KR20090038622A - 유해물질을 제거하는 전열교환기의 환기시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내의 천정에 설치되는 전열교환식 환기시스템에 유해물질을 제거할 수 있는 필터를 설치하여 실내공기가 필터를 통하여 유통되면서 실내의 유해물질을 제거하며 특히 휘발성 유기화합물을 제거함으로 호흡을 통한 질병을 방지할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.

열교환기, 필터, 팬, 가이드

Description

유해물질을 제거하는 전열교환기의 환기시스템{The ventilating system of electric heat exchanger removing harmful substance}

도 1은 본 발명에 의한 전열교환기의 평면 상태의 내부도

도 2는 본 발명에 의한 열소자의 상세도

도 3은 필터를 장착한 열 소자의 전체도

도 4는 필터의 전체도

도 5는 필터를 장착한 열 소자의 단면도

도 6은 필터의 단면도

*도면의 중요한 부분에 대한 부호의 설명*

11; 전열교환기 12: 열소자

13: 피복 층 14 : 필터(a, b)

15 : 팬(a, b) 16 : 유입구(a, b)

17: 셀 18 : 배출구(a, b)

19: 가이드 21: 프레임

22: 홀더

본 발명은 실내의 천정에 설치되는 유해물질을 제거하는 전열교환식 환기시스템에 관한 것으로, 상세하게는 실내에 설치되는 전열교환기의 환기시스템의 실내공기 유입구와 실외공기 유입구에 아민(AMINE) 필터를 설치하여 실내에 산재해 있는 유해물질을 지속적으로 필터링해서 실내에서 유통할 수 있도록 구성되고 실외공기 유입구에도 아민필터를 설치하여 외부에서 유입되는 유해물질을 지속적으로 필터링하여 실내로 배출하도록 구성된 환기 시스템에 관한 것이다.

종래의 전열교환기의 환기시스템은 축열과 방열장치로 구성되어 외부에서 유입되는 공기를 축열장치를 통과하게 함으로서 외부에서 유입되는 공기를 실내 공기와 비슷한 환경으로 유입되게 하여 실내 공기가 급격히 변화되는 것을 방지하도록 구성되어 있어, 외부 또는 실내의 공기에 포함하여 인체에 유해한 물질을 제거할 수 없으므로 실내의 새집에서 휘발 되는 휘발성 유해물질, 실외의 대기에 포함하는 유해물질을 필터링할 수 없었다.

본 발명은 전열기교환기 환기시스템의 환기구에 수산기를 포함하는 아민계 양이온 물질로 구성된 필터를 설치하여 필터를 통과하는 공기의 유해물질을 중화시켜 독성을 제거하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 실내공기와 실외공기를 필터링할 수 있도록 구성하여 실내로 유입되는 공기 전부를 정화하도록 구성한다.

본 발명에서 사용하는 필터는 교환할 수 있도록 구성하도록 한다.

본 발명에서 사용하는 필터는 부직포 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 필터는 이중 구조로 형성되어 이물질 필터와 유해물질 중화를 목적으로 하는 필터로 구분하여 구성하나 유해물질 중화용 필터만으로 구성할 수 있다.

필터를 이중으로 구성하는 경우 교환하는 시기를 차이를 두기 위해서이다.

본 발명은 전열교환기(11)의 환기시스템에서 실내에서 유통되는 공기와 실외 공기의 유해물질을 지속적으로 제거하기 위한 구성이다.

도 1은 본 발명에 의한 전열교환기의 작동상태를 평면으로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 전열소자의 모양을 상세히 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 전열소자의 구조를 상세히 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 필터를 상세히 도시한 것이다.

도 5는 필터를 착용한 열 소자를 도시한 것이다.

도 6은 필터의 단면을 도시한 것이다.

본 발명에 의한 전열교환기(11)의 환기시스템은 도 1에 도시된 것과 같이 전열교환기(11)의 열 소자(12)에 필터(14a,14b)를 설치한 구성이다.

도 1에 도시된 것과 같이 전열교환기(11)의 구조는 a, b, c, d로 구분되는 4개의 실로 구분되어 있다.

a실은 실외 공기를 유입하여 열 소자(12)를 통과하면서 열 소자(12)의 공기와 희석되어 c실에서 배출하도록 형성되어 있으며, b실은 실내 공기를 유입하여 열 소자(12)를 통과하면서 열 소자(12)의 공기와 희석되면서 d실에서 배출하도록 형성되어 있다.

상기와 같이 외부공기와 내부공기의 유통을 신속히 하기 위해 c실과 d실에는 배기 팬(15a,15b)이 설치되어 있다.

상기 열 소자(12)는 도 2에 도시된 것과 같이 흡, 배기를 용이하게 하기 위해 마름모꼴로 형성되어 있고 열 교환을 용이하게 하기 위해 여러 개의 셀(cell) 모양으로 형성되고 상기 셀을 통과하면서 열 교환이 이루어지도록 형성되어 있다.

상기 열 소자(12)는 전열교환기(11)의 두께와 같은 두께로 형성되고 여러 개의 셀(17)이 중첩되게 형성되고 층별로 방향이 상이하도록 형성된다.

