KR100952956B1

KR100952956B1 - 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템

Info

Publication number: KR100952956B1
Application number: KR1020090111987A
Authority: KR
Inventors: 나철인; 조상현
Original assignee: (주)엘포에스
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2010-04-15

Abstract

본 발명은 축사 내부의 온도, 습도, 냄새 및 유해가스를 기준상태로 유지하도록 축사를 환기하는 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것으로, 축사 내부에 설치되는 실내부, 축사 외부에 설치되어 외부로 배출되는 공기의 폐열을 회수하도록 병렬로 배열되는 한 쌍의 열교환기를 구비하는 본체 및 축사의 벽에 삽입되어 상기 실내부와 본체를 연결하는 연결덕트를 포함하고, 상기 실내부는 상기 본체를 통해 공급되는 외부 공기를 축사 내부로 공급하는 급기덕트, 축사 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기덕트 및 상기 배기덕트의 전단에 설치되어 축사 내부의 공기를 정화하여 상기 배기덕트에 전달하는 정화부를 구비하는 구성을 마련한다.

상기와 같은 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템을 이용하는 것에 의해, 온도, 습도, 냄새 센서를 이용하여 축사 내부의 온도, 습도, 냄새 및 유해가스를 실시간으로 감지하고, 감지된 데이터를 이용해 축사 내 요구 환기량을 실시간으로 산출하여 환기동작 및 폐열회수 동작을 수행할 수 있다.

축사 환기장치, 공기정화, 열교환기, 폐열회수, 요구 환기량

Description

축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템{APPARATUS FOR STABLE VENTILATION AND AIR PURIFICATION SYSTEM WITH THE SAME}

본 발명은 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축사의 환기를 수행하는 도중에 축사 내부에서 외부로 방출되는 폐열을 회수할 수 있는 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것이다.

일반적인 농가는 농산물 생산 이외에도 축사를 이용해 소, 돼지, 닭, 개와 같은 가축을 사육하여 경제적인 수익을 창출하고 있다.

이러한 가축들 중에서 닭은 대사를 위해 공기를 호흡하고, 사료와 물을 섭취하며, 계분과 이산화탄소(CO₂) 및 열을 방출한다. 그래서 계사 내부에는 계분과 호흡으로 인한 악취와 암모니아(NH₄) 수증기가 발생된다.

닭의 신진대사를 통해 발생되는 결과물은 방치되었을 경우 기후조건에 따라 많은 병을 야기하며 이는 생산성과 품질의 문제를 야기하게 된다. 예를 들어, 닭에 생기는 병 중 대장균증은 암모니아 가스 발생에 의해 야기되며 폐사를 일으키고, 사료 효율 저하 및 탈색란 발생 등의 문제를 야기한다. 이외에도 병아리 제대염 및 배꼽 염증과 같은 품질 저하를 야기하는 병들도 대부분 습기와 유해 가스가 원인이 되어 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 환기는 계군 사육에 필수적으로 필요하다.

하지만, 현재 사용되는 계사는 구조상 단열구조가 빈약하고 4계절이 뚜렷한 기후 조건으로 인해 계군의 사육조건으로 보면 냉난방을 모두 고려해 주어야 하는 열악한 환경이다. 또한 여름철 기후는 고온 다습하며, 겨울철은 저온 저습하여 계절별로 계사 내부의 온도 및 습도를 적절하게 유지하는데 많은 비용을 지출하고 있다.

계사 내부를 환기하는 방식에는 측면 배기식, 터널식, 터널 크로스 혼합식, 그리고 지붕 배기 및 터널 혼합식 환기 방식 등이 있다.

그 중에서 지붕 배기 및 터널 혼합식 환기방식을 이용하는 계사 환기장치의 일 예가 대한민국 등록특허공보 제10-0156292호(1998년07월21일자 등록, 이하 '문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.

