KR101824148B1

KR101824148B1 - 환기장치

Info

Publication number: KR101824148B1
Application number: KR1020160025497A
Authority: KR
Inventors: 이기성
Original assignee: 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2018-01-31
Also published as: KR20170103133A; CN107152744B; CN107152744A

Abstract

본 발명은 장비 내부 및 외부에서 결로의 발생을 효과적으로 방지함과 아울러 실내 인원의 필요 환기량을 충분히 만족시킴과 동시에 에너지 효율을 극대화 할 수 있으며, 특히 항상 실내를 양압으로 유지시켜 외부로부터의 오염을 방지할 수 있는 환기장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 제1배기실(10), 제2배기실(20), 제1급기실(30), 제2급기실(40) 및 전열교환기(50)의 일측에는 격판(60)을 사이에 두고 바이패스 통로(70)가 형성되되, 상기 바이패스 통로(70)는, 바이패스 모드시, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기가 상기 전열교환기(50)를 거치지 않고 상기 제2배기실(20) 측으로 유동하는 유로를 제공하고, 공기청정 모드시, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부가 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공하며, 결로 제어 모드시, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부 또는 일부가 상기 제1급기실(30)로 유입되는 급기되는 실외공기와 혼합되도록 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

환기장치{VENTILATOR}

본 발명은 환기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실외에서 실내로 도입되는 공기와 실내공기를 혼합하여 재순환시킴으로써 장비 내부 및 외부에서 결로의 발생을 방지함과 아울러 실내측의 필요 환기량을 만족시키고 에너지 효율을 극대화 할 수 있으며, 특히 항상 실내를 양압으로 유지시켜 외부로부터의 오염을 방지할 수 있는 환기장치에 관한 것이다.

일반 가정 및 사무실 등에는 계절의 변화에 따른 실내 냉,난방을 수행하기 위해 냉,난방장치가 설치되며, 이러한 냉,난방장치에는 실내의 공기를 냉각 및 가열하는 방식으로 냉,난방을 수행하는 에어컨, 보일러 등이 있다.

이와 같은 냉,난방장치가 설치된 일반 가정 및 사무실 등의 실내는 냉,난방 효율을 향상시키기 위해 밀폐된 상태로 유지되고, 밀폐된 실내공간은 일정시간이 경과하면 공기의 오염도가 증가하기 때문에 실내에서 악취가 발생하거나 먼지 등의 이물질이 부유하게 된다. 따라서 이러한 악취나 먼지 등을 실내에서 제거하기 위해 일정시간마다 실내공기를 환기시키게 되는데, 실내온도를 유지하면서 보다 신속하게 오염된 실내공기를 실외로 배기하고, 신선한 실외공기를 실내로 급기하기 위한 환기장치가 이용된다.

이러한 환기장치는 일반적으로 아파트나 건물에서 외벽이 단열된 공간에 설치될 경우에는 환기장치 내부에 결로 발생이 최소화될 수 있으나, 건물에서 외벽이 단열되지 않은 공간에 설치될 경우에는 환기장치가 설치된 공간이 실외공간과 거의 유사한 조건이 되어 환기장치 내부에 결로가 발생한다.

즉, 겨울철과 같이 실외공기의 온도가 낮은 경우에는 환기장치가 설치된 공간의 온도도 낮아지는데, 환기장치를 장시간 사용하지 않고 있는 경우에는 환기장치 내부에 결로가 발생하게 된다.

환기장치에서 발생하는 결로현상을 방지하기 위한 방안으로, 종래에는 실내공기를 흡입하여 실외로 배기시키는 배기팬을 작동시키거나, 환기장치의 내부에 히터를 설치하여 히터에서 발생된 열에 의해 결로를 제거하였다.

그러나, 배기팬을 일정시간 이상 동작시키면, 실내 압력이 음압이 되어 오염되고 차가운 실외공기가 실내로 혼입될 수 있고, 실내공기가 실외로 유동하는 통로에서만 결로를 방지할 수 있으며, 외부공기가 유입되는 공간에서는 결로를 방지할 수 없는 한계가 있다. 그리고, 히터의 발열에 의해 결로를 제거하는 경우에는 전기 에너지의 소모가 커지게 되는 문제가 있다.

결로의 발생을 방지하기 위한 환기장치와 관련된 선행기술로서, 등록특허 제10-1162973호(제습기능이 구비된 열회수형 환기장치)에는, 환기장치 내부에서 실외공기의 유입통로와 실내공기의 배출통로를 구획하는 측벽에 댐퍼를 설치하여, 배출통로로 유입된 실내공기를 댐퍼의 개방에 의해 실외공기의 유입통로 측으로 바이패스시켜 실내측으로 재순환시킴으로써 제습 기능을 수행하는 기술이 나타나 있다.

