KR102068698B1 - 건물의 실내압 조정장치 - Google Patents

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Abstract

게시된 내용은 실험실 등과 같이 밀폐되는 공간에 외부공기를 공급하여 실내압을 조절하기 위한 건물의 실내압 조정장치에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 의한 건물의 실내압 조정장치는
흄 후드가 설치되는 건물의 실내압 조정장치에 있어서:
창문의 개구부에 설치되고, 내부의 송풍팬 구동시 외부공기가 건물 내부로 흡입되도록 루버가 형성되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 바닥면이 연통되고 실내공기가 유입되는 제1그릴이 측면에 형성되는 제2챔버와, 상기 제2챔버와 바닥면이 연통되고 상기 제2챔버에서 외부공기와 실내공기가 혼합된 혼합공기를 실내로 배출시키는 제2그릴이 상단에 형성되는 제3챔버로 이루어지는 케이싱;
상기 제2챔버의 내부에 설치되고, 상기 송풍팬의 구동으로 인한 소음을 흡수하기 위한 제1흡음재;
건물 내부의 공기압 및 건물 외부의 공기압을 측정하는 차압센서;를 구비하여,
상기 차압센서에 의해 측정된 건물 내부의 공기압과 건물 외부의 공기압의 차압이 설정압을 벗어나는 경우, 제어부에 의해 상기 송풍팬을 구동시킬 경우 외부공기는 상기 루버 및 제1챔버를 통과하여 제2챔버 내부로 이동되고, 상기 제1그릴을 통과하여 상기 제2챔버로 유입되는 실내공기는 상기 제2챔버 내부에 이동된 외부공기와 혼합되며, 혼합된 공기는 상기 제3챔버의 제2그릴을 통과하여 실내로 배출되어 건물 내부의 설정압을 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 건물의 실내압 조정장치를 제공한다.

Description

건물의 실내압 조정장치{a adjusting device of indoor pressure of building}
본 명세서는 실내압 조정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 실험실 등과 같이 밀폐되는 공간에 외부공기를 공급하여 실내압을 조절하기 위한 건물의 실내압 조정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 난방, 환기 및 공조(HVAC)용 분배시스템이 구비된 유체분배시스템은 널리 알려져 있다.
HVAC시스템은 건물의 실내 온도를 조절할 뿐만 아니라, 실험이 이루어지는 장소에 다수의 연구실용 연무 배출 후드(fume hood)가 설치되어 있는 경우에 잠재적으로 유독성이 있는 연무를 배출한다.
건물 내의 실내 온도 조절기능에 부가하여 또 달리 고려해야 될 중요한 기능으로는 집적회로(IC) 등을 제조하는 클린 룸의 청결에 있다.
클린 룸(clean room)의 경우 해당 실내는 오염물질이 그 실내로 유입되지 않도록 주변의 공간보다 높은 압력을 유지하여야 한다.
이와 반대로, 실험실의 경우 그 해당 실내는 그 실내에서 모든 유독개스를 포함하고 있도록 주변 실내보다 낮은 압력을 유지하여야 한다.
대부분 흄 후드는 24시간동안 작동되며, 실험실에서 1-3대의 흄 후드가 설치되어 작동되고, 흄 후드에는 급기(급기는 배기되는 량의 100%를 기준으로 하며 최소 90%이다)가 필요하게 된다.
실험실의 환기는 실험실에 연구원이 있을 경우 6-10회/hr, 최소 6회/hr, 동물실험의 경우 최소 15회/hr이상 요구된다.
즉, 많은 량의 배기로 인해 실내에는 공기 부족이 심하게 되고(부압상태를 말함)이로 인해 작업자의 호흡기 질환을 유발할 수 있고, 인접한 실험실 또는 복도 등에서 공기가 유입됨에 따라 실내 공기가 오염될 수 있는 우려가 있다.
한편, 유해화학물질을 취급하는 장소에서 작업자의 유해물질 노출을 저감시키기 위한 방법으로 국소 배기장치를 적용하게 되며, 특히 실험실에서는 부스형 후드 형태인 흄 후드가 가장 일반적으로 많이 사용되고 있다.
종래 기술의 흄 후드는 일명 CAV 방식으로 배기량에 따라 개별 급기 팬을 설치하여 후드 사용 여부에 따라 급기 팬의 온,오프 제어하고, 급기 풍량은 흄 후드 사용에 따라 배기되는 양만큼 실내 급기되고, 실별 온도는 천정에 설치된 냉난방기기로 제어되었다.
