KR102637582B1 - 환기장치용 프리히터 - Google Patents

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KR102637582B1
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정재원
고진영
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 환기장치용 프리히터에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터는 실외 공기와 실내 공기를 열교환하는 열교환소자(200)를 구비하여 열교환된 실외 공기를 실내로 급기하는 환기장치용 프리히터(100)에 있어서, 열교환소자(200)를 통과한 실내 공기가 유동하는 배기통로부(10), 열교환소자(200)로 유입되는 실외 공기가 유동하는 외기통로부(20), 전류가 공급될 때에, 흡열부(31)가 배기통로부(10)에서 유동하는 실내 공기로부터 열을 흡수하여, 방열부(33)가 외기통로부(20)에서 유동하는 실외 공기로 흡수된 열을 방출하는 열전모듈(30), 열전모듈(30)에 전류를 공급하는 전원부(40), 및 전류가 공급되거나 차단되도록 전원부(40)를 제어하는 제어부(50)를 포함한다.

Description

환기장치용 프리히터{PREHEATER FOR VENTILATOR}
본 발명은 환기장치용 프리히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열회수형 환기장치의 열교환소자로 유입되는 외기를 선제적으로 가열하여 소자 내부의 결로를 방지하는 환기장치용 프리히터에 관한 것이다.
실외의 신선한 공기를 실내로 유입시키고, 실내의 오염된 공기를 실외로 배출하기 위하여 건물에 환기장치가 설치되어 사용되고 있다. 실외 공기와 실내 공기를 직접적으로 교환하는 경우 실내와 실외의 온도 차이가 크게 되면 에너지 효율이 떨어지므로, 최근에는 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이 실내 공기와 실외 공기의 교환 시 열을 회수하여 그 온도 차이를 최소화시키고자 열교환소자가 장착된 열회수형 환기장치를 주로 설치하고 있다.
그러나 실내와 실외의 온도 차이가 크게 발생하는 혹한기에는 영하의 외기가 열교환소자로 유입되기 때문에, 열교환소자에 결로가 발생하게 된다. 이러한 결로는 열교환소자의 성능을 저하시키고 고장을 유발하며, 악취나 세균을 발생시킨다.
외기 예열은 겨울철 환기장치에서 발생할 수 있는 결로 문제를 방지하기 위해 필수적이지만, 국내에서는 에너지 소비량에 대한 우려로 인해 많은 건물에서 설치되지 않고 있다. 그럼에도 불구하고 겨울철 쾌적 실내 공기질 유지를 위해서는 외기 예열이 필수적이다. 외기의 예열은 전기, 온수 또는 지중열교환기(Ground Heat Exchanger) 등을 사용하여 수행할 수 있다. 그러나 전기 히팅코일을 사용하여 외기를 직접적으로 예열하는 방안은 영하의 외기를 영상까지 전기를 사용하면서 가열해야 하기 때문에 과도한 에너지 소비를 야기할 수 있다. 또한, 수배관에 온수를 보내주어 외기를 예열하는 방법은 환기 덕트에 수배관 설치라는 시공적인 어려움이 있으며, 지중 열교환기를 통해 외기 온도를 상승시키는 방안은 주로 공동주택에서 생활하는 대한민국의 경우 적용된 사례가 거의 없다.
이에 에너지 소비는 절감하되 시공성을 고려한 외기 예열방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.
