KR20230012687A - 방역효율성을 높인 전열교환기가 구비된 수직기류형 냉난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전교환기 및 냉난방 장치가 일체형으로 제작됨으로써 단일 장비로 냉난방 및 환기 기능의 동시 제공이 가능하여 사용 편의성 및 환기설비의 자유도를 높일 수 있으며, 천장에 매립되게 설치되는 냉난방 장치의 상부에 전열교환기를 설치함과 동시에 전열교환기가 내기를 흡입하여 외부로 배출하되, 유입된 외기를 냉난방 장치로 공급하여 실내 오염된 내기를 리사이클링 하지 않고 외기를 활용하여 냉기/열기를 생성하도록 구성됨으로써 실내 공기질의 청정도, 쾌적성 및 방역효율성을 높일 수 있고, 실내의 기류가 수직방향을 형성하도록 구성됨으로써 환기 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 실내 오염된 공기를 신속하게 외부로 배출시켜 바이러스 등의 감염성 질환의 전염을 효과적으로 방지하여 방역효율성을 극대화시킬 수 있으며, 종래에 실내 기류가 수평방향으로 형성되어 바이러스 전염률이 높은 문제점을 획기적으로 해결할 수 있으며, 내기의 배출 위치를 인체의 호흡 높이로부터 최대한 상방으로 이격시켜 주변 사람이 방출된 내부 공기에 접촉되는 현상을 방지하여 방역효율성을 더욱 개선시킴과 동시에 대기오염을 절감시킬 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템에 관한 것이다.

Description

방역효율성을 높인 전열교환기가 구비된 수직기류형 냉난방 시스템{Cooling-heating system type vertical air current for enhancing disinfection efficiency with total heat exchanger}

본 발명은 방역효율성을 높인 전열교환기가 구비된 수직기류형 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 냉난방 설비 및 환기설비가 일체형으로 제작되어 냉기/열기 및 외기 중 적어도 하나 이상이 상부로부터 실내로 유입됨과 동시에 하부에서 내기를 흡입한 후, 흡입된 내기를 상부로 이동시켜 토출시키도록 구성됨으로써 단일 장비로 냉난방 및 환기의 동시 제공이 가능하여 사용 편의성 및 환기설비의 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 실내 기류를 수직방향으로 유도하여 종래의 냉난방 장치 또는 환기장치의 기류가 수평으로 회전하여 바이러스 등의 전염률이 높은 문제점을 획기적으로 해결할 수 있으며, 종래에 내부 오염된 공기가 냉각/가열되어 실내 공간의 냉기/열기로 재활용됨에 따라 공기 청정도, 쾌적성 및 방역효율성이 현저히 떨어지는 문제점을 해결할 수 있는 전열교환기가 구비된 수직기류형 냉난방 시스템에 관한 것이다.

최근 들어, 산업이 발달하고 도심이 발달함에 따라 과거와 비교하여 실내공간에서의 생활시간이 기하급수적으로 증가함에 따라 에어컨(Air conditioner), 공기조화기 등과 같이 냉각 순환을 이용하여 실내 공간으로 차가운 공기를 공급하기 위한 냉방장치 또는 더운 공기를 실내 공간으로 공급하는 난방장치의 보급률이 기하급수적으로 증가하였다.

통상적으로 냉난방시스템 통상적으로 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기의 냉동사이클 또는 가열사이클을 포함하며, 내기를 흡입한 후, 냉동사이클 또는 가열사이클을 이용하여 흡입된 내기를 냉각 또는 가열시켜 실내로 공급하는 방식으로 운영되고, 설치 방식에 따라 천장형, 벽걸이형 및 스탠드형 등으로 분류된다.

이에 따라 종래의 냉난방 시스템은 실내 공기가 오염되거나 공기 질이 떨어지더라도, 질 낮은 내기를 다시 리사이클링(Recycle) 하기 때문에 실내 청정도 및 쾌적성이 현저히 떨어지는 문제점이 발생하고, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 환기장치 또는 공기청정장치 등을 별도로 구입하여 사용하고 있으나, 이러한 방식은 각 장치들이 독립적인 별개의 장치로 이루어져 제어가 번거로워 사용의 편의성이 떨어질 뿐만 아니라 냉각/가열수단의 열교환 대상으로 내기가 그대로 사용되기 때문에 본질적인 문제점을 해결할 수 없는 구조적 한계를 갖는다.

한편, 최근 들어 코로나 19(Corona 19), 중동 호흡기 증후군(MERS, Middle East Respiratory Syndrome), 중증 급성 호흡기 증후군(SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome), 조류 인플루엔자(AI) 등과 같이 인체 또는 가축 등을 통해 전염되는 감염성 질환이 다양하게 나타남에 따라, 감염성 질환의 전파를 예방하기 위한 방역시스템에 대한 관심이 급증하고 있다.

이러한 감염성 질환은 다양한 감염경로로 주변인들에게 전파되게 되나, 그 중 호흡기를 통한 감염이 주된 경로를 갖게 된다.

특히 콜센터, 사무실 등의 제한된 장소에 다수의 재실자들이 밀집되는 환경일 때, 바이러스 전파가 확산되어 다수의 감염 확진자가 발생하는 현상이 비일비재하게 발생하고 있다.

그러나 종래의 냉난방 시스템은 1)천장형일 때, 냉기/열기를 공급하는 토출구이 상부에 배치되되, 내기를 흡입하는 흡입구들 또한 상부에 배치됨에 따라 토출구를 통해 공급된 냉기/열기는 하강한 후, 수평방향으로 이동 및 회전하면서 승강하여 흡입구로 흡입되는 특성을 가지며, 2)스탠드형 또는 벽걸이형일 때, 냉기/열기를 공급하는 토출구 및 흡입구가 측부에 배치됨에 따라 토출구를 통해 공급된 유입된 냉기/열기는 실내에서 수평방향으로 이동 및 회전한 후, 흡입구를 통해 흡입되는 특성을 갖고, 이에 따라 종래의 에어컨은 작동 시, 오히려 바이러스 및 내부 오염된 공기가 실내 기류를 따라 수평방향으로 확산되어 오히려 감염속도 및 전파율이 증가하는 문제점이 발생한다.

도 1의 (a)는 종래의 천장형 냉난방 시스템이 설치될 때의 실내 기류를 설명하기 위한 예시도이고, (b)는 종래의 스탠드형 냉난방 시스템이 설치될 때의 실내 기류를 설명하기 위한 예시도이다.

종래의 천장형 냉난방 시스템(910)은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 실내 공간(S)을 형성하는 천장에 매립되게 설치된다.

또한 종래의 냉난방 시스템(910)은 전방 커버의 중앙에 내기를 흡수하는 흡입부(911)가 형성되며, 전방 커버의 흡입부(911)의 외측에 실내 공간(S)으로 냉기/열기를 공급하는 토출부(913)가 형성된다.

이러한 종래의 천장형 냉난방 시스템(910)은 상부에서 냉기/열기가 공급됨에 따라 냉난방효율이 높은 장점을 갖는다.

종래의 스탠드형 냉난방 시스템(920)은 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 실내 공간(S)의 바닥면에 설치된다.

또한 종래의 냉난방 시스템(920)은 전방 커버의 상부에 냉기/열기를 공급하는 토출부(923)가 형성되며, 전방커버 또는 측부커버에 내기를 흡수하는 흡입부(921)가 형성된다.

이러한 종래의 냉난방 시스템(910)은 설치 및 점검이 간단하여 협소한 장소에 적합한 장점을 갖는다.

그러나 종래의 냉난방 시스템(910)은 냉기/열기가 공급되는 토출부(913)가 천장에 설치되되, 내기를 흡입하는 흡입부(911)가 천장에 설치됨에 따라 토출부(913)를 통해 공급된 냉기/열기는 하강한 후, 수평방향으로 이동 및 회전하면서 승강하여 흡입부(911)로 흡입되는 기류특성을 가지며, 종래의 냉난방 시스템(920)은 냉기/열기를 공급하는 토출구(923) 및 흡입구(921)가 측부에 배치됨에 따라 토출구(923)를 통해 공급된 유입된 냉기/열기는 실내에서 수평방향으로 이동 및 회전한 후, 흡입구(921)를 통해 흡입되는 특성을 갖는다.

