KR20030063856A - ventilating device and method for ventilating automatically by using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 환기장치 및 이를 이용한 자동 환기방법에 관한 것으로서, 더욱상세하게는 이산화탄소 센서를 이용하여 실내의 오염도를 검출하고, 이를 바탕으로 환기여부를 자동으로 판단하여 운전되는 환기장치 및 이를 이용한 자동 환기방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ventilation apparatus and an automatic ventilation method using the same, and more specifically, to detect the pollution level in the room using a carbon dioxide sensor, and based on this automatically ventilating device that is operated by determining whether the ventilation and automatic ventilation using the same It is about a method.
밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서, 사무실이나 차량과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다. 이 때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.The air in an enclosed space increases the carbon dioxide content over time due to the breathing of living things, which interferes with the breathing of living things. Therefore, if many people stay in a narrow space such as an office or a vehicle, it is necessary to frequently replace the indoor air with fresh air. At this time, a commonly used ventilation device.
종래에 알려진 대부분의 환기장치는 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있다. 그런데, 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출시킬 경우, 실내의 냉기 도는 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열교환 없이 유입됨으로 인해 실내를 난방 및 냉방시키는데 드는 경비가 불필요하게 많이 들게 되었다.Most conventional ventilation apparatuses employ a method of forcibly discharging only indoor air to the outside using a single blower. However, if only one air is forced out by using one blower, the indoor cold air or heat is discharged to the outside without filtration, and the outdoor air is heated without heat exchange through a door or window gap. The cost of cooling was unnecessarily high.
또한, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입됨으로 인해 실내공기의 급격한 온도변화로 그 내부에 존재하는 사람들이 불쾌감을 느끼게 되고, 특히 실내의 창문이나 문틀이 닫혀진 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍현상이 발생될 수 있음은 물론, 실내공기의 습도조절이 전혀 이루어지지 않게 되어 환기장치가 구비되어 있는데도 불구하고 쾌적한 실내환경을 유지시키지 못하는 문제점 등이 있었다.In addition, due to the sudden inflow of cold air and heat from inside to outside people suddenly change the temperature of the interior people there is unpleasant feelings, especially in the state that the indoor window or door frame closed to discharge only the indoor air to the outside In this case, the inflow of fresh air may be blocked and oxygen deficiency may occur, and the humidity of the indoor air is not controlled at all. However, even though a ventilation device is provided, it does not maintain a comfortable indoor environment. there was.
이러한 문제점을 해결하고자, 실외공기를 실외로 배출되는 실내공기와 먼저 열교환시킨 다음 실내로 공급하는 전열교환 방식의 환기장치가 제시되었다.In order to solve this problem, a total heat exchange type ventilation device for first exchanging outdoor air with indoor air discharged to the outside and then supplying the indoor air has been proposed.
도 1은 일반적인 전열교환 방식 환기장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1 schematically shows the structure of a general electrothermal exchange ventilator.
도 1에 도시된 바에 따르면, 박스형태의 케이스(1) 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트(10)가 구비되고, 상기 급기덕트와 소정 위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트(20)가 구비된다. 그리고 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 전열교환기(5)가 구비된다.As shown in FIG. 1, an air supply duct 10 is provided inside a box-shaped case 1 to guide outdoor air to an interior, and the air duct intersects with the air supply duct at a predetermined position, and the air is guided to the outside. Duct 20 is provided. In addition, an electric heat exchanger (5) is provided to exchange heat between the outdoor air that is supplied at the point where the air supply duct 10 and the exhaust duct 20 intersect and the indoor air that is exhausted.
상기 급기덕트(10)의 일단에 실외와 연통되는 급기 흡입구(11)가 형성되고 타단에 실내와 연통되는 급기 배출구(13)가 형성되며, 상기 배기덕트(20)의 일단에 실내와 연통되는 배기 흡입구(21)가 형성되고 타단에 실외와 연통되는 배기 배출구(23)가 형성된다.An air supply inlet 11 is formed at one end of the air supply duct 10 to communicate with the outside, and an air supply outlet 13 is formed to communicate with the room at the other end thereof, and an air exhausted to communicate with the room at one end of the exhaust duct 20. An intake port 21 is formed and an exhaust outlet 23 is formed at the other end in communication with the outdoors.
이 때, 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)는 전열교환기를 중심으로 각각 케이스(1)의 내부공간을 상하로 횡단하면서 서로 간섭을 받지 않게 된다. 이것은 상기 케이스(1)를 상하로 구획하는 격벽(3)에 의해 가능하다.At this time, the air supply duct 10 and the exhaust duct 20 do not interfere with each other while crossing the inner space of the case 1 up and down with respect to the heat exchanger, respectively. This is possible by the partition 3 which divides the said case 1 up and down.
