KR20080083942A - 전열교환 환기시스템 - Google Patents

전열교환 환기시스템 Download PDF

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KR20080083942A
KR20080083942A KR1020070024827A KR20070024827A KR20080083942A KR 20080083942 A KR20080083942 A KR 20080083942A KR 1020070024827 A KR1020070024827 A KR 1020070024827A KR 20070024827 A KR20070024827 A KR 20070024827A KR 20080083942 A KR20080083942 A KR 20080083942A
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indoor air
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heat exchange
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KR1020070024827A
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정호진
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주식회사 신화공조
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Abstract

본 발명은 실내를 보다 쾌적한 상태로 유지시키기 위한 전열교환 환기시스템에 관한 것이다.
이에 대한 본 발명의 전열교환 환기시스템은, 흡,배기구 및 실내공기 흡입구, 실내송풍팬이 구비된 케이스와; 상기 실내송풍팬 구동에 의한 하부 및 측면 실내공기 흡입구를 통해 케이스 내로 재 흡입된 실내공기의 일부와 흡기구를 통해 유입된 실외공기 간에 열교환이 이루어지도록 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기와; 상기 잔량의 실내공기와 열교환된 실외공기 간에 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 1 공기혼합부와; 상기 제 1 공기혼합부를 통해 혼합된 공기와 하부 실내공기 흡입구를 통해 케이스 내로 재 흡입된 실내공기 간에 2차 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 2 공기혼합부와; 상기 2차 혼합공기 내의 오염물질들을 최종 필터링하는 필터부재와; 상기 케이스의 하단으로부터 전열교환기를 이격 구획시켜 실내송풍팬에 의해 재 흡입된 실내공기와 흡,배기구를 통해 흡입 및 외부로 배출되는 실내외 공기 간의 독립적 유로를 형성하는 격벽체와; 상기 측면 실내공기 흡입구를 통해 실내공기의 재 흡입과 함께 연통된 제 1 공기혼합부 측으로 유동되도록 케이스 하단에 형성된 실내공기 리턴유로와; 상기 전열교환기의 각 출구측에 설치되어 흡기구를 통해 흡입된 실외공기와 상기 하부 및 측면 실내공기 흡입구를 통해 재 흡입된 실내공기의 일부를 각각 공기혼합부 측과 실외로 배출하는 흡기팬 및 배기팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의하면, 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기를 통해 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기 간의 1차 열교환 작용과 함께 상기 제 1, 2 공기혼합부를 통해 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기된 신선한 실외공기 간에 2, 3차 열교환에 따른 열적 평형을 이뤄 실내로 공급되는 공기의 열적변화 즉, 온도변화를 최소화 한 상태로 공급할 수 있도록 함과 아울러, 상기 고효율 필터에 의한 필터링 작업을 통해 클린상태의 혼합공기를 연속적으로 실내에 공급함에 따라 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.
환기시스템, 전열교환, 대각선 유동경로, 제 1, 2 공기혼합부, 1차 필터링, 2차 필터링, 혼합공기, 실내 온도차, 열적 평형, 클린공기 공급유로

Description

전열교환 환기시스템{A ventilation system for heat exchange}
도 1은 종래 전열교환 환기시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 정단면도 및 측면도.
도 4는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 평면도 및 세부 상세도.
도 5는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 저면도.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 작동 상태도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1. 전열교환 환기시스템 10. 케이스
11. 흡기구 12. 클린공기 토출구
13. 클린공기 공급유로 14. 하부 실내공기 흡입구
14a. 덮개부재 15. 측면 실내공기 흡입구
16. 실내공기 리턴유로 17. 배기구
18. 흡기팬 19. 배기팬
20. 전열교환기 24. 필터체
27. 격벽체 27a. 수직격벽
27b. 수평격벽 28. 실내공기 배기공
29. 격벽부재 30. 전열판체
31. 베이스면 32. 요철면
33. 유로 40. 제 1 공기혼합부
40a. 제 2 공기혼합부 42. 필터고정 브라켓
45. 필터부재 50. 실내송풍팬
본 발명은 전열교환 환기시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내 환기를 목적으로 구성된 환기시스템 내에 실외로 배출되는 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기가 상호 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기를 설치함과 아울러, 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기된 신선한 실외공기를 상호 혼합하여 열교환을 이룰 수 있는 열적 평형 공간인 제 1, 2 공기혼합부 및 상기 혼합공기 내의 오염물질들을 최종 필터링 하기 위한 고효율 필터를 상기 전열교환기와 실내송풍팬 사이에 설치 구성함으로써, 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기를 통해 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기 간의 1차 열교환 작용과 함께 상기 제 1, 2 공기혼합부를 통해 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기된 신선한 실외공기 간에 2, 3차 열교환에 따른 열적 평형을 이뤄 실내로 공급되 는 공기의 열적변화 즉, 온도변화를 최소화 한 상태로 공급할 수 있도록 함과 아울러, 상기 고효율 필터에 의한 필터링 작업을 통해 클린상태의 혼합공기를 연속적으로 실내에 공급함에 따라 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있도록 한 전열교환 환기시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 인간의 주거공간은 에너지 절약을 위한 방편과 소음 등의 문제로 점차 기밀화 및 단열화되는 경향으로 나아가고 있다 이에 상기한 폐쇄공간의 실내공기는 시간이 지남에 따라 점차 이산화탄소로 변함과 동시에 오염되어 생명체의 호흡을 저해하기 때문에 사무실 등 많은 사람들이 상주하고 있는 공간은 수시로 환기를 시켜주어야 한다.
