KR200312200Y1

KR200312200Y1 - 현열교환 환기장치

Info

Publication number: KR200312200Y1
Application number: KR20-2003-0003221U
Authority: KR
Inventors: 이재인
Original assignee: 이재인
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2003-05-09

Abstract

본 고안은 실내의 오염된 공기를 배출하며, 실외의 신선한 공기를 실내로 유입하는 도중 실내공기가 갖는 높은 열에너지를 실외공기에 전달하여 열에너지 낭비를 막는 현열교환 장치에 관한 것이다.

본 고안은 건물내부에 설치되는 급기 및 배기풍도 사이에 열교환 챔버룸을 구성하되, 상기 열교환 챔버룸에 금속재질로 되는 다단의 열교환판을 적층하여서 구성한 열교환 챔버를 가지며, 상기 적층되는 열교환 챔버사이에 교호로 급기와 배기공기를 통과시켜 배기공기층의 열을 열교환판을 통해 급기, 즉 유입공기에 전달토록 하여 하는 것으로, 환기에 따른 열에너지 낭비를 최소로 되도록 하는 것이다.

Description

현열교환 환기장치{heat exchanger}

본 고안은 실내의 오염된 공기를 배출하며, 실외의 신선한 외기를 유입하는 환기장치에 있어서, 배출되는 실내공기에 포함된 열에너지를 실내로 유입되는 유입공기에 전달하여 환기에 의해 발생하는 열에너지 낭비를 최대한으로 줄여줄 수 있도록 하는 현열교환 환기장치에 관한 것이다.

건축물의 실내공기는 시간이 지남에 따라 잔존 산소량은 줄어들며 이산화탄소량은 늘어나게 되며, 또한 인위적으로 발생되는 냄새, 먼지등에 의해 혼탁하여 지는 것을 볼 수 있다.

따라서 건축물의 실내는 신선한 외기를 주기적으로 공급해 주어야만 신선하며, 쾌적한 환경을 유지하게 된다.

일반적으로 건축물에 있어서는 실내의 혼탁한 공기를 배출하며, 실외의 신선한 공기를 유입하는 환기장치를 갖는 것을 볼 수 있으며, 아니면 인위적으로 창문등을 열어 실내공기를 환기시켜 주는 것을 볼 수 있다.

종래 건물의 환기장치로는 급기 및 배가풍도(닥트)를 마련하고, 이를 통해 실외공기를 유입하거나 실내공기를 배출하여 환기를 하는 것을 볼 수 있다.

이와 같이 환기시에는 실내의 높은 열에너지를 갖는 공기가 외부로 그대로 방출되며, 실외의 낮은 열에너지를 갖는 실외공기가 유입됨으로 인해 환기시 많은 열에너지가 낭비되어지게 된다.

즉 사람이 생활하기에 적당한 온도는 20℃ 전후로 동절기나 하절기를 막론하고 실내의 온도는 20℃ 전후를 유지하게 되나 동절기 외부의 온도가 0℃일 경우 실내의 온도와는 20˚의 온도차이를 가지며, 하절기 외부의 온도가 30℃일 경우 실내와 온도는 10℃의 온도차이를 갖게 된다.

이와 같이 동절기나 하절기 실내의 온도와 실외의 온도가 많은 온도차를 가질때 온열이나 냉열의 높은 열에너지를 갖는 실내공기가 그대로 배출되며, 낮은 열에너지를 갖는 실외공기가 유입될 때 이에 대한 냉열 또는 온열의 열에너지를 가해야 되는 열에너지 낭비를 볼 수 있다.

