KR20080013585A - 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛 - Google Patents

습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛 Download PDF

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KR20080013585A
KR20080013585A KR1020060075284A KR20060075284A KR20080013585A KR 20080013585 A KR20080013585 A KR 20080013585A KR 1020060075284 A KR1020060075284 A KR 1020060075284A KR 20060075284 A KR20060075284 A KR 20060075284A KR 20080013585 A KR20080013585 A KR 20080013585A
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박남규
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박남규
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Abstract

본 발명은 환기유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실외공기와 실내공기를 교차시켜 열 교환함과 아울러 실외공기 중에 포함된 분진이나 유해물질을 미세 물방울로 흡착하여 제거하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛은, 외기 급기통로와 내기 배기통로가 격벽에 의해서 구획되는 하우징, 상기 급기통로의 일 측에 설치된 외기 급기팬, 상기 내기 배기통로의 일 측에 설치된 내기 배기팬 및, 상기 외기 급기통로와 내기 배기통로가 교차하는 부분에 설치되고 열교환막을 통해 실내공기와 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기를 포함하여 구성된 환기유닛에 있어서,
상기 외기 급기통로 상에 일체로 설치되며, 수도전과 연결된 수돗물 공급관으로부터 필요한 세정수를 공급받고; 하수관과 연결된 오염수 배출관을 통해서 오염된 물을 하수관으로 직접 배출할 수 있으며; 실외공기가 통과하는 상기 외기 급기통로에 설치된 노즐관에 물순환펌프를 이용하여 세정수를 고압으로 압송하여 미세한 물방울로 이루어진 미세 물방울 여과막을 형성하여; 상기 미세 물방울 여과막을 통과하는 실외공기 중에 포함된 분진이나 오염물질을 흡착하여 제거함으로써 깨끗하게 정화된 실외공기를 상기 열교환기를 통해서 실내로 공급하는 습식 공기정화장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
환기, 환기장치, 환기유니트, 환기유닛, 공기청정기, 공기정화기, 세정수, 수돗물, 물방울, 필터

Description

습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛{VENTILATION UNIT WITH WASHING TYPE AIR CLEANER}
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 환기유닛을 보여주는 개략적인 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 공기정화장치가 구비된 환기유닛의 일예를 보여주는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛이 천장에 설치된 모습을 보여주는 설치도,
도 4는 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛을 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 습식 공기정화장치를 보여주는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 습식 공기정화장치를 보여주는 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛의 일부를 보여주는 확대 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 습식 공기정화장치를 보여주는 확대 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛의 또 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
1. 환기유닛 2. 하우징
3. 외기 급기통로 4. 격벽
5. 내기 배기통로 6. 외기 급기팬
7. 열교환기 8. 내기 배기팬
10. 습식 공기정화장치 11. 미세 물방울 여과막
12. 케이스 13. 노즐관
14. 분리벽 17. 오염수 저수조
19. 세정수 저수조 24. 제습망
25. 열전소자 29. 자외선 램프
32. 외기 흡입구 34. 외기 투출구
44. 오염수 배출관 45. 배출관 제어밸브
50. 제어부 65. 공급관 제어밸브
66. 수돗물 공급관 75. 오염도측정기
77,78,79 : 댐퍼 85. 순환관 제어밸브
86. 물순환펌프 88. 세정수 순환관
95. 수위측정기
본 발명은 환기유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실외공기와 실내공기 를 교차시켜 열 교환함과 아울러 실외공기 중에 포함된 분진이나 유해물질을 미세 물방울로 흡착하여 제거하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지남에 따라 이산화탄소의 농도가 증가한다. 또한, 실내 공기는 실내에서 발생하는 미세먼지, 건축자재에서 방출되는 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물(VOCs)에 의해서 오염된다. 이러한 오염 물질들은 천식과 같은 호흡기 질환과 아토피성 피부염 등을 유발하며, 유기물질의 부패로 인해 발생하는 불쾌한 냄새는 현기증과 무기력증 등의 증상을 유발하여 건강에 나쁜 영향을 끼친다. 따라서, 사무실이나 주택과 같이 밀폐된 실내는 주기적으로 실외의 신선한 공기를 공급해 주는 환기장치(또는 환기시스템, 환기유니트)(이하, '환기유닛'이라 함)을 설치하거나, 실내공기를 순환시켜서 오염물질을 제거하는 공기청정기 또는 공기정화장치(이하 '공기정화장치'라 함)를 사용하여야 한다.
즉, 실내 공기오염을 감소하기 위한 방법으로는, 크게 환기유닛을 통해 오염된 실내공기를 배기하고 외부의 신선한 공기를 실내로 공급하는 환기 방법과, 공기정화장치를 이용하여 실내공기에 포함된 오염물질을 제거하는 공기정화방법이 있다.
전자의 방법에서 사용되는 환기유닛은 실내공기 및 실외공기를 강제 송풍시키는 송풍기가 포함되도록 구성되어, 오염된 실내공기를 실외 측으로 배기함과 아울러 신선한 실외공기를 실내 측으로 급기한다. 그리고 이러한 환기유닛에는 실내 에 냉·난방기기가 작동하는 경우에 실외의 덥고 차가운 공기가 그대로 유입되어 냉·난방효율이 떨어지는 것을 방지하기 위해서 배기되는 실내공기와 급기되는 실외공기 사이에 열교환이 일어나도록 하는 열교환기가 구비되어 있다.
