KR101357858B1 - 드라이룸의 노점온도 관리장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드라이룸의 노점온도 관리장치 및 그 관리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하는 드라이룸의 노점온도 제어방법은,외부에서 흡입된 공기를 열교환하여 냉각하는 전단열교환부와, 상기 전단열교환부에서 냉각된 공기를 제1영역에서 제습하는 제습로터와, 상기 제습로터를 통과한 공기를 열교환하여 냉각하는 후단열교환부와, 상기 전단열교환부로 외부공기를 흡입하고 상기 제습로터로 상기 냉각공기를 제공하여 상기 제습로터를 통해 제습된 공기가 상기 후단열교환부를 거쳐 드라이룸으로 공급되도록 하는 순환팬과, 상기 순환팬에 의해 상기 제습로터로 제공된 공기에서 분기되어 상기 제습로터의 제2영역을 통과한 공기를 가열하여 재생시키는 재생히터부와, 상기 재생히터부에서 재생되어 상기 제습로터의 제3영역을 통과한 공기를 배기하는 배기팬을 포함하는 드라이룸의 노점온도 관리장치에서의 노점온도 관리방법에 있어서, 상기 전단열교환부로 흡입되는 공기의 절대습도를 측정하는 습도센서; 상기 드라이룸에서의 노점온도를 측정하는 노점온도센서; 및 상기 노점온도센서에서 측정된 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 상기 제습로터로 공급되는 상기 순환팬의 공급풍량을 조정하되, 상기 순환팬의 공급풍량이 최저상태이면 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도가 될 때까지 상기 전단열교환부의 가동을 감소시키는 제어부;를 포함한다.

Description

드라이룸의 노점온도 관리장치 및 방법{Dew point temperature management device and method of dry room}
본 발명은 드라이룸에서의 노점(dew point) 온도의 관리장치 및 그 관리방법에 관한 것으로서, 특히 제습로터를 통해 드라이룸으로 공급되는 순환팬에서의 공기의 풍량을 제어함으로써 드라이룸 내의 노점온도가 기설정된 목표치로 관리되도록 하는 드라이룸의 노점온도 관리장치 및 그 관리방법에 관한 것이다.
스마트기기와 같은 모바일 형태의 전자제품이 많이 사용되면서 2차전지의 중요성이 높아지고 있다. 이러한 2차전지의 생산에 사용되는 리튬과 전해액 등은 그 취급을 위한 분위기를 적절하게 유지해야 한다.
예컨대, 리튬이온전지의 제조공정은 상대습도 2% 이하의 분위기를 가지는 드라이룸(dry room)에서 이루어져야 한다. 이처럼 드라이룸 내의 노점온도를 작업의 특성에 맞는 목표치 온도로 잘 유지 및 관리하는 것이 매우 중요하다.
종래의 드라이룸 제어장치는 예컨대 본 출원인의 등록특허 제0477087호에 개시되어 있다. 이러한 선행등록특허에서 알 수 있듯이 순환팬에 의해 외부에서 공기가 전단열교환부로 흡입되면 전단열교환부가 공기를 열교환하여 냉각하고 냉각공기는 순환팬에 의해 제습로터를 통과하면서 제습되어 드라이룸으로 제공된다. 제습로터는 다수의 영역으로 구분되며 제1영역은 공기의 제습을 위해 마련되고 제2영역은 후단의 재생히터부에서 가열을 위한 공기가 통과하고 제3영역은 가열된 공기를 배기하기 위해 마련된다. 제3영역을 통과한 공기는 배기팬에 의해 배기된다.
또한, 다른 예로서 한국등록특허 제1064175호에는 제습로터로 공급되는 공기의 절대온도에 대응하는 재생온도로 재생히터를 운전시키되, 노점온도 측정값과 기준값과의 비교를 통해 재생히터의 재생온도를 조정하도록 한다.
이들 선행특허들의 경우 드라이룸에서의 노점온도를 관리하기 위해 재생히터를 조정하여 가열되는 공기의 온도를 제어하도록 하였다. 그러나, 이는 드라이룸으로 공급되는 공기의 양은 일정하게 유지하기 위하여 순환팬을 풀 가동하여 제습로터를 통과하는 유량을 최대로 유지해야 하는 문제점과 제습로터의 소재인 제오라이트나 몰라규라시브의 이상적인 재생온도인 160~180℃를 벗어나 제어하기 때문에 부하변동에 따른 노점온도의 안정성에 문제점이 있다. 이는 외부에서 유입되는 공기가 상대적으로 건조할 경우에도 최대 유량을 유지해야 하므로 에너지가 낭비되는 문제점을 야기한다.
