KR102615252B1 - 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치 - Google Patents

고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치에 관한 것으로서, 제1방향을 통해 유입되는 공기와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 통해 유입되는 공기가 상호 혼합되지 않으면서 열교환이 이루어지게 사각형태로 형성된 전열교환유닛과, 창틀에 장착되며, 상기 전열교환유닛이 중앙에 장착되고, 상기 전열교환유닛에 대해 상기 제1방향을 따라 상기 전열교환유닛 양측에 각각 구획되어 대향되는 상기 전열교환유닛과는 통기가 이루어지게 제1 및 제2구획공간이 형성되고, 상기 제2방향을 따라 상기 전열교환유닛 양측에 각각 구획되어 대향되는 상기 전열교환유닛과는 통기가 이루어지게 제3 및 제4구획공간을 갖는 전열공간과, 상기 전열공간의 상기 제1구획공간과 연통되게 형성되며, 내기 배출구가 형성된 내기배출 가이드공간과, 상기 제2구획공간과 연통되게 형성되며, 내기 유입구가 형성된 내기 유입 가이드 공간과, 상기 제3구획공간과 연통되게 형성되며 외기 유입구가 형성된 외기 유입 가이드 공간과, 상기 제4구획공간과 연통되게 형성되며, 외기 배출구가 형성된 외기 배출가이드 공간이 형성된 하우징과, 상기 내기 유입구로 유입된 공기를 상기 내기 배출구를 통해 배출하거나 상기 외기 유입구로 유입된 공기를 상기 외기 배출구를 통해 배출할 수 있도록 상기 하우징에 마련된 송풍유닛과, 상기 내기 유입구, 내기 배출구, 외기 유입구 또는 외기 배출구 중 적어도 어느 하나를 개폐하도록 상기 하우징에 마련된 댐퍼유닛과, 상기 송풍유닛의 작동 상태를 감지하는 상태 감지부와, 상기 상태 감지부에서 제공되는 감지정보를 토대로 상기 댐퍼유닛의 고장 여부를 판단하는 고장 진단부를 구비한다.
본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치는 공기를 강제 송풍시키는 송풍유닛의 구동모터 전류 값을 토대로 해당 댐퍼유닛의 고장 유무를 판단하므로 댐퍼유닛의 작동 상태를 보다 용이하게 판별할 수 있다는 장점이 있다.

Description

고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치{Ventilator device with fault detection function}
본 발명은 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기를 강제 송풍시키는 송풍유닛의 작동상태를 토대로 댐퍼유닛의 고장 유무를 판단할 수 있으며, 판단 정보를 안드로이드 어플리케이션 및 서버로 전송하여 작동에 대한 이상유무를 관리자에게 알릴 수 있는 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치에 관한 것이다.
일반적으로 환기장치는 학교, 공항, 병원 등의 건물이나 주택의 냉방 또는 난방 시에, 실내공기가 환기되도록 하기 위해 실내공기를 실외로 배출하고 실외공기를 실내로 유입되도록 하는 과정에서 실외로 배출되는 실내공기에서 열을 회수하여 실내로 유입되는 실외공기에 전달하여 에너지를 절약할 목적으로 사용된다.
최근 일인 가구가 증가되고, 협소 공간에서의 환경 악화가 인체의 건강에 깊은 영향을 미치므로 주기적인 환기 방식에 대한 기능향상이 요구되고 있으며, 고장 유무에 대한 기능 보완이 요구된다.
환기장치는 대한민국 공개특허공보 2003-0063845호에 개시된 바와 같이 실외공기의 흡입유로와 실내공기의 배출유로가 교차하는 지점에 설치되어 실외공기와 실내공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환소자와, 흡입유로 상에 설치된 흡입 팬과, 배기유로 상에 설치된 배기 팬을 구비한다. 이러한 종래의 환기장치는 흡입 팬과 배기 팬이 회전하면, 흡입유로를 통해 실외공기가 실내로 유입되고 실내공기가 실외로 배기되며, 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하여 실내공기의 온도는 유지된다.
종래의 환기장치는 주로 실외에 흡입구를 설치하여 실내외 공기를 교환하도록 구성되어 있다. 그러나, 겨울철에는 실외 공기의 온도가 급속히 하강할 수 있으며, 실내로 찬 공기가 직접 유입될 수 있기 때문에 흡입구에 댐퍼를 추가 설치하여 환기 시스템이 동작하는 경우에만 해당 댐퍼를 열어 외부의 공기를 유입하게 된다.