상기 급기덕트(10)의 급기 배출구 측에 실외공기를 강제 흡입하는 급기팬(15)이 구비되고, 상기 배기덕트(20)의 배기 배출구 측에 실내공기를 강제 배출하는 배기팬(25)이 구비된다.An air supply fan 15 for forcibly sucking outdoor air is provided on the air supply outlet side of the air supply duct 10, and an exhaust fan 25 for forcibly discharging indoor air is provided on the air outlet side of the exhaust duct 20. do.
한편, 상기 전열교환기(5)는 상하 모서리가 케이스(1)에 의해 지지되고 좌우모서리가 급기덕트(10) 및 배기덕트(20)를 구획하는 격벽(3)에 의해 지지되는 육면체 형상으로, 그 내부에 급기덕트(10)와 연통되는 다수의 급기통로(5a)와 상기 급기통로와 이웃하며 배기덕트(20)와 연통되는 다수의 배기통로(5b)가 구비된다. 그리고 도시되진 않았으나, 상기 급기통로(5a)와 배기통로(5b)의 경계부분에는 열전도 효율이 뛰어난 열교환막이 구비된다.On the other hand, the heat exchanger (5) has a cube shape in which the upper and lower edges are supported by the case (1) and the left and right edges are supported by the partition wall (3) partitioning the air supply duct (10) and the exhaust duct (20). A plurality of air supply passages 5a communicating with the air supply duct 10 and a plurality of air exhaust passages 5b adjacent to the air supply passages and communicating with the exhaust duct 20 are provided therein. Although not shown, a heat exchange membrane having excellent heat conduction efficiency is provided at the boundary between the air supply passage 5a and the exhaust passage 5b.
이 때, 실선으로 도시된 부분이 급기통로(5a)이고, 점선으로 도시된 부분이 배기통로(5b)이다.At this time, the portion shown by the solid line is the air supply passage 5a, and the portion shown by the dotted line is the exhaust passage 5b.
이와 같이 구성된 전열교환 방식 환기장치의 작용을 상술하면 다음과 같다.Referring to the operation of the electrothermal exchange system ventilator configured as described above are as follows.
먼저, 실내공기가 어느 정도 오염되었을 때 배기팬(25)에 전원이 인가되면서 실내공기가 배기 흡입구(21)를 통해 배기덕트(20)로 유입된 다음, 전열교환기의 배기통로(5b)를 지나 배기 배출구(23)를 통해 실외로 배출된다.First, when indoor air is contaminated to some extent, power is supplied to the exhaust fan 25, and indoor air flows into the exhaust duct 20 through the exhaust inlet 21, and then passes through the exhaust passage 5b of the total heat exchanger. It is discharged to the outside through the exhaust outlet 23.
이와 동시에, 급기팬(15)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기가 급기 흡입구(11)를 통해 급기덕트(10)로 유입된 다음, 전열교환기의 급기통로(5a)를 지나 급기 배출구(13)를 통해 실내로 유입된다.At the same time, while supplying power to the air supply fan 15, fresh outdoor air flows into the air supply duct 10 through the air supply inlet 11, and then passes through the air supply passage 5a of the heat exchanger, and supplies the air supply outlet 13. Through the room.
이 때, 상기 전열교환기(5)를 지나는 실내공기와 실외공기는 열교환막을 통해 열교환하게 된다. 이 과정을 상술하면, 상기 전열교환기(5)에서 일어나는 열교환은 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기 사이에 일어나는 현열교환과, 실내공기 또는 실외공기 중 고온의 공기가 노점온도(dew point temp.) 이하의 상태가 되면서 생성된 응축수에 의한 잠열교환으로 이루어진다.At this time, the indoor air and the outdoor air passing through the heat exchanger (5) exchange heat through the heat exchange membrane. Specifically, the heat exchange occurring in the total heat exchanger 5 includes sensible heat exchange occurring between the outdoor air to be supplied and the indoor air to be exhausted, and the hot air of the indoor or outdoor air is dew point temp. It becomes the latent heat exchange by the condensate produced | generated while being in the following states.
전술한 바와 같이, 전열교환 방식 환기장치의 경우 실내가 냉방 또는 난방분위기일 때 급기되는 실외공기가 실내공기와 1차적으로 열교환된 다음 실내로 유입됨에 따라, 실내온도의 급격한 상승이나 하강을 방지할 수 있다.As described above, in the case of an electrothermal exchange type ventilator, the outdoor air supplied when the room is cooled or heated is primarily heat-exchanged with the indoor air and then flows into the room, thereby preventing a rapid rise or fall of the room temperature. Can be.
