KR102092783B1

KR102092783B1 - 폐열회수 환기장치

Info

Publication number: KR102092783B1
Application number: KR1020190107396A
Authority: KR
Inventors: 윤일지
Original assignee: (주)유원기술
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-05-29

Abstract

폐열회수 환기장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐열회수 환기장치는 BLDC모터의 제어를 위한 메인 제어부가 별도의 위치에 구비되어 환기가 필요한 환기 구역으로 유량이 조절 및 폐열 회수가 다양하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

폐열회수 환기장치{Waste hear recovery ventilation apparatus}

본 발명은 환기가 필요한 환기 구역으로 신선한 외기를 공급하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 폐열회수 환기장치에 관한 것이다.

일반적으로 실내 공기를 실외 공기와 환기시켜 항상 실내가 쾌적하도록 유지시키기 위해서 환기장치를 이용한다. 환기장치는 다양한 환기장치가 있으며, 근래에는 BLDC 모터를 이용하고 에너지 절감을 도모한 폐열회수 환기장치가 주로 사용된다.

특히, 공동주택, 주택의 발코니 또는 기계실에 설치되어 있는 폐열회수 환기장치는 BLDC 모터를 통해 배기 팬을 동작시켜 실내의 오염된 공기를 전열교환기를 통과시킨 후 외부로 배출하고, BLDC 모터를 통해 급기 팬을 동작시켜 실외의 신선한 공기를 전열 교환기를 통과시킨 후 실내로 공급한다.

폐열회수 환기장치에 적용된 BLDC 모터는 몸체, 몸체에 내장되며 고정자석으로 이루어져 회전하는 아마추어(로터)와 상기 아마추어의 외주를 감싸면서 결합되는 전자석 코일(스테이터)로 이루어진 자석, 몸체에 내장되며 회전수를 감지하는 홀 센서(hall sensor), 몸체에 내장되며 자석 구동을 제어하는 제어부(control board)를 포함하여 구성된다.

상기 모터에는 홀 센서 및 제어부가 함께 내장되므로, 전원 케이블은 5선(DC310V, GND, DC15V, 5V, FG) 6핀 커넥터가 사용된다.

제어부에는 모터 드라이브가 구비되고, 상기 모터 드라이브에는 FET(Field Effect Transistor) 모듈이 내장된다. 종래의 BLDC 모터를 적용한 폐열회수 환기장치는, 메인 제어장치에서 모터 내부의 제어부로 전원(DC 310V, DC 15V)을 공급하고, 환기 운전이 시작되면 모터에 내장된 제어부가 속도 조절(Vsp)(0 ~ 5V)을 결정하고, 모터 구동과 속도 제어를 시작한다.

그리고 모터 몸체에 내장된 홀 센서로부터 회전자(rotor)의 위상신호를 인식하여 회전 속도를 인지하고(회전자 위치 추적), 인지한 회전 속도에 따라 고정자(stator)에 등 간격으로 구비된 전자석 코일의 동작을 제어하여(모터의 U, V, W에 FET 소자를 통해 DC 310V 전원공급), 회전자와 고정자 사이에 연속적으로 척력을 발생시켜 로터가 회전되도록 하는 방식으로 모터 구동과 속도 제어를 수행한다.

BLDC 모터를 이용한 환기장치에 대한 종래의 기술이 하기의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3 에 개시되어 있으며, 상기 특허문헌 1 에 개시된 종래기술은 소켓을 통해 입력되는 상용전원으로부터 팬 모터 제어용 AC 전압과 팬모터 구동용 AC 전압을 발생시키는 2차 전원발생용 트랜스, 2차 전원 발생용 트랜스에서 발생된 팬모터 제어용 AC 전압과 팬모터 구동용 AC 전압을 각각 정류하기 위한 제1 및 제2 정류회로, 상기 제1 정류회로에서 정류된 팬 모터 제어용 DC 전압을 안정화시키기 위한 정전압기를 구비한다.

이러한 구성을 통해, 환풍기에 적용되는 BLDC 모터의 구동 및 제어를 수행하기 위한 동작 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.

특허문헌 2는 배기 팬과 급기 팬을 구동하기 위한 BLDC 모터가 구비되는 환기 장치에서, 실내공기 배기구와 실외공기 흡기구에 각각 설치되어, 배기 팬에 의해 배출되는 실내공기의 양과 급기 팬에 의해 흡입되는 실외공기의 양을 조절하기 위한 전동댐퍼, BLDC 모터에 내장되어 회전수를 측정하는 RPM 센서, 상기 RPM 센서에서 측정된 BLDC 모터의 회전수에 관한 신호를 수신하여, 전동 댐퍼의 개구율을 조절하기 위한 마이크로프로세서를 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 통해, 환기장치의 실내공기 배기구와 실외공기 흡기구에 전동 댐퍼를 설치하여, 실내공기를 배출하기 위한 배기 팬과 실외공기를 흡기하는 실내로 급기하는 급기 팬을 작동하는 BLDC 모터에서 출력되는 모터회전수의 신호를 수신하여 원하고자 하는 풍량 대역의 모터회전수의 신호와 일치되는 것인가를 비교 산출하여 전동댐퍼의 개구율을 조절함으로써, 정풍량을 제어하는 환기장치를 제공한다.

특허문헌 3은 급기 송풍기 및 배기 송풍기는 각각, 팬, 팬을 구동하는 BLDC 전동기(Brushless DC Motor)와, 상기 BLDC 전동기의 회전수(RPM)를 측정하는 RPM 센서, RPM 센서에서 측정된 회전수에 관한 신호를 수신하여 BLDC 전동기에 인가되는 공급전압을 제어하는 마이크로프로세서가 구비된 정풍량 폐열회수 환기장치를 구현한다. 이러한 구성을 통해, 덕트 시스템 내부 및 건물 외부의 환경적 요인에 기인한 정압에 의한 압력손실에 상관없이 일정한 급배기 풍량비를 유지한다.

그러니 전술한 특허문헌 1 내지 3에 개시된 기술 구성들은 홀 센서가 BLDC 모터에 내장된 타입이라서 소비전력 효율이 저하되는 문제점이 유발되었고, 환기가 필요한 곳으로 신선한 외기의 풍량을 정확하게 조절하여 공급하기 어려운 문제점이 유발되었다.

또한 제어부가 BLDC 모터에 내장형으로 구성되면서 냉각이 이루어지지 않아 발열로 인한 문제점이 추가로 유발되었다.

0001)대한민국 공개특허 10-2009-0118559(2009.11.18. 공개) 대한민국 등록특허 10-0940021(2010.01.26. 등록) 대한민국 등록특허 10-0760177(2007.09.13. 등록)

본 발명의 실시 예들은 종래 기술에서 유발되었던 여러가지 문제점들을 해결하기 위해 BLDC 모터에서 분리시켜 독립된 위치에 메인 제어부를 분리시킨 후에 냉각을 통한 발열을 방지하며, 환기 구역의 현재 상태를 판단하여 공급되는 급기량 또는 외부로 배출되는 배기량 제어를 실시함으로써 쾌적한 환기 구역을 사용자에게 제공하며, 외부로 배기 되는 유체에 포함된 폐열과 외기를 열교환 시켜 사용할 수 있는 폐열회수 환기장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 폐열회수 환기장치는 소정의 크기로 외형을 이루는 케이싱(100); 상기 케이싱(100)의 내부에 구비되고, 상기 케이싱(100)을 통해 유입 및 유출되는 유체와 열교환이 이루어지면서 폐열이 회수되는 전열 교환기(200); 환기가 필요한 환기 구역(Z)으로 유체를 공급하기 위해 상기 케이싱(100)의 내부에 설치된 BLDC 모터(300); 상기 BLCD모터(300)와 별도로 분리되어 상기 케이싱(100)의 내측에 구비되고, 상기 BLDC 모터(300)에 정현파를 공급하여 구동 시키며, 상기 BLDC 모터(300) 회전시 고정자의 전자석 코일에 기전 되는 역기전력을 감지하여 회전자의 회전 속도를 제어하는 메인 제어부(400); 상기 전열 교환기(200)로 공급된 유체 중에 포함된 이물질에 대한 필터링을 위해 상기 케이싱(100)의 내측에 구비된 필터부(50)에 적층되는 이물질을 외측으로 분리시키기 위한 역세부(500); 상기 케이싱(100)의 외측에 구비되어 상기 BLDC 모터(300)에 의해 송풍된 유체를 상기 환기 구역(Z)으로 각각 분배 시키기 위해 구비되고, 상기 환기 구역(Z)으로 토출되는 유체의 유량을 선택적으로 조절하기 위한 조절부(610)가 구비된 분배기(600)를 포함한다.

