KR102319066B1

KR102319066B1 - 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR102319066B1
Application number: KR1020210068562A
Authority: KR
Inventors: 임형선; 임자연
Original assignee: (주)에이피
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2021-10-29

Abstract

본 발명은 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 건물에 구비되어 건물 실내의 공기와 실외의 공기를 열교환시키면서 실내 공기를 실외로 배기시키고 실외 공기를 실내로 급기시켜 실내를 환기시키는 전열교환기; 상기 건물의 실내에 구비되어 실내 공기를 가열하거나 냉각시켜 실내 공기 온도를 조절하여 실내를 냉난방시키는 냉난방기; 상기 건물의 실외온도를 감지하는 실외온도감지유닛; 상기 건물의 실내온도를 감지하는 실내온도감지유닛; 상기 건물의 실내 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소감지유닛; 및 상기 전열교환기의 제어유닛과 냉난방기의 제어유닛과 실,내외온도감지유닛과 이산화탄소감지유닛에 전기적으로 연결되어 상기 전열교환기와 냉난방기를 제어하는 통합제어유닛을 포함한다. 본 발명에 따르면, 건물의 실내(들)을 냉난방시키고 환기시키는데 소모되는 에너지를 최소화한다.

Description

건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 및 그 제어방법{INTEGRATED SYSTEM HAVING HEATING, COOLING, AND VENTILATING FUNCTION IN ROOM OF BUILDING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템에 관한 것이다.

사람이 거주하는 건물의 주방, 거실 등의 실내가 외부와 통풍이 잘되지 않은 상태에서 실내에서 요리를 하거나 장시간 활동하게 되면 실내 공기의 오염 및 CO2 증가로 인하여 쾌적한 상태를 유지하지 못하게 되므로 실내를 환기시켜주어야 한다. 창문을 열어 환기시키게 되면 황사 및 대기오염물질이 유입될 뿐만 아니라 내부 열 손실이 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 건물의 실내(들)을 환기시키는 환기장치인 전열교환기가 설치된다.

한편, 건물의 실내에 실내의 온도를 조절하는 냉난방기가 구비된다.

이와 같이, 건물의 실내 공기를 환기시키는 환기장치와 실내 공기의 온도를 조절하는 냉난방기가 별도로 설치되고 환기장치와 냉난방기가 각각 제어되어 작동하게 되므로 건물의 실내를 냉난방시키는 냉난방운전이 진행되면서 실내 공기의 이산화탄소농도가 증가하게 될 경우 실내 공기를 환기시키는 환기운전이 진행되어 실내의 냉기 및 온기가 실외로 배출되어 실내를 냉난방시키는 소모되는 에너지 손실이 크게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 건물의 실내(들)을 냉난방시키는 냉난방기와 환기시키는 전열교환기를 통합 관리하여 실내를 냉난방시키고 환기시키는데 소모되는 에너지를 최소화하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 건물에 구비되어 건물 실내의 공기와 실외의 공기를 열교환시키면서 실내 공기를 실외로 배기시키고 실외 공기를 실내로 급기시켜 실내를 환기시키는 전열교환기; 상기 건물의 실내에 구비되어 실내 공기를 가열하거나 냉각시켜 실내 공기 온도를 조절하여 실내를 냉난방시키는 냉난방기; 상기 건물의 실외온도를 감지하는 실외온도감지유닛; 상기 건물의 실내온도를 감지하는 실내온도감지유닛; 상기 건물의 실내 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소감지유닛; 및 상기 전열교환기의 제어유닛과 냉난방기의 제어유닛과 실,내외온도감지유닛과 이산화탄소감지유닛에 전기적으로 연결되어 상기 전열교환기와 냉난방기를 제어하는 통합제어유닛을 포함하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템이 제공된다.

상기 냉난방기는 공기를 여과시키는 헤파필터, 광플라즈마를 발생시키는 광플라즈마발생유닛, 자외선을 발생시키는 자외선발생유닛 중 적어도 한 개이상이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 냉방운전을 설정하는 단계; 설정온도를 입력하는 단계; 실내온도와 실외온도를 감지하는 단계; 상기 실내온도가 설정온도보다 높고, 상기 실외온도가 실내온도보다 낮으면 실내온도를 조절하는 냉난방기를 작동시키지 않고 실내 공기를 환기시키는 전열교환기를 작동시켜 실외 공기를 실내로 유입시키는 외기도입 냉방운전을 진행하고, 실외온도가 실내온도보다 높으면 상기 전열교환기를 작동시키지 않고 상기 냉난방기를 작동시켜 실내 공기를 냉각시키는 내기순환 냉방운전을 진행하는 단계를 포함하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법이 제공된다.

