KR20210008756A - 열회수기가 구비되고, 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기 - Google Patents

열회수기가 구비되고, 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열회수기 및 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기에 대한 것으로,
실내에서 공기를 흡입하여 순환시킬 수 있도록 리턴팬(111)을 구비하며 실내 공기를 흡입할 수 있도록 상부에 환기구(112)가 구비된 제1 유닛부(110); 외부에서 유입되는 공기와 상기 제1 유닛부(110)에서 유입되는 공기중의 이부 또는 전부를 배기할때, 배기의 공기열을 회수하는 대향류식 열회수기(121)를 포함하며, 열교환을 마친 실내 공기를 외부로 배기하는 제2 유닛부(120); 공기를 필터링하는 필터모듈(131)이 구비되며, 상기 제2 유닛부(120)를 통해 유입되는 공기를 필터링하도록 상기 제2 유닛부(120)의 하류측에 배치되는 제3 유닛부(130);를 포함하며, 상기 제3 유닛부(130)의 상기 필터모듈(131)은, 다층형으로 상방과 하방 간에 다수로 구비되는 초미세먼지, 박테리아, 바이러스 및 오염물질 등을 필터링하는 헤파필터(HEPA -Filter)가 다층으로 탑재되고 대향류식 열회수기가 장치된 공조기를 제공한다.
따라서, 헤파필터(HEPA-Filter)의 정면면적이 아주 넓으므로 공조기에 필터를 탑재함에 따라 발생될 수 있는 공조기의 정압 손실을 방지하고 공기의 흐름을 원활하게 하며, 풍량이 저하되는 것을 방지하여 온전한 공조기 작동을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

열회수기가 구비되고, 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기{AIR HANDLING UNIT WITH HEAT RECOVERY AND MULTI-STAGES HEPA-FILTER}
본 발명은 열회수기가 구비되고, 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공조기에 구비되는 필터의 구조를 정면면적 개선하여 정압 손실을 줄이고공기 흐름을 원할하게 할 수 있는 헤파필터가 다층으로 탑재되므로서 크린룸 설비에서 헤파필터 박스가 필요없이 크린 공기를 얻을 수 있는 공조기에 관한 것이다.
공조기란 인간에게 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있도록 실내를 냉난방하거나 공기를 정화시킬 목적으로 설치되는 장치로서, 난방기와 냉방기 및 공기정화기가 이에 속한다. 즉, 공조기는 실내 공간의 온도와 습도 및 기류 등을 조절하여 인간이 활동하기에 쾌적한 분위기를 조성함과 아울러 실내공기를 순환시키는 과정에서 실내공기에 포함된 먼지 등의 이물질을 여과 및 집진하여 쾌적한 실내환경을 조성하는 것이다.
이러한 공조기는 송풍팬의 흡입력을 이용하여 실내 및 외부 공기를 흡입한 후, 흡입된 공기가 열교환기를 통과하면서 가열 또는 냉각되도록 한 후, 다시 실내로 토출되어 냉방 또는 난방 기능을 수행하도록 하고 있다. 그리고, 공조기에는 필터가 설치되어 순환되는 공기를 필터링함으로써 실내 공기를 청정화하고 있다.
그런데, 공조기에 구비된 필터는 공기의 원활한 흐름을 저해하는 요소로 작용하게 되므로, 공조기에 필터가 구비될 경우 필터로 인한 공조기의 정압 손실이 발생하여 공기의 풍량이 감소하게 된다. 특히, 현재와 같이 수직으로 배치하는 경우 헤파필터를 공조기 내에서 장착할수가 없었다.
이를 해결하기 위하여 본 발명은 첨부 도면과 같이, 다층으로 설계하여 공기가 통과하는 정면면적을 6배~10배까지 넓힘으로써 헤파필터의 정압손실이 6배~10배가 줄어들어 공조기 제품만으로 크린룸에도 사용할 수 있는 공조기를 제작하는데 그 배경 기술이 있는 것이다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.