그러나, 이와 같은 구성에 의하면, 환기장치 내부의 측벽에 댐퍼가 설치되므로 댐퍼의 설치공간의 확보를 위해서는 환기장치의 부피가 커지게 되는 단점이 있고, 실내공기가 재순환되는 유동 경로가 제한적이어서 환기장치의 전체 영역에 걸쳐서 결로를 방지할 수 없는 문제점이 있다.

한편, 종래 환기장치 중 외기냉방을 수행하기 위한 바이패스형 환기장치가 있다. 이는 배기되는 실내공기와 급기되는 실외공기 간에 열교환이 이루어지지 않도록 하여 실외공기가 실내로 직접 도입되도록 외기냉방을 실시함으로써 실내의 온도를 일정 수준 낮출 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 외기냉방은 통상 봄이나 가을의 간절기에 실시하게 되고, 동절기에는 미사용하게 되는데, 바이패스 모드의 미사용시에는 바이패스 통로에 공기가 정체됨에 따라 결로의 발생과 함께 공기의 오염이 초래되어 세균의 번식을 초래하게 되는 문제점이 있다.

한편, 등록특허 제10-0577252호에는 공기청정 기능과 환기 기능을 겸비한 공기청정 겸용 환기시스템이 개시되어 있으나, 환기장치와 공기청정장치가 별도로 구성되어 있어 장치의 부피가 크고 원가가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 장비 내부 및 외부에서 결로의 발생을 효과적으로 방지함과 아울러 실내 인원의 필요 환기량을 충분히 만족시킴과 동시에 에너지 효율을 극대화 할 수 있으며, 특히 항상 실내를 양압으로 유지시켜 외부로부터의 오염을 방지할 수 있는 환기장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 환기장치(1)는, 실내공기가 유입되는 제1배기실(10), 상기 제1배기실(10)을 경유한 실내공기를 실외로 배출시키는 제2배기실(20), 실외공기가 유입되는 제1급기실(30), 상기 제1급기실(30)을 경유한 실외공기를 실내로 공급하는 제2급기실(40), 및 상기 제1배기실(10)에서 제2배기실(20)로 유동하는 실내공기와 상기 제1급기실(30)에서 제2급기실(40)로 유동하는 실외공기 간에 열교환이 이루어지는 전열교환기(50)를 포함하는 환기장치에 있어서, 상기 제1배기실(10), 제2배기실(20), 제1급기실(30), 제2급기실(40) 및 전열교환기(50)의 하측 또는 상측에는 격판(60)을 사이에 두고 바이패스 통로(70)가 형성되되, 상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10), 제2배기실(20), 제1급기실(30), 제2급기실(40) 및 전열교환기(50)의 하측 또는 상측의 전체 영역에 걸쳐서 형성되고, 바이패스 모드시, 상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기가 상기 전열교환기(50)를 거치지 않고 상기 바이패스 통로(70)를 경유하여 상기 제2배기실(20) 측으로 유동하는 유로를 제공하고, 공기청정 모드시, 상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부가 상기 바이패스 통로(70)를 경유하여 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공하며, 결로 제어 모드시, 상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부 또는 일부가 상기 바이패스 통로(70)를 경유하여 상기 제1급기실(30)로 유입되어 급기되는 실외공기와 혼합되도록 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공하고, 상기 공기청정 모드시와 상기 결로 제어 모드시, 실내공기가 상기 바이패스 통로(70)를 경유함으로써 환기장치의 전체 영역에 걸쳐 결로 현상을 방지함과 아울러 상기 바이패스 통로(70)의 내부에서 공기 흐름의 정체에 따른 공기 오염이 방지되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1배기실(10)에는, 상기 바이패스 통로(70)와 연통되도록 상기 격판(60)에 형성된 제1연통구(10a)와, 실내공기가 상기 전열교환기(50) 측으로 유동하는 통로를 개폐하는 공기청정댐퍼(12)가 구비되고, 상기 제2배기실(20)에는, 상기 바이패스 통로(70)와 연통되도록 상기 격판(60)에 형성된 제2연통구(20a)와, 상기 제2연통구(20a)를 개폐하는 바이패스댐퍼(22)와, 상기 제2배기실(20)로 유입된 실내공기가 실외로 배기되는 통로를 개폐하는 배기댐퍼(23)가 구비되며, 상기 제1급기실(30)에는, 상기 바이패스 통로(70)와 연통되도록 상기 격판(60)에 형성된 제3연통구(30a)와, 상기 제3연통구(30a)를 개폐하는 믹싱댐퍼(32)와, 실외공기가 상기 제1급기실(30)로 유입되는 통로를 개폐하는 급기댐퍼(33)가 구비될 수 있다.

