KR20190127330A - 환기시스템 및 그에 의한 환기방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전열교환기를 구비한 환기시스템과 그에 의한 환기방법에 관한 것으로, 하우징(1)과, 상기 하우징에 내장된 전열교환부(2), 급기팬(3), 배기팬(4)을 갖추고 다양한 모드로 수행되는 전열교환기(301)를 구비하는 환기시스템에 있어서, 외부 대기중의 미세먼지 농도를 측정하는 외부 미세먼지 측정부(302), 사물인터넷(IOT: Internet of Things)을 통해 상기 외부 미세먼지 측정부(302)에서 측정된 데이타를 전송받으며 실내 벽체에 장착된 월패드(303), 상기 월패드(303)로 부터 전달받는 외부 미세먼지 농도 정보와, 실내 조작부(304)에서 실내의 미세먼지를 측정하여 얻은 실내 미세먼지 농도 정보에 기초하여 상기 실내 조작부(304)가 미리 프로그램된 바에 따라 상기 전열교환기(301)의 동작 모드들을 제어하는 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 실내 공기와 외부 유입 공기의 열교환에 의해 에너지를 절약함과 함께, 공기청정기의 기능과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 실내외 미세먼지 농도와 실내의 이산화탄소 농도 및 온도에 따라 전열교환기를 제어하여 환기시 유입될 수 있는 미세먼지에 의한 해로움을 최소화하면서 실내 공기를 환기시켜 항상 쾌적하게 유지할 수 있게 하는 효과가 있고, 이용자가 외부에서 스마트폰으로 월패드(303)를 통해 실내조작부(304)에서의 다양한 모드를 실행케 하여 외부에서도 실내의 환기 상태를 제어할 수 있게 되므로 사용편의성이 향상되는 효과가 있다.

Description

환기시스템 및 그에 의한 환기방법{A MULTI-FUNCTION HEAT EXCHANGER}
본 발명은 다기능 전열교환기에 관한 것으로, 특히 실내 공기의 환기시에 실내 배출공기와 외부 유입공기 사이의 열교환에 의해 에너지를 절약할 수 있도록 환기함과 아울러, 공기청정기능을 포함한 다양한 기능을 함께 수행할 수 있도록 개선된, 다기능 전열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 아파트나 주택 등과 같은 건축물의 경우에는 실내의 내부공기를 환기시켜 주기 위한 환기장치가 별도로 시공되어 있지 않기 때문에, 실내 환기는 주로 창문을 이용하게 된다.
그러나, 이와 같이 창문 등의 개방을 통해서 실내를 환기시키는 경우에는 외부공기가 실내로 급속하게 유입되면서 실내의 냉·난방된 공기가 쉽게 손실되거나 내부공기가 급격하게 변화되는 문제와 함께 열에너지 손실의 문제점이 있었다.
이에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 일부 가정에서는 별도의 공기청정기나 송풍기능을 갖는 에어컨 또는 온풍기등을 구입하여 실내의 냉·난방기능은 물론 내부공기를 환기시켜줄 수 있도록 하고 있으나, 이러한 냉·난방장치들은 대부분이 고가품으로 제공되고 있기 때문에, 소비자들에게 제품 구입에 따른 경제적인 부담감을 가중시키게 될 뿐만 아니라, 여름철이나 겨울철 실내의 냉·난방된 내부공기를 송풍기 또는 창문을 통해서 그대로 배출시키게 됨에 따라, 열효율이 크게 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
최근에는 이러한 단점들을 보완하고자 여러가지 형태의 전열교환기가 다수 고안되어 실용화되고 있는 바, 이러한 전열교환기들은 비교적 가격이 저렴하다는 잇점과 함께 바람직한 환기를 수행하고 공기조화를 유지할 수 있는 잇점을 제공할 수 있게 되었다.
예를들어 한국 등록특허 제10-1514998호(등록일자 2015년04월20일)에는 내측에 사각 블럭형 전열소자가 결합되며, 상기 전열소자의 각 모서리측과 대응되는 유로존구획부에 의해 4개의 유로존이 형성되어 있고, 4방향 외주면에는 유로존과 관통되는 체결공이 형성되어 착탈식 흡기관연결구와, 유로존들에 각각 필터를 구비하되, 본체와 덮개가 체결된 상태에서 상기 필터의 착탈이 가능하도록 상기 덮개의 상면 양측에 안착부가 형성되는 배기관연결구 및 차단판이 선택적으로 결합 되어 있으며, 상기 4개의 유로존중 흡기관연결구측 유로존에는 각각 송풍휀이 구비되어 있는 본체와; 상기 본체의 상단을 커버하는 덮개로 이루어진 전열교환기에 있어서, 상기 본체의 상단 외주면에 체결홈을 형성하고, 일측에 걸이부를 형성하여 상기 체결홈에 안착시킨 후 상기 덮개에 의해 고정되는 체결구를 구비하여, 상기 체결구에 의해 전열교환기가 건물에 용이하게 설치될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전열교환기가 개시되어 있다.
그러나, 종래 전열교환기는 단순히 실내의 배출공기와 실외 유입공기 사이의 열교환에 의해 열손실의 문제를 최소화하고 필터를 구비하여 유입공기를 필터링하는 단순한 기능만을 수행할 수 있어서, 실내외 공기의 온도차가 크지 않는 봄, 가을철에 열교환을 하지 않고 실내공기만을 필터링하는 공기청정기능을 위해 별도 제품을 구매하는 부담을 갖게 되는 문제점이 있었고, 최근 심각하게 대두되는 미세먼지와 온도 조건등에 따른 효율적인 제어가 요구되었다.
