KR20180022293A - 창호의 메카니컬 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창호의 메카니컬 환기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판형열교환기를 이용하여 창호 자체적으로 기계적인 환기가 이루어지도록 구성하여 환기시 오염을 최소화하고 실내 공기질 향상에 기여하면서 특히, 동절기 성에 방지는 물론 냉기차단에 따른 부수적인 단열효과도 증대시킨 창호의 메카니컬 환기장치에 관한 것이다.

Description

창호의 메카니컬 환기장치{machanical ventilation unit of windows}

본 발명은 창호의 메카니컬 환기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판형열교환기를 이용하여 창호 자체적으로 기계적인 환기가 이루어지도록 구성하여 환기시 오염을 최소화하고 실내 공기질 향상에 기여하면서 특히, 동절기 성에 방지는 물론 냉기차단에 따른 부수적인 단열효과도 증대시킨 창호의 메카니컬 환기장치에 관한 것이다.

일반적으로, 실내를 환기시키고자 할 때는 창문을 자연환기시키거나 또는, 별도의 강제환기장치에 의해 강제환기시키는 방법을 취하고 있는데, 일반 가정에서는 전자의 방법 즉, 창문을 열어 환기시키는 방법이 주로 이용되고 있다.

그러나, 창문을 열어 실내를 환기시키는 방법은 다량의 외기가 유입되어 에너지 손실을 유발시키고, 실외공기에 포함된 먼지나 각종 해충 등의 오염물이 유입되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

이에 따라, 종래에는 창짝과 유리 사이에 환기장치를 설치하여 환기를 가능토록 하고 있다.

도 1 및 도 2에서와 같이, 종래 환기장치(10)는 바(bar) 형태로 되어 상부가 창짝프레임(2a)에 결합되며, 하부에는 고무계 가스켓(21)을 사이에 두고 유리창(3)이 끼워지고, 또한 공기가 유통되는 공기통로가 형성되어 있는 금속재 환기바디(20)와; 상기 금속재 환기바디(20)의 내부공간부에 레버(31)에 의해 회전동작되면서 공기통로를 개폐하는 개폐판과; 상기 금속재 환기바디(20)의 실내측 공기통로 상에 끼움 결합되며, 내부에는 방충망이 설치되어 있는 환기커버(40)로 구성되어 있다.

이때, 미설명 부호 '1'은 창틀이고, '2'는 창짝이다.

아울러, 이러한 창호 환기장치에는 도 1과 같은 글레이징 인 타입(Glazing in type)과, 창짝(2)이 아닌 창틀(1)에 설치하는 프레임 인 타입(Frame in type)과, 주로 고정형인 시스템 창에 적용되고 있는 샤시 인 타입(Sash in type)을 들 수 있다.

이들 중에서 특히, 글레이징 인 타입은 단순한 공기 유출입 구조로만 이루어져 있기 때문에 실내 냉방시에는 냉기손실이, 난방중일 때는 난방손실이 발생되어 에너지 낭비를 초래하고, 아무런 기대효과가 없는 말그대로 창문을 열고 닫는 대신에 정해진 공간으로 내,외기가 유통한다는 개념에 그치고 있어 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0754926호(2007.08.28.) '창호용 환기장치' 대한민국 특허 등록번호 제10-0926521호(2009.11.05.) '창호 설치형 환기장치' 대한민국 특허 등록번호 제10-1350352호(2014.01.06..) '창호용 환기장치'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 판형열교환기를 이용하여 창호 자체적으로 기계적인 환기가 이루어지도록 구성하여 환기시 오염을 최소화하고 실내 공기질 향상에 기여하면서 특히, 동절기 성에 방지는 물론 냉기차단에 따른 부수적인 단열효과도 증대시킨 창호의 메카니컬 환기장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 창틀프레임과, 상기 창틀프레임에 조립되어 슬라이딩되는 창짝프레임을 갖춘 창호 시스템에서, 창틀프레임의 상부 실내측 일부에 서로 분리된 유로를 갖도록 형성된 실내공기흡입구 및 실외공기토출구; 창짝프레임의 상,하,좌,우 중 어느 일측에 고정되고, 내부에 공간을 갖는 환기하우징; 환기하우징의 내부 중앙에 설치되어 내부 공간을 구획하는 판형열교환기; 판형열교환기의 양측에 설치된 제1,2송풍기; 제1송풍기와 연결되어 판형열교환기의 실내공기유로와 연통시키는 연통유로; 제1송풍기와 판형열교환기를 연결하여 분리구획한 제1송풍기의 하측공간을 실외공기토출구와 판형열교환기의 실외공기유로를 서로 연통시키는 제1밀폐편; 제2송풍기가 설치된 쪽 환기하우징에 형성되어 실외공기를 제2송풍기로 유입시키는 실외공기유입구; 실외공기유입구와 분리 독립되고 판형열교환기의 실내공기유로와 연통된 실내공기배출구; 제2송풍기와 판형열교환기를 연결하여 분리구획한 제2송풍기의 하측공간을 실내공기배출구와 연통시키는 제2밀폐편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 창호의 메카니컬 환기장치를 제공한다.

