KR100737317B1 - 공기 순환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 공기에 포함된 오염 물질의 농도와 유해 물질의 농도에 따라 환기 운전이나 공기 정화 운전 중 적어도 하나의 운전을 수행하는 공기 순환 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기 순환 시스템은 실내 유니트, 내부에 급기 유로 및 배기 유로가 별개로 마련되고 상기 급배기 유로가 실내유니트 및 실외와 연통되도록 하는 입출구가 구비되어 있는 본체, 상기 본체 내부의 급기 유로와 배기 유로가 교차하는 위치에 설치한 전열교환기, 상기 급기 유로의 출구측에 위치하고 상기 본체의 내부 일측면에 마련되어 실외 공기를 상기 실내 유니트로 공급하기 위한 급기 수단, 상기 배기 유로의 출구측에 위치하고 상기 급기 수단과 동일한 측면에 마련되어 실내 유니트로부터 공급되는 실내 공기를 실외로 배출하기 위한 배기 수단 및 상기 급기 유로와 배기 유로를 구획하기 위한 구획판을 포함한다.

Description

공기 순환 시스템{AIR CIRCULATION SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 공기 순환 시스템의 실내 유니트를 보인 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 순환 시스템의 실내 유니트와 실외 유니트의 연결 상태를 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 순환 시스템의 실내 유니트의 내부 구조를 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 공기 순환 시스템의 제어 블록 다이어그램이다.

도 5는 도 1의 절취선 B-B를 따라 절취한 후 화살표 방향에서 바라본 단면도로, 공기 순환 운전 시 급기 공간을 통한 공기의 흐름을 나타낸 것이다.

도 6은 도 1의 절취선 B-B를 따라 절취한 후 화살표 방향에서 바라본 단면도로, 환기 운전 급기 공간을 통한 공기의 흐름을 나타낸 것이다.

도 7은 도 1의 절취선 A-A를 따라 절취한 후 화살표 방향에서 바라본 단면도로, 환기 운전 시 배기공간을 통한 공기의 흐름을 나타낸 것이다.

도 8은 도 1의 절취선 B-B를 따라 절취한 후 화살표 방향에서 바라본 단면도로, 환기 운전과 공기 정화 운전을 동시에 수행하는 경우 급기 공간을 통한 공기의 흐름을 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 복수 실내 유니트를 실외 유니트에 연결한 상태를 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 실내 유니트 20 : 실외 유니트

21 : 본체 21a,21b,21c,21d : 제1,2,3,4 본체구획판

22 : 급기유로 22c : 급기팬

23 : 배기유로 23c : 배기팬

24 : 전열교환기

본 발명은 공기 순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내 공기에 포함된 오염 물질의 농도와 유해 물질의 농도에 따라 적절한 운전을 수행하는 공기 순환 시스템에 관한 것이다.

실내 공기 중의 먼지나 이물질 등을 걸러 내어 공기를 깨끗하게 정화시키기 위한 공기 정화 장치가 개발되었다. 이 공기 정화 장치는 송풍팬을 구동하여 흡입되는 실내 공기가 필터를 거치도록 하여 미세 먼지 등을 걸러내고 정화된 공기를 실내로 공급하는 공기 순환 과정을 통하여 이루어지도록 하는 것이다.

근래에는 실내에서 사용하는 기기나 건축 마감재료를 다양하게 사용하는 추세이고, 이에 따라 실내 공간에 포함되는 유해 물질의 농도가 증대되었기 때문에 거주자에게 불쾌감을 일시적으로 유발하는데 그치지 않고 공기 오염에 따른 질환을 초래하고 있는 실정이다. 유해 물질은 실내 공간의 환경에 따라 다양하게 발생할 수 있는데 일반적으로 먼지, 담배 연기, 냄새, 곰팡이, 살충제 등을 비롯하여 총 휘발성 유기 화합물(TVOC), 포름알데히드(HCHO) 등이 실내 공간의 공기 질을 나쁘게 하는 새로운 유해 물질로 대두되고 있다.

