KR100343036B1 - 전기집진기를 포함한 전열교환형 환기장치 - Google Patents

Abstract

케이스의 한 측면에 외부공기를 흡입할 수 있도록 형성된 흡입공과, 상기 흡입공으로부터 흡입된 외부공기와 실내공기의 온도차를 이용하여, 외부공기를 냉각 또는 가열할 수 있는 수단을 개재한 전열교환기와, 상기 전열교환기를 통과한 외부공기를 실내로 급기할 수 있도록 형성된 외부공기 급기팬과, 상기 급기팬에 의하여 외부공기가 실내로 유입될 수 있도록 형성된 급기공과, 상기 외부공기를 흡입할 수 있도록 형성된 흡입공과 반대편 타측, 즉 실내측에 설치되어 실내공기를 배기할 수 있도록 형성된 실내공기 흡입공과, 상기 흡입공으로부터 배기되는 실내공기가 전열교환기를 통과하고, 외부로 배기될 수 있도록 형성된 실내공기 배기팬과, 상기 배기팬에 의하여 실내공기가 외부로 배기될 수 있도록 구성된 실내공기 배기공으로 이루어진 전열교환형 환기장치에 있어서;

상기 전열교환형 공기청정기의 케이스 내부에 설치되어, 실내로 흡입되는 외부공기 속의 세균, 박테리아, 배기가스, 먼지 등을 흡착처리할 수 있도록,

큰 먼지와 같이 입자가 큰 물질을 포집하기 위하여 섬유매트 형태로 구성된 프리필터(Pre-Filter)와, 상기 프리필터(Pre-Filter)를 통하여 유입되는 미세한 먼지입자를 하전시키는 이오나이져(Ionizer)와, 상기 이오나이져(Ionizer)에 의하여 대전된 미세먼지 입자를 정전현상을 이용하여 포집하는 콜렉터(Collector)와, 상기 콜렉터(Collector)에 의하여 미세먼지가 제거된 공기의 냄새를 제거하기 위하여 구성된 냄새제거용 탈취필터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전열교환형 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면 흡입되는 외부공기가 상기 전기집진기와 전열교환기를 통과하여, 청정한 공기와, 열이 회수된 공기로 변환되어 실내에 공급되어짐으로써, 실내에 있는 사람은 보다 쾌적한 공기를 접할 수 있다.

Description

전기집진기를 포함한 전열교환형 환기장치{Total heat recovery ventilator with electrostatic precipitator}

본 발명은 전기집진기가 장착된 전열교환형 환기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환기장치의 내부에 전기집진기의 구성요소인, 프리필터(Pre-Filter),이오나이져(Ionizer), 콜렉터(Collector), 탈취필터를 구비하여, 아파트, 주택 등 건물내의 공기를 공기역학적으로 급기 또는 배기하고, 배기되는 실내공기의 열에너지를 전열교환방식으로 회수하여, 실내로 유입되는 외부공기에 포함되어 있는 세균, 박테리아, 배기가스를 제거하고, 실내의 공기 온도를 적정하게 유지시켜주는 전기집진기가 내장된 전열교환형 환기장치에 관한 것이다.

폐쇄공간의 공기는 시간이 지남에 따라 점차 이산화탄소로 변함과 동시에 오염되어 생명체의 호흡을 저해하게 한다. 따라서, 사무실이나 차량과 같이, 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 된 곳은 수시로 환기를 시켜야 한다, 이 때 통상적으로 전열교환 방식을 이용한 환기장치가 이용된다. 이것은 실내공기 온도를 유지하면서 외부공기를 급기하고, 실내공기를 배기하기 위해서이다.

도4와 도6은 종래의 전열교환형 환기장치의 구성과, 외부공기를 흡입하여 실내로 급기하는 과정을 나타낸다.

종래의 전열교환형 환기장치는 도시된 바와 같이, 외관을 형성하고 있는 본체 케이스 한 측면에 외부공기를 흡입할 수 있도록 외부공기 흡입공이 형성되어 있다.

상기 외부공기 흡입공의 주변에는 외부로부터 전열교환기를 보호할 수 있도록 개폐장치가 구비되어 있고, 흡입공으로부터 흡입되는 외부공기가 전열교환기 방향으로 도달할 수 있도록 전열교환기와의 사이에 흡입덕트가 형성되어 외부공기의 통로가 될 수 있도록 형성되어 있다.

한편, 통상의 전열교환기는 온도 차이가 발생하는 각각의 공기를 서로 다른 유로를 통하게 함으로써, 상기 서로 다른 유로의 층을 형성하는 고효율의 열교환막에 의하여 잠열을 교환하는 습기와 현열을 교환하는 열에 의해서 전열교환을 일으키는 원리를 따른다.