도 1은 상기의 문헌 1에 따른 계사 환기장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 문헌 1에 따른 계사(1) 환기장치는 일부분이 고정부재(3)로 되고 나머지 다른 부분이 개폐가능한 가동부재(4)로 된 측벽(2), 이 측벽(2)의 상측부에 형성되어 외기가 유입되는 통풍로(5)와 외기의 유입방향을 변환 혹은 개폐하도록 통풍로(5)에 설치된 플랩(6), 실내공기를 배출하도록 지붕(7)의 용마루부위에 형성된 배기창(8), 배기창(8)의 실내측 입구에 설치되어 배기량을 가감조절하는 조절판(9) 및 측벽(2) 또는 후면벽에 설치되어 실내공기를 외부로 배출하는 환풍팬(도면 미도시)을 포함하여 이루어진다.

이러한 문헌 1에 따른 계사 환기장치는 기후변화와 계사(1) 내부의 상태에 따라 자연통풍 또는 강제통풍방법에 의해 최적의 온도 및 환기량을 유지하도록 계사(1)의 환기를 수행한다.

하지만, 문헌 1에 따른 계사 환기장치는 가동부재(4)를 포함하는 벽면을 윈치 커튼(winch curtain)이나 보온덮개 등으로 처리하여 단열수준이 매우 낮다.

특히, 문헌 1에 따른 계사 환기장치는 입기구를 별도로 설치하지 않고, 지붕(7)에 설치된 배기창(8)을 이용하거나 측벽(2)이나 후면벽에 설치된 환풍팬을 이용하여 유해한 공기를 배출하였다.

따라서 겨울철 환기시에 가동부재(4)를 열어 놓을 경우, 외부의 찬 공기가 일시에 계사(1) 내부로 밀려들어와 계사(1) 내부의 온도를 급강하시킴에 따라 다시 온풍기를 가동하여 급난방을 한다.

이와 같이, 계사(1) 내부의 온도를 급강하 및 급상승시키면 닭의 정상적인 생육을 저해하게 되며, 냉난방 비용이 불필요하게 증가된다.

특히 야간에는 가동부재(4)를 닫아둠에 따라 새벽녘에 계사(1) 내부의 유해가스 농도가 심해지는 문제점이 있었다.

또, 지붕(7) 배기 방식은 계사(1) 내부에 유입된 신선한 공기가 지면의 유해가스를 동반하지 않은 상태에서 직접 지붕(7)으로 배출되기 때문에, 닭이 생활하는 평사 바닥면은 항상 유해한 가스층이 형성된다.

이에 따라, 문헌 1에 따른 계사 환기장치는 육계 후기에 호흡기 질병 감염이 심하고, 겨울철에는 연료를 과다하게 소비하여 계사 내부를 닭이 안정적으로 생육될 수 있는 환경으로 관리하는 데 소모되는 비용을 증가시키는 문제점이 있었다.

또한 하기 문헌 2에 개시된 기술은 계사의 지붕에 다수의 환풍기를 일정 간격으로 설치하고 출입구 상측 벽면에 입기창을 구비하여 계사 내외부의 환경에 따라 환풍기를 가동해서 내부 압력으로 입기창이 개폐되도록 하는 기술에 대해서만 개시되어 있을 뿐 실내에서 배출되는 공기의 열을 회수하는 기능을 구비하지 않은 문제점이 있었다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허 공보 제10-0156292호(1998년09월28일자 등록)

