KR20150045007A - 선박건조용 제습 겸용 환기장치 - Google Patents

선박건조용 제습 겸용 환기장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제습을 위한 공간 내부에 설치하여 사용할 수 있는 제습 겸용 환기장치에 관한 것으로서, 유입되는 공기 중의 수분을 흡수하는 제습로터와; 상기 제습로터를 통과한 공기를 토출 또는 장치 내부로 순환시키는 재생팬과; 상기 제습로터로 유입되는 공기 유로에 설치되며, 압축기에서 고온,고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 제습로터로 유입되는 공기 유로에 설치되며, 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시켜 열교환되는 공기를 냉각시키는 증발기와; 동절기 운전 시 상기 제습로터를 통과한 공기를 가열하는 히터와; 상기 제습로터에서 제습된 공기 또는 상기 히터에서 가열된 공기를 토출하여 실내로 급기하는 급기팬과; 상기 제습로터에서 제습된 공기 또는 상기 히터에서 가열된 공기를 가압 토출하는 가압수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 제습기에 중저압으로 압축 가능한 송풍기를 일체화하여 장거리 이송을 가능하도록 하여 생산 비용이 높은 압축공기를 대체함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있다.

Description

선박건조용 제습 겸용 환기장치{Ventilator with dehumidification function for ship building}
본 발명은 선박건조용 제습 겸용 환기장치에 관한 것으로서, 특히 선박 건조 시 공기를 제습하고 제습된 공기를 장거리 이송하여 작업 공간의 습도를 낮추기 위한 선박건조용 제습 겸용 환기장치에 관한 것이다.
선박 건조 과정에서 작업 공간 습도 조절을 위해 압축공기나 제습기를 사용하는데, 제습기 설치가 제한적이거나 덕트에 의한 손실이 매우 큰 작업장의 경우 압축공기를 대부분 사용한다. 부연하자면, 일반적으로 전외기형 제습기는 급기용 팬에 의해 제습된 공기를 공급하기 때문에 Deck 상부에서 ballasting tank 등을 포함한 하부 작업공간까지 도달하기가 어렵다. 따라서 대부분 하부 작업공간의 제습을 위해 생산비용이 큰 압축공기를 사용하고 있는 실정이다.
그러나 선박 건조 작업 특성상 하절기 압축공기 사용량이 매우 많기 때문에 습도 조절을 위한 압축공기 사용은 압축공기 공급 문제를 발생시키며 상대적으로 높은 생산비용으로 에너지비용도 증가하게 된다.
한편, 종래 관련 분야 특허 기술로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 내부에 공간부가 형성되는 몸체부(10); 몸체부(10)의 내부를 통과하도록 형성되며, 몸체부(10)의 일측에 구비된 실외공기흡입구(21)와 몸체부(10)의 타측에 구비된 실외공기공급구(22)를 연결하는 유입통로(20); 몸체부(10)의 내부를 통과하도록 형성되며, 몸체부(10)의 일측에 구비된 실내공기배출구(31)와 몸체부(10)의 타측에 구비된 실내공기흡입구(32)를 연결하는 배출통로(30); 유입통로(20)와 배출통로(30)가 교차하는 지점에 설치되어 열교환이 이루어지는 열교환소자(50); 실외공기흡입구(21)에 설치되어 실외공기흡입구(21)를 개방하거나 차단하는 제1댐퍼(23); 실내공기배출구(31)에 설치되어 실내공기배출구(31)를 개방하거나 차단하는 제2댐퍼(33); 유입통로(20)에 설치되는 급기용송풍기(24); 배출통로(30)에 설치되는 배기용송풍기(34); 유입통로(20)와 배출통로(30)를 구획하는 격벽을 관통하도록 설치되어 유입통로(20)와 상기 배출통로(30)를 연결하거나 차단하는 제3댐퍼(41); 유입통로(20) 또는 배출통로(30)의 내부에 설치되는 열전반도체모듈(42); 및 제1댐퍼(23), 제2댐퍼(33), 제3댐퍼(41), 급기용송풍기(24) 및 배기용송풍기(34)의 작동을 제어하는 제어모듈(미도시);을 포함하여 구성되는 제습기능이 구비된 열회수형 환기장치가 제안되어 있다(특허문헌1 참조). 참고적으로, 도 1(a)는 환기모드로 작동되는 경우, 1(b)는 제습모드로 작동되는 경우를 각각 나타낸다.
