KR20130012411A - 외기냉방 환기장치 - Google Patents

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이기성
김은호
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주식회사 경동나비엔
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Abstract

본 발명은 외기냉방 환기장치에 관한 것으로, 구체적으로는 내기흡입구 측에 외기전환용 댐퍼를 장착하여 제품의 크기를 줄이고, 그로 인하여 급/배기 송풍기의 정압이 낮아져 소비전력을 줄일 수 있는 외기냉방 환기장치에 관한 것이다.
본 발명의 외기냉방 환기장치에 의하면, 내기흡입구 측에 외기전환용 댐퍼를 장착함으로서 외기흡입구 측에 여러 옵션의 적용이 가능하고, 그로 인하여 외기냉방 댐퍼의 사이즈를 줄일 수 있어 제품의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 전열교환부에 필터부를 구비하므로 공간이 확보되어 급/배기 송풍기의 정압을 낮추어 소비전력을 낮추는 큰 효과가 있는 것이다.

Description

외기냉방 환기장치{Ventilating device for outdoor air cooling}
본 발명은 외기냉방 환기장치에 관한 것으로, 구체적으로는 내기흡입구 측에 외기전환용 댐퍼를 장착하여 제품의 크기를 줄이고, 그로 인하여 급/배기 송풍기의 정압이 낮아져 소비전력을 줄일 수 있는 외기냉방 환기장치에 관한 것이다.
일반적으로 환기유니트(VENTILATION UNIT)라 하면, 실내 또는 실외측으로 공기를 강제로 인입하여 실외 또는 실내측으로 송풍시키기 위한 것으로, 주로 학교, 병원, 조리실, 오피스 건물, 지하철 역사, 지하도 상가, 터미널 대합실, 공항시설, 도서관, 박물관, 찜질방, PC방 및 사무실 등과 같은 많은 인원이 함께 이용하는 다중이용 시설의 환기용으로 공조기나 청정실 등에서 외부공기를 필터링(filtering)한 이후에 실내로 유입시키는 것이며, 제어 기술로는 수동운전, 타임스케줄 운전, Co2 감지에 의한 자동운전이 일반적이다.
따라서 종래의 환기유니트의 구조는 케이싱의 일측단에 외기유입구와 내기 배출구를 형성하고, 타측단에는 외기 배출구와 내기 유입구가 형성되며, 케이싱의 내측에는 급기팬과 배기팬이 각각 설치되고, 그 내측 중앙에 전열교환부와 필터 등이 설치됨이 일반적이다.
특히, 이러한 구조를 갖는 환기유니트는 실외 공기를 급기팬에 의해 케이싱 내측으로 유입시켜 필터로 필터링 후 실내로 배출하고, 동시에 실내공기를 배기팬에 의해 케이싱 내측으로 유입시켜 필터로 필터링 후 실외로 배출하도록 된 것으로, 이러한 과정에서 전열교환부에 의해서 겨울철에는 배출되는 실내공기의 열을 흡수하여 유입되는 실외공기의 온도를 상승시켜 난방손실을 줄이고, 여름철에는 배출되는 실내공기의 냉기를 흡수하여 유입되는 실외공기의 온도를 낮추어 냉방손실을 줄이는 효과를 얻는다.
하지만, 외기의 온도가 낮은 상태에서도 외기를 전열교환부를 거쳐 실내로 유입할 경우, 오히려 외기의 온도가 증가하는 경우가 발생될 뿐만 아니라, 실내 공기를 팬을 이용하여 외부로 배출하기 때문에 송풍 동력이 불필요하게 소모되는 문제점이 있다.