따라서 실내 공간의 오염 상태에 따라 환기, 공기 정화, 환기 및 공기 정화를 적절하게 수행하는 공기 순환 시스템이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 실내 공기에 포함된 오염 물질의 농도와 실내 공기에 포함된 유해 물질의 농도에 따라 환기, 공기 정화 또는 환기 및 공기 정화하는 운전을 수행할 수 있도록 하는 공기 순환 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실내 유니트, 내부에 급기 유로 및 배기 유로가 별개로 마련되고 상기 급배기 유로가 실내유니트 및 실외와 연통되도록 하는 입출구가 구비되어 있는 본체, 상기 본체 내부의 급기 유로와 배기 유로가 교차하는 위치에 설치한 전열교환기, 상기 급기 유로와 배기 유로를 구획하기 위한 구획판, 실외 공기를 상기 실내 유니트로 공급하기 위해 급기 유로의 출구측에 위치하고 상기 본체의 내부 일측면에 마련되는 급기 수단 및 상기 실내 유니트로부터 공급되는 실내 공기를 실외로 배출하기 위해 배기 유로의 출구측에 위치하고 상기 급기 수단과 동일한 측면에 마련되며 상기 구획판에 의하여 급기 수단과 구획되는 배기 수단을 포함하는 공기 순환 시스템을 특징으로 한다.

또한, 상기 실내 유니트는 내부에 배기 공간과 급기 공간을 구획되게 마련하여 상기 본체의 배기 유로의 입구와 급기 유로의 출구에 각각 연결되도록 하고, 상기 급기 공간에 마련되는 송풍팬을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실내 유니트는 복수이고 각각의 급기 공간과 배기 공간이 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 급기 유로의 입구에 설치되어 실외 공기에 포함되어 있는 이물을 제거하기 위한 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 급기 수단은 급기 팬 및 급기 팬 모터로 구성되고, 배기 수단은 배기 팬 및 배기 팬 모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 공기 순환 시스템은 실내 공기를 정화하는 기능과 실내 공기를 환기하는 기능과 그리고 환기 및 공기 정화하는 기능을 수행할 수 있도록 마련된 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 천장(1)에 상면이 접하고 두 측벽(2)이 만나는 구석에 설치된 실내 유니트(10)를 구비한다.

실내 유니트(10)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 실외 측에 설치된 실외 유니트(20)와 연결되도록 마련되는데, 실외 유니트(20)는 외형을 이루는 몸체(21) 내부에 각각 입구(22a,23a)와 출구(22b,23b)를 구비하는 급기 유로(22)와 배기 유로(23)가 형성된다.

급기 유로(22)의 출구측에 위치한 본체(21) 내부의 일측면에는 각각 급기 팬(22c) 및 급기 팬 모터(22d)가 설치되고, 상기 급기 팬(22c) 및 급기 팬 모터(22d)와 동일한 측면에는 배기 유로(23)의 출구측에 배기 팬(23c) 및 배기 팬 모터(23d)가 설치된다.

급기 유로(22)와 배기 유로(23)는 상호 교차되도록 마련되고, 이 교차부에는 배기 유로(23)의 공기와 급기 유로(22)의 공기가 열 교환되도록 하는 전열교환기(24)가 상기 급기 팬(22c) 및 급기 팬 모터(22d)와 배기 팬(23c) 및 배기 팬 모터(23d)에 대향하도록 설치된다.

전열교환기(24)는 실내로 유입되는 실외공기와 실내공기 사이의 온도차가 줄어들도록 하기 위한 것이며, 본체(21)로부터 연장되는 제1 내지 제4 본체구획판(21a,21b,21c,21d)에 의하여 급기 유로(22)와 배기 유로(23)가 구획되도록 한다.

제1 및 제3 본체구획판은 본체(21)의 상부 면 및 하부 면으로부터 각각 연장되어 전열교환기(24)와 연결되고, 제2 본체구획판은 급기 팬(22c)이 설치된 본체(21) 측면으로부터 연장되어 급기 팬(22c) 및 급기 팬 모터(22d)과 배기 팬(23c) 및 배기 팬 모터(23d)가 구획되도록 전열교환기(24)에 연결되며, 제4 본체구획판은 본체(21)의 타측면에서 연장되어 전열교환기(24)에 연결된다.

급기 유로(22)의 입구 측에는 실외 공기에 포함되어 있는 먼지등의 이물질을 제거하기 위한 필터(25)가 구비되어 있다.

