KR20080074509A - 현열교환장치 - Google Patents

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KR20080074509A
KR20080074509A KR1020070013724A KR20070013724A KR20080074509A KR 20080074509 A KR20080074509 A KR 20080074509A KR 1020070013724 A KR1020070013724 A KR 1020070013724A KR 20070013724 A KR20070013724 A KR 20070013724A KR 20080074509 A KR20080074509 A KR 20080074509A
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이승주
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주식회사 원진
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Abstract

수명저하를 방지하고 열교환 효율이 개선되도록, 실외의 공기가 유입되는 실외측 급기덕트와, 실내의 공기를 실외로 배출하는 실외측 배기덕트와, 실외측 급기덕트와 실외측 배기덕트가 연결되는 케이스와, 실내의 공기를 케이스 내부에 공급하는 실내측 배기덕트와, 실내측 배기덕트와 간격을 두고 상기 케이스의 다른쪽에 연결되고 열교환이 이루어진 실외로부터 유입된 공기를 실내로 공급하는 실내측 급기덕트와, 실외측 급기덕트로부터 실내측 급기덕트쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 급기용 송풍기와, 실내측 배기덕트로부터 실외측 배기덕트 쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 배기용 송풍기와, 실내측 배기덕트를 통하여 유입되는 공기가 실외측 급기덕트를 통하여 유입되는 공기 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기를 포함하여 이루어지는 현열교환장치를 제공한다.
열교환, 공기, 튜브, 급기, 배기, 냉온수

Description

현열교환장치 {Sensible Heat Exchange System}
도 1은 본 발명에 따른 현열교환장치의 제1실시예를 나타내는 측면단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 현열교환장치의 제1실시예에 있어서 열교환기를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 현열교환장치의 제1실시예에 있어서 열교환기를 나타내는 평면단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 현열교환장치의 제2실시예를 나타내는 측면단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 현열교환장치의 제3실시예를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 현열교환장치의 제3실시예에 있어서 보조열교환기를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 현열교환장치의 제3실시예에 있어서 보조열교환기를 나타내는 평면단면도이다.
본 발명은 현열교환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내공기와 실외공기를 순환시킴에 있어서 열회수 효율을 극대화하기 위한 구조를 가지는 현열교환장치에 관한 것이다.
일반적으로 사무실이나 차량과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 하며, 이때 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.
널리 알려진 환기장치는 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있으나, 이 경우, 실내의 냉기 및 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 동시에 실외의 공기가 외부와 노출된 공간을 통해 열교환 없이 유입됨으로 인해 실내의 난방 및 냉방시키는데 드는 경비가 불필요하게 많이 들게 되었다.
이에 따라 실내공기의 급격한 온도변화로 내부에 존재하는 사람들은 불쾌감을 느끼게 됨으로써 쾌적한 실내환경을 유지시키지 못하는 문제점 등이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 실내의 오염된 공기를 실외로 배출시키고 실외의 신선한 공기를 실내로 공급될 수 있도록 함에 있어 실외에서 유입되는 공기를 실내에서 배출되는 공기에 의해 데우거나 냉각시켜 실외유입공기와 실내온도의 차이를 줄여줌으로써 에너지를 절약할 수 있도록 하기 위한 현열교환장치가 제시되었다.
이를 위한 현열교환장치는 본체 케이스 내부에 열교환기를 눕혀서 설치하고 실외공기가 실내로 유입되는 급기덕트가 구비되고, 상기 급기덕트와 일정한 위치에 서 교차하며 실내공기가 실외로 배출되는 배기덕트가 구비된다.
상기 급기덕트의 실내측 끝부분에는 실외공기를 강제 흡입하는 급기용 송풍기가 설치되고, 상기 배기덕트의 실외측 끝부분에는 실내공기를 강제 배출하는 배기용 송풍기가 설치된다.
그리고 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 실내배출공기와 실외유입공기가 열교환하는 열교환기가 구비된다.
이러한 구성을 가진 현열교환장치는 먼저, 배기용 송풍기를 통해 오염된 실내공기가 열교환기를 지나 배기덕트를 통해 실외로 배출됨과 동시에 급기용 송풍기를 통해 신선한 실외공기가 열교환기를 통해 실내로 유입된다.
이 때, 실내배출공기와 실외유입공기가 열교환기 내부에서 교차하면서 열교환이 이루어지도록 하고 있으며, 상기 실내배출공기와 실외유입공기는 상기 열교환기에 의해 열에너지가 서로 전도되어진다.
