KR100801715B1 - 공조설비의 습도조절 장치 - Google Patents

Abstract

제습 또는 가습처리가 가능하고, 용액의 냉각 및 가열에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있으며, 개선된 재생부로 인하여 설비가 소형화되고 간소화된 공조설비의 습도조절 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 공조설비의 습도조절 장치는, 습도조절을 하고자 하는 공기를 화학용액을 이용하여 제습처리하도록 구성되는 처리부; 및 상기 처리부에서 제습처리에 사용된 화학용액을 공급받아 역삼투압 방식으로 제습처리하도록 구성되는 삼투막 분리기를 구비하는 재생부;를 포함한다.

본 발명에 의하면 염화리튬과 같은 화학용액을 이용하여 처리부에서 제습 또는 가습처리를 할 수 있을 뿐만 아니라 강력한 살균처리도 할 수 있다. 또한, 상기 처리부에서 펠티어 소자와 같은 열전소자를 이용하여 공기에 대한 제습 또는 가습처리를 함으로써 용액의 냉각 및 가열에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있다. 아울러, 본 발명은 탱크부와, 열전소자가 구성된 처리부를 포함함으로써 전체적인 공조설비가 소형화 및 간소화될 수 있는 효과를 얻는다.

공조설비, 제습, 가습, 열전소자, 염화리튬

Description

공조설비의 습도조절 장치{Apparatus for humidity-control function of air conditioning facility}

도 1은 종래기술에 따른 공조설비의 습도조절 장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공조설비의 습도조절 장치를 나타낸 전체적인 개략도이다.

도 3은 도 2의 공조설비의 습도조절 장치에서 탱크부를 나타낸 도면이다.

도 4는 도 2의 공조설비의 습도조절 장치에서 처리부를 나타낸 도면이다.

도 5는 도 2의 공조설비의 습도조절 장치에서 재생부를 나타낸 도면이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

40 : 탱크부 41 : 탱크

43 : 급수밸브 44 : 격벽

45 : 레벨센서 46 : 에어 토출구

61 : 몸체 63 : 기포발생기

64 : 열전달 부재 65 : 펠티어 소자

80 : 재생부 81 : 삼투막 분리기

81a : 케이스 81b : 삼투막 필터

82 : 바이패스 밸브 83 : 압력센서

84 : 유량조절밸브 91 : 급수관로

92 : 공급관로 93 : 연결관로

94 : 흡입관로 95 : 배기관로

96 : 배출관로 97 : 귀환관로

98 : 배수관로

본 발명은 공조설비의 습도조절 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제습 또는 가습처리가 가능하고, 용액의 냉각 및 가열에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있는 공조설비의 습도조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 병원 및 식품·의약품 공장이나 반도체 공장의 시설에서는 온도와 습도의 조절은 물론 공기의 청정까지 요구된다. 이와 같이 온도와 습도의 조절 및 공기의 청정 모두를 해결하기 위해서 공조에서 습식제습 방식이 채택되어 활용된다.

상기 습식제습은 일반 공조의 제습에서 사용하는 실리카겔과 같은 건식흡수 제를 사용하지 않고, 염화리튬(LiCl) 용액과 같은 화학용액을 사용하여 공기의 제습, 청정, 살균을 동시에 만족시키는 공조방법이다.

아울러, 상기와 같은 습식제습에서 사용되는 염화리튬 용액은 공기와 마찰하여 공기의 절대습도를 일정하게 해주는 특성이 있다. 즉, 염화리튬 용액은 온도와 농도에 의하여 그 절대습도치가 결정되는데, 일정 농도에서 저온일수록 절대습도치가 낮으며 고온일수록 절대습도치가 높게 된다.

이러한 염화리튬 용액은 조절하고자 하는 공기의 온도와 상대습도에 맞춰 적절한 농도를 설정하며, 제습부에서는 용액을 냉각하고 재생부에서는 용액을 가열함으로써 용액과 마찰하는 공기의 절대습도를 일정하게 한다.

결과적으로, 공조에서의 습식제습 방식은 화학용액의 특성상 매우 안정적일 뿐만 아니라 유지비가 저렴하며 다양한 부가효과를 거둘 수 있어 매우 이상적인 시스템이라 할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 공조설비의 습도조절 장치를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 제습장치는 공기를 제습처리하는 제습부(10)와, 상기 공기를 제습처리한 화학용액의 수분을 분리하는 재생부(20)를 포함한다.

상기 제습부(10)는 탱크(1) 내부에 흡수제인 화학용액이 수용되며, 이와 같 이 수용된 용액은 펌프(P1)에 의해 냉동기(R)에 연결된 열교환기(E1)를 통과함으로써 냉각하게 된다. 냉각된 용액은 공기가 유동하는 덕트(5) 내부에 설치된 분산노즐(3)을 통해 분사하게 된다. 분산노즐(3)을 통해 분사된 용액은 다시 탱크(1)에 돌아가게 되어 수용된다.