한국 등록특허 제10-1514998호(등록일자 2015년04월20일)
본 발명의 목적은 상기한 종래 전열교환기에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 실내외 공기의 전열교환 뿐만 아니라, 다양한 기능을 갖는 전열교환기로 실내외의 온도조건과 미세먼지 농도와 실내 이산화탄소 농도 등에 연동된 다양한 모드로 환기를 수행할 수 있도록 개선된 환기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기한 환기시스템으로, 실내외 온도차를 감안하여 결로 형성을 방지하고 봄가울철과 같이 실내외 공기 온도차가 거의 없는 경우에는 전열소자를 바이패스시키며, 실내 공기만을 필터링하여 순환시키거나, 필터링된 내부공기를 순환시키면서 신선한 외부공기를 혼합하여 산소포화도가 높아진 쾌적한 공기를 순환시키는 등의 다양한 기능을 실내외의 미세먼지 농도와 실내 이산화탄소 농도 등을 감안하여 수행하도록 개선된 환기방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 환기시스템은, 하우징과, 상기 하우징에 내장된 전열교환부, 급기팬, 배기팬을 갖추고 다양한 모드로 수행되는 전열교환기를 구비하는 환기시스템에 있어서,
외부 대기중의 미세먼지 농도를 측정하는 외부 미세먼지 측정부,
사물인터넷(IOT: Internet of Things)을 통해 상기 외부 미세먼지 측정부에서 측정된 데이타를 전송받으며 실내 벽체에 장착된 월패드,
상기 월패드로 부터 전달받는 외부 미세먼지 농도 정보와, 실내 조작부에서 실내의 미세먼지를 측정하여 얻은 실내 미세먼지 농도 정보에 기초하여 상기 실내 조작부가 미리 프로그램된 바에 따라 상기 전열교환기의 동작 모드들을 제어하는 것을 특징으로 하여 구성된다.
상기 전열교환기는 동작모드로서 기본적인 전열교환 모드와 함께, 바이패스 모드, 결로방지 모드, 공기청정 모드, 외기 도입 공기청정 모드를 포함한다.
상기 전열교환 모드는 급기팬과 배기팬을 모두 가동시키고, 실내공기 인입구 댐퍼, 실내공기 배출구 댐퍼, 실외공기 인입구 댐퍼, 실외공기 배출구 댐퍼 및 전열소자 유로 댐퍼들을 오픈시키고, 바이패스 유로 댐퍼와 공기청정 유로 댐퍼는 폐쇄시켜 외부 공기가 급기팬에 의해 유입되어 전열소자를 통해 실내로 유입되는 한편, 배기팬에 의해 실내공기가 전열소자를 통해 외부로 배출시키도록 구성된다.
상기 바이패스 모드는 급기팬과 배기팬을 모두 가동시키고, 실내공기 인입구 댐퍼, 실내공기 배출구 댐퍼, 실외공기 인입구 댐퍼, 실외공기 배출구 댐퍼 및 바이패스 유로 댐퍼들을 오픈시키고, 전열소자 유로 댐퍼과 공기청정 유로 댐퍼를 폐쇄시켜서 실외 공기가 전열소자를 통해 실내로 유입되는 한편, 실내공기는 전열교환부의 전열소자를 통하지 않고 하부의 유로를 거쳐 바이패스 유로 댐퍼를 통해 실외로 배출되도록 구성된다.
상기 결로방지 모드는 급기팬을 정지시키고, 배기팬만 가동시킴과 함께, 실내공기 배출구 댐퍼, 실외공기 인입구 댐퍼, 전열소자 유로 댐퍼, 바이패스 유로 댐퍼, 및 공기청정 유로 댐퍼를 개방시키고 실내공기 인입구 댐퍼와 실외공기 배출구 댐퍼를 폐쇄시킨 상태에서 급기팬에 의해 외부 공기가 전열교환부의 상부의 전열소자와 하부의 유로를 통해 실외로 다시 배출시켜 전열교환기 내부는 외기만 순환되게 하여 온도차가 발생되지 않도록 구성된다.
상기 공기청정 모드는 급기팬은 가동하고 배기팬은 정지시킨 상태에서, 실내공기 인입구 댐퍼, 실외공기 배출구 댐퍼 및 공기청정 유로 댐퍼만 오픈시키고, 실내공기 배출구 댐퍼, 실외공기 인입구 댐퍼, 전열소자 유로 댐퍼, 바이패스 유로 댐퍼를 폐쇄시켜서 급기팬에 의해 실내 공기를 배출한 다음 전열부의 필터를 통해 실내로 순환시키도록 구성된다.
외기 도입 공기청정 모드는 급기팬을 가동시키고 배기팬은 정지시킨 상태에서, 실내공기 인입구 댐퍼, 실외공기 인입구 댐퍼, 실외공기 배출구 댐퍼, 공기청정 유로 댐퍼를 개방하는 한편, 실내공기 배출구 댐퍼, 전열소자 유로 댐퍼, 바이패스 유로 댐퍼를 폐쇄시켜 순환되는 실내공기에 외부 공기를 혼합시키도록 구성된다.
