KR20140081043A - 에너지 절약형 환기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연 대류 방식으로 혹은 강제 대류 방식으로 공기를 순환시켜 실내를 환기시키는 환기 시스템에 관한 것으로,
이와 같은 본 발명은, 외부 공기를 유입시켜 실내를 환기시키는 시스템으로서, 건축물(10)의 천장(12)과 바닥(14) 사이에 설치되는 벽체(100) 내에 공기통로(120)를 마련하되, 상기 공기통로(120)의 입구측(122)은 상기 건축물(10)의 시공시 기초(11)를 매개로 상기 바닥(14)을 지면에서 상측으로 이격시켜 그 사이에 마련된 하부공간(20)과 연결되고, 출구측(124)은 실내와 연결되어, 실외보다 상대적으로 따뜻한 상기 하부공간(20)의 공기를 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 절약형 환기 시스템{ventilation system for energy saving}

본 발명은 자연 대류 방식으로 혹은 강제 대류 방식으로 공기를 순환시켜 실내를 환기시키는 환기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 실내 공기는 창짝을 개문하여 실외 공기를 유입시키는 자연 환기 법과 송풍기 등을 이용하는 강제 환기 방법이 있다.

이중 자연 환기는 외부 공기를 자연스럽게 유입시키는 장점은 있으나 겨울철에는 냉기가 유입되고, 여름철에는 고온의 공기가 유입되어 냉난방을 어렵게 하는 단점이 있다.

더욱이 근래의 건축물은 냉, 난방 효율을 향상시키기 위해 창문을 거의 두지 않거나 혹은 고정창을 둠으로써 실내의 기밀도가 높아져 일반적인 자연 환기법으로는 위생상 필요한 최소의 환기량을 확보하기 어렵고, 따라서 덕트와 연결된 환풍기를 천장에 설치하여 강제 순환이 이루어지도록 하는 강제 환기 방법이 사용되고 있다.

그러나 강제 환기 방식도 하루 종일 환풍기를 가동함으로써 전기 소모량이 많고, 소음이 발생하는 문제가 있으며, 대형 건축물의 경우 각층 마다 덕트 공사가 이루어져 시공이 어렵고 그에 따르는 시공비가 추가되는 문제가 있다.

이에 최근에는 국내공개특허 2011-42965호와 같이 벽체에 매립형으로 환기장치가 설치되는 예도 있다.

즉, 상기 환기장치는, 상기 벽체 패널의 두께 이하의 패널 형태의 본체를 포함하며; 상기 본체 내에는 대향류형 열교환기가 구비되어 있고; 격벽에 의해 외기통로, 실내유입통로, 실내순환공기통로 및 배기통로가 매립형 환기장치의 폭 방향으로 나란하게 구획되어 있으며; 직경이 벽체 패널 두께 이하인 관부재로 이루어진 외기관, 실내유입관, 환기관 및 배기관이 벽체 패널의 상부로 연장 구비되어 있는 구조를 가지며;

상기 패널 벽체의 관통부의 아래에서부터 본체와 외기관, 실내유입관, 환기관 및 배기관이 배치되어 매립형 폐열회수 환기장치가 벽체 패널의 두께 사이에 내장되어 있으며; 벽체 패널에 형성된 관통부의 아래로부터 차례로 본체와 관부재가 설치되어 있는 구성이다.

그러나 이러한 벽체 역시, 벽체를 통해 환기가 이루어진다는 점과 환기장치가 일체화되어 시공성이 좋은 장점은 있으나, 강제 송풍에 따른 전력 소모 및 소음이 발생하는 문제가 있고, 가동시 진동에 따른 벽체 패널이 흔들릴 우려가 있는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 벽체 내에 마련된 공기통로를 통해 외기를 유입시켜 실내를 환기시키도록 하되, 이 외기는 건축물의 하부에 마련된 하부공간의 따뜻한 공기를 유입시킴으로써 실내 온도를 떨어뜨릴 우려가 없는 에너지 절약형 환기 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 하부공간의 공기를 이용함으로써, 실내 온도를 유지하고, 그에 따른 에너지를 절감하며 또한 시공이 용이한 에너지 절약형 환기 시스템을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 벽체의 중앙에 마련된 공기통로에 땅에 매설된 파이프를 연결하여 이를 통해 지상보다 상대적으로 따뜻한 공기가 유입될 수 있도록 하는 환기 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은 외부 공기를 유입시켜 실내를 환기시키는 시스템으로서, 건축물(10)의 천장과 바닥 사이에 설치되는 벽체 내에 공기통로를 마련하되, 상기 공기통로의 입구측은 상기 건축물의 시공시 기초를 매개로 상기 바닥을 지면에서 상측으로 이격시켜 그 사이에 마련된 하부공간과 연결되고, 출구측은 실내와 연결되어, 실외보다 상대적으로 따뜻한 상기 하부공간의 공기를 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 외부 공기를 유입시켜 실내를 환기시키는 시스템으로서, 건축물의 천장과 바닥 사이에 설치되는 벽체 내에 공기통로를 마련하되, 상기 공기통로의 입구측은 땅에 매설된 파이프(P)의 일측과 연통되고, 파이프(P)의 타측은 실외측과 연통되어, 상기 파이프(P)를 통해 외기를 유입하여 땅 속의 지열과 열교환 시킨 후 상기 공기통로의 출구측을 통해 상기 외기를 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 벽체는, 좌, 우측 단열재로 구성되고, 이들 단열재의 외측면에 내장재와 외장재가 제각기 설치되며, 상기 좌, 우측 단열재 사이에 상기 공기통로가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기통로는, "

