KR20200031478A - 지중 열교환 공기순환기 및 공기순환방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내공기를 실외로 배출하며, 실외 공기를 실내 공급하는 공기순환기에 있어서, 실내진입공기에 지열공기를 추가 공급하여 열효율 향상시키는 기술에 대한 것으로서, 구체적으로 공급관으로 형성되며, 내부에 공급팬이 장착된 공급덕트;, 배출관으로 형성되며, 내부에 배출팬이 장착된 배출덕트;, 상기 공급덕트 및 상기 배출덕트가 교차되는 제1열교환기;, 양측에 투입관 및 토출관를 형성하며, 지하에 매설되는 지하매설관;, 상기 지하매설관에 형성되는 제2열교환기;를 포함한다.

Description

지중 열교환 공기순환기 및 공기순환방법 {Air circulation device and method using geothermal heat}
본 발명은 실내공기를 실외로 배출하며, 실외 공기를 실내 공급하는 공기순환기에 있어서, 실내진입공기에 지열공기를 추가 공급하여 열효율을 향상시키는 기술에 대한 것이다.
특허문헌 001은 지열과 지습을 이용한 공조순환장치에 관한 것으로, 지표면에 위치하는 하우스 구조물과 이 하우스구조물에 열과 습도를 보유한 공기를 송풍하되, 지하에 위치하는 공조실과; 이공조실의 일측면으로부터 지층을 관통하여 대기와 통하며, 대기의 공기를 공조실로 송풍시킬 수 있도록 제1 송풍팬이 부착된 제1이송배관과; 상기 하우스 구조물의 일측으로부터 지층을 관통하여 공조실의 일측면과 통하며, 하우스 구조물 내의 탁한 공기를 공조실내로 송풍시킬 수 있도록 제3 송풍팬이 부착된 제3 이송배관과; 상기 공조실의 일측면으로부터 지층을 관통하여 상기 하우스 구조물의 일측과 통하며, 공조실로 유입된 공기가 공조실 내의 지열 및 지습과 자연적인 공기의 대류에 의해 공조·정화된 후에 상기 하우스 구조물에 송풍시킬 수 있도록 제2 송풍팬이 부착된 제2 이송배관이 포함되어 이루어진다.
특허문헌 002는 자연공조지열시스템을 활용한 실내건물의 냉난방시스템에 관한 것으로, 외부공기의 열교환을 위해 지열, PCM 및/또는 열매체를 이용하는 냉난방시스템을 제공한다. 구체적으로 상부가 지상에 노출되어 외부공기를 유입하는 외부공기 유입부; 지하에 매설되고 외부공기 유입부와 연결되는 외부공기 분배부; 지하에 매설되고 외부공기 분배부와 연결되어 외부공기를 열교환 처리하는 열교환기; 지하에 매설되고 열교환기와 연결되어 처리공기를 배출하는 처리공기 배출부; 및 처리공기 배출부와 연결되어 처리공기를 실내건물에 공급하는 처리공기 공급부를 구비하는 자연공조지열시스템을 활용한 실내건물의 냉난방시스템을 나타내고 있다.
특허문헌 003은 지중의 열에너지를 이용하여 건물의 실내에 온기와 냉기를 공급함으로써, 건물의 냉난방 부하를 저감시키는 지열을 이용한 실내의 공조 시스템에 관한 것이다. 지열을 이용한 실내 공조 시스템은 건물의 지중에 매설되는 급기 파이프와, 상기 급기 파이프의 일측에 구비되고, 상부가 지상에 돌출되어 외부 공기를 유입하는 외부 공기유입구와, 상기 급기 파이프의 타측에 구비되어 상기 외부공기 유입구를 통해 들어오는 공기를 배출하는 공기 배출구와, 상기 공기 배출구와 연결되는 급기덕트와, 상기 급기덕트와 나란히 구성되는 배기덕트를 포함하며, 상기 급기 덕트의 일측에는 급기구가 구비되며, 배기 덕트의 일측에는 배기구가 구비되는 것을 구성적 특징으로 한다.