KR 10-1117523 B1
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 열전모듈을 기반으로 실내 배기의 배열을 회수하여 외기를 선제적으로 가열하고, 영상으로 가열된 외기를 열교환소자로 공급하는 환기장치용 프리히터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터는 실외 공기와 실내 공기를 열교환하는 열교환소자를 구비하여 열교환된 상기 실외 공기를 실내로 급기하는 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 열교환소자를 통과한 상기 실내 공기가 유동하는 배기통로부; 상기 열교환소자로 유입되는 상기 실외 공기가 유동하는 외기통로부; 전류가 공급될 때에, 흡열부가 상기 배기통로부에서 유동하는 상기 실내 공기로부터 열을 흡수하여, 방열부가 상기 외기통로부에서 유동하는 상기 실외 공기로 흡수된 상기 열을 방출하는 열전모듈; 상기 열전모듈에 상기 전류를 공급하는 전원부; 및 상기 전류가 공급되거나 차단되도록 상기 전원부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 열전모듈은, 상기 흡열부가 상기 배기통로부를 향하고, 상기 방열부가 상기 외기통로부를 향하도록, 상기 배기통로부와 상기 외기통로부 사이에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 제어부는, 상기 외기통로부를 유동하는 상기 실외 공기의 온도가 0℃ 이하일 때에, 상기 전류가 공급되도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 배기통로부와 상기 외기통로부는 서로 나란하게 배열될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 열전모듈은 다수 개로, 서로 이격 배열될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 외기통로부의 입구에 설치되어, 상기 외기통로부로 유입되는 상기 실외 공기의 유입온도를 측정하는 제1 온도센서; 및 상기 외기통로부의 출구에 설치되어, 상기 외기통로부에서 토출되는 상기 실외 공기의 토출온도를 측정하는 제2 온도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는 측정된 상기 유입온도 및 토출온도를 기반으로 상기 전원부를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 제어부는, 상기 유입온도가 기설정된 목표온도 미만일 때에, 상기 열전모듈에 상기 전류를 1차 공급하고, 상기 토출온도가 상기 목표온도 미만일 때에, 1차 공급되는 상기 전류보다 더 큰 전류를 2차 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터에 있어서, 상기 제어부는, 상기 유입온도가 기설정된 목표온도 미만일 때에, 다수 개의 상기 열전모듈 중 n(n은 1 이상의 자연수) 개에 상기 전류를 공급하고, 상기 토출온도가 상기 목표온도를 미만일 때에, 상기 n 개를 제외한 나머지 상기 열전모듈 중 k(k는 1 이상의 자연수) 개에 추가적으로 상기 전류를 공급할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 열전모듈을 기반으로 실내 배기의 배열을 회수하여 외기를 선제적으로 가열하고, 영상으로 가열된 외기를 열교환소자로 공급할 수 있으므로, 겨울철 영하의 외기가 유입되더라도 소자의 결로를 방지할 수 있다.
외기를 가열하기 위한 열원으로서, 전기, 온수 또는 지중열교환기(Ground Heat Exchanger) 등을 사용할 수 있으나, 전기를 열원으로 사용할 때 1차 에너지 소비가 크다는 단점이 있으며, 온수를 통해 외기를 가열하는 경우에는 환기장치 시공 시에 보일러-환기장치를 거치는 수배관을 설치해야 하는 어려움이 있다. 지중열교환기의 경우에도 주택 지하에 덕트 및 열교환기를 설치해야 하므로, 공동주택에서는 그 사용이 제한적이다. 있다. 이에 반해, 본 발명은 열전모듈을 기반으로 배기의 열을 회수하여 외기를 가열하므로, 종래 전기, 온수 또는 지중열교환기를 사용하는 경우에 비해 성능계수(COP)가 높아 적은 에너지로 외기를 효과적으로 사전 가열할 수 있고, 열전모듈의 특성상 차지하는 공간이 적기 때문에 시공이 간편하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터의 작동상태를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치용 프리히터를 나타내는 구성도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치용 프리히터의 제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 시뮬레이션에 사용되는 열전모듈 기반 프리히터(a), 및 전기 히팅코일 프리히터(b)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 시뮬레이션에 따른 열전소자 프리히터 및 전기 히팅코일 외기 예열 시스템의 겨울철 에너지 소비량을 나타내는 그래프이다.
