KR101912065B1 - 항온항습장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항온항습장치에 관한 것으로서, 항온항습공간 내부에 배치되는, 실내기본체(11)와, 실내기본체(11)의 입구에 설치되어 유입되는 공기중의 이물질을 필터링하기 위한 필터(12)와, 필터(12)를 경유한 공기에서 잠열을 흡열하기 위한 증발기(13)와, 증발기(13)를 경유한 공기로 증기를 공급하는 가습기(14)와, 증발기(13)를 경유한 공기의 온도를 높이기 위한 히터(15)와, 증발기(13), 가습기(14) 및 히터(15)에 의하여 항온항습된 공기를 토출구(11a)로 토출하는 송풍팬(16)을 포함하는 실내기(10); 항온항습공간의 외부에 배치되는 실외기본체(21)와, 증발기(13)를 경유한 열매체를 압축하는 압축기(22)와. 압축기(22)에 의하여 압축된 열매체가 응축되어 잠열을 방출하는 콘덴서(23)와, 콘덴서(23)를 경유하면서 가열된 공기를 실외기본체(21)로 방출하는 방열팬(26)을 포함하는 실외기(20); 및 실내기(10) 내부에 설치되어 토출되는 항온항습공기의 온도 및 습도 변동(fluctuation)을 최소화하기 위한 서브항온항습기(100);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

항온항습장치{Apparatus for Constant Temperature and Humidity and method of controlling the same}
본 발명은 항온항습장치에 관한 것으로, 항온항습 환경을 구현함과 동시에 유지하고, 항온항습 환경으로 토출되는 항온항습공기의 온도 및 습도 변동을 최소화할 수 있는 항온항습장치에 관한 것이다.
항온항습장치란 건물 내부의 온도와 습도를 일정하게 유지할 수 있도록 고안된 것으로서, 주로 전산실, 정밀측정실, 정밀부품 가공실, 박물관, 반도체 제조현장등 많은 분야에 사용되고 있다.
이러한 항온항습장치는, 항온항습공간으로 항온항습공기를 토출하는 실내기 및 실내기에서 흡엽된 열을 항온항습공간 외측으로 방열하는 실외기로 구성되고; 실내기에는 증발기, 히터 및 가습기가 내장되며; 실외기에는 콘덴서 및 압축기등이 설치되는 구조를 가진다.
그런데 상기한 항온항습장치에 있어서, 토출하는 공기를 항온상태로 유지하는 과정은 실내기와 실외기 사이의 냉매라인을 경유하는 열매체를 증발시키고 압축하는 물리적 과정에서 열매체 잠열을 흡열하고 방열하는 것에 의하여 이루어지는 것이기 때문에, 특정 항온온도로 세팅하더라도 온도의 변동(fluctuation), 즉 토출되는 공기의 온도와 세팅된 항온온도 사이에서 미세한 오차가 발생되었다.
또한 항온항습공간이 특정 항온 습도로 유지될 수 있도록 세팅하여도, 냉방이 되는 동안에 습도가 낮아지므로 특정 습도가 되도록 가습기를 정밀제어하기가 어렵고, 이에 따라 특정 항습습도로 세팅하더라도 습도의 변동, 즉 토출되는 공기의 습도와 세팅된 항습습도 사이에서 미세한 오차가 발생되었다.
즉, 항온항습장치를 특정 온도 및 습도로 세팅하더라도 현실적으로 토출되는 공기의 온도 및 습도의 변동이 발생되었고, 이에 따라 온도와 습도에 민감하게 영향을 받는 제조공정에서 사용될 경우 제조되는 제품에서 불량이 발생되거나, 또는 실험실에서 얻어지는 데이터값에서 오차가 발생되었다라는 문제점이 있었다.
