입될 수 있도록 내기와 외기 중 어느 하나를 선택하여 환기케이싱(110)을 지나도록 환기케이싱(110)에 구성될 수 있다.
예컨대, 실시예에서 바이패스통로(140)는 환기구(111)로 도입된 내기가 열교환소자(130)를 거치지 않고 바로 배기구(115)로 배출되도록 환기케이싱(110)의 내부공간을 일부 구획하여 구성하였지만, 외기구(117)로 도입된 내기가 열교환소자(130)를 거치지 않고 바로 급기구(113)로 급기되도록 환기케이싱(110)의 내부공간의 일부를 구획하여 구성될 수 있다.
바이패스통로(140)는 환기케이싱(110)에서 열교환소자(130)의 양측에 위치하는 형상기준면(131) 중 어느 하나의 형상기준면(131)과 마주하는 부분에 환기케이싱(110)을 구획하는 바이패스커버에 의해 구획되어 형성될 수 있으며, 점검도어(119)는 바이패스통로(140)가 형성되지 않은 형상기준면(131)과 마주하는 환키에싱의 부분에 형성될 수 있다.
열교환소자(130)는 바이패스커버의 상부에 안착되는 형태로 설치될 수 있으며, 바이패스커버의 일단은 환기공간(112)과 연통되고, 바이패스커버의 타단은 배기공간(116)과 연통되어 환기공간(112)으로 도입되는 내기가 선택적으로 바이패스통로(140)를 통해 배기공간(116)으로 이동하거나, 환기공간(112)으로 도입된 내기가 열교환소자(130)를 거쳐 배기공간(116)으로 이동할 수 있다.
리턴통로(150)는 배기공간(116)에 형성될 수 있으며, 리턴통로(150)는 배기공간(116)으로 배기되는 공기의 일부를 외기공간(118)으로 공급할 수 있다.
리턴통로(150)는 특히 상대적으로 내기보다 외기의 온도가 현저히 낮은 겨울철에 온도가 낮은 외기에 따뜻한 내기를 혼합하여 열교환소자(130)를 거치도록 공급함으로써, 외기와 내기의 온도차이에 따른 난방효율이 하락되거나, 온도차로 인한 환기케이싱(110) 또는 열교환소자(130)에 결로가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
리턴통로(150)는 배기공간(116)의 일부를 외기공간(118)과 연결하도록 유로격벽에 의해 배기공간(116)을 구획하는 형태로 형성할 수 있으며, 리턴통로(150)에는 하기에 설명할 리턴댐퍼(151)가 설치되어 리턴댐퍼(151)의 개폐에 따라 배기공간(116)에서 리턴통로(150)로 유입되는 내기가 배기구(115)로 배출되거나, 외기공간(118)으로 도입될 수 있다.
여기서, 리턴댐퍼(151)는 열교환소자(130)의 형상기준면(131)의 상대적으로 길이가 작은 세로축(CS) 또는 가로축(SS)의 꼭지점의 위치에 설치되어 열교환소자(130)와 일직선상에 설치하더라도 환기케이싱(110)의 크기를 확장시킬 필요 없이 컴팩트한 크기로 환기케이싱(110)을 제작할 수 있다.
물론, 또 다른 일례의 열교환소자(130)가 설치되는 경우, 교차점(C)에 대해 꼭지점의 거리가 가장 짧은 위치에 꼭지점이 위치한 부분이 리턴댐퍼(151)가 위치하도록 열교환소자(130)를 설치하여 리턴댐퍼(151)와 열교환소자(130)를 일직선 상에 배치하더라도 환기케이싱(110)의 크기를 확대할 필요가 없어 컴팩트한 크기로 환기케이싱(110)을 제작할 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 바이패스댐퍼(120), 배기댐퍼(115a), 외기댐퍼(117a)를 포함할 수 있다.
바이패스댐퍼(120)는 내기 또는 외기가 열교환소자(130)를 거치거나, 열교환소자(130)를 거치지 않고 바이패스통로(140)를 지나도록 선택하여 공급할 수 있다.