국내공개특허 10-2011-0134661
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제습기에 중저압으로 압축 가능한 송풍기를 일체화하여 장거리 이송을 가능하도록 하여 압축공기를 대체할 수 있도록 된 선박건조용 제습 겸용 환기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치는, 제습을 위한 공간 내부에 설치하여 사용할 수 있는 제습 겸용 환기장치로서, 유입되는 공기 중의 수분을 흡수하는 제습로터와; 상기 제습로터를 통과한 공기를 토출 또는 장치 내부로 순환시키는 재생팬과; 상기 제습로터로 유입되는 공기 유로에 설치되며, 압축기에서 고온,고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 제습로터로 유입되는 공기 유로에 설치되며, 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시켜 열교환되는 공기를 냉각시키는 증발기와; 동절기 운전 시 상기 제습로터를 통과한 공기를 가열하는 히터와; 상기 제습로터에서 제습된 공기 또는 상기 히터에서 가열된 공기를 토출하여 실내로 급기하는 급기팬과; 상기 제습로터에서 제습된 공기 또는 상기 히터에서 가열된 공기를 가압 토출하는 가압수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 가압수단으로 유입되는 공기 유량을 조절하는 유량조절밸브와; 상기 가압수단으로 유입되는 공기 유량을 측정하는 유량계와; 상기 가압수단에서 가압할 수 있는 유량이 유입되도록 유체 압력을 설정하고 상기 유량계에서 설정 압력으로 토출하기 위한 유량이 측정되도록 상기 유량조절밸브를 제어하는 컨트롤러를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 제습로터는 상기 응축기의 폐열을 이용하여 건조가 수행될 수 있다.
또한, 상기 가압장치는 2~3bar로 가압할 수 있는 송풍기일 수 있다.
또한, 상기 증발기에서 발생되는 응축수를 저장하는 저장탱크와; 상기 가압수단에서 가압된 공기 온도를 낮출 수 있도록 상기 저장탱크에 저장된 응축수와 가압 공기의 열교환을 위한 열교환수단을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 열교환수단은 냉각코일일 수 있다.
또한, 상기 저장탱크에 저장된 응축수를 상기 열교환수단으로 이송하기 위한 펌프를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 열교환수단을 통과한 공기의 수분을 제거하기 위한 수분제거필터를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 제습로터는 세라믹으로 성형된 허니컴 구조이며 내부에는 실리카겔이 함침되어 회전하면서 공기 중의 수분을 흡수할 수 있다.
또한, 제1 댐퍼, 제2 댐퍼 및 제3 댐퍼를 구비하고, 하절기 시 상기 제3 댐퍼를 열어 공기가 유입되어 제습이 수행됨과 아울러 상기 상기 제습로터의 건조에 사용된 공기는 상기 제1 댐퍼를 통해 토출되고, 동절기 시 상기 제3 댐퍼를 열어 공기가 유입되어 제습이 수행되고, 상기 히터에 의해 가열된 후 토출되도록 구성될 수 있다.
또한, 봄 또는 가을 시 상기 제습로터의 건조에 사용된 공기가 제2 댐퍼를 통해 증발기로 이동되도록 구성될 수 있다.
또한, 냉방 운전 시 상기 제3 댐퍼를 열어 공기가 유입되고 상기 제습로터는 정지되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제습기에 중저압으로 압축 가능한 송풍기를 일체화하여 장거리 이송을 가능하도록 하여 생산비용이 높은 압축공기를 대체함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래 제습기능이 구비된 열회수형 환기장치의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치의 외형도.