그러나, 전술한 바와 같은 환기장치는 실내의 오염정도를 사용자가 파악하여 운전을 직접 제어하는 형태로 많이 운용되었다. 따라서, 종래 환기장치는 자동운전을 위한 시스템과 알고리즘을 갖추고 있지 않음에 따라 사용자가 일일이 운전을 조작해야 하는 사용상의 불편함이 있었다.However, the ventilation device as described above has been operated in many ways in which the user grasps the degree of pollution in the room and directly controls the driving. Therefore, the conventional ventilator is not equipped with a system and algorithm for automatic operation, there is a inconvenience in use that the user must operate the operation one by one.
이를 해결하기 위해, 전술한 구성을 갖는 환기장치에 급기팬(15) 및 배기팬(25)의 운전을 제어하는 컨트롤러(도시생략)와 실내의 온도와 습도를 이용하여 오염도를 검출할 수 있는 센서(도시생략)를 더 포함하여, 상기 센서에서 검출된 실내 오염도에 따라 급기팬 및 배기팬을 자동으로 운전하는 환기장치가 제시되었다.In order to solve this problem, a controller (not shown) for controlling the operation of the air supply fan 15 and the exhaust fan 25 in a ventilation device having the above-described configuration, and a sensor capable of detecting a pollution degree using indoor temperature and humidity. Further including (not shown), a ventilation device for automatically operating the air supply fan and the exhaust fan according to the indoor pollution detected by the sensor has been proposed.
그러나, 이 경우에도 실내 오염도를 검출하는 센서로서 일반적인 온습도 센서가 적용됨에 따라 운전이 부정확하게 수행되는 문제가 야기되었다. 즉, 사람에게는 어느 정도의 복사열과 습기가 방출되며, 이러한 복사열과 습기는 한정된 실내 공간의 온도와 습도를 상승시키게 된다. 따라서, 상기 온습도 센서는 실내의 온도나 습도 변화를 감지하여 이를 컨트롤러에 신호로 인가함으로써, 환기장치가 자동으로 운전되도록 하는 것이었다. 그런데, 온도와 습도의 변화는 실내 오염도에 직접적인 영향을 끼치는 인자가 아니기 때문에, 온도와 습도가 변했다고 하여 꼭 실내가 오염되었다고 단정지을 수 없는 것이다. 특히, 실내 오염도는 사람의 수에 비례하는 것에 비해 온도와 습도는 사람의 수와는 무관한 인자이기 때문에, 결국 실내에 사람이 많이 있다고 하더라도 온도나 습도의 변화가 발생하지 않는다면 환기가 이루어지지 않게 되는 문제가 야기되었다.However, even in this case, as a general temperature and humidity sensor is applied as a sensor for detecting indoor pollution, the problem of inaccurate operation is caused. In other words, a certain amount of radiant heat and moisture is released to a person, and the radiant heat and moisture increase the temperature and humidity of a limited indoor space. Therefore, the temperature and humidity sensor senses a change in temperature or humidity in the room and applies it as a signal to the controller so that the ventilation device is automatically operated. However, since the change in temperature and humidity is not a factor directly affecting the indoor pollution degree, the change in temperature and humidity does not necessarily mean that the room is contaminated. In particular, since indoor pollution is proportional to the number of people, temperature and humidity are independent of the number of people. Therefore, even if there are many people in the room, if the temperature or humidity does not change, ventilation is not performed. The problem arises.
본 발명의 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실내 오염도를 정확하게 검출할 수 있는 센서를 이용하여 실내를 자동으로 환기시킬 수 있는 환기장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems of the present invention, an object of the present invention is to provide a ventilation device capable of automatically ventilating the room using a sensor that can accurately detect the indoor pollution.
본 발명의 다른 목적은 상기 환기장치를 이용하여 실내 오염도에 따라 환기여부를 자동으로 결정함과 동시에 환기속도를 달리하여 환기효율을 보다 향상시킬 수 있는 자동 환기방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an automatic ventilation method which can improve ventilation efficiency by varying the ventilation speed and automatically determining whether to ventilate according to the indoor pollution degree using the ventilation device.