바이패스댐퍼(120)는 바이패스통로(140)에 의해 연결되는 외기구(117) 또는 환기구(111)에 설치되어 외기 또는 내기가 열교환소자(130)와 바이패스통로(140)를 선택하여 지나도록 내기 또는 외기가 지나는 방향을 선택할 수 있다.
바이패스댐퍼(120)는 실시예에서와 같이 내기가 열교환소자(130)를 거치지 않도록 구성한 경우에는 환기공간(112)에 설치될 수 있다.
바이패스댐퍼(120)는 환기구(111)로 도입되는 내기가 바이패스통로(140)와 연통되는 바이패스공(121)과 열교환소자(130)와 연통되는 소자공(123)을 댐퍼도어가 둘 중 어느 하나를 선택하여 개폐하도록 설치되어 댐퍼도어가 소자공(123)을 폐쇄하는 경우, 바이패스공(121)을 개방하여 환기구(111)로 도입된 내기를 바이패스통로(140)를 지나도록 내기를 바이패스통로(140) 측으로 공급하고, 댐퍼도어가 바이패스공(121)을 밀폐하고 소자공(123)을 개방하는 경우, 환기구(111)로 유입된 내기가 열교환소자(130)를 지나도록 내기를 열교환소자(130) 측으로 공급할 수 있다.
외기댐퍼(117a)는 외기구(117)에 설치되어 외기구(117)를 개폐하는 형태로 외기를 환기케이싱(110)의 내부로 도입하거나, 도입을 차단할 수 있으며, 외기댐퍼(117a)의 댐퍼도어는 미리 설정된 각도로 외기구(117)를 개방하여 도입되는 환기케이싱(110)의 내부로 유입되는 외기량을 조절할 수 있다.
배기댐퍼(115a)는 배기구(115)에 설치되어 배기구(115)를 개폐하는 형태로 내기를 배기구(115)로 배출하거나, 차단할 수 있으며, 배기댐퍼(115a)의 댐퍼도어는 미리 설정된 각도로 배기구(115)를 개방하여 환기케이싱(110)에서 외부로 배출되는 배기량을 조절할 수 있다.
바이패스댐퍼(120), 외기댐퍼(117a), 배기댐퍼(115a)는 하기에 설명할 환기컨트롤러(170)에 의해 제어될 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 급기팬(161) 및 배기팬(163)을 포함할 수 있다.
급기팬(161)은 외기구(117)로부터 강제적으로 외기를 환기케이싱(110)의 내부로 도입하고 도입된 외기를 급기구(113)를 통해 실내로 급기할 수 있다.
급기팬(161)은 급기공간(114)에 설치될 수 있으며, 급기공간(114)의 공기를 흡입하여 급기구(113))로 토출하는 형태로 외기를 도입하여 실내로 급기할 수 있다.
배기팬(163)은 환기구(111)로부터 강제적으로 내기를 환기케이싱(110)의 내부로 도입하고, 도입된 내기를 배기구(115)를 통해 외부로 배기할 수 있다.
배기팬(163)은 배기공간(116)에 설치될 수 있으며, 배기공간(116)의 공기를 흡입하여 리턴통로(150)로 토출하는 형태로 리턴통로(150)에 위치하는 배기구(115)를 통해 외부로 배기할 수 있다.
급기팬(161)과 배기팬(163)도 모두 환기컨트롤러(170)에 의해 제어될 수 있으며, 급기팬(161)과 배기팬(163)은 VSP(Voltage to control speed)에 의해 제어될 수 있다.
여기서, VSP는 비례제어하는 방법으로서, 공급되는 전압에 비례하여 팬의 회전속도를 증속시키는 형태로 제어하여 다른 비례제어보다도 저렴한 가격으로 정밀하게 속도로 배기팬(163) 및 급기팬(161)을 제어할 수 있다.
