KR100770095B1 - 흡착열교환기 - Google Patents

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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

흡착열교환기(20)가 핀 튜브형 열교환기로 구성된다. 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 상류 쪽에서 하류 쪽을 향해 차례로, 제 1 관열(管列)(41)과 제 2 관열(42)과 제 3 관열(43)이 형성된다. 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 관열(41)을 포함하는 제 1 열 부분(21)과, 제 2 관열(42)을 포함하는 제 2 열 부분(22)과, 제 3 관열(43)을 포함하는 제 3 열 부분(23)이 형성된다. 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 열 부분(21)의 핀(30) 위에 제 1 흡착층(36)이, 제 2 열 부분(21)의 핀(30) 위에 제 2 흡착층(37)이, 제 3 열 부분(23)의 핀(30) 위에 제 3 흡착층(38)이 각각 형성된다. 흡착층에 함유되는 흡착제의 양은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38)의 순으로 많아진다.

Description

흡착열교환기{ADSORPTION HEAT EXCHANGER}
본 발명은, 통과하는 공기를 핀 표면에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기에 관한 것이다.
종래, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 핀이나 전열관(傳熱管)의 표면에 흡착제를 담지하는 흡착열교환기가 알려져 있다. 또 이 특허문헌 1에는, 2개의 흡착열교환기를 이용한 제습장치가 개시되어 있다. 이 제습장치에서는, 흡착측의 흡착열교환기에 냉각탑에서 냉각된 냉각수를 공급하며, 재생측의 흡착열교환기에 온열공급원으로부터의 온수를 공급한다. 이 제습장치는, 제 1 흡착열교환기가 흡착측이 되며 제 2 흡착열교환기가 재생측이 되는 동작과, 제 1 흡착열교환기가 재생측이 되며 제 2 흡착열교환기가 흡착측이 되는 동작을 교대로 반복한다. 그리고 이 제습장치는, 흡착측의 흡착열교환기에서 공기를 제습하며, 재생측의 흡착열교환기에서 흡착제를 재생한다.
상기 제습장치의 동작에 대해, 제 1 흡착열교환기에 냉각수가 공급되며 제 2 흡착열교환기에 온수가 공급되는 상태를 예로 설명한다. 제 1 흡착열교환기를 통과하는 공기는, 핀 사이를 통과하는 과정에서 수분이 흡착제에 탈취되어 제습된다. 제 1 흡착열교환기의 전열관 내를 흐르는 냉각수는, 공기 중의 수분이 흡착제로 흡 착될 때에 발생하는 흡착열을 흡열한다. 한편, 제 2 흡착열교환기에서는, 전열관 내를 흐르는 온수에 의해, 흡착제나 핀 사이를 통과하는 공기가 가열된다. 그리고 제 2 흡착열교환기에서는, 흡착제로부터 수분이 탈리되어, 이 탈리된 수분이 핀 사이를 통과하는 공기에 부여된다.
[특허문헌 1 : 일본 특개평 7-265649호 공보]
발명의 개시
[발명이 해결하고자 하는 과제]
전술한 바와 같이, 흡착측의 흡착열교환기에 공급된 공기는, 핀 사이를 통과하는 과정에서 점차 수분이 탈취되어간다. 즉, 흡착측의 흡착열교환기를 통과하는 공기는, 핀 사이를 통과하는 과정에서 절대습도가 점차 저하되며, 이에 수반하여 상대습도도 점차 저하되어간다. 그리고 일반적으로는, 공기의 상대습도가 낮아질수록, 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되기 어려워진다. 이 때문에 종래의 흡착열교환기에서는, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분에 비해 공기흐름의 하류 쪽에 위치하는 부분에 흡착되는 수분량이 적다. 그리고 흡착열교환기에서의 수분 흡착량이 불균일하는 것에 기인하여, 흡착열교환기에서의 수분 흡착성능이 충분히 발휘되지 않는다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 흡착열교환기에서의 수분 흡착성능을 충분히 발휘시키는 데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제 1 발명은, 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기를 대상으로 한다. 그리고 상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고, 상기 상류측 부분(26)부터 상기 하류측 부분(27)에 걸친 상기 핀(30)에 대한 수분의 흡착량이 평균화되도록 구성된 것이다.
제 2 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 핀(30)의 표면에는 흡착제를 갖는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 상기 흡착층(36, 38)의 정적(靜的) 성능을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 것이다.
제 3 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 핀(30)에 담지된 흡착제의 양을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 것이다.
제 4 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 핀(30)의 표면에는 흡착제와 바인더(binder)의 혼합물로 구성되는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 상기 흡착층(36, 38)에서의 흡착제와 바인더의 질량 비율을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 것이다.
제 5 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 핀(30)에 흡착제로서 담지된 물질을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 것이다.
제 6 발명은, 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과, 이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기를 대상으로 한다. 그리고 상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고, 상기 핀(30)의 표면에는 흡착제를 갖는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편, 상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 상기 흡착층(36, 38)의 정적 성능이 높아지는 것이다.
제 7 발명은, 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과, 이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기를 대상으로 한다. 그리고 상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고, 상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 상기 핀(30)에 담지된 흡착제의 양이 많아지는 것이다.
제 8 발명은, 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과,이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기를 대상으로 한다. 그리고 상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고, 상기 핀(30)의 표면에는 흡착제와 바인더의 혼합물로 구성되는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편, 상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 상기 흡착층(36, 38)에서의 흡착제의 질량 비율이 커지는 것이다.
제 9 발명은, 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과,이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기를 대상으로 한다. 그리고 상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고, 상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 정적 성능이 높은 흡착제가 상기 핀(30)에 담지되는 것이다.
-작용-
상기 각 발명에서는, 전열관(40)과 핀(30)이 흡착열교환기(20)에 설치된다. 핀(30)의 표면에는 흡착제가 담지된다. 핀(30) 표면의 흡착제는, 흡착열교환기(20)를 통과하는 공기와 접촉한다. 여기서, 이 흡착열교환기(20)에서는, 핀(30)의 표면에만 흡착제를 담지시켜도 되며, 예를 들어 핀(30)의 표면과 전열관(40)의 표면에 흡착제를 담지시켜도 된다. 흡착열교환기(20)는, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)이 되며, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)이 된다. 흡착열교환기(20)를 통과하는 공기는, 우선 상류측 부분(26)에서 핀(30) 표면의 흡착제와 접촉하고, 그 후 하류측 부분(27)에서 핀(30) 표면의 흡착제와 접촉한다.