상기 공기청정 모드시, 상기 믹싱댐퍼(32)는 개방되고, 상기 공기청정댐퍼(12), 바이패스댐퍼(22), 배기댐퍼(23) 및 급기댐퍼(33)는 닫히며, 급기용 송풍기(43)는 구동되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 결로 제어 모드시, 상기 공기청정 댐퍼(12), 배기댐퍼(23), 믹싱댐퍼(32) 및 급기댐퍼(33)는 개방되고, 상기 바이패스댐퍼(22)는 닫히며, 배기용 송풍기(25)와 급기용 송풍기(43)는 구동되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 제1배기실(10)에는 실내측 공기의 노점을 측정하기 위한 제1온도센서(13)와 제1습도센서(14)가 구비되고, 상기 제2급기실(40)에는 실내로 급기되는 실외공기의 온도를 측정하기 위한 제2온도센서(42)가 구비되며, 상기 제2온도센서(42)에서 측정된 온도가 상기 실내측 공기의 노점보다 낮은 경우, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어될 수 있다.

상기 제1배기실(10)에는 실내측 공기의 노점을 측정하기 위한 노점온도센서(15)가 구비되고, 상기 제2급기실(40)에는 실내로 급기되는 실외공기의 온도를 측정하기 위한 제2온도센서(42)가 구비되며, 상기 제2온도센서(42)에서 측정된 온도가 상기 실내측 공기의 노점보다 낮은 경우, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어될 수 있다.

상기 제2배기실(20)에는 배기되는 실내공기의 습도를 측정하기 위한 제2습도센서(24)가 구비되고, 상기 제2습도센서(24)에서 측정된 습도가 설정된 습도값을 초과하는 경우에는, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어될 수 있다.

상기 믹싱댐퍼(32)는, 상기 제3연통구(30a)를 통과하는 실내공기의 유동방향과 직교하도록 배치된 회전축(32a)과, 상기 회전축(32a)을 중심으로 회전되어 상기 제3연통구(30a)를 개폐하는 댐퍼플레이트(32b)와, 상기 댐퍼플레이트(32b)의 실외공기 도입측 면에 부착된 면상발열체(32c), 및 상기 댐퍼플레이트(32b)의 실내공기 도입측 면에 구비된 수분감지센서(32d)를 포함하고, 상기 수분감지센서(32d)에서 수분이 감지된 경우, 상기 면상발열체(32c)가 발열되도록 제어될 수 있다.

상기 급기용 송풍기(43)의 송풍용량은, 상기 결로 제어 모드시 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기가 상기 제1급기실(30)로 바이패스되는 유량에 대응하는 만큼 상기 배기용 송풍기(25)의 송풍용량보다 크게 설정될 수 있다.

상기 제1급기실(30)과 대면하는 상기 전열교환기(50)의 일측면에는 상기 전열교환기(50)로 유입되는 공기 중에 포함된 이물질을 여과하기 위한 필터(51)가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 환기장치에 의하면, 외기냉방을 위한 실내공기의 바이패스 유로와 실내공기의 청정을 위한 유로 및 환기장치의 결로 방지를 위한 유로를 겸용으로 활용할 수 있는 바이패스 통로를 환기장치의 하부 또는 상부에 일체로 형성함으로써, 환기장치의 내부 및 외부에서 결로발생을 효과적으로 방지함과 아울러 실내 재실인원의 필요 환기량을 충분히 만족시켜 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있다.

또한 바이패스 통로를 바이패스 모드와 공기청정 모드 및 결로 제어 모드시 실내공기가 경유하는 유로로 겸용하고, 바이패스 통로와 연결되는 연통구를 격판에 형성함으로써, 연통구를 개폐하기 위한 댐퍼의 설치공간을 확보할 수 있어 환기장치의 부피를 줄이고 제조 원가를 낮출 수 있다.

또한 공기청정 모드와 결로 제어 모드시, 실내공기가 바이패스 통로를 경유하여 유동하게 되므로, 종래 배기팬만을 구동시키거나 프리히터를 사용하는 경우와 비교하여, 환기장치의 결로현상이 방지되는 영역을 확장시킴과 동시에 에너지의 낭비를 방지하여 에너지 효율을 극대화 할 수 있다.