특허문헌 : 공개특허공보 제10-2008-0099012호
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 설정된 항온온도 및 항습습도와, 토출되는 공기의 온도 및 습도 사이에서 오차를 최소화함으로써, 고품질의 항온항습환경을 구현할 수 있는 항온항습장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 항온항습장치는,
항온항습공간 내부에 배치되는 것으로서 토출구(11a)가 형성된 실내기본체(11)와, 상기 실내기본체(11)의 입구에 설치되어 유입되는 공기중의 이물질을 필터링하기 위한 필터(12)와, 열매체의 증발에 의하여 상기 필터(12)를 경유한 공기에서 잠열을 흡열하기 위한 증발기(13)와, 상기 증발기(13)를 경유한 공기로 증기를 공급하는 가습기(14)와, 상기 증발기(13)를 경유한 공기의 온도를 높이기 위한 히터(15)와, 상기 증발기(13), 가습기(14) 및 히터(15)에 의하여 항온항습된 공기를 상기 토출구(11a)로 토출하는 송풍팬(16)을 포함하는 실내기(10); 상기 항온항습공간의 외부에 배치되는 실외기본체(21)와, 상기 실외기본체(21)에 설치되는 것으로서 상기 증발기(13)를 경유한 열매체를 압축하는 압축기(22)와. 상기 압축기(22)에 의하여 압축된 상기 열매체가 경유하면서 잠열을 방출하는 콘덴서(23)와, 상기 콘덴서(23)를 경유하면서 가열된 공기를 상기 실외기본체(21)로 방출하는 방열팬(26)을 포함하는 실외기(20); 및 상기 실내기(10) 내부에 설치되어 토출되는 항온항습공기의 온도 및 습도 변동(fluctuation)을 최소화하기 위한 것으로서, 전원을 인가하였을 때 흡열반응과 발열반응이 일어나는 펠티어소자(110) 및 제1,2가습관(150)(160)을 가지는 서브항온항습기(100)를 포함하고;
상기 서브항온항습기(100)는, 중간에 배치된 상기 펠티어소자(110)와; 상기 펠티어소자(110)의 양측면에 각각 설치된 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)와; 상기 제1열교환부(120)를 내장한 상태에서 상기 펠티어소자(110)의 일측면 테두리에 맞물리게 연결된 것으로서, 전단에 제1유로(B)를 형성하는 제1하우징(141)과; 상기 제2열교환부(130)가 내장한 상태에서 상기 펠티어소자(110)의 타측면 테두리에 맞물리게 연결된 것으로서, 전단에 제2유로(C)를 형성하는 제2하우징(142)과; 상기 제1하우징(141)을 관통하여 상기 제1열교환부(120)의 내부를 거치게 설치된 것으로서, 다수의 제1통공(151)이 형성된 상기 제1가습관(150)과; 상기 제2하우징(142)을 관통하여 상기 제2열교환부(130)의 내부를 거치게 설치된 것으로서, 다수의 제2통공(161)이 형성된 상기 제2가습관(160)과; 상기 제1하우징(141)의 선단과 상기 제2하우징(142)의 선단이 결합된 것으로서, 상기 제1유로(B)와 제2유로(C)가 만나는 혼합공간(D)이 형성된 합체하우징(143)와; 상기 합체하우징(143) 내부에 설치된 것으로서, 상기 혼합공간(D)에서의 혼합공기의 온도 및 습도를 측정하기 위한 온도센서 및 습도센서로 구성되는 센서부(170);를 포함하는 것;을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 있어서, 상기 제1하우징(141) 내부에 설치된 것으로서, 상기 제1열교환부(120)의 후단에 설치되어 송풍을 위한 제1서브송풍팬(144) 및 상기 제1열교환부(120)의 전단에 설치되어 상기 제1유로(B)의 공기 유동을 정지시키는 셔터 형태의 제1개폐부(145)를 더 포함하고; 상기 제2하우징(142) 내부에 설치된 것으로서, 상기 제2열교환부(130)의 후단에 설치되어 송풍을 위한 제2서브송풍팬(146) 및 상기 제2열교환부(130)의 전단에 설치되어 상기 제2유로(C)의 공기 유동을 정지시키는 셔터 형태의 제2개폐부(147)를 더 포함한다.
