KR100459675B1 - 항온항습장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항온항습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급기공기는 제습된 냉각공기와 열교환을 이루어 예냉이 이루어진 후 상기 제습냉각기에 의해 냉각되어 제습되도록 하고, 이 제습된 냉각공기는 급기공기와 열교환을 이루어 예열이 이루어진 상태로 온습도 조절이 이루어질 수 있도록 구성함으로써 에너지 소비의 현저한 절감 효과는 물론 이로인해 보다 경제적인 항온항습의 운전이 이루어질 수 있도록 한 항온항습장치에 관한 것으로서, 이는 일측에 외기 흡입구(2) 및 리턴공기 흡입구(4)가 형성되고, 타측에는 크린 룸(13)과 연결된 토출구(3)가 형성된 기기본체(1)를 구비하고, 상기 기기본체(1) 내부에는 냉각코일(51) 및 가열코일(52)과 가습 분무장치(53), 송풍기(54)가 구비됨에 있어서, 상기 냉각코일(51) 및 가열코일(52)과 가습 분무장치(53), 송풍기(54)로 구성된 온습도조절부(5)와 구분되게 구획벽(6)으로 분리되어 제습냉각기(7)를 포함하고, 상기 제습냉각기(7)의 전방측에는 상기 외기 흡입구(2)에서 제습냉각기(7) 측으로 통하는 입구A(81) 및 출구A(82)와 상기 입구A(81) 및 출구A(82)와 교차되게 상기 제습냉각기(7)에서 온습도조절부(5) 측으로 통하는 입구B(83) 및 출구B(84)를 갖는 판형 열교환기(8)가 구비됨으로써 에너지 소비의 현저한 절감 효과를 가져오게 되고, 이로 인해 보다 경제적인 항온항습의 운전이 이루어질 수 있는 이점이 있다.

Description

항온항습장치{Constant temperature/humidity device}
본 발명은 항온항습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급기공기는 제습된 냉각공기와 열교환을 이루어 예냉이 이루어진 후 상기 제습냉각기에 의해 냉각되어 제습되도록 하고, 이 제습된 냉각공기는 급기공기와 열교환을 이루어 예열이 이루어진 상태로 온습도 조절이 이루어질 수 있도록 구성함으로써 에너지 소비의 현저한 절감 효과는 물론 이로인해 보다 경제적인 항온항습의 운전이 이루어질 수 있도록 한 항온항습장치에 관한 것이다.
일반적으로 온도 및 습도에 민감한 각종 기기 또는 장비들은 온도 및 습도를 항상 일정한 값으로 유지시키는 항온항습기가 설치된 크린 룸에 수용되어 관리되고 있는 것으로서, 이러한 항온항습기는 통상적으로 도 1에 도시된 바와같은 구성으로 이루어진다.
도 1은 종래 항온항습기의 기술적 구성을 보인 개략 구성도로서, 이에 도시된 바와같이 종래의 항온항습기는 일측 외기 흡입구(2)를 통해 외기가 흡입되어 열교환된 후, 타측 토출구(3)를 통해 열교환된 공조공기가 토출될 수 있도록 기기본체(1)를 구성하고, 상기 기기본체(1)는 크린 룸(13)과 연결되어 열교환된 공조공기가 기기본체(1)에서 크린 룸(13) 측으로 공급될 수 있도록 구성되어 있으며, 배기되는 크린 룸(13) 내부의 일부 순환공기는 다시 기기본체(1)의 리턴공기 흡입구(4)를 통해 상기 기기본체(1) 내부로 재흡입되어 외기와 함께 열교환된 상태로 크린 룸(13) 측으로 열교환된 공조공기가 공급되는 식으로 연속 반복적으로 행해진다.그리고 기기본체(1) 내부에는 흡입된 공기를 냉각에 의해 제습하는 제습용 냉각코일(51)과, 상기 냉각코일(51)에 의해 과냉각된 공조공기를 다시 적정 온도로 재열하는 재열용 가열코일(52)과, 상기 제습용 냉각코일(51) 및 재열용 가열코일(52)과 열교환된 공조공기의 부적절한 습도를 분무를 통해 그 공조공기를 적정 습도로 가습하는 가습 분무장치(53)와, 열교환된 공조공기를 강제순환시키는 송풍기(54)이 순차 배설되는 것으로 구성되어 있다.