KR20050030747A

KR20050030747A - 복합 공기청정식 환기열회수 장치

Info

Publication number: KR20050030747A
Application number: KR1020030066844A
Authority: KR
Inventors: 김용진; 하병길; 황순철; 한방우
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-03-31
Also published as: KR100526446B1

Abstract

본 발명은 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하여 환기열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합공기청정식 환기열회수 장치를 안출하였으며, 더 나아가 상기 열교환장치는 장기간 사용으로 인하여 먼지나 이물질등이 부착되어 열교환 능력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 이를 제거할수 있는 세척장치와 상기 열교환 장치에 부착된 세균번식을 방지하기 위하여 살균 및 탈취기능을 위한 자외선 램프의 기능이 부착된 복합공기 청정식 환기열회수 장치를 제공하고자 하는 것이다.

Description

복합 공기청정식 환기열회수 장치{AIR CLEANING AND VENTILATION HEAT RECOVERY SYSTEM}

본 발명은 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하는 환기 열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합 공기청정식 환기열회수 장치에 관한 것이며, 더 나아가, 열교환장치에 부착된 먼지나 이물질등을 세척하는 세척 물분사장치을 부가하여 열교환장치에 부착된 먼지등을 주기적으로 제거하여 시간에 지나면서 감소되는 열교환장치의 효율을 일정하게 유지하고자 하는 것을 포함하는 복합 공기청정식 환기 열회수 장치에 관한 것이다.

인간의 생활공간에서의 쾌적한 실내공기 조성과 건강보호의 측면에서 실내 환기와 공기정화에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나, 최근의 에너지 절약의 일환으로 실내공간은 더욱더 기밀과 단열을 요구하게 되고, 결과적으로 환기량이 적어지게 됨에 따라 실내공기의 질은 악화되어 에너지 절약과 신선한 공기의 공급이라는 서로 상반된 문제를 해결하여야만 되었다.

이를 해결하고자 적절한 배기열 회수장치가 부착된 환기시설의 설치가 요구되고 있으며, 온습도 변동이 없는 균일한 고품질의 공기를 공급할 수 있는 외기처리 방법이 요구되고 있다.

이에 따라, 빌딩, 일반건물, 병원, 공장, 백화점 등의 건물을 냉난방하는 경우에 환기에 의해 배출되는 열에너지를 회수하여, 재이용하는 공조용 에너지 절약 환기설비의 수요가 지속적으로 증가되고 있으며, 현열 또는 전열 교환기의 적용이 보편화되고 있다. 이러한 환기 열교환기는 환기시 배출되는 공기의 온습도를 고효율로 회수하여 건물의 에너지 절약에 크게 기여한다.

이와 같은 배기열 회수 장치를 이용할 경우 일반적으로 60∼80%의 배기열을 회수할 수 있으며, 이를 통해 냉난방에 소요되는 에너지의 20∼30%를 절약할 수 있게 된다.

미국, 유럽 및 일본 등의 선진국에서는 공조기를 설치하는데 있어서, 이러한 환기장치의 설치가 의무화되어 있으므로 환기시스템은 이미 상용화되어 공조 산업에서 광범위하게 적용하여 에너지 절감효과를 거두고 있다.

도 1은 일반적인 환기열회수 장치의 개념을 나타낸 개략도로서, 여름철 냉방시에 실내의 찬 공기와 실외의 더운 공기가 환기될 때 열회수 장치에 의하여 상호 열교환이 이루어져 실외의 더운 공기가 직접적으로 공급되지 않고 냉각되어 신선한 찬 공기가 급기되는 것을 나타낸다.

도 1에 나타난 바와 같이, 겨울철 난방시는 여름철과 반대로 어느 정도 신선한 더운 공기가 공급되는 것을 나타낸다.

일반적으로 환기열회수장치는 열교환의 방식에 따라, 여재를 달리하여 현열교환방식과 전열교환방식이 있으며, 열전달부의 구조와 형태에 따라 고정식과 회전식으로 분류할 수 있다.