즉 종래의 냉난방 시스템(910), (920)들은 종류와 상관없이, 수평방향의 운동벡터를 갖는 내부 기류가 형성되기 때문에 내부 공기 중 바이러스가 존재할 때, 수평 이동 및 회전하는 기류로 인해 바이러스 전파가 현저히 확산되는 문제점이 발생한다.

특히 최근과 같이 전염성이 높은 코로나 바이러스 등의 감염성 질환이 확산될 때, 냉난방 시스템에 의해 형성되는 수평방향의 내부 기류로 인해 재실자의 날숨의 공기가 공유되어 집단감염이 발생하게 된다.

또한 종래의 냉난방 시스템(910), (920)들은 실내 공기가 오염되거나 공기 질이 떨어지더라도, 질 낮은 내기를 다시 냉기/열기로 리사이클(Recycle) 하기 때문에 실내 청정도 및 쾌적성이 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다.

국내공개특허 제10-2018-0083281호(발명의 명칭 : 에어컨과 순환팬을 이용한 냉방시스템)에는 에어컨으로부터 공급된 냉기를 송풍팬들을 이용하여 각 구획공간으로 신속하게 순환시킴으로써 냉방온도의 균일성 및 전기절약을 개성시킬 수 있는 냉방시스템이 기재되어 있으나, 상기 냉방시스템은 도 1에서 전술하였던 바와 같이, 내부 기류가 수평방향을 형성함과 동시에 오히려 송풍팬들에 의해 수평방향의 운동벡터 성분이 증가하기 때문에 방역효율성이 현저히 떨어지는 문제점이 그대로 지속되는 단점을 갖는다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 본 발명의 해결과제는 열전교환기 및 냉난방 장치가 일체형으로 제작됨으로써 단일 장비로 냉방 및 환기 기능의 동시 제공이 가능하여 사용 편의성 및 환기설비의 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 장비부피가 작아져 공간활용 및 설치작업의 효율성이 개선되며, 설치비용이 절감되는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 천장에 매립되게 설치되는 냉난방 장치의 상부에 전열교환기를 설치함과 동시에 전열교환기가 내기를 흡입하여 외부로 배출하되, 유입된 외기를 냉난방 장치로 공급하여 실내 오염된 내기를 리사이클링 하지 않고 외기를 활용하여 냉기/열기를 생성하도록 구성됨으로써 실내 공기질의 청정도, 쾌적성 및 방역효율성을 높일 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 외기 및 냉기/열기를 동시에 공급하거나 또는 외기 및 냉기/열기 중 어느 하나를 선택적으로 공급할 수 있기 때문에 기후변화에 대응하여 외기 및 냉기/열기를 적절하게 택일할 수 있어 사용의 편의성 및 효율성을 높일 수 있으며, 환기설비의 자유도가 개선될 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 냉기/열기 및 외기 중 적어도 하나 이상이 유입되는 토출구들이 천장에 이격되게 설치됨과 동시에 바닥면에 수평-흡입관이 안착되어 실내의 기류가 수직방향을 형성하도록 구성됨으로써 환기 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 실내 오염된 공기를 신속하게 외부로 배출시켜 바이러스 등의 감염성 질환의 전염을 효과적으로 방지하여 방역효율성을 극대화시킬 수 있으며, 종래에 실내 기류가 수평방향으로 형성되어 바이러스 전염률이 높은 문제점을 획기적으로 해결할 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 실내 공간(S)의 내부에 수직 설치되어 하단부가 수평-흡입관에 연결되되, 상단부가 천장을 관통하여 내기용 흡입파이프와 연결되는 수직-이동관들을 포함함으로써 내기의 배출 위치를 인체의 호흡 높이로부터 최대한 상방으로 이격시켜 주변 사람이 방출된 내부 공기에 접촉되는 현상을 방지하여 방역효율성을 더욱 개선시킴과 동시에 대기오염을 절감시킬 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 수평-흡입관에 내외면을 관통하는 흡입공들이 길이 방향으로 반복되게 형성됨으로써 흡입공들을 통해 내부 오염된 공기(내기)를 더욱 신속하고 철저하게 외부로 배출시킴에 따라 환기 및 방역효율성을 더욱 높일 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 수직-이동관의 일측에 필터설치부가 형성됨과 동시에 필터부가 수직-이동관의 필터설치부에 탈부착 가능하도록 결합됨으로써 별도의 체결수단을 사용하지 않고도 필터 교체가 가능하여 필터교체작업이 편리하고 신속하게 이루어지는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 필터설치부가 외주면에 필터부가 개구부가 형성되는 수직-이동관과, 수직-이동관의 외주부를 둘러싸듯이 설치되는 커버체를 포함하되, 커버체가 수직-이동관에 수평이동 및 회전 가능하도록 결합됨으로써 커버체의 수평이동에 따라 개구부가 개방 또는 폐쇄되어 필터부의 조립 및 분해의 조립성 및 작업편의성을 높일 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 콜센터, 사무실 등과 같이 실내 공간(S)의 내부에 다수의 책상들이 밀집되는 환경일 때, 수평-흡입관들을 실내 공간(S)의 바닥면뿐만 아니라 책상 지지판의 후단부에 배치시킴으로써 수직기류 현상을 더욱 활성화시켜 재실자들의 바이러스 전염을 효과적으로 예방하여 방역효율성을 더욱 개선시킬 수 있는 수직기류형 냉난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 실내 공간(S)으로 냉기/열기를 공급하기 위한 냉난방 장치를 포함하는 수직기류형 냉난방 시스템에 있어서: 천장에 설치되어 외기를 실내 공간(S)으로 공급하는 적어도 하나 이상의 외기용 토출구; 상기 냉난방 장치 또는 천장에 설치되어 상기 냉난방 장치에서 생성된 냉기/열기를 실내 공간(S)으로 공급하는 적어도 하나 이상의 냉열기용 토출구; 실내 공간(S)의 공기인 내기를 흡입하는 적어도 하나 이상의 흡입부; 외기를 급기하여 급기된 외기를 상기 급기용 토출구 및 상기 냉난방 장치 중 적어도 하나 이상으로 공급하며, 상기 흡입부를 통해 흡입된 내기를 외부로 배출하는 전열교환기; 상기 전열교환기로부터 공급받은 외기를 냉각/가열시켜 냉기/열기를 생성하는 냉각/가열부를 포함하며, 생성된 냉기/열기를 상기 냉열기용 토출구로 공급하는 냉난방 장치; 상기 냉난방 장치 및 상기 절연교환기 사이에 설치되어 외기를 상기 냉난방 장치로 이동하는 외기용 공급관; 일단부가 상기 외기용 공급관에 연결되되, 타단부가 상기 외기용 토출구에 연결되어 상기 전열교환기로부터 배출되는 외기를 상기 외기용 토출구로 배출하는 적어도 하나 이상의 외기용 급기파이프; 일단부가 상기 전열교환기에 연결되되, 타단부가 상기 수직-이동관에 연결되어 상기 수직-이동관을 통해 흡입된 내기를 상기 전열교환기로 이동시키는 적어도 하나 이상의 내기용 흡입파이프; 일단부가 상기 냉난방 장치에 연결되되, 타단부가 상기 냉열기용 토출구에 연결되어 상기 냉난방 장치에서 생성된 냉기/열기를 상기 토출구로 배출하는 적어도 하나 이상의 냉열기용 급기파이프를 포함하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 흡입부는 원통 또는 다면체의 관 형상으로 형성되되, 내부에 기체의 이동경로가 형성되며, 내외면을 관통하는 흡입공들이 길이 방향으로 간격을 두고 형성되어 상기 흡입공들을 통해 내기를 흡입하는 수평-흡입관을 포함하고, 상기 수평-흡입관은 바닥면 또는 실내 구조물에 안착되어 내기를 흡입함으로써 실내 공간(S)의 내부 기류가 수직방향을 형성하도록 유도하고, 상기 수직기류형 냉난방 시스템은 원통 또는 다면체의 관 형상으로 형성되되, 내부에 기체의 이동경로가 형성되며, 하단부가 상기 수평-흡입관에 연결되되, 상단부가 천장에 연결되도록 수직 설치되어 상기 흡입부에 의해 흡입된 내기를 천장의 상부로 이동시키는 적어도 하나 이상의 수직-이동관을 더 포함하고, 상기 전열교환기는 천장의 상부에 설치되며, 상기 수직-이동관에 의해 이동된 내기를 흡입하여 외부로 배출시키는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 수직기류형 냉난방 시스템은 상기 외기용 공급관에 설치되어 내부 경로를 개방 또는 폐쇄시키는 제1 유입절환수단; 상기 외기용 급기파ㅣ프에 설치되어 내부 경로를 개방 또는 폐쇄시키는 제2 유입절환수단을 더 포함하고, 상기 제1 유입절환수단 및 상기 제2 유입절환수단은 외부 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 수직-이동관에는 내부 경로에 필터부가 탈부착 가능하도록 결합되고, 상기 수직-이동관의 일측에는 원형파이프 형상의 필터설치부가 형성되고, 상기 필터설치부는 상기 수직-이동관이며 일측에 개구부가 형성되는 내관체와, 상기 내관체의 외주부를 둘러싸듯이 설치되어 상하이동 및 회전 가능하도록 상기 내관체와 결합되는 중공원통 형상의 커버체를 더 포함하고, 상기 내관체는 상기 개구부의 하단부와 인접한 지점의 외주면에 플렌지가 형성되며, 상기 개구부의 하단부와 동일한 높이의 내주면에 내측으로 돌출되어 상기 필터부를 지지하는 걸림턱이 형성되며, 하단부가 상기 플렌지에 연결되되, 상단부가 상기 개구부의 상단부와 동인한 높이에 배치되는 가이드돌부가 외주면에 돌출 형성되며, 상기 개구부로부터 상방 이격되되, 폭 방향으로 상기 가이드돌부와 동일한 폭의 위치인 지점에 고정돌부가 돌출 형성되고, 상기 커버체는 상기 개구부보다 큰 길이의 중공원통 형상으로 형성되며, 내주면에 외측으로 형성되어 상단부 및 하단부까지 연장되는 슬라이딩홈이 형성되며, 상단부와 인접한 내주면에 외측으로 형성되어 폭 방향으로 연장되되, 단부가 슬라이딩홈에 연결되는 고정홈이 형성되고, 상기 고정돌부의 상단부로부터 상기 가이드돌부의 상단부까지의 이격거리는 상기 커버체의 길이와 동일하고, 상기 커버체는 상기 슬라이딩홈으로 상기 가이드돌부가 삽입되어 상기 가이드돌부를 따라 상하 이동하며, 최하방 이동 시, 상기 내관체의 상기 개구부를 밀폐시키며, 상방으로 이동할 때, 상기 슬라이딩 홈으로 상기 가이드돌부의 삽입이 해제되면서 상기 고정돌부가 삽입되고, 상기 고정홈이 상기 고정돌부와 동일한 높이인 상태에서 회전되면, 상기 고정돌부가 상기 고정홈으로 삽입되어 상방으로 이동한 상태가 고정되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 수평-흡입관은 실내 공간(S)의 구조물이 책상일 때, 용품이 안착되는 지지판의 후단부와 인접한 지점에 안착되는 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 본 발명의 해결과제는 열전교환기 및 냉난방 장치가 일체형으로 제작됨으로써 단일 장비로 냉방 및 환기 기능의 동시 제공이 가능하여 사용 편의성 및 환기설비의 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 장비부피가 작아져 공간활용 및 설치작업의 효율성이 개선되며, 설치비용이 절감되게 된다.