또한 제2급기실에서 실내측으로 급기되는 온도가 제1배기실에서 측정된 실내측 공기의 노점보다 낮아지거나, 제2배기실에서 실외로 배기되는 실내공기의 습도가 설정된 습도값을 초과하는 경우에는, 믹싱댐퍼가 개방되고 급기용 송풍기의 회전수가 증가되도록 자동 제어함으로써, 결로발생의 방지를 위한 환기장치 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 환기장치의 (a) 평면 개략도 및 (b) 측면 개략도,
도 2는 도 1에 도시된 환기장치의 계통도,
도 3은 도 1에 도시된 환기장치의 제어 블록도,
도 4는 도 1에 도시된 환기장치에서 열교환 모드를 보여주는 (a) 평면 개략도 및 (b) 측면 개략도,
도 5는 도 1에 도시된 환기장치에서 열교환 모드를 보여주는 계통도,
도 6은 도 1에 도시된 환기장치에서 바이패스 모드를 보여주는 (a) 평면 개략도 및 (b) 측면 개략도,
도 7은 도 1에 도시된 환기장치에서 바이패스 모드를 보여주는 계통도,
도 8은 도 1에 도시된 환기장치에서 공기청정 모드를 보여주는 (a) 평면 개략도 및 (b) 측면 개략도,
도 9는 도 1에 도시된 환기장치에서 공기청정 모드를 보여주는 계통도,
도 10은 도 1에 도시된 환기장치에서 결로 제어 모드를 보여주는 (a) 평면 개략도 및 (b) 측면 개략도,
도 11은 도 1에 도시된 환기장치에서 결로 제어 모드를 보여주는 계통도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치의 (a) 평면 개략도 및 (b) 측면 개략도,
도 13은 도 12에 도시된 환기장치의 계통도,
도 14는 도 12에 도시된 환기장치의 제어 블록도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 환기장치(1)는, 실내공기가 유입되는 제1배기실(10), 상기 제1배기실(10)을 경유한 실내공기를 실외로 배출시키는 제2배기실(20), 실외공기가 유입되는 제1급기실(30), 상기 제1급기실(30)을 경유한 실외공기를 실내로 공급하는 제2급기실(40), 및 상기 제1배기실(10)에서 제2배기실(20)로 유동하는 실내공기와 상기 제1급기실(30)에서 제2급기실(40)로 유동하는 실외공기 간에 열교환이 이루어지는 전열교환기(50)를 포함한다. 그리고, 본 발명의 환기장치(1)는, 격판(60)을 기준으로, 격판(60)의 상측에는 상기 제1배기실(10), 제2배기실(20), 제1급기실(30), 제2급기실(40) 및 전열교환기(50)가 구비되고, 격판(60)의 하측에는 바이패스 통로(70)가 마련된다.

다만, 본 실시예에서는 바이패스 통로(70)가 환기장치(1)의 하부에 마련된 경우를 예로들었으나, 바이패스 통로(70)가 환기장치(1)의 상부에 마련되도록 구성할 수도 있다.

또한 본 발명의 환기장치(1)는 배기되는 실내공기와 급기되는 실외공기 간에 열교환이 이루어지는 열교환 모드와, 실외공기를 실내공기와의 열교환 없이 실내측으로 급기하여 실내를 외기냉방하기 위한 바이패스 모드와, 실내공기를 재순환시켜 실내공기의 청정 및 환기장치의 결로방지를 위한 공기청정 모드, 및 배기되는 실내공기의 전부 또는 일부를 실내측으로 급기되는 실외공기와 혼합하여 실내 환기 및 환기장치의 결로방지를 위한 결로 제어 모드를 선택하기 위한 모드설정부(80)와, 상기 모드설정부(80)에서 설정된 모드에 따라 환기장치(1)의 동작을 제어하는 제어부(90)를 더 포함하여 구성된다.

상기 바이패스 통로(70)는, 바이패스 모드의 경우에는 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기가 상기 전열교환기(50)를 거치지 않고 상기 제2배기실(20) 측으로 유동하는 유로를 제공하고, 공기청정 모드의 경우에는 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부가 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공하며, 결로 제어 모드의 경우에는 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부 또는 일부가 상기 제1급기실(30)로 유입되는 실외공기와 혼합되도록 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공한다.

상기 제1배기실(10)의 실내측에는 실내공기가 유입되는 실내공기 유입구(11)가 구비된다. 제1배기실(10)에는 바이패스 통로(70)와 연통되도록 격판(60)에 형성된 제1연통구(10a)와, 실내공기가 전열교환기(50) 측으로 유동하는 통로를 개폐하는 공기청정댐퍼(12)와, 실내측 공기의 노점(이슬점)을 산출하기 위한 실내측 온도와 습도를 측정하기 위한 제1온도센서(13)와 제1습도센서(14)가 구비된다.

상기 제2배기실(20)의 실외측에는 실내공기가 실외측으로 배출되는 실내공기 배출구(21)가 구비되고, 상기 실내공기 배출구(21)의 내측에는 실내공기가 실외로 배출되는 유로를 개폐하기 위한 배기댐퍼(23)가 구비된다. 제2배기실(20)에는 바이패스 통로(70)와 연통되도록 격판(60)에 형성된 제2연통구(20a)와, 상기 제2연통구(20a)를 개폐하는 바이패스댐퍼(22)와, 제2배기실(20)에서 배기되는 실내공기의 습도를 측정하기 위한 제2습도센서(24), 및 실내공기를 실외측으로 강제흡인하는 배기용 송풍기(25)가 구비된다.

상기 제1급기실(30)의 실외측에는 실외공기가 유입되는 실외공기 유입구(31)가 구비되고, 실외공기 유입구(31)의 내측에는 실외공기가 유입되는 유로를 개폐하기 위한 급기댐퍼(33)가 구비된다. 제1급기실(30)에는 바이패스 통로(70)와 연통되도록 격판(60)에 형성된 제3연통구(30a)와, 상기 제3연통구(30a)를 개폐하기 위한 믹싱댐퍼(32)가 구비된다.

