KR101437291B1

KR101437291B1 - 덕트 열교환방식의 환기시스템

Info

Publication number: KR101437291B1
Application number: KR1020130108310A
Authority: KR
Inventors: 임진수
Original assignee: 주식회사 연합축산
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-09-03

Abstract

본 발명은 동절기에 실외로부터 유입되는 찬 공기를 상대적으로 높은 온도의 실내공기와 열교환시켜 실내로 공급하게 됨으로 실내온도 저하를 방지하고 에너지소비효율을 한층 향상시킬 수 있게 하고자, 본 발명은 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤패널이 구비된 덕트 열교환방식의 환기시스템에 있어서, 실내공기가 유입되는 상면의 실내공기유입부 및 측면에 제1연결부가 있고 저면에 구비된 온풍공급구에는 외부공기를 흡입하기 위한 제1송풍팬을 가지는 제1케이스; 상기 제1케이스로부터 이격 설치되며 상면에 제2송풍팬을 가지는 실내공기유출부가 있고 측면에 제2연결부가 구비된 제2케이스; 상기 제1 및 제2연결부를 결합하여 실내공기가 통과하는 제1열교환관체; 상기 제1열교환관체의 내부에 관통하면서 외부와 온풍공급구를 연결한 채 실외공기유입부를 통해 유입되는 외부 실외공기를 상기의 실내공기와 열교환시키는 제2열교환관체; 상기 온풍공급구에 결합하여 실내공간에 공기를 투입하는 급기관체; 상기 실내공기유출부에 결합되며 제1열교환관체를 통해 열교환된 실내공기의 흐름을 실외 또는 실내로 전환하기 위한 배기수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 덕트 열교환방식의 환기시스템을 제안한다.

Description

덕트 열교환방식의 환기시스템{Air ventilation system of heat exchanging duct}

본 발명은 덕트 열교환방식의 환기시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동절기에 실외로부터 유입되는 찬 공기를 상대적으로 높은 온도의 실내공기와 열교환시켜 실내로 공급하게 됨으로 실내온도 저하를 방지하고 에너지소비효율을 한층 향상시킬 수 있는 덕트 열교환방식의 환기시스템에 관한 것이다.

일반적으로 겨울철의 추운 날씨에 축사나 비닐하우스 등(이하 '축사'로 통칭함)에서는 가축이나 농작물 등의 건강한 생장을 위해 난방기구 등을 사용하여 실내온도를 일정하게 유지한다. 또 축사의 실내 난방과 함께 쾌적한 실내환경을 유지하기 위해 주기적으로 환기를 한다.

하지만 외부 찬 공기가 실내로 유입되면서 실내온도를 급격히 떨어뜨려 열(난방)손실이 발생하며 결로현상을 유발하게 된다. 또 실내의 온도저하를 염려하여 충분한 시간 동안 환기를 시키지 못하고 환기시간을 단축하게 된다. 이처럼 환기시간이 짧아질수록 실내공기가 혼탁해지고 감기와 같은 호흡기계통의 질병을 유발하는 등, 실내의 난방 및 환기효율성이 현저히 저하된다.

한편 농가에서는 전기히터나 석유(등유)난로 등의 경우 과부하(과열) 또는 스파크(누전) 등으로 인한 화제의 발생위험성이 매우 높아서 잦은 관리감독과 각별한 주위를 필요로 하고 있다. 또 근자에 들어서는 난방장치에 사용되는 연료나 전기 요금의 급격한 증가로 인해 겨울철 난방비용 및 유지관리 비용이 증가하는 등 축산 및 농가의 경제적인 부담이 가중되고 있는 실정이다.

여기서 축사의 환기장치에 관한 종래의 선행기술을 살펴보면 국내공개특허 제10-2002-0069664(2002.09.05.)호의 '양돈사의 환기시스템' 내지는 국내특허출원 제10-2009-0111987(2009.11.19.)호의 '축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템', 국내특허출원 제10-2008-0060684(2008.06.26.)호의 '축사용 환기시스템' 등이 공지된 바에 있으며 이에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 그런데 상기와 같은 종래의 선행기술들은 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라 제작 및 설치가 어렵고 고장이나 안전사고의 위험성이 높고 제품의 가격이 비싸며 제품의 수명이 짧고 취급 및 유지관리가 매우 까다롭고 전기소모가 많고 난방효율성이 현저히 저하되는 등 문제점이 있었다.