그러나 이러한 환기유닛은 실외공기가 상당히 깨끗하다는 전제에서 사용이 가능하다. 하지만 주택이나 사무실이 도시나 공장지대에 있는 경우나, 황사 발생시기와 같은 특정 시기에는 실외공기가 실내공기 못지 않게 오염되는 경우가 있다. 즉, 환기는 지금까지 가장 효율적인 공기 정화방법이라고 알려져 있으나, 외부공기가 심각하게 오염되고 있는 상태에서는 그 효과를 얻지 못하는 폐단이 있다.
또, 후자의 방법에서 사용되는 공기정화장치는 제한된 공간의 공기를 계속하여 재활용하는 것이므로 실내 공기 중의 이산화탄소가 증가하여 산소결핍을 초래하는 단점이 있다. 또한, 이러한 공기정화장치는 오염된 공기를 정화하는 필터 등의 성능에 따라 공기 정화능력에 현저한 차이가 나고, 더구나 필터 등을 제때 교환하지 않는 경우 오히려 실내공기의 오염을 가중시킬 수 있는 문제점이 있다. 즉, 공기정화장치만으로 실내 공기오염을 해결하는 데는 한계가 있다.
이에 따라 최근에는 환기와 공기정화기능을 모두 수행할 수 있는 환기유닛이 개발되고 있다. 즉, 이러한 공기청정기가 구비된 환기유닛은 종래의 환기유닛 내부에 필터, 이온발생기, 플라스마발생기 등의 공기정화장치를 부가적으로 설치하여 실내로 유입되는 실외공기를 정화하거나 실내공기를 순환시켜 정화할 수 있도록 구성하는 것이다.
예를 들어, 도 1은 일반적인 환기유닛(1)의 구조를 개략적으로 도시한 것이 다. 도시된 바와 같이, 박스 형태의 하우징(2) 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 외기 급기통로(3)가 구비되고, 상기 외기 급기통로(3)와 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 내기 배기통로(5)가 구비된다. 상기 외기 급기통로(3)와 내기 배기통로(5)는 하우징(2) 내부를 구획하는 격벽(4)에 의해 서로 간섭을 받지 않는다.
상기 외기 급기통로(3)의 일단에는 실외와 연통하는 외기 흡입구(32)가 형성되고 타단에는 실내와 연통되는 외기 토출구(34)가 형성되며, 상기 내기 배기통로(5)의 일단에는 실내와 연통되는 실내공기 흡기구(52)가 형성되고, 타단에는 실외와 연통되는 내기 토출구(54)가 형성된다. 그리고 상기 흡입구와 토출구(32,34,52,54)에는 각각 덕트가 연결된다. 상기 외기 급기통로(3)의 외기 토출구(34) 측에는 실외공기를 강제 흡입하는 외기 급기팬(6)이 구비되고, 상기 내기 배기통로(5)의 내기 토출구(54) 측에는 실내공기를 강제 배출하는 내기 배기팬(8)이 구비된다.
그리고, 상기 외기 급기통로(3)와 내기 배기통로(5)가 대각선 방향으로 교차하는 하우징(2)의 가운데 부분에는 열교환기(7)가 설치된다. 상기 열교환기(7)는 상하 모서리가 하우징(2)에 의해 지지되고 좌우 모서리가 격벽(4)에 의해 지지되는 육면체 형상으로, 그 내부에는 외기 급기통로(3)와 연통하는 다수의 급기통로(미도시)와 내기 배기통로(5)와 연통되는 다수의 배기통로(미도시)가 구비된다. 그리고 상기 급기통로와 배기통로의 경계부분에는 열전도 효율이 뛰어난 열교환막이 구비된다.
따라서, 실내공기가 오염되었을 때, 상기 내기 배기팬(8)에 전원이 인가되면 서 실내공기가 내기 흡입구(52)를 통해 내기 배기통로(5)로 유입된 다음, 열교환기의 배기통로(5b)를 지나 내기 토출구(54)를 통해 실외로 배기된다. 이와 동시에 외기 급기팬(6)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기가 외기 흡입구(32)를 통해 외기 급기통로(3)로 유입된 다음, 열교환기의 급기통로(3b)를 지나 외기 토출구(34)를 통해 실내로 유입된다. 이때, 상기 열교환기(7)를 지나는 실내공기와 실외공기는 열교환막을 통해 열교환 한다.
이와 바와 같이, 열교환 방식 환기유닛은 실내가 냉방 또는 난방 분위기일 때 급기되는 실외공기가 실내공기와 1차적으로 열교환된 다음 실내로 유입됨에 따라, 실내온도의 급격한 상승이나 하강을 방지할 수 있다. 그러나 실외공기를 실내로 공급하는 과정에서 미세먼지나 휘발성 유기화합물 등으로 오염된 외부공기가 실내로 유입될 경우 실내공기가 오염되는 문제점이 있었다.
이러한 점을 고려하여, 대한민국 등록특허공보 제10-600621호 '음이온 및 원적외선을 방출하고, 항균 및 탈취 기능이 있는 열교환기용 기능성 공기정화 필터 시스템 및 이를 포함하는 공기정화기용 열교환기'는 공기정화장치가 구비된 환기유닛을 제시한다.