도 1을 참조하면, 상기 믹싱댐퍼(32)는, 상기 제3연통구(30a)를 통과하는 실내공기의 유동방향과 직교하도록 배치된 회전축(32a)과, 상기 회전축(32a)을 중심으로 회전되어 상기 제3연통구(30a)를 개폐하는 댐퍼플레이트(32b)와, 상기 댐퍼플레이트(32b)의 실외공기 도입측 면에 부착된 면상발열체(32c), 및 상기 댐퍼플레이트(32b)의 실내공기 도입측 면에 구비된 수분감지센서(32d)를 포함하여 구성된다. 상기 수분감지센서(32d)에서 수분이 감지된 경우, 제어부(90)는 상기 면상발열체(32c)가 발열되도록 제어하게 된다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 믹싱댐퍼(32)가 설치되는 제3연통구(30a)를 기준으로, 그 하측의 바이패스 통로(70)를 유동하는 상대적으로 고온상태의 실내공기와, 그 상측의 제1급기실(30)로 유입되는 상대적으로 저온상태의 실외공기 간의 온도차에 의한 결로현상으로 댐퍼플레이트(32b)에 수분이 발생하는 경우에는, 상기 수분감지센서(32d)에서 감지되는 신호에 의거하여 제어부(90)에서는 면상발열체(32c)로 전원이 인가되도록 제어함으로써 면상발열체(32c)의 발열에 의해 댐퍼플레이트(32b)의 실외공기 도입측 면을 가열시켜 댐퍼플레이트(32b)의 상하 면 사이의 온도편차를 줄임으로써 결로 발생을 방지할 수 있다.

상기 제2급기실(40)의 실내측에는 실외공기가 실내측으로 배출되는 실외공기 배출구(41)가 구비되고, 제2급기실(40)에는 실내로 급기되는 실외공기의 온도를 측정하기 위한 제2온도센서(42)와, 실외공기를 실내측으로 강제흡인하는 급기용 송풍기(43)가 구비된다.

상기 전열교환기(50)는 그 내부에 실내공기가 유동하는 유로와 실외공기가 유동하는 유로가 교대로 형성되어 실내공기와 실외공기 간에 열교환이 가능한 구조로 이루어진다. 그리고, 상기 제1급기실(30)과 대면하는 전열교환기(50)의 일측면에는 급기되는 실외공기, 또는 공기청정 모드나 결로 제어 모드시 재순환되는 실내공기 중에 포함된 이물질을 여과하기 위한 필터(51)가 구비된다. 상기 필터(51)는 프리필터, 미디움필터, 헤파필터, 탈취필터 등을 채용할 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 환기장치(1)의 열교환 모드, 바이패스 모드, 공기정청 모드 및 결로 제어 모드의 동작을 설명한다.

먼저, 도 4와 도 5를 참조하면, 열교환 모드시, 공기정청댐퍼(12)와 배기댐퍼(23) 및 급기댐퍼(33)는 개방되고, 바이패스댐퍼(22)와 믹싱댐퍼(32)는 닫히며, 배기용 송풍기(25)와 급기용 송풍기(43)는 구동된다.

따라서, 열교환 모드시, 실내공기는 실내공기 유입구(11)를 통해 제1배기실(10)로 유입된 후 전열교환기(50)와 제2배기실(20)을 경유하여 실내공기 배출구(21)를 통해 실외측으로 배출된다. 실외공기는 실외공기 유입구(31)를 통해 제1급기실(30)로 유입된 후 전열교환기(50)와 제2급기실(40)을 경유하여 실외공기 배출구(41)를 통해 실내측으로 배출된다. 상기 실내공기와 실외공기는 전열교환기(50)를 통과하면서 열교환이 이루어진다.

도 6과 도 7을 참조하면, 바이패스 모드시, 바이패스댐퍼(22)와 배기댐퍼(23) 및 급기댐퍼(33)는 개방되고, 공기청정댐퍼(12)와 믹싱댐퍼(32)는 닫히며, 배기용 송풍기(25)와 급기용 송풍기(43)는 구동된다.

따라서, 바이패스 모드시, 실내공기는 실내공기 유입구(11)를 통해 제1배기실(10)로 유입된 후, 제1연통구(10a)를 통해 하방향으로 유동방향이 전환되어 바이패스 통로(70)를 통과하게 되고, 바이패스 통로(70)를 경유한 실내공기는 제2연통구(20a)를 통해 상방향으로 유동방향이 전환되어 제2배기실(20)로 유입된 후에 실내공기 배출구(21)를 통해 실외측으로 배출된다. 실외공기는 실외공기 유입구(31)를 통해 제1급기실(30)로 유입된 후 전열교환기(50)와 제2급기실(40)을 경유하여 실외공기 배출구(41)를 통해 실내측으로 배출된다.

따라서, 바이패스 모드시, 배기되는 실내공기와 급기되는 실외공기 간에는 열교환이 이루어지지 않고, 실외공기는 온도변화 없이 실내측으로 급기된다.