등록특허 10-1003258 상기 특허문헌에서 개시된 외기냉방 환기장치의 구조를 도 1 내지 도 3에 나타내었다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래기술의 외기냉방 환기장치는, 내부에 수평방향으로 격판(101)이 설치되고, 상기 격판(101)에 의하여 구분되는 제1 챔버(110) 및 제2 챔버(120)로 구성되되, 제1 챔버(110)는 제2 챔버(120)의 하부에 배치되는 케이스(100); 상기 제1 챔버(110)의 일측에 구비되는 외기흡입구(130); 상기 제1 챔버(110)의 타측에 구비되고 상기 외기흡입구(130)로 유입되는 공기를 실내로 공급하는 급기구(140); 상기 제1 챔버(110)의 타측에서 상기 급기구(140)와 나란하게 배치되고, 실내 공기를 흡입하는 내기흡입구(150); 상기 제1 챔버(110)의 일측에서 상기 외기흡입구(130)와 나란하게 배치되고 상기 내기흡입구로 유입된 실내 공기를 외부로 배출하는 배기구(160); 상기 제1 챔버(110)의 내부에 설치되며, 외기흡입구(130)와 급기구(140)를 연결하는 환기유로(170)와, 상기 내기흡입구(150)와 배기구(160)를 연결하는 배기유로(190)를 포함하되, 상기 환기유로(170) 및 배기유로(190)를 가로지르도록 설치되어 배출되는 실내공기와 공급되는 외기가 서로 교차되면서 열교환시키는 전열교환부(200)로 구성된다. 또한, 외기흡입구(130)의 내측에 프리필터(11)와 미디움필터(12)로 구성되는 필터부(10)와, 상기 필터부(10) 내측에 구비되는 외기전환용 댐퍼(20)가 구비되고, 상기 외기전환용 댐퍼(20)의 내측으로 히터(30) 및 센서(40)가 구비된다. 그러나 상기한 구성의 외기냉방 환기장치는, 외기흡입구(130) 측에 히터(30), 필터부(10) 및 센서(40)가 설치되므로 부피가 커지고, 게다가 히터(30) 장착 시 전열교환부(200)와 가까워 화재의 위험이 있는 문제점이 있었다. 또한, 외기전환용 댐퍼(20)의 전방에 필터부(10)를 장착하게 되므로 외기 유로 공간이 작아 급기송풍기(50)의 정압이 상승하여 급기송풍기(50)의 소비전력이 높아지고, 상기 필터부(10)의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 간절기에 실내의 온도보다 높을 때 냉방장치를 별도로 작동시키지 않고 외기를 직접 도입하므로써 실내 냉방 부하를 저감하는데 그 목적이 있다.
또한, 제품의 크기를 줄이고, 송풍기 동력을 감소시키며, 히터 등의 옵션이 설치되는 공간을 확보하기 용이한 외기냉방 환기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 내부에 수평방향으로 격판이 설치되고, 상기 격판에 의하여 구분되는 제1 챔버 및 제2 챔버로 구성되되, 제1 챔버는 제2 챔버의 하부에 배치되는 케이스; 상기 제1 챔버의 일측에 구비되는 외기흡입구; 상기 제1 챔버의 타측에 구비되고 상기 외기흡입구로 유입되는 공기를 실내로 공급하는 급기구; 상기 제1 챔버의 타측에서 상기 급기구와 나란하게 배치되고, 실내 공기를 흡입하며, 내측에 외기전환용 댐퍼가 구비되는 내기흡입구; 상기 제1 챔버의 일측에서 상기 외기흡입구와 나란하게 배치되고 상기 내기흡입구로 유입된 실내 공기를 외부로 배출하는 배기구; 상기 제1 챔버의 내부에 설치되며, 외기흡입구와 급기구를 연결하는 환기유로와, 상기 내기흡입구와 배기구를 연결하는 배기유로를 포함하되, 상기 환기유로 및 배기유로를 가로지르도록 설치되어 배출되는 실내공기와 공급되는 외기가 서로 교차되면서 열교환시키는 전열교환부 및 상기 제2 챔버에 구비되고, 상기 내기흡입구의 입구측에 분기되어 상기 전열교환부를 경유하지 않고 상기 배기구로 내기가 배출되는 내기 배출유로를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 외기전환용 댐퍼는, 상기 내기흡입구 사이에 음이온필터를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 챔버는, 상기 급기구의 내측에 구비되는 제1 송풍기; 상기 배기구의 내측에 구비되는 제2 송풍기; 상기 외기흡입구에 구비되는 히터 및 상기 히터의 온도 및 실내측의 온도를 감지하는 온/습도센서 및 상기 온/습도센서가 히터의 세팅 값과 비교하여 비교값이 상이한 경우 상기 제1 송풍기의 구동시키는 제어부를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 전열교환부는, 상기 외기흡입구에 구비되며, 상기 외기흡입구를 통하여 흡입되는 외기를 1차적으로 여과하는 프리필터 및 상기 프리필터를 통하여 여과된 외기를 2차적으로 여과하는 미디움 필터로 구성되는 필터부를 더 포함한다.