상기 제 1 발명에서 흡착열교환기(20)는, 그 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분의 흡착량이 균일화 되도록 구성된다. 이 흡착열교환기(20)에서는, 그 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르기까지 각 부분에서, 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다.
상기 제 2 발명에서는, 핀(30)의 표면에 흡착층(36, 38)이 형성된다. 이 흡착층(36, 38)은 흡착제를 구비한다. 흡착열교환기(20)에서는, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 흡착층(36, 38)의 정적 성능이 서로 다르다. 흡착층(36, 38)의 정적 성능이 서로 다르면, 이에 기인하여 흡착층(36, 38)에 흡착되는 수분량도 서로 다르다. 그래서, 흡착열교환기(20)를 통과하는 과정에서의 공기의 상태변화에 대응하여 흡착층(36, 38)의 정적 성능을 변화시키면, 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르는 각 부분에서의 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다.
여기서, 흡착층(36, 38)의 정적 성능이란, 흡착층(36, 38)이 형성된 핀(30)을, 상대습도가 일정한 공기와 충분히 긴 시간에 걸쳐 접촉시킨 경우에 흡착층(36, 38)이 흡착 가능한 수분량, 즉 흡착층(36, 38)과 상대습도가 일정한 공기가 공존하며 평형상태에 달했을 때에 흡착층(36, 38)이 흡착한 수분량으로 나타내어진다.
상기 제 3 발명에서는, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 핀(30)에 담지된 흡착제의 양이 서로 다르다. 핀(30)에 담지된 흡착제의 양이 다르면, 이에 기인하여 핀(30)에 흡착되는 수분량도 다르다. 그래서 흡착열교환기(20)를 통과하는 과정에서의 공기의 상태변화에 대응하여 핀(30)에의 흡착제 담지량을 변화시키면, 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르는 각 부분에서의 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다.
상기 제 4 발명에서는, 핀(30)의 표면에 흡착층(36, 38)이 형성된다. 이 흡착층(36, 38)은 흡착제와 바인더의 혼합물로 구성된다. 흡착층(36, 38)에서는, 흡착제가 서로 바인더를 개재하고 접합된다. 이로써 흡착층(36, 38)의 흡착제는, 그 표면의 일부가 바인더에 의해 피복된 상태로 된다. 흡착층(36, 38)에서 흡착제와 바인더의 질량 비율이 다르면, 흡착제의 표면 중, 바인더로 피복되지 않고 공기와 접촉 가능한 부분의 면적이 다르며, 결과적으로 흡착층(36, 38)에 흡착되는 수분량이 다르다. 그래서 이 흡착열교환기(20)에서는, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 흡착층(36, 38)에서의 흡착제와 바인더의 질량 비율을 서로 다르게 하고, 이로써 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화를 도모한다.
상기 제 5 발명에서는, 상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 핀(30)에 흡착제로서 담지되는 물질이 상이하다. 핀(30)에 흡착제로서 담지되는 물질이 다르면, 이에 기인하여 핀(30)에 흡착되는 수분량도 다르다. 그래서 흡착열교환기(20)를 통과하는 과정에서의 공기의 상태변화에 대응하여 핀(30)에 담지하는 물질을 선택하면, 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르는 각 부분에서의 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다.
상기 제 6 발명에서는, 핀(30)의 표면에 흡착층(36, 38)이 형성된다. 이 흡착층(36, 38)은 흡착제를 구비한다. 흡착열교환기(20)에서는, 상류측 부분(26)에 비해 하류측 부분(27) 쪽이 흡착층(36, 38)의 정적 성능이 높다. 여기서, 흡착열교환기(20)에 공기 중의 수분을 흡착시킬 경우에는, 흡착열교환기(20)를 통과하는 과정에서 공기 중의 수분이 점차 감소해가며, 이에 따라 공기 중의 수분이 흡착층(36, 38)에 흡착되기 어려워진다. 한편, 이 발명의 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 상류측보다 하류측 쪽이 흡착층(36, 38)의 정적 성능이 높다. 공기흐름의 하류측에 위치하며 흡착층(36, 38)이 공기 중의 수분을 흡착하기 어려워지는 하류측 부분(27)에서는, 핀(30) 위에 정적 성능이 비교적 높은 흡착층(36, 38)을 형성함으로써 수분의 흡착량이 확보된다. 그리고 흡착열교환기(20)에서는, 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르는 각 부분에서의 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다. 여기서, 흡착층(36, 38)의 정적 성능이 의미하는 것은, 전술한 바와 마찬가지이다.
상기 제 7 발명에서는, 상류측 부분(26)에 비해 하류측 부분(27) 쪽이 핀(30)에 대한 흡착제의 담지량이 많다. 여기서, 흡착열교환기(20)에 공기 중의 수분을 흡착시킬 경우에는, 흡착열교환기(20)를 통과하는 과정에서 공기 중의 수분이 점차 감소해가며, 이에 따라 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되기 어려워진다. 한편, 이 발명의 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 상류측보다 하류측 쪽이 핀(30)에 대한 흡착제의 담지량이 많다. 공기흐름의 하류측에 위치하며 흡착제가 공기 중의 수분을 흡착하기 어려워지는 하류측 부분(27)에서는, 핀(30)에 비교적 많은 양의 흡착제를 담지시킴으로써 수분의 흡착량이 확보된다. 그리고 흡착열교환기(20)에서는, 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르는 각 부분에서의 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다.
상기 제 8 발명에서는, 핀(30)의 표면에 흡착층(36, 38)이 형성된다. 이 흡착층(36, 38)은 흡착제와 바인더의 혼합물로 구성된다. 흡착층(36, 38)에서는, 흡착제가 서로 바인더를 개재하여 접합된다. 이로써 흡착층(36, 38)의 흡착제는, 그 표면의 일부가 바인더에 의해 피복된 상태로 된다. 흡착층(36, 38)에서 흡착제의 질량 비율이 커지면, 흡착제의 표면 중, 바인더로 피복되지 않고 공기와 접촉 가능한 부분의 면적이 증대하고, 결과적으로 흡착층(36, 38)에 흡착되는 수분량이 증가한다. 그래서 이 흡착열교환기(20)에서는, 하류측 부분(27) 쪽이 상류측 부분(26)에 비해 흡착층(36, 38)에서의 흡착제 질량 비율이 커지도록 한다. 공기흐름의 하류측에 위치하며 흡착제가 공기 중의 수분을 흡착하기 어려워지는 하류측 부분(27)에서는, 흡착제의 표면 중, 공기와 접촉 가능한 부분의 면적을 증대시킴으로써 수분의 흡착량이 확보된다. 그리고 흡착열교환기(20)에서는, 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르는 각 부분에서의 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다.
