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KR100640799B1 - 공기 청정 겸용 환기장치 - Google Patents

공기 청정 겸용 환기장치 Download PDF

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KR100640799B1
KR100640799B1 KR1020050035636A KR20050035636A KR100640799B1 KR 100640799 B1 KR100640799 B1 KR 100640799B1 KR 1020050035636 A KR1020050035636 A KR 1020050035636A KR 20050035636 A KR20050035636 A KR 20050035636A KR 100640799 B1 KR100640799 B1 KR 100640799B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
passage
air supply
exhaust
indoor
Prior art date
Application number
KR1020050035636A
Other languages
English (en)
Inventor
최인호
김정용
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020050035636A priority Critical patent/KR100640799B1/ko
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Abstract

본 발명은 환기장치에 있어서 급기팬의 크기를 배기팬 보다 크게하여 신선한 공기의 양을 늘리는 공기청정 겸용 환기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은 실내공기가 흡입되어 실외로 배출되는 통로인 배기유로와 실외공기가 흡입되어 실내로 토출되는 통로인 급기유로가 교차되고, 실내와 실외를 직접 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 케이스와; 상기 급기유로와 배기유로의 교차된 부분에 배치되고, 실내공기 및 실외 공기를 열교환 시키는 전열교환기와; 상기 배기유로의 일측에 설치되고, 오염된 실내공기를 흡입하여 실외로 배출시키는 배기팬과; 상기 급기유로의 일측에 설치되며, 상기 배기팬보다 송풍량이 크도록 형성되어 실외공기를 흡입 시키는 급기팬과;상기 급기유로에 설치되고, 흡입되는 실외공기에 포함된 이물질을 걸러내 필터와; 상기 바이패스 유로에 설치되고, 실외공기가 실내로 직접 흡입되도록 제어하는 바이패스 댐퍼:를 포함하여 구성된 공기 청정 겸용 환기장치를 제공한다.
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Description

공기 청정 겸용 환기장치{Ventilation system with air cleaning}
도 1은 종래기술에 따른 환기장치의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 사시도
도 2는 본 발명에 따른 환기장치의 전열교환 운전시 공기의 유동을 나타낸 개략적인 평면도
도 3은 본 발명에 따른 환기장치의 바이패스유로 운전시 공기의 유동을 나타낸 개략적인 평면도
도 4는 본 발명에 따른 환기장치의 실내공기에 의한 공기청정 운전시 공기의 유동을 나타낸 개략적인 평면도
도 5는 본 발명에 따른 환기장치의 실내공기의 배기 및 공기청정 운전이 복합적으로 이루어지는 공기의 유동을 나타낸 개략적인 평면도.
* 도면의 부호에 대한 설명 *
100 : 환기장치 101 : 케이스
102 : 급기유로 102a : 급기용 댐퍼
103 : 배기유로 103a : 순환용 댐퍼
103b : 순환구 104 : 급기용바이패스유로
104a : 급기용바이패스댐퍼 105 : 배기용바이패스유로
105a : 배기용바이패스댐퍼 106 : 전열교환기
107 : 급기팬 108 : 배기팬
109 : 필터
본 발명은 환기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기청정 겸용 환기장치에 있어서, 급기팬의 구조를 개선하여 실내로 배출되는 신선한 공기의 양을 늘리도록 하는 것에 관한 것이다.
근래에 에너지 절약을 위한 방편과 소음 등의 문제로 점차 인간의 주거공간은 기밀화 및 단열화 되는 경향으로 나아가고 있다.
이러한 폐쇄공간의 공기는 시간이 지남에 따라 점차 이산화탄소로 변함과 동시에 오염되어 신선한 공기로 환기 시켜줘야 한다.
뿐만 아니라, 새 집 같은 경우 각 종 화학물질의 접착제 등으로 인하여 인체에 유해한 물질이 생성되는 바, 환기의 필요성은 더욱 중요시 되고 있다.
이때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.
종래에 알려진 대부분의 환기장치는 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방법을 택하고 있다.
그러나 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시킬 경우, 실내의 냉기 또는 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열 교환 없이 유입됨으로써 불쾌감을 느낌과 동시에 에너지의 경제적 손실이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 실내공기와 실외공기를 열교환시켜 적정한 온도를 유지하며 실내로 흡입되는 전열교환 방식의 환기장치가 제시되었다.
이하, 첨부된 도면을 통하여 전열교환 방식의 환기장치를 설명하도록 한다.