[문헌 2] 대한민국 등록특허 공보 제10-0679508호(2007년02월31일자 등록)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 축사 내부의 온도, 습도, 냄새 및 유해가스를 기준상태로 유지하도록 축사를 환기하는 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 환기시 외부로 배출되는 폐열을 회수할 수 있는 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 축사 내부에 설치되는 실내부, 축사 외부에 설치되어 외부로 배출되는 공기의 폐열을 회수하도록 병렬로 배열되는 한 쌍의 열교환기를 구비하는 본체 및 축사의 벽에 삽입되어 상기 실내부와 본체를 연결하는 연결덕트를 포함하고, 상기 실내부는 상기 본체를 통해 공급되는 외부 공기를 축사 내부로 공급하는 급기덕트, 축사 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기덕트 및 상기 배기덕트의 전단에 설치되어 축사 내부의 공기를 정화하여 상기 배기덕트에 전달하는 정화부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 본체는 상기 열교환기를 통과한 실내 공기를 배출하는 배출구, 외부 공기를 흡입하여 상기 열교환기에 전달하는 흡입구, 상기 배출구 및 흡입구에 구비되어 구동되는 배기팬과 흡기팬, 상기 연결덕트와 연결되는 연결구, 상기 배기팬과 흡기팬을 구동하는 모터 및 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열교환기는 열교환이 이루어지는 각 셀이 플라스틱 재질로 사출 성형되어 적층 조립되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결덕트는 상기 열교환기에 의해 분산된 급기를 축사 내부로 공급하는 한 쌍의 급기유로와 상기 한 쌍의 급기유로 사이에 형성되어 상기 정화부로부터 전달되는 공기를 상기 본체로 전달하는 배기유로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 급기덕트는 상기 축사 내부로 공급되는 공기의 방향을 좌우 및 상하 방향으로 조절하는 제 1 및 제 2루버, 환기동작 정지시 상기 급기덕트를 통해 축사 내부로 외기가 침입하는 것을 방지하도록 상기 급기덕트를 개폐하는 댐퍼 및 상기 제 1 및 제 2루버와 댐퍼를 구동하는 모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 정화부는 상기 축사 내부에서 흡입된 공기를 정화하는 필터와 상기 필터를 팽팽하게 고정하도록 일체로 형성되는 프레임을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 정화부는 상기 필터와 프레임의 상부가 하부보다 축사 내부를 향해 돌출되어 비스듬하게 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 필터는 염화망 필터이고, 상기 프레임은 알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명에 따른 공기정화 시스템은 상술한 구성으로 이루어진 다수의 축사 환기장치, 축사 내부의 온도, 습도, 냄새 중에서 적어도 하나 이상을 감지하는 감지부 및 상기 감지부의 감지신호에 기초하여 상기 축사 환기장치의 구동을 선택적으로 제어하는 중앙 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 온도, 습도, 냄새 센서를 이용하여 축사 내부의 온도, 습도, 냄새 및 유해가스를 실시간으로 감지하고, 감지된 데이터를 이용해 축사내 요구 환기량을 실시간으로 산출하여 환기를 수행함에 따라 축사 내부를 닭의 생육이 가장 왕성한 상태로 유지할 수 있다.

그리고 본 발명은 환기시 외부로 방출되는 폐열을 회수하여 축사 내부의 온도를 일정하게 유지함에 따라, 냉난방 비용을 절감할 수 있다. 특히, 본 발명은 종래에 사용되는 고가의 알루미늄 재질에 비해 단가가 저렴한 플라스틱 재질의 현열 회수소자를 사용하므로, 축사 환기장치의 설치비용을 절감할 수 있다.

또 본 발명은 폐열을 회수하기 위한 열교환기 한 쌍을 병렬로 적용하여 흡배기 동작을 수행함에 따라 축사의 내부 기류를 균일하게 분포시킴으로써, 열교환이 이루어지지 않는 데드존을 제거하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있고, 하나의 대형 열교환기를 적용하는 경우에 비해 열교환기의 크기 및 중량을 반으로 줄여 가볍기 때문에 용이하게 교환할 수 있다.

또한 본 발명은 전산 유체 역학 해석방식을 이용해 축사 내부의 온도분포를 파악하여 축사 환기장치의 위치를 설정함에 따라 축사 내부 전체를 균일한 상태로 유지할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시 예에서는 가축 중에서 닭을 사육하는 계사를 이용하여 설명한다. 하지만, 본 발명은 계사에만 한정되는 것이 아니라 돈사, 우사와 같은 축사뿐만 아니라 버섯재배사, 원예농가, 화훼농가, 가정, 공장, 사무실 등 환기가 필요한 다양한 장소에 적용하도록 변경될 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치를 이용한 공기정화 시스템의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 계사 환기장치의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 계사 환기장치를 다른 측면에서 보인 분리사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 본체의 내부 구성을 보인 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치를 이용한 공기정화 시스템은 계사(10)의 내부 공기를 외부로 배출하고, 외부의 신선한 공기를 계사(10) 내부로 공급하는 다수의 계사 환기장치(11), 계사(10) 내부의 온도, 습도 및 냄새를 감지하는 감지부(12) 및 상기 감지부(12)의 감지신호에 기초하여 상기 계사 환기장치(11)의 구동을 제어하는 중앙 제어부(13)를 구비한다.