특허문헌 004는 지열을 이용하는 냉난방 및 공기순환시스템에 관한 것으로서, 건물 외부로부터 공기를 공급받아 지열에 의해 냉각 또는 가열되는 공기를 건물 내부로 유입하도록 지하에 매설되어 건물 외부와 내부를 연결하는 공기유입부, 건물 내부로부터 공기를 공급받아 건물 외부로 배출하도록 건물 내부와 건물 외부를 연결하는 공기유출부, 상기 공기유입부 내의 공기와 상기 공기유출부 내의 공기 간의 열을 교환시키는 열교환부, 상기 공기유입부의 공기와 상기 공기유출부의 공기의 유동에 의해 회전하여 상기 공기유입부의 공기에 포함되는 습기와 상기 공기유출부의 공기에 포함되는 습기를 상호 교환시키는 습기교환부를 포함한다.
KR 10-2008-0088376 A (2008년10월02일) KR 10-2010-0025152 A (2010년03월09일) KR 10-1385936 B1 (2014년04월10일) KR 10-1455241 B1 (2014년10월21일)
본 발명은 실내공기를 실외로 배출하며, 실외 공기를 실내 공급하는 공기순환기에 있어서, 실내진입공기에 지열공기를 추가 공급하는 기술이다.
종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 공급관(101)으로 형성되며, 내부에 공급팬(102)이 장착된 공급덕트(100);, 배출관(201)으로 형성되며, 내부에 배출팬(202)이 장착된 배출덕트(200);, 상기 공급덕트(100) 및 상기 배출덕트(200)가 교차되는 제1열교환기(300);, 양측에 투입관(412) 및 토출관(413)를 형성하며, 지하에 매설되며, 상기 토출관이 상기 공급관에 연통되는 지하매설관(411);, 상기 지하매설관에 형성되는 제2열교환기(400);를 포함한다.
본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 앞서서 제시한 공급턱트, 배출덕트, 제1열교환기, 지하매설관, 제2열교환기에 있어서, 상기 제2열교환기(400)는 상기 지하매설관(411) 외경에 형성되며, 복수로 형성되며, 균일간격으로 배치되는 전열판(408);을 포함한다.
본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 앞서서 제시한 공급턱트, 배출덕트, 제1열교환기, 지하매설관, 제2열교환기에 있어서, 상기 투입관(412)에 형성되며, 지상의 실외공기가 투입되는 투입구(414);, 상기 투입구(414)에 형성되며, 모터로 구동되는 투입팬(415);을 포함한다.
본 발명의 지중 열교환 공기순환 방법은 실내공기가 배출덕트로 배출되며, 실외공기가 공급덕트로 공급되며, 배출덕트 및 공급덕트의 열교환기를 거쳐 실외공기가 실내로 진입되는 공급단계(S100);, 상기 공급단계(S100)의 공급덕트 온도 및 실내온도를 측정하며, 온도차이를 판단하는 판단단계(S200);, 상기 판단단계(S200)의 온도차이가 설정치 이상이면 지하매설관의 공기를 공기순환기 공급덕트로 추가공급하는 추가공급단계(S300);을 시계열적으로 형성한다.
본 발명의 지중 열교환 공기순환 방법은 공급단계, 판단단계, 추가공급단계 후, 상기 추가공급단계(S300)는 지하매설관의 투입관 및 토출관에 형성된 투입팬 및 토출팬을 구동하며, 투입관의 댐퍼를 개방하며, 공급턱트와 투입관의 밸브가 개방되는 연통단계(S400)를 추가적으로 포함한다.
본 발명의 지중 열교환 공기순환방법은 앞서서 제시한 공기순환 방법에 지하매설관의 수분을 측정하는 단계(S501);, 상기 측정수치가 설정된 수치이상의 경우에만 드레인펌프를 작동하는 펌프구동단계(S502);, 드레임펌프 작동으로 수분을 외부배출하는 배출단계(S503);를 포함한다.
