WO2018030573A1 - 지하주차장의 배기시스템 - Google Patents

지하주차장의 배기시스템 Download PDF

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WO2018030573A1
WO2018030573A1 PCT/KR2016/010223 KR2016010223W WO2018030573A1 WO 2018030573 A1 WO2018030573 A1 WO 2018030573A1 KR 2016010223 W KR2016010223 W KR 2016010223W WO 2018030573 A1 WO2018030573 A1 WO 2018030573A1
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WO
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exhaust
air
parking lot
underground parking
passage
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/010223
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English (en)
French (fr)
Inventor
안정헌
권용일
Original Assignee
시스템벤트주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H6/00—Buildings for parking cars, rolling-stock, aircraft, vessels or like vehicles, e.g. garages
    • E04H6/42—Devices or arrangements peculiar to garages, not covered elsewhere, e.g. securing devices, safety devices, monitoring and operating schemes; centering devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F24F7/08—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit with separate ducts for supplied and exhausted air with provisions for reversal of the input and output systems

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust system of an underground parking lot, and more particularly, to an exhaust system of an underground parking lot that can realize a large amount of exhaust volume evenly by floor of an underground parking lot.
  • indoor parking spaces such as underground or parking lot buildings can be polluted by carbon monoxide contained in exhaust gas.
  • Carbon monoxide described above is a colorless, odorless, tasteless, non-irritating gas produced by incomplete combustion of carbon-containing materials.
  • organs brain, heart, and muscle
  • the above-mentioned concentration of carbon monoxide (CO) is determined by law (less than 50ppm of legal standard value), and a stronger standard value may be applied according to the will of the manager, and the concentration of carbon monoxide is as described above.
  • the ventilation fan When the standard value is reached, the ventilation fan must be operated to ventilate.
  • the indoor parking lot has many buildings such as apartments, large marts, department stores, gymnasiums, and public offices.In many cases, the indoor parking lot is equipped with a ventilation system. There is a problem that the indoor parking lot ventilation system is not properly used due to the reason, such that the air quality inside the indoor parking lot is seriously degraded.
  • the interior of the indoor parking lot as described above should automatically detect the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) to maintain the concentration of organic compounds unsuitable for the human body below a certain standard.
  • CO 2 carbon dioxide
  • the ventilation fan is divided into an air supply fan and an exhaust fan on one side of the indoor parking lot divided by floors, and is generally operated in a diagonal direction of the indoor parking lot of the corresponding floor.
  • blower fans also called 'jet fans'
  • a carbon monoxide detector is installed near the exhaust fan device, and the carbon monoxide detector is electrically connected to the air supply fan, the exhaust fan, and the blower fan, respectively, and the carbon monoxide detector detects carbon monoxide at a concentration higher than a reference level. It is operated to prevent air pollution in the indoor parking lot.
  • the exhaust system applied to the parking lot is provided with an air inlet to suck air to one side of the parking lot, as in Korean Patent Application Publication No. 10-2010-0058983, Korean Patent Registration No. 10-1347924, and Korean Patent Registration No. 10-1585567. It forms an air supply passage including, and on the other side, the exhaust passage including the exhaust port to discharge the polluted air in the parking lot to the outside, the air supply fan is formed between the parking lot and the air supply passage, between the parking lot and the exhaust passage It forms an exhaust fan, and sometimes a jet fan is formed on the ceiling of the parking lot to introduce outside air and guide contaminated air to the exhaust fan, and then discharge it through the exhaust port by using the exhaust fan. do.
  • Patent Document 1 KR10-2010-0058983 A
  • Patent Document 2 KR10-1347924 B1
  • Patent Document 1 KR10-1585567 B1
  • the above-described prior art is composed of a structure that induces the air contaminated in the exhaust passage by rotating the exhaust fan for each floor in the same direction in the state that most one exhaust port is formed.
  • the impeller formed in the exhaust fan is made of a structure that rotates in a specific direction, when the exhaust fan installed in each layer is rotated in the same direction, the amount of exhaust air is increased only in a specific area.
  • the air at the location is stagnant due to the air exhausted from the location close to the exhaust port, so that the exhaust volume of each floor cannot be discharged constantly, and the exhaust volume itself is also very small.