상기 제 9 발명에서는, 상류측 부분(26)에 비해 하류측 부분(27) 쪽이 핀(30)에 정적 성능이 높은 흡착제가 담지된다. 이 흡착열교환기(20)에서는, 하류측 부분(27) 쪽이 상류측 부분(26)에 비해 핀(30)에 담지된 흡착제의 정적 성능이 높다. 공기흐름의 하류측에 위치하며 흡착제가 공기 중의 수분을 흡착하기 어려워지는 하류측 부분(27)에서는, 공기의 상대습도가 비교적 낮아도 충분한 수분을 흡착할 수 있는 흡착제를 핀(30)에 담지시킴으로써 수분의 흡착량이 확보된다. 그리고 흡착열교환기(20)에서는, 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르는 각 부분에서의 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다.
여기서, 흡착제의 정적 성능이란, 흡착제를, 상대습도가 일정한 공기와 충분히 긴 시간에 걸쳐 접촉시킨 경우에 흡착제가 흡착 가능한 수분량, 즉 흡착제와 상대습도가 일정한 공기가 공존하며 평형상태에 달했을 때에 흡착제가 흡착한 수분량으로 나타내어진다.
[발명의 효과]
전술한 바와 같이, 상기 각 발명의 흡착열교환기(20)에서는, 그 상류측 부분(26)에서 하류측 부분(27)에 이르기까지의 각 부분에서, 핀(30)에 대한 수분흡착량의 평균화가 도모된다. 이로써, 종래에는 흡착제에 대한 수분의 흡착량이 감소되던 흡착열교환기(20)의 하류측 부분(27)에서도, 상류측 부분(26)과 거의 동등한 정도의 수분흡착량을 확보하는 것이 가능해진다. 따라서 상기 각 발명에 의하면, 흡착열교환기(20)의 각 부분에서 수분흡착량의 평균화를 도모함으로써, 흡착열교환기(20)의 수분흡착능력을 증대시킬 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 있어서 냉매회로의 구성과 동작을 나타낸 냉매회로도이며, (A)는 제 1 동작 중의 상태를 나타낸 것이고, (B)는 제 2 동작 중의 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 제 1 실시형태에 있어서 흡착열교환기의 사시도.
도 3은 제 1 실시형태에 있어서 흡착열교환기의 측면도.
도 4는 도 3에 있어서 A-A단면의 일부를 나타낸 흡착열교환기의 단면도.
도 5는 그 밖의 실시형태의 제 1 변형예에 있어서 흡착열교환기의 사시도.
도 6은 그 밖의 실시형태의 제 1 변형예에 있어서 흡착열교환기의 측면도.
도 7은 도 6에 있어서 B-B단면의 일부를 나타낸 흡착열교환기의 단면도.
도 8은 그 밖의 실시형태의 제 2 변형예에 있어서 흡착열교환기의 개략 측면도.
도 9는 그 밖의 실시형태의 제 2 변형예에 있어서 흡착열교환기의 개략 측면도.
<부호의 설명>
20 : 흡착열교환기 26 : 상류측 부분
27 : 하류측 부분 30 : 핀
36 : 제 1 흡착층 37 : 제 2 흡착층
38 : 제 3 흡착층 40 : 전열관(傳熱管)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
[제 1 실시형태]
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 조습장치는, 제습된 공기를 실내에 공급하는 제습운전과, 가습된 공기를 실내에 공급하는 가습운전이 가능하게 구성된다.
상기 조습장치는 냉매회로(10)를 구비한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 냉매회로(10)는, 제 1 흡착부재(11), 제 2 흡착부재(12), 압축기(13), 십자전환밸브(14), 및 전동팽창밸브(15)가 배치된 폐회로이며, 냉매가 충전된다. 냉매회로(10)에서는, 충전된 냉매를 순환시킴으로써 증기압축 냉동주기가 이루어진다. 또 제 1 흡착부재(11)와 제 2 흡착부재(12)는, 모두 본 발명에 관한 흡착열교환기(20)에 의해 구성된다. 흡착열교환기(20)의 상세함에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 냉매회로(10)에서 압축기(13)는, 그 토출측이 십자전환밸브(14)의 제 1 포트에, 그 흡입측이 십자전환밸브(14)의 제 2 포트에 각각 접속된다. 제 1 흡착부재(11)의 한끝은, 십자전환밸브(14)의 제 3 포트에 접속된다. 제 1 흡착부재(11)의 다른 끝은, 전동팽창밸브(15)를 개재하고 제 2 흡착부재(12)의 한끝에 접속된다. 제 2 흡착부재(12)의 다른 끝은, 십자전환밸브(14)의 제 4 포트에 접속된다.
상기 십자전환밸브(14)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 연통되며 제 2 포트와 제 4 포트가 연통되는 제 1 상태(도 1의 (A)에 나타낸 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 연통되며 제 2 포트와 제 3 포트가 연통되는 제 2 상태(도 1의 (B)에 나타낸 상태)로 절환 가능하게 구성된다.
전술한 바와 같이, 제 1 흡착부재(11) 및 제 2 흡착부재(12)는, 각각이 흡착열교환기(20)에 의해 구성된다. 이 흡착열교환기(20)에 대해 도 2, 도 3, 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 흡착열교환기(20)는 이른바 크로스핀식의 핀튜브 형 열교환기이다. 흡착열교환기(20)는 전열관(40)과 핀(30)을 복수 개씩 구비한다. 핀(30)은 각각이 장방형의 판상으로 형성되며, 일정간격으로 나열된다. 각 전열관(40)은 곧은 관 형상으로 형성되며, 일정간격으로 나열된 핀(30)을 관통한다. 즉, 흡착열교환기(20)에서는, 각 전열관(40)의 축방향을 따라 다수의 핀(30)이 등간격으로 배치된다.
도 3에도 나타낸 바와 같이, 흡착열교환기(20)에서는, 각 전열관(40)의 배열이 이른바 델터배열로 된다. 구체적으로, 흡착열교환기(20)에서는 핀(30)의 길이방향을 따라 소정의 피치로 전열관(40)이 배치된다. 또 이 흡착열교환기(20)에서는, 핀(30)의 짧은 쪽 방향을 따라 소정의 피치로 전열관(40)이 배치된다. 핀(30)의 길이방향에서의 전열관(40) 피치가 이른바 단(段) 피치이며, 핀(30)의 짧은 쪽 방향에서의 전열관(40) 피치가 이른바 열(列) 피치이다.