예컨대, VSP는 제어를 위해 공급되는 0.1~10V 의 전압 범위 내에 1 부터 99 단계마다 미리 설정된 rpm으로 증속되도록 설정되어 0.1V의 전압이 공급되면 1단계의 미리 설정된 rpm으로 배기팬(163) 또는 급기팬(161)이 작동하고, 10V전압이 공급되면 99단계의 미리 설정된 rpm으로 배기팬(163) 또는 급기팬(161)이 증속하여 작동하도록 배기팬(163)과 급기팬(161)을 제어할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 오염감지센서, 온도센서, 및 환기컨트롤러(170)를 포함할 수 있다.
오염감지센서는 내기의 오염도를 감지할 수 있으며, 오염감지센서는 내기에 포함된 먼지량을 감지하거나, 이산화탄소량을 감지하는 형태로 내기의 오염도를 감지할 수 있다.
오염감지센서는 환기케이싱(110)의 내기가 유입되는 환기구(111) 또는 환기공간(112)에 설치되거나, 환기케이싱(110)의 외부에 설치되어 감지된 오염도를 환기컨트롤러(170)으로 제공할 수 있다.
이외 오염감지센서는 이산화탄소, 먼지량뿐만 아니라, 신체에 해로운 다른 유해물질도 감지할 수 있다.
온도센서는 내기와 외기의 온도를 감지하는 형태로 실내외의 온도를 감지할 수 있다.
온도센서는 환기케이싱(110)의 내부에 설치되어 환기구(111)로 도입되는 내기의 온도를 감지하거나, 외기구(117)로 도입되는 외기의 온도를 감지할 수 있으며, 온도센서는 내기와 외기의 온도를 각각 측정하는 온도센서가 각각 환기케이싱(110)에 설치되거나, 환기케이싱(110)의 외부에서 실내 및 외부에 각각 설치된 온도센서가 실내외의 온도를 측정하고 측정된 온도를 환기컨트롤러(170)로 제공할 수 있다.
환기컨트롤러(170)를 온도센서, 및 오염감지센서에서 감지되는 온도 또는 오염도에 따라 컴팩트형 열회수 환기장치(100)를 작동시킬 수 있으며, 환기컨트롤러(170)는 실내의 오염도 또는 미리 설정된 주기 또는 실내의 온도에 따라 환기하도록 컴팩트형 열회수 환기장치(100)를 제어할 수 있다.
환기컨트롤러(170)는 실내외의 온도차가 미리 설정된 범위 이상일 때, 실내의 온도차를 최소화하기 선택하여 작동하는 열교환모드, 실내외의 온도차가 상대적으로 크지 않을 때, 신선한 공기를 제공하기 위해 선택하여 작동하는 바이패스모드, 및 열교환모드의 작동 중에 외기의 온도에 따라 미리 설정된 온도 미만에서 작동하는 외기기반 환기모드를 포함할 수 있다.
환기컨트롤러(170)의 각 제어되는 모드는 하기의 외기온도기반 자동 제어방법을 설명할 때 구체적으로 설명한다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)의 자동 제어방법과 함께 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 환기케이싱(110)의 일측면에 환기구(111)와 급기구(113)가 나란히 형성되고, 환기구(111)와 급기구(113)가 형성된 측면과 마주하는 측면에는 외기구(117) 배기구(115)가 나란하게 형성된다.
그리고, 환기케이싱(110)의 내부에는 내기와 외기를 열교환하기 위한 사각 기둥의 형태의 열교환소자(130)가 설치되며, 열교환소자(130)의 둘레면은 각각 환기구(111), 급기구(113), 배기구(115), 외기구(117)가 위하는 방향을 바라보도록 설치된다.
열교환소자(130)는 사각 기둥의 형상의 기초가 되는 형상기준면(131)에서 가로축(SS) 또는 세로축(CS)이 상대적으로 길이가 짧은 마름모의 형상으로 형성되어 환기케이싱(110)의 마주하는 측벽사이 거리를 감소시켜 컴팩트한 열회수 환기장치(100)를 제공할 수 있다.
