WO2014189211A1

WO2014189211A1 - 실내 공기 순환 장치

Info

Publication number: WO2014189211A1
Application number: PCT/KR2014/003483
Authority: WO
Inventors: 김형철; 김경태
Original assignee: 주식회사 엠오디텍
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2014-11-27
Also published as: KR101350974B1

Abstract

본 발명은 실내 공기 순환 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 실내 공기 순환 장치는 실내 상부에 설치되고 내외부간 통기가 가능한 상부덕트, 송풍관과 상기 상부덕트와 연통되는 흡기관을 구비한 블로어 및, 실내 하부에 설치되고 내외부간 통기가 가능하며 상기 블로어의 송풍관과 연통된 하부덕트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

실내 공기 순환 장치

본 발명은 실내 공기 순환 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면, 온도차가 있는 실내 상하부의 공기를 효율적으로 대류시키는 장치에 관한 것이다.

온도차가 있는 실내의 공기를 효율적으로 이용하기 위해서는 상부와 하부의 공기를 대류시켜 적정한 온도를 유지하는 것이 중요하다. 공기를 적절히 대류시키면 실내 전체의 온도 조절이 용이해지고 또, 냉난방기 사용시 효율이 높아져 에너지의 낭비가 줄어들게 된다. 특히, 온실 내부의 온도는 작물의 성장과 밀접한 연관이 있어 적정온도 유지가 매우 중요하다.

이와같은 문제점을 해결하고자 발명된 종래의 기술들은 온실내 상부의 공기 또는 냉난방기로부터 적정 온도로 변화된 공기를 지중에 설치된 관을 통해 토출시켜 지온을 상승시켰다. 그러나 관을 매설해야 하므로 작업비용 및 시간이 과다하게 소요되고, 지상의 온도만을 변화시키고자 할 때에는 오히려 에너지가 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온도차가 있는 실내의 상하부 공기를 효율적으로 대류시켜 냉난방기 작동시 사용되는 에너지를 절약할 수 있는 실내 공기 순환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 실내 상부에 설치되고 내외부간 통기가 가능한 상부덕트, 송풍관과 상기 상부덕트와 연통되는 흡기관을 구비한 블로어 및, 실내 하부에 설치되고 내외부간 통기가 가능하며, 상기 블로어의 송풍관과 연통된 하부덕트를 포함하는 실내 공기 순환 장치를 제공한다.

상기 흡기관 또는 상기 송풍관에 난방기가 설치되어, 상기 하부덕트로 송풍되는 공기의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 한다.

상기 블로어는 냉기 흡입관을 추가로 구비하여 냉방기와 연결되고, 상기 냉기 흡입관에 제1 밸브가 설치되며, 상기 송풍관에 제2 밸브가 설치되고, 상기 송풍관의 상기 블로어와 제2 밸브 사이 소정 지점과 상기 냉기 흡입관의 상기 제1 밸브와 상부덕트 사이 소정 지점 간을 연결하는 냉기 바이패스관이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 냉기 바이패스관에 제3 밸브가 설치되고 상기 냉기 흡입관에 제4 밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

실내 하부의 공기를 필요에 따라 가열하는 방열기가 상기 하부덕트와 인접하여 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 방열기는 복수개이며, 각각은 개별작동이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 실내 상부와 하부에 설치된 덕트와 이 덕트 사이에 블로어를 설치하여 온도차가 있는 실내의 공기를 대류시켜 실내 온도를 효과적으로 조절하고, 지상에 설치하여 지중으로 손실되는 에너지를 줄임으로써 에너지 절감에 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기 순환 장치의 사시도.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 난방시 실내공기 순환 장치의 작동 상태를 나타내는 사시도.

도 2b은 본 발명의 실시예에 따른 냉방시 실내 공기 순환 장치의 작동상태를 나타내는 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 보호의 설명**

100: 공기 순환 장치 171: 제1 밸브

110: 상부덕트 172: 제2 밸브

120: 블로어 173: 제3 밸브

121: 흡기관 174: 제4 밸브

122: 송풍관

123: 냉기 흡입관

130: 하부덕트

140: 난방기

150: 냉방기

151: 냉기 흡입관

160: 방열기

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 첨부도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기 순환 장치(100)의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 실내 공기 순환 장치(100)는 온실 상부에 상부덕트(110)를 설치하고 흡기관(121)을 구비한 블로어(120)를 이용해 상부에 있는 고온의 공기를 흡입하여 블로어(120)의 송풍관(122)과 연통된 하부덕트(130)로 통하여 온실 하부로 토출한다.

