WO2016021850A1 - 제습 및 가습 장치 - Google Patents

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WO2016021850A1
WO2016021850A1 PCT/KR2015/007560 KR2015007560W WO2016021850A1 WO 2016021850 A1 WO2016021850 A1 WO 2016021850A1 KR 2015007560 W KR2015007560 W KR 2015007560W WO 2016021850 A1 WO2016021850 A1 WO 2016021850A1
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fluid
partial pressure
flow path
distillation unit
exchanger
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PCT/KR2015/007560
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김영득
김우승
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한양대학교에리카산학협력단
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    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers

Definitions

  • the present invention relates to a dehumidifying and humidifying apparatus, and more particularly, to a dehumidifying and humidifying apparatus including an exchange part for exchanging steam between a fluid and external air, and a heat exchange part for adjusting the temperature (partial pressure) of the fluid. It is related.
  • the conventional dehumidifier is mainly composed of a refrigeration cycle using a refrigerant gas such as CFG.
  • a refrigerant gas such as CFG.
  • the complexity of the structure, including evaporators, condensers and compressors, noise, vibration and power consumption is very large and takes up a lot of installation space.
  • heat generated during driving shortens the life of the dehumidifying apparatus.
  • the present invention provides a dehumidifying and humidifying apparatus having a simple structure.
  • the present invention provides a dehumidification and humidification device with improved dehumidification and humidification efficiency.
  • the present invention also provides a dehumidifying and humidifying apparatus capable of simultaneously or selectively performing dehumidifying and humidifying with one apparatus.
  • the present invention also provides a dehumidifying and humidifying apparatus with reduced power consumption.
  • the present invention provides a dehumidification and humidification device with minimal heat generation.
  • the problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
  • this invention provides a dehumidifier.
  • the dehumidifier is divided into a first flow path through which the introduced external air flows, a second flow path through which the first fluid flows by a first separation membrane, and the water vapor contained in the external air is the first flow path.
  • the first membrane distillation unit which passes through the separation membrane and is separated to the second channel side, the third channel through which the first fluid flows out of the second channel, and the fourth channel through which the second fluid flows are partitioned by the second separator.
  • a second film distillation unit through which the steam generated in the first fluid passes through the second separation membrane and separated to the fourth flow path side, a thermoelectric element having an endothermic surface and a heat generating surface, and the first flow out of the second flow path.
  • a first fluid circulation line through which the first fluid flows into the third channel through the heat generating surface, and the first fluid flowing out of the third channel flows back into the second channel through the heat absorbing surface.
  • the dehumidifier includes a buffer tank installed in the first fluid circulation line in a section between the second flow path and the heating surface, and the first fluid circulation in a section between the buffer tank and the heating surface. It may further include a pump installed in the line.
  • the dehumidifier may include a second fluid circulation line in which the second fluid flowing out of the fourth flow path is re-introduced into the fourth flow path through the heat absorption surface, the fourth flow path and the heat absorption surface.
  • a buffer tank provided on the second fluid circulation line in a section between the second fluid circulation line and receiving the second fluid discharged from the fourth flow path, and connected to the buffer tank through a supply line, and contained in the buffer tank
  • a second fluid storage tank for storing the second fluid may be further included.
  • the heat absorbing surface may cool the first fluid flowing into the second flow passage, and the heat generating surface may heat the first fluid flowing into the third flow passage.
  • the present invention provides a dehumidification method.
  • the dehumidification method the water vapor contained in the outside air is condensed in the first fluid through the first separation membrane of the first membrane distillation unit, the first fluid discharged from the first membrane distillation unit
  • the vapor of the first fluid generated on the surface of the second separation membrane of the second membrane distillation unit after passing through the heat generating surface of the thermoelectric element passes through the second separation membrane to condense into the second fluid.
  • the first fluid flowing out of the second film distillation unit may be re-introduced into the first film distillation unit via an endothermic surface of the thermoelectric element.
  • the first fluid may be cooled on the heat absorbing surface of the thermoelectric element, and the first fluid may be heated on the heat generating surface of the thermoelectric element.
  • a portion of the second fluid flowing out of the second film distillation unit is cooled through the heat absorbing surface of the thermoelectric element and then re-introduced into the second film distillation unit, and the rest is stored in the second fluid distillation unit. May enter the tank.
  • the present invention provides a dehumidification and humidification device.
  • the dehumidifying and humidifying device may include a first exchanger for exchanging steam between the first fluid and the external air by a partial pressure difference between the first fluid and the external air, and the first exchanger.
  • the apparatus may include a heat exchanger configured to supply the first fluid having a partial pressure and receive the first fluid having a second partial pressure different from the first partial pressure from the first exchanger.
  • the second partial pressure may be greater than the first partial pressure, and in the first exchange part, steam of the outside air may be moved to the first fluid.
  • the dehumidifying and humidifying device receives the first fluid having a third partial pressure higher than the second partial pressure from the heat exchanger, and supplies a fourth partial pressure lower than the third partial pressure to the heat exchanger.
  • the apparatus may further include a second exchanger configured to supply the first fluid having the heat exchanger.
  • the heat exchange part converts the partial pressure of the first fluid having the fourth partial pressure supplied from the second exchange part into the first partial pressure lower than the fourth partial pressure, so that the first partial pressure is reduced.
  • the first fluid having a may be supplied to the first exchange unit.
  • the second exchange unit may exchange steam between a second fluid having a fifth partial pressure lower than the third partial pressure supplied from the heat exchanger and the first fluid having the third partial pressure.
  • the second fluid having a sixth partial pressure higher than the fifth partial pressure may be supplied to the heat exchange part.
  • the heat exchange part may convert the partial pressure of the second fluid having the sixth partial pressure supplied from the second exchange part into the fifth partial pressure, so that the second fluid having the fifth partial pressure. May be supplied to the second exchange unit.
  • the dehumidification and humidification device may further include a third exchange unit through which steam is exchanged between the third fluid and the outside air.
  • the heat exchange part supplies the third fluid having a seventh partial pressure to the third exchange part, and the third fluid having an eighth partial pressure lower than the seventh partial pressure from the third exchange part. Can be supplied.
  • the third exchanger may be disposed in a different space from the first exchanger.
  • the second partial pressure is lower than the first partial pressure, and in the first exchange part, the vapor of the first fluid may be moved to the outside air.
  • the first exchange unit may include a membrane distillation unit.
  • the heat exchanger by adjusting the temperature of the first fluid, it is possible to adjust the partial pressure of the first fluid.
  • the heat exchanger may include a thermoelectric element.
  • the dehumidification and humidification device is dehumidified and humidified using a membrane evaporation unit and a thermoelectric element without using a conventional evaporator, a condenser and a compressor, the structure is simple.
  • thermoelectric element since the power consumption of the thermoelectric element is less than that of the conventional evaporator, condenser and compressor, the power consumption of the dehumidification and humidification device is reduced.
  • thermoelectric element heat generated in the thermoelectric element is used for heating the first fluid, and since the emission to the outside is minimized, heat generation during driving is minimized.
  • dehumidification and humidification may be performed selectively or simultaneously.
  • FIG. 1 is a view briefly showing a dehumidifying device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of driving the dehumidifying apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing a dehumidifying apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a concept of a dehumidifying operation of the dehumidifying and humidifying apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a concept of a humidifying operation of a dehumidifying and humidifying apparatus according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a dehumidifying and humidifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining a dehumidifying operation of the dehumidifying and humidifying device of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a view for explaining a humidifying operation of the dehumidifying and humidifying device of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a concept of a dehumidifying and humidifying apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining the dehumidification and humidification operation of the dehumidification and humidification device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment.
  • the term 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after.
  • connection is used herein to mean both indirectly connecting a plurality of components, and directly connecting.
  • a dehumidifying apparatus according to a first embodiment of the present invention is described.
  • FIG. 1 is a view briefly showing a dehumidifying device according to a first embodiment of the present invention.
  • the dehumidifier 100 includes a first film distillation unit 10, an air flow path 20, a first fluid circulation flow path 30, a first buffer tank 41, and a first pump 42.
  • the first membrane distillation unit 10 separates and condenses water vapor contained in external air.
  • the first membrane distillation unit 10 has a first flow passage 11, a second flow passage 12, and a first separation membrane 13.
  • the first flow path 11 is connected to the air flow path 20.
  • the outside air introduced through the inlet 14 flows along the first flow path 11 and is discharged through the outlet 15.
  • a fan or a pump may be provided on the air flow path 20 for forced blowing of external air.
  • the second flow path 12 is connected to the first fluid circulation flow path 30, and the first fluid flows.
  • the first fluid may flow along the second flow path 12 in a direction opposite to the flow direction of the outside air in the first flow path 11.
  • the first fluid may flow in the same direction as the flow direction of the outside air in the first flow path 11.
  • the first fluid may flow in a direction crossing the flow direction of the outside air in the first flow path 11.
  • the first fluid flowing through the second flow passage 12 has a partial pressure lower than that of the external air flowing through the first flow passage, or the first fluid includes water containing a desiccant, and / or the first fluid It may have a lower temperature than the outside air flowing through the flow path. Accordingly, steam (eg, water vapor) included in the external air flowing through the first flow path may be absorbed by the first fluid flowing through the separation channel 13 through the first flow path 12.
  • steam eg, water vapor
  • the desiccant included in the first fluid is dissolved in water, and a material capable of absorbing moisture is used.
  • the desiccant may be an oxide such as calcium oxide (CaO) or phosphorus pentoxide (P 2 O 5), an acid such as concentrated sulfuric acid or sodium hydroxide, a base such as a base, or a metal such as metal sodium.
  • the drying agent is used lithium chloride (LiCl).
  • the desiccant is not limited thereto, and various materials having the above properties may be used.
  • the first separation membrane 13 is a hydrophobic porous membrane, and partitions the first flow passage 11 and the second flow passage 12.
  • the first separator 13 may include a polymer membrane such as PTFE (polytetrafluoroethylene), PP (polypropylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PE (polyethylene), or the like.
  • the first separator 13 may be provided as a single membrane.
  • the first separator 13 may be provided as a multilayer film in which a hydrophobic film and a hydrophilic film are stacked.
  • the first separator 13 included in the dehumidifying apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention is not limited to a material, a kind, and a configuration form. Water vapor contained in the outside air passes through the first separation membrane 13 to be separated to the second flow path 12 and is condensed by the first fluid.
  • the first membrane distillation unit 10 includes a plate & frame module, a hollow fiber module, a tubular membrane module, and a spiral wound membrane module. It can be provided as either.
  • the flat membrane module the flow path is divided into a flat separator.
  • Hollow fiber modules are provided with a plurality of very thin hollow fiber separators in one cylindrical shell tube.
  • a tube-shaped separator is positioned between two inner and outer cylindrical chambers.
  • the spiral wound membrane module is a module in which a flat sheet-shaped separator wraps a spacer and is dried, and a water collecting tube having a hole in the center thereof is formed.
  • the first fluid circulation flow path 30 is a flow path through which the first fluid circulates and is connected to the second flow path 12 of the first membrane distillation unit 10.
  • the first buffer tank 41, the first pump 42, and the thermoelectric element 50 may be separated from the second passage 12 in the flow direction of the first fluid.
  • the heat generating surface 51, the third flow path 61 of the second membrane distillation unit 60, and the heat absorbing surface 52 of the thermoelectric element 50 are sequentially provided.
  • the first fluid discharged from the second flow path 12 is temporarily filled in the first buffer tank 41.
  • the first pump 42 feeds the first fluid filled in the first buffer tank 41 to the heat generating surface 51 side of the thermoelectric element 50. Since the first fluid is always filled in the first buffer tank 41 by a predetermined amount or more, overloading of the first pump 42 is prevented.
  • the thermoelectric element 50 has the heat generating surface 51 and the heat absorbing surface 52, and is respectively connected to the first fluid circulation flow path 30.
  • the heat generating surface 51 transfers heat to the first fluid flowing out of the first buffer tank 41 and flowing into the third flow path 61 of the second membrane distillation unit 60, thereby providing the first fluid. Raise the temperature of the fluid.
  • the heat absorbing surface 52 absorbs heat from the first fluid flowing out of the third flow path 61 and flowing into the second flow path 12 to lower the temperature of the first fluid.
  • the second membrane distillation unit 60 separates water from the first fluid.
  • the second membrane distillation unit 60 has the third flow path 61, the fourth flow path 62, and the second separation membrane 63.
  • the third flow path 61 is connected to the first fluid circulation flow path 30, and the fourth flow path 62 is connected to the second fluid circulation flow path 70.
  • the flow of the first fluid in the third flow path 61 and the flow of the second fluid in the fourth flow path 62 may be opposite in direction.
  • the flow direction of the first fluid in the third flow path 61 and the flow direction of the second fluid in the fourth flow path 62 may be opposite to each other.
  • the flow direction of the first fluid in the third flow path 61 and the flow direction of the second fluid in the fourth flow path 62 may cross each other.
  • the second separation membrane 63 is a hydrophobic porous membrane, and partitions the third flow passage 61 and the fourth flow passage 62.
  • the second separator 63 may be provided in the same material and shape as the first separator 13.
  • the second fluid is provided as water, and the condensed water is mixed with the second fluid.
  • the second membrane distillation unit 60 may be provided in the same module as the first membrane distillation unit 10 described above.
  • the second fluid circulation flow path 70 is a flow path through which the second fluid circulates and is connected to the fourth flow path 62 of the second membrane distillation unit 60.
  • the second buffer tank 81, the second pump 82, and the thermoelectric element 50 from the fourth flow path 62 in the flow direction of the second fluid are provided sequentially.
  • the second buffer tank 81 is temporarily filled with the second fluid flowing out of the fourth flow path 62.
