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KR20110076737A - 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템 - Google Patents

냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템 Download PDF

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KR20110076737A
KR20110076737A KR1020100060351A KR20100060351A KR20110076737A KR 20110076737 A KR20110076737 A KR 20110076737A KR 1020100060351 A KR1020100060351 A KR 1020100060351A KR 20100060351 A KR20100060351 A KR 20100060351A KR 20110076737 A KR20110076737 A KR 20110076737A
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condenser
heat
exhaust
cooling
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KR1020100060351A
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장해남
이대성
용성 장
임도요
병두 곽
현수 황
용상 윤
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금호산업주식회사
(주)두영에너텍
한국건설기술연구원
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Abstract

개시된 본 발명에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템은, 배기 유입구로 유입된 실내 공기를 배기 배출구를 통해 외부로 배출시키는 배기팬, 급기 유입구로 유입된 실외 공기를 급기 배출구를 통해 실내로 배출시키는 급기팬, 배기 유입구와 배기 배출구를 연결하는 통로 및 급기 유입구와 급기 배출구를 연결하는 통로 상에 설치되어 배기 유입구 및 급기 유입구로 유입된 공기가 열교환되도록 하는 전열교환기, 및 압축기와 상기 압축기로부터 압축된 냉매가 냉방 및 난방에 따라 순환 방향을 전환시키는 냉매 전환밸브와 응축기 및 증발기를 포함하는 히트펌프를 포함한다. 상기 각각의 구성요소들은 하나의 몸체 내부에 일체로 설치되며, 상기 응축기는 상기 전열교환기와 상기 배기팬 사이의 경로 상에 설치되고, 상기 증발기는 상기 전열교환기와 상기 급기팬 사이의 경로 상에 설치되어, 상기 응축기 및 증발기는 상기 전열교환기에서 열교환된 실내 및 실외 공기와 열교환한다.

Description

냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템{A Heat Recovery Ventilation System with integrated cooling and heating funtion}
본 발명은 실내에서 배출되는 오염공기로부터 열 및 습기를 회수하여 실내로 공급되는 신선한 외부공기에 이를 전달시켜주는 전열교환 환기시스템과, 실내의 공기를 가열 및 냉각시키는 냉난방시스템을 일체화한 냉난방 기능이 일체화된 환기시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내에서 배출되는 오염공기의 열을 냉난방시스템의 증발기에서 흡수하고 이를 냉난방시스템의 응축기에서 방출하여 실외에서 유입되는 공급공기에 열을 전달시켜주는 프로세스를 통해 실내의 난방, 냉방 및 환기가 가능한 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템에 관한 것이다.
최근 건축물의 에너지 효율 향상을 위한 고단열화 및 고기밀화에 따른 실내의 환기량 부족 문제 해결방안으로 열회수 장치를 이용하여 환기 시 발생되는 실내외 온습도차에 의한 에너지 손실을 최소함과 동시에 실내의 온열환경 및 실내공기질을 개선할 수 있는 전열교환 환기시스템의 보급이 확대되고 있다. 이는 2004년부터 시행 중인 “다중이용시설 등의 실내공기질 관리법”과 2006년 2월부터 시행중인 “건축물의 설비기준에 관한 규칙”에 의한 “공동주택 환기설비 설치 의무화” 등으로 인해 전열교환 환기시스템의 수요가 더욱 증가하고 있다.
종래의 전열교환 환기시스템은 전열 또는 현열 교환 소자를 통해 실내외 공기의 열 및 습기를 교환시켜 주었을 뿐 실내의 공기를 가열 또는 냉각시키는 기능을 갖고 있지 못해 실내의 난방과 냉방을 위해서는 별도의 냉난방시스템이 요구되었다. 특히 공동주택 등의 주거용 건축물의 경우, 여름철 실내의 열을 제거하기 위한 냉방장치의 실내기가 실내에 설치되었고, 실내공기에서 흡수한 열을 실외로 방출하기 위한 냉방장치의 실외기가 실외의 별도 공간에 설치되었다. 일반적으로 실외기는 세대 발코니의 전면, 즉 화재 시의 대피공간으로 이용되는 곳에 설치되었고, 이는 공동주택 정면의 미관을 훼손하는 등 문제를 나타내고 있다. 또한 두 시스템 모두 팬을 사용하고 있어 전력소비량의 증대 문제를 초래하고 있다.
