KR100766104B1 - 제습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 제습장치는 흡입구와 배출구를 가지는 케이스와, 상기 케이스에 설치되어 상기 흡입구로부터 배출구로의 공기 흐름을 가이드 하는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재에 의해 구획된 경로 상에 설치되는 축빙조와, 상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 케이스의 내부공간을 냉각시키기 위한 냉각수단과, 상기 축빙조의 제습을 위한 외기와 접촉되어 제습하는 복수개의 제습판과, 상기 축빙조의 냉기를 제습판에 전달하기 위한 냉기 전달수단과, 상기 흡입구 또는 배출구에 설치되는 송풍기;를 구비한다.

제습, 축빙조, 증온조, 제습판

Description

제습장치{dehumidifiter}

도 1에 본 발명에 따른 제습장치의 일부절제 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 제습장치를 개략적으로 나타내 보인 사시도,

도 3은 가이드부재에 제 2열교환 매체 순환관이 설치된 상태를 도시한 사시 도,

도 4는 열교환관의 다른 설치상태를 나타내 보인 단면도,

본 발명은 제습장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 상대적으로 큰 제습부하변동을 수용할 수 있으며, 축빙조를 이용한 산업용 제습장치에 관한 것이다.

종래에도 제습(除濕)은 우리 일상 생활에서 뿐만 아니라, 각종 산업의 제조공정, 종묘, 비료, 철, 식품, 화학약품의 저장 보관이나 합성수지, 담배, 수산물의 건조용 또는 병원, 실험실, 온실 하우스 등의 시설재배지, 연구실 등에서 필요 불가결한 요소로 광범위하게 사용되고 있다.

이러한 용도에 사용하는 제습방법은 다양하다. 예컨데, 냉각제습법, 고체제습법, 액체제습법, 압축제습법 등이 있다.

상기 냉각 제습법은 냉동기를 사용하여 공기 온도를 낮추는 방법으로서 온도나 습도의 제어는 용이한 반면에 출구 공기의 노점을 5℃이하로 낮출 수 없을 뿐만 아니라, 재열을 필요로 한다. 상기 고체 제습법은 씨리카겔, 활성알루미늄 등의 고체 흡습제를 이용하여 수분을 흡착시키는 방법으로서, 저노점을 얻을 수 있고 취급이 용이한 반면에 출구의 습도를 임의로 조절하기가 어렵고, 장기운전을 하면 흡습제가 분화(粉化)되어, 제습공기 중에 흡습제의 미분이 섞이는 문제점이 있으며, 넓은 장치의 설치면적을 필요로 한다. 또한 상기 액체 제습법은 염메리티움 수용액, 트리에치렌그리콜 등의 액체흡습제를 이용하여 수분을 흡착시키는 방법으로서 습도의 제어가 용이하고 집진이나 살균이 동시에 될 수 있는 반면에 설치비용이나 흡습제가 고가이고, 재생을 위한 고온의 열원을 필요로 한다. 상기 압축제습법은 공기를 어느 압력 이상으로 압축하여 공기중의 수분을 응축시키는 방법으로서, 저 노점을 얻을 수 있고 운전이 용이한 반면에 공기 압축시에 온도가 높게 되므로 공기냉각기를 부착하여야 하며, 타 제습 방법에 비하여 소요동력이 클 뿐만 아니라 대풍량에는 사용이 어렵다.

이상에서 설명한 바와 같은 제습법 중 냉각에 의한 제습법이 널리 사용되고 있는데, 제습시 냉각코일의 온도가 0℃ 이하로 유지되므로 응축된 수분이 코일에 결빙되고, 시간의 경과에 따라서 코일 전체에 두껍게 부착된다. 이는 공기와 냉각된 코일과의 직접 접촉을 방해하게 되므로 지속적인 제습을 어렵게 한다. 따라서 이러한 냉각에 의한 제습기는 성애를 제거하기 위한 제상장치가 설치되는데, 이 제상장치를 이용하여 코일에 부착된 성애을 제거하는 제상작업 시간동안 공기를 제습할 수 없는 문제점이 있다.