상기 외부공기 흡입공으로부터 열교환기를 통한 외부공기는 흡입공과 타측에 위치하고 본체 케이스에 형성되어 있는 외부공기 급기부에 의하여 실내로 급기된다.

상기 외부공기 급기부는 전원을 인가 받아 구동되는 전동기와, 상기 전동기에 구동력에 따라 회전되는 급기팬과, 상기 전동기와 급기팬을 지지하면서 공기의 흐름을 제어하도록 본체 케이스의 소정 높이에 설치되는 덕트로 구성되어 있다.

이상에서 기술한 바와 같이, 외부공기의 실내로의 급기경로는

외부 -> 외부공기 흡입공 -> 전열교환기 -> 외부공기 급기팬 -> 외부공기 급기공 -> 실내

가 되는 경로를 따르게 된다.(도6 참조)

한편, 전열교환형 환기장치 본체 케이싱에는, 상기 외부공기 흡입공과 타측에 형성되어 실내공기를 흡입하여 배기할 수 있도록 실내공기 흡입공이 형성되어 있다.

상기 실내공기 흡입공을 통하여 흡입되는 실내공기는 상기 상술한 외부공기 흡입공에서의 외부공기와 같이 전열교환기를 통하여 배기가 되지만, 사용자의 편의에 따라 실내공기를 직접 실내공기 배기공 방향으로 토출할 수 있도록, 실내공기 흡입공 덕트에 댐퍼(Damper)를 구비하였다.

따라서, 실내공기의 외부로의 배기경로는

실내 -> 실내공기 흡입공 -> 전열교환기 -> 실내공기 배기팬 -> 실내공기 배기공 -> 외부공기

또는

실내공기 -> 실내공기 흡입공 -> 바이패스 배기덕트-> 실내공기 배기팬 -> 실내공기 배기공 -> 외부공기

가 되는 경로를 따르게 된다.(도6 참조)

이상에서과 같이, 상기 기술한 종래의 전열교환형 환기장치의 구성은 단순히 실내공기를 배기하고 외부공기를 흡입하는 구조로 구성되어있기 때문에, 실내가 오염된 공기에 노출되기 마련이다.

따라서, 종래의 전열교환형 환기장치는 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

종래의 전열교환형 환기장치는 프리필터(Pre-Filter)만을 내장하고 있기 때문에, 세균, 박테리아, 배기가스, 먼지 등이 전열교환기내로 흡입되어 전열교환기의 고장을 유발할 수 있고, 장기간 누적 및 퇴적된 오염물질에 의해 전열교환기의 효율이 떨어지고, 동력비 상승의 원인이 된다.

또한, 종래의 전열교환형 환기장치는 외부공기의 세균, 박테리아, 배기가스, 먼지 등이 걸러지지 않은 상태로 실내에 급기되기 때문에, 실내에 있는 사람들의 건강을 해칠 우려가 있다.

또한, 종래의 전열교환기는 냄새 제거용 탈취필터를 내장하고 있지 않기 때문에 함진공기중에 악취가 있을 경우, 실내에 있는 사람들은 악취에 그대로 노출되어 불쾌감을 느낄수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,

본 발명의 목적은 외부흡입공과 전열교환기 사이에 전기집진기를 설치하여, 외부공기가 상기 전기집진기와 전열교환기를 통과하면서 청정한 공기로서 실내에 급기될 수 있도록 제공하는 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 외부에서 흡입되는 공기가 상기 전기집진기와 전열교환기를 통과하면서 사용자가 원하는 적정한 온도의 공기로써, 실내에 급기될 수 있도록 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 실내에서 배출되는 공기의 열을 회수하여, 실내로 급기되는 공기의 온도를 적정하게 유지할 수 있도록 재사용함으로써, 실내의 최적 온습도를 저에너지로 유지하며, 냉난방 비용을 절감할 수 있도록 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1a는 본 발명에 의한 전기집진기를 포함한 전열교환형 환기장치의 분해사시도,

도1b는 본 발명의 실시예에 의한 전열교환형 환기장치의 분해사시도,

도2a는 본 발명에 의한 전기집진기의 간략도,

도2b는 본 발명의 실시예에 의한 콜렉터의 간략도,

도3는 본 발명의 공기흐름을 나타내는 간략도,

도4는 종래의 전열교환형 환기장치의 분해사시도,

도5는 본 발명의 실시예에 의한 실내ㆍ외 공기의 순환 블럭도,

도6는 종래의 실시예에 의한 실내ㆍ외 공기의 순환 블럭도

[도면 부호의 설명]