1.국내공개특허 제10-2002-0069664(2002.09.05.)호의 '양돈사의 환기시스템' 2.국내특허출원 제10-2009-0111987(2009.11.19.)호의 '축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템' 3.국내특허출원 제10-2008-0060684(2008.06.26.)호의 '축사용 환기시스템'

본 발명의 목적은 외부공기를 흡입하면서 실내로 투입하여 환기시킴과 동시에 상대적으로 높은 온도의 실내공기와 열교환시켜 외부공기를 따뜻하게 온도를 높이임으로써 실내온도의 급격한 저하를 방지하고 온도를 적정하게 유지할 수 있게 되는 덕트 열교환방식의 환기시스템을 제공하는 데에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 실내공기와 열교환하여 실내로 유입되는 외부공기를 발열체로 재차 가열시켜 급속난방으로 실내온도를 높일 수 있게 됨은 물론 에너지 소비효율성이 우수한 덕트 열교환방식의 환기시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤패널이 구비된 덕트 열교환방식의 환기시스템에 있어서, 실내공기가 유입되는 상면의 실내공기유입부 및 측면에 제1연결부가 있고 저면에 구비된 온풍공급구에는 외부공기를 흡입하기 위한 제1송풍팬을 가지는 제1케이스; 상기 제1케이스로부터 이격 설치되며 상면에 제2송풍팬을 가지는 실내공기유출부가 있고 측면에 제2연결부가 구비된 제2케이스; 상기 제1 및 제2연결부에 결합하여 실내공기가 통과하는 제1열교환관체; 상기 온풍공급구에 결합하여 제1열교환관체의 내부에 관통하면서 외부에 노출된 실외공기유입부를 통해 유입되는 외부 실외공기를 상기의 실내공기와 열교환시키는 제2열교환관체; 상기 온풍공급구에 결합하여 실내공간에 공기를 투입하는 급기관체; 상기 실내공기유출부에 결합되며 제1열교환관체를 통해 열교환된 실내공기의 흐름을 실외 또는 실내로 전환하기 위한 배기수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 덕트 열교환방식의 환기시스템을 제안한다.

또 본 발명에 따르면 상기 배기수단은, 상기 실내공기유출부를 실외로 개통시켜 외부로 방출하는 실외배출부; 상기 실내공기유출부를 실내로 개통시켜 공기를 재순환시키는 실내공급부; 상기 실외배출부 또는 실내공급부로 배기방향을 전환하는 댐퍼;로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면 상기 온풍공급구는 발열체가 내장된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따르면 상기 온풍공급구에서 제2열교환관체의 출구 측 온도를 감지하는 제1감지센서; 상기 제2케이스의 내부에서 제1열교환관체의 출구 측 온도를 감지하기 위한 제2감지센서;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 겨울철에 외부의 찬 공기를 실내공기와 열교환시켜 실내온도에 근 적합하도록 상승 공급하게 되면서 실내의 급작스러운 온도변화를 예방하고 실내온도가 일정하게 유지하며, 덕트와 같은 환기계통의 결로현상을 예방할 수 있게 된다. 그리고 외부공기를 흡입하여 실내 공기를 일정 시간 동안 충분히 환기시켜 쾌적한 실내환경을 제공하며 겨울철 감기나 호흡기계통의 질환을 예방하고 면역력 강화 및 전염병 예방에 탁월한 효과가 있다.

또한 본 발명은 외부공기와 열교환시켜 별도의 에너지소비가 없고 급속난방을 필요로 할 때는 온풍공급구에 구비된 발열체로 가열하여 신속히 온도를 높일 수 있게 되면서 열효율이 우수하고 에너지 소비효율성이 월등하며 난방비용을 절감할 수 있는 등의 효과를 가진다.