  • the exhaust system of the underground parking lot according to the present invention for solving the above problems is to rotate the exhaust fan installed in each floor in a different direction from the exhaust fan of the neighboring floor to adopt a cross-direction exhaust method to blow the polluted air It is an object of the present invention to provide an exhaust system of an underground parking lot that can exhaust a predetermined amount of air without congestion of the exhausted air by allowing the speed and the amount of exhausted air to be evenly moved in the exhaust passage.
  • the present invention improves the exhaust efficiency by adjusting the rotation direction of the exhaust fan to move the air in both directions of the exhaust passage in the underground parking lot of each floor to improve the exhaust air volume and uniform exhaust to increase the exhaust efficiency It is a useful invention that can improve.
  • FIG. 1 is a block diagram of an underground parking lot exhaust system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an exhaust fan in the present invention.
  • FIG. 3A is a view showing an exhaust impeller rotating clockwise
  • FIG. 3B is a view showing an exhaust impeller rotating counterclockwise.
  • FIG. 4 is a state diagram showing an exhaust fan, an exhaust passage, and an exhaust port installation state according to the present invention
  • FIG 5 is an air velocity and air age distribution diagram according to the exhaust method according to the embodiment.
  • Figure 6 is a graph showing the exhaust air flow rate by floor in each embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the average air age of the exhaust vents according to the exhaust system in the embodiment.
  • the present invention is very similar to the exhaust system installed in the normal underground parking lot 1.
  • one side of the underground parking lot 1 extends in the vertical direction the air supply passage 10 in which the air supply mechanism 20 is formed at the upper side in order to introduce external air into the underground parking lot 1 for each floor. It is configured to be connected to (1).
  • an exhaust passage 50 having an exhaust port 60 formed on an upper side of the outer sidewall of the underground parking lot 1 in a direction different from the air supply passage 10 extends in a vertical direction and is connected to the underground parking lot 1 for each floor. It consists of.
  • the basement parking lot 1 may be additionally provided with a plurality of manned fans (1a).
  • the exhaust impeller 41 of the exhaust fan 40 is rotated in a different direction for each floor to exhaust the contaminated air in the underground parking lot 1 through the exhaust passage 50.
  • the exhaust port 60 is configured to be discharged to the outside.
  • the air moved to the exhaust passage 50 through the above-described exhaust fan 40 is guided in a predetermined direction by the exhaust impeller 41 of the exhaust fan 40 is moved upward on the exhaust passage 50 After it is discharged to the outside through the exhaust port (60).
  • one or more, more specifically, two to four exhaust ports 60 are installed above the exhaust passage 50 to discharge the air upward in the left direction while smoothly discharging the air upward in the right direction.
  • the exhaust port 60 In order to configure the exhaust port 60 in a total of two places, one place in each direction, it is configured to discharge the air having directivity.
  • the damper 42 of the upward form so that air moving to the exhaust passage 50 through the exhaust impeller 41 on the front surface of the exhaust fan 40 can be smoothly moved to the exhaust port 60. It may be provided to be configured to prevent congestion due to interference with the air moving in the bottom layer.
  • the underground parking lot exhaust system 100 has an exhaust impeller 41 formed in the exhaust fan 40 of another layer adjacent to the rotation direction of the exhaust impeller 41 of the exhaust fan 40 installed in each floor.
  • the air condensation caused by the interference of the air exhausted from each floor is eliminated, thereby acting to improve the exhaust efficiency of each floor.
  • 2 to 4 exhaust ports 60 are provided on the upper side of the panel) to increase the exhaust efficiency.
  • the experiment was conducted under the condition that the exhaust direction of each floor is one-way and two-way.
  • the exhaust fan has six blades with an axial blower with a diameter of 1.8 m, and the rotation speed is 30.36 rad / s (about 290 rpm) during the experiment, and the target exhaust air volume is 40,000 m 3 / h for each floor, and the height of the exhaust fan for each floor.
  • the interval was set to 3.7m, and in the case of the one-way exhaust system, the rotation directions of the exhaust impeller formed in the exhaust fan installed in each floor were rotated in the same direction, and the two-way In the case of the exhaust method of), an exhaust impeller is configured such that the odd layer and the even layer rotate in different directions. (See FIGS. 3 to 4.)
