KR20200122855A - 열교환 환기시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

열교환 환기시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

전열교환기(10) 내에 실내외 공기질을 측정할 수 있는 센서모듈들을 배치하고 상기 센서모듈들의 측정결과를 바탕으로 클리닝 모드, 환기 모드, 청정 모드 등의 작동 모드를 정밀하게 제어함으로써, 기준치 이상의 미세먼지와 유해가스를 완벽하게 차단할 수 있을 뿐만아니라, 초기 작동시 자가 운전이 가능하여 장비내에 잔류하는 먼지 등의 이물질이 실내로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 열교환 환기시스템 및 그 제어방법이 개시된다. 전열교환기(10)의 본체(20) 내부 공간은 복수의 내부 격벽(26a,26b)에 의해서 4개의 컴파트먼트(41,42,43,44)로 분할하고, 본체(20)의 내부 중앙위치에 마련된 공간에는 전열교환소자(30)가 배치되며, 제1 컴파트먼트(41) 내에는 급기팬(SA FAN)(51)이 배치되고, 제2 컴파트먼트(42) 내에는 배기팬(EA FAN)(52)이 배치되며, 제3 컴파트먼트(43) 내에는 외기 이오나이저(OA Ionizer)(53)와 외기 센서모듈(63)이 배치되고, 제4 컴파트먼트(44) 내에는 환기 이오나이저(RA Ionizer)(54)와 내기 센서모듈(64)이 배치된다.

Description

열교환 환기시스템 및 그 제어방법{Heat recovery ventilation system and a method of controlling the same}
본 발명은 열교환 환기시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전열교환기 내에 실내외 공기질을 측정할 수 있는 센서모듈들을 배치하고 상기 센서모듈들의 측정결과를 바탕으로 클리닝 모드, 환기 모드, 청정 모드 등의 작동 모드를 정밀하게 제어함으로써, 기준치 이상의 미세먼지와 유해가스를 완벽하게 차단할 수 있을 뿐만아니라, 초기 작동시 자가 운전이 가능하여 장비내에 잔류하는 먼지 등의 이물질이 실내로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 열교환 환기시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근, 도시의 인구 밀집으로 인한 차량증가에 따른 미세먼지가 중요한 대기 오염물질로 대두되기 시작하였고 자주 환경기준을 초과하고 있는 실정이다. 미세먼지는 2.5um이하의 먼지로서 머리카락의 굵기보다 아주 적기 때문에 육안으로는 식별이 불가능하고, 사람이 단기적 또는 장기적으로 미세먼지에 노출되었을 경우에는 사망률이 증가되는 것으로 알려져 있다. 또한, 어린이는 물론이고 성인의 호흡기 질환을 유발할 수 있고, 야외활동을 제한하게 되는등 일상적인 경제활동에도 악영향을 끼치고 있다.
이러한 도시의 대기환경에서는 쾌적한 주거환경을 구현하기 위하여 공조설비나 전열교환기를 이용한 온도 제어기술과, 이산화탄소(CO2) 흡착설비나 환기설비를 이용한 이산화탄소(CO2) 제어기술이 공조기술로서 중요시 되고 있다. 이중에서 전열교환기는 환기할 때 손실되는 현열과 잠열을 회수하기 위한 장치로서 압력손실을 줄이기 위하여 허니컴 타입을 취하고 있으며, 실내공기와 실외공기는 서로 섞이지 않도록 설계되어 있다. 현열은 실내공기와 실외공기의 온도차에 의해 허니컴의 벽을 통해 회수되며, 잠열은 허니컴에 코팅되거나 함침된 흡습제 또는 제습제에 의해 회수된다.
이와같은 전열교환기와 환기시스템을 결합한 열교환 환기시스템은 공기가 매질이 되어 공기와 공기가 서로 열교환할 수 있도록 고안된 시스템을 일컫는다. 건물에서 기계적 환기를 실시하는 경우, 건물로 유입되는 외기는 각각의 룸으로 공급되기 전에 전열교환기를 통과하게 되며, 이때 각각의 룸으로 부터 배출된 공기가 배기되기 전에 도입외기를 예열하거나 예냉하게 된다. 이러한 열교환 환기시스템을 사용하게 되면, 배기될 공기로부터 열을 회수함으로써, 환기로 인해 증가하는 냉방부하 또는 난방부하를 감소시켜서 에너지를 절감할 수 있다.
관련업계에서는 전열교환기의 구조를 개선하여 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 실내 공기의 질을 개선하기 위한 다양한 연구들이 이루어지고 있다. 예를 들면, 대한민국 등록특허 제10-1630580호(등록일자: 2016년 06월 08일)에는 전열교환 유닛측으로 공기가 고르게 유입되도록 안내하여 실내측으로 신선하고 시원한 외부공기를 공급하기 위한 전열교환 환기장치 및 이를 이용한 환기시스템이 개시된 바 있다.
상기 등록특허에 따르면, 전열교환 환기장치를 구성하는 케이스(100)의 모서리 부분에 외부공기가 유입되는 외부공기 유입관(111), 외부 공기 배출관(112), 실내공기 유입관(113), 실내공기 배출관(114)을 각각 배치하였고, 전열교환유닛(200)쪽으로 안내되는 공기의 유로를 직선방향으로 형성하여 공기가 고르게 유입될 수 있도록 하였다. 또한, 외부공기 유입관(111)과 전열교환유닛(200) 사이에 외부공기 출입문(310)을 설치하였고, 그 인접위치에 바이패스 출입문(330)을 설치하였으며, 선택적으로 외부공기를 바이패스 시킬 수 있도록 바이패스 격벽(130)을 추가로 설치하였다.
그런데, 이러한 구조의 전열교환 환기장치 및 이를 이용한 환기시스템에서는, 열교환기측으로 안내되는 공기의 유로를 직선형으로 만들어서 외부공기의 유입효율을 향상시킬 수는 있으나, 최근에 문제가 되고 있는 미세먼지의 유입을 효과적으로 차단하는데에는 그 구조 및 운용방식에 있어서 한계가 있다. 또한, 유입되는 외부공기를 가열하기 위한 발열수단과 제습 유닛 및 공기청정 유닛을 별도로 설치하였기 때문에 상대적으로 구조가 복잡하고 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다. 게다가, 전열교환 환기장치의 미작동시 전열교환 환기장치 내부에 잔류하고 있던 먼지 등의 이물질이 전열교환장치가 작동할 때 그대로 실내로 유입될 수 있는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1630580호(등록일자: 2016년 06월 08일) 대한민국 공개실용신안공보 제20-2018-0003341호(공개일자: 2018년 11월 28일) 대한민국 등록특허 제10-1153398호(등록일자: 2012년 05월 30일)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전열교환기 내에 실내외 공기질을 측정할 수 있는 센서모듈들을 배치하고 상기 센서모듈들의 측정결과를 바탕으로 클리닝 모드, 환기 모드, 청정 모드 등의 작동 모드를 정밀하게 제어함으로써, 기준치 이상의 미세먼지와 유해가스를 완벽하게 차단할 수 있을 뿐만아니라, 초기 작동시 자가 운전이 가능하여 장비내에 잔류하는 먼지 등의 이물질이 실내로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 열교환 환기시스템 및 그 제어방법을 제공하려는 것이다.