또한 본 발명에 의하면 천장에 매립되게 설치되는 냉난방 장치의 상부에 전열교환기를 설치함과 동시에 전열교환기가 내기를 흡입하여 외부로 배출하되, 유입된 외기를 냉난방 장치로 공급하여 실내 오염된 내기를 리사이클링 하지 않고 외기를 활용하여 냉기/열기를 생성하도록 구성됨으로써 실내 공기질의 청정도, 쾌적성 및 방역효율성을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 외기 및 냉기/열기를 동시에 공급하거나 또는 외기 및 냉기/열기 중 어느 하나를 선택적으로 공급할 수 있기 때문에 기후변화에 대응하여 외기 및 냉기/열기를 적절하게 택일할 수 있어 사용의 편의성 및 효율성을 높일 수 있으며, 환기설비의 자유도가 개선될 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 냉기/열기 및 외기 중 적어도 하나 이상이 유입되는 토출구들이 천장에 이격되게 설치됨과 동시에 바닥면에 수평-흡입관이 안착되어 실내의 기류가 수직방향을 형성하도록 구성됨으로써 환기 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 실내 오염된 공기를 신속하게 외부로 배출시켜 바이러스 등의 감염성 질환의 전염을 효과적으로 방지하여 방역효율성을 극대화시킬 수 있으며, 종래에 실내 기류가 수평방향으로 형성되어 바이러스 전염률이 높은 문제점을 획기적으로 해결할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 실내 공간(S)의 내부에 수직 설치되어 하단부가 수평-흡입관에 연결되되, 상단부가 천장을 관통하여 내기용 흡입파이프와 연결되는 수직-이동관들을 포함함으로써 내기의 배출 위치를 인체의 호흡 높이로부터 최대한 상방으로 이격시켜 주변 사람이 방출된 내부 공기에 접촉되는 현상을 방지하여 방역효율성을 더욱 개선시킴과 동시에 대기오염을 절감시킬 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 수평-흡입관에 내외면을 관통하는 흡입공들이 길이 방향으로 반복되게 형성됨으로써 흡입공들을 통해 내부 오염된 공기(내기)를 더욱 신속하고 철저하게 외부로 배출시킴에 따라 환기 및 방역효율성을 더욱 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 수직-이동관의 일측에 필터설치부가 형성됨과 동시에 필터부가 수직-이동관의 필터설치부에 탈부착 가능하도록 결합됨으로써 별도의 체결수단을 사용하지 않고도 필터 교체가 가능하여 필터교체작업이 편리하고 신속하게 이루어지게 된다.

또한 본 발명에 의하면 필터설치부가 외주면에 필터부가 개구부가 형성되는 수직-이동관과, 수직-이동관의 외주부를 둘러싸듯이 설치되는 커버체를 포함하되, 커버체가 수직-이동관에 수평이동 및 회전 가능하도록 결합됨으로써 커버체의 수평이동에 따라 개구부가 개방 또는 폐쇄되어 필터부의 조립 및 분해의 조립성 및 작업편의성을 더욱 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 콜센터, 사무실 등과 같이 실내 공간(S)의 내부에 다수의 책상들이 밀집되는 환경일 때, 수평-흡입관들을 실내 공간(S)의 바닥면뿐만 아니라 책상 지지판의 후단부에 배치시킴으로써 수직기류 현상을 더욱 활성화시켜 재실자들의 바이러스 전염을 효과적으로 예방하여 방역효율성을 더욱 개선시킬 수 있다.