  • the exhaust passage consists of five floors, the width of which is 11m, the distance between the exhaust fan and the wall of the exhaust passage is 1m, and two exhaust ports are installed on the upper side.
  • each floor was divided by the one-way exhaust system and the two-way exhaust system, and each exhaust fan was operated.
  • the flow analysis was performed under the condition that no damper was installed, and the flow analysis showed the velocity and air age distribution as the contour distribution.
  • FIG. 5 (a) is a distribution chart showing the speed in the one-way exhaust system
  • FIG. 5 (b) shows the air age in the one-way exhaust system
  • FIG. 5 (c) is a distribution diagram showing the speed when the two-way exhaust system is shown
  • FIG. 5 (d) is the two-way exhaust system.
  • LMA air mean age
  • the air age described above shows the distribution of data on the age of the air, that is, how much air is introduced into the exhaust passage through the exhaust fan, and thus the air moved to the exhaust passage through the exhaust fan of each floor. It is the data that can confirm whether the exhaustion is performed smoothly by interference.
  • the air flow phenomenon in the two-way exhaust system as shown in (c) of FIG. 5 has a uniform velocity to the upper left and right sides when compared to the one-way exhaust system. It can be seen that it is distributed.
  • the odd layers (basement 1, 3, 5) are operated by rotating the exhaust impeller in the counterclockwise direction
  • the even layer (basement 2, 4 floor) is operated by rotating the exhaust impeller in clockwise direction.
  • the two-way exhaust system was able to confirm that the exhaust of the layers was smoothly performed because the flow of air by layers did not interfere with each other.
  • FIG. 6 is a graph showing the exhaust air flow rate by floor according to the exhaust system.
  • the air volume of about 10 CMS is discharged from the first basement floor, but the air volume of about 6 CMS is discharged from the basement 5 floor. .
  • the exhaust air volume slightly differs from floor to floor, but the exhaust air volume of 15CMS is emitted.
  • 'Norminal Time Constant' is the time when clean air reaches the outlet by supplying clean air to the inside after filling the indoors with pollutants.
  • the nominal time constant of the outlet side of the left vent in the one-way exhaust system is 5.6 s, but the right vent has a lower value. This indicates that the amount of air exhausted by floor is shifted a lot to the left side.
  • the two-way exhaust method is about 5 s lower than the left exhaust port of the one-way exhaust method. In the case of the right exhaust port, 4s is higher than the right exhaust port of the one-way exhaust system.
  • the cross direction exhaust system indicates that the air volume is evenly distributed to the left and right exhaust ports in contrast to the unidirectional exhaust system.

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Abstract

본 발명은 지하주차장의 배기시스템에 관한 것으로, 지하주차장에 외기를 도입하기 위한 급기구를 포함한 급기통로와 지하주차장의 오염된 공기를 배출하기 위한 배기구를 포함한 배기통로와 급기통로와 지하주차장 사이에 형성된 급기팬과 지하주차장과 배기통로 사이에 형성되되 각 층별 지하주차장에 설치시 이웃하는 층과는 다른 방향으로 회전하도록 구성되는 배기팬을 적용하고, 배기통로 상측에는 2개소의 배기구를 형성한 구조로 구성하여, 배기통로로 이동하는 배기되는 공기의 정체현상을 방지하면서 각각의 배기구로 균일하면서 다량의 공기를 배기하도록 하여 배기 효율성을 극대화시킬 수 있는 지하주차장의 배기시스템에 관한 것이다.

Description

지하주차장의 배기시스템
본 발명은 지하주차장의 배기시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 지하주차장 층별로 균일하면서 다량의 배기량을 실현할 수 있는 지하주차장의 배기시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지하 또는 주차장건물 등 실내의 주차전용공간에는 배기가스에 포함된 일산화탄소에 의해 공기가 오염될 수 있다.
상술한 일산화탄소는 탄소가 포함된 물질이 불완전 연소되면서 발생하는 무색, 무취, 무미, 비자극성 가스로서 일산화탄소에 중독되면 산소를 필요로 하는 장기(뇌, 심장, 근육)의 기능이 저하되는 증상이 나타난다.