상부덕트(110)는 온실의 공기가 충분히 통기될 수 있도록 상부의 중앙에 길이방향으로 설치하는 것이 바람직하다. 온실의 공간이 넓을 때에는 일부 공기만 순환되지 않도록 상부덕트(110)를 다양한 방향으로 배치하도록 한다.

상부덕트(110)를 설치할 때에는 천정과 밀착되지 않도록 주의한다. 상부덕트(110)는, 난방시에 고온의 공기가 흡입되고 냉방시에 저온의 공기가 토출되기 때문에, 천정과 밀착되면 외부의 영향을 받아 상부덕트(110)를 이동하는 공기 온도가 변해 냉난방 효과가 반감되기 때문이다.

하부덕트(130)는 상부덕트(110)와 마찬가지로 온실의 공기가 충분히 통기될 수 있도록 길이 방향 또는 다양한 방향으로 배치하여 설치한다. 하부덕트(130)는, 난방시에는 고온의 공기를, 냉방시에는 저온의 공기를 토출하는데 사용되지만, 주로 동절기 난방시에 사용된다. 하절기 냉방시에는 상부덕트로 저온의 공기를 송풍하는 것이 실내 공기 순환에 효과적이기 때문이다.

하부덕트(130)는 지표면과 일정간격 이격된 지상에 설치한다. 지중으로 매설하면 공간 활용도는 좋아지지만, 지온의 영향을 받아 하부덕트(130)를 통해 이동하는 공기의 온도가 변하고, 지상의 공기를 난방하기 위해서는 더 많은 에너지가 소요되기 때문이다.

하부덕트(130)는 길이가 길면 말단에 이르러서는 블로어(120)로부터 송풍된 공기의 온도가 낮아져 난방 효과가 제대로 나타나지 않을 수 있다. 그러므로 하부덕트(130)와 인접하게 방열기(160)를 설치하면 온실 전체에 균일하게 고온의 공기를 공급할 수 있다. 하부덕트(130)로 송풍된 공기는 조금만 가열하여도 적정한 고온에 도달하기 때문에 적은 에너지로도 적절한 난방 효과를 얻을 수 있다. 이때, 개별작동이 가능한 방열기(160)를 구역별로 복수개 설치하면 난방이 필요한 곳에만 방열기(160)를 작동시킬 수 있어 에너지의 손실이 줄어든다.

상하부 덕트(110,130)는 금속, 플라스틱, 비닐 등 필요에 따라 다양한 재질을 사용할 수 있으며, 가벼운 재질을 사용하면 설치 및 지지하기에 용이하다. 공기를 흡입 또는 토출하기 위해서 중공의 관으로 이루어진 덕트(110,130)의 외주면에 통기구가 형성되고, 덕트(110,130)의 말단은 공기가 새어나가지 않도록 밀폐되는 것이 바람직하다.

블로어(120)는 흡기관(121)과 송풍관(122)을 구비하여, 상하부덕트(110,120)와 연통된다. 블로어(120)는 흡기관(121)으로 공기를 흡입하여 송풍관(122)으로 송풍시킨다.

동절기에 블로어(120)로 흡입된 온실 상부의 공기가 작물의 적정 재배온도보다 낮을 수 있는데, 이때에는 난방기(140)를 추가로 설치한다. 난방기(140)를 사용하면, 상부로부터 흡입된 공기를 가열하여 하부덕트(130)로 송풍할 수 있다. 난방기(140)는 블로어(120)와 연통된 흡입관(121) 또는 송풍관(122) 중 어느쪽에 설치하여도 무방하며, 송풍관(122) 쪽에 설치하면 하부덕트(130)까지의 이동거리가 짧아져 난방기(140)로 가열된 공기의 온도를 유지하는데 더 효과적이다.

