KR20020091249A - 수 개의 하우징 유닛을 포함하는 건물 내부의 환기 및공기 열처리 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 외부에서 들여온 공기를 여러 하우징 유닛의 응접실, 침실 등의 거처로 취입시키는 환기 유닛과, 취입 유닛과 동일한 특징으로 갖는 것으로서 주방, 화장실 등의 기능실 내부로 취입된 공기를 기능실로부터 배출시키는 환기 유닛(5)을 구비하고 있고, 각 하우징 유닛에 공기 공급 및 공기 배출이 전체 건물에서 공동 도관을 거쳐서 실행되는 이중 유동 환기 시스템에 관한 것이다. 상기 설비는 각 하우징 유닛이 취입 도관 및 배출 도관으로 이루어진 한 쌍의 도관(6, 7)에 의해 연결되고, 본 하우징 유닛에 제공되고 환기 기류가 위로 통과하는 독립 열역학적 유닛(8)을 추가로 포함하고, 상기 열역학적 유닛의 증발기와 응축기는 각각 취입 유동부와 배출 유동부에 각각 배치된다.

Description

수 개의 하우징 유닛을 포함하는 건물 내부의 환기 및 공기 열처리 설비{VENTILATION AND AIR HEATING TREATMENT INSTALLATION IN A BUILDING COMPRISING SEVERAL HOUSING UNITS}

공기질 처리를 실행하기 위한 대부분의 종래 해결책으로는 단일 유동 제어 기계적 환기 장치가 이용되었다. 예를 들어 건물의 지붕 위에 설치된 환기 유닛이 다양한 하우징 유닛중에서 주방 및 화장실과 같은 기능실(functional quarter)로부터 공기를 배출시키고, 이와 함께 공기가, 예를 들어 문 또는 창틀에 설치된 공기 유입구를 통해서 다수의 하우징 유닛의 거처(living quarter)로 들어오게 된다. 이러한 공기 유입구는 외부의 소음이 들어오게 하므로 청각 장애를 유발시킬 수 있고차가운 공기를 유입시키기 때문에 겨울철에 난방을 곤란하게 한다. 따라서, 공기를 환기시킬 때에 에너지를 회복시킬 수 없기 때문에, 환기는 열 손실의 중요한 원인이 된다.

다른 공지된 해결책은 이중 유동 환기 시스템에 관한 것이다. 이 경우에는 건물 밖에서 들여온 공기를 다수의 하우징 유닛중 거처(응접실, 침실 등)로 취입시키는 환기 유닛(ventilation unit)과, 취입 유닛(blowing unit)과 동일한 특징으로 가지며 다수의 하우징 유닛중 기능실(주방, 화장실 등)로부터 공기를 배출시키는 환기 유닛이 있다. 배출되는 공기를 이용하여서 취입되는 공기를 예열시키기 위해서 각 하우징 유닛 또는 환기 유닛에 개별적인 정적 공기 대 공기 교환기(air-air exchanger)가 장착된다. 따라서 배출 공기로부터 에너지가 회복되기 때문에 열 균형은 단일 유동 설비보다 우수하다. 또한, 거처의 각 방마다 옥외와 연통하는 공기 유입구가 설치되지 않기 때문에 청각 장애 문제도 해소되었다.

더욱이, 공기의 연중 열처리의 문제도 발생되고 있다.

첫 번째 해결책으로는 각각이 재순환으로 작동하는 외부 유닛과 내부 유닛을 포함하는 개별 공기 조절 시스템에 있다. 환기에 있어서 완전히 독립적인 그러한 시스템은 외부 유닛과 냉매 유체 네트웍을 제공해야 하기 때문에 설치의 관점에서 아주 많이 요구되고 있다. 그러나, 상기와 같은 설비는 제조 비용이 고가라는 점 외에도, 하우징 유닛의 외부에 있는 유닛과 내부에 있는 송풍기로 인하여 청각 장애를 일으키며, 위와 마찬가지의 이유로 인하여 미관상으로도 좋지 않은 것으로 판명되었다.

다른 해결책으로는 취입 네트웍에 설치된 공동 저온 배터리(cold battery)나 하우징 유닛 내에 설치된 개별 유닛에 연결되는 공동 외부 유닛을 제공하여 재순환으로 작동시키는 데 있다. 이러한 해결책은 적응성이 부족하다는 점 외에도 조절에관한 문제와 아파트마다 에너지를 측정해야 하고 배관에서 열 손실이 발생하는 문제가 있기 때문에 요즘에는 거주용 하우징 유닛에서는 이용되지 않고 있다.