따라서, 상술한 일산화탄소(CO)의 농도는 법적으로 그 기준을 정하고 있으며(법적기준치 50ppm이하)로 정해져 있으며, 관리자의 의지에 따라 더욱 강화된 기준치가 적용될 수도 있고, 일산화탄소의 농도가 상술한 바와 같은 기준치에 도달할 경우에는 환기팬을 구동시켜 환기시켜야만 한다.
한편, 다수의 차량이 주차 및 이동하는 가운데 발생하는 배기가스는 실내를 오염시키게 되며, 이러한 배기가스의 흐름이 신속하게 이루어져 배기되어야 하나 그러하지 못할 경우에는 인체에 매우 유해하다.
실내 주차장은 아파트, 대형마트, 백화점, 체육관, 관공서 등 수많은 건축물 등이 있으며, 이러한 실내 주차장에는 환기시스템이 갖춰진 경우가 많지만 장시간 환기팬 가동에 따른 동력비용의 부담과 일산화탄소(CO)감지장치의 오류 등의 이유로 인하여 실내주차장 환기시스템을 제대로 사용하지 못하고 이로써 실내주차장 내부의 공기의 질이 심각하게 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상술한 바와 같은 실내주차장의 내부에는 이산화탄소(CO2)의 농도를 자동으로 검지하여 인체에 부적합한 유기화합물의 농도를 일정기준 이하로 유지하도록 하여야 한다.
즉, 각 층간별로 나누어 시설된 실내 주차장의 한쪽에는 환기팬은, 급기팬과 배기팬으로 구분되어 장치되며, 대체로 해당 층의 실내주차장의 대각선 방향으로 시설되어 운영된다.
또한, 실내 주차장의 실내 전용면적이 넓으면 넓을수록 천장에는 공기의 흐름을 급기측에서 배기측으로 유도하는 송풍팬(일명 '제트팬'이라고도 함)이 다수개 설치되어 주차장의 역한 공기를 외부로 배출하는 시스템에서 운영되고 있다.
또한, 배기팬 장치의 가까운 쪽에는 일산화탄소 감지기가 설치되고, 일산화탄소 감지기는 상술한 급기팬, 배기팬, 송풍팬과 각각 전기적으로 연결 설치되어 일산화탄소 감지기에서 기준치 이상의 농도로 일산화탄소가 감지되면 상술한 팬들을 구동시켜 실내주차장 내의 공기오염을 방지토록 하고 있다.
이러한 주차장에 적용되는 배기시스템은 대한민국 공개특허 제10-2010-0058983호, 대한민국 등록특허 제10-1347924호, 대한민국 등록특허 제10-1585567호와 같이 주차장 일측으로 공기를 흡입할 수 있도록 급기구를 포함한 급기통로를 형성하고, 타측으로는 주차장 내의 오염된 공기를 외부로 배출하도록 배기구를 포함한 배기통로를 형성한 구조로 이루어져 있으며, 주차장과 급기통로 사이에는 급기팬을 형성하고, 주차장과 배기통로 사이에는 배기팬을 형성하며, 때에 따라서는 주차장의 천장에 제트팬을 형성하여 외기를 도입함과 동시에 오염된 공기를 배기팬으로 유도시킨 후 배기팬을 이용하여 이를 배기구를 통해 배출하는 구성으로 이루어지게 된다.
(특허문헌 1) KR10-2010-0058983 A
(특허문헌 2) KR10-1347924 B1
(특허문헌 1) KR10-1585567 B1
한편, 상술한 종래기술들은 대부분 배기구가 하나가 형성된 상태에서 각 층별 배기팬이 모두 같은 방향으로 회전하여 배기통로로 오염된 공기를 유도하는 구조로 이루어져 있다.
그런데, 배기팬 내에 형성된 임펠러는 특정방향으로 회전하는 구조로 이루어져 있어, 각 층에 설치된 배기팬이 같은 방향으로 회전이 이루어질 경우 특정 구역에서만 배기 공기량이 많아지게 된다.