즉, 도 2에서 보는 바와 같이, 종래 발명은 실외공기와 함께 유입되는 각종 유해물질을 여과하고, 탈취 및 항균 기능이 있을 뿐만 아니라 음이온 등을 추가할 수 있는 열교환기용 공기정화 필터시스템을 제공한다. 이를 위해서, 종래 발명은 내부로 유입되는 외기의 열과 외부로 배출되는 공기의 열을 교환시키는 열교환기와, 외부공기 유입부에 배치된 다수의 필터 및 프라즈마발생기, 열교환기의 후방에 설치되어 있는 음이온발생기 등을 포함한다. 즉, 종래 기술은 외부공기에 포함된 오염물질을 제거하기 위해서 세라믹필터 및 활성탄필터 등 여과용 필터를 채용하고 있다.
이와 같이 공기정화장치가 구비된 환기유닛은 외부공기 급기통로 상에 오염물질을 여과하기 위한 각종 필터를 설치하고 있는 것이 보통이다. 그러나 이러한 필터는 분진이나 오염물질을 여과하여 축적하는 것이므로 반드시 주기적으로 교체하거나 세척해 주어야 한다.
한편, 환기유닛은 천장과 같이 높은 곳에 설치하기 때문에 일반 사용자가 접근하기 곤란하다. 따라서 환기유닛의 필터를 교체하거나 세척하기 위해서는 반드시 전문가의 도움이 필요하다. 또, 환기유닛은 천장 마감판 등으로 가려져 있어 외부에서 볼 수 없기 때문에 필터 오염이나 그 교환 시기를 쉽게 확인할 수 없다. 이로 인해서 필터를 장기간 동안 교환하지 않고 방치하는 경우가 많다. 이러한 경우에 유입되는 실외공기 내의 세균이 필터에서 번식하게 되어 환기유닛을 사용하는 사용자의 건강을 위협하는 문제가 있다. 또한, 필터에 오염물질이 축적되면 송풍손실이 커지는 문제도 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 필터 교환이 반드시 요구되는 건식 공기정화장치 대신에 필터 교환이 필요없는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 습식 공기정화장치에 사용하는 세정수를 수도전과 하수관을 통해서 직접 공급하거나 배출함으로써 필터 교환 없이도 항상 공기정화기능을 유지할 수 있는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 외부에서 유입되는 실외공기뿐만 아니라 순환하는 실내공기도 정화할 수 있는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛은, 외기 급기통로와 내기 배기통로가 격벽에 의해서 구획되는 하우징, 상기 급기통로의 토출구 측에 설치된 외기 급기팬, 상기 내기 배기통로의 토출구 측에 설치된 내기 배기팬 및, 상기 외기 급기통로와 내기 배기통로가 교차하는 부분에 설치되고 열교환막을 통해 실내공기와 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기를 포함하여 구성된 환기유닛에 있어서,
상기 외기 급기통로 상에 일체로 설치되며, 수도전과 연결된 수돗물 공급관으로부터 필요한 세정수를 공급받고; 하수관과 연결된 오염수 배출관을 통해서 오염된 물을 하수관으로 직접 배출할 수 있으며; 실외공기가 통과하는 상기 외기 급기통로에 설치된 노즐관에 물순환펌프를 이용하여 세정수를 고압으로 압송하여 미세한 물방울로 이루어진 미세 물방울 여과막을 형성하고; 상기 외기 급기통로로 유입되는 실외공기가 상기 미세 물방울 여과막을 통과하도록 하여 실외공기 중에 포함된 분진이나 오염물질을 흡착하여 제거함으로써 깨끗하게 정화된 실외공기를 상 기 열교환기를 통해서 실내로 공급하는 습식 공기정화장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치의 바람직한 실시예는, 일정 양의 물을 저장할 수 있도록 하부가 밀폐되고 양 측면에 실외공기가 통과할 수 있도록 유입구와 배출구가 관통되어 있는 케이스와, 상기 케이스 내부로 수돗물을 공급함과 아울러 유입되는 실외공기 중으로 미세한 물방울을 분사할 수 있도록 설치된 노즐관과, 상기 케이스의 일 측에 저수되어 있는 세정수를 상기 노즐관을 통해서 연속적으로 순환시킬 수 있도록 설치된 물순환펌프를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 케이스의 하부는 분리벽을 통해서 오염수 저수조와 세정수 저수조로 구획되는데, 상기 오염수 저수조의 바닥에는 오염수를 배출하기 위한 오염수 배출관이 연통되고, 상기 오염수 배출관에는 오염수의 배출을 제어하기 위한 배출관 제어밸브가 설치된다. 또한, 상기 세정수 저수조의 바닥에는 세정수를 노즐관으로 순환시키기 위한 세정수 순환관이 연통되어 있고, 상기 세정수 순환관에는 세정수를 펌핑하여 압송하기 위한 상기 물순환펌프와, 상기 세정수의 흐름을 제어하기 위한 순환관 제어밸브가 설치된다.
이어, 상기 수돗물 공급관의 한쪽 끝에는 상술한 노즐관이 설치되고, 다른 쪽 끝에는 수돗물를 공급하는 수도전이 연결된다. 그리고 상기 노즐관의 외주 면에는 다수의 노즐 공이 천공되고 또, 그 외부는 메시 망이 설치된다.
그리고 상기 케이스의 내부에는 정화된 실외공기가 함유하고 물방울이나 수분을 제거하기 위한 제습망이 설치되고, 상기 제습망은 열전소자와 접촉되어 노점 이하로 냉각된다. 또한, 상기 케이스의 내부에는 하나 이상의 자외선 램프가 설치되고, 상기 케이스의 내측벽이나 제습망은 광촉매로 코팅되어 있다.