상기 흡착열교환기(20)에서는, 핀(30)의 길이방향을 따라 1줄로 나열된 1군의 전열관(40)이 1개의 관열(管列)을 구성한다. 이 흡착열교환기(20)에서는, 이와 같은 관열(41, 42, 43)이 3개 형성된다. 3개의 관열(41, 42, 43) 중, 인접하는 관열은, 핀(30)의 길이방향으로 단 피치의 절반 길이만큼 어긋난다. 또 각 관열(41, 42, 43)에서는, 인접하는 전열관(40)이 서로 U자형의 U관(45)으로 접속되며, 모든 전열관(40)에 의해 하나의 패스가 형성된다. 이들 3개의 관열(41, 42, 43)은, 공기흐름의 가장 상류 쪽(도 3 및 도 4의 왼쪽)에 위치하는 것이 제 1 관열(41)을 구성하며, 그 직후에 위치하는 것이 제 2 관열(42)을 구성하고, 공기흐름의 가장 하류 쪽(도 3 및 도 4의 오른쪽)에 위치하는 것이 제 3 관열(43)을 구성한다.
상기 흡착열교환기(20)에서는, 이 흡착열교환기(20)를 통과하는 공기의 흐름방향(도 3 및 도 4에서는 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 방향)을 따라 차례로, 제 1 열 부분(21)과 제 2 열부분(22)과 제 3 열부분(23)이 형성된다. 구체적으로 이 흡착열교환기(20)에서는, 그 앞쪽 가장자리부터 제 1 관열(41)과 제 2 관열(42)의 중간에 걸친 부분이 제 1 열 부분(21)이 되며, 제 1 관열(41)과 제 2 관열(42)의 중간부터 제 2 관열(42)과 제 3 관열(43)의 중간에 걸치는 부분이 제 2 열 부분(22)이 되고, 제 2 관열(42)과 제 3 관열(43)의 중간부터 뒤쪽 가장자리에 걸치는 부분이 제 3 열 부분(23)이 된다. 즉, 이 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 상류 쪽에서 하류 쪽(도 3 및 도 4에서는 왼쪽에서 오른쪽)을 향해 차례로, 제 1 열 부분(21)과 제 2 열 부분(22)과 제 3 열 부분(23)이 형성된다. 그리고 이 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 열 부분(21)이 상류측 부분(26)이 되며, 제 3 열 부분(23)이 하류측 부분(27)이 된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 각 핀(30)의 표면에는 3종류의 흡착층(36, 37, 38)이 형성된다. 구체적으로, 흡착열교환기(20)의 각 핀(30)에서는, 제 1 열 부분(21)에 위치하는 부분의 표면에 제 1 흡착층(36)이, 제 2 열 부분(22)에 위치하는 부분의 표면에 제 2 흡착층(37)이, 제 3 열 부분(23)에 위치하는 부분의 표면에 제 3 흡착층(38)이 각각 형성된다. 각 흡착층(36, 37, 38)은, 분말상태의 제올라이트로 이루어진 흡착제와, 우레탄수지 등으로 이루어진 바인더로 구성된다. 각 흡착층(36, 37, 38)에서 흡착제를 구성하는 제올라이트 입자는, 다른 제올라이트 입자나 핀(30)에 대해 바인더에 의해 접합된다.
각 흡착층(36, 37, 38)에서는, 흡착제와 바인더의 비율이 소정 값으로 설정된다. 흡착제와 바인더의 비율은, 흡착층(36, 37, 38)별로 서로 다르다. 구체적으로, 흡착층(36, 37, 38)에 있어서 흡착제의 질량 비율은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 높아진다. 즉, 이들 3개의 흡착층(36, 37, 38)은, 공기흐름의 하류 쪽에 위치하는 것일수록 흡착제의 질량 비율이 높아진다. 이와 같이 상기 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 열 부분(21)부터 제 3 열부분(23)에 걸친 핀(30)에 흡착되는 수분량이 평균화되도록, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 제 1 열 부분(21)에 비해 하류 쪽에 위치하는 제 3 열 부분(23) 쪽이 핀(30)에 담지된 흡착제의 양이 많다.
또 각 흡착층(36, 37, 38)에 있어서 바인더의 질량 비율은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 낮아진다. 전술한 바와 같이, 각 흡착층(36, 37, 38)에서는, 흡착제인 제올라이트 입자가 바인더에 의해 다른 제올라이트 입자나 핀(30)과 접합된다. 따라서, 흡착층(36, 37, 38)의 제올라이트 입자는, 그 표면의 일부가 바인더에 의해 피복된 상태가 된다. 흡착층(36, 37, 38)에 있어서 바인더의 질량 비율이 작아지면, 제올라이트 입자의 표면 중, 바인더로 피복되지 않고 공기와 접촉 가능한 부분의 면적이 증대하며, 결과적으로 흡착층(36, 37, 38)의 수분흡착능력이 향상된다. 즉, 상기 흡착열교환기(20)에서는, 흡착제인 제올라이트 입자 중, 공기와 접촉 가능한 표면이 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 확대하며, 이에 의해서도 제 1 열 부분(21)에서 제 3 열 부분(23)에 걸친 핀(30)에 흡착되는 수분량의 평균화가 도모된다.
이와 같이, 상기 흡착열교환기(20)에서는, 각 흡착층(36, 37, 38)에서 흡착제와 바인더의 혼합비율이 상이하다. 그 결과, 이 흡착열교환기(20)에서는, 핀(30) 표면에 형성된 흡착층(36, 37, 38)의 정적(靜的) 성능이 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 높아진다. 그리고 이 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 정적 성능이 향상됨으로써, 제 1 열 부분(21)에서 제 3 열 부분(23)에 걸친 핀(30)에 흡착되는 수분량의 평균화가 도모된다.
여기서, 흡착층(36, 37, 38)의 정적 성능이란, 흡착층(36, 37, 38)이 형성된 핀(30)을, 상대습도가 일정한 공기와 충분히 긴 시간에 걸쳐 접촉시킨 경우에 흡착층(36, 37, 38)이 흡착 가능한 수분량, 즉 흡착층(36, 37, 38)과 상대습도가 일정한 공기가 공존하며 평형상태에 달했을 때에 흡착층(36, 37, 38)이 흡착한 수분량으로 나타내진다.
-운전동작-
상기 조습장치에서는, 제습운전과 가습운전이 가능하다. 이 조습장치는, 제습운전 중과 가습운전 중의 어느 운전 중에서도, 제 1 동작과 제 2 동작을 소정 시간간격(예를 들어, 5분 간격)으로 교대로 반복한다.