이 때 실내공기를 유지하면서 실내공기는 실외로 배출시키고 실외공기는 실내로 공급하여 실내가 항상 쾌적한 상태를 이룰 수 있도록 하기 위하여 전열교환기 방식을 이용한 환기장치가 이용되는데, 이에 대한 세부구성은 다음과 같다.
상기한 종래 전열교환기 방식을 이용한 환기장치의 경우 도 1에 도시한 바와 같이 케이스(110)의 실내측에는 외부공기를 실내로 공급하는 외부공기 토출구(112)와 실내공기를 흡입하는 실내공기 흡입구(113)가 설치되어 있고, 실외측에는 신선한 외부공기가 유입되는 외부공기 흡입구(111)와 오염된 실내공기를 외부로 배출시키는 실내공기 배기구(114)가 설치되어 있으며, 상기 케이스(110)의 중앙에는 가로방향으로 설치된 전열교환기(120)가 구비되어 있다.
또한, 상기 외부공기 토출구(112)와 실내공기 배기구(114)에는 각각 흡기팬(115)과 배기팬(116)이 설치되어 있다.
그리고, 상기 열교환기(120)는 상기 케이스(10)의 중앙에 형성된 홀에 핸들(122)에 의해 삽입 또는 이탈시킬 수 있는 부재로서, 베이스면(미도시)과 요철면(미도시)으로 이루어진 다수의 전열판체를 연속적으로 적층하되 상기 요철면의 유로(미도시)가 서로 직교하도록 프레임(121) 내에 적층되어 있고, 상기 열교환기(120)의 양측에는 유입되는 공기를 정화시키기 위한 필터(filter)(124)가 설치되어 있다.
따라서, 상기와 같이 다수의 전열판체가 적층된 열교환기(120)는 일측면과 타측면에 서로 직교하는 유로가 형성되므로, 일측면의 유로를 실내공기가 통과하고 타측면의 유로를 실외공기가 통과하면서 상호 간에 열교환을 이룬 후 실외공기는 외부공기 토출구(112)를 통해 실내로 공급되게 되고, 실내공기는 실내공기 배기구(114)를 통해 실외로 배출되면서 실내의 환기가 이루어지게 된다.
그러나, 종래 환기장치의 경우 상기 흡기팬(115)과 배기팬(116)의 구동에 따라 외부공기 흡입구(111)와 실내공기 흡입구(113)를 통해 케이스(110) 내부로 흡입되어 전열교환기(120)에서 1차 열교환을 거친 후 바로 외부공기 토출구(112)와 실내공기 배기구(114)를 통해 상호 열교환된 실외공기와 실내공기가 배출되는 구조로 이루어져 있을 뿐 상기 케이스(110) 내에 열교환된 실외공기와 2차적으로 열교환되기 위한 부재 즉, 케이스(110) 내에 전열교환기(120)를 통해 열교환되어 공급된 실외공기와 실내공기 간에 2차적 열교환이 이루어져 열적 평형을 이룰 수 있도록 하는 공기혼합부재나 공기혼합공간이 전무한 구조로 이루어져 있기 때문에 상기와 같이 전열교환기(120)를 통해 실내공기와 실외공기가 1차적으로 열교환이 이루어진다 하더라도 상기 외부공기 토출구(112)를 통해 실내로 공급되는 실외공기와 실내온도 간에 온도차가 발생되게 되면서 쾌적한 실내환경을 유지할 수 없게 되는 등의 커다란 문제점이 있었다.
또한, 종래 환기장치를 가동하여 계속해서 실외공기를 실내에 공급할 경우 상기 공급되는 실외공기에 의해 실내온도가 일정하게 유지되지 못하고 높아지거나 낮아지게 되는 등의 온도변화를 격게 되며, 이와 같은 실내의 온도 변화를 일정한 온도로 유지시키기 위해서는 별도의 히터장치나 냉방장치를 가동해야 하는 번거로움과 함께 이로 인한 전력손실이 발생하게 되는 등의 문제점 역시 있었다.