이 경우 흄 후드의 사용에 따른 급기가 냉난방기와 별도로 설치되기 때문에 급기되는 외기로 인해 실내 냉난방 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 외기와의 온도 차이로 인해 급기 덕트 및 디퓨저에 결로가 발생하는 문제가 있고, 외기로 인해 콜드 드래프트(cold draft: 냉,난방이 안된 공기가 인체와 접촉시 느껴지는 불쾌감) 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
더욱이, 배기팬의 동력이 고정되어 있으므로 전면 슬라이드의 개폐로 인하여 개구 면적이 변화하는 경우나 국소 배기장치 라인중 개별 후드의 가동률이 일정치않은 경우 면속도에 변화가 발생된다. 즉 면속도 변화에 따라 와류 발생으로 인해 오염된 공기나 유해 물질이 실험실 밖으로 유출되는 문제점을 갖게 된다.
특허출원 제2003-0044387호에 복합 공조 및 환기 시스템이 게시되어 있다.
본 명세서의 실시예는, 실내의 공기압과 외부공기의 압력차이가 발생되는 경우 실내와 실외 간의 압력차이를 능동적으로 제어하며, 실험실 등의 창문에 설치되는 급기유닛이 소형화, 슬림화를 갖도록 한 건물의 실내압 조정장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 동절기에 외기 온도를 측정하여 일정온도 이하일 경우 히터가 작동되도록 함에 따라 실험자가 저온의 외부공기로 인해 느끼는 불괘감을 해소할 수 있도록 한 건물의 실내압 조정장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 급기유닛으로부터 배출되는 보조공기가 상부로 토출되어 실험실로 리턴(return)되는 공기 흐름을 유지시킴에 따라 실험자가 외부공기의 공급으로 인한 온열 체감을 덜 느끼고, 흄 후드의 배기 제어속도를 간섭하지않도록 한 건물의 실내압 조정장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 송풍팬과, 급기유닛에 흡음재를 설치하여 급기유닛으로부터 실험실로 소음 유입되는 것을 최소화할 수 있도록 한 건물의 실내압 조정장치와 관련된다.
본 명세서의 일 실시예에 의한 건물의 실내압 조정장치는
흄 후드가 설치되는 건물의 실내압 조정장치에 있어서:
창문의 개구부에 설치되고, 내부의 송풍팬 구동시 외부공기가 건물 내부로 흡입되도록 루버가 형성되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 바닥면이 연통되고 실내공기가 유입되는 제1그릴이 측면에 형성되는 제2챔버와, 상기 제2챔버와 바닥면이 연통되고 상기 제2챔버에서 외부공기와 실내공기가 혼합된 혼합공기를 실내로 배출시키는 제2그릴이 상단에 형성되는 제3챔버로 이루어지는 케이싱;
상기 제2챔버의 내부에 설치되고, 상기 송풍팬의 구동으로 인한 소음을 흡수하기 위한 제1흡음재;
건물 내부의 공기압 및 건물 외부의 공기압을 측정하는 차압센서;를 구비하여,
상기 차압센서에 의해 측정된 건물 내부의 공기압과 건물 외부의 공기압의 차압이 설정압을 벗어나는 경우, 제어부에 의해 상기 송풍팬을 구동시킬 경우 외부공기는 상기 루버 및 제1챔버를 통과하여 제2챔버 내부로 이동되고, 상기 제1그릴을 통과하여 상기 제2챔버로 유입되는 실내공기는 상기 제2챔버 내부에 이동된 외부공기와 혼합되며, 혼합된 공기는 상기 제3챔버의 제2그릴을 통과하여 실내로 배출되어 건물 내부의 설정압을 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 건물의 실내압 조정장치를 제공한다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.
실내의 공기압과 외부공기의 압력차이가 발생되는 경우 실내의 부압상태를 해소시키며, 실험실 등의 창문에 설치되는 급기유닛을 소형화 및 슬림화시킴에 따라 건물의 외관미 훼손되는 것을 최소화하여 실용성을 갖게 된다.
또한, 동절기에 외기 온도를 측정하여 일정온도 이하일 경우 히터가 작동되도록 함에 따라 실험자가 저온의 외부공기에 노출되어 느끼는 불괘감을 해소할 수 있게 된다.
또한, 급기유닛으로부터 배출되는 보조공기가 상부로 토출되어 실험실로 리턴되는 공기 흐름을 유지시킴에 따라 실험자가 외부공기의 공급으로 인한 온열 체감을 덜 느끼게 되고, 흄 후드의 배기 제어속도를 간섭하지않아 실용성 및 신뢰성을 갖게 된다.