또한, 상기 환기유닛의 내기 토출구에 연통되어 있는 배기덕트 상에는 배기 댐퍼가 설치되고 상기 외기 유입구에 연통되어 있는 급기덕트 상에는 급기 댐퍼가 설치되며, 상기 배기덕트와 급기덕트의 사이에는 순환덕트가 형성되고, 상기 순환덕트 상에는 순환 댐퍼가 설치된다. 따라서, 상기 배기 댐퍼와 급기 댐퍼를 닫고, 상기 순환 댐퍼를 개방함으로써 U자 형태의 내기 순환통로를 형성할 수 있다. 따라서 상기 내기 순환통로를 따라 순환하는 실내공기가 상기한 습식 공기청정장치의 미세 물방울 여과막을 통과하도록 함으로써 실내공기 중에 포함된 오염 물질을 정화할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
먼저, 도 3은 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛(1)이 천장에 설치된 모습을 보여주는 설치도이고, 도 4는 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛을 보여주는 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 습식 공기정화장치를 보여주는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 습식 공기정화장치를 보여주는 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 구비된 환기유닛(1)은, 외기 급기통로(3)와 내기 배기통로(5)가 격판(4)에 의해 구획되어 있는 하우징(2)과, 상기 외기 급기통로(3)의 투입구 측에 설치되어 실외공기의 흐름을 유발 하는 외기 급기팬(6)과, 상기 내기 배기통로(5)의 투입구 측에 설치되어 실내공기의 흐름을 유발하는 내기 배기팬(8)과, 상기 하우징(2)의 가운데를 가로지르도록 설치되며 상기 외기 급기통로(3)와 내기 배기통로(5)가 대각선 방향으로 교차하도록 함과 동시에 실외공기와 실내공기가 교차하여 열 교환이 이루어지도록 배열된 다수 개의 열교환막으로 이루어진 열교환기(7)와, 상기 외기 급기통로(3) 상에 설치되고, 미세한 물방울을 분사하여 형성된 미세 물방울 여과막(11)을 형성하고, 외부로부터 공급되는 외부공기가 통과하도록 하여 공기 중에 포함된 분진이나 오염물질을 흡착하여 제거함으로써 깨끗하게 정화된 실외공기를 실내로 공급하는 습식 공기정화장치(10)를 포함하여 구성된다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치(10)는 외기 흡입구(32) 쪽에 인접한 외기 급기통로(3) 상에 설치된다. 상기 습식 공기정화장치(10)는 수도전(도시되지 않음)과 연결된 수돗물 공급관(66)과, 하수관(도시되지 않음)과 연결된 오염수 배출관(44)을 포함하여 구성된다. 따라서 공기 정화에 필요한 세정수는 상기 수돗물 공급관(66)을 통해서 수도전으로부터 직접 공급받고, 공기 정화작용에 의해서 오염물질이 함유된 오염수는 상기 오염수 배출관(44)을 통해 하수관으로 직접 배출할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치(10)가 구비된 환기유닛(1)은 내기 배기팬(8)에 전원이 인가되면 실내공기는 내기 흡입구(52)를 통해 내기 배기통로(5)로 유입된 다음, 열교환기(7)의 배기풍로(5b)를 지나 내기 토출구(54)를 통해서 실외로 배출된다. 이와 동시에 외기 급기팬(6)에 전원이 인가되면 실외공기는 외기 흡입구(32)를 통해서 습식 공기정화장치(10)로 유입되어 미세하게 분사되는 물방울로 이루어진 미세 물방울 여과막(11)을 통과하여 공기 중에 포함된 분진이나 오염물질이 제거된 다음, 열교환기(7)의 급기통로(3b)를 지나 외기 토출구(34)를 통해서 실내로 유입된다. 이때, 상기 열교환기(7)를 지나는 실내공기와 실외공기는 열교환막을 사이에 두고 열 교환이 이루어진다.
이어, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치(10)의 바람직한 실시예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치(10)는 수돗물을 이용하여 공기 중에 포함된 먼지와 유해물질을 분리하는 것으로, 일정 양의 수돗물을 저장할 수 있도록 하부가 밀폐되고 실외공기가 통과할 수 있도록 양측 면에 유입구(22)와 배출구(23)가 형성된 케이스(12)와, 상기 케이스(12) 내부로 수돗물을 공급함과 아울러 유입되는 실외공기 중으로 미세한 물방울을 분사할 수 있도록 설치된 노즐관(13)과, 상기 케이스(12) 내에 저수된 세정수를 상기 노즐관(13)을 통해서 연속적으로 순환시킬 수 있도록 설치된 물순환펌프(86:도6)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 습식 공기정화장치(10)에 있어서, 상기 케이스(12)의 하부는 소정 높이의 분리벽(14)을 통해서 오염수 저수조(17)와 세정수 저수조(19)로 구획된다. 상기 오염수 저수조(17)는 상기 노즐관(13)에서 공중으로 분사되어 떨어진 물과 미세 물방울과 함께 떨어진 분진 및 오염물질을 저장한다. 이때, 상기 오염수 저수조(17)로 떨어진 오염물 중에서 무거운 입자는 상기 오염수 저수조(17)의 바닥으로 가라앉고 가벼운 물질은 수면으로 부상하게 된다.