상기 케이싱(100)에는 상기 필터부(50)를 통과하는 유체의 유속을 감지하는 제1 감지 센서(S1)가 구비되고, 상기 제1 감지 센서(S1)는 상기 케이싱(100)의 내부로 유입되는 유체의 풍압을 감지하여 상기 메인 제어부(400)로 감지 신호를 전송하며, 상기 역세부(500)는 상기 메인 제어부(400)의 제어 신호에 의해 작동하고, 상기 케이싱(100)의 외측에 구비되어 압축 공기가 발생되는 본체부(510); 상기 필터부(50)와 마주보며 위치되고, 상기 본체부(510)에서 발생된 압축공기를 상기 필터부(50)를 향해 분사하기 위해 구비된 분사부(520)를 포함한다.

상기 본체부(510)에는 상기 분사부(520)가 상하 방향으로 회전 가능하도록 구비된 회전부(530)를 더 포함한다.

상기 조절부(610)는 상기 분배기(600)에 개구된 개구부(602)를 따라 이동되는 조절판(611); 상기 조절판(611)에 일단이 고정되고, 타단이 외측으로 연장된 연장부(612)에 결합된 기어부(613): 상기 기어부(613)에 회전력을 제공하여 상기 조절판(611)의 이동을 도모하는 모터부(614)를 포함한다.

상기 조절부(610)는 상기 분배기(600)에 개구된 개구부(602)에 설치되고, 상기 개구부(602)를 통해 유입된 유체를 공급할 때 축 방향에서 이동되는 피스톤(613a)이 내부에 구비된 밸브 본체(613); 상기 피스톤(613a)이 상기 밸브 본체(613)의 내부에서 이동되도록 이동력을 제공하는 솔레노이드 밸브(614)를 포함한다.

상기 피스톤(613a)은 선단부의 외측 단부로 갈수록 직경이 감소하는 원추형태로 형성되고, 상기 밸브 몸체(613)는 내측이 상기 피스톤(613a)과 대응되는 형태로 형성된다.

상기 케이싱(100)에는 외부에서 유체가 유입되도록 구비된 제1 유입구(101); 상기 제1 유입구(101)를 통해 유입된 유체가 상기 전열 교환기(200)를 경유한 후에 상기 분배기(600)를 통해 환기 구역(Z)으로 공급되도록 구비된 제1 급기구(102); 상기 제1 급기구(102)를 통해 상기 환기 구역(Z)으로 공급된 유체가 상기 환기 구역(Z)에서 소정 시간 환기된 후에 상기 케이싱(100)으로 재유입되도록 상기 제1 유입구(101)와 마주보는 위치에 구비된 제1 환기구(103); 상기 제1 환기구(103)를 통해 유입된 유체가 상기 전열 교환기(200)를 경유한 후에 외부로 배출되도록 상기 제1 유입구(101)와 이웃하여 위치된 제1 배기구(104)를 포함하고, 상기 메인 제어부(400)는 상기 제1 환기구(103)와 상기 전열 교환기(200) 사이 구간에서 상기 케이싱(100)의 내측 바닥면에 설치된다.

상기 케이싱(100)을 통해 이동하는 유체 중의 일부를 상기 메인 제어부(400)로 공급하기 위해 구비된 냉각 공기 공급부(700)를 포함한다.

상기 케이싱(100)에는 상기 제1 환기구(103)를 통해 상기 전열 교환기(200)로 이동하는 유체의 일부가 상기 메인 제어부(400)로 공급되도록 구비된 덕트부(710)를 포함한다.

상기 메인 제어부(400)는 상기 덕트부(710)의 내측에 위치되되, 상기 메인 제어부(400)의 상면과 하면으로 각각 유체가 공급되도록 상기 덕트부(710)의 내측에 위치된다.

상기 덕트부(710)에는 상기 메인 제어부(400)로 공급되는 유체에 포함된 이물질을 필터링 하기 위한 전처리 필터(10)가 설치된다.

상기 메인 제어부(400)는 환기 구역(Z)을 구성하는 복수개의 단위 환기 구역(Zn)에 구비되어 현재 공기 오염 정도를 감지하는 감지 센서부(800)와 연계되어 상기 단위 환기 구역(Zn)으로 공급되는 유체의 공급량이 서로 달라지도록 상기 BLDC 모터(300)를 제어하되, 상기 감지 센서부(800)는 상기 단위 환기 구역(Zn)의 바닥면을 기준으로 소정의 간격으로 각각 서로 다른 위치에 복수개가 배치되고, 상기 메인 제어부(400)는 상기 단위 환기 구역(Zn) 중 공기 오염이 발생된 특정 단위 환기 구역에 우선적으로 환기가 이루어지도록 조절부(610)의 개도량을 제어한다.

상기 케이싱(100)에는 상기 제1 배기구(104)에 일단이 연결되고, 타단이 외벽(W)을 경유하여 외측으로 연장된 제1 연장관(20); 상기 제1 유입구(101)에 일단이 연결되고, 타단이 상기 외벽(W)을 향해 연장된 후에 상기 제1 연장관(20)의 외측에 삽입되며 외기가 유입되는 다수개의 개구 홀(32)이 구비된 제2 연장관(30); 상기 제1 연장관(20)의 외측 축 방향에 설치되고 상기 제1 연장관(20)을 통해 외측으로 배출되는 유체가 갖는 열 에너지와 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환 부(22)를 포함한다.

상기 열교환 부(22)는 상기 제1 연장관(20)의 외측 축 방향을 따라 나선 형태로 연장되고, 상기 유체는 상기 열교환 부(22)에 의해 이동 흐름이 나선 형태로 변경되어 상기 제2 연장관(30)을 통해 전열 교환기(200)로 공급된다.

상기 제2 연장관(30)은 상기 제1 연장관(20)의 연장된 전체 길이(L) 중 L/2 위치에 연결된 제1 연결부(32); 상기 제1 연장관(20)의 단부에 연결된 제2 연결부(34)를 포함하고, 상기 제2 연결부(34)는 상기 제1 연결부(32) 보다 상대적으로 작은 직경으로 형성된다.

상기 개구 홀(32)은 상기 제2 연장관(20)의 연장된 전체 길이(L) 중 상기 외벽(W)을 기준으로 외측에 개구되고, 상기 열교환 부(22)는 상기 개구 홀(32)을 제외한 위치에 배치된다.

상기 열교환 부(22)는 상기 제1 연장관(20)을 따라 연장된 구간에서 상기 제1 연결부(32) 까지는 제1 간격(D1)으로 이격되고, 상기 제1 연결부(32)에서 상기 제2 연결부(34) 까지는 제2 간격(D2)으로 이격된다.