상기 외기도입 냉방운전을 진행하기 전, 실외 공기 오염도를 감지하여 기준값이하이면 실외 공기가 상기 전열교환기의 열교환소자를 거치지 않는 바이패스환기운전을 진행하고, 실외 공기 오염도가 기준값이상이면 실외 공기가 상기 전열교환기의 열교환소자를 거치는 일반환기운전을 진행하는 것이 바람직하다.

또한, 난방운전을 설정하는 단계; 설정온도를 입력하는 단계; 실내온도와 실외온도를 감지하는 단계; 상기 실내온도가 설정온도보다 낮고, 상기 실외온도가 실내온도보다 높으면 실내온도를 조절하는 냉난방기를 작동시키지 않고 실내 공기를 환기시키는 전열교환기를 작동시켜 실외 공기를 실내로 유입시키는 외기도입 난방운전을 진행하고, 실외온도가 실내온도보다 낮으면 상기 전열교환기를 작동시키지 않고 상기 냉난방기를 작동시켜 실내 공기를 난방시키는 내기순환 난방운전을 진행하는 단계를 포함하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법이 제공된다.

상기 외기도입 난방운전을 진행하기 전, 실외 공기 오염도를 감지하여 기준값이하이면 실외 공기가 상기 전열교환기의 열교환소자를 거치지 않는 바이패스환기운전을 진행하고, 실외 공기 오염도가 기준값이상이면 실외 공기가 상기 전열교환기의 열교환소자를 거치는 일반환기운전을 진행하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 및 그 제어방법은 전열교환기, 냉난방기, 실외온도감지유닛, 실내온도감지유닛, 이산화탄소감지유닛, 그리고 전열교환기의 제어유닛과 냉난방기의 제어유닛과 실,내외온도감지유닛과 이산화탄소감지유닛에 전기적으로 연결되어 전열교환기와 냉난방기를 제어하는 통합제어유닛을 포함하게 되므로 실내 환기운전과 냉난방운전이 동시에 진행되는 것을 방지하게 되어 환기 및 냉난방을 위한 에너지 소모를 최소화하게 된다.

또한, 본 발명은 건물 실내를 냉방시 여름철 새벽에 실외온도가 실내온도보다 낮은 경우 냉난방기를 작동시키지 않고 전열교환기만이 작동하여 실외 공기를 실내로 급기시켜 실내를 냉방시키게 되므로 실내 냉방을 위한 에너지소모를 줄이게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템의 일실시예를 도시한 배관도,
도 2는 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템의 일실시예를 구성하는 전열교환기의 일예를 도시한 평단면도,
도 3은 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템의 일실시예를 구성하는 냉난방기의 일예를 도시한 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제1 실시예를 도시한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제2 실시예를 도시한 순서도.

이하, 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 및 그 제어방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템의 일실시예를 도시한 배관도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템의 일실시예는, 전열교환기(100), 냉난방기(200), 실외온도감지유닛(300), 실내온도감지유닛(400), 이산화탄소감지유닛(500), 통합제어유닛(600)을 포함한다.

전열교환기(100)는 실내 공기와 실외 공기를 열교환시키면서 실내 공기를 실외로 배기시키고 실외 공기를 실내로 급기시켜 실내 공기를 환기시킨다.

전열교환기(100)의 일예로, 전열교환기(100)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(110), 열교환소자(M), 배기송풍기(120), 급기송풍기(130), 필터유닛(140), 제어유닛(150)을 포함한다.

하우징(110)은 내부 공간을 갖는 육면체 형상으로, 좌측판(111)에 실외측 급기구(1)와 실외측 배기구(2)가 구비되고, 우측판(112)에 실내측 급기구(3)와 실내측 배기구(4)가 구비된다. 하우징(110)의 전,후,좌,우 위치는 설명의 편의상 도 2를 기준으로 위치를 설정한 것이다. 실외측 급기구(1)와 실내측 배기구(4)는 서로 마주보고 위치하며 실외측 배기구(2)와 실내측 급기구(3)는 서로 마주보고 위치한다. 실외측 급기구(1)와 실외측 배기구(2)에 각각 실외측 급기덕트(10)와 실외측 배기덕트(20)가 연결된다. 실외측 급기덕트(10)에 유로를 개폐하는 댐퍼(50)가 구비된다. 하우징(110)은 건물의 벽체에 설치되어 실외측 급기덕트(10)와 실외측 배기덕트(20)가 건물의 실외측과 연통된다.

