KR200392911Y1 - 기화식 가습기를 갖는 항온항습기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기화식 가습기를 갖는 항온항습기에 관한 것으로, 하부에는 공기흡입구가 마련되고, 상부에는 공기배출구가 마련되며, 송풍기에 의하여 상기 공기흡입구 및 공기배출구간에 공기 흐름이 형성되는 하우징; 상기 공기흡입구에 인접하여 배치되고, 냉방순환사이클을 형성하는 다른 구성요소에 연결된 증발기; 상기 증발기에 인접하여 배치되고, 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형 만든 기화식 가습 엘레먼트; 세디먼트필터, 프리카본필터 또는 자외선램프관 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트에 분사하는 살수 장치; 및 상기 공기배출구에 직전에 설치되고, 공기배출구로 배출되는 공기가 모두 경유할 수 있는 넓이를 갖는 판형 세라믹 히터;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하고, 본 고안에 의하면, 가습상태가 쾌적하고, 소비 적력이 거의 없으면서, 과포화 되지 않아 실내에 결로가 생기지 않으며, 완전 기화되므로 백분(mist) 현상의 염려가 없는 가습이 가능할 뿐만 아니라, 에너지 효율이 높고, 매우 짧은 시간 이내에 설정 온도에 도달할 수 있는 난방이 가능하고, 제습시에도 적은 소비 전력으로 냉각된 공기를 재가열할 수 있는 효과가 있다.

Description

기화식 가습기를 갖는 항온항습기{STRUCTURE OF THERMOHYGROSTAT EQUIPPED WITH EVAPORATIVE HUMIDIFIER}

본 고안은 기화식 가습기를 갖는 항온항습기에 관한 것으로, 더 상세하게는 케비넷 형 하우징 내부에 기화식 가습기 및 가습용 물 정화장치를 구비하여 정화장치에서 정화된 물을 기화식 가습 엘레먼트에 살수 함으로써, 적은 소비 전력으로 청결한 가습을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 적은 소비 전력으로 난방을 수행할 수 있는 기화식 가습기를 갖는 항온항습기에 관한 것이다.

종래 항온항습기에서 가습은 상방이 개방된 팬(pan)에 물을 수용하여 전자전극봉 등의 히터로 가열한 후 발생되는 수증기를 이용하거나, 펌프와 노즐로 물을 증발기 주변에 분사하는 방법을 사용하였다.

그러나, 전자전극봉 등을 이용한 가열 방식은 설정 수준의 가습 상태에 이르게 하기 위하여 소모되는 전력이 너무 크고, 설정습도에 도달한 후에도 가습기 내의 히터 잔열에 의해 설정습도 이상 가습되며, 가습기를 장시간 사용할 경우 가습기 내의 물에 물때가 끼어 물이 오염되기 쉬우므로 가습되는 공기의 청정 상태를 유지하기 어려울 뿐만 아니라, 칼슘, 망간, 염소, 산화철 등이 침전되어 바닥에 쌓이게 되면 히터가 가열되어 파손거나(pan-type의 경우), 전자 보호판의 막힘이 발생하는(전자전극봉식) 문제점이 있었다.

물 분사 방식은 공기 중에 미스트(mist)가 발생하여, 항온항습기의 다른 부품이나 실내의 다른 장치에 수증기가 쉽게 응결되는 문제점이 있었다. 미스트는 인체의 호흡기에도 안 좋은 영향을 미칠 수 있다.

항온항습기가 설치되는 장소는 주로 전산실, 정밀 측정실, 엔진실험실, 반도체 공장의 크린룸, 전자기판생산실 등 주로 열을 많이 발생하는 시스템이나 장치가 설치된 룸이기 때문에 주로 냉방 운전, 제습 운전 및 가습 운전이 주를 이루지만 동절기에는 필요에 따라 난방 운전을 하기도 한다. 종래 기화식 가습기를 갖는 항온항습기에서 난방 운전은 냉동 사이클을 정지시키고 증발기 전면에 설치된 소형의 가열히터만을 동작킨 후 송풍기에 의하여 실내 공기를 순환시키는 방법에 의하여 이루어졌다. 그러나 이러한 가열히터식 난방은 유입되는 공기의 일부만을 가열하게 되어 설정 온도에 도달하는 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 효율이 떨어져 많은 전력을 소비하는 단점이 있었다.