실외 유니트(20)의 급기팬(22c)이 구동됨에 따라 급기유로(22)의 입구(22a)를 통해 유입된 공기가 급기유로(22)의 출구(22b)를 통해 몸체(21) 외부로 토출되며, 배기팬(23c)이 구동됨에 따라 배기유로(23)의 입구(23a)를 통해 유입된 공기가 배기유로(23)의 출구(23b)를 통해 몸체(21) 외부로 토출된다.

급기유로(22)의 출구(22b)와 배기유로(23)의 입구(23a)에는 실내 유니트(10)와 실외 유니트(20) 사이를 연결하는 급기덕트(31)와 배기덕트(32)의 일단이 연결되며,급기덕트(31)와 배기덕트(32)의 타단에는 실내 벽면을 통해 실내 공간 내부로 연장되는 연장부(31a,32a)를 마련한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 실내 유니트의 후면에 덕트(31,32)의 연장부(31a,32a)에 결합되는 덕트연결부(40)를 마련하고, 이 덕트연결부(40)에 급기덕트(31)와 연결되도록 마련된 외기유입구(41)와 배기덕트(32)와 연결되도록 마련된 내기배출구(42)를 형성한다.

실내 유니트(10) 내부공간은 외기유입구(41)와 통하도록 넓게 마련된 우측의 급기공간(50)과 내기배출구(42)와 통하도록 좁게 마련된 좌측의 배기공간(60)이 제1구획판(43)을 통해 상호 구획되도록 마련된다. 배기공간(60)의 전면에는 실내공기가 배기공간(60) 내부로 유입되도록 내기유입구(61)가 마련되고, 이 배기공간(60)은 공기의 소통이 원활하게 이루어지도록 실내 유니트의 내측면을 따라 형성된다.

급기공간(50)은 그 내부를 상하로 구획하는 제2구획판(44)을 통해 상측의 제1급기공간(70)과 하측의 제2급기공간(80)으로 구획되며, 제1급기공간(70)의 전면에는 급기공간(50) 내부의 공기를 실내로 토출시키기 위한 토출구(51)를 마련하고, 제2급기공간(80)의 하면에는 실내공기가 급기공간(50) 내부로 유입되도록 형성된 흡입구(52)를 마련한다.

흡입구(52) 상부의 제2급기공간(80)에는 흡입구를 덮도록 마련된 것으로 급 기공간(50) 내부로 유입된 실내공기를 여과시키기 위한 필터(53)가 설치되며, 제1급기공간(70)에는 외기유입구와 흡입구를 통해 급기공간 내부로 유입된 공기를 토출구 측으로 송풍시키기 위해 원심팬으로 마련되는 송풍팬(54)을 설치한다.

송풍팬용 모터(55)는 실내 유니트(10)의 내측 상면에 고정된다. 또 상기 제2구획판(44)에는 송풍팬(54)의 입구와 연통되도록 마련되며 제1급기공간(70)과 제2급기공간(80)이 서로 통하도록 형성된 연통공(44a)이 형성되며, 제1급기공간(70)에는 송풍팬(54)에 의해 송풍되는 공기를 토출구 측으로 안내하기 위한 송풍가이드(71)를 마련한다.

배기공간(60)의 중도에는 공기의 흐름을 개폐하기 위한 배기댐퍼(62)가 마련되고, 외기유입구(41)에는 외기유입구(41)를 개폐하기위한 급기댐퍼(45)가 마련된다.

급기 댐퍼는 급기용 개폐부재(45a)와 급기 댐퍼 모터(45b)로 이루어지고, 배기 댐퍼는 배기용 개폐부재(62a)와 배기 댐퍼 모터(62b)로 이루어진다.

급기댐퍼 및 배기댐퍼는, 도 4에 도시한 바와 같이, 실내 유니트에 대한 전반적인 동작을 제어하는 제어 유니트(100)에 의하여 이루어진다.

