KR20160143049A - 열교환 환풍기 및 이를 포함한 공기질 관리시스템 - Google Patents

Abstract

전열교환기를 내장하되 두께를 최소화할 수 있는 구조를 적용하여 기존의 창호나 벽체에 설치되는 환풍기를 대체함으로써 에너지를 절약하도록 하는 열교환 환풍기 및 이를 이용한 공기질 관리시스템이 개시되어 있다. 이를 위하여 케이스의 내부공간이 4구역으로 분획되도록 케이스의 내부에 설치되는 전열교환기와, 상기 전방 커버의 상부 또는 전방 커버의 상부에 인접한 몸체에 설치되는 급기팬과, 상기 전방 커버의 하부에 설치되는 실내공기 배출구와, 상기 후방 커버의 상부 또는 후방 커버의 상부에 인접한 몸체에 설치되는 공기배출용 배기팬, 및 상기 후방 커버의 하부에 설치되는 실외공기 유입구를 포함하는 열교환 환풍기를 제공한다. 본 발명에 의하면, 환기효과를 높여서 항상 쾌적한 실내를 유지할 수 있으며, 송풍팬의 회전에 의해 발생하는 실외공기와 실내공기의 흐름이 전열교환기를 통과하도록 구성함으로써 실외로 배출되는 공기와 실내로 유입되는 공기 사이에 열 교환이 원활하게 이루어지도록 하여 에너지의 절약이 가능하다.

Description

열교환 환풍기 및 이를 포함한 공기질 관리시스템{VENTILATION DEVICE FOR HEAT EXCHANGER RECOVERY AND AIR-CONDITION SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 열교환소자가 적용된 열교환 환풍기 및 이를 포함한 공기질 관리시스템에 관한 것으로, 열교환소자를 내장하되 두께를 최소화할 수 있는 구조를 적용하여 기존의 창호나 벽체에 설치되는 환풍기를 대체함으로써 에너지를 절약하도록 하는 열교환 환풍기 및 이를 포함한 공기질 관리시스템에 관한 것이다.

최근에 시공되는 건축물은 한정된 시공 면적으로 인하여 고층으로 지어지고 있는 실정이며, 의식 및 문화수준의 향상으로 인하여 점차로 고급화 되는 추세에 있다.

이에 따라, 건축물의 측벽을 콘크리트 및 단열유리 등으로 완전히 밀폐하거나, 그 일부만을 창 등으로 개방한 건축물을 우리 주위에서 쉽게 찾아 볼 수 있다.

이러한 건축물은 외부의 미관 등으로 판단할 때 우수한 점이 있으나, 실내공간과 외부가 차단되어 있음에 따라 실내공간의 공기오염 정도가 매우 심각한 수준에 처하고 있다.

이를 개선하기 위하여, 최근 들어서 실내공기와 외부공기를 교환하는 환기장치의 기술발전이 빨라지고 있는 추세에 있으며, 이와 같은 건축물용 환기장치를 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 천장 또는 덕트 내부에 설치되는 환풍기와 달리 창호(窓戶) 설치용 환풍기는 구조가 간단하고 크기가 작아 간편하게 창호의 일측에 설치할 수 있도록 하기 위해 대개 송풍 팬(프로펠러 타입의 팬)을 사용한다.

그러나, 이와 같은 타입의 환풍기는 실내의 공기를 외부로 강제 배기하는 방식으로 열교환을 위한 어떠한 수단도 구비되어 있지 않은 구조여서, 동절기에는 가열수단에 의해 따뜻하게 데워진 실내의 공기가 외부로 방출되고, 하절기에는 냉각수단에 의해 냉각된 실내의 공기가 강제로 실외로 방출되는 구조여서 심각한 에너지 낭비의 원인으로 지적되고 있는 실정이다.

또한, 다른 실시예로서, 환기장치에 외부공기를 흡,배기하는 송풍수단과, 동절기에 실내공기의 열이 외부로 손실되는 것을 방지하는 열교환부를 포함하는 폐열회수 환기장치가 알려져 있다.

즉, 전술한 폐열회수 환기장치를 구체적으로 설명하면 도 1에 도시한 바와 같이, 건축물 실내의 각 공간(100)에 공기를 환풍시키는 공급분배기(200)와 배출분배기(300), 상기 공급분배기(200)와 배출분배기(300)를 통해 연결되어 있는 외부공기 공급관(201)과 실내공기 배출관(301), 상기 공급분배기(200)에서 인출되는 주 공급관(202)과 상기 배출분배기(300)에서 인출되는 주 배출관(302)의 중간인 천정에 매설되어 내,외부의 공기를 강제 송풍시키면서 내,외부 공기의 열교환을 이루어지게 하는 열교환 환풍기(400)가 포함되도록 구성된다.

도 2는 종래의 폐열회수 환기장치에 포함되는 열교환 환풍기를 나타내는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 종래의 열교환 환풍기(400)는 외부공기와 실내공기가 서로 교차되게 공급되어 열교환을 이룰 수 있도록 통상의 열교환기(402)가 구비된 열교환부(401)와, 상기 열교환부(401)와 연통되어 실내공기를 상기 열교환기(402)로 송풍하여 외부로 배출할 수 있도록 배출송풍기(404)가 구비된 배출송풍실(403) 및, 상기 열교환실(401)과 연통되어 외부공기를 상기 열교환기(402)로 송풍하여 실내공간으로 공급할 수 있도록 공급송풍기(406)가 구비된 공급송풍실(405)로 이루어진다.

또한, 각 송풍실(403,405)에 구비된 송풍기(404,406)는 모터와 그 회전축에 장착되는 핀으로 구성된다.

한편, 도 3은 종래의 열교환실에 장착되는 열교환기를 설명하기 위한 사시도이다. 이러한 열교환기(402)는 공기 통로를 가지는 다수의 굴곡판들이 적층되어 구성되고, 상기 굴곡판들은 공기통로의 방향이 직교하는 위치에서 조립될 수 있도록 교호로 적층된다. 따라서, 열교환기(402)로 유입된 외부공기와 실내공기가 굴곡판을 경계로 하여 서로 교차되면서 이동되는 것이다.