도 8은 시뮬레이션에 따른 열전소자 프리히터 및 전기 히팅코일 외기 예열 시스템의 겨울철 총 소비 에너지를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터의 작동상태를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터를 나타내는 구성도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터는 실외 공기와 실내 공기를 열교환하는 열교환소자(200)를 구비하여 열교환된 실외 공기를 실내로 급기하는 환기장치용 프리히터(100)에 있어서, 열교환소자(200)를 통과한 실내 공기가 유동하는 배기통로부(10), 열교환소자(200)로 유입되는 실외 공기가 유동하는 외기통로부(20), 전류가 공급될 때에, 흡열부(31)가 배기통로부(10)에서 유동하는 실내 공기로부터 열을 흡수하여, 방열부(33)가 외기통로부(20)에서 유동하는 실외 공기로 흡수된 열을 방출하는 열전모듈(30), 열전모듈(30)에 전류를 공급하는 전원부(40), 및 전류가 공급되거나 차단되도록 전원부(40)를 제어하는 제어부(50)를 포함한다.
본 발명은 환기장치의 열교환소자로 유입되는 외기를 가열하는 프리히터에 관한 것이다. 최근 실내 공기와 실외 공기의 교환 시에 열을 회수하여 온도 차이를 최소화시키는 열교환소자 기반 열회수형 환기장치가 건물에 설치되어 사용되고 있는데, 겨울철 혹한기에는 영하의 실외 공기가 열교환소자로 유입되어 결로 발생이 문제되는바, 이에 대한 해결방안으로서 본 발명이 안출되었다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 환기장치용 프리히터(100)는 열교환소자(200)의 실외 공기(외기) 측에 설치되고, 실내에서 배출된 실내 공기(배기)로부터 배열을 회수하여 외기를 예열하는 방식으로 작동하는 장치로서, 배기통로부(10), 외기통로부(20), 열전모듈(30), 전원부(40), 및 제어부(50)를 포함한다.
본 발명에 따른 프리히터(100)가 적용되는 환기장치는 열교환소자(200)에서 실외 공기와 실내 공기를 열교환하여, 열교환된 실외 공기를 실내로 급기하는 공조시스템으로, 열교환소자(200)로는 전열교환소자 또는 현열교환소자가 사용될 수 있다.
배기통로부(10)는 열교환소자(200)를 통과한 실내 공기가 유동하는 관로이다. 이러한 배기통로부(10)는 실내 공기가 통과하는 적어도 하나 이상의 통로를 구비할 수 있다.
외기통로부(20)는 실외 공기가 유동하는 관로로서, 실외 공기가 통과하는 적어도 하나 이상의 통로를 구비한다. 여기서, 배기통로부(10)와 외기통로부(20)는 서로 나란하게 배열될 수 있다. 외기통로부(20)를 통과한 실외 공기는 열교환소자(200)로 유입되고, 열교환소자(200)에서 실내 공기와 열교환된 후에 실내로 급기된다. 한편, 열교환소자(200)에서 열교환된 실내 공기는 배기통로부(10)로 유입된다.
열전모듈(thermoelectric module, TEM)(30)은 저온의 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열원에 열을 공급하는 장치이다. 열전모듈(30)은 적어도 하나 이상의 N형 반도체와 P형 반도체가 서로 이격 배열되고, 서로 인접한 N형 반도체와 P형 반도체를 한 쌍으로, 제1 전도성 부재가 N형 반도체와 P형 반도체 각각의 일단을 하나로 연결하며, 2개의 제2 전도성 부재가 N형 반도체와 P형 반도체 각각의 타단에 하나씩 연결되는 구조로 구현될 수 있다. 이러한 열전모듈(30)의 N형 반도체와 P형 반도체에 전류가 공급되면, 펠티어 효과(peltier effect)로 인해, 어느 한 표면은 온도가 낮아지고 다른 표면은 온도가 높아져, 저온 표면(cold side)를 지나는 유체로부터 열을 흡열해 고온 표면(hot side)을 지나는 유체를 가열할 수 있다. 여기서, 열을 흡열하는 저온 표면을 흡열부(31)라고 하고, 열을 방출하는 고온 표면을 방열부(33)라고 한다. 한편, 열전모듈(30)에 공급되는 전류(전류값)가 증가할수록, 더 많은 열이 흡열부(31)에서 방열부(33)로 이동하게 된다.