그리고, 종래 환기장치의 경우 전열교환기(120)를 이용해 실내공기와 실외공기 간에 열교환 작용이 이루어지기에 앞서 상기 전열교환기(120)의 일측에 설치된 필터(124)를 통해 실외공기 내에 포함된 오염물질들을 제거하기 위한 1차 필터링 작업만 이루어지는 구조로 구성되어 있으나, 상기 전열교환기(120) 측에서 이루어지는 1차 필터링 작업만 가지고는 실외공기 내에 포함된 오염물질들을 완전히 제거하기가 어렵기 때문에 잔량의 오염물질들이 포함된 상태로 실외공기가 실내에 공급됨에 따라 2차 필터링 작업을 통해 공급되는 실외공기에 비해 실내공기의 청정도를 저하시킴과 아울러 쾌적한 실내환경을 조성하기 어려운 등의 문제점도 있었다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 실내 환기를 목적으로 구성된 환기시스템 내에 실외로 배출되는 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기가 상호 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기를 설치 구성함으로 써, 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기를 통해 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기 간에 상호 열교환을 거쳐 실내로 공급되는 공기의 열적변화 즉, 온도변화를 최소화 한 상태로 공급할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 경우 전열교환기와 실내송풍팬 사이에 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기된 신선한 실외공기를 상호 혼합하여 열교환을 이룰 수 있는 열적 평형 공간인 제 1, 2 공기혼합부 및 상기 혼합공기 내의 오염물질들을 최종 필터링 하기 위한 고효율 필터를 설치 구성함으로써, 실내로 공급되는 공기의 열적변화 즉, 온도변화를 최소화함은 물론, 상기 재 흡입된 실내공기 측에 신선한 실외공기를 계속해서 공급함에 따라 탁한 실내공기의 청정도를 향상시킴과 아울러 상기 고효율 필터에 의한 최종 필터링 작업을 통해 상기한 혼합공기를 클린 상태로 실내에 연속적으로 공급함으로 인해 쾌적한 실내환경을 항상 유지할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 전열교환 환기시스템은, 실외측엔 흡,배기구가 구비되고 실내측엔 최종 필터링된 공기를 실내로 배출시키기 위한 실내송풍팬이 구비된 케이스와; 상기 실내송풍팬 구동에 의한 하부 및 측면 실내공기 흡입구를 통해 케이스 내로 재 흡입된 실내공기의 일부와 흡기구를 통해 유입된 실외공기 간에 열교환이 이루어지도록 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기와; 상기 잔량의 실내공기와 열교환된 실외공기 간에 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 1 공기혼합부와; 상기 제 1 공 기혼합부를 통해 혼합된 공기와 하부 실내공기 흡입구를 통해 케이스 내로 재 흡입된 실내공기 간에 2차 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 2 공기혼합부와; 상기 2차 혼합공기 내의 오염물질들을 최종 필터링하는 필터부재와; 상기 케이스의 하단으로부터 전열교환기를 이격 구획시켜 실내송풍팬에 의해 재 흡입된 실내공기와 흡,배기구를 통해 흡입 및 외부로 배출되는 실내외 공기 간의 독립적 유로를 형성하는 격벽체와; 상기 측면 실내공기 흡입구를 통해 실내공기의 재 흡입과 함께 연통된 제 1 공기혼합부 측으로 유동되도록 케이스 하단에 형성된 실내공기 리턴유로와; 상기 전열교환기의 각 출구측에 설치되어 흡기구를 통해 흡입된 실외공기와 상기 하부 및 측면 실내공기 흡입구를 통해 재 흡입된 실내공기의 일부를 각각 공기혼합부 측과 실외로 배출하는 흡기팬 및 배기팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전열교환기의 일측에는 흡기구를 통해 유입된 실외공기 내의 오염물질들을 1차 필터링하는 필터체가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 필터부재는 케이스의 하부 실내공기 흡입구와 대응되는 제 2 공기혼합부를 형성하기 위한 6면체 중 상하면과 일측면이 개방된 구조로 이루어진 필터고정 브라켓 상단에 설치 고정되며, 상기 개방된 필터고정 브라켓의 일측면은 제 1 공기혼합부 및 실내공기 리턴유로와 연통된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 격벽체는 케이스 내의 제 1 공기혼합부 및 실내공기 리턴유로로부터 전열교환기를 분리하여 밀폐 구획시키기 위한 수직격벽과 수평격벽으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 실내송풍팬의 구동에 의해 제 1 공기혼합부와 연통된 케이스 하단의 실내공기 리턴유로 측으로 재 흡입되는 실내공기가 다량으로 흡입될 수 있도록 상기 실내공기 리턴유로와 연통되는 측면 실내공기 흡입구가 하나 이상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
이와 더불어, 상기 전열교환기의 각 모서리에는 전열교환기의 대각선 유동경로와 각기 연통되는 공기의 유동경로를 형성할 수 있게 격벽체에 의해 구획된 케이스의 실외측 내부 각 면과 대응되는 격벽부재가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터부재 상단에는 실내송풍팬을 내장하면서 최종 필터링된 상태의 혼합공기와 상기 최종 필터링되기 전(前) 상태의 혼합공기를 상호 분리 구획함과 동시에 실내송풍팬의 송풍작용에 의해 클린 상태의 혼합공기가 클린공기 토출구 측으로 원활하게 유동되도록 하는 클린공기 공급유로가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 전열교환 환기시스템을 도면과 대비하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 정단면도 및 측면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 평면도 및 세부 상세도를 나타낸 것이다.
또한, 도 5는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 저면도를 나타낸 것이다.
본 발명의 전열교환 환기시스템(1)은, 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기(20)를 통해 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기 간에 상호 열교환을 거쳐 실내로 공급되는 공기의 열적 변화 즉, 온도 변화를 최소화 한 상태로 공급할 수 있도록 함과 아울러, 최종 필터링을 통해 실외로부터 흡기된 실외공기와 실내로부터 재 흡입된 실내공기가 상호 혼합된 혼합공기 내의 오염물질들을 제거한 클린 상태의 공기를 연속적으로 실내에 공급함에 따라 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있도록 구성된 장치이다.