한편, 히트펌프를 이용하여 냉방과 난방을 같이 하는 방식이 고안되었다. 즉, 증발기와 응축기의 역할을 냉방과 난방 동작시 바꾸어 사용하게 되는데, 이러한 히트펌프는 겨울철 온도가 많이 낮을 때에는 작동에 이상이 생기게 되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 별도의 제상장치 및 제상운전이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은 열회수 환기장치와 냉난방장치의 기능이 한 개의 시스템에서 구현이 가능하도록 구성하고, 각 부분을 연계하여 통합적으로 운영함으로써, 실내의 냉방, 난방 및 환기를 위해 요구되는 장치를 단순화 하고, 설치, 운전 및 유지관리를 용이하게 할 수 있는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 난방시 별도의 제상장치 및 제상운전이 필요 없도록 하여 시스템의 효율 향상 및 비용절감을 가져올 수 있는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 냉난방시 온수를 사용할 수 있는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템을 제공하는 것이다
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템은, 배기 유입구로 유입된 실내 공기를 배기 배출구를 통해 외부로 배출시키는 배기팬; 급기 유입구로 유입된 실외 공기를 급기 배출구를 통해 실내로 배출시키는 급기팬; 상기 배기 유입구와 배기 배출구를 연결하는 통로 및 상기 급기 유입구와 급기 배출구를 연결하는 통로 상에 설치되어 배기 유입구 및 급기 유입구로 유입된 공기가 열교환되도록 하는 전열교환기; 및, 압축기와, 상기 압축기로부터 압축된 냉매가 냉방 및 난방에 따라 순환 방향을 전환시키는 냉매 전환밸브와, 응축기 및 증발기를 포함하는 히트펌프;를 포함한다. 한편, 상기 각각의 구성요소들은 하나의 몸체 내부에 일체로 설치되며, 상기 응축기는 상기 전열교환기와 상기 배기팬 사이의 경로 상에 설치되고, 상기 증발기는 상기 전열교환기와 상기 급기팬 사이의 경로 상에 설치되어, 상기 응축기 및 증발기는 상기 전열교환기에서 열교환된 실내 및 실외 공기와 열교환하는 것을 특징으로 한다.
상기 증발기는 냉방모드시 응축기로부터 순환되는 냉매와 상기 전열교환기에서 실내공기와 1차로 열교환된 실외공기를 2차로 열교환시키고, 난방모드시 압축기로부터 순환되는 냉매와 상기 전열교환기에서 실내공기와 1차로 열교환된 실외공기를 2차로 열교환시킨다.
