KR101364182B1 - 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 관한 것이다. 본 발명은 하우스 내에 제습난방기가 마련되어 하우스의 잉여 열을 회수하여 제습 및 난방에 활용하기 위한 하우스의 제습난방장치에 있어서, 상기 제습난방기는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 사이클을 이루는 제습난방 사이클을 마련하되 상기 응축기와 병렬로 연결되게 응축기 전후의 냉매순환라인에서 분기된 냉매분기라인에 제2응축기가 마련되고 상기 냉매순환라인에는 응축기 또는 제2응축기로 냉매흐름을 전환시키기 위한 전환밸브가 마련되며, 상기 함체의 외부에는 제2응축기와 수열 교환하는 열매체를 순환시키는 회수펌프를 갖는 회수유로로 연결된 회수탱크가 마련되고 상기 함체의 배출구에는 회수탱크 내부의 열매체를 순환시키는 방열펌프를 갖는 방열유로가 연결된 방열기가 마련되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 햇볕의 복사열에 의해 하우스온도가 상승될 때엔 제습 내지 냉방을 수행하면서 제2응축기와 열 교환하여 얻은 잉여 열은 회수탱크에 저장하고, 하우스온도가 떨어지는 경우엔 증발기에서 제습을 수행한 후 응축기는 물론 회수탱크에 저장된 잉여 열원을 방열하는 방열기를 병행 가동시켜 하우스난방을 꾀할 수 있으며, 이로 인하여 주간 햇볕에 의해 축적된 잉여 열을 활용하는 만큼 난방비용의 절감을 꾀하는 유용하게 이용할 수 있다.

Description

하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치{apparatus for dehumidifying and heating being able to withdraw surplus heat of house}
본 발명은 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 햇볕의 복사열에 의해 하우스온도가 상승될 때엔 제습 내지 냉방을 수행하면서 제2응축기와 열 교환하여 얻은 잉여 열은 회수탱크에 저장하고, 하우스온도가 떨어지는 경우엔 증발기에서 제습을 수행한 후 응축기는 물론 회수탱크에 저장된 잉여 열원을 방열하는 방열기를 병행 가동시켜 하우스난방을 꾀할 수 있으므로 주간 햇볕에 의하여 축적된 잉여 열을 활용하는 만큼 난방비용의 절감을 꾀할 수 있는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 관한 것이다.
일반적으로, 하우스는 냉해를 방지하면서 농작물의 생장조건을 왕성하게 하여 촉성재배하고 열대성 식물이나 농작물 등을 재배하기 위한 시설물이다. 이러한 하우스에서 열대성 식물이나 농작물을 재배함에 있어, 토양이 마르지 않도록 충분한 급수가 필요하고 온도저하로 인한 냉해, 특히 동절기의 냉해를 방지하기 위하여 난방은 필수적으로 행하여지고 있다.
이러한 하우스의 난방을 행할 때, 하우스의 내부공기는 농작물에 급수로 인하여 상대습도가 65~90%로서 거의 현재온도의 포화수증량에 도달하기 쉬운 상태로 온도가 조금이라도 내려가면 시설물인 하우스의 내면은 물론 식물이나 농작물의 표면에 수분이 부착되어 맺히게 되고, 온도가 낮아지면 질수록 더욱 심하게 발생되게 된다.
이러한 수분은 농작물이나 식물의 부패요인은 물론 병충해를 유발시키는 요인이 되었고, 이렇게 작물과 식물에 병충해가 발생하거나 부패되게 되면 상품으로서의 가치가 없어 판매할 수 없으며, 부주의로 인하여 하우스 내의 온도가 영하로 떨어지면 농작물이나 식물의 표면에 맺힌 수분이 얼어붙어 냉해가 더욱 심각하게 발생된다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 조금이나마 해결하기 위하여 하우스의 내부공기나 하우스의 내부로 공급되는 공기의 습기를 제거할 수 있는 수단이 요구되었다. 이러한 하우스 내부의 습기제거를 위한 것으로, 특허문헌에 제시한 바와 같이 기술들이 있다.
상기 특허문헌의 첫 번째 기술은 외부공기를 흡입하여 일정치 이상으로 습도가 올라가지 않게 제습하고 곰팡이균을 살균한 후 가열하여 송풍하되 제어부에 의해 온도, 습도, 가동시간을 제어하는 것이 특징이다.
상기 특허문헌의 두 번째 기술은 송풍기에 의해 지하공기를 흡입하되 흡입되는 지하공기의 유속을 떨어트리면서 가이드부와 부딪치도록 하여 지하공기 중의 수분이 가이드부에 맺히게 함으로써 지하공기가 갖는 온도의 저감 없이 지하공기 중의 수분을 제거한 다음 하우스로 공급하여 병충해의 유발을 방지하는 것이 특징이다.