상기 세정수 저수조(19)는 상기 노즐관(13)으로 공급될 세정수가 저수되는 곳으로, 상기 분리벽(14)에 설치된 스크린(42) 등을 통해서 상기 오염수 저수조(17)의 오염수로부터 오염물질이 제거된 상태로 유입된다. 따라서, 상기 오염수 저수조(17)와 세정수 저수조(19)의 수위는 같다.
그리고, 상기 오염수 저수조(17)의 바닥에는 오염수를 배출하기 위한 오염수 배출관(44)이 연결되고, 상기 오염수 배출관(44)에는 오염수의 배출을 제어하기 위한 배출관 제어밸브(45)가 설치된다. 상기 배출관 제어밸브(45)는 솔레노이드 밸브로서 후술하는 제어부(50)와 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 상기 오염수 배출관(44)의 한쪽 끝은 상기한 바와 같이 도시되지 않은 하수관과 연결되어 있다.
한편, 상기 제어부(50)는 환기유닛(1)의 하우징(2) 외측 면에 설치되어, 상기 환기유닛(1)과 습식 공기정화장치(10)를 전반적으로 제어한다. 이를 위해서 상기 제어부(50)는 소프트웨어가 내장된 마이크로프로세서와, 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 설치된다. 또한 바람직하게 상기 제어부(50)에는 사용자가 리모트콘트롤러로 원격제어할 수 있도록 원격수신부(51)가 구비된다.
그리고 상기 세정수 저수조(19)의 바닥에는 세정수를 상기 노즐관(13)으로 순환시키기 위한 세정수 순환관(88)이 연결되어 있고, 상기 세정수 순환관(88) 상에는 세정수를 펌핑하여 상기 노즐관(13)으로 압송하기 위한 물순환펌프(86)와, 상기 세정수의 흐름을 제어하기 위한 순환관 제어밸브(85)가 설치되어 있다. 그리고 상기 세정수 순환관(88)의 한쪽 끝은 T형 연결관(83)을 통해서 수돗물 공급관(66) 과 연결되어 있다. 또한, 상기 순환관 제어밸브(85)는 솔레노이드 밸브로서 제어부(50)와 전기적으로 연결되어 있고, 상기 물순환펌프(86)도 상기 제어부(50)와 연결되어 있다.
이어, 상기 수돗물 공급관(66)의 한쪽 끝에는 상술한 노즐관(13)이 설치되고, 다른 쪽 끝에는 수돗물를 공급하는 수도전이 연결되어 있다. 상기 노즐관(13)의 외주 면에는 다수의 노즐 공(36)이 천공되어 있고, 그 외부는 메시 망으로 감싸져 있다. 그리고 상기 노즐관(13)은 바람직하게 상기 오염수 저수조(17)의 상부에 위치하도록 설치된다. 또한, 상기 수돗물 공급관(66)에는 수돗물의 흐름을 제어하기 위한 공급관 제어밸브(65)가 설치되고, 이 공급관 제어밸브(65)는 제어부(50)와 연결된다.
한편, 상기 오염수 저수조(17)의 바닥면에는 침전물이나 부유물이 잘 배출하도록 하부로 오목하게 형성된 배출구(72)가 형성되어 있고, 상기 세정수 저수조(19)의 바닥면에는 오염물이 노즐관(13)으로 유입되는 것을 차단하기 위한 스크린(또는 필터)이 설치되는 유입구(92)가 상부로 볼록하게 형성되어 있다.
또한, 상기 오염수 저수조(17)에는 오염수의 오염도(탁도)를 측정하기 위한 오염도측정기(75)가 설치되고, 상기 세정수 저수조(19)에는 세정수의 수위를 측정하기 위한 수위측정기(95)가 설치되어 있다. 상기 오염도측정기(75)와 수위측정기(95)는 각각 제어부(50)에 연결되어 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치(10)의 작용을 상세히 설명한다. 먼저, 상기 수위측정기(95)에 의해서 측정된 수위가 기준 수위보다 낮으면, 상 기 제어부(50)는 공급관 제어밸브(65)를 개방하여 수도관으로부터 수돗물을 공급받는다. 상기 수돗물은 수도관 내의 수압만으로 공급되고, 수압이 낮은 경우에는 별도의 펌프를 사용하여 공급한다. 상기 수돗물 공급관(66)을 통해서 공급되는 물은 노즐관(13)을 통해서 상기 오염수 저수조(17)로 공급된다. 이때, 상기 오염수 저수조(17)는 비워져 있는 것이 보통이다.
또한, 상기 오염도측정기(75)에 의해서 측정된 오염도가 기준치를 초과하면, 상기 제어부(50)는 배출관 제어밸브(45)를 개방하여 오염수를 하수관으로 배출시킨다. 이때, 배출관 제어밸브(45)는 상기 오염도측정기(75)에 의해서 개방되거나 제어부(50)에 내장되어 있는 타이머(52)에 의해서 개방될 수 있다. 또한, 상기 배출관 제어밸브(45)는 상기 수위측정기(95)에 의해서 폐쇄되거나 제어부(50)에 내장된 타이머(52)에 의해서 폐쇄될 수 있다. 즉, 상기 배출관 제어밸브(45)는 주기적으로 개폐되어 오염수를 배출시킬 수 있다.
이어, 본 발명에 따른 환기유닛(1)의 외기 급기팬(6)이 작동되면, 상기 제어부(50)는 상기 순환관 제어밸브(65)를 개방함과 아울러 상기 물순환펌프(68)를 작동시켜 상기 세정수 저수조(19)의 세정수를 상기 노즐관(13)으로 압송한다. 이때, 상기 배출관 제어밸브(45)와 공급관 제어밸브(65)는 폐쇄상태를 유지한다.