도 1의 (a)는 종래의 천장형 에어컨이 설치될 때의 실내 기류를 설명하기 위한 예시도이고, (b)는 종래의 스탠드형 에어컨이 설치될 때의 실내 기류를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 수직기류형 냉난방 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 2의 평면도이다.
도 5는 도 2를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 2의 냉난방 장치 및 전열교환기를 나타내는 구성도이다.
도 7은 도 6을 나타내는 개념도이다.
도 8은 도 2의 수평-흡입관을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 2의 수직-이동관을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 필터설치부를 확대한 사시도이다.
도 11은 도 10의 커버체가 상향 이동한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 10의 분해사시도이다.
도 13은 도 10의 내관체를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 10의 커버체를 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 14의 단면도이다.
도 16은 도 14의 커버체의 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 17은 도 10의 커버체의 내주면과 내관체의 경사면을 설명하기 위한 예시도이다.
도 18은 본 발명의 수평-흡입관이 책상에 설치된 모습을 나타내는 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 수직기류형 냉난방 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 도 2의 평면도이고, 도 5는 도 2를 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명의 일실시예인 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 1)열전교환기 및 냉난방 장치가 일체형으로 제작하여 단일 장비로 냉난방 및 환기 기능의 동시 제공이 가능함과 동시에 2)냉난방 장치가 전열교환기를 통해 유입된 외기를 냉난방 장치의 냉기/열기로 활용하여 실내 오염된 내기를 리사이클링 하지 않아 실내 공기질의 청정도, 쾌적성 및 방역효율성을 높이며, 3)실내 공간(S)의 기류가 수직방향으로 이루어지도록 유도함으로써 감염성 질환의 전염을 획기적으로 방지할 수 있으며, 4)필터부(20)가 수직-이동관(7)에 탈부착 가능하도록 구성됨으로써 필터교체가 신속하고 편리하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이, 실내 공간(S)의 천장(22)에 매립되게 설치되어 후술되는 전열교환기(3)로부터 공급받은 외기를 냉각/가열시켜 실내 공간(S)으로 공급하는 냉난방 장치(4)와, 냉난방 장치(4)와 연동되게 설치되어 유입된 외기를 냉난방 장치(4)로 공급하는 전열교환기(3)와, 실내 공간(S)의 천장(22)에 이격되게 설치되어 전열교환기(3)로부터 배출된 외기(실외공기)를 실내 공간(S)으로 공급하는 외기용 토출구(8)들과, 실내 공간(S)의 천장(22)에 이격되게 설치되어 냉난방 장치(4)로부터 배출된 냉기/열기를 실내 공간(S)으로 공급하는 냉열기용 토출부(9)들과, 실내 공간(S)의 바닥면(21)에 수평하게 안착되어 내기(실내공기)를 흡입하는 수평-흡입관(5)들과, 수평-흡입관(5)들에 수직 연결되는 수직-이동관(7)들로 이루어진다.

이때 도 2 내지 5에서는 설명의 편의를 위해, 냉난방 장치(4)가 냉열기용 토출구(9)들을 통해 실내 공간으로 냉기/열기를 배출하는 것으로 예를 들었으나, 냉난방 장치(4)는 통상의 천장형 냉난방 시스템과 같이 천장(22)에 매립되게 설치되어 전방 커버의 토출구들을 통해 냉기/열기를 공급하는 것으로 구성될 수 있음은 당연하고, 이러한 냉난방 장치(4)의 냉기/열기 공급방식은 전방 커버를 이용한 방식 및 천장의 토출구들을 이용한 방식 중 어느 하나 또는 이들이 혼용되는 것으로 적용될 수 있다.

이때 도 2 내지 5에서는 설명의 편의를 위해, 본 발명이 단층 단일구조의 실내 공간(S)에 설치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 아파트, 빌딩 등의 다층구조에 적용될 수 있으며, 다층구조에 적용될 때, 냉난방 장치(4) 및 전열교환기(3)는 천장의 덕트 공간에 설치된다.

또한 도면에는 도시되지 않았으나, 냉난방 장치(4)는 에어컨으로 사용될 때, 외부에 실외기가 설치되고, 실외기와 냉매가 순환되는 냉매관(미도시)으로 연결된다.

또한 본 발명의 실내 공간(S)은 천장(22), 바닥면(21) 및 측벽(23)들에 의해 둘러싸여 밀폐된 장소를 의미하며, 실내 공간(S)의 천장(22)에는 외기를 실내 공간(S)으로 외기를 공급하는 외기용 토출구(8)들과, 실내 공간(S)으로 냉기/열기를 공급하는 냉열기용 토출구(9)들이 복수개가 설치된다. 이러한 실내 공간(S)은 주거 공간, 교실, 체육관, 야외 대기박스, 사무실 등과 같이 밀폐된 다양한 장소로 적용될 수 있다.

도 6은 도 2의 냉난방 장치 및 전열교환기를 나타내는 구성도이고, 도 7은 도 6을 나타내는 개념도이다.

전열교환기(3)는 흡입된 내기 및 유입된 외기를 열-교환한 후, 내기를 외부로 배출시키되, 유입된 외기를 냉난방 장치(4) 및 외기용 토출구(8)들로 공급하는 장치이다.

이때 전열교환기(3)는 냉난방 장치(4)와 외기용 공급관(19)으로 연결되어 외기를 냉난방 장치(4)로 공급한다.

냉난방 장치(4)는 전열교환기(3)로부터 공급받은 외기를 냉각/가열시켜 냉기/열기를 생성한 후, 생성된 냉기/열기를 냉열기용 토출구(9)들로 공급하는 장치이다.

또한 냉난방 장치(4)는 도 6과 7에 도시된 바와 같이, 하우징(41)과, 송풍팬(43), 냉각/열기부(45)로 이루어진다.

이때 도 6에서는 설명의 편의를 위해 냉난방 장치(4)가 에어컨인 것으로 예를 들어, 냉각/열기부(45)가 증발기로 구성되는 것으로 도시되었으나, 냉난방 장치(4)가 난방기인 경우, 냉각/열기부(45)는 전열교환기(3)로부터 공급받은 외기를 가열시키기 위한 가열수단으로 구성될 수 있다.

하우징(41)은 내부에 공간이 형성되는 함체 형상으로 이루어지되, 상면에 외기가 유입되는 제1 유로(48)가 형성되며, 하면에 냉각/열기부(45)에 의해 생성된 냉기/열기가 배출되는 냉기/열기 배출공(49)이 형성된다.

또한 하우징(41)의 냉기/열기 배출공(49)에는 냉열기용 급기파이프(13)가 연결된다. 이때 냉열기용 급기파이프(13)는 1)만약 냉난방 장치(4)가 천장의 상부에 설치될 때, 냉열기용 토출구(9)들의 수량에 대응하여 복수개로 이루어져 단부가 냉열기용 토출구(9)들에 각각 연결되도록 구성될 수 있으며, 2)만약 냉난방 장치(4)가 천장에 매립되게 설치될 때, 단부가 하우징(41)의 전방 커버의 토출구에 연결되는 것으로 구성될 수 있다.

또한 이때 하우징(41)의 제1 유로(48)에는 후술되는 외기용 공급관(19)이 설치되어 냉난방 장치(4)는 전열교환기(3)로부터 외기용 공급관(19)을 통해 외기를 공급받으며, 공급받은 외기를 냉각/가열부(45)를 통해 냉각/가열시켜 냉기/열기를 생성하게 된다.

또한 하우징(41)의 제2 유로관(49)은 후술되는 냉열기용 급기파이프(13)들과 각각 연결됨으로써 냉난방 장치(4)는 제2 유로관(49) -> 냉열기용 급기파이프(13)들 -> 냉열기용 토출구(9)들을 통해 실내 공간(S)으로 냉기/열기를 공급할 수 있게 된다.

송풍팬(43)은 하우징(41)의 제1 유로(48)와 인접한 위치에 설치되되, 증발기(45)의 상부에 설치되어 제1 유로(48)를 통해 유입된 외기를 증발기(45)로 이동시키기 위한 풍력을 발생하는 장치이다.

냉각/가열부(45)는 통상의 냉동사이클 또는 난방사이클을 구성하는 요소로서, 송풍팬(43)에 의해 이동하는 외기를 냉각/가열시켜 냉기/열기가 생성되도록 한다.