상기 제1 연장관(20)에는 외측으로 배출되는 유체 중의 일부가 분기되어 공용 공간(S)을 향해 연장된 분기관(900)을 더 포함하고, 상기 분기관(900)에는 연장된 단부에 구비되어 상기 공용 공간(S)으로 상기 유체를 흡입 분사하기 위한 급기팬이 구비된다.

본 발명의 실시 예들은 BLDC모터에 메인 제어부가 내장되지 않고 별도의 위치에 설치되므로써 오염이 발생되거나 오작동으로 인한 문제점이 최소화 된다.

본 발명의 실시 예들은 메인 제어부의 독립된 설치로 인해 BLDC의 모터 효율이 향상되고 소비 전력이 감소되므로 보다 효율적인 사용이 가능해 진다.

본 발명의 실시 예들은 환기 구역의 오염 상태를 감지하여 최적의 유량으로 환기를 실시하며, 폐열에 대한 다양한 재사용을 통해 에너지 절감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 폐열회수 환기장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3의 (a)는 기존 BLDC 모터의 구동 파형도이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 의한 BLDC 모터의 구동 파형도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 폐열회수 환기장치에 구비된 메인 제어부와 연계된 주변 구성을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 역세부의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 역세부의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 조절부의 구성을 블록도로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 분배기를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 조절부의 작동 상태를 도시한 도면.
도 10 내지 도 11은 본 실시 예에 의한 밸브판이 구비된 분배기의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 메인 제어부가 설치된 상태를 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 의한 덕트부와 메인 제어부의 배치 관계를 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 의한 열교환부가 설치된 상태를 도시한 도면.
도 15 내지 도 16는 본 발명의 일 실시 예에 의한 가이드 베인의 다양한 실시 예를 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 의한 분기관이 구비된 폐열 회수 환기 장치를 도시한 도면.

본 발명의 일 실시 예에 따른 폐열회수 환기장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 폐열회수 환기장치는 BLCD모터(300)의 내부에 메인 제어부(400)를 내장하지 않고, 별도의 위치에 설치하여 결로, 습기, 먼지로부터 오염 또는 오작동 되는 현상을 방지할 수 있다.

상기 메인 제어부(400)가 BLDC 모터(300)와 별도로 설치될 경우 상기 BLDC 모터(300)의 효율이 향상되고, 소비 전력이 감소하며 소음이 저감되고, 불량률이 제로로 유지될 수 있어 기존의 일체형 타입의 BLDC 모터에 비해 우수한 장점이 유발된다.

본 실시 예는 전술한 특징과 함께 후술할 케이싱(100)의 내측에 구비된 필터부(50)에 대한 오염을 최소화 하기 위해 역세부(500)가 구비되고, 환기 구역(Z)으로 토출되는 유체의 유량을 분배기(600)를 통해 서로 다른 유량으로 자동 조절하여 환기가 신속히 필요한 곳으로 신선한 외기를 공급하여 쾌적한 실내 공기질을 유지할 수 있다.

이를 위해 본 실시 예는 소정의 크기로 외형을 이루는 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100)의 내부에 구비되고, 상기 케이싱(100)을 통해 유입 및 유출되는 유체와 열교환이 이루어지면서 폐열이 회수되는 전열 교환기(200)와, 환기가 필요한 환기 구역(Z)으로 유체를 공급하기 위해 상기 케이싱(100)의 내부에 설치된 BLDC 모터(300)와, 상기 BLCD모터(300)와 별도로 분리되어 상기 케이싱(100)의 내측에 구비되고, 상기 BLDC 모터(300)에 정현파를 공급하여 구동 시키며, 상기 BLDC 모터(300) 회전시 고정자의 전자석 코일에 기전 되는 역기전력을 감지하여 회전자의 회전 속도를 제어하는 메인 제어부(400)와, 상기 전열 교환기(200)로 공급된 유체 중에 포함된 이물질에 대한 필터링을 위해 상기 케이싱(100)의 내측에 구비된 필터부(50)에 적층되는 이물질을 외측으로 분리시키기 위한 역세부(500)와, 상기 케이싱(100)의 외측에 구비되어 상기 BLDC 모터(300)에 의해 송풍된 유체를 상기 환기 구역(Z)으로 각각 분배 시키기 위해 구비되고, 상기 환기 구역(Z)으로 토출되는 유체의 유량을 선택적으로 조절하기 위한 조절부(610)가 구비된 분배기(600)를 포함한다.

본 실시 예는 소정의 크기로 케이싱(100)이 형성되고, 상기 케이싱(100)의 내부에 전열 교환기(200)가 구비되며, 상기 케이싱(100)을 상면에서 바라볼 때 상기 전열 교환기(200)와 이웃하여 BLDC 모터(300)가 구비된다. 상기 BLDC 모터(300)는 환기 구역(Z)으로 유체를 공급하기 위한 제1 BLDC 모터(310)와, 상기 환기 구역(Z)을 경유한 유체를 외부로 배출하기 위한 제2 BLDC 모터(320)를 포함한다.

상기 케이싱(100)에는 외부에서 유체가 유입되도록 구비된 제1 유입구(101)가 형성되고, 상기 제1 유입구(101)를 통해 유입된 유체가 상기 전열 교환기(200)를 경유한 후에 상기 분배기(600)를 통해 환기 구역(Z)으로 공급되도록 구비된 제1 급기구(102)가 형성된다.

상기 유체는 상기 제1 급기구(102)를 통해 상기 환기 구역(Z)으로 공급되어 상기 환기 구역(Z)에서 소정 시간 환기된 후에 상기 케이싱(100)으로 재유입되도록 상기 제1 유입구(101)와 마주보는 위치에 제1 환기구(103)가 구비되고, 상기 제1 환기구(103)를 통해 유입된 유체가 상기 전열 교환기(200)를 경유한 후에 외부로 배출되도록 상기 제1 유입구(101)와 이웃하여 제1 배기구(104)가 구비된다.

상기 제1 유입구(101)를 통해 유입된 외부의 신선한 유체는 전열 교환기(200)를 경유하여 제1 BLDC 모터(310)로 공급되고, 상기 제1 BLDC 모터(310)에서 상기 제1 급기구(102)를 통해 환기 구역(Z)으로 공급된다.

그리고 상기 환기 구역(Z)은 소정의 면적을 갖는 환기가 필요한 구역으로 소수의 사용자 또는 다수의 재실 인원이 함께 생활하는 구역에 해당된다.

본 실시 예는 상기 제1 환기구(103)를 통해 환기 구역(Z)의 공기가 제1 환기구(103)로 흡입된 후에 전열 교환기(200)에서 상기 제1 유입구(101)를 통해 유입된 유체와 열교환이 이루어진다.

예를 들어 겨울철에는 외기의 온도가 영하의 저온 상태가 유지되고, 실내는 외기 보다 높은 온도가 유지되므로, 상기 제1 유입구(101)를 통해 전열 교환기(200)로 영하의 저온이 공급된다.

또한 일 예로 상기 제1 환기구(103)를 통해 실내에서 배출되는 유체의 온도가 20도 이상일 경우 상기 전열 교환기(200)에서 상기 제1 유입구(101)를 통해 유입된 공기가 서로 간에 열교환 되면서 폐열이 회수된다.

상기 전열 교환기(200)에서 열교환된 유체는 제1 BLDC 모터(310)를 통해 송풍되어 제1 급기구(102)를 경유하여 상기 환기 구역(Z)으로 공급되고, 제2 BLDC 모터(320)를 통해 전열 교환기(200)에서 열교환된 유체는 제1 배기구(104)를 통해 외부로 배기된다.

