KR20080060933A - 환기 장치의 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환기 장치의 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 열교환기를 통과하는 실외 공기 및 실내 공기의 흐름을 난류로 변화시켜 열교환 효율을 높이고 압력 손실을 낮추기 위한 환기 장치의 열교환기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 환기 장치의 열교환기에 의하여, 열교환기를 통과하는 실외 공기와 실내 공기의 흐름이 층류에서 난류로 변화되어, 열교환 효율이 증가되는 장점이 있다.
또한, 열교환기를 통과하는 공기가 층류에서 난류로 변화됨으로써, 공기 압력 손실이 저감되는 효과가 있다.
열교환기, 요철부, 가이드 리브

Description

환기 장치의 열교환기{Heat exchanger for a ventilating apparatus}
도 1은 본 발명의 사상에 따른 환기 장치의 내부 구성을 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 환기 장치에서 일어나는 실외 공기 흡토출 과정을 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 환기 장치에서 일어나는 실내 공기 흡토출 과정을 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 환기 장치의 열교환기 내부에서 일어나는 열교환 과정을 보여주는 단면도.
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절개되는 단면도.
도 7은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'를따라 절개되는 단면의 또다른 실시예.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 환기 장치 11 : 케이스
12 : 급기 흡입구 13 : 급기 토출구
14 : 배기 흡입구 15 : 배기 토출구
20 : 열교환기 21 : 급기 유닛
22 : 배기 유닛 30 : 요철부
본 발명은 환기 장치의 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 열교환기를 통과하는 실외 공기 및 실내 공기의 흐름을 난류로 변화시켜 열교환 효율을 높이고 압력 손실을 낮추기 위한 환기 장치의 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로, 환기 장치는 실내 환기를 위하여 사용되는 공기 조화 장치로서, 흡입되는 실외 공기가 실내로 유입되기 전에 배출되는 실내 공기와 열교환되도록 하는 장치이다. 다시 말하면, 흡입되는 실외 공기에 의하여 환기 과정에서 실내 온도가 급격히 떨어지거나 급격히 상승하지 않는 상태로 실내 환기가 이루어지도록 하는 공기 조화 장치의 일종이다.
상세히, 상기 환기 장치에는 흡배기구가 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부에 제공되는 열교환기 및 실외 공기 또는 실내 공기를 흡입하기 위한 팬으로 구성된다. 그리고, 상기 열교환기는 제품의 종류에 따라 사각 기둥 형상 또는 육각 기둥 형상을 취하며, 복수 개의 열교환막이 일정 간격으로 이격된 상태로 적층되는 구조를 이룬다. 그리고, 흡입되는 실외 공기와 배출되는 실내 공기가 서로 섞이지 않는 상태에서 열교환만 일어나도록, 실외 공기 유로와 실내 공기 유로가 교번하여 적층되는 형상을 이룬다. 그리고, 상기 열교환막에는 흡입되는 실외 공기와 실내 공기의 흐름을 가이드하는 가이드 리브가 부착된다.
한편, 종래의 환기 장치에 제공되는 열교환기에는 표면이 매끈한 가이드 리 브가 부착된다. 그리고, 상기 열교환기를 통과하는 공기의 유속이 작기 때문에 층류를 형성한다.
그러나, 열교환기 내부에서 층류 유속으로 공기가 흐르게 되면 열교환 효율이 떨어지게 될 뿐 아니라, 공기의 압력 손실을 초래하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 열교환기를 통과하는 실내 공기 및 실외 공기가 난류 상태로 진행하도록 함으로써, 압력 손실을 저감하고 열교환 효율이 증가하도록 하는 환기 장치의 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환기 장치의 열교환기에는 열교환막; 상기 열교환막과 교번하여 적층되어, 공기 유로를 형성하는 가이드 리브;및 상기 공기 유로를 통하여 흐르는 공기와 접촉되는 가이드 리브의 표면에 제공되어 난류가 형성되도록 하는 난류 형성부가 포함된다.
또다른 측면에서의 본 발명에 따른 환기 장치의 열교환기에는 열교환막; 상기 열교환막의 상하면에 적층되며, 유동하는 공기와 접촉되는 면에서 난류가 형성되도록 요철부가 제공되는 가이드 리브가 포함된다.
상기와 같은 구성에 의하여, 열교환기를 통과하는 실외 공기 및 실내 공기의 열교환 효율이 증가하는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한 다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 환기 장치의 내부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 환기 장치(10)에는 외관을 이루는 케이스(11)와, 상기 케이스(11) 내부에 수용되어 실내 공기와 실외 공기가 열교환되도록 하는 열교환기(20)와, 실외 공기를 흡입하는 급기팬(16 : 도 2 참조) 및 실내 공기를 흡입하는 배기팬(17 : 도 3 참조)이 포함된다.