또한, 종래의 항온항습기에서, 제습은 상술한 냉방 운전을 하면서 실내 공기가 증발기에서 냉각되어 노점 현상에 의하여 응결하도록 하고 이를 드레인팬(drain pan)에 모아 드레인(drain)을 통하여 배출하는 방법을 이용하는데, 이 때 공기 온도가 설정 실내 습도의 노점 온도 이하(통상 12℃내외)로 냉각되므로, 이를 다시 설정 실내 온도(통상 22℃ 내외)까지 재열(reheat)하여 실내에 내보내야 한다. 이 때 냉각되어 습기가 제거된 공기를 재열함에 있어서, 종래에는 별도의 전기 열선 히터, 증기 히터 등 가열히터를 사용하였다. 그러나 순간적으로 공기 온도를 10 ℃ 이상 높이기 위해서는 많은 열량이 필요하며, 따라서 가열히터에서 과도한 전력소모가 이루어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 항온항습기에 있서, 증발기 내부의 냉매 코일은 냉방 또는 제습이 장시간 지속될 경우 과냉각에 의하여 결빙되어 냉매 순환이 원활이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

본 고안은 상술한 종래 항온항습기가 갖는 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 가습상태가 쾌적하고, 소비 적력이 거의 없으면서, 과포화 되지 않아 실내에 결로가 생기지 않으며, 완전 기화되므로 백분(mist) 현상의 염려가 없는 가습이 가능한 기화식 가습기를 갖는 항온항습기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 에너지 효율이 높고, 매우 짧은 시간 이내에 설정 온도에 도달할 수 있는 난방이 가능할 뿐만 아니라, 제습시에도 적은 소비 전력으로 냉각된 공기를 재가열해 줄 수 있는 기화식 가습기를 갖는 항온항습기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 증발기 내부의 냉매 코일이 장시간의 냉방 또는 제습으로 결빙된 경우 자동으로 해빙시켜 줄 수 있는 기화식 가습기를 갖는 항온항습기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하고자 하는 본 고안에 따른 기화식 가습기를 갖는 항온항습기는

하부에는 공기흡입구가 마련되고, 상부에는 공기배출구가 마련되며, 송풍기에 의하여 상기 공기흡입구 및 공기배출구간에 공기 흐름이 형성되는 하우징;

상기 공기흡입구에 인접하여 배치되고, 냉방순환사이클을 형성하는 다른 구성요소에 연결된 증발기;

상기 증발기에 인접하여 배치되고, 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형 으로 만든 기화식 가습 엘레먼트;

세디먼트필터, 프리카본필터 또는 자외선램프관 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트에 분사하는 살수 장치; 및

상기 공기배출구의 직전에 설치되고, 공기배출구로 배출되는 공기가 모두 경유할 수 있는 넓이를 갖는 판형 세라믹 히터;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 하우징 내부에는 상기 증발기 및 기화식 가습 엘레먼트를 통과한 공기가 경유할 수 있는 위치에 재열콘덴서를 더 구비하여, 제습운전시 증발기에서 냉각된 공기가 재열콘덴서에서 재가열될 수 있게 구성할 수 있다.

상기 증발기입력관에는, 팽창밸브와 병렬로, 증발기 내부의 코일이 결빙되어 일정 압력 이하로 떨어질 경우 열리는 해동용 바이패스밸브를 더 구비하여, 상기 냉방순환사이클 중 실외기에서 형성된 상온고압의 냉매가 고압을 유지한 채로 상기 증발기 내부의 코일에 투입되게 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 기화식 가습기를 갖는 항온항습기는 케비넷 형상으로 제작되어 항온항습이 필요한 룸 내부 바닥에 설치된다. 또한, 항온항습기의 일측면 하부에는 실내 공기를 항온항습기의 하우징(119) 내부로 유입하기 위한 공기흡입구(55)가 형성되며, 상기 공기흡입구 외측에는 집진필터(53)가 구비되어 공기 중의 부유물을 걸러 준다. 상기 집진필터(53)는 하우징(119)에 일체로 부착할 수도 있으나, 공기흡입구에 별도의 도어(도면 미도시)를 달고, 그 도어에 일체로 형성하는 것이 바람직하다. 하우징(119) 상부에는 송풍기(57)를 구비하여 공기흡입구(55)로 유입된 공기를 하우징 상방으로 배출하게 하고, 상부 일측에 마련된 공기배출구(89)를 통하여 배출된다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 기화식 가습기를 갖는 항온항습기는 압축기(1), 오일분리기(4), 수액기(19) 또는 축압기(41)를 하우징(119) 외부에 실외기(11, 15)와 함께 구비할 수도 있고, 실시 예에 따라서는 실외기(11, 15)와 별도로 하우징(119) 내부에 구비할 수도 있다.

증발기(37)는 상기 공기흡입구(55)를 통하여 하우징(119) 내부로 유입된 공기가 통과할 수 있게 공기흡입구(55)에 인접하여 설치하고, 냉매순환사이클을 형성하는 다른 구성요소에 연결한다.