전술한 종래의 폐열회수 환기시스템의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 열교환 환풍기(400)에 구비되어 있는 공급송풍기(404)와 배출송풍기(406)를 서로 반대방향으로 작동시키게 되면, 배출송풍기(406)의 작동을 통해 실내 각 공간(100)의 공기가 배출분배기(300)로 유입된 후 배출송풍실(405)을 통과하고 열교환실(401)의 열교환기(402)를 통과한 다음 외부로 배출된다.

그리고 실내공기가 외부로 배출되는 동시에, 상기 공급송풍기(404)의 작동을 통해 외부공기가 열교환실(401)의 열교환기(402)를 통과하여 공급송풍실(403)로 유입된 다음 공급분배기(200)를 통해 분할되어 실내의 각 공간(100)으로 유입된다.

따라서, 전술한 열교환 환풍기를 통해 오염된 실내공기와 신선한 외부공기가 서로 교환된다. 특히, 실내공기와 외부공기를 교환함에 있어서, 동절기에 실내공기는 열을 가지고 있으며, 외부공기는 상기 실내공기보다 낮은 온도를 유지함으로써, 상기 열교환기(402)로 유입되는 실내공기와 외부공기가 교차하는 순간에 열교환이 일어난다.

즉, 상기 열교환기(402)는 배출되는 실내공기의 열을 실내에 공급되는 외부공기로 전도시켜 실내공기가 가지고 있는 열이 외부로 배출되어 손실되는 것을 방지한다.

그러나, 전술한 종래의 열교환 환풍기는 실내외 공기를 배출하고 흡입할 수 있도록 2개소의 송풍실이 구비되고 각각의 송풍실에 모터와 팬으로 구성된 송풍기가 설치되어 있으나, 상기 2개소 모터의 장착을 위한 별도의 송풍실이 요구되므로 한정된 설치공간이 요구되는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0344047호(2004.03.12 공고) 대한민국 등록특허 제10-0946587호(2010.03.12 공고) 대한민국 등록실용신안 제20-0202020호(2000.11.01 공고)

본 발명의 제 1 목적은 실외의 공기는 열교환소자를 통과하면서 실내로, 실내의 공기는 열교환소자를 통과하면서 실외로 배출되도록 하되, 프로펠러 타입의 송풍기를 대체하여 창호나 벽체에 설치할 수 있도록 슬림한 구조를 가지며, 실외에 배치된 공기통로의 노출을 회피하여 향상된 미감을 갖는 열교환 환풍기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 건축물의 실내공기 분석을 통해 공기질을 모니터링하고, 상기 공기질에 따라 열교환 환풍기의 동작을 제어하는 공기질 관리시스템을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 전방 커버와 몸체 및 후방 커버로 구성된 케이스, 상기 케이스에 설치되어 모터에 의해 회전하는 송풍팬을 포함하는 환풍기에 있어서, 상기 케이스의 내부공간이 4구역으로 분획되도록 케이스의 내부에 설치되는 열교환소자와, 건축물의 내부로 배치된 상기 전방 커버의 상부 또는 전방 커버의 상부에 인접한 몸체에 설치되는 급기팬과, 건축물의 외부로 배치된 상기 후방 커버의 상부에 인접한 몸체에 설치되는 배기팬, 및 상기 전방 커버의 하부 또는 전방 커버의 하부에 인접한 몸체에 실내공기 배출구가 형성되고, 상기 후방 커버의 하부에 인접한 몸체의 측면에 실외공기 유입구가 형성되며, 상기 후방 커버의 상부에 인접한 몸체의 측면에 실내공기 배출구가 형성된 케이스를 포함하는 열교환 환풍기를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 케이스의 내부공간이 4구역으로 분획되도록 케이스의 내부에 설치되는 열교환소자, 건축물의 내부로 배치된 케이스의 전방 커버 상부 또는 전방 커버의 상부에 인접한 케이스의 몸체에 설치되는 급기팬, 건축물의 외부로 배치된 케이스의 후방 커버 상부에 인접한 몸체에 설치되는 배기팬 및 상기 전방 커버의 하부 또는 전방 커버의 하부에 인접한 몸체에 실내공기 배출구가 형성되고 상기 후방 커버의 하부에 인접한 몸체의 측면에 실외공기 유입구가 형성되며 상기 후방 커버의 상부에 인접한 몸체의 측면에 실내공기 배출구가 형성된 케이스를 포함하는 열교환 환풍기와, 상기 열교환 환풍기가 설치된 벽체 외부의 온도를 측정하도록 몸체 또는 후방 커버에 설치된 온도센서와, 상기 급기팬과 배기팬을 회전시키는 스테핑 모터와, 실내공기를 분석하여 공기질 정보를 생성하는 공기질 센서부, 및 상기 온도센서로부터 수집된 온도와 공기질 센서부로부터 수집된 공기질 정보에 따라 상기 스테핑 모터의 회전방향을 제어하는 제어모듈을 포함하는 공기질 관리시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면, 케이스 내부에 설치된 열교환소자를 중심으로 열교환소자의 전방 및 후방에 위치한 케이스에 송풍팬을 각각 배치함으로써 열교환 환풍기의 두께를 최소화할 수 있다.

그리고 본 발명은 환기효과를 높여서 항상 쾌적한 실내를 유지할 수 있으며, 송풍 팬의 회전에 의해 발생하는 실외공기와 실내공기의 흐름이 열교환소자를 통과하도록 구성함으로써 실외로 배출되는 공기와 실내로 유입되는 공기 사이에 열 교환이 원활하게 이루어지도록 하여 에너지의 절약이 가능하다.

또한, 본 발명은 실외공기를 흡입하는 통로와 실내공기를 배출하는 통로의 직접적인 회피하는 구조가 적용되어 향상된 미감을 제공한다.