특허문헌 1은, 적어도 일단이 개구된 중공의 통형으로 형성되고, 에어필터가 수용되어 고정되며 그 저면에 개구와 연통되는 흡입공이 형성되고 그 측면에 흡입덕트와 연결되는 배출공이 형성된 하우징을 구비하고, 흡입공에는 에어필터와 결합되는 중공의 디퓨저관이 결합되고, 디퓨저관의 중앙에는 디퓨져관과의 사이에 환형의 통로를 형성하는 차단판이 결합되어 이루어지며, 에어필터가 중공의 통형으로 형성된 소형으로 협소공간에 설치가 가능하고, 판상의 필터에 비하여 원주둘레를 따른 여과면적이 증대되어 여과효율이 향상되며, 환형의 통로를 통해 실내공기가 유입되어 팬모터의 부하가 감소하고 흡입시 소음이 감소되며, 교환 및 청소를 간편하게 한, 공조기용 에어필터 조립체를 개시하고 있다.
특허문헌 2는, 한 쌍의 수직 측면프레임과 이의 상하단에 각각 수평으로 상부프레임과 하부프레임이 구비되어 전체적으로 사각틀 형상으로 이루어지고, 제어부에 의해 구동하는 흡입부가 상하좌우로 이동하면서 에어필터에 묻은 이물질을 제거하는 공조기용 에어필터의 청소장치에 있어서, 상기 상부프레임의 하단 상부가이드봉지지대와 수직프레임의 상단에 위치한 상부블럭의 상단 상부슬라이드지지구의 사이에는 상부가이드봉이 구비되고, 상기 하부프레임의 상단 하부가이드봉지지대와 수직프레임의 하단에 위치한 하부블럭의 하단 하부슬라이드지지구의 사이에는 하부가이드봉이 구비되며, 상기 하부프레임의 측면 측면가이드봉지지대와 하부블럭의 내측 측면슬라이드지지구의 사이에는 측면가이드봉이 구비되고, 상기 상하부가이드봉을 따라 좌우로 이동하는 흡입부작동수단이 구비되되, 이 흡입부작동수단은 상부블럭과 하부블럭의 사이에 수직으로 세워지며, 사이에 공간이 형성되게 양단으로 나뉘어지게 구비되는 한 쌍의 수직프레임과, 상부블럭과 하부블럭의 사이에 수직으로 세워지며, 스크류구동모터의 구동에 의해 회전하는 스크류와, 일단은 상부블럭과 하부블럭의 사이에 수직으로 세워진 수직가이드봉에 연결되고, 타단은 상기 스크류에 연결되어 상하로 승하강 작동하는 승하강작동구가 구비되고, 상기 흡입부는 상기 승하강작동구에 파이프가 연결되되, 이 파이프의 전면은 내부에 흡입노즐이 설치된 하우징이 구비되고, 후면은 흡입관이 연결 설치되어 이루어지며, 잦은 고장으로 인한 인력손실을 절감하고, 공기의 질을 쾌적하게 향상시킴과 아울러 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 고효율의 우수한 제품을 소비자에게 공급할 수 있도록 한, 공조기용 에어필터의 자동 진공 청소장치 및 그 제어방법을 개시하고 있다.
특허문헌 3은, 내측으로 절곡된 플랜지를 구비하는 필터프레임; 상기 필터프레임의 후방에 내장되는 파형으로 이루어진 제2필터; 상기 필터프레임의 내측면과 제2필터의 상하좌우 테두리 사이에 코킹되어 틈새를 기밀하게 밀봉시키는 실리콘; 상기 필터프레임의 전방에 내장되는 판형으로 이루어진 제1필터; 상기 제1필터의 전방에 배치되도록 필터프레임 내로 끼워져 지지봉으로 지지되는 보호망을 포함하며, 간단한 공정으로 제작할 수 있어 제작원가를 절감하는 동시에 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 폐기비용을 절감할 수 있으며, 프레임과 필터 사이로 미세한 먼지가 빠져나가는 것을 방지할 수 있도록 한 공조기용 에어필터를 개시하고 있다.