그리고, 환기케이싱(110)의 내부 공간은 열교환소자(130)에 의해 환기구(111)와 열교환소자(130)의 사이에 환기공간(112)으로 구획되며, 급기구(113)와 열교환소자(130)의 사이에 급기공간(114)으로 구획되고, 배기구(115)와 열교환소자(130)의 사이에 배기공간(116)으로 구획되며, 외기구(117)와 열교환소자(130)의 사이에 외기공간(118)으로 구획된다.
환기케이싱(110)에서 열교환소자(130)의 양측에 위치하는 형상기준면(131) 중 어느 하나의 형상기준면(131)과 마주하는 부분에는 환기공간(112)으로 도입된 내기를 열교환소자(130)를 거치지 않고 바로 배기구(115)로 전달할 수 있는 바이패스통로(140)가 형성되며, 환기공간(112)에는 환기구(111)로 도입되는 내기를 바이패스통로(140)와 열교환소자(130)가 위치한 방향으로 선택화여 보내는 바이패스댐퍼(120)가 설치된다.
그리고, 배기공간(116)에는 배기공간(116)의 일부를 외기공간(118)으로 연결하는 리턴통로(150)가 형성되며, 리턴통로(150)에서 열교환소자(130)의 꼭지점이 위치하는 부분에는 배기공간(116)으로 도입되는 내기를 외기공간(118)으로 보내 외기와 혼합하기 위한 리턴댐퍼(151)가 설치된다.
또한, 외기구(117)에는 외기구(117)를 개폐하며 외기의 도입량을 조절하는 조절하는 외기댐퍼(117a)가 설치되며, 배기구(115)에는 배기구(115)를 개폐하며 내기의 배기량을 조절하는 배기댐퍼(115a)가 설치된다.
그리고, 급기공간(114)에는 외기를 강제적으로 흡입하여 실내로 공급하기 위한 급기팬(161)이 설치되고, 배기공간(116)에는 내기를 강제적으로 흡입하여 외부로 배출하기 위한 배기팬(163)이 설치될 수 있으며, 배기팬(163) 및 급기팬(161)은 VSP에 의해 제어될 수 있다.
한편, 환기컨트롤러(170)는 오염감지센서 및 온도센서에서 감지되는 온도 및 오염도에 따라 컴팩트형 열회수 환기장치(100)를 제어할 수 있다.
이렇게 구성된 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)는 오염감지센서에서 내기의 오염이 감지되거나, 사용자가 작동을 선택하는 경우, 온도센서에 의해 실내외의 온도차이에 따라 바이패스모드 또는 열교환모드를 선택하여 작동한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 바이패스모드는 오염감지센서 내에서 미리 설정된 오염도가 감지되고, 실내외의 온도차가 크지 않을 때, 예컨대, 봄 또는 가을철과 같은 간절기 때, 외기의 온도만으로 냉난방을 수행하도록 선택하도록 온도센서에서 측정되는 실내외의 온도차가 미리 설정된 범위 내에 위치하면 작동한다.
이때, 오염감지센서에서 작동하는 오염도는 내기의 이산화탄소량일 수 있다.
바이패스모드가 선택되면, 바이패스댐퍼(120)는 댐퍼도어가 바이패스공(121)을 개방하고 소자공(123)을 밀폐하도록 작동하며, 외기댐퍼(117a)와 배기댐퍼(115a)에 의해 외기구(117)와 배기구(115)를 개방하고, 급기팬(161)과 배기팬(163)을 작동시킨다.
이때, 리턴댐퍼(151)는 리턴통로(150)를 밀폐한다.
급기팬(161)과 배기팬(163)이 작동하면, 실내의 내기는 환기구(111)로 유입되어 바이패스댐퍼(120)의 바이패스공(121)을 통해 열교환소자(130)를 거치지 않고 바이패스통로(140)로 진입하고 바이패스통로(140)를 지난 내기는 배기공간(116)으로 이동하고, 배기공간(116)의 내기는 배기구(115)를 통해 외부로 배기된다.