본 발명의 외기냉방 환기장치에 의하면, 내기흡입구 측에 외기전환용 댐퍼를 장착함으로서 외기흡입구 측에 여러 옵션의 적용이 가능하고, 그로 인하여 외기냉방 댐퍼의 사이즈를 줄일 수 있어 제품의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 전열교환부에 필터부를 구비하므로 공간이 확보되어 급/배기 송풍기의 정압을 낮추어 소비전력을 낮추는 큰 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 외기냉방 환기장치의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 3은 도 1의 외기 및 내기의 흐름을 보여주기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 외기냉방 환기장치의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 외기흡입구에서 급기구로 유입되는 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 내기흡입구에서 배기구로 배출되는 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 외기냉방 환기장치를 상세히 설명한다.
종래기술에서 동일하게 적용되는 구성물들은 동일한 도면부호를 적용하기로 한다.
도 4는 본 발명의 외기냉방 환기장치의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 외기흡입구에서 급기구로 유입되는 공기의 흐름을 나타낸 도면이며, 도 6은 내기흡입구에서 배기구로 배출되는 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 외기냉방 환기장치는, 내부에 수평방향으로 격판(101)이 설치되고, 상기 격판(101)에 의하여 구분되는 제1 챔버(110) 및 제2 챔버(120)로 구성되는 케이스(100)가 구비된다. 또한, 상기 케이스(100)는 상기 제1 챔버(110)의 상부에 제2 챔버(120)가 배치되는 구조로 형성된다.
상기 제1 챔버(110)의 일측에는 외기흡입구(130) 및 배기구(160)가, 타측에는 내기흡입구(150) 및 급기구(140)이 구비된다.
상기 외기흡입구(130)는 실외의 공기를 급기구(140)를 통하여 실내로 유입하며, 상기 내기흡입구(150)는 실내의 공기를 배기구(160)를 통하여 실외로 배출하는 것이다.
또한, 상기 내기흡입구(150)의 내측에는, 간절기에 실내의 온도가 실외의 온도보다 높을 때 냉방장치를 작동시키지 않고, 외기를 도입하기 위한 외기전환용 댐퍼(400)가 더 구비된다. 또한, 상기 외기전환용 댐퍼(400)를 통하여 유입되는 공기의 이물질을 여과하기 위하여 상기 내기흡입구(150)와 외기전환용 댐퍼(400) 사이에 음이온필터(151)가 더 구비된다.
또한, 상기 제1 챔버(110)의 내부에는 전열교환부(200)가 된다. 상기 전열교환부(200)는, 외기흡입구(130)와 급기구(140)를 연결하는 환기유로(170)와, 상기 내기흡입구(150)와 배기구(160)를 연결하는 배기유로(190)를 포함하되, 상기 환기유로(170) 및 배기유로(190)를 가로지르도록 설치되어 배출되는 실내공기와 공급되는 외기가 서로 교차되면서 열교환이 이루어진다. 상기 전열교환부(200)의 구조는 일반적인 환기유니트에 사용되는 전열교환부와 동일한 것으로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 제1 챔버(110)는, 상기 급기구(140)의 내측에 구비되는 제1 송풍기(310)와, 상기 배기구(160)의 내측에 구비되는 제2 송풍기(320)가 구비된다. 상기 제1 송풍기(310)는 실외에서 유입되는 공기를 실내로 원활하게 유입되도록 하기 위한 것이며, 제2 송풍기(320)는, 실내의 공기를 외측으로 원활하게 배출하기 위하여 구비되는 것이다.