제어 유니트(100)는 입력부(110)를 통해 운전 시작 명령을 입력 받으면 미리 운전제어 프로그램에 따라 초기 운전을 수행한다. 제어 유니트는 실내 공기의 오염 상태 즉 실내 공기에 포함된 오염 물질(예를 들어, 이산화 탄소 또는 일산화 탄소)의 농도에 대응하는 감지신호를 오염물질 감지센서(120)로부터 제공받고, 또 실내 공기에 포함된 유해 물질의 농도에 대응하는 감지신호를 오염물질 감지센서(120)로 부터 제공받는다. 여기서 유해 물질은 먼지, 담배 연기, 냄새, 곰팡이, 살충제 를 포함하며, 실내 공간의 건축 마감재질에 의해 주로 발생하고 있는 총 휘발성 유기 화합물 또는 포름알데히드를 포함하며, 이것으로 유해 물질을 한정하는 것은 아니다, 즉 유해 물질은 실내 유니트의 설치하는 실내 공간의 환경 조건에 따라 해당 유해 물질을 감지할 수 있는 센서를 채택할 수 있다.

오염물질 감지센서(120)와 유해 물질 감지센서(13)는 실내 공간의 적소에 설치한다. 바람직하게는 실내 유니트의 내부에 설치한다.

제어 유니트는 컨트롤러(101)와 메모리(102)로 이루어진다.

컨트롤러(100)는 입력부의 입력 명령에 따라 시스템의 운전을 시작 또는 정지하는 기능과 함께 오염물질 감지센서(120)와 유해물질 감지센서(130)의 감지신호에 따라 실내 오염 상태를 인식하고, 이에 따라 시스템의 운전 모드를 설정한다.

또 컨트롤러(101)는 설정한 운전 모드에 따라 팬모터 구동부(140)를 제어하여 급기팬 모터(22d), 배기팬 모터(23d), 송풍팬 모터(55)를 구동하고 댐퍼모터 구동부(150)를 제어하여 급기 댐퍼 모터(45b)와 배기 댐퍼 모터(62b)를 구동한다.

메모리(102)는 시스템의 운전 모드를 설정하기 위한 운전 설정 정보를 저장하는데, 이러한 정보는 실내 공간에 오염 물질이 증가하여 환기 작용을 필요로 하는 오염물질의 농도와 실내 공간에 유해 물질이 증가하여 공기 정화 작용을 필요로 하는 유해 물질의 농도를 포함한다.

실내 공기에 포함된 유해물질을 제거함으로써 실내 공기를 정화하는 공기정화 운전을 수행하는 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 컨트롤러는 급기댐퍼(45)를 닫아 외기유입구(41)를 폐쇄하고 배기댐퍼(62)를 닫아 배기공간(60)을 통한 공기 흐름을 차단시킨 상태에서 송풍팬(54)을 설정된 제1속도로 회전시킨다. 이에 따라 실내공기는 송풍팬(54)의 송풍작용에 의해 흡입구(52)를 통해 제2급기공간(80)으로 유입되며 필터(53)를 통과하게 되고, 필터(53)를 통과한 공기는 유해물질이 여과된 상태로 제1급기공간(70)으로 유입된 뒤 토출구(51)를 통해 실내로 토출 된다.

실내 공기에 포함된 오염물질을 외부로 배출함으로써 실내 공기를 환기하는 환기 운전을 수행하는 경우, 도 6과 같이, 컨트롤러는 급기댐퍼(45)를 열어 외기유입구(41)를 개방시키고 배기댐퍼(62)를 열어 배기공간(60)을 통해 공기가 흐를 수 있도록 한 상태에서 송풍팬(54)을 설정된 제2속도(제1속도보다 작다)로 회전시킨다. 여기서 제2속도는 유입되는 외부 공기가 실내로 원활하게 토출되도록 하기 위한 것으로 최저 속도로 설정하는데, 이는 송풍팬의 속도가 크면 흡입구(52)를 통한 실내 공기의 흡입이 발생되고 원래 의도하는 환기에 효과적으로 작용하지 않는다.