열교환소자(M)는 하우징(110)의 내부에 열교환소자(M)가 설치되어 실내 공기와 실외 공기를 열교환시킨다. 열교환소자(M)는 육면체 형상이며, 열교환소자(M)의 네 개 모서리들이 각각 하우징(110)의 전,후,좌,우측판의 중간 부분에 위치하도록 하우징(110)의 내부에 위치한다. 좌,우측판 및 후측판의 각 중간 부분에 격벽(W)이 구비되어 열교환소자(M)의 각 모서리들이 격벽(W)에 지지된다. 열교환소자(M)가 하우징(110)의 내부에 위치하게 됨에 따라 하우징(110)의 내부에 네 개의 구획공간(S)들이 구비된다. 네 개의 구획공간(S)들은 각각 실외측 급기구(1), 실외측 배기구(2), 실내측 급기구(3), 실내측 배기구(4)와 각각 연통된다. 하우징(110)의 실외측 급기구(1)와 연통되는 구획공간(S1)과 실내측 급기구(S2)가 연통되는 구획공간(S2)이 유입유로를 형성하고, 실외측 배기구(2)와 연통되는 구획공간(S3)과 실내측 배기구(4)와 연통되는 구획공간(S4)이 배출유로를 형성한다.

배기송풍기(120)는 하우징(110)의 내부공간, 즉 실외측 배기구(2)와 연통되는 구획공간(S3)에 위치하여 배출유동을 발생시킨다.

급기송풍기(130)는 하우징(110)의 내부공간, 즉 실내측 급기구(3)와 연통되는 구획공간(S2)에 위치하여 유입유동을 발생시킨다.

필터유닛(140)은 외부 공기가 통과하는 열교환소자(M)의 일측 또는 양측에 구비된다.

제어유닛은 하우징(110)의 일측에 전열교환기(100)를 제어하는 제어유닛(미도시)과 각 실내에 구비되는 입력부를 포함한다.

전열교환기(100)는 배기송풍기(120)와 급기송풍기(130)가 각각 작동하게 되면 실외 공기가 실외측 급기덕트(10)를 통해 하우징(110)으로 유입되어 유입유로와 메일필터유닛(140)와 열교환소자(M)를 거치면서 실외 공기가 여과되어 실내측 급기구(3)를 통해 실내측으로 유입되고, 이와 동시에 실내 공기가 실내측 배기구(4)를 통해 하우징(110)으로 유입되어 배출유로와 열교환소자(M)를 거쳐 실외측 배기덕트(20)를 통해 실외로 배기된다. 실내 공기와 실외 공기가 동시에 열교환소자(M)를 거치면서 열교환되어 실내로 유입되는 실외 공기가 실내 공기로부터 열교환되면서 실내로 유입된다. 이와 같은 과정이 지속되면서 실내 공기를 환기시키며, 이와 같은 운전을 일반환기운전이라 한다.

한편, 전열교환기(100)는 바이패스유닛(미도시)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 바이패스유닛은 실내측 배기구(4)로 유입되는 실내 공기가 열교환소자(M)를 거치거나 거치지 않고 배기송풍기(120)측으로 유입되도록 선택적으로 안내하고, 실외측 급기구(1)로 유입되는 실외 공기가 열교환소자(M)를 거치거나 거치지 않고 급기송풍기(130)측으로 유입되도록 선택적으로 안내한다. 봄이나 가을에 실내와 실외의 온도차가 크지 않을 경우, 바이패스유닛를 통해 실외 공기가 열교환소자(M)를 거치지 않고 실내측으로 유입되고 실내 공기가 열교환소자(M)를 거치지 않고 실외로 배기된다. 이와 같은 운전을 바이패스환기운전이라 한다. 바이패스환기운전에서 실외 공기가 헤파필터를 거쳐 실내로 유입되는 여과바이패스운전이 진행되거나, 실외 공기가 헤타필터 등 필터를 거치지않고 바로 실내로 유입되는 비여과바이패스운전이 진행될 수 있다. 이와 같은 바이패스유닛은 다양하게 구현될 수 있다.

전열교환기(100)의 실내측 급기구(3)에 메인급기덕트(161)가 연결되고, 메인급기덕트(161)에 순차적으로 분지급기덕트(162)들이 연결되어 건물의 실내들에 각각 위치하며, 그 분지급기덕트(162)의 단부에 실외 공기가 실내로 급기되는 급기디퓨져(163)가 구비된다.