" 또는 "

" 형상으로 구성되고, 입구측에 필터가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 단열재는, 폴리우레탄, EPS, PE, PP, 폐놀보드, 목모 단열재 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 내, 외장재는, 석고보드, 합판, OSB 또는 금속, 비금속, 목재 중 하나 혹은 2개 이상이 혼용될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 파이프는, 상기 벽체에 등 간격으로 복수개 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 첫째, 겨울철 외기를 유입시켜 실내를 환기시키는 것으로, 건축물의 시공시 기초를 매개로 건축물의 바닥을 지면에서 상측으로 이격시켜 그 사이에 하부공간을 마련함과 아울러 이 하부공간의 공기를 벽체를 통해 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 함으로써, 겨울철 환기시에도 온도를 떨어뜨리지 않고 환기할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명의 시스템은 상기 하부공간의 공기를 사용함으로써, 외기보다 따뜻한 공기를 이용하고, 이 공기가 벽체의 공기통로를 통과하며 다시 가열되어 실내의 공기 온도와 유사한 상태로 유입되도록 하여 실내 온도를 보존하고, 불필요한 난방 에너지의 손실이 없는 발명이다.

셋째, 본 발명은 구조가 간단하고 시공이 용이하면서도 겨울철 실내 온도를 유지시키면도 자연스럽게 환기가 이루어지도록 하며, 또한 경제적인 이득을 얻을 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 하부공간이 없는 건축물에 대비하여 벽체의 중앙에 마련된 공기통로와 매설된 파이프를 연결하여, 이 파이프를 통해 공기를 흘려보내 일정 기온을 올리고 이를 실내 유입시켜 에너지를 절감할 수 있는 발명이다.

도 1은 본 발명 환기 시스템이 적용되는 건축물의 일 예를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 환기 시스템의 측단면도,
도 3은 본 발명에 적용되는 벽체의 확대 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 환기 시스템의 다른 실시 예를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 환기 시스템의 또 다른 실 예를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 환기 시스템의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 건축물의 일 예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 벽체의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 벽체의 확대 단면도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 환기 시스템의 다른 실시 예를 나타낸 단면도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 절약형 환기 시스템은 건축물(10)의 시공시 기초(11)를 매개로 건축물의 바닥(14)을 지면에서 상측으로 이격시켜 그 사이에 하부공간(20)을 마련하고, 상기 하부공간(20)의 공기를 벽체(100)에 형성된 공기통로(120)를 통해 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 바람직하게는 상기 건축물(10)은 일반 주택은 물론이고, 공장, 아파트 및 각종 건축 구조물 등 모든 건축물에 포함될 수 있으며, 상기 하부공간(20)은 건축물의 시공시 지하에 마련되는 일반적인 지하실 등의 공간이 될 수 있다.

이 경우 본 발명에서는 상기 하부공간(20)이 지하에 형성되는 지하실인 경우의 일례를 들어 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 상기 하부공간(20)이 지면의 상측에 위치될 수 있음은 물론이다. 즉, 상기 하부공간(20)은 건축물(10)의 시공시 지면의 상측에 기초(11)를 매개로 이격되어 건축물의 하부에 구획되어 마련된 별도의 공간으로 이루어질 수 있다.

이러한 구조로 이루어진 하부공간(20) 내의 공기는 실외측의 공기 온도에 비해 평균 5℃ 이상의 온도가 유지된다. 따라서 상기 하부공간(20)의 공기를 이용하여 겨울철 환기시에도 온도를 최대한 떨어뜨리지 않고 환기를 해줄 수 있게 된다.