이와같은 항온항습기를 이용한 공조공기의 온도 및 습도는 통상적으로 실내온도 22℃ 및 상대습도 50%를 유지하도록 설정되는 것으로서, 제습운전시 외기 흡입구(2)를 통해 기기본체(1) 내부로 흡입된 외기는 재습용 냉각코일(51)에 의해 설정된 실내습도의 노점온도 이하, 즉 12℃까지 냉각됨으로써 과냉각되므로 이 과냉각된 공조공기는 다시 재열용 가열코일(52)에 의해 곧바로 설정 실내온도 22℃까지 재열하는 과정이 요구되는 것이며, 이로인해 냉각과 가열의 상반된 작용으로 인한 과도한 에너지 소비를 초래하게 됨으로써 에너지 효율성 저하 및 경제성 상실를 초래하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 급기공기는 제습된 냉각공기와 열교환을 이루어 예냉이 이루어진 후 상기 제습냉각기에 의해 냉각되어 제습되도록 하고, 이 제습된 냉각공기는 급기공기와 열교환을 이루어 예열이 이루어진 상태로 온습도 조절이 이루어질 수 있도록 구성함으로써 에너지 소비의 현저한 절감 효과는 물론 보다 경제적인 항온항습의 운전이 이루어질 수 있도록 하는데 있다.또한, 본 발명은 습도가 높은 하절기는 물론 습도가 낮은 동절기나 봄, 가을에 겸용으로 항온항습 운전이 이루어질 수 있도록 하는데 있다.이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 일측에 외기 흡입구 및 리턴공기 흡입구가 형성되고, 타측에는 크린 룸과 연결된 토출구가 형성된 기기본체를 구비하고, 상기 기기본체 내부에는 냉각코일 및 가열코일과 가습 분무장치, 송풍기가 구비됨에 있어서, 상기 냉각코일 및 가열코일과 가습 분무장치, 송풍기로 구성된 온습도조절부와 구분되게 구획벽으로 분리되어 제습냉각기를 포함하고, 상기 제습냉각기의 전방측에는 상기 외기 흡입구에서 제습냉각기 측으로 통하는 입구A 및 출구A와 상기 입구A 및 출구A와 교차되게 상기 제습냉각기에서 온습도조절부 측으로 통하는 입구B 및 출구B를 갖는 판형 열교환기가 구비된 것을 특징으로 한 항온항습장치가 제공된다.또한, 본 발명은 상기 외기 흡입구와 판형 열교환기 사이에 온습도조절부와 통하는 바이패스 급기통로가 형성되고, 상기 바이패스 급기통로에는 외기 흡입구 측의 급기온습도감지기에 의해 개폐가 제어되는 급기바이패스 조절댐퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 항온항습기의 기술적 구성을 보인 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 항온항습장치의 개략 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 외기의 온도변화를 보인 예시도.
*도면의주요부분에대한부호의설명
1:기기본체 2:외기 흡입구
3:토출구 4:리턴공기 흡입구
5:온습도조절부
51:냉각코일 52: 가열코일
53:가습 분무장치 54:송풍기
6:구획벽 7:제습냉각기
8:판형 열교환기81:입구A 82:출구A83:입구B 84:출구B9:바이패스 급기통로 10:급기온습도감지기11:급기바이패스 조절댐퍼 12:공기온습도감지기13:크린 룸 14:실내온습도감지기
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 항온항습장치의 개략 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 일측으로 외기 흡입구(2)가 형성되어 있고 타측으로 토출구(3)가 형성된 기기본체(1)가 구비되고, 상기 기기본체(1)의 토출구(3)는 크린 룸(13)과 연결되어 열교환된 공조공기의 급기가 이루어질 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 크린 룸(13)에서 배기되는 일부 내부순환공기는 다시 기기본체(1)에 형성된 리턴공기 흡입구(4)를 통해 기기본체(1) 내부로 유입될 수 있게 구성되어 있다.
그리고 상기 기기본체(1) 내부는 구획벽(6)에 의해 상.하로 분리 구성되어 있으며, 상기 구획벽(6)의 하부측에는 냉각코일(51) 및 가열코일(52)과 가습 분무장치(53) 및 송풍기(54)를 포함하는 통상의 온습도조절부(5)가 형성되고, 구획벽(6)의 상부측에는 제습냉각기(7)가 구비되어 있는 것으로서, 상기 제습냉각기(7)는 제습전용으로 사용된다.
또한, 상기 제습냉각기(7)의 전방측에는 외기 흡입구(2)에서 제습냉각기(7)측으로 통하는 입구A(81) 및 출구A(82)가 형성되고 상기 제습냉각기(7)에서 온습도 조절부(5) 측으로 통하는 입구B(83) 및 출구B(84)가 서로 교차되게 분리된 유로를 갖는 판형 열교환기(8)가 구비된다.