상기 BLDC 모터(300)는 메인 제어부(400)가 내부에 내장되지 않고 별도의 위치에 독립적으로 분리되므로 종래 내장 타입의 BLDC 모터 보다 안정적인 작동과 효율이 유지된다. 메인 제어부(400)는 케이싱(100)의 내측 또는 외측 중의 어느 한 곳에 위치되며 특별히 위치를 한정하지 않는다.

상기 BLDC 모터(300)는 외형을 이루는 모터 하우징(302)과, 상기 모터 하우징(302)의 중앙에 내장된 샤프트(303)와, 상기 샤프트(112)를 중심으로 일단에 설치된 회전자(로터)(304)와, 상기 회전자(113)에 대향하여 설치된 고정자(스테이터)(114)와, 상기 샤프트(112)가 회전시 상대 회전하는 베어링(306)을 포함한다.

상기 BLDC 모터(300)는 교류 전원인 220V를 입력 전원으로 공급받은 후에 이를 직류 전원인 310V로 변환하여 작동되는 고전압 모터에 해당된다.

상기 BLDC 모터(300)가 고전압으로 작동될 경우 모터 효율이 향상되므로, 환기 구역(Z)으로 공급되는 풍량 저하 없이 안정적으로 다량의 신선한 외기를 일정하게 공급할 수 있다.

상기 메인 제어부(140)는 모터 케이블(140)을 통해 상기 BLDC 모터(300)와 전기적으로 연결되고, 상기 모터 케이블(140)은 삼상(U, V, W)의 전원 케이블로 이루어진다.

본 실시 예에 의한 BLDC 모터(300)는 고전압(DC 250V 이상)으로 작동되는 모터가 사용됨으로써 정압이 많이 걸리는 경우에도 사용 가능하고, 소비전력 효율이 기존 제어 보드와 홀 센서가 내장된 종래의 BLDC 모터에 비해 향상되므로 상기 필터부(50)가 일반적인 필터가 아닌 헤파필터가 사용된다.

상기 헤파필터는 제거율 99.75%와 0.3마이크로 미터 이하의 먼지 크기도 필터링이 가능한 H13등급 성능을 갖는 제품이 사용 가능하므로 기존의 E11 등급으로 사용된 세미 헤파(SEMI HEPA)에 비해 제거율(95%)과 먼지 크기(0.5 마이크로 미터)에 있어 상이한 필터링 효율이 유지된다.

이와 같은 차이점은 초미세 먼지의 크기가 PM2.5로써 2.5마이크로 미터 크기를 갖는 초미세 먼지도 필터링이 가능하여 상기 환기 구역(Z)에 거주하는 재실자의 건강에 상당히 유리하게 작용한다.

상기 메인 제어부(400)는 상기 BLDC 모터(300)가 작동될 때 고정자(114)의 전자석 코일에 기전되는 역기전력을 감지하는 역기전력 감지부(미도시)와, 상기 역기전력 감지부에 의해 감지한 역기전력에 비례하게 펄스 폭변조신호(PWM신호)를 가변하여 상기 모터 드라이브의 출력 전압을 제어하는 속도 제어부(미도시)를 포함한다.

상기 속도 제어부는 상기 펄스폭 변조신호를 이용하여 상기 모터 드라이브에서 출력되는 정현파가 계단파 형태로 출력되도록 하여 소음을 방지할 수 있다.

BLDC 모터(300)는 기존 BLDC 모터에 일반적으로 구비되는 제어 보드와 회전자의 회전 속도를 검출하기 위한 홀 센서가 내장되지 않아 BLDC 모터의 구조를 단순화할 수 있다. 이로 인해 이물질에 의한 오염 또는 결로에 의한 누전, 외부로부터의 누수 등으로 인하여 주로 발생하는 홀 센서의 오동작을 원천적으로 방지할 수 있다. 홀 센서의 오동작 방지로 불량발생률을 낮출 수 있으며, BLDC 모터의 단순화로 부품 불량에 따른 사후 조치가 용이 해진다.

특히, BLDC 전동기에 불량이 발생하면, 구조가 단순하여 A/S 시간을 단축할 수 있으며, 고가의 홀 센서나 제어 보드가 내장되지 않은 BLDC 모터이므로 교체해도 유지보수 비용이 기존에 비해 현저히 감소한다.

한편, 상기와 같이 BLDC 모터(300)에 제어 보드와 홀 센서를 내장하지 않은 상태이므로, 모터 구동을 위한 전원 공급선인 모터 케이블(140)로 삼상(U, V, W) 전원 공급선만이 필요하여, 전원 공급선도 기존 5선에 비하여 3선으로 단순

화할 수 있다.

상기와 같이 BLDC 모터(300)를 구현할 경우, 회전자의 회전속도를 검출하기 위한 홀 센서가 없으므로, 폐열회수 환기장치의 전체 동작을 제어하는 메인 제어부(400)에서 회전자의 회전 속도(회전수)를 검출해야 한다.

이를 위해 메인 제어부(400)는 리모컨(2)에 의해 환기장치의 구동과 풍량이 선택되면, 속도 제어부에서 초기 속도 제어를 위한 제어 신호를 펄스폭변조신호(PWM)로 발생하여 모터 드라이브를 구동 시킨다.

초기 속도 제어는 모터를 고속으로 회전시키는 제어 방식을 이용하고, 상기 모터 드라이브는 FET를 이용한 브릿지회로를 포함하고, 상기 펄스폭변조신호에 따라 BLDC 모터(300)에 정현파를 인가하여 BLDC 모터(300)를 구동 시킨다.

펄스 폭 변조 신호를 이용하여 모터 드라이브를 6-스텝(step)의 펄스와 같은 계단파를 이용하여 동작시켜, 정현파에 근접한 구동 전력을 모터 공급 전원으로 공급한다. 이와 같이 6단계 계단파를 이용하여 정현파에 근접한 방식으로 모터구동 전력을 공급하게 되면, 모터의 구동 전원의 온/오프가 급격하게 이루어지지 않고 도면에 도시된 바와 같이 온/오프가 이루어지므로, BLDC 특유의 고주파 소음을 저감할 수 있다.

본 실시 예는 이러한 특징을 갖는 BLDC 모터(300)를 정밀하게 제어하기 위해 역기전력(back EMF) 감지부를 구비하고, 상기 BLDC 모터(300)의 회전시 고정자의 전자석 코일에 기전되는 역기전력을 감지한다.

속도 제어부는 획득한 역기전력의 전류를 이용하여 회전자의 위치를 검출하고, 검출된 역기전력의 전류와 기준 전류를 비교하여, 상기 역기전력의 전류가 상기 기준 전류보다 큰 경우를 회전자의 위치로 검출한다. 이와 같이 역기전력을 이용하여 회전자의 위치를 검출하면, 기존 홀 센서에서 회전자의 위치를 검출하는 것과 동일하므로, 정확하게 모터의 회전 속도를 산출할 수 있다.

모터의 회전 속도를 산출하게 되면, 사용자가 리모컨인 룸 컨트롤러(2)를 통해 설정한 풍량에 대응하게 설정된 설정 속도와 비교를 하고, BLDC 모터(300)의 회전 속도를 제어한다(감속, 유지, 가속).

상기 메인 제어부(400)는 환기 구역(Z)을 구성하는 복수개의 단위 환기 구역(Zn)에 구비되어 현재 공기 오염 정도를 감지하는 감지 센서부(800)와 연계되어 상기 단위 환기 구역(Zn)으로 공급되는 유체의 공급량이 서로 달라지도록 상기 BLDC 모터(300)를 제어한다.

일 예로 환기 구역(Z)은 주택 또는 아파트를 기준으로 설명하나, 빌딩 또는 백화점, 병원과 같은 대형 시설물에도 적용될 수 있으며, 이하 설명에서는 주택으로 한정하여 설명한다.