상기 실내조작부는 취침모드 버튼, 자동모드 버튼, 수동모드 버튼, 청정모드 버튼, 결로방지모드 버튼, 미세먼지 농도 표시부, 바이패스 모드 버튼, 실외공기 인입구 댐퍼 측에 히터가 제공되어 전열교환기내의 건조 및 제습을 위한 히터가동모드, 미리 설정된 사용기간 경과시 필터 교체를 알람으로 나타내는 필터교체알람아이콘, 부품의 고장시 이를 나타내는 장비점검아이콘과 함께, 기본 조절버튼으로서 온/오프 버튼 및 업다운 버튼들이 제공되고, 옵션으로서 미리 정해진 시간에 자동모드로 작동하도록 예약하는 예약모드버튼이 제공된다.
상기 월패드는 이용자가 휴대한 스마트폰과 사물인터넷으로 연결되고 상기 월패드는 실내조작부와 통신선을 통해 연결되어서, 이용자가 외부에서 스마트폰으로 월패드를 통해 실내조작부에서 온/오프 버튼 및 업다운 버튼들을 포함하는 기본 조절버튼과, 옵션으로서 미리 정해진 시간에 자동모드로 작동하도록 예약하는 예약모드버튼을 작동시키도록 구성될 수 있다.
상기 실내조작부의 자동모드 버튼에 의해 가동되는 자동모드는 외부 미세먼지와 실내 미세먼지 농도에 따라 전열교환모드와, 공기청정모드 및 외기도입 공기청정모드중 어느 하나의 모드로 가동하도록 된다.
상기 실내조작부는 내장된 센서로 실내 공기에서 측정한 이산화탄소 농도에 따라 상기한 실내외 미세먼지 농도와 조합되어 가동되는 전열교환기의 동작 모드들을 "약", "중" 및 "강"으로 가동하여 환기하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 전열교환기를 구비하는 환기시스템에 의한 환기방법에 관한 것으로, 외부 미세먼지 측정부에서 측정한 외부 대기중의 미세먼지 농도 정보와, 실내 조작부에서 측정한 실내의 미세먼지 농도 정보에 따라, 전열소자를 통해 공기 외부로 배출되는 실내공기와 실내로 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어도록 하는 전열교환모드와 외부 공기의 유입을 차단하고 실내 공기를 전열교환기의 필터를 통해 필터링하면서 실내로 재공급하여 순환시키는 실내공기의 순환을 위한 실내공기 청정모드 및 외기를 도입하면서 실내공기를 순환시키는 외기 도입 청정모드들중에서 선택된 적어도 하나의 모드로 전열교환기를 가동시켜 환기하는 것을 특징으로 하여 구성된다.
실내의 이산화탄소 농도를 상기 실내조작부에 내장된 센서로 측정한 이산화탄소 농도에 따라 상기한 실내외 미세먼지 농도에 따른 전열교환기의 동작 모드들을 "약", "중" 및 "강"으로 가동하여 환기하는 것이 바람직하다.
상기 실내조작부는 외부 미세먼지 측정부에서 측정된 외부 미세먼지 농도 정보가 사물인터넷(IOT)을 통해 전달되는 월패드와 통신선으로 연결되어 외부 미세먼지 농도 정보를 받도록 구성된다.
이용자가 외부에서 스마트폰으로 상기 월패드를 통해 실내조작부에서 온/오프 버튼 및 업다운 버튼들을 포함하는 기본 조절버튼과, 옵션으로서 미리 정해진 시간에 자동모드로 작동하도록 예약하는 예약모드버튼을 작동시켜 환기할 수 있다.
상기 실내조작부는, 미리 설정된 일정 시간 동안 전열교환기의 가동과 정지를 반복하도록 하는 취침모드, 청정모드, 결로방지모드, 바이패스 모드, 실외공기 인입구 댐퍼 측에 히터가 제공되어 전열교환기내의 건조 및 제습을 위한 히터가동모드 및 상기 모드들중 어느 하나의 모드로 상기 전열교환기를 가동시키는 수동모드를 더 포함하여 환기시킬 수 있다.
본 발명에 의한 환기시스템은 전열교환기의 급기팬과 배기팬, 및 댐퍼들을 선택적으로 작동 및 개폐시킴으로써, 실내 공기와 외부 유입 공기의 열교환에 의해 에너지를 절약함과 함께, 공기청정기의 기능과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 실내외 미세먼지 농도와 실내의 이산화탄소 농도 및 온도에 따라 전열교환기를 제어하여 환기시 유입될 수 있는 미세먼지에 의한 해로움을 최소화하면서 실내 공기를 환기시켜 항상 쾌적하게 유지할 수 있게 하는 효과가 있고, 이용자가 외부에서 스마트폰으로 월패드(303)를 통해 실내조작부(304)에서의 다양한 모드를 실행케 하여 외부에서도 실내의 환기 상태를 제어할 수 있게 되므로 사용편의성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 환기시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1의 전열교환기의 개략적인 사시도.
도 3은 도 2의 전열교환기의 개략적인 분해사시도.
도 4와 5는 도 3의 전열교환기의 전열교환 모드시 공기흐름을 보여주는 개략적인 사시도.
도 6과 7은 열교환 없이 실내외 공기를 환기시키는 바이패스 모드시 공기흐름을 보여주는 개략적인 사시도.
도 8과 9는 결로방지모드시의 공기 흐름을 보여주는 개략적인 사시도.
도 10은 공기 청정모드시의 공기 흐름을 보여주는 개략적인 사시도.