본 발명에 있어서,상기 제1열교환부(120)는, 상기 펠티어소자(110)의 일면에 접합 설치된 제1열전달판(121) 및 상기 제1열전달판(121)에서 외부로 돌출된 핀 형태를 갖는 다수의 제1열전달핀(122)을 포함하고; 상기 제2열교환부(130)는, 상기 펠티어소자(110)의 타면에 접합 설치된 제2열전달판(131) 및 상기 제2열전달판(131)에서 외부로 돌출된 핀 형태를 갖는 다수의 제2열전달핀(132)을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1가습관(150)은, 상기 제1열교환부(120)의 제1열전달핀(122) 사이의 공간에서 상기 제1열전달판(121)과 제1열전달핀(122)에 밀착되도록 설치되고, 상기 제1열교환부(120)의 내부에서 폭이 넓어지며, 상부면에 다수의 제1통공(151)이 형성된 구조를 가지고; 상기 제2가습관(160)은, 상기 제2열교환부(130)의 제2열전달핀(132) 사이의 공간에서 제2열전달판(131)과 제2열전달핀(132)에 밀착되도록 설치되고, 상기 제2열교환부(130)의 내부에서 폭이 넓어지며, 상부면에 다수의 제2통공(161)이 형성된 구조를 가진다.
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본 발명에 따르면, 실내기(10) 및 실외기(20)를 이용하여 항온항습공기를 발생함으로써 항온항습공간을 구현할 수 있고, 이 과정에서 서브항온항습기(100)를 작동시켜 설정된 공기의 항온온도와 항습습도와 토출되는 공기의 온도 및 습도 사이의 오차를 최소화할 수 있다. 이에 따라 고품질의 항온항습 환경을 구현할 수 있고, 이에 따라 항온항습 환경에서 제조된 제품의 신뢰성을 향상시키거나, 실험실에서 데이터 오차값을 최소화함으로써 실험결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다라는 작용,효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 항온항습장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 실내기의 도면,
도 3은 도 1의 실내기에 설치되는 서브항온항습기를 발췌하여 도시한 도면,
도 4는 도 3의 IV-IV' 선을 따른 단면도,
도 5는 도 3의 서브항온항습기의 제어방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 본 발명에 따른 항온항습장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 항온항습장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 실내기의 도면이며, 도 3은 도 1의 실내기에 설치되는 서브항온항습기를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 IV-IV' 선을 따른 단면도이다.
본원발명의 항온항습기장치는, 항온항습공간으로 항온항습공기를 토출하는 실내기(10)와, 실내기(10)에서 흡열된 열을 항온항습공간 외측으로 방열하는 실외기(20)와, 실내기(10) 내부에 설치되어 토출되는 항온항습공기의 온도 및 습도 변동(fluctuation)을 최소화하기 위한 서브항온항습기(100)를 포함한다.
실내기(10)는, 항온항습공간 내부에 배치되는, 실내기본체(11)와, 실내기본체(11)의 입구에 설치되어 유입되는 공기중의 이물질을 필터링하기 위한 필터(12)와, 필터(12)를 경유한 공기에서 잠열을 흡열하기 위한 증발기(13)와, 증발기(13)를 경유한 공기로 증기를 공급하는 가습기(14)와, 증발기(13)를 경유한 공기의 온도를 높이기 위한 히터(15)와, 증발기(13), 가습기(14) 및 히터(15)에 의하여 항온항습된 공기를 실내기본체(11)의 토출구(11a)로 토출하는 송풍팬(16)과, 공기를 항습습도로 유지하는 과정에서 발생되는 외부로 드레인하기 위한 드레인라인(미도시)등을 포함한다.
가습기(14)에는 외부로부터 유입되는 물공급관(14a)과 연결되어, 공기를 항습습도로 유지하기 위한 물을 공급받는다.
