KR100796373B1 - 항온 항습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항온 항습기에 관한 것으로 특히, 히팅 코일을 통과하면서 가열된 고온 냉매를 이용하여 가습수단에 공급되는 물을 가열함으로서 가습수를 가열함에 별도의 가열수단을 사용하지 않음으로서 에너지 효율을 높인 항온 항습기에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 항온 항습기는 냉매를 고온, 고압의 기체로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 저온, 저압의 반 액체 상태가 되게 응축하는 응축기와 상기 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 액체로 변환하는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에 의해 변환된 저온, 저압의 액냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 쿨링코일과, 상기 압축기에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 실내로 열을 방출하는 히팅코일을 포함하여 구성된 항온 항습기에 있어서, 가습수 공급관을 통해 공급되는 가습수를 증발시켜 실내의 습도를 조절하는 가습기와 ; 상기 히팅코일과 병렬로 연결되고, 상기 가습기를 통과하도록 설치되어 상기 가습기에 저장된 가습수를 가열하는 가습수 가열관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

항온항습, 가습수 가열관, 가습수 공급관

Description

항온 항습기{Constant temperature/humidity device}

도 1은 본 발명에 따른 항온 항습기의 일예를 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 항온 항습기에 설치된 가습수 가열관의 열교환부의 일예를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 항온 항습기에 설치된 가습수 가열관의 열교환부의 다른 일예를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 항온 항습기에 설치된 가습수 가열관의 열교환부의 또 다른 일예를 도시한 사시도

도 5는 종래의 항온 항습기의 일예를 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

1 : 가습기

11 : 가습수 공급관

2 : 가습수 공급관

21 : 열교환부

22 : 밸브

21a : 열전도핀

10 : 압축기

20 : 응축기

30 : 팽창밸브

40 : 쿨링코일

50 : 히팅코일

20a, 40a : 송풍기

본 발명은 항온 항습기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가열코일에 의해 가열된 냉매를 이용하여 가습기에 공급되는 가습수를 가열하여 가습수가 보다 빨리 증발할 수 있도록 예열시킴으로서 가습 효과를 높일 수 있음은 물론 가습수 예열을 위한 별도의 예열 수단을 구비하지 않음으로서 전체 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 에너지 효율을 높인 항온 항습기에 관한 것이다.

통상적으로 실내의 온도와 습도를 조절하기 위한 수단으로 항온 항습기가 사용되고 있다.

이러한 항온 항습기는 도 5에 도시한 바와 같이 냉매를 고온, 고압의 기체로 압축하는 압축기(100)와, 압축기에 의해 압축된 냉매를 저온, 저압의 반 액체 상태가 되게 응축하는 응축기(200)와, 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 액체로 변환하는 팽창밸브(300)와, 팽창밸브에 의해 변환된 저온, 저압의 액냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 쿨링코일(40)과, 압축 기(100)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 실내로 열을 방출하는 히팅코일(500)을 포함하여 구성된다.

즉, 냉각 라인은 압축기(100) - 응축기(300) - 팽창밸브(300) - 쿨링코일(400) - 압축기(100)로 이루어지고, 난방 라인은 압축기(100) - 히팅코일(500) - 압축기(100)로 이루어지며, 이들이 실내의 온도에 따라 선택적으로 구동됨으로서 실내의 온도가 일정하게 유지되게 한다.

이러한 항온 항습기에는 습도를 조절하기 위한 가습수단(600)이 더 구비되어 있으며, 이 가습수단(600)은 전원에 의해 구동되어 가습수를 가열하는 전열수단(620)을 구비하여 가습수 공급관(610)을 통해 공급되는 가습수를 가열하여 증발시켜 실내에 공급하게 된다.

이와 같이 구성된 항온 항습기는 현재 실내 공간의 온도 및 습도가 설정된 온도 및 습도로 유지되도록 현재의 온도 및 습도와 설정된 온도 및 습도 간의 차이에 따라 냉각 라인과 난방 라인을 선택적으로 구동시킴과 동시에 가습기를 제어하여 항온 항습 기능을 수행하게 된다.