이때 제습 처리하고자 하는 공기는 팬(4)에 의해 상기 덕트(5)의 흡입구를 통해 덕트(5) 내부에 공급되며, 이와 같이 공급된 공기는 분산노즐(13)에 의해 용액이 분사되는 곳을 지나 덕트(5)의 배출구로 배출된다.

상기와 같이 덕트(5) 내를 유동하는 공기는 분산노즐(13)에서 분사되는 용액과 마찰을 하게 되어 공기 중의 수분이 용액으로 흡수되게 된다. 이러한 과정에서 수분을 흡수한 용액은 점도가 낮기 때문에 쉽게 비산하게 되는데, 분산노즐(3)의 상측에 용액제거필터(6)가 설치되어 상기 용액이 비산되지 않도록 한다.

결과적으로, 탱크(1)에 수용된 용액은 수분을 더 많이 흡수하게 되어 탱크(1)의 수위가 올라가게 되며, 수용된 용액의 농도는 저하되게 된다.

상기 제습부(10)와 유사한 구조를 가진 재생부(20)는 반대로 가열기(H)가 연결된 열교환기(E2)에 펌프(P2)에 의해 용액이 전달되고 가열된 용액이 분산노즐(13)을 통해 분사된다.

이때 외부의 공기를 팬(14)으로 공급하여 제습부(10)와 마찬가지로 공기와 용액의 마찰을 만들어 주면 용액중의 수분이 공기중으로 방출되고 수분을 머금은 공기는 외부로 배기된다. 이 과정에서 용액중의 수분이 줄어들고 용액의 농도가 높아지게 된다.

농도가 높아진 용액의 일부를 유량조절장치(18)로 일정하게 제습부(10)로 보내주면 보내진 유량만큼의 제습부(10) 용액이 재생부(20)로 되돌아와 농도의 평형을 이루게 된다.

이러한 용액교환과정은 제습부(10)에서 흡수한 수분에 의해 용액의 수위가 올라가면 제습부(10)의 탱크(1) 내에 설치된 레벨센서(7)가 이를 감지하여 자동으로 재생부(20)를 동작시킨다.

상기 제습장치는 공기의 제습을 위해 용액과 공기의 마찰을 용액의 분사방식을 통하여 하기 때문에, 점도가 낮은 용액은 용액제거필터(6)가 구비되어 있어도 비산의 우려가 많다. 아울러, 대유량의 용액 전체를 완전히 냉각하여야 하므로 에너지 소비가 큰 문제점이 있다.

한편, 제습장치는 막대한 설치공간을 필요로 하며, 대유량의 용액과 대풍량의 설비에는 적합하나 소형의 설비에는 적용이 어려운 한계점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 화학용액의 냉각 및 가열에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있는 공조설비의 습도조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 탱크부와, 열전소자가 구성되는 처리부를 포함함으로써 전체적인 공조설비가 소형화 및 간소화될 수 있는 공조설비의 습도조절 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른공조설비의 습도조절 장치는, 습도조절을 하고자 하는 공기를 화학용액을 이용하여 제습처리하도록 구성되는 처리부; 및 상기 처리부에서 제습처리에 사용된 화학용액을 공급받아 역삼투압 방식으로 제습처리하도록 구성되는 삼투막 분리기를 구비하는 재생부;를 포함한다.

바람직하게, 상기 삼투막 분리기는, 케이스; 및 상기 케이스의 내면과 이격되도록 상기 케이스의 내부에 설치되며, 상기 제습부의 화학용액이 그 내부로 공급되는 원통형의 삼투막 필터;를 포함한다.

이때, 상기 삼투막 필터의 내측부에는 제습처리된 화학용액이 다시 처리부로 공급되는 통로가 설치되며, 상기 삼투막 필터의 외측부에는 상기 삼투막 분리기의 외부로 배수되는 배수관로가 설치된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 화학용액이 수용되며, 내부에 제1 구획과 제2 구획을 나누면서 상기 화학용액이 투과되는 격벽이 설치된 탱크를 구비하는 탱 크부; 상기 탱크의 제1 구획의 화학용액이 공급되는 공급관로와 상기 탱크의 제2 구획으로 상기 화학용액이 배출되는 배출관로를 가진 몸체와, 상기 몸체의 일측에 설치되어 상기 몸체 내부에 수용된 화학용액과 열교환 가능하도록 구성되는 열전소자, 및 습도조절을 하고자 하는 공기를 흡입하여 상기 몸체의 하측 내부로 공급시키는 기포발생기를 포함하며, 상기 열전소자에 의해 상기 몸체 내부의 화학용액 온도를 변화시켜 상기 공기의 습도를 조절하는 처리부; 및 상기 탱크의 제2 구획으로부터 공급된 화학용액을 역삼투압 방식으로 제습처리하는 삼투막 분리기를 구비하며, 상기 삼투막 분리기에 의해 제습처리된 화학용액을 상기 탱크의 제1 구획으로 배출하는 재생부;를 포함하는 습도조절 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 삼투막 분리기는, 케이스; 및 상기 케이스의 내면과 이격되도록 상기 케이스의 내부에 설치되며, 상기 제습부의 화학용액이 그 내부로 공급되는 원통형의 삼투막 필터;를 포함한다.