도 1은 일반적인 전열교환 방식 환기장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도1 is a schematic view showing the structure of a general electrothermal exchange ventilator
도 2는 본 발명에 따른 전열교환 방식 환기장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of the total heat exchange ventilation system according to the present invention
도 3은 본 발명에따른 전열교환 방식 환기장치의 작용을 도시한 흐름도3 is a flow chart showing the operation of the total heat exchange ventilation system according to the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 케이스5 : 전열교환기1: Case 5: Heat exchanger
10 : 급기덕트15 : 급기팬10: supply duct 15: supply fan
20 : 배기덕트25 : 배기팬20: exhaust duct 25: exhaust fan
30 : 컨트롤러40 : CO2센서30 controller 40 CO 2 sensor
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 환기장치는 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트 및 상기 급기덕트와 소정 위치에서 교차하며 오염된 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트와, 상기 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 구비되며 급기덕트와 연통되는 다수의 급기통로와 배기덕트와 연통되는 다수의 배기통로가 서로 이웃하도록 형성되어 급기와 배기가 열교환하는 전열교환기와, 상기 급기덕트 및 배기덕트에 각각 구비되며 풍량 조절이 가능한 급기팬 및 배기팬과, 실내의 이산화탄소 농도를 검출하고 그 값을 전기전 신호로 변환하는 CO2센서와, 상기 CO2센서에서 검출된 이산화탄소 농도의 전기적 신호를 인가받아 상기 급기팬 및 배기팬의 운전 여부 및 풍량을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the ventilator according to the present invention comprises an air supply duct for outdoor air is guided to the interior and the exhaust duct crossing the air supply duct at a predetermined position and the indoor air contaminated with the air supply duct, A heat exchanger provided at a point where the exhaust ducts intersect and formed with a plurality of supply passages communicating with the supply duct and a plurality of exhaust passages communicating with the exhaust duct so that the supply and exhaust heat exchange with each other, the supply duct and the exhaust duct respectively provided on and applying a CO 2 sensor, the electrical signals of the carbon dioxide concentration detected by the CO 2 sensor for detecting the air supply fan and the exhaust fan, and the carbon dioxide concentration in the room is air volume adjustable, and converts that value into an electrical former signal And a controller for controlling whether the air supply fan and the exhaust fan are operated and the air volume.
본 발명에 따른 자동 환기방법은 CO2센서가 실내의 이산화탄소 농도를 일정간격을 두고 검출하는 단계와, 컨트롤러가 상기 이산화탄소 농도를 전기적 신호로 인가받아 기 설정된 제1 기준농도와 비교하여 환기 여부를 판단하는 단계와, 상기 비교 결과 CO2센서에서 검출된 이산화탄소 농도가 제1 기준농도 이상일 경우에 컨트롤러가 급기팬 및 배기팬에 전원을 인가함으로써 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 전열교환기를 통해 열교환되면서 실내를 자동으로 환기시키는 단계를 포함하여 구성된다.In the automatic ventilation method according to the present invention, the CO 2 sensor detects the carbon dioxide concentration in the room at a predetermined interval, and the controller receives the carbon dioxide concentration as an electrical signal and compares it with a preset first reference concentration to determine whether to ventilate. And when the carbon dioxide concentration detected by the CO 2 sensor is equal to or greater than the first reference concentration, the controller supplies power to the air supply fan and the exhaust fan so that the outdoor air that is supplied and the indoor air that is exhausted are exchanged through the total heat exchanger. It is configured to include a step of automatically ventilating the room.
이 때, 실내를 자동으로 환기시키는 단계는 컨트롤러가 CO2센서에서 검출된 이산화탄소 농도를 기 설정된 제2 기준농도와 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라 급기팬 및 배기팬의 풍량을 조절하는 단계를 더 포함하여 구성된다.At this time, the step of automatically ventilating the room is a step in which the controller compares the carbon dioxide concentration detected by the CO 2 sensor with a second preset reference concentration, and adjusting the air flow rate of the air supply fan and exhaust fan according to the comparison result It is configured to further include.
따라서, 본 발명에 따른 환기장치 및 이를 이용한 자동 환기방법은 실내 오염도에 직접적인 영향을 끼치는 이산화탄소 농도를 검출하여 환기여부를 판단함으로써 보다 정확하게 환기장치를 운용할 수 있으며, 또한 이산화탄소 농도의 정도에 따라 급기되는 실외공기량과 배기되는 실내공기량을 가감함으로써 환기효율을 보다 향상시킬 수 있다.Therefore, the ventilator according to the present invention and the automatic ventilation method using the same can detect the carbon dioxide concentration directly affecting the indoor pollution degree and determine whether to ventilate more accurately to operate the ventilator, and also the air supply according to the degree of carbon dioxide concentration Ventilation efficiency can be further improved by adding or subtracting the amount of outdoor air and the amount of indoor air exhausted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기장치 및 이를 이용한 자동 환기방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a ventilator according to a preferred embodiment of the present invention and an automatic ventilation method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 전열교환 방식 환기장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.First, Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of a total heat exchange ventilation system according to the present invention.