여기서, 급기팬(161)은 오염감지센서에서 감지되는 오염도에 따라 미리 설정된 VSP에 따라 작동속도가 제어될 수 있으며, 배기팬(163)은 VSP에 의해 제어되거나, VSP에 의해 제어되지 않고 미리 설정된 속도로만 작동할 수도 있다.
이와 동시에 외기는 외기구(117)를 통해 외기공간(118)으로 도입되고, 외기공간(118)으로 도입된 외기는 열교환소자(130)를 거쳐 급기공간(114)으로 이동하고, 급기공간(114)으로 이동한 외기는 급기팬(161)을 통해 급기구(113)로 급기되어 실내로 공급된다.
이렇게 바이패스모드는 내기와 외기가 열교환소자(130)를 거치지 않고 외기의 온도를 그대로 유지한 상태에서 실내로 공급되기 때문에 상대적으로 외부의 온도가 낮고 실내의 온도가 높은 간절기 때 외기의 온도만으로 실내를 냉방하는 효과를 얻거나, 실내는 차갑고 상대적으로 외부의 온도가 높은 간절기 때에는 외기의 온도만으로 실내를 난방하는 효과를 얻어 냉난방의 효과를 얻거나 외부의 온도를 그대로 유지하는 외기를 실내로 도입하여 청량감을 제공할 수 있다.
여름철 또는 겨울철과 같이 실내외의 온도가 미리 설정된 온도차의 범위를 넘어서고, 오염감지센서에서 내기의 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우, 환기컨트롤러(170)는 열교환모드를 선택하여 작동한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 열교환모드는 내기가 열교환소자(130)를 거치되도록 바이패스댐퍼(120)의 댐퍼도어는 소자공(123)을 개방하고, 바이패스공(121)은 밀폐하도록 동작하며, 외기댐퍼(117a)와 배기댐퍼(115a)는 외기구(117)와 배기구(115)를 각각 개방하고, 급기팬(161)과 배기팬(163)을 작동시킨다. 이때에도 리턴댐퍼(151)는 리턴통로(150)를 폐쇄한 상태일 수 있다.
급기팬(161)과 배기팬(163)이 작동하면, 환기구(111)를 통해 도입되는 내기는 바이패스댐퍼(120)의 소자공(123)을 통해 열교환소자(130)로 공급되고, 열교환소자(130)를 거친 내기는 배기공간(116)으로 이동하여 배기팬(163)을 통해 배기구(115)로 배출되어 외부로 배기된다.
여기서, 급기팬(161)은 오염감지센서에서 감지되는 오염도에 따라 미리 설정된 VSP에 따라 작동속도가 제어될 수 있으며, 배기팬(163)은 VSP에 의해 제어되거나, VSP에 의해 제어되지 않고 미리 설정된 속도로만 작동할 수도 있다.
이와 동시에 외기구(117)를 통해 도입되는 외기는 열교환소자(130)를 거치면서 내기와 열교환하고 열교환소자(130)를 거쳐 열교환 한 외기는 급기공간(114)으로 이동하여 급기팬(161)을 통해 급기구(113)로 배출되면서 실내로 급기된다.
한편, 열교환모드로 작동하는 상태일 때에나, 특히 겨울철과 같이 외부의 온도가 미리 설정된 온도 미만인 경우에는 외기온도기반 환기모드를 선택하여 작동한다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)의 외기온도기반 자동 제어방법은 상기한 외기온도기반 환기모드로 작동할 때의 제어방법이다.
본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 열회수 환기장치(100)의 외기온도기반 자동제어방법은 열교환모드를 수행 중에 외기의 온도가 미리 설정된 온도미만일 경우, 또는 외기의 온도가 미리 설정된 온도 미만일 경우, 단독적으로 환기컨트롤러(170)가 자동으로 선택할 수 있다.
외기온도기반 환기모드는 먼저 오염감지센서에서 감지되는 오염도가 미리 설정된 오염도 이상일 경우, 배기팬(163)과 급기팬(161)을 작동시킬 수 있다(S10).
이때, 오염도는 이산화탄소량이 기초가 될 수 있으며 실시예에서는 실내의 이산화탄소량이 1000ppm 이상일 경우, 외기온도기반 환기모드를 선택하여 작동하도록 설정하였다.