도 11은 외기도입공기 청정모드시의 공기 흐름을 보여주는 개략적인 사시도.
도 12는 도 1의 실내조작부에 의해 제어되는 전열교환기 모드의 블럭도.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 있어서, 본 발명에 의한 환기시스템은 다양한 모드로 수행될 수 있도록 제어되는 전열교환기(301)와, 외부 대기중의 미세먼지 농도를 측정하는 외부 미세먼지 측정부(302), 사물인터넷(IOT: Internet of Things)을 통해 상기 외부 미세먼지 측정부(302)에서 측정된 데이타를 전송받으며 실내 벽체에 장착된 월패드(303), 상기 월패드(303)로 부터 전달받는 외부 미세먼지 농도 정보와 실내의 미세먼지를 측정하여 얻은 실내 미세먼지 농도 정보에 기초하여 미리 프로그램된 바에 따라 상기 전열교환기(301)의 동작 모드를 제어하는 실내 조작부(304)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 월패드(303)는 이용자가 휴대한 스마트폰(305)과 사물인터넷으로 연결되고 상기 월패드는 실내조작부(304)와 통신선(RS485)을 통해 연결되어서, 이용자가 외부에서 스마트폰으로 월패드(303)를 통해 실내조작부(304)에서의 적어도 일부의 기능을 실행할 수 있다.
상기 전열교환기(301)는 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 하우징(1)과, 상기 하우징에 내장된 전열교환부(2), 급기팬(3), 배기팬(4)을 포함한다.
상기 하우징(1)에는 실내 공기가 인입되는 실내공기 인입구(11)와 실내공기가 외부로 배출되는 실내공기 배출구(12), 실외 공기가 인입되는 실외공기 인입구(13)와 실외로 공기가 실내로 배출되는 실외공기 배출구(14)가 형성되어 있다.
또한, 상기 실내공기 인입구(11)에는 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실내공기 배출구(12)에도 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구(13)의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 실외공기 인입구 댐퍼(131) 및 실외공기 배출구(14)의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 실외공기 배출구 댐퍼(141)가 제공된다.
상기 전열교환부(2)는 2층 구조로 이루어지며, 상부는 전열소자(21)가 설치되어 실내외 공기가 유동되면서 전열교환이 이루지도록 되고, 하부는 전열소자를 거치지 않고, 즉 열교환 없이 실내외 공기가 유동하도록 유로를 형성되며, 이를 위하여 상기 상부에는 전열소자(21)로의 유로 개폐를 위한 전열소자 유로 댐퍼(211)가 전열소자(21)의 츨구측에 제공되고, 하부에는 바이패스 유로 댐퍼(212)가 급기팬(3)과 연통되게 설치되고, 공기청정 유로 댐퍼(213)가 배기팬(4)에 연통되게 설치되어 있다. 상기 바이패스 유로 댐퍼(212)와 공기청정 유로 댐퍼(213) 앞쪽에는 필터(215)가 각각 제공되어 있다.
본 발명에 의한 상기 전열교환기는 인입구와 배출구 및 댐퍼들의 선택적 개폐에 의해 여러가지 모드로, 즉 전열교환 모드, 바이패스 모드, 결로방지 모드, 실내공기의 순환을 위한 실내공기 청정모드, 외기를 도입하면서 실내공기를 순환시키는 외기 도입 청정모드 등의 다양한 기능을 수행하게 된다.
전열교환 모드는 여름철이나 겨울철 냉난방이 가동된 실내 공기를 외부 공기와의 열교환에 의해 최소한의 열손실로 환기시키도록, 급기팬(3)과 배기팬(4)을 모두 가동시키고, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 실외공기 배출구 댐퍼(141) 및 전열소자 유로 댐퍼(211)들을 오픈시키고, 바이패스 유로 댐퍼(212)와 공기청정 유로 댐퍼(213)는 폐쇄시켜서 외부 공기가 급기팬(3)에 의해 유입되어 전열소자(21)를 통해 실내로 유입되는 한편, 배기팬(4)에 의해 실내공기가 전열소자(21)를 통해 외부로 배출되면서 전열소자(21)에서 배출되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어진다.
바이패스 모드는 봄과 가을철과 같은 간절기시 실내공기와 실외공기의 온도차이가 크지 않는 경우, 전열소자에서의 열교환 없이 신속하게 환기시키도록 급기팬(3)과 배기팬(4)을 모두 가동시키고, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 실외공기 배출구 댐퍼(141) 및 바이패스 유로 댐퍼(212)들을 오픈시키고, 전열소자 유로 댐퍼(211)과 공기청정 유로 댐퍼(213)를 폐쇄시켜서 실외 공기가 전열소자(21)를 통해 실내로 유입되는 한편, 실내공기는 전열교환부(2)의 전열소자(21)를 통하지 않고 하부의 유로를 거쳐 바이패스 유로 댐퍼(212)를 통해 실외로 배출된다.