도 6의 (a)에서 점선 화살표는 실내공기가 바이패스 통로(70)를 통과하는 도중의 유동경로를 나타낸 것이고, 도 7에서 상대적으로 굵은 선은 실내공기와 실내공기의 유동경로를 나타낸 것이며, 이는 이하 도면들에서도 마찬가지이다.

도 8과 도 9를 참조하면, 공기청정 모드시, 믹싱댐퍼(32)는 개방되고, 공기청정댐퍼(12), 바이패스댐퍼(22), 배기댐퍼(23) 및 급기댐퍼(33)는 닫히며, 급기용 송풍기(43)는 구동된다.

따라서, 재순환 모드시, 실내공기는 실내공기 유입구(11)를 통해 제1배기실(10)로 유입된 후, 제1연통구(10a)를 통해 하방향으로 유동방향이 전환되어 바이패스 통로(70)를 통과하게 되고, 바이패스 통로(70)를 경유한 실내공기는 제3연통구(30a)를 통해 상방향으로 유동방향이 전환되어 제1급기실(30)로 유입된 후에 전열교환기(50)와 제2급기실(40)을 통과하여 실내측으로 배출된다.

이와 같이 공기청정 모드시, 재순환되는 실내공기 중에 포함된 이물질은 필터(51)에 의해 여과되므로 실내공기를 청정한 상태로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 실내공기가 바이패스 통로(70)를 경유하며 순환되도록 구성함으로써, 환기장치(1)의 하부 전체에 걸쳐 형성된 바이패스 통로(70)에 실내공기가 유동하게 되므로, 환기장치(1)의 전체 영역에서 결로 발생을 방지할 수 있고, 바이패스 통로(70)의 내부에서 공기 흐름이 정체될 경우에 초래될 수 있는 공기 오염에 의한 세균의 번식을 예방할 수 있다.

도 10과 도 11을 참조하면, 결로 제어 모드시, 공기청정 댐퍼(12), 배기댐퍼(23), 믹싱댐퍼(32) 및 급기댐퍼(33)는 개방되고, 바이패스댐퍼(22)는 닫히며, 배기용 송풍기(25)와 급기용 송풍기(43)는 구동된다.

따라서, 결로 제어 모드시, 실내공기 유입구(11)를 통해 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 일부는 제1연통구(10a)를 통해 하방향으로 유동방향이 전환되어 바이패스 통로(70)를 통과하게 되고, 바이패스 통로(70)를 경유한 실내공기는 제3연통구(30a)를 통해 상방향으로 유동방향이 전환되어 제1급기실(30)로 유입된 후에 제1급기실(30)로 유입된 실외공기와 혼합되어 전열교환기(50)와 제2급기실(40)을 통과하여 실내측으로 배출되고, 실내공기 유입구(11)를 통해 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 나머지는 전열교환기(50)와 제2배기실(20)을 통과하여 실외로 배기된다. 다만, 결로 제어 모드시, 실내공기 유입구(11)를 통해 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부가 제1연통구(10a)와 바이패스 통로(70) 및 제3연통구(30a)를 경유하여 제1급기실(30)로 유동하도록 구성할 수도 있으며, 이 경우 공기청정댐퍼(12)는 닫히도록 제어될 수 있다.

이와 같이 결로 제어 모드시, 실내공기의 재순환과 더불어 신선한 실외공기를 실내측으로 유입시킬 수 있어 실내 재실인원의 필요 환기량을 충분히 만족시켜 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있고, 실내 공간에서 음압의 발생이 방지되어 음압의 발생시 초래될 수 있는 오염되고 차가운 실외공기의 실내 유입을 방지할 수 있다. 또한 결로 제어 모드시에는 전술한 공기청정 모드의 경우와 마찬가지로 환기장치(1)의 하부 전체에 걸쳐 형성된 바이패스 통로(70)에 실내공기가 유동하게 되므로, 환기장치(1)의 전체 영역에서 결로 발생을 방지할 수 있고, 바이패스 통로(70)의 내부에서 공기 흐름이 정체될 경우에 초래될 수 있는 공기 오염에 의한 세균의 번식을 예방할 수 있다.

한편, 상기 제어부(90)는 제1온도센서(13)와 제2습도센서(14)에서 측정된 온도와 습도값에 의해 산출되는 실내측 공기의 노점과, 제2온도센서(42)에서 측정된 실내로 급기되는 실외공기의 온도를 비교하여, 상기 제2온도센서(42)에서 측정된 온도가 상기 실내측 공기의 노점보다 낮은 경우에는, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어함으로써 결로발생을 방지하게 된다.

또한, 상기 제어부(90)는 상기 제2습도센서(24)에서 측정된 배기되는 실내공기의 습도가 설정된 습도값(예컨대, 상대습도 80~90%)을 초과하는 경우에는, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어함으로써 결로발생을 방지하게 된다.