실외기(20)는, 항온항습공간의 외부에 배치되는 실외기본체(21)와, 증발기(13)를 경유한 열매체를 압축하는 압축기(22)와. 압축기(22)에 의하여 압축된 열매체가 응축되어 잠열을 방출하는 콘덴서(23)와, 콘덴서(23)를 경유하면서 가열된 공기를 상기 실외기본체(21)로 방출하는 방열팬(26)을 가진다.
서브항온항습기(100)는, 실내기(10)에 설치되는 것으로서, 토출구(11a)로 토출되는 항온항습공기의 온도 및 습도의 변동((fluctuation)을 최소화한다. 이를 위하여, 서브항온항습기(100)는, 중간에 배치된 펠티어소자(110)와; 펠티어소자(110)의 양측면에 각각 설치된 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)와; 제1열교환부(120)를 둘러싸고 펠티어소자(110)의 일면 테두리에 맞물리게 설치되며, 전단에 제1유로(B)를 형성하는 제1하우징(141)과; 제2열교환부(130)를 둘러싸고 펠티어소자(110)의 타면 테두리에 맞물리게 설치되며, 전단에 제2유로(C)를 형성하는 제2하우징(142)과; 제1하우징(141)을 관통하고 상기 제1열교환부(120)의 내부를 거치게 설치된 제1가습관(150)과; 제2하우징(142)을 관통하고 제2열교환부(130)의 내부를 거치게 설치된 제2가습관(160)과; 제1하우징(141)의 선단과 제2하우징(142)의 선단이 결합되고, 제1유로(B)와 제2유로(C)가 만나 내부에 혼합공간(D)을 형성하는 된 합체하우징(143)과; 합체하우징(143) 내부에 설치된 센서부(170);를 포함한다.
펠티어소자(110)는 N, P형의 열전 반도체를 전기적으로 직렬연결하고, 열적으로는 병렬이 되도록 연결한 모듈의 형태를 갖는 소자로서, 소자 양단에 전류를 인가하면 저온의 일면에서 열을 흡수하고 고온의 타면으로 열을 방출하는 열전현상(Thermoelectric effect)을 갖는 소자로서, 도 4에 도시된 바와 같이 수직으로 배치되고, 좌우 양측에 각각 저온 또는 고온의 면을 구현한다.
이러한 펠티어소자(110)는, 제어부의 제어에 의해 인가되는 전류의 방향에 따라, 제1열교환부(120)의 방향으로의 일면은 저온으로 구현되고, 제2열교환부(130)의 방향으로의 타면은 고온으로 구현할 수도 있다. 물론, 제어부의 제어에 의해 인가되는 전류의 방향을 전환함에 따라, 펠티어소자(110)의 일면과 타면은 저온과 고온을 서로 변경할 수 있다.
제1열교환부(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속 재질로 형성되고 펠티어소자(110)의 일면에 접합 설치된 제1열전달판(121) 및 제1열전달판(121)에서 외부로 돌출된 핀 형태를 갖는 다수의 제1열전달핀(122)을 포함한다.
제2열교환부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 금속 재질로 형성되고 제1열교환부(120)에 대응하여 펠티어소자(110)의 타면에 접합 설치된 제2열전달판(131) 및 제2열전달판(131)에서 외부로 돌출된 핀 형태를 갖는 다수의 제2열전달핀(132)을 포함한다.
상기 제1,2,3하우징(141)(142)(143)은 일체로 되어 하나의 하우징을 형성한다. 이러한 하우징은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1열교환부(120)를 둘러싸고 펠티어소자(110)의 일면 테두리에 맞물려 설치되어 제1유로(B)를 형성하는 제1하우징(141)과, 제2열교환부(130)를 둘러싸고 펠티어소자(110)의 타면 테두리에 맞물려 설치되어 제2유로(C)를 형성하는 제2하우징(142)과, 제1하우징(141)과 제2하우징(142)이 결합되고 제1유로(B)와 제2유로(C)가 만나 내부에 혼합공간(D)을 형성한 합체하우징(143)으로 구성된다.