또한, 송풍팬과, 급기유닛에 흡음재를 설치하여 급기유닛으로부터 실험실로 소음 토출되는 것을 최소화함에 따라 실험자가 실험에 몰두할 수 있는 쾌적한 분위기를 형성하게 되므로 동업종분야에서 경쟁력을 갖게 된다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 의한 건물의 실내압 조정장치의 사용상태사시도,
도 2는 도 1에 도시된 조정장치의 요부발췌확대도,
도 3은 도 2에 도시된 조정장치의 평면도,
도 4는 도 1에 도시된 조정장치의 개략도,
도 5는 도 4에 도시된 A부위의 확대도,
도 6은 도 1에 도시된 조정장치의 사용상태도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 건물의 실내압 조정장치를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 의한 건물의 실내압 조정장치는
흄 후드가 설치되는 건물의 실내압 조정장치에 있어서:
창문(일 예로서, 학교, 회사의 실험실 등에 설치되는 건물의 창문을 말함)(10)의 개구부에 설치되고, 내부에 설치되는 구동모터(11)에 의해 내부의 송풍팬(12) 구동시 외부공기가 건물 내부로 흡입되도록 루버(louver)(13)가 형성되는 제1챔버(14)와, 제1챔버(14)와 연통되도록 바닥면에 제1관통공(15)이 형성되고 실내공기가 유입되는 제1그릴(16)이 측면에 형성되는 제2챔버(17)와, 제2챔버(17)와 연통되도록 바닥면에 제2관통공(18)이 형성되고 제2챔버(17)에서 외부공기와 실내공기가 혼합된 후 제2관통공(18)을 통해 이동되는 혼합된 공기를 실내로 배출시키는 제2그릴(19)이 상단에 형성되는 제3챔버(20)로 이루어지는 케이싱(21);
제2챔버(17)의 내부에 설치되고, 송풍팬(12)의 구동으로 인해 발생되는 소음을 줄이도록 흡수하기 위한 제1흡음재(22);
건물 내부의 공기압 및 건물 외부의 공기압을 측정하는 차압센서(23);를 구비하여,
차압센서(23)에 의해 측정된 건물 내부의 공기압과 건물 외부의 공기압의 차압이 설정압을 벗어나는 경우, 제어부(24)(control box)에 의해 송풍팬(12)을 구동시킬 경우 외부공기는 루버(13), 송풍팬(12) 및 제1챔버(14)를 통과하여 제2챔버(17) 내부로 이동되고, 제1그릴(16)을 통과하여 제2챔버(17)로 유입되는 실내공기는 제2챔버(17) 내부로 이동된 외부공기와 혼합되어진다.
제2챔버(17)에서 혼합된 공기는 제2챔버(17) 상단의 제2관통공(18)을 통과하여 제3챔버(20)에 유입됨에 따라 상단의 제2그릴(19)을 통과하여 실내로 배출되어 건물 내부의 설정압을 유지할 수 있게 된다.
제1흡음재(22)는
제2챔버(17) 내부에 이동되는 외부공기 및 실내공기가 제3챔버(20)측으로 이동되는 수직통로(25)를 형성하도록 중앙이 비어 있고, 제2챔버(17)에 이동되는 실내공기를 수직통로(25)의 외부공기와 합류시키기 위해 수평통로(26)를 형성하도록 제2챔버(17)의 내부 중앙에 층을 이루어 상하 방향으로 반복 형성될 수 있다.
제1챔버(14)와 제2챔버(17) 사이에 설치되고(제1관통공(15)의 출구측에 설치됨), 동절기에 건물의 외부 온도를 감지하는 온도센서(미 도시됨)에 의한 검출온도가 설정온도 이하일 경우 작동되도록 하여 보조 난방기능을 하게 되는 히터(27);를 구비할 수 있다.
제2챔버(17)는
흡음면적을 증대시켜 송풍팬(12)에 의한 소음을 줄이기 위해 수직통로(25) 내부에 상하 방향으로 대향되게 설치되는 적어도 하나 이상의 판 형태의 제2흡음재(28);를 구비할 수 있다.
제1그릴(16)의 출구측에 장착되고, 제2챔버(17)에 유입되는 실내공기 중에 포함되는 먼지 등의 이물질을 여과하기 위한 스크린 필터(29);를 구비할 수 있다. 이때 스크린 필터(29)가 제2챔버(17)에 착탈가능하게 장착되므로 먼지 등의 이물질이 누적될 경우 제2챔버(17)로부터 분리시켜 세척할 수 있게 되므로 스크린 필터(29)의 여과기능을 향상시킬 수 있게 된다.