전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서, 제1의 양태에 따르면, 본 발명은,
바닥과 측벽 및 상부 덮개로 구성된 본체를 갖는 전열교환기, 실내의 온도와 습도 등을 제어하기 위한 룸 컨트롤러, 실내의 일산화탄소(CO) 농도를 감지하기 위한 CO 센서, 및 상기 전열교환기를 제어하는 메인 컨트롤러를 포함하는 열교환 환기시스템에 있어서,
상기 본체의 내부공간에는 복수의 내부 격벽이 상기 본체의 내부 중앙위치에서 길이방향과 폭방향으로 가로지르도록 연장 배치되고, 상기 본체의 내부 중앙위치에서 상기 내부 격벽들이 서로 만나는 지점에는 별도의 공간이 마련되고 이 공간에는 전열교환소자가 배치되며;
상기 전열교환소자의 점유공간을 제외하고 상기 본체의 내부공간은 상기 바닥과 상기 측벽 및 상기 내부 격벽에 의해서 제1 컴파트먼트(first compartment), 제2 컴파트먼트(second compartment), 제3 컴파트먼트(third compartment) 및 제4 컴파트먼트(forth compartment)로 분할되며,
상기 내부 격벽들중 상기 제1 컴파트먼트와 상기 제2 컴파트먼트 사이의 경계를 이루고 계속해서 상기 제3 컴파트먼트와 상기 제4 컴파트먼트 사이의 경계를 이루는 제1 내부 격벽을 기준으로 하여, 상기 제2 컴파트먼트와 상기 제3 컴파트먼트는 실외쪽으로 노출되고 상기 제1 컴파트먼트와 상기 제4 컴파트먼트는 실내쪽으로 노출되도록 설치되고,
상기 제1 컴파트먼트 내에는 급기팬(SA FAN)이 배치되고, 상기 제2 컴파트먼트 내에는 배기팬(EA FAN)이 배치되며, 상기 제3 컴파트먼트 내에는 외기 이오나이저(OA Ionizer)와 외기 센서모듈이 배치되고, 상기 제4 컴파트먼트 내에는 환기 이오나이저(RA Ionizer)와 내기 센서모듈이 배치된 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템을 제공한다.
상기 제1 컴파트먼트에 인접한 상기 측벽의 일측에는 상기 본체 내로 흡입된 실외공기를 실내로 공급하는 외기공급포트(SA)가 설치되고, 상기 제2 컴파트먼트에 인접한 상기 측벽의 일측에는 상기 본체 내로 흡입된 실내 공기를 실외로 배출하는 내기배출포트(EA)가 설치되며, 상기 제3 컴파트먼트에 인접한 상기 측벽의 일측에는 실외 공기를 상기 본체 내로 흡입하는 외기흡입포트(OA)가 설치되고, 상기 제4 컴파트먼트에 인접한 상기 측벽의 일측에는 실내 공기를 상기 본체 내로 흡입하는 내기흡입포트(RA)가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 외기공급포트에는 상기 급기팬(SA FAN)이 연통하도록 배치되고, 상기 제1 컴파트먼트 내에서 상기 내부 격벽들중 상기 제1 컴파트먼트와 상기 제4 컴파트먼트 사이의 경계를 이루는 제2 내부 격벽 인접위치에는 제1 헤파필터가 배치되며, 상기 내기배출포트에는 상기 배기팬(EA FAN)이 연통하도록 배치되고, 상기 외기흡입포트에는 외기를 장치내로 도입하기 위한 외기모터댐퍼(OA MD)가 설치되며, 상기 제3 컴파트먼트 내에서 상기 전열교환소자의 인접위치에는 프리필터가 배치되고, 상기 제4 컴파트먼트 내에서 상기 전열교환소자의 인접위치에는 제2 헤파필터가 배치되며, 상기 제4 컴파트먼트 내에서 상기 제2 내부 격벽 인접위치에는 청정 모터댐퍼가 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 제2의 양태에 따르면, 본 발명은,
상기 전열교환기의 초기 구동시, 상기 룸 컨트롤러로부터 전달되는 입력신호를 기초로 상기 메인 컨트롤러가 환기모드로의 작동명령 접수 여부를 판단하는 단계(S10);
환기모드로의 작동명령이 접수된 경우, 기 설정된 초기작동모드에 따라서 상기 전열교환기의 클리닝 모드를 실행하는 단계(S11);
상기 단계(S11)를 수행함과 동시에 상기 메인 컨트롤러가 상기 클리닝 모드의 운용시간(t1)이 30초를 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S20);
상기 클리닝 모드의 운용시간(t1)이 30초를 경과한 경우, 상기 전열교환기의 약 환기 모드를 실행하는 단계(S21);
상기 단계(S21)를 수행함과 동시에 하면서 상기 메인 컨트롤러가 상기 CO 센서에 의해서 감지된 내기 CO 농도가 15ppm 이상인지 여부를 판단하는 단계(S30);
상기 내기 CO 농도가 15ppm 이상인 경우, 상기 전열교환기의 강 환기 모드를 실행하는 단계(S31);
상기 단계(S31)를 수행함과 동시에 상기 메인 컨트롤러가 상기 강 환기 모드의 운용시간(t2)이 10분을 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S40);
상기 강 환기 모드의 운용시간(t2)이 10분을 경과한 경우, 상기 전열교환기의 중 환기 모드를 실행하는 단계(S41);
상기 단계(S41)를 수행함과 동시에 상기 메인 컨트롤러가 상기 중 환기 모드의 운용시간(t3)이 15분을 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S50);
상기 중 환기 모드의 운용시간(t3)이 15분을 경과한 경우, 다시 약 환기 모드를 실행하는 단계(S51);
상기 단계(S51) 후에, 상기 메인 컨트롤러는 내기 CO2 농도가 1,000ppm 이상인지 여부를 판단하는 단계(S60);
상기 내기 CO2 농도가 1,000ppm 이상인 경우, 중 환기 모드를 실행하는 단계(S61);
상기 메인 컨트롤러는 중 환기 모드의 운용시간(t4)이 5분을 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S70);
상기 중 환기 모드의 운용시간(t4)이 5분을 경과한 경우, 다시 약 환기 모드를 실행하는 단계(S71);
상기 단계(S71) 후에, 상기 메인 컨트롤러는 외기 미세먼지 농도가 250㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하는 단계(S80);
상기 외기 미세먼지 농도가 250㎍/㎥ 이상인 경우, 상기 전열교환기의 청정 모드를 실행하는 단계(S81);
상기 단계(S81) 후에, 상기 메인 컨트롤러는 내기 VOC 농도가 100㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하는 단계(S90);
상기 내기 VOC 농도가 100㎍/㎥ 이상인 경우, 약 환기 모드를 실행하는 단계(S91);
상기 단계(S91) 후에, 상기 메인 컨트롤러는 외기 온도가 -15℃ 이하인지 여부를 판단하는 단계(S100);
상기 외기 온도가 -15℃ 이하인 경우, 청정 모드를 실행하는 단계(S101);
상기 단계(S101) 후에, 상기 메인 컨트롤러는 내기 미세먼지 농도가 150㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하는 단계(S110); 그리고
상기 내기 미세먼지 농도가 150㎍/㎥ 이상인 경우, 상기 약 환기 모드를 실행하는 단계(S111); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템의 제어방법을 제공한다.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전열교환기의 내부공간을 4개의 컴파트먼트로 분할하고 외기 도입구측과 환기 도입구측에 각각 실내외 공기질을 측정할 수 있는 센서모듈들을 배치하고 상기 센서모듈들의 측정결과를 바탕으로 전열교환기의 클리닝 모드, 환기 모드, 청정 모드 등의 작동 모드를 정밀하게 제어함으로써, 기준치 이상의 미세먼지와 유해가스를 완벽하게 차단할 수 있다. 또한, 초기 작동시 기 설정된 작동모드에 따라서 자가 운전이 가능하여 장비내에 잔류하는 먼지 등의 이물질이 실내로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 전열교환기 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1에 도시된 전열교환기와 연관된 열교환 환기시스템의 회로도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 작동 모드중 클리닝 모드를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 작동 모드중 환기 모드를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 작동 모드중 청정 모드를 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템 및 그 제어방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 전열교환기 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 전열교환기(10)는 함체형상의 본체(20)를 구비한다. 본체(20)는 바닥(22)과 측벽(24) 및 상부 덮개(도시되지 않음)로 구성된다. 측벽(24)의 상부에는 상부덮개가 개폐가능하게 장착된다. 설명의 편의를 위하여, 도면에서는 상부 덮개를 생략하여 나타내었다. 바닥(22)과 측벽(24)에 의해서 한정되는 본체(20)의 내부공간에는 복수의 내부 격벽(26a,26b)이 배치된다. 바람직하게는, 내부 격벽(26a,26b)은 본체(20)의 내부 중앙위치에서 길이방향과 폭방향으로 가로지르도록 연장 배치된다. 이때, 본체(20)의 내부 중앙위치에서 내부 격벽들(26a,26b)이 서로 만나는 지점에는 별도의 공간이 마련되고, 이 공간에는 전열교환소자(30)가 배치된다. 전열교환소자(30)는 온도차가 있는 실내 및 실외 공기를 서로 다른 유로로 통하게 하되, 서로 다른 유로의 층을 형성하는 고효율의 열교환 막에 의하여 잠열을 교환하는 습기와 현열을 교환하는 열에 의해 전열 교환을 일으키도록 한다.