한편, 상기 외기흡입구(130)에 히터(131) 및 상기 히터(131)의 온도 및 실내측의 온도를 감지하는 온/습도센서(132)가 구비된다.
또한, 상기 온/습도센서(132)가 히터(131)의 세팅 값과 비교하여 비교값이 상이한 경우 상기 제1 송풍기(310)의 구동시키며, 상기 외기전환용 댐퍼(400) 및 제2 송풍기(320)을 제어하는 제어부(500)가 더 구비된다.
한편, 상기 제2 챔버(120)에는, 상기 내기흡입구(150)의 입구측에 분기되어 상기 전열교환부(200)를 경유하지 않고 상기 배기구(160)로 내기가 배출되는 내기 배출유로(210)가 형성된다.
한편, 상기 전열교환부(200)에는, 상기 외기흡입구(130) 측에 외측의 공기의 이물질을 여과하기 위한 필터부(180)가 구비된다. 상기 필터부(180)는, 상기 외기흡입구(130)를 통하여 흡입되는 외기를 1차적으로 여과하는 프리필터(181) 및 상기 프리필터(181)를 통하여 여과된 외기를 2차적으로 여과하는 미디움 필터(182)로 구성된다. 상기 프리필터(181)는 비교적 큰 먼지를 여과하는 것이고, 미디움 필터(182)에서는 상기 프리필터(181)를 통과하면서 큰 먼지가 제거된 먼지 중 입자가 더 작은 먼지가 미디움 필터(182)에서 여과가 되는 것이다.
따라서 상기와 같은 구조의 외기냉방 환기장치는, 내기흡입구(150) 측에 외기전환용 댐퍼(400)를 설치하므로서 필터부(180)의 사이즈를 크게 할 수 있으며, 이는 송풍기의 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 종래의 외기전환용 댐퍼(400)가 위치하던 공간에 다른 옵션(센서, 음이온필터 등)장착이 용이한 효과가 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 외기냉방 환기장치의 작동상태에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명의 외기냉방 환기장치는, 실내/외의 공기를 강제로 유입 또는 배출하기 위한 것으로, 제어부(500)를 통하여 냉방장치가 구동되기 위한 조건으로 미리 세팅시키게 된다. 이후 히터(131)를 상기 세팅 값에 맞춰 가동시키게 되면, 상기 온/습도센서(132)는 히터(131)의 세팅된 소정의 온도 이하 또는 이상의 온도를 감지하게 된다. 이때 소정온도의 이상 또는 이하의 값을 감지한 후 그 신호를 제어부(500)에 전송하게 되면, 제어부(500)는 제1 및 제2 송풍기(310, 320)를 구동시키게 되고, 동시에 실내의 냉/온방장치도 구동된다.
그러면 상기 제1 송풍기(310)는 구동되어 외기흡입구(130)를 통하여 실외의 공기가 내부로 유입되는 것이고, 제2 송풍기(320) 또한 구동되어 실내의 공기를 배기구(160)를 통하여 실외로 배출되는 것이다.
여기서 외기흡입구(130)를 통하여 유입되는 공기는 상기 필터부(180)를 통하여 여과되고, 그 여과된 공기는 급기구(140)를 통하여 실내로 유입되는 것이다.
이때 상기 전열교환부(200)에서는 배출되는 실내공기와 공급되는 외기가 서로 교차되면서 열교환을 수행하게 되는 것이다.