상기 조습장치는, 제습운전 중이라면 제 1 공기로서 실외공기(OA)를, 제 2 공기로서 실내공기(RA)를 각각 도입한다. 또 상기 조습장치는, 가습운전 중이라면 제 1 공기로서 실내공기(RA)를, 제 2 공기로서 실외공기(OA)를 각각 도입한다.
우선, 제 1 동작에 대해 설명한다. 제 1 동작 중에는 제 1 흡착부재(11)에 제 2 공기가, 제 2 흡착부재(12)에 제 1 공기가 각각 보내진다. 이 제 1 동작에서는 제 1 흡착부재(11)가 재생측이며, 제 2 흡착부재(12)가 흡착측이다.
도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 제 1 동작 중의 냉매회로(10)에서는 십자전환밸브(14)가 제 1 상태로 설정된다. 압축기(13)를 운전하면, 냉매회로(10)에서 냉매가 순환하여 냉동주기가 이루어진다. 이 때, 냉매회로(10)에서는 제 1 흡착부재(11)가 응축기로서 기능하며, 제 2 흡착부재(12)가 증발기로서 기능한다.
구체적으로, 압축기(13)로부터 토출된 냉매는 제 1 흡착부재(11)에서 방열하여 응축된다. 제 1 흡착부재(11)에서 응축된 냉매는, 전동팽창밸브(15)를 통과할 때에 감압되어, 그 후 제 2 흡착부재(12)에서 흡열하여 증발한다. 제 2 흡착부재(12)에서 증발한 냉매는, 압축기(13)로 흡입되고 압축되어, 다시 압축기(13)로부터 토출된다.
흡착열교환기(20)로 구성된 제 1 흡착부재(11)에서는, 핀(30) 표면의 흡착층(36∼38)이 전열관(40) 내의 냉매에 의해 가열되며, 가열된 흡착층(36∼38)으로부터 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 또, 마찬가지로 흡착열교환기(20)로 구성된 제 2 흡착부재(12)에서는, 핀(30) 표면의 흡착층(36∼38)에 제 1 공기 중의 수분이 흡착되며, 발생한 흡착열이 전열관(40) 내의 냉매에 흡열된다.
그리고 제습운전 중이라면, 제 2 흡착부재(12)에서 제습된 제 1 공기가 실내에 공급되며, 제 1 흡착부재(11)로부터 탈리된 수분이 제 2 공기와 함께 실외로 배출된다. 한편, 가습운전 중이라면, 제 1 흡착부재(11)에서 가습된 제 2 공기가 실내에 공급되며, 제 2 흡착부재(12)에 수분이 탈취된 제 1 공기가 실외로 배출된다.
다음에 제 2 동작에 대해 설명한다. 제 2 동작 중에는 제 1 흡착부재(11)에 제 1 공기가, 제 2 흡착부재(12)에 제 2 공기가 각각 공급된다. 이 제 2 동작에서는 제 2 흡착부재(12)가 재생측이며, 제 1 흡착부재(11)가 흡착측이다.
도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 제 2 동작 중의 냉매회로(10)에서는 십자전환밸브(14)가 제 2 상태로 설정된다. 압축기(13)를 운전하면, 냉매회로(10)에서 냉매가 순환하여 냉동주기가 이루어진다. 이 때, 냉매회로(10)에서는 제 2 흡착부재(12)가 응축기로서 기능하며, 제 1 흡착부재(11)가 증발기로서 기능한다.
구체적으로, 압축기(13)로부터 토출된 냉매는 제 2 흡착부재(12)에서 방열하여 응축된다. 제 2 흡착부재(12)에서 응축된 냉매는, 전동팽창밸브(15)를 통과할 때에 감압되어, 그 후 제 1 흡착부재(11)에서 흡열하여 증발한다. 제 1 흡착부재(12)에서 증발한 냉매는, 압축기(13)로 흡입되고 압축되어, 다시 압축기(13)로부터 토출된다.
흡착열교환기(20)로 구성된 제 2 흡착부재(12)에서는, 핀(30) 표면의 흡착층(36∼38)이 전열관(40) 내의 냉매에 의해 가열되며, 가열된 흡착층(36∼38)으로부터 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 또, 마찬가지로 흡착열교환기(20)로 구성된 제 1 흡착부재(11)에서는, 핀(30) 표면의 흡착층(36∼38)에 제 1 공기 중의 수분이 흡착되며, 발생한 흡착열이 전열관(40) 내의 냉매에 흡열된다.
그리고 제습운전 중이라면, 제 1 흡착부재(11)에서 제습된 제 1 공기가 실내에 공급되며, 제 2 흡착부재(12)로부터 탈리된 수분이 제 2 공기와 함께 실외로 배출된다. 한편, 가습운전 중이라면, 제 2 흡착부재(12)에서 가습된 제 2 공기가 실 내에 공급되며, 제 1 흡착부재(11)에 수분이 탈취된 제 1 공기가 실외로 배출된다.
이어서, 상기 흡착열교환기(20)에서 흡착층(36∼38)에 공기 중의 수분이 흡착되는 과정에 대해 도 4를 참조하면서 설명한다.
흡착열교환기(20)로 보내진 공기는, 핀(30) 사이로 흘러 들어가, 제 1 열 부분(21)과 제 2 열 부분(22)과 제 3 열 부분(23)을 차례로 통과해간다.
제 1 열 부분(21)에서는, 공기가 핀(30) 사이를 통과하는 과정에서 제 1 흡착층(36)과 접촉하여, 공기 중의 수분이 제 1 흡착층(36)에 흡착되어간다. 즉, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정에서 공기의 절대습도가 점차 저하되어간다. 이 제 1 열 부분(21)에서는, 통과하는 공기가 냉매와의 열교환에 의해 냉각된다. 그러나 제 1 흡착층(36)이 수분을 흡착할 때에는 흡착열이 발생하므로, 공기의 온도는 그다지 저하되지 않는다. 이 때문에 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정에서는, 공기의 상대습도도 점차 저하되어간다.