그러나 상기와 같이 구성된 항온 항습기는 상기 가습기에 공급되는 가습수를 가열하여 증발시키기 위해 전열수단를 구비하고 있으며, 이렇게 구성된 항온 항습기는 이러한 전열수단을 포함하여 다수의 전기 장치를 포함하여 구성됨으로 많은 소비전력을 요구하는 문제가 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 발명된 것으로, 가습기에 공급되는 가습수를 가열에 필요한 별도의 가열수단을 구비하지 않고도 가습을 이룰 수 있게 한 항온 항습기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이 본 발명은 히팅코일를 통과하는 고온의 냉매를 이용하여 가습기에 공급되는 가습수를 가열시킬 수 있게 함으로서 가습수 예열 수단을 설치하지 않아 구조가 단순할 뿐만 아니라 소비 전력을 낮추어 에너지 효율을 높일 수 있는 항온 항습기를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 항온 항습기는 냉매를 고온, 고압의 기체로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 저온, 저압의 반 액체 상태가 되게 응축하는 응축기와 상기 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 액체로 변환하는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에 의해 변환된 저온, 저압의 액냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 쿨링코일과, 상기 압축기에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 실내로 열을 방출하는 히팅코일을 포함하여 구성된 항온 항습기에 있어서, 가습수 공급관을 통해 공급되는 가습수를 증발시켜 실내의 습도를 조절하는 가습기와 ; 상기 히팅코일과 병렬로 연결되고, 상기 가습기를 통과하도록 설치되어 상기 가습기에 저장된 가습수를 가열하는 가습수 가열관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 항온 항습기의 일예를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 항온 항습기에 설치된 가습수 가열관의 열교환부의 일예를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 항온 항습기에 설치된 가습수 가열관의 열교환부의 다른 일예를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 항온 항습기에 설치된 가습수 가열관의 열교환부의 또 다른 일예를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 항온 항습기는 가습기(1)에 가습수 공급관(11)을 통해 가습수를 공급받으며, 상기 가습수를 가열하기 위한 가습수 가열관(2)이 히팅코일(50)과 병렬로 연결되어 있다.

먼저, 위와 같이 가습수를 가열하기 위한 수단으로 가습수 가열관(2)을 구비한 항온 항습기의 구성에 대하여 개략적으로 설명한다.

본 발명에 따른 항온 항습기는 통상적인 항온 항습기와 동일하게 냉매를 고온, 고압의 기체로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 저온, 저압의 반 액체 상태가 되게 응축하는 응축기(20)와 상기 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 액체로 변환하는 팽창밸브(30)와, 상기 팽창밸브에 의해 변환된 저온, 저압의 액냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 쿨링코일(40)과, 상기 압축기에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 외부로 열을 방출하는 히팅코일(50)을 포함하여 구성된다.

이렇게 구성된 항온 항습기의 히팅코일(50)과 병렬로 상기한 가습수 가열관(2)이 연결되어 있으며, 상기 가습수 가열관(2)은 기습기(1)의 가습수를 가열하여 증발시키는 역할을 한다.

상기 가습수 가열관(2)의 중단 부분 즉, 가습기(1)를 통과하는 부분에는 열 교환 효율을 높일 수 있도록 열교환부(21)가 더 형성되어 있어 가습수를 보다 빠른 시간에 가열할 수 있게 하였으며, 이 열교환부(21)는 도 2내지 도 4에 도시한 바와 같이, 사형(蛇形) 또는 코일 형상으로 굽혀져 구성된다.

또한, 상기 열교환부(21)의 외부에는 다수의 열전도핀(21a)이 더 설치하여 열교환 면적을 넓힘으로서 보다 빠른 시간에 기습수로 열을 전달하여 가습이 이루어질 수 있게 하였다.

상기 열전도핀(21a)은 열전도율이 높은 알루미늄 등의 금속으로 만들어질 수 있다.

또한 상기 열교환부(21)는 열교환면이 서로 대면된 상태로 적층되어 구성된 판형 열교환기가 사용될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 가습수 가열관(2)에는 유로를 개폐하는 밸브(22)가 더 설치되어 있으며, 상기 가습기(1)에는 온도센서(23)가 더 설치되어 있다.

상기 온도센서(23)는 가습기(1)내의 가습수의 온도를 감지하기 위한 수단으로서 가습수의 온도는 50℃내지 110℃를 유지하는 것이 바람직하고 최적으로는 80℃를 유지함이 좋다.

이렇게 가습수의 온도를 제어하기 위해서는 상기한 가습수 가열관(2)을 통해 흐르는 고온 냉매의 흐름을 제어하여야 하고 이렇게 가습수 가열관(2)의 내부에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하기 위한 수단으로 상기한 밸브(22)가 구비된다.