본 발명의 요지는 수 개의 하우징 유닛(housing unit)을 포함하는 건물 내부를 환기시키기 위한 설비에 관한 것이다. 하우징 유닛이라는 용어는 광의의 의미로 이해되어야 하는 것으로써, 거주를 위한 하우징 유닛을 쉽게 예로 들 수 있고 기타 다른 건물로는 예를 들면 사무실 용도의 건물을 지칭할 수도 있다.

도 1 및 도 2는 각각 겨울에 작동하는 설비와 여름에 작동하는 설비를 각각 도시하는 개략도이다.

도 3 및 도 4는 하우징 유닛에 설치된 열역학적 모듈을 겨울철 작동 위치와 여름철 작동 위치 각각에서 도시하는 도면이다.

도 5는 열역학적 모듈을 수용하는 케이싱을 도시한 도면이다.

도 6은 열역학적 모듈을 조절하는 하나의 방법에 대한 개략도이다.

본 발명의 목적은 수 개의 하우징 유닛을 포함하는 건물 내의 공기를 환기시키고 열처리하기 위한 간편하고 변경가능한 구조를 갖춘 설비를 제공하기 위한 것이다.

이 목적을 위한 본 발명에 관련된 설비는, 건물의 외부에서 들여온 공기를 다수의 하우징 유닛중 응접실, 침실 등의 거처로 취입시키는 환기 유닛과, 취입 유닛과 동일한 특징을 가지는 것으로서 주방, 화장실 등의 기능실 내부로 취입된 공기를 상기 기능실로부터 배출시키는 환기 유닛을 구비하고 있고, 공기가 건물과 연통하는 도관을 거쳐서 각 하우징 유닛으로 보내지고 그로부터 배출되게 구성된 이중 유동 환기 시스템을 포함하는 형태의 것으로서, 각 하우징 유닛이 취입 도관 및 배출 도관으로 이루어진 한 쌍의 도관으로 연결되는 지점에, 상기 하우징 유닛에 제공되고 환기 기류가 위를 통과하게 하는 독립 열역학적 유닛을 포함하고, 상기 열역학적 유닛의 증발기와 응축기는 각각 취입 유동부와 배출 유동부에 각각 배치된 것을 특징으로 하였다.

바람직하게, 열역학적 유닛은 공기 유입구와 공기 유출구를 각각 갖춘 두 개 이상의 격실을 포함하고 열역학적 유닛의 증발기와 응축기를 수용하는 케이싱내에 하우징된다.

이러한 설비의 일 실시예에 따르면, 열역학적 유닛의 증발기는 하우징 유닛내부로 불어넣어지는 공기의 유동부에 배열되고, 응축기는 하우징 유닛으로부터 배출되는 공기의 유동부에 배열된다.

따라서 본 발명에 따른 설비는 공동 환기 유닛과 독립된 열역학적 부조립체 및 송풍기가 없는 배관을 포함한다. 독립된 열역학적 부조립체는 공동 공기 루프에 설치되어서 건물용 공동의 이중 유동 제어형 기계식 환기 장치를 제공한다.

따라서 본 발명에 따른 설비는 새롭게 들어오는 공기의 유량을 제어하고 취입된 공기를 여과함으로써 각 하우징 유닛 내에서 전체 공기의 질을 조절하는 것이 가능해진다. 이러한 공기의 질을 조절하는 것에 더하여, 상기 설비는 여름철에는 공동 환기에 의해 전달된 공기를 이용하여 차갑게 만드는 개별적 열처리를 제공한다. 취입된 공기는 열역학적 유닛의 증발기 위로 지나면서 냉각되고, 열 에너지는 기계적으로 제어된 환기 장치에 의해 배출된 공기를 통해서 제거된다. 이러한 설비는, 열역학적 시스템의 성능을 개선하기 위해서, 증발기와 응축기를 수용하는 격실들 사이에 배치되어서 하우징 유닛을 관통하지 않은 공기의 추가 유동이 응축기 위를 지나도록 하는 우회 도관(bypass pipe)을 포함한다. 이는 상기 하우징 유닛의 열 균형에 악영향을 미치지 않으면서 열역학적 출력을 증가시킨다.