전열교환소자(30)의 점유공간을 제외하고 본체(20)의 내부공간은 바닥(22)과 측벽(24) 및 내부 격벽(26a,26b)에 의해서 4개의 공간으로 분할되는데, 이 5개의 공간은 제1 컴파트먼트(first compartment)(41), 제2 컴파트먼트(second compartment)(42), 제3 컴파트먼트(third compartment)(43) 및 제4 컴파트먼트(forth compartment)(44)로 구분하여 나타낼 수 있다. 전열교환기(10)는, 내부 격벽들(26a,26b)중 제1 컴파트먼트(41)와 제2 컴파트먼트(42) 사이의 경계를 이루고 계속해서 제3 컴파트먼트(43)와 제4 컴파트먼트(44) 사이의 경계를 이루는 제1 내부 격벽(26a)을 기준으로 하여, 제2 컴파트먼트(42)와 제3 컴파트먼트(43)는 실외쪽으로 노출되고 제1 컴파트먼트(41)와 제4 컴파트먼트(44)는 실내쪽으로 노출되도록 설치된다.
제1 컴파트먼트(41) 내에는 급기팬(SA FAN)(51)이 배치되고, 제2 컴파트먼트(42) 내에는 배기팬(EA FAN)(52)이 배치되며, 제3 컴파트먼트(43) 내에는 외기 이오나이저(OA Ionizer)(53)와 외기 센서모듈(63)이 배치되고, 제4 컴파트먼트(44) 내에는 환기 이오나이저(RA Ionizer)(54)와 내기 센서모듈(64)이 배치된다. 상기 외기 이오나이저(OA Ionizer)(53)는 살균 및 제균을 위한 클린모드, 환기 및 음이온 청정의 이온 모드로 선택적으로 작동할 수 있으며, 배기운전시에는 클린모드로 작동하게 된다. 상기 환기 이오나이저(RA Ionizer)(54)는 클린모드 및 이온 모드로 선택적으로 작동할 수 있다. 상기 외기 센서모듈(63)은 온도와 먼지를 감지하기 위한 온도센서와 먼지센서의 2종류 센서를 모듈화한 것이다. 상기 내기 센서모듈(64)은 온도, 먼지, CO2, CO, VOC(Volatile organic chemical)를 감지할 수 있는 5종류의 센서를 모듈화한 것이다.
제1 컴파트먼트(41)에 인접한 측벽의 일측에는 본체(20) 내로 흡입된 실외공기를 실내로 공급하는 외기공급포트(SA)(71)가 설치된다. 외기공급포트(71)에는 급기팬(SA FAN)(51)이 연통하도록 배치된다. 제1 컴파트먼트(41) 내에서 상기 내부 격벽들(26a,26b)중 제1 컴파트먼트(41)와 제4 컴파트먼트(44)의 경계를 이루는 제2 내부 격벽(26b) 인접위치에는 제1 헤파필터(91)가 배치된다.
제2 컴파트먼트(42)에 인접한 측벽의 일측에는 본체(20) 내로 흡입된 실내 공기를 실외로 배출하는 내기배출포트(EA)(72)가 설치된다. 내기배출포트(72)에는 배기팬(EA FAN)(52)이 연통하도록 배치된다. 제3 컴파트먼트(43)에 인접한 측벽의 일측에는 실외 공기를 본체(20) 내로 흡입하는 외기흡입포트(OA)(73)가 설치된다. 외기흡입포트(73)에는 외기를 장치내로 도입하기 위한 외기모터댐퍼(OA MD)(83)가 설치된다. 제3 컴파트먼트(43) 내에서 앞서 언급한 전열교환소자(30)의 인접위치에는 프리필터(93)가 배치된다. 제4 컴파트먼트(44)에 인접한 측벽의 일측에는 실내 공기를 본체(20) 내로 흡입하는 내기흡입포트(RA)(74)가 설치된다.
제4 컴파트먼트(44) 내에서 앞서 언급한 전열교환소자(30)의 인접위치에는 제2 헤파필터(94)가 배치된다. 제4 컴파트먼트(44) 내에서 상기 내부 격벽(26a,26b)중 제1 컴파트먼트(41)와 제4 컴파트먼트(44)의 경계가 되는 제2 내부 격벽(26b) 인접위치에는 청정 모터댐퍼(84)가 배치된다.
이와 같이 구성된 열교환 환기시스템의 전열교환기(10)는 내기흡입포트(RA)(74) 및 내기배출포트(EA)(72)를 통해 실내 공기를 실외로 배출하고 외기흡입포트(OA)(73) 및 외기공급포트(SA)(71)를 통해 신선한 실외공기를 실내로 공급할 수 있다. 외기는 실외 공기일 수 있으며, 일반적으로 온도가 낮고 이산화탄소(CO2)의 함량이 낮을 수 있다. 반면에, 실내공기는 실내에서 거주 및 활동하는 사람들의 체온 등에 의해 온도가 상대적으로 높을 수 있으며, 사람들의 호흡에 의해 이산화탄소(CO2)의 함량이 높을 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전열교환기(10)와 연관된 열교환 환기시스템의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 상기 열교환 환기시스템은 전술한 바와 같이 구성된 전열교환기(10) 이외에 공기조화기(도시되지 않음), 실내의 온도와 습도 등을 제어하기 위한 룸 컨트롤러(110), 실내의 일산화탄소(CO) 농도를 감지하기 위한 CO 센서(120), 상기 룸 컨트롤러(110), 상기 외기 센서모듈(63), 상기 내기 센서모듈(64) 및 상기 CO 센서(120)로부터 전송되는 데이터를 기초로 상기 공기조화기(도시되지 않음)와 상기 전열교환기(10)를 제어하는 메인 컨트롤러(130)를 포함한다.