그런데, 댐퍼 구조는 외부에 노출되어 있어 파손될 가능성이 높고, 외부 온도에 취약한 단점을 가지고 있다. 특히, 댐퍼 고장이 발생될 경우, 외부 공기가 환기장치 내로 원할하게 유입되지 않아 내부의 팬이 오동작하여 팬부가 과열되고 시스템의 효율이 급속히 저하될 수 있다. 또한, 댐퍼는 정상적인 운전조건에서도, 작동에 요구되는 전류가 비교적 낮으므로 고장 유무를 감지하기 어려운 단점이 있다.
등록특허공보 제10-0789910호: 환기장치
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 공기를 강제 송풍시키는 송풍유닛의 작동상태를 토대로 댐퍼유닛의 고장 유무를 판단할 수 있는 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치는 제1방향을 통해 유입되는 공기와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 통해 유입되는 공기가 상호 혼합되지 않으면서 열교환이 이루어지게 사각형태로 형성된 전열교환유닛과, 창틀에 장착되며, 상기 전열교환유닛이 중앙에 장착되고, 상기 전열교환유닛에 대해 상기 제1방향을 따라 상기 전열교환유닛 양측에 각각 구획되어 대향되는 상기 전열교환유닛과는 통기가 이루어지게 제1 및 제2구획공간이 형성되고, 상기 제2방향을 따라 상기 전열교환유닛 양측에 각각 구획되어 대향되는 상기 전열교환유닛과는 통기가 이루어지게 제3 및 제4구획공간을 갖는 전열공간과, 상기 전열공간의 상기 제1구획공간과 연통되게 형성되며, 내기 배출구가 형성된 내기배출 가이드공간과, 상기 제2구획공간과 연통되게 형성되며, 내기 유입구가 형성된 내기 유입 가이드 공간과, 상기 제3구획공간과 연통되게 형성되며 외기 유입구가 형성된 외기 유입 가이드 공간과, 상기 제4구획공간과 연통되게 형성되며, 외기 배출구가 형성된 외기 배출가이드 공간이 형성된 하우징과, 상기 내기 유입구로 유입된 공기를 상기 내기 배출구를 통해 배출하거나 상기 외기 유입구로 유입된 공기를 상기 외기 배출구를 통해 배출할 수 있도록 상기 하우징에 마련된 송풍유닛과, 상기 내기 유입구, 내기 배출구, 외기 유입구 또는 외기 배출구 중 적어도 어느 하나를 개폐하도록 상기 하우징에 마련된 댐퍼유닛과, 상기 송풍유닛의 작동 상태를 감지하는 상태 감지부와, 상기 상태 감지부에서 제공되는 감지정보를 토대로 상기 댐퍼유닛의 고장 여부를 판단하는 고장 진단부를 구비한다.
상기 송풍유닛은 상기 내기 유입구로 유입된 공기를 상기 내기 배출구를 통해 배출하거나 상기 외기 유입구로 유입된 공기를 상기 외기 배출구를 통해 배출하기 위해 상기 하우징으로 유입된 공기를 강제 송풍할 수 있도록 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 팬부재와, 전원공급부에서 공급된 전력에 의해 상기 팬부재를 회전시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 작동을 제어하는 모터 제어부를 구비하고, 상기 상태 감지부는 상기 구동모터의 작동상태를 감지하고, 감지 정보를 상기 고장 진단부에 제공한다.
상기 상태 감지부는 상기 구동모터에 인가되는 전류를 검출하고, 검출된 상기 전류에 대한 정보를 상기 고장 진단부에 제공할 수 있다.
상기 고장 진단부는 상기 상태 감지부에서 제공받은 감지 정보를 토대로 상기 팬부재의 회전속도에 대한 상기 구동모터에 인가되는 전류 값에 따라 상기 댐퍼유닛의 고장여부를 판별할 수 있다.
상기 고장 진단부는 상기 팬부재의 회전속도 증가에 따른 상기 구동모터에 인가되는 전류 값이 비선형적으로 증가되면 상기 댐퍼유닛에 고장이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
상기 고장 진단부는 상기 모터 제어부에서 상기 구동모터를 작동시킬 경우, 상기 구동모터의 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 기설정된 설정 회전속도에 도달할 때까지, 시간의 경과에 따라 상기 팬부재의 회전속도가 기설정된 단위속도만큼 순차적으로 증가되도록 상기 구동모터를 작동시키고, 상기 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 상기 설정 회전속도에 도달하는 테스트 완료 시점까지의 상기 구동모터에 인가되는 전류 값이 상기 팬부재의 회전속도 증가에 대해 비선형적으로 증가하면 상기 댐퍼유닛에 고장이 발생된 것으로 판단한다.