열전모듈(30)은, 흡열부(31)가 배기통로부(10)를 향하고, 방열부(33)가 외기통로부(20)를 향하도록, 배기통로부(10)와 외기통로부(20) 사이에 배치된다. 따라서, 열전모듈(30)이 작동하는 경우, 배기가 흡열부(31)를 지나면서 가지고 있던 일부 열을 방열부(33)측으로 전달하게 되며, 방열부(33)에서는 사용된 전기 에너지와 배기로부터의 흡열량을 외기측으로 방열하여 외기를 목표 온도까지 가열할 수 있다.
전원부(40)는 열전모듈(30)에 전류를 공급하는 전력 공급장치로서, 상기 N형 반도체와 P형 반도체에 전류를 공급한다.
제어부(50)는 전원부(40)를 제어하는 장치로서, 전원부(40)는 제어부(50)의 제어에 따라 열전모듈(30)에 전류를 공급하거나 차단한다. 제어부(50)는 외기통로부(20)를 통과하여 배출되는 실외 공기의 온도가 0℃를 초과하도록 열전모듈(30)의 작동을 제어할 수 있다. 일례로, 외기통로부(20)를 유동하는 실외 공기의 온도가 0℃ 이하일 때에, 전원부(40)로 하여금 열전모듈(30)에 전류를 공급하도록 전원부(40)를 제어할 수 있다. 이때, 열전모듈(30)의 흡열부(31)에서 배기가 가진 열을 흡수하고 방열부(33)를 통해 방출함으로써, 외기의 온도를 영상으로 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치용 프리히터를 나타내는 구성도이고, 도 4 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치용 프리히터의 제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 3을 참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치용 프리히터(100)는 다수 개의 열전모듈(30)을 구비할 수 있다. 여기서, 다수 개의 열전모듈(30)은 서로 이격되어, 배기통로부(10)와 외기통로부(20) 사이에 배열될 수 있다. 이러한 다수 개의 열전모듈(30)은 동시에 모두가 작동되거나, 또는 일부씩 구별되어 작동될 수 있다. 열전모듈(30)의 제어방법에 대해서는 후술한다.
또한, 외기의 온도를 정밀하게 제어하기 위해서, 제1 온도센서(60), 및 제2 온도센서(70)를 더 포함할 수 있다. 제1 온도센서(60)는 외기통로부(20)의 입구에 설치되어, 외기통로부(20)로 유입되는 실외 공기의 유입온도를 측정하고, 제2 온도센서(70)는 외기통로부(20)의 출구에 설치되어 외기통로부(20)에서 토출되는 실외 공기의 토출온도를 측정한다. 이렇게 측정된 유입온도 및 토출온도를 기반으로, 제어부(50)가 전원부(40)를 제어할 수 있다.
열전모듈(30)은 공급되는 전류량을 조절하거나, 작동되는 열전모듈(30) 개수를 조절하는 방식으로 제어되는데, 이하에서 열전모듈(30)의 제어방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 4를 참고로, 실외 공기의 유입온도(T1) 및 토출온도(T2)가 측정되면, 유입온도(T1)와 기설정된 목표온도(Ttarget)를 비교하고, 유입온도(T1)가 기설정된 목표온도(Ttarget) 이상일 때에는 열전모듈을 작동(ON)시키지 않고, 유입온도(T1)가 상기 목표온도(Ttarget) 미만일 때에 열전모듈에 전류(Iinitial)를 1차 공급하여 열전모듈을 작동시킬 수 있다.
이렇게 1차적으로 열전모듈이 작동되는 상태에서, 토출온도(T2)가 상기 목표온도(Ttarget) 이상이면 그 상태를 유지할 수 있다. 그러나 토출온도(T2)가 목표온도(Ttarget) 미만일 때에는 열전모듈에 1차 공급되는 전류보다 더 큰 전류를 2차 공급함으로써, 더 많은 열을 외기통로부의 실외 공기로 전달하여 실외 공기를 목표온도(Ttarget) 이상으로 가열할 수 있다.