상기 공기조화기는 공기의 정화, 냉각 및 가열, 감습 및 가습 등의 기능을 발휘하는 각종 기기로서, 여름에는 깨끗하고 건조한 찬 공기를 겨울에는 알맞은 습도의 더운 공기를 공급하여 실내를 항시 쾌적하게 만들기 위한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템에서 사용되는 공기조화기는 공지의 기기들을 사용하므로 그 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다.
위에서 설명한 바 있는 상기 전열교환기(10)는 본체(20) 내부에 실외공기를 실내로 안내하는 흡입유로(SFP)(도 4 참조)와 실내공기를 실외로 안내하는 배출유로(EFP)(도 4 참조)가 대각선으로 교차하도록 제공된다. 상세하게는, 외기 흡입포트(OA)(73)와 외기 공급포트(SA)(71)가 흡입유로(SFP)에 의해 연결되어 있고, 내기 흡입포트(RA)(74)와 내기배출포트(72)가 배출유로(EFP)에 의해 연결되어 있다. 흡입유로(SFP)와 배출유로(EFP)에 각각 배치된 급기팬(51)과 배기팬(52)의 동작에 따라 실외공기와 실내공기가 각각 흡입유로(SFP)와 배출유로(EFP)를 따라 원활하게 유동함으로써, 실내의 환기가 신속하게 이루어질 수 있도록 구성되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 흡입유로(SFP)와 배출유로(EFP)는 실내로 흡입되는 실외공기와 실외로 배출되는 실내공기가 서로 열교환될 수 있도록 그 중도에서 서로 교차하도록 되어 있으며, 그 교차지점에는 흡입유로(SFP)를 통과하는 공기와 배출유로(EFP)를 통과하는 공기가 서로 혼합되지 않으면서도 서로 열교환 할 수 있게 하는 전열교환소자(30)(도 1 참조)가 배치되어 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 작동 모드중 클리닝 모드(Cleaning Mode)를 나타낸 도면이다. 클리닝 모드란 열교환 환기시스템의 전열교환기(10)를 본격 가동하기 전에 전열교환기(10)의 내부에 잔류하는 먼지 등의 이물질을 제거하고 구성요소들과 필터들의 살균 및 제균을 위해 약 30초 정도 배기하는 동작을 말한다.
도 3을 참조하면, 전열교환기(10)의 작동 모드가 클리닝 모드로 설정되면, 제1 컴파트먼트(41)에 배치된 급기팬(51)의 작동이 중단된 상태하에서 제2 컴파트먼트(42)에 배치된 배기팬(52)이 최대로 작동하게 된다. 이때, 제3 컴파트먼트(43)에서 흡입유로(SFP)상에 배치된 외기 모터댐퍼(83)는 개방되고 외기 이노나이저(53)는 클린모드로 작동하게 된다. 또한, 제4 컴파트먼트(44)에서 흡입유로(SFP)상에 배치된 청정 모터댐퍼(84)는 개방되고 환기 이노나이저(54)는 클린모드로 작동하게 된다.
결과적으로, 외기흡입포트(OA)(73)를 통해서 제3 컴파트먼트(43) 내로 도입된 외기는 화살표로 나타낸 바와 같이 프리필터(93)(도 1 참조) 및 전열교환소자(30)를 통과하여 제1 컴파트먼트(41) 내로 유동하고, 계속해서 제1 헤파필터(도 1 참조) 및 개방된 청정 모터댐퍼(84)를 거쳐서 제4 컴파트먼트(44) 내로 유동하며, 이어서 다시 제2 헤파필터(94) 및 전열교환소자(30)를 통과하여 제2 컴파트먼트(42) 내로 유동한 다음, 내기배출포트(EA)(72)를 거쳐서 외부로 배출된다. 바람직하게는, 약 30초 동안 진행되는 클리닝 모드에 의해서 장비 내부에 잔류해 있던 먼지가 제거될 뿐만아니라 구성부품들 및 필터에 대한 살균 및 제균이 이루어지게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 작동 모드중 환기 모드를 나타낸 도면이다. 환기 모드란, 실내에서 거주 및 활동하는 사람들의 체온 등에 의해 온도가 상대적으로 높고 이산화탄소(CO2)의 함량이 높은 실내공기를 상대적으로 온도가 낮고 이산화탄소(CO2)의 함량이 낮아서 쾌적한 외부공기로 환기 시키기 위하여 열교환 환기시스템의 전열교환기(10)를 본격 가동하는 작동 모드라 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 전열교환기(10)의 작동 모드가 환기 모드로 설정되면, 제1 컴파트먼트(41)에 배치된 급기팬(51)과 제2 컴파트먼트(42)에 배치된 배기팬(52)이 사용자가 룸 컨트롤러(110)를 조작하여 선택한 값에 따라 적당한 풍량을 공급하도록 모두 작동하게 된다. 이때, 제3 컴파트먼트(43)에서 흡입유로(SFP)상에 배치된 외기 모터댐퍼(83)는 개방되고 외기 이노나이저(53)는 이온 모드로 작동하게 된다. 또한, 제4 컴파트먼트(44)에서 흡입유로(SFP)상에 배치된 청정 모터댐퍼(84)는 폐쇄되고 환기 이노나이저(54)는 클린모드로 작동하게 된다.
결과적으로, 외기흡입포트(OA)(73)를 통해서 제3 컴파트먼트(43) 내로 도입된 외기는 화살표로 나타낸 바와 같이 프리필터(93)(도 1 참조) 및 전열교환소자(30)를 통과하여 제1 컴파트먼트(41) 내로 유동하고, 계속해서 급기팬(51) 및 외기공급포트(SA)(71)를 거쳐서 건물의 실내로 공급된다. 실내를 순환하고난 공기는 내기흡입포트(RA)(74)를 거쳐서 제4 컴파트먼트(44) 내로 도입된 후 다시 제2 헤파필터(94) 및 전열교환소자(30)를 통과하여 제2 컴파트먼트(42) 내로 유동한 다음, 배기팬(52)과 내기배출포트(EA)(72)를 거쳐서 외부로 배출된다. 이와 같은 환기 모드에 의해 실내의 환기가 신속하게 이루어질 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 작동 모드중 청정 모드를 나타낸 도면이다.
청정 모드란, 실내 공기와 실외 공기 사이에 열교환 없이 실내 공기를 청정한 상태로 유지시키기 위한 작동 모드라 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전열교환기(10)의 작동 모드가 청정 모드로 설정되면, 제2 컴파트먼트(42)에 배치된 배기팬(52)의 작동이 중단된 상태하에서 제1 컴파트먼트(41)에 배치된 급기팬(51)은 사용자가 룸 컨트롤러(110)를 조작하여 선택한 값에 따라 적당한 풍량을 공급하도록 작동하게 된다. 이때, 제3 컴파트먼트(43)에서 흡입유로(SFP)상에 배치된 외기 모터댐퍼(83)는 폐쇄되고 외기 이노나이저(53)는 이온 모드로 작동하게 된다. 또한, 제4 컴파트먼트(44)에서 흡입유로(SFP)상에 배치된 청정 모터댐퍼(84)는 개방되고 환기 이노나이저(54)는 이온 모드로 작동하게 된다.