상기 열 소자(12)는 각 변에 형성된 프레임(21)에 지지되도록 형성되어 있다.

상기 열 소자(12)는 도 2에 도시된 것과 같이 2개 면에 연계되는 프레임(21)에 가이드(19)가 형성되어 있다.

상기 가이드(19)는 필터(14a,14b)를 수용한 홀더(22)가 용이하게 삽입되도록 형성되어 있다.

상기 필터(14a,14b)는 열 소자(12)의 한 면의 크기와 동일한 크기로 형성된다.

상기 홀더(22)를 가이드(19)에 삽입시켰을 때 홀더(22)에 삽입된 필터(14a,14b)는 열 소자(12)에 밀착되는 구조이다.

상기 필터(14a,14b)는 이물질을 필터링 하는 필터(14a)와 유해물질을 필터링 하는 필터(14b)로 구분되어 있다.

상기 이물질을 필터링 하는 필터(14a)는 부직포 등으로 구성되어 있고, 유해물질을 필터링하는 필터(14b)는 부직포 등으로 형성되어 있으나 그 면에 아민계 물질이 피복되어 피복 층(13)을 형성하게 된다.

상기 피복 층(13)은 스프레이 방법 등 그 외 방법을 이용하여 피복 층(13)을 형성하게 된다.

상기 각 필터(14a,14b)는 별도로 분리하도록 구성되어 전면에 설치되는 필터(14a)는 이물질을 필터링할 수 있도록 형성되고 후면에 설치되는 필터(14b)는 유해물질을 중화시킬 수 있도록 아민계 물질이 피복되어 있다.

대기에 이물질이 많을 경우 전면에 설치된 필터(14a)를 분리하여 세척하거나 교환할 수 있도록 하고, 대기는 맑으나 대기에 유해물질이 많을 경우 후면의 필터(14b)를 교환할 수 있도록 구성되었다.

상기 필터(14a,14b)는 전면필터(14a)와 후면필터(14b)는 일체로 형성하되 각각 분리할 수 있도록 형성하고 가이드(19)에 삽입할 때는 전면필터(14a)와 후면필터(14b)가 삽입된 홀더(22)가 삽입되도록 형성되어 있다.

본 발명을 실시 예로 설명한다.

본 발명은 전열교환기(11)에서 열 교환이 이루어지기 전에 이물질과 유해물질을 제거하기 위한 구성이다.

종래의 전열교환기(11)는 실내와 실외에서 유입되는 공기를 실내 공기와 유사한 환경으로 구성하기 위한 구성이나 외부에서 유입되는 이물질 또는 유해물질과 실내에서 발생하는 휘발성 유기물이 그대로 유통되므로 공기의 환기를 이룰 수 있으나 이물질과 유해물질을 제거할 수 없는 문제점이 있다.

다음은 본 발명의 필터(14b)에 살포하여 사용하는 아민계 물질을 주택에 사용할 때, 나타난 실험결과이다.

실험대상

실험 군과 대조군의 초기농도를 맞추기 위하여 동일한 건축자재로 동시에 시공하였으며 건물을 신축시공하거나 인테리어 시 발생 될 수 있는 포름알데히드 농도를 최대로 발생시킬 수 있는 자재를 사용한 건설기술연구원의 복합주택을 임대하여 실험하였다.

실험은 실험 군과 대조군으로 구분하여 실시하였다.

실험 군에서는 초기농도를 측정한 후 「본 발명에 사용하는 아민계 물질」로 도포하였고 그 다음날부터 주기적으로 대조군과 동일한 조건으로 환기 및 밀폐를 한 후 측정하였다.

표 1은 실험 군에 대한 측정 결과를 나타낸 것이고, 포름알데히드의 농도 변화를 나타낸 것이다.

	온도(℃)	습도(%)	HCHO(㎍/㎥)	HCHO감소율(%)
초기농도	24.8	30.5	2880.22	0
2일	24.6	39.0	1115.42	61.27
4일	23.7	27.1	863.11	70.03
8일	23.6	23.3	749.99	73.96
12일	22.6	27.0	540.67	81.23
16일	22.5	20.6	532.66	81.51

표-1

측정 결과, 초기 농도는 2880㎍/㎥이었고, 아민계 물질을 도포한 이틀 후 측정한 결과는 1115㎍/㎥로 감소 되었으며, 실험 마지막 날에는 533㎍/㎥으로 나타났다.

표-1에서 시간 경과에 따른 포름알데히드의 감소율을 나타낸 것으로, 이틀 후에는 61%가 감소했으며, 12일 후에는 81% 정도를 유지하였다.

대조군은 아민계 물질을 도포하지 않고 Bake-out을 실시한 세대로 환기 및 밀폐는 실험 군과 동일한 조건으로 측정을 하였다. 단, 측정 당일 오전의 사전환기인 30분 환기 후에는 일반 생활 형태 및 실험 군과의 조건을 맞추기 위해 실내 온도를 22∼25℃로 조절하여 측정하였다.