이때, 상기 환기하우징의 실내측 표면에는 LED 디스플레이가 더 설치되어 날씨정보 혹은 실내온도나 실외온도 정보를 표시하도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 실내공기배출구는 환기하우징의 하면에 형성되어 창짝프레임에 고정된 유리의 바깥 표면을 타고 배출되는 실내공기가 흘러내려 에어커튼을 형성하도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 실외공기토출구의 유로상에는 급기팬이 더 설치되어 급기량을 조절하도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 실외공기토출구에는 프리필터-미디엄필터-헤파필터로 된 3중 필터가 교체 가능하게 장착된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 판형열교환기를 이용하여 창호 자체적으로 기계적인 환기가 이루어지도록 구성하여 환기시 오염을 최소화하고 실내 공기질 향상에 기여하면서 특히, 동절기 성에 방지는 물론 냉기차단에 따른 부수적인 단열효과도 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 창호용 환기장치의 예시도이다.
도 3은 본 발명 제1실시예에 따른 창호의 메카니컬 환기장치의 설치예를 창호의 전면과 후면에서 각각 보인 예시적인 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명 제1실시예에 따른 창호의 메카니컬 환기장치의 예시적인 구성도이다.
도 5는 본 발명 제1실시예에 따른 창호의 메카니컬 환기장치의 구현예를 보인 예시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 창호의 메카니컬 환기장치의 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 창호의 메카니컬 환기장치의 설치위치를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명 제1실시예에 따른 창호의 메카니컬 환기장치는 창틀프레임(100)을 포함한다.

상기 창틀프레임(100)은 창호를 구성하는 창, 즉 개구된 부분에 고정된 틀체로서, 상기 창틀프레임(100)에 창짝프레임(200)이 끼워져 슬라이딩 가능하게 구성되며, 상기 창짝프레임(200)에는 유리(Glass)가 끼워져 밖을 조망할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 창틀프레임(100)의 상단 일측, 더 정확하게는 도 3의 (a)와 같이, 실내측 상단 일측에 실내공기흡입구(110)와 실외공기토출구(120)가 서로 나란하게 설치되는데, 둘은 서로 분리된 상태로 유로가 통하지 않도록 구성된다.

즉, 상기 실내공기흡입구(110)와 실외공기토출구(120)는 서로 독립된 유로를 갖는다. 이러한 구조는 도 4에 잘 나타나 있다.

그리고, 도 3의 (a),(b)와 같이 상기 창짝프레임(200)는 유리(G)가 끼워져 슬라이드창이 되고, 도 8에서와 같이 두 개의 창짝프레임(200)은 서로 앞뒤로 단차를 두고 교차 슬라이딩되면서 개폐되므로 그 중 어느 일측의 창틀프레임(100) 상에 일정크기의 환기하우징(210)을 비스(BIS)로 고정한다.

그러면, 전면에서 보았을 때는 도 3의 (a)처럼 슬라이드창 어느 하나에 가려 환기하우징(210)의 일부만 보이고, 후면에서 보았을 때는 도 3의 (b)처럼 환기하우징(210) 전체가 보이게 된다.

물론, 슬라이드창은 도 8과 같이 이중창이 될 수 있으며, 환기하우징(210)이 설치된 앞쪽 슬라이드창은 열리지만, 환기하우징(210)과 동일한 창짝프레임(200)의 레일상에 끼워진 슬라이드창은 환기하우징(210) 때문에 열리지 못하고 고정창이 된다.

아울러, 상기 환기하우징(210)의 전면, 즉 실내측 면 상에는 LED 디스플레이를 구현하여 환기상황 혹은 현재 실내온도/실외온도 등의 기상상황이 표시되도록 구성할 수도 있고, 필요한 경우 광고나 메모, 혹은 고장시 연락망 등을 표출하는 기능을 갖도록 구성할 수도 있다.

아울러, 도 3의 (b) 및 도 4에서와 같이, 상기 환기하우징(210)의 배면, 즉 실외측면의 일측에는 다수의 실외공기유입구(130)가 형성되며, 상기 실외공기유입구(130)와 간격을 두고 상기 환기하우징(210)의 하면에는 일정크기의 실내공기배출구(140)가 형성된다.