도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 환기장치는 시스템의 전반적인 운용을 제어하는 컨트롤러(30)와, 실내의 이산화탄소 농도를 검출하는 CO2센서(40)와, 상기 컨트롤러에 의해 운전속도가 달리 제어됨으로써 풍량을 조절할 수 있는 급기팬(15) 및 배기팬(25)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the ventilator according to the present invention includes a controller 30 for controlling the overall operation of the system, a CO 2 sensor 40 for detecting carbon dioxide concentration in the room, and an operating speed by the controller. It is configured to include an air supply fan 15 and the exhaust fan 25 which can be controlled by the different air volume.
상기 CO2센서(40)는 실내에 존재하는 여러 가스 중 이산화탄소의 농도를 검출하고, 이를 전기적 신호로 출력할 수 있는 가스센서의 일종이다. 일반적으로 가스센서는 가스의 농도를 검출하는 방식에 따라 반도체식 센서, 열전도도식 센서, 전기화학식 센서 및 적외선 흡광식 센서 등 여러 종류가 있으나, 비교적 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 응답속도가 빠른 반도체식 센서를 본 발명의 CO2센서로 제시한다.The CO 2 sensor 40 is a kind of gas sensor that can detect the concentration of carbon dioxide among various gases present in the room and output it as an electrical signal. In general, there are many types of gas sensors, such as semiconductor sensors, thermal conductivity sensors, electrochemical sensors, and infrared absorption sensors, depending on the method of detecting the gas concentration, but the semiconductor is relatively simple in structure, low in cost, and fast in response. The formula sensor is presented as the CO 2 sensor of the present invention.
한편, 전술한 반도체식 센서의 구조는 공지기술인 바, 그 구체적인 구조와 검출방법에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, the structure of the above-described semiconductor sensor is known in the art, the detailed structure and detection method will be omitted.
이 때, 본 발명의 환기장치에 CO2센서(40)가 적용된 이유는 이산화탄소는 실내에 존재하는 사람의 수에 비례하여 발생하며, 실내 오염도를 무엇보다고 정확하게 표출할 수 있기 때문이다.At this time, the reason why the CO 2 sensor 40 is applied to the ventilation device of the present invention is that carbon dioxide is generated in proportion to the number of people present in the room, and the indoor pollution degree can be expressed more accurately than anything else.
전술한 바와 같은 CO2센서(40)는 실내의 이산화탄소 농도를 검출하여 이를 상기 컨트롤러(30)에 전기적 신호로 인가하고, 상기 컨트롤러는 CO2센서로부터 인가받는 신호를 이용하여 기 설정된 기준농도와 비교하는 연산을 수행한다.The CO 2 sensor 40 as described above detects the carbon dioxide concentration in the room and applies it as an electrical signal to the controller 30, and the controller compares the preset reference concentration with a signal applied from the CO 2 sensor. Performs the operation.
상기 컨트롤러(30)는 전술한 연산과정을 바탕으로 실내의 이산화탄소 농도가 기준농도보다 높을 경우, 미리 입력된 프로그램에 따라 상기 급기팬(15) 및 배기팬(25)에 전원인가 여부를 판단하여 환기장치를 자동으로 운전하게 된다. 또한, 상기 컨트롤러(30)는 실내의 이산화탄소 농도가 속하는 범위에 따라 상기 급기팬(15) 및 배기팬(25)에 인가되는 전원을 제어하여 운전속도를 조절하며, 이에 따라 급기되는 실외공기량과 배기되는 실내공기량을 조절하게 된다.The controller 30 determines whether power is supplied to the air supply fan 15 and the exhaust fan 25 according to a previously input program when the carbon dioxide concentration in the room is higher than the reference concentration based on the above-described calculation process. The device will operate automatically. In addition, the controller 30 controls the driving speed by controlling the power applied to the air supply fan 15 and the exhaust fan 25 according to the range of the carbon dioxide concentration in the room, and thus the amount of outdoor air supplied and exhaust The indoor air volume is controlled.
이하, 전술한 환기장치의 구조를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the structure of the above-described ventilation device in more detail as follows.
도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 환기장치는 박스형태의 케이스(1) 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트(10)와, 상기 급기덕트와 소정 위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트(20)와, 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)가 교차하는 지점에 구비되어 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 전열교환기(5)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the ventilation device according to the present invention has an air supply duct 10 in which outdoor air is guided to the inside of a box-shaped case 1, and the air supply duct intersects at a predetermined position and the indoor air is crossed. Including the exhaust duct 20 to be guided to the outside, and the heat exchanger (5) is provided at the intersection of the air supply duct 10 and the exhaust duct 20, the heat exchanged outdoor air and the indoor air exhausted It is composed.
