KR20190088958A - 전열교환식 창문형 공기정화장치 - Google Patents

전열교환식 창문형 공기정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전열교환식 창문형 공기정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내측에 실내공기 유입구와 실외공기 유출구를 형성하고 실외측에 실내공기 유출구와 실외공기 유입구를 형성하고, 실내공기 유입구와 실외공기 유입구에 각각 제1미세먼지 필터 및 제2미세먼지 필터를 두고, 실내공기 유입구로부터 실내공기 유출구로 연결되는 실내공기 배출통로와 실외공기 유입구로부터 실외공기 유출구로 연결되는 실외공기 유입통로 사이에 금속망을 개재시켜 공기정화를 하면서 열교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은, 금속망을 통하여 열교환이 이루어져 유입되는 실외공기를 실내공기의 온도에 가깝게 되도록 하여 에너지 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

전열교환식 창문형 공기정화장치{HEAT-TRANSFER TYPE AIR PURIFICATION APPARATUS FOR WINDOW}
본 발명은 전열교환식 창문형 공기정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내측에 실내공기 유입구와 실외공기 유출구를 형성하고 실외측에 실내공기 유출구와 실외공기 유입구를 형성하고, 실내공기 유입구와 실외공기 유입구에 각각 제1미세먼지 필터 및 제2미세먼지 필터를 두고, 실내공기 유입구로부터 실내공기 유출구로 연결되는 실내공기 배출통로와 실외공기 유입구로부터 실외공기 유출구로 연결되는 실외공기 유입통로 사이에 금속망을 개재시켜 공기정화를 하면서 열교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은, 금속망을 통하여 열교환이 이루어져 유입되는 실외공기를 실내공기의 온도에 가깝게 되도록 하여 에너지 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1434191호에는 사류형전열교환소자가 장착된 공기순환기가 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1611603호에는 회전하는 열교환기가 장착된 열교환어셈블리가 개시되어 있다.
그러나, 상기한 등록특허들에서 사용되는 사류형전열교환소자와 회전 열교환소자는 열교환 효율이 낮아 충분한 열교환이 이루어지지 않는 문제점이 있으며, 실내공기와 실외공기의 온도차이를 이용하여 발생하는 전기를 이용한 팬의 작동이 요구되고 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 의한 전열교환식 창문형 공기정화장치는,
창 틀이나 방충망 틀 또는 벽체 등 실내와 실외의 사이에 설치되는 하우징과; 상기 하우징의 실내측에 형성되는 실내공기 유입구와; 상기 하우징의 실외측에 형성되는 실내공기 유출구와; 상기 하우징의 실외측에 형성되는 실외공기 유입구와; 상기 하우징의 실내측에 형성되는 실외공기 유출구와; 상기 실내공기 유입구에 장착되는 제1미세먼지 필터와; 상기 실외공기 유입구에 장착되는 제2미세먼지 필터와; 상기 실내공기 유입구로부터 실내공기 유출구로 연결되는 실내공기 배출통로와, 상기 실외공기 유입구로부터 실외공기 유출구로 연결되는 실외공기 유입통로 사이에 배치되는 금속망과; 상기 실내공기 배출통로에 위치하는 제1팬과; 상기 실외공기 유입통로에 위치하는 제2팬;을 갖는다.
상기 금속망은 연전도율이 높은 금속을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 실내공기 유입구, 실내공기 유출구, 실외공기 유입구, 실외공기 유입구 중 어느 하나 또는 둘이상을 개폐 또는 그 크기를 조절하거나, 상기 제1팬 또는 제2팬의 속도를 조절할 수 있도록 하되, 이는 실내에서 측정된 이산화탄소 농도에 의하거나 실내와 실외의 차폐 필요성에 따라 제어되는 것이 바람직하다.
상기 실내공기 유출구와 상기 실외공기 유입구에는 경사판이 장착되어 빗물유입을 방지하여, 빗물이 제1미세먼지 필터, 제2미세먼지 필터, 금속망 중 어느 하나 또는 둘이상에 닿지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 금속망에는 상기 실내공기 배출통로와 상기 실외공기 유입통로에 걸쳐 형성된 방열핀이 위치하는 것이 바람직하다.