환기 기둥의 평형을 깨뜨리지 않기 위해서, 열역학적 유닛이 작동상태에 있으면서 취입 기류가 증발기 위를 지날 때에는 개방 상태에 놓이고 주방으로부터 최대 배출 유량 상태로 전환되었을 때는 폐쇄 위치로 이동하게 되는 환기 조절기가 우회 도관에 장착된다.

이러한 설비의 바람직한 실시예에 따르면, 겨울철에는 열역학적 유닛의 응축기가 하우징 유닛 내부로 취입되는 공기의 유동부에 배치되고, 증발기는 하우징 유닛으로부터 배출되는 공기의 유동부에 배치된다. 열역학적 시스템은 배출되는 공기로부터 에너지를 회수하여서 그 에너지를 취입되는 공기를 가열하는데 사용한다. 그 다음, 우회 도관에 배치된 환기 조절기는 폐쇄 상태에 놓이게 된다.

또한 우회 도관은 환기 조절기의 상류 또는 하류에 놓인 유동 조절 모듈을 포함한다. 이러한 모듈은 격실이 많을 때 다수의 격실 내에서 유량을 균일화시키기 위한 것이다.

바람직하게, 열역학적 유닛은 냉매의 방향을 역전시킬 수 있으며 증발기와 응축기의 기능을 서로 바꿀 수 있는 가역식으로 구성된다. 이러한 장치는 열역학적 유닛에서 순환되는 공기의 경로를 변경시키지 않고도 겨울철에는 공기를 예열하기 위한 유닛으로 사용하고 여름철에는 공기를 냉각하기 위한 유닛으로 사용하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 열역학적 유닛은 작동 키패드에 연결되고 하우징 유닛내에 설치된 자동 온도 조절 장치에 의해 제어된다.

다른 가열 시스템이 없는 경우, 선택적인 추가 가열 장치를 취입측에 설치할 수 있다. 이를 위해서, 거처의 다수의 방으로 공기를 취입하기 위한 환기구에 열역학적 유닛과 연결된 온도 탐침에 의해 작동될 수 있는 취입 공기를 전기적으로 가열하는 추가 가열 장치가 설치된다. 이러한 장치는 하우징 유닛의 요건에 따라서 신선한 공기 유량으로 작동할 수 있고 만약 소요 출력이 너무 클 경우에는 취입 환기 장치에서 재순환되는 추가 공기 유량으로 작동할 수 있다.

따라서 각 방은 각 취입 터미널에서 개별적으로 조절될 수 있다. 이러한 방마다의 독립 조절은 전자 운영 시스템을 통해서 열역학적 시스템에 연결되므로, 전체 설정은 열역학적 시스템과 부가적인 전기 가열 저항 요소의 작동이 서로 충돌하는 문제를 피하면서 최적화시킬 수 있다.

본 발명 설비와 관련한 여러가지 이점들은 다음과 같다.

공기 질은 취입된 공기의 조절 및 여과 능력을 만족시키는 유량으로 작동하는 제어형 기계식 환기 시스템에 의해 보장된다.

온도 관점에서의 쾌적성에 있어서, 여름철에는 배출된 공기로부터 에너지를 회복하여 공기를 냉각함으로써 쾌적함을 얻을 수 있고, 겨울철에는 열 소모면에 있어서도 절약되는 취입 공기의 예열을 통해 쾌적함을 얻을 수 있다. 이는 소모량이 개별적으로 측정되고 건물의 공동 장소를 지나는 배관에서의 불필요한 열 손실을 없게 하는 각 열역학적 유닛의 개별 조절을 포함한다.

설비의 설계와 관련하여 볼 때, 모든 하우징 유닛이 열역학적 유닛을 필수적으로 갖추어햐 하는 것은 아니며, 어떤 하우징 유닛에는 열역학적 유닛을 설치하고 다른 하우징 유닛에는 정적 교환기를 설치하되 필요에 따라서는 투자 비용을 분산시키기 위해 정적 열교환기를 열역학적 교환기로 대체할 수도 있다.

작동에 있어서는, 공기류 유량이 건물의 공동 제어형 기계식 환기 시스템에 의해 확보되기 때문에, 각 열역학적 모듈은 자동식이고, 유체 네트웍의 설비를 필요로 하지 않으며 공지의 공기 조절 장치의 경우에서 처럼 건물의 외부에 유닛을 구비하지 않으며, 또한 공지의 환기 장치에서 처럼 내부 송풍기를 구비하지 않는다는 점을 주지해야 한다.