최근의 국내의 주상복합빌딩, 고급아파트 등에서 수요가 증가하고 있으며, 국내의 내수시장의 규모는 1,000억원을 초과한다고 알려져 있으며, 국내에서 대부분 적용되고 있는 것은 전량 외국으로부터 수입에 의존하고 있으며, 국내의 대기오염을 고려하지 않아 사용 후 수개월 이내에 분진 및 미스트 등에 의하여 열교환막이 오염되어 성능저하가 초래되고 있으며, 실내의 디퓨져까지 연결되는 덕트내의 오염을 가속화시켜 실내공기질의 악화를 초래하기도 한다. 기존의 환기열 교환기의 경우, 열교환의 전열교환의 단순기능을 지니므로, 공기청정 필터를 별도로 설치하고 있으며, 장시간 사용시 표면의 오염문제로, 세균 및 곰팡이의 번식과 냄새가 발생되는 문제점을 내포하고 있다.

기존의 환기열회수 장치는 장기간 사용으로 인하여 먼지나 이물질 등이 부착되어 효율저하가 불가피하며, 이를 방지하기 위하여 전단에 공기여과 필터를 사용하고 있는데, 이 경우, 필터에 의한 장치압력 손실과 필터 교환 등의 문제가 있으며, 이의 해결이 중요한 과제이다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 , 본 발명에서는 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하여 환기열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합공기청정식 환기열회수 장치를 안출하였으며, 더 나아가 상기 열교환 장치는 장기간 사용으로 인하여 먼지나 이물질등이 부착되어 열교환 능력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 이를 제거할수 있는 세척장치와 상기 열교환 장치에 부착된 세균번식을 방지하기 위하여 살균 및 탈취기능을 위한 자외선 램프의 기능이 부착된 복합공기 청정식 환기열회수 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 환기 열회수 장치에 있어서, 실내로부터 실외로 배출되는 환기덕트와 실외로부터 실내로 공급되는 급기덕트의 일정한 지점에 장착된 전열교환기와; 실외로부터 실내로 급기되는 급기덕트에 장착된 상기 전열교환기의 상류측에 마련된 고전압 하전장치와; 실외로부터 실내로 급기되는 급기덕트에 장착된 상기 전열교환기의 상류측에 마련된 자외선 램프와; 상기 전열교환기에 부착된 이물질등을 세척하는 세척물분사장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 대하여 다음의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치의 구성을 나타낸 개략도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치의 작동원리를 나타낸 개략도로서, 회전식 형식의 전열교환기(10)가 환기와 급기덕트내에 장착되며 일정하게 회전하면서, 여름철에는 실내의 오염된 차가운 실내공기가 실외로 배출되면서 실외의 신선하고 더운공기와 서로 열교환되면서 실내로 신선하고 찬공기가 공급되는 것이며, 겨울철에는 실내의 오염된 더운 실내공기가 실외로 배출되면서 실외의 신선하고 차가운 공기와 서로 열교환되면서 실내로 신선하고 더운공기가 공급되는 것이다.

이때에, 실외로부터 외기가 들어오면 먼저 자외선램프(20)에 의하여 1차 살균되며 고전압 하전장치(30)에 의하여 외기에 포함되어 있는 먼지, 세균 등의 에어로졸에 하전을 시키고, 하전된 에어로졸은 전열교환기(10) 표면에 집진되고, 이와 동시에 전열교환기(10)의 전열교환에 의하여 환기와 급기된 공기가 서로 열교환이 이루어진다.

상기 전열교환기(10)는 유전체로 피복하거나 유전체로 만들어진 접지극을 사용하여 고전압 하전장치(30)에 의하여 하전된 먼지가 전열교환기(10)의 표면에 집진되는 것이다.

또한, 실내의 공기가 외부로 나갈 때 전열교환기 전단에 세척 물 분사장치(40)를 설치하여 급기시 집진된 오염물질들을 주기적 또는 간헐적으로 세척한다.

상기 세척 물 분사장치(40)의 작동은 전열교환기(10)의 전단과 후단에 공기의 압력차를 측정하여 일정한 압력차가 발생시에 이를 계측하여 상기 세척 물 분사장치(40)를 작동하여 전열교환기(10)의 표면에 부착된 먼지나 이물질등을 세척하며, 또한, 설정된 시간간격으로 주기적으로 이물질등을 세척하는 것이다.