특허문헌 4는, 테두리부와, 상기 테두리부의 내측에 형성되는 집진망과, 상기 집진망의 일측방향에 설치되는 모터와, 상기 집진망에 밀착되어 모터에 의해 회전하는 브러쉬로 이루어지는 공조기용 필터에 있어서, 상기 브러쉬는 중간부에 형성되는 지지대와, 상기 지지대의 양단에는 플랙시블한 보조지지대가 지지대의 길이방향으로 연장되어 형성되며, 집진면적을 넓히기 위해 집진망을 사각형태로 만들수 있고, 이로 인해 원형으로만 회전하는 브러쉬가 해결할 수 없는 사각지대를 플랙시블한 보조지지대에 의해 먼지를 제거할 수 있도록 하여 필터의 청정상태를 유지할 수 있는, 사각지대의 먼지 제거가 가능한 공조기용 필터를 개시하고 있다.
한국등록실용신안 제20-0374130호 한국등록특허 제10-0787778호 한국등록특허 제10-0838050호 한국등록특허 제10-1956632호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공조기에 구비되는 필터의 구조를 개선하여 정압 손실을 줄이고 공기 흐름을 원활하게 할 수 있는 열회수기 및 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 열회수기 및 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기로서, 리턴팬(111)을 통해 리턴된 공기를 순환시키기 위한 제1 유닛부(110); 상기 제1 유닛부(110)에서 유입되는 공기의 온도를 올리거나(겨울철), 기온을 내리는(여름철) 대향류식 열회수기(121)를 포함하며, 열교환을 마친 실내 공기를 외부로 배기하는 제2 유닛부(120); 공기를 필터링하는 필터모듈(131)이 구비되며, 상기 제2 유닛부(120)를 통해 유입되는 공기를 필터링하도록 상기 제2 유닛부(120)의 하류측에 배치되는 제3 유닛부(130);를 포함하며, 상기 제3 유닛부(130)의 상기 필터모듈(131)은, 다층형으로 상방과 하방 간에 다층으로 구비되는 헤파필터(HEPA -Filter)로 초미세먼지, 박테리아, 바이러스 등을 여과하는 기능과 배기열을 회수하는 열회수를 장착한 공조기를 제공한다.
또한, 상기 제3 유닛부(130)로부터 흡입되는 공기를 급기팬(141)을 통해 실내로 급기시키기 위한 제4 유닛부(140)가 상기 제3 유닛부(130)의 하류측에 배치되며, 급기팬(141)을 이용하여 상기 제3 유닛부(130)로부터 공기를 유입시켜 급기구(142)를 통해 실내로 급기하는 제4 유닛부(140);를 더 포함한다.
또한, 상기 리턴팬(111)과 급기팬(141)은 모터 직결 방식 팬을 포함할 수 있다.
또한, 제2 유닛부(120)에 외기 흡입을 위한 외기흡입구(122)와 배기를 위한 배기구(123)가 각각 구비된다.
또한, 상기 필터모듈(131)의 필터은, 대략 10°내지 65 °범위 내의 기울기 값으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 필터모듈(131)은 가로가 300mm 내지 800mm 범위내의 값이며, 세로 300mm 내지 1,500mm, 두께는 100mm 내지 300mm 범위 내의 값일 수 있다.
본 발명에 따르면 공조기에 필터를 다층으로 탑재함으로서, 일반 공조기에서는 발생할 수 밖에 없는 정압 손실을 방지하고 공기의 흐름이 원활하게 하며, 풍량이 저하되는 것을 방지하여 온전한 공조기 작동을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 실내공기를 배기할때의 열을 60% 이상 회수하여 에너지 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 모터 직결식 팬을 사용하여 RPM 조정이 자유롭고 벨트 마모에 의한 분진이 없는 BLDC모터 직결팬을 사용한다.
또한, 일반 재래식에 비하여 염가의 공조기를 제작할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열회수기 및 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열회수기 및 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기의 구성을 도시한 개략도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 및/또는 동작 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열회수기 및 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 열회수기 및 헤파필터가 탑재된 공조기(100)는 공기의 유동방향 상류측으로부터 하류측 방향으로 차례대로 배치되는 제1 유닛부(110)와 제2 유닛부(120), 제3 유닛부(130) 및 제4 유닛부(140)를 포함한다.