따라서, 상기와 같은 방식으로 이루어진 현열교환장치는 실내가 냉방 또는 난방 분위기일 때 급기되는 실외공기가 실내공기와 1차적으로 열교환된 다음 실내로 유입됨에 따라 실내온도의 급격한 상승이나 하강을 방지할 수 있다.
하지만, 종래의 현열교환장치는 열교환방식의 핵심 부품인 열교환기가 종이재질로 형성되었으므로 종이재질의 특성상 열전도효율이 높지 않아 난방 또는 냉방된 실내배출공기가 열교환기를 통과하면서 발생되는 열에너지를 효과적으로 흡수하는 것에 한계가 있을 수 밖에 없으며, 그에 따라, 열교환 효율의 개선 정도가 높지 않은 문제점이 발생한다.
또한, 실내의 온도변화에 의한 열교환기의 열팽창과 열수축이 빈번하게 일어나게 되므로 장시간 사용에 따른 피로현상에 의해 열교환기에 균열이 발생되는 문제점과 함께 실외공기에 포함된 모래나 먼지 등과 같은 이물질이 유입되어 열교환기와의 마찰로 인해 열교환기의 고장을 유발하게 되고 열교환기의 수명을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열교환기를 열전도효율이 높은 재질과 구성으로 대체하고, 더불어 내구성과 내마모성이 강한 재질로 구성함으로써 열교환기의 고장과 수명저하를 방지하는 동시에 열교환 효율까지도 개선시킬 수 있는 현열교환장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 현열교환장치를 통해 1차적으로 열교환된 실외공기를 냉수 또는 온수를 이용한 보조열교환기에서 다시 한번 열교환하여 실내로 공급함으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 현열교환장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 현열교환장치는 실외의 공기가 유입되는 실외측 급기덕트와, 실내의 공기를 실외로 배출하는 실외측 배기덕트와, 한쪽에 간격을 두고 실외측 급기덕트와 실외측 배기덕트가 연결되는 상자 형상의 케이스와, 상기 케이스의 다른쪽에 연결되고 실내의 공기를 상기 케이스 내부에 공급하는 실내측 배기덕트와, 상기 실내측 배기덕트와 간격을 두고 상기 케이스의 다른쪽에 연결되고 열교 환이 이루어진 실외로부터 유입된 공기를 실내로 공급하는 실내측 급기덕트와, 상기 케이스의 외부에 설치되고 상기 실외측 급기덕트로부터 실내측 급기덕트 쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 급기용 송풍기와, 상기 케이스의 외부에 설치되고 상기 실내측 배기덕트로부터 실외측 배기덕트 쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 배기용 송풍기와, 상기 케이스 내부에 설치되고 상기 실내측 배기덕트를 통하여 유입되는 공기가 상기 실외측 급기덕트를 통하여 유입되는 공기 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기를 포함하여 이루어진다.
상기 열교환기는 일정한 간격을 두고 설치되고 서로 반대방향으로 개구된 통형상으로 형성되는 한쌍의 탱크부재와, 상기 한쌍의 탱크부재를 가로질러 다단으로 설치되고 내부에 유로가 형성되는 복수의 튜브부재와, 상기 튜브부재 사이에 설치되고 열교환 면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시키는 복수의 핀부재를 포함하고, 상기 열교환기는 상기 한쌍의 탱크부재 개구면이 각각 상기 실외측 급기덕트 및 실내측 급기덕트와 연결되거나 상기 실외측 배기덕트 및 실내측 배기덕트와 연결되도록 상기 케이스 내부에 설치된다.
본 발명의 현열교환장치는 상기 케이스의 내부에 복수의 열교환기를 직렬로 배열하여 설치하는 것도 가능하다.
그리고 상기 실내측 급기덕트에는 실내로 공급되는 실외공기와 열교환을 행하는 보조열교환기가 더 설치되고, 상기 보조열교환기는 냉온수기에서 배출되는 냉온수를 통해 실내공기를 조절하는 것이 가능하도록 다단으로 설치되고 내부에 유로가 형성되는 복수의 보조튜브부재와, 상기 보조튜브부재 사이에 설치되고 열교환 면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시키는 복수의 보조핀부재와, 냉온수가 집수되고 밀폐된 통형상으로 형성되고 상기 복수의 튜브부재의 양쪽 끝부분이 각각 내부로 돌출되도록 연결되고 서로 반대방향으로 냉온수가 유입 또는 배출되는 연결구가 설치되는 한쌍의 보조탱크부재와, 상기 한쌍의 보조탱크부재의 한쪽 연결구에 연결되고 냉온수를 공급하는 냉온수공급관과, 상기 한쌍의 보조탱크부재의 다른쪽 연결구에 연결되고 열교환을 행한 냉온수를 회수하는 냉온수회수관과, 상기 냉온수공급관과 냉온수회수관 상의 물을 순환시키는 적어도 하나의 펌프를 포함하여 이루어진다.