아울러, 본 발명은 실내 공기의 오염에 따라 열교환 환풍기를 구동함으로써 효율적으로 열교환 환풍기의 구동빈도를 조절하는 것이 가능하며, 이를 통해 환기효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

게다가, 본 발명은 실내공기의 오염도 조절 기능을 갖기 때문에 실내 대기환경을 쾌적하게 유지하는 것이 가능하며, 불필요한 동작을 최소화하여 에너지 절약 및 장치의 수명을 연장시켜 저렴한 공기조화 설비의 유지가 가능해진다.

도 1은 열전달 소자의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 기존 기술에 따른 열전달소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 상기 도 2의 열전달 소자에서의 열전달 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환풍기를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 환풍기를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 열교환소자를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 열교환 환풍기의 공기 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 공기질 관리시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 열교환소자가 적용된 열교환 환풍기(이하, '열교환 환풍기'라고 약칭함)를 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환풍기를 설명하기 위한 분해사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 열교환 환풍기는 열교환 환풍기의 외형을 제공하는 케이스(110, 120, 130)와, 상기 케이스에 설치되어 모터(미도시)에 의해 회전하는 송풍팬(210, 220), 및 상기 케이스에 내장된 열교환소자(300)를 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환풍기는 케이스를 포함한다.

상기 케이스는 창호나 벽체에 설치될 수 있도록 열교환 환풍기의 외형을 제공하는 것으로, 전방 커버(110)와 몸체(120) 및 후방 커버(130)로 구성된다.

예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 몸체(120)는 전방 및 후방이 개방된 직육면체 구조를 갖도록 구성될 수 있고, 상기 전방 커버(110)는 몸체(120)의 전방을 커버할 수 있도록 테두리 부분이 몸체 방향으로 절곡된 사각형 구조로 구성될 수 있으며, 후방 커버(130)는 몸체(120)의 후방을 커버할 수 있도록 테두리 부분이 몸체 방향으로 절곡된 사각형 구조로 구성될 수 있다.

상기 전방 커버(110)의 상부 또는 전방 커버의 상부에 인접한 몸체에는 실외공기 배출구(106)가 형성된다. 그리고 전방 커버(110)의 하부 또는 전방 커버(110)의 하부에 인접한 몸체(120)에는 실내공기 유입구(104)가 형성된다. 또한, 후방 커버(130)의 상부에 인접한 몸체(130)의 측면에는 실내공기 배출구(102)가 형성된다. 아울러, 후방 커버(130)의 하부에 인접한 몸체(120)의 측면에는 실외공기 유입구(108)가 형성된다.

여기서, 실내공기 배출구(102)는 실내로부터 흡입된 공기를 실외로 배출하는 통로를 제공한다. 그리고 실내공기 유입구(104)는 배기팬(220)이 실내로부터 공기를 흡입하는 통로를 제공한다.

또한, 실외공기 배출구(106)는 실외로부터 흡입된 공기를 실내로 배출하는 통로를 제공한다. 그리고 실외공기 유입구(108)는 급기팬(210)이 실외로부터 공기를 흡입하는 통로를 제공한다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 실내공기 배출구(102)는 몸체의 길이방향을 따라 몸체의 양 측면에 각각 1개씩 형성될 수 있다. 그리고 실외공기 유입구(108)도 몸체의 길이방향을 따라 몸체의 양 측면에 각각 1개씩 형성될 수 있다.

상기 실내공기 배출구(102)는 배기팬(220)의 정방향 회전에 의해 실내로부터 유입된 공기가 실외로 배출되는 통로를 제공한다.

상기 실외공기 유입구(108)는 급기팬(210)의 정방향 회전에 의해 실외로부터 공기가 유입되는 통로를 제공한다.

또한, 몸체(120)는 내장된 열교환소자(300)가 고정되도록 그 내부에 열교환소자(300)의 상부와 하부가 결합되는 고정수단이 구비될 수 있다. 특정 양태로서, 본 발명에 따른 고정수단은 몸체(120)로부터 약간 돌출된 구조를 형성되어 열교환소자(300)의 상단 모서리와 하단 모서리를 지지하도록 구성될 수 있다. 이는, 열교환소자(300)를 통과하는 실내공기와 실외공기의 흐름에 방해하지 않기 위함이다.

필요에 따라, 본 발명은 긴급상황 시 실내공기를 보다 빠르게 배출시킬 수 있도록 바이패스 배관이 설치될 수 있다. 이러한 바이패스 배관은 케이스의 내부 또는 외부에 설치된다.

일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 바이패스 배관은 케이스의 외부에 설치되고, 후술하는 제어모듈에 연결되어 제어모듈에 의해 제어되는 제2 배기팬이 설치될 수 있다. 이러한 바이패스 배관은 긴급상황 시 열교환소자를 거치지 않고 공기순환이 신속히 진행되도록 하는 역할을 수행한다.

다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 바이패스 배관은 실내공기 유입구와 실내공기 배출구 사이, 및 실외공기 유입구와 실외공기 배출구 사이에 각각 설치될 수 있다. 이때, 바이패스 배관에는 제어모듈의 제어에 따라 개폐되는 솔레노이드 밸브가 구비될 수 있다. 이러한 바이패스 배관은 긴급상황 시 열교환소자와 함께 실내공기를 신속히 배기하는 기능을 제공한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 환풍기를 설명하기 위한 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 케이스는 전방 커버(110)와 인접한 몸체(120)의 상면, 및 전방 커버(110)의 상부에 실외공기 배출구(106', 106")가 형성될 수 있다. 이러한 2개의 실외공기 배출구(106', 106")는 외부로부터 건축물의 실내로 유입되는 공기의 온도에 따라 실외공기의 배출방향을 조절하기 위한 구성이다.

보다 구체적으로, 여름의 경우에는 실내 온도에 비해 실외 온도가 높기 때문에 실외로부터 유입되는 공기를 열교환 환풍기의 수평 방향 및 아래 방향으로 배출하도록 전방 커버(110)의 상부에 형성된 실외공기 배출구(106')를 개방하고, 전방 커버(110)와 인접한 몸체(120)의 상면에 형성된 실외공기 배출구(106")를 폐쇄한다.