또한, 본 발명에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템은, 상기 증발기 하부에 설치되어 냉방모드시 증발기에서 공기중의 수분이 응축되어 버려지는 응축수를 일시 저장하는 상부 드레인판과, 일단이 상기 상부 드레인판과 연결되어 상부 드레인판에 담겨진 응축수를 상기 응축기에 뿌려주는 살수기를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 응축기 하부에 설치되어 응축기에서 응축되지 못한 응축수를 일시 저장한 후 외부로 배수시키는 하부 드레인판을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템은, 상기 응축기 출구측에 설치되어 응축기의 냉매압력을 감지하는 압력스위치와, 상기 응축기 근방에 설치되어 상기 응축기의 냉매압력이 설정압력 이상이 되면 열리도록 동작하여 상기 급기 유입구를 통해 유입되는 공기의 일부를 바이패스시켜 상기 응축기측으로 보내도록 하는 바이패스 전동댐퍼를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 배기 공기 및 급기 공기가 유입되는 상기 전열교환기의 유입단에는, 상기 배기 유입구 및 급기 유입구를 통해 유입되는 공기로부터 오염물질을 걸러내는 프리필터가 각각 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 급기 유입구와 배기 배출구에는 시스템 정지시 외부 공기가 상기 몸체 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 제1댐퍼 및 제2댐퍼가 각각 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템은, 상기 몸체 내부에 상기 압축기와 연결되도록 설치되어, 상기 압축기로부터 순환되는 냉매와 열교환하여 내부의 물이 가열되는 온수탱크를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 하나의 일체화된 시스템으로 환기, 냉방 및 난방, 온수제공을 함으로써, 설치와 운전, 제어 및 유지관리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 냉난방장치 및 열회수 환기장치에 공통적으로 사용되는 팬의 수를 줄일 수 있어 시스템의 비용 절감 및 에너지 효율이 증대되는 이점이 있고, 실외기의 설치가 필요 없게 되어, 공동주택 등의 미관을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 난방운전의 경우, 증발기가 온도가 낮은 외부 공기에서 열을 흡수하는 것이 아니라, 실내에서 배기되는 공기로부터 전열교환기를 통해 1차로 열을 흡수한 외부 공기로부터 남은 열을 흡수하게 된다. 따라서, 겨울철 증발기에 발생하는 착상 현상을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 착상을 제거하기 위한 제상운전이 필요없게 되어 시스템의 효율을 향상되고 또한, 시스템의 에너지 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템의 계통도,
도 3은 도 2의 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템이 실내에 적용된 것을 나타내는 도면이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템의 구성도이고, 도 2는 설명의 용이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템의 계통도를 나타낸 것이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 전열교환 환기시스템은 배기팬(110), 급기팬(120), 전열교환기(130), 압축기(140)와 응축기(160) 및 증발기(170)를 포함하는 히트펌프, 온수탱크(180)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템은 박스 형태의 몸체(100) 내부에 일체로 설치되는 구성을 가지므로, 시스템 설치 작업이 매우 편리하게 된다. 또한, 하나의 시스템에서 환기, 냉방, 난방 및 온수공급이 가능하게 된다.
몸체(100)에는 실내의 오염된 공기가 유입되는 배기 유입구(101) 및 외부로 배출되는 배기 배출구(102)와, 실외의 깨끗한 공기가 유입되는 급기 유입구(103) 및 실내로 배출되는 급기 배출구(104)가 형성된다. 그리고 몸체(100) 내부에는 각각의 유입구와 유출구가 덕트 등에 의해 연결되어 공기가 이동하게 된다.
배기팬(110)은 실내 공기를 배기 유입구(101)로 유입시켜 배기 배출구(102)를 통해 외부로 강체 토출시킨다. 그리고, 급기팬(120)은 실외 공기를 급기 유입구(103)로 유입시켜 급기 배출구(104)를 통해 실내로 강제 토출시킨다.
한편, 급기 유입구(103)와 배기 배출구(102)에는 시스템 정지시 외부 공기가 몸체(100) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 제1댐퍼(192) 및 제2댐퍼(194)가 각각 설치된다. 제1댐퍼(192)는 시스템 가동시 급기팬(120)이 작동하면 같이 동작하여 열려서 공기가 흐를 수 있도록 하고 급기팬(120)이 정지하면 닫히게 된다. 제2댐퍼(194)는 역풍방지의 역할을 하는 것으로써, 무동력으로 풍압에 의해 한 방향으로 작동하는데 배기팬(110)이 작동하면 풍압에 의해 열리고 배기팬(110)이 정지하면 설치된 스프링의 압력으로 닫히게 되어 역으로 바람이 불면 공기의 흐름을 차단시키게 된다.
한편, 전열교환기(130)는 배기 유입구(101)와 배기 배출구(102)를 연결하는 통로 및 급기 유입구(103)와 급기 배출구(104)를 연결하는 통로가 교차하는 곳에 설치되어, 배기 유입구(101) 및 급기 유입구(103)로 유입된 실외 및 실내 공기가 열교환되도록 한다. 도시되지 않았으나, 전열교환기(130) 내부는 격벽 등에 의해 구획되어, 급기 공기와 배기 공기가 서로 섞이지 않게 된다.