상기 급기덕트(10)의 일단과 타단에 각각 급기 흡입구(11)와 급기 배출구(13)가 형성되며, 상기 배기덕트(20)의 일단과 타단에도 각각 배기 흡입구(21)와 배기 배출구(23)가 형성된다.An air supply inlet 11 and an air supply outlet 13 are formed at one end and the other end of the air supply duct 10, respectively, and an exhaust inlet 21 and an exhaust outlet 23 are also provided at one end and the other end of the exhaust duct 20, respectively. Is formed.
이 때, 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)는 전열교환기를 중심으로 각각 케이스(1)의 내부공간을 상하로 횡단하면서 서로 간섭을 받지 않게 된다. 이것은 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)를 상하로 구획하는 격벽(3)에 의해 가능하다.At this time, the air supply duct 10 and the exhaust duct 20 do not interfere with each other while crossing the inner space of the case 1 up and down with respect to the heat exchanger, respectively. This is possible by the partition 3 which divides the air supply duct 10 and the exhaust duct 20 up and down.
그리고 상기 급기덕트(10)의 급기 배출구 측에 실외공기를 강제 흡입하는 급기팬(15)이 구비되고, 상기 배기덕트(20)의 배기 배출구 측에 실내공기를 강제 배출하는 배기팬(25)이 구비된다. 이 때, 상기 급기팬(15)과 배기팬(25)은 전술한 바와 같이 풍량을 조절할 수 있는 것이어야 한다.In addition, an air supply fan 15 for forcibly sucking outdoor air on the air supply outlet side of the air supply duct 10 is provided, and an exhaust fan 25 for forcibly discharging indoor air on the exhaust outlet side of the air exhaust duct 20. It is provided. At this time, the air supply fan 15 and the exhaust fan 25 should be capable of adjusting the air volume as described above.
한편, 상기 전열교환기(5)는 하단 모서리가 케이스(1)에 의해 지지되고 좌우 모서리가 급기덕트(10) 및 배기덕트(20)를 구획하는 격벽(3)에 의해 지지되는 육면체 형상으로, 그 내부에 급기덕트(10)와 연통되는 다수의 급기통로(5a)와 상기 급기통로와 이웃하며 배기덕트(20)와 연통되는 다수의 배기통로(5b)가 구비된다. 그리고 도시되진 않았으나, 상기 급기통로(5a)와 배기통로(5b)의 경계부분에는 열전도 효율이 뛰어난 열교환막이 구비된다.On the other hand, the heat exchanger (5) has a hexahedral shape that is supported by the bottom edge is supported by the case (1) and the left and right edges are partition (3) partitioning the air supply duct 10 and the exhaust duct 20, A plurality of air supply passages 5a communicating with the air supply duct 10 and a plurality of air exhaust passages 5b adjacent to the air supply passages and communicating with the exhaust duct 20 are provided therein. Although not shown, a heat exchange membrane having excellent heat conduction efficiency is provided at the boundary between the air supply passage 5a and the exhaust passage 5b.
이 때, 실선으로 도시된 부분이 급기통로(5a)이고, 점선으로 도시된 부분이 배기통로(5b)이다.At this time, the portion shown by the solid line is the air supply passage 5a, and the portion shown by the dotted line is the exhaust passage 5b.
그리고 상기 케이스(1)의 실내측 하단에 시스템의 전반적인 운용을 제어하는 컨트롤러(30)가 구비되며, 실내측 격벽의 일측에 실내의 이산화탄소 농도를 검출하는 CO2센서(40)가 구비된다. 이 때, 상기 컨트롤러(30)는 급기팬(15) 및 배기팬(25)과 전기적으로 연결됨과 동시에 상기 CO2센서(40)와도 전기적으로 연결된다.And a controller 30 for controlling the overall operation of the system is provided at the bottom of the indoor side of the case 1, CO 2 sensor 40 for detecting the concentration of carbon dioxide in the room is provided on one side of the interior partition. At this time, the controller 30 is electrically connected to the air supply fan 15 and the exhaust fan 25 and also to the CO 2 sensor 40.
이와 같이 구성된 환기장치를 이용하여 실내를 보다 효율적으로 환기시키는 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the method of ventilating the room more efficiently using the ventilation device configured as described above in detail.
먼저, 도 3은 본 발명에따른 전열교환 방식 환기장치의 작용을 도시한 흐름도이다.First, Figure 3 is a flow chart showing the operation of the total heat exchange ventilation according to the present invention.
도 3에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 자동 환기방법은 먼저 CO2센서(40)가 실내의 이산화탄소 농도를 일정간격을 두고 검출한다(S11). 이 때, 상기 CO2센서(40)는 검출된 이산화탄소 농도를 전기적 신호로 변환하여 이를 컨트롤러(30)에 인가한다.As shown in FIG. 3, in the automatic ventilation method according to the present invention, the CO 2 sensor 40 first detects a carbon dioxide concentration in a room at a predetermined interval (S11). At this time, the CO 2 sensor 40 converts the detected carbon dioxide concentration into an electrical signal and applies it to the controller 30.
