KR20190121987A - 헤파필터를 내장한 전열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 전열교환기는, 외기포트와 연결되는 필터실장공간과, 상기 필터실장공간의 상부에 위치하는 전열소자실장공간과, 상기 전열소자실장공간의 상부에 위치하고 차단격벽에 의해 공급공간과 흡기공간으로 구획되는 버퍼공간을 가지는 하우징; 상기 필터실장공간에 실장되어 상기 외기포트를 통해 유입된 외기를 필터링하는 필터유닛; 상기 필터실장공간과 상기 전열소자실장공간을 구획하며, 상기 필터유닛을 기준으로 상기 외기포트의 반대편에 위치하는 중간유입구를 가지는 중간격벽; 상기 전열소자실장공간과 상기 버퍼공간을 구획하며, 상기 공급공간과 연통되는 제1 상부유입구 및 상기 흡기공간과 연통되는 제2 상부유입구를 가지는 상부격벽; 상기 전열소자실장공간에 연결되는 배기포트; 상기 전열소자실장공간에 실장되며, 공급유로와 배기유로를 가지고, 상기 공급유로와 상기 배기유로를 격리하되 상기 공급유로를 따라 흐르는 상기 외기와 상기 배기유로를 따라 흐르는 실내공기 사이에 전열교환을 수행하는 전열소자; 상기 공급공간에 연결되며, 상기 공급공간에 설치된 공급팬에 의해 상기 외기를 강제배출하는 공급포트; 그리고 상기 흡기공간에 연결되며, 상기 흡기공간에 설치된 흡기팬에 의해 실내공간으로부터 상기 실내공기를 강제흡입하는 흡기포트를 포함한다.

Description

헤파필터를 내장한 전열교환기{HEAT RECOVERING VENTILATOR WITH HEPA FILTER}

본 발명은 전열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바닥(또는 지면)에 기립된 상태로 설치가능한 스탠드 방식의 헤파필터를 내장한 전열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 건물은 창이 설치되어 외부의 공기가 실내로 유입되어 실내의 공기를 환기시킬 수 있도록 건축된다.

그러나, 건물에 구비된 창문을 열어 환기를 시킬 경우, 건물의 냉난방효율이 떨어지기 때문에 최근에는 실내의 냉난방된 공기의 온도를 유지하면서 실내의 공기를 강제적으로 환기시킬 수 있는 전열교환기가 건물에 설치된다.

아파트, 오피스텔과 같은 고층건물과 다중이용시설의 건축시 설치가 의무화됨에 따라 건물의 밀폐된 공간 등에 필수로 시공되어 전열교환기를 통해 열교환이 이루어진 공기가 덕트를 통해 각각의 독립 공간으로 공급 순환되도록 하고 있다.

상술한 바와 같이, 외부의 신선한 공기를 실내로 흡입하여 유통되도록 하며, 또한 오염된 공기는 다시 외부로 배출되도록 하는 환기시설은 고층빌딩의 건축시 의무적으로 설치하게끔 되어 있고, 환기 장치로부터 재차 가공된 공기는 덕트에 의하여 각각의 공간(방 또는 사무실)으로 공급 순환되도록 하고 있다.

한국등록특허공보 1149815호(2012.05.24.)

본 발명의 목적은 사용자가 쉽고 간편하게 전열교환소자 및 헤파필터를 유지보수할 수 있고 실내에 양압을 형성할 수 있는 전열교환기를 제공하여 실내를 청정공간으로 유지하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 전열교환기는, 외기포트와 연결되는 필터실장공간과, 상기 필터실장공간의 상부에 위치하는 전열소자실장공간과, 상기 전열소자실장공간의 상부에 위치하고 차단격벽에 의해 공급공간과 흡기공간으로 구획되는 버퍼공간을 가지는 하우징; 상기 필터실장공간에 실장되어 상기 외기포트를 통해 유입된 외기를 필터링하는 필터유닛; 상기 필터실장공간과 상기 전열소자실장공간을 구획하며, 상기 필터유닛을 기준으로 상기 외기포트의 반대편에 위치하는 중간유입구를 가지는 중간격벽; 상기 전열소자실장공간과 상기 버퍼공간을 구획하며, 상기 공급공간과 연통되는 제1 상부유입구 및 상기 흡기공간과 연통되는 제2 상부유입구를 가지는 상부격벽; 상기 전열소자실장공간에 연결되는 배기포트; 상기 전열소자실장공간에 실장되며, 상기 제1 상부유입구 및 상기 중간유입구를 연결하는 공급유로와 상기 제2 상부유입구 및 상기 배기포트를 연결하는 배기유로를 가지고, 상기 공급유로와 상기 배기유로를 격리하되 상기 공급유로를 따라 흐르는 상기 외기와 상기 배기유로를 따라 흐르는 실내공기 사이에 전열교환을 수행하는 전열소자; 상기 공급공간에 연결되며, 상기 공급공간에 설치된 공급팬에 의해 상기 외기를 강제배출하는 공급포트; 그리고 상기 흡기공간에 연결되며, 상기 흡기공간에 설치된 흡기팬에 의해 실내공간으로부터 상기 실내공기를 강제흡입하는 흡기포트를 포함한다.