따라서, 해당 위치의 공기는 배기구와 가까운 위치에서 배기되는 공기에 의해 정체되는 현상이 과중되어 각 층별 배기량을 일정하게 배출하지 못할 뿐만 아니라, 배기량 자체도 매우 작아지는 문제가 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 지하주차장의 배기시스템은 각 층에 설치되는 배기팬을 이웃하는 층의 배기팬과 다른 방향으로 회전하여 교차방향 배기방식을 채택해 오염된 공기를 송풍하도록 하여 배기되는 공기의 속도 및 배기량이 배기통로 내에서 균등하게 이동되록 하여 배기되는 공기의 정체현상 없이 균등하면서 계획된 양의 공기를 배기시킬 수 있는 지하주차장의 배기시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 각 층의 지하주차장 내의 공기를 배기함에 있어 배기통로의 양방향으로 공기를 이동시키도록 배기팬의 회전방향을 조정하여 배기풍량 향상 및 균일한 배기가 이루어지도록 하여 배기 효율성을 높임으로써 배기 효율성을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 지하주차장 배기시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에서의 배기팬을 도시한 단면도.
도 3의 (a)는 시계방향으로 회전하는 배기 임펠러를 도시한 도면이고, 도 3의 (b)는 반시계방향으로 회전하는 배기 임펠러를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에의 배기팬과 배기통로 및 배기구 설치상태를 도시한 상태도.
도 5는 실시 예에 따른 배기방식별 공기속도 및 공기연령 분포도.
도 6은 실시 예에서 배기방식별 층별 배기 풍량을 도시한 그래프.
도 7은 실시 예에서 배기방식별 배기구의 평균공기연령을 도시한 그래프.
* 부호의 설명 *
1 : 지하주차장
10 : 급기통로
20 : 급기구
30 : 급기팬
31 : 급기 임펠러
40 : 배기팬
41 : 배기 임펠러
50 : 배기통로
60 : 배기구
100 : 지하주차장의 배기시스템
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
우선, 본 발명은 통상의 지하주차장(1)에 설치되는 배기 시스템과 매우 유사하다.
즉, 지하주차장(1)의 일측으로는 외부 공기를 층별 지하주차장(1)으로 유입시키기 위해 상측에 급기구(20)가 형성되어 있는 급기통로(10)가 수직방향으로 연장되어 각 층별 지하주차장(1)과 연결된 상태로 구성되어 있다.
또한, 상기 급기통로(10)와 다른 방향의 지하주차장(1) 외벽에는 상측에 배기구(60)가 형성되어 있는 배기통로(50)가 수직방향으로 연장되어 각 층별 지하주차장(1)과 연결된 상태로 구성된다.
물론, 상기 지하주차장(1)에는 다수의 유인팬(1a)이 추가로 설치될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상술한 배기팬(40)의 설치시 각 층별로 배기팬(40)의 배기 임펠러(41)가 각각 다른 방향으로 회전하여 지하주차장(1) 내의 오염된 공기를 배기통로(50) 및 배기구(60)로 이동시켜 외부로 배출할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 최상층인 지하1층에 설치되어 있는 배기팬(40)의 배기 임펠러(41)가 반시계방향으로 회전해 지하주차장(1) 내의 공기를 배기통로(50)로 이동시키게 되면, 그 밑에 층인 지하2층에 설치되는 배기팬(40)의 배기 임펠러(41)는 시계방향으로 회전해 지하주차장(1) 내의 공기를 배기통로(50)로 이동시킬 수 있도록 배치되고, 지하3층은 지하1층과 마찬가지로 반시계 방향으로 회전할 수 있도록 구성된다.
또한, 상술한 배기팬(40)을 통해 배기통로(50)로 이동되는 공기는 배기팬(40)의 배기 임펠러(41)에 의해 일정 방향으로 유도되어 배기통로(50)상에서 상측방향으로 이동된 후 배기구(60)를 통해 외부로 배출된다.
즉, 지하1층에서의 배기팬(40)의 배기 임펠러(41)가 반시계방향으로 회전하게 되면 배기되는 공기는 반시계방향으로 회전력이 발생한 상태로 이동하게 되어 좌측으로 이동하는 방향을 가지고 상측으로 이동이 이루어지게 되고, 그 밑에 층인 지하2층의 경우에는 배기 임펠러(41)가 시계방향으로 회전함에 따라 우측으로 이동하는 방향을 가지고 상측으로 이동이 이루어지게 된다.