다음, 상기 컨트롤러(30)는 CO2센서(40)로부터 인가받은 이산화탄소 농도(C)를 기 설정된 제1 기준농도(C1) 비교하여 환기 여부를 판단한다(S12). 이 때, 환기 여부를 결정하는 제1 기준농도(C1)는 대략 10,000ppm 정도이다. 이것은 인체에 부작용을 야기하지 않는 이산화탄소 농도를 기준으로 제시된 값이다. 즉, 이산화탄소 농도가 10,000ppm 이하일 경우에는 인체에 별다른 부작용이 발생하지 않으나, 이 이상일 경우에는 호흡장애나 맥박상승 등과 같은 부작용이 발생하게 된다.Next, the controller 30 compares the carbon dioxide concentration (C) applied from the CO 2 sensor 40 to determine whether the ventilation by comparing the first reference concentration (C 1 ) (S12). At this time, the first reference concentration C 1 for determining ventilation is approximately 10,000 ppm. This is based on carbon dioxide concentrations that do not cause adverse effects on the human body. That is, when the carbon dioxide concentration is less than 10,000ppm, no side effects occur in the human body, but when the carbon dioxide concentration is higher than this, side effects such as a respiratory disorder or a pulse increase occur.
다음, 상기 비교 결과 CO2센서(40)에서 검출된 이산화탄소 농도(C)가 제1 기준농도(C1) 보다 작을 경우, 컨트롤러(30)는 급기팬(15)과 배기팬(25)에 전원이 이미 인가되어 있는 상태에서는 전원을 차단하여 환기장치를 정지시키고, 상기 급기팬과 배기팬이 운전되지 않는 상태에서는 계속 그 상태를 유지하게 된다(S13).Next, when the carbon dioxide concentration C detected by the CO 2 sensor 40 is less than the first reference concentration C 1 , the controller 30 supplies power to the air supply fan 15 and the exhaust fan 25. In this state, the power supply is cut off to stop the ventilation device, and the state is maintained in the state where the air supply fan and the exhaust fan are not operated (S13).
다음, 상기 비교 결과 CO2센서(40)에서 검출된 이산화탄소 농도(C)가 제1 기준농도(C1) 이상일 경우, 컨트롤러(30)는 급기팬(15)과 배기팬(25)에 전원을 인가함으로써 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 전열교환기(5)를 통해 열교환되면서 실내를 환기시키게 된다. 이 때, 실내를 환기시키는 단계는 컨트롤러(30)가 CO2센서(40)에서 검출된 이산화탄소 농도(C)를 제2 기준농도(C2)와 비교하는 단계(S14)와, 상기 비교 결과에 따라 급기팬 및 배기팬의 풍량을 조절하는 단계(S15,S16)를 더 포함한다.Next, when the carbon dioxide concentration C detected by the CO 2 sensor 40 is greater than or equal to the first reference concentration C 1 , the controller 30 supplies power to the air supply fan 15 and the exhaust fan 25. The outdoor air that is supplied by the application and the indoor air that are exhausted are exchanged through the total heat exchanger 5 to ventilate the interior. At this time, ventilating the room may include comparing the carbon dioxide concentration C detected by the CO 2 sensor 40 with the second reference concentration C 2 (S14) and the comparison result. Accordingly, the method may further include adjusting air flow rates of the air supply fan and the exhaust fan (S15 and S16).
이것은 종래와 달리 실내의 오염정도에 따라 급기되는 실외공기량과 배기되는 실내공기량을 달리 함으로써, 에너지 손실을 최소화하면서도 급기효율을 향상시키기 위한 것이다. 즉, 급기되는 실외공기량과 배기되는 실내공기량이 많을 경우에, 환기효율은 향상될지 모르나 실내온도와 다소 차이가 나는 실외공기가 유입됨으로 인해 실내 분위기를 계속 유지하기 위해 냉방기나 난방기의 운전이 요구된다. 반대로, 급기되는 실외공기량과 배기되는 실내공기량이 적을 경우에, 실내 분위기를 유지하기 위한 에너지 손실은 적은 반면에 환기효율이 저하된다. 따라서, 본 발명에 따른 자동 환기방법은 실내의 오염정도에 따라 급기팬(15)과 배기팬(25)의 풍량을 달리 함으로써, 에너지 손실방지와 환기효율 향상이라는 이득을 모두 제공할 수 있다.This is to improve the air supply efficiency while minimizing energy loss by varying the amount of outdoor air to be supplied and the amount of indoor air to be exhausted according to the degree of pollution of the room unlike the conventional. In other words, when the amount of outdoor air supplied and the amount of indoor air exhausted are large, the ventilation efficiency may be improved, but the operation of the air conditioner or the heater is required to maintain the indoor atmosphere due to the inflow of outdoor air which is somewhat different from the indoor temperature. . On the contrary, when the amount of outdoor air supplied and the amount of indoor air exhausted are small, the energy efficiency for maintaining the indoor atmosphere is small while the ventilation efficiency is lowered. Therefore, the automatic ventilation method according to the present invention can provide both benefits of preventing energy loss and improving ventilation efficiency by varying the air flow rates of the air supply fan 15 and the exhaust fan 25 according to the degree of pollution in the room.
