KR20240025930A - 환기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 환기 장치는, 프런트 커버와, 리어 커버, 및 상기 프런트 커버와 상기 리어 커버의 가장자리를 연결하는 사이드 커버를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부 공간을 상측의 환기부와 하측의 공조부로 분리하는 분리벽; 상기 환기부에 설치되는 환기 부품; 및 상기 공조부에 설치되는 공조 부품을 포함하고, 상기 프런트 커버에는, 실내 공기가 유입되는 내기 유입구와, 실내 공기 및/또는 실외 공기가 토출되는 공기 토출구가 형성되고, 상기 리어 커버에는, 실외 공기가 유입되는 외기 유입구와, 실내 공기가 배출되는 내기 배출구가 형성되며, 상기 환기 부품은, 상면과 하면이 상기 프런트 커버와 리어 커버에 각각 밀착되도록, 상기 환기부의 내부에 전후 방향으로 배치되는 육면체 형태의 전열 소자; 상기 전열 소자의 네 측면 모서리에서 연장되어, 상기 환기부의 내부 공간을 네 개의 공간으로 구획하는 다수의 구획벽; 상기 네 개의 공간 중 어느 하나의 공간에 배치되는 배기팬 모듈; 상기 네 개의 공간 중 다른 하나의 공간에 배치되는 흡입팬 모듈; 및 상기 내기 유입구로 유입되는 실내 공기를 상기 전열 소자를 우회하여 상기 내기 배출구로 안내하는 바이패스 덕트를 포함한다.

Description

환기 장치{Ventilation apparatus}

본 발명은 환기 장치에 관한 것이다.

환기 장치는, 실내 공기를 외부로 배출하고 신선한 실외 공기를 실내로 공급하기 위한 장치로서, 배출되는 실내 공기와 유입되는 실외 공기가 서로 혼합되지 않고 열교환만 수행 가능하도록 하는 전열 소자를 주요 부품으로 한다.

최근에는, 전열 교환을 통한 환기 기능에 더하여 냉방 기능이 추가로 수행 가능한 복합 환기 장치가 등장하고 있다.

아래의 선행 기술에는, 환기 장치의 내부에 냉매를 이용한 냉각 사이클을 형성하는 냉동 시스템이 장착되는 복합 환기 장치가 개시된다.

상기의 선행 기술에 개시되는 환기 장치는, 냉난방을 위한 구성, 즉 압축기, 응축기(제2열교환체), 증발기(제1열교환체)가 환기 장치 내부에 설치되며, 배출되는 실내 공기가 전열 소자가 아닌 증발기를 통과한 후 다시 실내로 유입시키는 급속 냉방을 위해서 댐퍼(제2댐퍼로 정의)가 제공된다.

이와 같은 구조를 가지는 종래의 복합 환기 장치는 다음과 같은 단점을 안고 있다.

첫째, 오염된 실내 공기를 전열 소자를 통과시키지 않고 바로 실외로 배출시킬 수 있는 유로가 환기 장치 내부에 제공되지 않으므로, 전열 소자의 수명이 단축되는 단점이 있다. 일례로, 생선이나 고기를 굽는 요리 행위를 할 경우, 냄새와 연기가 포함된 실내 공기가 전열 소자를 통과하면서 점성이 높은 동물성 지방이 전열 소자의 표면에 흡착된다. 이러한 흡착 현상은 배기되는 실내 공기의 유동 저항을 증가시키고, 유입되는 실외 공기와의 열교환 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.

비록, 실내 공기 필터가 실내 공기 배기실과 연통하는 전열교환기의 측면에 장착되어, 배출되는 실내 공기가 정화되도록 하고 있으나, 실내 공기가 전열교환기를 통과하지 않돌고 하는 것은 불가능한 단점이 있다. 이 경우, 전열교환기의 수명은 연장될 수 있으나, 실내 공기 필터를 주기적으로 교체해 주어야 하는 단점이 있다.

둘째, 실외로 배출되는 실내 공기는 반드시 전열 소자를 통과하여야 하므로, 여름철 상황에서, 실내 온도가 실외 온도보다 높은 경우에는 전열 소자를 통과하는 실외 공기는 배출되는 실내 공기로부터 열을 흡수하게 된다. 그 결과, 상대적으로 온도가 낮은 신선한 공기가 실내로 공급되지 못하므로 여름철에 사용자는 환기 효과를 체감하지 못하는 단점이 있다.

셋째, 선행 기술의 경우, 유입되는 실외 공기는 전열 소자를 통과한 다음에 각종 필터를 통과하면서 정화되기 때문에, 전열 소자의 내부에 먼지를 포함한 각종 오염물질이 쌓이고, 전열 소자의 표면에 유해 세균이 부착되어 증식되는 문제가 발생할 수 있다.

한국등록특허 제10-2118791호(2020년05월28일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치는, 프런트 커버와, 리어 커버, 및 상기 프런트 커버와 상기 리어 커버의 가장자리를 연결하는 사이드 커버를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부 공간을 상측의 환기부와 하측의 공조부로 분리하는 분리벽; 상기 환기부에 설치되는 환기 부품; 및 상기 공조부에 설치되는 공조 부품을 포함하고, 상기 프런트 커버에는, 실내 공기가 유입되는 내기 유입구와, 실내 공기 및/또는 실외 공기가 토출되는 공기 토출구가 형성되고, 상기 리어 커버에는, 실외 공기가 유입되는 외기 유입구와, 실내 공기가 배출되는 내기 배출구가 형성되며, 상기 환기 부품은, 상면과 하면이 상기 프런트 커버와 리어 커버에 각각 밀착되도록, 상기 환기부의 내부에 전후 방향으로 배치되는 육면체 형태의 전열 소자; 상기 전열 소자의 네 측면 모서리에서 연장되어, 상기 환기부의 내부 공간을 네 개의 공간으로 구획하는 다수의 구획벽; 상기 네 개의 공간 중 어느 하나의 공간에 배치되는 배기팬 모듈; 상기 네 개의 공간 중 다른 하나의 공간에 배치되는 흡입팬 모듈; 및 상기 내기 유입구로 유입되는 실내 공기를 상기 전열 소자를 우회하여 상기 내기 배출구로 안내하는 바이패스 덕트를 포함한다.

상기 네 개의 공간은, 상기 외기 유입구와 연통하는 외기 유입 공간; 상기 전열 소자를 기준으로 상기 외기 유입 공간의 맞은편에 정의되며, 상기 외기 유입구와 연통하는 외기 토출 공간; 상기 내기 배출구와 연통하는 내기 배출 공간; 및 상기 전열 소자를 기준으로 상기 내기 배출 공간의 맞은편에 정의되며, 상기 내기 배출공간과 연통하는 내기 유입 공간을 포함하고, 상기 배기팬 모듈은, 상기 내기 배출 공간에 놓이고, 토출구가 상기 내기 배출구에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 환기 장치는, 상기 공조부의 내부 일 측단부에 가까운 지점에 세워지는 공급측 멀리언; 및 상기 공조부의 내부 타 측단부에 가까운 지점에 세워지는 배출측 멀리언을 포함하고, 상기 공급측 멀리언과, 상기 공급측 멀리언에 가까운 상기 사이드 커버의 일 측면 사이에는 외기 공급 유로가 정의되고, 상기 배출측 멀리언과, 상기 배출측 멀리언에 가까운 상기 사이드 커버의 타 측면 사이에는 내기 배출 유로가 정의되며, 상기 외기 공급 유로와 상기 외기 토출 공간을 구획하는 상기 분리벽의 일 지점에 외기 연통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 흡입팬 모듈은, 상기 외기 토출 공간에 놓이고, 상기 흡입팬 모듈의 토출구는 상기 외기 연통홀에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 바이패스 덕트의 내부에는, 유입구가 상기 내기 유입 공간과 연통하고, 배출구가 상기 내기 배출 공간에 연통하는 바이패스 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 환기 장치는, 상기 바이패스 유로의 유입구를 선택적으로 개폐하는 바이패스 댐퍼를 더 포함한다.

상기 바이패스 덕트는, 상기 분리벽에 놓이며, 일 측단부에 상기 유입구가 형성되는 횡단부와, 상기 횡단부의 타 측단부에서 상측으로 연장되는 측면부, 및 상기 측면부의 상단에 형성되고, 상기 배출구가 형성되는 상면부를 포함한다.