10 : 외부공기 흡입공, 11 : 전기집진기,

11a : 프리필터(Pre-Filter), 11b : 이오나이져(Ionizer),

11c : 콜렉터(Collector), 11d : 탈취필터,

12 : 전열교환기, 14 : 외부공기 급기팬,

20 : 실내공기 급기공, 21 : 배기덕트 댐퍼 모듈,

21a : 바이패스 배기공 21b : 배기덕트 배기공,

21c : 바이패스 배기덕트, 24 : 실내공기 배기팬,

100 : 실내공기 흡입공, 200 : 실내공기 배기공.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 전기집진기를 장착한 전열교환형 환기장치는, 외부공기 흡입공과 전열교환기 사이에, 본체 내로 흡입되는 함진기류 속의 분진입자중 크기가 큰 먼지를 일차적으로 거르기 위한 섬유매트 형태의 프리필터와, 상기 프리필터의 후위(기류의 후방측)에 설치되어 상기 프리필터를 지나 온 함진기류 내의 분진을 하전시키는 이오나이저와, 상기 이오나이저를 거쳐 나온 하전된 분진을 정전 현상을 이용하여 포집하는 콜렉터와, 상기 콜렉터에서 제거하지 못한 악취 등의 냄새성분을 탈취하기 위한 탈취필터를 구비하여, 실내로 흡입되는 외부공기 속의 세균, 박테리아, 배기가스, 먼지를 흡착처리할 수 있도록 구성된 전기집진기를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기집진기의 콜렉터에 구비되고, 대전된 먼지를 집진하는 것은 도전성 필름인 것을 본 발명의 세부적인 특징으로 한다.

또한, 상기 전지집진기의 탈취필터는 탈착이 가능하여, 본 발명 환기장치의소정 부위에 장착할 수 있는 것을 본 발명의 두 번째 세부적인 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 관하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

참고로, 도면에서 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

실내에서 외부로 배기되는 실내공기의 흐름은 종례의 전열교환형 환기장치의 그것과 같기 때문에, 본 명세서는 외부에서 실내로 들어오는 공기의 흐름만을 설명하기로 한다.

도1a에서 외부공기 흡입공(10)과 외부공기 급기공(100)은 외부공기의 출발점과 종점이되고, 이것은 오염된 공기에서 청정한 공기로 바뀌는 시점이 된다는 것이다. 즉, 외부공기 흡입공(10)은 외부공기가 처음으로 본 발명의 본체 내부에 흡입되는 부분이고, 외부공기 급기공(100)은 본 발명의 본체 끝부분, 실내와 가장 가까운 부분으로 청정화되고, 알맞은 온도의 공기가 실내로 급기되는 부분이다.

여기서, 외부공기 흡입공(10)에 있는 외부공기는 본 발명에서 장착하고 있는 전지집진기(11)로 유입되어 청정하게 되는 것인데, 상기 전기집진기(11)는 흡입되는 외부공기 속의 분진입자중 크기가 큰 먼지를 일차적으로 거르기 위한 섬유매트 형태의 프리필터(11a)와, 상기 프리필터(11a)의 후위(기류의 후방측)에 설치되어 상기 프리필터(11a)를 지나 온 외부공기 내의 분진을 하전시키는 이오나이저(11b)와, 상기 이오나이저(11b)를 거쳐 나온 하전된 분진을 정전 현상을 이용하여 포집하는 콜렉터(11c)와, 상기 콜렉터에서 제거하지 못한 악취 등의 냄새성분을 탈취하기 위한 탈취필터(11d)로써 구성되었다.(도2 참조)

한편, 상기 콜렉터(11c)에 사용하는 집진용 장치는 긴 띠 형태의 도전성 필름(11e)이 바람직하다. 이것은 콜렉터 제작시에 긴 띠 형태의 도전성 필름을 절단하는 공정을 생략할 수 있고, 제작비용이 절감된다는 점과, 효율면에서 도전성 필름의 양끝이 팽팽한 상태로 설치됨으로 필름의 처짐을 방지할 수 있고, 도전성 필름간의 간격이 일정함으로 분진을 포집하는 효율이 높다는 장점이 있다.(도2a 참조)

또한, 상기 전기집진기의 탈취필터(11d)는 탈착이 가능하도록 구성되었다.

이것은 심한 악취가 발생하는 지역에서 사용할 경우, 공기청정기의 케이스 내에 탈취필터를 하나 더 장착하거나, 전기집진기에서 분리시켜 소정 위치에 구성하여 심한 악취를 제거할 수 있도록 한 것이다.(도1b 참조)

상기 전기집진기(11)를 통과한 청정한 외부공기는 전열교환기(12)에 의하여 열교환이 일어남으로, 사용자가 원하는 적정한 온도와 습도를 유지하게 된다.