상기 하우징은, 상기 필터실장공간의 하부에 위치하는 공조공간을 더 가지며, 상기 전열교환기는, 상기 공조공간과 상기 필터실장공간을 구획하며, 상기 필터유닛을 기준으로 상기 외기포트의 반대편에 위치하는 하부유입구를 가지는 하부격벽; 그리고 상기 공조공간에 실장되어 습기를 제공하는 가습유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 전열교환기는, 상기 실내공간에 설치되어 기압을 감지하는 압력센서; 그리고 상기 압력센서와 상기 공급팬 및 상기 흡기팬에 전기적으로 연결되며, 상기 압력센서로부터 감지된 상기 기압이 대기압을 기준으로 기설정된 범위 이내인 경우 상기 공급팬의 압력을 상기 흡기팬의 압력에 비해 증가시키는 제어기를 더 포함할 수 있다.

상기 전열교환기는, 상기 전열소자실장공간 내에 설치되며, 상기 중간격벽과 상기 전열소자 사이에 설치되어 상기 공급유로를 따라 흐르는 상기 외기와 상기 배기유로를 따라 흐르는 실내공기를 격리하는 보조격벽; 그리고 상기 전열소자실장공간을 가로지르도록 상기 전열소자실장공간 내에 설치되며, 상기 보조격벽을 기준으로 상기 중간유입구 측에 위치하는 제1 냉각핀과 상기 외기포트 측에 위치하는 제2 냉각핀을 더 포함하되, 상기 제1 및 제2 냉각핀은 서로 연통된 제1 및 제2 이동유로를 각각 가져 상기 제2 이동유로로부터 상기 제1 이동유로를 향해 유체가 이동가능하다.

상기 전열교환기는, 상기 중간유입구와 상기 제1 냉각핀 사이에 위치하여 상기 제1 이동유로로부터 낙하한 상기 유체를 수집가능한 패드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 전열교환기는, 외기포트와 연결되는 필터실장공간과, 상기 필터실장공간의 상부에 위치하는 전열소자실장공간을 가지는 하우징; 상기 필터실장공간에 실장되어 상기 외기포트를 통해 유입된 외기를 필터링하는 필터유닛; 상기 필터실장공간과 상기 전열소자실장공간을 구획하며, 상기 필터유닛을 기준으로 상기 외기포트의 반대편에 위치하는 중간유입구를 가지는 중간격벽; 상기 전열소자실장공간에 실장되며, 상기 외기가 흐르는 공급유로와 실내공기가 흐르는 배기유로를 격리하되 상기 외기와 상기 실내공기 사이에 전열교환을 수행하는 전열소자; 상기 전열소자실장공간의 내벽과 상기 전열소자에 접하여, 상기 전열소자실장공간을 상기 전열소자에 유입될 상기 외기가 머무르는 외기흡기공간과, 상기 전열소자를 통과한 상기 외기가 머무르는 공급공간과, 상기 전열소자에 유입될 상기 실내공기가 머무르는 실내공기흡기공간과, 그리고 상기 전열소자를 통과한 상기 실내공기가 머무르는 배기공간으로 구획하는, 그리고 상기 중간유입구를 상기 공급공간 및 상기 실내공기흡기공간, 그리고 상기 배기공간으로부터 격리하는 복수의 차단격벽들; 상기 배기공간에 연결되며, 상기 배기공간에 설치된 배기팬에 의해 상기 실내공기를 강제배출하는 배기포트; 상기 공급공간에 연결되며, 상기 공급공간에 설치된 공급팬에 의해 상기 외기를 강제배출하는 공급포트; 그리고 상기 실내공기흡기공간에 연결되어 실내공간으로부터 상기 실내공기를 흡입하는 흡기포트를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 전열교환기가 스탠드 방식을 채택하여 바닥(지면)에 기립설치되므로, 사용자는 천장 속에 매립된 기존 장치에 비해 쉽고 간편하게 유지보수할 수 있으며, 헤파필터가 내장되어 있고 실내에 양압이 형성됨으로써 환기효과를 보면서 실내를 청정공간으로 유지할 수 있다.