제 2 열 부분(22)에서는, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정에서 상대습도가 저하된 공기가 제 2 흡착층(37)과 접촉하여, 공기 중의 수분이 제 2 흡착층(37)에 흡착되어간다. 전술한 바와 같이 제 2 흡착층(37)에 함유되는 흡착제의 양은, 제 1 흡착층(36)에 함유되는 흡착제의 양에 비해 많다. 또 제 1 흡착층(36)에 비해 제 2 흡착층(37)에서는, 흡착제인 제올라이트 입자의 표면 중, 공기와 접촉 가능한 부분의 면적이 증대된다. 이로써 제 2 흡착층(37)은, 상대습도가 저하된 공기로부터도 제 1 흡착층(36)과 동등한 정도의 수분을 흡착할 수 있다. 즉, 공기흐름에 있어서 제 1 열 부분(21)의 하류에 위치하는 제 2 열 부분(22)에서도, 제 1 열 부 분(21)과 동등한 정도의 수분흡착량이 확보된다. 제 2 열 부분(22)을 통과하는 과정에서도, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정과 마찬가지로, 공기의 절대습도와 상대습도가 저하되어간다.
제 3 열 부분(23)에서는, 제 2 열 부분(22)을 통과하는 과정에서 상대습도가 저하된 공기가 제 3 흡착층(38)과 접촉하여, 공기 중의 수분이 제 3 흡착층(38)에 흡착되어간다. 전술한 바와 같이 제 3 흡착층(38)에 함유되는 흡착제의 양은, 제 2 흡착층(37)에 함유되는 흡착제의 양에 비해 많다. 또 제 2 흡착층(37)에 비해 제 3 흡착층(38)에서는, 흡착제인 제올라이트 입자의 표면 중, 공기와 접촉 가능한 부분의 면적이 늘어난 상태이다. 이로써 제 3 흡착층(38)은, 상대습도가 저하된 공기로부터도 제 2 흡착층(37)과 동등한 정도의 수분을 흡착할 수 있다. 즉, 공기흐름에 있어서 제 2 열 부분(22)의 하류에 위치하는 제 3 열 부분(23)에서도, 제 2 열 부분(22)과 동등한 정도의 수분 흡착량이 확보된다. 제 3 열 부분(23)을 통과하는 과정에서도, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정과 마찬가지로, 공기의 절대습도와 상대습도가 저하되어간다. 그리고 제 3 열 부분(23)을 통과한 공기는, 핀(30) 사이로부터 유출되어 흡착열교환기(20)의 하류 쪽으로 송출되어간다.
-제 1 실시형태의 효과-
본 실시형태의 조습장치에서, 제 1 흡착부재(11)나 제 2 흡착부재(12)를 구성하는 흡착열교환기(20)의 핀(30) 표면에는, 공기흐름의 상류 쪽에서 하류 쪽을 향해 차례로 제 1 흡착층(36)과 제 2 흡착층(37)과 제 3 흡착층(38)이 형성된다. 그리고 상기 흡착열교환기(20)에서는, 흡착층(36, 37, 38)에서의 흡착제의 질량비 율이 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 커진다. 또 상기 흡착열교환기(20)에서는, 흡착층(36, 37, 38)에서의 바인더의 질량비율이 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 작아지며, 흡착제인 제올라이트 입자의 표면 중, 공기와 접촉 가능한 부분의 면적이 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 커진다.
이로써, 상기 흡착열교환기(20)에서는, 흡착층(36, 37, 38)의 흡착능력이 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 높아지며, 핀(30) 사이를 통과하는 과정에서 상대습도가 저하된 공기와 접촉하는 제 2 흡착층(37)이나 제 3 흡착층(38)에서, 제 1 흡착층(36)과 동등한 정도의 수분 흡착량을 확보할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 흡착열교환기(20)에 의하면, 흡착열교환기(20) 각 부분에서의 수분 흡착량을 평균화함으로써, 흡착열교환기(20)의 수분 흡착능력을 증대시킬 수 있다.
-제 1 실시형태의 제 1 변형예-
상기 흡착열교환기(20)에서는, 각 흡착층(36, 37, 38)의 두께를 서로 다르게 함으로써, 각 흡착층(36, 37, 38)의 흡착제 양을 다르게 해도 된다. 이 경우, 흡착층(36, 37, 38)의 두께는 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 커진다. 전술한 바와 같이, 흡착층(36, 37, 38)에 함유되는 흡착제의 양이 많을수록, 흡착층(36, 37, 38)의 흡착능력은 높아진다. 따라서 본 변형예에서도, 각 흡착층(36, 37, 38)에 흡착되는 수분량을 평균화하는 것이 가능하다.
-제 1 실시형태의 제 2 변형예-
상기 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 흡착층(36) 및 제 2 흡착층(37)에 함유된 흡착제의 양이 동등하며, 제 3 흡착층(38)에 함유된 흡착제의 양이 제 1 흡착층(36)이나 제 2 흡착층(37)의 흡착제 양에 비해 많아져도 된다. 본 변형예의 흡착열교환기(20)에서도, 하류측 부분(27)에 위치하는 핀(30) 표면 상의 제 3 흡착층(38)에는, 상류측 부분(26)에 위치하는 핀(30) 표면 상의 제 1 흡착층(36)에 비해 다량의 흡착제가 함유된다.
[제 2 실시형태]
본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태는 상기 제 1 실시형태의 조습장치에 있어서 흡착열교환기(20)의 구성을 변경한 것이다.
본 실시형태의 흡착 열교환기(20)에서는, 흡착제로서 이용되는 물질이 흡착층(36, 37, 38)별로 다르다. 구체적으로, 이 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 흡착층(36)에는 제올라이트만, 제 2 흡착층(37)에는 제올라이트와 실리카겔의 혼합물이, 제 3 흡착층(38)에는 실리카겔만이 각각 흡착제로서 함유된다. 이 흡착열교환기(20)에서, 흡착제로서 이용되는 물질의 정적 성능은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 높아진다. 따라서 이 흡착열교환기(20)에서는, 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 핀(30) 표면에 형성된 흡착층(36, 37, 38)의 정적 성능이, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38) 순으로 높아진다.
여기서, 흡착제의 정적 성능이란, 흡착제를, 상대습도가 일정한 공기와 충분히 긴 시간에 걸쳐 접촉시킨 경우에 흡착제가 흡착 가능한 수분량, 즉 흡착제와 상 대습도가 일정한 공기가 공존하며 평형상태에 달했을 때에 흡착제가 흡착한 수분량으로 나타내어진다.
상기 흡착열교환기(20)에서 흡착층에 공기 중의 수분이 흡착되는 과정에 대해 설명한다. 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 흡착열교환기(20)로 공급된 공기는 핀(30) 사이로 흘러 들어가 제 1 열 부분(21)과 제 2 열 부분(22)과 제 3 열 부분(23)을 차례로 통과해간다.