특히, 또한 종래의 제습장치는 시간당 일정량을 제습하는 장치이다. 그러나 온실, 하우스 등과 같은 시설 재배지, 축사, 산업 시설중의 일부는 특정 시간대에 집중적으로 제습 부하량이 증가한다. 예컨데, 축사나, 시설재배지의 경우 기후, 습도의 일일 변화에 따라 제습량이 다르기 때문이다. 이와 같이 특정 시간대에 집중되는 제습부하를 감당하기 위해서는 상대적으로 큰 제습설비가 필요하게 되므로 경제적인 부담이 매우 크다.

대한민국 특허 공개 제 2005-0078968호에는 공기 순환 및 제습장치가 개시되어 있으며, 특허 공개 제 1990-0010325호에는 덥고 습한 공기의 냉각 및 제습공정과 그 공정의 이행을 가능케 하는 장착설비가 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단위 시간당 제습량을 증가시킬 수 있으며, 성애에 의해 열교환 및 제습효율이 저하되는 것을 근본적으로 방지할 수 있는 제습장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 제습이 필요하지 않은 시간대에 냉기를 축빙 한 후 특정시간 대에 축빙된 냉기를 이용하여 상대적으로 큰 제습 부하량을 수용할 수 있는 제습장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유입된 공기와 제습 된 공기의 온도편차를 줄일 수 있는 제습장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제습장치는,

흡입구와 배출구를 가지는 케이스와,

상기 케이스에 설치되어 상기 흡입구로부터 배출구로의 공기 흐름을 가이드 하는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재에 의해 형성된 경로 상에 설치되는 축빙조와,

상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 케이스의 내부공간을 냉각시키기 위한 냉각수단과, 상기 축빙조의 냉기에 의해 냉각되어 흡입구로 유입된 공기를 제습하 는 복수개의 제습판과, 상기 흡입구와 배출구 측의 케이스에 설치되어 공기를 송풍 또는 배풍시키는 송풍기를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제습판의 온도가 0℃ 이상의 온도를 유지할 수 있으며, 상기 축빙조와 제습판 사이에 설치되어 냉기를 상기 제습판에 전달하기 위한 냉기 전달수단을 더 구비한다.

대안으로 상기 목적을 달성하기 위한 제습장치는,

흡입구와 배출구를 가지는 케이스와,

상기 케이스에 설치되어 상기 흡입구로부터 배출구로의 공기 흐름을 가이드 하는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재에 의해 구획된 경로 상에 설치되는 축빙조와,

상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 케이스의 내부공간을 냉각시키기 위한 냉각수단과,

상기 축빙조의 제습을 위한 외기와 접촉되어 제습하는 복수개의 제습판과,

상기 축빙조의 냉기를 제습판에 전달하기 위한 냉기 전달수단과;

상기 흡입구 또는 배출구에 설치되는 송풍기;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 냉기 전달수단은 상기 축빙조에 설치되는 제 1열교환부와, 케이스의 제습공간에 제습판과 접촉되도록 설치되는 적어도 하나의 증온조와, 상기 제 1열교환부와 증온조를 연결하여 제 2열교환매체가 순환되도록 하는 제 1순환관과, 상기 증온조에 설치되는 온도 감지센서와, 상기 제 1순환관에 설치되는 펌프와, 상기 증온조의 온도를 감지하여 설정된 0 ℃ 이하를 유지하도록 펌프를 제어하는 제어부를 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 제습장치는 제습이 필요하지 않은 시간대에 냉각수단에 의해 냉기를 저장하고, 이 저장된 냉기를 이용하여 상대적으로 큰 제습부하량을 수용할 수 있는 것으로 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 제습장치(10)는 일측면에 흡입구(11)와 배출구(12)를 가지는 케이스(13)와, 상기 케이스(13)에 설치되어 상기 흡입구(11)로부터 배출구(12)로의 공기 흐름을 가이드 하는 가이드 부재(14)와, 상기 가이드 부재(14)의 경로상에 설치되는 축빙조(20)와, 상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 케이스의 내부공간을 냉각시키기 위한 냉각수단(30)과, 상기 축빙조(20)의 냉기에 의해 냉각되어 흡입구(11)로 유입된 공기를 제습하는 복수개의 제습판(50)을 구비한다.

