KR100650164B1 - 폐열회수 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급기팬에 의해 실외공기를 실내로 유입하는 급기덕트 및 상기 급기덕트와 교차되어 실내공기를 배기팬에 의해 실외로 유출하는 배기덕트로 분할되는 덕트와, 상기 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 구비되어 상기 급기덕트와 연통되는 다수의 급기통로와 상기 배기덕트와 연통되는 다수의 배기통로가 서로 인접하게 구획되며 상기 급기통로 및 배기통로에 내재하는 공기를 서로 열교환시키는 열교환기를 포함하는 폐열회수 환기장치에 있어서, 상기 급기덕트와 배기덕트가 서로 간섭받지 않도록 하는 수직격벽은 상기 열교환기의 돌출된 상하의 모서리에 각각 형성된 댐퍼 엑츄에이터 및 상기 댐퍼 엑츄에이터를 회전축으로 하여 일정 반경만큼 회동하는 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

폐열회수 환기장치, 댐퍼, 열교환기

Description

폐열회수 환기장치{Energy recovery ventilation}

도 1은 일반적인 폐열회수 환기장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 폐열회수 환기장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 폐열회수 환기장치의 일반 환기모드시의 상태도.

도 4는 본 발명에 따른 댐퍼 엑츄에이터의 제어부를 개략적으로 도시한 블럭도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

50: 덕트 51: 수평격벽

52: 수직격벽 53: 댐퍼 엑츄에이터

54: 댐퍼 100: 급기덕트

110: 급기흡입구 130: 급기배출구

150: 급기팬 200: 배기덕트

210: 배기흡입구 230: 배기배출구

250: 배기팬 300: 열교환기

310: 급기흡입면 320: 배기배출면

370: 급기통로 390: 배기통로

400: 입력부 500: 제어부

본 발명은 폐열회수 환기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내를 냉난방 하지 않는 경우, 열교환기의 사용을 방지하여 열교환기가 오염되지 않도록 함으로써, 열교환기의 성능저하를 방지하고, 그 수명을 연장할 수 있는 폐열회수 환기장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 경과하게 되면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서 사무실이나 차량 등과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다.

이때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다. 종래의 알려진 대부분의 환기장치는 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출하는 방식을 채택하고 있다.

그런데 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출할 경우, 실내의 냉기 및 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열교환 없이 유입됨으로 인해 실내를 난방 및 냉방하기 위해 필요한 경 비가 불필요하게 많이 소요되었다.

또한, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입됨으로 인해 실내공기의 급격한 온도변화로 그 내부에 존재하는 사람들이 불쾌감을 느끼게 되고, 특히 실내의 창문이나 문틀이 닫혀진 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍현상이 발생할 수 있음은 물론, 실내공기의 습도조절이 전혀 이루어지지 않게 되어 환기장치가 구비되어 있는데도 불구하고 쾌적한 실내 환경을 유지하지 못하는 문제점 등이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하고자, 실외공기를 실외로 배출되는 실내공기와 먼저 열교환시킨 다음 실내로 공급하는 폐열회수 환기장치가 제시되었다.

이 폐열회수 환기장치의 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 박스 형태의 덕트(1) 내부에 실외공기가 실내로 유입되는 급기덕트(10)가 구비되고, 상기 급기덕트(10)와 소정위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트(20)가 구비된다.

그리고 급기덕트(10)와 배기덕트(20)가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 열교환기(30)가 구비된다.

이때, 급기덕트(10)와 배기덕트(20)는 덕트(1)의 내부를 상하로 구획하는 수평격벽(2)과 좌우로 구획하는 수직격벽(3)에 의해 서로 간섭을 받지 않게 된다.

상기 급기덕트(10)의 일단에 실외와 연통되는 급기흡입구(11)가 형성되고, 타단에 실내와 연통되는 급기배출구(13)가 형성되며, 상기 배기덕트(20)의 일단에 실내와 연통되는 배기흡입구(21)가 형성되고, 타단에 실외와 연통되는 배기배출구 (23)가 형성된다.

급기덕트(10)의 급기흡입구(11) 측에 실외공기를 강제 흡입하여 열교환 된 공기를 실내로 토출하도록 하는 급기팬(15)이 구비되고, 상기 배기덕트(20)의 배기배출구(23) 측에 실내공기를 강제 배출하는 배기팬(25)이 구비된다.