여하튼 간에, 본 발명은 본 발명 설비의 일실시예를 나타낸 제한적이지 않은 예로서 나타낸 첨부된 도면들을 참고한 후술하는 설명으로부터 더욱 명백하게 이해될 것이다.

도 1 및 2는 두 개의 하우징 유닛(2, 3)을 포함한 건물을 도시하고 있다. 건물의 상부에는 네트웍의 구성에 적합하게 설계된 공기 취입 유닛(4)과 공기 배출 유닛(5)이 배치된다. 공기 취입 유닛(4)은 기둥(6)을 통해서 다수의 하우징 유닛으로 공기를 보내고, 동시에 공기는 기둥(7)을 관통하여 유닛(5)을 통해서 배출된다. 각 하우징 유닛에서 공기의 취입과 배출은 열역학적 유닛(8)을 포함한 케이싱에 의해 실행된다. 도면부호 8로 표기된 열역학적 유닛은 중앙 분할벽(9)에 의해 두 개의 격실로 분할된 케이싱을 포함하고, 각 격실은 공기 유입 오리피스와 공기 유출 오리피스를 포함한다.

도 5에서, 신선한 공기 유입 오리피스는 도면부호 10으로 표기되었고, 하우징 유닛에 신선한 공기를 공급하는 유출 오리피스는 도면부호 12로 표기되었고, 하우징 유닛으로부터 공기를 다시 가져오기 위한 오리피스는 도면부호 13으로 표기되었고, 외부로 공기를 배출하기 위한 오리피스는 도면부호 14로 표기되었다. 열역학적 유닛은 공지된 방식으로, 압축기(15)와, 두 개의 개별 격실에 하우징된 증발기 (16)와 응축기(17)를 포함한다. 냉매 회로에는 사방(four-way) 밸브(18)가 배열되어 유체의 유동 방향을 반전시키기도 한다. 따라서 증발기와 응축기에 의해 실행되는 기능들을 서로 바꾸는 것, 즉 유체가 유동하는 방향에 따라서 증발기는 응축기가 되고 그 반대로 응축기는 증발기가 되게 하는 것이 가능하다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 우회 도관은 열역학적 유닛을 포함하는 케이싱의 두 개의 격실 사이에 놓이고, 이러한 우회 도관은 그가 폐쇄되도록 하는 환기 조절기(19)를 갖추고 있다. 겨울철에는 환기 조절기를 폐쇄된 상태로 유지시켜서 공기를 예열하기 위해, 냉매 회로에 장착된 사방 밸브(18)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 하우징 유닛 내부를 향하여 공기를 취입하기 위해 격실 내에 위치된 요소가 응축기가 되도록 하는 방식으로 절환(스위칭)된다.

반대로, 여름철에는 증발기를 형성하는 요소가 케이싱의 공기 취입부에 있고 응축기를 형성하는 요소가 케이싱의 배출부에 있도록 밸브(18)가 절환된다. 그 다음에 환기 조절기(19)는 도 4에 도시된 바와 같이 개방 위치에 놓여져서 공기의 일부, 즉 특정 유량의 공기가 응축기 위를 직접 지나게 하여 열역학적 유닛의 성능을 향상시키도록 한다.

환기 조절기(19)는 아파트의 수가 많을 때 다수의 아파트 내부의 유량을 균일하게 하는 유동 조절 모듈(21)과 결합시키는 것도 가능하다.

도 6은 열역학적 유닛의 조절과 제어를 아주 개략적으로 도시하고 있다. 이 도면은 가열 모듈, 예를 들면 전기 가열 모듈을 갖춘 공기 취입 환기구(20)를 도시하고 있다. 주방의 배출구는 도면부호 22로 표기되었다. 또한, 이 도면은 주방 내부의 유량을 정상 환기량에서 그 보다 높은 환기량으로 변환시키기 위한 스위치 (23), 예를 들면 시간당 배출된 공기가 45㎥에서 135㎥으로 변환되게 하는 스위치를 도시하고 있다. 또한, 환기구(20)를 포함하는 주요 방마다 온도 탐침(24)과 내부 온도 탐침(25)를 갖춘 마스터 작동 키패드가 있다. 작동 키패드를 사용하여 열역학적 유닛의 작동 모드를 냉각 모드나 가열 모드로 설정하는 것이 가능하다. 추가로, 부속 온도 탐침은 열역학적 유닛의 작동을 멈추게 하고 작동하게 하는 것을 가능하게 한다. 유닛이 공기를 냉각하기 위해 사용될 경우, 스위치(23)는 환기 기둥의 균형을 유지하기 위해서 부엌으로부터 배출된 유량의 값이 증가되자마자 환기 조절기(19)를 폐쇄하는 것도 가능하다.