전열교환기(100)의 실내측 배기구(4)에 건물 실내들의 각 실내공기가 전열교환기(100)로 배기되도록 안내하는 리버스리턴 배기덕트가 연결된다. 리버스리턴 배기덕트의 일예로, 리버스리턴 배기덕트는, 전열교환기(100)의 실내측 배기구(4)에 연결되어 각 실내들에 걸쳐 위치하는 메인배기덕트(171)와, 그 메인배기덕트(171)에 각각 연결되어 실내들에 각각 위치하되, 전열교환기(100)로부터 외부 공기가 실내들로 급기되는 순서로 전열교환기(100)와 멀어지도록 메인배기덕트(510)에 각각 순차적으로 연결되는 분지배기덕트(172)들과, 그 분지배기덕트(172)들의 각 단부에 구비되는 배기디퓨져(173)를 포함한다. 즉, 분지급기덕트(162)들을 전열교환기(100)로부터 가까운 것부터 제1,2,3 분지급기덕트라 할 때 제1,2,3 분지급기덕트가 각각 위치하는 실내를 제1,2,3 실내라하고 메인배기덕트(171)에 연결된 분지배기덕트(172)들은 세 개이며 그 세 개의 분지배기덕트(172)들을 전열교환기(100)로부터 가까운 순서대로 제1,2,3 분지배기덕트라 할 때 제3 분지배기덕트가 제1 실내에 위치하고 제2 분지배기덕트가 제2 실내에 위치하고, 제1 분지배기덕트가 제3 실내에 위치한다. 이로 인하여, 메인배기덕트(171)와 메인급기덕트(161)의 각 길이에 따른 유로저항에 의해 실외 공기가 많이 급기되는 제1 실내에서 배기력이 적게 작용하고 순차적으로 실외 공기가 적게 급기되는 실내들에서 순차적으로 배기력이 점점 크게 작용하게 된다. 한편, 건물의 실내는 한 개가 될 수도 있다. 건물의 실내가 한 개일 경우 분지급기덕트와 분지배기덕트는 각각 한 개가 된다.

전열교환기(100)의 실내측 급기구(3)로 급기되는 실외 공기는 메인급기덕트(161)와 분지급기덕트(162)들 및 급기디퓨져(163)를 통해 각 실내에 급기되고, 각 실내의 실내 공기는 배기디퓨져(173)들 및 분지배기덕트(172)들 및 메인배기덕트(171)를 통해 전열교환기(100)로 유입되어 외부로 배기된다. 전열교환기(100)의 제어유닛(150)에 의해 건물의 실내들 중 일부 또는 전체 실내들을 각각 환기시킬 수 있다.

냉난방기(200)는 건물의 실내에 구비되어 실내 공기를 가열하거나 냉각시켜 실내를 냉난방시킨다.

냉난방기(200)의 일예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 냉난방기(200)는 내부 유로가 구비된 본체 케이스(210)와, 그 본체 케이스(210)의 내부 유로에 위치하여 공기의 유동을 발생시키는 송풍기(220)와, 그 송풍기(220)를 회전시키는 팬구동모터(230)와, 본체 케이스(210)의 내부에 위치하여 냉기 또는 온기를 공급하는 열교환기(240)와, 흡입구(251)와 토출구(252)가 구비되어 본체 케이스(210)의 전면을 커버하는 전면그릴(250)과, 제어유닛(260)을 포함한다. 열교환기(240)는 송풍기(220)의 측면을 둘러싸도록 본체 케이스(210)의 내부에 장착되어 내부에 냉수 또는 온수가 유동하면서 냉기 또는 온기를 형성한다.

열교환기(240)의 일예로, 열교환기(240)는 내부에 지그재그 형태로 전열관(241)이 구비되고 그 전열관(241)에 방열핀(242)들이 연결된다. 전열관(241)의 일측에 유입관이 연결되고 그 유입관은 물공급라인(P1)에 연결되고 전열관(241)의 타측에 유출관이 연결되고 그 유출관은 물회수라인(P2)에 연결되며 그 물공급라인(P1)과 물회수라인(P2)은 각각 냉수와 온수를 발생시키는 냉온수발생유닛에 연결된다.

전면그릴(250)의 흡입구(251)와 송풍기(220)의 흡입측 사이에 필터어셈블리(270)가 구비됨이 바람직하다. 필터어셈블리(270)는 헤파필터를 포함하는 것이 바람직하다. 본체 케이스(210)의 내부에 광플라즈마를 발생시키는 광플라즈마발생유닛(280)와 자외선을 발생시키는 자외선발생유닛(290)이 구비되는 것이 바람직하다.