상기 특허문헌의 세 번째 기술 또한 두 번째 기술과 마찬가지로 송풍기를 이용하여 흡입되는 지하공기의 유속을 떨어트려 지하공기 중의 수분을 제거한 후 하우스 내부로 공급하는 것이 그 특징이다.
KR 2020110003388 U KR 100866765 B1 KR 100899337 B1
상기한 선행기술들의 하우스 제습장치에 있어서는, 모두가 하우스 내의 공기나 하우스로 공급하는 공기가 가지고 있는 수분을 제거하기 위한 것일 뿐이어서 어느 정도까지 습도를 낮출 수는 있으나 대기온도가 낮은 동절기엔 냉해피해를 막기에는 한계가 있다는 문제점이 있었다.
특히, 주간의 햇볕에 의한 복사열로 하우스온도가 급격히 상승되는 경우 단순히 환풍기를 이용하여 환기시키거나 심한 경우 히트펌프를 이용하여 냉방하는 것이 전부인바, 하우스 내의 잉여 열을 회수하고 활용하기 위한 수단이 전혀 없어 열원손실과 낭비가 심한 것이었으며, 이로 인하여 하우스의 온도가 급격하게 변화되게 되고 이때마다 히트펌프를 가동시켜야 하므로 히트펌프의 가동시간이 길어지고 전기료 또한 많이 소비되게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구개발한 것으로서, 그 목적은 햇볕의 복사열에 의해 하우스온도가 상승될 때엔 제습 내지 냉방을 수행하면서 제2응축기와 열 교환하여 얻은 잉여 열은 회수탱크에 저장하고, 하우스온도가 떨어지는 경우엔 증발기에서 제습을 수행한 후 응축기는 물론 회수탱크에 저장된 잉여 열원을 방열하는 방열기를 병행 가동시켜 하우스난방을 꾀할 수 있으며, 이로 인하여 주간 햇볕에 의해 축적된 잉여 열을 활용하는 만큼 난방비용의 절감을 꾀할 수 있도록 한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 증발기 전방의 유입구와 별도로 증발기 후방에 댐퍼가 구비된 제2유입구를 마련함으로써 증발기를 통해 유입되는 공기의 유속을 떨어트려 증발기와 충분한 접촉시간을 가짐은 물론 증발기에서 응결된 응결수가 응축기에서 다시 증발됨을 방지하여 제습능력의 향상을 꾀할 수 있도록 한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제습난방기의 증발기 후방에 예열기를 마련하되 상기 예열기의 열원으로 우수이용시설인 우수저장조에 저장된 우수를 활용함으로써 증발기를 통과하면서 절대습도가 제거된 공기를 예열하며 이렇게 예열된 공기가 응축기를 통과하므로 보다 고온으로 가온되어 하우스의 가온효과를 극대화할 수 있도록 한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다공상의 지하암석층으로부터 송풍기를 이용하여 흡입한 지하공기를 제습난방기의 증발기로 공급함으로써 항시 16℃정도의 천연열원인 지하공기 중의 수분을 제거한 이후에 가열하여 하우스에 공급할 수 있으며, 이로 인하여 보다 효과적으로 하우스에 적합한 상대습도로 제습을 꾀하면서 난방을 행할 수 있음은 물론 냉해방지와 병충해를 방지할 수 있도록 한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 회수탱크를 우수이용시설인 우수저장조로 대체하여 활용함으로써 회수탱크의 축조에 따른 비용을 절약할 수 있으며, 하우스의 잉여 열을 회수함에 따라 가온된 우수저장조의 용수를 농작물용수로 활용할 수 있어 동절기의 농작물관리를 보다 효과적으로 행할 수 있도록 한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 하우스 내에 제습난방기가 마련되어 하우스의 잉여 열을 회수하여 제습 및 난방에 활용하기 위한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 있어서, 상기 제습난방기는 유입구와 배출구를 갖는 함체가 마련되고 이 함체의 내부에 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 냉매순환라인을 통해 연결되어 하나의 사이클을 이루는 제습난방 사이클이 구비되되 상기 응축기와 병렬로 연결되게 응축기 전후방의 냉매순환라인에서 분기된 냉매분기라인에 제2응축기가 마련되고 상기 냉매순환라인에는 응축기 또는 제2응축기로 냉매흐름을 전환시키기 위한 전환밸브가 마련되어 있으며, 상기 함체의 외부에는 제2응축기와 수열 교환하는 열매체를 순환시킬 수 있도록 회수펌프를 갖는 회수유로로 연결된 회수탱크가 마련되고 상기 함체의 배출구 측에는 회수탱크 내부의 열매체를 순환시킬 수 있도록 방열펌프를 갖는 방열유로가 연결된 방열기가 마련되어 있으며, 상기 함체의 유입구에는 제습난방기의 증발기가 배열되고 배출구 측에는 응축기와 방열기가 배열되며, 상기 배출구에는 다수의 분기공을 갖는 분기유도관이 연결되어 있고 상기 분기유도관에는 함체의 유입구로부터 하우스공기를 흡입하여 분기유도관을 통해 배출하는 기류유동 팬이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 유입구와 배출구 사이의 함체에는 유입구로부터 유입되는 공기의 유속을 떨어트리기 위하여 제2유입구가 마련되는 것을 특징으로 한다. 상기 제2유입구에는 제2유입구의 풍량을 조절할 수 있는 댐퍼가 마련됨이 바람직하다.