상세히, 상기 케이스(11)의 일측에는 실외 공기를 흡입하기 위한 급기 흡입구(12)와, 실내 공기를 실외로 배출하기 위한 배기 토출구(15)가 형성된다. 그리고, 상기 케이스(11)의 타측에는 흡입된 실외 공기를 실내로 토출하기 위한 급기 토출구(13)와, 실내 공기를 흡입하기 위한 배기 흡입구(14)가 제공된다.
또한, 상기 급기 흡입구(12)와 급기 토출구(13)는 덕트에 의하여 급기 유로가 형성되며, 상기 급기 유로 중간에 상기 열교환기(20)가 개입된다. 그리고, 상기 배기 흡입구(14)와 배기 토출구(15)도 덕트에 의하여 배기 유로가 형성되며, 상기 배기 유로 중간에 상기 열교환기(20)가 개입된다.
또한, 상기 급기 흡입구(12)를 통하여 흡입되는 실외 공기와 배기 흡입구(14)를 통하여 흡입되는 실내 공기는 서로 섞이지 않고 상기 열교환기(20)를 통과하면서 상호 열교환하게 된다.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 환기 장치에서 일어나는 실외 공기 흡토출 과정을 보여주는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 사상에 따른 환기 장치에서 일어나는 실내 공기 흡토출 과정을 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 급기 토출구(13)측의 덕트 내부에 급기팬(16)이 장착되어, 실외 공기를 흡입하게 된다.
상세히, 상기 급기팬(16)의 작동에 의하여 상기 급기 흡입구(12)로 흡입된 실외 공기는 상기 열교환기(20)를 가로질러 통과하면서, 실내 공기와 열교환하게 된다.
도 3을 참조하면, 상기 배기 토출구(15)측의 덕트 내부에 배기팬(17)이 장착되어, 실내 공기를 흡입하게 된다.
상세히, 상기 배기팬(17)의 작동에 의하여 상기 배기 흡입구(14)로 흡입된 실내 공기는 상기 열교환기(20)를 가로질러 통과하면서, 실외 공기와 열교환하게 된다.
여기서, 상기 열교환기(20)는 복수 개의 열교환 막이 적층되고, 상기 열교환막 사이에 가이드 리브가 형성되어, 흡입되는 실내 공기 또는 실외 공기의 유로를 형성한다. 그리고, 실내 공기가 흐르는 유로와 실외 공기가 흐르는 유로가 상기 열교환막을 기준으로 교번하여 적층된다. 따라서, 실외 공기와 실내 공기는 상기 열교환기(20) 내부를 통과하면서 섞이지 않고 열교환만 수행하게 된다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발며에 따른 열교환기는 육각 기둥 형상을 이룬다.
상세히, 육각형 형상의 급기 유닛(21)과 배기 유닛(22)이 교번하여 적층되고, 상기 급기 유닛(21)과 배기 유닛(22) 사이에 각각 급기 유로와 배기 유로가 형성된다.
더욱 상세히, 상기 급기 유닛(21)에는 얇은 종이 재질의 열교환막(211)과, 상기 열교환막(211)의 일면에 소정 간격을 두고 배열되는 급기 가이드 리브(212) 및 상기 열교환막(211)의 테두리부에 제공되어 급기 유닛(21)의 형상이 유지되도록 하는 프레임(213)이 포함된다.
여기서, 상기 급기 가이드 리브(212)는 실외 공기 흡입 구간과, 중앙부 및 실외 공기 토출 구간으로 나뉘어진다. 그리고, 상기 실외 공기 흡입 구간과 실외 공기 토출 구간은 상기 중앙부의 양단에 각각 형성된다. 그리고, 상기 실외 공기 흡입 구간 및 실외 공기 토출 구간을 형성하는 부분에서, 상기 급기 가이드 리브(212)는 상기 중앙부의 가이드 리브와 소정 각도 경사지게 휘어진다.
다시 말하면, 상기 급기 가이드 리브(212)는 흡입부(212a)와, 상기 흡입부(212a)로부터 소정 각도 경사지게 연장되는 직선부(212b)와, 상기 직선부(212b)의 단부에서 소정 각도 경사지게 더 연장되는 토출부(212c)로 이루어진다.
또한, 상기 배기 유닛(22)도 상기 급기 유닛(21)과 마찬가지로 열교환막(221)과, 상기 열교환막(221)의 일면에 부착되는 배기 가이드 리브(222) 및 프레임(223)으로 구성된다. 그리고, 상기 배기 가이드 리브(222)도 흡입부(222a)와, 직선부(222b) 및 토출부(222c)로 구성된다.
그러나, 상기 배기 가이드 리브(222)의 흡입부(222a) 및 토출부(222c)는 상기 급기 가이드 리브(212)의 흡입부(212a) 및 토출부(212c)와 서로 대칭되는 방향으로 각각 경사진다.