냉난방기(200)는 팬구동모터(230)의 작동에 의해 송풍기(220)가 회전하게 되면 송풍기(220)의 회전에 의해 공기의 유동이 발생되어 실내 공기가 전면그릴(250)의 흡입구(251)를 통해 흡입되며 전면그릴(250)의 흡입구(251)를 통해 흡입되는 실내 공기는 흡입유로를 통해 송풍기(220)로 유입되고 송풍기(220)로 유입되는 공기는 토출유로와 열교환기(240)와 전면그릴(250)의 토출구(252)들을 통해 실내로 토출된다. 실내 공기가 열교환기(240)를 거치면서 차가운 공기 또는 따뜻한 공기로 열교환되어 실내로 토출된다. 이와 같은 과정이 지속되면서 실내 공기가 설정된 온도가 되면 작동이 정지되고 이후 설정된 온도 이상 또는 이하가 되면 작동하여 실내 공기를 설정된 온도영역으로 유지시킨다. 이와 같은 운전을 냉난방운전이라 한다.

하편, 필터어셈블리(270), 광플라즈마발생유닛(280), 자외선발생유닛(290)이 구비되는 경우 실내 공기가 냉난방기(200)를 순환 유동하면서 실내 공기가 필터어셈블리(270)에 의해 이물질이 여과되고 광플라즈마 및 자외선에 의해 살균 및 탈취가 이루어지게 된다. 이와 같은 운전을 실내정화운전이라 한다.

실외온도감지유닛(300)은 건물의 실외온도를 감지한다. 실외온도감지유닛(300)은 전열교환기(100)에 장착되는 것이 바람직하다.

실내온도감지유닛(400)은 건물의 실내온도를 감지한다. 실내온도감지유닛(400)은 실내의 일측에 장착되거나 냉난방기(200)에 장착되는 것이 바람직하다.

이산화탄소감지유닛(500)은 건물의 실내 이산화탄소 농도를 감지한다. 이산화탄소감지유닛(500)은 실내 일측에 장착되거나 냉난방기(200)의 전면그릴 흡입구(251)측에 장착되는 것이 바람직하다.

통합제어유닛(600)은 전열교환기(100)의 제어유닛(150)과 냉난방기(200)의 제어유닛(260)과 실,내외온도감지유닛(300)(400)과 이산화탄소농도감지유닛(500)에 전기적으로 연결되어 상기 전열교환기(100)와 냉난방기(200)를 제어한다. 통합제어유닛(600)의 일예로, 통합제어유닛(600)은 전열교환기(100)의 제어유닛(150)과 연결되어 전열교환기(100)를 제어하는 환기제어부(610)와, 냉난방기(200)의 제어유닛(260)과 연결되어 냉난방기(200)를 제어하는 냉난방제어부(620)와, 감지유닛들과 연결되어 감지유닛들의 감지신호를 수신하는 감지신호수신부(630)와, 환기제어부(610), 냉난방제어부(620), 감지신호수신부(630)를 통합적으로 제어하는 통합제어부(640)를 포함한다. 통합제어유닛(600)과 전열교환기(100)의 제어유닛(150)과 냉난방기(200)의 제어유닛(260)과 실,내외온도감지유닛(300)(400)과 이산화탄소농도감지유닛(500)은 유선으로 연결될 수 있고, 또한 RF 무선통신에 의해 연결될 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제1 실시예는, 냉방운전을 설정하는 단계(S10)가 진행된다. 사용자가 실내 또는 실외에서 냉방운전 또는 난방운전을 설정한다.

냉방운전을 설정한 후 사용자가 원하는 설정온도를 입력하는 단계(S11)가 진행된다. 즉, 사용자가 냉난방기(200)의 제어유닛(260)을 통해 무선 또는 유선으로 냉방운전을 설정하고 이어 설정온도를 입력한다. 냉난방기(200)의 제어유닛(260)에 냉방운전을 입력하고 이어 설정온도가 입력되면 통합제어유닛(600)에 데이터가 전송된다.

설정온도가 입력된 후 실내온도와 실외온도를 감지하는 단계(S12)가 진행된다. 실내온도는 실내에 위치한 실내온도감지유닛(400)에 의해 감지되어 통합제어유닛(600)에 전송되고, 실외온도는 실외에 위치한 실외온도감지유닛(300)에 의해 감지되어 통합제어유닛(600)에 전송된다.