도 1은 종래기술에 따른 환기장치의 내부구조를 개략적으로 나타낸 사시도로써, 도 1을 통하여 알 수 있듯이 박스형태의 케이스(1) 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트(10)가 구비되고, 상기 급기덕트(10)와 소정위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트(20)가 구비된다.
그리고, 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)가 교차되는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환되는 전열교환기(5)가 구비된다.
상기 급기덕트(10)의 일단에는 실외와 연통되는 급기 흡입구(11)가 형성되고, 타단에는 실내와 연통되는 급기 배출구(13)가 형성되며, 상기 배기덕트(20)의 일단에는 실내와 연통되는 배기 흡입구(21)가 형성되고, 타단에는 실외와 연통되는 배기 배출구(23)가 형성된다.
그리고, 상기 케이스(1) 내부에 설치된 상기 급기덕트(10) 상에는 실외로부터 실외공기를 강제흡입하여 실내로 공급하는 급기팬(15)이 설치되고, 상기 배기덕트(20) 상에는 실내의 오염공기를 강제로 흡입하여 실외로 배출하는 배기팬(25)이 설치된다.
이때, 상기 급기팬(15)과 근접하여 필터(미도시)가 설치된다.
상술한 바와 같이 구성된 전열교환 방식 환기장치는, 실내공기가 어느정도 오염되었을 때 배기팬(25)에 전원이 인가되면서 실내오염공기가 배기 흡입구(21)를 통해 배기덕트(20)로 유입된 다음, 전열교환기(5)를 지나 배기 배출구(23)를 통해 실외로 배출된다.
이와 동시에, 급기팬(15)에 전원이 인가되면서 실외공기가 급기 흡입구(11)를 통해 급기덕트(10)로 유입된 다음, 전열교환기(5)를 지나 상기 필터를 통해 유해한 이물질들이 걸러지면서 급기 배출구(13)를 통해 신선한 공기가 실내로 공급된다.
이때, 상기 전열교환기(5)를 지나는 실내공기와 실외공기는 상호 열교환되어 실내에 적합한 온도의 실외공기가 공급된다.
그러나, 상술한 전열교환 방식의 환기장치는 다음과 같은 문제점이 발생하였다.
급기팬(15)에 의해 급기 흡입구(11)에서 흡입된 공기의 양이 급기덕트(10)를 통해 전열교환기(5)를 거치면서, 공기청정 기능을 위해 설치된 필터에서 많은 압손이 발생하여 급기 배출구(13)를 통해 제공되는 신선한 공기의 양이 줄어들었다.
즉, 상기 환기장치 내부에 설치된 같은 크기의 배기팬(25)과 급기팬(15)은 회전수와 흡입력은 같지만, 급기배출구(13)에 설치된 필터에서 발생하는 압손 때문에 실제로 실내로 흡입되는 공기의 양은 상기 배기팬(25)에 의해 실외로 배출되는 공기의 양 보다 현저히 적었다.
따라서, 실외로부터 흡입되는 공기의 양에 비해 필터에 의해 각종 이물질들이 걸러지면서 실내로 토출되는 신선한 공기의 양이 현저히 적은 비효율적인 문제 가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 급기팬의 구조를 개선하여 실내로 토출되는 신선한 공기의 양을 늘려 공기청정 겸용 환기장치의 효율성을 높이는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실내공기가 흡입되어 실외로 배출되는 통로인 배기유로와 실외공기가 흡입되어 실내로 토출되는 통로인 급기유로가 교차되고, 실내와 실외를 직접 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 케이스와; 상기 급기유로와 배기유로의 교차된 부분에 배치되고, 실내공기 및 실외 공기를 열교환 시키는 전열교환기와; 상기 배기유로의 일측에 설치되고, 오염된 실내공기를 흡입하여 실외로 배출시키는 배기팬과; 상기 급기유로의 일측에 설치되며, 상기 배기팬보다 송풍량이 크도록 형성되어 실외공기를 흡입 시키는 급기팬과; 상기 급기유로에 설치되고, 흡입되는 실외공기에 포함된 이물질을 걸러내는 필터와; 상기 바이패스 유로에 설치되고, 실외공기가 실내로 직접 흡입되도록 제어하는 바이패스 댐퍼:를 포함하여 구성된 공기 청정 겸용 환기장치를 제공한다.
한편, 상기 배기팬은 실외로 토출되는 공기의 하류에 설치된다.
또한, 상기 급기유로에는 실내로 흡입되는 공기를 제어하는 급기용 댐퍼가 설치된다.