상기 바이패스 유로는, 상기 바이패스 덕트의 전면과, 상기 바이패스 덕트의 전면에서 후측으로 이격되는 지점에 형성되는 유로 가이드에 의하여 정의되고, 상기 유로 가이드는, 유입구의 후단에서 상기 바이패스 덕트의 전단부 쪽으로 연장되는 제 1 가이드와, 상기 제 1 가이드의 단부에서 휘어져서 상기 측면부 쪽으로 연장되는 제 2 가이드, 및 상기 제 2 가이드의 단부에서 상부 후측으로 라운드지게 연장되는 제 3 가이드를 포함한다.

상기 바이패스 유로는, 상기 유입구와 상기 제 1 가이드에 의하여 정의되는 흡입 영역과, 상기 흡입 영역에서 상기 내기 유입 공간과 상기 외기 토출 공간에 걸쳐서 연장되는 이송 영역, 및 상기 이송 영역의 단부에서 상기 배출구까지 연장되는 배출 영역을 포함한다.

상기 내기 배출 유로와 상기 내기 유입 공간을 구획하는 상기 분리벽의 일 지점에는 내기 연통홀이 형성되고, 상기 바이패스 댐퍼의 개도 조절에 의하여, 상기 내기 연통홀을 통과하는 실내 공기는 상기 내기 유입 공간과 상기 바이패스 유로 중 어느 일측으로 안내되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 환기 장치는, 상기 공급측 멀리언과 상기 배출측 멀리언을 연결하는 분할판을 더 포함하고, 상기 공조 부품은, 상기 분할판의 상측 공간에 배치되는 증발팬 모듈과, 상기 분할판의 하측 공간에 배치되는 증발기를 포함한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 환기 장치 내부에 실내 공기가 전열 소자를 통과하지 않고 곧바로 실외로 배출되도록 하는 바이패스 유로가 제공되므로, 전열 소자의 오염을 최소화하여 전열 소자의 수명이 길어지는 장점이 있다. 나아가, 실내 공기가 전열소자를 통과하기 전에 정화되도록 실내 공기 필터를 별도로 설치할 필요가 없는 장점이 있다.

둘째, 상기 바이패스 유로를 통한 실내 공기의 배출이 가능하므로, 유입되는 실외 공기가 실내 공기에 포함된 폐열을 회수하지 않고 실내로 공급될 수 있어, 환기 성능 및 사용자 만족도가 향상되는 장점이 있다.

셋째, 전열 소자와 필터들을 포함하는 공기 정화 수단들이 하나의 모듈 형태로 제공되므로, 설치와 수리가 용이한 장점이 있다.

넷째, 하우징의 전면에 공기 정화 모듈의 인출입을 위한 홀이 형성되므로, 공기 정화 모듈의 교체 및 수리가 매우 편리한 장점이 있다.

다섯째, 실외 공기가 토출되는 외기 토출구에 이중 덕트 구조가 설치되므로, 실외에서 실내로 유입되는 실외 공기와, 실내에서 공조부를 통과하면서 다시 실내로 공급되는 실내 공기가 서로 혼합되지 않고 실내로 공급된다. 따라서, 다수의 실내 공간에 서로 다른 상태의 공기를 공급할 수 있는 장점이 있다.

여섯째, 내부에 바이패스 유로와, 다수의 댐퍼가 제공됨으로써, 다양한 형태의 운전 모드 설정이 가능하므로, 사용자가 필요에 따라 적절한 운전 모드를 선택할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 실내에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치의 전면 사시도.
도 2는 상기 환기 장치의 배면 사시도.
도 3은 상기 환기 장치의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치의 내부 구성을 보여주는 도면.
도 5는 상기 환기부의 저면 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치를 구성하는 바이패스 덕트의 평면 사시도.
도 7은 상기 바이패스 덕트의 저면 사시도.
도 8은 전열 환기 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 9는 급속 환기 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 10은 급속 냉방 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 11은 전열 환기/외기 냉방 동시 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 12는 급속 환기/외기 냉방 동시 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 13은 급속 환기/혼합 냉방 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 14는 전열 환기/혼합 냉방 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 15는 전열 환기/급속 냉방 혼합 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 16은 급속 환기/급속 냉방 혼합 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외기 토출 덕트가 구비된 환기 장치의 사시도.
도 18은 도 17의 18-18을 따라 절개되는 상기 환기 장치의 횡단면도.
도 19는 상기 외기 토출 덕트의 분해 사시도.
도 20은 상기 외기 토출 덕트의 횡단면도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 실내에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치의 전면 사시도이고, 도 2는 상기 환기 장치의 배면 사시도이며, 도 3은 상기 환기 장치의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치(10)는, 내부에 환기 부품과 공조 부품이 구비되는 하우징(11)과, 상기 하우징(11)의 전면과 배면에 장착되는 덕트 플랜지(20)와, 상기 덕트 플랜지(20)에 결합되는 에어 덕트(30)를 포함한다.

상세히, 상기 하우징(11)은, 프런트 커버(111)와, 상기 프런트 커버(111)의 후방에 위치하는 리어 커버(113) 및 상기 프런트 커버(111)와 리어 커버(113)의 가장자리를 연결하는 사이드 커버(112)를 포함한다. 상기 사이드 커버(112)는 상기 하우징(11)의 양 측면과, 상면, 및 하면을 형성한다.

상기 하우징(11)의 내부 공간은 분리벽(12)에 의하여 상측의 환기부(ventilation part)(11a)와 하측의 공조부(air conditioning part)(11b)로 분할된다. 상기 환기부(11a)에는 환기 기능을 수행하는데 필요한 각종 부품들이 배치되고, 상기 공조부(11b)에는 냉방 또는 난방 기능을 수행하는데 필요한 각종 부품들이 배치된다.

상기 하우징(11) 내부로 유입되는 실외 공기는 1차적으로 상기 환기부(11a)를 통과한 다음 상기 공조부(11b)로 안내된 후 실내로 공급된다. 그리고, 상기 하우징(11) 내부로 유입되는 실내 공기는 운전 모드에 따라서 상기 공조부(11b)만을 통과한 후 다시 실내로 배출되거나, 상기 환기부(11a)를 통과한 다음 실외로 배출된다.

상기 프런트 커버(111)에는 외기 토출구(1111)와 내기 유입구(1112)가 각각 형성된다. 상기 외기 토출구(1111)와 내기 유입구(1112)는, 상기 공조부(11b)가 상기 환기부(11a)의 하측에 형성되는 구조에서는, 상기 프런트 커버(11)의 하단에 가까운 지점에 각각 형성될 수 있다.

여기서, 상기 외기 토출구(1111)는, 주로 실외 공기가 실내로 토출되는 토출구로 기능하지만, 운전 모드에 따라 실내 공기도 토출되는 토출구로도 기능하므로, 공기 토출구로 넓게 정의될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 리어 커버(113)에는 외기 유입구(1131)와 내기 배출구(1132)가 각각 형성된다. 상기 외기 유입구(1131)와 내기 배출구(1132)는, 상기 환기부(11a)가 상기 공조부(11b)의 상측에 형성되는 구조에서는, 상기 리어 커버(113)의 상단에 가까운 지점에 각각 형성될 수 있다.

상기 외기 유입구(1131)와 상기 외기 토출구(1111), 상기 내기 유입구(1112)와 상기 내기 배출구(1132)는 상기 하우징(11)의 대각선 방향으로 마주보는 위치에 형성될 수 있다.

한편, 상기 덕트 플랜지(20)는, 상기 외기 유입구(1131)에 결합되는 외기 유입 플랜지(21)와, 상기 외기 토출구(1111)에 결합되는 외기 토출 플랜지(22)와, 상기 내기 유입구(1112)에 결합되는 내기 유입 플랜지(23), 및 상기 내기 배출구(1132)에 결합되는 내기 배출 플랜지(24)를 포함한다.

또한, 상기 에어 덕트(30)는, 상기 외기 유입 플랜지(21)에 결합되는 외기 유입 덕트(31)와, 상기 외기 토출 플랜지(22)에 결합되는 외기 토출 덕트(32)와, 상기 내기 유입 플랜지(23)에 결합되는 내기 유입 덕트(33), 및 상기 내기 배출 플랜지(24)에 결합되는 내기 배출 덕트(34)를 포함한다.