이에 따른 본 발명의 전열교환 환기시스템(1)의 경우 도 2에 도시한 바와 같이 실외측엔 흡기구(11) 및 배기구(17)가 구비되고, 실내측엔 최종 필터링된 공기를 실내로 배출시키기 위한 실내송풍팬(50)이 구비된 케이스(10)와; 상기 실내송풍팬(50) 구동에 의한 하부 및 측면 실내공기 흡입구(14,15)를 통해 케이스(10) 내로 재 흡입된 실내공기의 일부와 흡기구(11)를 통해 유입된 실외공기 간에 열교환이 이루어지도록 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기(20)와; 상기 잔량의 실내공기와 열교환된 실외공기 간에 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 1 공기혼합부(40)와; 상기 제 1 공기혼합부(40)를 통해 혼합된 공기와 하부 실내공기 흡입구(14)를 통해 케이스(10) 내로 재 흡입된 실내공기 간에 2차 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 2 공기혼합부(40a)와; 상기 제 2 공기혼합부(40)의 상단에 연통되게 설치되어 실내송풍팬(50) 측으로 흡입되는 2차 혼합공기 내의 오염물질들을 최종 필터링하는 필터부재(45)와; 상기 케이스(10)의 하단으로부터 전열교환기(20)를 이격 구획시켜 실내송풍팬(50)에 의해 재 흡입된 실내공기와 흡,배기구(11,17)를 통해 흡입 및 외부로 배출되는 실내외 공기 간의 독립적 유로를 형성하는 격벽체(27)와; 상기 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 실내공기의 재 흡입과 함께 연통된 제 1 공기혼합부(40) 측으로 유동되도록 케이스(10) 하단에 형성된 실내공기 리턴유로(16)와; 상기 전열교환기(20)의 각 출구측에 설치되어 흡기구(11)를 통해 흡입된 실외공기와 상기 하부 및 측면 실내공기 흡입구(14,15)를 통해 재 흡입된 실내공기의 일부를 각각 제 1 및 제 2 공기혼합부(40,40a) 측과 실외로 배출하는 흡기팬(18) 및 배기팬(19)으로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 전열교환 환기시스템(1) 중 상기 케이스(10)는, 도 3a에 도시한 바와 같이 전열교환기(20) 및 필터부재(45), 실내송풍팬(50) 등이 설치될 수 있도록 중공의 사각함체로 이루어져 있으며, 상기 케이스(10) 내부에는 필터부재(45) 및 실내송풍팬(50)이 설치되는 실내측과 전열교환기(20)가 설치되는 실외측 즉, 상기 실내송풍팬(50) 구동에 의해 케이스(10) 내부로 재 흡입된 실내공기와 흡,배기구(11,17)를 통해 흡입 및 외부로 배출되는 실내외 공기 간에 각기 독립적 유로를 형성하도록 케이스(10)의 하단으로부터 전열교환기(20)를 이격 구획시키기 위한 방법으로 격벽체(27)를 통해 케이스의 실외측이 밀폐된 구조로 이루어져 있다.
이는, 케이스(10) 하단 즉, 격벽체(27) 하단의 실내공기 리턴유로(16)와 연통된 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 재 흡입된 실내공기와 상기 전열교환기(20)를 거친 실외공기가 필터부재(45)와 격벽체(27) 중 수직격벽(27a) 사이에 형성된 공간부인 제 1 공기혼합부(40)에서 1차적으로 혼합되고 이와 더불어 상기 제 1 공 기혼합부(40)와 연통되면서 필터부재(45)에 하단에 형성된 제 2 공기혼합부(40a)에서 상기 제 1 공기혼합부(40) 측의 혼합공기와 하부 실내공기 흡입구(14)를 통해 재 흡입된 실내공기가 상호 2차적으로 혼합되면서 상기 필터부재(45)를 통해 최종 필터링되어 실내송풍팬(50) 측으로 유동되고, 또한 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 실내공기 리턴유로(16)로 재 흡입된 실내공기의 일부가 격벽체(27) 중 수평격벽(27b)의 실내공기 배기공(28) 및 전열교환기(20)를 거쳐 실외로 배출될 수 있도록 하는 실외공기의 공급유로와 실내공기의 배출유로를 형성하기 위함이다.
여기서, 상기 격벽체(27)의 경우 케이스(10) 내에 제 1 공기혼합부(40) 및 실내공기 리턴유로(16)의 형성과 아울러, 상기 제 1 공기혼합부(40) 및 실내공기 리턴유로(16)로부터 전열교환기(20)를 분리하여 밀폐 구획시키기 위한 수직격벽(27a)과 수평격벽(27b)으로 이루어져 있는데, 이 때 상기 실내공기 리턴유로(16)와 대응되는 수평격벽(27b) 하단 양측에는 흡기구(11) 측과 연통되는 흡기팬(18)과 함께 배기구(17) 및 배기팬(18) 측과 연통되는 실내공기 배기공(28)이 관통 형성되어 있다.
또한, 상기 격벽체(27) 내에 설치된 전열교환기(20)의 각 모서리에는 전열교환기(20)의 대각선 유동경로를 각기 유동하는 공기 즉, 실외공기와 재 흡입된 실내공기의 일부가 각기 독립적 유동경로를 형성할 수 있도록 상기 격벽체(27)에 의해 구획된 케이스(10)의 실외측 내부 각 면과 대응되게 사각판재의 격벽부재(29)가 십자형태로 설치 고정되어 있다.