실내온도와 실외온도를 감지한 후 실내온도가 설정온도보다 높고, 실외온도가 실내온도보다 낮으면 실내온도를 조절하는 냉난방기(200)를 작동시키지 않고 실내 공기를 환기시키는 전열교환기(100)를 작동시켜 실외 공기를 실내로 유입시키는 외기도입 냉방운전을 진행하고, 실외온도가 실내온도보다 높거나 같으면 실내 공기를 환기시키는 전열교환기(100)를 작동시키지 않고 실내온도를 조절하는 냉난방기(200)를 작동시켜 실내 공기를 냉각시키는 내기순환 냉방운전을 진행하는 단계(S13)가 진행된다.

즉, 외기도입 냉방운전은 전열교환기(100)를 작동시켜 실내 공기보다 차가운 실외 공기를 실내로 유입시켜 실내를 냉방시키는 운전이다. 외기도입 냉방운전을 진행하기 전, 실외 공기 오염도를 감지하여 기준값이하이면 실외 공기가 전열교환기(100)의 열교환소자를 거치지 않는 바이패스환기운전을 진행하고, 실외 공기 오염도가 기준값이상이면 실외 공기가 전열교환기(100)의 열교환소자를 거치는 일반환기운전을 진행하는 것이 바람직하다.

바이패스환기운전이 진행되면 실외 공기가 실내 공기와 열교환이 이루어지지 않아 실외 공기가 차가운 상태로 실내에 급기되고 아울러 필터유닛을 거치지 않게 되어 유동 저항을 감소시킨다. 일반환기운전이 진행되면 실외 공기와 실내 공기가 열교환되면서 실외 공기가 실내 공기에 의해 열교환되어 상대적으로 낮은 온도로 실내에 급기된다. 외기도입 냉방운전이 진행되어 실내온도가 설정온도이하가 되면 외기도입 냉방운전을 정지시킨다.

한편, 외기도입 냉방운전 중 실내온도가 실외온도와 같거나 이하이고 실내온도가 설정온도보다 높은 경우 내기순환 냉방운전을 진행하는 것이 바람직하다. 즉, 실외온도가 실내온도보다 낮으나 실외온도가 설정온도보다 높은 경우에 해당된다. 냉난방기(200)를 운전시켜 내기순환 냉방운전을 진행하여 실내온도가 설정온도이하가 되면 내기순환 냉방운전을 정지시킨다.

외기도입 냉방운전의 다른 실시예로, 외기도입 냉방운전 시 열교환소자를 거치지 않는 내,외기 바이패스운전을 진행하되, 외기 공기 오염도를 감지하여 기준치 이상이면 실외공기가 헤퍼필터를 거쳐 실내로 급기되는 여과바이패스운전을 진행한다. 한편, 외기 공기 오염도가 기준치 이하이면 실외 공기가 헤파필터를 거치지 않고 바로 실내로 급기되는 비여과바이패스운전을 진행한다. 이와 같은 경우 열교환소자를 거치지 않게 되어 유동 저항을 감소시킨다.

실외온도가 실내온도보다 높아 전열교환기(100)를 작동시키지 않고 실내온도를 조절하는 냉난방기(200)를 작동시켜 실내 공기를 냉각시키는 내기순환 냉방운전을 진행하는 중에 실내 공기의 이산화탄소 농도를 감지하여 기준값이상이면 내기순환 냉방운전을 중지시키고 전열교환기(100)를 작동시켜 외기도입 냉방운전을 진행하여 실내 공기의 이산화탄소 농도가 기준값이하가 되면 전열교환기(100)의 작동을 정지시키고 다시 냉난방기(200)를 작동시켜 내기순환 냉방운전을 진행하는 것이 바람직하다. 실내의 이산화탄소농도는 실내에 위치한 이산화탄소농도감지유닛(500)에 의해 감지되어 통합제어유닛(600)에 전송된다. 내기순환 냉방운전 중 광플라즈마발생유닛(280)와 자외선발생유닛(290)을 작동시켜 실내정화운전을 함께 진행할 수도 있다.

이와 같은 운전은 통합제어유닛(600)이 감지유닛들에서 각각 감지하여 전송되는 데이터를 기초로하여 전열교환기(100)의 제어유닛(150)을 제어하여 진행된다.

본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제1 실시예는 실내를 설정된 온도로 냉방시 전열교환기(100)와 냉난방기(200)를 선택적으로 또는 순차적으로 작동시켜 실내를 냉방시키게 되므로 실내 냉방을 위한 에너지 소모를 최소화하게 된다. 특히, 여름철 실내를 냉방시 새벽에 실외의 온도가 실내온도보다 충분히 낮을 경우 냉난방기(200)로 실내를 냉방시키지 않고 전열교환기(100)를 통해 실외 공기를 실내로 유입시켜 실내를 냉방시키게 되므로 에너지 소모를 대폭 감소시키게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제2 실시예는, 난방운전을 설정하는 단계(S20)가 진행된다. 사용자가 실내 또는 실외에서 냉방운전 또는 난방운전을 설정한다.