결과적으로, 전열교환기(10)의 본체(20) 내로 외기는 공급되지 않는 상태하에서 실내를 순환한 공기가 전열교환기(10)를 거쳐서 정화되어 다시 실내로 공급되는 것이다. 상세하게는, 실내를 순환하고난 공기는 내기흡입포트(RA)(74)를 거쳐서 제4 컴파트먼트(44) 내로 도입된 후 청정 모터댐퍼(84) 및 제1 헤파필터(91)(도 1 참조)를 거쳐서 제2 컴파트먼트(42) 내로 유동한 다음, 급기팬(51)과 외기공급포트(SA)(71)를 거쳐서 실내로 배출된다.
한편, 이와 같이 작동하는 전열교환기(10) 이외에, 메인 컨트롤러(130)는 예를 들어 여름철에 내기 센서모듈(64)에 의해서 측정된 실내온도가 실내 냉방을 위하여 설정된 실내온도보다 높으면 공기조화기(도시되지 않음)에 냉방운전 신호를 보내서 냉방운전을 수행하게 하며, 이와는 반대로, 예를 들어 겨울철에 내기 센서모듈(64)에 의해서 측정된 실내온도가 실내 난방을 위하여 설정된 실내온도보다 낮으면 공기조화기(도시되지 않음)에 난방운전 신호를 보내서 난방운전을 수행하게 한다.
또한, 메인 컨트롤러(130)는 CO 센서(120)에서 측정된 일산화탄소(CO) 농도가 기 설정되어 있는 실내 일산화탄소(CO) 농도 기준치를 초과하면, 전열교환기(20)를 제어하여 앞서 설명한 바와 같이 환기 모드를 수행하게 하여 실내공기를 환기하도록 한다.
하기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환 환기시스템의 제어방법에 대해 설명한다.
상기 열교환 환기시스템은 전열교환기(10)의 제3 컴파트먼트(43) 내에 설치한 외기 센서모듈(63)과, 제4 컴파트먼트(44) 내에 설치한 내기 센서모듈(64)과, 실내에 설치한 CO 센서(120)로부터 전달되는 감지신호를 기초로 하여 전열교환기(10)의 작동을 제어하게 된다. 상기 외기 센서모듈(63)은 외기의 온도와 먼지를 감지한 감지신호를 메인 컨트롤러(130)로 전달하며, 상기 내기 센서모듈(64)은 내기의 온도, 먼지, CO2, CO, VOC(Volatile organic chemical)를 감지한 감지신호를 메인 컨트롤러(130)로 전달한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열교환 환기시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 만일 사용자가 실내환기를 목적으로 룸 컨트롤러(110)를 조작하여 환기에 해당하는 작동버튼을 누르게 되면, 메인 컨트롤러(130)로 작동신호가 전달되고, 메인 컨트롤러(130)는 환기를 위한 작동신호 명령 여부를 판단한다(= 단계 S10).
환기모드로의 작동명령이 접수되면, 전열교환기(10)의 초기 작동시, 기 설정된 작동모드에 따라서 전열교환기(10)의 클리닝 모드(cleaning mode)가 실행된다(= 단계 S11). 앞서 설명한 바와 같이, 클리닝 모드는 전열교환기(10)를 본격 가동하기 전에 전열교환기(10)의 내부에 잔류하는 먼지 등의 이물질을 제거하고 구성요소들과 필터들의 살균 및 제균을 위해 약 30초 정도 배기하는 동작을 말한다.
전열교환기(10)의 작동모드가 클리닝 모드로 설정되면, 급기팬(51)의 작동이 중단된 상태하에서 배기팬(52)이 최대로 작동하게 되고, 외기 모터댐퍼(83)는 개방되고 외기 이노나이저(53)는 클린모드로 작동하게 된다. 또한, 청정 모터댐퍼(84)는 개방되고 환기 이노나이저(54)는 클린모드로 작동하게 된다. 이와 같은 클리닝 모드는 테스트 결과 약 30초 정도 가동시키면, 장비 내에 잔류해있던 먼지 등의 이물질을 제거할 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 상기 클리닝 모드의 운용시간(t1)이 30초를 경과하였는지 판단하고(= 단계 S20), 30초를 경과하게 되면 자동적으로 약환기 모드를 실행하게 된다(= 단계 S21). 앞서 설명한 바와 같이, 환기 모드란, 온도가 상대적으로 높고 이산화탄소(CO2)의 함량이 높은 실내공기를 상대적으로 온도가 낮고 이산화탄소(CO2)의 함량이 낮아서 쾌적한 외부공기로 환기 시키기 위한 전열교환기(10)의 작동 모드라 할 수 있다.
전열교환기(10)의 작동 모드가 환기 모드로 설정되면, 급기팬(51)과 배기팬(52)은 사용자가 룸 컨트롤러(110)를 조작하여 선택한 값에 따라 적당한 풍량을 공급하도록 모두 작동하게 된다. 이때, 외기 모터댐퍼(83)는 개방되고 외기 이노나이저(53)는 이온 모드로 작동하게 된다. 또한, 청정 모터댐퍼(84)는 폐쇄되고 환기 이노나이저(54)는 클린모드로 작동하게 된다.
환기 모드는 급기팬(61)과 배기팬(52)의 RPM을 조절하는 방식으로 그 송풍용량을 제어하여 약 환기 모드, 중 환기 모드 및 강 환기 모드로 다시 세분화하여 운용할 수 있다. 즉, 메인 컨트롤러(130)는 외기 센서모듈(63), 내기 센서모듈(64), 실내의 CO 센서(120)가 감지하여 전달하는 정보, 즉 온도, 먼지 농도, CO2 농도, CO 농도, VOC(Volatile organic chemical) 농도를 기설정된 목표값과 비교하여 약 환기 모드, 중 환기 모드 및 강 환기 모드를 실행하게 되는 것이다.
비교의 우선 순위는, 먼저 실내에 설치된 CO 센서(120)에 의해서 감지된 내기 CO 농도가 15ppm 이상인지 여부를 판단한다(= 단계 S30). 만일, 내기 CO 농도가 15ppm 이상이면, 상기 전열교환기(10)의 강 환기 모드를 실행한다(= 단계 S31). 강 환기 모드는 급기팬(61)과 배기팬(52)의 RPM을 최대로 하여 바람직하게는 10분간 수행하게 된다.
메인 컨트롤러(130)는 상기 강 환기 모드의 운용시간(t2)이 10분을 경과하였는지 판단하고(= 단계 S40), 10분을 경과하게 되면 상기 전열교환기(10)의 중 환기 모드를 실행하게 된다(= 단계 S41). 중 환기 모드는 급기팬(61)과 배기팬(52)의 RPM을 강 환기 모드에 비해서 어느 정도 감소시킨 상태로 하여 바람직하게는 15분간 수행하게 된다.
메인 컨트롤러(130)는 상기 중 환기 모드의 운용시간(t3)이 15분을 경과하였는지 판단하고(= 단계 S50), 15분을 경과하게 되면 다시 약 환기 모드를 실행하게 된다(= 단계 S51). 약 환기 모드는 급기팬(61)과 배기팬(52)의 RPM을 중 환기 모드에 비해서 어느 정도 감소시킨 상태로 하여 수행하게 된다.