본 발명의 공기순환기는 배출되는 실내공기와 투입되는 실외공기의 열교환에 의해 냉난방 에너지를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 공기순환기는 지열로 열평형된 추가공기를 공급받을 수 있으므로 실내의 냉난방 에너지를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 공기순환기는 실내공기 및 실외공기의 1차열교환, 실외공기 및 지열의 2차 열교환, 배출공기 및 지열의 3차열교환을 형성하며, 제1,2,3차 열교환의 조합으로 투입공기의 온도를 설정할 수 있다.
본 발명의 공기순환기는 지하매설관 수분을 자동으로 측정하고 배출하므로 관로부식, 유동저항증대를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 지하매설관 공기를 공급덕트에 공급하는 개념도.
도 2는 배출덕트 공기를 지하매설관으로 공급하는 개념도.
도 3은 지하매설관의 다양한 실시형태도.
도 4는 지하매설관의 수분 배출 개념도.
도 5는 지하매설관 투입구의 투입팬, 필터, 댐퍼 배치도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
(실시예 1-1) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 공급관(101)으로 형성되며, 내부에 공급팬(102)이 장착된 공급덕트(100);, 배출관(201)으로 형성되며, 내부에 배출팬(202)이 장착된 배출덕트(200);, 상기 공급덕트(100) 및 상기 배출덕트(200)가 교차되는 제1열교환기(300);, 양측에 투입관(412) 및 토출관(413)를 형성하며, 지하에 매설되며, 상기 토출관이 상기 공급관에 연통되는 지하매설관(411);, 상기 지하매설관에 형성되는 제2열교환기(400);를 포함한다.
인간이 생활하는 공간은 신선한 공기로 채워져야 한다. 이는 실내공기의 외부배출과 실외공기의 내부공급으로 이루어진다. 본 발명의 공기순환기는 공급덕트를 통해서 실외공기를 실내로 공급하며, 배출덕트를 통해서 실내공기를 실외로 배출한다. 그러나, 실내공기와 실외공기의 온도차이가 존재하는 경우, 에너지 손실의 문제가 발생된다. 에너지 손실을 방지하고자 제1열교환기가 장착되며, 제1열교환기는 배출되는 실내공기와 투입되는 실외공기의 열교환을 통해 에너지 손실을 방지할 수 있다.
제1열교환기만으로는 에너지 절감의 한계가 존재한다. 따라서 진입되는 실내공기의 추가 온도상승 및 하강을 위해 지열을 이용한다. 제2열교환기는 지중 설치된 지하매설관으로서, 지하매설관 내부에 공기를 유동시키며, 실외공기 온도를 상승 및 하강시켜, 공기순환기에 추가 공급하므로 에너지절감 효과를 높일 수 있다.
(실시예 1-2) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1열교환기 일측에 형성된 실외공급관(101a);, 상기 토출관(413)이 상기 실외공급관(101a)에 연통되는 것을 포함한다.
(실시예 1-3) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1열교환기 타측에 형성된 실내공급관(101b);, 상기 토출관(413)이 상기 실내공급관(101b)에 연통되는 것을 포함한다.
지하온도는 지상온도와 상이하다. 겨울철 지하온도가 지상온도보다 높으며, 여름철 지하온도는 지상온도보다 낮다. 따라서 지하온도를 활용하면 냉난방에너지를 절감시킬 수 있다.
지하온도의 활용은 지하에 지하매설관을 삽입하며, 지하매설관 일측에는 공기를 공급하며, 타측에는 공기를 송출한다. 즉, 실외공기가 투입관으로 투입된후 지하매설관을 통해서 온도변화를 발생시키며, 투입된 공기는 토출관을 통해서 지상으로 분출된다.
지상 분출된 공기는 공기순환기로 연통되며, 이는 실내진입공기의 온도를 조절 할 수 있다. 지하매설관의 토출관에서 공급된 공기는 제1열교환기의 실외공급관에 연결하여 열효율 향상을 가능하게 한다.