또한, 여름철에는 제습과정을 거친 공기가 실내에 공급되고 겨울철에는 가습과정을 거친 공기가 실내에 공급되므로, 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있다.

또한, 실내공간의 기압을 대기압보다 높게 유지하므로써, 실외로부터 오염된 공기나 먼지 등이 실내로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 실내공간의 청정도를 높게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤파필터를 내장한 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 전열교환기의 내부에서 이루어지는 공기 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 전열교환기의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 흡기팬 및 공급팬에 전기적으로 연결된 제어기 및 압력센서를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시한 보조격벽 및 냉각핀, 그리고 패드를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 11을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시한 전열교환기의 내부에서 이루어지는 공기 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전열교환기(1)는 하우징(2)을 포함한다. 하우징(2)은 바닥(지면)에 기립설치된 직육면체 형상이며, 공조공간(3), 필터실장공간(4), 전열소자실장공간(5), 그리고 버퍼공간(6a,6b)을 가진다.

필터실장공간(4)은 외기홀(4a)을 통해 외기포트(42)와 연통되며, 외기가 외기포트(42) 및 외기홀(4a)을 통해 필터실장공간(4)에 유입될 수 있다. 외기포트(42)는 건물의 외벽이나 창을 통해 실외공간에 노출되며, 도 2에 도시한 바와 같이, 외기가 실외공간과 필터실장공간(4) 사이의 압력 차이로 인해 필터실장공간(4)에 유입될 수 있다. 압력 차이는 공급팬(66b)에 의해 발생할 수 있다.

필터유닛(82,84,86)은 필터실장공간(4)에 실장되어 유입된 외기를 필터링하며, 프리필터(86)와 중간필터(84), 그리고 헤파필터(82)를 포함한다. 프리필터(86)와 중간필터(84), 그리고 헤파필터(82)는 외기포트(42)가 형성된 하우징(2)의 일면과 나란하게 배치되며, 필터유닛(82,84,86)에 의해 필터실장공간(4)은 구획되어 외기는 필터유닛(82,84,86)을 통과한 이후에 중간유입구(54a)로 이동할 수 있다.

프리필터(86)는 부직포와 같은 재질일 수 있으며, 중간필터(84)와 이격되어 배치된다. 중간필터(84)는 포집효율에 따라 비색법 65%, 85%, 95% 3종류 중 하나가 채택될 수 있으며, 헤파필터(82)의 앞쪽에 설치되어 헤파필터(82)의 전처리용으로 사용될 수 있다. 헤파필터(82)는 0.3㎛ 여과효율 99.997% 이상의 포집성능을 가질 수 있다.

필터실장공간(4)은 중간격벽(54)을 통해 상부에 위치한 전열소자실장공간(5)과 구획되며, 하부격벽(36)을 통해 하부에 위치한 공조공간(3)과 구획될 수 있다. 중간격벽(54)은 전열소자실장공간(5)과 필터실장공간(4)을 연통하는 중간유입구(54a)를 가지며, 중간유입구(54a)는 필터유닛(82,84,86)을 기준으로 외기포트(42)의 반대편에 위치한다. 하부격벽(36)은 공조공간(3)과 필터실장공간(4)을 연통하는 하부유입구(36a)를 가지며, 하부유입구(36a)는 필터유닛(82,84,86)을 기준으로 외기포트(42)의 반대편에 위치한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 후술하는 공급팬(66b)에 의해 전열소자실장공간(5)과 필터실장공간(4) 사이에 형성된 압력차가 발생하며, 압력차로 인해 외기는 필터유닛(82,84,86)을 통과하고 중간유입구(54a)로 이동한 후 전열소자실장공간(5)으로 이동한다.

전열소자(7)는 육각 단면 형상이며, 전열소자실장공간(5) 내에 실장된다. 앞서 설명한 외기는 전열소자(7)의 내부를 통과하여 상부격벽(68)에 형성된 제1 상부유입구(68b)로 이동하며, 후술하는 실내공기는 상부격벽(68)에 형성된 제2 상부유입구(68a)로 이동한다. 이때, 전열소자(7)는 중간유입구(54a)와 제1 상부유입구(68b)를 연결하는 공급유로와, 제2 상부유입구(68a)와 배기포트(52)(또는 배기홀(5a))를 연결하는 배기유로를 가지며, 공급유로와 배기유로는 서로 격리된다. 따라서, 외기와 실내공기는 전열소자(7)에 의해 격리된 상태에서 서로 흐름에 영향을 주지 않으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 반대방향으로 흐르면서 단지 상호 열교환이 이루어질 뿐 혼합되지 않는다. 다만, 약간의 누설(leak)로 인한 혼합은 불가피하게 발생할 수 있다. 전열소자(7)는 공지된 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.