난방운전을 설정한 후 사용자가 원하는 설정온도를 입력하는 단계(S21)가 진행된다. 즉, 사용자가 냉난방기(200)의 제어유닛(260)을 통해 무선 또는 유선으로 난방운전을 설정하고 이어 설정온도를 입력한다. 냉난방기(200)의 제어유닛(260)에 난방운전을 입력하고 이어 설정온도가 입력되면 통합제어유닛(600)에 데이터가 전송된다.

설정온도가 입력된 후 실내온도와 실외온도를 감지하는 단계(S22)가 진행된다. 실내온도는 실내에 위치한 실내온도감지유닛(400)에 의해 감지되어 통합제어유닛(600)에 전송되고, 실외온도는 실외에 위치한 실외온도감지유닛(300)에 의해 감지되어 통합제어유닛(600)에 전송된다.

실내온도와 실외온도를 감지한 후 실내온도가 설정온도보다 낮고, 실외온도가 실내온도보다 높으면 실내온도를 조절하는 냉난방기(200)를 작동시키지 않고 실내 공기를 환기시키는 전열교환기(100)를 작동시켜 실외 공기를 실내로 유입시키는 외기도입 난방운전을 진행하고, 실외온도가 실내온도보다 낮거나 같으면 실내 공기를 환기시키는 전열교환기(100)를 작동시키지 않고 실내온도를 조절하는 냉난방기(200)를 작동시켜 실내 공기를 난방시키는 내기순환 난방운전을 진행하는 단계(S23)가 진행된다.

즉, 외기도입 난방운전은 전열교환기(100)를 작동시켜 실내 공기보다 온도가 높은 실외 공기를 실내로 유입시켜 실내를 난방시키는 운전이다. 외기도입 난방운전을 진행하기 전, 실외 공기 오염도를 감지하여 기준값이하이면 실외 공기가 전열교환기(100)의 열교환소자를 거치지 않는 바이패스환기운전을 진행하고, 실외 공기 오염도가 기준값이상이면 실외 공기가 전열교환기(100)의 열교환소자를 거치는 일반환기운전을 진행하는 것이 바람직하다. 바이패스환기운전이 진행되면 실외 공기가 실내 공기와 열교환이 이루어지지 않아 실외 공기가 따뜻한 상태로 실내에 급기되고 아울러 필터유닛을 거치지 않게 되어 유동 저항을 감소시킨다. 일반환기운전이 진행되면 실외 공기와 실내 공기가 열교환되면서 실외 공기가 실내 공기에 의해 열교환되어 상대적으로 높은 온도로 실내에 급기된다. 외기도입 난방운전이 진행되어 실내온도가 설정온도이상이 되면 외기도입 난방운전을 정지시킨다. 한편, 외기도입 난방운전 중 실내온도가 실외온도와 같거나 이상이고 실내온도가 설정온도보다 낮은 경우 내기순환 난방운전을 진행하는 것이 바람직하다. 즉, 실외온도가 실내온도보다 높으나 실외온도가 설정온도보다 낮은 경우에 해당된다. 냉난방기(200)를 운전시켜 내기순환 난방운전을 진행하여 실내온도가 설정온도이상이 되면 내기순환 난방운전을 정지시킨다.

외기도입 난방운전의 다른 실시예로, 외기도입 난방운전 시 열교환소자를 거치지 않는 내,외기 바이패스운전을 진행하되, 외기 공기 오염도를 감지하여 기준치 이상이면 실외공기가 헤퍼필터를 거쳐 실내로 급기되는 여과바이패스운전을 진행한다. 한편, 외기 공기 오염도가 기준치 이하이면 실외 공기가 헤파필터를 거치지 않고 바로 실내로 급기되는 비여과바이패스운전을 진행한다. 이와 같은 경우 열교환소자를 거치지 않게 되어 유동 저항을 감소시킨다.