이때, 상기 삼투막 필터의 내측부에는 제습처리된 화학용액이 다시 처리부로 공급되는 통로가 설치되며, 상기 삼투막 필터의 외측부에는 상기 삼투막 분리기의 외부로 배수되는 배수관로가 설치된다.

또한, 상기 처리부는 상기 열전소자로부터 상기 몸체의 내부까지 연장되는 열전달 부재를 더 포함하며, 상기 열전달 부재는 메쉬구조를 가지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 열전소자는 펠티어 소자이며, 상기 펠티어 소자의 일면이 상기 몸체와 접촉하도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 몸체의 배출관로는 상기 펠티어 소자의 타면과 접하도록 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 탱크부는 상기 탱크의 제1 구획에 물을 공급하는 급수기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 습도조절 장치는, 상기 탱크 내에 설치된 레벨센서에 의해 감지된 화학용액의 수위변화에 따라 상기 탱크의 제1 구획으로 물을 공급하거나, 상기 탱크의 제2 구획의 화학용액을 상기 재생부로 공급하도록 제어하는 제어부;를 더 포함한다.

아울러, 상기 처리부의 몸체는 일부분 또는 전체가 투명재질이며 내측에 조명이 설치되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공조설비의 습도조절 장치를 나타낸 전체적인 개략도이고, 도 3은 도 2의 공조설비의 습도조절 장치에서 탱크부를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 습도조절 장치는 내부에 화학용액이 수용된 탱크(41)를 가진 탱크부(40), 상기 화학용액에 의해 공기를 제습 또는 가습처리하도 록 구성된 처리부(60), 및 상기 탱크(41)로부터 공급된 화학용액을 제습처리하는 재생부(80)를 포함한다.

상기 탱크부(40)는 내부에 화학용액이 수용된 탱크(41)와, 상기 화학용액의 수위를 감지하는 레벨센서(45)를 구비하며, 수용된 화학용액의 수위변화에 따라 탱크(41)로 물을 공급하거나 재생부(80)로 상기 화학용액을 공급하도록 구성된다.

본 발명에서 사용되는 화학용액은 공기에 대한 제습/가습, 살균, 및 청정작용을 동시에 만족시킬 수 있는 염화리튬(LiCl)과 같은 흡수제가 사용된다.

이와 같은 염화리튬은 우수한 열전도성을 가진다. 즉, 염화리튬은 농도가 높고 온도가 낮을수록 공기와 마찰시 공기 중의 수분을 흡수하며, 이와 반대로 농도가 낮고 온도가 높을수록 공기 중으로 수분을 방출하는 작용을 한다.

또한, 염화리튬은 공기 중의 여러 세균에 대한 강력한 살균력을 지니며, 인체에 무해함과 동시에 무공해인 특징을 지닌다. 아울러, 염화리튬은 점도가 낮으며, 증기압이 낮고 어느점이 -70℃로 부동액이다. 한편, 이러한 염화리튬은 화학적으로 매우 안정적이며 수명은 반영구적이다.

상기 탱크(41)로부터 후술하는 처리부(60)로 펌프(P1)에 의해 용액이 공급된 후 다시 탱크(41)로 돌아오게 된다. 이와 같이 다시 탱크(41)로 돌아온 용액이, 처리부(60)에서 공기 중의 수분을 흡수한 경우에는, 탱크(41)의 용액에 대한 수위가 높아지게 된다. 이와는 반대로, 상기 탱크(41)로 되돌아온 용액이, 처리부(60)에서 공기 중에 수분을 방출한 경우에는, 탱크(41)의 용액에 대한 수위가 낮아지게 된다.

상기와 같은 탱크(41)의 용액에 대한 수위변화는 레벨센서(45)가 감지하게 되는데, 본 발명에는 레벨센서(45)를 통해 탱크(41)의 수위를 조절하는 제어부(미도시)가 마련될 수 있다.

이와 같은 제어부는, 레벨센서(45)에 의해 탱크(41)의 용액에 대한 수위가 높아지는 것이 감지되는 경우에, 재생부(80)로 용액을 보내게 되는데, 재생부(80)는 상기 용액 중의 수분을 제거하여 고농도의 용액으로 만든 후 다시 탱크(41)로 용액을 돌려보낸다.