그리고, 상기 케이스(10)의 일측 즉, 격벽체(27)에 의해 밀폐 구획되는 케이 스(10)의 실외측 중앙 양측에는 도 3b에 도시한 바와 같이 실외공기가 케이스(10) 내부로 흡입될 수 있도록 하는 흡기구(11)와 상기 케이스(10) 하단의 측면 실내공기 흡입구(15) 및 실내공기 리턴유로(16)를 통해 제 1 공기혼합부(40) 측으로 재 흡입되는 실내공기 중 일부가 전열교환기(20)를 거쳐 실외로 배출될 수 있도록 하는 배기구(17)가 각각 형성되어 있는데, 이 때 상기 배기구(17) 측에는 상기 재 흡입되는 실내공기 중 일부를 전열교환기(20) 측으로 유동시켜 상기 흡기구(11)를 통해 유입된 실외공기와 상기 전열교환기(20) 내에서 유동중에 열교환을 이룬 후 실외로 배출시키기 위한 배기팬(19)이 설치되어 있으며, 상기 케이스(10)의 타측 즉, 실내측에는 필터부재(45)를 통해 최종적으로 필터링된 공기(실내공기와 실외공기가 혼합된 공기)를 실내로 송풍 공급시키기 위한 실내송풍팬(50)이 설치되어 있는데 이 때 상기 실내송풍팬(50)의 경우 유입된 혼합공기를 방사상(放射狀)으로 토출하는 터보팬으로 이루어져 있다.
또한, 상기 케이스(10)의 흡, 배기구(11,17) 하단에는 격벽체(27) 중 수평격벽(27b) 설치에 의해 형성된 실내공기 리턴유로(16) 측과 연통됨과 동시에 실내송풍팬(50) 구동에 따른 흡입력 작용으로 실내공기를 재 흡입하기 위한 측면 실내공기 흡입구(15)가 형성되어 있는데,
이 때 상기 측면 실내공기 흡입구(15)의 경우 실내송풍팬(50)의 구동시 작용되는 흡입력에 따라 제 1 공기혼합부(40)와 연통된 케이스(10) 하단의 실내공기 리턴유로(16) 측으로 재 흡입되는 실내공기가 다량으로 흡입될 수 있도록 하기 위하여 하나 이상으로 관통 형성되되, 바람직하게는 5개의 측면 실내공기 흡입구(13)로 이루어져 있으며, 하나의 실내공기 리턴유로(16)를 통해 제 1 공기혼합부(40)와 상호 연통된 구조를 이루고 있다.
이와 더불어 상기 케이스(10)의 하단에는 도 5에 도시한 바와 같이 필터부재(45)를 통해 최종 필터링된 공기를 실내로 배출시키기 위해 구동되는 실내송풍팬(50)의 흡입력에 따라 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 실내공기를 케이스(10) 내부 즉, 제 1 공기혼합부(40)와 연통된 실내공기 리턴유로(16) 측으로 재 흡입하는 것과는 별도로, 상기 실내공기가 케이스(10) 하단을 통해 상기 필터부재(45)와 연통된 제 2 공기혼합부(40a) 측으로 재 흡입될 수 있도록 하는 하부 실내공기 흡입구(14)가 형성되어 있으며, 이 때 상기 하부 실내공기 흡입구(14)에는 원형이나 슬롯 형태의 흡기홀이 다수 관통된 덮개부재(14a)가 설치 고정되어 있다.
한편, 본 발명의 전열교환 환기시스템(1) 중 상기 전열교환기(20)는, 도 4의 세부 상세도에 도시한 바와 같이 베이스면(31)과 요철면(32)으로 이루어진 전열판체(30)를 연속적으로 적층하여 형성하되 상기 적층된 층간에 전열판체(30) 즉, 상기 요철면(32)의 유로(33)가 서로 직교하도록 적층 접착시킴으로써, 상기 흡기팬(18) 구동에 따라 흡입력이 작용되는 흡기구(11)를 통해 케이스(10)의 실외측 내부로 유입된 실외공기와 상기 배기팬(19) 구동에 따라 흡입력이 작용되는 격벽체(27) 중 수평격벽(27b)의 실내공기 배기공(28)을 통해 케이스(10)의 실외측 내부로 유입된 실내공기의 각 유동경로가 상호 대각선을 이루는 직교상태를 형성하면서 상호 열교환이 이루어지게 된다.
즉, 상기 직교상태를 이루는 전열교환기(20)의 각 유로(33)에는 온도 및 습 도가 다른 상태에 있는 실내공기와 실외공기가 통과함으로써 베이스면(31)을 매개로 하여 양 유체 사이에서 현열 및 잠열의 교환이 행하여짐으로써 열교환이 이루어지게 되며, 상기한 베이스면(31)와 요철면(32)의 재질로서, 제지용 섬유, 난연지, 폴리프로필렌 필름 등의 합성수지, 세라믹 섬유질, 비철금속 등이 사용된다.
미 설명 부호 21은 전열교환기(20)를 형성하기 위한 전열판체(30)를 직교 상태로 적층시키기는 지지프레임(21)을 나타낸 것이다.
또한, 상기 전열교환기(20)의 일측에는 흡기구(11)를 통해 유입된 실외공기가 전열교환기(20)로 유입되기 전(前) 상기 실외공기 내에 포함된 오염물질들을 1차 필터링하는 필터체(24)가 설치되게 되는데, 이 때 상기 필터체(24)의 경우 포집효율이 서로 다른 필터가 2단 구조 즉, 일반적으로 사용되는 프리 필터(Pre filter)(24a)와 포집효율이 중성능인 미디움 필터(Medium filter)(24b)가 2단 구조로 적층되어 있다.