환기 운전에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 실외 유니트(20)의 급기팬(22c)의 작용에 의해 급기유로(22)와 급기덕트(31)를 지나 외기유입구(41) 측으로 안내된 실외공기는 송풍팬(54)의 작용에 의해 계속해서 제2급기공간(80)과 제1급기공간(70)을 차례로 거친 후 토출구(51)를 통해 실내로 공급되고, 실내공기는 도 7에 도시한 바와 같이 환기장치(20)의 배기팬(23c)의 작용에 따라 내기유입구(61)를 통해 배기공간(60) 내부로 유입된 후, 계속해서 내기배출구(42)와 배기덕트(32)를 통해 환기장치(20)의 배기유로(23)로 전달된 뒤 배기유로(23)를 따라 실외로 배출되며, 이를 통해 실내공기에 포함된 오염물질이 외부로 배출되어 실내공기의 환기가 이루어진다.

공기 정화 운전과 환기 운전을 동시에 수행할 경우, 도 8에 도시한 바와 같이, 컨트롤러는 각 댐퍼(45,62)를 개방시킨 상태에서 상기 송풍팬(54)을 설정된 제3속도(제1 및 제2속도 보다 크다)로 회전시킨다. 흡입구(52)를 통해 유입되는 실내 공기와 외기유입구(41) 측 급기덕트(31)의 실외 공기는 함께 급기공간(50)으로 유입된 후 토출구(51)를 통해 실내로 토출되고, 일부 실내 공기는 배기공간(60)을 통해 실외로 배출됨으로써 환기 작용과 공기정화 작용이 동시에 수행된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 복수 실내 유니트를 실외 유니트에 연결한 상태를 보인 단면도이다.

도시한 바와 같이, 서로 구획된 제1실내공간(R1)과 제2실내공간(R2)에 각각 제1실내 유니트(10A)와 제2실내 유니트(10B)를 설치한다. 여기서, 제1 및 제2실내 유니트(10A)(10B)는 동일 기능의 구성요소를 동일하게 구비한다.

제1 및 제2실내 유니트(10A)(10B)에 실외 유니트(20A)를 공통 연결한다. 이에 따라 제1 및 제2실내 유니트(10A)(10B)는 급기 유로(31A)와 배기 유로(32A)를 공유한다.

제1 및 제2실내 유니트(10A)(10B) 및 실외 유니트(20A)에 대한 작동은, 전술한 제어 유니트에 의하여 해당 실내 공간에서의 오염물질의 농도와 유해 물질의 농도에 따라 독립적으로 수행한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 순환 시스템은 실 내 공간에 포함된 오염 물질의 농도와 유해 물질의 농도에 따라 환기 운전이나 공기 정화 운전 중 적어도 하나의 운전을 수행하여 실내 거주자에 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 실외 유니트에 복수 실내 유니트가 연결되도록 연결 부재를 이용하여 간편하게 구성할 수 있어서 확장성이 용이하다고 하는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 실내 유니트;

   내부에 급기 유로 및 배기 유로가 별개로 마련되고 상기 급배기 유로가 실내유니트 및 실외와 연통되도록 하는 입출구가 구비되어 있는 본체;

   상기 본체 내부의 급기 유로와 배기 유로가 교차하는 위치에 설치한 전열교환기;

   상기 급기 유로와 배기 유로를 구획하기 위한 구획판;

   실외 공기를 상기 실내 유니트로 공급하기 위해 급기 유로의 출구측에 위치하고 상기 본체의 내부 일측면에 마련되는 급기 수단; 및

   상기 실내 유니트로부터 공급되는 실내 공기를 실외로 배출하기 위해 배기 유로의 출구측에 위치하고 상기 급기 수단과 동일한 측면에 마련되며 상기 구획판에 의하여 급기 수단과 구획되는 배기 수단을 포함하는 공기 순환 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실내 유니트는 내부에 배기 공간과 급기 공간을 구획되게 마련하여 상기 본체의 배기 유로의 입구와 급기 유로의 출구에 각각 연결되도록 하고, 상기 급기 공간에 마련되는 송풍팬을 구비하는 공기 순환 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 실내 유니트는 복수이고 각각의 급기 공간과 배기 공간이 서로 연통되어 있는 공기 순환 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 급기 유로의 입구에 설치되어 실외 공기에 포함되어 있는 이물을 제거하기 위한 필터를 더 구비하는 공기 순환 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 급기 수단은 급기 팬 및 급기 팬 모터로 구성되고, 배기 수단은 배기 팬 및 배기 팬 모터로 구성되는 공기 순환 시스템.

Images