그리고 환기컨트롤러(170)은 오염도에 비례하여 실내에서 신속한 환기가 이뤄질 수 있도록 급기팬(161)을 증속시켜 작동시킬 수 있다(S20).
예컨대, 환기컨트롤러(170)에는 오염감지센서에서 감지되는 이산화탄소량에 따라 700ppm 초과 1000ppm 미만의 범위일 경우에는 VSP가 20인 "약"모드로 급기팬(161)이 동작하고, 1000ppm 이상 1500ppm 이하의 범위일 경우에는 VSP가 28인 "중"모드로 급기팬(161)이 동작하고, 1500ppm을 초과하는 경우에는 VSP가 33인 "강"모드로 급기팬(161)이 동작하도록 급기팬(161)의 동작속도가 VSP로 미리 설정된 형태로 오염도에 비례하여 급기팬(161)의 속도가 증속되도록 작동시킬 수 있다.
이때, 배기팬(163)도 급기팬(161)과 동일한 VSP의 값에 따라 오염도에 대응하여 작동하거나, 배기팬(163)은 오염도에 대응하지 않고 동일한 속도로 작동할 수도 있다.
급기팬(161)이 작동하면, 온도센서는 외기온도를 측정하고 측정된 외기온도룰 환기컨트롤러(170)로 제공한다(S30)
그리고, 온도센서에서 측정되는 외기온도에 따라 결로를 방지하거나, 냉난방효율이 하락되는 것을 방지하기 위해 내기에 외기를 혼합하여 공급하도록 리턴댐퍼(151)에 의해 리턴통로(150)를 개방하고 내기의 혼합량을 조절하기 위해 리턴댐퍼(151)의 개도를 조절한다(S40).
이와 동시에 환기컨트롤러(170)는 외기댐퍼(117a)의 개도를 조절하여 외기의 환기케이싱(110)의 내부로 도입되는 외기의 공급량을 조절하고, 배기댐퍼(115a)의 개도를 조절하여 배기되는 내기의 배기량을 조절한다(S40).
여기서, 환기컨트롤러(170)는 리턴댐퍼(151), 배기댐퍼(115a), 외기댐퍼(117a)의 개도를 조절할 때에는 온도센서에서 감지되는 외기의 온도에 따라 조절할 수 있으며, 온도센서에서 감지되는 온도가 낮을 수록 리턴댐퍼(151)의 개도는 증가시켜 내기의 혼합량을 증가시키고, 외기댐퍼(117a)의 개도는 작게하여 외기의 도입량을 감소시킴과 동시에 배기댐퍼(115a)의 개도도 작게하여 내기의 배출량을 감소시킬 수 있다.
환기컨트롤러(170)는 온도센서에서 측정되는 외기의 온도를 미리 설정된 범위로 구별하고 각 범위에 속하는 온도범위마다 리턴댐퍼(151), 배기댐퍼(115a), 외기댐퍼(117a)의 개도를 다르게 설정할 수 있다.
예컨대, 외기온도가 -6℃ 이상 -10℃ 이하일 때, 리턴댐퍼(151)의 개도는 16°, 외기댐퍼(117a)의 개도는 70°, 배기댐퍼(115a)의 개도는 70°로 개방하도록 제어되고, 외기온도가 -11℃ 이상 -15℃ 이하의 범위일 때, 리턴댐퍼(151)의 개도는 22°, 외기댐퍼(117a)의 개도는 68°, 배기댐퍼(115a)의 개도는 68°로 개방하도록 제어되며, 외기온도가 -16℃ 이상 -20℃ 이하의 범위일 때, 리턴댐퍼(151)의 개도는 33°, 외기댐퍼(117a)의 개도는 65°, 배기댐퍼(115a)의 개도는 65°로 개방하도록 제어될 수 있다.