상기 단위 환기 구역(Zn)은 일 예로 환기 구역(Z)이 주택 또는 아파트 일 경우 주방, 거실, 화장실, 각방에 해당되고, 각각의 위치에서 사용 용도와, 재실 인원에 따른 환기가 신속하게 필요할 경우가 있다.

예를 들면 주방은 음식 조리를 위해 가스 또는 화기가 사용되므로 이산화 탄소와 메탄 가스 및 음식 냄새와 같은 각종 가스의 발생이 빈번하게 발생되는 구역에 해당되므로 청정한 실내 공기질을 유지하기 위해 특정 유량과 시간으로 지속적인 환기가 필요한 구역에 해당된다.

상기 화장실은 물이 주로 사용되는 구역으로 수증기 또는 수분에 포함된 각종 냄새를 신속하게 환기 시키기 위해 환기가 필요하며 상기 화장실의 면적과 사용 시간대를 고려하여 특정 유량과 시간으로 환기가 필요하게 된다.

상기 각방은 주로 주간에는 재실 인원이 없거나, 머무르는 시간이 거실에 비해 상대적으로 짧고, 야간에 수면을 위한 공간에 해당되므로 특정 유량과 특정 시간에 환기가 필요하게 된다.

이와 같이 단위 환기 구역(Zn) 별로 필요한 유량과 시간이 서로 상이하므로 본 발명과 같이 서로 다른 유량과 시간대별로 정확하게 공급량과 시간을 제어할 수 있는 폐열회수 환기장치가 필요하게 된다.

또한 이와 같이 환기를 위해 실외와 실내 공기가 서로 간에 순환되면서 폐열을 회수할 수 있어 에너지 절약 측면에서도 효율적으로 작용한다.

감지 센서부(800)는 전술한 단위 환기 구역(Zn)에 설치되어 이산화 탄소 센서, 미세먼지 센서 또는 초미세 먼지 센서의 농도를 측정할 수 있도록 구성된다.

본 실시 예는 이를 위해 전술한 단위 환기 구역(Zn)에 감지 센서부(800)가 설치된다. 상기 감지 센서부(800)는 상기 단위 환기 구역(Zn)의 바닥면을 기준으로 소정의 간격으로 각각 서로 다른 위치에 복수개가 배치되고, 상기 메인 제어부(400)는 상기 단위 환기 구역(Zn) 중 공기 오염이 발생된 특정 단위 환기 구역에 우선적으로 환기가 이루어지도록 조절부(610)의 개도량을 제어한다.

감지 센서부(800)가 복수개로 구성될 때 설치 위치는 바닥면을 기준으로 소정의 간격으로 복수개가 배치된다. 이와 같이 감지 센서부(800)가 배치되는 이유는 단위 환기 구역(Zn)의 공기 오염 상태를 측정할 때 보다 복수의 위치에서 측정된 데이터를 상기 메인 제어부(400)로 제공하여 평균값으로 예측하여 제어하기 위해서이다. 이 경우 단일 개수 또는 2개 이내로 이루어진 감지 센서부 보다 정확한 측정 데이터를 입력 받아 단위 환기 구역(Zn)의 현재 공기 오염 상태를 정확하게 판단할 수 있다.

첨부된 도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예는 폐열회수 환기장치가 장기간 사용으로 인해 필터부(50)에 외기에 포함된 이물질이 적층되어 필터링 효율이 저하되거나, 흡입되는 풍량이 감소되는 현상을 방지하기 위해 역세부(500)가 구비된다.

상기 역세부(500)는 후술할 제1 유입구(101)에 설치된 필터부에 적층된 이물질을 분리시켜 유체의 흡입 효율을 향상시키고, 항시 청결하게 필터부(50) 를 관리할 수 있다.

상기 케이싱(100)에는 상기 필터부(50)를 통과하는 유체의 유속을 감지하는 제1 감지 센서(S1)가 구비되고, 상기 제1 감지 센서(S1)는 상기 케이싱(100)의 내부로 유입되는 유체의 풍압을 감지하여 상기 메인 제어부(400)로 감지 신호를 전송한다. 제어부(400)는 유체의 풍압이 기준치 보다 감소될 경우 상기 필터부(50)에 이물질이 적층되어 역세가 필요한 것으로 판단한다.

상기 역세부(500)는 상기 메인 제어부(400)의 제어 신호에 의해 작동하고, 상기 케이싱(100)의 외측에 구비되어 압축 공기가 발생되는 본체부(510)와, 상기 필터부(50)와 마주보며 위치되고, 상기 본체부(510)에서 발생된 압축공기를 상기 필터부(50)를 향해 분사하기 위해 구비된 분사부(520)를 포함한다.

상기 본체부(510)는 공압을 생성하는 공기 압축기가 사용되며, 용이한 설치를 위해 소형의 공기 압축기가 사용된다.

상기 본체부(510)와 상기 분사부(520)는 튜브로 연결되고, 상기 분사부(520)를 통해 고압의 압축 공기를 필터부(50)로 분사하여 적층된 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.

상기 분사부(520)는 노즐로 형성되고, 상기 필터부(50)를 향해 직경이 축소되어 고압의 압축 공기를 특정 압력과 속도로 분사시킬 수 있다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 역세부(500)는 본체부(510)에 분사부(520)가 상하 방향으로 회전 가능하도록 구비된 회전부(530)가 구비되고, 상기 회전부(530)는 분사부(520)의 후단부에 제1 기어(G1)가 구비되며, 상기 제1 기어(G1)에 치형 결합된 제2 기어(G2)와, 상기 제2 기어(G2)에 회전력을 제공하는 모터부(M) 및, 상기 모터부(M)와 상기 제2 기어(G2) 사이에 위치되고, 상기 모터부(M)에서 발생된 회전력을 소정의 속도로 변환하여 상기 제2 기어(G2)에 전달하는 변속기어(T)를 포함한다.

상기 변속기어(T)는 내부 구성을 미도시 하였으나 내부에 복수개의 서로 다른 직경을 갖는 단위 기어가 구비되어 있어 상기 모터부(M)에서 발생된 회전력이 상기 제2 기어(M2)로 전달될 때 안정적인 작동이 가능하게 변환된다.

상기 회전부(530)는 일 예로 필터부(50)를 향해 상하 방향으로 고압의 압축 공기가 분사되도록 상기 모터부(M)의 작동에 의해 회전될 수 있어, 상기 필터부(50)의 어느 영역에 이물질이 적층되는 경우에도 제거할 수 있어 필터링 효율이 향상되고 일정하게 유지된다.

본 실시 예에 의한 분배기(600)는 유체를 환기 구역(Z)으로 공급할 때 단순히 일정량을 공급하고, 공급 중단하는 온, 오프 방식이 아닌 공급 유량을 후술할 감지 센서부(800)를 통해 감지된 데이터에 근거하여 현재 환기 구역(Z)의 공기 오염 상태를 먼저 판단하고, 오염 또는 신속한 환기가 필요한 단위 구역(Zn)으로 메인 제어부(400)의 제어 신호에 따라 유량 조절이 정확하게 이루어 진다.

분배기(600)는 상기 케이싱(100)의 일측에 설치되는데, 본 실시 예는 전술한 제1 급기구(102)와 제1 환기구(103)가 내측에 수용되는 크기로 형성되고, 상기 케이싱(100)에 선택적으로 결합된다.

본 실시 예에 의한 조절부에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 조절부(610)는 분배기(600)에 개구된 개구부(602)를 따라 측면으로 이동되는 조절판(611)과, 상기 조절판(611)에 일단이 고정되고, 타단이 외측으로 연장된 연장부(612)에 결합된 기어부(613)와, 상기 기어부(613)에 회전력을 제공하여 상기 조절판(611)의 이동을 도모하는 모터부(614)를 포함한다.