상기 외기 토출 덕트(32)와 내기 유입 덕트(33)는 동일한 형상으로 제조되어, 장착 위치에 제한되지 않고 외기 토출 플랜지(22)와 내기 유입 플랜지(23)에 자유롭게 결합될 수 있다.

도 1에 보이는 바와 같이, 환기 장치(10)가 베란다 또는 기계실의 벽면 상측에 부착되는 경우, 상기 공조부(11b)에 설치되는 공조 관련 부품 외의 구성 요소가 구비되는 실외기(outdoor unit)(80)가 상기 환기 장치(10)의 하측에 배치될 수 있다. 그 결과, 환기 장치(10)가 설치되는 베란다 또는 기계실의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 뿐만 아니라, 공조 기능을 수행하기 위한 냉매 사이클을 구성하는 배관의 길이를 최소화할 수 있으므로, 배관을 통한 열손실을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 외기 토출 덕트(32)와 내기 유입 덕트(33)의 출구가 천장에 가까운 지점에 위치하므로, 상기 외기 토출 덕트(32)와 내기 유입 덕트(33)로부터 다수의 실내 공간으로 분지되는 분지 덕트들을 천장을 따라 설치할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 상기 환기부(11a)에 구비되는 구성 요소들과 상기 공조부(11b)에 구비되는 구성 요소들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치의 내부 구성을 보여주는 도면이고, 도 5는 상기 환기부의 저면 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치(10)의 하우징(11)은, 상술한 바와 같이, 상기 분리벽(12)에 의하여 환기부(11a)와 공조부(11b)로 구획된다.

상기 환기부(11a)의 내부에는 공기 정화 모듈(40)이 배치된다. 상세히, 상기 공기 정화 모듈(40)은, 실외로 배출되는 실내 공기와 실내로 유입되는 실외 공기가 혼합되지 않고 열교환하도록 하는 전열 소자(41)를 포함한다.

상기 전열 소자(41)는, 정사각형 또는 마름모 형태의 횡단면 형상을 가지며, 실내 공기 유동 채널과 실외 공기 유동 채널이 교번하여 적층되는 육면체 형상을 이룬다.

본 실시예에서는, 상기 전열 소자(41)의 육면 중 사각형 또는 마름모 형태로 이루어지는 두 면을 전면과 후면으로 정의하고, 상기 전면과 후면을 연결하는 네 개의 면을 측면으로 정의한다.

상기 전열 소자(41)의 전면은 상기 프런트 커버(111)의 배면에 밀착되고, 배면은 상기 리어 커버(113)의 전면에 밀착된다. 그리고, 상기 전열 소자(41)의 네개의 모서리는 상기 사이드 커버(112)의 상면과 좌우 측면, 및 상기 분리벽(12)을 향하도록 설치된다.

또한, 상기 전열 소자(41)의 네 모서리에는 구획벽(16)이 각각 연장되며, 네 개의 구획벽(16)은 상기 사이드 커버(112)의 상면과 좌우 측면 및 상기 분리벽(12)을 향하여 각각 연장된다. 구체적으로, 상기 네 개의 구획벽(16) 중 두 개의 구획벽은 상기 사이드 커버(112)의 상면과 일 측면에 닿는다. 그리고, 나머지 두 개의 구획벽은 후술하게 될 바이패스 덕트의 상면과 측면에 닿는다.

상기 네 개의 구획벽(16)이 제공됨으로써, 상기 환기부(11a)의 내부 공간의 네 개의 공간으로 다시 분할된다. 상기 네 개의 공간은, 외기 유입 공간(S1), 외기 토출 공간(S2), 내기 유입 공간(S3) 및 내기 배출 공간(S4)을 포함한다.

상기 공기 정화 모듈(40)은, 헤파 필터(42)와 프리 필터(43) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 헤파 필터(42)와 프리 필터(43)는 상기 전열 소자(42)의 네 개의 측면 중 일 측면에 장착된다. 구체적으로, 상기 헤파 필터(42)와 프리 필터(43)는, 상기 전열 소자(41)의 네 개의 측면 중, 상기 외기 유입 공간(S1)과 연통하는 측면에 장착된다. 그리고, 상기 헤파 필터(42)의 일 면이 상기 전열 소자(41)의 측면에 장착되고, 상기 프리 필터(43)는 상기 헤파 필터(42)의 타 면에 장착된다.

상기 전열 소자(41)와 헤파 필터(42) 및 프리 필터(43)는 하나의 프레임에 둘러싸여서 모듈 형태로 상기 환기부(11a) 내에 장착 가능하다. 그리고, 상기 프레임 내부에서 상기 전열 소자(41)와 헤파 필터(42) 및 프리 필터(43) 각각은 독립적으로 슬라이딩 인출 가능하게 제공된다.

또한, 상기 프런트 커버(111)에는 상기 공기 정화 모듈(40)의 삽입과 분리를 위한 장착홀(1113)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 장착홀(113)은 별도의 커버 또는 도어(미도시)에 의하여 차폐될 수 있고, 상기 커버 또는 도어는 상기 프런트 커버(111)에 회동 가능하게 결합될 수 있다.

한편, 상기 리어 커버(113)에 형성되는 외기 유입구(1131)는 상기 외기 유입 공간(S1)의 배면을 정의하는 부분에 형성되고, 상기 내기 배출구(1132)는 상기 내기 배출 공간(S4)의 배면을 정의하는 부분에 형성된다.

따라서, 상기 외기 유입구(1131)로 유입되는 실외 공기는 상기 공기 정화 모듈(40)을 통과한 다음 상기 외기 토출 공간(S2)으로 안내된다. 그리고, 상기 외기 유입구(1131)로 유입되는 실외 공기는 상기 프리 필터(43)와 헤파 필터(42) 및 전열 소자(41)를 순차적으로 통과한다.

상기 분리벽(12)에는 외기 연통홀(121)과 내기 연통홀(122)이 각각 형성되며, 상기 외기 연통홀(121)과 상기 내기 연통홀(122)은 상기 분리벽(12)의 양 측단부에 인접하는 지점에 각각 형성된다.

상기 내기 배출 공간(S4)에는 배기팬 모듈(62)이 배치되고, 상기 배기팬 모듈(62)의 토출구는 상기 내기 배출구(1132)에 연결된다. 그리고, 상기 외기 토출 공간(S2)에는 흡입팬 모듈(61)이 배치되고, 상기 흡입팬 모듈(61)의 토출구는 상기 외기 연통홀(121)에 연결된다.

또한, 상기 바이패스 덕트(50)는 상기 환기부(11a)에 설치되되, 상기 내기 유입 공간(S3)과 외기 토출 공간(S2)을 가로질러 상기 내기 배출 공간(S4)에 연결된다. 즉, 상기 바이패스 덕트(50)는 상기 내기 유입 공간(S3)에서 상기 외기 토출 공간(S2)의 측단부까지 연장된 후 상기 사이드 커버(112)의 측면을 따라 상측으로 연장되어 상기 내기 배출 공간(S4)과 연통하는 구조로 이루어진다. 상기 바이패스 덕트(50)의 구조에 대해서는 아래에서 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

한편, 상기 공조부(11b)에는 냉매 사이클을 구성하는 부품들의 일부가 수용된다. 예컨대, 증발기(64)와 증발팬 모듈(63)이 수용될 수 있으며, 상기 증발기(64)와 증발팬 모듈(63)을 제외한 냉매 사이클의 구성들, 즉 압축기, 응축기, 사방변, 팽창변 등은 상기 실외기(80) 내부에 수용될 수 있다. 그리고, 상기 사방변의 개도 제어를 통하여 상기 증발기(64)는 응축기로 작동하여 난방 운전이 가능하도록 할 수 있다.

상기 공조부(11a)의 양 측면 가장자리 중 어느 일측, 구체적으로 상기 외기 연통홀(121)이 형성되는 가장자리 쪽에는 공급측 멀리언(mullion)(14)이 세워지고, 상기 내기 연통홀(122)이 형성되는 가장자리 쪽에는 배출측 멀리언(15)이 세워진다. 따라서, 상기 외기 연통홀(121)은, 상기 사이트 커버(112)의 일 측면과 상기 공급측 멀리언(14) 사이에 정의되는 외기 공급 유로(114)의 상단에 위치한다. 그리고, 상기 내기 연통홀(122)은, 상기 사이드 커버(112)의 타 측면과 상기 배출측 멀리언(15) 사이에 정의되는 내기 배출 유로(115)의 상단에 위치한다.