다음으로 본 발명에 따른 현열교환장치의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 현열교환장치의 제1실시예는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 실외의 공기가 유입되는 실외측 급기덕트(10)와, 실내의 공기를 실외로 배출하는 실외측 배기덕트(20)와, 실외측 급기덕트(10)와 실외측 배기덕트(20)가 연결되는 케이스(30)와, 실내의 공기를 케이스(30) 내부에 공급하는 실내측 배기덕트(22)와, 실내측 배기덕트(22)와 간격을 두고 상기 케이스(30)의 다른쪽에 연결되고 열교환이 이루어진 실외로부터 유입된 공기를 실내로 공급하는 실내측 급기덕트(12)와, 실외측 급기덕트(10)로부터 실내측 급기덕트(12)쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 급기용 송풍기(14)와, 실내측 배기덕트(22)로부터 실외측 배기덕트(20) 쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 배기용 송풍기(24)와, 실내측 배기덕트(22)를 통하여 유입되는 공기가 실외측 급기덕트(10)를 통하여 유입되는 공기 사이에 열교환 이 이루어지는 열교환기(100)를 포함하여 이루어진다.
상기 실외측 급기덕트(10)는 한쪽 끝부분은 실외에 설치되고 다른쪽 끝부분은 상기 케이스(30)와 연통되도록 설치된다.
상기 실외측 급기덕트(10)의 실외쪽 끝부분에는 실외의 이물질이나 벌레, 세균 등의 오염물질들이 실내로 유입되는 것을 방지하도록 공기정화필터(16)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 공기정화필터(16)는 실외공기 중의 각종 오염물질을 걸러주기 위하여 부직포필터, 나노실버필터, 효소필터 등으로 이루어진다.
상기 실외측 배기덕트(20)는 한쪽 끝부분은 실외에 설치되고 다른쪽 끝부분은 상기 케이스(30)와 연통되도록 설치된다.
상기 케이스(30)는 한쪽에 간격을 두고 실외측 급기덕트(10)와 실외측 배기덕트(20)가 연결되고 상자형상으로 형성된다.
상기 실내측 배기덕트(22)는 한쪽 끝부분은 실내에 설치되고 다른쪽 끝부분은 상기 케이스(30)와 연통되도록 설치된다.
상기 실내측 급기덕트(22)는 상기 실내측 배기덕트(22)와 간격을 두고 상기 케이스(30)의 다른쪽에 연결되고 열교환이 이루어진 실외로부터 유입된 공기가 실내로 공급되도록 형성된다.
상기 케이스(30) 내부에는 실외측 급기덕트(10)로부터 실내측 급기덕트(12)로 흐르는 실외공기와 실내측 배기덕트(22)로부터 실외측 배기덕트(20)로 흐르는 실내공기가 소정의 위치에서 서로 교차하게 되고, 이에 따라 실내공기와 실외공기 가 서로 간섭을 받기 않도록 내부를 상하로 구획하는 격벽(32)이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 배기용 송풍기(24)는 상기 실내측 배기덕트(22)로부터 실외측 배기덕트(20) 쪽으로 공기를 강제로 이동시키도록 상기 실외측 배기덕트(20)에서 상기 케이스(30)쪽 끝부분에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 급기용 송풍기(14)는 상기 실외측 급기덕트(10)로부터 실내측 급기덕트(12) 쪽으로 공기를 강제로 이동시키도록 상기 실내측 급기덕트(12)에서 상기 케이스(30)쪽 끝부분에 설치된다.
상기 케이스(30) 내부에는 제어부(34)를 더 포함하여 설치하는 것도 가능하다.
상기 제어부(34)는 상기 케이스(30) 내부에 설치되는 온도센서(36)로부터 측정신호를 전달받아 상기 급기용 송풍기(14) 및 배기용 송풍기(24)의 작동을 제어한다.