버퍼공간(6a,6b)은 상부격벽(68)에 의해 전열소자실장공간(5)과 구획되며, 버퍼공간(6a,6b)은 차단격벽에 의해 흡기공간(6a)과 공급공간(6b)으로 구획된다. 상부격벽(68)은 공급공간(6b)과 전열소자실장공간(5)을 연통하는 제2 상부유입구(68b)를 가지며, 흡기공간(6a)과 전열소자실장공간(5)을 연통하는 제1 상부유입구(68a)를 가진다.

공급공간(6b)은 공급홀(64b)을 통해 공급포트(62b)와 연통되며, 공급포트(62b)는 실내공간과 연결된 공급용 덕트(도시안함)에 연결된다. 공급팬(66b)은 공급공간(6b) 내에 실장되며, 제1 상부유입구(68b)를 통해 공급공간(6b) 내에 유입된 외기를 공급포트(62b) 및 공급용 덕트를 통해 실내공간에 강제공급한다. 따라서, 외기는 필터유닛(82,84,86)을 통해 필터링된 후, 전열소자(7) 내에서 실내공기와 열교환이 이루어지며, 공급포트(62b)를 통해 실내공간에 공급될 수 있다.

흡기공간(6a)은 흡기홀(64a)을 통해 흡기포트(62a)와 연통되며, 흡기포트(62a)는 실내공간과 연결된 흡기용 덕트(도시안함)에 연결된다. 흡기팬(66a)은 흡기공간(6a) 내에 실장되며, 흡기용 덕트 및 흡기포트(62a)를 통해 실내공간으로부터 실내공기를 강제흡입한다. 강제흡입된 실내공기는 제2 상부유입구(68a)를 통해 전열소자실장공간(5)으로 이동하며, 전열소자(7)를 통과하면서 외기와 열교환이 이루어진다. 전열소자실장공간(5)은 배기홀(5a)을 통해 배기포트(52)와 연통되며, 전열소자(7)를 통과한 실내공기는 배기포트(52)를 통해 실외공간으로 배출된다.

이와 같이, 전열교환기(1)는 거실의 유리창 옆 외벽에 기립되어 설치될 수 있으며(스탠드 방식), 외기포트(42) 및 배기포트(52)가 하우징(2)의 동일한 일면에 직상하로 인접하게 배치되어 유리창 또는 외벽을 관통하여 설치된 상태에서, 외기포트(42)를 통해 외기를 흡입하여 실내공간에 공급하거나 배기포트(52)를 통해 실내공간의 오염된 실내공기를 배출하여 실내의 공기를 환기시킬 수 있다.

특히, 전열교환기(1)가 스탠드 방식으로 설치된 상태에서, 하우징(2)은 필터실장공간(4)에 접근할 수 있는 도어(도시안함)를 구비하거나 전열소자실장공간(7)에 접근할 수 있는 도어(도시안함)를 구비할 수 있으며, 사용자는 필터유닛(82,84,86)을 교체하거나 전열소자(7)를 교체하는 등의 유지보수를 손쉽게 할 수 있는 장점이 있다. 반면에, 기존의 전열교환기는 천장 속에 매립되어 있으므로, 일반 사용자가 쉽게 접근할 수 없어 유지보수가 곤란하고 사용하기가 매우 불편하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전열교환기(1)는 기존의 전열교환기를 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 전열교환기를 제거하고 본 발명의 실시예에 따른 전열교환기(1)를 기존의 전열교환기가 연결되었던 공급용 덕트 및 흡기용 덕트에 연결하는 방식으로 손쉽게 교체가 가능하다.

한편, 가습유닛(32)은 공조공간(3)에 설치될 수 있으며, 가습유닛(32)은 전극봉식 혹은 초음파식 가습기이거나 단지 물을 담고 있는 용기일 수 있다. 외기가 필터유닛(82,84,86)을 통과한 후 중간유입구(54a)를 향해 이동하는 과정에서, 필터실장공간(4)의 내부압력이 공조공간(3)의 내부압력에 비해 낮으므로, 가습유닛(32)으로부터 제공된 습기(또는 수분)는 압력 차이로 인해 하부유입구(36a)로 이동할 수 있으며, 외기와 혼합된 상태에서 전열소자(7)를 통과한 후 공급포트(62b)를 통해 실내공간에 공급될 수 있다. 사용자는 겨울철과 같이 실내공간이 건조한 경우, 가습유닛(32)을 통해 실내공간에 공급되는 외기의 습도를 조절할 수 있다. 특히, 외기는 하부유입구(36a)로부터 중간유입구(54a)를 향해 상향되도록 흐르며, 이는 습기(또는 수분)의 증발방향과 나란하므로, 습기(또는 수분)의 원활한 증발을 가속할 수 있다.