그리고, 상기 노즐관(13)으로 압송된 고압의 세정수는 노즐 공(36)과 메시 망을 통과하면서 미세한 물방울을 형성한다. 그리고 이러한 미세한 물방울들은 상기 오염수 저수조(17)의 상부 공간에 미세 물방울 여과막(11)을 형성한다. 상기 미세 물방울 여과막(11)은 두꺼울수록 공기정화에 유리하므로 상기 오염수 저수 조(17)를 넘지 않는 범위 내에서 최대한 두껍게 형성되도록 한다.
그러므로 상기 급기팬(6)에 의해서 흡입되는 외부공기는 미세 물방울 여과막(11)을 반드시 통과하게 된다. 이때, 외부공기에 포함되어 있는 분진이나 오염물질은 미세 물방울과 접촉되어 흡착되게 된다. 그리고 물방울에 흡착된 오염물질은 물방울과 함께 하강하여 외기로부터 분리된다.
한편, 상기 세정수 저수조(19)에서 빠져나간 세정수에 대응하는 양의 물은 상기 오염수 저수조(17)에 저장된 오염수를 여과하여 공급받는다. 즉, 상기 분리벽(14)에는 스크린(42)이 바닥면으로부터 일정 높이 이격되게 설치되어 침전된 오염물이 세정수 저수조(19)로 유입되지 않게 한다. 또한, 상기 분리벽(14)에는 오염수의 수위에 따라 부상하고 세정수 유입구가 수면 아래에 위치하도록 설치된 부상식 디켄터(도시되지 않음)가 설치되어 부유성 오염물질이 세정수 저수조(19)로 유입되지 않도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치(10)는 미세 물방울을 이용하여 실외공기에 포함된 오염물을 흡착하여 제거하기 때문에 종래의 필터로 제거하기 어려웠던 미세부진, 휘발성유기화합물, 악취물질 등의 오염물질도 제거할 수 있을 뿐만 아니라 기계적인 필터를 사용하지 않기 때문에 필터를 교환할 필요가 없게 된다. 또한, 수도전에서 공급되는 수돗물을 세정수로 이용하고 오염된 물은 하수관을 통해서 직접 배출할 수 있기 때문에 사용자가 천장을 뜯고 환기유닛에 접근할 필요가 없다. 아울러 본 발명은 수위측정기와 오염측정기 또는 제어부의 타이머에 의해서 수돗물과 오염수가 자동으로 공급 및 배출되므로 관리가 매우 용이하다. 즉, 본 발명은 필터 교환에 따른 비용과 노력을 모두 절감할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 케이스(12)의 일측에는 실외공기가 유입되는 유입구(22)가 형성되고, 상기 케이스(12)의 타측에는 정화된 실외공기가 배출되는 배출구(23)가 형성된다. 그리고 상기 배출구(23)에 근접하게 제습망(24)이 설치되어 실외공기에 포함되어 있는 물방울이나 수분을 제거한다. 상기 제습망(24)은 미세한 크기의 망목을 갖는 필터 체로서, 상기 케이스(12)의 상면과 오염수 저수조(17)의 바닥면 사이에 수직으로 설치된다. 상기 제습망(14)은 하나로 이루어지거나 일정 거리 이격되게 설치된 두 개의 제습망으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제습망(24)은 설치 및 교체가 용이하도록 상하로 슬라이드 가능하게 설치하는 것이 바람직하다.
그러므로 상기한 미세 물방울 여과막(11)을 통과하는 동안에 수분을 함유한 실외공기는 상기 제습망(24)을 통과하면서 미세한 물방울들이 서로 결합하여 큰 물방울을 이룸으로써 분리되게 된다. 그리고 분리된 큰 물방울은 상기 제습망(24)을 타고 아래로 흘러내리면서 미세 물방울 여과막(11)에서 제거하지 못한 오염물질을 2차적으로 제거한다.
그리고, 상기 제습망(24)을 통과한 외부공기는 적정한 수분을 가지고 상기 급기팬(6)과 외기 투출구(34)를 통해서 실내로 공급된다. 따라서 본 발명의 습식 공기정화장치(10)는 건조한 실내공기에 적정량의 수분을 공급하는 부수적인 효과도 있다. 한편, 습기를 포함하는 외부공기가 상기 열교환기(7)에서 저온의 실내공기와 만나면 수분이 응축되어 응축수가 생기게 된다.
따라서, 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 열교환기(7)의 열교환막은 수분에 강한 소재로 만들어야 한다. 또한, 상기 열교환기(7)의 하부에는 응축수를 받기 위한 응축수 트레이(74)를 설치하고 상기 응축수 트레이(74)에 모인 응축수는 상기 오염수 저수조(17)로 흘러가도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치(10)는 실내공기가 다습한 경우에도 습기가 많은 외부공기가 실내로 공급되어 실내가 더욱 습하게 되는 일이 있을 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 발명의 바람직한 실시예는, 도 8에 도시된 바와 같이, 열전소자(25)를 이용하여 상기 제습망(24)을 노점 이하의 온도로 냉각하는 것이 바람직하다. 상기 열전소자(25)는 펠티어 효과를 이용하는 것으로, 2종류의 금속을 접속시키고 여기에 전류를 흘려보내면 전류 방향에 따라 한 종류의 금속은 흡열 기능을 나타내고 다른 쪽의 금속은 방열기능을 나타내는 현상을 이용한 것이다.