계사 환기장치(11)는 계사(10)의 넓이에 따라 개수, 규격 및 위치가 다양하게 변경될 수 있다.

예를 들어, 상기 계사 환기장치(11)는 전산 유체 역학(Computational Fluid Dynamics) 해석방식을 이용해 계사(10) 내부의 온도분포에 따라 위치가 설정되며, 하나의 계사(10)에 6 내지 10대의 계사 환기장치(11)가 일정 간격만큼 이격되어 설치될 수 있다. 상기 계사 환기장치(11)의 구성은 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

감지부(12)는 계사(10) 내부의 온도를 감지하는 온도센서, 습도를 감지하는 습도센서 및 계사(10) 내부 공기의 오염도를 측정하기 위하여 공기 중에 포함된 암모니아나 에탄올과 같은 유해가스의 농도에 따라 감지신호를 출력하는 냄새센서 중에서 적어도 하나 이상을 구비한다.

중앙 제어부(13)는 감지부(12)로부터 출력되는 감지신호를 이용하여 계사(10) 내부의 요구 환기량을 실시간으로 산출하여 각 계사 환기장치(11)를 동시에 제어하거나 각 계사 환기장치(11)별로 부여된 아이디(ID)를 통해 개별적으로 제어할 수 있다.

이를 위해, 감지부(12)와 중앙제어부(13) 및 계사 환기장치(11)는 무선 또는 유선 통신방식으로 연결되어 상호 간의 통신이 가능하도록 구성된다.

다음, 도 3 내지 도 5를 참조하여 계사 환기장치(11)의 구성을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 계사 환기장치(11)는 계사(10) 내부에 설치되는 실내부(20), 계사(10) 외부에 설치되는 본체(40) 및 계사(10)의 벽에 타공된 장착공에 삽입되어 상기 실내부(20)와 본체(40)를 연결하는 연결덕 트(30)를 포함하여 이루어진다.

실내부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 연결덕트(30)를 통해 외부 공기를 계사(10) 내부로 공급하는 급기덕트(21)와 실내 공기를 흡입하여 외부로 배출하는 배기덕트(22) 및 배기덕트(22) 전단에 구비되어 외부로 배출되는 공기를 정화하는 정화부(23)를 구비한다.

급기덕트(21)의 선단에는 도 3에 도시된 바와 같이, 계사(10) 내부에 공급되는 공기의 방향을 조절할 수 있도록 좌우 및 상하방향으로 회전하는 제 1 및 제 2루버(211,212)와 환기동작 정지시 외기가 급기덕트(21)를 통해 계사(10) 내부로 유입되는 것을 차단하도록 급기덕트(21)를 개폐하는 댐퍼(도면 미도시)가 구비된다.

제 1 및 제 2루버(211,212)와 댐퍼에는 각각 제 1 및 제 2루버(211,212)와 댐퍼를 회전시키도록 구동하는 모터(도면 미도시)가 연결되며, 상기 모터는 중앙 제어부(14)의 제어에 따라 구동되거나, 본체(40)에 구비되는 제어부(47)의 제어에 따라 구동되는 것이 바람직하다.

또는 댐퍼를 구비하는 대신에 제 1루버(211)를 지면과 수직하게 회전시켜 급기덕트(21)를 차단하여 외기의 유입을 방지할 수도 있다.

상기 정화부(23)는 실내 공기를 1차 정화하는 필터(231)와 필터(231)의 주변을 팽팽하게 고정하는 프레임(232)을 구비한다.