한편, 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치는 상기 고장 진단부에서 판단된 상기 댐퍼유닛의 고장 여부에 대한 정보를 관리자의 단말기 또는 관리서버에 전송하는 정보전달부를 더 구비할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치는 실내에 노출되는 부분이 손잡이가 마련되어 상기 내기 유입 가이드공간과 외기 유입가이드 공간을 가로질러 입출이 가능하게 형성되며 상기 외기 유입구를 통해 유입된 공기를 여과하여 상기 제3구획공간으로 외기를 유입시키는 필터가 장착된 필터유닛을 더 구비할 수도 있다.
상기 하우징은 상기 댐퍼유닛에 인접된 위치에, 공기가 유입 또는 유출이 가능하도록 보조구가 형성되고, 상기 보조구를 개폐할 수 있도록 상기 하우징에 설치되는 보조개폐유닛을 더 구비할 수도 있다.
상기 고장 진단부는 상기 모터 제어부에서 상기 구동모터를 작동시킬 경우, 상기 구동모터의 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 기설정된 설정 회전속도에 도달할 때까지, 시간의 경과에 따라 상기 팬부재의 회전속도가 기설정된 단위속도만큼 순차적으로 증가되도록 상기 구동모터를 작동시키고, 상기 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 상기 설정 회전속도에 도달하는 테스트 완료 시점까지의 상기 구동모터에 인가되는 전류 값이 상기 팬부재의 회전속도 증가에 대해 비선형적으로 증가하면 상기 댐퍼유닛 또는 송풍유닛이 비정상 작동 상태인 것으로 판단하여 상기 보조구가 개방되도록 상기 보조개폐유닛을 작동시키고, 상기 보조구가 개방된 시점 이후, 상기 구동모터에 인가되는 전류 값이 감소되면 상기 댐퍼유닛에 고장이 발생된 것으로 판단할 수도 있다.
본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치는 공기를 강제 송풍시키는 송풍유닛의 구동모터 전류 값을 토대로 해당 댐퍼유닛의 고장 유무를 판단하므로 댐퍼유닛의 작동 상태를 보다 용이하게 판별할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 관리서버와 안드로이드 기반 어플리케이션의 연동을 통해 관리자에게 고장 유무를 제공하고, 실내외 공기질 및 환경정보를 축적시킬 수 있으며, 댐퍼유닛의 고장이 발생되는 환경조합에 대한 관리가 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치가 장착된 창틀에 관한 개념도이고,
도 2는 도 1의 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치에 대한 분리 사시도이고,
도 3은 도 1의 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치에 대한 블럭도이고,
도 4는 도 1의 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치의 댐퍼유닛의 정상 상태 및 고장 상태에 대한 팬부재의 회전속도 증가에 따른 구동모터에 인가되는 전류 값의 증가에 대한 그래프이고,
도 5는 도 1의 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치의 정보 전달부에 전송하는 정보에 대한 예시도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치에 대한 블럭도이고,
도 7 및 도 8은 도 6의 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치의 작동 상태에 대한 도면이다.
참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(100)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(100)는 하우징(110), 전열교환 유닛(120), 송풍유닛(140), 필터유닛(150), 댐퍼유닛(170) 및 제어유닛을 구비한다.
하우징(110)은 건축물의 창틀(10)에 장착되며 사각 함체 형태로 형성되어 있고, 메인 하우징(110a)과, 메인 하우징(110a)을 덮는 덮개(110b)로 되어 있다. 하우징(110)은 창틀의 두께보다 넓은 폭을 갖게 형성된 것을 적용하는 것이 바람직하다.
메인 하우징(110a)은 바닥면(111)의 가장자리로부터 상방으로 연장된 테두리 벽체에 의해 내부공간을 갖게 형성되어 있고, 내부 공간 중앙에 대각방향으로 전열교환유닛(120)이 장착되어 있다. 메인 하우징(110a)의 내부공간은 다수개로 상호구획되어 있고, 이를 구분하면, 전열교환 유닛(120)이 중앙에 장착되며 전열교환유닛(120)에 의해 상호 분리된 제1 내지 제4구획공간(112a 내지 112d)을 형성하는 전열공간(112)과, 전열공간(112)의 제1구획공간(112a)과 연통되게 형성되며 내기 배출구(114a)가 형성된 내기배출 가이드공간(114)과, 제2구획공간(112b)과 연통되게형성되며 내기 유입구(116a)가 형성된 내기 유입 가이드 공간(116)과, 제3구획공간(112c)과 연통되게 형성되며 외기 유입구(117a)가 형성된 외기 유입 가이드 공간(117)과, 제4구획공간(112d)과 연통되게 형성되며 외기 배출구(118a)가 형성된 외기 배출가이드 공간(118)이 형성되어 있다.