상기 케이스(11)는 외기와의 단열을 위하여 단열재(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 케이스(13)의 내부에 설치된 가이드 부재(14)에 의해 상기 흡입구(11)로부터 배출구(12)로 구획된 공기 경로에는 도 1에 도시된 바와 같이 흡입구(11)와 인접하는 측에 설치되어 흡입구로 유입되는 공기를 정화하기 위한 필터(15)가 설치되는 필터 챔버(16)와 제습판(50)이 설치되는 제습공간(17)이 구비된다. 그리고 상기 필터챔버(16)의 출구 측에는 상기 배출구(17)와 공기통과 경로의 최단부 측 즉, 제습공간(17)과 연통되며 제습이 완료된 공기가 배출될 수 있는 공간과 배출 구(12)를 연결하며 흡입구(11)로 유입되는 공기에 노출 된 열교환관(18)이 설치된다.

그리고 냉각수단(30)은 상기 축빙조(20)와 인접된 상부측에 설치되는 증발기(evaporator;31)와, 실외에 설치되며 콘덴서와 압축기가 설치된 실외기 유니트(32)를 구비한다. 이 냉각수단은 통상적인 냉동기 사이클에 의해 구동되는 냉동기로 이루어질 수 있다. 상기 냉각수단은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 축빙조(20)를 냉각 시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 상기 축빙조(20)는 열전달율이 좋은 금속으로 이루어지며 내부에는 제1열교환 매체인 물이 저장된다. 상기 제 1열교환 매체는 물에 의해 한정되는 것은 아니다.

상기 제습판(50)은 상기 축빙조(20)에 저장된 냉기를 이용하여 상기 흡입구(11)로 유입된 공기를 제습 할 수 있는 것으로, 상기 축빙조(20)의 외주면에 접촉되도록 설치되거나 상기 냉기 전달수단(60)에 의해 축빙조의 냉기를 전달받아 제습할 수 있는 구조를 가진다. 여기에서 상기 제습판(50)의 온도는 0℃ 이하로 떨어지는 것을 방지하여 표면에 성애기 끼지 않도록 함이 바람직하다.

상기 냉기 전달수단은 상기 축빙조(20)의 내부에 설치되는 열교환기(61)와, 상기 제습 공간부(17)에 설치되는 증온조(62)와 상기 열교환기(61)와 상기 증온조(62)를 연결하여 빙점이 낮은 제 2열교환 매체(영하 30℃ 이하)가 순환되도록 하는 제1순환관(63)을 구비한다. 여기에서 상기 제2 열교환 매체는 부동액이 이용될 수 있다. 상기 증온조(62)의 외주면에는 복수개의 제습판(50)이 설치될 수 있다. 그리고 상기 축빙조(20)로부터 상대적으로 원거리에 위치되어 제습을 하기 위해 상기 열교환기(61)기 또는 증온조(62)와 제 2순환관(66)에 의해 연결된 보조 증온조(65)를 구비한다.

그리고 냉기전달수단은 상기 축빙조(20)의 열교환기, 증온조(62) 및 보조 증온조를 분환하는 제 2열교환 매체의 온도를 제어하여 항상 0 ℃ 이상의 온도를 유지할 수 있도록 제어하는 제어수단(70)을 더 구비한다.