제 1 열 부분(21)에서는, 공기가 핀(30) 사이를 통과하는 과정에서 제 1 흡착층(36)과 접촉하여, 공기 중의 수분이 제 1 흡착층(36)에 흡착되어간다. 즉, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정에서 공기의 절대습도가 점차 저하되어간다. 이 제 1 열 부분(21)에서는, 통과하는 공기가 냉매와의 열교환에 의해 냉각된다. 그러나 제 1 흡착층(36)이 수분을 흡착할 때에는 흡착열이 발생하므로, 공기의 온도는 그다지 저하되지 않는다. 이 때문에 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정에서는, 공기의 상대습도도 점차 저하되어간다.
제 2 열 부분(22)에서는, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정에서 상대습도가 저하된 공기가 제 2 흡착층(37)과 접촉하여, 공기 중의 수분이 제 2 흡착층(37)에 흡착되어간다. 전술한 바와 같이, 제 2 흡착층(37)에 존재하는 흡착제는, 제 1 흡착층(36)에 존재하는 흡착제에 비해 정적 성능이 높다. 이로써 제 2 흡착층(37)은, 상대습도가 저하된 공기로부터 제 1 흡착층(36)과 동등한 정도의 수분을 흡착할 수 있다. 즉, 공기흐름에 있어서 제 1 열 부분(21)의 하류에 위치하는 제 2 열 부분(22)에서도, 제 1 열 부분(21)과 동등한 정도의 수분 흡착량이 확보된다. 제 2 열 부분(22)을 통과하는 과정에서, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정과 마찬가지로, 공기의 절대습도와 상대습도가 저하되어간다.
제 3 열 부분(23)에서는, 제 2 열 부분(22)을 통과하는 과정에서 상대습도가 저하된 공기가 제 3 흡착층(38)과 접촉하여, 공기 중의 수분이 제 3 흡착층(38)에 흡착되어간다. 전술한 바와 같이, 제 3 흡착층(38)에 존재하는 흡착제는, 제 2 흡착층(37)에 존재하는 흡착제에 비해 정적 성능이 높다. 이로써 제 3 흡착층(38)은, 상대습도가 저하된 공기로부터 제 2 흡착층(37)과 동등한 정도의 수분을 흡착할 수 있다. 즉, 공기흐름에 있어서 제 2 열 부분(22)의 하류 쪽에 위치하는 제 3 열 부분(23)에서, 제 2 열 부분(22)과 동등한 정도의 수분 흡착량이 확보된다. 제 3 열 부분(23)을 통과하는 과정에서, 제 1 열 부분(21)을 통과하는 과정과 마찬가지로, 공기의 절대습도와 상대습도가 저하되어간다. 그리고 제 3 열 부분(23)을 통과한 공기는, 핀(30) 사이로부터 유출되어 흡착열교환기(20)의 하류 쪽으로 송출되어간다.
이와 같이, 상기 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 하류 쪽에 위치하는 제 2 열 부분(22)이나 제 3 열 부분(23)에서, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 제 1 열 부분(21)과 동등한 수분 흡착량이 확보된다. 따라서 본 실시형태의 흡착열교환기(20)에 의하면, 흡착열교환기(20) 각 부분에서의 수분 흡착량을 평균화함으로써, 흡착열교환기(20)의 수분 흡착능력을 증대시킬 수 있다.
-제 2 실시형태의 변형예-
상기 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 흡착층(36) 및 제 2 흡착층(37)에 동일 물질을 흡착제로서 함유시키며, 제 1 흡착층(36)이나 제 2 흡착층(37)과 다른 물질을 흡착제로서 제 3 흡착층(38)에 함유시켜도 된다. 예를 들어, 제 1 흡착층(36) 및 제 2 흡착층(37)에 제올라이트를 흡착제로서 함유시키며, 제 2 흡착층(38)에 실리카겔을 흡착제로서 함유시켜도 된다. 본 변형예의 흡착열교환기(20)에서, 하류측 부분(27)에 위치하는 핀(30) 표면 위의 제 3 흡착층(38)에는, 상류측 부분(26)에 위치하는 핀(30) 표면 위의 제 1 흡착층(36)에 비해 정적 성능이 높은 흡착제가 함유된다.
상기 흡착열교환기(20)에서는, 제올라이트나 실리카겔 이외의 물질, 예를 들어 친수성 또는 흡수성의 관능기를 갖는 유기 고분자계 재료, 카르복실산기나 술폰산기 등을 갖는 이온교환수지계 재료, 점토광물계 재료 등을 흡착제로서 이용해도 된다. 이 경우, 흡착층(36, 37, 38)에 흡착제로서 함유되는 물질은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38)의 순으로 정적 성능이 높아지도록, 각각의 정적 성능에 따라 적절하게 선택된다. 또 이들 재료를 단독으로 이용하는 것이 아닌, 여러 가지로 조합시킨 혼합물을 흡착층(36, 37, 38)에 흡착제로서 함유해도 된다.
[그 밖의 실시형태]
상기 각 실시형태에서는, 흡착열교환기(20)의 구성이 다음과 같은 것이라도 된다.
-제 1 변형예-
상기 흡착열교환기(20)에서는, 각 열 부분(21, 22, 23) 별로 핀(30)이 분단 되어도 된다.
도 5, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 열 부분(21)에 제 1 핀(31)이, 제 2 열 부분(22)에 제 2 핀(32)이, 제 3 열 부분(23)에 제 3 핀(33)이 각각 실시된다. 제 1 핀(31)은 제 1 관열(41)의 전열관(40)에만 밀착되며, 제 2 핀(32)은 제 2 관열(42)의 전열관(40)에만 밀착되고, 제 3 핀(33)은 제 3 관열(43)의 전열관(40)에만 밀착된다. 그리고 제 1 흡착층(36)이 제 1 핀(31)의 표면에, 제 2 흡착층(37)이 제 2 핀(32)의 표면에, 제 3 흡착층(38)이 제 3 핀(33)의 표면에 각각 형성된다.
-제 2 변형예-
상기 흡착열교환기(20)에서는, 관열(41, 42, 43)이 3개 형성되지만, 흡착열교환기(20)에 형성되는 관열의 수는 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이, 흡착열교환기(20)에 4개의 관열(41, 42, 43, 44)을 구성해도 된다. 이 경우, 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 상류 쪽에서 하류 쪽을 향해, 제 1 관열(41), 제 2 관열(42), 제 3 관열(43), 제 4 관열(44)이 차례로 배치된다.