표1은 본 발명에 의한 전열교환기형 환기장치를 사용하였을 때, 소비전력을 기준으로 열교환 효율과 엔탈피 교환율을 크게 세부분으로 나누어 표로 작성한 것이다.

	소비전력(W)	전류(A)	열교환효율(%)	엔탈피 교환율(%)
				냉방	난방
본 발명	강	75	0.8	69 이상	52	58
	중	65	0.7	70 이상	52	58
	약	60	0.6	70 이상	60	65

상기 전열교환기(12)에서 열교환되어 사용자가 원하는 청정한 공기와 적정한 온도의 공기를 유지하게 된 외부공기는 외부공기 급기부와, 외부공기 급기공(100)을 통하여 실내에 급기되어진다.

상기 외부공기 급기부는 상기 기술한 종래의 그것과 같이, 전원을 인가 받아 구동되는 전동기(13)와, 상기 전동기에 구동력에 따라 회전되는 급기팬(14)과, 상기 전동기와 급기팬을 지지하면서 공기의 흐름을 제어하도록 본체 케이스의 소정 높이에 설치되는 덕트(15)로 구성되어 있다.

이상에서와 같이, 외부공기의 실내로의 급기는 종래의 전열교환형 환기장치와는 다르게,

외부 -> 외부공기 흡입공 -> 전기집진기 -> 전열교환기 -> 외부공기 급기팬 -> 외부공기 급기공 -> 실내

가 되는 경로를 따르게 된다.(도3, 도5 참조)

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면

외부공기 흡입공과 전열교환기 사이에 전기집진기를 설치하여, 외부공기가 상기 전기집진기와 전열교환기를 통과하여 청정한 공기로써 실내에 급기됨으로 실내에서 쾌적한 공기를 접할수 있다.

또한, 사용자가 원하는 적정한 온도의 공기를 실내에서 접할 수 있다.

또한, 실내에서 배출되는 실내공기의 열을 회수하여 재사용함으로써, 실내의 최적 온습도를 저에너지로 유지하여 냉난방 비용을 절감할 수 있는 효과를 볼 수 있다. 또한, 콜렉터에 사용하는 집진용 장치는 긴 띠 형태의 도전성 필름을 사용함으로서 높은 집진 효율을 유지할 수 있고, 불쾌한 스퍼터 소음이 없다.

Claims (3)

1. 케이스의 한 측면에 외부공기를 흡입할 수 있도록 형성된 흡입공과, 상기 흡입공으로부터 흡입된 외부공기와 실내공기의 온도차를 이용하여, 외부공기를 냉각 또는 가열할 수 있는 수단을 개재한 전열교환기와, 상기 전열교환기를 통과한 외부공기를 실내로 급기할 수 있도록 형성된 외부공기 급기팬과, 상기 외부공기가 실내로 유입될 수 있도록 형성된 외부공기 급기공과,

   상기 외부공기를 흡입할 수 있도록 형성된 외부공기 흡입공과 반대편 타측, 즉 실내측에 설치되어 실내공기를 배기할 수 있도록 형성된 실내공기 흡입공과, 상기 흡기공으로부터 배기되는 실내공기가 전열교환기를 통과하고, 외부로 배기될 수 있도록 형성된 실내공기 배기팬과, 상기 배기팬에 의하여 실내공기가 외부로 배기될 수 있도록 구성된 실내공기 배기공으로 이루어진 전열교환형 환기장치에 있어서;

   상기 전열교환형 환기장치의 내에 설치되어, 실내로 흡입되는 외부공기 속의 세균, 박테리아, 배기가스, 먼지 등을 흡착처리할 수 있도록,

   큰 먼지와 같이 입자가 큰 물질을 포집하기 위하여 섬유매트 형태로 구성된 프리필터(Pre-Filter)와, 상기 프리필터(Pre-Filter)를 통하여 유입되는 미세한 먼지입자를 하전시키는 이오나이져(Ionizer)와, 상기 이오나이져(Ionizer)에 의하여 대전된 미세먼지 입자를 정전현상을 이용하여 포집하는 콜렉터(Collector)와, 상기 콜렉터(Collector)에 의하여 미세먼지가 제거된 공기의 냄새를 제거하기 위하여 구성된 냄새제거용 탈취필터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전열교환형 환기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전기집진기의 콜렉터(11c)에 사용하는 집진용 장치는 긴 띠 형태의 도전성 필름인 것을 특징으로 하는 전열교환형 환기장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전기집진기의 탈취필터(11d)는 탈착이 가능하여, 환기장치 내의 소정 위치에 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 전열교환형 환기장치.