하우징(119)의 외부에는 현재 온도 및 습도를 측정하여 대응되는 전기 신호를 출력하는 온습센서(91)를 구비하고, 하우징 내에는 상기 온습센서(91)로 부터 입력 받은 현재 온도 및 습도를 설정 온도(통상 22℃) 및 습도(통상 50%)와 비교하여 항온항습기의 각 부분을 제어하는 제어부(93)가 구비된다.

다시 도 1을 참조하면, 본 고안의 특징은 상기 증발기(37)에 인접하여 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형으로 만든 기화식 가습 엘레먼트(117)를 배치하고, 세디먼트필터(103), 프리카본필터(107) 또는 자외선램프관(111) 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트(117)에 분사할 수있게 구성한데 있다. 상기 기화식 가습 엘레먼트(117)는 셀룰로스, 수지함침 셀룰로스, 석면사, 유리섬유, 수지함침 유리섬유, 합성 수지사 등을 시트 형상으로 만든 후 롤 포밍 및 접착하여 형성된다. 이렇게 함으로써, 가습상태가 쾌적하고, 소비 전력이 거의 없으면서, 과포화 되지 않아 실내에 결로가 생기지 않으며, 완전 기화되므로 백분(mist) 현상의 염려가 없는 가습이 가능하게 된다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 다른 특징은 상기 공기배출구(89)에 직전에 설치되고, 공기배출구(89)로 배출되는 공기가 모두 경유할 수 있는 넓이를 갖는 판형 세라믹 히터(59)를 설치하여, 난방 운전시 상기 공기흡입구(55)로 흡입된 공기가 모두 판형 세라믹 히터(59)를 통과하도록 해 난방 효율을 높이고, 급속 난방이 가능하게 구성한 데 있다. 도 3을 참조하면, 상기 세라믹 히터(59)는 띠상의 방열판(73, 77, 83, 85)을 접철하여 배치하고 그 중간에 세라믹을 충진한 것으로 방열시 원적외선이 방출된다. 방열판(73, 77, 83, 85)에 직렬로 전류제한기(93)(이를 "온도센서"라고도 함)가 더 구비한다. 상기 전류제한기(93)는 바이메탈 등 일정한 온도이상이 되면 전류를 차단할 수 있는 소자를 내장하여 방열판(73, 77, 83, 85) 주변 온도가 일정한 온도 이상으로 상승할 경우 방열판(73, 77, 83, 85)에 흐르는 전류를 차단하게 된다. 방열판은 셀 단위로 만들어 지고 절연판(79, 87)을 사이에 두고 다수 연결하여 세라믹 히터(59)의 폭을 늘려 나갈 수 있다. 도 3에서 부호 61, 63, 65, 67, 69, 71은 전원단자이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 또 다른 특징은 압축기(1)와 상기 증발기(37) 사이에 2개의 콘덴서(11, 49)를 병렬로 연결하고, 각 콘덴서의 냉매 입력관(9, 47)에 솔레노이브밸브(7, 45)를 구비하여 상기 제어부(93)에서 선택적으로 개폐할 수 있도록 하되, 상기 2개의 콘덴서 가운데 방열콘덴서(11)는 실외에 설치하고 별도의 냉각팬(123)를 부착한 후, 냉방 운전시 방열콘덴서입력관(9)의 솔레노이드밸브(7)를 열어 방열콘덴서(11)를 경유하는 냉매 순환 사이클이 형성되게 하고, 상기 2개의 콘덴서 가운데 재열콘덴서(49)는 상기 증발기(37) 및 기화식 가습 엘레먼트(117)를 통과한 공기가 경유할 수 있는 위치에 배치하고, 제습 운전시 재열콘덴서입력관(47)의 솔레노이드밸브(45)를 열어 재열콘덴서(49)를 경유하는 냉매 순환 사이클이 형성되게 한데 있다. 이런 구성에 의하여, 재열콘덴서(49)의 방출열만으로도 제습과정에서 냉각된 공기를 설정 온도까지 다시 재열할 수 있게 되는 것이다.

본 고안의 또 다른 특징은 상기 증발기입력관(31)에는, 팽창밸브(27)와 병렬로, 증발기 내부의 코일이 결빙되어 일정 압력 이하로 떨어질 경우 열리는 해동용 바이패스밸브(29)를 더 구비하여, 상기 냉방순환사이클 중 실외기에서 형성된 상온고압의 냉매가 고압을 유지한 채로 상기 증발기 내부의 코일에 투입되게 한 데 있다. 장기간 냉방 운전 또는 제습 운전이 진행되면, 증발기(37)의 냉매 코일이 결빙되어 냉매 순환이 원하지 않거나 전혀 이루어 지지 않을 수 있다. 이 때 증발기(37) 내부 코일의 압력은 매우 낮아 지게 되는데 이 때 해동용 바이패스밸브(29) 가 열려 상온 고압의 액체 냉매가 증발기(37) 내부 코일에 투입되고 증발 없이 통과하면서 결빙을 해소하게 된다.