또한, 조절기(도시안함)를 통해 하부유입구(36a)의 개도를 조절하는 방식으로 외기에 포함되는 습기의 양을 조절할 수 있다. 또는, 가습유닛(32)의 수분공급량, 예를 들어 가습기의 수분공급량을 조절함으로써 외기에 포함되는 습기의 양을 조절할 수 있다. 또한, 산소발생기(34)와 같은 별도의 장치를 공조공간(3)에 설치할 수 있으며, 산소는 하부유입구(36a)를 통해 외기와 혼합된 상태에서 실내공간에 공급될 수 있다. 즉, 공조공간(3)은 별도의 공조유닛(예를 들어, 산소나 습기, 방향 등)을 설치하기 위해 제공되며, 이를 통해 외기에 산소나 습기, 방향 등을 첨가하여 실내공간에 공급함으로써 실내공간을 보다 쾌적하게 할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시한 전열교환기의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 앞서 도 2에 도시한 전열교환기(1)는 사각 단면 형상의 대향류식 전열소자(7)를 채택하고 있으며, 실내공기와 외기는 전열소자(7) 내에서 서로 반대방향으로 흐른다. 반면에, 도 3에 도시한 전열교환기(1)는 직교류식 전열소자(7)를 채택하고 있으며, 실내공기와 외기는 전열소자(7) 내에서 교차하는 방향으로 흐른다.

도 4는 도 1에 도시한 흡기팬 및 공급팬에 전기적으로 연결된 제어기 및 압력센서를 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 제어기(10)는 흡기팬(66a) 및 공급팬(66b)에 전기적으로 연결되며, 실내공간에 설치되어 기압을 감지하는 압력센서(11)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제어기(10)는 압력센서(11)를 통해 감지된 실내공간의 기압이 대기압보다 기설정된 수준 이상으로 유지되도록 흡기팬(66a) 및 공급팬(66b)을 제어할 수 있다.

실내공간의 기압이 대기압보다 기설정된 수준 이상으로 높은 경우, 압력 차이로 인해 실외공간으로부터 오염된 공기나 먼지 등의 이물질이 실내공간으로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 이를 통해 실내공간을 쾌적하게 유지할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 제어기(10)는 실내공간의 기압이 대기압보다 기설정된 수준 미만으로 낮아진 경우, 흡기팬(66a)의 흡입압력을 낮추거나 공급팬(66b)의 공급압력을 높이는 방법으로 실내공간의 기압을 조절할 수 있다.

한편, 흡기팬(66a)은 100 CMH(단위 시간당 풍량, m3/hr) 30mmAg일 수 있으며, 공급팬(66b)은 150 CMH 50mmAg일 수 있다. 또한, 흡기포트(62a) 및 공급포트(62b)의 내경은 125φ로 동일하나, 외기포트(42)의 내경은 배기포트(52)의 내경인 125φ 보다 작은 100φ일 수 있다. 따라서, 외기포트(42)로 유입되는 외기의 유속은 공급포트(62b)를 통해 배출되는 실내공기의 유속보다 빠르며, 이를 통해 필터유닛(82,84,86)을 통한 필터링 효과를 배가할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 상부보조격벽(93)이 전열소자(7)와 상부격벽(68)의 사이에 설치되어, 전열소자실장공간(5) 중 전열소자(7)의 상부를 좌우로(도 4를 기준으로) 구획할 수 있다. 또한, 하부보조격벽(91)이 전열소자(7)와 중간격벽(54)의 사이에 설치되어, 전열소자실장공간(5) 중 전열소자(7)의 하부를 좌우로(도 4를 기준으로) 구획할 수 있다.