도 5를 참고로, 실외 공기의 유입온도(T1) 및 토출온도(T2)가 측정되면, 유입온도(T1)와 기설정된 목표온도(Ttarget)를 비교하고, 유입온도(T1)가 기설정된 목표온도(Ttarget) 이상일 때에는 열전모듈을 작동(ON)시키지 않고, 유입온도(T1)가 상기 목표온도(Ttarget) 미만일 때에는 1 단계로서, 다수 개의 열전모듈 중 n(n은 1 이상의 자연수) 개에 전류를 공급하여 그 n 개의 열전모듈만을 작동시킬 수 있다.
이렇게 n 개의 열전모듈이 작동되는 상태에서, 토출온도(T2)가 상기 목표온도(Ttarget) 이상이면 그 상태를 유지할 수 있다. 그러나 토출온도(T2)가 목표온도(Ttarget) 미만일 때에는 추가적으로 k(k는 1 이상의 자연수) 개의 열전모듈를 가동시킴으로써, 더 많은 열을 외기통로부의 실외 공기로 전달하여 실외 공기를 목표온도(Ttarget) 이상으로 가열할 수 있다.
이하에서는 시뮬레이션을 토대로 본 발명에 따른 열전모듈 기반 결로방지 프리히터가 겨울철 환기장치에 적용 가능한지를 설명한다.
1. 시뮬레이션 개요
1.1. 열전모듈 기반 프리히터
도 6은 시뮬레이션에 사용되는 열전모듈 기반 프리히터(a), 및 전기 히팅코일 프리히터(b)를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 6의 (a)를 참고로, 열전모듈 기반 프리히터는 전열교환 환기장치의 외기(OA) 측에 설치되며, 배기(EA)로부터 배열을 회수하여 외기를 예열하는 방식으로 작동한다. 외기의 온도가 목표 온도보다 낮을 경우에, 열전모듈에 인가되는 전류가 제어되고, 급기는 본 시스템에서 요구되는 목표 온도까지 예열되어 전열교환 소자 측으로 공급되게 된다. 열전모듈 기반 프리히터의 단면도를 보면, 열전모듈에 전류를 인가할 경우, 한 표면은 온도가 낮아지고 다른 표면은 온도가 높아져, 저온 표면(Cold side)를 지나는 유체로부터 열을 흡열해 고온 표면(Hot side)를 지나는 유체를 가열하게 된다. 본 열전모듈 기반 프리히터에서는 배기가 저온 표면을 지나면서 가지고 있던 일부 열을 고온 표면측으로 전달하게 되며, 고온 표면에서는 사용된 전기 에너지와 배기로부터의 흡열량을 외기측으로 방열하여 외기를 목표 온도까지 가열하게 된다. 본 시뮬레이션에서 열전모듈 기반 프리히터는 외기의 온도가 0℃ 이하일 때, 외기를 목표온도인 0℃ 이상으로 예열하는 방식으로 운전되었으며, 이때 Newton-Rapson method를 사용하여 아래의 에너지 방정식 (식 (1)-(3))의 해를 도출하여 열전모듈에서 소비되는 전력량(PTEHP) 및 에너지 소비량을 계산하였다.
1.2. 전기 히팅코일 프리히터
도 6의 (b)를 참고로, 열전소자 프리히터의 에너지 절감 성능을 비교하기 위해서, 전기 히팅코일 프리히터를 설치하고, 전기 히티코일의 에너지 소비량(Pelec)은 전기의 발열 효율을 1로 가정하여 계산되었다(식(4)).
1.3. 시뮬레이션 조건
에너지 시뮬레이션을 수행하기 위해서, TRNSYS software를 사용하여 아래 [표 1]과 같은 조건의 건물이 모델링 되었다. 겨울철 기간 동안 최소 환기량이 지속적으로 실내에 공급이 되며, 해당 환기량의 외기을 예열하기 위한 에너지 소비량이 제안된 열전모듈 기반 프리히터와 전기 히팅코일에 대해서 계산되었다.