상기 공급측 멀리언(14)과 배출측 멀리언(15) 각각은, 상기 분리벽(12)과 상기 사이드 커버(112)의 하면을 연결하도록 수직하게 세워지는 벽으로 정의될 수 있다. 특히, 상기 배출측 멀리언(15)의 하측 부분은 도시된 바와 같이 상기 공급측 멀리언(14) 쪽으로 절곡된 후 하측으로 연장되는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 공급측 멀리언(14)과 배출측 멀리언(15) 사이에 형성되는 공간은, 상기 공급측 멀리언(14)으로부터 상기 배출측 멀리언(15)으로 수평하게 연장되는 분할판(13)에 의하여 상부 공간(116)과 하부 공간(117)으로 구획될 수 있다.

여기서, 상기 상부 공간(116)으로부터 상기 분할판(13)을 통과한 후 상기 하부 공간(117)에 이르는 공기 유로는 상기 증발기(64)에 의하여 냉각된 실외 공기 또는 실내 공기가 흐르는 유로로서, 공조 유로로 정의될 수 있다. 물론, 냉매 사이클이 히트펌프 사이클로 동작하여, 상기 증발기(64)가 응축기로 기능하는 경우, 상기 공조 유로를 따라 흐르는 공기는 가열된 공기이다. 따라서, 상기 상부 공간(116)과 하부 공간(117)을 연결하는 유로는 공조 유로로 정의될 수 있다.

상기 분할판(13)의 상면에는 상기 증발팬 모듈(63)이 안착될 수 있고, 상기 분할판(13)에는 증발기 연통홀(131)이 형성된다. 상기 증발팬 모듈(63)의 토출구는 상기 증발기 연통홀(131)에 연결된다.

상기 프런트 커버(111)의 외기 토출구(1111)는, 도 8에 보이는 바와 같이, 상기 외기 공급 유로(114)와 상기 하부 공간(117)에 걸쳐서 형성된다. 따라서, 상기 외기 공급 유로(114)를 따라 흐르는 공기와 상기 하부 공간(117)으로 보내진 공기는 모두 상기 외기 토출구(1111)를 통하여 실내로 토출된다.

반면, 상기 프런트 커버(111)의 내기 유입구(1112)는 오직 상기 내기 배출 유로(115)와 연통하도록 설계된다. 따라서, 상기 내기 유입구(1112)를 통하여 유입되는 실내 공기는 상기 하부 공간(117)으로는 유입되지 않고 오직 상기 내기 배출 유로(115)를 따라서 상승한다.

상기 바이패스 덕트(50)의 입구에는 바이패스 댐퍼(71)가 장착되고, 상기 공급측 멀리언(14)에는 공급 댐퍼(72)가 장착되며, 상기 배출측 멀리언(15)에는 배기 댐퍼(73)가 장착된다.

상기 바이패스 댐퍼(71)는 상기 바이패스 덕트(50)의 입구를 선택적으로 개폐한다. 구체적으로, 상기 바이패스 댐퍼(71)가 상기 바이패스 덕트(50)의 입구를 폐쇄하면 상기 내기 연통홀(122)을 통하여 상기 내기 배출 유로(115)와 상기 내기 유입 공간(S3)이 연통한다. 반대로, 상기 바이패스 댐퍼(71)가 상기 바이패스 덕트(50)의 입구를 개방하면, 상기 내기 연통홀(122)을 통하여 상기 내기 배출 유로(115)와 상기 바이패스 덕트(50)의 내부에 형성된 바이패스 유로(후술함)가 연통한다.

또한, 상기 공급 댐퍼(72)가 개방되면 상기 외기 공급 유로(114)와 상기 상부 공간(116)이 연통하고, 상기 배기 댐퍼(73)가 개방되면 상기 상부 공간(116)과 상기 내기 배출 유로(115)가 연통한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치를 구성하는 바이패스 덕트의 평면 사시도이고, 도 7은 상기 바이패스 덕트의 저면 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치(10)에는 바이패스 덕트(50)가 장착되며, 상기 바이패스 덕트(50)는 상기 환기부(11a)의 바닥부와 측면부를 따라 연장된다.

상세히, 상기 바이패스 덕트(50)는, 상기 분리벽(12)에 안착되는 횡단부(51)와, 상기 횡단부(51)의 측단부에서 절곡되어 상측으로 연장되는 측면부(53), 및 상기 측면부(53)의 상단에서 후방으로 연장되는 상면부(54)로 이루어진다.

상기 바이패스 덕트(50)의 전면은 개구되고, 전단부가 상기 프런트 커버(111)의 배면에 밀착될 수 있다. 또는, 상기 바이패스 덕트(50)의 전면이 프런트 플레이트에 의하여 폐쇄되고, 상기 프런트 플레이트가 상기 프런트 커버(111)의 배면에 밀착될 수 있다. 상기 바이패스 덕트(50)의 배면은 상기 리어 커버(113)의 전면에 밀착된다.

상기 횡단부(51)의 측면은 개구되어 유입구(501)가 정의되고, 상기 유입구(501)가 정의되는 상기 횡단부(51)의 측면은 상기 하우징(11)의 사이드 커버(112)로부터 소정 간격 이격된다.

상기 유입구(501)에는 상기 바이패스 댐퍼(71)가 장착되며, 상기 바이패스 댐퍼(71)는, 상기 횡단부(51)의 측면 가장자리에 장착되는 댐퍼 프레임(712)과, 상기 댐퍼 프레임(712)의 상단에 회동 가능하게 연결되는 댐퍼(711), 및 상기 댐퍼(711)를 회전시키는 댐퍼 모터(713)를 포함한다. 상기 공급 댐퍼(72)와 배기 댐퍼(73)도 상기 바이패스 댐퍼(71)와 마찬가지로 댐퍼 프레임과, 댐퍼 및 댐퍼 모터로 이루어진다.

상기 댐퍼(711)는 상기 횡단부(51)의 높이에 해당하는 폭과, 상기 횡단부(51)의 전후 방향 폭에 대응하는 길이로 이루어진다. 상기 횡단부(51)의 측면과 상기 사이드 커버(112)는 상기 댐퍼(711)의 폭에 대응하는 거리만큼 이격된다. 상기 횡단부(51)의 측면과 상기 사이드 커버(112) 사이에 형성되는 공간은, 상기 내기 유입구(1112)를 통하여 흡입되는 실내 공기가 상기 내기 유입 공간(S3)으로 안내되는 통로로서, 내기 배출 통로로 정의될 수 있다. 그리고, 상기 댐퍼(711)가 수직 상태가 되면 상기 유입구(501)가 폐쇄되고, 수평 상태로 회동하여 상기 유입구(501)를 개방하면, 상기 내기 배출 통로가 폐쇄된다.

상기 바이패스 덕트(50)의 일 부분에는 상기 흡입팬 모듈(61)을 수용하는 흡입팬 모듈 수용홈(504)이 형성되며, 상기 흡입팬 모듈 수용홈(504)은 상기 바이패스 덕트(50)의 횡단부(51)의 일부분과 측면부(53)의 일부분이 절개되어 형성된다. 그리고, 상기 흡입팬 모듈 수용홈(504)의 가장자리를 정의하는 상기 횡단부(51)와 측면부(53)의 절개면은 폐쇄된다.

한편, 상기 횡단부(51)는, 상기 분리벽(12)에 안착되는 바닥부(511)와, 상기 바닥부(511)로부터 소정 높이 이격되는 상면부(512)와, 상기 바닥부(511)와 상면부(512)를 연결하는 유로 가이드(513)를 포함한다.

상기 바닥부(511)의 일 측단부는 상기 유입구(501)의 하측 가장자리를 정의하며, 상기 사이드 커버(112)로부터 상기 댐퍼(711)의 폭에 대응하는 길이만큼 이격된다. 그리고, 바닥부(511)의 일 측단부와 상기 사이드 커버(112) 사이의 이격 공간을 폐쇄하는 상기 분리벽(12)의 부분에 상기 내기 연통홀(122)이 형성된다.

다른 방법으로서, 상기 바닥부(511)가 상기 분리벽(12)과 동일한 크기로 형성되고, 점선으로 표시된 바와 같이, 상기 바닥부(511)에 상기 내기 연통홀(122)과 외기 연통홀(121)이 형성될 수 있으며, 이 경우에는 바닥부(511)가 상기 분리벽(12)의 기능을 대신할 수 있다.