  • the second pump 82 delivers the second fluid filled in the second buffer tank 81 to the heat absorbing surface 52 side of the thermoelectric element 50. Since the second fluid is always filled in the second buffer tank 81 by a predetermined amount or more, overloading of the second pump 82 is prevented.
  • the second fluid is transferred through the supply line 84 and transferred to the second fluid storage tank 83. .
  • FIG. 2 is a view illustrating a process of driving the dehumidifying apparatus of FIG. 1.
  • the external air and the first fluid, and the first fluid and the second fluid are shown to flow in opposite directions, but as described above with reference to FIG. 1, the external air and the first fluid and the first fluid and the second fluid. May flow in the same direction or cross each other,
  • external air a is introduced into the first flow path 11 of the first membrane distillation unit 10 through the air flow path 20 by driving of a fan or a pump (not shown). .
  • the water vapor V1 included in the outside air a passes through the pores of the first separation membrane 13 to allow the second flow path 12 to pass through.
  • Side is separated.
  • the partial pressure difference between the outside air a and the first fluid L1 increases, the amount of water vapor V1 separated to the second flow path 12 increases.
  • the external air a is discharged to the outside through the air flow path 20 after the water vapor V1 is removed.
  • the water vapor (V1) is condensed by the first fluid (L1) flowing along the second passage (12).
  • the water vapor (V1) is mixed with the first fluid (L1), the temperature of the first fluid (L1) is gradually increased by the latent heat of the water vapor (V1) from the inlet to the outlet side of the second passage (12) To rise.
  • the first fluid L1 flows along the first fluid circulation passage 30 and is temporarily stored in the first buffer tank 41.
  • the thermoelectric element 50 is driven by the first pump 42. Flows toward the heating surface 51 side. The heat transferred from the heat generating surface 51 is transferred to the first fluid L1, and the temperature of the first fluid L1 increases.
  • the first fluid L1 flows into the third flow path 61 of the second membrane distillation unit 60 along the first fluid circulation flow path 30 and from the inlet of the third flow path 61. Flows into the outlet.
  • the second fluid L2 flows from the inlet port of the fourth flow path 62 to the outlet port side.
  • the water contained in the first fluid (L1) is evaporated at the interface of the second separation membrane 63, the water vapor (V2) by the partial pressure difference passes through the second separation membrane 63 and the fourth It separates to the flow path 62 side, and is condensed by the said 2nd fluid L2.
  • the temperature of the first fluid L1 gradually decreases from the inlet to the outlet of the third flow path 61 due to the heat loss due to the movement of the water vapor V2, and the second fluid L2 is the water vapor ( The temperature gradually increases from the inlet to the outlet of the fourth flow path 62 by the latent heat of V2).
  • the first fluid L1 is provided to the heat absorbing surface 52 of the thermoelectric element 50 along the first fluid circulation channel 30 and is cooled by the heat absorbing surface 52.
  • the cooled first fluid L1 flows back into the second flow path 12 of the first membrane distillation unit 10 along the first fluid circulation flow path 30.
  • the second fluid L2 having condensed with the water vapor V2 is temporarily stored in the second buffer tank 81 along the second fluid circulation flow path 70.
  • the fluid stored in the second buffer tank 81 is provided to the heat absorbing surface 52 of the thermoelectric element 50 along the second fluid circulation flow path 70 by the second pump 82, It is cooled by the heat absorbing surface 52.
  • the cooled second fluid L2 flows back into the fourth flow path 62 along the second fluid circulation flow path 70.
  • the second fluid L2 is filled in the second buffer tank 81 by a predetermined amount or more, the second fluid L2 is partially in the second fluid storage tank 83 along the supply line 84. Stored.
  • the second fluid storage tank 83 is filled with the second fluid L2, the user may separate the second fluid storage tank 83 to empty the second fluid L2.
  • the first fluid L1 circulates along the first fluid circulation flow path 30, and the second fluid L2 circulates along the second fluid circulation flow path 70.
  • the first membrane distillation unit 10 and the second membrane distillation unit 60 have steam that passes through the separation membranes 13 and 63 as the partial pressure difference of the fluid flowing along the internal flow paths 11, 12, 61, and 62 increases.
  • the amounts of V1 and V2) increase.
  • the first fluid L1 is cooled by the heat absorbing surface 52 and introduced into the second flow path 12, the partial pressure difference with the external air a increases.
  • the first fluid L1 is heated by the heat generating surface 51 to flow into the third flow path 61, and the second fluid L2 is cooled by the heat absorbing surface 52 to form the first fluid. Since it flows into the 4 flow path 62, the partial pressure difference of the fluid L1, L2 which flows through the said 2nd membrane distillation unit 60 becomes large.
  • thermoelectric element 50 the heat generated from the heat generating surface 51 of the thermoelectric element 50 is provided to the heating of the first fluid (L1), the heat release to the outside is prevented. This prevents shortening the life of peripheral devices due to heat generation.
  • a dehumidifying apparatus according to a second embodiment of the present invention is described.
  • FIG. 3 is a view showing a dehumidifying apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the dehumidifier 200 includes a membrane distillation unit 210, an air flow path 220, a fluid circulation flow path 230, a buffer tank 240, a pump 250, a cooler 260, and a fluid.
  • Storage tank 270 includes a membrane distillation unit 210, an air flow path 220, a fluid circulation flow path 230, a buffer tank 240, a pump 250, a cooler 260, and a fluid.
  • the membrane distillation unit 210 separates and condenses water vapor (V) contained in the outside air (a).
  • the membrane distillation unit 210 has the same structure as the first membrane distillation unit 10 of FIG. 1.
  • the air flow path 220 is connected to the first flow path 211 of the membrane distillation unit 210 and provides the outside air a to the first flow path 211.
  • the air flow path 220 is provided in the same structure as the air flow path 20 of FIG. 1.
  • the fluid circulation passage 230 is connected to the second passage 212 of the membrane distillation unit 210, and water L circulates.
  • the water L flows out of the second flow path 212, flows along the fluid circulation flow path 230, and then flows back into the second flow path 212.
  • the buffer tank 240, the pump 250, and the cooler 260 are sequentially provided on the fluid circulation flow path 230 from the second flow path 212 in the flow direction of the water L.
  • the buffer tank 240 is temporarily filled with the water L flowing out of the second flow path 212.
  • the first pump 250 delivers the water L filled in the buffer tank 240 to the cooler 260.
  • the water L cooled in the cooler 260 is again provided to the second flow path 212. Since the cooled water L has a large partial pressure difference from the outside air a, the amount of water vapor V separated to the second flow path 212 increases.
  • the water L When the water L is filled in the buffer tank 240 with a predetermined amount or more, the water L is transferred to the fluid storage tank 270 through the supply line 280.
  • the fluid storage tank 270 When the fluid storage tank 270 is filled with water, the user may separate the fluid storage tank 270 to empty the water.
  • a dehumidifying and humidifying apparatus according to a third embodiment of the present invention is described.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a concept of a dehumidifying operation of the dehumidifying and humidifying apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the dehumidifying and humidifying apparatus includes a first exchanger EX1, a second exchanger EX2, and a heat exchanger TherEX.
  • Moist air HA may be introduced into the first exchange part EX1 from the outside.
  • the first exchange part EX1 may receive a first fluid L1_P1 having a first partial pressure from the heat exchange part TherEX.
  • Water vapor may be transferred from the wet air HA to the first fluid L1_P1 having the first partial pressure by the difference in the partial pressure of the first fluid L1_P1 having the first partial pressure and the wet air HA. have. Accordingly, the wet air HA is converted into dry air DA, and the first fluid L1_P1 having the first partial pressure is converted into the first fluid L1_P2 having a second partial pressure higher than the first partial pressure. Can be converted.
  • the heat exchanger TherEX receives the first fluid L1_P2 having the second partial pressure from the first exchanger EX1.
  • the heat exchange part TherEX converts the first fluid L1_P2 having the second partial pressure into a first fluid L1_P3 having a third partial pressure higher than the second partial pressure, and has a third partial pressure.
  • One fluid L1_P3 may be supplied to the second exchange part EX2.
  • the second exchange part EX2 receives the second fluid L2_P5 having the fifth partial pressure from the heat exchange part TherEX, and the second fluid L2_P5 and the third partial pressure having the fifth partial pressure. Due to the partial pressure difference of the first fluid L1_P3 having a second pressure from the second exchanger EX2, the first fluid L1_P3 having the third partial pressure is converted into the second fluid L2_P5 having the fifth partial pressure. Water vapor can be moved. Accordingly, in the second exchange part EX2, the first fluid L1_P3 having the third partial pressure is converted into a first fluid L1_P4 having a fourth partial pressure lower than the third partial pressure, thereby converting the heat exchange part. The second fluid L2_P5 having the fifth partial pressure is converted into the second fluid L2_P6 having the sixth partial pressure higher than the fifth partial pressure, and then transferred to the heat exchange part TherEX. Can be.
  • the heat exchange part TherEX converts the first fluid L1_P4 having the fourth partial pressure into a first fluid L1_P1 having the first partial pressure lower than the fourth partial pressure, so that the first exchange part EX1 ),
  • the second fluid L2_P6 having the sixth partial pressure may be converted into the second fluid L2_P5 having the fifth partial pressure lower than the sixth partial pressure, and supplied to the second exchange part EX2. have.
  • the dehumidification and humidification device described with reference to FIG. 4 may perform a humidification function. This will be described below with reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a concept of a humidifying operation of a dehumidifying and humidifying apparatus according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • air DA from outside may be introduced into the first exchange part EX1.
  • the first exchange part EX1 may receive a first fluid L1_P7 having a seventh partial pressure from the heat exchange part TherEX.
  • Water vapor may be transferred from the first fluid L1_P7 having the seventh partial pressure to the dry air DA by the partial pressure difference between the first fluid L1_P7 having the seventh partial pressure and the dry air DA. have. Accordingly, the dry air DA is converted into wet air HA, and the first fluid L1_P7 having the seventh partial pressure is converted into the first fluid L1_P8 having an eighth partial pressure lower than the seventh partial pressure. Can be converted.
  • the heat exchanger TherEX receives a first fluid L1_P8 having the eighth partial pressure from the first exchanger EX1.
  • the heat exchange part TherEX converts the first fluid L1_P8 having the eighth partial pressure into a first fluid L1_P7 having a seventh partial pressure higher than the eighth partial pressure, and has a seventh partial pressure.
  • One fluid L1_P7 may be supplied to the first exchange part EX1.
  • the second exchange unit EX2 may not operate.
  • the first exchanger EX1 and the second exchanger EX2 included in the humidifying and dehumidifying apparatus according to the embodiment of the present invention described above may be constituted by a membrane evaporation unit, and the heat exchanger TherEX. May be composed of a thermoelectric element. This will be described below with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 is a view for explaining a dehumidifying and humidifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • the dehumidifying and humidifying apparatus 300 may include a first membrane distillation unit 310, an air passage 320, a first fluid circulation passage 330, a first buffer tank 341, and a first pump ( 342, thermoelectric element 350, second membrane distillation unit 360, second fluid circulation flow path 370, second buffer tank 381, second pump 382, fluid storage tank 383, and
  • the third fluid circulation passage 390 is included.
  • the first membrane distillation unit 310 separates and condenses water vapor contained in external air.
  • the first membrane distillation unit 310 has a first flow passage 311, a second flow passage 312, and a first separation membrane 313.
  • the first flow path 311 is connected to the air flow path 320.
  • the outside air introduced through the inlet 314 of the first flow path 311 flows along the first flow path 311 and is discharged through the outlet 15 of the first flow path 311.
  • a fan or a pump (not shown) may be provided on the air flow path 320 for forced blowing of external air.
  • the second flow path 312 is connected to the first fluid circulation passage 330, and the first fluid flows.
  • the first fluid and / or the third fluid may flow along the second flow path 312 in a direction opposite to the flow direction of the outside air in the first flow path 311.
  • the first fluid and / or the third fluid may flow in the same direction as the flow direction of the outside air in the first flow path 311.
  • the first fluid and / or the third fluid may flow in a direction crossing the flow direction of the outside air in the first flow path 311.
  • the first fluid flowing through the second flow path 312 may have a partial pressure lower than that of the outside air flowing through the first flow path 311.
  • the first fluid may include water containing a desiccant, and / or may have a lower temperature than the outside air flowing through the first flow path 311. Accordingly, steam (eg, water vapor) included in external air flowing through the first flow passage 311 may be absorbed by the first fluid flowing through the separation passage 313 through the second flow passage 312. Can be. Accordingly, the outside air can be dehumidified.
  • the desiccant included in the first fluid is dissolved in water and a material capable of absorbing moisture is used.
  • the drying agent may be an oxide such as calcium oxide (CaO) or phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ), an acid or a base such as concentrated sulfuric acid or sodium hydroxide, or a metal such as metal sodium. According to the embodiment, the drying agent is used lithium chloride (LiCl).
  • the desiccant is not limited thereto, and various materials having the above properties may be used.
  • the third fluid flowing through the second flow path 312 may have a higher partial pressure than external air flowing through the first flow path 311. Accordingly, steam (for example, water vapor) contained in the first fluid flowing through the second flow passage 312 passes through the first separation membrane 313 and flows through the first flow passage 311. May be released into the air. Accordingly, the outside air can be humidified.
  • steam for example, water vapor
  • the first separation membrane 313 is a hydrophobic porous membrane, and partitions the first flow passage 311 and the second flow passage 312.
  • the first separator 313 may include a polymer membrane such as PTFE (polytetrafluoroethylene), PP (polypropylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PE (polyethylene), or the like.
  • the first separation membrane 313 may be provided as a single membrane.
  • the first separator 313 may be provided as a multilayer film in which a hydrophobic film and a hydrophilic film are stacked.
  • the first separator 313 included in the dehumidifying and humidifying apparatus 3300 according to an embodiment of the present invention is not limited to a material, a kind, and a configuration.