이러한 문제의 해결을 위해 다른 예로서 한국공개특허 제2011-0040660호에는 데시컨트로터(제습로터)에서 제습된 공기의 수분량을 검출하고 그 수분량에 따라서 데시컨트로터로 제공되는 재생측의 외부공기의 유량을 제어하도록 하는 기술이 개시되어 있다. 하지만, 이러한 종래기술에서는 데시컨트로터(제습로터)의 처리측의 수분량에 따라 처리측의 유량이 아니라 재생측의 유량을 조정하며, 전단열교환부에서 공급되는 공기의 절대습도를 고려하지 않고 재생측의 유량만을 조정하기 때문에 실질적으로 노점온도가 헌팅되는 문제가 발생하고 이로써 정밀하고 효율적인 노점온도 관리에 한계가 있다. 또한, 재생측의 유량을 조절함에 있어서 데시컨트로터로 공급되는 공기의 절대습도가 매우 낮은 경우에도 노점온도에 의해서만 재생측의 유량이 제어되므로 전단열교환부의 가동에 따른 에너지 소비를 줄이는 기능은 제시하지 않고 있다.
대한민국 등록특허 제0477087호 (2005.03.17.) 대한민국 등록특허 제1064175호 (2011.09.15.) 대한민국 공개특허 제2010-0084608호 (2011.04.20.)
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 제습로터로 유입되는 공기와 제습로터로부터 공급되는 공기의 절대습도를 고려하여 드라이룸의 노점온도를 정밀하고 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 드라이룸의 노점온도 관리장치 및 그 관리방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제습로터에서 재생되는 공기가 아니라 순환팬에서 제습로터로 공급하는 공기의 풍량을 조절하도록 하는 드라이룸의 노점온도 관리장치 및 그 관리방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 외부에서 흡입되는 공기의 수분량(절대습도)이 낮아 건조한 경우에는 순환팬의 풍량 및 전단열교환부의 운전을 하향조정하여 에너지 소비를 줄일 수 있도록 하는 드라이룸의 노점온도 관리장치 및 그 관리방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 드라이룸의 노점온도 관리방법은,
외부에서 흡입된 공기를 열교환하여 냉각하는 전단열교환부와, 상기 전단열교환부에서 냉각된 공기를 제1영역에서 제습하는 제습로터와, 상기 제습로터를 통과한 공기를 열교환하여 냉각하는 후단열교환부와, 상기 전단열교환부로 외부공기를 흡입하고 상기 제습로터로 상기 냉각공기를 제공하여 상기 제습로터를 통해 제습된 공기가 상기 후단열교환부를 거쳐 드라이룸으로 공급되도록 하는 순환팬과, 상기 순환팬에 의해 상기 제습로터로 제공된 공기에서 분기되어 상기 제습로터의 제2영역을 통과한 공기를 가열하여 재생시키는 재생히터부와, 상기 재생히터부에서 재생되어 상기 제습로터의 제3영역을 통과한 공기를 배기하는 배기팬을 포함하는 드라이룸의 노점온도 관리장치에서의 노점온도 관리방법에 있어서, 노점온도센서에서 상기 드라이룸의 노점온도를 측정하는 제1단계; 습도센서에서 상기 전단열교환부로 공급되는 공기의 절대습도를 측정하는 제2단계; 제어부에서 상기 측정된 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 상기 제습로터로 제공되는 상기 순환팬의 공급풍량을 조절하는 제3단계; 및 상기 제어부에서 상기 순환팬의 공급풍량이 최저이면 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도에 도달할 때까지 상기 전단열교환부의 가동을 감소시키는 제4단계; 를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제3단계 이후에, 상기 제어부에서 상기 측정된 노점온도가 상기 목표치로 유지되도록 상기 배기팬에서 배기풍량을 조정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서, 상기 제3단계는, 상기 순환팬의 공급풍량이 최저인 상태에서 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 제어부에서 상기 전단열교환부의 가동을 정지시킨다.
본 발명에서, 상기 제3단계는, 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 노점온도를 상기 목표치로 유지하면서 상기 제어부에서 상기 순환팬의 공급풍량을 감소시킨다.