상기 회수탱크에는 제2응축기 열원만으로 회수탱크의 열매체를 가열하기 위한 열원이 부족할 때 활용할 수 있는 온수생산용 보일러, 전기히터, 등의 보조가열기를 마련할 수도 있다.
본 발명에 따른 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 있어서, 상기 회수탱크를 하우스의 외부에 마련되는 우수이용시설인 우수저장조로 대체할 수도 있으며, 상기 우수저장조에는 우수를 집수하여 공급받을 수 있도록 물받이와 이 물받이로부터 우수저장조에 이르기까지 우수라인이 연결되어 있고, 농작물의 급수로 활용할 수 있도록 살수펌프를 갖는 급수라인이 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 있어서, 상기 함체의 유입구측인 증발기 후방에는 예열기가 마련되며, 상기 예열기는 하우스의 외부에 마련되는 우수저장조의 우수를 열원으로 활용할 수 있도록 순환펌프를 포함하는 예열라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 있어서, 상기 하우스 인근에는 지상에서 다공상의 지하암석층에 이르기까지 파이프가 마련되고 상기 파이프의 상단에 지하암석층의 지하공기를 흡입하기 위한 송풍기가 마련되며 상기 송풍기로부터 함체의 유입구 전방까지 연결도관이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치는 햇볕의 복사열에 의해 하우스온도가 상승될 때엔 제습 내지 냉방을 수행하면서 제2응축기와 열 교환하여 얻은 잉여 열은 회수탱크에 저장하고, 하우스온도가 떨어지는 경우엔 증발기에서 제습을 수행한 후 응축기는 물론 회수탱크에 저장된 잉여 열원을 방열하는 방열기를 병행 가동시켜 하우스난방을 꾀할 수 있으며, 이로 인하여 주간 햇볕에 의해 축적된 잉여 열을 활용하는 만큼 난방비용의 절감을 꾀할 수 있다.
또한, 본 발명은 증발기 전방의 유입구와 별도로 증발기 후방에 댐퍼가 구비된 제2유입구를 마련함으로써 증발기를 통해 유입되는 공기의 풍속을 떨어트려 증발기와 충분한 접촉시간을 가짐은 물론 증발기에서 응결된 응결수가 응축기에서 다시 증발됨을 방지하여 제습능력의 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 본 발명은 제습난방기의 증발기 후방에 예열기를 마련하되 상기 예열기의 열원으로 우수이용시설인 우수저장조에 저장된 우수를 활용함으로써 증발기를 통과하면서 절대습도가 제거된 공기를 예열하며 이렇게 예열된 공기가 응축기를 통과하므로 보다 고온으로 가온되어 하우스의 가온효과를 극대화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 다공상의 지하암석층으로부터 송풍기를 이용하여 흡입한 지하공기를 제습난방기의 증발기로 공급함으로써 항시 16℃정도의 천연열원인 지하공기 중의 수분을 제거한 이후에 가열하여 하우스에 공급할 수 있으며, 이로 인하여 보다 효과적으로 하우스에 적합한 상대습도로 제습을 꾀하면서 난방을 행할 수 있음은 물론 냉해방지와 병충해를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 회수탱크를 우수이용시설인 우수저장조로 대체하여 활용함으로써 회수탱크의 축조에 따른 비용을 절약할 수 있으며, 하우스의 잉여 열을 회수함에 따라 가온된 우수저장조의 용수를 농작물용수로 활용할 수 있어 동절기의 농작물관리를 보다 효과적으로 행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 바람직한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 제습난방기를 발췌하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제습난방장치에서 햇볕의 복사열에 의해 하우스온도가 상승되었을 때의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제습난방장치에서 하우스온도가 떨어졌을 때의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 제습난방기에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예의 제습난방장치들을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 도면이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제습난방장치는 하우스(10)의 잉여 열을 회수하여 제습과 난방에 활용할 수 있도록 하우스(10) 내에 제습난방기(20)가 설치된다. 상기 제습난방기(20)는 유입구(31)와 배출구(32)를 갖는 함체(30)가 마련되어 있고 이 함체(30)의 내부에 제습난방 사이클(40)이 마련되어 있으며, 상기 배출구(32)에는 다수의 분기공(51)을 갖는 분기유도관(50)이 연결되어 있고 상기 분기유도관(50)에는 함체(30)의 유입구(31)로부터 하우스공기를 흡입하여 분기유도관(50)을 통해 배출하는 기류유동 팬(55)가 마련되어 있다.