그리고 본 발명은 구성이 간단하고 제작 및 설치가 용이하고 제조원가 및 제품의 가격이 저렴하며 또 오작동이나 고장의 발생위험성이 없어 실용적이며 유지관리가 편리한 효과를 가진다. 특히 축사에서는 가축이나 농작물 등에 급작스러운 온도변화로 인한 자극이나 피해를 줄이고 생장발육을 도와 생산품질 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 덕트 열교환방식의 환기시스템의 구성을 내부 단면으로 나타낸 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 도면에 따르면 본 발명은 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤패널(70)이 구비된 덕트 열교환방식의 환기시스템에 있어서, 실내공기가 유입되는 상면의 실내공기유입부(12) 및 측면에 제1연결부(14)가 있고 저면에 구비된 온풍공급구(16)에는 외부공기를 흡입하기 위한 제1송풍팬(18)을 가지는 제1케이스(10); 상기 제1케이스(10)로부터 이격 설치되며 상면에 제2송풍팬(23)을 가지는 실내공기유출부(22)가 있고 측면에 제2연결부(24)가 구비된 제2케이스(20); 상기 제1 및 제2연결부(14,24)에 결합하여 실내공기가 통과하는 제1열교환관체(30); 상기 온풍공급구(16)에 결합하여 제1열교환관체(30)의 내부에 관통하면서 외부에 노출된 실외공기유입부(42)를 통해 유입되는 외부 실외공기를 상기의 실내공기와 열교환시키는 제2열교환관체(40); 상기 온풍공급구(16)에 결합하여 실내공간에 공기를 투입하는 급기관체(50); 상기 실내공기유출부(22)에 결합되며 제1열교환관체(30)를 통해 열교환된 실내공기의 흐름을 실외 또는 실내로 전환하기 위한 배기수단(60);으로 구성됨을 특징으로 한다.

위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 덕트 열교환방식의 환기시스템(100)은 제1케이스(10) 및 제2케이스(20), 제1열교환관체(30) 및 제2열교환관체(40), 급기관체(50), 배기수단(60), 컨트롤패널(70)로 구성된다.

상기 제1케이스(10)는 상면의 실내공기유입부(12)로 실내공기가 유입되고 제1연결부(14)가 형성되며 밑면에 제1송풍팬(18)을 가지는 온풍공급구(16)가 구비된다. 그리고 상기 제2케이스(20)는 상면에 실내공기유출부(22)가 있고 측면에 제2연결부(24)가 구비된다. 상기 제2케이스(20)는 제1케이스(10)로부터 일정간격을 두고 이격 설치되며 제1케이스(10)와 제2케이스(20)는 제1 및 제2연결부(14,24)에 제1열교환관체(30)가 결합하여 서로 연통한다. 상기 제1열교환관체(30)는 실내 공간에 충분한 길이로 연장 설치되며 일정한 간격으로 다수의 유입구멍(13)을 형성함에 따라 실내공기가 유입되면서 열교환효율을 향상시키게 된다.

상기 제2케이스(20)는 실내공기유출부(22)에 구비된 제2송풍팬(23)에 의해 내부 공기를 송풍시킴에 따라 상기 제1열교환기와 연결된 제1케이스의 내부공기가 흡입되고 실내공기유입부(12)로 실내공기가 강제로 흡입된다. 또한 상기 제2열교환관체(40)는 제1열교환관체(30)의 내부를 관통하고 일측 단부가 온풍공급구(16)에 연결되고 타측 단부에 개방되어 있는 실외공기유입부(42)가 실외에 노출된 채 외부의 찬 공기를 흡입하게 된다.

이에 상기 제1열교환관체(30)를 통과하는 상대적으로 따뜻한 실내공기와 제2열교환관체(40)를 통과하는 차가운 실외공기가 열교환하여 실내온도와 같이 따뜻하게 데워지고 온풍공급구(16)를 통해 실내로 공급된다. 상기 온풍공급구(16)에 결합된 급기관체(50)는 실내공간에 충분히 연장 설치되며 일정간격으로 형성된 다수의 구멍(52)을 통해 실내에 골고루 공기를 공급한다.