실내의 공기가 오염되었을 경우 오염된 실내공기를 배출하고 신선한 실외공기를 유입하도록 사용자가 제어부(34)의 스위치를 작동하여 상기 급기용 송풍기(14) 및 배기용 송풍기(24)를 작동시킨다.
즉, 상기 실내측 배기덕트(22)로부터 온기 또는 냉기가 유입되어 케이스(30) 내부의 온도에 변화가 생길 경우 케이스(30) 내부에 설치된 온도센서(36)로부터 전달된 전기적 신호가 상기 제어부(34)에 제공되고 상기 제어부(34)는 상기 급기용 송풍기(14)와 상기 배기용 송풍기(24)의 동작을 조절하는 것이 가능하다.
상기 열교환기(100)는 상기 실내측 배기덕트(22)를 통하여 유입되는 공기가 상기 실외측 급기덕트(10)를 통하여 유입되는 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 상기 케이스(30) 내부에 설치된다.
상기 열교환기(100)는 상하 모서리가 케이스(30)에 의해 지지되고 좌우 모서리가 격벽(32)에 의해 지지되는 육면체 형상으로 형성된다.
상기 열교환기(100)는 통형상으로 형성되는 한쌍의 탱크부재(120)와, 상기 한쌍의 탱크부재(120)를 가로질러 다단으로 설치되는 복수의 튜브부재(140)와, 상기 튜브부재(140) 사이에 설치되는 복수의 핀부재(160)를 포함하여 이루어진다.
상기 열교환기(100)는 열전도효율이 높고 내구성 및 내마모성이 강한 금속 또는 합성수지 재질로 형성된다.
상기 한쌍의 탱크부재(120)는 일정한 간격을 두고 설치되고 서로 반대방향으로 개구된 통형상으로 이루어진다.
상기 한쌍의 탱크부재(120)의 양쪽 끝부분에는 상기 복수의 튜브부재(140)가 끼워져 조립될 수 있도록 상기 복수의 튜브부재(140)에 대응되는 형상의 조립홈(122)이 형성된다.
상기 복수의 튜브부재(140)는 중공관 형상으로 이루어지고 상기 한쌍의 탱크부재(120)를 가로질러 다단으로 설치되고 내부에 유로가 형성된다.
상기 복수의 튜브부재(140)는 좌우의 지름이 길게 형성된 타원형으로 이루어지고 내부에 독립된 복수의 유로가 형성되는 것도 가능하다.
상기 형상의 튜브부재(140)는 튜브부재(140)를 통과하는 공기의 접촉 면적이 증대되어 열교환효율을 향상시키는 것이 가능하다.
상기 복수의 튜브부재(140)의 양쪽 끝부분은 상기 한쌍의 탱크부재(120)의 조립홈(122)에 끼워져 설치된다.
상기 구성에 따라 상기 한쌍의 탱크부재(120)에 조립된 상기 복수의 튜브부재(140)는 간격이 일정하게 유지되도록 형성된다.
상기 복수의 핀부재(160)는 상기 튜브부재(140) 사이에 설치되고 열교환 면적을 증대시켜 열교환 효율을 향상시킨다.
상기 복수의 핀부재(160)는 표면적이 넓게 형성되는 것이 가능하도록 굴곡진 모양을 갖는 물결형상으로 이루어진다.
상기 복수의 핀부재(160)는 열전도성이 좋은 동판 또는 알루미늄판을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 핀부재(160)는 상기 복수의 튜브부재(140) 사이에 밀착되어 설치되고 상기 튜브부재(140)의 마주보는 끝부분에 고정결합되어 형성된다.
상기 복수의 핀부재(160)는 상기 튜브부재(140)의 길이방향에 대하여 수직으로 형성된다.
상기 열교환기(100)는 상기 한쌍의 탱크부재(120) 개구면이 각각 상기 실외측 급기덕트(10) 및 실내측 급기덕트(12)와 연결되거나 상기 실외측 배기덕트(20) 및 실내측 배기덕트(22)와 연결되도록 상기 케이스(30) 내부에 설치된다.
상기 한쌍의 탱크부재(120) 개구면이 상기 실외측 급기덕트(10) 및 실내측 급기덕트(12)와 연결될 경우 상기 복수의 핀부재(160)를 사이에 두고 상기 실외측 배기덕트(20) 및 실내측 배기덕트(22)와 연결된다.