상기 제습난방 사이클(40)은 압축기(41), 응축기(42), 팽창밸브(43) 및 증발기(44)가 냉매순환라인(45)을 통해 연결되어 하나의 사이클을 이루고 구비되어 있으며, 상기 응축기(42)의 토출단인 냉매순환라인(45)에서 분기되는 냉매분기라인(45a)에는 응축기(42)와 병렬로 연결되게 제2응축기(420)가 마련되어 있고, 상기 압축기(41)의 토출단인 냉매순환라인(45)에는 응축기(42) 또는 제2응축기(420)로 냉매흐름을 전환시키기 위한 전환밸브(47)가 마련되어 있다.
또한 상기 압축기(41) 전후방의 냉매순환라인(45)은 하나로 연결되었다가 다시 분기되도록 사방밸브(46)가 마련되어 있으며, 상기 사방밸브(46)는 압축기(41)에서 압축된 고온고압의 가스냉매를 응축기(42) 또는 제2응축기(420)로 보내어 정상적인 제습난방 사이클로 사용하다가, 증발기(44)와 열 교환을 위해 유입되는 하우스의 공기온도가 너무 낮아 증발기(44)에 결상(성에)이 발생되었을 때 압축기(41)에 의해 압축된 고온고압의 가스냉매를 제습난방 사이클의 역방향 사이클인 증발기(44)로 보내어 증발기(44)의 성에를 제거하기 위한 것이다.
상기 제습난방 사이클(40)의 증발기(44)는 함체(30)의 유입구(31)에 마련되고, 제습난방 사이클(40)의 응축기(42)는 함체(30)의 배출구(32) 측에 마련되어 있다.
상기 함체(30) 외부의 하우스(10)에는 회수탱크(60)이 마련되되, 이 회수탱크(60)은 제습난방 사이클(40)의 제2응축기(420)와 수열 교환하도록 회수유로(61)로 연결되어 있고, 상기 회수유로(61)에는 회수탱크(60)의 열매체를 회수유로(61)을 통해 순환시킬 수 있도록 회수펌프(62)가 마련되어 있다.
상기 함체(30)의 배출구(32) 측의 응축기(42) 주위에는 회수탱크(60)과 방열유로(66)을 통해 연결된 방열기(65)가 마련되어 있으며, 상기 방열유로(66)에는 회수탱크(60)의 열매체를 흡입하여 방열기(65)로 보내고 상기 방열기(65)에서 다시 회수탱크(60)로 귀환시키는 과정을 지속적으로 수행하기 위한 방열펌프(67)이 마련되어 있다.
상기 회수탱크(60)에는 제2응축기(420)의 열원만으로 회수탱크(60)의 열매체를 가열하기 위한 열원이 부족할 때 활용할 수 있도록 하는 온수생산용 보일러, 전기히터, 등의 보조가열기를 마련할 수도 있다.
상기 제습난방기(20)에서 제습난방 사이클(40)은 도 5와 같이 냉매순환라인(45)에 제2응축기(420)와 응축기(42)를 직렬로 마련할 수도 있다. 이러한 경우엔 응축기(42) 또는 제2응축기(420)로 냉매의 흐름을 전환시킬 필요가 없으므로 전환밸브(47)가 필요하지 않다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치는, 하우스(10) 내에 설치된 제습난방 사이클(40)을 가동시키되 하우스(10)내의 여건에 따라 가동모드가 선택되어 가동되게 된다.
다시 말해서, 햇볕이 내리쬐는 주간엔 하우스의 온도가 20~30℃이고 습도가 65%이상으로 고온다습한 경우 제습모드로 선택 가동되고, 저녁엔 하우스의 온도가 5~15℃이고 습도65%로 저온 다습한 경우 난방모드로 선택 가동되게 된다.