한편, 상기 배기유로에는 실내공기의 일부를 외부로 토출하고, 실내공기의 나머지 일부를 실내로 순환하도록 제어하는 순환용 댐퍼가 설치된다.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 통하여 본 발명에 따른 공기 청정 겸용 환기장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명에 따른 공기 청정 겸용 환기장치(100)은 급기유로(102)와, 배기유로(103)를 갖는 케이스(101)와, 상기 케이스(101) 내부에 구비되며 실외공기와 실내공기가 교차되면서 열교환되는 전열교환기(106)와, 상기 급기유로(102)와 배기유로(103)에 각 각 설치되는 급기팬(107) 및 배기팬(108)과, 상기 전열교환기(106)를 거치지 않고 직접 실내 및 실외로 공기가 유동되는 통로인 바이패스유로(104,105)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 급기유로(102)상에는 실외공기의 유동을 제어하는 급기용 댐퍼(102a)가 구비된다.
이때, 상기 급기용 댐퍼(102a)는 전열교환기(106)와 급기팬(107) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 배기유로(103)상에는 실내공기의 유동을 제어하는 순환용 댐퍼(103a)가 구비된다.
상세하게는, 실내쪽 배기유로(103)의 내측면에는 급기팬(107)을 향하여 순환구(103b)가 형성되고, 상기 순환구(103b)에는 상기 순환용 댐퍼(103a)가 구비된다.
또한, 상기 순환용 댐퍼(103a)는 작동되는 모드에 따라 상기 배기유로(103)와 상기 순환구(103b)를 선택적으로 개폐하면서 제어된다.
한편, 상기 배기팬(108)은 배기유로(103)상에 설치되되, 실내공기가 송풍되 어 실외로 나가는 공기의 하류에 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 급기팬(107)은 급기유로(102)상에 설치되되, 실외공기가 흡입되어 실내로 들어오는 공기의 하류에 설치됨이 바람직하다.
이때, 상기 급기팬(107)은 상기 배기팬(108)보다 크게 형성된다.
그리고, 상기 급기팬(107)의 직경이 상기 급기유로(102)의 폭보다 커지므로 상기 급기유로(102)상에 길이방향으로 나란하게 설치된다.
한편, 상기 급기유로(102)상에는 공기청정 기능을 위해, 흡입된 실외공기의 각 종 이물질들을 걸러주는 필터(109)가 상기 급기팬(107)과 나란한 방향으로 설치된다.
이때, 상기 필터(109)는 헤파(HEPA)필터로 이루어짐이 바람직하며, 상기 급기팬(107)의 근접한 곳에 구비됨이 더욱 바람직하다.
한편, 전열교환기(106)는 상기 케이스(101)의 대략 중앙에 설치되고, 상기 전열교환기(106)를 중심으로 양측에 바이패스유로(104,105)가 형성된다.
이때, 상기 바이패스유로(104,105)는 급기용 바이패스유로(104)와 배기용 바이패스유로(105)로 구분된다.
그리고, 상기 배기용 바이패스유로(105)상에는 실내공기의 유동을 제어하는 배기용 바이패스댐퍼(105a)가 구비된다.
또한, 상기 급기용 바이패스유로(104)상에는 실외공기의 유동을 제어하는 급기용 바이패스댐퍼(104a)가 구비된다.
상술한 구성에 의해 본 발명에 따른 환기장치(100)의 작용을 상세히 설명하 도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실외공기와 실내공기가 전열교환기를 통과하면서 작동되는 공기 청정 겸용 환기장치의 작용을 설명하도록 한다.
상기와 같은 환기모드는 실내와 실외의 온도차가 급격히 많은 경우에 작동하는게 바람직하다.
즉, 계절상으로 실내와 실외의 온도차가 큰 여름 및 겨울에 작동하는게 더욱 바람직하다.
공기 청정 겸용 환기장치(100)의 전열교환 운전시에는 급기용 바이패스댐퍼(104a) 및 배기용 바이패스댐퍼(105a)에 의해 각 각의 급기용 바이패스유로(104) 및 배기용 바이패스유로(105)가 폐쇄된다.
이와 동시에, 급기유로(102)상에 구비된 급기용 댐퍼(102a)에 의해 급기유로(102)는 개방되고, 배기유로(103)상에 구비된 순환용 댐퍼(103a)에 의해 순환구(103b)는 폐쇄된다.
각 각의 모터에 의해 배기팬(108)과 급기팬(107)이 회전이 되면서 오염된 실내공기가 배기유로(103)를 따라 전열교환기(106)를 거쳐 실외로 빠져나가게 되고, 동시에 실외공기가 급기유로(102)를 따라 전열교환기(106)를 거쳐 실내로 들어오게 된다.