또한 상기 한쌍의 탱크부재(120) 개구면이 상기 실외측 배기덕트(20) 및 실내측 배기덕트(22)와 연결될 경우 상기 핀부재(160)를 사이에 두고 상기 실외측 급기덕트(10) 및 실내측 급기덕트(12)와 연결되는 것도 가능하다.
따라서 상기 열교환기(100)는 실외공기의 토출방향 및 실내공기의 토출방향에 대하여 각각 수직으로 형성된다.
다음으로 본 발명에 따른 현열교환장치의 제1실시예에 대한 작동방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 실내공기가 어느 정도 오염되면 사용자가 제어부(34)의 스위치를 작동하여 배기용 송풍기(24)에 전원이 인가되면서 오염된 실내공기가 실내측 배기덕트(22)로 유입된다.
이와 동시에 급기용 송풍기(14)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기가 실외측 급기덕트(10)를 통해 유입되게 된다.
이 때 실외측 급기덕트(10)의 실외쪽 끝부분에 설치된 공기정화필터(16)를 통해 실외의 오염물질 등이 실내로 유입되는 것을 차단시킨다.
이러한 과정에서 상기 실내측 배기덕트(22)로 유입된 실내공기는 상기 케이스(30)를 통과하여 상기 열교환기(100)로 유입되게 되고, 상기 실외측 급기덕트(10)로 유입된 실외공기는 상기 케이스(30)를 통과하여 상기 열교환기(100)로 유입되게 된다.
이 때 상기 케이스(30) 내부를 상하로 구획하는 격벽(32)이 형성되어 실내공 기와 실외공기가 서로 간섭을 받지 않게 된다.
따라서, 실내공기의 경우 케이스(30) 내부의 배기로(2)를 따라 상기 열교환기(100)의 탱크부재(120) 개구면으로 유입되게 된다.
상기 탱크부재(120)의 개구면을 통과한 실내공기는 상기 탱크부재(120)의 종방향으로 설치된 다수의 튜브부재(140)로 유입되게 된다.
이 때 상기 탱크부재(120)의 끝부분에는 형성된 조립홈(122)에 튜브부재(140)가 삽입됨으로써 튜브부재(140) 사이에 형성된 핀부재(160)로 실내공기의 냉기 및 온기가 전달되지 않도록 이루어진다.
따라서 상기 튜브부재(140)의 내부에 형성된 독립된 복수의 유로를 통해 실내공기의 냉기 또는 온기가 전달되어 진다.
상기 튜브부재(140)의 사이에 형성된 핀부재(160)에 실내공기의 냉기 또는 온기의 열전달이 이루어진다.
반면에 실외공기의 경우 케이스(30) 내부의 급기로(1)를 따라 상기 열교환기(100)의 핀부재(160) 방향으로 유입되게 된다.
상기 실외공기는 실내공기의 냉기 또는 온기를 전달받은 핀부재(160)에 의해 열교환이 이루어진다.
이렇게 열교환이 이루어진 실외공기는 급기로(1)를 따라 실내측 급기덕트(10)를 통해 실내로 유입되고, 실내공기는 배기로(2)를 따라 실외측 배기덕트(20)를 통해 실외로 배출된다.
상기 열교환기는 유입된 실내공기가 핀부재(160) 방향으로 유입되도록 형성 되는 것도 가능하며, 이 경우 실외공기는 상기 탱크부재(120)을 통해 튜브부재(140)로 유입된다.
그리고 본 고안에 따른 현열교환장치의 제2실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 케이스(30) 내부에 열교환기(100)를 복수로 설치하여 직렬로 배열하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 제2실시예는 상기 케이스(30) 내부에 두개의 열교환기(100)를 수직으로 세워서 연속적으로 배치함으로써 실외 및 실내공기가 열교환기(100)를 통과하는 길이가 길어지고 열회수 시간이 길어지게 됨과 더불어 열교환 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
또한 본 발명에 의한 제2실시예에서는 상기 열교환기(100)를 2열로 배열한 경우에 대해서만 설명하였지만, 그 이상의 열로도 배열하는 것이 가능하다.
다음으로 본 발명에 따른 현열교환장치의 제2실시예에 대한 작동방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 상기 실내측 배기덕트(22)로 유입된 실내공기는 상기 케이스(30)를 통과하여 상기 열교환기(100)로 유입되게 되고, 상기 실외측 급기덕트(10)로 유입된 실외공기는 상기 케이스(30)를 통과하여 상기 열교환기(100)로 유입되게 된다.