추가 가열 시스템을 가진 환기구를 갖춘 거처의 주요 방에 놓인 열역학적 모듈에 연결된 온도 탐침(24)은 열역학적 유닛과 추가 가열 시스템사이의 작동이 모순되는 문제를 피하고 바람직한 조절을 가능하게 한다.

말할 것도 없이, 본 발명은 이상에서 예를 들어 설명한 설비의 일실시예에 제한되지 않고, 오히려 그와 다른 형태의 것들을 포함한다. 따라서, 특정 실시예에서, 동일한 하우징 유닛이 그의 크기에 따라서 다수의 열역학적 유닛을 갖추거나,혹은, 선택적으로는 신선한 공기를 거처에 분배하기 위한 환기구에 추가 가열 시스템을 구비시키지 않을 수 있는데, 이러한 것은 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.

Claims (10)

1. 건물의 외부에서 들여온 공기를 여러 하우징 유닛들 중 응접실, 침실 등의 거처로 취입시키는 환기 유닛과, 취입 유닛과 동일한 특징을 갖는 것으로서 주방, 화장실 등의 기능실 내부로 취입된 공기를 기능실로부터 배출시키는 환기 유닛(5)을 구비하고 있고, 공기가 건물과 연통하는 도관을 거쳐서 각 하우징 유닛으로 보내지고 또한 그로부터 배출되도록 구성된 이중 유동 환기 시스템을 포함하는 것으로서, 건물 내부를 환기시키고 공기를 열처리하기 위한 환기 및 공기 열처리 설비에 있어서,

   각 하우징 유닛이 취입 도관 및 배출 도관으로 이루어진 한 쌍의 도관(6, 7)으로 연결되는 지점에, 상기 하우징 유닛에 제공되고 환기 기류가 통과되도록 한 독립 열역학적 유닛(8)을 포함하고, 상기 열역학적 유닛의 증발기와 응축기는 각각 취입 유동부와 배출 유동부에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
2. 제1항에 있어서, 상기 열역학적 유닛(8)은, 각각에 공기 유입구(10, 13)와 공기 유출구(12, 14)가 설치되어 있고 열역학적 유닛의 증발기(16)와 응축기(17)를 각각 수용하는 두 개 이상의 격실을 포함하는 케이싱 내부에 하우징된 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열역학적 유닛(8)의 증발기 (16)는 하우징 유닛 내부로 취입되는 공기의 유동부에 배열되고, 응축기(17)는 하우징 유닛으로부터 배출되는 공기의 유동부에 배열된 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
4. 제3항에 있어서, 상기 증발기와 응축기를 포함하는 격실들 사이에 배치되고 하우징 유닛을 통과하지 않는 추가 공기류가 응축기(17) 위를 통과하게 하는 우회 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
5. 제4항에 있어서, 열역학적 유닛이 작동 상태에 있으면서 취입 기류가 증발기 위를 지날 때에는 개방상태에 놓이게 되고, 주방으로부터 최대 배출 유량의 상태로 전환되었을 때는 폐쇄 위치로 이동하게 되는 환기 조절기(19)가 우회 도관에 장착되는 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
6. 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우회 도관에 유동 조절 모듈 (21)이 설치된 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
7. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 열역학적 유닛의 응축기(17)가 하우징 유닛 내부로 취입되는 공기의 유동부에 배열되고, 증발기(16)가 하우징 유닛으로부터 배출되는 공기의 유동부에 배열된 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
8. 제3항 내지 제7항에 있어서, 상기 열역학적 유닛(8)은 냉매의 방향을 반전시킬 수 있고 증발기와 응축기의 기능을 서로 바꿀 수 있는 가역식인 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 열역학적 유닛(8)이 작동 키패드 (25)에 연결되어 있고 하우징 유닛 내에 배열된 자동 온도 조절 장치에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거처의 다수 방 안으로 공기를 취입하기 위한 환기구(20)에, 열역학적 유닛(8)과 연결된 온도 탐침(24)에 의해 작동되는 것으로서 취입된 공기를 전기적으로 가열하기 위한 추가 가열 장치가 설치된 것을 특징으로 하는 환기 및 공기 열처리 설비.