그리고, 본 발명의 전열교환 환기시스템(1) 중 상기 필터부재(45)는 도 3a 및 도 4에 도시한 바와 같이 실내송풍팬(50)과 전열교환기(20) 사이 즉, 케이스(10) 하단에 형성된 하부 실내공기 흡입구(14)와 대응되도록 케이스(10) 내부 하단에 설치되어 실내송풍팬(50) 구동에 따라 상기 하부 실내공기 흡입구(14)를 통해 제 2 공기혼합부(40a) 측으로 재 흡입된 실내공기와 상기 제 2 공기혼합부(40a) 측과 연통된 제 1 혼합부(40) 측의 1차 혼합공기 즉, 상기 필터체(24)를 통해 1차 필터링 됨과 동시에 전열교환기(20)를 거쳐 제 1 공기혼합부(40) 측으로 공급된 실외공기와 상기 케이스(10)의 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 재 흡입되어 실내공기 리턴유로를 거쳐 제 1 공기혼합부(40) 측으로 유동 공급된 실내공기가 혼합된 1차 혼합공기가 2차적으로 혼합되어진 2차 혼합공기를 실내송풍팬(50)의 구동에 따라 실내에 송풍 공급하기에 앞서 상기 2차 혼합공기 내에 포함된 오염물질들을 최종적으로 필터링하게 되는데, 이 때 상기 필터부재(45)의 경우 포집효율이 서로 다른 필터가 3단 구조 즉, 일반적으로 사용되는 프리필터(Pre filter)(45a)와, 중성능의 카본필터(45b)와, 포집효율이 고성능인 고효율 필터(Hight efficiency filter; 일명 헤파필터(Hepa filter)라 함)(45c)가 3단 구조로 적층되어 있다.
여기서, 상기 필터부재(45)의 경우 케이스(10) 하단의 하부 실내공기 흡입구(14)와 대응되는 제 2 공기혼합부(40a)를 형성하기 위한 6면체 중 상하면과 일측면이 개방된 구조로 이루어진 필터고정 브라켓(42) 상단에 설치 고정되어 상기 필터고정 브라켓(42)에 상기 제 2 공기혼합부(40a)와 상호 연통된 일체 구조로 형성됨과 아울러, 상기 개방된 필터고정 브라켓(42)의 일측면은 제 1 공기혼합부(40) 및 실내공기 리턴유로(16)와 연통된 구조로 이루어져 있다.
이와 더불어, 상기와 같이 필터고정 브라켓(42) 설치에 의해 형성되는 제 2 공기혼합부(40a)의 경우 하부 실내공기 흡입구(14)를 통해 케이스(10) 내부로 재 흡입되는 실내공기에 상기 흡기구(11)를 통해 실외로부터 공급되는 신선한 외부공기와 상기 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 케이스(10) 내부로 재 흡입된 실내공기 간에 1차 혼합된 혼합공기를 공급하여 탁한 실내공기의 청정도를 향상시키면서 보다 쾌적한 실내환경을 조성하기 위한 구성요소로서, 이는 전술한 바와 같이 실내송풍팬(50) 구동에 의한 흡입력 작용에 따라 케이스(10) 하단의 하부 실내공기 흡 입구(14)를 통해 재 흡입되는 실내공기와 함께 상기 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 재 흡입되는 실내공기 중 일부가 배기팬(19) 구동에 의해 실외측으로 배출되는 배기양 만큼 상기 제 1 공기혼합부(40) 측의 1차 혼합공기 즉, 흡기팬(18) 구동에 따라 전열교환기(20)를 거쳐 흡입되는 1차 열교환된 실외공기와 상기 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 재 흡입되는 실내공기 간에 혼합되면서 2차 열교환 작용을 거친 제 1 공기혼합부(40) 측의 1차 혼합공기를 필터부재(45)의 하방(下方)인 제 2 공기혼합부(40a) 측에 공급하여 상기 하부 실내공기 흡입구(14)를 통해 재 흡입된 실내공기와 상기 제 1 공기혼합부(40) 측으로부터 공급된 1차 혼합공기 간에 2차 혼합되는 3차 열교환 작용을 거쳐 열적 평형을 이루도록 함과 아울러, 상기 구동중인 실내송풍팬(50)의 흡입력 작용에 의해 상기 제 2 공기혼합부(40) 내의 2차 혼합공기가 필터부재(45)를 거쳐 클린 상태로 실내에 송풍 공급됨에 따라 별도의 난방이나 냉방장치의 가동없이 실내의 온도변화를 최소화한 상태로 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 본 발명의 전열교환 환기시스템(1)에 있어, 상기 필터부재(45) 상단에는 실내송풍팬(50)을 내장하면서 최종 필터링된 상태의 혼합공기 즉, 제 2 공기혼합부(40a)를 통해 공급되는 2차 혼합공기와 상기 최종 필터링되기 전(前) 상태의 2차 혼합공기를 상호 분리 구획함과 동시에 상기 실내송풍팬(50)의 송풍작용을 통해 클린 상태의 2차 혼합공기가 클린공기 토출구(12) 측으로 원활하게 유동되도록 하는 클린공기 공급유로(13)가 설치되어 있다.
이하, 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템(1)의 작동과정을 도면과 대비하 여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 대한 전열교환 환기시스템의 작동 상태도를 나타낸 것이다.
본 발명에 대한 전열교환 환기시스템(1)의 작동과정은 케이스(10)의 실내측에 설치된 실내송풍팬(50)과 케이스(10)의 실외측에 설치된 흡기팬(18) 및 배기팬(19) 모두가 구동되는 상태에서 설명하기로 한다.