또한, 본 발명에 따른 드라이룸의 노점온도 관리장치는,
외부에서 흡입된 공기를 열교환하여 냉각하는 전단열교환부와, 상기 전단열교환부에서 냉각된 공기를 제1영역에서 제습하는 제습로터와, 상기 제습로터를 통과한 공기를 열교환하여 냉각하는 후단열교환부와, 상기 전단열교환부로 외부공기를 흡입하고 상기 제습로터로 상기 냉각공기를 제공하여 상기 제습로터를 통해 제습된 공기가 상기 후단열교환부를 거쳐 드라이룸으로 공급되도록 하는 순환팬과, 상기 순환팬에 의해 상기 제습로터로 제공된 공기 중 상기 제습로터의 제2영역을 통과한 공기를 가열하여 재생시키는 재생히터부와, 상기 재생히터부에서 재생되어 상기 제습로터의 제3영역을 통과한 공기를 배기하는 배기팬을 포함하는 드라이룸의 노점온도 관리장치에 있어서, 상기 전단열교환부로 흡입되는 공기의 절대습도를 측정하는 습도센서; 상기 드라이룸에서의 노점온도를 측정하는 노점온도센서; 및 상기 노점온도센서에서 측정된 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 상기 제습로터로 공급되는 상기 순환팬의 공급풍량을 조정하되, 상기 순환팬의 공급풍량이 최저상태이면 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도가 될 때까지 상기 전단열교환부의 가동을 감소시키는 제어부; 를 포함한다.
본 발명에서, 상기 재생히터부로부터 상기 제습로터의 제3영역을 통과한 공기를 외부로 배기하는 배기팬을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 측정된 노점온도가 상기 기설정된 목표치로 유지되도록 상기 배기팬의 배기풍량을 조절한다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 설정된 순환팬의 공급풍량에 대응하여 상기 배기팬의 배기풍량을 조절한다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 순환팬의 공급풍량이 최저인 상태에서 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 전단열교환부의 가동을 정지시킨다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 노점온도를 상기 목표치로 유지하면서 상기 제어부에서 상기 순환팬의 공급풍량을 감소시킨다.
본 발명에 의하면 드라이룸의 노점온도 관리를 위해 제습로터에서 재생되는 공기의 풍량만을 조절하는 것이 아니라 제습로터를 통과하기 전과 후의 공기의 온도와 재생히터부에서의 공기의 온도를 고려하여 제습로터로 공급되는 공기의 풍량을 조절함으로써 노점온도의 헌팅이 발생하지 않고 신뢰성 있는 드라이룸 노점온도 관리가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 종래기술과는 달리 제습로터에 의해 재생되는 공기가 아니라 순환팬의 공급풍량의 조절을 통해 제습로터에서 제습되어 드라이룸으로 직접적으로 제공되는 공기의 풍량을 조절하기 때문에 노점온도 관리가 더욱 정밀하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 발명은 외부에서 흡입되는 공기의 절대습도가 낮아 건조한 경우 전단열교환부의 운전을 하향조정하여 운전비의 소비를 감소시킬 수 있다. 이와 같이 전단열교환부의 하향운전제어를 통한 에너지 소비의 감소는 곧 순환팬 및 후단열교환부의 동작에 필요한 에너지 감소도 유발할 수 있어 전체적으로 에너지 소비를 최소화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 드라이룸의 노점온도 관리장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 드라이룸의 노점온도 관리방법을 보이는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전단열교환부의 가동 조정을 통해 드라이룸의 노점온도 관리방법을 나타낸 흐름도.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 드라이룸의 노점온도 관리장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 드라이룸의 노점온도 관리장치(100)는 습도센서(110), 노점온도센서(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 이러한 드라이룸의 노점온도 관리장치(100)는 바람직하게는 드라이룸 제어시스템에서 적용된다.
통상적으로 드라이룸 제어시스템은 소정의 하우징 내에 후술되는 다수의 부품과 장치들로 구성되며 외부로부터 흡입된 공기를 냉각, 이물제거, 제습, 가열 등의 공정을 거쳐 각종 유로를 통해 드라이룸(70)으로 공급하도록 한다. 본 발명은 이러한 드라이룸(70)의 노점온도를 정밀하고 효율적으로 관리하기 위한 것이다.
외부의 공기가 순환팬(20)의 동작에 의해 흡입되어 전단열교환부(10)로 전달된다. 전단열교환부(10)는 내부의 필터를 이용하여 공기를 정화하여 이물질을 제거하고 내부의 쿨링코일을 이용하여 흡입된 공기를 열교환하여 냉각한다. 순환팬(20)은 전단열교환부(10)의 출구측에 마련된다. 상술한 바와 같이 순환팬(20)은 외부의 공기를 흡입하여 전단열교환부(10)로 전달되도록 하고, 전단열교환부(10)로부터 출력되는 냉각된 공기를 후단의 제습로터(30)로 공급하도록 한다. 이러한 공기의 공급은 소정의 유로를 통해 이루어진다. 이는 후술하는 유로에도 적용된다.