  • the first membrane distillation unit 310 may include a plate & frame module, a hollow fiber module, a tubular membrane module, and a spiral wound membrane module. It can be provided as either.
  • the flat membrane module the flow path is divided into a flat separator. Hollow fiber modules are provided with a plurality of very thin hollow fiber separators in one cylindrical shell tube.
  • a tube-shaped separator is positioned between two inner and outer cylindrical chambers.
  • the spiral wound membrane module is a module in which a flat sheet-shaped separator wraps a spacer and is dried, and a water collecting tube having a hole in the center thereof is formed.
  • the first fluid circulation flow path 330 is a flow path through which the first fluid circulates and is connected to the second flow path 312 of the first membrane distillation unit 310.
  • the first buffer tank 341, the first pump 342, and the thermoelectric element 350 may be disposed from the second passage 312 in the flow direction of the first fluid.
  • the heat generating surface 351, the third flow path 361 of the second membrane distillation unit 360, and the heat absorbing surface 352 of the thermoelectric element 350 are sequentially provided.
  • the first fluid discharged from the second flow path 312 is temporarily filled in the first buffer tank 341.
  • the first pump 342 delivers the first fluid filled in the first buffer tank 341 to the heat generating surface 351 of the thermoelectric element 350. Since the first fluid is filled in the first buffer tank 341 to a predetermined amount or more, overloading of the first pump 342 is prevented.
  • the thermoelectric element 350 has the heat generating surface 351 and the heat absorbing surface 352, and is respectively connected to the first fluid circulation passage 330.
  • the heat generating surface 351 flows out of the first buffer tank 341 and transfers heat to the first fluid flowing into the third flow path 361 of the second membrane distillation unit 360 to transfer the heat. Raise the temperature of the fluid. Accordingly, the partial pressure of the first fluid can be increased.
  • the heat absorbing surface 352 absorbs heat from the first fluid flowing out of the third flow path 361 and flowing into the second flow path 312 to lower the temperature of the first fluid. Accordingly, the partial pressure of the first fluid can be reduced.
  • the second membrane distillation unit 360 separates water from the first fluid.
  • the second membrane distillation unit 360 includes the third flow path 361, the fourth flow path 362, and the second separation membrane 363.
  • the second membrane distillation unit 360 may be provided in the same module as the first membrane distillation unit 310 described above.
  • the third flow path 361 is connected to the first fluid circulation flow path 330, and the fourth flow path 362 is connected to the second fluid circulation flow path 370.
  • the flow of the first fluid in the third flow path 361 and the flow of the second fluid in the fourth flow path 362 may be opposite in directions.
  • the flow direction of the first fluid in the third flow path 361 and the flow direction of the second fluid in the fourth flow path 362 may be opposite to each other.
  • the flow direction of the first fluid in the third flow path 361 and the flow direction of the second fluid in the fourth flow path 362 may cross each other.
  • the second separator 363 is a hydrophobic porous membrane, and partitions the third flow path 361 and the fourth flow path 362.
  • the second separator 363 may be provided with the same material and shape as the first separator 313.
  • the first fluid flowing through the third flow path 361 evaporates moisture at the interface of the second separation membrane 363, and the generated water vapor passes through the second separation membrane 363 due to the partial pressure difference, thereby allowing the fourth fluid to flow through the fourth fluid. It separates and condenses to the flow path 362 side.
  • the second fluid is provided as water, and the condensed water is mixed with the second fluid.
  • the second fluid circulation flow path 370 is a flow path through which the second fluid circulates and is connected to the fourth flow path 362 of the second membrane distillation unit 360.
  • the second buffer tank 381, the second pump 382, and the thermoelectric element 350 are disposed on the second fluid circulation flow path 370 from the fourth flow path 362 in the flow direction of the second fluid.
  • the heat absorbing surface 352 is provided sequentially.
  • the second buffer tank 381 is temporarily filled with the second fluid flowing out of the fourth flow path 362.
  • the second pump 382 delivers the second fluid filled in the second buffer tank 381 to the heat absorbing surface 352 of the thermoelectric element 350. Since the second fluid is filled in the second buffer tank 381 in a predetermined amount or more, overloading of the second pump 382 is prevented. When the second fluid is filled in the second buffer tank 381 or more, the second fluid is transferred through the first supply line 384 to the fluid storage tank 383. .
  • the third fluid circulation flow path 390 is a flow path through which the third fluid circulates and is connected to the second flow path 312 of the first membrane distillation unit 310.
  • the second fluid path 312 through the fluid storage tank 383, the second pump 382, and the thermoelectric element 350 are disposed in the flow direction of the third fluid.
  • the heating surface 351 is provided sequentially.
  • the third fluid delivered from the second flow path 312 is stored in the fluid storage tank 383, and the thermoelectric element 350 of the thermoelectric element 350 is provided through a second supply line 391 and the second pump 382.
  • the heat generating surface 351 is transmitted.
  • FIG. 7 is a view for explaining a dehumidifying operation of the dehumidifying and humidifying device of FIG. 6.
  • the direction in which external air and fluids flow may be opposite to each other, the same as each other, or may cross each other.
  • external air a moistened by a fan or a pump flows into the first flow path 311 of the first membrane distillation unit 310 through the air flow path 320. do.
  • the first fluid circulation passage valves 330a, 330b, 330c, and 330d, the second fluid circulation passage valves 370a and 370b, and the first supply line valve 384a open, and the third fluid circulation passage Valves 390a, 390b, 390c, 390d and second supply line valve 391a are locked. Accordingly, the first fluid L1 flows into the second flow path 312. The partial pressure of the first fluid L1 is lower than the partial pressure of the outside air a. Accordingly, in the process of flowing the outside air a through the first flow path 311, the water vapor V1 included in the outside air a passes through the pores of the first separation membrane 313 to allow the second air to flow through the second separation membrane 313.
  • the amount of water vapor V1 separated to the second flow path 312 may increase.
  • the outside air (a) is discharged to the outside through the air flow path 320 after the water vapor (V1) is removed.
  • the water vapor V1 is condensed by the first fluid L1 flowing along the second flow path 312.
  • the water vapor (V1) is mixed with the first fluid (L1), the temperature of the first fluid (L1) is gradually increased by the latent heat of the water vapor (V1) toward the outlet from the inlet of the second flow path (312) can do. Accordingly, the partial pressure of the first fluid L1 may be increased.
  • the first fluid L1 flows along the first fluid circulation passage 330 to be temporarily stored in the first buffer tank 341.
  • the thermoelectric element 350 is driven by the first pump 342. Flows toward the heating surface 351.
  • the temperature of the first fluid L1 is increased by the heat generating surface 351 of the thermoelectric element 350. Accordingly, the partial pressure of the first fluid L1 may be increased.
  • the first fluid L1 flows into the third flow path 361 of the second membrane distillation unit 360 along the first fluid circulation flow path 330 and from the inlet of the third flow path 361. Flows into the outlet.
  • the second fluid L2 flows from the inlet port of the fourth flow path 362 to the outlet port side.
  • the temperature of the second fluid L2 flowing into the fourth flow path 362 from the heat absorbing surface 352 of the thermoelectric element 350 is increased from the heat generating surface 351 of the thermoelectric element 350. It may be lower than the temperature of the first fluid (L1) flowing into the third flow path (361). Accordingly, the partial pressure of the first fluid L1 may be higher than the partial pressure of the second fluid L2.
  • the water vapor V2 included in the first fluid L1 passes through the second separation membrane 363 to be separated to the fourth flow path 362 and is condensed by the second fluid L2.
  • the temperature of the first fluid L1 gradually decreases from the inlet to the outlet of the third flow path 361 due to heat loss due to the movement of the water vapor V2, and the second fluid L2 is formed of the water vapor ( By the latent heat of V2), the temperature gradually increases from the inlet to the outlet of the fourth flow path 362. Accordingly, the partial pressure of the first fluid L1 may be reduced, and the partial pressure of the second fluid L2 may be increased.
  • the first fluid L1 is provided to the heat absorbing surface 352 of the thermoelectric element 350 along the first fluid circulation channel 330 and is cooled by the heat absorbing surface 352. Accordingly, the partial pressure of the first fluid L1 may be reduced. The first fluid L1 having the reduced partial pressure flows back into the second flow passage 312 of the first membrane distillation unit 310 along the first fluid circulation flow passage 330.
  • the second fluid L2 in which the water vapor V2 is condensed is temporarily stored in the second buffer tank 381 along the second fluid circulation flow path 370.
  • the second fluid stored in the second buffer tank 381 is provided to the heat absorbing surface 352 of the thermoelectric element 350 along the second fluid circulation flow path 370 by the second pump 382. And is cooled by the heat absorbing surface 352. Accordingly, the partial pressure of the second fluid L2 may be reduced.
  • the second fluid L2 having the reduced partial pressure flows back into the fourth flow path 362 along the second fluid circulation flow path 370.
  • the second fluid L2 is partially in the fluid storage tank 383 along the first supply line 384. Stored.
  • the second fluid storage tank 383 is filled with the second fluid L2, the user may separate the second fluid storage tank 383 and empty the second fluid L2.
  • the first fluid L1 circulates along the first fluid circulation passage 330
  • the second fluid L2 circulates along the second fluid circulation passage 370.
  • the first membrane distillation unit 310 and the second membrane distillation unit 360 have a water vapor passing through the separation membranes 313 and 363 as the partial pressure difference of the fluid flowing along the internal flow paths 311, 312, 361, and 362 increases.
  • the amounts of V1 and V2) increase.
  • the first fluid L1 is cooled by the heat absorbing surface 352 and introduced into the second flow path 312, the partial pressure difference with the external air a becomes large.
  • the first fluid L1 is heated by the heat generating surface 351 to be introduced into the third flow path 361, and the second fluid L2 is cooled by the heat absorbing surface 352 to provide the first fluid L1. Since it flows into the 4th flow path 362, the partial pressure difference of the fluid L1, L2 which flows through the said 2nd membrane distillation unit 360 becomes large. Accordingly, the partial pressure difference between the outside air a and the first fluid L1 in the first membrane distillation unit 310 and the first fluid L1 in the second membrane distillation unit 320 The partial pressure difference of the second fluid L2 can be efficiently ensured, and the dehumidification efficiency can be improved.
  • thermoelectric element 350 the heat generated from the heat generating surface 351 of the thermoelectric element 350 is provided to the heating of the first fluid (L1), the heat release to the outside is prevented. This can prevent the life of the peripheral device from being shortened due to heat generation, as well as maintain the comfort of the air conditioning space.
  • FIG. 8 is a view for explaining a humidification operation of the dehumidification and humidification device of FIG. 3.
  • the directions in which the outside air and fluids flow may be opposite to each other, the same as each other, or may cross each other.
  • external air a dried by driving of a fan or a pump (not shown) passes through the air flow path 320 to the first flow path 311 of the first membrane distillation unit 310. Inflow.
  • the third fluid circulation channel valves 390a, 390b, 390c, and 390d and the second supply line valve 391a are opened, and the first fluid circulation channel valves 330a, 330b, 330c, and 330d and the second fluid are opened.
  • the circulation flow path valves 370a and 370b and the first supply line valve 384a are locked. Accordingly, the third fluid L3 flows into the second flow path 312.
  • the partial pressure of the third fluid L3 is higher than the partial pressure of the outside air a. Accordingly, while the outside air a flows through the first flow path 311, water vapor V1 included in the third fluid L3 passes through pores of the first separation membrane 313. It is absorbed by the external air a of the first flow path 311. As the water vapor V1 moves, the partial pressure of the third fluid L3 is reduced. As the partial pressure difference between the outside air a and the third fluid L3 increases, the amount of water vapor V1 separated to the first flow path 311 may increase. The external air a including the water vapor V1 is discharged to the outside through the air flow path 320.
  • the third fluid L3 flows along the third fluid circulation channel 390 and is stored in the fluid storage tank 383.
  • the third fluid L3 stored in the fluid storage tank 383 is along the second supply line 391, by the second pump 382, the heat generating surface 351 of the thermoelectric element 350. Flows into.
  • the temperature of the third fluid L3 is increased by the heat generating surface 351 of the thermoelectric element 350. Accordingly, the partial pressure of the third fluid L3 may be increased.
  • the third fluid L3 having the increased partial pressure flows back into the second flow path 312 of the first membrane distillation unit 310.
  • a dehumidifying and humidifying apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is described.
  • the dehumidification and humidification apparatus further includes a third membrane distillation unit, and may simultaneously perform dehumidification and humidification. This will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a concept of a dehumidifying and humidifying apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a third exchanger EX3 is further provided. As described with reference to FIG. 4, a dehumidifying operation may be performed by the first exchanger EX1, the heat exchanger TherEX, and the second exchanger EX2.
  • Dry air DA from the outside may be introduced into the third exchange part EX3.
  • the third exchange part EX3 may receive a third fluid L3_P7 having a seventh partial pressure from the heat exchange part TherEX.
  • Water vapor may be transferred from the third fluid L3_P7 having the seventh partial pressure to the dry air DA by the partial pressure difference between the third fluid L3_P7 having the seventh partial pressure and the dry air DA.
  • the dry air DA is converted into wet air HA
  • the third fluid L3_P7 having the seventh partial pressure is converted to the third fluid L3_P8 having an eighth partial pressure lower than the seventh partial pressure. Can be converted.
  • the heat exchanger TherEX receives a third fluid L3_P8 having the eighth partial pressure from the third exchanger EX3.
  • the heat exchange part TherEX converts the third fluid L3_P8 having the eighth partial pressure into a third fluid L3_P7 having a seventh partial pressure higher than the eighth partial pressure, and has a seventh partial pressure.
  • 3 fluid L3_P7 may be supplied to the third exchange part EX3.
  • the outside air may be dehumidified in the first exchange unit EX1, and the outside air may be humidified in the third exchange unit EX3.