본 실시 예에서 설명하는 환기 구역(Z)은 단위 환기 구역(Zn) 별로 필요한 유량과 시간이 서로 상이하므로 개구부(602)가 2*2행렬로 소정의 간격을 두고 배치된다.

상기 개구부(602)에 설치된 조절판(611)은 개구부(602)의 내측에 형성된 개구홈(미도시)을 따라 슬라이딩 되고, 상기 조절판(611)은 모터부(614)에 의해 개도량이 정밀하게 제어되므로 상기 환기 구역(Z)으로 공급되는 유량이 자동 조절된다.

상기 개구부(602)은 도면을 기준으로 제1 급기구(102)와 마주보는 위치에 위치되고, 제1 급기구(102)를 통해 급기 되는 유체를 단위 환기 구역(Zn)으로 각각 독립적으로 공급하기 위해 좌측에 상하로 이웃하여 개구된 제1 좌측 개구부(602a)와, 우측에 상하로 이웃하여 개구된 제1 우측 개구부(602b)와, 중앙에 상하로 이웃하여 개구된 제1 중앙 개구부(602c)를 포함한다.

상기 제1 좌측 개구부(602a)와, 상기 제1 우측 개구부(602b) 및 제1 중앙 개구부(602c)는 각각 독립된 단위 환기 구역(Zn)으로 유체가 이동되도록 별도로 구비된 호스(미도시)와 연결되며, 상기 호스를 통해 거실 또는 각방을 향해 유체의 급기와 이동이 이루어진다.

본 실시 예는 단위 환기 구역(Zn)으로 각각 공급되는 유체의 유량을 상기 조절판(611)의 이동에 따른 개구량 조절을 통해 신속한 환기가 필요로 하는 곳으로 신선한 외기를 공급하거나, 기 공급된 유체를 환기시켜 단위 환기 구역(Zn)에 대한 공기 오염을 방지할 수 있다.

상기 모터부(614)는 전술한 제1 좌측 개구부(602a)와, 상기 제1 우측 개구부(602b) 및 제1 중앙 개구부(602c)가 각각 독립되게 개구 되도록 각각 단위 모터로 구성된다.

상기 단위 모터는 메인 제어부(400)에 의해 개별 작동되도록 제어되므로 상기 조절판(611)은 독립적으로 개도량이 조절된다.

기어부(613)는 일 예로 상기 모터부(614)에 웜 기어가 연결되고, 상기 조절판(611)에는 웜이 결합되게 구성될 수 있으나, 모터부(614)의 회전력이 안정적으로 전달 가능한 다른 구성으로 변경되는 것도 가능할 수 있다.

첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 조절부(610)는 분배기(600)에 형성된 개구부(602)에 설치되고, 상기 개구부(602)를 통해 유입된 유체를 공급할 때 축 방향에서 이동되는 피스톤(613a)이 내부에 구비된 밸브 본체(613)와, 상기 피스톤(613a)이 상기 밸브 본체(613)의 내부에서 이동되도록 이동력을 제공하는 솔레노이드 밸브(614)를 포함한다.

상기 피스톤(613a)은 외측 단부로 갈수록 직경이 감소하는 원추형태로 형성되고, 상기 밸브 몸체(613)는 내측이 상기 피스톤(613a)과 대응되는 형태로 형성되므로 상기 피스톤(613a)이 밸브 본체(613)의 축 방향에서 전진 또는 후진 될 경우 유체의 유량이 선택적으로 조절된다.

상기 밸브 몸체(613)는 분배기(600)의 외측을 향해 소정의 길이로 돌출되고, 단위 환기 구역(Zn)으로 각각 독립적으로 유체를 공급하기 위해 2*2행렬로 배치된다.

상기 피스톤(613a)은 솔레노이드 밸브(614)에 의해 개도량이 정밀하게 제어될 수 있어 환기가 필요한 단위 환기 구역(Zn)으로 신선한 외기를 공급하거나 배출시킬 수 있어 상기 단위 환기 구역(Zn)의 공기 오염을 최소화 할 수 있다.

첨부된 도 10 내지 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 의한 분배기(600)는 전술한 실시 예와 다르게 개구부(602)의 내측에 개도량이 조절되는 판형의 밸브판(42)이 회전축(S)을 매개로 상기 개구부(602)의 내측에서 회전 가능하게 결합된 조절 밸브(40)가 구비된다.

상기 조절 밸브(40)는 모터부(Ma)에 의해 개도량이 가변적으로 조절되며 제1 급기구(102)와 제1 환기구(103)에 설치되며, 개도량에 따라 공급 또는 환기되는 공기량이 선택적으로 가변되므로 단위 환기 구역(Zn)으로 공급되는 유체 또는 환기되는 유체량이 오염 상황이 따라 최적으로 공급 또는 환기 되므로 재실자가 항시 신선한 외기를 공급받아 생활할 수 있다.

첨부된 도 12 내지 도 13을 참조하면, 본 실시 예에 의한 메인 제어부(400)는 상기 제1 환기구(103)와 상기 전열 교환기(200) 사이 구간에서 상기 케이싱(100)의 내측 바닥면에 설치된다.

메인 제어부(400)는 실장된 다수개의 반도체 소자에서 발생되는 발열로 인해 소정의 온도로 가열되므로 단위 환기 구역(Zn)을 통해 제1 환기구(103)로 환기된 유체 중의 일부를 상기 메인 제어부(400)로 공급하여 냉각 시켜 과열로 인한 오작동 및 에러 발생을 최소화 할 수 있다.

이를 위해 본 실시 예는 메인 제어부(400)를 위에서 바라볼 때 케이싱(100)의 내측 바닥면에 수직으로 세워진 상태로 고정된다. 이와 같이 메인 제어부(400)가 세워진 상태로 설치되는 이유는 제1 환기구(103)를 경유한 유체가 메인 제어부(400)의 상면과 하면을 향해 각각 공급되도록 하여 표면에서 발생되는 발열 형상을 최소화 하기 위해서이다.

본 실시 예는 메인 제어부(400)의 보다 효율 적인 냉각을 위해 유체를 메인 제어부(400)로만 유체를 공급하기 위해 상기 케이싱(100)을 통해 이동하는 유체 중의 일부를 상기 메인 제어부(400)로 공급하기 위해 구비된 냉각 공기 공급부(700)를 포함한다.

상기 덕트부(710)는 메인 제어부(400)의 보다 효율적인 냉각을 위해 상기 메인 제어부(400)가 덕트부(710)의 내측 중앙에 위치되며, 상기 유체는 상기 덕트부(710)로 이동한 후에 상기 메인 제어부(400)의 상면과 하면을 각각 경유하여 전열 교환기(200)로 이동된다.

이와 같이 메인 제어부(400)가 냉각될 경우 유체와의 접촉 면적이 증가되어 냉각 효율이 향상되고, 장기간 사용되면서 발생되는 발열을 최소화 할 수 있다.

상기 덕트부(710)에는 상기 메인 제어부(400)로 공급되는 유체에 포함된 이물질을 필터링 하기 위한 전처리 필터(10)가 설치된다. 상기 전처리 필터(10)는 헤파필터가 사용되므로 상기 메인 제어부(400)에 먼지와 같은 이물질이 적층되지 않도록 하여 항시 안정적인 작동이 유지된다.