이러한 냉각/가열부(45)의 구성 및 동작 방식은 냉난방 장치에 있어서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 냉각/가열부(45)에 의해 생성된 냉기/열기는 송풍팬(43)에 의해 제2 유로관(49)으로 이동하고, 제2 유로관(49)에는 냉열기용 급기파이프(13)들이 각각 연결되고, 냉열기용 급기파이프(13)들은 냉열기용 토출구(9)들과 연결됨으로써 실내 공간(S)으로 냉기/열기를 공급하게 된다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 냉난방 장치(4)가 제2 유로관(49), 냉열기용 급기파이프(13)들 및 냉열기용 토출구(9)들을 통해 실내 공간으로 냉기/열기를 배출하는 것으로 예를 들었으나, 냉난방 장치(4)는 통상의 천장형 냉난방 시스템과 같이 천장(22)에 매립되게 설치되어 전방 커버의 토출구들을 통해 냉기/열기를 공급하는 것으로 구성될 수 있음은 당연하고, 이러한 냉난방 장치(4)의 냉기/열기 공급방식은 본 발명의 천장의 토출구들을 이용한 방식 및 통상의 전방 커버를 이용한 방식 중 어느 하나 또는 이들이 혼용되는 것으로 적용될 수 있다.

다시 도 6과 7을 참조하여 전열교환기(3)를 살펴보면, 전열교환기(3)는 냉난방 장치(4)의 상부에 설치되어 외기를 유입함과 동시에 내기를 흡입한 후, 유입된 외기 및 흡입된 내기를 열-교환하여 내기를 외부로 배출하되, 외기를 냉난방 장치(4) 및 외기용 급기파이프(12)들 중 적어도 하나 이상으로 공급하는 장치이다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 전열교환기(3)의 구조 및 형상을 도 6으로 예를 들어 설명하였으나, 전열교환기(3)의 구조 및 형상은 도 6에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 구조 및 형상으로 구성될 수 있다.

전열교환기(3)는 하우징(31)과, 열교환수단(32), 급기팬(313), 배기팬(323)으로 이루어진다.

하우징(31)은 내부에 공간을 갖는 함체로 형성된다.

또한 하우징(31)은 일측에 급기유입공(311) 및 배기배출공(321)이 형성되고, 타측에 급기배출공(312) 및 배기유입공(322)이 형성된다.

이때 급기유입공(311) 및 급기배출공(312) 사이에는 유입된 외기가 이동하는 경로인 급기유로(310)가 형성되고, 급기배출공(312)과 인접한 지점의 급기유로(310) 상에는 급기팬(313)이 설치된다.

또한 하우징(31)의 급기배출공(312)에는 외기용 공급관(19)이 설치됨으로써 전열교환기(3)를 통해 유입된 외기가 외기용 공급관(19)을 통해 냉난방 장치(4)로 공급되게 된다.

이때 외기용 공급관(19)에는 냉열기용 급기파이프(13)들이 각각 결합되고, 냉열기용 급기파이프(13)들의 단부들은 토출구(8)들에 각각 연결된다.

또한 냉난방 장치(4) 및 전열교환기(3) 사이에 연결되는 외기용 공급관(19)의 일측에는 내부 경로를 개방 또는 폐쇄시키는 제1 유입절환수단(191)이 설치됨으로써 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 제1 유입절환수단(191)의 개폐 여부에 따라, 냉방 및 환기 기능을 동시에 제공하거나 또는 환기 기능만을 제공할 수 있게 된다.

또한 외기용 급기파이프(12)들 각각의 일측에는 내부 경로를 개방 또는 폐쇄시키는 제2 유입절환수단(121)이 설치됨으로써 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 제2 유입절환수단(121)의 개폐 여부에 따라, 냉방 및 환기 기능을 동시에 제공하거나 또는 냉방 기능만을 제공할 수 있게 된다.

즉 사용자는 리모트 컨트롤러 또는 조작패널을 통해 제1, 2 유입절환수단(191), (121)들의 개폐 상태를 제어하여 1)단일 냉방기능, 2)단일 환기기능, 3)복합 냉난방 및 환기기능 중 어느 하나를 택일하여 사용할 수 있기 때문에 사용 편의성 및 환기설비의 자유도가 증가하게 된다.

또한 본 발명에서는 천장(22)의 외기용 토출구(8)들 및 냉열기용 토출구(9)들이 각각 4개가 설치됨에 따라 외기용 토출구(8)들 및 냉열기용 토출구(9)들과 일대일로 연결되는 외기용 급기파이프(12)들 및 냉열기용 급기파이프(13)들의 수량 또한 각각 4개 인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이들의 수량은 이에 한정되지 않으며, 1개 내지 3개 또는 5개 이상으로 구성될 수 있다. 이때 냉열기용 토출구(9)들 및 냉열기용 급기파이프(13)들은 냉난방 장치가 전방 커버를 통한 냉기/열기 공급방식으로만 운영되는 경우, 별도로 설치되지 않을 수 있음은 당연하다.

즉 전열교환기(3)는 급기팬(313)에 의해 형성된 공기흐름에 따라 급기유입공(311)을 통해 유입된 외기가 급기유로(310)를 따라 1)급기배출공(312) -> 외기용 공급관(19)을 통해 냉난방 장치(4)로 공급되거나 또는 2)급기배출공(312) -> 외기용 공급관(19) -> 외기용 급기파이프(12)들 -> 외기용 토출구(8)들을 통해 실내 공간(S)으로 공급되게 된다.

또한 하우징(31)의 배기유입공(322) 및 배기배출공(321) 사이에는 유입된 내기가 이동하는 경로인 배기유로(320)가 형성되고, 배기배출공(321)과 인접한 지점의 배기유로(320) 상에는 배기팬(323)이 설치된다.

또한 하우징(31)의 배기유입공(322)에는 내기용 흡입파이프(11)들이 연결되고, 내기용 흡입파이프(11)들은 일단부가 하우징(31)의 배기유입공(322)에 연결되되, 타단부들은 수직-이동관(7)들 각각에 연결된다.

또한 본 발명에서는 수직-이동관(7)들이 4개가 설치됨에 따라 수직-이동관(7)들과 일대일로 연결되는 내기용 흡입파이프(11)들의 수량 또한 4개인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 수직-이동관(7)들 및 내기용 흡입파이프(11)들의 수량은 이에 한정되지 않으며, 1개 내지 3개 또는 5개 이상으로 구성될 수 있다.

즉 전열교환기(3)는 배기팬(323)에 의해 형성된 공기흐름에 따라 수직-이동관(7)들 -> 내기용 흡입파이프(11)들 -> 배기유입공(322) -> 배기유로(320) -> 배기배출공(321)을 통해 내기를 외부로 배출시키게 된다.

열교환수단(32)은 하우징(31)의 내부에, 배기유로(320) 및 급기유로(310) 사이에 설치되며, 급기유로(310)를 통과하는 외기 및 배기유로(320)를 통과하는 내기 중 어느 하나로부터 흡수한 열을 타측 공기로 전달하여 감열 및 잠열 양방의 열교환을 수행함으로써 환기에 따른 배기열 회수효율을 높임과 동시에 냉난방 에너지손실을 절감시킬 수 있다.

외기용 토출구(8)들은 실내 공간(S)의 천장(22)에 매립되게 설치되며, 외기용 급기파이프(12)들과 각각 연결되어 전열교환기(3)를 통해 유입된 외기를 실내 공간(S)으로 공급하는 수단이다.

냉열기용 토출구(9)들은 실내 공간(S)의 천장(22)에 매립되게 설치되며, 냉열기용 급기파이프(13)들과 각각 연결되어 냉난방 장치(4)를 통해 유입된 냉기/열기를 실내 공간(S)으로 공급하는 수단이다.

도 8은 도 2의 수평-흡입관을 나타내는 사시도이다.

수평-흡입관(5)은 실내 공간(S)의 바닥면(21)에 수평하게 안착되며, 상세하게로는 바닥면(21)의 각 변에 설치되는 것이 바람직하다. 이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 수평-흡입관(5)이 바닥면(21)에 안착되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 수평-흡입관(5)은 실내의 구조물(책상, 테이블 등)에 안착되어 사용자의 들숨으로 인해 배출된 공기를 신속하게 흡입하도록 구성될 수 있다.

또한 수평-흡입관(5)은 도 8에 도시된 바와 같이, 내부에 기체 이동경로(50)가 형성되는 장길이의 막대 형상으로 형성된다.