전열교환기(130)의 각각의 공기 유입단에는, 배기 유입구(101) 및 급기 유입구(103)를 통해 유입되는 공기로부터 오염물질을 걸러내는 프리필터(132,134)가 각각 설치되어, 전열교환기의 오염 및 효율 저하를 막게 된다.
히트펌프는 압축기(140)와 냉매 전환밸브(150)와 응축기(160) 및 증발기(170)를 포함한다.
압축기(140)는 냉매를 고온, 고압으로 압축시킨다. 그리고, 냉매 전환밸브(150)는 압축기(140)로부터 압축된 냉매가 냉방 및 난방에 따라 순환 방향을 전환시킨다.
한편, 응축기(160)는 히트펌프가 냉방 동작시 응축기의 역할을 하고, 히트펌프가 난방 동작시 증발기의 역할을 한다. 그리고, 증발기(170)는 히트펌프가 냉방 동작시 증발기의 역할을 하고, 히트펌프가 난방 동작시 응축기의 역할을 한다. 각 구성요소의 명칭은 냉방 동작시를 기준으로 명하였으나, 본 발명에 따르면 응축기와 증발기는 냉방과 난방의 역할을 동시에 하므로 특정의 명칭에 구애될 것은 아니다.
상기 응축기(160)는 전열교환기(130)와 배기팬(110) 사이의 공기 경로 상에 설치되고, 상기 증발기(170)는 전열교환기(130)와 급기팬(120) 사이의 공기 경로 상에 설치된다. 따라서, 상기 응축기(160) 및 증발기(170)는 전열교환기(130)에서 1차로 열교환된 실내 및 실외 공기를 순환되는 냉매와 2차로 열교환하게 된다. 응축기(160) 및 증발기(170)의 구체적인 동작은 후술하기로 한다.
상부 드레인판(114)는 증발기(170) 하부에 설치되어 증발기(170)에서 공기중의 수분이 응축되어 버려지는 응축수를 일시 저장하는 기능을 수행한다. 한편, 살수기(118)는 상부 드레인판(114)과 연결되어, 상부 드레인판(114)에 모아진 응축수를 응축기(160)에 뿌려준다. 이렇게 살수기(118)를 통해 응축기(160)에 응축수를 뿌려줌으로써, 응축수가 증발하여 응축효과를 높이는 이점이 있다. 하부 드레인판(124)은 응축기(160) 하부에 설치되어, 응축기(160)에서 증발되지 못한 응축수를 일시 저장하고 외부로 배수시킨다.
한편, 응축기(160) 출구측의 냉매배관에는 압력스위치(미도시)가 설치되어 응축기의 냉매압력을 감지한다. 그리고, 바이패스 전동댐퍼(196)는 응축기 근방에 설치되어, 냉매압력이 설정압력 이상이 되면 댐퍼가 열리고 냉매압력이 설정압력 미만이 되면 댐퍼가 닫히도록 한다. 상기 압력스위치 및 바이패스 전동댐퍼(196)는 살수기의 보조 역할을 하는 것으로써, 만약 외부로 배기되는 온도가 높고 응축수가 부족하여 살수기(118)가 제 기능을 못할 때 응축기(160)에서 냉매가 응축이 안 될 수 있다. 이 경우 바이패스 전동댐퍼(196)가 동작하도록 하여 정압의 감소로 풍량을 증가시켜 응축되도록 한다. 한편, 도시되지는 않았으나 살수기(118)에 급수장치를 연결하여 응축기에 물을 뿌려줄 수도 있다.
온수탱크(180)는 압축기(140)와 연결되어 압축기(140)로부터 순환되는 냉매와 열교환하여 온수탱크의 물을 가열한다. 압축기(140)에서 압축된 고온의 냉매는 온수탱크(180)로 유입되어 온수탱크에 저장되어 있는 물과 열교환하게 되어, 온수탱크내의 물은 따듯하게 데워져 온수로 사용할 수 있게 된다. 온수탱크(180)로 유입되어 열교환된 냉매는 증발기(170)를 통해 압축기(140)로 재순환된다.