첨부된 도 14 내지 도 15를 참조하면, 본 실시 예는 제1 배기구(104)를 통해 외기로 배출되는 유체가 갖는 열 에너지와, 외기에서 제1 유입구(101)를 통해 전열 교환기(200)로 공급되는 유체가 갖는 열 에너지를 상호 간에 열교환시켜 상기 제1 유입구(101)로 공급되는 유체의 온도를 상승 또는 하강시켜 공급함으로써 외부로 버려지는 폐열을 회수하여 효율적으로 사용할 수 있다.

이를 위해 본 실시 예에 의한 케이싱(100)에는 상기 제1 배기구(104)에 일단이 연결되고, 타단이 외벽(W)을 경유하여 외측으로 연장된 제1 연장관(20)과, 상기 제1 유입구(101)에 일단이 연결되고, 타단이 상기 외벽(W)을 향해 연장된 후에 상기 제1 연장관(20)의 외측에 삽입되며 외기가 유입되는 다수개의 개구 홀(32)이 구비된 제2 연장관(30)과, 상기 제1 연장관(20)의 외측 축 방향에 설치되고 상기 제1 연장관(20)을 통해 외측으로 배출되는 유체가 갖는 열 에너지와 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환 부(22)를 포함한다.

제1 연장관(20)은 외벽(W)을 경유하여 직관 형태로 소정의 길이로 연장되고 연장된 단부는 직경이 확장된 확관으로 형성된다.

상기 제2 연장관(30)은 외벽(W)을 형해 직관으로 연장된 후에 상기 제1 연장관(20)을 향해 절곡되어 유체의 이동이 가능하도록 연통된다.

이와 같이 배치되는 이유는 개구 홀(32)을 통해 유입된 유체가 상기 열교환 부(22)를 따라 이동할 때 관 형태의 제1 연장관(20)을 따라 열교환 부(22)가 위치된 곳까지 이동을 안정적으로 가이드 하기 위해서이다.

상기 개구 홀(32)은 제2 연장관(20)의 원주 방향에 개구되고, 외기가 유입될 경우 다양한 방향에서 유입되면서 유체의 이동 흐름이 불안정해 지므로 상기 열교환 부(22)는 도면에 도시된 위치에 배치되는 것이 바람직 하다.

열교환 부(22)는 일 예로 제1 연장관(20)에 소정의 각도로 경사진 판으로 형성되므로 유체가 상기 열교환 부(22)를 따라 이동될 경우 이동 흐름이 나선 형태로 용이하게 변형된다. 유체는 상기 열교환부(22)와의 면적에 따른 접촉 시간이 증가하면서 상기 개구 홀(32)로 유입된 외기가 상기 제2 연장관(30)으로 이동하는 동안 제1 연장관(20)을 통해 외부로 배출되는 유체와 충분히 열교환이 이루어진다.

상기 열교환 부(22)는 표면에 접촉 면적이 증가되도록 소정의 높이로 돌출된 돌기가 형성될 수 있으며, 상기 돌기는 원형 또는 타원형 또는 다각 형태 중의 어느 하나의 형태로 구성된다.

열교환 부(22)는 상기 제1 연장관(20)을 따라 연장된 구간에서 상기 제1 연결부(32) 까지는 제1 간격(D1)으로 이격되고, 상기 제1 연결부(32)에서 상기 제2 연결부(34) 까지는 제2 간격(D2)으로 이격된다.

상기 열교환 부(22)는 상기 유체가 제1 연결부(32)까지 이동되는 속도와 상기 제2 연결부(34)까지 이동되는 속도를 서로 다르게 조절하여 제1 연장관(20)의 연장된 전체 길이 중 상기 제2 연결부(34)로 갈수로 유체의 이동 속도를 증가되도록 할 수 있다.

상기 제2 연장관(30)은 상기 제1 연장관(20)의 연장된 전체 길이(L) 중 L/2 위치에 연결된 제1 연결부(32)와, 상기 제1 연장관(20)의 단부에 연결된 제2 연결부(34)를 포함하고, 상기 제2 연결부(34)는 상기 제1 연결부(32) 보다 상대적으로 작은 직경으로 형성된다.

상기 제1 연결부(32)는 열교환 부(22)를 경유한 유체가 제2 연장관(30)으로 유입되기 위해 형성되며 제1 연장관(20)의 상측과 연통된다. 제2 연결부(34)는 제1 연결부(32)로 유입되지 않은 일부의 유체를 상기 제2 연장관(30)으로 공급하기 위해 형성되고, 상기 제1 연결부(32) 보다 작은 직경으로 형성되어 유체의 이동 속도를 향상시킨다.

상기 제2 연장관(30)에는 유체의 안정적인 이동을 위해 직각으로 절곡된 내측에 가이드 베인(G)이 구비된다. 상기 가이드 베인(G)은 도면 기준으로 제2 연장관(30)의 절곡된 위치 중 유체의 이동 방향이 90도 각도로 전환되는 위치 중 대각선 방향으로 연장한 길이의 중간 위치에 해당되는 P위치를 기준으로 반경 방향 외측에 배치된다.

제1 길이로 연장된 제1 가이드 베인(G1)과, 제2 길이로 연장된 제2 가이드 베인(G2)을 포함한다.

상기 제1 가이드 베인(G1)은 직각으로 연장된 제2 연장관(30)의 내측에 위치되고, 상기 제2 가이드 베인(G2)는 상기 제1 가이드 베인(G1)의 연장된 경로 중 중앙 위치에서 반경 방향 내측으로 소정의 길이만큼 이격된 위치에 배치된다.

상기 제2 가이드 베인(G2)은 상기 제1 가이드 베인(G1) 보다 연장된 길이가 상대적으로 짧게 연장되어 상기 제1 가이드 베인(G1)을 따라 이동하는 유체가 a위치에서 b위치를 향해 안정적으로 이동하도록 유도한다.

첨부된 도 16을 참조하면, 본 실시 예는 전술한 실시 예와 다르게 제1 가이드 베인(G1)이 설치된 위치는 동일하고, 제2 가이드 베인(G2)은 상기 제1 가이드 베인(G1)의 하측 위치에 소정의 길이로 직선으로 연장되다가 상기 제1 가이드 베인(G1)을 바라보며 내측을 향해 소정의 곡률로 라운드 지게 연장된다.

상기 제2 가이드 베인(G2)이 이와 같이 연장될 경우 상기 제1 가이드 베인(G1)으로 이동되기 이전인 a1위치에서 일부 유체의 이동 방향을 상기 제1 가이드 베인(G1)과 제2 가이드 베인(G2) 사이의 영역으로 유도하여 직진성을 향상시키고, 나머지 일부는 도면 기준으로 제2 가이드 베인(G2)의 우측을 따라 이동되도록 유도한다.

이와 같이 유체가 제2 가이드 베인(G2)에 의해 분기되어 이동될 경우 b1위치로 이동되는 유체의 이동 안전성이 향상되고 박리로 인한 볼텍스 흐름이 최소화 된다.

따라서 유체는 제2 연장관(30)의 내부를 따라 이동할 때 절곡된 위치에서 이동 안정성과 방향성이 안정적으로 유도되어 제1 유입구(101)를 경유하여 전열 열교환기(200)로 공급된다.

본 실시 예는 전술한 제1,2 가이드 베인(G1, G2)과 함께 유체의 이동 안정성이 향상 되도록 상기 P위치를 기준으로 반경 방향 내측에 배치된 제3 가이드 베인(G3)과 제4 가이드 베인(G4)를 포함한다.

상기 제3 가이드 베인(G3)은 직각으로 연장된 제2 연장관(30)의 내측에 위치되고, 제4 가이드 베인(G4)은 상기 제3 가이드 베인(G3)을 기준으로 반경 방향 외측으로 이격되어 위치된다.