또한 수평-흡입관(5)은 내외주면을 관통하여 내기가 유입되는 흡입공(51)들이 길이 방향으로 반복되게 형성되어 실내 공간(S)의 내기를 흡입하여 실내 공간(S)에 수직방향의 기류가 형성되도록 함으로써 실내 오염된 공기를 신속하게 외부로 배출시킬 수 있어 재실자들과의 접촉을 최소화하여 감염성 질환의 전파를 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 환기장치가 내부 공기를 수평방향으로 이동 및 회전시켜 바이러스 전파에 취약한 문제점을 획기적으로 해결할 수 있다.

이러한 수평-흡입관(5)은 양단부가 개구되어 인접한 수평-흡입관과 연결되거나 또는 양단부가 밀폐된 상태로 수직-이동관(7)과 연결될 수 있다.

도 9는 도 2의 수직-이동관을 나타내는 사시도이다.

수직-이동관(7)은 실내 공간(S)에 수직 설치되며, 상세하게로는 재실자의 이동 동선을 방해하지 않도록 실내 공간(S)의 각 모서리에 설치되는 것이 바람직하다.

또한 수직-이동관(7)은 하단부가 수평-흡입관(5)에 연결되되, 상단부가 천장(22)을 관통하여 상향 돌출되어 전열교환기(3)의 내기용 흡입파이프(11)와 연결됨으로써 수평-흡입관(5)을 통해 흡입된 내기를 내기용 흡입파이프(11)로 이동시키는 경로를 제공한다.

또한 수직-이동관(7)은 도 9에 도시된 바와 같이, 내부에 내기가 이동하는 경로(71)가 형성되는 장길이의 파이프 형상으로 형성된다.

또한 수직-이동관(7)의 길이 방향의 중간 지점에는 필터설치부(70)가 형성되고, 필터설치부(70)로는 필터부(20)가 탈부착 가능하게 결합된다.

이와 같이 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 1)냉기/열기 및 외기를 실내 공간(S)으로 공급하는 냉열기용 토출구(9)들 및 외기용 토출구(8)들이 천장에 설치되되, 내기를 흡입하는 수평-흡입관(5)들이 바닥면에 설치되도록 구성됨으로써 실내 공간(S)의 수직방향의 기류 형성을 유도하여 내기를 신속하게 외부로 배출시켜 재실자들과의 접촉을 최소화할 수 있고, 이에 따라 실내 공간(S)에서의 바이러스 등의 감염성 질환의 전파를 효과적으로 방지하여 실내 공기질을 정화시켜 공기청정도, 쾌적성 및 환기효율성을 높임과 동시에 방역효율성을 극대화시킬 수 있다.

또한 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 수평-흡입관(5)들을 통해 흡입된 내기를 곧바로 측벽을 통해 외부로 배출시키는 것이 아니라 수직-이동관(7)들을 통해 상부로 이동시킨 후, 상부에서 배출시키도록 구성됨으로써 내기가 배출되는 위치를 사람의 호흡이 이루어지는 영역의 높이로부터 최대한 상방으로 이격시킬 수 있고, 이에 따라 실내 공간(S)과 인접한 외부 사람이 방출된 내부 오염된 공기에 접촉되는 현상을 방지하여 감염성 질환의 불필요한 전파를 더욱 방지함과 동시에 대기오염을 절감시킬 수 있게 된다.

도 10은 도 9의 필터설치부를 확대한 사시도이고, 도 11은 도 10의 커버체가 상향 이동한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 10의 분해사시도이다.

도 10 내지 12의 필터설치부(70)는 전술하였던 도 9의 수직-이동관(7)의 중간 지점에 형성된 수직-이동관(이하 내관체라고 함)(710)과, 내관체(710)의 외측을 둘러싸듯이 설치되는 커버체(720)와, 내관체(710)의 개구부(711)로 삽입되어 내관체(710)의 내부 공간에 설치되는 필터부(20)로 이루어진다.

이러한 커버체(720)는 내관체(710)위 외주부를 둘러싸듯이 설치되되, 상하직선이동 및 회전 가능하도록 내관체(710)에 결합된다.

또한 필터설치부(70)의 내관체(710)의 개구부(711)를 통해 필터부(20)가 삽입되어 내관체(710)의 내부 공간에 필터부(20)가 설치되게 된다.

도 13은 도 10의 내관체를 나타내는 사시도이다.

내관체(710)는 도 13에 도시된 바와 같이, 외주면에 필터부(20)가 통과되는 소정 길이 및 면적의 개구부(711)가 형성된다. 이때 개구부(711)는 수직-이동관(7)의 단면을 반으로 자른 크기로 형성된다.

또한 내관체(710)의 개구부(711)에 대응되는 내부 공간으로는 개구부(711)를 통과하여 삽입된 필터부(20)가 설치됨으로써 개구부(711)를 통해 필터부(20)를 내관체(710)와 탈부착 가능하게 된다.

또한 도면에는 도시되지 않았으나, 내관체(710)의 개구부(711)의 하단부와 동일한 높이의 내주면에는 걸림턱(미도시)이 내측으로 돌출 형성되고, 걸림턱은 내관체(710)의 내주면의 원호를 따라 연장되게 형성됨으로써 내관체(710)의 내부로 삽입된 필터부(20)를 지지한다.

이때 본 발명의 필터부(20)는 외경이 내관체(710)의 내경과 동일하되, 개구부(711) 보다 미세하게 작은 길이를 갖는 원통형상으로 형성되며, 공지된 다양한 종류의 필터들이 적용될 수 있으나, 프리-집진-헤파(hepa)의 3단 필터로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 내관체(710)의 개구부(711)와 폭 방향으로 인접한 외주면에는 외주면으로부터 돌출되어 길이 방향으로 연장되는 가이드돌부(713)가 돌출 형성된다.

이때 가이드돌부(713)는 상단부가 내관체(710)의 개구부(711)의 상단부와 동일한 높이에 형성되되, 하단부가 개구부(711)의 하단부보다 하부에 배치된다. 즉 가이드돌부(713)는 개구부(711) 보다 긴 길이로 형성된다.

또한 내관체(710)의 외주면에는 외주면으로부터 외측으로 돌출되어 원호를 따라 연장되는 플렌지(714)가 형성된다. 이때 플렌지(714)의 상면은 가이드돌부(713)의 하단부와 접촉되게 형성되고, 조립 시, 커버체(720)의 하단부가 상면에 접촉되어 커버체(720)를 지지한다.

또한 내관체(710)의 개구부(711)로부터 상향 이격된 지점의 외주면에는 외주면으로부터 고정돌부(713)가 돌출 형성된다. 이때 고정돌부(713)는 내관체(710)의 가이드돌부(713)로부터 상방으로 이격된 지점에 형성되되, 가이드돌부(713)와 폭 방향의 동일한 위치에 형성된다.

이때 고정돌부(713)의 상단부로부터 가이드돌부(712)의 상단부까지의 이격거리는 후술되는 도 14의 커버체(720)의 길이와 동일하거나 미세하게 작게 형성된다.

도 14는 도 10의 커버체를 나타내는 사시도이고, 도 15는 도 14의 단면도이고, 도 16은 도 14의 커버체의 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.

커버체(720)는 도 14와 15에 도시된 바와 같이, 내경이 내관체(710)의 외경과 동일하되, 내관체(710)의 개구부(711) 보다 긴 길이의 중공 파이프 형상으로 형성되며, 내관체(710)의 외측에 결합되되, 상하직선이동 및 회전 가능하도록 내관체(710)에 결합된다.

또한 커버체(720)의 내주면에는 내주면으로 외측으로 형성되어 상단부 및 하단부까지 연장되는 직선형상의 슬라이딩홈(721)이 형성된다. 이때 슬라이딩 홈(721)으로는 내관체(710)의 가이드돌부(713)가 삽입됨으로써 커버체(720)는 가이드돌부(713)를 따라 직선방향으로 이동 가능하게 된다.

또한 커버체(720)의 슬라이딩홈(721)의 길이는 내관체(710)의 가이드돌부(712) 및 고정돌부(713) 사이의 간격 보다 소정 큰 길이로 형성된다.