이와 반대로, 겨울의 경우에는 실내 온도에 비해 실외 온도가 낮기 때문에 실외로부터 유입되는 공기를 열교환 환풍기의 위쪽 방향으로 배출하도록 전방 커버(110)의 상부에 형성된 실외공기 배출구(106')를 폐쇄하고, 전방 커버(110)와 인접한 몸체(120)의 상면에 형성된 실외공기 배출구(106")를 개방한다.

이를 위해, 케이스에는 2개의 실외공기 배출구(106', 106") 중 어느 하나를 선택적으로 개방 및 폐쇄하기 위한 개폐수단이 설치된다. 이러한 개폐수단은 전방 커버(110)가 접촉되는 몸체(120)의 상부 모서리에 설치되는 힌지, 상기 힌지에 결합된 피니어 기어, 상기 피니어 기어에 맞물리는 래크(rack), 상기 힌지에 결합된 공기통로 차단판(140), 열교환 환풍기가 설치된 벽체 외부의 온도를 측정하도록 후방 커버(130)에 설치된 온도센서, 및 상기 온도센서로부터 수집된 온도정보에 따라 래크의 움직임을 제어하여 공기통로 차단판(140)의 위치를 조절하는 제어모듈로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 래크는 몸체(120)의 내부에 설치되며 힌지의 회전 방향을 조절할 수 있도록 제어모듈에 의해 움직임이 제어된다. 그리고 공기통로 차단판(140)은 전방 커버(110)의 상부에 형성된 실외공기 배출구(106')와 몸체(120)의 상면에 형성된 실외공기 배출구(106")를 개폐할 수 있도록 각 실외공기 배출구와 동일한 크기로 형성되거나, 각 실외공기 배출구보다 큰 크기로 형성된다. 또한, 제어모듈은 온도센서와, 래크의 전후 이동을 조절하도록 몸체(120)의 내부에 설치된 구동장치에 연결된다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환풍기는 송풍팬을 포함한다.

상기 송풍팬은 케이스에 설치되어 모터에 의해 회전하는 것으로, 급기팬(210) 및 배기팬(220)으로 구성된다.

상기 급기팬(210)은 건축물의 내부에 배치된 전방 커버(110)의 상부 또는 전방 커버(110)의 상부에 인접한 몸체(120)에 설치되는 것으로, 프로펠러 타입의 팬 또는 원통형의 시로코(sirocco) 팬 등을 사용할 수 있다.

예를 들면, 전방 커버(110)의 상부의 실외공기 배출구(106)에 설치되는 급기팬(210)으로는 프로펠러 타입의 팬을 사용하는 것이 바람직하며, 전방 커버(110)의 상부에 인접한 몸체(120)에 설치되는 급기팬(210)으로는 원통형의 시로코 팬을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 배기팬은 건축물의 외부로 배치된 후방 커버(130)의 상부에 인접한 몸체(120)에 설치되는 것으로, 원통형의 시로코(sirocco) 팬 등을 사용할 수 있다. 이러한 원통형의 시로코 팬은 후방 커버(130)가 아닌 몸체(120)의 실내공기 배출구(102)를 통해 실내공기를 실외로 배출한다.

필요에 따라, 본 발명에 따른 열교환 환풍기는 기능성 물질 투입수단을 더 포함할 수 있다.

상기 기능성 물질 투입수단은 실내의 공기질 관리를 위해 실내로 유입되는 실외공기에 기능성 물질을 공급하는 것으로, 기능성 물질 저장통 및 수분 이송수단으로 구성된다.

상기 기능성 물질 저장통은 공기정화에 필요한 피톤치드액과 아로마테라피용 액상이 저장된 것으로, 케이스에 하나 이상이 설치된다.

상기 수분 이송수단은 기능성 물질 저장통에 저장된 기능성 물질을 케이스를 통해 실내로 유입되는 실외공기에 공급하는 것으로, 이러한 목적을 달성할 수 있다면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 수분 이송수단으로는 제어모듈의 제어에 따라 기능성 물질 저장통에 저장된 기능성 물질을 케이스 내의 급기통로로 분무하는 분무기를 사용할 수 있다.

다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 수분 이송수단으로는 극세사포, 직물포, 스폰지 등과 같이 기능성 물질을 쉽게 흡수할 수 있고, 기능성 물질을 흡수한 상태로 그 형상이 유지될 뿐만 아니라, 통풍성이 뛰어나 흡수한 기능성 물질이 용이하게 증발될 수 있도록 하는 부재를 사용할 수 있다.

이러한 부재는 일단이 기능성 물질 저장통에 배치되고, 상기 일단에 대응되는 타단이 케이스 내의 급기통로에 배치되어 상기 일단을 통해 흡수된 기능성 물질을 상기 타단으로 이동시키는 역할을 수행한다. 이를 위해, 부재는 천연섬유, 합성섬유, 기타 수분이송분체로 구성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환풍기는 열교환소자(300)를 포함한다.

상기 열교환소자(300)는 케이스, 예컨대 몸체(120)의 내부에 설치되는 것으로, 케이스의 내부공간을 4구역으로 분획시키는 기능과, 실외로부터 실내로 유입되는 공기와 실내로부터 실외로 배출되는 공기가 모두 통과하면서 서로 열교환이 원활하게 이루어지도록 하는 기능을 제공한다. 이때, 4구역은 전방 커버(110)의 상부에 인접한 제1 구역과, 전방 커버(110)의 하부에 인접한 제2 구역과, 후방 커버(130)의 상부에 인접한 제3 구역, 및 후방 커버(130)의 하부에 인접한 제4 구역으로 구분될 수 있다.

이러한 열교환소자(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 라이너(310) 및 상기 라이너를 사이에 두고 교차 또는 대항류 방향으로 공기가 흐르도록 형성된 스페이서(320)를 포함하여 구성된다.

특히, 본 발명에 따른 열교환소자(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 마름모의 형태로 배치되도록 몸체(120)에 설치되어 있으므로, 외부로부터 유입된 공기 사선 방향으로 공기의 이동경로가 지정된 열교환소자(300)를 통해 실내의 하부에 배출된다.