한편 축사 내에는 여러 마리의 가축이 거주하고 있고 또 별도의 난방기구를 구비하고 있어서 차가운 실외보다 따뜻한 상태로 유지되고 있으며 외부의 찬 공기보다 상대적으로 높은 온도의 실내공기와 실외공기를 열교환시켜 실내온도를 적정하게 유지할 수 있게 된다.

상기와 같이 제1열교환관체를 거쳐 열교환된 후에 온도가 낮아진 실내공기는 제2케이스(20)의 실내공기유출부(22)에 결합된 배기수단(60)을 통해 실외 또는 실내로 공급된다.

상기 제1열교환관체(30)의 내부에는 지지대(32)를 일정한 간격으로 구비하여 제2열교환관체와의 간격이 일정하게 유지가 된다. 이와 함께 상기 지지대(32)는 내부공기 흐름을 안내하여 열교환 시간을 연장하고 열교환효율을 향상시키게 되며 제2열교환관체의 둘레에 3~4개 정도가 방사상으로 설치되며 또는 나선형으로도 구성이 가능하다.

여기서 본 발명에 따르면 상기 배기수단(60)은, 상기 실내공기유출부(22)를 실외로 개통시켜 외부로 방출하는 실외배출부(62); 상기 실내공기유출부(22)를 실내로 개통시켜 공기를 재순환시키는 실내공급부(64); 상기 실외배출부(62) 또는 실내공급부(64)로 배기방향을 전환하는 댐퍼(66);로 구성됨을 특징으로 한다.

즉 상기 배기수단(60)은 제1열교환관체(30)를 통해 열교환하여 온도가 낮아진 제2케이스(20)의 실내공기를 실외로 방출시킨다. 또는 상기 제2케이스의 내부 온도가 일정온도 이상일 때에는 실내로 재순환시켜 급격한 온도저하를 방지하게 된다. 이를 위해 상기 실내공급부와 실외배출부의 통로가 댐퍼(66)에 의해 선택적으로 전환하도록 구성된다. 상기 댐퍼(66)는 전기모터에 의한 동작수단에 의해 자동으로 작동되며 또는 수동레버에 의해 수동으로 작동 가능하도록 구성된다.

또한 본 발명에 따르면 상기 온풍공급구(16)에서 제2열교환관체(40)의 출구 측 온도를 감지하는 제1감지센서(72); 상기 제2케이스(20)의 내부에서 제1열교환관체(30)의 출구 측 온도를 감지하기 위한 제2감지센서(74);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

즉 상기 제1감지센서(72)는 제2열교환관체를 통해 유입되는 외부공기가 열교환된 후에 실외로 공급되는 온도를 감지하여 컨트롤패널(70)에 전송한다. 이때 상기 제1감지센서(72)에서 검출된 실내공기 온도에 설정온도 이하일 때는 제1송풍팬(18)의 동작을 정지시켜 실내온도 저하를 예방하고 또는 발열체(34)로 온도를 높이게 된다.

또 상기 제2감지센서(74)는 제1열교환관체를 거친 실내공기의 온도를 감지하여 컨트롤패널(70)에 전송함에 따라 상기 제1열교환관체의 내부공기 흐름을 제어하게 된다. 제1열교환관체를 빠져나온 실내공기의 온도가 설정온도 이하이면 댐퍼 및 실외배출부를 통해 실외로 방출시키고 설정온도 이상일 때는 실내로 다시 유입시켜 실내온도를 유지시키게 되는 것이다.

여기서 본 발명에 따르면 상기 온풍공급구(16)는 발열체(34)가 내장된 것을 특징으로 한다. 이는 상기 제2열교환관체를 통해 열교환된 실외공기를 발열체(34)로 급속난방하기 위한 것으로, 상기 제1감지센서(72)에서 검출된 실외공기의 유입온도가 설정온도 이하일 때 발열체로 재차 가열하여 온도를 높이게 된다. 상기 발열체(34)는 전기에너지에 의해 열을 발생시키는 전기히터가 바람직하며, PTC히터를 포함하여 구성된다.