상기 금속망의 중앙에는 열전발전소자가 장착되고, 상기 열전발전소자에서 생산되는 전기로 상기 제1팬 또는 제2팬이 작동하는 것이 바람직하다.
상기 하우징의 외부에는 태양광발전소자가 부착되고, 상기 열발전소자에는 방열핀이 장착되어 있으며, 상기 열전발전소자 및 상기 태양광발전소자에서 생산되는 전기로 상기 제1팬 또는 제2팬이 작동하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명은 금속망에서 실외공기가 실내 온도에 근접하도록 열교환이 이루어져 열손실을 최소화하면서 환기를 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 금속망에 방열핀을 장착하여 열교환 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실내 이산화탄소 농도에 따라 팬의 가동 속도를 조절하여 실내 이산화탄소 농도를 낮게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열반전소자 및 태양광발전소자를 이용하여 신재생에너지를 활용하여 지구 온난화를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치를 도시한 사시도.
도2는 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제1 실시예의 단면도.
도3은 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제2 실시예의 단면도.
도4는본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제3 실시예의 단면도.
도5는 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제4 실시예의 단면도.
도6은 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제5 실시예의 단면도.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도1은 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치를 도시한 사시도이다.
도1을 살펴보면, 전열교환식 창문형 공기정화장치는 하우징(10), 실내공기 유입구(20), 제1미세먼지 필터(25), 실외공기 유출구(50)로 구성되어 있다.
전열교환식 창문형 공기정화장치의 뒷면(실외측)에는 실내공기 유출구(30)와 실외공기 유입구(40)가 위치하지만 도면의 각도상 표시되지 않았다.
실내공기 유입구(20)로는 실내공기가 유입되며, 제1미세먼지 필터(25)가 위치하여 통과되는 공기에 포함된 미세먼지를 포집한다.
실외공기 유출구(50)로는 실외공기가 유출된다.
여기서, 유출과 유입은 전열교환식 창문형 공기정화장치를 기준으로 유출, 유입되는 것이며, 실내를 기준으로 하는 경우에는 유입과 유출이 바뀔 수 있다.
도2는 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제1 실시예의 단면도이다.
도2를 살펴보면, 하우징(10)의 실내측(우측)에 실내공기 유입구(20)와 실외공기 유출구(50)가 위치하며, 실외측(좌측)에 실내공기 유출구(30)와 실외공기 유입구(40)가 위치한다.
하우징(10)의 상부에 제1팬(70)이 위치하여 공기가 하부로 이동하도록 회전하며, 실내공기 유입구(20)에서는 실내공기가 흡입된다.
실내공기가 흡입될때는 제1미세먼지 필터(25)를 통과해야 하므로 미세먼지가 포집된다.
제1팬(70)을 경유한 공기의 대부분은 실내공기 유출구(30)로 배출되지만, 일부는 금속망(60)을 통과하여 실외공기 유출구(50)로 이동하기도 한다.
하우징(10)의 하부에 제2팬(80)이 위치하여 공기가 상부로 이동하도록 회전하며, 실외공기 유입구(40)에서는 실외공기가 흡입된다.
실외공기 유입구(40)에는 제2미세먼지 필터(45)가 장착되어 있어 흡입되는 실외공기에 포함된 미세먼지가 포집/차단된다.
제2팬(80)을 경유한 실외공기의 대부분은 실외공기 유출구(50)로 배출되지만, 일부는 금속망(60)을 통과하여 실내공기 유출구(30)로 이동하기도 한다.
실내공기 유입구(20) → 제1팬(70) → 실내공기 유출구(30)를 연결하는 통로를 실내공기 배출통로라고 하고, 실외공기 유입구(40) → 제2팬(80) → 실외공기 유출구(50)를 연결하는 통로를 실외공기 유입통로라고 한다.