이때, 상기 급기팬(107)은 상기 배기팬(108)보다 크게 형성된다.
이에 따라, 상기 배기팬(108) 보다 큰 회전력을 가지게되므로, 실외공기가 전열교환기(106) 및 필터(109)를 통과하여 실내로 토출되면서 발생하는 압손을 최 소화하여, 실외로 배출되는 실내공기의 양과 실내로 흡입되는 실외공기의 양이 비슷해짐으로써, 상기 환기장치(100)의 효율을 높일 수 있다.
또한, 실내로 흡입되는 실외공기는 필터(109)를 통과하면서 각 종 이물질이 걸러지는 공기 청정의 기능을 겸하게 되므로 더욱 신선한 공기를 제공 받을 수 있다.
그리고, 전열교환기(106)에서 서로 다른 온도를 가진 실내/외 공기가 교차되면서 열교환이됨에 따라 실내로 흡입된 공기의 온도는 실내의 온도와 크게 차이가 나지 않으므로 더욱 쾌적한 느낌을 받을 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 실외공기와 실내공기가 전열교환기를 통과하지 않으면서 작동되는 공기 청정 겸용 환기장치의 작용을 설명하도록 한다.
상기와 같은 환기모드는 실내와 실외의 온도차가 거의 없는 경우에 작동되는게 바람직하다.
즉, 계절상으로 실내와 실외의 온도차가 낮은 봄 및 가을에 작동되는게 더욱 바람직하다.
이는, 실내와 실외의 온도차가 크지 않으므로 실외공기가 직접 실내로 유입되더라도 온도차로 인한 불쾌감을 느끼지 않기 때문이다.
덧붙여, 전열교환기(106)를 작동시킬 필요가 없으므로 에너지 손실을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
먼저, 상기 전열교환기(106)를 중심으로 양 측에 형성된 바이패스유로(104,105)는 바이패스댐퍼(104a,105a)에 의해 개방된다.
그리고, 급기유로(102)에 구비된 급기용 댐퍼(102a)에 의해 상기 급기유로(102)가 개방되고, 배기유로(103)에 구비된 순환용 댐퍼(103a)에 의해 순환구(103b)는 폐쇄된다.
이때, 각 각의 모터에 의해 배기팬(108)과 급기팬(107)이 회전되면서 오염된 실내공기가 배기유로(103)를 따라 배기용 바이패스유로(105)를 통해 실외로 빠져나가게 되고, 동시에 실외공기가 급기유로(102)를 따라 급기용 바이패스유로(104)를 통해 실내로 들어오게된다.
이때, 실내로 토출되는 실외공기는 필터(109)를 통과하여 각 종 이물질들이 걸러짐으로써 쾌적한 공기를 제공받을 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하여 실내공기의 내부순환에 의해 공기청정 기능만 작동되는 공기 청정 겸용 환기장치의 작용을 설명하도록 한다.
상기와 같은 공기청정 모드는 실내의 환기 요구량이 크지 않고 자체 청정 기능만을 통해 실내 공기의 질을 유지할 수 있는 경우에 작동되는게 바람직하다.
먼저, 급기유로(102)에 구비된 급기용 댐퍼(102a)에 의해 상기 급기유로(102)가 폐쇄되고, 배기유로(103)에 구비된 순환용 댐퍼(103a)에 의해 상기 배기유로도 폐쇄된다.
이때, 배기팬(108)은 작동되지 않고, 급기팬(107)만 작동이 됨으로써 공기청정 모드가 진행된다.
상세하게는, 상기 급기팬(107)에 의해 실내공기가 급기유로(102)를 따라 흡입되고, 흡입된 공기는 실내로 배출된다.
이때, 오염된 실내공기는 상기 급기팬(107)에 근접하게 설치된 필터(109)를 통하여 흡입이 되므로 각 종 유해한 물질들이 걸러지고, 이에따라 쾌적한 공기를 실내로 배출하게 된다.
배출된 실내공기는 상기 급기팬(107)에 의해 또 다시 흡입이 되고, 흡입된 공기는 상기 배기유로(103) 및 상기 급기유로(102)가 각 각의 순환용 댐퍼(103a) 및 급기용 댐퍼(102a)에 의해 폐쇄됨에 따라 실외로 배출되지 못하고 급기팬(107) 쪽으로 유동되고 필터(109)를 거쳐 걸러지면서 실내로 배출된다.