실내공기의 경우 케이스(30) 내부의 배기로(2)를 따라 상기 열교환기(100)의 탱크부재(120)를 지나 복수의 튜브부재(140)로 유입되게 되고, 상기 튜브부재(140)의 내부에 형성된 독립된 복수의 유로를 통해 실내공기의 냉기 또는 온기가 전달되어 지고, 상기 튜브부재(140) 사이에 형성된 핀부재(160)에 열전달이 이루어진다.
반면에 실외공기의 경우 케이스(30) 내부의 급기로(1)를 따라 상기 열교환기(100)의 핀부재(160) 방향으로 유입되게 되고, 상기 실외공기는 실내공기의 냉기 또는 온기를 전달받은 핀부재(160)에 의해 1차 열교환이 이루어진다.
이렇게 1차 열교환이 이루어진 실내공기와 실외공기는 케이스(30) 내부에 직렬로 배열된 두번째 열교환기(100)를 거쳐 상기와 같은 방법으로 2차 열교환이 이루어진다.
2차 열교환이 이루어진 실외공기는 급기로(1)를 따라 실내측 급기덕트(12)를 통해 실내로 유입되고, 실내공기는 배기로(2)를 따라 실외측 배기덕트(20)를 통해 실외로 배출된다.
결과적으로 열교환기(100)에 머무는 시간이 늘어나게 되고 이에 따라 열회수 시간이 길어지게 됨으로써 열교환 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
상기 제2실시예에 있어서 상기한 구성 이외에는 상기 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 고안에 따른 현열교환장치의 제3실시예는 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 실내측 급기덕트(12)에는 실내로 공급되는 실외공기와 열교환을 행하는 보조열교환기(200)가 더 설치되고, 상기 보조열교환기(200)는 냉온수기(280)에서 배출되는 냉온수를 통해 실내공기를 조절하는 것이 가능하도록 다단으로 설치되고 내부에 유로가 형성되는 복수의 보조튜브부재(240)와, 상기 보조튜브부재(220) 사이에 설치되고 열교환 면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시키는 복수의 보조핀부재(260)와, 상기 복수의 튜브부재(240)의 양쪽 끝부분이 각각 내부로 돌출되도록 연결되고 서로 반대방향으로 냉온수가 유입 또는 배출되는 연결구(224)가 설치되는 한쌍의 보조탱크부재(220)와, 상기 한쌍의 보조탱크부재(220)의 한쪽 연결구(224)에 연결되고 냉온수를 공급하는 냉온수공급관(282)과, 상기 한쌍의 보조탱크부재(220)의 다른쪽 연결구(224)에 연결되고 열교환을 행한 냉온수를 회수하는 냉온수회수관(284)과, 상기 냉온수공급관(282)과 냉온수회수관(284) 상의 물을 순환시키는 적어도 하나의 펌프(286)를 포함하여 이루어진다.
상기 보조열교환기(200)는 실내측 급기덕트(12)를 사이에 두고 연통되어 설치된다.
상기 보조열교환기(200)는 상기 실내측 급기덕트(12)로부터 실내방향으로 공기를 강제로 이동시키도록 상기 보조열교환기(200)쪽 끝부분에 급기용 송풍기(14)를 더 포함하는 것도 가능하다.
상기 보조열교환기(200)의 보조핀부재(260) 양측면에는 상기 실내측 급기덕트(12)와 연결되는 호퍼(262)가 설치된다.
상기 한쌍의 보조탱크부재(220)는 일정한 간격을 두고 설치되고 냉온수가 집수되도록 통형상으로 형성된다.
상기 한쌍의 보조탱크부재(220)의 한쪽 끝부분에는 냉온수가 유입 또는 배출되도록 연결구(224)가 형성되고 다른쪽 끝부분에는 보조튜브부재(240)가 끼워져 조립될 수 있도록 상기 복수의 보조튜브부재(240)에 대응되는 형상의 조립홈(222)이 형성된다.
상기 한쌍의 보조탱크부재(220)는 연결구(224)로 유입 또는 배출되는 냉온수 가 상기 보조핀부재(260)로 흘러들어가지 않도록 보조튜브부재(240)와 연결되는 조립홈(222)에는 밀폐가 가능한 재질(고무 또는 합성수지 등)로 이루어지는 밀폐부재(223)를 설치하는 것도 가능하다.