순환팬(20)의 동작에 의해 냉각된 공기는 제습로터(30)로 공급되는데, 이때 냉각된 공기는 제습로터(30)의 제1영역으로 제공되어 제습된다. 제습로터(30)는 다수의 영역으로 구분되고 각 영역에서의 기능이 다르다. 예컨대, 공기의 제습이 이루어지는 제1영역, 제1영역의 효율을 증대시키기 위하여 제습로터(30)를 냉각시키는 제2영역, 제2영역을 통과한 공기는 제습로터(30)와 열교환하여 재생히터부(50)로 보내져 제습에 알맞은 온도로 조정하는 제3영역으로 구분될 수 있다. 이때, 순환팬(20)에서 나온 공기는 기본적으로 제1영역으로 제공되어 제습되지만, 그 공기에서 일부가 분기되어 제2영역으로 통과되어 후단에 설치된 재생히터부(50)로 공급된다. 즉, 제2영역은 재생히터부(50)와 연통된다. 이러한 순환팬(20)은 기설정된 범위의 가동율로 동작한다. 예컨대 순환팬(20)은 최저 가동율에서 최대 가동율로 동작한다. 이에 따라 순환팬(20)에서의 공급풍량도 최저~최대까지 설정된다.
제습로터(30)에서는 건식회전형 제습방식으로 공기의 제습이 이루어진다. 이들 다수의 영역은 제습로터(30)의 회전중에 각각의 유로에 연통된다. 제습로터(30)의 제1영역을 통과한 공기는 해당 유로를 따라 후단의 후단열교환부(40)로 전달된다. 후단열교환부(7)는 제습된 공기의 온도를 조정한다. 후단열교환부(40)를 통과한 공기는 해당 유로를 통해 드라이룸(70)으로 공급된다.
드라이룸(70)은 상대습도를 해당 공정에 맞게 미리 설정된 목표치 범위로 유지한다. 예컨대, 배터리의 리튬을 취급하는 경우 상대습도를 2% 이하로 유지한다. 이와 같이 드라이룸(70)의 내부 상대습도를 목표치 범위 내로 유지하기 위해서는 노점온도의 관리가 중요하다. 본 발명에서는 드라이룸(70)의 노점관리를 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 드라이룸(70)의 내부공기 중 일부를 외부로 배출할 수도 있다.
한편, 순환팬(20)에서 제습로터(30)의 제1영역으로 공기를 제공할 때, 그 공기에서 분기되어 제2영역으로 제공되는 공기는 후단의 재생히터부(50)로 제공된다. 재생히터부(50)는 그 제공된 공기를 특정 온도로 가열한 후 제습로터(30)의 제3영역으로 제공하도록 한다. 이는 후단의 배기팬(60)의 동작에 의해 재생히터부(50)에서 가열된 공기를 흡입함으로써 그 가열된 공기가 제3영역을 통해 흐르도록 한다. 이로써 재생히터부(50)에서 가열된 공기는 제습로터(30)의 제3영역을 통과하면서 온도가 조정된다. 즉, 재생히터부(50)에서 가열된 공기는 제습로터(30)에 흡수된 수분을 빼앗아 제거한다. 이러한 과정에 의해 제습로터(30) 중 실제로 제습이 이루어지는 제1영역의 온도를 높이게 된다.
이러한 구성을 포함하는 드라이룸 관리시스템의 동작과정을 살펴보면, 먼저 초기구동시 순환팬(20)과 배기팬(60)이 구동되고 순환팬(20)의 구동에 의해 외부의 공기가 흡입되어 전단열교환부(10)로 전달된다. 전단열교환부(10)에서는 공기 중의 이물질이 걸러지고 냉각이 이루어진다. 이처럼 전단연교환부(20)에서 나온 공기는 순환팬(20)에 의해 일부는 제습로터(30)의 제1영역으로, 다른 일부는 제습로터(30)의 제2영역으로 제공된다. 제1영역을 통과하면서 공기는 제습된다. 제습된 공기는 해당 유로를 통과해서 후단열교환부(40)로 전달된다. 이러한 후단열교환부(40)에서 공기의 열교환이 이루어진다. 이 후단열교환부(40)는 공기의 조건에 따라 냉각 또는 가열이 이루어진다. 이로써 최종적으로 공기의 온도가 조절되고 그 조절된 공기는 드라이룸(70)으로 공급된다. 이러한 과정을 통해 드라이룸(70)의 습도가 목표치로 유지되는 것이다.