상기와 같이 공기의 유동이 반복되고 순환됨에 따라 실내는 쾌적한 환경을 제공 받을 수 있다.
상술한 공기청정모드에서 작동되는 환기장치는, 실내의 환기 요구량이 크지 않을 때, 작동됨으로써 전력소모는 적으면서도 실내의 공기는 쾌적해지는 효과를 기대할 수 있게 된다.
다음으로 도 5를 참조하여 실내공기의 일부는 배출하고 나머지는 순환시키는 복합모드의 공기 청정 겸용 환기장치의 작용을 설명하도록 한다.
먼저, 급기유로(102)상에 있는 급기용 댐퍼(102a)에 의해 급기유로(102)는 폐쇄되고, 배기유로(103)상에 있는 순환용 댐퍼(103a)는 배기유로(103)와 순환구(103b)가 모두 개방될 수 있는 지점에 위치된다.
상세하게는, 상기 순환용 댐퍼(103a)는 순환구(103b)를 기준으로 배기유로(103)를 향해 대략 45°개방된 지점이 바람직하다.
즉, 순환용 댐퍼(103a)가 상기한 지점에 위치함으로써 공기는 배기유로(103) 와 순환구(103b)에 모두 통할 수 있게 된다.
한편, 급기용 바이패스 댐퍼(104a)에 의해 급기용 바이패스유로(104)는 폐쇄되고, 배기용 바이패스 댐퍼(105a)에 의해 배기용 바이패스유로(105)만 개방된다.
배기팬(108)과 급기팬(107)이 각 각의 모터에 의해 회전되면서 실내의 오염공기의 일부는 배기유로(103)를 통해 배기용 바이패스유로(105)를 거쳐 실외로 빠져 나가고, 나머지 실내 오염공기는 급기팬(107)에 흡입되어 순환구(103b)를 통해 유동되어 필터(109)에 이물질들이 걸러지면서 다시 실내로 배출된다.
따라서, 상술한 환기장치(100)의 복합모드는 오염된 실내공기의 일부를 실외로 배출하고, 나머지 실내공기를 순환시킴으로써 신선한 공기의 질을 높이는 동시에 전력 소모량을 줄일 수 있으므로 보다 효율적으로 운전될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 공기 청정 겸용 환기장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의하면 급기팬의 크기를 배기팬 보다 크게 형성함으로써 실내로 배출되는 신선한 공기의 양을 늘릴 수 있다.
상세히 설명하면, 크기가 커진 급기팬으로 인해 흡입력이 커지므로, 공기 유동시 필터에서 발생하였던 압손이 줄어들고, 이로 인해 실내로 배출되는 신선한 공기의 양이 늘어남으로써 종래의 환기장치 보다 더 많은 양의 신선한 공기를 배출할 수 있다.
이로써, 비교적 밀집된 공간에서 많은 사람이 사용하는 공간인 학교나 극장 과 같은 곳에 효율적으로 적용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 실내공기가 흡입되어 실외로 배출되는 통로인 배기유로와 실외공기가 흡입되어 실내로 토출되는 통로인 급기유로가 교차되고, 실내와 실외를 직접 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 케이스와;
    상기 급기유로와 배기유로의 교차된 부분에 배치되고, 실내공기 및 실외 공기를 열교환 시키는 전열교환기와;
    상기 배기유로의 일측에 설치되고, 오염된 실내공기를 흡입하여 실외로 배출시키는 배기팬과;
    상기 급기유로의 일측에 설치되며, 상기 배기팬보다 송풍량이 크도록 형성되어 실외공기를 흡입 시키는 급기팬과;
    상기 급기유로에 설치되고, 흡입되는 실외공기에 포함된 이물질을 걸러내는 필터와;
    상기 바이패스 유로에 설치되고, 실외공기가 실내로 직접 흡입되도록 제어하는 바이패스 댐퍼:를 포함하여 구성된 공기 청정 겸용 환기장치
  2. 제 1항에 있어서,
    실내측 배기유로와 실내측 급기유로 사이에 상기 배기유로와 상기 급기유로를 연통하는 순환구가 형성되고, 상기 순환구에는 상기 배기유로와 상기 순환구의 개도를 선택적으로 조절하는 순환용 댐퍼를 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하 는 공기 청정 겸용 환기장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 급기팬은 실내로 흡입되는 공기의 하류에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 겸용 환기장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배기팬은 실외로 토출되는 공기의 하류에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 겸용 환기장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 급기유로에는 실내로 흡입되는 공기를 제어하는 급기용 댐퍼를 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 공기 청정 겸용 환기장치.
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