그리고, 상기 실외공기유입구(130)와 실내공기배출구(140)도 앞서 설명한 실내공기흡입구(110) 및 실외공기토출구(120)와 동일하게 서로 분리된 독립유로와 연결된 구조를 갖는다.

이때, 상기 실내공기배출구(140)는 외측 유리(G)의 표면을 타고 플로우되도록 배치됨으로써 열교환된 상태의 실내공기가 유리(G)의 외측면에 공기층, 즉 에어커튼을 형성하기 때문에 단열효과를 높일 수 있게 된다.

즉, 동절기에는 단열효과를 높여 성에가 끼는 것을 막고 난방손실을 줄이고, 하절기에는 외부열이 침투하는 것을 차단하여 냉방손실을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 환기하우징(210)은 내부가 비어 있는 사각박스 형상으로 형성되고, 도 4 및 도 5의 예시와 같이, 환기하우징(210)의 길이 중앙에는 좌,우를 분할하여 독립된 공간을 갖게 하면서 열교환 기능을 갖는 판형열교환기(220)가 설치된다.

이때, 상기 판형열교환기(220)는 공지된 간접 열교환기로서 관류(Flow)하는 공기의 흐름이 서로 겹치지 않게, 즉 서로 통하지 않고 교차하여 독립된 유로를 타고 흐르면서 판면에서 열교환이 일어나도록 하는 열교환기이며, 형태도 다양하다.

때문에, 본 발명에서 판형열교환기(220)의 형상에 대해서는 특별히 한정할 필요가 없으나 예시와 같이 마름모꼴 형태로 배치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 판형열교환기(220)의 양측에는 간격을 두고 제1송풍기(230)와 제2송풍기(240)가 각각 설치된다.

이 경우, 상기 제1송풍기(230)는 상기 실내공기흡입구(110)가 설치된 쪽에 가깝게 배치되고, 연통유로(232)를 통해 상기 실내공기흡입구(110)와 상기 제1송풍기(230)의 흡입단이 연통되게 연결되며, 또한 상기 제1송풍기(230)의 배출단 하측은 제1밀폐편(234)에 의해 밀폐된다.

따라서, 상기 제1송풍기(230)의 배출단을 통해 배출된 실내공기는 판형열교환기(220)의 실내공기유로로 직접 유입되게 된다.

반면, 상기 제1밀폐편(234)에 의해 구획된 하측공간은 상기 실외공기토출구(120)와 연통되며, 동시에 상기 판형열교환기(220)의 실외공기유로와 연통되게 설계된다.

마찬가지로, 상기 제2송풍기(230)는 상기 실외공기유입구(130)가 설치된 쪽에 가깝게 배치되고, 제2밀폐편(244)을 통해 상기 판형열교환기(220)의 실외공기유로 및 제2송풍기(230)의 배출단과 구획 분리되어 판형열교환기(220)의 실내공기유로는 오직 실내공기배출구(140) 하고만 통하도록 설계된다.

때문에, 실외공기유입구(130)는 당연히 제2송풍기(230)의 흡입단과 통하게 되며, 제2송풍기(230)의 배출단은 판형열교환기(220)의 실외공기유로와 통하게 된다.

특히, 상기 실내공기배출구(140)에는 필터, 이를 테면 프리필터가 교체 가능하게 설치될 수 있고, 또한 상기 실외공기토출구(120)에는 외부공기가 열교환된 상태에서 실내로 유입되는 것이므로 다수의 필터, 바람직하게는 프리필터-미디엄필터-헤파필터가 순차로 내장되고 교체 가능하게 구성됨이 좋다.

이와 같은 구성을 갖추게 되면, 제어기(미도시)의 신호에 따라 환기가 필요시 주기적으로 혹은 설정된 신호에 따라 제1,2송풍기(230,240)를 가동시키게 된다.

그러면, 실내공기는 실내공기흡입구(110)를 통해 제1송풍기(230)로 흡입된 다음 판형열교환기(220)의 실내공기유로를 타고 이동한 후 제2송풍기(240)의 하방에 형성된 실내공기배출구(140)를 통해 실외로 배출된다.

이 과정에서, 실내공기는 판형열교환기(220)를 통해 열교환 된 상태에서 창을 구성하는 유리(G)의 외측면을 타고 흘러내리게 된다.