필요에 따라, 상기 스페이서는 고분자 수지를 포함하는 필름 형상의 고분자 스페이서와, 상기 고분자 스페이서의 흡습도를 향상시키기 위한 상기 고분자 스페이서에 형성되는 흡습수단을 포함한다.

상기 스페이서 및 라이너는 일정한 지지력을 가지는 종이나 알루미늄을 대체할 수 있는 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 스페이서 및 라이너는 셀룰로오스, 부직포, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리설폰(polysulfone), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴, 나일론, 또는 폴리비닐클로라이드(PVC) 중 하나 이상을 포함하는 고분자 수지로 형성된다. 특히, 흡습성을 증대시키기 위하여 상기 고분자 수지는 필름형상으로 제조될 수 있고, 고분자의 백본(backbone) 또는 사이드체인(side chain)에 수분의 신속한 전달(흡수 및 배출)의 정도인 투습도 향상에 기여하는 친수성을 높이기 위한 친수성 관능기들이 추가된다면 더욱 바람직하다.

상기 흡습수단은 예를 들면, 상기 고분자 스페이서 상에 코팅되거나 도포거나, 또는 스페이서 내부에 형성된 흡습층 형태로 형성될 수 있다.

이러한 흡습층은 고분자 스페이서 상에 형성되는 경우, 그 일면 또는 양면에 형성될 수 있으나, 스페이서 양면에 형성되는 되는 것이 좌우로 연속된 공기 통로에서 모두 흡습역할을 수행할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 흡습층은 스페이서 내부에 별도의 층 형태로 형성할 수도 있다. 특히, 스페이서가 복수개의 층이나 결, 조직으로 이루어진 경우, 스페이서 형성과정에서 스페이서 내부에 상기 흡습층을 형성할 수도 있다.

이러한 흡습층은 흡습제나 흡습입자가 포함된 액상조성물을 도포하여 형성되어, 그 농도 등은 제한되지 않으나, 그 두께는 1 내지 200㎛ 로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 스페이서의 수분 흡습을 촉진하기 대표적인 흡습물질로는 염화리튬(LiCl), 인산염, 탄산칼슘, 실리카, 제올라이트, 벤토나이트, 몰레큘러시브, 탈크, 중탄 또는 크레이 등을 예시할 수 있다.

다른 형태로, 상기 흡습수단은 흡습입자를 상기 고분자 스페이서 내에 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 흡습입자는 0.1 내지 150 ㎛의 입경을 가지고, 상기 고분자 스페이서 100 중량부에 대하여 1 내지 70 중량부 포함되도록 하는 것이 바람직하다.

일반적으로 라이너가 흡습성이나 투습성을 가지면, 라이너에서 흡습된 수분만이 잠열에 의한 열전달에 기여하게 되어 열전달 효율 향상에 제한이 있다. 그러나 본 발명과 같이 스페이서에 흡습수단을 구비하면, 열전달소자에서 라이너와 스페이서로 구획되는 공기유동 통로를 통과하는 공기에서 보다 많은 양의 수분을 흡습하게 되고, 따라서 라이너만 수분을 머금은 경우보다 현저히 잠열 이용 부분이 개선된다.

즉, 라이너에만 흡습수단이 구비된 종래기술의 경우 수분을 머금을 수 있는 부분이 라이너 하나의 면이지만, 본 발명에 따른 열교환소자(300)는 수분을 머금을 수 있는 면이 3면이 된다. 따라서 본 발명에 따른 열교환소자(300)는 라이너만 흡습수단을 구비한 종래의 열교환소자(300)보다 3배의 잠열 이용효과를 기대할 수 있다.

한편, 상기 고분자 스페이서에는 온도 차이에 의한 열전달, 즉 현열 열전달을 촉진하기 위한 열전달 코팅층이나, 열전달 입자 등의 열전달 수단을 더 포함할 수도 있다. 이를 통하여 스페이서로 구분된 통로를 통과하는 공기의 열이 스페이서에서 원활하게 라이너 부분으로 전달되도록 하여 결국 열전달소자의 열전달 효율에 유효한 영향을 미치게 된다.

이러한 열전달 수단으로는 고열전도 금속입자, SiC, 카본블랙, 탄소나노튜브, 또는 전도성 폴리머 등을 예시할 수 있다.

종래의 열교환소자는 종이나 알루미늄으로 구성되었지만, 본 발명은 폴리머소자를 사용해서 수분에도 강하고, 내구성도 우수하며, 업소의 다양한 환경(그을음, 악취, 유증기 등)에도 대응할 수 있도록 내화학성이 우수한 장점을 갖는다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환풍기는 살균수단(400)을 더 포함할 수 있다.

상기 살균수단(400)은 급기팬(210)에 인접한 몸체(120)의 내부에 구비되는 것으로, 순차적으로 실외공기 유입구(108), 열교환소자(300), 실외공기 배출구(106)를 통과하는 실외공기를 살균하는 기능을 제공한다.

구체적으로, 살균수단은 살균램프, 광촉매필터, 음이온발생기, 이온클러스터발생기, 수산기발생기 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

이러한 살균수단(400)은 급기팬(210) 및 배기팬(220)과 같이 제어모듈을 통해 전원을 제공받을 수 있다.

필요에 따라, 살균수단(400)은 실내공기 유입구(104)에 인접한 몸체(120)의 내부 또는 실내공기 배출구(102)에 인접한 몸체(120)의 내부에 추가로 구비될 수도 있다. 이는 배기팬(220)이 역방향으로 회전하는 경우, 순차적으로 실내공기 배출구(102), 열교환소자(300), 실내공기 유입구(104)를 통과하는 실외공기를 살균하기 위함이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환풍기는 필터부(500)를 더 포함할 수 있다.

상기 필터부(500)는 상기 실외공기 유입구(108)나 실내공기 유입구(104), 또는 이들 모두에 구비되는 것으로, 열교환소자(300)를 통과하기 전에 외부로부터 유입된 실외공기의 이물질을 필터링하는 기능을 제공한다

구체적으로, 상기 필터부(500)는 프리필터, 미디엄필터, 헤파필터, 광촉매필터 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된다.