다시 말하면, 상기 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 급기 가이드 리브(212)의 흡입부(212a)는 배기 가이드 리브(222)의 흡입부(222a)와 서로 교차되는 방향으로 경사진다. 물론, 상기 토출부(212c, 222c)도 동일한 방식으로 서로 교차되는 방향으로 경사진다.
상기와 같이 급기 유닛(21)의 흡입부와 배기 유닛(22)의 흡입부, 또는 급기 유닛(21)의 토출부와 배기 유닛(22)의 토출부가 서로 교차되는 방향으로 형성됨으로써, 실외 공기와 실내 공기의 열교환 면적이 넓어져서 열교환 효율이 증가된다.
한편, 상기 직선부(212b, 222b) 구간에서 실질적으로 실외 공기와 실내 공기의 열교환이 가장 많이 일어난다. 즉, 직선 구간의 길이가 길기 때문에 실외 공기와 실내 공기가 상기 열교환막(211,221)을 통하여 충분히 열교환된다.
또한, 상기 가이드 리브의 측면, 즉 실외 공기와 실내 공기가 접촉하는 면에 요철부가 형성되어, 공기 유동이 난류를 형성하도록 기능한다. 이에 대한 상세한 내용은 하기에서 도면과 함께 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 환기 장치의 열교환기 내부에서 일어나는 열교환 과정을 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 급기 가이드 리브(212)와 배기 가이드 리브(222)가 층을 이루어 형성된다. 그리고, 급기 가이드 리브(212)를 따라 실외 공기가 유입되고, 배기 가이드 리브(222)를 따라 실내 공기가 유입된다.
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절개되는 단면도이고, 도 7은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'를따라 절개되는 단면의 또다른 실시예이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기(20)의 가이드 리브(212,222) 측면에 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되는 요철부(30)가 형성된다.
상세히, 상기 가이드 리브(212,222)의 상하면은 열교환막에 밀착되고, 양측면은 실내 공기 또는 실외 공기와 접촉한다. 그리고, 실내 공기 또는 실외 공기와 접촉되는 면에 요철부가 형성되도록 하여, 난류 유동이 형성되도록 한다.
더욱 상세히, 상기 요철부(30)에는 상기 가이드 리브의 표면으로부터 돌출되는 돌출부(31)와, 소정 깊이로 함몰되는 함몰부(32)가 포함된다. 그리고, 상기 돌출부(31)와 함몰부(32)의 형상은 원형, 다각형 등과 같이 다양한 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 요철부(30)의 배열 상태와 요철부(30)의 형상이 불규칙적으로 제공되는 것이 난류 유발에 더 효과적이기 때문이다.
나아가 돌출부(31) 및 함몰부(32)의 크기 또는 깊이가 다양하게 형성되도록 함으로써, 난류 유동이 신속하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
또는, 상기 가이드 리브의 표면에 스크래치가 형성되도록 하여, 난류 유동이 형성되도록 하는 것도 제안 가능하다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 환기 장치의 열교환기에 의하여, 열교환기를 통과하는 실외 공기와 실내 공기의 흐름이 층류에서 난류로 변화되어, 열교환 효율이 증가되는 장점이 있다.
또한, 열교환기를 통과하는 공기가 층류에서 난류로 변화됨으로써, 공기 압력 손실이 저감되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 열교환막;
    상기 열교환막과 교번하여 적층되어, 공기 유로를 형성하는 가이드 리브;및
    상기 공기 유로를 통하여 흐르는 공기와 접촉되는 가이드 리브의 표면에 제공되어 난류가 형성되도록 하는 난류 형성부가 포함되는 환기 장치의 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 난류 형성부에는 상기 가이드 리브의 표면에 규칙적 또는 불규칙적으로 형성되는 돌기 또는 홈 중 적어도 하나 이상이 포함되는 환기 장치의 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 난류 형성부에는 상기 가이드 리브 표면에 형성되는 스크래치가 포함되는 환기 장치의 열교환기.
  4. 열교환막;
    상기 열교환막의 상하면에 적층되며, 유동하는 공기와 접촉되는 면에서 난류가 형성되도록 요철부가 제공되는 가이드 리브가 포함되는 환기 장치의 열교환기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 요철부는 복합적으로 제공되는 복수 개의 돌기 및 홈인 것을 특징으로 하는 환기 청정 장치의 열교환기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 요철부에는 복수 개의 돌기 및 홈이 포함되고, 돌기의 높이 또는 홈의 깊이가 동일하게 또는 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 환기 청정 장치의 열교환기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 요철부를 구성하는 복수 개의 돌기와 홈의 형상 및 배열 간격이 동일하거나 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 환기 장치의 열교환기.
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