즉 상기 컨트롤패널(70)은 장치의 동작을 제어하기 위한 것으로, 제1감지센서(72)의 신호에 따라 발열체(34)의 동작을 스위칭하여 급속난방을 제어한다. 그리고 상기 제2감지센서(74)의 신호에 따라 댐퍼(66)의 동작을 전환시켜 실내공기를 외부로 방출하거나 또는 실내로 재순환시키게 된다. 한편 상기 컨트롤패널(70)은 전원스위치, 자동 또는 수동 전화스위치, 온도를 나타내는 온도계, 송풍팬 및 발열체 등의 작동시간을 설정하기 위한 타이머, 안정적인 전원을 공급하기 위한 전원공급부 등 포함하여 구성된다.

그리고 상기 실내공기유입부(12) 및 실외공기유입부(42)에는 스크린이나 필터 등을 구비하여 벌레나 유해충, 이물질 등이 유입되지 않도록 차단하며 위생적이고 쾌적한 실내환경을 제공한다.

한편 상기 실외공기유입부(42)의 입구 측에 제3송풍팬(44)을 더 구비하여 제2열교환관체(40)를 통해 외부공기의 유입을 돕고 원활히 환기하도록 된다.

10:제1케이스 12:실내공기유입부 13:유입구멍
14:제1연결부 16:온풍공급구 18:제1송풍팬
20:제2케이스 22:실내공기유출부 23:제2송풍팬
24:제2연결부 30:제1열교환관체 32:지지대
40:제2열교환관체 42:실외공기유입부 44:제3송풍팬
50:급기관체 52:구멍 60:배기수단
62:실외배출부 64:실내공급부 66:댐퍼
70:컨트롤패널 72:제1감지센서 74:제2감지센서

Claims

장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤패널(70)이 구비된 덕트 열교환방식의 환기시스템에 있어서,
실내공기가 유입되는 상면의 실내공기유입부(12) 및 측면에 제1연결부(14)가 있고 저면에 구비된 온풍공급구(16)에는 외부공기를 흡입하기 위한 제1송풍팬(18)을 가지는 제1케이스(10);
상기 제1케이스(10)로부터 이격 설치되며 상면에 제2송풍팬(23)을 가지는 실내공기유출부(22)가 있고 측면에 제2연결부(24)가 구비된 제2케이스(20);
상기 제1 및 제2연결부(14,24)에 결합하여 실내공기가 통과하는 제1열교환관체(30);
상기 온풍공급구(16)에 결합하여 제1열교환관체(30)의 내부에 관통하면서 외부에 노출된 실외공기유입부(42)를 통해 유입되는 외부 실외공기를 상기의 실내공기와 열교환시키는 제2열교환관체(40);
상기 온풍공급구(16)에 결합하여 실내공간에 공기를 투입하는 급기관체(50);
상기 실내공기유출부(22)에 결합되며 제1열교환관체(30)를 통해 열교환된 실내공기의 흐름을 실외 또는 실내로 전환하기 위한 배기수단(60);으로 구성됨을 특징으로 하는 덕트 열교환방식의 환기시스템.
제1항에 있어서 상기 배기수단(60)은,
상기 실내공기유출부(22)를 실외로 개통시켜 외부로 방출하는 실외배출부(62);
상기 실내공기유출부(22)를 실내로 개통시켜 공기를 재순환시키는 실내공급부(64);
상기 실외배출부(62) 또는 실내공급부(64)로 배기방향을 전환하는 댐퍼(66);로 구성됨을 특징으로 하는 덕트 열교환방식의 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 온풍공급구(16)는 발열체(34)가 내장된 것을 특징으로 하는 덕트 열교환방식의 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 온풍공급구(16)에서 제2열교환관체(40)의 출구 측 온도를 감지하는 제1감지센서(72);
상기 제2케이스(20)의 내부에서 제1열교환관체(30)의 출구 측 온도를 감지하기 위한 제2감지센서(74);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 덕트 열교환방식의 환기시스템.