또한, 제습로터(30)의 제2영역으로 제공된 공기는 배기팬(60)의 흡입력에 의해 제2영역을 거치면서 제3영역에서 온도가 높아진 제습로터(30)의 부분에서 열을 전달받아 상대적으로 온도가 높아져서 재생히터부(50)로 전달된다. 재생히터부(50)는 공기를 전달받아 소정의 온도로 가열하여 상대적으로 고온으로 만들고 그 고온의 공기는 제3영역을 통과하면서 제3영역의 온도를 높이고 재생히터부(50)의 습기를 제거하게 된다. 재생히터부(50)의 제3영역을 통과한 공기는 배기팬(60)에 의해 외부로 배기된다.
상기와 같은 구성된 드라이룸 관리시스템에 적용되는 드라이룸의 노점온도 관리장치(100)에서는 전단열교환부(10)의 전단에 설치된 습도센서(110)에서 전단열교환부(10)로 흡입되는 공기의 절대습도를 측정한다. 일례로 습도센서(110)는 전단열교환부(10)에서 열교환이 완료된 공기의 절대습도를 측정할 수도 있다. 또한, 드라이룸(70)에는 노점온도센서(120)가 설치되어 드라이룸(70) 내에서의 노점온도를 측정한다.
이와 같이 습도센서(110) 및 노점온도센서(120)에서 각각 측정된 공기의 절대습도 및 노점온도 값은 실시간으로 제어부(130)로 입력된다. 제어부(130)는 이들 측정 값을 기초로 순환팬(20)의 공급풍량을 조정하여 드라이룸(70)의 노점온도를 제어한다. 구체적으로 제어부(130)는 먼저 노점온도센서(120)에서 측정된 드라이룸(70)의 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 제습로터(30)로 제공되는 순환팬(20)에서의 공급풍량을 조절한다. 이는 순환팬(20)의 날개의 회전수를 조정함으로써 구현될 수 있다. 이를 위하여 제어부(130)는 순환팬(20)의 날개 회전을 조정하기 위한 전류를 인가하도록 한다.
이때, 만약 순환팬(20)의 공급풍량이 조절되어 기설정된 최저상태가 되면 제어부(130)에서는 습도센서(110)에서 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도에 도달할 때까지 전단열교환부(10)의 가동을 감소시킨다. 본 실시 예에서 드라이룸(70)의 노점온도는 전단열교환부(10)로 흡입되는 공기의 절대습도(수분량)에 영향을 받는다. 따라서 순환팬(20)에서의 공급풍량의 조정을 통해 노점온도를 관리함에 있어 순환팬(20)의 공급풍량을 최저상태로 조정하여도 노점온도가 목표치로 유지관리되는 상황에서는 전단열교환부(109)로 유입되는 외부의 공기에 대하여 절대습도를 어느 기준치까지 낮추어도 된다. 이에 전단열교환부(10)로 유입되는 공기에 대해 기설정된 기준습도가 될 때까지 가동율을 감소시켜서 절대습도를 낮출 수 있게 된다. 나아가, 다른 실시 예에서 순환팬(20)의 공급풍량이 최저상태에서 습도센서(110)에서 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 제어부(130)에서는 전단열교환부(10)의 가동을 중지시킬 수도 있다. 이는 순환팬(20)이 최저상태로 가동되고 있는 도중에도 노점온도가 목표치로 관리되는 경우 전단열교환부(10)에서의 공기의 절대습도가 기준치의 하한값보다 더 낮은 경우에는 전단열교환부(10)의 동작을 멈추어도 노점온도는 그 목표치로 계속 관리될 수 있기 때문이다. 다시 말하면, 순환팬(20)의 최저 가동율에도 전단열교환부(10)로 유입되는 공기의 절대습도가 어느 정도 이하이므로 노점온도는 여전히 목표치를 유지할 수 있다.