결로방지 모드는 겨울철 외부에서 실내로 유입되는 외부 공기와 실내 공기의 온도차로 인하여 전열교환기내부에 결로가 발생되는 것을 방지하여 전열교환기내부가 습하게 되는 경우 곰팡이균의 번식과 같은 위생 상태 불량이 발생되므로, 이를 방지하도록 하기 위해, 실외 공기로 전열교환기 내부를 순환시키도록 하는 것으로, 이때에는 급기팬(3)은 정지시키고, 배기팬(4)만 가동시킴과 함께, 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 전열소자 유로 댐퍼(211), 바이패스 유로 댐퍼(212), 및 공기청정 유로 댐퍼(213)를 개방시키고 실내공기 인입구 댐퍼(111)와 실외공기 배출구 댐퍼(141)를 폐쇄시킨 상태에서 급기팬(3)에 의해 외부 공기가 전열교환부(2)의 상부의 전열소자(21)와 하부의 유로를 통해 실외로 다시 배출되며, 이때, 전열교환기 내부는 외기만 순환되므로 온도차가 발생되지 않아 결로가 방지된다.
공기청정 모드는 외부 공기에 미세먼지나 황사가 많은 경우에 외부 공기의 유입을 차단하고, 실내 공기를 필터링하면서 실내로 재공급하도록, 급기팬(3)은 가동하고 배기팬(4)은 정지시킨 상태에서, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실외공기 배출구 댐퍼(141) 및 공기청정 유로 댐퍼(213)만 오픈시키고, 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 전열소자 유로 댐퍼(211), 바이패스 유로 댐퍼(212)를 폐쇄시켜서 급기팬(3)에 의해 실내 공기를 배출한 다음 전열부의 필터를 통해 실내공기에 함유된 오염물질을 제거한 다음 다시 실내로 순환시킴으로써 별도의 공기청정기를 구매하지 않더라도 본 발명에 의한 전열교환기에 의해 공기청정 작용을 하게 된다.
외기 도입 공기청정 모드는 상기한 공기청정 모드에서 실내 공기만 재순환하게 되면 이산화탄소 함량이 상승하게 되므로, 급기팬(3)을 가동시키고 배기팬(4)은 정지시킨 상태에서, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 실외공기 배출구 댐퍼(141), 공기청정 유로 댐퍼(213)를 개방하는 한편, 실내공기 배출구 댐퍼(121), 전열소자 유로 댐퍼(211), 바이패스 유로 댐퍼(212)를 폐쇄시킴으로써, 외부 공기를 유입시켜 필터에 의해 정화시킨 다음 순환되는 실내 공기에 혼합시킴으로써 실내공기의 산소포화도를 높여 쾌적하게 한다.
이와 같이 본 발명에 의한 전열교환기는 급기팬과 배기팬, 및 댐퍼들을 선택적으로 작동 및 개폐시킴으로써 단순히 실내 공기와 외부 유입 공기의 열교환을 수행하는 것에 더하여 다양한 기능을 수행토록 하여 별도의 공기청정기의 구매 부담을 덜게 하고, 실내 공기를 쾌적하게 할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 환기시스템에서, 상기한 전열교환기(301)의 동작모드들은 상기 실내조작부(304)의 프로세서에 미리 프로그램된 바에 따라, 외부 미세먼지 측정부(302)에서 측정된 외부 미세 먼지 농도와, 실내조작부(304)에서 측정된 실내 미세먼지 농도와 실내외 온도에 연동하여 제어된다.
이를 위하여 상기 실내조작부(304)에는 도 12에 개략적으로 도시된 바와 같이, 취침모드 버튼(41), 자동모드 버튼(42), 수동모드 버튼(43), 청정모드 버튼(44), 결로방지모드 버튼(45), 미세먼지 농도 표시부(46), 바이패스 모드 버튼(47), 실외공기 인입구 댐퍼 측에 히터가 제공되어 전열교환기내의 건조 및 제습을 위한 히터가동모드(48), 미리 설정된 사용기간 경과시 필터 교체를 알람으로 나타내는 필터교체알람아이콘(50), 모터와 같은 부품의 고장시 이를 나타내는 장비점검아이콘(51)과 함께, 기본 조절버튼(52)으로서 온/오프 버튼 및 업다운 버튼들이 제공되고, 옵션으로서 미리 정해진 시간에 자동모드로 작동하도록 예약하는 예약모드버튼(53)이 제공될 수 있다. 상기 모드 버튼들은 터치 스크린 형태로 실내 조작부에 제공되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실내조작부(304)의 기본 조절버튼(52)과 자동모드버튼(42)은 월패드(303)에 표시되고 이용자가 외부에서 스마트폰(305)으로 실내 환기를 할 수 있도록 되어 있다. 도면에 도시된 연동모드(49)는 옵션으로 히터가동모드(48)와 함께 자동모드(42)로 전열교환기를 가동시키도록 할 수도 있도록 한다.
도 12의 실내조작부(304)의 취침모드에서는 위에서 설명한 외부 미세먼지와 실내 미세먼지 농도에 따른 가동조건으로 가동하되, 예를들어 1시간 가동하고 1시간 정지되게 설정하여 자동으로 운전되게 할 수 있다.
이용자는 수동모드로 전환하여 모드를 직접 선택하여 전열교환기를 가동케 할 수 있고, 전열교환기를 약, 중, 강으로 조절강도를 조절할 수 있다. 예를들어, 기본적으로는 전열교환모드로 여름철이나 겨울철 냉난방이 가동된 실내 공기를 외부 공기와의 열교환에 의해 최소한의 열손실로 환기시킬 수 있으며, 이와 함께 이용자는 청정모드를 선택하여 실내 공기를 전열교환기의 필터를 통해 재순환시키는 공기청정모드와, 외기를 도입함과 함께 실내 공기를 전열교환기의 필터를 통해 재순환시키는 외기도입 공기청정모드로 전열교환기를 가동시킬 수 있다.