본 고안에 의하면, 가습상태가 쾌적하고, 소비 적력이 거의 없으면서, 과포화 되지 않아 실내에 결로가 생기지 않으며, 완전 기화되므로 백분(mist) 현상의 염려가 없는 가습이 가능할 뿐만 아니라, 에너지 효율이 높고, 매우 짧은 시간 이내에 설정 온도에 도달할 수 있는 난방이 가능하고, 제습시에도 적은 소비 전력으로 냉각된 공기를 재가열할 수 있는 효과가 있다. 또한, 증발기 내부의 냉매 코일이 장시간의 냉방 또는 제습으로 결빙된 경우 자동으로 해빙시켜 줄 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 예시적으로 설명하였으나, 본 고안의 보호 범위를 이에 한정하는 것은 아니며, 본 고안의 보호 범위는 실용신안등록청구범위의 각 청구항에 기재낸 사항에 의하여 결정되어야 한다.

도 1은 본 고안에 따른 기화식 가습기를 갖는 항온항습기의 일 실시 예를 도시한 블럭도이다.

도 2는 본 고안에 따른 기화식 가습기를 갖는 항온항습기의 다른 실시 예를 도시한 블럭도이다.

도 3은 본 도 1 및 도 2에 도시된 구성 요소 가운데 세락믹 히터를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 압축기 3, 5 : 압축기출력관

4 : 오일분리기 7 : 솔레노이드밸브

9 : 방열콘덴서입력관 11 : 방열콘덴서

13 : 방열콘덴서출력관 17 : 수액기입력관

19 : 수액기 21 : 수액기출력관

23 : 필터드라이어 27 : 팽창밸브

29 : 해동용 바이패스밸브 31 : 증발기입력관

33 : 분배기 35 : 모세관

37 : 증발기 39 : 증발기출력관

41 : 축압기 43 : 압축기입력관

45 : 솔레노이드밸브 47 : 재열콘덴서입력관

49 : 재열콘덴서 51 : 재열콘덴서출력관

53 : 집진필터 55 : 공기흡입구

57 : 송풍기 59 : 판형 세락믹히터

61, 63, 65, 67, 69, 71 :전원 단자 73, 77, 83, 85 : 방열판

75, 83 : 세라믹 79, 87 : 절연판

89 : 전류차단기 91 : 온습센서

93 : 제어부 95 : 급수밸브

97 : 급수관 99 : 펌프

101, 105, 109, 113 : 호스 115 : 노즐

117 : 기화식 가습 엘레먼트

Claims (3)

1. 하부에는 공기흡입구(55)가 마련되고, 상부에는 공기배출구(89)가 마련되며, 송풍기(57)에 의하여 상기 공기흡입구(55) 및 공기배출구(89)간에 공기 흐름이 형성되는 하우징;

   상기 공기흡입구(55)에 인접하여 배치되고, 냉방순환사이클을 형성하는 다른 구성요소에 연결된 증발기(37);

   상기 증발기(37)에 인접하여 배치되고, 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형으로 만든 기화식 가습 엘레먼트(117);

   세디먼트필터(103), 프리카본필터(107) 또는 자외선램프관(111) 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트(117)에 분사하는 살수 장치; 및

   상기 공기배출구(89)의 직전에 설치되고, 공기배출구(89)로 배출되는 공기가 모두 경유할 수 있는 넓이를 갖는 판형 세라믹 히터(59);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 기화식 가습기를 갖는 항온항습기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징 내부에는 상기 증발기(37) 및 기화식 가습 엘레먼트(117)를 통과한 공기가 경유할 수 있는 위치에 재열콘덴서(49)를 더 구비하여, 제습운전시 증발기(37)에서 냉각된 공기가 재열콘덴서(49)에서 재가열될 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 기화식 가습기를 갖는 항온항습기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 증발기(37)의 입력관(31)에는, 팽창밸브(27)와 병렬로, 증발기(37) 내부의 코일이 결빙되어 일정 압력 이하로 떨어질 경우 열리는 해동용 바이패스밸브(29)를 더 구비하여, 상기 냉방순환사이클 중 실외기에서 형성된 상온고압의 냉매가 고압을 유지한 채로 상기 증발기 내부의 코일에 투입되게 하는 것을 특징으로 하는 기화식 가습기를 갖는 항온항습기.