한편, 열교환기(30)는 상하 및 좌우 모서리가 격벽(2, 3)에 의해 지지되는 육면체 형상으로 그 내부에 급기덕트(10)와 연통되는 다수의 급기통로(39)와 상기 급기통로(39)와 이웃하며 배기덕트(20)와 연통되는 다수의 배기통로(37)가 구비된다.

그리고, 도면에 별도로 도시되어 있지는 않았으나, 급기통로(39)와 배기통로(37)의 경계부분에는 열전도 효율이 뛰어난 열교환판이 구비된다.

이때, 실선으로 도시된 부분이 급기통로(39)이며, 점선으로 도시된 부분이 배기통로(37)이다.

이러한 구성을 갖는 폐열회수 환기장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실내공기가 어느 정도 오염되었을 때 배기팬(25)에 전원이 인가되면서 실내공기가 배기흡입구(21)를 통해 배기덕트(20)로 유입된 다음, 열교환기(30)의 배기통로(37)를 지나 배기배출구(23)를 통해 실외로 배출된다.

이와 동시에, 급기팬(15)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기가 급기흡입구(11)를 통해 급기덕트(10)로 유입된 다음, 열교환기(30)의 급기통로(39)를 지나 급기배출구(13)를 통해 실내로 유입된다.

이때, 열교환기(30)를 지나는 실내공기와 실외공기는 열교환판을 통해 열교 환하게 된다. 이 과정을 상술하면, 열교환기(30)에서 일어나는 열교환은 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기 사이에 일어나는 현열교환과, 실내공기 또는 실외공기 중 고온의 공기가 노점온도(dew point temp.) 이하의 상태가 되면서 생성된 응축수에 의한 잠열교환으로 이루어진다.

이러한 열교환 방식의 환기장치의 경우, 실내가 냉방 또는 난방일 때 급기되는 실외공기가 실내공기와 1차적으로 열교환된 다음 실내로 유입됨에 따라, 실내온도의 급격한 상승이나 하강을 방지할 수 있다.

그러나, 상기와 같이 구성된 폐열회수 환기장치는 여름철 또는 겨울철 폐열회수 환기모드시 뿐만 아니라 봄·가을철에도 열교환기(30)를 통해 실외공기와 실내공기가 환기됨으로써, 열교환기(30)의 오염이 가속되어 그 성능이 저하되고, 수명이 단축되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실내를 냉난방 하지 않는 경우, 열교환기의 사용을 방지하여 열교환기가 오염되지 않도록 함으로써, 열교환기의 성능저하를 방지하고, 그 수명을 연장할 수 있는 폐열회수 환기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 급기팬에 의해 실외공기를 실내로 유입하는 급기덕트 및 상기 급 기덕트와 교차되어 실내공기를 배기팬에 의해 실외로 유출하는 배기덕트로 분할되는 덕트와, 상기 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 구비되어 상기 급기덕트와 연통되는 다수의 급기통로와 상기 배기덕트와 연통되는 다수의 배기통로가 서로 인접하게 구획되며 상기 급기통로 및 배기통로에 내재하는 공기를 서로 열교환시키는 열교환기를 포함하는 폐열회수 환기장치에 있어서, 상기 급기덕트와 배기덕트가 서로 간섭받지 않도록 하는 수직격벽은 상기 열교환기의 돌출된 상하의 모서리에 각각 형성된 댐퍼 엑츄에이터 및 상기 댐퍼 엑츄에이터를 회전축으로 하여 일정 반경만큼 회동하는 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폐열회수 환기장치의 냉난방 환기모드 및 일반 환기모드를 선택하는 입력부 및 상기 입력부로부터 신호를 받아 상기 댐퍼 엑츄에이터의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 냉난방 환기모드 선택시, 상기 댐퍼가 덕트 내부를 좌우로 구획하도록 상기 댐퍼 엑츄에어티를 작동하여 상기 열교환기를 통하여 실내 및 실외공기가 환기되도록 하고, 일반 환기모드 선택시, 상기 댐퍼가 상기 열교환기의 급기 흡입면과 배기 배출면을 폐쇄하도록 상기 댐퍼 엑츄에이터를 작동하여 상기 열교환기를 통하지 않고 실내 및 실외공기가 환기되도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 여름철이나 겨울철 실내를 냉난방하고 있는 경우에는, 열교환기를 통해 실내공기와 실외공기를 열교환하여 환기를 시키고, 봄이나 가을철 실내를 냉난방 하지 않는 경우에는, 댐퍼 및 댐퍼 엑츄에이터를 구동하여 상기 열교환기의 유로를 폐쇄함으로써, 실내공기와 실외공기가 열교환기를 거치지 않고, 환기되도록 하여 열교환기가 장시간 사용되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐열회수 환기장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 폐열회수 환기장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐열회수 환기장치의 일반 환기모드시의 상태도이며, 도 4는 본 발명에 따른 댐퍼 엑츄에이터의 제어부를 개략적으로 도시한 블럭도로서, 도시된 바와 같이, 박스 형태의 덕트(50) 내부에 실외공기가 실내로 유입되는 급기덕트(100)가 구비되고, 상기 급기덕트(100)와 소정위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트(200)가 구비된다.