따라서, 본 발명에서는 배기통로(50)의 상측에 배기구(60)를 하나 이상, 더욱 구체적으로는 2 ∼ 4개소 설치하여 좌측방향으로 상향하는 공기를 배출하면서 우측방향으로 상향하는 공기를 원활히 배출하기 위해 각 방향에 1개소씩 총 2개소로 배기구(60)를 구성하여 방향성을 가진 공기를 배출할 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명에서는 상술한 배기팬(40)의 전면에 배기 임펠러(41)를 통해 배기통로(50)로 이동하는 공기가 배기구(60)로 원활히 이동될 수 있도록 상향된 형태의 댐퍼(42)를 구비하여 밑에 층에서 이동하는 공기와의 간섭으로 인한 정체현상을 방지할 수 있도록 구성될 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 지하주차장 배기시스템(100)은 각 층에 설치되는 배기팬(40)의 배기 임펠러(41)의 회전 방향을 이웃하는 다른 층의 배기팬(40)에 형성된 배기 임펠러(41)와 다른 방향으로 회전시킴으로써 각 층에서 배기되는 공기의 간섭으로 인한 정체현상을 해소함으로써 각 층별 배기 효율성을 높이도록 작용하게 되고, 이렇게 방향성을 가지고 이동하는 공기를 원활히 배출할 수 있도록 배기통로(50)의 상측에 2 ∼ 4개소의 배기구(60)를 설치하여 배기 효율성을 높일 수 있게 된다.
아하에서는 실시 예를 통해 그 작용효과에 대해 설명하도록 한다.
본 발명에서의 실시 예는 층별 배기 방향이 편방향(one-way) 및 교차방향(two-way)인 조건하에 실험을 실시하였다.
[실시 예]
1. 배기팬
상기 배기팬은 직경 1.8m의 축류형 송풍기로 6개의 날개를 갖고 있으며 실험시 회전속도는 30.36rad/s(약 290rpm)이고, 목표 배기풍량은 층별 40,000㎥/h이며, 각 층별 배기팬의 높이 간격은 3.7m로 설정하였으며, 편방향(one-way)의 배기방식일 경우에는 각 층별 설치되는 배기팬에 형성된 배기 임펠러의 회전방향을 모두 동일한 방향으로 회전시키도록 하였고, 교차방향(two-way)의 배기방식일 경우에는 홀수층과 짝수층이 각각 다른 방향으로 회전할 수 있도록 배기 임펠러를 구성하였다.(도 3 내지 도 4 참조.)
2. 배기통로
실시 예에서 배기통로는 총 5층으로 구성하였고 크기는 폭 11m, 배기팬과 배기통로의 벽과의 거리는 1m이며, 상측에 배기구를 2개소 설치하였다.
본 실시 예는 층별 배기 방향을 편방향(one-way) 배기방식 및 교차방향(two-way) 배기방식을 구분하여 전체 층의 배기팬을 가동한 상태에서 실험하였으며, 이때에 각각의 배기팬에는 댐퍼가 설치되지 않은 조건으로 유동해석을 하였고, 이때에 유동해석은 속도 및 공기연령분포를 콘투어분포로 표시하였다.
도 5의 (a)는 편방향(one-way)의 배기방식일 때의 속도를 도시한 분포도이고, 도 5의 (b)는 편방향(one-way)의 배기방식일 때의 공기연령을 도시한 분포도이며, 도 5의 (c)는 교차방향(two-way)의 배기방식일 때의 속도를 도시한 분포도이고, 도 5의 (d)는 교차방향(two-way)의 배기방식일 때의 공기연령을 도시한 분포도로서, 배기통로 내에서 각 층별 및 구역별 발생하는 공기 속도를 확인하여 원활한 배기가 이루어지고 있는지 여부에 대해 판별하고자 하였으며, 공기연령(local mean age(LMA))은 공간 내에서 공기가 어느정도 머무르고 있는지에 대한 것을 계산식을 통해 산출하여 표기하였다.
즉, 상술한 공기연령은 공기의 나이, 즉, 배기팬을 통해 배기통로로 유입된 공기가 어느정도 머무르고 있는지 여부에 대한 데이터를 분포도로 표시함으로써 각 층의 배기팬을 통해 배기통로로 이동하였던 공기가 간섭에 의해 배기가 원활히 이루어지고 있는지에 대한 것을 확인할 수 있는 자료이다.