미설명된 도면부호 "106"은 제어부를 포함하는 조작패널로서 사용자가 시스템 내부의 각종 구성요소들을 동작 및 제어할 수 있으며, "108"은 전기박스로서 시스템 내부의 각종 구성요소들에 전원을 공급하거나 제어하게 된다. 조작패널은 도시된 바와 같이 몸체(100) 외부면에 설치될 수 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며 몸체와 분리되어 설치될 수 있음은 물론이고, 이 경우 조작패널과 시스템의 각종 구성요소들은 신호교환 가능하게 연결된다.
이하 본 발명에 따른 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템의 동작을 살펴보기로 한다.
먼저 환기모드일 경우, 실내의 오염된 공기는 실내에 설치된 디퓨져와 덕트를 이용해서 시스템의 배기 유입구(101)로 흡입되어 프리필터(132)를 거쳐 이물질이 걸러지고, 전열교환기(130)에서 열과 습기(현열과 잠열)가 회수되고 배기팬(110)에 의해 배기 배출구(102)를 통해 외부로 버려지게 된다. 이와 동시에 실외의 신선한 공기는 급기 유입구(103)로 유입되어 프리필터(134)에서 이물질이 걸러지고, 전열교환기(130)에서 실내의 오염된 공기의 열과 습기(현열과 잠열)를 회수하여 급기팬(120)에 의해 급기 배출구(104)를 거쳐 실내로 배출된다. 시스템이 정지하게 되면 제1댐퍼(192)와 제2댐퍼(194)가 닫혀서 외부공기가 몸체(100) 내부로 유입되는 것을 막는다.
한편, 본 발명에 따른 시스템에 의하면 냉방모드 및 난방모드에서 전술한 환기동작을 같이 수행하게 된다.
냉방모드일 경우 환기모드와 같은 방법으로 작동하는데, 압축기(140)에서 압축된 냉매가 응축기(160)에서 실내에서 회수되는 공기를 통해서 응축을 하고 공기는 배기 배출구(102) 및 제2댐퍼(194)를 통해서 배출된다. 또한, 증발기(170)에서 공기중의 수분이 응축되어 버려지는 응축수를 상부 드레인판(114)에 모아서 살수기(118)를 통해 응축기(160)에 뿌려줌으로써 응축수가 증발하여 응축효과를 높이고 증발되지 못한 응축수는 하부 드레인판(124)을 통해 외부로 배수된다. 만약 외부로 배기되는 공기의 온도가 높고 응축수가 부족하여 살수기(118)가 제 기능을 하지 못할 때 응축기(160)에서 냉매가 응축이 안 될 경우, 바이패스 전동댐퍼(196)가 작동하여 정압의 감소로 풍량을 증가시켜 응축되도록 할 수 있다. 또한 살수기(118)에 미도시된 급수장치를 연결하여 응축시킬 수도 있다.
응축된 냉매는 팽창변(172)을 통과하여 증발기(170)에서 실외에서 유입되는 공기로부터 열을 빼앗아 증발하고 압축기(140)로 되돌아가 순환을 반복한다. 그리고, 실외에서 유입되는 공기는 낮은 온도로 급기팬(120)에 의해서 급기 배출구(104)를 빠져나가 실내에 냉방을 한다. 여기서, 증발기(170)는 응축기(160)로부터 순환하는 냉매와, 전열교환기(130)에서 실내에서 회수되는 공기와 1차로 열교환된 실외공기와 2차로 다시 열교환을 수행하게 된다.