상기 제어수단(70)은 상기 증온조(62) 또는 보조 증온조(65)에 설치되는 온도 감지센서(71)와, 상기 제 1,2순환관(63)(66)에 설치되어 순환되는 제2열교환매체의 흐름을 제어하는 제어밸브(73)와, 상기 제1순환관(63) 또는 제 2순환관(66)에 설치되어 열교환 매체를 순환시키는 펌프(74)를 구비한다. 여기에서 상기 증온조(62) 또는 보조 증온조(65)가 복수개 설치되는 경우 이들의 제1순환관(63) 또는 제 2순환관(66)에 의해 직렬 또는 병렬로 설치될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 가이드 부재(14)가 금속판으로 이루어지는 경우 상기 열교환기(61)와 연결되는 제 3순환관(67)을 가이드 부재(14)를 따라 설치하여 상기 가이드 부재(14)를 냉각하여 제습할 수 있다. 이때에 상기 가이드 부재(14)에는 방열휜(68)을 설치하여 방열 표면적을 넓히는 것이 바람직하며 응축수의 배수를 위하여 배수로(도시되지 않음)를 설치함이 바람직하다. 여기에서 상기 제 3순환관(67)을 순환하는 제 2열교환 매체의 온도는 상술한 바와 같이 빙점이하로 떨어지지 않아야 한다.

그리고 상기 흡입구(11)에는 외기를 상기 케이스(12)의 내부로 송풍하기 위한 송풍기(80)가 설치될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 흡입구(11)를 통하여 유입되는 공기와 제습이 이루어진 후 배출되는 공기의 열교환이 이루어질 수 있도록 설치된 열교환관(19)은 도 4에 도시된 바와 같이 필터 챔버(16)의 내부를 경유하여 설치될 수 있다. 또한 상술한 제습판(50)들은 도면에 도시되어 있지 않으나 외면의 표면적을 넓히기 위하여 방열휜이 설치되거나 복수개의 딤플이 형성될 수 있으며, 코러게이트 형상으로 성형되어 이루어질 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제습장치(10)는 제습이 필요하지 않은 시간에 냉각수단(30)을 구동시켜 상기 축빙조(20) 내부의 제1열교환 매체를 얼리거나 냉각시켜 냉기를 저장한다.

그리고 시설재배지 공장 등과 같이 짧은 시간대에 대량의 제습이 필요한 경우 상기 제습장치(10)의 송풍기(80)를 구동시켜 제습을 위한 외기를 가이드 부재(14)에 의해 구획된 경로로 유입시킨다.

상기 송풍기(80)로부터 가이드 부재(14)에 의해 구획된 통로로 유입된 기류는 필터챔버(16)에 설치된 필터(15)를 통과하면서 이물질이 제거된 후 가이드 부재(14)에 의해 구획된 경로 상에 설치된 증발기(31) 및 축빙조(20)를 통과하면서 제습이 이루어지고, 상기 증온조(62)와 또는 보조 증온조(65)에 설치된 제습판(50)들에 의해 집중적인 제습이 이루어진다.

이 과정에서 상기 증온조(62)는 축빙조(20)에 설치된 열교환기(61)와 제 1순환관(63)과 연결되어 제 2열교환 매체가 순환하는 구조를 가지고 있으며, 제어수단에 의해 제 2열교환 매체가 0℃ 이하로 떨어지는 것이 방지되므로 제습판(50)이 노점온도 이하로 떨어진다 하더라도 성애가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 상기 제어수단(70)에 의해 증온조(62)에 설치된 온도 감지 센서를 이용하여 증온조(62) 내의 제 2열교환 매체의 온도를 감지하고, 0℃ 이하로 내려가는 경우 펌프(74) 제어하여 제 2열교환 매체의 순환량을 제어함으로써 증온조(62)의 온도와 제습판(50)에 성애가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같은 방법으로 원거리에 위치되는 보조 증온조(65)에 의한 제습작용도 성애의 발생 없이 가능하다.