상기한 작동의 경우는 일반적인 하절기 및 동절기의 작동에 관한 것이다. 하지만, 봄, 가을철인 간절기의 경우에는 굳이 냉/온방장치를 구동할 필요가 없는 것이다. 따라서 상기 제어부(500)는 간절기의 경우 상기 외기전환용 댐퍼(400)를 구동시켜 전열교환부(200)를 거치지 않고 제2 챔버(120)에 형성되는 내기배출유로(210)로 실내의 내기가 배기구(160)로 배출된다. 이후 외기전환용 댐퍼(400)는, 역으로 작동하여 배기구(160)를 통하여 실외의 공기를 외부로 유입시키는 작동을 하게 되는 것이다. 여기서, 외부에서 유입되는 공기는 음이온필터(151)를 통하여 여과되어 유입된다.
이상에서 설명된 본 발명의 외기냉방 환기장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 케이스 101 : 격판
110 : 제1 챔버 120 : 제2 챔버
130 : 외기흡입구 131 : 히터
132 : 온/습도센서 140 : 급기구
150 : 내기흡입구 151 : 음이온필터
160 : 배기구 170 : 환기유로
180 : 필터부 181 : 프리필터
182 : 미디움필터 190 : 배기유로
200 : 전열교환부 210 : 내기 배출유로
310 : 제1 송풍기 320 : 제2 송풍기
400 : 외기전환용 댐퍼 500 : 제어부

Claims (4)

  1. 내부에 수평방향으로 격판(101)이 설치되고, 상기 격판(101)에 의하여 구분되는 제1 챔버(110) 및 제2 챔버(120)로 구성되되, 제1 챔버(110)는 제2 챔버(120)의 하부에 배치되는 케이스(100);
    상기 제1 챔버(110)의 일측에 구비되는 외기흡입구(130);
    상기 제1 챔버(110)의 타측에 구비되고 상기 외기흡입구(130)로 유입되는 공기를 실내로 공급하는 급기구(140);
    상기 제1 챔버(110)의 타측에서 상기 급기구(140)와 나란하게 배치되고, 실내 공기를 흡입하며, 내측에 외기전환용 댐퍼(400)가 구비되는 내기흡입구(150);
    상기 제1 챔버(110)의 일측에서 상기 외기흡입구(130)와 나란하게 배치되고 상기 내기흡입구로 유입된 실내 공기를 외부로 배출하는 배기구(160);
    상기 제1 챔버(110)의 내부에 설치되며, 외기흡입구(130)와 급기구(140)를 연결하는 환기유로(170)와, 상기 내기흡입구(150)와 배기구(160)를 연결하는 배기유로(190)를 포함하되, 상기 환기유로(170) 및 배기유로(190)를 가로지르도록 설치되어 배출되는 실내공기와 공급되는 외기가 서로 교차되면서 열교환시키는 전열교환부(200) 및
    상기 제2 챔버(120)에 구비되고, 상기 내기흡입구(150)의 입구측에 분기되어 상기 전열교환부(200)를 경유하지 않고 상기 배기구(160)로 내기가 배출되는 내기 배출유로(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외기냉방 환기장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 외기전환용 댐퍼(400)는,
    상기 내기흡입구(150) 사이에 음이온필터(151)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외기냉방 환기장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 챔버(110)는,
    상기 급기구(140)의 내측에 구비되는 제1 송풍기(310);
    상기 배기구(160)의 내측에 구비되는 제2 송풍기(320);
    상기 외기흡입구(130)에 구비되는 히터(131) 및 상기 히터(131)의 온도 및 실내측의 온도를 감지하는 온/습도센서(132) 및
    상기 온/습도센서(132)가 히터(131)의 세팅 값과 비교하여 비교값이 상이한 경우 상기 제1 송풍기(310)의 구동시키는 제어부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외기냉방 환기장치.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 전열교환부(200)는,
    상기 외기흡입구(130)에 구비되며, 상기 외기흡입구(130)를 통하여 흡입되는 외기를 1차적으로 여과하는 프리필터(181) 및 상기 프리필터(181)를 통하여 여과된 외기를 2차적으로 여과하는 미디움 필터(182)로 구성되는 필터부(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외기냉방 환기장치.
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