지하매설관을 통과한 공기는 공급덕트에 연결되며, 공급덕트의 연결부위는 제1연교환기 통과 전 및 통과 후로 구분된다. 실시예 1-2는 제1열교환기 통과 전이며, 실시예 1-3은 제1열교환기 통과 후에 공급되는 것을 나타낸다.
(실시예 1-4) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-2 및 실시예 1-3에 있어서, 상기 토출관(413)에 형성되며, 상기 실외공급관 또는 실내공급관의 연통을 개폐하는 제1밸브(403);, 상기 제1밸브를 제어하는 제1제어기(404):를 포함한다.
지하매설관에서 분출된 공기는 토출관을 통해 공기순환기의 공급덕트에 연통된다. 상기 토출관에는 제1밸브를 장착한다. 제1밸브는 2개의 관로를 선택적으로 개폐한다. 상기 2개의 관로중 하나는 제1열교환기 이전 공급덕트로 연통되며, 다른하나는 제1열교환기 이후 공급덕트로 연통된다. 상기 제1제어기는 제1밸브의 선택관로를 제어한다.
(실시예 1-5) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1열교환기 일측에 형성된 실외배출관(201a);, 상기 투입관(412)이 상기 실외배출관(201a)에 연통되는 것을 포함한다.
(실시예 1-6) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1열교환기 타측에 형성된 실내배출관(201b);, 상기 투입관(412)이 상기 실내배출관(201b)에 연통되는 것을 포함한다.
지하매설관의 진입공기는 투입관을 통해서 공급된다. 투입관에 공급되는 공기는 실외공기를 진입시킬 수 있으나, 열효율을 향상을 위해 실내배출공기를 진입시킬 수 있다. 실내배출공기의 진입은 공기순환기의 배출덕트로부터 공급된다. 배출덕트의 실내배출공기는 제1열교한기 이전 및 이후에 따라 상이하다. 즉, 지하매설관의 진입공기는 제1열교환기 이전의 실내배출공기가 진입되거나 제1열교환기 이후의 실내배출공기가 진입될 수 있다.
(실시예 1-7) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-5 및 실시예 1-6에 있어서, 상기 투입관(412)에 형성되며, 상기 실외배출관 또는 실내배출관의 연통을 개폐하는 제2밸브(405);, 상기 제2밸브를 제어하는 제2제어기(406):를 포함한다
배출덕트의 제1열교환기 이전 및 제1열교한기 이후의 공기는 제2밸브를 통해 선택적으로 개폐된다. 상기 제2밸브는 제2제어기를 통해서 작동된다.
(실시예 1-8) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-4 및 실시예 1-7에 있어서, 상기 제1제어기 및 제2제어기를 제어하는 지열제어기(407);를 포함한다.
지하매설관의 배출공기는 토출관을 통해서 공급덕트에 연통되며, 지하매설관의 공급공기는 투입관을 통해서 진입된다. 상기 토출관에서 배출되는 공기는 공급덕트의 제1열교환기 이전 및 이후의 관로와 연통되며, 상기 투입관의 투입공기는 실외공기, 실내배출덕트내 제1열교환기 이전공기, 또는 실내배출덕트내 제1열교환기 이후 공기를 선택적으로 연통한다.
상기 토출관 및 투입관에 결합된 제1밸브 및 제2밸브는 제1제어기 및 제2제어기로부터 제어되며, 상기 제1, 2제어기는 지열제어기로부터 통합제어된다. 상기 지열제어기는 실내온도센서, 실외온도센서, 공기순환기의 진입공기 온도센서, 공기순환기의 배출공기 온도센서로부터 얻어진 정보를 활용하여 제어된다.
(실시예 2-1) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 제2열교환기(400)는 상기 지하매설관(411) 외경에 형성되며, 복수로 형성되며, 균일간격으로 배치되는 전열판(408);을 포함한다.
지하매설관 용도는 외부공기온도를 지하온도와 열평형 시키는 것이다. 즉, 냉난방기기를 이용하지 않고 온도 조절하는 효과가 있다. 효과적인 열교환을 위해 지하매설관에는 복수의 전열판이 부착된다. 상기 전열판은 원판형상으로 형성되며, 전열판 내경은 지하매설관 외경에 부착된다. 즉, 전열판은 지하온도를 전도시켜 전열판과 부착된 지하매설관의 유동공기에 지하온도를 부여한다.