본 고안 이와 같이 종래 환기에 의한 열에너지 낭비를 해결하고자 안출된 것으로 실내 배출공기의 높은 열에너지를 유입되는 실외의 유입공기를 전달토록 하여환기에 의한 열에너지 낭비를 최대한으로 절감할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 본 고안은 배출공기의 열을 유입공기에 전달하는 열전달 챔버를 각각의 배기풍도와 급기풍도 사이에 설치하여 열전달 챔버에서 열교환이 이루어지도록 한 것이다. 상기 급기풍도와 배기풍도에 설치되는 열교환장치는 다단으로 구성되는 열교환판을 가지며, 다단으로 적층되는 열교환판 사이에 교호로 공기 유입통로와 공기 배출통로를 구성하되 공기유입 방향 및 공기배출 방향이 서로 동일선상으로 위치되도록 하여 효율적으로 열 전달이 이루어지도록 한 것이다.

본 고안은 환기시 유입되는 신선하나 열에너지가 낮은 실외공기에 실내로부터 배출되는 오염된 공기가 갖는 높은 열에너지를 전달하는 열교환 장치에 있어서, 유입되는 외기와 배출되는 실내공기를 다단으로 적층되는 열교환판 사이의 열교환층을 통해 이동시켜 열전달이 이루어지도록 하되, 특히 신선한 외기가 유입되는 외기입구와 실내의 공기를 배출하는 배출구를 서로 동일한 방향선상에 형성하여 유입외기와 배출 실내공기의 열교환이 확실하게 이루어지도록 하며, 적은 부피로도 배출 실내공기와 유입 실외공기의 열교환이 확실하게 이루어지도록 한 것이다.

도1 - 본 고안을 천정위에 설치한 것을 보인 설치상태 종단면도.

도2 - 본 고안이 설치된 상태의 평단면도.

도3 - 본 고안에 있어서 열교환 챔버룸의 사시도.

도4 - 본 고안에 있어서 열교환 챔버룸의 분해사시도.

도5 - 본 고안에 있어서 열교환 챔버의 분해사시도.

도6 - 본 고안에 있어서 열교환 챔버의 종단면도.

신선한 외부공기를 공급하는 외부공기 유입풍도(11)와 실내의 오염된 공기를 배출하는 실내공기 배출풍도(12)를 각각 갖는 환기장치에 있어서, 외부 공기 유입풍도(11)와 실내 공기 배출풍도(12) 중간에 열교환 챔버룸(15)을 가지며, 상기 열교환 챔버룸(15)은 다수개의 열교환판(31)이 다단으로 적층되여서 되는 다수개의열교환층(A)(B)을 가지는 열교환 챔버(21)가 삽입 설치되어지고, 상기 열교환 챔버룸(15) 양단부에는 좌우 공기유입풍도(11)와 실내공기 배출풍도(12)를 연결하는 좌우 유입풍도 연결구(15A)와 좌우 배출풍도 연결구(15B)를 각각 가지며, 상기 열교환 챔버(21)를 구성하는 다단으로 적층되는 각각의 열교환판(31)은 그 전면과 후면 테두리에 일정높이로 돌출되는 전후면 돌출턱(32)을 가지며, 좌우 양단부는 경사지게 형성된 좌우 단면을 각각 갖되, 일측의 경사진 단면에는 공기가 유입되는 개구부(33)를 가지며, 타측의 경사진 단면에는 공기의 유입을 차단하는 돌출턱(34)을 형성토록 한 것을 서로 적층하여서 형성하며, 상기 열교환판(31)의 양단부에 형성한 돌출턱(34)과 개구부(33)를 반대방향에 갖는 것을 서로 교호로 다단으로 적층되도록 하며, 상기 외부공기 유입풍도(11) 입구측에는 공기를 여과하는 공기필터(41)와 급기용 송풍팬(42)을 가지며, 상기 실내공기 배출풍도(12)에는 배기용 송풍팬(45)을 갖도록 한 것이다.

상기 열교환 챔버(21)를 구성하는 열교환판(31)은 열전도가 우수하며, 저렴한 금속판으로 이를 구성하게 되며, 특히 알루미늄 박판이 적절하게 된다.

또한 상기 열교환판(31)은 전열면적을 증가시키기 위해 파형으로 표면을 굴곡시킨 굴곡판을 사용할 수 있다.