또한 커버체(720)의 상단부와 인접한 내주면에는 내주면으로 외측으로 형성되되 원호방향으로 연장되는 고정홈(722)이 형성되고, 고정홈(722)은 단부가 슬라이딩홈(721)에 연결된다.

이러한 커버체(720)는 내관체(710)를 따라 하향 이동 시, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 하단부가 내관체(710)의 플렌지(714)에 접촉되되 상단부가 내관체(710)의 개구부(711) 보다 상방에 배치됨으로써 내관체(710)의 개구부를 밀폐시키게 된다.

이러한 상태에서 커버체(720)를 상방으로 힘을 주면, 커버체(720)는 가이드돌부(712)를 따라 상방으로 이동하게 되고, 상방이동이 지속되면, 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, 커버체(720)의 슬라이딩홈(721)의 하단부에 내관체(710)의 가이드돌부(712)의 상단부가 배치됨과 동시에 커버체(20)의 슬라이딩홈(721)으로 내관체(710)의 고정돌부(713)가 삽입되게 된다.

이때 커버체(720)가 상방으로 소정 이동되면, 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이, 커버체(720)가 내관체(710)의 가이드돌부(712)로부터 이격됨과 동시에 커버체(720)의 고정홈(722)의 위치에 고정돌부(713)가 위치하게 되고, 내관체(710)의 개구부(711)는 외부에 개방되게 된다.

이러한 상태에서 커버체(720)를 회전시키면 도 16의 (d)에 도시된 바와 같이, 내관체(710)의 고정돌부(713)가 커버체(720)의 고정홈(722)으로 삽입되어 커버체(720)를 고정시킬 수 있게 된다.

즉 사용자는 커버체(720)를 상방으로 이동시킨 후, 회전시키는 조작을 통해 시켜 커버체(720)를 고정시킬 수 있게 되고, 이러한 상태에서 개방된 내관체(710)의 개구부를 통해 필터부(20)를 신속하고 편리하게 교체 및 점검할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 필터설치부(70)는 다음의 도 17과 같은 특징을 갖는다.

도 17은 도 10의 커버체의 내주면과 내관체의 경사면을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명의 필터설치부(70)의 내관체(710)는 플렌지(714)가 설치된 지점부터 상단부까지의 외주면이 하부로부터 상부를 향할수록 외경이 미세하게 작아지도록 경사지게 형성된다.

이때 도면에는 도시되지 않았으나, 내관체(710)의 상단부에는 현재 작아진 외경을 원래 외경으로 복귀하는 영역(미도시)이 형성되어 수직-이동관(7)과 연설되도록 한다.

커버체(720)의 내주면은 내관체(710)의 외주면에 대응하여 하부로부터 상부를 향할수록 내경이 작아지도록 경사지게 형성된다.

이때 커버체(720)의 내경은 도 17의 (a)에 도시된 바와 같이, 최하방으로 이동하여 플렌지(714)에 안착될 때의 내관체(710)의 외경과 동일한 크기로 이루어지도록 구성된다.

즉 커버체(720)는 도 17의 (b)에 도시된 바와 같이, 플렌지(714)에 안착된 상태에서 상방으로 힘을 받을 때, 내주면이 내주면이 내관체(710)의 외주면과 이격되어 수평이동이 원활하게 이루어지게 되고, 고정돌부(713)에 의해 고정되어 자유낙하하지 않고 상향 이동된 상태를 유지하게 된다.

또한 커버체(720)는 하방으로 이동하여 개구부(711)가 형성된 내관체(710)를 이동할 때에는 내주면과 내관체(710)의 외주면 사이의 간격이 점점 좁아지게 되고, 최하부 구간에서는 내주면이 내관체(710)의 외주면과 접촉되어 억지끼움 방식으로 하방 이동함으로써 내관체(710)의 개구부는 커버체(720)에 의해 밀폐 및 밀봉되고, 이에 따라 상부로 이동 중인 실내의 오염된 공기가 외부로 누설되지 않고 철저하게 내기용 흡입파이프(11)로 이동하게 된다.

도 18은 본 발명의 수평-흡입관이 책상에 설치된 모습을 나타내는 예시도이다.

본 발명의 수평-흡입관(5)은 도 18에 도시된 바와 같이, 실내 공간(S)이 콜센터, 사무실 등과 같이 다수의 책상(400)들이 밀집되는 환경일 때, 책상근무자의 근무특성을 고려하여 실내 공간(S)의 바닥면뿐만 아니라 책상(400)의 지지판(410)의 후단부와 인접한 상면에 설치함으로써 수직기류 현상이 더욱 활성화되어 유입된 외기가 책상 근무자의 호흡영역을 거친 후 신속하게 흡입될 수 있고, 이에 따라 바이러스 등의 감염성 질환의 전파를 더욱 효과적으로 방지하여 환기 및 방역효율성을 높일 수 있다.

이러한 수평-흡입관(5)은 책상(400)에 설치될 때, 양단부가 다른 수평-흡입관에 연결되거나 또는 밀폐된 상태로 수직-이동관(7)에 연결될 수 있음은 당연하다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 열전교환기 및 냉난방 장치가 일체형으로 제작됨으로써 단일 장비로 냉방 및 환기 기능의 동시 제공이 가능하여 사용 편의성 및 환기설비의 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 장비부피가 작아져 공간활용 및 설치작업의 효율성이 개선되며, 설치비용이 절감되게 된다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 천장에 매립되게 설치되는 냉난방 장치의 상부에 전열교환기를 설치함과 동시에 전열교환기가 내기를 흡입하여 외부로 배출하되, 유입된 외기를 냉난방 장치로 공급하여 실내 오염된 내기를 리사이클링 하지 않고 외기를 활용하여 냉기/열기를 생성하도록 구성됨으로써 실내 공기질의 청정도, 쾌적성 및 방역효율성을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 외기 및 냉기/열기를 동시에 공급하거나 또는 외기 및 냉기/열기 중 어느 하나를 선택적으로 공급할 수 있기 때문에 기후변화에 대응하여 외기 및 냉기/열기를 적절하게 택일할 수 있어 사용의 편의성 및 효율성을 높일 수 있으며, 환기설비의 자유도가 개선될 수 있다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 냉기/열기 및 외기 중 적어도 하나 이상이 유입되는 토출구들이 천장에 이격되게 설치됨과 동시에 바닥면에 수평-흡입관이 안착되어 실내의 기류가 수직방향을 형성하도록 구성됨으로써 환기 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 실내 오염된 공기를 신속하게 외부로 배출시켜 바이러스 등의 감염성 질환의 전염을 효과적으로 방지하여 방역효율성을 극대화시킬 수 있으며, 종래에 실내 기류가 수평방향으로 형성되어 바이러스 전염률이 높은 문제점을 획기적으로 해결할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 실내 공간(S)의 내부에 수직 설치되어 하단부가 수평-흡입관에 연결되되, 상단부가 천장을 관통하여 내기용 흡입파이프와 연결되는 수직-이동관들을 포함함으로써 내기의 배출 위치를 인체의 호흡 높이로부터 최대한 상방으로 이격시켜 주변 사람이 방출된 내부 공기에 접촉되는 현상을 방지하여 방역효율성을 더욱 개선시킴과 동시에 대기오염을 절감시킬 수 있다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 수평-흡입관에 내외면을 관통하는 흡입공들이 길이 방향으로 반복되게 형성됨으로써 흡입공들을 통해 내부 오염된 공기(내기)를 더욱 신속하고 철저하게 외부로 배출시킴에 따라 환기 및 방역효율성을 더욱 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 수직-이동관의 일측에 필터설치부가 형성됨과 동시에 필터부가 수직-이동관의 필터설치부에 탈부착 가능하도록 결합됨으로써 별도의 체결수단을 사용하지 않고도 필터 교체가 가능하여 필터교체작업이 편리하고 신속하게 이루어지게 된다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 필터설치부가 외주면에 필터부가 개구부가 형성되는 수직-이동관과, 수직-이동관의 외주부를 둘러싸듯이 설치되는 커버체를 포함하되, 커버체가 수직-이동관에 수평이동 및 회전 가능하도록 결합됨으로써 커버체의 수평이동에 따라 개구부가 개방 또는 폐쇄되어 필터부의 조립 및 분해의 조립성 및 작업편의성을 더욱 높일 수 있다.