(실시예 2-2) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 2-1에 있어서, 상기 지하매설관은 상기 투입관(412) 및 상기 토출관(413)사이에 형성되며, 복수의 분기관을 형성하며, 상기 전열판들은 복수의 분기관들과 일체로 형성되는 것을 포함한다.
지하매설관의 유동공기는 지하매설관 두께가 얇을수록 열평형 효과가 높다. 이를 위해 본 발명의 지하매설관들의 내경면적의 합은 투입관 내경 면적과 같거나 투입관의 내경면적보다 크게 형성한다. 복수의 지하매설관이 지하에 넓게 형성되어 빠르게 열평형 효과를 높일 수 있다. 또한 공기유속을 저하시켜 지하에서 머무는 시간을 길게 형성할 수 있다.
(실시예 2-3) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 2-1에 있어서, 상기 지하매설관은 상기 투입관(412) 및 상기 토출관(413)사이에 지그재그로 형성되며, 상기 전열판들은 복수의 지하매설관과 일체로 형성되는 것을 포함한다.
지하매설관의 유동공기는 장기간 지하에 위치될수록 열평형 효과가 높다. 이를 위해 본 발명의 지하매설관은 지그재그로 형성하여 지하유동시간을 증대시킨다.
(실시예 2-4) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 2-1에 있어서, 상기 지하매설관 및 상기 전열판은 일체로 형성되며, 구리로 형성되는 것을 포함한다.
공기가 지하매설관 내부를 유동하며, 지중온도가 유동공기의 온도를 상승 또는 하강시켜야 된다. 효과적인 열전달을 위해 열전달 속도가 빠른 재질을 선정해야 하며, 지하온도를 지속적으로 유지할 수 있는 재질을 선정해야 하며, 공기중의 수분으로부터 내식성을 가지는 재질로 선정해야 된다. 따라서 본 발명의 지하매설관 및 전열판은 구리재질을 사용하는 것이 바람직하다. 지하매설관 외부에는 전열판을 부착한다. 전열판 및 지하매설관이 분리되거나 상이한 재질이면, 열전도 차단 및 저항을 발생하므로 동일한 재질을 일체로 형성하는 것이 바람직하다.
(실시예 2-5) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 2-1에 있어서, 상기 지하매설관에 형성되는 수분포집용기(421);, 상기 수분포집용기에 형성되는 수분량을 측정하는 수분측정센서(422);, 상기 수분포집용기의 물을 지상으로 배출하는 드레인관(423) 및 드레인펌프(424)를 포함한다.
지하매설관은 유동공기의 습기가 모여질 수 있으며, 또한 외부습기가 진입될 수 있다. 모여진 습기는 지하매설관 내부를 폐쇄한다. 이를 방지하기 위해 지하매설관 최하단에는 수분포집용기를 설치한다. 상기 수분포집용기는 지하매설관의 수분을 포집한다. 상기 포집된 수분은 드레인관과 및 드레인 펌프를 통해 외부로 배출된다. 상기 드레인 펌프는 수분포집용기의 수분측정센서에 따라 작동되며, 또한 드레인 펌프는 수분만을 외부로 배출한다.
(실시예 3-1) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 투입관(412)에 형성되며, 지상의 실외공기가 투입되는 투입구(414);, 상기 투입구(414)에 형성되며, 모터로 구동되는 투입팬(415);을 포함한다.
투입구는 실외공기를 지하매설관에 공급되며, 투입구에 형성된 투입팬 작동으로 실외공기를 지하매설관에 강제송출한다. 투입팬 회전속도는 공기순환기의 제어기로부터 제어된다.
(실시예 3-2) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 투입구(414)에 형성된 투입필터(416);를 포함한다.