이와 같이 금속재질로 구성되는 열교환판(31)은 이를 다수개 적층하여 열교환 챔버(21)를 구성하게 되며, 서로 적층되는 열교환판(31)의 간격을 유지하기 위해 열교환판(31)과 열교환판(31)사이에 테두리 격벽을 구성하는 전후면 돌출턱(32)과 좌우의 경사진 돌출턱(34)은 열교환판(31)의 테두리를 절곡하여서 일체로 형성하고, 좌우 양단부에 형성된 경사진 단면의 바람 유입개구부(33)와 바람유입 방지 돌출턱(34)을 교호로 갖도록 적층 조립하여 열교환 챔버(21)를 구성하게 된다.

또한 상기 열교환 챔버(21)의 좌우 양단의 경사진 단면의 테두리에는 열교환 챔버룸(15)의 내주면과 밀착되어 기밀을 유지하는 실링패드(22)가 부착되어지며, 상기 실링패드(22)는 쿠션을 갖는 고무재나 실리콘 재질 또는 합성수지재로 이를 구성하게 된다.

도면중 미설명부호 16는 열교환 챔버룸(15)의 덮개이다.

도면중 화살표는 공기 흐름 방향을 의미한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 건물의 벽체 내측이나 천정위에 설치되어지는 공기 배출풍도(12)를 통해 실내공기를 배출하며, 외부공기 유입풍도(11)를 통해 실외의 신선한 외기를 실내로 공급하게 된다.

이와 같이 실내공기 배출풍도(12)와 외부공기 유입풍도(11) 사이에 열교환 챔버룸(15)을 구비하고 이에 장착되는 열교환 챔버(21)로 실내의 공기중에 갖는 높은 열에너지를 유입되는 낮은 열에너지를 갖는 실외공기에 전달하여 열에너지를 회수하게 되는 것이다.

즉, 상기 열교환 챔버(21)는 다수개의 열교환판(31)을 적층하여서 구성되며, 열교환판 사이에는 공기가 통과되는 일정한 간격인 열교환층(A)(B)을 교호로 가지며, 상기 열교환판(31) 사이의 열교환층(A)(B)를 통해 공기가 유입 또는 배출되는 도중 열교환판(31)으로 열을 전달하여 열전달판(31)으로 전달된 열은 유입공기를열을 전달하여 열에너지를 회수하게 되는 것이다.

종래에 있어서 배출되는 실내공기의 열에너지를 유입되는 실외공기로 전달하는 열교환장치로는 배기풍도와 급기풍도를 서로 십자로 교차시켜 배기풍도로 배출되는 배기에 포함된 열에너지를 급기풍도를 통해 유입되는 공기에 전달되도록 한 것을 볼 수 있으나, 이러한 종래 열교환장치는 배출공기내의 열에너지를 완전하게 흡수 회수하지 못해 효과적으로 열교환이 이루어지지 못하던 것을 볼 수 있으나, 본 고안에 있어서는 유입풍도(11)와 배출풍도(12) 사이에 열교환 챔버(21)를 구성하되, 상기 열교환 챔버(21)는 착탈가능한 열교환 챔버룸(15) 내측으로 이를 장착토록 하며, 상기 열교환 챔버(21) 내측으로 유입되는 유입공기와 배출되는 배출공기의 급기방향과 배기방향이 서로 일직선상에 위치하되, 그 방향만 서로 반대방향으로 구성토록 하여 열교환 챔버내에서 거의 완벽한 열교환이 이루어지게 된다. 또한 열교환 챔버(21)를 구성하는 다단으로 적층되는 열교환판(31)의 표면을 굴곡지게 한 굴곡판을 사용할 경우 전열면적이 넓어지게 되며, 공기흐름을 간섭하여 열교환 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

또한 적층된 다수개의 열교환판(31) 좌,우,양측에 부착되는 좌우 유입풍도 연결구(15A)와 좌우 배출풍도 연결구(15B)는 좌우 유입풍도(11)와 좌우 배출풍도(12)와 결합되어지며, 결합방식을 볼트나 너트 또는 클램프등과 같이 착탈이 가능한 연결방식으로 연결되어지도록 하며, 열교환 챔버룸(15)을 유입풍도(11) 및 배출풍도(12)로 부터 용이하게 분리시킬 수 있는 구조를 갖게 된다.