상기와 같이 케이스(10)의 실내측에 설치된 실내송풍팬(50)과 실외측에 설치된 흡기팬(18) 및 배기팬(19)이 구동하게 되면 각 팬의 흡입력 작용에 따라 상기 실내송풍팬(50)은 도 6a에 도시한 바와 같이 케이스(10) 하단의 하부 실내공기 흡입구(14)와 상기 케이스(10) 하단 일측의 측면 실내공기 흡입구(15)를 통해 실내공기를 각기 재 흡입하여 필터고정 브라켓(42)에 의해 케이스(10) 내부 하단에 형성된 제 2 공기혼합부(40a)와 상기 측면 실내공기 흡입구(15)와 연통된 실내공기 리턴유로(16)를 거쳐 제 1 공기혼합부(40) 측으로 유입되게 하고, 이와 동시에 상기 흡기팬(18) 및 배기팬(19)은 케이스(10)의 실외측에 형성된 흡기구(11)와 배기구(17)를 통해 각각 신선한 실외공기와 상기 실내공기 리턴유로(16)를 따라 제 1 공기혼합부(40) 측으로 유입되는 실내공기 중 일부를 각각 필터부재(45) 측과 연통된 제 2 공기혼합부(40a)와 실외인 외부로 흡기 및 배기시키게 된다.
이 때, 상기 흡기팬(18) 구동에 의해 흡기구(11)를 거쳐 케이스(10)의 실내측으로 유동되는 실외공기는 도 6b에 도시한 바와 같이 상기 배기팬(19) 구동에 의한 흡입력 작용에 따라 상기 하부 실내공기 흡입구(14)와 더불어 측면 실내공기 흡 입구(15) 및 실내공기 리턴유로(16)를 통해 제 1 공기혼합부(40) 측으로 유동되는 실내공기 중 일부가 전열교환기(20)를 밀폐 구획시키고 있는 수평격벽(27b)의 실내공기 배기공(28)을 거쳐 전열교환기(20) 측으로 유입되어 상기 전열교환기(20) 내에서 실외공기와 실내공기 간 1차 열교환 작용을 이루면서 실내공기와 열적변화 즉, 온도변화가 최소화된 상태로 흡기팬(18)의 송풍작용을 통해 상기 제 1 공기혼합부(40) 측으로 공급되게 되고, 상기 전열교환기(20) 내에서 실외공기와 열교환된 실내공기는 배기팬(19) 및 배기구(17)를 거쳐 실외로 배출되게 된다.
특히, 상기 실외공기의 경우 실내공기와의 열교환 작용을 위해 전열교환기(20)를 통과할 때 먼저 상기 전열교환기(20)의 일측에 설치된 필터체(24)를 거치면서 실외공기 내에 포함된 오염물질들을 1차적으로 걸러내는 필터링 작업이 이루어진 후 전열교환기(20)를 통과하게 된다.
한편, 상기와 같이 전열교환기(20)를 통해 실내공기의 일부와 열교환 된 후 흡기팬(18)의 송풍작용에 의해 제 1 공기혼합부(40) 측으로 송풍 공급된 실외공기는 실내송풍팬(50)의 흡입력 작용에 따라 제 1 공기혼합부(40) 측으로 공급되는 실내공기 즉, 도 6c에 도시한 바와 같이 실외공기와의 열교환을 위해 상기 수평격벽(27b)의 실내공기 배기공(28)을 거쳐 전열교환기(20) 측으로 유동된 일부의 실내공기를 제외한 나머지 실내공기와 혼합되는 2차 열교환 작용을 통해 상호 간 열적 평형을 이루는 1차 혼합공기를 형성하게 되고, 상기와 같이 상호 혼합된 1차 혼합공기는 필터고정 브라켓(42) 설치에 의해 상호 연통된 필터부재(45)의 하방(下方)에 형성된 제 2 공기혼합부(40a) 측으로 공급되면서 상기 실내송풍팬(50)의 흡입력 작용에 따라 하부 실내공기 흡입구(14)를 통해 재 흡입된 실내공기와 상기 제 1 공기혼합부(40) 측으로부터 공급된 1차 혼합공기 간에 2차적 혼합작용인 3차 열교환 작용을 거쳐 실내의 온도변화를 최소화시킬 수 있도록 열적 평형을 이루게 된다.
그리고, 상기와 같이 열적 평형을 이룬 2차 혼합공기는 상기 실내송풍팬(50)의 흡입력 작용에 따라 상기 필터고정 브라켓(42)에 고정되어 제 2 공기혼합부(40a) 상단에 위치된 필터부재(45)를 통과하면서 최종적으로 혼합공기 내에 포함된 오염물질들을 걸러내는 필터링 작업이 이루어진 후 실내송풍팬(50)의 송풍작용을 통해 클린공기 토출구(12)와 연통되면서 상기 실내송풍팬(50)을 내장한 클린공기 공급유로(13) 측으로 토출됨과 동시에 상기 클린공기 공급유로(13)를 따라 클린공기 토출구(12) 측으로 유동하게 되고, 최종적으로 상기 클린공기 토출구(12)를 통해 클린 상태의 공기를 실내로 송풍 공급하는 등 본 발명의 전열교환 환기시스템(1)에 의한 실내의 온도변화를 최소화하면서 신선한 실외공기를 연속적으로 공급함으로써 항상 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명의 전열교환 환기시스템은, 실내 환기를 목적으로 구성된 환기시스템 내에 실외로 배출되는 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기가 상호 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환기를 설치 구성함으로써, 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기를 통해 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기되는 실외공기 간에 상호 열교환을 거쳐 실내로 공급되는 공기의 열적변화 즉, 온도변화를 최소화 한 상태로 공급할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 경우 전열교환기와 실내송풍팬 사이에 실내로부터 재 흡입된 실내공기와 실외로부터 흡기된 신선한 실외공기를 상호 혼합하여 열교환을 이룰 수 있는 열적 평형 공간인 제 1, 2 공기혼합부 및 상기 혼합공기 내의 오염물질들을 최종 필터링 하기 위한 고효율 필터를 설치 구성함으로써, 실내로 공급되는 공기의 열적변화 즉, 온도변화를 최소화함은 물론, 상기 재 흡입된 실내공기 측에 신선한 실외공기를 계속해서 공급함에 따라 탁한 실내공기의 청정도를 향상시킴과 아울러 상기 고효율 필터에 의한 최종 필터링 작업을 통해 상기한 혼합공기를 클린 상태로 실내에 연속적으로 공급함으로 인해 쾌적한 실내환경을 항상 유지할 수 있는 등의 효과 역시 있다.