따라서, 상기 제2 기준농도(C2)에 따라 에너지 손실이 최소화되는 정도와 급기효율이 향상되는 정도가 결정된다. 그런데, 이산화탄소 농도가 대략 20,000ppm 이상일 경우 인체는 호흡곤란이나 맥박상승과 같은 부작용으로 인해 많은 악영향을 받기 때문에, 전술한 농도를 기준으로 환기속도를 조절함으로써 에너지 손실도 최소화하고 급기효율도 최대한 보장할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자동 환기방법에서는 상기 제2 기준농도(C2)로서 20,000ppm을 제시한다.Therefore, the degree of energy loss is minimized and the degree of supply efficiency is improved according to the second reference concentration C 2 . However, when the carbon dioxide concentration is approximately 20,000 ppm or more, the human body is adversely affected by side effects such as difficulty in breathing or pulse rate increase. Therefore, the ventilation rate is adjusted based on the above-described concentration to minimize energy loss and ensure maximum air supply efficiency. Can be. Therefore, the automatic ventilation method according to the present invention proposes 20,000 ppm as the second reference concentration (C 2 ).
전술한 과정을 순서대로 나열하면, 상기 CO2센서(40)에서 검출된 이산화탄소 농도(C)가 제2 기준농도(C2) 보다 낮을 경우에 컨트롤러(30)가 급기팬(15) 및 배기팬(25)을 약풍으로 운전하게 되고(S16), 상기 CO2센서에서 검출된 이산화탄소 농도(C)가 제2 기준농도(C2) 이상일 경우에 컨트롤러(30)가 급기팬(15) 및 배기팬(25)을 강풍으로 운전하게 된다(S15). 이 때, 상기 급기팬(15)과 배기팬(25)의 풍량을 다단으로 조절하는 것은 컨트롤러(30)가 급기팬 및 배기팬에 인가되는 전원을 조절함으로써 달성될 수 있다.When the above processes are listed in order, the controller 30 may supply the air supply fan 15 and the exhaust fan when the carbon dioxide concentration C detected by the CO 2 sensor 40 is lower than the second reference concentration C 2 . In operation S16, when the carbon dioxide concentration C detected by the CO 2 sensor is greater than or equal to the second reference concentration C 2 , the controller 30 supplies the air supply fan 15 and the exhaust fan. Driving 25 in a strong wind (S15). In this case, adjusting the air volume of the air supply fan 15 and the exhaust fan 25 in multiple stages may be achieved by controlling the power applied to the air supply fan and the exhaust fan by the controller 30.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 변형된 형태의 실시예를 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위에 있는 변형된 형태는 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof, and one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may implement the modified embodiment within the essential technical scope of the present invention. Here, the essential technical scope of the present invention is shown in the claims, and the modified forms within the equivalent range will be construed as being included in the present invention.
본 발명에 따른 환기장치 및 이를 이용한 자동 환기방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.Ventilation apparatus and automatic ventilation method using the same according to the present invention provides the following effects.
첫째, 본 발명에 의하면 실내 오염도에 직접적인 영향을 끼치는 이산화탄소농도를 검출하여 환기여부를 판단함으로써 보다 정확하게 환기장치를 자동으로 운용할 수 있는 장점을 제공한다.First, the present invention provides an advantage that the ventilation system can be automatically operated more accurately by detecting the carbon dioxide concentration which directly affects the indoor pollution degree and determines whether to vent.
둘째, 본 발명에 의하면 이산화탄소 농도의 정도에 따라 급기되는 실외공기량과 배기되는 실내공기량을 가감함으로써 에너지 손실을 최소화하면서도 환기효율을 최대한 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.Second, the present invention provides an advantage of minimizing energy loss and improving ventilation efficiency by minimizing the amount of outdoor air supplied and the amount of indoor air exhausted according to the degree of carbon dioxide concentration.
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