도 4는 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치의 제어방법 흐름도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치의 개념도, 도 3은 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치의 외형도, 도 4는 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치의 제어방법 흐름도이다.
본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치는 제습기에 중저압으로 압축 가능한 송풍기를 일체화하여 장거리 이송을 가능하도록 하여 압축공기를 대체할 수 있도록 된 것을 그 기술적 요지로 한다. 즉, 제습기에서 급기된 공기를 송풍기를 이용하여 먼 거리의 작업공간까지 용이하게 이송할 수 있도록 하는 것으로 에너지 비용을 절감하기 위한 것이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치(100)는, 선박 건조 시 제습을 위한 공간 내부에 설치하여 사용할 수 있는 제습 겸용 환기장치로서, 제습로터(110), 재생팬(120), 응축기(130), 증발기(140), 히터(150), 급기팬(160), 가압수단(170), 유량조절밸브(180), 유량계(190), 컨트롤러(200), 저장탱크(210), 열교환수단(220), 펌프(230), 수분제거필터(240), 제1 댐퍼(250), 제2 댐퍼(260) 및 제3 댐퍼(270)를 포함하여 이루어진다.
상기 제습로터(110)는 유입되는 공기 중의 수분을 흡수하는 기능을 수행한다. 이 때, 상기 제습로터(110)는 프리쿨러(P/C)와 데시칸트 로터(D/H)로 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 세라믹으로 성형된 허니컴 구조이며 내부에는 실리카겔이 함침되어 서서히 회전하면서 공기 중의 수분을 흡수하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 제습로터(110)는 상기 응축기(130)의 폐열을 이용하여 건조가 수행될 수 있다.
상기 재생팬(120)은 상기 제습로터(110)를 통과한 공기를 토출 또는 장치 내부로 순환시키는 기능을 수행한다.
상기 응축기(130)는 상기 제습로터(110)로 유입되는 공기 유로에 설치되는데, 압축기(미도시)에서 고온,고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 기능을 수행하는 것으로서, 압축된 냉매 증기열을 빼앗아 응축 변화시킨다.
상기 증발기(140)는 상기 제습로터(110)로 유입되는 공기 유로에 설치되는데, 팽창밸브(미도시)에 의해 팽창된 냉매를 증발시켜 열교환되는 공기를 냉각시키는 열교환기로서 작용한다.
참고적으로, 상기 응축기(130)를 통과하여 제습로터(110)로 유입되는 공기는 제습로터(110)를 건조시키기 위한 것이고, 상기 증발기(140)를 통과하여 제습로터(110)로 유입되는 공기는 제습을 위한 것이다.
상기 히터(150)는 전기 히터 등으로 구현될 수 있는데, 동절기 운전 시 상기 제습로터(110)를 통과한 공기를 가열하는 기능을 수행한다.
상기 급기팬(160)은 상기 제습로터(110)에서 제습된 공기 또는 상기 히터(150)에서 가열된 공기를 토출하여 실내로 급기하는 기능을 수행한다.
상기 가압수단(170)은 상기 제습로터(110)에서 제습된 공기 또는 상기 히터(150)에서 가열된 공기를 가압 토출하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 제습로터(110)에서 제습된 공기 또는 상기 히터(150)에서 가열된 공기를 먼 거리의 작업공간까지 용이하게 이송할 수 있도록 하는 것이다. 이 때, 상기 가압장치(170)는 2~3bar 정도로 가압할 수 있는 송풍기일 수 있다.
상기 유량조절밸브(180)는 상기 가압수단(170)으로 유입되는 공기 유량을 조절하는 기능을 수행한다. 그리고, 상기 유량계(190)는 상기 가압수단(170)으로 유입되는 공기 유량을 측정한다.