그리고, 본 발명의 경우 실내공기가 재 흡입된 제 1, 2 공기혼합부 측에 신선한 실외공기를 공급함에 있어 전열교환기를 통해 실외로 배출되는 실내공기와 열교환을 거쳐 공급됨에 따라 상기 제 1, 2 공기혼합부 내의 혼합공기를 실내로 공급시 실내온도와의 온도차가 거의 없기 때문에 상기 실외공기의 연속 공급으로 인해 실내온도 유지를 위한 별도의 히팅장치나 냉방장치의 가동이 불필요하며, 이로 인한 가정 내의 에너지 절감을 이룰 수 있는 등의 효과도 있다.

Claims (9)

  1. 실외측엔 흡,배기구가 구비되고 실내측엔 최종 필터링된 공기를 실내로 배출시키기 위한 실내송풍팬이 구비된 케이스와; 상기 실내송풍팬 구동에 의한 하부 및 측면 실내공기 흡입구를 통해 케이스 내로 재 흡입된 실내공기의 일부와 흡기구를 통해 유입된 실외공기 간에 열교환이 이루어지도록 대각선 유동경로를 갖는 전열교환기와; 상기 잔량의 실내공기와 열교환된 실외공기 간에 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 1 공기혼합부와; 상기 제 1 공기혼합부를 통해 혼합된 공기와 하부 실내공기 흡입구를 통해 케이스 내로 재 흡입된 실내공기 간에 2차 혼합되어 상호 열적 평형을 이루는 제 2 공기혼합부와; 상기 2차 혼합공기 내의 오염물질들을 최종 필터링하는 필터부재와; 상기 케이스의 하단으로부터 전열교환기를 이격 구획시켜 실내송풍팬에 의해 재 흡입된 실내공기와 흡,배기구를 통해 흡입 및 외부로 배출되는 실내외 공기 간의 독립적 유로를 형성하는 격벽체와; 상기 측면 실내공기 흡입구를 통해 실내공기의 재 흡입과 함께 연통된 제 1 공기혼합부 측으로 유동되도록 케이스 하단에 형성된 실내공기 리턴유로와; 상기 전열교환기의 각 출구측에 설치되어 흡기구를 통해 흡입된 실외공기와 상기 하부 및 측면 실내공기 흡입구를 통해 재 흡입된 실내공기의 일부를 각각 공기혼합부 측과 실외로 배출하는 흡기팬 및 배기팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전열교환기의 일측에는 흡기구를 통해 유입된 실외 공기 내의 오염물질들을 1차 필터링하는 필터체가 더 구비되되, 상기 필터체는 포집효율이 서로 다른 필터가 2단 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 필터부재는 포집효율이 서로 다른 필터가 3단 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 필터부재는 케이스의 하부 실내공기 흡입구와 대응되는 제 2 공기혼합부를 형성하기 위한 6면체 중 상하면과 일측면이 개방된 구조로 이루어진 필터고정 브라켓 상단에 설치 고정되며, 상기 개방된 필터고정 브라켓의 일측면은 제 1 공기혼합부 및 실내공기 리턴유로와 연통된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 격벽체는 케이스 내의 제 1 공기혼합부 및 실내공기 리턴유로로부터 전열교환기를 분리하여 밀폐 구획시키기 위한 수직격벽과 수평격벽으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 수평격벽 하단 양측에는 흡기구 측과 연통되는 흡기팬 설치와 함께, 상기 배기구 및 배기팬 측과 연통되는 실내공기 배기공이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 실내송풍팬의 구동에 의해 제 1 공기혼합부와 연통된 케이스 하단의 실내공기 리턴유로 측으로 재 흡입되는 실내공기가 다량으로 흡입될 수 있도록 상기 실내공기 리턴유로와 연통되는 측면 실내공기 흡입구가 하나 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전열교환기의 각 모서리에는 격벽체에 의해 구획된 케이스의 실외측 내부 각 면과 대응되어 전열교환기의 대각선 유동경로와 각기 연통되는 공기의 유동경로를 형성할 수 있도록 격벽부재가 설치된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 필터부재 상단에는 실내송풍팬을 내장하면서 최종 필터링된 상태의 혼합공기와 상기 최종 필터링되기 전(前) 상태의 혼합공기를 상호 분리 구획함과 동시에 실내송풍팬의 송풍작용에 의해 클린 상태의 혼합공기가 클린공기 토출구 측으로 원활하게 유동되도록 하는 클린공기 공급유로가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전열교환 환기시스템.
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