먼저, 제습모드로 선택 가동되면, 도 3과 같이, 사방밸브(46) 및 전환밸브(47)에 의해 압축기(41)를 통과한 냉매가 제2응축기(420)를 통해 팽창밸브(43)와 증발기(44) 및 압축기(41)로 순환되게 전환된다. 이렇게 사방밸브(46) 및 전환밸브(47)가 전환된 상태에서 제습난방 사이클(40)이 가동되면 압축기(41)가 가동됨에 따라서 고온고압의 가스냉매로 압축되고, 이렇게 압축된 냉매는 제2응축기(420)로 압송되며, 냉매가 제2응축기(420)를 통과되는 동안 열 교환(방열)하여 제2응축기(420) 주위를 가온시키면서 고온고압의 액상냉매로 응축된다.
이렇게 응축된 고온고압의 액상냉매는 팽창밸브(43)에서 저압상태로 변형되어 증발기(44)에서 증발되게 되고, 이렇게 증발기(44)에서 냉매가 증발(기화)됨에 따라 기화에 필요한 냉매의 기화열을 외부로부터 흡수하므로 증발기(44)의 주위는 냉각 및 제습되게 된다.
상기 증발기(44)를 통과한 저온저압의 가스냉매는 압축기(41)에 의해 흡입 압축되어 상기에서 언급한 바와 같은 과정을 반복적으로 수행하는 동안 증발기(44)에서 지속적인 열 교환이 이루어지게 되는 것이다.
이렇게 제습난방기(20)의 제습난방 사이클(40)이 가동되는 동안에는 분기유도 관(50)내의 기류유동 팬(55) 또한 가동되게 되므로 함체(30)의 유입구(31)를 통해 온도가 20~30℃이고 습도가 65%이상인 하우스(10) 내의 공기가 유입되어 함체(30)의 배출구(32)와 분기유도 관(50)을 통해 하우스(10)로 배출되게 된다.
이때, 제습난방 사이클(40)의 증발기(44)는 그 증발기(44) 내의 냉매가 증발(기화)에 필요한 냉매의 기화열을 공기로부터 흡수하므로 증발기(44)의 주위는 냉각되어있는 상태이다.
따라서 함체(30)의 유입구(31)에 마련된 증발기(44)를 통과하는 동안 공기는 10℃정도로 되고, 이로 인하여 공기 중의 수분은 대부분 응결되어 물방울(응결수)로 맺혀 하부로 떨어지므로 절대습도를 낮추어 제습을 행하는 것이다.
이렇게 제습이 이루어진 공기는 제습난방 사이클(40)의 냉매가 흐르지 않는 배출구(32)측의 응축기(42)으로 이동된 후, 배출구(32)에 연결된 분기유도 관(50)을 따라 토출되다가 분기유도 관(50)의 분기공(51)을 통해 분출되므로 가온되지 않는다.
이와 같이 제습되면서 10℃정도의 공기가 하우스(10) 내부에 공급되므로 하우스(10) 내에 보관하거나 재배하는 농작물 또는 과수가 생장하는데 적합한 온도는 물론이고 습도로 유지시켜줄 수 있는 것이다.
이와 동시에 회수유로(61)상의 회수펌프(62)가 가동되므로 회수탱크(60) 내의 열매체를 흡입하여 회수유로(61)과 제2응축기(420) 및 회수유로(61)을 거쳐 회수탱크(60)로 되돌아가는 과정이 지속적으로 이루어지게 된다.
따라서 상기 제2응축기(420)에서 냉매의 응축열을 수열교환방식으로 열매체가 흡수하여 50℃정도로 가온되게 되고 이렇게 가온된 열매체가 회수탱크(60)에 저장되므로 주간 햇볕의 복사열에 의해 상승된 하우스내의 공기가 가지고 있는 잉여 열을 회수하여 저장할 수 있는 것이다.
상기와 같이 제습모드로 사용하다가 하우스의 온도가 15℃이하로 떨어지면 난방모드로 제습난방기(20)를 가동시킨다. 이렇게 난방모드를 선택 가동되면, 도 4와 같이, 사방밸브(46) 및 전환밸브(47)에 의해 압축기(41)를 통과한 냉매가 응축기(42)를 통해 팽창밸브(43)와 증발기(44) 및 압축기(41)로 순환되게 전환된다. 이렇게 사방밸브(46) 및 전환밸브(47)가 전환된 상태에서 제습난방 사이클(40)이 가동되면 압축기(41)가 가동됨에 따라서 고온고압의 가스냉매로 압축되고, 이렇게 압축된 냉매는 응축기(42)로 압송되며, 냉매가 응축기(42)를 통과되는 동안 열 교환(방열)하여 응축기(42) 주위를 가온시키면서 고온고압의 액상냉매로 응축된다.