본 변형예의 흡착열교환기(20)에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 1개의 관열에 대응하여 1개의 열 부분을 형성해도 된다. 구체적으로, 이 흡착열교환기(20)에서는, 그 앞쪽 가장자리부터 제 1 관열(41)과 제 2 관열(42)의 중간에 걸치는 부분이 제 1 열 부분(21)이 되며, 제 1 관열(41)과 제 2 관열(42)의 중간부터 제 2 관열(42)과 제 3 관열(43)의 중간에 걸치는 부분이 제 2 열 부분(22)이 되고, 제 2 관열(42)과 제 3 관열(43)의 중간부터 제 3 관열(43)과 제 4 관열(44)의 중간에 걸치는 부분이 제 3 열 부분(23)이 되며, 제 3 관열(43)과 제 4 관열(44)의 중간부터 뒤쪽 가장자리에 걸치는 부분이 제 4 열 부분(24)이 된다.
즉, 이 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 상류 쪽에서 하류 쪽(도 8에서는 왼쪽에서 오른쪽)을 향해 차례로, 제 1 열 부분(21)과 제 2 열 부분(22), 제 3 열 부분(23), 및 제 4 열 부분(24)이 형성된다. 그리고 이 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 열 부분(21)이 상류측 부분(26)이 되며, 제 4 열 부분(23)이 하류측 부분(27)이 된다.
이 도 8에 나타낸 흡착열교환기(20)에서, 각 핀(30)에서는, 제 1 열 부분(21)에 위치하는 부분에 제 1 흡착층(36)이, 제 2 열 부분(22)에 위치하는 부분에 제 2 흡착층(37)이, 제 3 열 부분(23)에 위치하는 부분에 제 3 흡착층(38)이, 제 4 열 부분(24)에 위치하는 부분에 제 4 흡착층(39)이 각각 형성된다. 이 변형예를 상기 제 1 실시형태의 흡착열교환기(20)에 적용할 경우, 각 흡착층(36∼39)에 있어서 흡착제의 질량 비율은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38), 제 4 흡착층(39) 순으로 높아진다. 또 이 변형예를 상기 제 2 실시형태의 흡착열교환기(20)에 적용할 경우, 각 흡착층(36∼39)에 함유된 흡착제의 정적 성능은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37), 제 3 흡착층(38), 제 4 흡착층(39) 순으로 높아진다.
본 변형예의 흡착열교환기(20)에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 2개의 관열에 대응하여 1 개의 열 부분을 형성해도 된다. 구체적으로, 이 흡착열교환기(20) 에서는, 그 앞쪽 가장자리부터 제 2 관열(42)과 제 3 관열(43)의 중간에 걸치는 부분이 제 1 열 부분(21)이 되며, 제 2 관열(42)과 제 3 관열(43)의 중간부터 뒤쪽 가장자리에 걸치는 부분이 제 2 열 부분(22)이 된다.
즉, 이 흡착열교환기(20)에서는, 공기흐름의 상류 쪽에서 하류 쪽(도 9에서는 왼쪽에서 오른쪽)을 향해 차례로, 제 1 열 부분(21)과 제 2 열 부분(22)이 형성된다. 그리고 이 흡착열교환기(20)에서는, 제 1 열 부분(21)이 상류측 부분(26)이 되며, 제 2 열 부분(22)이 하류측 부분(27)이 된다.
이 도 9에 나타낸 흡착열교환기(20)에서, 각 핀(30)에서는, 제 1 열 부분(21)에 위치하는 부분에 제 1 흡착층(36)이, 제 2 열 부분(22)에 위치하는 부분에 제 2 흡착층(37)이 각각 형성된다. 이 변형예를 상기 제 1 실시형태의 흡착열교환기(20)에 적용할 경우, 각 흡착층(36, 37)에 있어서 흡착제의 질량 비율은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37)의 순으로 커진다. 또 이 변형예를 상기 제 2 실시형태의 흡착열교환기(20)에 적용할 경우, 각 흡착층(36, 37)에 함유된 흡착제의 정적 성능은, 제 1 흡착층(36), 제 2 흡착층(37)의 순으로 높아진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 핀에 흡착제가 담지된 흡착열교환기에 대해 유용하다.

Claims (9)

  1. 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(傳熱管)(40)과 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기로서,
    상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고,
    상기 상류측 부분(26)부터 상기 하류측 부분(27)에 걸친 상기 핀(30)에 대한 수분의 흡착량이 평균화되도록 구성되는 흡착열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    핀(30)의 표면에는 흡착제를 갖는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편,
    상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 상기 흡착층(36, 38)의 정적(靜的) 성능을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 흡착열교환기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 핀(30)에 담지된 흡착제의 양을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 흡착열교환기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    핀(30)의 표면에는 흡착제와 바인더(binder)의 혼합물로 구성되는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편,
    상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 상기 흡착층(36, 38)에서의 흡착제와 바인더의 질량 비율을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 흡착열교환기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상류측 부분(26)과 하류측 부분(27)에서 핀(30)에 흡착제로서 담지된 물질을 서로 다르게 함으로써, 상류측 부분(26)부터 하류측 부분(27)에 걸친 핀(30)에 대한 수분 흡착량을 평균화하는 흡착열교환기.
  6. 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과, 이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기로서,
    상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고,
    상기 핀(30)의 표면에는 흡착제를 갖는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편,
    상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 상기 흡착층(36, 38)의 정적 성능이 높아지는 흡착열교환기.
  7. 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과, 이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기로서,
    상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고,
    상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 상기 핀(30)에 담지된 흡착제의 양이 많아지는 흡착열교환기.
  8. 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과, 이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기로서,
    상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고,
    상기 핀(30)의 표면에는 흡착제와 바인더의 혼합물로 구성되는 흡착층(36, 38)이 형성되는 한편,
    상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 상기 흡착층(36, 38)에서의 흡착제의 질량 비율이 커지는 흡착열교환기.
  9. 내부를 열 매체가 유통하는 전열관(40)과, 이 전열관(40)에 설치됨과 더불어 표면에 흡착제가 담지되는 핀(30)을 구비하며, 통과하는 공기를 상기 핀(30)에 담지된 흡착제와 접촉시키는 흡착열교환기로서,
    상기 흡착열교환기 중, 공기흐름의 상류 쪽에 위치하는 부분이 상류측 부분(26)을, 하류 쪽에 위치하는 부분이 하류측 부분(27)을 각각 구성하고 상기 하류측 부분(27)에서는 상기 상류측 부분(26)에 비해 정적 성능이 높은 흡착제가 상기 핀(30)에 담지되는 흡착열교환기.
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