실외 이물질의 지하매설관 진입 방지를 위해 투입구에는 투입필터를 장착한다. 투입필터는 외부필터와 내부필터로 구부되며, 외부필터는 낙옆 및 곤충 등의 진입을 차단하며, 내부필터는 미세먼지 등을 차단한다.
(실시예 3-3) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 1-1에 있어서, 상기 투입구(414) 및 상기 투입팬(415) 사이에 형성되며, 상기 투입팬과 연동되어 개폐되는 투입차단댐퍼(417);를 포함한다.
투입팬은 일시적으로 작동된다. 따라서 투입팬 작동중에만 투입구를 개방하며, 작동되지 않는 경우에는 투입구를 폐쇄한다. 이를 위해 투입차단댐퍼를 장착한다. 상기 투입차단댐퍼는 투입팬과 연동된다. 즉, 투입팬이 구동되는 경우에만 투입차단댐퍼가 개방된다.
(실시예 3-4) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 3-1에 있어서, 상기 투입팬은 축류팬 또는 블로워팬으로 형성되는 것을 포함한다.
투입팬은 전동모터로 구동되는 블레이드를 형성한다. 상기 블레이드는 축류팬 또는 블로워팬으로 형성되며, 이는 투입관의 설치위치와 형상적 특징에 따라 선택적으로 적용된다.
(실시예 3-5) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 3-1에 있어서, 상기 투입구의 개구부는 지면으로 형성되는 것을 포함한다.
지상으로 형성된 투입관의 개구부 방향은 지면을 향하며, 이는 우수 등이 쉽게 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.
(실시예 3-6) 본 발명의 지중 열교환 공기순환기는 실시예 3-1에 있어서, 상기 토출관에는 배출팬을 포함한다.
지하매설관은 관으로 형성되며, 공기흐름은 관로 저항을 받는다. 관의 길이가 길면 유동성이 저하된다. 특히 지하매설관이 깊게 매설될 경우 열효율은 좋을 수 있으나, 관로저항이 커지는 문제를 발생한다. 따라서, 유동성을 증대를 위해 배출팬을 토출관에 형성한다. 또한 지하매설관 내부에서 복수의 유동팬을 장착하여 공기 유동성을 증대시킨다. 앞서서 제시한 투입팬, 배출팬, 유동팬은 하나의 제어장치로 구동되며, 이는 공기순환기의 신호에 따라 작동된다.
(실시예 4-1) 본 발명의 지중 열교환 공기순환 방법은 실내공기가 배출덕트로 배출되며, 실외공기가 공급덕트로 공급되며, 배출덕트 및 공급덕트의 열교환기를 거쳐 실외공기가 실내로 진입되는 공급단계(S100);, 상기 공급단계(S100)의 공급덕트 온도 및 실내온도를 측정하며, 온도차이를 판단하는 판단단계(S200);, 상기 판단단계(S200)의 온도차이가 설정치 이상이면 지하매설관의 공기를 공기순환기 공급덕트로 추가공급하는 추가공급단계(S300);을 시계열적으로 형성한다.
(실시예 5-1) 앞서서 제시한 지중 열교환 공기순환 방법의 실시예 4-1에 있어서, 상기 추가공급단계(S300)는 지하매설관의 투입관 및 토출관에 형성된 투입팬 및 토출팬을 구동하며, 투입관의 댐퍼를 개방하며, 공급턱트와 투입관의 밸브가 개방되는 연통단계(S400)를 포함한다.
(실시예 6-1) 앞서서 제시한 지중 열교환 공기순환 방법의 실시예 4-1 또는 실시예 5-1에 있어서, 지하매설관의 수분을 측정하는 단계(S501);, 상기 측정수치가 설정된 수치이상의 경우에만 드레인펌프를 작동하는 펌프구동단계(S502);, 드레임펌프 작동으로 수분을 외부배출하는 배출단계(S503);를 포함한다.