또, 하절기에 온실의 온도가 지나치게 고온이어서 작물의 성장을 방해할 경우에는, 블로어(120)의 냉기 흡입관(123)과 연통되게 냉방기(150)를 구비하여 사용한다. 블로어(120)가 냉방기(150)로부터 저온의 공기를 흡입하여 상부덕트(110)로 송풍시키면 상부로 토출된 저온의 공기는 밀도차에 의해 하강하여 온실 전체의 온도를 하강시킨다. 이때 냉방기(150)로부터 생성된 저온의 공기만을 상부로 순환시키기 위해, 흡기관(121)에 제1 밸브(171)를 설치하여 온실 상부 고온의 공기가 블로어(120)로 흡입되는 것을 차단하고, 송풍관(122)에 제2 밸브(172)를 설치하여 저온의 공기가 하부덕트(130)로 송풍되는 것을 차단한다.

하부덕트(130)로의 이동이 차단된 저온의 공기를 상부덕트(110)로 이동시키기 위해서는 별도의 이동통로가 마련되어야 한다. 이를 위해 송풍관(122)과 흡입관(121)을 연결하는 냉기 바이패스관(124)을 설치한다. 냉기 바이패스관(124)은, 제1 밸브(171)와 상부덕트(110) 사이의 소정 지점과 제2 밸브(172)와 블로어(120) 사이의 소정 지점이 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 저온의 공기는 냉방기(150)로부터 냉기 흡입관(123), 블로어(120), 송풍관(122), 냉기 바이패스관(124), 흡기관(121), 상부덕트(110)를 차례로 통과하여 실내 상부로 토출되게 된다.

난방기(140)와 냉방기(150)가 같이 구비되는 경우 난방기(140)와 냉방기(150)를 각각 작동시킬 때 냉난방 효율을 높이고 에너지 손실을 최소화하기 위해, 제1 밸브(171)와 제2 밸브(172) 및 냉기 바이패스관(124)를 설치하고, 냉기 바이패스관(124)에 제3 밸브(173)를 냉기 흡입관(123)에 제4 밸브(174)를 설치한다. 냉방시에는 제1 밸브(171)와 제2 밸브(172)를 잠그고, 제3 밸브(173)와 제4 밸브(174)를 열림 상태로 유지함으로써 전술한 바와 같이 저온의 공기가 냉기 바이패스관(124)를 통과하여 상부덕트(110)로 이동된다.

또, 난방시에는 제1 밸브(171) 및 제2 밸브(172)를 열고, 제3 밸브(173)와 제4 밸브(174)를 잠근다. 제3 밸브(173)는 냉방기(150)로부터 적정 온도 이하의 공기가 유입되는 것을 방지하고, 제4 밸브(174)는 고온의 공기가 냉기 바이패스관(124)을 통해 상부로 이동되는 것을 차단한다. 필요시에는 밸브를 모두 열어 상하부 양쪽으로 저온의 공기를 송풍시켜 사용하는 것도 가능하다.

이와 같이 구성되는 실내 공기 순환 장치(100)는, 자동화하면 작업자의 온실 관리가 힘든 심야시간 등에 적절하게 이용할 수 있다. 냉난방기(140, 150)와 방열기(160)의 작동을 제어할 수 있는 컨트롤러와, 실내 온도를 측정할 수 있는 온도 감지 센서를 설치한다. 이 온도 감지 센서는 실내의 온도를 측정하여 컨트롤러로 신호를 보낸다. 컨트롤러에는 원하는 실내 온도를 미리 입력하고, 온도 감지 센서가 측정한 온도가 소정온도 이상이면 냉방기(150)를 소정온도 이하이면 난방기(140)를 작동시킨다. 냉난방기(140, 150)는 온도 감지 센서로 측정한 실내 온도가 컨트롤러에 입력된 온도에 도달할 때까지 작동된다. 온도 감지센서를 실내 구역별로 구비하는 것도 좋은 방법이다. 특히, 복수개의 방열기(160)마다 온도 감지 센서를 설치하면, 구역별 온도 관리가 용이해진다. 추가로, 솔레노이드 밸브를 설치하면 전류의 흐름에 의해 밸브가 자동으로 개폐되므로 작업이 더 편리해지는 효과가 있다.