상기와 같은 데이터를 통해 도 5에 대해 살펴보면,
도 5의 (a)에서와 같이 편방향(one-way) 배기방식일 때의 공기의 유동현상은 공기가 시계방향으로 유동함에 따라 배기가 시계방향인 좌측 상단방향에서만 속도가 증가함을 알 수 있으며, 이러한 현상은 모든 층에서 발생하였다.
상기와 같이 공기 속도가 특정 방향으로만 편중됨에 따라 배기통로 전체 구간이 아닌 일부 구간에서만 배기가 이루어짐으로써 풍량이 감소됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 5의 (b)에서와 같이 편방향(one-way) 배기방식일 때의 공기 연령분포를 살펴보면, 하부층에서 배기되는 공기가 상부층의 배기팬의 토출측에 편심되어 배기되는 것을 알 수 있으며, 이로 인해, 상부층의 공기 유동에 의해 하부층의 공기 유동이 간섭을 받아 공기가 오랫동안 머무르고 있는 것을 알 수 있다.
한편, 도 5의 (c)에서와 같이 교차방향(two-way) 배기방식일 때의 공기 유동현상은 편방향(one-way) 배기방식일 때와 비교하였을 때에 좌, 우측 상단으로 속도가 고르게 분포되어 이음을 알 수 있다.
즉, 홀수층(지하 1, 3, 5층)은 반시계방향으로 배기 임펠러가 회전하여 운전되고, 짝수층(지하 2, 4층)은 시계방향으로 배기 임펠러가 회전하여 운전되는 조건으로서 각 층별로 배기 임펠러 회전방향을 다르게 운전함으로 인해, 도 5의 (d)와 같이 하부층에서 배출되는 공기연령이 낮음을 알 수 있었으며, 이는, 배기 풍량이 상부층의 배기풍량에 의한 유동간섭이 둔화되어 각 층에서 목표로 하는 배기풍량에 근접하고 있음을 예측할 수 있었다.
본 실시 예에 대해 정리하여 보면,
인접한 상, 하부층의 배기팬의 송풍이 편방향(one-way) 배기방식으로 회전하는 경우 상층부에 위치한 2개의 배기구로 배출되는 공기 속도 분포가 좌측 상단으로 편심(도 5의 (a)참조.)되는데 반해, 교차방향(two-way) 배기방식인 경우에는 양쪽으로 나누어져 형성된 배기구로 균등하게 배출되는 것(도 5의 (c) 참조.)을 확인할 수 있다.
또한, 층별로 배기되는 풍량이 상부로 이동하면서 상부의 배기 유동에 의해 하부의 배기풍량이 간섭받아 정체되는 현상을 공기연령으로 확인하여 보면, 편방향(one-way) 배기방식으로 배기팬을 운용할 경우 도 5의 (b)와 같이 하부층의 신선공기연령이 상부층의 토출구에 유입되는 현상을 확인할 수 있으며, 특히, 지하 4, 5층의 우측방향의 공기연령이 높은 공기는 오랫 동안 정체되어 있음을 확인할 수 있었다.
이와 비교되는 교차방향(two-way) 배기방식으로 배기팬을 운용할 경우 도 5의 (d)와 같이 하부에서 배기되는 신선공기연령이 상부로 바로 유입되는 것이 아니라, 양 측면의 공기가 고르게 배기구로 유도되어 전반적으로 공기연령이 낮게 분포되었음을 확인할 수 있었다.
따라서, 위의 공기연령분포를 통해 교차방향(two-way) 배기방식은 층별 공기의 유동이 서로 간섭받지 않아 층별 배기가 원활히 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.
이를 도 6을 통해 상세히 살펴보면,
도 6은 배기방식에 따른 층별 배기 풍량을 도시한 그래프로서 편방향(one-way) 배기방식의 경우 지하 1층에서 약 10CMS의 풍량을 배출하고 있지만 지하 5층에서는 약 6CMS의 풍량을 배출하고 있었다.