상기와 같이 제습이 이루어지는 과정에서 케이스(13)의 제습공간(17)을 통과한 외기는 열교환관(18)을 통하여 토출구(12)로 방출되는데, 상기 열교환관(18)은 흡입구(11)의 입구측에 설치되어 있으므로 토출되는 공기는 흡입구(11)를 통하여 유입되는 공기와 열교환이 이루어져 토출구를 통하여 토출되는 공기의 온도를 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 제습장치는 작은 냉방능력을 가지는 냉각장치를 이용하여 대용량의 제습장치를 구현할 수 있다. 또한 제습용량 대비 운영비를 대폭 줄일 수 있다.

그리고 축냉조의 냉기가 증온조로 전달되고, 이 증온조로 공급되는 제 2열교환 매체의 온도가 제어함으로써 주된 제습작업을 수행하게 되며, 제습시에 성애의 발생을 근본적으로 방지 할 수 있다.

또한 상기 제습과정에서 냉각된 공기가 흡입구를 통하여 유입되는 공기와 열 교환이 이루어지게 되므로 제습 된 공기가 냉각되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

1. 흡입구와 배출구를 가지는 케이스와,

   상기 케이스에 설치되어 상기 흡입구로부터 배출구로의 공기 흐름을 가이드 하는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 경로상에 설치되는 축빙조와,

   상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 케이스의 내부공간을 냉각시키기 위한 냉각수단과,

   상기 축빙조의 냉기에 의해 냉각되어 흡입구로 유입된 공기를 제습하는 복수개의 제습판과,

   상기 흡입구와 배출구 측의 케이스에 설치되어 공기를 송풍 또는 배풍시키는 송풍기를 구비하며,

   상기 배출구와 연결되며 흡입구를 통하여 유입되는 외기에 노출되도록 설치된 열교환관을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 제습장치.
2. 삭제
3. 흡입구와 배출구를 가지는 케이스와;

   상기 케이스에 설치되어 상기 흡입구로부터 배출구로의 공기 흐름을 가이드 하는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재에 의해 구획된 경로 상에 설치되는 축빙조와;

   상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 케이스의 내부공간을 냉각시키기 위한 냉각수단과;

   상기 축빙조의 제습을 위한 외기와 접촉되어 제습하는 복수개의 제습판과;

   상기 축빙조의 냉기를 제습판에 전달하기 위한 것으로, 상기 축빙조에 설치되는 열교환기와, 케이스의 제습공간에 제습판과 접촉되도록 설치되는 적어도 하나의 증온조와, 상기 열교환기와 증온조를 연결하여 제 2열교환매체가 순환되도록 하는 제 1순환관과, 상기 증온조에 설치되는 온도 감지센서와, 상기 제 1순환관에 설치되는 펌프와, 상기 증온조의 온도를 감지하여 설정된 0℃ 이하를 유지하도록 펌프를 제어하는 제어부를 구비하여 된 냉기 전달수단과;

   상기 흡입구 또는 배출구에 설치되는 송풍기;를 구비하여 된 것을 된 것을 특징으로 하는 제습장치.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,

   상기 증온조의 제2열교환 매체를 순환시켜 제습하는 보조 제습수단을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 제습장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 보조 제습수단은 증온조의 열교환 매체가 순환하며 상기 가이드 부재에 접촉되는 순환관과, 상기 순환관에 설치되는 복수개의 제습판을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 제습장치.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 보조 제습수단은 증온조의 열교환 매체가 순환하는 제 3순환관과, 상기 순환관로 상에 설치되는 원거리 보조 축빙조와, 상기 보조 축빙조에 설치되는 방열휜을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 제습장치.
8. 제 3항에 있어서,

   상기 흡입구와 인접되는 가이드 부재에 의해 형성된 경로에는 필터 챔버가 형성되고, 이 필터챔버에 설치되어 흡입구를 통하여 유입되는 공기로부터 이물을 제거하는 필터와,

   상기 토출구와 연결되어 제습이 완료된 공기가 통과되며 상기 필터를 통과한 공기와 접촉되어 토출되는 공기의 온도를 높일 수 있도록 하는 열교환관을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 제습장치.

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