다음으로, 메인 컨트롤러(130)는 내기 CO2 농도의 적정성 여부를 판단하게 된다. 하기 표 1은 이산화탄소(CO2)가 인체에 미치는 영향을 농도별로 구분하여 나타낸 것이다.
표 1
Figure pat00001
상기 표 1에서 권고하고 있는 허용치를 감안하여 메인 컨트롤러(130)는 내기 CO2 농도가 1,000ppm 이상인지 여부를 판단하고(= 단계 S60), 만일 내기 CO2 농도가 1,000ppm 이상이면, 중 환기 모드를 실행한다(= 단계 S61). 중 환기 모드는 바람직하게는 5분간 수행하게 된다.
메인 컨트롤러(130)는 내기 CO2 농도의 저감을 위한 중 환기 모드의 운용시간(t4)이 5분을 경과하였는지 판단하고(= 단계 S70), 5분을 경과하게 되면 다시 약 환기 모드를 실행하게 된다(= 단계 S71).
다음으로, 메인 컨트롤러(130)는 외기의 먼지 농도를 기초로 전열교환기(10)의 작동모드를 제어하게 된다. 특히, 미세먼지는 우리나라에서 배출하는 미세먼지 뿐만아니라 중국 등 국외에서 우리나라로 유입되는 더해져서 최근에는 최악의 고농도 미세먼지가 발생하고 있기 때문에, 쾌적한 실내공기의 조성을 위해서는 미세먼지 농도를 정부에서 권고하는 적합한 수치로 유지하는 것이 중요하다.
하기 표 2는 정부에서 미세먼지 농도를 국민들에게 예보하는 기준을 보여주고 있다.
표 2
Figure pat00002
최근 서울의 미세먼지 농도는 "매우 나쁨" 상태가 이어지고 있고, 특히 서룽의 일평균 초미세먼지 농도는 135㎍/㎥을 기록하여 연평균(135㎍/㎥)보다 5배 이상 높은 것으로 관측되었다. 따라서, 외기의 미세먼지 농도를 허용치 이하로 유지하는 것은 매우 중요하다.
메인 컨트롤러(130)는 외기 미세먼지 농도가 250㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하고(= 단계 S80), 만일 외기 미세먼지 농도가 250㎍/㎥ 이상이면, 상기 전열교환기(10)의 청정 모드를 실행한다(= 단계 S81).
전열교환기(10)의 작동 모드가 청정 모드로 설정되면, 배기팬(52)의 작동이 중단된 상태하에서 급기팬(51)은 사용자가 룸 컨트롤러(110)를 조작하여 선택한 값에 따라 적당한 풍량을 공급하도록 작동하게 된다. 이때, 외기 모터댐퍼(83)는 폐쇄되고 외기 이노나이저(53)는 이온 모드로 작동하게 된다. 또한, 청정 모터댐퍼(84)는 개방되고 환기 이노나이저(54)는 이온 모드로 작동하게 된다.
다음으로, 메인 컨트롤러(130)는 내기 VOC 농도가 100㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하고(= 단계 S90), 만일 내기 VOC 농도가 100㎍/㎥ 이상이면, 약 환기 모드를 실행한다(= 단계 S91).
다음으로, 메인 컨트롤러(130)는 외기 온도가 -15℃ 이하인지 여부를 판단하고(= 단계 S100), 만일 외기 온도가 -15℃ 이하이면, 청정 모드를 실행한다(= 단계 S101).
끝으로, 메인 컨트롤러(130)는 내기 미세먼지 농도가 150㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하고(= 단계 S110), 만일 내기 미세먼지 농도가 150㎍/㎥ 이상이면, 약 환기 모드를 실행한다(= 단계 S111).
이상에서 언급한 바와 같은 열교환 환기시스템의 작동을 통해서 실내 공기가 원하는 수준으로 청정해지면, 사용자는 룸 컨트롤러(110)의 버튼을 조작하여 작동중단 명령을 입력하게 되고, 메인 컨트롤러(130)는 환기 중단명령이 접수되었는지 여부를 판단하고(= 단계 S120), 환기 중단명령이 접수된 경우 작동을 중단시키게 된다.
10 : 전열교환기 20 : 본체
24 : 측벽 26a,26b : 격벽
30 : 전열교환소자 41,42,43,44 : 컴파트먼트
51 : 급기팬 52 : 배기팬
53 : 외기 이노나이저 54 : 환기 이노나이저
63 : 외기 센서모듈 64 : 내기 센서모듈
71 : 외기 공급포트 72 : 내기 배출포트
73 : 외기 흡입포트 74 : 내기 흡입포트
83 : 외기 모터댐퍼 84 : 청정 모터댐퍼
91,94 : 헤파필터 93 : 프리필터
110 : 룸 컨트롤러 120 : CO 센서
130 : 메인 컨트롤러 EFP : 배출유로
SFP : 흡입유로

Claims (9)

  1. 바닥(22)과 측벽(24) 및 상부 덮개로 구성된 본체(20)를 갖는 전열교환기(10), 실내의 온도와 습도 등을 제어하기 위한 룸 컨트롤러(110), 실내의 일산화탄소(CO) 농도를 감지하기 위한 CO 센서(120), 및 상기 전열교환기(10)를 제어하는 메인 컨트롤러(130)를 포함하는 열교환 환기시스템에 있어서,
    상기 본체(20)의 내부공간에는 복수의 내부 격벽(26a,26b)이 상기 본체(20)의 내부 중앙위치에서 길이방향과 폭방향으로 가로지르도록 연장 배치되고, 상기 본체(20)의 내부 중앙위치에서 상기 내부 격벽들(26a,26b)이 서로 만나는 지점에는 별도의 공간이 마련되고 이 공간에는 전열교환소자(30)가 배치되며;
    상기 전열교환소자(30)의 점유공간을 제외하고 상기 본체(20)의 내부공간은 상기 바닥(22)과 상기 측벽(24) 및 상기 내부 격벽(26a,26b)에 의해서 제1 컴파트먼트(first compartment)(41), 제2 컴파트먼트(second compartment)(42), 제3 컴파트먼트(third compartment)(43) 및 제4 컴파트먼트(forth compartment)(44)로 분할되며,
    상기 내부 격벽들(26a,26b)중 상기 제1 컴파트먼트(41)와 상기 제2 컴파트먼트(42) 사이의 경계를 이루고 계속해서 상기 제3 컴파트먼트(43)와 상기 제4 컴파트먼트(44) 사이의 경계를 이루는 제1 내부 격벽(26a)을 기준으로 하여, 상기 제2 컴파트먼트(42)와 상기 제3 컴파트먼트(43)는 실외쪽으로 노출되고 상기 제1 컴파트먼트(41)와 상기 제4 컴파트먼트(44)는 실내쪽으로 노출되도록 설치되고,
    상기 제1 컴파트먼트(41) 내에는 급기팬(SA FAN)(51)이 배치되고, 상기 제2 컴파트먼트(42) 내에는 배기팬(EA FAN)(52)이 배치되며, 상기 제3 컴파트먼트(43) 내에는 외기 이오나이저(OA Ionizer)(53)와 외기 센서모듈(63)이 배치되고, 상기 제4 컴파트먼트(44) 내에는 환기 이오나이저(RA Ionizer)(54)와 내기 센서모듈(64)이 배치된 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외기 센서모듈(63)은 온도와 먼지를 감지하기 위한 온도센서와 먼지센서의 2종류 센서를 모듈화한 것이고, 상기 내기 센서모듈(64)은 온도, 먼지, CO2, CO, VOC(Volatile organic chemical)를 감지할 수 있는 5종류의 센서를 모듈화한 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 외기 이오나이저(53)는 살균 및 제균을 위한 클린모드, 환기 및 음이온 청정의 이온 모드로 선택적으로 작동할 수 있고, 상기 환기 이오나이저(54)는 클린모드 및 이온 모드로 선택적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 컴파트먼트(41)에 인접한 상기 측벽(24)의 일측에는 상기 