제1하우징(141)은 예컨대 사각형의 단면을 갖는 관의 형태를 가지며, 제1열교환부(120)를 기준으로 후단에는 송풍을 위한 제1서브송풍팬(144)이 설치되고, 전단에는 제1유로(B)의 공기 유동을 정지시키는 셔터 형태의 제1개폐부(145)가 설치된다.
제2하우징(142)은 제1하우징(141)과 마찬가지의 형태를 갖고, 제1하우징(141)에 대응하여 예컨대 사각형의 단면을 갖는 관의 형태를 가지며, 제2열교환부(130)를 기준으로 후단에 송풍을 위한 제2서브송풍팬(146)이 설치되고, 전단에는 제2유로(C)의 공기 유동을 정지시키는 셔터 형태의 제2개폐부(147)가 설치된다.
합체하우징(143)은 제1하우징(141)의 전단과 제2하우징(142)의 전단이 결합하여 원형 단면의 혼합공간(D)을 형성하고, 그 내부에는 온도센서와 습도센서로 구성되는 센서부(170)가 설치된다. 이러한 합체하우징(143)은 제어부의 제어에 따라 내부의 혼합공간(D)에서 제1유로(B)의 공기와 제2유로(C)의 공기를 혼합하여 외부로 배기할 수 있다.
제1가습관(150)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가습기(14)의 물공급관(14a)과 연결된 관의 형태를 가지며, 제1하우징(141)을 관통하여 제1열교환부(120)의 내부를 거치게 설치된다. 이러한 제1가습관(150)은 제1열교환부(120)의 제1열전달핀(122) 사이의 공간에서 제1열전달판(121)과 제1열전달핀(122)에 밀착되도록 설치되고, 제1열교환부(120)의 내부에서 폭이 넓어지며, 상부면에 다수의 제1통공(151)이 형성되어 있다. 이러한 구조에 의하여 외부에서 공급된 물을 제1열교환부(120)의 온도에 의해 기화시켜 제1통공(151)을 통해 수증기 형태로 배출되고, 제1통공(151)에서 배출된 수증기는 제1유로(B)의 공기와 혼합되어 습도를 증가시킬 수 있다.
제2가습관(160)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가습기(41)의 물공급관(14a)과 연결된 관의 형태를 가지며, 제2하우징(142)을 관통하여 제2열교환부(130)의 내부를 거지게 설치된다. 이러한 제2가습관(160)은 제2열교환부(130)의 제2열전달핀(132) 사이의 공간에서 제2열전달판(131)과 제2열전달핀(132)에 밀착되도록 설치되고, 제2열교환부(130)의 내부에서 폭이 넓어지며, 상부면에 다수의 제2통공(161)이 형성되어 있다. 이러한 구조에 의하여 제2가습관(160)은 제1가습관(150)의 가습 기능과 반대로 제습 기능을 수행하며, 제2통공(161)을 통해 제2유로(C)의 결로(結露) 수증기를 흡입하여 습도를 낮출 수 있다.
물론, 제1가습관(150)과 제2가습관(160)은 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130) 각각의 발열 또는 흡열 동작에 따라 가습 또는 제습의 기능을 선택적으로 수행할 수 있다.
이와 같이 구성된 서브항온항습기(100)는, 펠티어소자(110)의 열전현상(Thermoelectric effect)을 이용하여 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130) 각각에서 발열에 의한 고온 가열 분위기 및 흡열에 의한 저온 냉각 분위기를 구현하고, 이런 분위기의 공기를 각각 혼합공간(D)에서 혼합하여 설정된 온도 및 습도를 갖는 공기로 용이하게 배출할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 항온항습장치는 종래의 항온항습장치에 비하여, 토출되는 항온항습 공기의 온도 및 습도 변동을 최소화할 수 있다.
도 5는 도 3의 서브항온항습기의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저 항온항습장치의 제어부(미도시)는 서브항온항습기(100)를 구동한다(S310).