더 나아가, 전열교환기(10)의 전단에 자외선 램프(20)를 장착하여 전열교환기(20)의 표면에 광촉매 코팅을 하여 전열교환기(10) 전단의 자외선 램프(20)과의 광화학 반응에 의한 살균 및 탈취가 이루어진다.

물 세척 시 광촉매의 특성에 의하여 세척이 용이해지며 이로 인하여 먼지, 세균 등의 오염이 방지되어 항상 청정한 상태의 전열교환기(10)의 표면을 유지하게 하였다.

도 3b는 상기 전열교환기(10)가 고정식인 경우로서 환기된 공기와 급기된 공기가 상호 고정식 전열교환기에 의하여 서로 열교환되는 것이다.

따라서, 본 발명을 이루는 주요한 구성인 전열교환기는 회전형 또는 고정형 뿐만 아니라, 현열 및 전열교환장치 모두 적용이 가능한 것이며, 외기 유입 측에 자외선을 조사하는 자외선램프(20)와 고전압 하전장치(30)가 있으며 환기측의 전열교환기(10)의 전단에 전열교환기을 위한 세척용 물분사장치(40)로 이루어진다.

상기 전열교환기(10)는 필요에 의하여 공기의 현열만을 변화시키는 고자 현열교환기를 사용하여 급기와 환기의 온도변화만을 특징으로 하는데 채용되는 것이다.

열교환기 표면을 동시에 공기청정기 집진부로 사용하여 외부로부터 실내로 공급되는 공기를 청정함과 동시에 외부로 무의미하게 버려지는 열 에너지를 효율적으로 회수하는 효과를 얻었으며, 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기 열회수장치는 압력손실을 줄이면서 열교환(현열 또는 전열)과 공기청정을 동시에 달성할 수 있는 복합시스템의 구조를 개발하여 아파트, 빌딩 및 산업용 건물을 포함하여 환기열회수용으로 널리 보급할 수 있는 복합 공기청정식 환기열회수 장치을 제공하는데 있는 것이다.

도 1은 일반적인 환기열회수 장치의 개념을 나타낸 개략도

도 2는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치의 구성을 나타낸 개략도

도 3a는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치(회전식)의 작동원리 를 나타낸 개략도

도 3b는 본 발명에 따른 복합 공기청정식 환기열회수 장치(고정식)의 작동원리 를 나타낸 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 전열교환기 20 : 자외선 램프

30 : 고전압 하전장치 40 : 세척 물 분사장치

Claims

환기시스템에 있어서, 실내로부터 실외로 배출되는 환기덕트와 실외로부터 실내로 공급되는 급기덕트의 일정한 지점에 장착된 열교환기를 마련하되 전열교환기이며 회전형인 것을 특징으로 하며, 실외로부터 실내로 급기되는 급기덕트에 장착된 상기 전열교환기의 상류측에 마련된 고전압 하전장치와; 실외로부터 실내로 급기되는 급기덕트에 장착된 상기 전열교환기의 상류측에 마련된 자외선 램프로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 공기 청정식 환기열회수 장치
제1항에 있어서,

상기 전열교환기는 고정형인 것을 특징으로 하는 복합 공기청정식 환기열회수 장치.
제1항에 있어서,

상기 열교환기는 현열교환기인 것을 특징으로 하는 복합 공기청정식 환기열회수 장치.
제1항에 있어서,

상기 전열교환기의 일측에 장착되되 전열교환기에 부착된 이물질등을 세척하는 세척 물분사장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 공기청정식 환기열회수 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전열교환기는 유전체로 피복하거나 유전체로 만들어진 접지극을 사용하여 고전압 하전장치에 의하여 하전된 먼지가 전열교환기의 표면에 집진되는 것을 특징으로 하는 복합 공기청정식 환기열회수 장치.
제4항에 있어서,

상기 세척 물 분사장치는 전열교환기의 전단과 후단에 공기의 압력차를 측정하여 일정한 압력차가 발생시에 이를 계측하여 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합 공기청정식 환기열회수 장치.
제4항에 있어서,

상기 세척 물 분사장치는 설정된 시간간격으로 주기적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 복합 공기청정식 환기열회수 장치