도시된 바와 같이, 상기 열전소자(25)는 격벽(4)에 설치되고 상기 제습망(24)은 열전소자의 흡열부(26)와 접촉되어 있다. 이때 상기 제습망(24)은 열전도가 우수한 금속 소재로 이루어진다. 그리고 상기 열전소자(25)의 발열부는 별도의 방열판(27)을 통해서 내기 배기통로(5) 상에 노출되도록 배치한다. 이와 같이, 열전소자(25)를 이용하여 제습망(24)의 온도를 노점 이하로 낮추면 실외공기에 포함된 습기가 제습망(25)을 통과할 때 응축되어 제습되게 된다. 이때, 상기 열전소자(25)는 실내로 유입되는 외부공기를 냉각시키는 부수적인 효과도 있다.
아울러, 상기 열전소자(25)는 습식 공기정화장치(10)의 케이스(12) 내부를 건조시키는 목적으로도 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(50)의 제어에 의해서 상기 열전소자(25)로 인가되는 전원의 전극을 바꾸어주면 상기 제습망(25)이 발열부와 접촉하게 되므로 상기 제습망(25)으로부터 열이 발산된다. 따라서 오염수 저수조(17)와 세정수 저수조(19)를 모두 비운 상태에서 일정 시간 동안 상기 제습망(24)을 통해 열을 발산하면, 상기 케이스(12) 내부를 건조시켜 세균이 번식할 수 없도록 할 수 있다. 또한 상기 습식 공기정화장치(10)로 유입되는 외부공기가 빙점 이하로 내려가는 경우에도 상기 제습망(24)에서 열을 방사하여 세정수가 어는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 습식 공기정화장치(10)는 미세 물방울을 이용하여 오염물질을 제거하기 때문에 여러 가지 우수한 효과를 얻을 수 있다. 그러나 상기 케이스(12)의 내부는 장기간 다습한 상태로 유지되기 때문에 실외공기와 함께 유입된 세균이 번식하기 좋은 환경이 조성된다. 따라서 이러한 점을 해결하기 위해서, 상기 케이스(12) 내부에는 하나 이상의 자외선 램프(29)를 설치하여 공기나 수중의 세균이나 바이러스를 사멸시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 케이스(12)의 내부벽은 산화티타늄(TiO2)과 같은 광촉매나 ZnO, CdS, ZrO2, SnO2 등과 같은 복합금속산화물로 이루어진 저온촉매를 코팅하여 살균능력을 향상시키는 것도 바람직하다. 또한, 상기 제습망(24)은 구리와 같은 살균능력이 있는 금속을 사용하거나 산화티타늄 금속섬유로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서 상기 자외선 램프(29)가 제습망(24) 등에 코팅되어 있는 광촉매를 활성화시 키면, 실외공기 중에 포함되어 있는 세균과 유해물질 및 악취물질 등을 산화분해시킴으로써 깨끗한 외부공기를 공급할 수 있게 된다. 한편, 상기한 케이스(12)의 유입구(22) 쪽에는 음이온발생장치(30)가 더 설치될 수 있다.
아울러, 본 발명의 바람직한 실시예는, 실내공기가 상기 미세 물방울 여과막(11)을 통과하도록 순환시킴으로써 실외공기뿐만 아니라 실내공기에 포함된 오염물질도 제거할 수 있도록 구성할 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 환기유닛(1)의 내기 토출구(54)에 연결되는 배기 덕트(62)에는 배기 댐퍼(77)가 설치되고, 상기 외기 유입구(32)에 연결되는 급기 덕트(63)에는 급기 댐퍼(78)를 설치함과 아울러, 상기 배기 덕트(62)와 급기 덕트(63) 사이에는 순환 덕트(64)를 연결하고, 상기 순환 덕트(64)에는 순환 댐퍼(79)를 설치한다. 그리고 이들 댐퍼(77,78,79)들을 제어부(50)와 전기적으로 연결된다.
따라서, 사용자가 실내공기 정화 모드를 선택하면, 상기 제어부(50)는 상기 배기 댐퍼(77)과 급기 댐퍼(78)를 닫는 동시에 상기 순환 댐퍼(79)를 열어서 내기 배기통로(3)에서 배기되는 실내공기를 다시 외기 급기통로(5)를 순환시키는 U자 형태의 순환통로를 형성한다. 이러한 순환통로가 형성된 상태에서 상기 내기 배기팬(8)과 외기 급기팬(6)을 작동시켜 실내공기가 순환통로를 따라 유동하도록 함과 아울러, 상술한 바와 같이, 노즐관(13)에서 분사되는 물방울로 미세 물방울 여과막(11)을 형성하면, 실내공기가 상기 순환통로를 따라 상기 미세 물방울 여과막(11)을 통과하게 된다.