즉, 제어부는 사용자의 명령에 따라 설정된 온도와 습도를 갖는 항온항습의 공기를 배출하도록 펠티어소자(110)를 구동하고, 제1서브송풍팬(144)과 제2서브송풍팬(146)을 동작시킨다. 또한 선택적으로 제1가습관(150) 또는 제2가습관(160)을 구동하여 가습 또는 제습을 수행하도록 하고, 이후 제1개폐부(145)와 제2개폐부(147)의 동작을 제어하여 제1유로(B)를 거친 공기와 제2유로(C)를 거친 공기를 혼합공간(D)에서 혼합하여 외부로 배출할 수 있다.
구체적으로, 펠티어소자(110)에서 펠티어 효과에 의한 흡열 또는 발열량(Q)은 아래의 [수학식 1]과 같이 인가전류(I)에 비례한다.
Figure 112018030314318-pat00001
여기서, π는 펠티어 계수로서 n형, p형 반도체 접합부에서의 냉각 또는 가열에 대한 당량 전압에 해당하고, 이러한 펠티어 계수는 아래의 [수학식 2]에서처럼 제벡 계수(α) 및 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130) 사이의 온도차(T)로 표시된다.
Figure 112018030314318-pat00002
(α: 제벡 계수[V/K], T: 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130) 사이의 온도차)
이러한 펠티어소자(110)에 인가되는 인가전류(I)를 조절하여, 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130) 사이의 온도차를 조정함으로써, 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130)에서 발생하는 흡열 또는 발열 정도를 제어할 수 있다. 이때, 인가전류(I)의 전류 방향에 따라, 제1열교환부(120)의 방향으로 흡열 또는 발열이 발생하고 제2열교환부(130)의 방향에는 반대로 발열 또는 흡열이 발생할 수 있다.
이렇게 펠티어소자(110)를 구동하면서, 제어부는 센서부(170)를 통해 혼합공간(D)에서 제1유로(B)를 거친 공기 및 제2유로(C)를 거친 공기를 혼합한 공기에 대한 온도와 습도를 검출한다(S320).
이어서 제어부는 센서부(170)를 통해 검출된 혼합 공기의 온도와 습도가 설정된 온도와 습도를 갖는 항온, 항습 상태인지를 판단한다(S330).
항온항습 상태인지를 판단하여 혼합 공기의 온도와 습도가 제어부에 의하여 설정된 온도와 습도에 차이가 있을 경우에, 제어부는 펠티어소자(110)의 인가전류(I), 제1서브송풍팬(144), 제2서브송풍팬(146), 제1가습관(150) 또는 제2가습관(160)을 제어하여 혼합 공기의 온도 또는 습도를 조절한다(S340).
예를 들어, 설정된 온도와 차이가 검출된 경우, 제어부는 펠티어소자(110)의 인가전류(I)를 조정하여 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130) 각각에서 발열 또는 흡열 정도를 조절하고, 이에 따라 제1유로(B)를 거친 공기의 온도를 증가시키거나 또는 제2유로(C)를 거친 공기의 온도를 낮춰 혼합공간(D)에서 혼합하여 외부로 배출할 수 있다.
이때, 제어부는 제1서브송풍팬(144), 제2서브송풍팬(146), 제1개폐부(145) 및 제2개폐부(147) 각각의 동작을 제어하여, 제1유로(B)를 거친 공기 또는 제2유로(C)를 거친 공기의 흐름을 유량 정도로 조절하여 혼합 정도를 제어할 수 있다. 이에 따라 혼합공간(D)에서 혼합되는 제1유로(B)를 거친 공기 및 제2유로(C)를 거친 공기의 유량을 조절하여 설정된 온도를 갖는 공기로 배출할 수 있다.
또는, 설정된 습도와 차이가 검출되어 가습이 필요한 경우, 제어부는 예를 들어 발열이 이루어지는 제1열교환부(120)에 설치된 제1가습관(150)에 공급된 물을 기화시켜 제1통공(151)을 통해 수증기 형태로 배출할 수 있다. 이에 따라, 제1가습관(150)의 통공에서 배출된 수증기는 제1유로(B)의 공기와 혼합되어 습도를 증가시킬 수 있다.