그리고 급기덕트(100)와 배기덕트(200)가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 열교환기(300)가 구비된다.

급기덕트(100)와 배기덕트(200)는 덕트(50)의 내부를 상하로 구획하는 수평격벽(51)과 좌우로 구획하는 수직격벽(52)에 의해 서로 간섭을 받지 않게 된다.

이때, 상기 수직격벽(52)은 열교환기(300)의 상측 모서리와 하측 모서리에 각각 설치된 댐퍼 엑츄에이터(53)와 상기 댐퍼 엑츄에이터(53)를 회전축으로 하여 일정 반경만큼 회동하는 댐퍼(54)를 포함한다.

상기 급기덕트(100)의 일단에는 실외와 연통되는 급기흡입구(110)가 형성되고, 타단에 실내와 연통되는 급기배출구(130)가 형성되며, 상기 배기덕트(200)의 일단에 실내와 연통되는 배기흡입구(210)가 형성되고, 타단에 실외와 연통되는 배기배출구(230)가 형성된다.

급기덕트(100)의 급기흡입구(100) 측에 실외공기를 강제 흡입하여 열교환 된 공기를 실내로 토출하도록 하는 급기팬(150)이 구비되고, 상기 배기덕트(200)의 배기배출구(230) 측에 실내공기를 강제 배출하는 배기팬(250)이 구비된다.

한편, 열교환기(300)는 상하 및 좌우 모서리가 수평격벽(51) 및 수직격벽(52)에 의해 지지되는 육면체 형상으로 그 내부에 급기덕트(100)와 연통되는 다수의 급기통로(370)와 상기 급기통로(370)와 이웃하며 배기덕트(200)와 연통되는 다수의 배기통로(390)가 구비된다.

그리고, 도면에 별도로 도시되어 있지는 않았으나, 급기통로(370)와 배기통로(390)의 경계부분에는 열전도 효율이 뛰어난 열교환판이 구비된다.

이때, 실선으로 도시된 부분이 급기통로(370)이며, 점선으로 도시된 부분이 배기통로(390)이다.

또한, 본 발명에 따른 폐열회수 환기장치는 냉난방 환기모드, 일반 환기모드를 선택하여 사용자가 입력하도록 하는 입력부(400)와, 상기 입력부(400)로부터 신호를 전달받아 상기 댐퍼(54)가 구동되도록 댐퍼 엑츄에이터(53)의 작동을 제어하는 제어부(500)를 더 포함한다.

이러한 구성을 갖는 폐열회수 환기장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실내공기가 어느 정도 오염되었을 때 배기팬(250)에 전원이 인가되면서 실내공기가 배기흡입구(210)를 통해 배기덕트(200)로 유입된 다음, 열교환기 (300)의 배기통로(390)를 지나 배기배출구(230)를 통해 실외로 배출된다.

이와 동시에, 급기팬(150)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기가 급기흡입구(110)를 통해 급기덕트(100)로 유입된 다음, 열교환기(300)의 급기통로(370)를 지나 급기배출구(130)를 통해 실내로 유입된다.

이때, 열교환기(300)를 지나는 실내공기와 실외공기는 열교환판을 통해 열교환하게 된다. 이 과정을 상술하면, 열교환기(300)에서 일어나는 열교환은 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기 사이에 일어나는 현열교환과, 실내공기 또는 실외공기 중 고온의 공기가 노점온도(dew point temp.) 이하의 상태가 되면서 생성된 응축수에 의한 잠열교환으로 이루어진다.

이러한 작동하에서, 입력부(400)를 통해 일반 환기모드를 선택하면, 제어부(500)는 상기 입력부(400)로부터 신호를 전달받아 상기 댐퍼 엑츄에이터(53)를 구동하고, 상기 댐퍼(54)는 상기 댐퍼 엑츄에이터(53)의 구동에 의해 상기 열교환기(300)의 급기 흡입면(310) 및 배기 배출면(320)을 폐쇄한다. 따라서, 상기 급기 흡입구(110)로 흡입된 실외 공기가 급기 배출구(130)를 통해 실내로 배출되지 않고, 배기 흡입구(210)를 통해 실내로 배출되며, 실내공기는 상기 급기 배출구(130)를 통해 덕트(50) 내부로 유입되어 상기 배기 배출구(230)를 통해 실외로 배출된다.