상기 유로 가이드(513)는, 상기 횡단부(51)의 전단으로부터 후방으로 소정 거리 이격된 지점에 형성되어, 상기 바이패스 덕트(50)의 전면과 상기 유로 가이드(513) 사이에 바이패스 유로(502)가 형성되도록 한다.

상세히, 상기 유로 가이드(513)는 상기 유입구(501)의 후단에서 전방으로 연장되다가, 상기 측면부(53) 및 상면부(54) 쪽으로 연장된다. 상기 유로 가이드(513)가 상기 바이패스 덕트(50)의 후단에서 전단 쪽으로 연장될 때, 상기 사이드 커버(112)로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 또는 소정 곡률로 라운드지게 연장될 수 있다. 특히, 상기 바이패스 덕트(50)의 측면과 전면이 만나는 모서리 부위에서는 상기 유로 가이드(513)가 소정 곡률로 라운드지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 유로 가이드(513)는 상기 횡단부(51)의 타 측단, 즉 상기 측면부(53) 까지 연장된 후 상측으로 소정 곡률로 부드럽게 라운드져서 연장될 수 있다.

한편, 상기 측면부(53)는, 외부 절곡부(531)와 내부 절곡부(532)를 포함한다. 상세히, 상기 외부 절곡부(531)는, 상기 바닥부(511)의 타 단부, 즉 상기 유입구(501)의 반대쪽 측단부에서 상측으로 절곡되는 부분으로서, 상기 사이드 커버(112)의 안쪽 면에 밀착된다.

또한, 상기 내부 절곡부(532)는 상기 상면부(512)의 타 측단에서 상측으로 절곡 연장된다. 상기 내부 절곡부(532)와 상기 상면부(512)가 만나는 지점은 소정 곡률로 만곡될 수 있다.

또한, 상기 상면부(54)의 전단은 상기 프런트 커버(111)에 밀착되고 후단은 상기 리어 커버(113)에 밀착되며, 상기 상면부(54)의 일 부분에는 배출구(503)가 형성된다. 상기 유로 가이드(513)는 상기 측면부(53)의 상측으로 연장되되, 후방으로 라운드져서 상기 배출구(503)의 후단에 연결된다. 따라서, 상기 배출구(503)는 상기 바이패스 유로(502)의 토출구로 이해될 수 있다.

정리하면, 상기 유로 가이드(513)는, 상기 유입구(501)의 후단에서 상기 바이패스 덕트(50)의 전단부 쪽으로 연장되는 제 1 가이드와, 상기 제 1 가이드의 전단에서 휘어져서 상기 측면부(53)까지 연장되는 제 2 가이드, 및 상기 제 2 가이드의 단부에서 상부 후측으로 라운드지게 연장되는 제 3 가이드로 이루어지는 것으로 설명될 수 있다.

또한, 상기 바이패스 유로(502)는, 상기 유입구(501)와 상기 제 1 가이드에 의하여 정의되는 흡입 영역과, 상기 흡입 영역에서 상기 측면부(53)까지 연장되는 이송 영역, 및 상기 이송 영역의 단부에서 상기 배출구(503)까지 연장되는 배출 영역으로 이루어지는 것으로 설명될 수 있다.

도 3에 보이는 바와 같이, 상기 전열 소자(51)의 측면 모서리에서 연장되는 네 개의 구획벽들(16) 중, 상기 내기 배출 공간(S4)과 상기 외기 토출 공간(S2)을 구획하는 구획벽은 상기 바이패스 덕트(50)의 측면부(53)에 연결된다. 따라서, 상기 배출구(503)는 상기 내기 배출 공간(S4)과 연통한다. 그리고, 상기 바이패스 유로(502)를 따라 흐르는 실내 공기는 상기 배출구(503)를 통하여 상기 내기 배출 공간(S4)으로만 배출되고, 상기 배기팬 모듈(62)에 의하여 환기 장치(10) 외부로 전부 배출된다.

상기 배출구(503)는 상기 상면부(54)의 전단에서 후단에 이르는 길이로 형성될 수도 있고, 도시된 바와 같이 상기 상면부(54)의 절반 정도 길이로 형성될 수도 있다.

이하에서는 운전 모드 별로 본 발명의 실시예에 따른 환기 장치에서 이루어지는 실내 공기와 실외 공기의 흐름에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 8은 전열 환기 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 8을 참조하면, 전열 환기 모드가 실행되면, 흡입팬 모듈(61)과 배기팬 모듈(62)이 모두 작동하고, 상기 바이패스 댐퍼(71)가 상기 내기 배출 통로를 개방하고 상기 바이패스 덕트(50)의 유입구(501)를 차폐한다. 그리고, 상기 공급 댐퍼(71)와 배기 댐퍼(73)는 폐쇄된다. 상기 공급 댐퍼(71)와 배기 댐퍼(73)가 폐쇄된다는 것은, 상기 외기 공급 유로(114)와 내기 배출 유로(115)가 상기 증발팬 모듈(63)이 수용된 상부 공간(116)과 연통하지 않는 것을 의미한다.

이 상태에서, 상기 흡입팬 모듈(61)이 구동하면, 실외 공기가 상기 외기 유입 덕트(31)를 통하여 상기 외기 유입 공간(S1)으로 유입된다. 상기 외기 유입 공간(S1)으로 유입된 실외 공기는 상기 공기 정화 모듈(40)을 통과한 뒤 상기 외기 토출 공간(S2)으로 안내된다.

상기 외기 토출 공간(S2)으로 안내된 실외 공기는 상기 흡입팬 모듈(61)에 의하여 흡입된 후, 상기 외기 연통홀(121)을 통하여 상기 외기 공급 유로(114)로 안내된다. 상기 외기 공급 유로(114)로 안내되는 실외 공기는 상기 외기 토출구(111)와 상기 외기 토출 덕트(32)를 통하여 실내로 공급된다.

상기 배기팬 모듈(62)이 구동하면, 실내 공기가 상기 내기 유입 덕트(33)를 통하여 상기 내기 배출 유로(115)로 안내되고, 상기 내기 연통홀(122)과 상기 내기 배출 통로를 통과하여 상기 내기 유입 공간(S3)으로 안내된다.

상기 내기 유입 공간(S3)으로 안내된 실내 공기는 상기 전열 소자(41)를 통과한 뒤 상기 내기 배출 공간(S4)으로 안내된다. 상기 실외 공기와 실내 공기는 상기 전열 소자(41)를 통과하면서 열교환한다(폐열 회수).

상기 내기 배출 공간(S4)으로 안내된 실내 공기는 상기 배기팬 모듈(62)에 의하여 흡입된 후 상기 내기 배출 덕트(34)를 통하여 실외로 배출된다.

겨울철에는 상기 공기 정화 모듈(40)에서 일어나는 폐열 회수 과정에 의하여, 실외 공기가 실외로 배출되는 실내 공기로부터 열을 흡수한 뒤 실내로 공급되므로, 실내 온도가 급격하게 하강하는 현상을 방지할 수 있다.

반면, 여름철에는, 실외 공기가 실외로 배출되는 실내 공기로 열을 방출하여 온도가 낮아진 상태로 실내로 공급되므로, 실내 온도가 급격하게 상승하는 현상을 방지할 수 있다.

도 9는 급속 환기 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 9를 참조하면, 급속 환기 모드(또는 외기 냉방 모드)가 실행되면, 상기 흡입팬 모듈(61)과 상기 배기팬 모듈(62)이 작동하고, 상기 증발팬 모듈(63)은 작동하지 않는다.

상세히, 상기 바이패스 댐퍼(71)가 작동하여 상기 내기 배출 통로가 폐쇄되는 반면 상기 바이패스 덕트(50)의 유입구(501)가 개방된다. 그리고, 상기 공급 댐퍼(72)와 배기 댐퍼(73)도 폐쇄된 상태로 유지된다.

이 상태에서 상기 흡입팬 모듈(61)이 작동하면, 상기 전열 환기 모드와 마찬가지로, 실외 공기는 상기 외기 유입 덕트(31), 외기 유입 공간(S1), 공기 정화 모듈(40), 외기 토출 공간(S2), 외기 공급 유로(114), 및 외기 토출 덕트(32)를 순차적으로 통과하여 실내로 공급된다.