이렇게 응축된 고온고압의 액상냉매는 팽창밸브(43)에서 저압상태로 변형되어 증발기(44)에서 증발되게 되고, 이렇게 증발기(44)에서 냉매가 증발(기화)에 필요한 냉매의 기화열을 외부로부터 흡수하므로 증발기(44)의 주위는 냉각되고 제습되게 된다.
상기 증발기(44)를 통과한 저온저압의 가스냉매는 압축기(41)에 의해 흡입 압축되어 상기에서 언급한 바와 같은 과정을 반복적으로 수행하는 동안 증발기(44)에서 지속적인 열 교환이 이루어지게 되는 것이다.
이렇게 제습난방기(20)의 제습난방 사이클(40)이 가동되는 동안에는 분기유도 관(50)내의 기류유동 팬(55) 또한 가동되게 되므로 함체(30)의 유입구(31)를 통해 온도가 5~15℃이고 습도가 65%이상인 하우스(10)내의 공기가 유입되어 함체(30)의 배출구(32)와 분기유도 관(50)을 통해 하우스(10)로 배출되게 된다.
이때, 제습난방기(20)를 이루는 제습난방 사이클(40)의 증발기(44)는 증발기(44) 내의 냉매가 증발(기화)에 필요한 냉매의 기화열을 공기로부터 흡수하므로 증발기(44) 주위는 냉각되어있는 상태이다. 따라서 함체(30)의 유입구(31)에 마련된 증발기(44)를 통과하는 동안 공기는 0~10℃정도로 되고 이로 인하여 공기 중의 수분은 대부분 응결되어 물방울로 맺혀 하부로 떨어지므로 절대습도를 낮추어 제습을 행하는 것이다.
이렇게 제습이 이루어진 공기는 배출구(32)측의 응축기(42)으로 이동되게 되고 상기 응축기(42)에서는 그 내부의 고온냉매가 가지고 있는 열을 발산하므로 응축기(42)를 통과하는 동안 흡열하기 때문에 5~15℃로 1차 가온된 상태로 통과하게 된다.
이와 동시에, 방열유로(66)의 방열펌프(67) 또한 가동되게 되므로 주간에 제습모드로 제습난방기(20)를 가동시키면서 하우스(10)의 잉여 열을 회수하여 저장해놓은 회수탱크(60)내의 열매체가 방열유로(66), 방열기(65) 및 방열유로(66)을 통해 회수탱크(60)로 복귀되는 과정이 지속적으로 이루어져 회수탱크(60)의 열매체가 순환되게 된다.
상기 제습난방 사이클(40)의 응축기(42)에 의해 5~15℃로 1차 가온된 공기가 50℃정도의 열매체가 흐르는 방열기(65)를 통과하면서 10~20℃로 2차 가온되게 된다. 이렇게 제습되고 1, 2차에 걸쳐 가온된 공기는 분기유도 관(50)을 따라 토출되다가 분기유도 관(50)의 분기공(51)을 통해 분출됨으로써 하우스(10)의 내부는 제습 및 난방이 이루어지게 된다.
이와 같이 제습 및 가온된 공기가 하우스(10) 내부에 공급되기 때문에 하우스(10) 내에 보관하거나 재배하는 농작물 또는 과수가 생장하는데 적합한 온도는 물론이고 습도로 유지시켜줄 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예로 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 나타낸 도면이다. 여기서는, 상기 유입구(31)와 배출구(32) 사이의 함체(30)에 유입구(31)로부터 유입되는 공기의 유속을 떨어트리기 위하여 제2유입구(33)가 마련된 것을 제외하고는 본 발명의 구성과 동일하게 구성되어 있다. 상기 제2유입구(33)에는 이 제2유입구(33)로 유입되는 풍량을 조절할 수 있는 댐퍼가 마련될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 기류유동 팬(55)가 가동되면서 함체(30)의 제2유입구(33)로부터 유입되는 공기량과 비례하여 유입구(31)의 유속이 줄어들게 되며, 이로 인하여 증발기(44)를 통과하는 유속이 감소되므로 증발기(44)와 공기의 접촉시간을 늘려주어 제습능력의 향상을 꾀할 수 있음은 물론 증발기(44)에서 응결된 응결수가 기류유동 팬(55)의 흡입기류에 의해 응축기(42)로 튀어나가 다시 증발되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예로 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 나타낸 도면이다. 여기서는, 하우스(10)의 외부에 본 발명의 회수탱크(60)을 대체할 수 있는 우수이용시설인 우수저장조(70)를 마련한 것이며, 상기 우수저장조(70)에는 하우스(10) 지붕의 우수를 모으는 물받이(71)와, 이 물받이(71)로부터 우수저장조(70)에 이르기까지 우수라인(72)이 연결되어 있고, 농작물의 급수로 활용할 수 있도록 살수펌프(74)를 갖는 급수라인(73)이 마련된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 주간 햇볕에 의한 복사열로 인하여 하우스온도가 상승되었을 때, 제2응축기(420)와 수열 교환하여 얻은 잉여 열을 회수탱크(60)이 아닌 우수저장조(70)에 저장하고 상기 우수저장조(70)에 저장된 잉여 열을 방열기(65)로 순환시키는 것일 뿐이므로, 그 구체적인 작용설명은 생략하기로 한다.