금속망(60)은 실내공기 배출통로와 실외공기 유입통로 사이에 개재되어 있으나, 금속망(60)을 통하여 실내공기 배출통로와 실외공기 유입통로 사이에 공기의 교환 및 열교환이 이루어진다.
금속망(60)은 공기가 통과할 수 있으며 열전도율이 높은 것이 좋으므로 알미늄이나 구리, 스텐레스 같은 금속재질의 열전도율이 높은 격자망을 사용할 수도 있다.
금속망(60)의 통기율이 높은 경우에는 실내공기 배출통로와 실외공기 유입통로 사이에 공기가 많이 혼합되고 열교환이 많이 될 것이며, 통기율이 낮은 경우에는 실내공기 배출통로와 실외공기 유입통로 사이에 공기가 적게 혼합되고 열교환이 많이 되지 않을 것이다.
실내공기 유출구(30)와 실외공기 유입구(40)는 실외 방향으로 하향 경사진 경사판으로 구성되어 있어, 우천시 하우징(10)의 내부로 빗물이 유입되지 않도록 한다. 하우징(10) 내부로 빗물이 유입되는 경우 제2미세먼지필터(45)에 떡짐현상(미세먼지가 수분과 엉겨붙어 필터의 기공을 막는 현상)이 발생하여 통기율이 급격히 낮아질 수 있다.
실외공기 유출구(50)에는 실내 방향으로 상향 경사진 경사판이 형성되어 실내로 유입되는 공기를 상부로 유도하도록 한다.
도3은 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제2 실시예의 단면도이다.
도3에서 도2와 차이점은 금속망(60)의 일부 위치에 방열핀(65)이 장착되어 있는 것이다.
방열핀(65)은 열전도율이 높은 금속의 재질로 되어 있으며, 실내공기 배출통로와 실외공기 유입통로 사이에 연결되어 위치하여 열교환을 극대화시킨다.
방열핀(65)은 금속망(60)의 일부에 대체하여 설치될 수도 있고, 도2의 금속망(60)이 그대로 있으면서 이를 관통하여 위치하게 할 수도 있다.
도4는 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제3 실시예의 단면도이다.
도4에서 도2와 차이점은 금속망(60)의 일부 위치에 열전발전소자(90)이 위치하는 것이다.
열전발전소자(90)는 실내공기 배출통로와 실외공기 유입통로 사이의 온도차에 의하여 전기를 생산하는 반도체 소자이다.
열전발전소자(90)에 의해서도 실내공기 배출통로에 있는 공기와 실외공기 유입통로에 있는 공기의 온도 차이는 좁혀진다.
열전발전소자(90)에서 생산된 전기는 제1팬(70)과 제2팬(80)을 가동시키는데 사용된다.
도5는 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제4 실시예의 단면도이다.
도5를 살펴보면, 열전발전소자(90)에는 열전발전소자 방열핀(92)이 부착되어 있어 발전효율을 높이도록 구성되어 있으며, 하우징(10)의 실외측에는 태양광발전소자(95)가 부착되어 있으며, 태양광발전소자(95)로부터 생산된 전기는 제1팬(70)과 제2팬(80)을 가동시키는데 사용된다.
열전발전소자(90)와 태양광발전소자(95)에서 생산된 전기는 콘덴서(미도시)에 축전되었다가 사용될 수 있으며, 별도의 제어수단(미도시)에 의하여 제1팬(70), 제2팬(80)이나 상기 콘덴서(미도시)는 제어될 수 있다.
도6은 본 발명에 따른 전열교환식 창문형 공기정화장치의 제5 실시예의 단면도이다.
도6에서는 도2와 다르게, 하우징(10)의 실내측(우측)의 하부에 실외공기유출구(50)와 실내공기 유입구(20)을 배치하였다.
실외공기 유입구(40)와 실내공기 유출구(30)는 하우징(10)의 실외측(좌측)의 상부에 배치하였다.