상기 판형 열교환기(8)는 두 개의 분리된 유로를 구성하도록 다수의 전열판이 결합된 것에 의해 완전한 구성을 이루면서 온도가 서로 다른 두 유체의 온도차를 이용하여 고온유체의 에너지를 저온유체에 공급하여 저온유체를 필요로 하는 온도로 열교환하는 장치로서, 이는 용도 및 형태에 따라 그 종류가 다양한 주지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이와함께 상기 외기 흡입구(2)와 판형 열교환기(8) 사이에는 외기 흡입구(2)에서 온습도조절부(5)로 통하는 바이패스 급기통로(9)가 형성되는 것이며, 상기 바이패스 급기통로(9)에는 외기 흡입구(2) 측에 설치되는 급기온습도감지기(10)에 의해 개폐가 제어되는 급기바이패스 조절댐퍼(11)가 형성된다. 여기서, 미설명 부호 12는 공기온습도감지기이고, 14는 실내온습도감지기이다.
다음은 상기한 바와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명한다.
먼저, 습기가 많은 하절기의 경우에는 온습도조절부(5)와 통하는 바이패스 급기통로(9)에 설치된 급기바이패스 조절댐퍼(11)가 폐쇄된다. 이러한 상태에서 외기 흡입구(2)를 통해 기기본체(1) 내부로 유입된 공기는 판형 열교환기(8)의 입구A(81) 및 출구A(82)를 통해 제습냉각기(7) 측으로 급기되고, 이 공급된 외기는 상기 제습냉각기(7)와 열교환되면서 냉각 및 제습되어 다시 판형 열교환기(8)의 입구B(83) 및 출구B(84)를 통해 온습도조절부(5) 측으로 공급되는 것을 연속 반복적으로 행하게 된다.이때, 상기 판형 열교환기(8)의 입구A(81) 및 출구A(82)를 통해 제습냉각기(7) 측으로 공급되는 외기는 상기 제습냉각기(7)에서 냉각 제습된 상태로 판형 열교환기(8)의 입구B(83) 및 출구B(84)를 통해 온습도조절부(5) 측으로 급기되는 저온공기와 열교환이 이루어지면서 예냉된다.또한 상기 제습냉각기(7)에 의해 냉각 제습된 상태로 판형 열교환기(8)의 입구B(83) 및 출구B(84)를 통과하는 저온공기는 상기 판형 열교환기(8)의 입구A(81) 및 출구A(82)를 통과하는 고온공기와 열교환을 이루면서 예열되는 것이다.따라서 상기 제습냉각기(7)는 예냉된 외기에 대한 냉각을 수행하게 되므로 외기를 직접 노점온도 이하로 냉각하는 것보다 에너지 소비가 절감되는 것이며, 가열코일(52)은 예열된 외기에 대한 가열이 이루어지므로 노점온도 이하로 냉각된 외기를 직접 가열하는 것보다 상승된 에너지 소비의 절감효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.그리고 습도가 낮은 동절기나 봄, 가을의 경우에는 외기 흡입구(2)를 통해 기기본체(1) 내부로 유입되는 외기의 습도를 상기 외기 흡입구(2) 측에 장착된 급기온습도감지기(10)가 감지하게 되는데, 이때 그 감지된 습도의 값이 그 설정값 이하이면, 외기 흡입구(2)에서 온습도조절부(5) 측으로 통하는 바이패스 급기통로(9)의 급기바이패스 조절댐퍼(11)가 개방되는 것이며, 이 개방으로 인해 외기 흡입구(2)를 통해 기기본체(1) 내부로 유입된 외기는 직접 온습도조절부(5) 측으로 급기되는 것이다.이렇게 온습도조절부(5) 측으로 공급된 외기는 온도가 낮은 경우 가열코일(52)에 의해 기준값에 해당하는 온도로 가열되는 것이며, 온도가 높은 경우에는 냉각코일(51)에 의해 기준값에 해당하는 온도로 냉각되고, 습도가 낮은 경우에는 가습 분무장치(53)에 의해 기준값에 해당하는 습도로 가습하게 됨으로써 항상 기준 온습도를 유지할 수 있게 되는 것이다.