상기 우수저장조(70)는 회수탱크(60)의 축조보다 적은 비용이 소요되므로 비용절감을 꾀할 수 있으며, 가온된 우수저장조(70)의 용수를 농작물에 공급할 수 있으므로 동절기 농작물관리를 보다 효과적으로 수행할 수 있는 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예로 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 나타낸 도면이다. 여기서는, 함체(30)의 유입구(31)측인 증발기(44) 후방에 예열기(80)가 마련되어 있고, 상기 예열기(80)는 하우스(10)의 외부에 마련되는 우수저장조(70)와 예열라인(81)으로 연결되고 상기 예열라인(81)에는 우수저장조(70)의 우수를 열원으로 활용하기 위하여 순환시킬 수 있는 순환펌프(82)가 마련된 것이다.
또한, 상기 예열라인(81)은 제2응축기(420)와 수열 교환한 열매체를 예열기(80)로 순환시킬 수 있도록 회수유로(61)와 연결되어 있다.
상기와 같이 구성된 또 다른 실시 예에 의하면, 제습난방기(20)를 이루는 제습난방 사이클(40)의 증발기(44)를 통과한 공기는 저온으로 되어 지하공기 중의 수분이 응결되므로 제습이 이루어지는 것이나 하우스(10)내의 온도가 낮은 경우엔 증발기(44)에서의 응결수가 결상되게 되므로 제습효율이 저하될 수 있다.
이와 같이 응결수의 결상현상이 발생되게 되면, 예열라인(81)의 예열펌프(82)를 가동시켜 우수저장조(70)의 우수가 예열라인(81), 예열기(80), 예열라인(81) 및 우수저장조(70)로 순환시킨다.
상기 우수저장조(70)의 우수는 증발기(44)를 통과한 공기의 온도보다 높으므로 예열기(80)를 통과하는 동안 예열되어 증발기(44)에서 수분이 결상됨을 방지하면서 하우스공기의 예열효과를 창출하며 이로 인하여 압축기(41)로 흡입되는 냉매를 기화시켜 압축하므로 더욱 고온고압으로 압축된 냉매가스를 응축기(42)에서 응축시켜야 하기 때문에 응축기(42)를 통과하는 공기를 보다 고온으로 가온할 수 있어 하우스의 가온효과를 극대화할 수 있는 것이다.
상기 우수저장조(70)의 우수를 열원으로 활용하기에 적합하지 않으면 예열라인(81)상의 제2밸브(83)를 잠그고 회수유로(61)상의 제1밸브(63)를 개방시켜 제2응축기(420)의 열원을 예열기(80)기의 열원으로 활용할 수도 있는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예로 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치를 나타낸 도면이다. 여기서는, 하우스(10) 인근에 지상에서 다공상의 지하암석층(90)에 이르기까지 파이프(91)가 마련되어 있고 상기 파이프(91)의 상단에 지하암석층(90)의 지하공기를 흡입하기 위한 송풍기(92)가 마련되며 상기 송풍기(92)로부터 함체(30)의 유입구(31) 전방까지 연결도관(93)이 연결되어 있는 구성이다.
상기와 같이 구성된 또 다른 실시 예에 의하면, 동절기와 같이 하우스(10)의 온도가 지하공기온도(16℃)보다 낮은 경우, 항시 16℃정도의 천연열원인 지하공기를 송풍기(92)를 이용하여 파이프(91), 송풍기(92) 및 연결도관(93)을 통해 함체(30)의 유입구(31)로 공급하고 지하공기 중의 수분을 증발기(44)에서 제거한 후 응축기(42)에서 가열하여 하우스에 공급할 수 있으며, 이로 인하여 보다 효과적으로 하우스에 적합한 상대습도로 제습을 꾀하면서 난방을 행할 수 있음은 물론 냉해방지와 병충해를 방지할 수 있는 것이다.
본 발명은 하우스에서 농작물의 보관이나 과채류를 재배할 때 농작물의 재배나 보관에 적합한 온습도로 유지시키고자 하는 제습 및 난방장치분야에 유용하게 이용할 수 있는 것이다.