상기 복수의 보조튜브부재(240) 및 보조핀부재(260)는 상기 열교환기(100)의 튜브부재(140) 및 핀부재(160)와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 냉온수기(280)는 실내의 일측에 설치되고 일반적으로 널리 사용되는 냉온수기를 실시하는 것도 가능하다.
상기 냉온수공급관(282)과 냉온수회수관(284)은 중공관형상으로 형성된다.
상기 냉온수공급관(282)과 냉온수회수관(284)은 열전도율이 높으면서 녹이 슬지 않는 동파이프 또는 스테인레스파이프를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 냉온수공급관(282)과 냉온수회수관(284)은 관내부에 흐르는 냉수 또는 온수에서 발생하는 냉기 또는 온기의 유출을 방지하도록 단열덮개(285)를 씌우는 것도 가능하다.
상기 냉온수공급관(282)의 한쪽 끝부분은 상기 한쌍의 보조탱크부재(220)에서 한쪽의 보조탱크부재(220)의 연결구(224)와 연결되고 다른쪽 끝부분은 냉온수기(280)의 냉온수공급구(286)와 연결된다.
상기 냉온수회수관(284)은 한쪽 끝부분은 상기 한쌍의 보조탱크부재(220)에서 다른쪽의 보조탱크부재(220)의 연결구(224)와 연결되고 다른쪽 끝부분은 냉온수기(280)의 냉온수회수구(288)와 연결된다.
상기 연결구(224)는 상기 한쌍의 보조탱크부재(220)의 상부에 설치된다.
상기 연결구(224)를 보조탱크부재(220)의 하단에 설치할 경우 보조탱크부재(220)로 유입된 냉수 및 온수가 상단에 위치한 보조튜브부재(240)까지 차오르지 않고 배출되어 열효율이 떨어질 수 있으므로 냉수 및 온수가 복수의 보조튜브부재의 하단에서부터 상단에 이르기까지 골고루 공급되도록 상기 한쌍의 보조탱크부재(220)의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 냉온수기(280)의 일측에는 압력에 의하여 냉온수공급관(282)과 냉온수회수관(284) 상의 물을 순환시키는 펌프(289)를 설치하는 것도 가능하다.
상기 제3실시예에 있어서 상기한 구성 이외에는 상기 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
다음으로 본 발명에 따른 현열교환장치의 제3실시예에 대한 작동방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 상기 열교환기(100)에서 열교환되어진 실외공기는 실내측 급기덕트(12)를 통해 상기 보조열교환기(200)로 유입되게 된다.
이 때 실내의 일측에 설치된 냉온수기(280)에서 공급되는 냉수 및 온수는 냉온수공급구(286)를 통해 상기 냉온수 공급관(282)으로 유입되게 된다.
상기 냉수 및 온수는 냉온수공급관(282)을 따라 상기 보조열교환기(200)로 유입된다.
상기 냉수 및 온수는 연결구(224)를 통해 보조탱크부재(220)로 유입되고 이와 함께 상기 보조튜브부재(240)의 내부에 형성된 독립된 복수의 유로를 통해 냉기 또는 온기가 전달되어지고, 상기 보조튜브부재(240) 사이에 형성된 보조핀부재(260)에 열전달이 이루어진다.
반면에 보조열교환기(200)로 유입된 실외공기는 상기 보조열교환기(200)의 보조핀부재(260) 방향으로 유입되게 되고, 상기 냉수 및 온수를 통해 냉기 또는 온기를 전달받은 보조핀부재(260)에 의해 재차 열교환이 이루어진다.
이렇게 재차 열교환이 이루어진 실외공기는 급기로(1)를 따라 실내측 급기덕트(12)를 통해 실내로 유입되고, 상기 냉수 및 온수는 보조탱크부재(220)를 거쳐 연결구(224)로 배출된다.
이와 같이 배출된 냉수 및 온수는 연결구(224)와 연결된 냉온수회수관(284)을 따라 실내의 냉온수회수구(288)를 거쳐 냉온수기(280)로 회수된다.
상기에서는 본 발명에 따른 현열교환장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허등록청구범위 및 발명의 상세한 설명, 첨부한 도면의 범위 내에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위내에 속한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 현열교환장치에 의하면, 종래의 현열교환장치보다 열전도효율이 높은 재질과 구성으로 대체하고, 더불어 내구성과 내마모성이 강한 재질로 구성함으로써 열교환기의 고장과 수명저하를 방지하는 동시에 열교환 효율까지도 개선시키는 것이 가능해진다.