여기서, 오염도에 따라 급기팬(161)이 "약"모드, "중"모드, "강'모드에 의해 동작하더라도 급기팬(161)의 속도만 달라질 뿐 리턴댐퍼(151), 외기댐퍼(117a), 배기댐퍼(115a)의 개도는 외기온도의 범위에 따라 위와 동일한 개도로 조절될 수 있다.
그리고, 환기컨트롤러(170)는 온도센서에서 측정되는 외기 온도에 따라 리턴댐퍼(151), 배기댐퍼(115a), 외기댐퍼(117a)의 개도를 조절함과 동시에 신속히 공기가 혼합하여 공급함과 동시에 개도의 변화에 따라 부족한 환기량을 확보할 수 있도록 온도센서에서 측정되는 온도가 낮을 수록 급기팬(161)의 VSP의 값을 증가시켜 속도를 증속시킬 수 있다(S40).
이때, 급기팬(161)의 증가되는 속도는 오염도에 따라 급기팬(161)이 작동하도록 설정된 VSP의 값보다는 더 높은 값의 VSP로 작동하도록 급기팬(161)을 제어하여 개도의 변화에 대응하여 부족한 환기량을 확보함과 동시에 신속하게 내기와 외기를 혼합하여 공급할 있다.
예컨대, 오염도에 따라 급기팬(161)의 VSP가 20인 "약"모드인 작동 중에 외기온도가 -6℃ 이상 -10℃ 이하의 범위일 때, 급기팬(161)의 VSP는 23으로 작동하고, 외기온도가 -11℃ 이상 -15℃ 이하의 범위일 때, 급기팬(161)의 VSP는 25로 작동할 수 있다.
또한, 오염도에 따라 급기팬(161)의 VSP가 28인 "중"모드인 작동 중에 외기온도가 -6℃ 이상 -10℃ 이하의 범위일 때, 급기팬(161)의 VSP는 31으로 작동하고, 외기온도가 -11℃ 이상 -15℃ 이하의 범위일 때, 급기팬(161)의 VSP는 33로 작동할 수 있다.
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이와 같이 외기온도기반 환기모드는 오염도에 따라 급기팬(161)의 속도를 가변시켜 신속한 환기를 수행함과 동시에 외기온도에 따라 내기와 외기의 혼합비율을 조절하여 온도차로 인한 결로의 발생 및 실내외의 온도차로 인한 불쾌감을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 리턴댐퍼(151), 외기댐퍼(117a), 배기댐퍼(115a)의 개도조절에 대응하여 급기팬(161)의 속도를 조절하여 원하는 환기량을 확보할 수 있다.
따라서, 컴팩트형 열회수 환기장치(100) 및 이의 외기온도기반 자동 제어방법은 열교환소자(130)를 마름모의 형태로 형성하여 환기케이싱(110)의 크기를 최소화할 수 있으며, 리턴댐퍼(151)를 열교환소자(130)와 일직선상에 설치하더라도 환기케이싱(110)의 크기가 확대되는 것을 방지하여 리턴댐퍼(151)를 가지면서도 환기케이싱(110)의 크기가 확대되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 급기팬(161)과 배기팬(163)이 VSP에 의해 제어되어 저렴한 가격으로 정밀한 제어가 가능하여 제작비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 외기온도기반 환기모드에 의해 외기온도가 낮아질 때 외기와 내기의 혼합량을 증가시켜 결로의 발생을 방지함과 동시에 난방효율이 하락되는 것을 방지하고, 내기 및 외기의 도입량의 감소에 따라 급기팬(161)의 속도를 증속시켜 원하는 환기량을 충분히 확보할 수 있으며, 외기온도에 대응하여 최적의 효율로 운전함으로써, 난방효율이 하락되는 것을 방지하여 에너지효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 컴팩트형 열회수 환기장치 110: 환기케이싱
111: 환기구 112: 환기공간
113: 급기구 114: 급기공간
115: 배기구 115a: 배기댐퍼
116: 배기공간 117: 외기구
117a: 외기댐퍼 118: 외기공간
119: 점검도어 120: 바이패스댐퍼
121: 바이패스공 123: 소자공
130: 열교환소자 131: 형상기준면
140: 바이패스통로 150: 리턴통로
151: 리턴댐퍼 161: 급기팬