도 2 및 도 3을 참조하여 좀더 구체적으로 설명해보면, 본 발명에 적용되는 상기 벽체(100)는 벽체의 중앙에 형성된 공기통로(120)를 통해 공기를 유입시키고, 이 공기가 난방을 통해 가열된 실내 공기와 열교환이 이루어져 실내로 유입되도록 하는 구성으로, 이 공기통로(120)와 연결된 외기 입구측을 건축물의 하부공간(20)과 연결하여 겨울철 실외 공기보다 높은 온도의 공기가 유입되도록 함으로써 공기 순환이 빠른 벽체(100)가 구성되도록 한다.

이러한 본 발명의 벽체(100)는 건축물(10)의 천장(12)과 바닥(14) 사이에 시공되는 내력벽 혹은 비내력벽으로 구성될 수 있다.

상기 공기통로(120)는 벽체를 구성하는 좌, 우측 단열재(140) 사이에 형성되며, 이 단열재(140)의 외측면에는 내, 외장재(160)(162)가 구비됨과 아울러, 상기 벽체에는 강도를 보강하는 구조 면체(180)가 구비될 수도 있다.

상기 단열재(140)는 폴리우레탄, EPS, PE, PP, 폐놀보드, 목모 단열재 중 어느 하나가 사용되며, 이외에 다른 형태 및 재질을 갖는 단열재가 사용될 수도 있다.

상기 공기통로(120)는 하부에 하부공간과 연결되는 입구측(122)이 마련되고, 상부측에 실내와 연결되는 출구측(124)이 마련된 구성으로 대략 "

" 형상으로 구성된다.

물론 이러한 형태는 하나의 실 예이고, 건축물의 구조 및 환경에 따라서는 도 4에 도시된 바와 같이, 공기통로(120)가 입구측과 일직선으로 구성된 것으로, 이 입구측이 도면과 같이 하부공간(20)에 직결되도록 구성될 수 있다.

또는 첨부된 도 5에서 같이 "

" 형상으로 구성될 수도 있다.

이 경우 상기 단열재(140)의 외측면에 접착 시공되는 상기 내, 외장재(160)(162)는 석고보드, 합판, OSB 또는 금속, 비금속, 목재 중 하나 혹은 그 이상이 선택되어 혼용 사용될 수 있다.

상기 내장재(160)에는 상기 입구측(122)과 출구측(124)이 연통하는 구멍이 형성되는데, 하부에는 유입공(160a)이 형성되어 공기통로의 입구측(122)으로 외기를 유입시키도록 하되, 이 유입공이 건축물의 하부공간(20)과 연결되어 외기를 유입시키는 구성이다. 내장재의 상부에는 출구측(124)과 연결되는 통기공(160a)이 형성되어 자연 대류 방식으로 외기가 실내로 유입될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 입구측과 출구측의 위치는 필요에 따라 위치를 달리할 수도 있다. 예를 들어, 도 5에서와 같은 경우 입구측이 외장재에 천공될 수 있다.

상기 내, 외장재(160)(162)는 석고보드, 합판, OSB 또는 금속, 비금속, 목재 중 하나 혹은 그 이상이 선택되어 사용될 수 있으며, 지하의 오염 공기 및 먼지 혹은 각종 이물질이 실내로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 입구측(122)에 필터(미도시)가 설치될 수도 있다.

도면 중 미설명 부호 180은 벽체를 보강하는 구조면체이다, 이 구조면체는 벽체의 강도를 향상시키기 위한 것으로, 시멘트 보드, 목모 보드, 마그네슘 보드, 합판, OSB 중 하나로 구성된다.

도 6은 파이프를 이용하여 공기를 유입시키는 또 다른 실시예를 보여주는 도면으로, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 상기 공기통로(120)의 입구측(122)에 파이프(P)를 연결하여 실외 공기를 실내로 유입시키는 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 본 발명은 별도의 하부공간(20)이 마련되지 않은 경우에 적용할 수 있는 구조로, 상기 공기통로(120)의 입구측(122)은 땅에 매설된 파이프(P)의 일측과 연통되고, 파이프(P)의 타측은 실외측과 연통된다. 이에 따라, 상기 파이프(P)를 통해 외기를 유입하여 땅 속의 지열과 열교환 시킨 후, 상기 공기통로(120)의 출구측을 통해 상기 열교환된 외기를 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 할 수 있게 된다.

이 경우 상기 공기통로(120)의 입구측(122)에 연결되는 파이프(P)는 경우에 따라 등 간격으로 복수 개가 마련되어 벽체의 공기통로(120)와 연결될 수도 있다.