상기 필터(231)는 안정된 포집 성능을 가지며, 청소 및 교환이 용이하고, 반영구적인 사용이 가능한 염화망 필터를 사용하며, 상기 필터(231)가 팽팽한 상태를 유지할 수 있도록 알루미늄 재질의 프레임(232)과 일체로 제작되는 것이 바람직하 다.

이때, 상기 필터(231) 및 프레임(232)은 도 3에 도시된 바와 같이 상부가 하부보다 계사 내부를 향해 돌출되어 비스듬하게 경사면으로 형성된다.

이에 따라, 정화부(23)는 필터(231)에 흡입되어 정화된 후 계사(10) 외부로 배출되는 공기량을 증가시킴으로써, 환기효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 정화부(23)는 계사(10) 내부의 먼지 및 이물질이 필터(231)에 누적되면, 필터(232)의 위에서부터 아래쪽으로 청소작업을 수행해서 먼지받이에 모인 먼지 및 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.

연결덕트(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 나란하게 배열된 세 개의 공기유로를 구비하는데, 그 중에서 양측에 위치하는 한 쌍의 유로는 급기덕트(21)와 연결되어 계사 내부로 공기를 공급하는 급기유로(31)이고, 한 쌍의 급기유로(31) 사이의 유로는 배기덕트(22)로부터 전달되는 공기를 본체(40)로 전달하는 배기유로(32)이다.

본체(40)는 외부의 신선한 공기를 실내로 공급하고 실내의 공기를 외부로 배출함과 동시에 외부로 배출되는 실내 공기의 폐열을 회수하여 실내로 공급되는 공기의 온도를 실내 공기온도로 근접시키는 역할을 한다.

이러한 본체(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 공간이 형성된 박스 형상으로 형성되고, 양측면에는 실내 공기를 배출하는 배출구(41)를 구비하며, 하면에는 외부의 신선한 공기를 흡입하는 흡입구(42)를 구비하고, 후면 상부에는 연결덕트(30)와 연결되는 연결구(43)를 구비한다.

배출구(41)는 배출공기가 하방으로 배출되도록 선단이 하방을 향해 기울어진 경사면으로 형성되고, 흡입구(42)에는 외부의 공기에 포함된 먼지를 제거하도록 미리 설정된 기준 이상의 메시(mesh)를 갖는 여과망을 설치하는 것이 바람직하다.

그리고 연결구(43)는 연결덕트(30)의 급기유로(31)와 배기유로(32)에 대응되도록 한 쌍의 급기구(431)와 그 사이에 위치되어 배기유로(31)와 연결되는 배기구(432)를 구비한다.

이때, 본체(40)와 연결덕트(30)가 수직방향으로 연결됨에 따라 본체(40)와 연결덕트(30) 사이에서 급기 및 배기 되는 공기는 수직방향으로 이동해야만 하므로, 본체(40)는 열교환기(44)와 연결구(43) 사이에 내부에 공기가 원활하게 이동할 수 있도록 일정 곡률로 형성되는 곡선유로를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본체(40)의 내부 공간에는 도 5에 도시된 바와 같이, 폐열을 회수하는 한 쌍의 열교환기(44), 상기 배출구(41)에 구비되어 실내 공기를 원활하게 배출하도록 구동되는 배기팬(45), 상기 흡입구(42)에 구비되어 실외의 신선한 공기를 계사(10) 내부로 공급하도록 구동되는 흡기팬(46) 및 상기 열교환기(44), 배기팬(45) 및 흡기팬(16)의 구동을 제어하는 제어부(47)가 구비된다.

열교환기(44)는 공기가 흐르면서 열교환을 하는 다수의 셀을 적층 조립하고, 이와 같이 조립된 한 쌍의 열교환기(44)를 단일 공간에 병렬로 배열되어 충분한 환기량을 확보한다.