또한, 또 다른 실시 예로서, 습도센서(110)에서 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우에도 노점온도가 목표치로 관리되는 한도 내에서 순환팬(20)의 공급풍량을 감소시킬 수 있다. 이때, 경우에 따라서는 노점온도에 따라 순환팬(20)을 최저 풍량으로 가동시킬 수도 있다. 이는 외부에서 흡입되는 공기의 절대습도가 낮은 경우에는 순환팬(20)을 최저로 가동, 즉 최저 풍량을 유지하여도 노점온도가 목표치로 관리될 수 있는 경우에 해당된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에서는 제어부(130)에서 순환팬(20)의 공급풍량을 조정할 때 배기팬(60)의 배기풍량도 조정할 수도 있다. 즉, 순환팬(20)과 배기팬(60)의 풍량조정은 둘 다 동시에 실행하거나 또는 둘 중 하나만 실행할 수 있다. 또는 둘을 순차적으로 수행하거나 적어도 일부가 중복되도록 실행할 수도 있다. 이는 순환팬(20)의 공급풍량의 조정만으로 노점온도를 목표치 범위로 빠르게 관리하기 어려울 때 배기팬(60)의 풍량도 조정함으로써 노점온도의 관리가 더 빠르고 쉽게 이루어질 수 있기 때문이다. 순환팬(20) 및 배기팬(60)의 풍량조정은 순환팬(20) 및 배기팬(60)에서의 날개의 회전수를 조정함으로써 실행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 드라이룸의 노점온도 관리방법을 보이는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 드라이룸의 노점온도 관리방법은, 외부에서 흡입된 공기를 열교환하여 냉각하는 전단열교환부(10)와, 전단열교환부(110)에서 냉각된 공기를 제1영역에서 제습하는 제습로터(30)와, 제습로터(30)를 통과한 공기를 열교환하여 냉각하는 후단열교환부(40)와, 전단열교환부(10)로 외부공기를 흡입하고 제습로터(30)로 냉각된 공기를 제공하여 제습로터(30)를 통해 제습된 공기가 후단열교환부(40)를 거쳐 드라이룸(70)으로 공급되도록 하기 위한 순환팬(30)과, 이러한 순환팬에 의해 제습로터(30)로 제공된 공기에서 분기되어 제습로터(30)의 제2영역을 통과한 공기를 가열하여 재생시키는 재생히터부(50)와, 재생히터부(50)에서 재생되어 제습로터(30)의 제3영역을 통과한 공기를 배기하는 배기팬(60)을 포함하는 드라이룸 관리시스템에서, 드라이룸(70)에 설치된 노점온도센서(120)에서 드라이룸(70) 내의 노점온도를 측정하고(S101), 전단열교환부(10)의 전단부에 설치된 습도센서(110)에서 그 전단열교환부(10)로 흡입되는 공기의 절대습도를 측정한다(S103). 이러한 S101,S103 단계는 동시에 수행될 수도 있고 순차적으로 수행될 수도 있다. 이들 단계는 서로 독립적으로 수행된다. 이와 같이 측정된 절대습도 및 노점온도는 제어부(130)로 실시간 전송된다.
제어부(130)에서는 상기 측정된 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 순환팬(20)의 공급풍량을 조절한다(S105). 즉, 순환팬(20)에서 공급되는 공기의 공급풍량을 조절하여 드라이룸(70)의 노점온도를 목표치로 유지관리되도록 하기 위해 노점온도센서(120)에서 실시간 측정되는 노점온도에 따라 순환팬(20)에서의 공급풍량을 제어하는 것이다. 이러한 공급풍량의 제어는 순환팬(20)의 날개의 회전수를 조절함으로써 구현된다.
계속해서, 이러한 순환팬(20)의 공급풍량을 조절함에 따라 순환팬(20)의 공급풍량이 최저(minimum)상태에 도달하면(S107), 습도센서(110)에서 실시간 측정되는 절대습도가 기설정된 기준습도에 도달할 때까지 전단열교환부(10)의 가동율을 감소시킨다(S109). 이는 본 발명의 특징 중 하나로서 순환팬(20)의 공급풍량의 조절을 통해 노점온도를 관리함에 있어서, 순환팬(20)의 공급풍량을 최저상태로 함에도 노점온도가 목표치 이내로 관리되는 경우, 전단열교환부(10)로 흡입되는 공기의 절대습도가 기준치보다 낮게 되면 노점온도는 당연히 목표치 이내로 관리되기 때문에 전단열교환부(10)의 가동율을 더 줄일 수 있게 된다. 전단열교환부(10)의 가동은 유입되는 공기의 절대습도를 감소시키는 것이므로 더 이상 절대습도의 감소 없이도 노점온도가 목표치로 관리되는 경우에는 전단열교환부(10)의 가동율을 줄일 수 있는 것이다. 이로써 순환팬(20)의 공급풍량 조절 및 전단열교환부(10)의 가동율 감소를 통해 에너지 소비를 충분히 줄일 수 있게 된다. 여기서, S107 단계 및 S109 단계는 노점온도가 목표치로 관리되고 있다는 전제하에서 이루어진다. 즉, 본 발명의 최종 목적으로 노점온도를 목표치로 유지관리하기 위한 것이므로, S105 단계에서와 같이 노점온도가 목표치로 유지되도록 순환팬(20)의 공급풍량을 조절하는 중에, S107 단계와 같이 순환팬(20)의 공급풍량이 최저상태로 도달하였는지 판단하고, S109 단계와 같이 전단열교환부(10)의 가동율을 조정하는 것이다. 만약, S107 단계와 S109 단계의 수행 중 노점온도가 목표치를 벗어나는 경우는 이들 과정은 중단됨이 바람직하다.