  • the first exchanger EX1 and the third exchanger EX3 may be disposed in different spaces.
  • FIG. 10 is a view for explaining the dehumidification and humidification operation of the dehumidification and humidification device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the dehumidifying and humidifying apparatus 300a may include the first membrane distillation unit 310, the air flow path 320, and the first fluid circulation described with reference to FIG. 3.
  • the second pump 382, the fluid storage tank 383, and the third fluid circulation path 390 may further include a third membrane distillation unit 310a.
  • the first fluid L1 circulates through the first membrane distillation unit 310, the thermoelectric element 350, and the second membrane distillation unit 360.
  • the outside air (a) may be dehumidified.
  • the third membrane distillation unit 310a may include a fifth flow path 311a through which external air flows, a sixth flow path 312a connected to the third fluid circulation flow path 390, and the fifth and sixth flow paths. And a third separation membrane 313a which partitions 311a and 312a.
  • the third fluid L3 flows into the sixth flow path 312a and the dry external air b flows into the fifth flow path 311a.
  • the partial pressure of the third fluid L3 is higher than the outside air b. Accordingly, water vapor V3 included in the third fluid L3 may be moved to the external air b, and the external air b may be humidified. Accordingly, the partial pressure of the third fluid L3 may be reduced.
  • the third fluid L3 having the reduced partial pressure flowing out of the third membrane distillation unit 310a is reduced through the fluid storage tank 383 on the heat generating surface 351 of the thermoelectric element 350. After the increase, the third membrane distillation unit 310a may flow back into the sixth flow path 312a. In other words, the third fluid L3 circulates through the third membrane distillation unit 310a and the thermoelectric element 350, and the external air b may be humidified in the third membrane distillation unit 310a. have.
  • Dehumidifying and humidifying apparatus can be used for home, industrial or the like, it is apparent to those skilled in the art that the technical idea according to an embodiment of the present invention can be utilized in various air conditioning apparatus.

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Abstract

제습 및 가습 장치가 제공된다. 상기 제습 및 가습 장치는, 제1 유체와 외부 공기의 분압 차이에 의해 상기 제1 유체와 상기 외부 공기 사이에 증기가 교환되는 제1 교환부, 및 상기 제1 교환부로 제1 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급하고, 상기 제1 교환부로부터 상기 제1 분압과 다른 제2 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급받는 열 교환부를 포함한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 14.09.2015]　제습 및 가습 장치
본 발명은 제습 및 가습 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 유체와 외부 공기 사이에 증기가 교환되는 교환부, 및 상기 유체의 온도(분압)를 조절하는 열 교환부를 포함하는 제습 및 가습 장치에 관련된 것이다.
공기 중의 습도가 높게 되면 부패, 부식, 응결수 현상이 일어나고, 악취와 박테리아도 발생하게 되므로 가정, 병원, 습기에 취약한 전기, 통신 및 각종 전자 장비 등에는 이러한 습기를 제거하는 장치가 요구된다.
종래의 제습장치는 주로 CFG와 같은 냉매가스를 이용한 냉동사이클로 구성된다. 환경적인 문제뿐만아니라, 증발기, 응축기, 그리고 압축기 등 구조의 복잡성, 소음, 진동 및 전력소모가 매우 크고, 설치 공간을 많이 차지한다. 또한, 구동중에 발생하는 열은 제습장치의 수명을 단축한다.
본 발명은 간단한 구조의 제습 및 가습 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 제습 및 가습 효율이 향상된 제습 및 가습 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 하나의 장치로 제습 및 가습을 동시에, 또는 선택적으로 수행할 수 있는 제습 및 가습 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 전력 소모가 감소된 제습 및 가습 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 열 발생이 최소화된 제습 및 가습 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 제습 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습 장치는, 유입된 외부공기가 흐르는 제1유로와, 제1유체가 흐르는 제2유로가 제1분리막에 의해 구획되고, 상기 외부공기에 포함된 수증기가 상기 제1분리막을 통과하여 상기 제2유로측으로 분리되는 제1막증류 유닛, 상기 제2유로에서 유출된 상기 제1유체가 흐르는 제3유로와, 제2유체가 흐르는 제4유로가 제2분리막에 의해 구획되고, 상기 제1유체에서 발생된 증기가 상기 제2분리막을 통과하여 제4유로측으로 분리되는 제2막증류 유닛, 흡열면과 발열면을 갖는 열전 소자, 및 상기 제2유로에서 유출된 상기 제1유체가 상기 발열면을 거쳐 상기 제3유로에 유입되고, 상기 제3유로에서 유출된 상기 제1유체가 상기 흡열면을 거쳐 상기 제2유로에 재유입되는 제1유체 순환 라인을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습 장치는, 상기 제2유로와 상기 발열면 사이 구간에서 상기 제1유체 순환 라인에 설치되는 버퍼 탱크, 및 상기 버퍼 탱크와 상기 발열면 사이 구간에서 상기 제1유체 순환 라인에 설치되는 펌프를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습 장치는, 상기 제4유로에서 유출된 상기 제2유체가 상기 흡열면을 거쳐 상기 제4유로에 재유입되는 제2유체 순환 라인, 상기 제4유로와 상기 흡열면의 사이 구간에서 상기 제2유체 순환 라인 상에 제공되며, 상기 제4유로에서 배출된 상기 제2유체를 수용하는 버퍼 탱크, 및 공급라인을 통해 상기 버퍼 탱크와 연결되며, 상기 버퍼 탱크에 담긴 상기 제2유체를 저장하는 제2유체 저장 탱크를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 흡열면은 상기 제2유로에 유입되는 상기 제1유체를 냉각하고, 상기 발열면은 상기 제3유로에 유입되는 상기 제1유체를 가열할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 제습 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습 방법은, 외부 공기에 포함된 수증기가 제1막증류 유닛의 제1분리막을 통과하여 제1유체에 응축되고, 상기 제1막증류 유닛에서 유출된 상기 제1유체가 열전소자의 발열면에서 거쳐, 제2막증류 유닛으로 유입되고, 상기 제2막증류 유닛의 제2분리막 표면에서 발생한 상기 제1유체의 증기가 상기 제2분리막을 통과하여 제2유체에 응축되며, 상기 제2막증류 유닛에서 유출된 상기 제1유체는 상기 열전소자의 흡열면을 거쳐 상기 제1막증류 유닛으로 재유입될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전소자의 흡열면에서 상기 제1유체는 냉각되고, 상기 열전소자의 발열면에서 상기 제1유체는 가열될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2막증류 유닛에서 유출된 상기 제2유체의 일부는 상기 열전소자의 흡열면을 거쳐 냉각된 후 상기 제2막증류 유닛으로 재유입되고, 나머지는 제2유체 저장 탱크로 유입될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 제습 및 가습 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습 및 가습 장치는, 제1 유체와 외부 공기의 분압 차이에 의해 상기 제1 유체와 상기 외부 공기 사이에 증기가 교환되는 제1 교환부, 및 상기 제1 교환부로 제1 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급하고, 상기 제1 교환부로부터 상기 제1 분압과 다른 제2 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급받는 열 교환부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 분압은, 상기 제1 분압보다 크고, 상기 제1 교환부에서, 상기 외부 공기의 증기가, 상기 제1 유체로 이동될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습 및 가습 장치는, 상기 열 교환부로부터 상기 제2 분압보다 높은 제3 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급받고, 상기 열 교환부로 상기 제3 분압보다 낮은 제4 분압을 갖는 상기 제1 유체를 상기 열 교환부로 공급하는 제2 교환부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열 교환부는, 상기 제2 교환부로부터 공급된 상기 제4 분압을 갖는 상기 제1 유체의 분압을 상기 제4 분압보다 낮은 상기 제1 분압으로 변환시켜, 상기 제1 분압을 갖는 상기 제1 유체를 상기 제1 교환부로 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 교환부는, 상기 열 교환부로부터 공급된 상기 제3 분압보다 낮은 제5 분압을 갖는 제2 유체와 상기 제3 분압을 갖는 상기 제1 유체 사이에 증기를 교환하여, 상기 제5 분압보다 높은 제6 분압을 갖는 상기 제2 유체를 상기 열 교환부로 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열 교환부는, 상기 제2 교환부로부터 공급된 상기 제6 분압을 갖는 상기 제2 유체의 분압을 상기 제5 분압으로 변환시켜, 상기 제5 분압을 갖는 상기 제2 유체를 상기 제2 교환부로 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제습 및 가습 장치는, 상기 제3 유체와 외부 공기 사이에 증기가 교환되는 제3 교환부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열 교환부는, 상기 제3 교환부로 제7 분압을 갖는 상기 제3 유체를 공급하고, 상기 제3 교환부로부터 상기 제7 분압보다 낮은 제8 분압을 갖는 상기 제3 유체를 공급받을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 교환부는, 상기 제1 교환부와 다른 공간에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 분압은, 상기 제1 분압보다 낮고, 상기 제1 교환부에서, 상기 제1 유체의 증기가, 상기 외부 공기로 이동될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 교환부는, 막 증류 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열 교환부는, 상기 제1 유체의 온도를 조절하여, 상기 제1 유체의 분압을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열 교환부는, 열전 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제습 및 가습 장치는 종래의 증발기, 응축기, 압축기를 사용하지 않고, 막 증발 유닛과 열전 소자를 이용하여 제습 및 가습하므로, 구조가 간단하다.
또한, 본 발명에 의하면, 열전소자의 전력소모가 종래의 증발기, 응축기, 압축기의 전력소모에 비해 적으므로, 제습 및 가습 장치의 전력소비가 감소한다.
또한, 본 발명에 의하면, 막 증발 유닛에 유입되는 유체의 분압차가 크므로, 외부공기에 포함된 수증기가 효과적으로 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 열전소자에서 발생하는 열이 제1유체의 가열에 사용되고, 외부로 방출이 최소화되므로 구동중에 열 발생이 최소화된다.
또한, 본 발명에 의하면, 제습 및 가습이 선택적으로 수행되거나, 또는 동시에 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제습 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 제습 장치가 구동하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 제습장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 제습 동작의 개념을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 가습 동작의 개념을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 제습 및 가습 장치의 제습 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6의 제습 및 가습 장치의 가습 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 개념을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 제습 및 가습 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 제습 장치가 설명된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제습 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 제습 장치(100)는 제1막증류 유닛(10), 공기 유로(20), 제1 유체 순환 유로(30), 제1 버퍼탱크(41), 제1 펌프(42), 열전소자(50), 제2 막 증류 유닛(60), 제2 유체 순환 유로(70), 제2 버퍼 탱크(81), 제2 펌프(82), 그리고 제2 유체 저장 탱크(83)를 포함한다.
상기 제1 막 증류 유닛(10)은 외부 공기에 포함된 수증기를 분리하여 응축시킨다. 상기 제1 막 증류 유닛(10)은 제1 유로(11), 제2 유로(12), 그리고 제1 분리막(13)을 가진다.
상기 제1 유로(11)는 공기 유로(20)와 연결된다. 유입구(14)를 통해 유입된 외부 공기는 상기 제1 유로(11)를 따라 흐르고 유출구(15)를 통해 배출된다. 외부 공기의 강제 송풍을 위하여 상기 공기 유로(20) 상에는 팬이나 펌프(미도시)가 제공될 수 있다.
상기 제2 유로(12)는 상기 제1 유체 순환 유로(30)와 연결되며, 제1 유체가 흐른다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체는 상기 제1 유로(11)에서의 외부 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 상기 제2 유로(12)를 따라 흐를 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체는 상기 제1 유로(11)에서의 외부 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 흐를 수 있다. 또는, 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체는 상기 제1 유로(11)에서의 외부 공기의 흐름 방향과 교차되는(cross) 방향으로 흐를 수 있다.
상기 제2 유로(12)를 흐르는 상기 제1 유체는, 상기 제1 유로를 흐르는 외부 공기보다 낮은 분압을 가지거나, 상기 제1 유체는 건조제가 포함된 물을 포함하거나, 및/또는 상기 제1 유로를 흐르는 외부 공기보다 낮은 온도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 유로를 흐르는 외부 공기에 포함된 증기(예를 들어, 수증기)가 상기 분리막(13)을 통과하여 상기 제1 유로(12)에 흐르는 상기 제1 유체에 흡수될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체에 포함된 건조제는 물에 용해되고, 수분을 흡수할 수 있는 물질이 사용된다. 건조제는 산화칼슘(CaO)이나 오산화인(P2O5)과 같은 산화물, 진한 황산이나 수산화나트륨 등의 산이나 염기, 금속나트륨 등의 금속이 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 건조제는 염화 리튬(LiCl)이 사용된다. 건조제는 이에 한정되지 않으며, 위 성질을 갖는 다양한 물질이 사용될 수 있다.
상기 제1 분리막(13)은 소수성의 다공성 막(porous hydrophobic membrane)으로, 상기 제1 유로(11)와 상기 제2 유로(12)를 구획한다. 상기 제1 분리막(13)은 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PP(폴리프로필렌), PVDF(폴리비닐리덴플로우라이드), PE(폴리에틸렌) 등과 같은 고분자 막을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 분리막(13)은 단일막으로 제공될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 분리막(13)은 소수성 막 및 친수성막이 적층된(stacked) 다층막으로 제공될 수 있다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제습 장치(100)에 포함된 상기 제1 분리막(13)은 재질, 종류, 구성형태에 제한을 받지 않는다. 외부 공기에 포함된 수증기는 상기 제1 분리막(13)을 통과하여 상기 제2 유로(12) 측으로 분리되며, 상기 제1 유체에 의해 응축된다.