여기서, 제1 및 제2구획공간(112a)(112b)은 전열교환 유닛(120)에 대해 제1방향인 X방향을 따라 전열교환 유닛(120) 양측에 각각 구획되어 대향되는 전열교환유닛(120)과는 통기가 이루어지게 형성된 공간이며, 제3 및 제4구획공간(112c)(112d)은 제1방향과 직교하는 제2방향인 y방향을 따라 전열교환유닛(120) 양측에 각각 구획되어 대향되는 전열교환유닛(120)과는 통기가이루어지게 형성된 공간이다.
또한, 내기 배출구(114a), 내기 유입구(116a), 외기 유입구(117a), 외기 배출구(118a)는 메인 하우징(110a)의 바닥면(111) 상의 대응되는 위치에 개방되게 형성되어 있다.
이러한 제1 내지 제4구획공간(112a 내지 112d)은 실내공기의 배출을 위한 배기유로와 실외공기의 흡입을 위한 흡기유로가 내부에서 상호 교차되게 형성되어 있고, 교차 공간에 전열교환유닛(120)이 배치되어 있다.
또한, 제1 및 제2구획공간(112a)(112b)은 교차공간에 대향되게 장착된 전열교환유닛(120)에 의해 대각선방향이 되는 제1방향(X)으로 상호 통기가 허용된다.
마찬가지로 제3 및 제4구획공간(112c)(112d)은 교차공간에 대향되게 장착된 전열교환유닛(120)에 의해 또 다른 대각선방향이 되는 제2방향(Y)으로 상호 통기가 허용된다.
상기 하우징은 외기 유입구(117a) 및 외기 배출구(118a)가 건축물의 외부에 노출되고, 내기 배출구(114a) 및 내기 유입구(116a)는 건축물의 내부에 노출되도록 창틀(10)에 설치되는 것이 바람직하다.
전열 교환유닛(120)은 제1방향(X)을 통해 유입되는 공기와, 제1방향과 직교하는 제2방향(Y)을 통해 유입되는 공기가 상호 혼합되지 않으면서 열교환이 이루어지게 사각형태로 형성되어 있다. 전열 교환유닛(120) 구조는 공지되어 있어 상세한설명은 생략한다.
상기 송풍유닛(140)은 상기 내기 유입구(116a)로 유입된 공기를 상기 내기 배출구(114a)를 통해 배출하거나 상기 외기 유입구(117a)로 유입된 공기를 상기 외기 배출구(118a)를 통해 배출할 수 있도록 상기 하우징에 마련된 복수의 송풍팬(141)을 구비한다.
상기 송풍팬(141)은 내기 배출가이드 공간(114) 및 외기 배출가이드 공간(118) 내에 각각 설치되어 유입된 공기를 내기 배출구(114a) 및 외기 배출구(118a)를 통해 배출한다. 송풍팬(141)은 도면에 도시되진 않았지만, 상기 내기 유입구(116a)로 유입된 공기를 상기 내기 배출구(114a)를 통해 배출하거나 상기 외기 유입구(117a)로 유입된 공기를 상기 외기 배출구(118a)를 통해 배출하기 위해 상기 하우징으로 유입된 공기를 강제 송풍할 수 있도록 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 팬부재(미도시)와, 전원공급부에서 공급된 전력에 의해 상기 팬부재를 회전시키는 구동모터(142)와, 상기 구동모터(142)의 작동을 제어하는 모터 제어부(143)를 구비한다.
팬부재는 복수개가 내기 배출가이드 공간(114) 및 외기 배출가이드 공간(118)에 각각 회전가능하게 설치된다. 상기 팬부재들은 구동모터(142)에 의해 회전시 해당 공간으로 유입된 공기를 각각 내기 배출구(114a) 및 외기 배출구(118a)로 강제송풍시키기 위해 다수의 블레이드가 마련된 시로코팬이 적용된다. 한편, 팬부재는 이에 한정하는 것이 아니라 유입된 공기를 강제송풍시킬 수 있는 송풍수단이면 무엇이든 적용가능하다.
구동모터(142)는 전원공급부에 공급된 전력에 의해 회전력을 발생시키는 전기모터가 적용되며, 복수개가 팬부재들에 각각 설치되어 해당 팬부재를 회전시킨다. 즉, 구동모터(142)의 회전축에 팬부재가 설치되어 있다. 여기서 전원공급부는 도면에 도시되지 않았지만, 배터리 또는 건축물에 마련된 전력공급수단 등이 적용된다. 모터 제어부(143)는 구동모터(142)들에 연결되어 해당 구동모터(142)의 작동을 제어한다. 이때, 모터 제어부(143)는 구동모터(142)를 제어하여 팬부재의 회전속도를 조절할 수 있다. 즉, 모터 제어부(143)는 구동모터(142)의 회전축의 회전속도를 제어하여 팬부재의 회전속도를 조절할 수 있다.