한편, 도 12 내지 도 14에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치(1)는, 전술한 실시예의 구성인 제1온도센서(13)와 제1습도센서(14)를 노점온도센서(15)로 대체하여 구성한 점에서 차이가 있으며, 기타의 구성은 전술한 실시예와 동일하게 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 제어부(90)는 노점온도센서(15)에서 측정된 실내측 공기의 노점과, 제2온도센서(42)에서 측정된 실내로 급기되는 실외공기의 온도를 비교하여, 상기 제2온도센서(42)에서 측정된 온도가 상기 노점온도센서(15)에서 측정된 실내측 공기의 노점보다 낮은 경우에는, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어함으로써 결로발생을 방지하게 된다.

한편, 상기 급기용 송풍기(43)의 송풍용량은, 상기 결로 제어 모드시 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기가 상기 제1급기실(30)로 바이패스되는 설정유량에 대응하는 만큼 상기 배기용 송풍기(25)의 송풍용량보다 크게 설정된다.

예컨대, 실외공기 배출구(21)를 통해 배기되는 공기의 유량이 100이고, 실외공기 유입구(31)를 통해 급기되는 공기의 유량이 100이며, 급기되는 실외공기에 혼합되는 실내공기의 유량이 50으로 설정된 경우, 실내공기 유입구(11)에는 유량 150의 실내공기가 유입되고, 유량 150의 실내공기 중 유량 100은 전열교환기(50)와 제2배기실(20)의 배기용 송풍기(25)를 통하여 실외로 배기되고, 유량 150의 실내공기 중 유량 50은 바이패스 통로(70)를 경유하여 제1급기실(30)로 유입된 후, 실외공기 유입구(31)를 통해 제1급기실(30)로 유입되는 유량 100의 실외공기와 혼합되어, 제1급기실(30)에서 혼합된 유량 150의 공기는 전열교환기(50)와 제2급기실(40)의 급기용 송풍기(43)를 통하여 실내로 급기된다.

이 경우 배기용 송풍기(25)는 유량 100의 공기를 송풍 가능한 용량으로 설정되고, 급기용 송풍기(43)는 유량 150의 공기를 송풍 가능한 용량으로 설정된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 환기장치(1)에 의하면, 환기장치(1)의 하부 또는 상부에 바이패스 모드와 공기청정 모드 및 결로 제어 모드의 경우에 실내공기가 경유하는 유로로 겸용할 수 있는 바이패스 통로(70)를 구비하고, 각 모드별 조건에 따라서 환기장치(1)가 동작되도록 제어함으로써, 환기장치의 전체 영역에서의 결로 발생을 효과적으로 방지함과 아울러 실내 재실인원의 필요 환기량을 충분히 만족시킴과 동시에 에너지 효율을 극대화 할 수 있는 이점이 있다.

1 : 환기장치 10 : 제1배기실
10a : 제1연통구 11 : 실내공기 유입구
12 : 공기청정댐퍼 13 : 제1온도센서
14 : 제1습도센서 15 : 노점온도센서
20 : 제2배기실 20a : 제2연통구
21 : 실내공기 배출구 22 : 바이패스댐퍼
23 : 배기댐퍼 24 : 제2습도센서
25 : 배기용 송풍기 30 : 제1급기실
30a : 제3연통구 31 : 실외공기 유입구
32 : 믹싱댐퍼 32a : 회전축
32b : 댐퍼플레이트 32c : 면상발열체
32d : 수분감지센서 33 : 급기댐퍼
40 : 제2급기실 41 : 실외공기 배출구
42 : 제2온도센서 43 : 급기용 송풍기
50 : 전열교환기 51 : 필터
60 : 격판 70 : 바이패스 통로
80 : 모드설정부 90 : 제어부