또한, 노점온도에 따라 순환(20)의 공급풍량이 결정되면, 그 순환팬(20)의 공급풍량에 대응하여 배기팬(60)의 배기풍량이 설정된다. 이는 예컨대 순환팬(20)의 공급풍량을 얼마만큼 증가 또는 감소시키느냐에 따라 배기팬(60)의 배기풍량을 얼마만큼 감소 또는 증가시킬지 결정하는 것이다. 이로써, 드라이룸(70)의 노점온도 관리를 위해 순환팬(20)과 배기팬(60) 간에 서로 유기적으로 풍량을 설정할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 드라이룸의 노점온도 관리방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서는 노점온도센서(120)에서 측정된 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 순환팬(20)의 공급풍량을 제어함에 있어서 습도센서(110)에서 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우(S201), 노점온도가 기설정된 목표치로 관리되고 있는지 확인한 후(S203), 노점온도가 목표치로 관리되고 있는 경우 순환팬(20)의 공급풍량을 감소시킨다(S203). 즉, 이는 전단열교환부(10)로 흡입되는 공기의 절대온도가 기준습도의 하한치보다 작은 경우에는 노점온도를 더 낮출 수 있어 목표치 관리가 더 쉽게 이루어진다. 예컨대, 겨울철과 같이 공기가 건조한 경우, 외부로부터 흡입되는 공기 중에는 수분량, 즉 절대습도가 작으므로 드라이룸(70)으로 제공되는 공기 중에도 습도량이 낮게 된다. 따라서, 당연히 순환팬(20)에서 제공하는 공기의 풍량을 줄여도 절대습도가 낮기 때문에 일정한 노점온도의 관리가 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 드라이룸의 노점온도 관리방법을 보이는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에서 노점온도에 따라 순환팬(20)의 공급풍량을 조절함에 있어서, 순환팬(20)의 공급풍량이 최저상태로 운전하는 경우(S301), 습도센서(110)에서 실시간 측정되는 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우에는(S303), 전단열교환부의 가동을 중지한다(S305). 즉, 이는 순환팬(20)의 공급풍량이 최저상태임에도 전단열교환부(10)로 유입되는 공기의 절대습도가 기준습도의 하한치보다 낮으면 당연히 노점온도가 목표치 이내로 관리되므로 전단열교환부(10)를 가동시킬 필요가 없다. 이때, 기준습도의 하한치는 순환팬(20)의 최저 가동상태에서도 노점온도가 목표치 이내로 관리되도록 하는 값으로 설정되어야 한다. 이를 통해 전단열교환부(10)의 비가동에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 드라이룸 관리시스템에서 전단열교환부로 흡입되는 공기의 절대습도를 고려하여 드라이룸의 노점온도를 정밀하고 효율적으로 관리하도록 한다. 이로써 재생히터부의 온도를 제어함으로써 드라이룸의 노점온도를 제어하거나, 드라이룸의 노점온도에 따라 외부에서 제습로터의 제3영역을 통해 재생히터부로 제공되는 공기의 풍량을 제어하는 종래기술에 비해, 노점관리의 정밀성이 높아지고 관리시 노점온도의 헌팅발생을 방지할 수 있다.