상기 제1 유닛부(110)는 실내 공기를 재순환시키거나 배기를 하기 위한 것으로, 실내 공기를 흡입하기 위한 리턴팬(111)을 구비하며, 실내 공기가 흡입되도록 상부측에 소정의 환기구(112)가 형성된다. 그리고, 상기 제1 유닛부(110)로 유입된 실내 공기는 실내로 순환되거나 상기 제2 유닛부(20)에서 열교환을 마친 후 외부로 배기된다.
상기 제2 유닛부(120)는 외부에서 유입되는 공기를 이용하여 상기 제1 유닛부(110)에서 유입되는 공기의 기류를 변화시키기 위한 것으로, 외부에서 유입되는 공기와 상기 제1 유닛부(110)를 통과한 실내 공기를 열회수기를 통과하게하여 회수하는 대향류식 열회수기(121)를 포함한다. 이를 위하여, 상기 제2 유닛부(120)는 외기흡입을 위한 외기흡입구(122)와, 열교환을 마친 실내 공기의 배기를 위한 배기구(123)를 구비한다. 이때, 상기 외기흡입구(122)와 배기구(123)는 제2 유닛부(120)의 상부측에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 대향류식 열회수기(121)는 실내 공기와 외기 사이의 열교환을 통해 냉방시 또는 난방시 열회수를 가능하게 한다.
그리고, 상기 제2 유닛부(120)는 상기 제1 유닛부(110)에서 유입되는 공기가 상기 대향류식 열회수기(121)를 거치지 않고 상기 제3 유닛부(130)로 바로 공급될 수 있도록 하는 댐퍼를 더 포함하고, 상기 외기구(122)에는 외기 도입을 차단할 수 있도록 하는 댐퍼가 설치된다. 이에 따라, 실내 공기를 그대로 순환시켜 냉난방 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 제3 유닛부(130)는 공기를 필터링하기 위한 필터모듈(131)을 구비하여 상기 제2 유닛부(120)를 통해 유입되는 공기를 청정화하기 위한 것으로, 상기 제2 유닛부(120)의 하류측에 배치된다. 여기서, 상기 제3 유닛부(130)의 필터모듈(131)은 다층형 구조로 이루어지는 것으로, 상방과 하방 간에 구비되는 다수로 구비되는 헤파필터(HEPA Filter; High Efficiency Particulate Air Filter)를 포함한다. 헤파 필터는 공기 중의 미세 먼지를 제거할 수 있는 고성능 필터로, 입경이 대략 0.3㎛ 정도인 미세 입자를 999.97% 이상 제거할 수 있는 여과율을 유지한다. 이러한 헤파 필터는 유리섬유나 아스베스트 섬유의 소재를 접어서 통과 표면적을 크게 한 유닛형이 주로 사용되고 있다. 그리고, 상기 제3 유닛부(130)는 헤파 필터를 포함하는 상기 필터모듈(131) 외에 제2 필터모듈(132)을 더 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제2 필터모듈(132)은 미디엄필터(Medium-Filter)를 포함하고, 제3 필터모듈(124)은 프리 필터(Pre-Filter)를 포함한다.
여기서, 상기 필터모듈(131)은, 대략 10°내지 65 °범위 내의 기울기 값으로 배치된다. 상기 필터모듈(131)은 길이가 300mm 내지 800mm 범위 내의 값이며, 세로는 300mm 내지 1500mm, 두께는 100mm 내지 300mm 범위 내의 값을 가지도록 구비된다. 바람직하게는, 공기 속도는 2. 5m/s이고, 헤파필터의 가로는 600mm, 세로는 1,000mm, 헤파필터 하나의 높이는 250mm일 수 있다.