창문을 기준으로 건물 내부의 공기압 및 건물 외부의 공기압을 측정하여 검출값을 제어부(24)에 전송하는 차압센서(23)는 당해분야에서 사용되는 센서이므로 이의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 의한 건물의 실내압 조정장치의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 6에서와 같이, 건물 내부의 실험실 등에 설치되는 흄 후드(fume hood)(30)의 작동으로 인해 실내의 오염공기를 건물 외부에 설치된 흡입팬(31)을 통해 건물 외부로 배출시킴에 따라 밀폐되는 실내의 공기를 환기시킬 수 있게 된다. 흄 후드(30) 및 흡입팬(31)은 당해분야에서 사용되는 물품이므로 이들의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.
흄 후드(30)의 계속적인 작동으로 인해 실내 공기를 건물 외부로 배출시킴에 따라 밀폐된 실내에 공기가 부족하게 되므로 실내의 공기압은 부압(負壓)상태가 형성될 수 있다. 이로 인해 건물 외부로부터 공기를 흡입하여 실내에 급기해주어야 된다.
즉, 차압센서(23)에 의해 건물 외부의 공기압과 건물 내부의 공기압을 감지하되, 건물 내,외부의 압력차이가 설정압을 초과할 경우(일 예로서, 차압이 -10pascal일 경우), 제어부(24)로부터 제어신호에 의해 구동모터(11)를 구동시킴에 따라 구동모터(11)에 연결된 송풍팬(12)을 회전시키게 된다.
건물 외부의 공기가 송풍팬(12)의 회전으로 인해 창문(10)에 설치된 케이싱(21)의 루버(13)를 통과하여 케이싱(21)의 제1챔버(14) 내부에 흡입되어진다.
송풍팬(12)에 의해 제1챔버(14) 내에 흡입된 외부공기는 제1챔버(12)와 제2챔버(17)를 연통시키는 제1관통공(15)을 통과하여 제2챔버(23) 내부에 이동된다.
제1관통공(15)을 통과하여 제2챔버(17)에 이동되는 외부공기는 제2챔버(17) 중앙에 상하 방향으로 층을 이루어 반복적으로 설치된 제1흡음재(22)에 의해 형성되는 수직통로(25)를 통해 제3챔버(20)측으로 이동된다.
송풍팬(12)에 의해 창문(10) 외부로부터 흡입되는 외부공기를 제2챔버(17)로부터 제3챔버(20)로 이동시킬 경우, 실내공기는 제2챔버(17)의 측면에 설치된 제1그릴(16)을 통과하여 제2챔버(17) 내부로 흡입된다.
전술한 바와 같이 송풍팬(12)의 회전으로 인해 창문(10) 외부의 외부공기가 제2챔버(17) 내부로 이동될 경우, 제2챔버(17)의 제1그릴(16)을 통과하여 유입되는 실내공기와 제2챔버(17) 내부에서 혼합되어진다.
즉 제1그릴(16)을 통과하여 제2챔버(17)에 유입되는 실내공기는 제2챔버(17)내에 층을 이루어 설치된 제1흡음재(22)에 의해 형성되는 수평통로(26)(4면이 개방됨)를 통과하여 수직통로(25)를 따라 이동되는 외부공기에 합류되어 혼합되어진다.
따라서, 동절기에 송풍팬(12)의 회전에 의해 창문(10) 외부로부터 제2챔버(17)에 유입되는 차가운 외부공기와, 제1그릴(16)을 통과하여 제2챔버(17)에 유입되는 상대적으로 더운 실내공기를 제2챔버(17) 내부에서 혼합시킨 후, 제3챔버(20)를 통과하여 케이싱(21) 외부로 배출시켜 실내로 이동시킴에 따라 별도의 히터 등의 열원을 사용하지않고도 실내를 난방시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 송풍팬(12)의 회전에 의해 창문(10) 외부의 외부공기를 제2챔버(17) 내부로 흡입시킨 후, 제1그릴(16)을 통과하여 제2챔버(17)로 유입되는 실내공기를 혼합시켜 제3챔버(20)를 통과하여 실내로 배출시킬 경우, 제2챔버(17) 내부에 설치된 제1흡음재(22) 및 제1흡음재(22)에 의해 형성되는 수직통로(25) 내부에 상,하 방향으로 설치되는 판 형태의 제2흡음재(28)에 의해 송풍팬(12)의 회전으로 인해 발생되는 소음을 줄일 수 있게 된다.