증발패드(92)는 하부보조격벽(91)에 연결되어 중간유입구(54a)의 상부에 위치할 수 있으며, 증발패드(92)는 수분을 흡수하고 있는 다공성 재질의 패드(예를 들어, 스펀지와 같은)일 수 있다. 외기가 중간유입구(54a)를 통과한 후 전열소자(7)에 유입되기 이전에 증발패드(92)를 통과하며, 이 과정에서 외기의 흐름에 의해 증발패드(92)로부터 수분이 증발되고 외기에 포함될 수 있다. 즉, 증발패드(92)를 통해 외기에 수분(또는 습기)을 공급하므로써 실내공간에 공급되는 외기의 습도를 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 7은 도 6에 도시한 보조격벽 및 냉각핀, 그리고 패드를 나타내는 도면이다. 제1 및 제2 상부핀(96a,96b)은 각각 제1 및 제2 상부유입구(68b,68a)의 하부에 위치한다. 여름철을 기준으로, 실내공간으로부터 흡입된 공기는 약 20도 전후인 반면, 외기는 35도 전후이다. 실내공간으로부터 흡입된 공기는 제1 상부핀(96a)을 냉각하고, 제2 상부핀(96b) 역시 제1 상부핀(96a)과 열전달을 통해 냉각되며, 약 20도 전후이다. 외기는 전열소자(7)를 통과한 후 제2 상부핀(96b)을 통과하며 이때 온도차이로 인해 제2 상부핀(96b)의 표면에 수분이 응결되고 응결된 수분은 별도의 용기(97)에 모인다. 용기(97)에 모인 수분(또는 물)은 사용자가 주기적으로 버리며, 이와 같은 방법으로 실내공간에 공급되는 외기로부터 수분을 제거할 수 있다. 이를 위해, 제2 상부핀(96b)은 상부보조격벽(93)으로부터 멀어지는 방향으로 하향경사진다.

제1 및 제2 하부핀(94a,94b)은 각각 중간유입구(54a) 및 배기구(5a)의 상부에 위치한다. 겨울철을 기준으로, 외기는 5도 전후인 반면, 실내공기는 25도 전후이다. 외기는 제1 하부핀(94a)을 냉각하고, 제2 하부핀(94b) 역시 제1 하부핀(94a)과 열전달을 통해 냉각되며, 약 5도 전후이다.

실내공기는 전열소자(7)를 통과한 후 제2 하부핀(94b)을 통과하며 이때 온도차이로 인해 제2 하부핀(94b)에 수분이 응결된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 하부핀(94a,94b)는 내부가 비어있는 파이프 형상이며, 복수의 관통홀을 가진다. 제2 하부핀(94b)의 표면은 수지와 같이 열전달계수가 낮은(열전달이 잘 이루어지지 않는) 보냉 재질로 이루어지며 관통홀과 각각 연통된 복수의 유입홀들을 가진다. 따라서, 수분은 제2 하부핀(94b)의 내부 표면에 응결되며, 응결된 수분은 제1 하부핀(94a)으로 이동하여 증발패드(92)로 낙하한다. 외기는 증발패드(92)를 통과하며, 이 과정에서 외기의 흐름에 의해 증발패드(92)로부터 수분이 증발되고 외기에 포함될 수 있다. 즉, 증발패드(92)를 통해 외기에 수분(또는 습기)을 공급하므로써 실내공간에 공급되는 외기의 습도를 조절할 수 있다. 이를 위해, 제2 하부핀(94b)은 상부보조격벽(93)으로부터 멀어지는 방향으로 상향경사진다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열교환기를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9는 전열교환기의 하부에 위치한 필터실장공간 및 공조공간을 나타내며, 도 10 및 도 11은 전열교환기의 상부에 위치한 전열소자공간을 나타낸다. 이하에서는 앞서 설명한 내용과 다른 부분에 대해서만 설명하며, 생략된 설명은 앞서 설명한 내용으로 대체될 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 필터실장공간(4)은 중간격벽(54)을 통해 상부에 위치한 전열소자실장공간(5)과 구획되며, 하부격벽(36)을 통해 하부에 위치한 공조공간(3)과 구획될 수 있다. 중간격벽(54)은 전열소자실장공간(5)과 필터실장공간(4)을 연통하는 중간유입구(54a)를 가지며, 중간유입구(54a)는 필터유닛(82,84,86)을 기준으로 외기포트(42)의 반대편에 위치한다. 하부격벽(36)은 공조공간(3)과 필터실장공간(4)을 연통하는 하부유입구(36a)를 가지며, 하부유입구(36a)는 필터유닛(82,84,86)의 양측에 위치한다.