상기 제1 막 증류 유닛(10)은 평판형 막 모듈(plate & frame module), 중공사형 모듈(hollow fiber module), 관형 막 모듈(tubular membrane module), 와권형 막 모듈(spiral wound membrane module) 중 어느 하나로 제공될 수 있다. 평판형 막 모듈은 유로가 평판형 분리막으로 구분된다. 중공사형 모듈은 하나의 원통형 셀 튜브(shell tube) 속에 아주 가느다란 복수 개의 종공형(hollow fiber) 분리막이 제공된다. 관형 막 모듈은 관(tube) 모양의 분리막이 2개의 내·외부 원통형 챔버 사이에 위치한다. 와권형 막 모듈은 평판지(flat sheet) 모양의 분리막이 간격기(spacer)를 싸서 둘둘 말리고, 가운데에 구멍이 난 집수관이 만들어지는 형상의 모듈이다.
상기 제1 유체 순환 유로(30)는 상기 제1 유체가 순환하는 유로로, 상기 제1 막 증류 유닛(10)의 상기 제2 유로(12)와 연결된다. 상기 제1 유체 순환 유로(30) 상에는 상기 제1 유체의 흐름 방향으로 상기 제2 유로(12)로부터 상기 제1 버퍼 탱크(41), 상기 제1 펌프(42), 상기 열전소자(50)의 발열면(51), 상기 제2 막 증류 유닛(60)의 제3 유로(61), 그리고 상기 열전소자(50)의 흡열면(52)이 순차적으로 제공된다.
상기 제1 버퍼 탱크(41)에는 상기 제2 유로(12)에서 유출된 상기 제1 유체가 일시적으로 채워진다. 상기 제1 펌프(42)는 상기 제1 버퍼 탱크(41)에 채워진 상기 제 1유체를 상기 열전소자(50)의 상기 발열면(51) 측으로 송액한다. 상기 제1 버퍼 탱크(41)에는 항상 상기 제1 유체가 일정량 이상으로 채워지므로, 상기 제1 펌프(42)의 과부하 발생이 예방된다.
상기 열전소자(50)는 상기 발열면(51)과 상기 흡열면(52)을 가지며, 각각 상기 제1 유체 순환 유로(30)와 연결된다. 상기 발열면(51)은 상기 제1 버퍼 탱크(41)에서 유출되어 상기 제2 막 증류 유닛(60)의 상기 제3 유로(61)로 유입되는 상기 제1 유체에 열을 전달하여 상기 제1 유체의 온도를 상승시킨다. 상기 흡열면(52)은 상기 제3 유로(61)에서 유출되어 상기 제2 유로(12)로 유입되는 상기 제1 유체로부터 열을 흡수하여 상기 제1 유체의 온도를 하강시킨다.
상기 제2 막 증류 유닛(60)은 상기 제1 유체로부터 수분을 분리한다. 상기 제2 막 증류 유닛(60)은 상기 제3 유로(61), 상기 제4 유로(62), 그리고 상기 제2 분리막(63)을 가진다.
상기 제3 유로(61)는 상기 제1 유체 순환 유로(30)와 연결되고, 상기 제4 유로(62)는 상기 제2 유체 순환 유로(70)와 연결된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 유로(61)에서 상기 제1 유체의 흐름과 상기 제4 유로(62)에서 상기 제2 유체의 흐름은 방향이 서로 반대일 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제3 유로(61)에서 상기 제1 유체의 흐름 방향과 상기 제4 유로(62)에서 상기 제2 유체의 흐름 방향은 서로 반대될 수 있다. 또는, 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제3 유로(61)에서 상기 제1 유체의 흐름 방향과 상기 제4 유로(62)에서 상기 제2 유체의 흐름 방향은 서로 교차될 수 있다.
상기 제2 분리막(63)은 소수성의 다공성 막(porous hydrophobic membrane)으로, 상기 제3 유로(61)와 상기 제4 유로(62)를 구획한다. 상기 제2 분리막(63)은 상기 제1 분리막(13)과 동일한 재질 및 형태로 제공될 수 있다.
상기 제3 유로(61)를 흐르는 상기 제1 유체는 상기 제2 분리막(63)의 경계면에서 수분이 증발되고, 발생된 수증기는 분압 차이에 의해 상기 제2 분리막(63)을 통과하여 상기 제4 유로(62)측으로 분리되고 응축된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 유체는 물로 제공되며, 응축된 수분은 상기 제2 유체에 혼합된다.
상기 제2 막 증류 유닛(60)은 상술한 상기 제1 막 증류 유닛(10)과 동일한 모듈로 제공될 수 있다.
상기 제2 유체 순환 유로(70)는 상기 제2 유체가 순환하는 유로로, 상기 제2 막 증류 유닛(60)의 상기 제4 유로(62)와 연결된다. 상기 제2 유체 순환 유로(70) 상에는 상기 제2 유체의 흐름 방향으로 상기 제4 유로(62)로부터 상기 제2 버퍼 탱크(81), 상기 제2 펌프(82), 그리고 상기 열전소자(50)의 상기 흡열면(52)이 순차적으로 제공된다.
상기 제2 버퍼 탱크(81)에는 상기 제4 유로(62)에서 유출된 상기 제2 유체가 일시적으로 채워진다. 상기 제2 펌프(82)는 상기 제2 버퍼 탱크(81)에 채워진 상기 제2 유체를 열전소자(50)의 상기 흡열면(52)측으로 송액한다. 상기 제2 버퍼 탱크(81)에는 항상 상기 제2 유체가 일정량 이상으로 채워지므로, 상기 제2 펌프(82)의 과부하 발생이 예방된다. 상기 제2 유체가 상기 제2 버퍼 탱크(81)에 일정 레벨(level) 이상 채워지면, 상기 제2 유체는 상기 공급 라인(84)을 통해 이송되어 상기 제2 유체 저장 탱크(83)로 전달된다.
이하, 상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제습 장치를 이용한 제습 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 제습장치가 구동하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 2에서 외부 공기 및 제1유체, 그리고 제1유체 및 제2유체가 서로 반대방향으로 흐르는 것으로 도시되었으나, 도 1에서 상술된 것과 같이, 외부 공기 및 제1유체 그리고 제1유체 및 제2유체는 서로 동일한 방향으로 흐르거나, 또는 서로 교차되는 방향으로 흐를 수 있으며,
도 2를 참조하면, 팬 또는 펌프(미도시)의 구동으로 외부 공기(a)가 상기 공기 유로(20)를 통해 상기 제1 막 증류 유닛(10)의 상기 제1 유로(11)에 유입된다. 상기 외부 공기(a)가 상기 제1 유로(11)를 흐르는 과정에서 상기 외부 공기(a)에 포함된 수증기(V1)가 상기 제1 분리막(13)의 기공을 통과하여 상기 제2 유로(12) 측으로 분리된다. 이 경우, 상기 외부 공기(a)와 상기 제1 유체(L1)의 분압차가 클수록 상기 제2 유로(12) 측으로 분리되는 상기 수증기(V1)량이 증가한다. 상기 외부 공기(a)는 상기 수증기(V1)가 제거된 후, 상기 공기 유로(20)를 통해 외부로 배출된다. 상기 수증기(V1)는 상기 제2유로(12)를 따라 흐르는 상기 제1유체(L1)에 의해 응축된다. 상기 수증기(V1)는 상기 제1 유체(L1)에 혼합되며, 상기 제2유로(12)의 유입구에서 유출구측으로 갈수록 상기 수증기(V1)의 잠열에 의해 상기 제1 유체(L1)는 온도가 점차 상승한다.
상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(30)를 따라 흘러 상기 제1 버퍼 탱크(41)에 일시적으로 저장되며, 상기 제1 펌프(42)의 구동으로 상기 열전 소자(50)의 상기 발열면(51) 측으로 흐른다. 상기 발열면(51)에서 전달된 열은 상기 제1 유체(L1)에 전달되며, 상기 제1 유체(L1)의 온도가 상승한다.
상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(30)를 따라 상기 제2 막 증류 유닛(60)의 상기 제3 유로(61)에 유입되고, 상기 제3 유로(61)의 유입구로부터 유출구로 흐른다. 상기 제2 유체(L2)는 상기 제4 유로(62)의 유입구에서 유출구 측으로 흐른다. 이 과정에서 상기 제1 유체(L1)에 포함된 물은 상기 제2 분리막(63)의 경계면에서 증발하고, 분압 차이에 의해 수증기(V2)는 상기 제2 분리막(63)을 통과하여 상기 제4 유로(62)측으로 분리되고, 상기 제2 유체(L2)에 의해 응축된다. 상기 제1 유체(L1)는 상기 수증기(V2)의 이동으로 인한 열 손실로 상기 제3 유로(61)의 유입구에서 유출구로 갈수록 온도가 점차 하강하고, 상기 제2 유체(L2)는 상기 수증기(V2)의 잠열에 의해 상기 제4 유로(62)의 유입구에서 유출구로 갈수록 온도가 점차 상승한다.
상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(30)를 따라 상기 열전소자(50)의 상기 흡열면(52)으로 제공되고, 상기 흡열면(52)에 의해 냉각된다. 냉각된 상기 제1유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(30)를 따라 상기 제1 막 증류 유닛(10)의 상기 제2 유로(12)로 다시 유입된다.
상기 수증기(V2)가 응축된 상기 제2 유체(L2)는 상기 제2 유체 순환 유로(70)를 따라 상기 제2 버퍼 탱크(81)에 일시적으로 저장된다. 상기 제2 버퍼 탱크(81)에 저장된 유체는 상기 제2 펌프(82)에 의해 상기 제2 유체 순환 유로(70)를 따라 상기 열전소자(50)의 상기 흡열면(52)으로 제공되며, 상기 흡열면(52)에 의해 냉각된다. 냉각된 상기 제2유체(L2)는 상기 제2 유체 순환 유로(70)를 따라 상기 제4 유로(62)에 다시 유입된다. 상기 제2 유체(L2)가 상기 제2 버퍼 탱크(81)에 일정량 이상 채워지면, 상기 제2 유체(L2)는 일부가 상기 공급 라인(84)을 따라 상기 제2 유체 저장 탱크(83)에 저장된다. 사용자는 상기 제2 유체 저장 탱크(83)에 상기 제2 유체(L2)가 가득 채워지면, 상기 제2 유체 저장 탱크(83)를 분리하여 상기 제2 유체(L2)를 비울 수 있다.
상술한 과정으로, 상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(30)를 따라 순환하고, 상기 제2 유체(L2)는 상기 제2 유체 순환 유로(70)를 따라 순환한다. 상기 제1 막 증류 유닛(10)과 상기 제2 막 증류 유닛(60)은 내부 유로(11, 12, 61, 62)를 따라 흐르는 유체의 분압차가 클수록 분리막(13, 63)을 통과하는 수증기(V1, V2)량이 증가한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체(L1)는 상기 흡열면(52)에 의해 냉각되어 상기 제2 유로(12)에 유입되므로, 상기 외부공기(a)와의 분압차가 커진다. 그리고 상기 제1 유체(L1)는 상기 발열면(51)에 의해 가열되어 상기 제3 유로(61)에 유입되고, 상기 제2 유체(L2)는 상기 흡열면(52)에 의해 냉각되어 상기 제4 유로(62)에 유입되므로, 상기 제2 막 증류 유닛(60)을 흐르는 유체(L1, L2)의 분압차가 커진다.
또한, 상기 열전소자(50)의 상기 발열면(51)에서 발생한 열은 상기 제1 유체(L1)의 가열에 제공되므로, 외부로 열방출이 예방된다. 이는 열발생으로 인한 주변 장치의 수명이 단축되는 것을 예방한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 제습 장치가 설명된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제습장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 제습장치(200)는 막 증류 유닛(210), 공기 유로(220), 유체 순환 유로(230), 버퍼탱크(240), 펌프(250), 냉각기(260), 그리고 유체 저장 탱크(270)를 포함한다.
상기 막 증류 유닛(210)은 외부 공기(a)에 포함된 수증기(V)를 분리하여 응축한다. 상기 막 증류 유닛(210)은 도 1의 제1 막 증류 유닛(10)과 동일한 구조를 가진다.
상기 공기 유로(220)는 상기 막 증류 유닛(210)의 제1 유로(211)와 연결되며, 상기 외부 공기(a)를 상기 제1 유로(211)에 제공한다. 상기 공기 유로(220)는 도 1의 공기 유로(20)와 동일한 구조로 제공된다.
상기 유체 순환 유로(230)는 상기 막 증류 유닛(210)의 제2 유로(212)와 연결되며, 물(L)이 순환한다. 상기 물(L)은 상기 제2 유로(212)에서 유출되고, 상기 유체 순환 유로(230)를 따라 흘러 다시 상기 제2 유로(212)에 유입된다.
상기 유체 순환 유로(230) 상에는 상기 물(L)의 흐름 방향으로 상기 제2 유로(212)로부터 상기 버퍼 탱크(240), 상기 펌프(250) 그리고 상기 냉각기(260)가 순차적으로 제공된다.
상기 버퍼 탱크(240)에는 상기 제2 유로(212)에서 유출된 상기 물(L)이 일시적으로 채워진다. 상기 제1 펌프(250)는 상기 버퍼 탱크(240)에 채워진 상기 물(L)을 상기 냉각기(260) 측으로 송액한다. 상기 냉각기(260)에서 냉각된 상기 물(L)은 다시 상기 제2 유로(212)에 제공된다. 냉각된 상기 물(L)은 상기 외부 공기(a)와의 분압차가 크므로, 상기 제2 유로(212)측으로 분리되는 수증기(V)량이 증가한다.
상기 버퍼 탱크(240)에 상기 물(L)이 일정량 이상으로 채워지면, 상기 물(L)은 공급 라인(280)을 통해 상기 유체 저장 탱크(270)로 옮겨진다. 사용자는 상기 유체 저장 탱크(270)가 물로 가득차면, 상기 유체 저장 탱크(270)를 분리하여 물을 비울 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치가 설명된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 제습 동작의 개념을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치는, 제1 교환부(EX1), 제2 교환부(EX2), 및 열 교환부(TherEX)를 포함한다.