본체(20) 내로 흡입된 실외공기를 실내로 공급하는 외기공급포트(SA)(71)가 설치되고, 상기 제2 컴파트먼트(42)에 인접한 상기 측벽(24)의 일측에는 상기 본체(20) 내로 흡입된 실내 공기를 실외로 배출하는 내기배출포트(EA)(72)가 설치되며, 상기 제3 컴파트먼트(43)에 인접한 상기 측벽(24)의 일측에는 실외 공기를 상기 본체(20) 내로 흡입하는 외기흡입포트(OA)(73)가 설치되고, 상기 제4 컴파트먼트(44)에 인접한 상기 측벽(24)의 일측에는 실내 공기를 상기 본체(20) 내로 흡입하는 내기흡입포트(RA)(74)가 설치된 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 외기공급포트(71)에는 상기 급기팬(SA FAN)(51)이 연통하도록 배치되고, 상기 제1 컴파트먼트(41) 내에서 상기 내부 격벽들(26a,26b)중 상기 제1 컴파트먼트(41)와 상기 제4 컴파트먼트(44) 사이의 경계를 이루는 제2 내부 격벽(26b) 인접위치에는 제1 헤파필터(91)가 배치되며, 상기 내기배출포트(72)에는 상기 배기팬(EA FAN)(52)이 연통하도록 배치되고, 상기 외기흡입포트(73)에는 외기를 장치내로 도입하기 위한 외기모터댐퍼(OA MD)(83)가 설치되며, 상기 제3 컴파트먼트(43) 내에서 상기 전열교환소자(30)의 인접위치에는 프리필터(93)가 배치되고, 상기 제4 컴파트먼트(44) 내에서 상기 전열교환소자(30)의 인접위치에는 제2 헤파필터(94)가 배치되며, 상기 제4 컴파트먼트(44) 내에서 상기 제2 내부 격벽(26b) 인접위치에는 청정 모터댐퍼(84)가 배치된 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전열교환기(10)의 작동 모드가 클리닝 모드(Cleaning Mode)로 설정되면, 상기 급기팬(51)의 작동이 중단된 상태하에서 상기 배기팬(52)이 최대로 작동하게 되고, 상기 외기 모터댐퍼(83)는 개방되고 상기 외기 이노나이저(53)는 클린모드로 작동하게 되며, 상기 청정 모터댐퍼(84)는 개방되고 상기 환기 이노나이저(54)는 클린모드로 작동하게 되고, 이에 의해 상기 외기흡입포트(OA)(73)를 통해서 상기 제3 컴파트먼트(43) 내로 도입된 외기는 상기 프리필터(93) 및 상기 전열교환소자(30)를 통과하여 상기 제1 컴파트먼트(41) 내로 유동하고, 계속해서 상기 제1 헤파필터(91) 및 상기 청정 모터댐퍼(84)를 거쳐서 상기 제4 컴파트먼트(44) 내로 유동하며, 이어서 다시 상기 제2 헤파필터(94) 및 상기 전열교환소자(30)를 통과하여 상기 제2 컴파트먼트(42) 내로 유동한 다음, 상기 내기배출포트(EA)(72)를 거쳐서 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 전열교환기(10)의 작동 모드가 환기 모드로 설정되면, 상기 급기팬(51)과 상기 배기팬(52)은 사용자가 상기 룸 컨트롤러(110)를 조작하여 선택한 값에 따라 풍량을 공급하도록 작동하고, 상기 외기 모터댐퍼(83)는 개방되고 상기 외기 이노나이저(53)는 이온 모드로 작동하게 되며, 상기 청정 모터댐퍼(84)는 폐쇄되고 상기 환기 이노나이저(54)는 클린모드로 작동하게 되며, 이에 의해 상기 외기흡입포트(OA)(73)를 통해서 상기 제3 컴파트먼트(43) 내로 도입된 외기는 상기 프리필터(93) 및 상기 전열교환소자(30)를 통과하여 상기 제1 컴파트먼트(41) 내로 유동하고, 계속해서 상기 급기팬(51) 및 상기 외기공급포트(SA)(71)를 거쳐서 건물의 실내로 공급되며, 실내를 순환하고난 공기는 상기 내기흡입포트(RA)(74)를 거쳐서 상기 제4 컴파트먼트(44) 내로 도입된 후 다시 상기 제2 헤파필터(94) 및 상기 전열교환소자(30)를 통과하여 상기 제2 컴파트먼트(42) 내로 유동한 다음, 상기 배기팬(52)과 상기 내기배출포트(EA)(72)를 거쳐서 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 전열교환기(10)의 작동 모드가 청정 모드로 설정되면, 상기 배기팬(52)의 작동이 중단된 상태하에서 상기 급기팬(51)은 사용자가 상기 룸 컨트롤러(110)를 조작하여 선택한 값에 따라 풍량을 공급하도록 작동하고, 상기 외기 모터댐퍼(83)는 폐쇄되고 상기 외기 이노나이저(53)는 이온 모드로 작동하게 되며, 상기 청정 모터댐퍼(84)는 개방되고 상기 환기 이노나이저(54)는 이온 모드로 작동하게 되며, 이에 의해 외기가 상기 본체(20) 내로 공급되지 않는 상태하에서 실내를 순환하고난 공기는 상기 내기흡입포트(RA)(74)를 거쳐서 상기 제4 컴파트먼트(44) 내로 도입된 후 상기 청정 모터댐퍼(84) 및 상기 제1 헤파필터(91)를 거쳐서 상기 제2 컴파트먼트(42) 내로 유동한 다음, 상기 급기팬(51)과 상기 외기공급포트(SA)(71)를 거쳐서 다시 실내로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 열교환 환기시스템의 제어방법으로서,
    상기 전열교환기(10)의 초기 구동시, 상기 룸 컨트롤러(110)로부터 전달되는 입력신호를 기초로 상기 메인 컨트롤러(130)가 환기모드로의 작동명령 접수 여부를 판단하는 단계(S10);
    환기모드로의 작동명령이 접수된 경우, 기 설정된 초기작동모드에 따라서 상기 전열교환기(10)의 클리닝 모드를 실행하는 단계(S11);
    상기 단계(S11)를 수행함과 동시에 상기 메인 컨트롤러(130)가 상기 클리닝 모드의 운용시간(t1)이 30초를 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S20);
    상기 클리닝 모드의 운용시간(t1)이 30초를 경과한 경우, 상기 전열교환기(10)의 약 환기 모드를 실행하는 단계(S21);
    상기 단계(S21)를 수행함과 동시에 하면서 상기 메인 컨트롤러(130)가 상기 CO 센서(120)에 의해서 감지된 내기 CO 농도가 15ppm 이상인지 여부를 판단하는 단계(S30);
    상기 내기 CO 농도가 15ppm 이상인 경우, 상기 전열교환기(10)의 강 환기 모드를 실행하는 단계(S31);
    상기 단계(S31)를 수행함과 동시에 상기 메인 컨트롤러(130)가 상기 강 환기 모드의 운용시간(t2)이 10분을 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S40);
    상기 강 환기 모드의 운용시간(t2)이 10분을 경과한 경우, 상기 전열교환기(10)의 중 환기 모드를 실행하는 단계(S41);
    상기 단계(S41)를 수행함과 동시에 상기 메인 컨트롤러(130)가 상기 중 환기 모드의 운용시간(t3)이 15분을 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S50);
    상기 중 환기 모드의 운용시간(t3)이 15분을 경과한 경우, 다시 약 환기 모드를 실행하는 단계(S51);
    상기 단계(S51) 후에, 상기 메인 컨트롤러(130)는 내기 CO2 농도가 1,000ppm 이상인지 여부를 판단하는 단계(S60);
    상기 내기 CO2 농도가 1,000ppm 이상인 경우, 중 환기 모드를 실행하는 단계(S61);