즉, 실내공기와 실외공기가 상기 열교환기(300)를 통하지 않고 환기가 되는 것이다.

반면, 입력부(400)를 통해 냉난방 환기모드를 선택하면, 제어부(500)는 상기 입력부(400)로부터 신호를 전달받아 상기 댐퍼 엑츄에이터(53)를 구동하고, 상기 댐퍼(54)는 상기 댐퍼 엑츄에이터(53)의 구동에 의해 상기 덕트(50)를 좌우로 구획하도록 하는 수직격벽(52)의 역할을 하게 된다. 따라서, 상기 급기 흡입구(110)로 흡입된 실외공기가 상기 열교환기(300)를 통과한 후, 상기 급기 배출구(130)를 통해 실내로 배출되고, 상기 배기 흡입구(210)로 흡입된 실내공기는 상기 열교환기(300)를 통과하면서 상기 실외공기와 열교환한 후, 상기 배기 배출구(230)를 통해 실외로 배출된다.

즉, 실내공기와 실외공기가 상기 열교환기(300)를 통하여 열교환을 하면서 환기가 되는 것이다.

결론적으로, 여름철 또는 겨울철 냉난방시에는 상기 폐열회수 환기장치의 입력부(400)를 통해 냉난방 환기모드를 선택하여 실내공기와 실외공기의 열교환을 이루면서 실내를 환기할 수 있고, 봄 또는 가을철에는 일반 환기모드를 선택하여, 실내공기와 실내공기가 열교환기를 거치지 않고 환기되도록 함으로써, 폐열회수 환기장치에 구비되는 열교환기의 성능저하를 방지하고, 그 수명을 연장할 수 있다.

본 발명에 따른 폐열회수 환기장치는 상술한 바와 같이, 여름철이나 겨울철 실내를 냉난방하고 있는 경우에는, 열교환기를 통해 실내공기와 실외공기를 열교환하여 환기를 시키고, 봄이나 가을철 실내를 냉난방 하지 않는 경우에는, 댐퍼 및 댐퍼 엑츄에이터를 구동하여 상기 열교환기의 유로를 폐쇄함으로써, 실내공기와 실외공기가 열교환기를 거치지 않고, 환기되도록 하여 열교환기가 장시간 사용되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같이, 열교환기의 성능저하를 방지하고, 그 수명을 연장할 수 있는 유용한 발명이다.

이상에서는, 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 급기팬에 의해 실외공기를 실내로 유입하는 급기덕트 및 상기 급기덕트와 교차되어 실내공기를 배기팬에 의해 실외로 유출하는 배기덕트로 분할되는 덕트와, 상기 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 구비되어 상기 급기덕트와 연통되는 다수의 급기통로와 상기 배기덕트와 연통되는 다수의 배기통로가 서로 인접하게 구획되며 상기 급기통로 및 배기통로에 내재하는 공기를 서로 열교환시키는 열교환기를 포함하는 폐열회수 환기장치에 있어서,

   상기 급기덕트와 배기덕트가 서로 간섭받지 않도록 하는 수직격벽은 상기 열교환기의 돌출된 상하의 모서리에 각각 형성된 댐퍼 엑츄에이터 및 상기 댐퍼 엑츄에이터를 회전축으로 하여 일정 반경만큼 회동하는 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열회수 환기장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 폐열회수 환기장치의 냉난방 환기모드 및 일반 환기모드를 선택하는 입력부 및 상기 입력부로부터 신호를 받아 상기 댐퍼 엑츄에이터의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열회수 환기장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제어부는 냉난방 환기모드 선택시, 상기 댐퍼가 덕트 내부를 좌우로 구 획하도록 상기 댐퍼 엑츄에어티를 작동하여 상기 열교환기를 통하여 실내 및 실외공기가 환기되도록 하고, 일반 환기모드 선택시, 상기 댐퍼가 상기 열교환기의 급기 흡입면과 배기 배출면을 폐쇄하도록 상기 댐퍼 엑츄에이터를 작동하여 상기 열교환기를 통하지 않고 실내 및 실외공기가 환기되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐열회수 환기장치.

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