필요에 따라, 필터부(500)는 실내공기 배출구(102)에 인접한 몸체(120)에 추가로 구비될 수도 있다. 이는 배기팬(220)이 역방향으로 회전하는 경우, 순차적으로 실내공기 배출구(102), 열교환소자(300), 실내공기 유입구(104)를 통과하는 실외공기에 포함된 이물질을 제거하기 위함이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환 환풍기는 송풍방향 제어수단을 더 포함할 수 있다.

상기 송풍방향 제어수단은 송풍팬(210, 220)의 송풍방향을 변경하기 위한 것이다.

상기 송풍방향 제어수단은 스테핑 모터 및 제어모듈을 포함한다. 그리고 송풍방향 제어수단은 온도센서나 공기질 모니터링기기, 또는 이들 모두를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 온도센서는 열교환 환풍기가 설치된 벽체 외부의 온도를 측정하도록 후방 커버(130)에 설치된 것으로, 전술한 개폐수단을 구성하는 온도센서와 동일한 구성이다.

상기 공기질 모니터링기기는 열교환 환풍기가 설치된 벽체의 내측면에 구비된 것으로, 실내의 공기질을 측정하여 공기질 정보를 생성하는 기능을 제공한다. 이러한 공기질 모니터링기기는 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데하이드, 총 부유세균, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존, 산소의 농도 중 어느 하나 이상의 농도를 측정하며, 필요에 따라 온도도 측정할 수 있다. 또한, 공기질 모니터링기기는 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데하이드, 총 부유세균, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존, 산소의 농도와 온도를 측정하여 이에 대한 정보를 액정화면을 통해 출력하도록 구성될 수 있다.

상기 스테핑 모터는 송풍팬을 회전시키는 것으로, 급기팬(210)과 배기팬(220)에 각각 설치된다.

상기 제어모듈은 온도센서로부터 수집된 온도정보, 공기질 모니터링기기로부터 수집된 공기질 정보, 또는 이들 모두로부터 수집된 정보에 따라 스테핑 모터의 회전방향을 제어하는 것으로, 급기팬(210)에 연결된 스테핑 모터와 배기팬(220)에 연결된 스테핑 모터를 각각 제어한다.

보다 구체적으로, 상기 제어모듈은 상기 온도센서로부터 수집된 온도가 자체 지정된 상한 온도를 초과하는 경우, 상기 배기팬(220)이 외부 공기를 흡입하도록 상기 배기팬(220)에 연결된 스테핑 모터를 정방향으로 회전시키고, 상기 급기팬(210)이 내부 공기를 배출하도록 상기 급기팬(210)에 연결된 스테핑 모터를 정방향으로 회전시킨다.

이는, 실외의 온도가 지정된 상한 온도, 예를 들면 22℃ 내지 28℃보다 높은 경우에 실외의 뜨거운 공기를 실내의 하부로 배출하여 실외로부터 유입된 공기의 활발한 대류 활동을 진행시킴으로써 열교환 환풍기 주변의 온도를 안정화시키기 위함이다.

아울러, 제어모듈은 상기 공기질 모니터링기기로부터 수집된 공기질 정보를 분석하여 공기질이 자체 지정된 기준수치를 벗어나는 경우, 실내공기질 최적화 기준수치를 맞추기 위해 급기팬(210)과 배기팬(220)을 정지하거나 저속 및 고속으로 제어하며, 긴급배기 시에는 바이패스 배관을 통해 열교환소자를 거치지 않고 실내공기를 배기한다.

보다 구체적으로, 상기 제어모듈은 상기 공기질 모니터링기기로부터 수집된 공기질 정보에 의해 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데하이드, 총 부유세균, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존, 산소 농도가 자체 지정한 위험수준을 초과하면, 상기 배기팬(220)이 외부 공기를 흡입하도록 상기 배기팬(220)에 연결된 스테핑 모터를 정방향으로 회전시키고, 상기 급기팬(210)이 내부 공기를 배출하도록 상기 급기팬(210)에 연결된 스테핑 모터를 정방향으로 회전시킨다.

특히, 공기질 정보가 자체 지정한 고위험 수준을 초과하면, 제어모듈은 실내공기가 바이패스 배관으로 빠르게 배기되도록 바이패스 배관에 설치된 솔레노이드 밸브를 개방시킨다. 이때, 제어모듈은 급기팬에 연결된 스테핑 모터를 역방향으로 회전시켜 실내공기의 배출속도를 2배로 증가시킬 수 있다.

아울러, 제어모듈은 온도센서를 통해 수집된 온도정보를 분석하여 한여름철과 한겨울에 온도구배가 심한 것으로 분석되면 유입공기를 차단하도록 급기팬(210) 및 배기팬(220)을 제어할 수도 있다.

이와 같이, 제어모듈은 스테핑 모터는 송풍팬을 회전시키는 것으로, 급기팬(210)과 배기팬(220)에 연결된 스테핑 모터의 on/off 및 회전속도 조절을 통해 실내의 공기질을 양호하게 유지하는 기능을 제공한다.

필요에 따라, 본 발명에 따른 열교환 환풍기는 히터나, 냉각기, 또는 이들 모두를 더 포함할 수 있다.

상기 히터나 냉각기는 몸체(120)의 내부에 설치되어 몸체를 통과하는 공기를 가열하거나 냉각시키는 것으로, 제어모듈에 의해 가동되어 유입공기의 온도를 보상할 수 있다. 이때, 제어모듈은 자체 학습을 통해 자동으로 히터 및 냉각기의 운행조건을 세팅할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 공기질 관리시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명은 열교환 환풍기를 포함하는 공기질 관리시스템을 제공한다.