난방모드일 경우 냉방모드와 같은 방법으로 작동하는데 냉방 사이클을 역으로 이용하여 증발기(170)와 응축기(160)의 역할이 바뀌게 되어 난방을 한다. 즉, 압축기(140)를 통해 배출되는 고온고압의 냉매가 응축기(160)로 가지 않고 증발기(170)로 가게 되어 실외에서 유입되는 공기와 열교환 하게 되고, 저온의 냉매는 팽창변(162) 및 응축기(160)를 거쳐 압축기(140)로 순환되게 된다. 그리고, 실외에서 유입된 공기는 높은 온도로 급기팬(120)에 의해서 급기 배출구(104)로 배출되어 실내에 난방을 한다. 여기서, 증발기(170)는 압축기(140)로부터 순환하는 냉매와, 전열교환기(130)에서 실내에서 회수되는 공기와 1차로 열교환된 실외공기와 2차로 다시 열교환을 수행하게 된다. 이렇게 전열교환기(130)에서 비교적 따뜻한 실내의 공기의 1차로 열교환된 실외 공기의 열원과 2차로 열교환을 수행하게 되므로, 효율이 높아지게 되는 이점이 있다.
한편, 온수모드는 냉난방모드와 같은 방식으로 되는데, 냉난방시 응축열을 공기를 통해서 버리지 않고 온수탱크(180)를 거쳐서 물로 응축을 시키고 높아진 물을 온수로 사용한다. 먼저 압축기(140)에서 나온 고온 고압의 냉매는 온수탱크(180)로 보내져 온수탱크 내의 물과 열교환하게 되어, 물은 데워지게 된다. 열교환된 냉매는 증발기(170)를 통해서 압축기(140)로 재순환된다. 일정온도의 온수가 얻어지면 냉매는 응축기(160)로 바이패스되어 응축되고 증발기(170)로 보내져 냉방사이클을 형성하게 된다.
도 3은 도 1의 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템을 적용하여 실내를 환기,냉방 및 난방시키는 일 예를 설명한 도면이다.
도시된 바와 같이 배기 유입구(101) 및 급기 배출기(104)에는 덕트와 디퓨저 등에 의해 실내의 각 실(큰방, 거실, 작은방, 주방)과 연결되어 있어서, 오염된 공기가 유입되고 환기된 공기(냉난방된 공기 포함)가 배출된다. 냉방과 난방시 실내의 적정한 온도를 유지하기 위해 온도조절기를 이용하여 설정할 수 있으며, 냉방 또는 난방시 설정한 온도에 의해 압축기(140)는 기동정지를 반복하고 급기팬(120)과 배기팬(110)은 항시 가동되어 환기를 시킨다.
또한, 필요에 따라서 각 실에서 필요로 하는 온도에 맞게 덕트에 댐퍼를 설치하여 개별제어를 할 수도 있다. 온도조절기는 물론 상기 시스템의 조작패널과 신호교환 가능하게 연결된다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 일체화된 시스템으로 환기, 냉방 및 난방을 함으로써, 설치와 운전, 제어 및 유지관리를 용이하게 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 온수탱크를 시스템 내부에 설치하여 냉난방 동작시 온수를 생산할 수 있으므로 편의성을 증진시킬 수 있다. 그리고, 냉난방장치 및 열회수 환기장치에 공통적으로 사용되는 팬의 수를 줄일 수 있어 시스템의 비용 절감 및 에너지 효율이 증대되는 이점이 있고, 실외기의 설치가 필요 없게 되어, 공동주택 등의 미관을 개선할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 냉방운전 시 드레인판, 살수기, 바이팻 전동댐퍼 등을 설치하여 응축수를 응축기에 뿌려줄 수 있도록 하여 응축기의 효율을 개선함으로써 냉방효율을 향상시키는 이점이 있다.