표 2는 대조군에 대한 측정 결과를 나타낸 것이고, 포름알데히드의 농도 변화를 나타낸 것이다.

	온도(℃)	습도(%)	HCHO(㎍/㎥)	HCHO 감소율(%)
초기농도	24.8	26.7	2895.32	0
2일	23.8	30.0	2817.33	2.69
4일	23.4	29.9	2357.11	18.59
8일	24.9	30.8	2043.33	29.43
12일	22.4	23.2	1955.33	32.47
16일	22.5	20.6	2004.89	30.75

표-2.

측정 결과, 초기 농도는 2895㎍/㎥로 실험 군과 유사하게 시작되었고, Bake-out을 실시한 12일 경과 후에는 1955㎍/㎥이었으며, 실험 종료일에는 2005㎍/㎥로 나타 났다.

결과

결과표와 제거효율을 토대로 시간 경과에 따라서, 아민계 물질로 도포한 실 험 군에서는 도포 2일 후에 61%, 16일 후에는 82% 정도의 제거 효율을 보였고, Bake-out을 실시한 대조군에서는 4일 후에 19% 정도, 12일 후에 32% 제거 효율을 보였다.

결론적으로, 실험 군이 대조군에 비해 50% 정도 포름알데히드의 제거효율이 우수하다는 것을 알 수 있었다.

상기와 같이 본 발명의 필터(14b)에 사용하는 아민계 물질은 실내에서 발생하기 쉬운 포름알데히드(Formaldehyde adhesives)를 제거하기 위한 것이다.

이를 제거하는 방법은 휘발성 유기화합물인 "포름알데히드(HCHO)+(OH)+아민계 양이온 → H₂O+반응성이 없는 화합물"로 분해하는 것을 이용한 것이다.

도 1에 도시된 것과 같이 본 발명에 의한 필터(14a,14b)는 전열교환기(11)의 열 소자(12)에 설치된다.

본 발명에 의한 각 필터(14a,14b)는 홀더(22)에 삽입되어 있고 상기 홀더(22)는 도 4에 도시된 것과 같이 열 소자(12)의 프레임(21)에 형성된 가이드(19)에 삽입하도록 구성되어 있으므로 홀더(22)를 가이드(19)에 삽입할 때는 후면필터(14b)가 열 소자(12)에 근접하도록 삽입한다.

상기와 같은 구조로 가동하게 되면 b실의 팬(15a)과 d실의 팬(15b)이 작동하게 된다.

b실의 팬(15a) 작동에 의해 파이프를 통하여 실내의 공기는 c실의 유입 구(16a)를 통하여 유입되고 유입된 공기는 필터(14a,14b)를 통과하고 열 소자(12)를 통과하여 b실의 팬(15a)과 배출구(18a)를 통하여 실내로 배출된다.

같은 방법으로 d실의 팬(15b)이 작동하게 되면 실외의 공기가 a실의 유입구(16b)를 통하여 유입되고 유입된 공기는 필터(14a,14b)를 통하고 열 소자(12)를 통하여 d실의 팬(15b)과 배출구(18b)를 통하여 실내로 배출된다.

유입구(16a)를 통하여 유입되는 실외공기 또는 실내 공기에 이물질이 많은 경우 상기 이물질을 전면 필터(14a)에서 필터링하고 전면 필터(14a)를 통과한 유해물 질은 후면필터(14b)에서 중화시키게 된다.

본 발명에 의한 전열교환기의 환기시스템은 실내에서 유통되는 공기와 실외에서 유입되는 공기를 실내환경 또는 실외 환경이 인체의 쾌적 환경과 유사한 환경에서 청정한 공기를 실내에 공급할 수 있는 효과가 있다.

강력한 접착제로 많이 이용하는 포름알데히드와 같은 인체에 유해한 휘발성 유기물은 인테리어를 한 실내 또는 새집에서 많은 량이 추출되고 있기 때문에 폐쇄 현실성이 높은 실내의 경우 본 발명에 의한 환기시스템이 지속적으로 포름알데히드의 독성을 중화시키므로 장기적으로 인체에 유익한 환경으로 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 외부 열과 내부 열을 열 소자를 통하여 열교환을 이룰 수 있도록 형성된 전열교환기의 환기시스템에 있어서,

   외부 공기와 내부 공기가 유입되는 유입구 방향의 열 소자(12) 면에 필터(14a,14b)가 설치되는 것을 특징으로 하는 유해물질을 제거하는 전열교환기의 환기시스템.
2. 제1항에 있어서, 열 소자(12)에 설치되는 필터는 이 물질을 제거하는 필터(14a)와 휘발성 유기화합물의 독성을 제거하는 필터(14b)로 구성되고 홀더(22)에 일체로 형성되어 열 소자(12)의 프레임(21)에 장착 또는 분리할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유해물질을 제거하는 전열교환기의 환기시스템.
3. 제1항에 있어서, 필터(14a)에는 아민(AMINE)계 화합물이 피복 층(13)을 형성하여 피복 층(13)을 통과하는 휘발성 유기화합물이 중화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유해물질을 제거하는 전열교환기의 환기시스템.

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