또한, 겨울철에는 실내외의 온도차로 인하여 전열교환기내에 발생될 수 있는 결로를 제거하기 위하여, 이용자가 임의로 결로방지모드를 선택하여 전열교환기를 가동케 할 수도 있으며, 봄과 가을철과 같은 간절기시 실내공기와 실외공기의 온도차이가 크지 않는 경우에, 실외 공기가 전열소자(21)를 통해 실내로 유입되는 한편, 실내공기는 전열소자(21)를 통하지 않고 바이패스 유로 댐퍼(212)를 통해 실외로 배출토록 하여 전열소자에서의 열교환 없이 신속하게 환기시키도록 전열교환기를 바이패스 모드로 가동할 수도 있다.
본 발명에 의한 환기방법은, 전열교환기(301)와, 외부 대기중의 미세먼지 농도를 측정하는 외부 미세먼지 측정부(302), 사물인터넷(IOT: Internet of Things)을 통해 상기 외부 미세먼지 측정부(302)에서 측정된 데이타를 전송받으며 실내 벽체에 장착된 월패드(303), 실내의 미세먼지를 측정하여 얻은 실내 미세먼지 농도 정보와 상기 월패드(303)로 부터 전달받는 외부 미세먼지 농도 정보에 기초하여 미리 프로그램된 바에 따라 상기 전열교환기(301)의 동작 모드를 제어하는 실내 조작부(304)를 포함하는 환기시스템으로, 실내와 실외에서 각각 측정된 미세먼지 농도에 따라, 상기 실내조작부(304)에 미리 프로그램된 바에 따라 전열교환기의 복수의 동작모드들중에서 선택된 적어도 2개의 동작모들들로 전열교환기를 가동하여 환기시키는 것을 포함한다.
상기 동작모드들은, 예를들어 외부 공기가 급기팬(3)에 의해 유입되어 전열소자(21)를 통해 실내로 유입되는 한편, 배기팬(4)에 의해 실내공기가 전열소자(21)를 통해 외부로 배출되면서 전열소자(21)에서 배출되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어도록 하는 전열교환모드, 외부 공기의 유입을 차단하고 실내 공기를 전열교환기의 필터를 통해 필터링하면서 실내로 재공급하여 순환시키는 실내공기의 순환을 위한 실내공기 청정모드, 외기를 도입하면서 실내공기를 순환시키는 외기 도입 청정모드들을 포함한다.
또한, 실내의 이산화탄소 농도를 상기 실내조작부(304)에 내장된 센서로 측정한 이산화탄소 농도에 따라 상기한 실내외 미세먼지 농도에 따라 조합되어 가동되는 전열교환기의 동작 모드들을 "약", "중" 및 "강"으로 가동하여 환기하는 것이 바람직하다.
실외 미세먼지 농도와 실내 미세먼지 농도 및 실내 이산화탄소 농도 값에 따라 실내조작부의 프로세서에 아래와 같이 미리 프로그램하여 전열교환기를 제어하여 환기시킬 수 있다.
실외 미세먼지 좋은 상태(0~15㎍/m3)
실내 미세먼지
좋음(0~15㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 전열모드 "약" 가동
전열모드 "중" 가동
전열모드 "강" 가동
실내 미세먼지
보통(16~35㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 전열모드 "약" 가동
전열모드 "중" 가동
전열모드 "강" 가동
실내 미세먼지
나쁨(36~75㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
실내 미세먼지
매우 나쁨
(76㎍/m3 이상)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
실외 미세먼지 보통 상태(16~35㎍/m3)
실내 미세먼지
좋음((0~15㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 공기청정모드 "약"가동
공기청정모드 "중" 가동
공기청정모드 "강" 가동
실내 미세먼지
보통((16~35㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 전열모드 "약" 가동
전열모드 "중" 가동
전열모드 "강" 가동
실내 미세먼지
나쁨((36~75㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
실내 미세먼지
매우 나쁨(76㎍/m3 이상)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
실외 미세먼지 나쁜 상태(36~75㎍/m3)
실내 미세먼지
좋음((0~15㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 공기청정모드 "약"가동
공기청정모드 "중" 가동
공기청정모드 "강" 가동
실내 미세먼지
보통((16~35㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 공기청정모드 "약" 가동
공기청정모드 "중" 가동
공기청정모드 "강" 가동
실내 미세먼지
나쁨((36~75㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
실내 미세먼지
매우 나쁨(76㎍/m3 이상)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
실외 미세먼지 매우 나쁜 상태(36~75㎍/m3)
실내 미세먼지
좋음((0~15㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 공기청정모드 "약"가동
공기청정모드 "중" 가동
공기청정모드 "강" 가동
실내 미세먼지
보통((16~35㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)
801~1400PPM (중)
1401PPM~ (강)		 공기청정모드 "약" 가동
공기청정모드 "중" 가동
공기청정모드 "강" 가동
실내 미세먼지
나쁨((36~75㎍/m3)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
실내 미세먼지
매우 나쁨(76㎍/m3 이상)
CO2 센서 수치		 0~800PPM (약)

801~1400PPM (중)

1401PPM~ (강)		 외기도입 공기청정 모드 "약" 가동
외기도입 공기청정 모드 "중" 가동
외기도입 공기청정 모드 "강" 가동
위에 표시한 바와 같이, 실외 미세먼지 농도와 실내 미세먼지 농도에 따라 연동하여 미리 프로그램된 바에 따라 다양한 모드들로 조합하여 실내를 환기시키되, 이산화탄소 센서에서 감지된 수치에 따라 모드들을 "약", "중" 및 "강"으로 가동하여, 실내 환경을 쾌적하게 유지할 수 있다.