또한, 드라이룸으로 직접 제공되는 공기의 풍량을 줄임으로써 종래기술에 비해 순환팬의 구동에 따른 에너지 낭비를 줄일 수 있으며, 이를 통해 전단열교환부의 가동율 감소에 따른 에너지 소비도 줄일 수 있는 장점이 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
상술한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 전단열교환부 20 : 순환팬
30 : 제습로터 40 : 후단열교환부
50 : 재생히터부 60 : 배기팬
70 : 드라이룸 110 : 습도센서
120 : 노점온도센서 130 : 제어부

Claims (9)

  1. 외부에서 흡입된 공기를 열교환하여 냉각하는 전단열교환부와, 상기 전단열교환부에서 냉각된 공기를 제1영역에서 제습하는 제습로터와, 상기 제습로터를 통과한 공기를 열교환하여 냉각하는 후단열교환부와, 상기 전단열교환부로 외부공기를 흡입하고 상기 제습로터로 상기 냉각공기를 제공하여 상기 제습로터를 통해 제습된 공기가 상기 후단열교환부를 거쳐 드라이룸으로 공급되도록 하는 순환팬과, 상기 순환팬에 의해 상기 제습로터로 제공된 공기에서 분기되어 상기 제습로터의 제2영역을 통과한 공기를 가열하여 재생시키는 재생히터부와, 상기 재생히터부에서 재생되어 상기 제습로터의 제3영역을 통과한 공기를 배기하는 배기팬을 포함하는 드라이룸의 노점온도 관리장치에서의 노점온도 관리방법에 있어서,
    노점온도센서에서 상기 드라이룸의 노점온도를 측정하는 제1단계;
    습도센서에서 상기 전단열교환부로 흡입되는 공기의 절대습도를 측정하는 제2단계;
    제어부에서 상기 측정된 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 상기 제습로터로 제공되는 상기 순환팬의 공급풍량을 조절하는 제3단계; 및
    상기 제어부에서 상기 순환팬의 공급풍량이 최저상태이면 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도에 도달할 때까지 상기 전단열교환부의 가동율을 감소시키는 제4단계; 를 포함하는 드라이룸의 노점온도 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계 이후에,
    상기 제어부에서 상기 측정된 노점온도가 상기 목표치로 유지되도록 상기 배기팬에서 배기풍량을 조정하는 단계를 더 포함하는 드라이룸의 노점온도 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 순환팬의 공급풍량이 최저상태에서 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 제어부에서 상기 전단열교환부의 가동을 정지시키는 드라이룸의 노점온도 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 노점온도를 상기 목표치로 유지하면서 상기 제어부에서 상기 순환팬의 공급풍량을 감소시키는 드라이룸의 노점온도 제어방법.
  5. 외부에서 흡입된 공기를 열교환하여 냉각하는 전단열교환부와, 상기 전단열교환부에서 냉각된 공기를 제1영역에서 제습하는 제습로터와, 상기 제습로터를 통과한 공기를 열교환하여 냉각하는 후단열교환부와, 상기 전단열교환부로 외부공기를 흡입하고 상기 제습로터로 상기 냉각공기를 제공하여 상기 제습로터를 통해 제습된 공기가 상기 후단열교환부를 거쳐 드라이룸으로 공급되도록 하는 순환팬과, 상기 순환팬에 의해 상기 제습로터로 제공된 공기 중 상기 제습로터의 제2영역을 통과한 공기를 가열하여 재생시키는 재생히터부와, 상기 재생히터부에서 재생되어 상기 제습로터의 제3영역을 통과한 공기를 배기하는 배기팬을 포함하는 드라이룸의 노점온도 관리장치에 있어서,
    상기 전단열교환부로 흡입되는 공기의 절대습도를 측정하는 습도센서;
    상기 드라이룸에서의 노점온도를 측정하는 노점온도센서; 및
    상기 노점온도센서에서 측정된 노점온도가 기설정된 목표치로 유지되도록 상기 제습로터로 공급되는 상기 순환팬의 공급풍량을 조정하되, 상기 순환팬의 공급풍량이 최저상태이면 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도가 될 때까지 상기 전단열교환부의 가동율을 감소시키는 제어부; 를 포함하는 드라이룸의 노점온도 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 재생히터부로부터 상기 제습로터의 제3영역을 통과한 공기를 외부로 배기하는 배기팬을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 측정된 노점온도가 상기 기설정된 목표치로 유지되도록 상기 배기팬의 배기풍량을 조절하는 드라이룸의 노점온도 제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 설정된 순환팬의 공급풍량에 대응하여 상기 배기팬의 배기풍량을 조절하는 드라이룸의 노점온도 제어장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 순환팬의 공급풍량이 최저상태에서 상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 전단열교환부의 가동을 정지시키는 드라이룸의 노점온도 제어장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 측정된 절대습도가 기설정된 기준습도의 하한치보다 작은 경우 상기 노점온도를 상기 목표치로 유지하면서 상기 제어부에서 상기 순환팬의 공급풍량을 감소시키는 드라이룸의 노점온도 제어장치.
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