필터유닛(150)는 실내에 노출되는 부분에 손잡이(152)가 마련되어 내기 유입가이드공간(116)과 외기 유입가이드공간(117)을 가로질러 입출이 가능하게 형성되며 외기 유입구(117a)를 통해 유입된 공기를 여과하여 제3구획공간(112c)으로 외기를 유입시키는 필터(164)가 장착되어 있다.
필터 유닛(150)의 필터 본체(151)는 내기 유입가이드공간(116)과 외기 유입가이드공간(117)을 가로질러 입출이 가능하도록 내기 유입가이드공간(116)으로부터 외기 유입가이드공간(117)을 가로지르는 길이를 갖게 형성되어 있다.
이러한 필터 유닛(150)은 필터 본체(151)를 하우징(110)으로부터 분리되는방향으로 인출하여 필터(164)를 교체할 수 있도록 지원할 수 있어 편리성을 향상시킨다.
댐퍼유닛(170)은 상기 내기 배출구(114a), 외기 유입구(117a)를 개폐하도록 상기 하우징에 마련된 제1댐퍼(171) 및 제2댐퍼(172)를 구비한다.
제1댐퍼(171)는 외기 유입 가이드 공간(117)에 설치되어 외기 유입구(117a)를 제어부(195)에 제어되어 개폐한다. 상기 제1댐퍼(171)는 외기 유입구(117a)를 모터의 회전에 의해 개폐하는 개폐판을 갖는 구조 등 공지된 다양한 구조로 형성되면 된다. 제2댐퍼(172)는 내기 배출구(114a)에 설치되어 배출구(114a)를 개폐하며 제1댐퍼(171)와 동일한 구조로 형성될 수 있다.
한편, 댐퍼유닛(170)은 이에 한정하는 것이 아니라 내기 유입구(116a) 및 외기 배출구(118a)를 개폐하기 위해 내기 유입 가이드공간(116) 및 외기 배출 가이드공간(118)에 각각 설치되는 댐퍼를 더 구비할 수도 있다.
제어유닛(190)은 내기유입 가이드공간(116)에 설치되어 있다. 제어유닛(190)은 실내 공기의 이산화탄소농도를 검출하는 이산화탄소센서, 온도를 검출하는 온도센서, 습도를 검출하는 습도센서, 미세먼지 농도를 검출하는 미세먼지센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 센서부와, 센서부로부터 검출된 정보에 따라 송풍유닛(140) 및 댐퍼유닛(170)의 가동을 제어하는 제어모듈과, 제어모듈에 제어되어 표시정보를 표시하는 표시부(195)가 마련되어 있다.
이 경우 내기를 배출하는 과정에서 제어유닛(190)을 구성하는 가동요소들의 방열이 자연스럽게 이루어져 안정적인 가동 환경을 유지시킬 수 있는 장점을 제공한다.
한편, 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(100)는 댐퍼유닛(170)의 고장 유무를 판별할 수 있도록 상태 감지부(180) 및 고장 진단부(190)를 더 구비한다.
상기 상태 감지부(180)는 송풍팬(141)들의 구동모터(142)에 연결되어 해당 구동모터(142)에 인가되는 전류를 검출하고, 검출된 상기 전류에 대한 정보를 고장 진단부(190)에 제공하는 복수의 전류센서(181)를 구비한다. 해당 전류센서(181)는 모터에 인가되는 전류 값을 측정하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 전류 센싱 수단이 적용되므로 상세한 설명은 생략한다.
고장 진단부(190)는 상태 감지부(180)의 전류센서(181)들로부터 제공받은 감지 정보를 토대로 팬부재의 회전속도에 대한 구동모터(142)에 인가되는 전류 값에 따라 댐퍼유닛(170)의 고장여부를 판별한다. 댐퍼유닛(170)이 동결되거나 고장에 의해 미작동할 경우, 하우징 내부에 설치된 송풍유닛(140)의 부하가 증가하게 되고, 부하가 증가하는 만큼 송풍팬(141)의 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 급격하게 증가한다. 이에 따라 고장 진단부(190)는 팬부재의 회전속도 증가에 따른 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 비선형적으로 증가되면 댐퍼유닛(170)에 고장이 발생된 것으로 판단한다. 고장 진단부(190)의 작동을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
사용자가 제어유닛에 작동신호를 입력하면, 제어유닛은 하우징 내부로 외기 및 내기가 유동하도록 댐퍼유닛(170) 및 송풍유닛(140)을 작동시키기 위해 해당 댐퍼유닛(170) 및 송풍유닛(140)에 작동신호를 전송한다. 고장 진단부(190)는 모터 제어부(143)에서 구동모터(142)를 작동시킬 경우, 구동모터(142)의 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 기설정된 설정 회전속도에 도달할 때까지 시간의 경과에 따라 팬부재의 회전속도가 기설정된 단위속도만큼 순차적으로 증가되도록 구동모터(142)가 작동되게 모터 제어부(143)를 제어한다. 여기서, 설정 회전속도는 500rpm이고, 단위속도는 100rpm이 적용되나, 이에 한정하는 것이 아니라 구동모터(142)의 스펙에 따라 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 이때 상기 고장 진단부(190)는 팬부재의 회전속도를 기설정된 단위시간 간격으로 증가시키는 것이 바람직하다.