반면에, 제습이 필요한 경우, 제어부는 흡열에 따른 냉각이 이루어지는 제2열교환부(130)에 설치된 제2가습관(160)을 제어하여, 제2통공(161)을 통해 냉각에 따라 발생한 제2유로(C)의 결로(結露) 수증기를 흡입하여 제2유로(C)에 흐르는 공기의 습도를 낮출 수 있고, 이에 따라 혼합공간(D)에서 혼합되는 공기의 습도를 낮출 수 있다.
이러한 과정을 거쳐 혼합공간(D)에서 혼합된 공기에 대해, 제어부는 센서부(170)를 이용하여 혼합 공기의 온도와 습도가 설정된 온도와 습도를 갖는 항온, 항습 상태인지를 다시 판단한다(S350).
항온항습 상태인지를 다시 판단하여 혼합 공기의 온도와 습도가 설정된 온도와 습도에 차이가 있을 경우에, 제어부는 다시 온도 또는 습도의 조절단계(S340)를 다시 반복하여, 혼합 공기의 온도 또는 습도를 조절한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 항온항습장치는 실내기(10) 및 실외기(20)를 이용하여 항온항습공기를 발생함으로써 항온항습공간을 구현할 수 있고, 이 과정에서 서브항온항습기(100)를 작동시켜 설정된 공기의 항온온도와 항습습도와 토출되는 공기의 온도 및 습도 사이의 오차를 최소화할 수 있다. 이에 따라 고품질의 항온항습 환경을 구현할 수 있고, 이에 따라 항온항습 환경에서 제조된 제품의 신뢰성을 향상시키거나, 실험실에서 데이터 오차값을 최소화함으로써 실험결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 실내기 11 ... 실내기본체
11a ... 토출구 12 ... 필터
13 ... 증발기 14 ... 가습기
14a ... 물공급관 15 ... 히터
16 ... 송풍팬 20 ... 실외기
21 ... 실외기본체 22 ... 압축기
23 ... 콘덴서 26 ... 방열팬
100 ... 서브항온항습기 110 ... 펠티어소자
120 ... 제1열교환부 121 ... 제1열전달판
122 ... 제1열전달핀 130 ... 제2열교환부
131 ... 제2열전달판 132 ... 제2열전달핀
141 ... 제1하우징 142 ... 제하우징
143 ... 합체하우징 144 ... 제1서브송풍팬
145 ... 제1개폐부 146 .. 제2서브송풍팬
147 ... 제2개폐부 150 ...제1가습관
151 ... 제1통공 160 ... 제2가습관
161 ... 제2통공 170 ... 센서부

Claims (8)

  1. 항온항습공간 내부에 배치되는 것으로서 토출구(11a)가 형성된 실내기본체(11)와, 상기 실내기본체(11)의 입구에 설치되어 유입되는 공기중의 이물질을 필터링하기 위한 필터(12)와, 열매체의 증발에 의하여 상기 필터(12)를 경유한 공기에서 잠열을 흡열하기 위한 증발기(13)와, 상기 증발기(13)를 경유한 공기로 증기를 공급하는 가습기(14)와, 상기 증발기(13)를 경유한 공기의 온도를 높이기 위한 히터(15)와, 상기 증발기(13), 가습기(14) 및 히터(15)에 의하여 항온항습된 공기를 상기 토출구(11a)로 토출하는 송풍팬(16)을 포함하는 실내기(10);
    상기 항온항습공간의 외부에 배치되는 실외기본체(21)와, 상기 실외기본체(21)에 설치되는 것으로서 상기 증발기(13)를 경유한 열매체를 압축하는 압축기(22)와. 상기 압축기(22)에 의하여 압축된 상기 열매체가 경유하면서 잠열을 방출하는 콘덴서(23)와, 상기 콘덴서(23)를 경유하면서 가열된 공기를 상기 실외기본체(21)로 방출하는 방열팬(26)을 포함하는 실외기(20); 및
    상기 실내기(10) 내부에 설치되어 토출되는 항온항습공기의 온도 및 습도 변동(fluctuation)을 최소화하기 위한 것으로서, 전원을 인가하였을 때 흡열반응과 발열반응이 일어나는 펠티어소자(110) 및 제1,2가습관(150)(160)을 가지는 서브항온항습기(100)를 포함하고;