상기 열교환기(44)는 흡기측 입구와 배기측 입구에 설치되어 각각 흡입 및 배출되는 공기에 포함된 오염물질을 제거하는 흡기필터(441)와 배기필터(442)를 구 비하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명은 외부에서 계사(10) 내부로 공급되는 공기는 신선한 공기이므로 흡기필터(441)를 통해 1번 정화를 수행하고, 계사(10) 내부에서 외부로 배출하는 공기는 오염된 공기이므로 정화부(23)의 필터(231)와 배기필터(442)의 2차 정화를 수행한다.

그리고 상기 열교환기(44)는 고가의 알루미늄 재질을 이용하는 기존 열교환기에 비해 제작단가를 절감할 수 있도록 플라스틱 재질을 사출 성형하여 제작된다.

상기 배기팬(45) 및 흡기팬(46)은 회전동력을 발생하는 브러시리스 직류모터(Blushless Direct Current Motor, 이하 'BLDC 모터'라 함)(도면 미도시)를 구비한다. 상기 BLDC 모터는 브러시(Brush)를 제거하여 직류 모터에 비해 내구성이 우수하고, 교류 모터에 비해 소비전력이 적고 효율이 높으며, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하 'PWM'이라 함) 제어신호를 통해 상기 BLDC 모터의 회전수를 용이하게 제어할 수 있다.

제어부(47)는 중앙 제어부(13)의 제어에 따라 열교환기(44), 배기팬(45) 및 흡기팬(46)의 구동을 제어한다. 하지만, 중앙 제어부(13)에 이상이 발생하거나, 사용자가 각 계사 환기장치(11)를 개별적으로 조작하기 위해 수동 조작 버튼을 조작하는 경우, 제어부(47)는 사용자의 조작에 따라 개별적으로 제어동작을 수행할 수도 있다.

이와 함께, 본체(40)는 도 4에서 보았을 때, 정면에 열교환기(44), 흡입필터(441) 및 배기필터(442)를 교체하거나, 제어부(47)를 수동으로 조작할 수 있도록 개폐동작하는 도어(48)를 구비한다.

도어(48)는 일정 각도만큼 개방한 후 사용자가 손으로 잡거나 별도의 받침대 없이 개방 상태를 유지할 수 있도록 토크 힌지를 이용해 본체(40)에 결합된다. 이에 따라, 상기 도어(48)는 폐쇄시에 개방된 상태에서 개방 방향으로 힘을 가했다 놓으면 저절로 폐쇄된다.

그리고 본체(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 열교환기(40)의 하부에 일정 구배를 가지도록 형성되어 실내공기와 실외공기 사이의 온도차에 의해 응축된 응축수를 포집하는 드레인 판(491) 및 상기 드레인 판(491)에 포집된 응축수를 외부로 배출하는 드레인 파이프(492)를 구비하는 드레인부(49)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치(11)는 내부에 한 쌍의 열교환기(44)가 병렬로 배열됨에 따라, 흡입구(42)를 통해 흡입된 신선한 공기를 양측으로 분산시켜 한 쌍의 열교환기(44), 연결덕트(30)의 급기유로(31) 및 급기덕트(21)를 통해 실내로 공급한다. 그리고 계사 환기장치(11)는 정화부(23)를 통과하면서 정화된 실내 공기를 배기덕트(22)와 한 쌍의 열교환기(44)를 거쳐 양측으로 분산시켜 배출구(41)를 통해 실외로 배출한다.

따라서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치(11)는 병렬로 배열된 한 쌍의 열교환기(44) 전체에서 열교환이 이루어지도록 하여 흡입되는 공기와 배출되는 공기 사이에 열교환이 이루어지지 않는 데드 존(dead zone)을 감소시킴으로써, 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치(11)는 동일한 용 량을 갖는 하나의 열교환기를 구비하는 경우에 비해, 열교환기(44)의 크기 및 중량을 절반으로 줄일 수 있어 청소 및 유지보수를 용이하게 수행할 수 있다.

다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화시스템의 동작을 상세하게 설명한다.

먼저, 전산 유체 역학(Computational Fluid Dynamics) 해석방식을 이용해 계사(10) 내부의 온도분포에 따라 설정되는 위치에 다수의 계사 환기장치(11)를 설치한다.