상기 공기질 관리시스템은 건축물의 실내공기의 공기질에 따라 열교환 환풍기의 동작을 제어하여 실내공기의 공기질을 개선하는 것으로, 열교환소자와 급기팬(210)과 배기팬(220) 및 케이스로 구성된 열교환 환풍기와, 스테핑 모터(620)와, 공기질 센서부(700), 및 제어부(630)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 열교환 환풍기는 케이스의 내부공간이 4구역으로 분획되도록 케이스의 내부에 설치되는 열교환소자와, 건축물의 내부로 배치된 케이스의 전방 커버 상부 또는 전방 커버의 상부에 인접한 케이스의 몸체에 설치되는 급기팬(210)과, 건축물의 외부로 배치된 케이스의 후방 커버 상부에 인접한 몸체에 설치되는 배기팬(220), 및 상기 전방 커버의 하부 또는 전방 커버의 하부에 인접한 몸체에 실내공기 배출구가 형성되고 상기 후방 커버의 하부에 인접한 몸체의 측면에 실외공기 유입구가 형성되며 상기 후방 커버의 상부에 인접한 몸체의 측면에 실내공기 배출구가 형성된 케이스를 포함한다.

필요에 따라, 공기질 관리시스템은 온도센서(610)를 더 포함하여 구성되거나 공기질 센서부(700)가 온도센서를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 온도센서(610)는 열교환 환풍기가 설치된 벽체 외부의 온도를 측정하도록 몸체 또는 후방 커버에 설치되는 것으로, 측정된 온도는 제어부(630)로 전송한다.

상기 스테핑 모터(620)는 송풍팬에 연결되어 것으로, 제어부(630)의 제어에 따라 급기팬(210)과 배기팬(220)을 회전시킨다.

상기 공기질 센서부(700)는 실내공기를 분석하여 공기질 정보를 생성하는 것으로, 제어부(630)에 연결되어 공기질 정보를 제어부(630)로 전송한다. 이러한 공기질 센서부(700)는 미세먼지, 이산화탄소(CO₂), 포름알데하이드(formaldehyde),총 부유세균(TAB; Total Airborne Bacteria), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO₂), 라돈(radon), 산소, 휘발성유기화합물(VOCs; Volatile Organic Compounds), 석면(asbestos), 오존(O₃) 중 어느 하나 이상을 분석하는 센서가 포함되도록 구성된다.

상기 제어부(630)는 열교환 환풍기와 온도센서(610)와 스테핑 모터(620) 및 공기질 센서부(700)에 전기적으로 연결된 것으로, 온도센서(610)로부터 수집된 온도와 공기질 센서부(700)로부터 수집된 공기질 정보에 따라 스테핑 모터(620)의 회전방향을 제어한다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 공기질 관리시스템은 통신부(800)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 통신부(800)는 제어부(630)의 제어에 따라 공기질 정보를 유무선 네트워크를 통해 연결된 스마트폰에 전송하며, 상기 스마트폰으로부터 송신된 제어신호를 수신받아 제어부(630)에 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 공기질 관리시스템은 상기 건축물의 출입구에 설치되어 건축물에 잔류하고 있는 사람의 숫자를 분석하여 출입자 정보를 생성하며, 상기 출입자 정보를 제어부(630)로 제공하는 출입자 분석부(900)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이는, 제어부(630)가 열교환 환풍기가 설치된 건축물의 출입자 숫자에 따라 스테핑 모터(620)의 동작을 제어할 수 있도록 하기 위함이다.

예를 들어, 제어부(630)는 건축물의 출입자의 규모를 99명 이하(제1 레벨), 100명에서 199명 사이(제2 레벨), 200명 이상(제3 레벨)의 3종류로 구분하고, 출입자 정보에 의해 분석된 레벨에 따라 스테핑 모터(620)의 회전속도를 다르게 조절한다.

아울러, 본 발명에 따른 공기질 관리시스템은 사용자로부터 열교환 환풍기의 제어신호를 입력받아 제어부(630)로 제공하는 입력수단을 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 입력수단은 사용자의 터치에 따라 입력신호를 입력받는 터치패드나, 물리적 버튼으로 구성될 수 있다.

이와 같은 입력수단이 구비된 경우, 제어부(630)는 입력수단을 통해 입력된 일련의 제어신호를 저장하고, 상기 제어신호를 분석하여 사용자의 제어습관을 학습하며, 상기 제어습관에 따라 자동으로 열교환 환풍기의 운행조건을 설정하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 터치패드는 액정과 결합되도록 구성되어 사용자가 온도센서(610)를 통해 측정된 온도와 공기질 센서부(700)를 통해 측정된 공기질에 대한 정보를 출력할 수 있다. 이는, 온도와 공기질을 사용자가 직접 모니터링하는 기회를 제공하기 위함이다.

다시 말해, 본 발명은 온도뿐만 아니라 실내 공기질을 입력수단에 결합된 액정과 사용자의 스마트폰을 통해 실시간으로 모니터링할 수 있다. 그리고 사용자가 스마트폰으로 환기를 제어할 수 있고, 사용자의 제어습관 학습화를 통해 최적의 운영조건을 DB화해서 자동으로 실내 공기질을 관리할 수 있으며, 건축물의 출입자 수에 따라 적정한 수준의 환기가 가능하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

102 : 실내공기 배출구 104 : 실내공기 유입구
106 : 실외공기 배출구 108 : 실외공기 유입구
110 : 전방 커버 120 : 몸체
130 : 후방 커버 210 : 급기팬
220 : 배기팬 300 : 열교환소자
400 : 살균수단 500 : 필터부
610 : 온도센서 620 : 스테핑 모터
630 : 제어부 700 : 공기질 센서부
800 : 통신부 900 : 출입자 분석부

Claims (16)