[표 1]
2. 시뮬레이션 결과
도 7은 시뮬레이션에 따른 열전소자 프리히터 및 전기 히팅코일 외기 예열 시스템의 겨울철 에너지 소비량을 나타내는 그래프이고, 도 8은 시뮬레이션에 따른 열전소자 프리히터 및 전기 히팅코일 외기 예열 시스템의 겨울철 총 소비 에너지를 나타내는 그래프이다.
시뮬레이션을 통한 겨울철 동안 각 시스템의 에너지 소비량은 도 7과 같다. 일반적으로 낮은 예열 부하가 발생할 때 열전모듈 기반 프리히터에서 더 적은 에너지 소비를 보이는 것을 확인할 수 있지만, 큰 예열부하가 발생하는 경우에는 열전모듈 기반 프리히터가 오히려 에너지를 더 많이 소비하는 것을 확인할 수 있다. 겨울철 총 소비 에너지에 따르면, 열전소자 프리히터는 전기 히팅코일 대비 약 8.2%의 에너지를 절감하였다(도 8 참조).
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 프리히터 200: 열교환소자
10: 배기통로부 20: 외기통로부
30: 열전모듈 31: 흡열부
33: 방열부 40: 전원부
50: 제어부 60: 제1 온도센서
70: 제2 온도센서

Claims (8)

  1. 실외 공기와 실내 공기를 열교환하는 열교환소자를 구비하여 열교환된 상기 실외 공기를 실내로 급기하는 환기장치의 상기 열교환소자로 유입되는 상기 실외 공기를 가열하는 환기장치용 프리히터에 있어서,
    상기 열교환소자를 통과한 상기 실내 공기가 유동하는 배기통로부;
    상기 열교환소자로 유입되는 상기 실외 공기가 유동하는 외기통로부;
    전류가 공급될 때에, 흡열부가 상기 배기통로부에서 유동하는 상기 실내 공기로부터 열을 흡수하여, 방열부가 상기 외기통로부에서 유동하는 상기 실외 공기로 흡수된 상기 열을 방출함으로써, 상기 열교환소자로 유입되는 상기 실외 공기를 가열하는 열전모듈;
    상기 열전모듈에 상기 전류를 공급하는 전원부; 및
    상기 전류가 공급되거나 차단되도록 상기 전원부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 열전모듈은 다수 개로, 서로 이격 배열되며,
    상기 외기통로부의 입구에 설치되어, 상기 외기통로부로 유입되는 상기 실외 공기의 유입온도를 측정하는 제1 온도센서; 및
    상기 외기통로부의 출구에 설치되어, 상기 외기통로부에서 토출되는 상기 실외 공기의 토출온도를 측정하는 제2 온도센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 유입온도가 기설정된 목표온도 미만일 때에, 다수 개의 상기 열전모듈 중 n(n은 1 이상의 자연수) 개에 상기 전류를 공급하고, 상기 토출온도가 상기 목표온도 미만일 때에, 상기 n 개를 제외한 나머지 상기 열전모듈 중 k(k는 1 이상의 자연수) 개에 추가적으로 상기 전류를 공급하며,
    상기 제어부는, 상기 제1 온도센서에서 측정한 상기 유입온도가 0℃ 이하일 때에 상기 전류를 공급하여 상기 열전모듈을 작동시키고, 상기 열전모듈이 작동하는 동안 상기 제1 온도센서에 측정한 상기 유입온도 또는 상기 제2 온도센서에서 측정한 상기 토출온도가 상기 목표온도 이상일 때에 상기 전류의 공급을 차단하여 상기 열전모듈의 작동을 중지시키는 환기장치용 프리히터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전모듈은,
    상기 흡열부가 상기 배기통로부를 향하고, 상기 방열부가 상기 외기통로부를 향하도록, 상기 배기통로부와 상기 외기통로부 사이에 배치되는 환기장치용 프리히터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외기통로부를 유동하는 상기 실외 공기의 온도가 0℃ 이하일 때에, 상기 전류가 공급되도록 상기 전원부를 제어하는 환기장치용 프리히터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기통로부와 상기 외기통로부는 서로 나란하게 배열되는 환기장치용 프리히터.
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