필터유닛(82,84,86)은 필터실장공간(4)에 실장되어 유입된 외기를 필터링하며, 프리필터(86)와 중간필터(84), 그리고 헤파필터(82)를 포함한다. 프리필터(86)와 중간필터(84), 그리고 헤파필터(82)는 외기포트(42)가 형성된 하우징(2)의 일면과 나란하게 배치되며, 양측에 배치된 측면플레이트(57a,57b) 및 상부플레이트(57c)에 의해 지지된다. 필터유닛(82,84,86)과 측면플레이트(57a,57b) 및 상부플레이트(57c)에 의해 필터실장공간(4)은 구획되어 외기는 필터유닛(82,84,86)을 통과한 이후에 중간유입구(54a)로 이동할 수 있다.

한편, 도 8 및 도 9를 통해 설명한 필터실장공간(4)의 구조는 앞서 도 1을 통해 설명한 필터실장공간(4)을 대체할 수 있다.

전열소자(7)는 전열소자실장공간(5) 내에 실장되며, 차단격벽들(53a,53b,55,65)에 의해 지지된다. 차단격벽들(53a,53b,55,65)은 전열소자실장공간(5)의 내벽과 전열소자(7)에 접하여, 전열소자실장공간(5)을 복수의 공간들로 구획하여 상호 격리시킨다.

구체적으로, 전열소자실장공간(5)은 실내공기흡기공간(6a), 공급공간(6b), 외기흡기공간(5a), 배기공간(5b)으로 구획된다. 외기는 필터유닛(82,84,86)을 통과하고 중간유입구(54a)로 이동한 후 외기흡기공간(5a)으로 이동한다. 실내공기는 공급홀(64b)을 통해 실내공기흡기공간(6a)으로 이동한다. 중간유입구(54a)는 실내공기흡기공간(6a), 공급공간(6b), 배기공간(5b)으로부터 격리된다.

이때, 전열소자(7)는 외기흡기공간(5a)과 공급공간(6b)을 연결하는 공급유로와, 실내공기흡기공간(6a)과 배기공간(5b)을 연결하는 배기유로를 가지며, 공급유로와 배기유로는 서로 격리된다. 따라서, 외기와 실내공기는 전열소자(7)에 의해 격리된 상태에서 서로 흐름에 영향을 주지 않으며, 반대방향으로 흐르면서 단지 상호 열교환이 이루어질 뿐 혼합되지 않는다. 다만, 약간의 누설(leak)로 인한 혼합은 불가피하게 발생할 수 있다. 전열소자(7)는 공지된 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.

공급공간(6b)은 공급홀(64b)을 통해 공급포트(62b)와 연통되며, 공급포트(62b)는 실내공간과 연결된 공급용 덕트(도시안함)에 연결된다. 공급팬(66b)은 공급공간(6b) 내에 실장되며, 공급공간(6b) 내에 유입된 외기를 공급포트(62b) 및 공급용 덕트를 통해 실내공간에 강제공급한다. 따라서, 외기는 필터유닛(82,84,86)을 통해 필터링된 후, 전열소자(7) 내에서 실내공기와 열교환이 이루어지며, 공급포트(62b)를 통해 실내공간에 공급될 수 있다.

흡기공간(6a)은 흡기홀(64a)을 통해 흡기포트(62a)와 연통되며, 흡기포트(62a)는 실내공간과 연결된 흡기용 덕트(도시안함)에 연결된다. 흡기팬(66a)은 배기공간(5b) 내에 실장되며, 흡기용 덕트 및 흡기포트(62a)를 통해 실내공간으로부터 강제흡입된 실내공기는 배기포트(52)를 통해 실외공간으로 배출된다. 외기포트(42) 및 배기포트(52)는 하우징(2)의 동일한 일면에 상하로 인접하게 배치된다.

본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.

Claims (7)