상기 제4 유닛부(140)는 급기팬(141)을 이용하여 상기 제3 유닛부(130)로부터 유입되는 공기를 실내로 급기시키기 위한 것으로, 상부에는 소정의 급기구(143)가 구비되고 내부에는 냉난방 코일(142)이 구비되어 공기를 가열 또는 냉각시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제3유닛부(130)로부터 유입된 공기를 냉난방 코일(142)을 이용하여 가열 또는 냉각시킨 후 급기구(143)를 통해 실내로 급기함으로써 실내를 냉난방하는 것이다.
한편, 상기 제1 유닛부(110)의 리턴팬(111)과, 상기 제4 유닛부(140)의 급기팬(141)은 모터 직결 방식의 팬으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 리턴팬(111)과 급기팬(141)의 RPM 조정이 원활해지고, 벨트 마모에 따른 분진의 발생이 방지된다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열회수기 및 헤파필터가 다층으로 탑재된 공조기의 구성을 도시한 개략도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 상이한 기술적 특징이 있는 부분을 중심으로 설명한다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 제3 유닛부(130)의 상기 필터모듈(131)은 각도 조절의 용이성을 위하여 각도 조절 모듈(133)이 구비된다. 상기 각도 조절모듈(133)은 구동부(1331), 유동부(1332), 받침부(1333) 및 고정체(1334)를 포함한다.
여기서, 상기 구동부(1331)는 상기 유동부(1332)에 대한 회동을 위한 구동힘을 제공하기 위한 것이다. 즉, 상방과 하방간의 틸트를 위한 것이며, 더 나아가서는 좌우방향으로의 틸트를 부가하여 복합적으로 구동시키기 위한 것이다.
상기 유동부(1332)는 상기 필터모듈(131)이 거치되는 것으로서,상기 구동부(1332)에서 상하좌우 방향 간의 틸트 동작이 가능하게 구비된다. 상기 받침부(1333)는 상기 유동부(1332)에서 길이방향 간에 전진과 후진이 슬라이딩으로 가능하다.
또한, 슬라이딩 방식이외에도 상기 유동부(1332)에서 길이방향 간에 위치별로 슬롯 형태로 삽입하여 장착과 탈거가 가능하게 구비되도록 하는 것이 가능하다. 상기 받침부(1333)의 상방에는 상기 필터모듈(133)의 이탈을 방지하기 위한 고정체(1334)가 구비된다.
상기 고정체(1334)는 회동 방식으로 상기 필터모듈(133)을 고정하거나 고정을 해제시키도록 하는 것이 가능하다. 한편, 상기 구동부(1331), 상기 유동부(1332), 상기 받침부(1333)가 구비된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110 : 제1 유닛부
111 : 리턴팬
112 : 환기구
120 : 제2 유닛부
121 : 대향류식 열회수기
122 : 외기구
123 : 배기구
130 : 제3 유닛부
131 : 필터모듈
132 : 제2 필터모듈
133 : 각도 조절 모듈
1331 : 구동부
1332 : 유동부
1333 : 받침부
1334 : 고정체
140 : 제4 유닛부
141 : 급기팬
142 : 냉난방 코일
143 : 급기구

Claims (1)

  1. 열회수 수단 및 헤파 필터가 다층으로 탑재된 공조기로서,
    리턴팬(111)을 통해 실내에서 흡입된 공기를 순환시키기 위한 제1 유닛부(110);
    상기 제1 유닛부(110)에서 유입되는 공기를 열회수기(121)를 통과하게 하여 배기되는 공기의 열을 회수하는 대향류식 열회수기(121)가 구비되는 제2 유닛부(120);
    상기 제2 유닛부(120)를 통해 유입되는 공기를 필터링하기 위한 필터모듈(131)이 구비되는 제3 유닛부(130)를 포함하며,
    그 이전에 필터링하는 미디엄필터((132), 제2 필터모듈) 및 프리필터((124), 제3 필터모듈)를 포함하고,
    상기 제3 유닛부(130)의 상기 필터모듈(131)은,
    다층형으로 상방과 하방 간에 다수로 구비되는 헤파 필터(HEPA Filter)인 것을 특징으로 하는 열회수기가 구비되고, 헤파 필터가 다층으로탑재된 공조기.

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