Claims

실내공기가 유입되는 제1배기실(10), 상기 제1배기실(10)을 경유한 실내공기를 실외로 배출시키는 제2배기실(20), 실외공기가 유입되는 제1급기실(30), 상기 제1급기실(30)을 경유한 실외공기를 실내로 공급하는 제2급기실(40), 및 상기 제1배기실(10)에서 제2배기실(20)로 유동하는 실내공기와 상기 제1급기실(30)에서 제2급기실(40)로 유동하는 실외공기 간에 열교환이 이루어지는 전열교환기(50)를 포함하는 환기장치에 있어서,
상기 제1배기실(10), 제2배기실(20), 제1급기실(30), 제2급기실(40) 및 전열교환기(50)의 하측 또는 상측에는 격판(60)을 사이에 두고 바이패스 통로(70)가 형성되되,
상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10), 제2배기실(20), 제1급기실(30), 제2급기실(40) 및 전열교환기(50)의 하측 또는 상측의 전체 영역에 걸쳐서 형성되고,
바이패스 모드시, 상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기가 상기 전열교환기(50)를 거치지 않고 상기 바이패스 통로(70)를 경유하여 상기 제2배기실(20) 측으로 유동하는 유로를 제공하고,
공기청정 모드시, 상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부가 상기 바이패스 통로(70)를 경유하여 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공하며,
결로 제어 모드시, 상기 바이패스 통로(70)는, 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기의 전부 또는 일부가 상기 바이패스 통로(70)를 경유하여 상기 제1급기실(30)로 유입되어 급기되는 실외공기와 혼합되도록 상기 제1급기실(30) 측으로 유동하는 유로를 제공하고,
상기 공기청정 모드시와 상기 결로 제어 모드시, 실내공기가 상기 바이패스 통로(70)를 경유함으로써 환기장치의 전체 영역에 걸쳐 결로 현상을 방지함과 아울러 상기 바이패스 통로(70)의 내부에서 공기 흐름의 정체에 따른 공기 오염이 방지되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
제1항에 있어서,
상기 제1배기실(10)에는, 상기 바이패스 통로(70)와 연통되도록 상기 격판(60)에 형성된 제1연통구(10a)와, 실내공기가 상기 전열교환기(50) 측으로 유동하는 통로를 개폐하는 공기청정댐퍼(12)가 구비되고,
상기 제2배기실(20)에는, 상기 바이패스 통로(70)와 연통되도록 상기 격판(60)에 형성된 제2연통구(20a)와, 상기 제2연통구(20a)를 개폐하는 바이패스댐퍼(22)와, 상기 제2배기실(20)로 유입된 실내공기가 실외로 배기되는 통로를 개폐하는 배기댐퍼(23)가 구비되며,
상기 제1급기실(30)에는, 상기 바이패스 통로(70)와 연통되도록 상기 격판(60)에 형성된 제3연통구(30a)와, 상기 제3연통구(30a)를 개폐하는 믹싱댐퍼(32)와, 실외공기가 상기 제1급기실(30)로 유입되는 통로를 개폐하는 급기댐퍼(33)가 구비된 것을 특징으로 하는 환기장치.
제2항에 있어서,
상기 공기청정 모드시,
상기 믹싱댐퍼(32)는 개방되고, 상기 공기청정댐퍼(12), 바이패스댐퍼(22), 배기댐퍼(23) 및 급기댐퍼(33)는 닫히며, 급기용 송풍기(43)는 구동되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
제2항에 있어서,
상기 결로 제어 모드시,
상기 공기청정 댐퍼(12), 배기댐퍼(23), 믹싱댐퍼(32) 및 급기댐퍼(33)는 개방되고, 상기 바이패스댐퍼(22)는 닫히며, 배기용 송풍기(25)와 급기용 송풍기(43)는 구동되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
제2항에 있어서,
상기 제1배기실(10)에는 실내측 공기의 노점을 측정하기 위한 제1온도센서(13)와 제1습도센서(14)가 구비되고,
상기 제2급기실(40)에는 실내로 급기되는 실외공기의 온도를 측정하기 위한 제2온도센서(42)가 구비되며,
상기 제2온도센서(42)에서 측정된 온도가 상기 실내측 공기의 노점보다 낮은 경우, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
제2항에 있어서,
상기 제1배기실(10)에는 실내측 공기의 노점을 측정하기 위한 노점온도센서(15)가 구비되고,
상기 제2급기실(40)에는 실내로 급기되는 실외공기의 온도를 측정하기 위한 제2온도센서(42)가 구비되며,
상기 제2온도센서(42)에서 측정된 온도가 상기 실내측 공기의 노점보다 낮은 경우, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
제2항에 있어서,
상기 제2배기실(20)에는 배기되는 실내공기의 습도를 측정하기 위한 제2습도센서(24)가 구비되고,
상기 제2습도센서(24)에서 측정된 습도가 설정된 습도값을 초과하는 경우에는, 상기 믹싱댐퍼(32)가 개방되고, 급기용 송풍기(43)의 회전수가 증가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
제2항에 있어서,
상기 믹싱댐퍼(32)는, 상기 제3연통구(30a)를 통과하는 실내공기의 유동방향과 직교하도록 배치된 회전축(32a)과, 상기 회전축(32a)을 중심으로 회전되어 상기 제3연통구(30a)를 개폐하는 댐퍼플레이트(32b)와, 상기 댐퍼플레이트(32b)의 실외공기 도입측 면에 부착된 면상발열체(32c), 및 상기 댐퍼플레이트(32b)의 실내공기 도입측 면에 구비된 수분감지센서(32d)를 포함하고,
상기 수분감지센서(32d)에서 수분이 감지된 경우, 상기 면상발열체(32c)가 발열되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
제4항에 있어서,
상기 급기용 송풍기(43)의 송풍용량은, 상기 결로 제어 모드시 상기 제1배기실(10)로 유입된 실내공기가 상기 제1급기실(30)로 바이패스되는 유량에 대응하는 만큼 상기 배기용 송풍기(25)의 송풍용량보다 크게 설정된 것을 특징으로 하는 환기장치.
제1항에 있어서,
상기 제1급기실(30)과 대면하는 상기 전열교환기(50)의 일측면에는 상기 전열교환기(50)로 유입되는 공기 중에 포함된 이물질을 여과하기 위한 필터(51)가 구비된 것을 특징으로 하는 환기장치.