상기와 같이 구성된 항온 항습기의 각 구성요소들의 작용은 이미 본 발명에 속하는 분야에서는 통상적으로 알려진 것이고, 미설명된 액분리기, 수액기 등의 구 성 요소 또한, 통상적인 항온 항습기를 구성하는 구성 요소 중 하나로서 이러한 구성요소에 대한 구성이나 작용은 본 발명이 속하는 분야에 종사하는 자에게는 쉽게 이해될 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 항온 항습기는 상기한 바와 같이 히팅코일을 순환하는 가열된 냉매로 가습수를 가열하는 것을 요지로 하는 것으로 이러한 가습수 가열 방식은 냉방 라인에 지열 열교환가 병렬 또는 직렬로 연결하여 구성된 지열 열교환기를 구비한 항온 항습기에 적용될 수도 있으며, 이렇게 지열열교환기를 더 구비할 경우에는 항온 항습기의 초기 구동시 부하를 지열온도로 예열시킬 수 있게 된다. 이러한 지열교환수단을 구비한 항온 항습기나 냉난방장치는 본 발명이 속하는 분야에서 이미 알려진 기술로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

다만, 본 발명에 따른 가습수 가열관(2)을 더 구비한 항온 항습기의 작동을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 항온 항온항습기는 도시하지는 않았으나 냉매관을 흐르는 냉매의 흐름을 제어하기 위한 밸브들이 냉매관에 다수 설치되어 있어 냉매의 흐름을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 각각의 구성요소들의 구동을 조절할 수 있다.

이렇게 작동하는 항온 항습기는 통상의 항온 항습기와 마찬가지로 설정된 온도와 감지된 온도를 비교하여 냉방라인과 난방라인이 선택적으로 작동하며, 이러한 과정에서 습도를 감지하여 감지된 습도에 따라 가습기를 작동하거나 송풍팬을 작동하여 수분을 공급 또는 배출하게 된다.

이러한 과정에서 실내의 습도가 낮으면 기습기가 작동고, 이때 상기 가습수 가열관에 구비된 밸브(22)가 개방되어 고온의 냉매가 가습기에 저장된 가습수를 가열하여 증발시키고 이렇게 증발된 가습수가 송풍팬의 구동에 의해 실내에 공급되어 가습이 이루어진다.

이러한 과정에서 온도센서에 의해 감지된 가습기 내부의 가습수 온도가 지나치게 높아지면 밸브를 폐쇄시켜 냉매의 흐름을 차단함으로서 가습수가 과열되는 것을 방지한다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명은 가습기에 공급되는 가습수를 히팅코일을 순환하는 가열된 냉매를 이용하여 가열할 수 있게 함으로서 별도의 가습수 가열 수단을 설치하지 않아도 됨으로 항온 항습기의 전체 구조를 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 별도의 가열 수단을 구동시키지 않고 히팅코일을 순환하는 냉매의 열로 가습수를 가열함으로서 별도의 가열수단을 구비하였을 때 가열수단을 구동시킴에 소요되는 전력을 절감할 수 있어 보다 전력 소비가 낮은 에너지 절감형 항온 항습기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 문언에 의해서만 제한 해석될 수 있다.

Claims (4)

1. 냉매를 고온, 고압의 기체로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 저온, 저압의 반 액체 상태가 되게 응축하는 응축기(20)와 상기 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 액체로 변환하는 팽창밸브(30)와, 상기 팽창밸브에 의해 변환된 저온, 저압의 액냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 쿨링코일(40)과, 상기 압축기에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 외부로 열을 방출하는 히팅코일(50)을 포함하여 구성된 항온 항습기에 있어서,

   가습수 공급관(11)을 통해 공급되는 가습수를 증발시켜 실내의 습도를 조절하는 가습기(1)와 ;

   상기 히팅코일(50)과 병렬로 연결되고, 상기 가습기(1)를 통과하도록 설치되어 상기 가습기(1)에 저장된 가습수를 가열하는 가습수 가열관(2)을 포함하여 구성되며,

   상기 가습수 가열관(2) 중단의 가습기(1)를 통과하는 부분에는 열교환부(21)가 더 형성되고, 상기 열교환부(21)는 사형 또는 코일 형상으로 굽혀지고, 외부에는 다수의 열전도핀(21a)이 더 형성된 튜브형이거나 다층으로 열교환 공간이 적층된 판형열교환기임을 특징으로 하는 항온 항습기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가습수 가열관(2)에는 유로를 개폐하는 밸브(22)가 더 설치되고, 상기 가습기(1)에는 온도센서(23)가 더 설치되어 있어 온도센서(23)에 의해 감지된 온도에 따라 상기 밸브(22)의 개폐가 제어됨을 특징으로 하는 항온 항습기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브(22)는 상기 가습기(1)에 설치된 온도센서(23)에서 감지된 온도가 110℃ 이상이면 폐쇄되고, 50℃이하이면 개방됨을 특징으로 하는 항온 항습기.

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