그리고, 상기 배기팬 모듈(62)이 작동하면, 실내 공기는 상기 내기 유입 덕트(33), 내기 배출 유로(115), 내기 연통홀(122)을 통과한 후, 상기 바이패스 덕트(50)의 유입구(501), 바이패스 유로(502), 배출구(503), 내기 배출 공간(S4), 및 내기 배출 덕트(34)를 순차적으로 통과하여 실외로 배출된다.

이 경우, 실내 공기는 상기 전열 소자(41)를 통과하지 않으므로, 실내로 유입되는 실외 공기는 실외 온도 상태로 실내로 토출된다. 따라서, 가을 또는 겨울철에는 상기 급속 환기 모드가 실행되면 온도가 낮은 신선한 실외 공기가 실내로 공급되는 장점이 있다.

또한, 실내 공기가 전열 소자(41)를 통과하지 않으므로, 주방에서 요리를 하고 있는 상황에서는, 요리 과정에서 공기 중에 비산한 기름이나 연기 기타 유해 물질이 실외로 바로 배출되어, 상기 전열 소자(41)의 오염을 최소화할 수 있다.

만일, 주방에서 요리를 하고 있는 상황에서 상기 전열 환기 모드가 실행되면, 실내의 오염된 공기가 전열 소자(41)를 통과하면서 상기 전열 소자(41)의 내주면을 오염시키게 된다. 그 결과 전열 소자(41)의 수명이 짧아지는 문제를 초래할 수 있다.

따라서, 실내 공기가 많이 오염된 경우에는, 바이패스 덕트(50)를 이용한 급속 환기 모드를 실행하여 실내 공기가 신속하게 외부로 배출되도록 함과 동시에, 전열 소자의 오염을 최소화 할 수 있다.

도 10은 급속 냉방 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 10을 참조하면, 급속 냉방 모드가 실행되면, 상기 흡입팬 모듈(61)과 배기팬 모듈(62)은 정지하고, 냉매 사이클이 작동하여 상기 증발기(64)와 상기 증발팬 모듈(63)이 작동한다. 냉매 사이클이 작동하면, 상기 증발기(64)로 저온 저압의 2상 냉매가 흐른다.

또한, 상기 배기 댐퍼(73)가 작동하여 상기 내기 배출 유로(115)를 차폐하고, 상기 내기 배출 유로(115)와 상기 상부 공간(116)이 연통하도록 한다.

이 상태에서, 상기 증발팬 모듈(63)이 작동하면, 실내 공기가 상기 내기 유입 덕트(33)로 유입된 후 상기 내기 배출 유로(115)로 안내된다. 상기 내기 배출 유로(115)로 안내되는 실내 공기는 상기 상부 공간(116)으로 안내되고, 상기 증발팬 모듈(63)과 상기 증발기 연통홀(131)을 통과하여 상기 하부 공간(117)으로 안내된다.

상기 하부 공간(117)으로 안내된 실내 공기는 상기 증발기(64)를 통과하면서 온도가 하강한 뒤 상기 외기 토출구(1111)를 통하여 실내로 다시 공급된다.

도 11은 전열 환기/외기 냉방 동시 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 11을 참조하면, 전열 환기/외기 냉방 동시 모드가 실행되면, 상기 전열 환기 모드와 외기 냉방 모드가 동시에 수행된다.

상기 외기 냉방 모드는, 환기 장치(10) 내부로 유입되는 실외 공기가 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각된 후에 실내로 공급되는 운전 모드를 의미한다.

상세히, 상기 전열 환기/외기 냉방 동시 모드는, 도 8에서 설명된 전열 환기 모드와 동일하되, 상기 공급 댐퍼(72)가 절환되어 상기 외기 공급 유로(114)를 폐쇄하는 것에 차이가 있다. 그러면, 상기 흡입팬 모듈(61)에 의하여 흡입된 실외 공기는, 상기 공기 정화 모듈(40)을 통과한 뒤 상기 외기 공급 유로(114)를 따라 흐르지 않고, 상기 증발팬 모듈(63)이 수용된 상기 상부 공간(116)으로 안내된다. 그리고, 상기 상부 공간(116)으로 안내된 실외 공기는, 상기 증발팬 모듈(63)과 상기 증발기 연통홀(131)을 통과한 뒤 상기 하부 공간(117)으로 안내된다. 상기 하부 공간(117)으로 안내된 실외 공기는 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각된 후 상기 외기 토출 덕트(32)를 통하여 실내로 공급된다.

상기 전열 환기/외기 냉방 동시 모드는, 실내외 온도차가 상대적으로 큰 상황에서 다량의 신선한 실외 공기의 유입이 필요하면서도 폐열 회수가 필요한 경우에 사용될 수 있다.

예컨대, 여름철에 실내 공기 질이 떨어져서 신선한 실외 공기가 필요하지만, 외부 온도가 높아서 창문을 열 수가 없는 경우, 상기 전열 환기/외기 냉방 동시 모드가 실행되면, 유입되는 실외 공기는 상기 전열 소자(41)를 통과하면서 상대적으로 온도가 낮은 실내 공기와 열교환하여 온도가 하강하게 된다. 그리고, 온도가 일정 수준 떨어진 실외 공기는 상기 증발기(64)를 통과하면서 실내 온도와 유사한 온도로 냉각된 후 실내로 공급된다. 따라서, 산소량이 많은 실외 공기가 전열 소자(41)를 통과하면서 1차적으로 실외 온도보다 낮은 온도로 냉각되므로, 상기 증발기(64)에 과도한 부하가 가해지지 않는 장점이 있다. 따라서, 용량이 크지 않은 증발기를 사용 가능한 장점이 있다.

또한, 겨울철에는 냉매 사이클을 히트 펌프로 운전하여, 상기 증발기(64)가 응축기로 작용하도록 하면, 유입되는 실외 공기가 전열 소자(41)를 통과하면서 실내 공기로부터 열을 흡수한 후 응축기를 통과하므로, 응축기에 과부하가 걸리지 않는다.

도 12는 급속 환기/외기 냉방 동시 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 12를 참조하면, 급속 환기/외기 냉방 동시 모드는, 도 9에서 설명된 급속 환기 모드와 동일하되, 상기 공급 댐퍼(72)가 절환되어 상기 외기 공급 유로(114)를 폐쇄하는 것에 차이가 있다. 그러면, 상기 흡입팬 모듈(61)에 의하여 흡입된 실외 공기는, 상기 공기 정화 모듈(40)을 통과한 뒤 상기 외기 공급 유로(114)를 따라 흐르지 않고, 상기 증발팬 모듈(63)이 수용된 상기 상부 공간(116)으로 안내된다. 그리고, 상기 상부 공간(116)으로 안내된 실외 공기는, 상기 증발팬 모듈(63)과 상기 증발기 연통홀(131)을 통과한 뒤 상기 하부 공간(117)으로 안내된다. 상기 하부 공간(117)으로 안내된 실외 공기는 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각된 후 상기 외기 토출 덕트(32)를 통하여 실내로 공급된다.

상기 급속 환기/외기 냉방 동시 모드는, 요리로 인하여 실내 공기의 오염도가 높아 신속하게 실내 공기를 외부로 방출하고, 다량의 신선한 외부 공기를 유입할 필요가 있으며, 폐열 회수가 요구되지 않을 때 유용하게 사용될 수 있는 운전 모드이다. 특히, 실내 공기 질이 낮은 늦여름이나 초가을에 유용하게 사용될 수 있는 운전 모드라 할 수 있다.

도 13은 급속 환기/혼합 냉방 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 13을 참조하면, 급속 환기/외기 냉방 동시 모드는, 도 12에서 설명된 급속 환기/외기 냉방 동시 모드와 동일하되, 상기 배기 댐퍼(73)가 90도 미만의 각도로 절환되어, 상기 내기 유입 덕트(33)를 통하여 유입되는 실내 공기가 상기 전열 소자(41)와 상기 상부 공간(116) 쪽으로 나뉘어 흐르도록 하는 것에 차이가 있다.

상세히, 급속 환기/외기 냉방 동시 모드가 실행되면, 상기 흡입팬 모듈(61)에 의하여 흡입된 실외 공기는,상기 내기 배출 유로(115)를 따라 흐르다가 상기 바이패스 유로(501)와 상기 상부 공간(116)으로 나뉘어 흐른다. 그리고, 상기 상부 공간(116)으로 흐르는 실내 공기는 상기 증발팬 모듈(63)에 의하여 상기 하부 공간(117)으로 안내된다. 상기 하부 공간(117)으로 안내되는 실내 공기는 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각된 후 상기 실외 공기 토출 덕트(32)를 통하여 실내로 공급된다.