한편, 도 4에는 댐퍼유닛(170)의 정상 상태 및 고장 상태에 대한 팬부재의 회전속도 증가에 따른 구동모터(142)에 인가되는 전류 값의 증가에 대한 그래프가 도시되어 있다. 여기서, (a)그래프는 댐퍼유닛(170)이 정상상태인 경우이고, (b)그래프는 댐퍼유닛(170)이 고장상태인 경우이다. 도면을 참조하면, 댐퍼유닛(170)이 정상인 경우, 팬부재의 회전속도에 대해 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 선형적으로 증가된다. 즉, 팬부재의 회전속도에 비례하여 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 증가된다. 그러나, 댐퍼유닛(170)이 고장 상태인 경우, 팬부재의 회전속도에 대해 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 비선형적으로 증가된다. 즉, 팬부재의 회전속도 증가에 비례하는 것이 아니라 급격하게 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 증가된다. 이것은 공기가 유입되는 외부 출입구의 댐퍼 기능이 정상작동되지 않아서, 흡입구가 열리지 않게 되므로 흡입을 담당하는 구동모터의 전류가 비선형적으로 증가하게 되기 때문이다.
따라서, 고장 진단부(190)는 구동모터(142)의 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 설정 회전속도에 달하는 테스트 완료 시점까지의 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 팬부재의 회전 속도 증가에 대해 비선형적으로 증가하면 댐퍼유닛(170)에 고장이 발생된 것으로 판단한다. 이외에 기타 고장을 진단하는 방법으로는 댐퍼유닛에 접점 스위치를 설치하여 접점에 따른 전류치를 검출하는 방법도 있으나, 접점 스위치는 기계적인 스위치로 오동작 가능성이 존재한다.
한편, 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(100)는 고장 진단부(190)에서 판단된 댐퍼유닛(170)의 고장 여부에 대한 정보를 관리자의 단말기(15) 또는 관리서버(16)에 전송하는 정보전달부(191)를 더 구비한다. 정보전달부(191)는 인터넷과 같은 무선통신망을 통해 해당 정보를 전송할 수 있다. 도 5에는 정보전달부(191)에서 전달된 댐퍼유닛(170)의 고장 여부에 대한 정보의 예시도가 도시되어 있다. 관리자는 해당 정보를 토대로 원거리에서도 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(100)의 댐퍼유닛(170)의 고장여부를 판별할 수 있으므로 고장이 발생될 경우, 신속하게 수리 작업을 수행할 수 있다.
상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(100)는 공기를 강제 송풍시키는 송풍유닛(140)의 구동모터(142) 전류 값을 토대로 해당 댐퍼유닛(170)의 고장 유무를 판단하므로 댐퍼유닛(170)의 작동 상태를 보다 용이하게 판별할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 도 6 내지 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(200)가 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
도면을 참조하면, 상기 하우징(110)은 상기 댐퍼유닛(170)에 인접된 위치에, 공기가 유입 또는 유출이 가능하도록 복수의 보조구(201)가 형성되어 있다. 본 발명의 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치(200)는 상기 보조구(201)를 개폐할 수 있도록 하우징에 설치되는 보조개폐유닛(210)을 더 구비한다.
상기 보조구(201)는 제1댐퍼(171)에 인접될 수 있도록 외기 유입구(117a)에 이격된 위치에, 외기유입가이드공간에 연통되게 형성된다. 또한, 도면에 도시되진 않았지만, 보조구(201)는 제2댐퍼(172)에 인접될 수 있도록 내기 배출구(114a)에 이격된 위치에, 내기배출가이드공간에 연통되게 형성되어 있다.
상기 보조개폐유닛(210)은 상기 보조구(201)들을 각각 개폐할 수 있도록 해당 보조구(201)들에 인접된 위치의 하우징 내벽면에 슬라이딩 가능하게 설치되는 복수의 개폐플레이트(211)와, 상기 개폐플레이트(211)들을 슬라이딩시키는 복수의 개폐구동부재(212)를 구비한다.