이를 위하여, 계사(10)의 벽에 관통공을 형성하고, 관통공에 연결덕트(30)를 삽입한 후 계사(10) 내측 벽면에는 실내부(20)를 설치하고, 계사 외측(30) 벽면에 본체(40)를 설치하여 서로 연결한다. 이때, 본체(40)와 연결덕트(30) 및 실내부(20) 사이의 방수 및 방진이 가능하도록 연결 부분에 몰딩 작업을 수행한다.

이와 같이, 본 발명은 계사(10) 내부에 구비되는 기존 시설들의 간섭없이 벽 타공만으로 계사 환기장치(11)의 설치가 가능하므로, 설치작업이 용이하고 설치면적을 최소화할 수 있다.

계사 환기장치(11)의 설치 작업이 완료되면, 온도센서, 습도센서 및 냄새센서 중에서 적어도 하나 이상을 구비하는 감지부(12)를 미리 설정된 위치에 설치하고, 감지부(12)와 중앙 제어부(13) 및 계사 환기장치(11) 사이의 통신이 가능하도록 유선 또는 무선통신 방식으로 서로 연결한다.

이와 같이, 계사 환기장치를 이용한 공기정화 시스템의 설치작업이 완료되면, 중앙 제어부(13)는 감지부(12)의 각 센서로부터 전달되는 감지신호를 이용하여 계사(10) 내부의 요구 환기량을 실시간으로 산출하여 각 계사 환기장치(11)의 구동을 제어한다.

그러면, 각 계사 환기장치(11)는 중앙 제어부(13)의 제어에 따라 배기팬(45) 및 흡기팬(46)을 구동하는 BLDC 모터를 제어하여 흡기 및 배기 동작을 수행함과 동시에, 열교환기(44)를 이용해서 배출되는 공기에서 폐열을 흡수하여 실내로 공급되는 공기의 온도를 실내 공기와 근접시킨다. 이때, 제어부(47)는 PWM 신호를 이용해 배기팬(45) 및 흡기팬(46)을 구동하는 BLDC 모터의 회전수를 조절하여 실내 공기의 온도, 습도 및 냄새 상태를 미세하게 조절할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 실내와 실외의 온도차가 발생하더라도 실내 공기와 실내로 공급되는 공기의 온도차를 최소화하여 냉난방 비용을 절감할 수 있다.

예를 들어, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치의 동작을 설명하는 동작상태도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 계사 환기장치(11)는 배기팬(45)을 구동하여 정화부(23)로부터 정화된 실내공기를 화살표 A의 방향을 따라 배기덕트(22), 배기유로(32), 열교환기(44) 및 배출구(41)를 통해 외부로 배출한다.

이와 동시에, 계사 환기장치(11)는 흡기팬(46)을 구동하여 외부의 신선한 공기를 화살표 B의 방향을 따라 흡입구(42), 열교환기(44) 및 급기덕트(21)를 통해 실내로 공급한다. 이때, 제어부(47)는 급기덕트(21)의 제 1 및 제 2루버(211,212)에 연결된 모터를 구동시켜 제 1 및 제 2루버(211,212)를 좌우 및 상하 방향으로 회전시킴으로써, 계사(10) 내부에 공급되는 공기의 방향을 조절한다.

이와 같이, 배기동작과 흡기동작이 진행됨에 따라 열교환기(44)는 배출되는 공기의 폐열을 회수하여 흡입되는 공기의 온도를 상승 또는 하강시켜 실내온도와 근접시킨다. 이에 따라, 본 발명은 실내 공기와 실내로 공급되는 공기 사이의 온도차를 최소화하여 냉난방 비용을 절감할 수 있다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 온도, 습도, 냄새 센서를 이용하여 계사 내부의 온도, 습도, 냄새 및 유해가스를 실시간으로 감지하고, 감지된 데이터를 이용해 계사 내 요구 환기량을 실시간으로 산출하여 환기를 수행함에 따라 계사 내부를 닭의 생육이 가장 왕성한 상태로 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

상기의 실시 예에서는 계사(10)를 이용하여 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것을 아니다. 즉, 본 발명은 우사나 돈사와 같은 축사뿐만 아니라, 버섯재배사, 원예농가, 화훼농가, 가정, 공장, 사무실 등 환기가 필요한 다양한 장소에 적용하도록 변경될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 계사 환기장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치를 이용한 공기정화 시스템의 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 계사 환기장치의 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 계사 환기장치를 다른 측면에서 보인 분리사시도.