또한, 난방운전의 경우, 증발기가 온도가 낮은 외부 공기에서 열을 흡수하는 것이 아니라, 실내에서 배기되는 공기로부터 전열교환기를 통해 1차로 열을 흡수한 외부 공기로부터 남은 열을 흡수하게 된다. 따라서, 겨울철 증발기에 발생하는 착상 현상을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 착상을 제거하기 위한 제상운전이 필요없게 되어 시스템의 효율을 향상되고 또한, 시스템의 에너지 효율을 증대할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 시스템에 의하면 환기와 함께 냉방시 덕트를 이용한 공조냉방과 바닥코일을 이용한 복사냉방을 할 수 있고, 난방도 공조난방과 바닥 복사난방을 할 수도 있다. 이는 히트펌프로 응축기와 증발기를 물과 냉매로 응축, 증발하여 생기는 냉수, 온수를 이용하는 방법으로 가능하다. 이러한 복사냉난방에서도 역시 축열조에서 온수를 저장하여 사용할 수 있으며, 각 실에서 원하는 온도 설정 및 제어가 가능하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100. 몸체 101. 배기 유입구
102. 배기 배출구 103. 급기 유입구
104. 급기 배출구 110. 배기팬
114. 상부 드레인판 118. 살수기
120. 급기팬 130. 전열교환기
132,134. 프리필터 140. 압축기
150. 냉매 전환밸브 160. 응축기
170. 증발기 180. 온수탱크
192. 제1댐퍼 194. 제2댐퍼
196. 바이패스전동댐퍼

Claims (8)

  1. 배기 유입구로 유입된 실내 공기를 배기 배출구를 통해 외부로 배출시키는 배기팬;
    급기 유입구로 유입된 실외 공기를 급기 배출구를 통해 실내로 배출시키는 급기팬;
    상기 배기 유입구와 배기 배출구를 연결하는 통로 및 상기 급기 유입구와 급기 배출구를 연결하는 통로 상에 설치되어 배기 유입구 및 급기 유입구로 유입된 공기가 열교환되도록 하는 전열교환기; 및,
    압축기와, 상기 압축기로부터 압축된 냉매가 냉방 및 난방에 따라 순환 방향을 전환시키는 냉매 전환밸브와, 응축기 및 증발기를 포함하는 히트펌프;를 포함하며,
    상기 각각의 구성요소들은 하나의 몸체 내부에 일체로 설치되며,
    상기 응축기는 상기 전열교환기와 상기 배기팬 사이의 경로 상에 설치되고, 상기 증발기는 상기 전열교환기와 상기 급기팬 사이의 경로 상에 설치되어, 상기 응축기 및 증발기는 상기 전열교환기에서 열교환된 실내 및 실외 공기와 열교환하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기는 냉방모드시 응축기로부터 순환되는 냉매와 상기 전열교환기에서 실내공기와 1차로 열교환된 실외공기를 2차로 열교환시키고, 난방모드시 압축기로부터 순환되는 냉매와 상기 전열교환기에서 실내공기와 1차로 열교환된 실외공기를 2차로 열교환시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 증발기 하부에 설치되어 냉방모드시 증발기에서 공기중의 수분이 응축되어 버려지는 응축수를 일시 저장하는 상부 드레인판과, 일단이 상기 상부 드레인판과 연결되어 상부 드레인판에 담겨진 응축수를 상기 응축기에 뿌려주는 살수기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 응축기 하부에 설치되어 응축기에서 응축되지 못한 응축수를 일시 저장한 후 외부로 배수시키는 하부 드레인판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축기 출구측에 설치되어 응축기의 냉매압력을 감지하는 압력스위치와, 상기 응축기 근방에 설치되어 상기 응축기의 냉매압력이 설정압력 이상이 되면 열리도록 동작하여 상기 급기 유입구를 통해 유입되는 공기의 일부를 바이패스시켜 상기 응축기측으로 보내도록 하는 바이패스 전동댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    배기 공기 및 급기 공기가 유입되는 상기 전열교환기의 유입단에는, 상기 배기 유입구 및 급기 유입구를 통해 유입되는 공기로부터 오염물질을 걸러내는 프리필터가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 급기 유입구와 배기 배출구에는 시스템 정지시 외부 공기가 상기 몸체 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 제1댐퍼 및 제2댐퍼가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체 내부에 상기 압축기와 연결되도록 설치되어, 상기 압축기로부터 순환되는 냉매와 열교환하여 내부의 물이 가열되는 온수탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능이 일체화된 전열교환 환기시스템.
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