또한 본 발명의 수직기류형 냉난방 시스템(1)은 콜센터, 사무실 등과 같이 실내 공간(S)의 내부에 다수의 책상들이 밀집되는 환경일 때, 수평-흡입관들을 실내 공간(S)의 바닥면뿐만 아니라 책상 지지판의 후단부에 배치시킴으로써 수직기류 현상을 더욱 활성화시켜 재실자들의 바이러스 전염을 효과적으로 예방하여 방역효율성을 더욱 개선시킬 수 있다.

1:수직기류형 냉난방 시스템3:전열교환기 4:냉난방 장치
5:수평-흡입관 7:수직-이동관 8:외기용 토출구
9:냉열기용 토출구 11:내기용 흡입파이프 12:외기용 급기파이프
13:냉열기용 급기파이프 20:필터부 21:바닥면
22:천장 23:측벽 31:하우징
32:열교환수단 51:흡입공 310:급기유로
311:급기유입공 41:하우징 43:송풍팬
45:냉방/가열부 48:제1 유로 49:제2 유로관
51:흡입공 121:제2 유입절환수단 191:제1 유입절환수단
70:필터설치부 312:급기배출공 323:급기팬
320:배기유로 321:배기배출공 322:배기유입공
323:배기팬 710:내관체 711:개구부
712:가이드돌부 713:고정돌부 714:플렌지
720:커버체 721:슬라이딩홈 722:고정홈

Claims (5)

1. 실내 공간(S)으로 냉기/열기를 공급하기 위한 냉난방 장치를 포함하는 수직기류형 냉난방 시스템에 있어서:
   천장에 설치되어 외기를 실내 공간(S)으로 공급하는 적어도 하나 이상의 외기용 토출구;
   상기 냉난방 장치 또는 천장에 설치되어 상기 냉난방 장치에서 생성된 냉기/열기를 실내 공간(S)으로 공급하는 적어도 하나 이상의 냉열기용 토출구;
   실내 공간(S)의 공기인 내기를 흡입하는 적어도 하나 이상의 흡입부;
   외기를 급기하여 급기된 외기를 상기 급기용 토출구 및 상기 냉난방 장치 중 적어도 하나 이상으로 공급하며, 상기 흡입부를 통해 흡입된 내기를 외부로 배출하는 전열교환기;
   상기 전열교환기로부터 공급받은 외기를 냉각/가열시켜 냉기/열기를 생성하는 냉각/가열부를 포함하며, 생성된 냉기/열기를 상기 냉열기용 토출구로 공급하는 냉난방 장치;
   상기 냉난방 장치 및 상기 절연교환기 사이에 설치되어 외기를 상기 냉난방 장치로 이동하는 외기용 공급관;
   일단부가 상기 외기용 공급관에 연결되되, 타단부가 상기 외기용 토출구에 연결되어 상기 전열교환기로부터 배출되는 외기를 상기 외기용 토출구로 배출하는 적어도 하나 이상의 외기용 급기파이프;
   일단부가 상기 전열교환기에 연결되되, 타단부가 상기 수직-이동관에 연결되어 상기 수직-이동관을 통해 흡입된 내기를 상기 전열교환기로 이동시키는 적어도 하나 이상의 내기용 흡입파이프;
   일단부가 상기 냉난방 장치에 연결되되, 타단부가 상기 냉열기용 토출구에 연결되어 상기 냉난방 장치에서 생성된 냉기/열기를 상기 토출구로 배출하는 적어도 하나 이상의 냉열기용 급기파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직기류형 냉난방 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡입부는
   원통 또는 다면체의 관 형상으로 형성되되, 내부에 기체의 이동경로가 형성되며, 내외면을 관통하는 흡입공들이 길이 방향으로 간격을 두고 형성되어 상기 흡입공들을 통해 내기를 흡입하는 수평-흡입관을 포함하고,
   상기 수평-흡입관은 바닥면 또는 실내 구조물에 안착되어 내기를 흡입함으로써 실내 공간(S)의 내부 기류가 수직방향을 형성하도록 유도하고,
   상기 수직기류형 냉난방 시스템은
   원통 또는 다면체의 관 형상으로 형성되되, 내부에 기체의 이동경로가 형성되며, 하단부가 상기 수평-흡입관에 연결되되, 상단부가 천장에 연결되도록 수직 설치되어 상기 흡입부에 의해 흡입된 내기를 천장의 상부로 이동시키는 적어도 하나 이상의 수직-이동관을 더 포함하고,
   상기 전열교환기는
   천장의 상부에 설치되며, 상기 수직-이동관에 의해 이동된 내기를 흡입하여 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 수직기류형 냉난방 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 수직기류형 냉난방 시스템은
   상기 외기용 공급관에 설치되어 내부 경로를 개방 또는 폐쇄시키는 제1 유입절환수단;
   상기 외기용 급기파ㅣ프에 설치되어 내부 경로를 개방 또는 폐쇄시키는 제2 유입절환수단을 더 포함하고,
   상기 제1 유입절환수단 및 상기 제2 유입절환수단은 외부 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수직기류형 냉난방 시스템.
4. 제2항 또는 제3항에서, 상기 수직-이동관에는 내부 경로에 필터부가 탈부착 가능하도록 결합되고,
   상기 수직-이동관의 일측에는 원형파이프 형상의 필터설치부가 형성되고,
   상기 필터설치부는
   상기 수직-이동관이며 일측에 개구부가 형성되는 내관체와, 상기 내관체의 외주부를 둘러싸듯이 설치되어 상하이동 및 회전 가능하도록 상기 내관체와 결합되는 중공원통 형상의 커버체를 더 포함하고,
   상기 내관체는
   상기 개구부의 하단부와 인접한 지점의 외주면에 플렌지가 형성되며, 상기 개구부의 하단부와 동일한 높이의 내주면에 내측으로 돌출되어 상기 필터부를 지지하는 걸림턱이 형성되며, 하단부가 상기 플렌지에 연결되되, 상단부가 상기 개구부의 상단부와 동인한 높이에 배치되는 가이드돌부가 외주면에 돌출 형성되며, 상기 개구부로부터 상방 이격되되, 폭 방향으로 상기 가이드돌부와 동일한 폭의 위치인 지점에 고정돌부가 돌출 형성되고,
   상기 커버체는
   상기 개구부보다 큰 길이의 중공원통 형상으로 형성되며, 내주면에 외측으로 형성되어 상단부 및 하단부까지 연장되는 슬라이딩홈이 형성되며, 상단부와 인접한 내주면에 외측으로 형성되어 폭 방향으로 연장되되, 단부가 슬라이딩홈에 연결되는 고정홈이 형성되고,
   상기 고정돌부의 상단부로부터 상기 가이드돌부의 상단부까지의 이격거리는 상기 커버체의 길이와 동일하고,
   상기 커버체는
   상기 슬라이딩홈으로 상기 가이드돌부가 삽입되어 상기 가이드돌부를 따라 상하 이동하며, 최하방 이동 시, 상기 내관체의 상기 개구부를 밀폐시키며, 상방으로 이동할 때, 상기 슬라이딩 홈으로 상기 가이드돌부의 삽입이 해제되면서 상기 고정돌부가 삽입되고, 상기 고정홈이 상기 고정돌부와 동일한 높이인 상태에서 회전되면, 상기 고정돌부가 상기 고정홈으로 삽입되어 상방으로 이동한 상태가 고정되는 것을 특징으로 하는 수직기류형 냉난방 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 수평-흡입관은
   실내 공간(S)의 구조물이 책상일 때, 용품이 안착되는 지지판의 후단부와 인접한 지점에 안착되는 것을 특징으로 하는 수직기류형 냉난방 시스템.

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