상기 컨트롤러(200)는 상기 가압수단(170)에서 가압할 수 있는 유량이 유입되도록 유체 압력을 설정하고 상기 유량계(190)에서 설정 압력으로 토출하기 위한 유량이 측정되도록 상기 유량조절밸브(180)를 제어한다.
상기 저장탱크(210)는 상기 증발기(140)에서 발생되는 응축수를 저장한다.
상기 열교환수단(220)은 상기 가압수단(170)에서 가압된 공기 온도를 낮출 수 있도록 상기 저장탱크(210)에 저장된 응축수와 가압 공기를 열교환시키는 기능을 수행한다. 이 때, 상기 열교환수단(220)은 냉각코일일 수 있다.
상기 펌프(230)는 상기 저장탱크(210)에 저장된 응축수를 상기 열교환수단(220)으로 이송하는 기능을 수행한다.
상기 수분제거필터(240)는 상기 열교환수단(220)을 통과한 공기 중의 수분을 제거하는 기능을 수행한다.
상기 제1 댐퍼(250), 제2 댐퍼(260) 및 제3 댐퍼(270)는 운전 모드별로 선택적으로 개폐된다.
하절기 시 상기 제3 댐퍼(270)를 열어 공기가 유입되어 상기 제2 집진기(120)를 통과한 후 제습이 수행된다. 이와 아울러, 상기 제1 집진기(110)를 통과하여 상기 제습로터(130)의 건조에 사용된 공기는 상기 제1 댐퍼(250)를 통해 토출된다.
그리고, 동절기 시 상기 제3 댐퍼(270)를 열어 공기가 유입되어 상기 제2 집진기(120)를 통과한 후 제습이 수행되고, 상기 히터(170)에 의해 가열된 후 토출될 수 있다. 이 때, 상기 제습로터(130)는 상기 응축기(150)의 폐열을 이용하여 건조가 수행될 수 있다.
그리고, 봄 또는 가을 시 상기 제1 집진기(110)를 통과하여 상기 제습로터(130)의 건조에 사용된 공기가 제2 댐퍼(260)를 통해 증발기(160)로 이동될 수 있다.
그리고, 냉방 운전 시 상기 제3 댐퍼(270)를 열어 공기가 유입되고 상기 제습로터(130)는 정지될 수 있다.
도 3에서 도면부호 "A"는 제습된 공기 중 가압수단(170)에 의해 가압되지 않은 공기를 근거리에 위치한 공간 제습에 활용하기 위한 일반덕트이고, 도면부호 "B"는 가압수단(170)에 의해 2~3bar정도로 가압된 공기를 장거리 이송하기 위한 가압덕트이다.
도 4를 참조하여 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치의 제어방법을 설명하면, 먼저 컨트롤러(200)에서 토출 압력을 적절히 설정한다(S110). 그리고, 유량계(190)에서 설정 압력으로 토출하기 위한 유량만큼 흐르는 경우에는 가압수단(170)에서 가압하고, 열교환수단(220)에서 응축수를 활용하여 공기를 냉각시키고 수분제거필터(240)에서 수분을 제거한 후 가압덕트(B)를 통해 장거리 이송된다(S120,S140,S150).
그렇지만, 유량계(190)에서 설정 압력으로 토출하기 위한 유량만큼 흐르지 않는 경우에는 컨트롤러(200)의 지시에 따라 유량조절밸브(180)를 조절하여 설정 압력으로 토출하기 위한 유량만큼 흐르도록 한다(S120,S130).
상술한 바와 같이, 본 발명의 경우, 제습로터(110) 이외에 2~3bar 정도의 중저압으로 압축 가능한 가압수단(170)을 일체화하여 장거리 이송을 가능하도록 함으로써 생산비용이 높은 압축공기를 대체함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있다.