이러한 파이프(P)는 땅에 매설됨으로써, 이를 따라 흐르는 공기가 지열과 열교환되어 차가운 외기를 일정 온도로 올릴 수 있고, 아울러 이 공기가 공기통로(120)를 통과하여 열교환 후 실내로 유입됨으로써 실내 환기가 가능하고, 상대적으로 따뜻한 공기 실내로 유입되어 실내 기온을 떨어뜨릴 우려가 없다.

한편, 상기 파이프(P)는 땅에 매설된 상태로 일단이 벽체의 공기통로(120)에 연결되고, 타단이 다른 장소의 구획된 공간(지하실 또는 인접한 건물의 창고 등)과 연결되는 구성도 가능하다.

또 다른 예로, 상기 파이프(P) 상에 펌프를 구비하여 강제로 공기를 유입시키는 구조로 구성할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 겨울철, 지하 공기를 유입시켜 실내를 환기시켜줄 수 있다. 즉 겨울철, 난방이 이루어지면 실내 공기가 가열된다. 가열된 고온 공기는 벽체(100)에 전달되어 벽체를 가열하게 되는데, 이때 본 발명의 벽체에 형성된 공기통로(120)에는 입구측이 하부공간(20) 혹은 땅에 매설된 파이프(P)와 연결되어 실외보다 따뜻한 공기가 유입되고, 이 공기가 공기통로(120)를 통과하며 실내에서 전열된 열에 의해 가열되는 구성이다.

이 공기의 온도가 올라가면 밀도가 높아지면 상승하고, 상부측에 위치하는 출구측(124)을 통해 실내로 유입되어 환기가 이루어지도록 하는 것으로, 하부공간(20) 혹은 파이프(P)를 통과하며 일정 기온으로 올라간 공기가 유입됨으로써, 상대적으로 많은 량의 공기가 신속하게 유입되어 자연스럽게 실내 환기가 이루어지게 된다. 또한 가열된 공기가 실내로 유입됨으로써 실내 온도를 떨어뜨릴 우려가 없어 에너지를 절감할 수 있다.

10 : 건축물 11 : 기초
12 : 천장 14 : 바닥
20 : 하부공간 100 : 벽체
120 : 공기통로 140 : 단열재
160, 162 : 내, 외장재 P : 파이프

Claims (7)

1. 외부 공기를 유입시켜 실내를 환기시키는 시스템으로서,
   건축물(10)의 천장(12)과 바닥(14) 사이에 설치되는 벽체(100) 내에 공기통로(120)를 마련하되,
   상기 공기통로(120)의 입구측(122)은 상기 건축물(10)의 시공시 기초(11)를 매개로 상기 바닥(14)을 지면에서 상측으로 이격시켜 그 사이에 마련된 하부공간(20)과 연결되고, 출구측(124)은 실내와 연결되어,
   실외보다 상대적으로 따뜻한 상기 하부공간(20)의 공기를 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 환기 시스템.
2. 외부 공기를 유입시켜 실내를 환기시키는 시스템으로서,
   건축물(10)의 천장(12)과 바닥(14) 사이에 설치되는 벽체(100) 내에 공기통로(120)를 마련하되,
   상기 공기통로(120)의 입구측(122)은 땅에 매설된 파이프(P)의 일측과 연통되고, 파이프(P)의 타측은 실외측과 연통되어,
   상기 파이프(P)를 통해 외기를 유입하여 땅 속의 지열과 열교환 시킨 후 상기 공기통로(120)의 출구측(124)을 통해 상기 외기를 실내로 유입시켜 환기가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 환기 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 벽체(100)는,
   좌, 우측 단열재(140)로 구성되고, 이들 단열재(140)의 외측면에 내장재(160)와 외장재(162)가 제각기 설치되며, 상기 좌, 우측 단열재(140) 사이에 상기 공기통로(120)가 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 환기 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 공기통로(120)는,
   "

   

   " 또는 "

   

   " 형상으로 구성되고, 입구측에 필터가 구비된 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 환기 시스템.
5. 제3에 있어서,
   상기 단열재(140)는,
   폴리우레탄, EPS, PE, PP, 폐놀보드, 목모 단열재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 환기 시스템.
6. 제3항에 있어서,
   상기 내, 외장재(160)(162)는,
   석고보드, 합판, OSB 또는 금속, 비금속, 목재 중 하나 또는 두 개 이상이 혼용될 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 환기 시스템.
7. 제2항에 있어서,
   상기 파이프(P)는,
   상기 벽체(100)에 등 간격으로 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 환기 시스템.

Images