실외온도가 실내온도보다 낮아 전열교환기(100)를 작동시키지 않고 실내온도를 조절하는 냉난방기(200)를 작동시켜 실내 공기를 난방시키는 내기순환 난방운전을 진행하는 중에 실내 공기의 이산화탄소 농도를 감지하여 기준값이상이면 내기순환 난방운전을 중지시키고 전열교환기(100)를 작동시켜 외기도입 환기운전을 진행하여 실내 공기의 이산화탄소 농도가 기준값이하가 되면 전열교환기(100)의 작동을 정지시키고 다시 냉난방기(200)를 작동시켜 내기순환 난방운전을 진행하는 것이 바람직하다. 실내의 이산화탄소농도는 실내에 위치한 이산화탄소농도감지유닛(500)에 의해 감지되어 통합제어유닛(600)에 전송된다. 내기순환 난방운전 중 광플라즈마발생유닛(280)와 자외선발생유닛(290)을 작동시켜 실내정화운전을 함께 진행할 수도 있다.

본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제2 실시예는 실내를 설정된 온도로 난방시 전열교환기(100)와 냉난방기(200)를 선택적으로 또는 순차적으로 작동시켜 실내를 난방시키게 되므로 실내 난방을 위한 에너지 소모를 최소화하게 된다. 특히, 겨울철 실내를 난방시 낮에 실외의 온도가 실내온도보다 충분히 높을 경우 냉난방기(200)로 실내를 냉방시키지 않고 전열교환기(100)를 통해 실외 공기를 실내로 유입시켜 실내를 난방시키게 되므로 에너지 소모를 대폭 감소시키게 된다.

본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법의 제1 실시예와 제2 실시예는 동시에 또는 순차적으로 진행될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 및 그 제어방법은 전열교환기(100), 냉난방기(200), 실외온도감지유닛(300), 실내온도감지유닛(400), 이산화탄소감지유닛(500), 그리고 전열교환기(100)의 제어유닛(150)과 냉난방기(200)의 제어유닛(260)과 실,내외온도감지유닛(300)(400)과 이산화탄소감지유닛(500)에 전기적으로 연결되어 전열교환기(100)와 냉난방기(200)를 제어하는 통합제어유닛(600)을 포함하게 되므로 실내 환기운전과 냉난방운전이 동시에 진행되는 것을 방지하게 되어 환기 및 냉난방을 위한 에너지 소모를 최소화하게 된다.

또한, 본 발명은 건물 실내를 냉방시 여름철 새벽에 실외온도가 실내온도보다 낮은 경우 냉난방기(200)를 작동시키지 않고 전열교환기(100)만이 작동하여 실외 공기를 실내로 급기시켜 실내를 냉방시키게 되므로 실내 냉방을 위한 에너지소모를 줄이게 된다.

100; 전열교환기 200; 냉난방기
300; 실외온도감지유닛 400; 실내온도감지유닛
500; 이산화탄소감지유닛 600; 통합제어유닛

Claims

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냉방운전을 설정하는 단계;
설정온도를 입력하는 단계;
실내온도와 실외온도를 감지하는 단계;
상기 실내온도가 설정온도보다 높고, 상기 실외온도가 실내온도보다 낮으면 실내온도를 조절하는 냉난방기를 작동시키지 않고 실내 공기를 환기시키는 전열교환기를 작동시켜 실외 공기를 실내로 유입시키는 외기도입 냉방운전을 진행하고, 상기 실외온도가 실내온도보다 높으면 상기 전열교환기를 작동시키지 않고 상기 냉난방기를 작동시켜 실내를 냉각시키는 내기순환 냉방운전을 진행하는 단계를 포함하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법.
제3항에 있어서, 상기 외기도입 냉방운전 시 열교환소자를 거치지 않는 내, 외기 바이패스운전을 진행하되, 외기 공기 오염도를 감지하여 기준치 이상이면 실외공기가 헤퍼필터를 거쳐 실내로 급기되는 것을 특징으로 하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법.
난방운전을 설정하는 단계;
설정온도를 입력하는 단계;
실내온도와 실외온도를 감지하는 단계;
상기 실내온도가 설정온도보다 낮고, 상기 실외온도가 실내온도보다 높으면 실내온도를 조절하는 냉난방기를 작동시키지 않고 실내 공기를 환기시키는 전열교환기를 작동시켜 실외 공기를 실내로 유입시키는 외기도입 난방운전을 진행하고, 상기 실외온도가 실내온도보다 낮으면 상기 전열교환기를 작동시키지 않고 상기 냉난방기를 작동시켜 실내를 난방시키는 내기순환 난방운전을 진행하는 단계를 포함하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 외기도입 난방운전 시 열교환소자를 거치지 않는 내, 외기 바이패스운전을 진행하되, 외기 공기 오염도를 감지하여 기준치 이상이면 실외공기가 헤퍼필터를 거쳐 실내로 급기되는 것을 특징으로 하는 건물 실내 환기와 냉난방 통합시스템 제어방법.