163: 배기팬 170: 환기컨트롤러
180: 공기필터 CS: 세로축
SS: 가로축 C: 교차점

Claims (8)

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  2. 삭제
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  4. 삭제
  5. 실내에서 내기가 도입되는 환기구, 외부에서 외기가 도입되는 외기구, 도입된 외기를 실내로 공급하는 급기구, 내기를 외부로 배출하는 배기구를 포함하는 환기케이싱, 상기 환기케이싱의 중앙에 설치되어 상기 환기케이싱으로 도입되는 내기와 외기를 열교환하는 열교환소자, 상기 배기구에 설치되어 배출되는 배기량을 조절하는 배기댐퍼, 상기 외기구에 설치되어 도입되는 외기량을 조절하는 외기댐퍼, 상기 배기구로 배출되는 내기의 일부를 상기 외기구가 위치한 방향으로 보내 상기 외기에 상기 내기의 혼합비율을 조절하는 리턴댐퍼, 상기 내기의 오염도를 감지하는 오염감지센서, 상기 외기의 온도를 감지하는 온도센서, 및 상기 급기구를 통해 강제적으로 외기를 실내로 도입하는 급기팬을 포함하고, 상기 열교환소자는 상기 내기와 외기가 유입 또는 배출되는 둘레면의 양측에 위치하는 사각형의 형상기준면을 기초로 형성된 사각기둥의 형태이며, 상기 형상기준면은 가로방향의 서로 마주하는 꼭지점을 연결하는 가로축과 세로방향의 서로 마주하는 꼭지점을 연결하는 세로축이 서로 다른 길이로 직교되는 형상이고, 상기 오염감지센서에서 측정되는 오염도를 기초로 상기 급기팬의 VSP(Voltage to control speed)를 제어하여 실내로 도입되는 외기량을 조절하며, 조절된 외기량을 기초하여 상기 온도센서에서 측정되는 온도를 기초로 상기 리턴댐퍼, 상기 배기댐퍼, 및 상기 외기댐퍼를 제어하여 외기와 내기의 혼합량을 조절하는 외기온도기반 환기모드를 포함하는 환기컨트롤러를 포함하는 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법으로서,
    상기 외기온도기반 환기모드는
    상기 오염감지센서에서 오염도를 측정하는 단계,
    상기 오염감지센서에 측정된 오염도에 비례하여 상기 급기팬의 VSP를 증가시켜 실내로 도입되는 외기량을 증가시키는 단계,
    상기 온도센서에서 외기온도를 측정하는 단계, 및
    상기 온도센서에서 측정된 외기온도가 미리 설정된 온도 이하일 경우, 상기 외기온도에 따라 상기 배기구로 배출되는 일부의 내기를 상기 환기구로 도입되는 외기와 혼합되어 실내로 공급되도록 상기 리턴댐퍼, 상기 배기댐퍼, 상기 외기댐퍼의 개도를 조절하여 내기의 혼합량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포함하고,
    상기 내기의 혼합량을 조절하는 단계는 상기 온도센서에서 측정되는 온도에 따라 상기 급기팬의 VSP를 추가 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 급기팬의 VSP를 추가 조절하는 단계는 상기 온도센서에서 측정되는 온도가 낮아 질수록, 상기 급기팬의 VSP를 증가시켜 실내로 도입되는 외기량을 증가시키는 단계에서 조절된 VSP보다 더 증가된 값의 VSP로 상기 급기팬을 작동하는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내기의 혼합량을 조절하는 단계는
    상기 온도센서에서 측정되는 온도가 낮을 수록 상기 리턴댐퍼의 개도는 증가하여 외기에 내기의 혼합량을 증가시키고, 상기 외기댐퍼와 상기 배기댐퍼의 개도는 작게 제어하여 배출되는 내기량와 도입되는 외기량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 열회수 환기장치의 외기온도기반 자동 제어방법.
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  8. 삭제
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