외부로부터 습한 공기(HA)가 상기 제1 교환부(EX1)로 유입될 수 있다. 상기 제1 교환부(EX1)는 상기 열 교환부(TherEX)로부터 제1 분압을 갖는 제1 유체(L1_P1)을 공급받을 수 있다. 상기 제1 분압을 갖는 제1 유체(L1_P1)와 상기 습한 공기(HA)의 분압 차이에 의해, 상기 습한 공기(HA)에서 상기 제1 분압을 갖는 제1 유체(L1_P1)로 수증기가 이동될 수 있다. 이에 따라, 상기 습한 공기(HA)는 건조한 공기(DA)로 변환되고, 상기 제1 분압을 갖는 제1 유체(L1_P1)는 상기 제1 분압보다 높은 제2 분압을 갖는 제1 유체(L1_P2)로 변환될 수 있다.
상기 열 교환부(TherEX)는 상기 제1 교환부(EX1)로부터 상기 제2 분압을 갖는 제1 유체(L1_P2)를 공급받는다. 상기 열 교환부(TherEX)는, 상기 제2 분압을 갖는 제1 유체(L1_P2)를 상기 제2 분압보다 높은 제3 분압을 갖는 제1 유체(L1_P3)로 변환하고, 상기 제3 분압을 갖는 제1 유체(L1_P3)를 상기 제2 교환부(EX2)로 공급할 수 있다.
상기 제2 교환부(EX2)는, 상기 열 교환부(TherEX)로부터 제5 분압을 갖는 제2 유체(L2_P5)를 공급받는다, 상기 제5 분압을 갖는 제2 유체(L2_P5)와 상기 제3 분압을 갖는 제1 유체(L1_P3)의 분압 차이에 의해, 상기 제2 교환부(EX2)에서, 상기 제3 분압을 갖는 제1 유체(L1_P3)에서 상기 제5 분압을 갖는 제2 유체(L2_P5)로 수증기가 이동될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 교환부(EX2)에서, 상기 제3 분압을 갖는 제1 유체(L1_P3)는 상기 제3 분압보다 낮은 제4 분압을 갖는 제1 유체(L1_P4)로 변환되어 상기 열 교환부(TherEX)로 전달되고, 상기 제5 분압을 갖는 제2 유체(L2_P5)는 상기 제5 분압보다 높은 제6 분압을 갖는 제2 유체(L2_P6)로 변환되어 상기 열 교환부(TherEX)로 전달될 수 있다.
상기 열 교환부(TherEX)는, 상기 제4 분압을 갖는 제1 유체(L1_P4)를 상기 제4 분압보다 낮는 상기 제1 분압을 갖는 제1 유체(L1_P1)로 변환하여 상기 제1 교환부(EX1)로 공급하고, 상기 제6 분압을 갖는 제2 유체(L2_P6)를 상기 제6 분압보다 낮은 상기 제5 분압을 갖는 제2 유체(L2_P5)로 변환하여 상기 제2 교환부(EX2)로 공급할 수 있다.
도 4를 참조하여 설명된 제습 및 가습 장치는 가습 기능을 수행할 수 있다. 이하, 이를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 가습 동작의 개념을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 외부로부터 건조한 공기(DA)가 상기 제1 교환부(EX1)으로 유입될 수 있다. 상기 제1 교환부(EX1)는, 상기 열 교환부(TherEX)로부터 제7 분압을 갖는 제1 유체(L1_P7)을 공급받을 수 있다.
상기 제7 분압을 갖는 제1 유체(L1_P7)와 상기 건조한 공기(DA)의 분압 차이에 의해, 상기 제7 분압을 갖는 제1 유체(L1_P7)에서 상기 건조한 공기(DA) 로 수증기가 이동될 수 있다. 이에 따라, 상기 건조한 공기(DA)는 습한 공기(HA)로 변환되고, 상기 제7 분압을 갖는 제1 유체(L1_P7)는 상기 제7 분압보다 낮은 제8 분압을 갖는 제1 유체(L1_P8)로 변환될 수 있다.
상기 열 교환부(TherEX)는 상기 제1 교환부(EX1)로부터 상기 제8 분압을 갖는 제1 유체(L1_P8)를 공급받는다. 상기 열 교환부(TherEX)는, 상기 제8 분압을 갖는 제1 유체(L1_P8)를 상기 제8 분압보다 높은 제7 분압을 갖는 제1 유체(L1_P7)로 변환하고, 상기 제7 분압을 갖는 제1 유체(L1_P7)를 상기 제1 교환부(EX1)로 공급할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 가습 및 제습 장치가 가습 기능을 수행하는 경우, 상기 제2 교환부(EX2)는 동작되지 않을 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예에 따른 가습 및 제습 장치에 포함된 상기 제1 교환부(EX1) 및 상기 제2 교환부(EX2)는 막 증발 유닛으로 구성될 수 있고, 상기 열 교환부(TherEX)는 열전 소자로 구성될 수 있다. 이하, 이를 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제습 및 가습 장치(300)는 제1 막 증류 유닛(310), 공기 유로(320), 제1 유체 순환 유로(330), 제1 버퍼 탱크(341), 제1 펌프(342), 열전 소자(350), 제2 막 증류 유닛(360), 제2 유체 순환 유로(370), 제2 버퍼 탱크(381), 제2 펌프(382), 유체 저장 탱크(383), 및 제3 유체 순환 유로(390)를 포함한다.
상기 제1 막 증류 유닛(310)은 외부 공기에 포함된 수증기를 분리하여 응축시킨다. 상기 제1 막 증류 유닛(310)은 제1 유로(311), 제2 유로(312), 그리고 제1 분리막(313)을 가진다.
상기 제1 유로(311)는 상기 공기 유로(320)와 연결된다. 상기 제1 유로(311)의 유입구(314)를 통해 유입된 외부 공기는 상기 제1 유로(311)를 따라 흐르고 상기 제1 유로(311)의 유출구(15)를 통해 배출된다. 외부 공기의 강제 송풍을 위하여 공기 유로(320) 상에는 팬이나 펌프(미도시)가 제공될 수 있다.
제1 유체 순환 유로 밸브들(330a, 330b, 330c, 330d)가 열리고(open), 제3 유체 순환 유로 밸브들(390a, 390b, 390c, 390d)이 잠기는(closed)되는 경우, 상기 제2 유로(312)는 상기 제1 유체 순환 유로(330)와 연결되며, 제1 유체가 흐른다.
이와는 달리, 상기 제3 유체 순환 유로 밸브들(390a, 390b, 390c, 390d)가 열리고, 상기 제1 유체 순환 유로 밸브들(330a, 330b, 330c, 330d)가 잠기는 경우, 상기 제2 유로(312)는 상기 제3 유체 순환 유로(390)와 연결되며, 제3 유체가 흐른다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체 및/또는 상기 제3 유체는 상기 제1 유로(311)에서의 외부 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 상기 제2 유로(312)를 따라 흐를 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체 및/또는 상기 제3 유체는 상기 제1 유로(311)에서의 외부 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 흐를 수 있다. 또는, 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 유체 및/또는 상기 제3 유체는 상기 제1 유로(311)에서의 외부 공기의 흐름 방향과 교차되는(cross) 방향으로 흐를 수 있다.
상기 제2 유로(312)를 흐르는 상기 제1 유체는, 상기 제1 유로(311)를 흐르는 외부 공기보다 낮은 분압을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 유체는 건조제가 포함된 물을 포함하거나, 및/또는 상기 제1 유로(311)를 흐르는 외부 공기보다 낮은 온도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 유로(311)를 흐르는 외부 공기에 포함된 증기(예를 들어, 수증기)가 상기 분리막(313)을 통과하여 상기 제2 유로(312)에 흐르는 상기 제1 유체에 흡수될 수 있다. 이에 따라, 외부 공기는 제습될 수 있다.
상기 제1 유체에 포함된 건조제는 물에 용해되고, 수분을 흡수할 수 있는 물질이 사용된다. 건조제는 산화칼슘(CaO)이나 오산화인(P2O5)과 같은 산화물, 진한 황산이나 수산화나트륨 등의 산이나 염기, 금속나트륨 등의 금속이 사용될 수 있다. 실시 예에 의하면, 건조제는 염화 리튬(LiCl)이 사용된다. 건조제는 이에 한정되지 않으며, 위 성질을 갖는 다양한 물질이 사용될 수 있다.
상기 제2 유로(312)를 흐르는 상기 제3 유체는, 상기 제1 유로(311)를 흐르는 외부 공기보다 높은 분압을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 유로(312)를 흐르는 상기 제1 유체에 포함된 증기(예를 들어, 수증기)가, 상기 제1 분리막(313)을 통과하여, 상기 제1 유로(311)에 흐르는 외부 공기로 방출될 수 있다. 이에 따라, 외부 공기는 가습될 수 있다.
상기 제1 분리막(313)은 소수성의 다공성 막(porous hydrophobic membrane)으로, 상기 제1 유로(311)와 상기 제2유로(312) 를 구획한다. 상기 제1 분리막(313)은 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PP(폴리프로필렌), PVDF(폴리비닐리덴플로우라이드), PE(폴리에틸렌) 등과 같은 고분자 막을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 분리막(313)은 단일막으로 제공될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 분리막(313)은 소수성 막 및 친수성막이 적층된(stacked) 다층막으로 제공될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제습 및 가습 장치(3300)에 포함된 상기 제1 분리막(313)은 재질, 종류, 구성형태에 제한을 받지 않는다.
상기 제1 막 증류 유닛(310)은 평판형 막 모듈(plate & frame module), 중공사형 모듈(hollow fiber module), 관형 막 모듈(tubular membrane module), 와권형 막 모듈(spiral wound membrane module) 중 어느 하나로 제공될 수 있다. 평판형 막 모듈은 유로가 평판형 분리막으로 구분된다. 중공사형 모듈은 하나의 원통형 셀 튜브(shell tube) 속에 아주 가느다란 복수 개의 종공형(hollow fiber) 분리막이 제공된다. 관형 막 모듈은 관(tube) 모양의 분리막이 2개의 내·외부 원통형 챔버 사이에 위치한다. 와권형 막 모듈은 평판지(flat sheet) 모양의 분리막이 간격기(spacer)를 싸서 둘둘 말리고, 가운데에 구멍이 난 집수관이 만들어지는 형상의 모듈이다.
상기 제1 유체 순환 유로(330)는 상기 제1 유체가 순환하는 유로로, 상기 제1 막 증류 유닛(310)의 상기 제2 유로(312)와 연결된다. 상기 제1 유체 순환 유로(330) 상에는 상기 제1 유체의 흐름 방향으로 상기 제2 유로(312)로부터 상기 제1 버퍼 탱크(341), 상기 제1 펌프(342), 상기 열전 소자(350)의 발열면(351), 상기 제2 막 증류 유닛(360)의 제3 유로(361), 그리고 열전 소자(350)의 흡열면(352)이 순차적으로 제공된다.
상기 제1 버퍼 탱크(341)에는 상기 제2 유로(312)에서 유출된 상기 제1 유체가 일시적으로 채워진다. 상기 제1 펌프(342)는 상기 제1 버퍼 탱크(341)에 채워진 상기 제1 유체를 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351) 측으로 송액한다. 상기 제1 버퍼 탱크(341)에는 상기 제1 유체가 일정량 이상으로 채워지므로, 상기 제1 펌프(342)의 과부하 발생이 예방된다.
상기 열전 소자(350)는 상기 발열면(351)과 상기 흡열면(352)을 가지며, 각각 상기 제1 유체 순환 유로(330)와 연결된다. 상기 발열면(351)은 상기 제1 버퍼 탱크(341)에서 유출되어 상기 제2 막 증류 유닛(360)의 상기 제3유로(361)로 유입되는 상기 제1 유체에 열을 전달하여 상기 제1 유체의 온도를 상승시킨다. 이에 따라, 상기 제1 유체의 분압이 증가될 수 있다. 상기 흡열면(352)은 상기 제3 유로(361)에서 유출되어 상기 제2 유로(312)로 유입되는 상기 제1 유체로부터 열을 흡수하여 상기 제1 유체의 온도를 하강시킨다. 이에 따라, 상기 제1 유체의 분압이 감소될 수 있다.
상기 제2 막 증류 유닛(360)은 상기 제1 유체로부터 수분을 분리한다. 상기 제2 막 증류 유닛(360)은 상기 제3 유로(361), 제4유로(362), 그리고 제2분리막(363)을 가진다. 상기 제2 막 증류 유닛(360)은 상술한 상기 제1 막 증류 유닛(310)과 동일한 모듈로 제공될 수 있다
상기 제3 유로(361)는 상기 제1 유체 순환 유로(330)와 연결되고, 상기 제4 유로(362)는 상기 제2 유체 순환 유로(370)와 연결된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 유로(361)에서 상기 제1 유체의 흐름과 상기 제4 유로(362)에서 상기 제2 유체의 흐름은 방향이 서로 반대일 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제3 유로(361)에서 상기 제1 유체의 흐름 방향과 상기 제4 유로(362)에서 상기 제2 유체의 흐름 방향은 서로 반대될 수 있다. 또는, 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제3 유로(361)에서 상기 제1 유체의 흐름 방향과 상기 제4 유로(362)에서 상기 제2 유체의 흐름 방향은 서로 교차될 수 있다.
상기 제2 분리막(363)은 소수성의 다공성 막(porous hydrophobic membrane)으로, 상기 제3 유로(361)와 상기 제4 유로(362)를 구획한다. 상기 제2 분리막(363)은 상기 제1 분리막(313)과 동일한 재질 및 형태로 제공될 수 있다.