또 본 발명의 현열교환장치에 의하면, 두개의 열교환기를 연속적으로 배치함 으로써 실외 및 실내공기의 열회수 시간이 길어지게 됨으로써 열교환 효율을 향상시키는 것도 가능하다.
나아가 본 발명의 현열교환장치에 의하면, 현열교환장치를 통해 1차적으로 열교환된 실내공기를 냉수 또는 온수를 이용한 보조열교환기에서 다시 한번 열교환함으로써 열교환 효율을 극대화하는 것도 가능하다.

Claims (6)

  1. 실외의 공기가 유입되는 실외측 급기덕트와, 실내의 공기를 실외로 배출하는 실외측 배기덕트와, 한쪽에 간격을 두고 실외측 급기덕트와 실외측 배기덕트가 연결되는 상자 형상의 케이스와, 상기 케이스의 다른쪽에 연결되고 실내의 공기를 상기 케이스 내부에 공급하는 실내측 배기덕트와, 상기 실내측 배기덕트와 간격을 두고 상기 케이스의 다른쪽에 연결되고 열교환이 이루어진 실외로부터 유입된 공기를 실내로 공급하는 실내측 급기덕트와, 상기 케이스의 외부에 설치되고 상기 실외측 급기덕트로부터 실내측 급기덕트쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 급기용 송풍기와, 상기 케이스의 외부에 설치되고 상기 실내측 배기덕트로부터 실외측 배기덕트 쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 배기용 송풍기와, 상기 케이스 내부에 설치되고 상기 실내측 배기덕트를 통하여 유입되는 공기가 상기 실외측 급기덕트를 통하여 유입되는 공기 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기를 포함하고,
    상기 열교환기는 일정한 간격을 두고 설치되고 서로 반대방향으로 개구된 통형상으로 형성되는 한쌍의 탱크부재와, 상기 한쌍의 탱크부재를 가로질러 다단으로 설치되고 내부에 유로가 형성되는 복수의 튜브부재와, 상기 튜브부재 사이에 설치되고 열교환 면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시키는 복수의 핀부재를 포함하고,
    상기 열교환기는 상기 한쌍의 탱크부재 개구면이 각각 상기 실외측 급기덕트 및 실내측 급기덕트와 연결되거나 상기 실외측 배기덕트 및 실내측 배기덕트와 연결되도록 상기 케이스 내부에 설치되는 현열교환장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 핀부재는 표면적이 넓게 형성되도록 물결형상으로 이루어지는 현열교환장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기는 금속 또는 합성수지로 이루어지는 현열교환장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스 내부에 설치되는 온도센서로부터 측정신호를 전달받아 상기 급기용 송풍기 및 배기용 송풍기의 작동을 제외하는 제어부를 더 포함하는 현열교환장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스의 내부에 직렬로 배열하여 열교환기를 복수로 설치하는 현열교환장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 실내측 급기덕트에는 실내로 공급되는 실외공기와 열교환을 행하는 보조열교환기가 더 설치되고,
    상기 보조열교환기는 냉온수기에서 배출되는 냉온수를 통해 실내공기를 조절하는 것이 가능하도록 다단으로 설치되고 내부에 유로가 형성되는 복수의 보조튜브부재와, 상기 보조튜브부재 사이에 설치되고 열교환 면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시키는 복수의 보조핀부재와, 냉온수가 집수되고 밀폐된 통형상으로 형성되고 상기 복수의 튜브부재의 양쪽 끝부분이 각각 내부로 돌출되도록 연결되고 서로 반대방향으로 냉온수가 유입 또는 배출되는 연결구가 설치되는 한쌍의 보조탱크부재와, 상기 한쌍의 보조탱크부재의 한쪽 연결구에 연결되고 냉온수를 공급하는 냉온수공급관과, 상기 한쌍의 보조탱크부재의 다른쪽 연결구에 연결되고 열교환을 행한 냉온수를 회수하는 냉온수회수관과, 상기 냉온수공급관과 냉온수회수관의 물을 순환시키는 펌프를 포함하는 현열교환장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100939591B1 (ko) * 2008-10-29 2010-02-01 곽광섭 냉난방겸용이 가능한 농업시설용 열회수형 환기장치
CN110260414A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 福建省福造达电器有限公司 一种可移动室内空调
KR102552970B1 (ko) 2023-01-09 2023-07-10 이형규 현열교환기

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