이때, 만약 여름철이라면 실내 냉방공기는 실외의 뜨거운 공기와 간접 열교환되면서 뜨거운 외부공기를 어느 정도 식힌 상태로 유입되게 하고, 자신은 데워진 후 실외로 배출되게 된다. 때문에, 외기의 유입시 열교환된 외기는 실제 외기 보다 낮은 온도로 실내로 유입되기 때문에 실내 냉방효율을 크게 떨어뜨리지 않고 그에 따른 에너지 손실도 줄이게 된다.

반대로, 겨울철에는 반대 현상이 일어난다.

아울러, 실외공기는 실외공기유입구(130)를 통해 제2송풍기(240)로 흡입된 다음 판형열교환기(220)의 실외공기유로를 타고 이동하는 과정에서 실내공기유로를 타고 배출되는 실내공기와 간접 열교환되게 되며, 열교환 된 상태로 제1송풍기(230)와 분리 구획된 하측공간을 통해 실외공기토출구(120)를 거쳐 실내로 유입되면서 환기가 일어나게 된다.

물론, 이 과정에서 환기되는 공기, 특히 외기의 유입은 필터를 거치기 때문에 유해물질의 유입을 차단할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 창호의 메카니컬 환기장치는 판형열교환기(220)를 응용하여 효율적인 환기작용이 일어나게 함으로써 냉,난방비를 줄이고, 에너지 손실을 억제하면서 유리(G)를 통한 에어커튼을 만들어 단열효과를 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

다른 한편, 도 6 및 도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 창호의 메카니컬 환기장치를 보여 준다.

본 발명 제2실시예에 따른 창호의 메카니컬 환기장치는 외기의 도입효율, 즉 급기 효율을 증대시킬 수 있도록 급기팬(SFAN)을 실외공기토출구(120)의 관로상에 더 설치한다는 점과, 실외공기유입구(130)를 실내공기배출구(140)와 동일선상에 설치한다는 점만 다를 뿐 나머지 구성과 동작 및 기능은 앞서 설명한 제1실시예와 동일하다.

뿐만 아니라, 상술한 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 환기장치는 도시와 같은 창호의 상부측에 설치되는 것외에도 창호의 양측면중 어느 일측에 구현될 수도 있음을 물론이다. 다만, 이 부분은 특별한 설계변경없이 설치 위치만 바꾼 것이므로 구체적인 도시 설명은 생략한다.

마지막으로, 제1,2송풍팬 등 구동에 필요한 전원은 배터리를 사용하는 것이 바람직하며, 고정창과 같은 경우에는 실내 가정용 전원을 끌어다 쓸 수 있다.

100: 창틀프레임 200: 창짝프레임

Claims (5)

1. 창틀프레임과, 상기 창틀프레임에 조립되어 슬라이딩되는 창짝프레임을 갖춘 창호 시스템에서,
   창틀프레임의 상부 실내측 일부에 서로 분리된 유로를 갖도록 형성된 실내공기흡입구 및 실외공기토출구;
   창틀프레임의 상,하,좌,우 중 어느 일측에 고정되고, 내부에 공간을 갖는 환기하우징;
   환기하우징의 내부 중앙에 설치되어 내부 공간을 구획하는 판형열교환기;
   판형열교환기의 양측에 설치된 제1,2송풍기;
   제1송풍기와 연결되어 판형열교환기의 실내공기유로와 연통시키는 연통유로;
   제1송풍기와 판형열교환기를 연결하여 분리구획한 제1송풍기의 하측공간을 실외공기토출구와 판형열교환기의 실외공기유로를 서로 연통시키는 제1밀폐편;
   제2송풍기가 설치된 쪽 환기하우징에 형성되어 실외공기를 제2송풍기로 유입시키는 실외공기유입구;
   실외공기유입구와 분리 독립되고 판형열교환기의 실내공기유로와 연통된 실내공기배출구;
   제2송풍기와 판형열교환기를 연결하여 분리구획한 제2송풍기의 하측공간을 실내공기배출구와 연통시키는 제2밀폐편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 창호의 메카니컬 환기장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 환기하우징의 실내측 표면에는 LED 디스플레이가 더 설치되어 날씨정보 혹은 실내온도나 실외온도 정보를 표시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 창호의 메카니컬 환기장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 실내공기배출구는 환기하우징의 하면에 형성되어 창짝프레임에 고정된 유리의 바깥 표면을 타고 배출되는 실내공기가 흘러내려 에어커튼을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 창호의 메카니컬 환기장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 실외공기토출구의 유로상에는 급기팬이 더 설치되어 급기량을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 하는 창호의 메카니컬 환기장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 실외공기토출구에는 프리필터-미디엄필터-헤파필터로 된 3중 필터가 교체 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 창호의 메카니컬 환기장치.

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