    상기 서브항온항습기(100)는,
    중간에 배치된 상기 펠티어소자(110)와;
    상기 펠티어소자(110)의 양측면에 각각 설치된 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)와;
    상기 제1열교환부(120)를 내장한 상태에서 상기 펠티어소자(110)의 일측면 테두리에 맞물리게 연결된 것으로서, 전단에 제1유로(B)를 형성하는 제1하우징(141)과;
    상기 제2열교환부(130)가 내장한 상태에서 상기 펠티어소자(110)의 타측면 테두리에 맞물리게 연결된 것으로서, 전단에 제2유로(C)를 형성하는 제2하우징(142)과;
    상기 제1하우징(141)을 관통하여 상기 제1열교환부(120)의 내부를 거치게 설치된 것으로서, 다수의 제1통공(151)이 형성된 상기 제1가습관(150)과;
    상기 제2하우징(142)을 관통하여 상기 제2열교환부(130)의 내부를 거치게 설치된 것으로서, 다수의 제2통공(161)이 형성된 상기 제2가습관(160)과;
    상기 제1하우징(141)의 선단과 상기 제2하우징(142)의 선단이 결합된 것으로서, 상기 제1유로(B)와 제2유로(C)가 만나는 혼합공간(D)이 형성된 합체하우징(143)와;
    상기 합체하우징(143) 내부에 설치된 것으로서, 상기 혼합공간(D)에서의 혼합공기의 온도 및 습도를 측정하기 위한 온도센서 및 습도센서로 구성되는 센서부(170);를 포함하는 것;을 특징으로 하는 항온항습장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1하우징(141) 내부에 설치된 것으로서, 상기 제1열교환부(120)의 후단에 설치되어 송풍을 위한 제1서브송풍팬(144) 및 상기 제1열교환부(120)의 전단에 설치되어 상기 제1유로(B)의 공기 유동을 정지시키는 셔터 형태의 제1개폐부(145)를 더 포함하고;
    상기 제2하우징(142) 내부에 설치된 것으로서, 상기 제2열교환부(130)의 후단에 설치되어 송풍을 위한 제2서브송풍팬(146) 및 상기 제2열교환부(130)의 전단에 설치되어 상기 제2유로(C)의 공기 유동을 정지시키는 셔터 형태의 제2개폐부(147)를 더 포함하는 것;을 특징으로 하는 항온항습장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환부(120)는, 상기 펠티어소자(110)의 일면에 접합 설치된 제1열전달판(121) 및 상기 제1열전달판(121)에서 외부로 돌출된 핀 형태를 갖는 다수의 제1열전달핀(122)을 포함하고;
    상기 제2열교환부(130)는, 상기 펠티어소자(110)의 타면에 접합 설치된 제2열전달판(131) 및 상기 제2열전달판(131)에서 외부로 돌출된 핀 형태를 갖는 다수의 제2열전달핀(132)을 포함하는 것을 특징으로 하는 항온항습장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1가습관(150)은, 상기 제1열교환부(120)의 제1열전달핀(122)과의 사이의 공간에서 상기 제1열전달판(121)과 제1열전달핀(122)에 밀착되도록 설치되고, 상기 제1열교환부(120)의 내부에서 폭이 넓어지며, 상부면에 다수의 상기 제1통공(151)이 형성된 구조를 가지고;
    상기 제2가습관(160)은, 상기 제2열교환부(130)의 제2열전달핀(132)과의 사이의 공간에서 제2열전달판(131)과 제2열전달핀(132)에 밀착되도록 설치되고, 상기 제2열교환부(130)의 내부에서 폭이 넓어지며, 상부면에 다수의 상기 제2통공(161)이 형성된 구조를 가지는 것;을 특징으로 하는 항온항습장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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