10: 하우스 20: 제습난방기 30: 함체
31: 유입구 32: 배출구 33: 제2유입구
40: 제습난방사이클41: 압축기 42: 응축기
43: 팽창밸브 44: 증발기 45: 냉매순환라인
46: 사방밸브 47: 전환밸브 50: 분기유도 관
55: 기류유동 팬 60: 회수탱크 61: 회수유로
62: 회수펌프 65: 방열기 66: 방열라인
67: 방열펌프 70: 우수저장조 71: 물받이
72: 우수라인 73: 급수라인 74: 살수펌프
80: 예열기 81: 예열라인 82: 예열펌프
420:제2응축기

Claims (7)

  1. 하우스 내에 제습난방기가 마련되어 하우스의 잉여 열을 회수하여 제습 및 난방에 활용하기 위한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 있어서,
    상기 제습난방기는 유입구와 배출구를 갖는 함체가 마련되고 이 함체의 내부에 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 냉매순환라인을 통해 연결되어 하나의 사이클을 이루는 제습난방 사이클이 구비되되 상기 응축기에는 제2응축기가 병렬로 연결되며, 상기 제2응축기는 상기 응축기 전후방의 냉매순환라인에서 분기된 냉매분기라인에 설치되고, 상기 냉매순환라인에는 응축기 또는 제2응축기로 냉매흐름을 전환시킬 수 있는 전환밸브가 마련되어 있으며,
    상기 함체의 외부에는 제2응축기와 수열 교환하는 열매체를 순환시킬 수 있도록 회수펌프를 갖는 회수유로로 연결된 회수탱크가 마련되고 상기 함체의 배출구 측에는 회수탱크 내부의 열매체를 순환시킬 수 있도록 방열펌프를 갖는 방열유로가 연결된 방열기가 마련되어 있으며,
    상기 함체의 유입구에는 제습난방 사이클의 증발기가 배열되고 배출구 측에는 응축기와 방열기가 배열되며, 상기 배출구에는 다수의 분기공을 갖는 분기유도관이 연결되어 있고 상기 분기유도관에는 함체의 유입구로부터 하우스공기를 흡입하여 분기유도관을 통해 배출하는 기류유동 팬이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치.
  2. 하우스 내에 제습난방기가 마련되어 하우스의 잉여 열을 회수하여 제습 및 난방에 활용하기 위한 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치에 있어서,
    상기 제습난방기는 유입구와 배출구를 갖는 함체가 마련되고 이 함체의 내부에 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 냉매순환라인을 통해 연결되어 하나의 사이클을 이루는 제습난방 사이클이 구비되되 상기 응축기 전후방의 냉매순환라인에는 제2응축기가 마련되어 있으며,
    상기 함체의 외부에는 제2응축기와 수열 교환하는 열매체를 순환시킬 수 있도록 회수펌프를 갖는 회수유로로 연결된 회수탱크가 마련되고 상기 함체의 배출구 측에는 회수탱크 내부의 열매체를 순환시킬 수 있도록 방열펌프를 갖는 방열유로가 연결된 방열기가 마련되어 있으며,
    상기 함체의 유입구에는 제습난방 사이클의 증발기가 배열되고 배출구 측에는 응축기와 방열기가 배열되며, 상기 배출구에는 다수의 분기공을 갖는 분기유도관이 연결되어 있고 상기 분기유도관에는 함체의 유입구로부터 하우스공기를 흡입하여 분기유도관을 통해 배출하는 기류유동 팬이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회수탱크는 하우스의 외부에 마련되는 우수저장조로 대체한 것을 특징으로 하는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유입구와 배출구 사이의 함체에는 유입구로부터 유입되는 공기의 풍속을 떨어트리기 위하여 제2유입구가 마련되는 것을 특징으로 하는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 함체의 유입구 측인 증발기 후방에 예열기가 마련되고, 상기 하우스의 외부에 우수저장조가 마련되되 상기 예열기에 이르기까지 우수저장조의 우수를 순환시킬 수 있도록 순환펌프를 포함하는 예열라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 예열라인은 제2응축기와 수열 교환한 열매체를 예열기로 순환시킬 수 있도록 회수유로와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하우스 인근에는 지상에서 다공상의 지하암석층에 이르기까지 파이프가 마련되고 상기 파이프의 상단에 지하암석층의 지하공기를 흡입하기 위한 송풍기가 마련되며 상기 송풍기로부터 함체의 유입구 전방까지 연결도관이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 하우스의 잉여 열 회수가 가능한 제습난방장치.
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