급속 환기/외기 냉방 동시 모드는, 요리를 하면서 실내 공기질이 급속하게 나빠짐과 동시에, 조리 기기의 사용으로 실내 온도가 급속하게 상승한 여름철에 유용하게 사용할 수 있는 운전 모드라고 할 수 있다.

즉, 요리하는 과정에서 급속하게 나빠진 실내 공기의 일부는 전열 소자(41)를 통과하지 않고 실외로 신속하게 배출되므로 전열 소자(41)의 오염을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 신선한 실외 공기와 상기 내기 배출 유로(115)로 흡입된 실내 공기의 일부가 저온 상태로 실내로 공급되므로, 실내 온도가 낮아지면서 실내 공기질이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 내기 배출 유로(115)를 따라 흐르는 실내 공기의 일부가 증발기(64)를 통과한 후 다시 실내로 공급되므로, 실내 공기질이 한 번에 급속하게 좋아지지는 않지만, 이러한 운전 모드가 소정의 시간 동안 유지됨으로써, 실내 공기 질이 향상되는 효과가 있다.

도 14는 전열 환기/혼합 냉방 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 14를 참조하면, 전열 환기/혼합 냉방 모드는, 도 11에서 설명된 전열 환기/외기 냉방 동시 모드와 동일하되, 상기 배기 댐퍼(73)가 90도 미만의 각도로 절환되어, 상기 내기 유입 덕트(33)를 통하여 유입되는 실내 공기가 상기 전열 소자(41)와 상기 상부 공간(116) 쪽으로 나뉘어 흐르도록 하는 것에 차이가 있다.

상기 전열 환기/혼합 냉방 모드가 실행되면, 상기 흡입팬 모듈(61)에 의하여 흡입된 실외 공기는,상기 내기 배출 유로(115)를 따라 흐르다가 상기 바이패스 유로(501)와 상기 상부 공간(116)으로 나뉘어 흐른다. 그리고, 상기 상부 공간(116)으로 흐르는 실내 공기는 상기 증발팬 모듈(63)에 의하여 상기 하부 공간(117)으로 안내된다. 상기 하부 공간(117)으로 안내되는 실내 공기는 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각된 후 상기 실외 공기 토출 덕트(32)를 통하여 실내로 공급된다.

상기 전열 환기/혼합 냉방 모드 운전은, 유입되는 실외 공기와 배출되는 실내 공기가 상기 전열 소자(41)에서 열교환하여 폐열 회수가 일어나므로, 상기 증발기(64)에 부하가 덜 걸리는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 유입되는 실외 공기와 배출되는 실내 공기가 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각되므로, 실내 온도가 단시간에 설정 온도로 낮아지는 효과가 있다.

도 15는 전열 환기/급속 냉방 혼합 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 15를 참조하면, 전열 환기/급속 냉방 혼합 모드는, 도 8에서 설명된 전열 환기 모드와 동일하되, 배출되는 실내 공기의 일부가 상기 공조부(11b)의 상부 공간(116)으로 분지되어, 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각된 후 실내로 다시 공급되는 것에 차이가 있다.

상세히, 도 11의 전열 환기/외기 냉방 동시 모드는, 상기 도 8의 전열 환기 모드에서, 유입되는 실외 공기만 상기 증발기(64)를 통과한 다음 실내로 공급되는 운전 모드이고, 도 14의 전열 환기/혼합 냉방 모드는, 상기 도 8의 전열 환기 모드에서, 유입되는 실외 공기와 배출되는 실내 공기 일부가 상기 증발기(64)를 통과한 다음 실내로 공급되는 모드이며, 상기 전열 환기/급속 냉방 혼합 모드는, 상기 도 8의 전열 환기 모드에서, 배출되는 실내 공기의 일부만 상기 증발기(64)를 통과한 다음 실내로 공급되는 모드인 것으로 요약될 수 있다.

도 16은 급속 환기/급속 냉방 혼합 모드에서 환기 장치 내부의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

도 16을 참조하면, 급속 환기/급속 냉방 혼합 모드는, 도 9에서 설명된 급속 환기 모드와 동일하되, 배출되는 실내 공기의 일부가 상기 공조부(11b)의 상부 공간(116)으로 분지되어, 상기 증발기(64)를 통과하면서 냉각된 후 실내로 다시 공급되는 것에 차이가 있다.

상세히, 도 12의 급속 환기/외기 냉방 동시 모드는, 상기 도 9의 급속 환기 모드에서, 유입되는 실외 공기만 상기 증발기(64)를 통과한 다음 실내로 공급되는 운전 모드이고, 도 13의 급속 환기/혼합 냉방 모드는, 상기 도 9의 급속 환기 모드에서, 유입되는 실외 공기와 배출되는 실내 공기 일부가 상기 증발기(64)를 통과한 다음 실내로 공급되는 모드이며, 상기 급속 환기/급속 냉방 혼합 모드는, 상기 도 9의 급속 환기 모드에서, 배출되는 실내 공기의 일부만 상기 증발기(64)를 통과한 다음 실내로 공급되는 모드인 것으로 요약될 수 있다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외기 토출 덕트가 구비된 환기 장치의 사시도이고, 도 18은 도 17의 18-18을 따라 절개되는 상기 환기 장치의 횡단면도이며, 도 19는 상기 외기 토출 덕트의 분해 사시도이고, 도 20은 상기 외기 토출 덕트의 횡단면도이다.

도 17 내지 도 20을 참조하면, 상기 외기 토출구(1111)는 상기 외기 공급 유로(114)와 상기 공조부(11b)의 하부 공간(117)에 걸쳐서 형성된다. 다시 말하면, 상기 공급측 멀리언(14)이 상기 외기 토출구(1111)를 좌측 토출 공간과 우측 토출 공간으로 구획한다.

본 실시예에 따른 외기 토출 덕트(32a)는 외관상 단일 덕트로 보이지만, 전열 소자(41)를 통과한 실외 공기가 흐르는 내부 덕트(321)와, 상기 하부 공간(117)을 통과한 실내 및/또는 실외 공기가 흐르는 외부 덕트(322)를 포함하는 이중 덕트인 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 외기 토출 덕트(32a)의 내부에는, 전열 소자(41)를 통과한 실외 공기가 흐르는 내부 유로와, 상기 증발기(64)를 통과한 실내 및/또는 실외 공기가 흐르는 외부 유로를 포함하는 두 개의 유로가 형성된다.

그리고, 상기 내부 유로와 외부 유로는 독립적으로 개폐가 가능하므로, 실외 공기만 실내로 공급되도록 하는 환기 기능과, 증발기를 통과한 실내 및/또는 실외 공기가 실내로 공급되도록 하는 냉방 기능이 분리 가능한 특징이 있다.

상세히, 상기 외기 토출 덕트(32a)는, 외부 덕트(322)와, 상기 외부 덕트(322)의 내부에 삽입되는 내부 덕트(321), 및 상기 외부 덕트(322)와 내부 덕트(321)의 토출 단부에 장착되는 토출 커버(323)를 포함한다.

상기 외부 덕트(322)는, 원통 형상의 외부 덕트 바디(3221)와, 상기 외부 덕트 바디(3221)의 토출측 단부에서 연장되는 외부 디퓨저(3223)와, 상기 외부 디퓨저(3223)를 개폐하는 외부 토출 커버(3232)를 포함한다.

그리고, 상기 내부 덕트(321)는, 상기 외부 덕트 바디(3221)보다 작은 직경을 가지는 내부 덕트 바디(3211)와, 상기 내부 덕트 바디(3211)의 유입측 단부에서 연장되는 안내 덕트(3212)와, 상기 내부 덕트 바디(3211)의 토출측 단부에서 연장되는 내부 디퓨저(3213)와, 상기 내부 디퓨저(3213)를 개폐하는 내부 토출 커버(3231)를 포함한다.