송풍팬(12)의 회전으로 인해 창문(10) 외부의 외부공기를 흡입하여 실내로 이동시켜 실내 공기압의 균형을 맞춤에 따라, 차압센서(23)에 의해 감지되는 건물 외부의 공기압과 건물 내부의 공기압의 차압이 설정값 이내일 경우 제어부(24)로부터 인가되는 제어신호에 의해 구동모터(11)를 정지시켜 송풍팬(12)의 회전을 멈추게 된다.
한편, 송풍팬(12)에 의해 제1챔버(14)에 흡입되는 외부공기를 제2챔버(17)를 통과시켜 제3챔버(20)측으로 이동시킬 경우, 건물 내부의 실내공기가 제1그릴(16)을 통과하여 제2챔버(17) 내부로 흡입되는 기술내용은 베르루이의 원리(bernoulli principle)에 의해 이루어지므로 이들의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.
동절기에는 건물 외부에 설치된 온도센서에 의해 감지되는 온도값이 설정값 이하일 경우(일 예로서, -10℃일 경우), 제어부(24)로부터 제어신호에 의해 제1챔버(14)와 제2챔버(17)사이에 설치된 히터(27)를 작동(on)시킴에 따라, 제1챔버(14)로부터 제2챔버(17)로 이동되는 차가운 외부공기를 인위적으로 가열시켜 실내를 난방시킬 수 있게 된다.
여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서의 내용을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 창문
12; 송풍팬
14; 제1챔버
16; 제1그릴
18; 제2관통공
20; 제3챔버
22; 제1흡음재
24; 제어부
26; 수평통로
28; 제2흡음재
30; 흄 후드(fume hood)

Claims (5)

  1. 흄 후드가 설치되는 건물의 실내압 조정장치에 있어서:
    창문의 개구부에 설치되고, 내부의 송풍팬 구동시 외부공기가 건물 내부로 흡입되도록 루버가 형성되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 바닥면이 연통되고 실내공기가 유입되는 제1그릴이 측면에 형성되는 제2챔버와, 상기 제2챔버와 바닥면이 연통되고 상기 제2챔버에서 외부공기와 실내공기가 혼합된 혼합공기를 실내로 배출시키는 제2그릴이 상단에 형성되는 제3챔버로 이루어지는 케이싱;
    상기 제2챔버의 내부에 설치되고, 상기 송풍팬의 구동으로 인한 소음을 흡수하기 위한 제1흡음재와 제2흡음재;
    건물 내부의 공기압 및 건물 외부의 공기압을 측정하는 차압센서; 및
    상기 제1그릴의 출구측에 착탈가능하게 장착되고, 상기 제2챔버에 유입되는 실내공기 중에 포함되는 이물질을 여과하기 위한 스크린필터;를 구비하여,
    상기 차압센서에 의해 측정된 건물 내부의 공기압과 건물 외부의 공기압의 차압이 설정압을 벗어나는 경우, 제어부에 의해 상기 송풍팬을 구동시킬 경우 외부공기는 상기 루버 및 제1챔버를 통과하여 제2챔버 내부로 이동되고, 상기 제1그릴을 통과하여 상기 제2챔버로 유입되는 실내공기는 상기 제2챔버 내부에 이동된 외부공기와 혼합되며, 혼합된 공기는 상기 제3챔버의 제2그릴을 통과하여 실내로 배출되어 건물 내부의 설정압을 유지하게 되며,
    상기 제1흡음재는, 상기 제2챔버 내부에 이동되는 외부공기 및 실내공기가 상기 제3챔버측으로 이동되는 수직통로를 형성하도록 중앙이 비어 있고, 상기 제2챔버에 이동되는 실내공기를 상기 수직통로의 외부공기와 합류시키기 위해 수평통로를 형성하도록 층을 이루어 상하 방향으로 반복 형성되고,
    상기 제2흡음재는, 적어도 하나 이상의 판 형태로 이루어져 상기 수직통로 내부에서, 상기 제1챔버와 연통되도록 제2챔버의 바닥면에 형성되는 제1관통공에 대응되는 위치로부터 상기 제3챔버와 연통되도록 제3챔버의 바닥면에 형성되는 제2관통공에 대응되는 위치까지 상하 방향으로 대향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 건물의 실내압 조정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1챔버와 제2챔버 사이에 설치되고, 동절기에 건물의 외부 온도를 감지하는 온도센서에 의한 검출온도가 설정온도 이하일 경우 작동되도록 하여 보조 난방기능을 하게 되는 히터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 건물의 실내압 조정장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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