1. 전방 커버와 몸체 및 후방 커버로 구성된 케이스, 상기 케이스에 설치되어 모터에 의해 회전하는 송풍팬을 포함하는 환풍기에 있어서,
   상기 케이스의 내부공간이 4구역으로 분획되도록 케이스의 내부에 설치되는 열교환소자;
   건축물의 내부로 배치된 상기 전방 커버의 상부 또는 전방 커버의 상부에 인접한 몸체에 설치되는 급기팬;
   건축물의 외부로 배치된 상기 후방 커버의 상부에 인접한 몸체에 설치되는 배기팬; 및
   상기 전방 커버의 하부 또는 전방 커버의 하부에 인접한 몸체에 실내공기 배출구가 형성되고, 상기 후방 커버의 하부에 인접한 몸체의 측면에 실외공기 유입구가 형성되며, 상기 후방 커버의 상부에 인접한 몸체의 측면에 실내공기 배출구가 형성된 케이스를 포함하는 열교환 환풍기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 급기팬에 인접한 몸체의 내부에 구비되어 순차적으로 실외공기 유입구, 전열교환기, 급기팬을 통과하는 실외공기를 살균하는 살균수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 살균수단은
   살균램프, 광촉매필터, 음이온발생기, 이온클러스터발생기, 수산기발생기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 실외공기 유입구나 실내공기 유입구에 구비되어 실외나 실내공기에 포함된 이물질을 차단하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 필터부는
   프리필터, 미디엄필터, 헤파필터, 광촉매필터 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 열교환 환풍기가 설치된 벽체의 내측면에 구비되어 실내의 공기질을 측정하여 공기질 정보를 생성하는 공기질 모니터링기기;
   상기 송풍팬을 회전시키는 스테핑 모터; 및
   상기 공기질 모니터링기기로부터 수집된 공기질 정보에 따라 상기 스테핑 모터의 회전방향을 제어하는 제어모듈을 더 포함하는 열교환 환풍기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 공기질 정보는
   미세먼지, 이산화탄소, 포름알데하이드, 총 부유세균, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존, 산소, 온도 중 어느 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 제어모듈은
   상기 공기질 모니터링기기로부터 수집된 공기질 정보를 분석하여 공기질이 자체 지정된 기준수치를 벗어나는 경우, 실내공기질 최적화 기준수치를 맞추기 위해 제1송풍팬과 제2송풍팬은 정지하거나 저속 및 고속으로 제어되며, 긴급배기 시에는 바이패스 배관을 통해 열교환소자를 거치지 않고 배기하는 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 전방 커버의 상부에 인접한 몸체에 급기팬이 설치되고, 상기 전방 커버와 인접한 몸체의 상면 및 전방 커버의 상부에 실외공기 유입구가 형성되며,
   상기 후방 커버 또는 몸체에 설치된 온도센서와, 상기 전방 커버가 접촉되는 몸체의 상부 모서리에 설치되는 힌지, 상기 힌지에 결합된 피니어 기어, 상기 피니어 기어에 맞물리는 래크, 상기 힌지에 결합된 공기통로 차단판, 상기 온도센서로부터 수집된 온도에 따라 상기 래크의 움직임을 제어하여 공기통로 차단판의 위치를 조절하는 제어모듈로 구성된 공기흐름 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환소자는
    라이너 및 상기 라이너를 사이에 두고 교차 또는 대항류 방향으로 공기가 흐르도록 형성된 스페이서로 구성되며, 상기 스페이서와 라이너는 셀룰로오스, 부직포, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리아크릴, 나일론, 또는 폴리비닐클로라이드 중 하나이상을 포함하는 고분자 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스 내 급기통로에 하나 이상 설치되어 공기정화에 필요한 피톤치드액, 아로마테라피용 액상, 또는 이들 모두를 저장하는 기능성 물질 저장통, 및 상기 기능성 물질 저장통에 저장된 기능성 물질을 케이스를 통해 실내로 유입되는 실외공기에 공급하는 수분 이송수단으로 구성된 기능성 물질 투입수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 환풍기.
12. 케이스의 내부공간이 4구역으로 분획되도록 케이스의 내부에 설치되는 전열교환기와, 건축물의 내부로 배치된 케이스의 전방 커버 상부 또는 전방 커버의 상부에 인접한 케이스의 몸체에 설치되는 급기팬과, 건축물의 외부로 배치된 케이스의 후방 커버 상부에 인접한 몸체에 설치되는 배기팬, 및 상기 전방 커버의 하부 또는 전방 커버의 하부에 인접한 몸체에 실내공기 배출구가 형성되고 상기 후방 커버의 하부에 인접한 몸체의 측면에 실외공기 유입구가 형성되며 상기 후방 커버의 상부에 인접한 몸체의 측면에 실내공기 배출구가 형성된 케이스를 포함하는 열교환 환풍기;
    상기 송풍팬을 회전시키는 스테핑 모터;
    실내공기를 분석하여 공기질 정보를 생성하는 공기질 센서부;
    상기 공기질 센서부로부터 수집된 공기질 정보에 따라 상기 스테핑 모터의 회전방향을 제어하는 제어모듈을 포함하는 공기질 관리시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 공기질 센서부는
    미세먼지, 이산화탄소, 포름알데하이드, 총 부유세균, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존, 산소 중 어느 하나 이상을 분석하는 센서가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 공기질 관리시스템.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 공기질 정보를 유무선 네트워크를 통해 연결된 스마트폰에 전송하며, 상기 스마트폰으로부터 송신된 제어신호를 수신받아 제어모듈에 제공하는 통신모듈을 더 포함하는 공기질 관리시스템.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어모듈이 열교환 환풍기가 설치된 건축물의 출입자 숫자에 따라 스테핑 모터의 동작을 제어할 수 있도록, 상기 건축물의 출입구에 설치되어 건축물에 잔류하고 있는 사람의 숫자를 분석하여 출입자 정보를 생성하며, 상기 출입자 정보를 제어모듈로 제공하는 출입자 분석모듈을 더 포함하는 공기질 관리시스템.
16. 제 12 항에 있어서,
    사용자로부터 열교환 환풍기의 제어신호를 입력받아 제어모듈로 제공하는 입력수단을 더 포함하며,
    상기 제어모듈은 입력수단을 통해 입력된 일련의 제어신호를 저장하고, 상기 제어신호를 분석하여 사용자의 제어습관을 학습하며, 상기 제어습관에 따라 자동으로 열교환 환풍기의 운행조건을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 공기질 관리시스템.

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