이하, 도 2a를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 난방시 실내 공기 순환 장치(100)의 작동 상태를 설명하기로 한다.

먼저, 제1 밸브(171)와 제2 밸브(172)를 열고, 제3 밸브(173)와 제4 밸브(174)를 잠근다. 그 다음으로 블로어(120)와 난방기(140)를 작동시킨다. 실내 상부 고온의 공기는 상부덕트(110)의 통기구를 통해 상부덕트(110) 내로 흡입되고 흡기관을 통해 블로어(120)가 흡입한다. 흡입된 고온의 공기는 블로어(120)가 송풍관(122)를 통해 난방기(140)로 송풍시키고, 난방기(140)를 통과하면서 가열된다. 가열된 공기는 송풍관(122)을 통해 하부덕트(130)로 송풍되어지고 하부턱트(130)의 통기구를 통해 온실 하부로 토출된다. 온실의 구석진 구역에는 방열기(160)를 작동시켜 하부덕트(130)의 통기구를 통해 토출된 공기를 재가열한다. 이렇게 온실 상부로부터 하부로 이동한 고온의 공기는 밀도차에 의해 다시 상부로 상승하면서 대류를 촉진시켜 온실 전체의 온도를 상승시킨다.

도 2b을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 냉방시 실내 공기 순환 장치(100)의 작동 상태를 설명한다.

먼저, 제1 밸브(171)와 제2 밸브(172)를 잠그고, 제3 밸브(173)와 제4 밸브(174)를 연다. 그 다음으로 블로어(120)와 냉방기(150)을 작동시킨다. 냉방기(150)로부터 저온의 공기가 생성되고 냉기 흡입관(123)을 통해 블로어(120)가 흡입한다. 흡입된 저온의 공기는 블로어가 송풍관(122)을 통해 냉기 바이패스관(124)으로 송풍시킨다. 냉기 바이패스관(124)을 통과한 저온의 공기는 흡입관(121)을 지나 상부덕트(110)로 이동하여 통기구를 통해 실내 상부로 토출된다. 이렇게 냉방기(150)로부터 생성된 저온의 공기는 상부로 이동하고 밀도차에 의해 다시 하강하면서 대류를 촉진시켜 온실 전체의 온도를 하강시킨다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기 순환 장치(100)는 온도차가 있는 상하부의 공기를 블로어(120)를 이용하여 각 덕트(110, 130)로 송풍해 줌으로써 대류를 촉진시켜 냉난방 에너지 절감하고, 지상에 설치함으로써 지중으로 손실되는 에너지를 최소화하는 효과가 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

온도차가 있는 실내 상하부의 공기를 효율적으로 대류시키는 장치이다.

Claims

실내 상부에 설치되고 내외부간 통기가 가능한 상부덕트;

송풍관과 상기 상부덕트와 연통되는 흡기관을 구비한 블로어; 및

실내 하부에 설치되고, 내외부간 통기가 가능하며, 상기 블로어의 송풍관과 연통된 하부덕트를 포함하는 실내 공기 순환 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 흡기관 또는 상기 송풍관에 난방기가 설치되어, 상기 하부덕트로 송풍되는 공기의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 실내 공기 순환 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 블로어는 냉기 흡입관을 추가로 구비하여 냉방기와 연결되고, 상기 냉기 흡입관 제1 밸브가 설치되며, 상기 송풍관에 제2 밸브가 설치되고, 상기 송풍관의 상기 블로어와 제2 밸브 사이 소정 지점과 상기 흡입관의 상기 제1 밸브와 상부덕트 사이 소정 지점 간을 연결하는 냉기 바이패스관이 설치된 것을 특징으로 하는 실내 공기 순환 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 냉기 바이패스관에 제3 밸브가 설치되고 상기 냉기 흡기관에 제4 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 실내 공기 순환 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

실내 하부의 공기를 필요에 따라 가열하는 방열기가 상기 하부덕트와 인접하여 설치된 것을 특징으로 하는 실내 공기 순환 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 방열기는 복수개이며, 각각은 개별작동이 가능한 것을 특징으로 하는 실내 공기 순환 장치.