실내의 혼탁한 공기는 실외의 신선한 외기에 비하여 온열이나 냉열 에너지를 갖게 된다.

따라서 실내공기를 환기코자 실외공기를 유입할 경우 실내공기가 갖는 높은 열에너지는 그대로 낭비되는 것을 볼 수 있다.

이를 위해 본 고안이 안출된 것으로 통상 환기를 위해 설치되는 급기, 배기풍도에 열교환하는 열교환 챔버를 통해 배기되는 실내공기의 열에너지를 유입되는 실외공기에 전달하여 열에너지 낭비를 최소로 하여 실내의 냉방, 난방에 대한 비용을 절감할 수 있게 된다.

특히 본 고안은 열교환 챔버로 유입되는 유입공기와 배출공기의 동일 선상위에 위치하도록 하며, 단지 유입방향과 배출방향만 서로 반대방향으로 되도록 하여 배출되는 실내공기의 열에너지가 효율적으로 유입되는 외부공기에 전달되도록 하여 열교환이 효율적으로 이루어지도록 한 아주 유용한 열교환 장치를 제공하게 되는 것이다.

Claims

신선한 외부공기를 공급하는 외부공기 유입풍도(11)와 실내의 오염된 공기를 배출하는 실내공기 배출풍도(12)를 각각 갖는 환기장치에 있어서, 외부 공기 유입풍도(11)와 실내 공기 배출풍도(12) 중간에 열교환 챔버룸(15)을 설치하되, 상기 열교환 챔버룸(15)은 다수개의 열교환판(31)이 다단으로 적층하여서 되는 다수개의 열교환층(A)(B)을 가지는 열교환 챔버(21)가 삽입 설치되어지고, 상기 열교환 챔버룸(15) 양단부에는 좌우 공기 유입풍도(11)와 실내공기 배출풍도(12)를 연결하는 좌우 유입풍도 연결구(15A)와 좌우 배출풍도 연결구(15B)를 각각 가지며, 상기 열교환 챔버(21)를 구성하는 다단으로 적층되는 각각의 열교환판(31)은 그 전면과 후면 테두리에 일정높이로 돌출되는 전후면 돌출턱(32)을 가지며, 좌우 양단부는 경사지게 형성된 좌우 단면을 각각 갖되, 일측의 경사진 단면에는 공기가 유입되는 개구부(33)를 가지며, 타측의 경사진 단면에는 공기의 유입을 차단하는 돌출턱(34)을 형성토록 한 것을 서로 적층하여서 형성하며, 상기 열교환판(31)의 양단부에 형성한 돌출턱(34)과 개구부(33)를 갖는 것을 서로 교호로 다단으로 적층되도록 한 것을 특징으로 하는 현열교환 환기장치.
제1항에 있어서, 열교환 챔버(21)의 열교환판(31)은 금속판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 현열교환 환기장치.
제1항에 있어서, 열교환 챔버(21)의 열교환판(31)은 표면을 파형으로 굴곡지게 형성한 금속판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 현열교환 환기장치.
제1항에 있어서, 열교환 챔버(21)의 열교환판(31)의 테두리에 형성되는 전후면 돌출턱(32)이나 좌우에 경사진 단면중 일측에 형성되는 경사진 돌출턱(33)은 열교환판(31)의 테두리를 절곡형성하여서 된 것을 특징으로 하는 현열교환 환기장치.
제1항에 있어서, 열교환 챔버(21)는 열교환 챔버룸(15)에 착탈 가능하게 설치 고정되는 것을 특징으로 하는 현열교환장치.
제1항에 있어서, 상기 열교환 챔버(21)의 좌우양단의 경사진 단면 테두리에는 열교환 챔버룸(15)의 내주면과 밀착되어 기밀을 유지하는 실링패드(22)가 부착되어지는 것을 특징으로 하는 현열교환장치.