    상기 메인 컨트롤러(130)는 중 환기 모드의 운용시간(t4)이 5분을 경과하였는지 여부를 판단하는 단계(S70);
    상기 중 환기 모드의 운용시간(t4)이 5분을 경과한 경우, 다시 약 환기 모드를 실행하는 단계(S71);
    상기 단계(S71) 후에, 상기 메인 컨트롤러(130)는 외기 미세먼지 농도가 250㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하는 단계(S80);
    상기 외기 미세먼지 농도가 250㎍/㎥ 이상인 경우, 상기 전열교환기(10)의 청정 모드를 실행하는 단계(S81);
    상기 단계(S81) 후에, 상기 메인 컨트롤러(130)는 내기 VOC 농도가 100㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하는 단계(S90);
    상기 내기 VOC 농도가 100㎍/㎥ 이상인 경우, 약 환기 모드를 실행하는 단계(S91);
    상기 단계(S91) 후에, 상기 메인 컨트롤러(130)는 외기 온도가 -15℃ 이하인지 여부를 판단하는 단계(S100);
    상기 외기 온도가 -15℃ 이하인 경우, 청정 모드를 실행하는 단계(S101);
    상기 단계(S101) 후에, 상기 메인 컨트롤러(130)는 내기 미세먼지 농도가 150㎍/㎥ 이상인지 여부를 판단하는 단계(S110); 그리고
    상기 내기 미세먼지 농도가 150㎍/㎥ 이상인 경우, 상기 약 환기 모드를 실행하는 단계(S111);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 환기시스템의 제어방법.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112665076A (zh) * 2020-12-26 2021-04-16 兰舍通风系统有限公司 一种康舒智能全热交换新风净化系统
CN112856489A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 宁波方太厨具有限公司 一种用于燃气灶的集热罩及具有该集热罩的燃气灶
KR102304032B1 (ko) * 2020-12-14 2021-09-24 (주)힘펠 바이러스 포집, 필터 살균 기능을 가지는 환기장치 및 그 제어방법
KR102357605B1 (ko) * 2020-10-29 2022-02-08 이영국 환기 장치
KR20220060885A (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 디엘이앤씨 주식회사 안티바이러스 전열교환 환기시스템
KR102413707B1 (ko) * 2021-07-23 2022-06-28 (주)에이피 환기장치 연통형 냉난방유닛 통합시스템
KR20220132157A (ko) * 2021-03-23 2022-09-30 (주)케이에어 차량용 공기질 관리를 위한 폐열회수 및 축열 기능을 갖는 복합형 환기장치
KR20230004987A (ko) * 2021-06-30 2023-01-09 동양하이테크산업주식회사 공기순환부 내부유입공기의 살균부가 구비된 전열교환 환기시스템
KR102601433B1 (ko) * 2023-01-27 2023-11-13 (주)케이에어 수냉식 냉난방 및 바이러스 케어 기능을 갖는 하이브리드 타입의 열회수형 환기장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100119056A (ko) * 2009-04-30 2010-11-09 미래디지털(주) 복합형 전열교환 환기장치
KR101003258B1 (ko) * 2010-08-18 2010-12-21 현대건설주식회사 외기냉방 겸용 전열교환 환기장치
KR101153398B1 (ko) 2011-10-25 2012-06-07 신우공조 주식회사 환기 유니트를 사용한 실내 공기 정화 시스템
KR101630580B1 (ko) 2015-11-17 2016-06-14 남기윤 전열교환 환기장치 및 그를 이용한 환기시스템
KR20160143049A (ko) * 2015-06-04 2016-12-14 주식회사 나노렉스 열교환 환풍기 및 이를 포함한 공기질 관리시스템
KR101841954B1 (ko) * 2017-03-31 2018-03-26 탑에어주식회사 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법
KR20180003341U (ko) 2018-11-22 2018-11-28 주식회사 하츠 열교환 환기시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100119056A (ko) * 2009-04-30 2010-11-09 미래디지털(주) 복합형 전열교환 환기장치
KR101003258B1 (ko) * 2010-08-18 2010-12-21 현대건설주식회사 외기냉방 겸용 전열교환 환기장치
KR101153398B1 (ko) 2011-10-25 2012-06-07 신우공조 주식회사 환기 유니트를 사용한 실내 공기 정화 시스템
KR20160143049A (ko) * 2015-06-04 2016-12-14 주식회사 나노렉스 열교환 환풍기 및 이를 포함한 공기질 관리시스템
KR101630580B1 (ko) 2015-11-17 2016-06-14 남기윤 전열교환 환기장치 및 그를 이용한 환기시스템
KR101841954B1 (ko) * 2017-03-31 2018-03-26 탑에어주식회사 다기능 전열교환기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법
KR20180003341U (ko) 2018-11-22 2018-11-28 주식회사 하츠 열교환 환기시스템

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102357605B1 (ko) * 2020-10-29 2022-02-08 이영국 환기 장치
KR20220060885A (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 디엘이앤씨 주식회사 안티바이러스 전열교환 환기시스템
KR102304032B1 (ko) * 2020-12-14 2021-09-24 (주)힘펠 바이러스 포집, 필터 살균 기능을 가지는 환기장치 및 그 제어방법
CN112665076A (zh) * 2020-12-26 2021-04-16 兰舍通风系统有限公司 一种康舒智能全热交换新风净化系统
CN112856489A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 宁波方太厨具有限公司 一种用于燃气灶的集热罩及具有该集热罩的燃气灶
KR20220132157A (ko) * 2021-03-23 2022-09-30 (주)케이에어 차량용 공기질 관리를 위한 폐열회수 및 축열 기능을 갖는 복합형 환기장치
KR20230004987A (ko) * 2021-06-30 2023-01-09 동양하이테크산업주식회사 공기순환부 내부유입공기의 살균부가 구비된 전열교환 환기시스템
KR102413707B1 (ko) * 2021-07-23 2022-06-28 (주)에이피 환기장치 연통형 냉난방유닛 통합시스템
KR102601433B1 (ko) * 2023-01-27 2023-11-13 (주)케이에어 수냉식 냉난방 및 바이러스 케어 기능을 갖는 하이브리드 타입의 열회수형 환기장치

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