상기 제3 유로(361)를 흐르는 상기 제1 유체는 상기 제2 분리막(363)의 경계면에서 수분이 증발되고, 발생된 수증기는 분압 차이에 의해 상기 제2 분리막(363)을 통과하여 상기 제4 유로(362)측으로 분리되고 응축된다. 실시예에 의하면, 상기 제2유체는 물로 제공되며, 응축된 수분은 상기 제2 유체에 혼합된다.
상기 제2 유체 순환 유로(370)는 상기 제2 유체가 순환하는 유로로, 상기 제2 막 증류 유닛(360)의 상기 제4 유로(362)와 연결된다. 상기 제2 유체 순환 유로(370) 상에는 상기 제2 유체의 흐름 방향으로 상기 제4 유로(362)로부터 상기 제2 버퍼 탱크(381), 상기 제2 펌프(382), 그리고 상기 열전 소자(350)의 상기 흡열면(352)이 순차적으로 제공된다.
상기 제2 버퍼 탱크(381)에는 상기 제4 유로(362)에서 유출된 상기 제2 유체가 일시적으로 채워진다. 상기 제2 펌프(382)는 상기 제2 버퍼 탱크(381)에 채워진 상기 제2 유체를 상기 열전 소자(350)의 상기 흡열면 (352)측으로 송액한다. 상기 제2 버퍼 탱크(381)에는 상기 제2 유체가 일정량 이상으로 채워지므로, 상기 제2 펌프(382)의 과부하 발생이 예방된다. 상기 제2 유체가 상기 제2 버퍼 탱크(381)에 일정 레벨(level) 이상 채워지면, 상기 제2 유체는 상기 제1 공급 라인(384)을 통해 이송되어 상기 유체 저장 탱크(383)로 전달된다.
상기 제3 유체 순환 유로(390)는 상기 제3 유체가 순환하는 유로로, 상기 제1 막 증류 유닛(310)의 상기 제2 유로(312)와 연결된다. 상기 제3 유체 순환 유로(390) 상에는 상기 제3 유체의 흐름 방향으로, 상기 제2 유로로(312)부터 상기 유체 저장 탱크(383), 제2 펌프(382), 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)이 순차적으로 제공된다.
상기 제2 유로(312)에서 송액된 상기 제3 유체는 상기 유체 저장 탱크(383)에 저장되고, 제2 공급 라인(391) 및 상기 제2 펌프(382)를 통해 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)으로 전달된다.
이하, 상술된 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 제습 동작이 설명된다.
도 7은 도 6의 제습 및 가습 장치의 제습 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 외부 공기, 및 유체들이 흐르는 방향은, 서로 반대되거나, 서로 동일하거나, 또는 서로 교차될 수 있다.
도 7을 참조하면, 팬 또는 펌프(미도시)의 구동으로 습한 외부 공기(a)가 상기 공기 유로(320)를 통해 상기 제1 막 증류 유닛(310)의 상기 제1 유로(311)에 유입된다.
상기 제1 유체 순환 유로 밸브들(330a, 330b, 330c, 330d), 상기 제2 유체 순환 유로 밸브들(370a, 370b), 및 제1 공급 라인 밸브(384a)가 열리고, 상기 제3 유체 순환 유로 밸브들(390a, 390b, 390c, 390d) 및 제2 공급 라인 밸브(391a)가 잠긴다. 이에 따라, 상기 제2 유로(312)에 제1 유체(L1)가 유입된다. 상기 제1 유체(L1)의 분압은 상기 외부 공기(a)의 분압보다 낮다. 이에 따라, 상기 외부 공기(a)가 상기 제1 유로(311)를 흐르는 과정에서 상기 외부 공기(a)에 포함된 수증기(V1)가 상기 제1 분리막(313)의 다공을 통과하여 상기 제2 유로(312)의 상기 제1 유체(L1)으로 흡수된다. 상기 외부 공기(a)와 상기 제1 유체(L1)의 분압차가 클수록 상기 제2 유로(312) 측으로 분리되는 상기 수증기(V1)량이 증가될 수 있다. 상기 외부 공기(a)는 상기 수증기(V1)가 제거된 후 상기 공기 유로(320)를 통해 외부로 배출된다.
상기 수증기(V1)는 상기 제2 유로(312)를 따라 흐르는 상기 제1 유체(L1)에 의해 응축된다. 상기 수증기(V1)는 제1 유체(L1)에 혼합되며, 상기 제2 유로(312)의 유입구에서 유출구측으로 갈수록 상기 수증기(V1)의 잠열에 의해 상기 제1 유체(L1)는 온도가 점차 상승할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 유체(L1)의 분압이 증가될 수 있다.
상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(330)를 따라 흘러 상기 제1 버퍼 탱크(341)에 일시적으로 저장되며, 상기 제1 펌프(342)의 구동으로 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351) 측으로 흐른다. 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)에 의해, 상기 제1 유체(L1)의 온도가 상승한다. 이에 따라, 상기 제1 유체(L1)의 분압이 증가될 수 있다.
상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(330)를 따라 상기 제2 막 증류 유닛(360)의 상기 제3 유로(361)에 유입되고, 상기 제3 유로(361)의 유입구로부터 유출구로 흐른다. 상기 제2 유체(L2)는 상기 제4 유로(362)의 유입구에서 유출구 측으로 흐른다. 상기 열전 소자(350)의 상기 흡열면(352)으로부터 상기 제4 유로(362)로 유입되는 상기 제2 유체(L2)의 온도가, 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)으로부터 상기 제3 유로(361)로 유입되는 상기 제1 유체(L1)의 온도보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 유체(L1)의 분압이, 상기 제2 유체(L2)의 분압보다 높을 수 있다. 상기 제1 유체(L1)와 상기 제2 유체(L2)의 분압 차이에 의해,
상기 제1 유체(L1)에 포함된 수증기(V2)는 상기 제2 분리막(363)을 통과하여 상기 제4 유로(362)측으로 분리되고, 상기 제2 유체(L2)에 의해 응축된다. 상기 제1 유체(L1)는 상기 수증기(V2)의 이동으로 인한 열 손실로 상기 제3 유로(361)의 유입구에서 유출구로 갈수록 온도가 점차 하강하고, 상기 제2 유체(L2)는 상기 수증기(V2)의 잠열에 의해, 상기 제4 유로(362)의 유입구에서 유출구로 갈수록 온도가 점차 상승한다. 이에 따라, 상기 제1 유체(L1)의 분압은 감소되고, 상기 제2 유체(L2)의 분압은 증가될 수 있다.
상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(330)를 따라 상기 열전 소자(350)의 상기 흡열면(352)으로 제공되고, 상기 흡열면(352)에 의해 냉각된다. 이에 따라, 상기 제1 유체(L1)의 분압이 감소될 수 있다. 분압이 감소된 상기 제1 유체(L1)는, 상기 제1 유체 순환 유로(330)를 따라 상기 제1 막 증류 유닛(310)의 상기 제2 유로(312)로 다시 유입된다.
상기 수증기(V2)가 응축된 상기 제2 유체(L2)는 상기 제2 유체 순환 유로(370)를 따라 상기 제2 버퍼 탱크(381)에 일시적으로 저장된다. 상기 제2 버퍼 탱크(381)에 저장된 상기 제2 유체는 상기 제2 펌프(382)에 의해 상기 제2 유체 순환 유로(370)를 따라 상기 열전 소자(350)의 상기 흡열면(352)으로 제공되며, 상기 흡열면(352)에 의해 냉각된다. 이에 따라, 상기 제2 유체(L2)의 분압이 감소될 수 있다. 분압이 감소된 상기 제2 유체(L2)는 상기 제2 유체 순환 유로(370)를 따라 상기 제4 유로(362)에 다시 유입된다. 상기 제2 유체(L2)가 상기 제2 버퍼 탱크(381)에 일정량 이상 채워지면, 상기 제2 유체(L2)는 일부가 상기 제1 공급 라인(384)을 따라 상기 유체 저장 탱크(383)에 저장된다. 사용자는 상기 제2 유체 저장 탱크(383)에 상기 제2 유체(L2)가 가득 채워지면, 상기 제2 유체 저장 탱크(383)를 분리하여 상기 제2 유체(L2)를 비울 수 있다.
상술한 과정으로, 상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 유체 순환 유로(330)를 따라 순환하고, 상기 제2 유체(L2)는 상기 제2 유체 순환 유로(370)를 따라 순환한다. 상기 제1 막 증류 유닛(310)과 상기 제2 막 증류 유닛(360)은 내부 유로(311, 312, 361, 362)를 따라 흐르는 유체의 분압차가 클수록 분리막(313, 363)을 통과하는 수증기(V1, V2)량이 증가한다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 유체(L1)는 상기 흡열면(352)에 의해 냉각되어 상기 제2 유로(312)에 유입되므로, 상기 외부공기(a)와의 분압차가 커진다. 그리고, 상기 제1 유체(L1)는 상기 발열면(351)에 의해 가열되어 상기 제3 유로(361)에 유입되고, 상기 제2 유체(L2)는 상기 흡열면(352)에 의해 냉각되어 상기 제4 유로(362)에 유입되므로, 상기 제2 막 증류 유닛(360)을 흐르는 유체(L1, L2)의 분압차가 커진다. 이에 따라, 상기 제1 막 증류 유닛(310)에서 상기 외부 공기(a)와 상기 제1 유체(L1)의 분압차, 및 상기 제2 막 증류 유닛(320)에서 상기 제1 유체(L1)와 상기 제2 유체(L2)의 분압차가 효율적으로 확보되어, 제습 효율이 향상될 수 있다.
또한, 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)에서 발생한 열은 상기 제1 유체(L1)의 가열에 제공되므로, 외부로 열방출이 예방된다. 이는 열발생으로 인한 주변 장치의 수명이 단축되는 것을 예방하는 것은, 물론 공조공간의 쾌적성을 유지할 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 가습 동작이 설명된다.
도 8은 도 3의 제습 및 가습 장치의 가습 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 외부 공기 및 유체들이 흐르는 방향은, 서로 반대되거나, 서로 동일하거나, 또는 서로 교차될 수 있다.
도 8을 참조하면, 팬 또는 펌프(미도시)의 구동으로 건조한 외부 공기(a)가 상기 공기 유로(320)를 통해, 상기 제1 막 증류 유닛(310)의 상기 제1 유로(311)에 유입된다.
상기 제3 유체 순환 유로 밸브들(390a, 390b, 390c, 390d) 및 제2 공급 라인 밸브(391a)가 열리고, 상기 제1 유체 순환 유로 밸브들(330a, 330b, 330c, 330d), 제2 유체 순환 유로 밸브들(370a, 370b), 및 제1 공급 라인 밸드(384a)가 잠긴다. 이에 따라, 상기 제2 유로(312)에 제3 유체(L3)가 유입된다.
상기 제3 유체(L3)의 분압은 상기 외부 공기(a)의 분압보다 높다. 이에 따라, 상기 외부 공기(a)가 상기 제1 유로(311)를 흐르는 과정에서, 상기 제3 유체(L3)에 포함된 수증기(V1)가 상기 제1 분리막(313)의 기공을 통과하여 상기 제1 유로(311)의 상기 외부 공기(a) 로 흡수된다. 상기 수증기(V1)의 이동으로, 상기 제3 유체(L3)의 분압이 감소된다. 상기 외부 공기(a)와 상기 제3 유체(L3)의 분압차가 클수록 상기 제1 유로(311) 측으로 분리되는 상기 수증기(V1)량이 증가될 수 있다. 상기 수증기(V1)를 포함한 상기 외부 공기(a)는 상기 공기 유로(320)를 통해 외부로 배출된다.
상기 제3 유체(L3)는 상기 제3 유체 순환 유로(390)를 따라 흘러, 상기 유체 저장 탱크(383)에 저장된다. 상기 유체 저장 탱크(383)에 저장된 상기 제3 유체(L3)는 상기 제2 공급 라인(391)을 따라, 상기 제2 펌프(382)에 의해 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)으로 유입된다. 상기 제3 유체(L3)는 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)에 의해 온도가 상승된다. 이에 따라, 상기 제3 유체(L3)의 분압이 증가될 수 있다. 분압이 증가된 상기 제3 유체(L3)는 상기 제1 막 증류 유닛(310)의 상기 제2 유로(312)로 다시 유입된다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치가 설명된다.
상술된 본 발명의 제3 실시 예와 달리, 본 발명의 제4 실시 예에 따르면, 제습 및 가습 장치는, 제3 막 증류 유닛을 더 포함하고, 제습 및 가습을 동시에 수행할 수 있다. 이하, 이를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 개념을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 도 4를 참조하여 설명된 제1 교환부(EX1), 열교환부(TherEX), 및 제2 교환부(EX2) 외에, 제3 교환부(EX3)이 더 제공된다. 상기 제1 교환부(EX1), 상기 열 교환부(TherEX), 및 상기 제2 교환부(EX2)에 의해, 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 제습 동작이 수행될 수 있다.
외부로부터 건조한 공기(DA)가 상기 제3 교환부(EX3)으로 유입될 수 있다. 상기 제3 교환부(EX3)는, 상기 열 교환부(TherEX)로부터 제7 분압을 갖는 제3 유체(L3_P7)를 공급받을 수 있다.
상기 제7 분압을 갖는 제3 유체(L3_P7)과 상기 건조한 공기(DA) 사이의 분압 차이에 의해, 상기 제7 분압을 갖는 제3 유체(L3_P7)에서 상기 건조한 공기(DA)로 수증기가 이동될 수 있다. 이에 따라, 상기 건조한 공기(DA)는 습한 공기(HA)로 변환되고, 상기 제7 분압을 갖는 제3 유체(L3_P7)는 상기 제7 분압보다 낮은 제8 분압을 갖는 제3 유체(L3_P8)로 변환될 수 있다.