상기 제4 가이드 베인(G4)는 제3 가이드 베인(G3) 보다 연장 길이가 짧게 연장되며 제3 가이드 베인(G3)을 따라 이동하는 유체가 c위치에서 d위치를 향해 안정적으로 이동하도록 유도한다.

첨부된 도 17을 참조하면, 본 실시 예는 제1 연장관(20)에 외측으로 배출되는 유체 중의 일부가 분기되어 공용 공간(S)을 향해 연장된 분기관(900)을 더 포함하고, 상기 분기관(900)에는 연장된 단부에 구비되어 상기 공용 공간(S)으로 상기 유체를 흡입 분사하기 위한 급기팬(미도시)이 구비된다.

이 경우 공용 공간(S)에 주차된 차량이 저온의 온도에 노출되지 않고 외부로 버려지는 폐열을 이용하여 상온의 온도로 공급될 수 있어 차량의 손상을 방지하기위한 용도로 재사용될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Z : 환기 구역
Zn : 단위 환기 구역
100 : 케이싱
101 : 제1 유입구
102 : 제1 급기구
103 : 제1 환기구
104 : 제1 배기구
G1, G2 : 제1,2 기어
M : 모터부
T : 변속기어
102 : 제1 유출구
103 : 제2 유입구
104 : 제2 유출구
200 : 전열 교환기
300 : BLDC 모터
400 : 메인 제어부
500 : 역세부
510 : 본체부
520 : 분사부
530 : 회전부
600 : 분배기
610 : 조절부
611 : 조절판
612 : 연장부
613 : 기어부
614 : 모터부
700 : 공급부
800 : 감지 센서부
900 : 분기관

Claims

소정의 크기로 외형을 이루는 케이싱(100);
상기 케이싱(100)의 내부에 구비되고, 상기 케이싱(100)을 통해 유입 및 유출되는 유체와 열교환이 이루어지면서 폐열이 회수되는 전열 교환기(200);
환기가 필요한 환기 구역(Z)으로 유체를 공급하기 위해 상기 케이싱(100)의 내부에 설치된 BLDC 모터(300);
상기 BLDC 모터(300)와 별도로 분리되어 상기 케이싱(100)의 내측 또는 외측 중의 어느 한 곳에 구비되고, 상기 BLDC 모터(300)에 정현파를 공급하여 구동 시키며, 상기 BLDC 모터(300) 회전시 고정자의 전자석 코일에 기전 되는 역기전력을 감지하여 회전자의 회전 속도를 제어하는 메인 제어부(400);
상기 전열 교환기(200)로 공급된 유체 중에 포함된 이물질에 대한 필터링을 위해 상기 케이싱(100)의 내측에 구비된 필터부(50)에 적층되는 이물질을 외측으로 분리시키기 위한 역세부(500); 및
상기 케이싱(100)의 외측에 구비되어 상기 BLDC 모터(300)에 의해 송풍된 유체를 상기 환기 구역(Z)으로 각각 분배 시키기 위해 구비되고, 상기 환기 구역(Z)으로 토출되는 유체의 유량을 선택적으로 조절하기 위한 조절부(610)가 구비된 분배기(600)를 포함하고,
상기 역세부(500)는 상기 메인 제어부(400)의 제어 신호에 의해 작동하고, 상기 케이싱(100)의 외측에 구비되어 압축 공기가 발생되는 본체부(510)와, 상기 필터부(50)와 마주보며 위치되고, 상기 본체부(510)에서 발생된 압축공기를 상기 필터부(50)를 향해 분사하기 위해 구비된 분사부(520)를 포함하며,
상기 본체부(510)에는 상기 분사부(520)가 상하 방향으로 회전 가능하도록 구비된 회전부(530)를 더 포함하는 폐열회수 환기장치.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)에는 상기 필터부(50)를 통과하는 유체의 유속을 감지하는 제1 감지 센서(S1)가 구비되고,
상기 제1 감지 센서(S1)는 상기 케이싱(100)의 내부로 유입되는 유체의 풍압을 감지하여 상기 메인 제어부(400)로 감지 신호를 전송하는 폐열회수 환기장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 조절부(610)는 상기 분배기(600)에 개구된 개구부(602)를 따라 이동되는 조절판(611);
상기 조절판(611)에 일단이 고정되고, 타단이 외측으로 연장된 연장부(612)에 결합된 기어부(613):
상기 기어부(613)에 회전력을 제공하여 상기 조절판(611)의 이동을 도모하는 모터부(614)를 포함하는 폐열회수 환기장치.
제1 항에 있어서,
상기 조절부(610)는 상기 분배기(600)에 개구된 개구부(602)에 설치되고, 상기 개구부(602)를 통해 유입된 유체를 공급할 때 축 방향에서 이동되는 피스톤(613a)이 내부에 구비된 밸브 본체(613);
상기 피스톤(613a)이 상기 밸브 본체(613)의 내부에서 이동되도록 이동력을 제공하는 솔레노이드 밸브(614)를 포함하는 폐열회수 환기장치.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)에는 외부에서 유체가 유입되도록 구비된 제1 유입구(101);
상기 제1 유입구(101)를 통해 유입된 유체가 상기 전열 교환기(200)를 경유한 후에 상기 분배기(600)를 통해 환기 구역(Z)으로 공급되도록 구비된 제1 급기구(102);
상기 제1 급기구(102)를 통해 상기 환기 구역(Z)으로 공급된 유체가 상기 환기 구역(Z)에서 소정 시간 환기된 후에 상기 케이싱(100)으로 재유입되도록 상기 제1 유입구(101)와 마주보는 위치에 구비된 제1 환기구(103);
상기 제1 환기구(103)를 통해 유입된 유체가 상기 전열 교환기(200)를 경유한 후에 외부로 배출되도록 상기 제1 유입구(101)와 이웃하여 위치된 제1 배기구(104)를 포함하고,
상기 메인 제어부(400)는 상기 제1 환기구(103)와 상기 전열 교환기(200) 사이 구간에서 상기 케이싱(100)의 내측 바닥면에 설치되는 폐열회수 환기장치.
제6 항에 있어서,
상기 케이싱(100)에는 상기 제1 환기구(103)를 통해 상기 전열 교환기(200)로 이동하는 유체의 일부가 상기 메인 제어부(400)로 공급되도록 구비된 덕트부(710)를 포함하는 폐열회수 환기장치.
제7 항에 있어서,
상기 메인 제어부(400)는 상기 덕트부(710)의 내측에 위치되되, 상기 메인 제어부(400)의 상면과 하면으로 각각 유체가 공급되도록 상기 덕트부(710)의 내측에 위치된 폐열회수 환기장치.
제6 항에 있어서,
상기 케이싱(100)에는 상기 제1 배기구(104)에 일단이 연결되고, 타단이 외벽(W)을 경유하여 외측으로 연장된 제1 연장관(20);
상기 제1 유입구(101)에 일단이 연결되고, 타단이 상기 외벽(W)을 향해 연장된 후에 상기 제1 연장관(20)의 외측에 삽입되며 외기가 유입되는 다수개의 개구 홀(32)이 구비된 제2 연장관(30);
상기 제1 연장관(20)의 외측 축 방향에 설치되고 상기 제1 연장관(20)을 통해 외측으로 배출되는 유체가 갖는 열 에너지와 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환 부(22)를 포함하는 폐열회수 환기장치.
제9 항에 있어서,
상기 열교환 부(22)는 상기 제1 연장관(20)의 외측 축 방향을 따라 나선 형태로 연장되고, 상기 유체는 상기 열교환 부(22)에 의해 이동 흐름이 나선 형태로 변경되어 상기 제2 연장관(30)을 통해 전열 교환기(200)로 공급되는 폐열회수 환기장치.