이와 대비되는 교차방향(two-way) 배기방식의 경우 층별로 배기 풍량이 미소하게 차이가 발생하지만 평균 15CMS의 배기 풍량을 배출하는 것으로 확인할 수 있었다.
이는, 편방향(one-way) 배기방식의 경우 상부층에서 배기되는 풍량에 의해 하부층의 배기가 간섭현상이 발생하여 둔화되었기 때문이다.
한편, '명목시간상수(Norminal Time Constant)'란 오염물질을 실내에 가득 채워놓은 후 실내에 깨끗한 공기를 공급하여 깨끗한 공기가 배출구에 도달하는 시간으로서, 이를 이용해 배기방식에 따른 배기구의 평균공기연령을 도시한 그래프인 도 7에 대해 살펴보면,
편방향(one-way) 배기방식에서의 좌측 배기구 출구지역의 명목시간상수는 5.6s이지만 우측 배기구는 이보다 낮은 값을 나타내고 있다. 이는 층별로 배기된 풍량이 좌측으로 편중되어 많이 이동하고 있음을 알려주는 것으로, 이와 대비되는 교차방향(two-way) 배기방식의 경우 편방향(one-way) 배기방식의 좌측 배기구보다 낮은 약5s를 나타내고 있고, 우측 배기구의 경우에는 편방향 배기방식의 우측 배기구보다 높은 4s를 나타내고 있다.
즉, 교차방향 배기방식은 편방향 배기방식과 대조적으로 좌, 우측 배기구로 풍량이 고르게 분산되고 있다는 것을 나타내고 있다.
상술한 바와 같이 축류형인 배기팬이 토출 깊이가 짧게 제안된 공간으로 배출될 경우 선회류가 계속 유지되어 편방향 유동이 발생하게 되고, 이로 인해 상층부에 설치되는 배기구로 공기가 고르게 배기되지 못하여 층별 배기능력이 약화되는 현상이 최하부층에서부터 발생하게 됨을 알 수 있다.
이러한, 현상을 개선하기 위해 축류형인 배기팬의 회전방향을 층별로 변경시켜 교차방향(two-way) 배기방식을 채택함으로써 층별로 요구되는 배기풍량 및 층별 균일한 배기량을 확보할 수 있다.
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음은 본 발명에 속하는 통상의 기술자들에게 있어 명백한 것임을 명시한다.

Claims (2)

  1. 외부 공기를 층별 지하주차장(1)으로 유입시키기 위해 형성되는 급기통로(10);
    상기 급기통로(10)의 상측에 형성되는 급기구(20);
    상기 급기통로(10)와 층별 지하주차장(1) 사이에 설치되어 급기통로(10)로 이동된 외부 공기를 지하주차장(1)으로 이동시키기 위해 형성되는 급기 임펠러(31)를 포함한 급기팬(30);
    상기 층별 지하주차장(1) 일측에 설치되어 지하주차장(1) 내의 오염된 공기를 외부로 배출하기 위해 형성되는 배기 임펠러(41)를 포함한 배기팬(40);
    상기 배기팬(40)에 의해 흡입되는 공기를 외부로 배출하기 위해 형성되는 배기통로(50);
    상기 배기통로(50)의 상측에 형성되는 하나 이상의 배기구(60);를 포함하여 이루어져 있으며,
    상기 지하주차장(1)에 형성되는 배기팬(40) 중 어느 하나의 배기팬(40)에 형성된 배기 임펠러(41)의 회전방향은 이웃하는 다른층의 배기팬(40)에 형성된 배기 임펠러(41)의 회전방향과 반대로 회전하여 지하주차장(1)의 공기를 두방향으로 배기통로(50)로 이동시켜 외부로 배출하도록 하고,
    상기 배기통로(50) 상측에 형성된 배기구(60)는 각층별 설치되는 배기팬(40)의 배기 임펠러(41)의 회전에 의해 방향성을 가지는 공기를 외부로 배출할 수 있도록 형성하여 교차방향으로 공기를 배출함으로써 공기의 정체 현상을 줄여 각층별 배기능력을 향상시키도록 구성되는 것에 특징이 있는 지하주차장의 배기시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배기구(60)는 1 ∼ 4개소인 것에 특징이 있는 지하주차장의 배기시스템.
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