도 5는 도 3에 도시된 본체의 내부 구성을 보인 구성도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계사 환기장치 및 그를 이용한 공기정화시스템의 동작을 설명하는 동작상태도.

《도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명》

10: 계사 11: 계사 환기장치

12: 감지부 13: 중앙 제어부

20: 실내부 21: 급기덕트

22: 배기덕트 23: 정화부

30: 연결덕트 31: 급기유로

32: 배기유로 40: 본체

41: 배출구 42: 흡입구

43: 연결구 44: 열교환기

45: 배기팬 46: 흡기팬

47: 제어부

Claims

축사 내부에 설치되는 실내부,

축사 외부에 설치되어 외부로 배출되는 공기의 폐열을 회수하도록 병렬로 배열되는 한 쌍의 열교환기를 구비하는 본체 및

축사의 벽에 삽입되어 상기 실내부와 본체를 연결하는 연결덕트를 포함하고,

상기 실내부는 상기 본체를 통해 공급되는 외부 공기를 축사 내부로 공급하는 급기덕트, 축사 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기덕트 및 상기 배기덕트의 전단에 설치되어 축사 내부의 공기를 정화하여 상기 배기덕트에 전달하는 정화부를 구비하고,

상기 본체는 상기 열교환기를 통과한 실내 공기를 배출하는 배출구, 외부 공기를 흡입하여 상기 열교환기에 전달하는 흡입구, 상기 배출구 및 흡입구에 구비되어 구동되는 배기팬과 흡기팬, 상기 연결덕트와 연결되는 연결구, 상기 배기팬과 흡기팬을 구동하는 모터 및 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하며,

상기 열교환기는 열교환이 이루어지는 각 셀이 플라스틱 재질로 사출 성형되어 적층 조립되는 것을 특징으로 하는 축사 환기장치.
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제 1항에 있어서, 상기 연결덕트는

상기 열교환기에 의해 분산된 급기를 축사 내부로 공급하는 한 쌍의 급기유로와

상기 한 쌍의 급기유로 사이에 형성되어 상기 정화부로부터 전달되는 공기를 상기 본체로 전달하는 배기유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 축사 환기장치.
제 4항에 있어서, 상기 급기덕트는

상기 축사 내부로 공급되는 공기의 방향을 좌우 및 상하 방향으로 조절하는 제 1 및 제 2루버,

환기동작 정지시 상기 급기덕트를 통해 축사 내부로 외기가 침입하는 것을 방지하도록 상기 급기덕트를 개폐하는 댐퍼 및

상기 제 1 및 제 2루버와 댐퍼를 구동하는 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 축사 환기장치.
제 4항에 있어서, 상기 정화부는

상기 축사 내부에서 흡입된 공기를 정화하는 필터와

상기 필터를 팽팽하게 고정하도록 일체로 형성되는 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 축사 환기장치.
제 6항에 있어서, 상기 정화부는

상기 필터와 프레임의 상부가 하부보다 축사 내부를 향해 돌출되어 비스듬하게 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 축사 환기장치.
제 7항에 있어서,

상기 필터는 염화망 필터이고,

상기 프레임은 알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 축사 환기장치.
제 1항, 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항으로 이루어진 다수의 축사 환기장치,

축사 내부의 온도, 습도, 냄새 중에서 적어도 하나 이상을 감지하는 감지부 및

상기 감지부의 감지신호에 기초하여 상기 축사 환기장치의 구동을 선택적으로 제어하는 중앙 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기장치를 이용한 공기정화 시스템.