상기 열 교환부(TherEX)는 상기 제3 교환부(EX3)로부터 상기 제8 분압을 갖는 제3 유체(L3_P8)를 공급받는다. 상기 열 교환부(TherEX)는, 상기 제8 분압을 갖는 제3 유체(L3_P8)를 상기 제8 분압보다 높은 제7 분압을 갖는 제3 유체(L3_P7)로 변환하고, 상기 제7 분압을 갖는 제3 유체(L3_P7)를 상기 제3 교환부(EX3)로 공급할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 교환부(EX1)에서 외부 공기는 제습되고, 상기 제3 교환부(EX3)에서 외부 공기는 가습될 수 있다. 상기 제1 교환부(EX1) 및 상기 제3 교환부(EX3)는 서로 다른 공간에 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치의 제습 및 가습 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치(300a)는, 도 3을 참조하여 설명된 제1 막 증류 유닛(310), 공기 유로(320), 제1 유체 순환 유로(330), 제1 버퍼 탱크(341), 제1 펌프(342), 열전 소자(350), 제2 막 증류 유닛(360), 제2 유체 순환 유로(370), 제2 버퍼 탱크(381), 제2 펌프(382), 유체 저장 탱크(383), 및 제3 유체 순환 유로(390) 외에, 제3 막 증류 유닛(310a)을 더 포함할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제1 유체(L1)는 상기 제1 막 증류 유닛(310), 상기 열전 소자(350) 및 상기 제2 막 증류 유닛(360)를 순환하며, 상기 제1 막 증류 유닛(310)에서 외부 공기(a)는 제습될 수 있다.
상기 제3 막 증류 유닛(310a)은, 외부 공기가 유입되는 제5 유로(311a), 상기 제3 유체 순환 유로(390)와 연결된 제6 유로(312a), 및 상기 제5 및 제6 유로들(311a, 312a)을 구획하는 제3 분리막(313a)을 포함한다.
상기 제3 유체(L3)는 상기 제6 유로(312a)에 유입되고, 건조한 외부 공기(b)는 상기 제5 유로(311a)에 유입된다. 상기 제3 유체(L3)의 분압은 상기 외부 공기(b)보다 높다. 이에 따라, 상기 제3 유체(L3)에 포함된 수증기(V3)가 상기 외부 공기(b)로 이동되어, 상기 외부 공기(b)가 가습될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 유체(L3)의 분압이 감소될 수 있다.
상기 제3 막 증류 유닛(310a)에서 유출된 분압이 감소된 상기 제3 유체(L3)는, 유체 저장 탱크(383)를 거쳐, 상기 열전 소자(350)의 상기 발열면(351)에서 분압이 증가된 후, 상기 제3 막 증류 유닛(310a)의 상기 제6 유로(312a)로 다시 유입될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제3 유체(L3)는 상기 제3 막 증류 유닛(310a) 및 상기 열전 소자(350)를 순환하며, 상기 제3 막 증류 유닛(310a)에서 외부 공기(b)는 가습될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 제습 및 가습 장치는, 가정용, 또는 산업용 등으로 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 기술적 사상이 다양한 공조 장치에 활용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

Claims (20)

  1. 유입된 외부공기가 흐르는 제1유로와, 제1유체가 흐르는 제2유로가 제1분리막에 의해 구획되고, 상기 외부공기에 포함된 수증기가 상기 제1분리막을 통과하여 상기 제2유로측으로 분리되는 제1막증류 유닛;
    상기 제2유로에서 유출된 상기 제1유체가 흐르는 제3유로와, 제2유체가 흐르는 제4유로가 제2분리막에 의해 구획되고, 상기 제1유체에서 발생된 증기가 상기 제2분리막을 통과하여 제4유로측으로 분리되는 제2막증류 유닛;
    흡열면과 발열면을 갖는 열전 소자; 및
    상기 제2유로에서 유출된 상기 제1유체가 상기 발열면을 거쳐 상기 제3유로에 유입되고, 상기 제3유로에서 유출된 상기 제1유체가 상기 흡열면을 거쳐 상기 제2유로에 재유입되는 제1유체 순환 라인을 포함하는 제습 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2유로와 상기 발열면 사이 구간에서 상기 제1유체 순환 라인에 설치되는 버퍼 탱크; 및
    상기 버퍼 탱크와 상기 발열면 사이 구간에서 상기 제1유체 순환 라인에 설치되는 펌프를 더 포함하는 제습 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4유로에서 유출된 상기 제2유체가 상기 흡열면을 거쳐 상기 제4유로에 재유입되는 제2유체 순환 라인;
    상기 제4유로와 상기 흡열면의 사이 구간에서 상기 제2유체 순환 라인 상에 제공되며, 상기 제4유로에서 배출된 상기 제2유체를 수용하는 버퍼 탱크; 및
    공급라인을 통해 상기 버퍼 탱크와 연결되며, 상기 버퍼 탱크에 담긴 상기 제2유체를 저장하는 제2유체 저장 탱크를 더 포함하는 제습 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡열면은 상기 제2유로에 유입되는 상기 제1유체를 냉각하고,
    상기 발열면은 상기 제3유로에 유입되는 상기 제1유체를 가열하는 제습장치.
  5. 외부 공기에 포함된 수증기가 제1막증류 유닛의 제1분리막을 통과하여 제1유체에 응축되고,
    상기 제1막증류 유닛에서 유출된 상기 제1유체가 열전소자의 발열면에서 거쳐, 제2막증류 유닛으로 유입되고,
    상기 제2막증류 유닛의 제2분리막 표면에서 발생한 상기 제1유체의 증기가 상기 제2분리막을 통과하여 제2유체에 응축되며,
    상기 제2막증류 유닛에서 유출된 상기 제1유체는 상기 열전소자의 흡열면을 거쳐 상기 제1막증류 유닛으로 재유입되는 제습 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 열전소자의 흡열면에서 상기 제1유체는 냉각되고,
    상기 열전소자의 발열면에서 상기 제1유체는 가열되는 제습 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2막증류 유닛에서 유출된 상기 제2유체의 일부는 상기 열전소자의 흡열면을 거쳐 냉각된 후 상기 제2막증류 유닛으로 재유입되고, 나머지는 제2유체 저장 탱크로 유입되는 제습 방법.
  8. 제1 유체와 외부 공기의 분압 차이에 의해 상기 제1 유체와 상기 외부 공기 사이에 증기가 교환되는 제1 교환부; 및
    상기 제1 교환부로 제1 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급하고, 상기 제1 교환부로부터 상기 제1 분압과 다른 제2 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급받는 열 교환부를 포함하는 제습 및 가습 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 분압은, 상기 제1 분압보다 크고,
    상기 제1 교환부에서, 상기 외부 공기의 증기가, 상기 제1 유체로 이동되는 것을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 열 교환부로부터 상기 제2 분압보다 높은 제3 분압을 갖는 상기 제1 유체를 공급받고, 상기 열 교환부로 상기 제3 분압보다 낮은 제4 분압을 갖는 상기 제1 유체를 상기 열 교환부로 공급하는 제2 교환부를 더 포함하는 제습 및 가습 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 열 교환부는, 상기 제2 교환부로부터 공급된 상기 제4 분압을 갖는 상기 제1 유체의 분압을 상기 제4 분압보다 낮은 상기 제1 분압으로 변환시켜, 상기 제1 분압을 갖는 상기 제1 유체를 상기 제1 교환부로 공급하는 것을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 교환부는, 상기 열 교환부로부터 공급된 상기 제3 분압보다 낮은 제5 분압을 갖는 제2 유체와 상기 제3 분압을 갖는 상기 제1 유체 사이에 증기를 교환하여, 상기 제5 분압보다 높은 제6 분압을 갖는 상기 제2 유체를 상기 열 교환부로 공급하는 것을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 열 교환부는, 상기 제2 교환부로부터 공급된 상기 제6 분압을 갖는 상기 제2 유체의 분압을 상기 제5 분압으로 변환시켜, 상기 제5 분압을 갖는 상기 제2 유체를 상기 제2 교환부로 공급하는 것을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    제3 유체와 외부 공기 사이에 증기가 교환되는 제3 교환부를 더 포함하는 제습 및 가습 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 열 교환부는, 상기 제3 교환부로 제7 분압을 갖는 상기 제3 유체를 공급하고, 상기 제3 교환부로부터 상기 제7 분압보다 낮은 제8 분압을 갖는 상기 제3 유체를 공급받는 제습 및 가습 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제3 교환부는, 상기 제1 교환부와 다른 공간에 배치되는 것을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  17. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 분압은, 상기 제1 분압보다 낮고,
    상기 제1 교환부에서, 상기 제1 유체의 증기가, 상기 외부 공기로 이동되는 것을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  18. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 교환부는, 막 증류 유닛을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  19. 제8 항에 있어서,
    상기 열 교환부는, 상기 제1 유체의 온도를 조절하여, 상기 제1 유체의 분압을 조절하는 것을 포함하는 제습 및 가습 장치.
  20. 제8 항에 있어서,
    상기 열 교환부는, 열전 소자를 포함하는 제습 및 가습 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109012200A (zh) * 2018-09-21 2018-12-18 华南理工大学 一种集成半导体热泵的多级膜组件及其在膜蒸馏中的应用
CN109999926A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 上海利正卫星应用技术有限公司 防结霜高低温交变湿热试验箱
RU2701225C1 (ru) * 2019-06-13 2019-09-25 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Термоэлектрическая установка с аккумуляцией тепла для осушения воздуха помещений сельскохозяйственного назначения

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017173239A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Oceaneering International, Inc. Membrane microgravity air conditioner
CN111278539B (zh) * 2017-08-29 2022-11-04 戴斯分析公司 膜蒸发增强型蒸汽冷凝器
RU2673002C1 (ru) * 2018-03-02 2018-11-21 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Термоэлектрическая установка осушения воздуха помещений сельскохозяйственного назначения

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1151421A (ja) * 1997-08-05 1999-02-26 Daikin Ind Ltd 外気処理装置
KR100834191B1 (ko) * 2007-07-10 2008-05-30 이성수 열전소자를 이용한 제습기
KR20110053964A (ko) * 2008-07-18 2011-05-24 멘투스 홀딩 아게 공간에 공급되는 공기를 원하는 온도 및 원하는 습도로 처리하기 위한 방법 및 장치
JP2013064550A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Daikin Industries Ltd 空調システム
KR20130111575A (ko) * 2010-10-29 2013-10-10 에이에이에이 워터 테크놀러지스 아게 가스를 건조 및/또는 냉각하기 위한 장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1808982A (en) * 1926-04-14 1931-06-09 Ind Dryer Corp Air conditioner
US2290465A (en) * 1939-04-20 1942-07-21 Robert B P Crawford Air conditioning system
US5218833A (en) * 1992-03-11 1993-06-15 Bend Research, Inc. Temperature and humidity control in a closed chamber
US5985005A (en) * 1994-10-13 1999-11-16 Mizobe; Kunitaka Dehumidifying device
JP3544621B2 (ja) * 1998-06-24 2004-07-21 株式会社九州山光社 水蒸気移動制御装置
JP3668846B2 (ja) * 2001-07-18 2005-07-06 ダイキン工業株式会社 吸着素子及び空気調和装置
JP2003161465A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Daikin Ind Ltd 調湿装置
US6610122B1 (en) * 2002-04-30 2003-08-26 Hamilton Sundstrand Corp. Water recuperation for a carbon dioxide (CO2) removal system
KR100491547B1 (ko) 2003-07-16 2005-05-25 박성백 열전소자를 이용한 자동제어 제습기
ATE347076T1 (de) * 2003-10-01 2006-12-15 Imes Man Ag Vorrichtung zur entfeuchtung von raumluft
JP2006006989A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Anest Iwata Corp 中空糸膜式エアドライヤ
KR100801715B1 (ko) 2006-09-05 2008-02-15 아산엔텍 주식회사 공조설비의 습도조절 장치
US8459618B2 (en) * 2007-10-22 2013-06-11 Smc Corporation Humidity conditioning air system for pneumatically driven device
KR100934316B1 (ko) 2008-04-11 2009-12-29 이규철 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치
KR20110060518A (ko) 2009-11-30 2011-06-08 웅진코웨이주식회사 가습 및 제습기능을 갖는 공기청정기
DE102010001966A1 (de) * 2010-02-16 2011-08-18 Robert Bosch GmbH, 70469 Hybridsystem sowie Verfahren zur Luftversorgung eines Hybridsystems
JP5327371B2 (ja) * 2011-09-16 2013-10-30 ダイキン工業株式会社 調湿用モジュールおよび調湿装置
EP2797677A1 (en) * 2011-12-27 2014-11-05 Dow Corning Corporation High free volume siloxane compositions useful as membranes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1151421A (ja) * 1997-08-05 1999-02-26 Daikin Ind Ltd 外気処理装置
KR100834191B1 (ko) * 2007-07-10 2008-05-30 이성수 열전소자를 이용한 제습기
KR20110053964A (ko) * 2008-07-18 2011-05-24 멘투스 홀딩 아게 공간에 공급되는 공기를 원하는 온도 및 원하는 습도로 처리하기 위한 방법 및 장치
KR20130111575A (ko) * 2010-10-29 2013-10-10 에이에이에이 워터 테크놀러지스 아게 가스를 건조 및/또는 냉각하기 위한 장치
JP2013064550A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Daikin Industries Ltd 空調システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109012200A (zh) * 2018-09-21 2018-12-18 华南理工大学 一种集成半导体热泵的多级膜组件及其在膜蒸馏中的应用
CN109999926A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 上海利正卫星应用技术有限公司 防结霜高低温交变湿热试验箱
CN109999926B (zh) * 2019-04-26 2021-07-06 上海利正卫星应用技术有限公司 防结霜高低温交变湿热试验箱
RU2701225C1 (ru) * 2019-06-13 2019-09-25 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Термоэлектрическая установка с аккумуляцией тепла для осушения воздуха помещений сельскохозяйственного назначения

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