상기 안내 덕트(3212)는 반원통 형태로 이루어지고, 상기 안내 덕트(3212)의 반경(D1)은 상기 외부 덕트 바디(3221)의 직경(D) 및 반경(D2) 이하의 크기로 설계된다. 그러나, 설계 조건, 즉 상기 외기 토출구(1111)의 형성 위치에 따라, 상기 안내 덕트(3212)의 반경은 적절하게 설정될 수 있다. 일례로, 상기 외기 토출구(1111)의 중심이 상기 공급측 멀리언(14) 상에 위치하도록 상기 외기 토출구(1111)의 위치가 설정되면, 상기 안내 덕트(3212)의 반경은 상기 외부 덕트 바디(3221)의 반경과 동일한 크기로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 안내 덕트(3212)의 입구단은 상기 외기 공급 유로(114)와 연통하는 외기 토출 플랜지(22)의 단면 형상과 동일한 형상으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 도 18에 보이는 바와 같이, 상기 안내 덕트(3212)의 원호 부분은 상기 외기 토출 플랜지(22)의 외주면에 끼워지고, 상기 안내 덕트(3212)의 직경 부분은 상기 공급측 멀리언(14)의 전단에 접촉되어, 상기 외기 공급 유로(114)를 따라 흐르는 실외 공기만 상기 안내 덕트(3212)로 유입되도록 한다.

그리고, 상기 안내 덕트(3212)와 상기 내부 덕트 바디(3211)가 만나는 부분은 소정 곡률로 라운드지게 형성됨으로써, 상기 안내 덕트(3212)로 유입되는 실외 공기의 유동 저항을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 내부 덕트 바디(3211)의 외주면은 상기 외부 덕트 바디(3221)의 내주면으로부터 이격되어, 상기 외부 덕트 바디(3221)로 유입되는 공기가 상기 내부 덕트 바디(3211)를 제외한 상기 외부 덕트 바디(3221)의 내부 공간 전체에 걸쳐 균일하게 유동하도록 한다.

상기 외부 덕트 바디(3221)의 입구측 단부에는 상기 안내 덕트(3212)가 안착되도록 절개부(3224)가 형성되고, 상기 절개부(3224)의 단부에는 안착면(3222)이 형성된다. 상기 안착면(3222)은 상기 안내 덕트(3212)의 출구측 단부가 안착되는 부분이다. 상기 안착면(3222)은 상기 안내 덕트(3212)의 출구측 단부의 곡률에 대응되는 곡률로 라운드지게 형성되어, 상기 외부 덕트 바디(3221)로 유입되는 공기가 상기 안내 덕트(3212)와 상기 외부 덕트 바디(3221)의 접촉 부위로 새는 현상을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 외부 토출 커버(3232)는 링 형상으로 이루어지고, 상기 내부 토출 커버(3231)는 원형으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 외부 토출 커버(3232)의 폭은, 상기 외부 디퓨저(3223)의 출구단의 반경에서 상기 내부 디퓨저(3213)의 출구단의 반경을 뺀 값으로 설정될 수 있다.

Claims (11)

1. 프런트 커버와, 리어 커버, 및 상기 프런트 커버와 상기 리어 커버의 가장자리를 연결하는 사이드 커버를 포함하는 하우징;
   상기 하우징의 내부 공간을 상측의 환기부와 하측의 공조부로 분리하는 분리벽;
   상기 환기부에 설치되는 환기 부품; 및
   상기 공조부에 설치되는 공조 부품을 포함하고,
   상기 프런트 커버에는,
   실내 공기가 유입되는 내기 유입구와,
   실내 공기 및/또는 실외 공기가 토출되는 공기 토출구가 형성되고,
   상기 리어 커버에는,
   실외 공기가 유입되는 외기 유입구와,
   실내 공기가 배출되는 내기 배출구가 형성되며,
   상기 환기 부품은,
   상면과 하면이 상기 프런트 커버와 리어 커버에 각각 밀착되도록, 상기 환기부의 내부에 전후 방향으로 배치되는 육면체 형태의 전열 소자;
   상기 전열 소자의 네 측면 모서리에서 연장되어, 상기 환기부의 내부 공간을 네 개의 공간으로 구획하는 다수의 구획벽;
   상기 네 개의 공간 중 어느 하나의 공간에 배치되는 배기팬 모듈;
   상기 네 개의 공간 중 다른 하나의 공간에 배치되는 흡입팬 모듈; 및
   상기 내기 유입구로 유입되는 실내 공기를 상기 전열 소자를 우회하여 상기 내기 배출구로 안내하는 바이패스 덕트를 포함하는 환기 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 네 개의 공간은,
   상기 외기 유입구와 연통하는 외기 유입 공간;
   상기 전열 소자를 기준으로 상기 외기 유입 공간의 맞은편에 정의되며, 상기 외기 유입구와 연통하는 외기 토출 공간;
   상기 내기 배출구와 연통하는 내기 배출 공간; 및
   상기 전열 소자를 기준으로 상기 내기 배출 공간의 맞은편에 정의되며, 상기 내기 배출공간과 연통하는 내기 유입 공간을 포함하고,
   상기 배기팬 모듈은,
   상기 내기 배출 공간에 놓이고,
   토출구가 상기 내기 배출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 환기 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 공조부의 내부 일 측단부에 가까운 지점에 세워지는 공급측 멀리언; 및
   상기 공조부의 내부 타 측단부에 가까운 지점에 세워지는 배출측 멀리언을 포함하고,
   상기 공급측 멀리언과, 상기 공급측 멀리언에 가까운 상기 사이드 커버의 일 측면 사이에는 외기 공급 유로가 정의되고,
   상기 배출측 멀리언과, 상기 배출측 멀리언에 가까운 상기 사이드 커버의 타 측면 사이에는 내기 배출 유로가 정의되며,
   상기 외기 공급 유로와 상기 외기 토출 공간을 구획하는 상기 분리벽의 일 지점에 외기 연통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 환기 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 흡입팬 모듈은,
   상기 외기 토출 공간에 놓이고,
   상기 흡입팬 모듈의 토출구는 상기 외기 연통홀에 연결되는 것을 특징으로 하는 환기 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 바이패스 덕트의 내부에는,
   유입구가 상기 내기 유입 공간과 연통하고, 배출구가 상기 내기 배출 공간에 연통하는 바이패스 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 환기 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 바이패스 유로의 유입구를 선택적으로 개폐하는 바이패스 댐퍼를 더 포함하는 환기 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 바이패스 덕트는,
   상기 분리벽에 놓이며, 일 측단부에 상기 유입구가 형성되는 횡단부와,
   상기 횡단부의 타 측단부에서 상측으로 연장되는 측면부, 및
   상기 측면부의 상단에 형성되고, 상기 배출구가 형성되는 상면부를 포함하는 환기 장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 바이패스 유로는,
   상기 바이패스 덕트의 전면과, 상기 바이패스 덕트의 전면에서 후측으로 이격되는 지점에 형성되는 유로 가이드에 의하여 정의되고,
   상기 유로 가이드는,
   유입구의 후단에서 상기 바이패스 덕트의 전단부 쪽으로 연장되는 제 1 가이드와,
   상기 제 1 가이드의 단부에서 휘어져서 상기 측면부 쪽으로 연장되는 제 2 가이드, 및
   상기 제 2 가이드의 단부에서 상부 후측으로 라운드지게 연장되는 제 3 가이드를 포함하는 환기 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 바이패스 유로는,
   상기 유입구와 상기 제 1 가이드에 의하여 정의되는 흡입 영역과,
   상기 흡입 영역에서 상기 내기 유입 공간과 상기 외기 토출 공간에 걸쳐서 연장되는 이송 영역, 및
   상기 이송 영역의 단부에서 상기 배출구까지 연장되는 배출 영역을 포함하는 환기 장치.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 내기 배출 유로와 상기 내기 유입 공간을 구획하는 상기 분리벽의 일 지점에는 내기 연통홀이 형성되고,
    상기 바이패스 댐퍼의 개도 조절에 의하여, 상기 내기 연통홀을 통과하는 실내 공기는 상기 내기 유입 공간과 상기 바이패스 유로 중 어느 일측으로 안내되는 것을 특징으로 하는 환기 장치.
11. 제 3 항에 있어서,
    상기 공급측 멀리언과 상기 배출측 멀리언을 연결하는 분할판을 더 포함하고,
    상기 공조 부품은,
    상기 분할판의 상측 공간에 배치되는 증발팬 모듈과,
    상기 분할판의 하측 공간에 배치되는 증발기를 포함하는 환기 장치.

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