그리고, 압축된 공기를 이송하기 위해 기존 덕트(예를 들면, Ø300)보다 작은 직경의 호스를 사용할 수 있어 통로 및 작업공간 확보도 용이하다. 그리고 제습기 사용을 늘리면 하절기 압축공기 사용량을 줄일 수 있어 압축공기 압력 유지에도 용이하고 기타 압축공기를 사용하는 작업들을 보다 원활히 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 선박건조용 제습 겸용 환기장치를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 제습 겸용 환기장치 110 : 제습로터
120 : 재생팬 130 : 응축기
140 : 증발기 150 : 히터
160 : 급기팬 170 : 가압수단
180 : 유량조절밸브 190 : 유량계
200 : 컨트롤러 210 : 저장탱크
220 : 열교환수단 230 : 펌프
240 : 수분제거필터 250 : 제1 댐퍼
260 : 제2 댐퍼 270 : 제3 댐퍼

Claims (12)

  1. 제습을 위한 공간 내부에 설치하여 사용할 수 있는 제습 겸용 환기장치로서,
    유입되는 공기 중의 수분을 흡수하는 제습로터와;
    상기 제습로터를 통과한 공기를 토출 또는 장치 내부로 순환시키는 재생팬과;
    상기 제습로터로 유입되는 공기 유로에 설치되며, 압축기에서 고온,고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와;
    상기 제습로터로 유입되는 공기 유로에 설치되며, 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시켜 열교환되는 공기를 냉각시키는 증발기와;
    동절기 운전 시 상기 제습로터를 통과한 공기를 가열하는 히터와;
    상기 제습로터에서 제습된 공기 또는 상기 히터에서 가열된 공기를 토출하여 실내로 급기하는 급기팬과;
    상기 제습로터에서 제습된 공기 또는 상기 히터에서 가열된 공기를 가압 토출하는 가압수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압수단으로 유입되는 공기 유량을 조절하는 유량조절밸브와;
    상기 가압수단으로 유입되는 공기 유량을 측정하는 유량계와;
    상기 가압수단에서 가압할 수 있는 유량이 유입되도록 유체 압력을 설정하고 상기 유량계에서 설정 압력으로 토출하기 위한 유량이 측정되도록 상기 유량조절밸브를 제어하는 컨트롤러를 더 구비한 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제습로터는 상기 응축기의 폐열을 이용하여 건조가 수행되는 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압장치는 2~3bar로 가압할 수 있는 송풍기인 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 증발기에서 발생되는 응축수를 저장하는 저장탱크와;
    상기 가압수단에서 가압된 공기 온도를 낮출 수 있도록 상기 저장탱크에 저장된 응축수와 가압 공기의 열교환을 위한 열교환수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 열교환수단은 냉각코일인 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 저장탱크에 저장된 응축수를 상기 열교환수단으로 이송하기 위한 펌프를 더 구비한 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 열교환수단을 통과한 공기의 수분을 제거하기 위한 수분제거필터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제습로터는 세라믹으로 성형된 허니컴 구조이며 내부에는 실리카겔이 함침되어 회전하면서 공기 중의 수분을 흡수하는 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    제1 댐퍼, 제2 댐퍼 및 제3 댐퍼를 구비하고,
    하절기 시 상기 제3 댐퍼를 열어 공기가 유입되어 제습이 수행됨과 아울러 상기 상기 제습로터의 건조에 사용된 공기는 상기 제1 댐퍼를 통해 토출되고, 동절기 시 상기 제3 댐퍼를 열어 공기가 유입되어 제습이 수행되고, 상기 히터에 의해 가열된 후 토출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    봄 또는 가을 시 상기 제습로터의 건조에 사용된 공기가 제2 댐퍼를 통해 증발기로 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    냉방 운전 시 상기 제3 댐퍼를 열어 공기가 유입되고 상기 제습로터는 정지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박건조용 제습 겸용 환기장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111054191A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种压缩空气干燥装置、压缩空气供气***
CN117360755A (zh) * 2023-12-07 2024-01-09 丹华海洋工程装备(南通)有限公司 一种吊顶式船用空调机

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