상기 개폐플레이트(211)는 소정의 두께를 갖고, 보조구(201)를 덮을 수 있도록 보조구(201)의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 판형으로 형성된다. 그리고 개폐플레이트(211)는 복수개가 보조구(201)들에 인접되게 하우징 내측면에, 슬라이딩 가능하게 설치된다.
개폐구동부재(212)는 개폐플레이트(211)들에 각각 설치되어 각 보조구(201)가 개폐될 수 있도록 해당 개폐플레이트(211)를 슬라이딩 시킨다. 상기 개폐구동부재(212)는 고장 진단부(190)에 의해 작동하며, 공압에 의해 작동하는 공압 실린더가 적용된다. 개폐구동부재(212)는 댐퍼유닛(170) 및 송풍유닛(140)이 정상 작동시에는 보조구(201)가 폐쇄될 수 있게 해당 보조구(201)를 덮을 수 있도록 개폐플레이트(211)를 위치시킨다.
고장 진단부(190)는 모터 제어부(143)에서 구동모터(142)를 작동시킬 경우, 구동모터(142)의 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 기설정된 설정 회전속도에 도달할 때까지 시간의 경과에 따라 팬부재의 회전속도가 기설정된 단위속도만큼 순차적으로 증가되도록 구동모터(142)가 작동되게 모터 제어부(143)를 제어한다.
다음, 고장 진단부(190)는 구동모터(142)의 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 설정 회전속도에 달하는 테스트 완료 시점까지의 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 팬부재의 회전 속도 증가에 대해 비선형적으로 증가하면 상기 댐퍼유닛(170) 또는 송풍유닛(140)이 비정상 작동 상태인 것으로 판단한다. 이때, 고장 진단부(190)는 각 보조구(201)들이 개방되도록 보조개폐유닛(210)의 개폐구동부재(212)들을 작동시킨다. 개폐구동부재(212)는 해당 보조구(201)가 개방되도록 개폐플레이트(211)를 보조구(201)로부터 이격시킨다.
여기서, 고장 진단부(190)는 상기 보조구(201)가 개방된 시점 이후, 상기 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 감소되면 상기 댐퍼유닛(170)에 고장이 발생된 것으로 판단한다. 댐퍼유닛(170)의 고장으로 하우징 내의 공기 유입이 원할하지 못할 경우, 보조구(201)가 개방되면 해당 보조구(201)를 통해 하우징 내로의 공기 유입이 원할하여 구동모터(142)의 부하가 줄어들고, 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 감소한다. 반면에, 송풍유닛(140)에 고장이 발생하거나 하우징의 내부가 이물질에 의해 폐쇄될 경우, 보조구(201)가 개방되더라도 하우징 내로의 공기 유입이 원할하지 못해 보조구(201)가 개방되더라도 구동모터(142)의 부하가 감소되지 않는다. 따라서, 고장 진단부(190)는 보조구(201)가 개방된 시점 이후에, 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 유지되거나 증가되면 하우징 내부유로가 폐쇄되거나 송풍유닛(140)에 고장이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
상술된 바와 같이 구성된 고장 진단부(190)는 팬부재의 회전속도에 따라 구동모터(142)에 인가되는 전류 값이 비선형적으로 증가할 경우, 보조구(201)를 개방시켜 해당 전류 값의 변화를 토대로 고장이 발생된 부분을 판별할 수 있으므로 보다 정확한 고장 상황을 진단할 수 있어 고장 상황에 신속하게 대응할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
100: 고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치 110: 하우징
111: 바닥면 112: 전열공간
114: 내기배출 가이드공간 116: 내기 유입 가이드공간
117: 외기 유입 가이드공간 118: 외기 배출 가이드공간
120: 전열교환유닛 140: 송풍유닛
141: 송풍팬 142: 구동모터
143: 모터 제어부 150: 필터유닛
151: 필터 본체 152: 손잡이
164: 필터 170: 댐퍼유닛
171: 제1댐퍼 172: 제2댐퍼
180: 상태 감지부 181: 전류센서
190: 고장 진단부 191: 정보전달부

Claims (10)

  1. 제1방향을 통해 유입되는 공기와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 통해 유입되는 공기가 상호 혼합되지 않으면서 열교환이 이루어지게 사각형태로 형성된 전열교환유닛;