도2와 마찬가지로 실외공기 유입구(40)와 실내공기 유출구(30)에는 실외 방향으로 하향 경사진 경사판을 형성시켜 빗물의 유입을 방지하도록 한다.
실외공기 유출구(50)에는 실내 방향으로 상향 경사진 경사판을 형성시켜 실내로 유입되는 실외공기를 상부로 유도한다.
실내공기 유입구(20)에는 실내 방향으로 하향 경사진 경사판을 형성시켜 실내에서 유입되는 실내공기가 실외공기 유출구(50)에서 실내로 유입되는 외부공기가 바로 유입되지 않도록 한다.
또한, 실내공기 유출구(30)와 실외공기 유출구(50)의 경사판에서 공기의 흐름을 급격히 바꿈으로써 금속망(60)에서의 열교환 및 공기 교환이 도2에서보다 더 잘 되도록 한다.
도6에는 도3 내지 도5에서 제시된 방열핀(65), 열전발전소자(90), 열전발전소자 방열핀(92), 태양광발전소자(95) 등이 적용될 수 있다.
10. 하우징 20. 실내공기 유입구
25. 제1미세먼지 필터 30. 실내공기 유출구
40. 실외공기 유입구 45. 제2미세먼지 필터
50. 실외공기 유출구 60. 금속망
65. 방열핀 70. 제1팬
80. 제2팬 90. 열전발전소자
92. 열전발전소자 방열핀 95. 태양광발전소자

Claims (6)

  1. 전열교환식 창문형 공기정화장치에 있어서,
    창 틀이나 방충망 틀 또는 벽체 등 실내와 실외의 사이에 설치되는 하우징과;
    상기 하우징의 실내측에 형성되는 실내공기 유입구와;
    상기 하우징의 실외측에 형성되는 실내공기 유출구와;
    상기 하우징의 실외측에 형성되는 실외공기 유입구와;
    상기 하우징의 실내측에 형성되는 실외공기 유출구와;
    상기 실내공기 유입구에 장착되는 제1미세먼지 필터와;
    상기 실외공기 유입구에 장착되는 제2미세먼지 필터와;
    상기 실내공기 유입구로부터 실내공기 유출구로 연결되는 실내공기 배출통로와, 상기 실외공기 유입구로부터 실외공기 유출구로 연결되는 실외공기 유입통로 사이에 배치되는 금속망과;
    상기 실내공기 배출통로에 위치하는 제1팬과;
    상기 실외공기 유입통로에 위치하는 제2팬;을 갖는 전열교환식 창문형 공기정화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속망은 연전도율이 높은 구리망인 것을 특징으로 하는 전열교환식 창문형 공기정화장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 실내공기 유입구, 실내공기 유출구, 실외공기 유입구, 실외공기 유입구 중 어느 하나 또는 둘이상을 개폐 또는 그 크기를 조절하거나, 상기 제1팬 또는 제2팬의 속도를 조절할 수 있도록 하되, 실내에서 측정된 이산화탄소 농도에 의하거나 실내와 실외의 차폐 필요성에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 전열교환식 창문형 공기정화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실내공기 유출구와 상기 실외공기 유입구에는 경사판이 장착되어 빗물유입을 방지하여, 빗물이 제1미세먼지 필터, 제2미세먼지 필터 중 어느 하나 또는 둘이상에 닿지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전열교환식 창문형 공기정화장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속망에는 상기 실내공기 배출통로와 상기 실외공기 유입통로에 걸쳐 형성된 방열핀이 위치하는 것을 특징으로 하는 전열교환식 창문형 공기정화장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속망의 중앙에는 열전발전소자가 장착되고, 상기 열전발전소자에서 생산되는 전기로 상기 제1팬 또는 제2팬이 작동하는 것을 특징으로 하는 전열교환식 창문형 공기정화장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111536609A (zh) * 2020-03-27 2020-08-14 南通大学 一种含有病毒的室内气溶胶的防治装置及其使用方法
KR102474526B1 (ko) * 2022-05-03 2022-12-07 한국광기술원 오염물질 제거가 가능한 환기장치

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