그러면 상기 미세 물방울 여과막(11)을 통과하는 동안에 실내공기 중에 포함된 오염물질이 물방울에 흡착되어 제거됨과 아울러 상술한 자외선 램프(26)나 광촉매에 의해서 세균이나 휘발성 유기물질이 분해되게 된다. 아울러, 상기 미세 물방울 여과막(11)을 통과하는 실내공기에 적정하게 수분을 공급함으로써 실내가 건조하게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 미세 물방울 여과막(11)은 실내공기에 산소를 공급하는 역할도 한다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛은 실내공기와 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하여 에너지 낭비를 방지함과 아울러, 미세 물방울의 탁월한 오염물질 제거능력을 이용하여 외부 또는 내부공기에 포함된 오염물질을 제거한 후 실내로 공급하기 때문에 실내공기의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수도 전에서 직접 공급되는 수돗물을 세정수로 이용하고, 공기 정화작용에 의해서 오염된 물은 하수관으로 직접 배출하기 때문에 필터 교환 및 세척과 같이 번거롭고 전문가의 도움이 필요한 작업을 생략할 수 있기 때문에 인력 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 센서와 타이머를 이용하여 주기적으로 오염수를 배출하고 수돗물을 공급하기 때문에 관리소홀로 인해서 실내로 공급되는 실외공기가 세균 등에 의해서 오염되는 것을 방지할 수 있고, 자외선이나 광촉매를 이용하여 휘발성 유기화합물이나 악취물질을 제거함으로써 깨끗한 공기를 공급할 수 있는 효과가 있 다.
또한, 본 발명은, 제습망을 통해서 수분을 적정하게 제습한 후에 실내로 공급함으로써 건조한 실내공기에 수분을 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 외기 급기통로와 내기 배기통로가 격벽에 의해서 구획되는 하우징, 상기 급기통로의 일 측에 설치된 외기 급기팬, 상기 내기 배기통로의 일 측에 설치된 내기 배기팬 및, 상기 외기 급기통로와 내기 배기통로가 교차하는 부분에 설치되고 열교환막을 통해 실내공기와 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기를 포함하여 구성된 환기유닛에 있어서,
    상기 외기 급기통로 상에 일체로 설치되며, 일정 양의 물을 저장할 수 있도록 하부가 밀폐되고 실외공기가 통과할 수 있도록 양측 면에 유입구와 배출구가 형성된 케이스와; 상기 케이스 내부로 수돗물을 공급할 수 있도록 수도전과 연결된 수돗물 공급관과; 상기 케이스 내부에 저장된 오염수를 배출할 수 있도록 하수관과 연결된 오염수 배출관과; 상기 케이스 내부로 수돗물을 공급함과 아울러 유입되는 실외공기 중으로 미세한 물방울을 분사할 수 있도록 설치된 노즐관과; 상기 케이스 내부에 저수된 세정수를 상기 노즐관을 통해서 연속적으로 순환시킬 수 있도록 설치된 물순환펌프를 포함하여 구성된 습식 공기정화장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스의 하부는 일정 높이의 분리벽을 통해서 오염수 저수조와 세정수 저수조로 구획되고, 상기 오염수 저수조의 바닥에는 오염수를 배출하기 위한 상기 오염수 배출관이 연결되고, 상기 오염수 배출관에는 오염수의 배출을 제어하기 위한 배출관 제어밸브가 설치되며, 상기 세정수 저수조의 바닥에는 세정수를 상기 노즐관으로 순환시키기 위한 세정수 순환관이 연결되고, 상기 세정수 순환관 상에는 세정수를 펌핑하여 압송하기 위한 상기 물순환펌프와, 상기 세정수의 흐름을 제어하기 위한 순환관 제어밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수돗물 공급관의 한쪽 끝에는 상기 노즐관이 설치되고, 다른 쪽 끝에는 수돗물을 공급하는 수도전이 연결되며, 상기 노즐관의 외주면에는 다수의 노즐공이 천공되고, 상기 수돗물 공급관에는 수돗물의 흐름을 제어하기 위한 공급관 제어밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스의 내부에는 정화된 실외공기에 포함되어 있는 수분과 오염물질을 제거하기 위한 하나 이상의 제습망이 케이스의 배출구에 인접하게 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제습망은 열전도가 우수한 금속 소재로 이루어지고 열전소자와 접촉하 도록 설치되는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 케이스의 내부에는 하나 이상의 자외선 램프가 설치되는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 케이스의 내측벽이나 상기 제습망에는 광촉매 물질이 코팅되는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 환기유닛의 내기 토출구에 연결되는 배기 덕트에는 배기 댐퍼가 설치되고, 상기 외기 유입구에는 연결되는 급기 덕트에는 급기 댐퍼가 설치되며, 상기 배기 덕트돠 급기 덕트 사이에 연통되게 설치되는 순환 덕트에는 순환 댐퍼가 설치되어, 상기 배기 댐퍼와 급기 댐퍼를 닫고, 상기 순환 댐퍼를 개방하여 U자 형태의 실내공기 순환통로를 형성함으로써 실내공기 중에 포함된 오염물질을 미세 물방울 여과막을 통해서 제거하는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 환기유닛의 일 측면에는 상기 환기유닛과 습식 공기정화장치의 작동을 전반적으로 제어함과 아울러, 설정된 시간을 계수하는 타이머가 내장된 제어부가 설치되어 세정수의 공급과 오염수의 배출을 자동으로 제어하는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는 수돗물의 흐름을 제어하는 공급관 제어밸브, 세정수의 흐름을 제어하는 순환관 제어밸브, 배출수의 흐름을 제어하는 배출관 제어밸브, 세정수를 펌핑하는 물순환펌프 및, 케이스 내부에 설치된 수위측정기와 전기적으로 연결되어 세정수의 공급과 오염수의 배출을 자동제어하는 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치가 일체로 구비된 환기유닛.
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