도 3은 본 발명에 의한 외기의 온도변화를 보인 예시도로서, 이는 설정 실내온도 및 상대습도를 22℃ 및 50% 기준으로 한 경우, 흡입된 30℃의 외기는 제습냉각기(7)에 의해 노점온도 이하의 12℃로 냉각되어 제습되는 것이며, 이 제습된 12℃의 공조공기가 판형 열교환기(8)의 입구B(83)에서 출구B(84)로 통과하는 것에 의해 상기 판형 열교환기(8)의 입구A(81)에서 출구A(82) 측을 통과하는 30℃의 외기가 상기 12℃의 외기와 열교환을 이루면서 상기 30℃의 외기는 21℃로 예냉되는 것이며, 상기 12℃의 제습된 공조공기는 21℃로 온도가 상승되면서 예열된 후, 각각 제습냉각기(7)와 온습도조절부(5) 측으로 공급되는 것이다.따라서, 제습냉각기(7)는 30℃에서 21℃로 예냉된 외기를 냉각 및 제습하게 되므로 기존에 30℃를 12℃로 냉각하는데 필요한 에너지 소비보다 50%의 에너지 절감효과를 얻게 되는 것이다. 즉, 30℃에서 12℃로 냉각하는데 18℃에 해당하는 에너지 소비가 이루어지는데 반해, 21℃에서 12℃로 냉각하는데 9℃에 해당하는 에너지 소비가 이루어짐으로써 50%의 에너지 절감효과를 얻게 되는 것이다.그리고 가열코일(52)은 12℃에서 21℃로 예열된 공조공기를 가열하게 되므로, 기존에 12℃를 22℃로 가열하는데 필요한 에너지 소비보다 에너지 절감효과를 얻게 되는 것이다. 즉 12℃에서 22℃로 가열하는데 10℃에 해당하는 에너지 소비가 이루어지는데 반해, 21℃에서 22℃로 가열하는데 1℃에 해당하는 에너지 소비가 이루어짐으로써 상당한 에너지 절감효과를 얻게 되는 것이다.한편, 상기한 바와같이 변화되는 온도값은 이해를 돕기 위해 예시된 것에 불과하고, 실제값은 공기 엔탈피 값으로 계산시 다소 차이가 있을 수 있다.
상술한 바와같이 본 발명은 판형 열교환기에 의해 급기공기는 제습된 냉각공기와 열교환을 이루어 예냉이 이루어진 후 상기 제습냉각기에 의해 냉각되어 제습되도록 하고, 이 제습된 냉각공기는 급기공기와 열교환을 이루어 예열이 이루어진 상태로 온습도 조절이 이루어질 수 있도록 구성함으로써 에너지 소비의 현저한 절감 효과를 가져오게 되고, 이로인해 보다 경제적인 항온항습의 운전이 이루어질 수 있는 이점이 있다.또한, 본 발명은 기기본체의 외기 흡입구에서 온습도조절부 측으로 직접 통하는 바이패스 급기통로를 형성하고, 상기 바이패스 급기통로에는 외기 흡입구 측에 장착된 급기온습도감지기에 의해 개폐가 제어되는 급기바이패스 조절댐퍼가 형성됨으로써 습기가 많은 하절기는 물론 습도가 낮은 동절기나 봄, 가을에 겸용으로 항온항습 운전이 이루어질 수 있는 효과도 갖게 된다.

Claims (4)

  1. 일측에 외기 흡입구(2) 및 리턴공기 흡입구(4)가 형성되고, 타측에는 크린 룸(13)과 연결된 토출구(3)가 형성된 기기본체(1)를 구비하고, 상기 기기본체(1) 내부에는 냉각코일(51) 및 가열코일(52)과 가습 분무장치(53), 송풍기(54)가 구비됨에 있어서,
    상기 냉각코일(51) 및 가열코일(52)과 가습 분무장치(53), 송풍기(54)로 구성된 온습도조절부(5)와 구분되게 구획벽(6)으로 분리되어 제습냉각기(7)를 포함하고, 상기 제습냉각기(7)의 전방측에는 상기 외기 흡입구(2)에서 제습냉각기(7) 측으로 통하는 입구A(81) 및 출구A(82)와 상기 입구A(81) 및 출구A(82)와 교차되게 상기 제습냉각기(7)에서 온습도조절부(5) 측으로 통하는 입구B(83) 및 출구B(84)를 갖는 판형 열교환기(8)가 구비된 것을 특징으로 한 항온항습장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외기 흡입구(2)와 판형 열교환기(8) 사이에 온습도조절부(5)와 통하는 바이패스 급기통로(9)를 형성하고, 상기 바이패스 급기통로(9)에는 외기 흡입구(2)측의 급기온습도감지기(10)에 의해 개폐가 제어되는 급기바이패스 조절댐퍼(11)가 구비된 것을 특징으로 한 항온항습장치.
  3. 삭제
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