1. 외기포트와 연결되는 필터실장공간과, 상기 필터실장공간의 상부에 위치하는 전열소자실장공간과, 상기 전열소자실장공간의 상부에 위치하고 차단격벽에 의해 공급공간과 흡기공간으로 구획되는 버퍼공간을 가지는 하우징;
   상기 필터실장공간에 실장되어 상기 외기포트를 통해 유입된 외기를 필터링하는 필터유닛;
   상기 필터실장공간과 상기 전열소자실장공간을 구획하며, 상기 필터유닛을 기준으로 상기 외기포트의 반대편에 위치하는 중간유입구를 가지는 중간격벽;
   상기 전열소자실장공간과 상기 버퍼공간을 구획하며, 상기 공급공간과 연통되는 제1 상부유입구 및 상기 흡기공간과 연통되는 제2 상부유입구를 가지는 상부격벽;
   상기 전열소자실장공간에 연결되는 배기포트;
   상기 전열소자실장공간에 실장되며, 상기 제1 상부유입구 및 상기 중간유입구를 연결하는 공급유로와 상기 제2 상부유입구 및 상기 배기포트를 연결하는 배기유로를 가지고, 상기 공급유로와 상기 배기유로를 격리하되 상기 공급유로를 따라 흐르는 상기 외기와 상기 배기유로를 따라 흐르는 실내공기 사이에 전열교환을 수행하는 전열소자;
   상기 공급공간에 연결되며, 상기 공급공간에 설치된 공급팬에 의해 상기 외기를 강제배출하는 공급포트; 및
   상기 흡기공간에 연결되며, 상기 흡기공간에 설치된 흡기팬에 의해 실내공간으로부터 상기 실내공기를 강제흡입하는 흡기포트를 포함하는, 전열교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전열교환기는,
   상기 전열소자실장공간 내에 설치되며, 상기 중간격벽과 상기 전열소자 사이에 설치되어 상기 공급유로를 따라 흐르는 상기 외기와 상기 배기유로를 따라 흐르는 실내공기를 격리하는 보조격벽; 및
   상기 전열소자실장공간을 가로지르도록 상기 전열소자실장공간 내에 설치되며, 상기 보조격벽을 기준으로 상기 중간유입구 측에 위치하는 제1 냉각핀과 상기 외기포트 측에 위치하는 제2 냉각핀을 더 포함하되,
   상기 제1 및 제2 냉각핀은 서로 연통된 제1 및 제2 이동유로를 각각 가져 상기 제2 이동유로로부터 상기 제1 이동유로를 향해 유체가 이동가능한, 전열교환기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전열교환기는, 상기 중간유입구와 상기 제1 냉각핀 사이에 위치하여 상기 상기 제1 이동유로로부터 낙하한 상기 유체를 수집가능한 패드를 더 포함하는, 전열교환기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전열소자는 대향류식 또는 직교류식인, 전열교환기.
5. 외기포트와 연결되는 필터실장공간과, 상기 필터실장공간의 상부에 위치하는 전열소자실장공간을 가지는 하우징;
   상기 필터실장공간에 실장되어 상기 외기포트를 통해 유입된 외기를 필터링하는 필터유닛;
   상기 필터실장공간과 상기 전열소자실장공간을 구획하며, 상기 필터유닛을 기준으로 상기 외기포트의 반대편에 위치하는 중간유입구를 가지는 중간격벽;
   상기 전열소자실장공간에 실장되며, 상기 외기가 흐르는 공급유로와 실내공기가 흐르는 배기유로를 격리하되 상기 외기와 상기 실내공기 사이에 전열교환을 수행하는 전열소자;
   상기 전열소자실장공간의 내벽과 상기 전열소자에 접하여, 상기 전열소자실장공간을 상기 전열소자에 유입될 상기 외기가 머무르는 외기흡기공간과, 상기 전열소자를 통과한 상기 외기가 머무르는 공급공간과, 상기 전열소자에 유입될 상기 실내공기가 머무르는 실내공기흡기공간과, 그리고 상기 전열소자를 통과한 상기 실내공기가 머무르는 배기공간으로 구획하는, 그리고 상기 중간유입구를 상기 공급공간 및 상기 실내공기흡기공간, 그리고 상기 배기공간으로부터 격리하는 복수의 차단격벽들;
   상기 배기공간에 연결되며, 상기 배기공간에 설치된 배기팬에 의해 상기 실내공기를 강제배출하는 배기포트;
   상기 공급공간에 연결되며, 상기 공급공간에 설치된 공급팬에 의해 상기 외기를 강제배출하는 공급포트; 및
   상기 실내공기흡기공간에 연결되어 실내공간으로부터 상기 실내공기를 흡입하는 흡기포트를 포함하는, 전열교환기.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 하우징은, 상기 필터실장공간의 하부에 위치하는 공조공간을 더 가지며,
   상기 전열교환기는,
   상기 공조공간에 실장되어 습기를 제공하는 가습유닛; 및
   상기 공조공간과 상기 필터실장공간을 구획하며, 상기 습기가 유입되는 하부유입구를 가지는 하부격벽을 더 포함하는, 전열교환기.
7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 전열교환기는,
   상기 실내공간에 설치되어 기압을 감지하는 압력센서; 및
   상기 압력센서와 상기 공급팬 및 상기 흡기팬에 전기적으로 연결되며, 상기 압력센서로부터 감지된 상기 기압이 대기압을 기준으로 기설정된 범위 이내인 경우 상기 공급팬의 압력을 상기 흡기팬의 압력에 비해 증가시키는 제어기를 더 포함하는, 전열교환기.

Images