    창틀에 장착되며, 상기 전열교환유닛이 중앙에 장착되고, 상기 전열교환유닛에 대해 상기 제1방향을 따라 상기 전열교환유닛 양측에 각각 구획되어 대향되는 상기 전열교환유닛과는 통기가 이루어지게 제1 및 제2구획공간이 형성되고, 상기 제2방향을 따라 상기 전열교환유닛 양측에 각각 구획되어 대향되는 상기 전열교환유닛과는 통기가 이루어지게 제3 및 제4구획공간을 갖는 전열공간과, 상기 전열공간의 상기 제1구획공간과 연통되게 형성되며, 내기 배출구가 형성된 내기배출 가이드공간과, 상기 제2구획공간과 연통되게 형성되며, 내기 유입구가 형성된 내기 유입 가이드 공간과, 상기 제3구획공간과 연통되게 형성되며 외기 유입구가 형성된 외기 유입 가이드 공간과, 상기 제4구획공간과 연통되게 형성되며, 외기 배출구가 형성된 외기 배출가이드 공간이 형성된 하우징;
    상기 내기 유입구로 유입된 공기를 상기 내기 배출구를 통해 배출하거나 상기 외기 유입구로 유입된 공기를 상기 외기 배출구를 통해 배출할 수 있도록 상기 하우징에 마련된 송풍유닛;
    상기 내기 유입구, 내기 배출구, 외기 유입구 또는 외기 배출구 중 적어도 어느 하나를 개폐하도록 상기 하우징에 마련된 댐퍼유닛;
    상기 송풍유닛의 작동 상태를 감지하는 상태 감지부; 및
    상기 상태 감지부에서 제공되는 감지정보를 토대로 상기 댐퍼유닛의 고장 여부를 판단하는 고장 진단부;를 구비하고,
    상기 송풍유닛은
    상기 내기 유입구로 유입된 공기를 상기 내기 배출구를 통해 배출하거나 상기 외기 유입구로 유입된 공기를 상기 외기 배출구를 통해 배출하기 위해 상기 하우징으로 유입된 공기를 강제 송풍할 수 있도록 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 팬부재;
    전원공급부에서 공급된 전력에 의해 상기 팬부재를 회전시키는 구동모터; 및
    상기 구동모터의 작동을 제어하는 모터 제어부;를 구비하고,
    상기 상태 감지부는 상기 구동모터의 작동상태를 감지하고, 감지 정보를 상기 고장 진단부에 제공하는 것으로서, 상기 구동모터에 인가되는 전류를 검출하고, 검출된 상기 전류에 대한 정보를 상기 고장 진단부에 제공하고,
    상기 하우징은 상기 댐퍼유닛에 인접된 위치에, 공기가 유입 또는 유출이 가능하도록 보조구가 형성되고,
    상기 보조구는 상기 외기 유입구에 이격된 위치의 상기 외기 유입 가이드공간에 형성되거나 상기 내기 배출구에 이격된 위치의 내기배출가이드공간에 형성되고,
    상기 보조구를 개폐할 수 있도록 상기 하우징에 설치되는 보조개폐유닛;을 더 구비하고,
    상기 고장 진단부는
    상기 모터 제어부에서 상기 구동모터를 작동시킬 경우, 상기 구동모터의 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 기설정된 설정 회전속도에 도달할 때까지, 시간의 경과에 따라 상기 팬부재의 회전속도가 기설정된 단위속도만큼 순차적으로 증가되도록 상기 구동모터를 작동시키고,
    상기 초기 작동 시점으로부터 해당 팬부재가 상기 설정 회전속도에 도달하는 테스트 완료 시점까지의 상기 구동모터에 인가되는 전류 값이 상기 팬부재의 회전속도 증가에 대해 비선형적으로 증가하면 상기 댐퍼유닛 또는 송풍유닛이 비정상 작동 상태인 것으로 판단하여 상기 보조구가 개방되도록 상기 보조개폐유닛을 작동시키고,
    상기 보조구가 개방된 시점 이후, 상기 구동모터에 인가되는 전류 값이 감소되면 상기 댐퍼유닛에 고장이 발생된 것으로 판단하고, 상기 구동모터에 인가되는 전류 값이 유지되거나 증가되면 상기 하우징 내부가 폐쇄되거나 상기 송풍유닛에 고장이 발생된 것으로 판단하는,
    고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고장 진단부에서 판단된 상기 댐퍼유닛의 고장 여부에 대한 정보를 관리자의 단말기 또는 관리서버에 전송하는 정보전달부;를 더 구비하는,
    고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    실내에 노출되는 부분이 손잡이가 마련되어 상기 내기 유입 가이드공간과 외기 유입가이드 공간을 가로질러 입출이 가능하게 형성되며 상기 외기 유입구를 통해 유입된 공기를 여과하여 상기 제3구획공간으로 외기를 유입시키는 필터가 장착된 필터유닛;을 더 구비하는,
    고장 유무 감지기능을 갖는 창틀 장착형 환기 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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