또한, 실내외 온도 조건에 따라 실외 공기가 전열소자(21)를 통해 실내로 유입되는 한편, 실내공기는 전열교환부(2)의 전열소자(21)를 통하지 않고 하부의 유로를 거쳐 바이패스 유로 댐퍼(212)를 통해 실외로 배출되게 하는 바이패스 모드와, 실외 공기로 전열교환기 내부를 순환시키도록 하는 결로방지 모드들 중에서 적어도 하나의 모드로 전열교환기를 가동하여 환기시킬 수도 있다.
또한, 본 발명에 의한 환기방법은 환기시스템에서 이용자가 휴대한 스마트폰(305)과 사물인터넷으로 연결되고 상기 월패드는 실내조작부(304)와 통신선(RS485)을 통해 연결되어서, 이용자가 외부에서 스마트폰으로 월패드(303)를 통해 실내조작부(304)에서의 다양한 모드를 실행케 하여 외부에서도 실내의 환기 상태를 제어할 수 있게 되므로 사용편의성이 향상된다.
본 발명에 의한 환기방법으로, 실내 공기를 환기시킴에 있어서 실내와 실외의 미세먼지 농도 측정값과, 실내의 이산화탄소 농도 측정값에 따라 전열교환기를 실내조작부로 제어하여 환기시 유입될 수 있는 미세먼지에 의한 해로움을 최소화하면서 실내 환경을 항상 쾌적하게 유지할 수 있게 된다.
본 발명은 전열교환기를 이용한 실내 환기장치 및 환기방법에 이용될 수 있다.
1 : 하우징 2 : 전열교환부
3 : 급기팬 4 : 배기팬
11, 13 : 인입구 12, 14 : 배출구
111 : 실내공기 인입구 댐퍼 121 : 실내공기 배출구 댐퍼
131 : 실외공기 인입구 댐퍼 141 : 실외공기 배출구 댐퍼
211 : 전열소자 유로 댐퍼 212 : 바이패스 유로 댐퍼
213 : 공기청정 유로 댐퍼 215 : 필터
301 : 전열교환기 302 : 외부 미세먼지 측정부
303 : 월패드 304 : 실내 조작부

Claims (16)

  1. 하우징(1)과, 상기 하우징에 내장된 전열교환부(2), 급기팬(3), 배기팬(4)을 갖추고 다양한 모드로 수행되는 전열교환기(301)를 구비하는 환기시스템에 있어서,
    외부 대기중의 미세먼지 농도를 측정하는 외부 미세먼지 측정부(302),
    사물인터넷(IOT: Internet of Things)을 통해 상기 외부 미세먼지 측정부(302)에서 측정된 데이타를 전송받으며 실내 벽체에 장착된 월패드(303),
    상기 월패드(303)로 부터 전달받는 외부 미세먼지 농도 정보와, 실내 조작부(304)에서 실내의 미세먼지를 측정하여 얻은 실내 미세먼지 농도 정보에 기초하여 상기 실내 조작부(304)가 미리 프로그램된 바에 따라 상기 전열교환기(301)의 동작 모드들을 제어하는 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전열교환기(301)는 동작모드로서 기본적인 전열교환 모드와 함께, 바이패스 모드, 결로방지 모드, 공기청정 모드, 외기 도입 공기청정 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전열교환 모드에서 급기팬(3)과 배기팬(4)을 모두 가동시키고, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 실외공기 배출구 댐퍼(141) 및 전열소자 유로 댐퍼(211)들을 오픈시키고, 바이패스 유로 댐퍼(212)와 공기청정 유로 댐퍼(213)는 폐쇄시켜 외부 공기가 급기팬(3)에 의해 유입되어 전열소자(21)를 통해 실내로 유입되는 한편, 배기팬(4)에 의해 실내공기가 전열소자(21)를 통해 외부로 배출시키도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 바이패스 모드에서 급기팬(3)과 배기팬(4)을 모두 가동시키고, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 실외공기 배출구 댐퍼(141) 및 바이패스 유로 댐퍼(212)들을 오픈시키고, 전열소자 유로 댐퍼(211)과 공기청정 유로 댐퍼(213)를 폐쇄시켜서 실외 공기가 전열소자(21)를 통해 실내로 유입되는 한편, 실내공기는 전열교환부(2)의 전열소자(21)를 통하지 않고 하부의 유로를 거쳐 바이패스 유로 댐퍼(212)를 통해 실외로 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 결로방지 모드에서 급기팬(3)을 정지시키고, 배기팬(4)만 가동시킴과 함께, 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 전열소자 유로 댐퍼(211), 바이패스 유로 댐퍼(212), 및 공기청정 유로 댐퍼(213)를 개방시키고 실내공기 인입구 댐퍼(111)와 실외공기 배출구 댐퍼(141)를 폐쇄시킨 상태에서 급기팬(3)에 의해 외부 공기가 전열교환부(2)의 상부의 전열소자(21)와 하부의 유로를 통해 실외로 다시 배출시켜 전열교환기 내부는 외기만 순환되게 하여 온도차가 발생되지 않도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 공기청정 모드에서 급기팬(3)은 가동하고 배기팬(4)은 정지시킨 상태에서, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실외공기 배출구 댐퍼(141) 및 공기청정 유로 댐퍼(213)만 오픈시키고, 실내공기 배출구 댐퍼(121), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 전열소자 유로 댐퍼(211), 바이패스 유로 댐퍼(212)를 폐쇄시켜서 급기팬(3)에 의해 실내 공기를 배출한 다음 전열부의 필터를 통해 실내로 순환시키도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  7. 제 2항에 있어서,