100 : 공급덕트 101 : 공급관
101a : 실외공급관 101b : 실내공급관
102 : 공급팬 103 : 필터
200 : 배출덕트 201 : 배출관
201a : 실외배출관 201b : 실내배출관
202 : 배출팬 300 : 제1열교환기
400 : 제2열교환기 411 : 지하매설관
412 : 투입관 413 : 토출관
414 : 투입구 415 : 투입팬
416 : 투입필터 417 : 투입차단댐퍼
421 : 수분포집용기 422 : 수분측정센서
423 : 드레인관 424 : 드레인펌프
403 : 제1밸브 404 : 제1제어기
405 : 제2밸브 406 : 제2제어기
407 : 지열제어기 408 : 전열판

Claims (6)

  1. 공급관(101)으로 형성되며, 내부에 공급팬(102)이 장착된 공급덕트(100);,
    배출관(201)으로 형성되며, 내부에 배출팬(202)이 장착된 배출덕트(200);,
    상기 공급덕트(1000) 및 상기 배출덕트(200)가 교차되는 제1열교환기(300);,
    양측에 투입관(412) 및 토출관(413)를 형성하며, 지하에 매설되며,
    상기 토출관이 상기 공급관에 연통되는 지하매설관(411);,
    상기 지하매설관에 형성되는 제2열교환기(400);를 포함하는 지중 열교환 공기순환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2열교환기(400)는 상기 지하매설관(411) 외경에 형성되며, 복수로 형성되며, 균일간격으로 배치되는 전열판(408);을 포함하는 지중 열교환 공기순환기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 투입관(412)에 형성되며, 지상의 실외공기가 투입되는 투입구(414);,
    상기 투입구(414)에 형성되며, 모터로 구동되는 투입팬(415);을 포함하는 지중 열교환 공기순환기.
  4. 실내공기가 배출덕트로 배출되며, 실외공기가 공급덕트로 공급되며, 배출덕트 및 공급덕트의 열교환기를 거쳐 실외공기가 실내로 진입되는 공급단계(S100);,
    상기 공급단계(S100)의 공급덕트 온도 및 실내온도를 측정하며, 온도차이를 판단하는 판단단계(S200);,
    상기 판단단계(S200)의 온도차이가 설정치 이상이면 지하매설관의 공기를 공기순환기 공급덕트로 추가공급하는 추가공급단계(S300);을 포함하는 지중 열교환 공기순환방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 추가공급단계(S300)는 지하매설관의 투입관 및 토출관에 형성된 투입팬 및 토출팬을 구동하며, 투입관의 댐퍼를 개방하며, 공급턱트와 투입관의 밸브가 개방되는 연통단계(S400)를 포함하는 지중 열교환 공기순환방법.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    지하매설관의 수분을 측정하는 단계(S501);,
    상기 측정수치가 설정된 수치이상의 경우에만 드레인펌프를 작동하는 펌프구동단계(S502);,
    드레임펌프 작동으로 수분을 외부배출하는 배출단계(S503);를 포함하는 지중 열교환 공기순환방법.

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080088376A (ko) 2007-03-29 2008-10-02 서성일 지열과 지습을 이용한 공조순환장치
KR20100025152A (ko) 2008-08-27 2010-03-09 주식회사 에이알테크 자연공조지열시스템을 활용한 실내건물의 냉난방시스템
KR101385936B1 (ko) 2010-09-30 2014-04-16 코오롱글로벌 주식회사 지열을 이용한 실내의 공조 시스템
KR101455241B1 (ko) 2013-10-31 2014-11-07 주식회사 백합상사 지열을 이용하는 냉난방 및 공기순환시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080088376A (ko) 2007-03-29 2008-10-02 서성일 지열과 지습을 이용한 공조순환장치
KR20100025152A (ko) 2008-08-27 2010-03-09 주식회사 에이알테크 자연공조지열시스템을 활용한 실내건물의 냉난방시스템
KR101385936B1 (ko) 2010-09-30 2014-04-16 코오롱글로벌 주식회사 지열을 이용한 실내의 공조 시스템
KR101455241B1 (ko) 2013-10-31 2014-11-07 주식회사 백합상사 지열을 이용하는 냉난방 및 공기순환시스템

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