    외기 도입 공기청정 모드에서 급기팬(3)을 가동시키고 배기팬(4)은 정지시킨 상태에서, 실내공기 인입구 댐퍼(111), 실외공기 인입구 댐퍼(131), 실외공기 배출구 댐퍼(141), 공기청정 유로 댐퍼(213)를 개방하는 한편, 실내공기 배출구 댐퍼(121), 전열소자 유로 댐퍼(211), 바이패스 유로 댐퍼(212)를 폐쇄시켜 순환되는 실내공기에 외부 공기를 혼합시키도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  8. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 실내조작부(304)는 취침모드 버튼(41), 자동모드 버튼(42), 수동모드 버튼(43), 청정모드 버튼(44), 결로방지모드 버튼(45), 미세먼지 농도 표시부(46), 바이패스 모드 버튼(47), 실외공기 인입구 댐퍼 측에 히터가 제공되어 전열교환기내의 건조 및 제습을 위한 히터가동모드(48), 미리 설정된 사용기간 경과시 필터 교체를 알람으로 나타내는 필터교체알람아이콘(50), 부품의 고장시 이를 나타내는 장비점검아이콘(51)과 함께, 기본 조절버튼(52)으로서 온/오프 버튼 및 업다운 버튼들이 제공되고, 옵션으로서 미리 정해진 시간에 자동모드로 작동하도록 예약하는 예약모드버튼(53)이 제공된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 월패드(303)는 이용자가 휴대한 스마트폰(305)과 사물인터넷으로 연결되고 상기 월패드는 실내조작부(304)와 통신선(RS485)을 통해 연결되어서, 이용자가 외부에서 스마트폰으로 월패드(303)를 통해 실내조작부(304)에서 온/오프 버튼 및 업다운 버튼들을 포함하는 기본 조절버튼(52)과, 옵션으로서 미리 정해진 시간에 자동모드로 작동하도록 예약하는 예약모드버튼(53)을 작동시키도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 실내조작부(304)의 자동모드 버튼(42)에 의해 가동되는 자동모드는 외부 미세먼지와 실내 미세먼지 농도에 따라 전열교환모드와, 공기청정모드 및 외기도입 공기청정모드중 어느 하나의 모드로 가동하도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 실내조작부(304)는 내장된 센서로 실내 공기에서 측정한 이산화탄소 농도에 따라 상기한 실내외 미세먼지 농도와 조합되어 가동되는 전열교환기의 동작 모드들을 "약", "중" 및 "강"으로 가동하여 환기하도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템.
  12. 전열교환기(301)를 구비하는 환기시스템에 의한 환기방법에 있어서,
    외부 미세먼지 측정부(302)에서 측정한 외부 대기중의 미세먼지 농도 정보와, 실내 조작부(304)에서 측정한 실내의 미세먼지 농도 정보에 따라, 전열소자(21)를 통해 공기 외부로 배출되는 실내공기와 실내로 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어도록 하는 전열교환모드와 외부 공기의 유입을 차단하고 실내 공기를 전열교환기의 필터를 통해 필터링하면서 실내로 재공급하여 순환시키는 실내공기의 순환을 위한 실내공기 청정모드 및 외기를 도입하면서 실내공기를 순환시키는 외기 도입 청정모드들중에서 선택된 적어도 하나의 모드로 전열교환기(301)를 가동시켜 환기하는 것을 특징으로 하는 환기시스템에 의한 환기방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    실내의 이산화탄소 농도를 상기 실내조작부(304)에 내장된 센서로 측정한 이산화탄소 농도에 따라 상기한 실내외 미세먼지 농도에 따른 전열교환기의 동작 모드들을 "약", "중" 및 "강"으로 가동하여 환기하는 것을 특징으로 하는 환기시스템에 의한 환기방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 실내조작부(304)는 외부 미세먼지 측정부(302)에서 측정된 외부 미세먼지 농도 정보가 사물인터넷(IOT)을 통해 전달되는 월패드(303)와 통신선으로 연결되어 외부 미세먼지 농도 정보를 받도록 된 것을 특징으로 하는 환기시스템에 의한 환기방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    이용자가 외부에서 스마트폰(305)으로 상기 월패드(303)를 통해 실내조작부(304)에서 온/오프 버튼 및 업다운 버튼들을 포함하는 기본 조절버튼(52)과, 옵션으로서 미리 정해진 시간에 자동모드로 작동하도록 예약하는 예약모드버튼(53)을 작동시켜 환기하는 것을 특징으로 하는 환기시스템에 의한 환기방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 실내조작부(304)는, 미리 설정된 일정 시간 동안 전열교환기의 가동과 정지를 반복하도록 하는 취침모드, 청정모드, 결로방지모드, 바이패스 모드, 실외공기 인입구 댐퍼 측에 히터가 제공되어 전열교환기내의 건조 및 제습을 위한 히터가동모드 및 상기 모드들중 어느 하나의 모드로 상기 전열교환기를 가동시키는 수동모드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기시스템에 의한 환기방법.
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