이와는 반대로 제어부는, 레벨센서(45)에 의해 탱크(41)의 용액에 대한 수위가 낮아지는 것이 감지되면 급수기를 가동하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 급수관로(91)에 설치되어 있는 급수밸브(43)를 열리게 하여 탱크(41)에 수용된 용액에 물을 공급하게 된다.

결과적으로, 이와 같은 과정으로 인한 탱크(41)의 수위조절을 통해 탱크(41) 내의 용액 농도를 조절하게 된다. 물론, 본 발명의 습도조절 장치는, 조절하고자 하는 공기를 더욱 강한 제습이나 가습처리 하기 위해, 탱크(41) 내의 용액의 수위에 대한 레벨센서(45)의 기준을 조절함으로써 용액의 농도를 증감시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 습도조절 장치는 상기 제어부에 의해 공기 습도조절의 모든 과정이 자동으로 이루질 수 있지만, 이에 한정하지 않고 사용자에 의해서 공기를 제습 또는 가습처리되도록 제어될 수 있다.

한편, 상기 탱크부(40)는 농도조절이 된 부분과 농도조절이 되지 않은 부분을 구분하여 농도조절이 된 화학용액을 처리부(60)로 공급하도록, 상기 탱크(41)에 격벽(44)을 설치한다. 상기 격벽(44)은 탱크(41) 내부를 제1 구획과 제2 구획으로 나누면서 화학용액이 투과되는 구조를 지닌다. 이러한 격벽(44)은 제1 구획의 용액과 제2 구획의 용액을 서서히 혼합되도록 하는 역할을 한다.

탱크(41) 내부의 제1 구획(41a)에는, 급수밸브(43)가 설치된 급수관로(91)가 연통되어 있고, 재생부(80)에서 용액이 재생되어 다시 돌아오는 귀환관로(97)가 연통되어 있으며, 처리부(60)로 용액이 공급되는 공급관로(92)가 연통되어 있다.

이와 같이, 급수되거나 재생된 용액이 처리부(60)로 공급되도록 하기 위해, 공급관로(92)가 설치된 제1 구획(41a)에 급수관로(91)와 귀환관로(97)가 설치된다. 즉, 처리부(60)에서 제습처리를 하기 위해서는 귀환관로(97)를 통해 되돌아온 재생된 용액을 공급하며, 처리부(60)에서 가습처리를 하기 위해서는 급수관로(91)를 통해 공급된 물이 혼합되어 수분이 많은 용액을 공급한다.

또한, 탱크(41) 내부의 제2 구획(41b)에는, 처리부(60)로부터 용액이 배출되 는 배출관로(92)가 연통되어 있고, 재생부(80)로 용액이 공급되는 연결관로(93)가 연통되어 있다.

이와 같이, 처리부(60)에서 공기를 제습처리하여 수분을 흡수한 용액이 재생부(80)로 공급되도록 하기 위해서는, 연결관로(93)가 설치된 제2 구획(41b)에 배출관로(96)가 설치된다. 즉, 처리부(60)에서의 공기의 제습처리 과정을 통하여 수분을 흡수한 용액을 재생부(80)로 공급하여 상기 용액에 포함된 물을 분리제거하게 된다.

상기 격벽(44)은 탱크(41) 내부를 제1 구획과 제2 구획으로 나누면서 화학용액이 투과되는 구조를 지닌다. 이러한 격벽(44)은 제1 구획의 용액과 제2 구획의 용액을 서서히 혼합되도록 하는 역할을 한다.

결과적으로, 상기 격벽(44)은, 탱크(41) 내부를 제1 구획(41a)과 제2 구획(41b)으로 나누어 제1 구획(41a)의 용액과 제2 구획(41b)의 용액을 서서히 혼합되도록 함으로써, 공기의 제습시에는 재생부(80)에서 물이 분리제거되어 농도가 높아진 용액이 처리부(60)로 공급되도록 하며, 공기의 가습시에는 급수밸브(43)가 설치된 급수관로(91)로부터 물을 공급받아 농도가 낮아진 용액을 처리부(60)로 공급되도록 한다.

이러한 격벽(44)은 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 예를 들어 탱크(41)를 나누도록 설치된 기본 플레이트에 다수의 관통공이 형성되거나 상부 또는 하부에 작은 틈이 형성된 구조이거나, 상기 플레이트의 재질이 반투막인 것이 사용되는 것 과 같이 화학용액이 투과될 수 있는 구조라면 어떠한 구성도 적용가능하다.

바람직하게, 상기 탱크부(40)는 탱크(41) 내부의 에어를 외부에 토출할 수 있도록 탱크(41)에 설치된 에어 토출구(46)를 더 포함한다. 이러한 에어 토출구(46)는, 탱크(41) 내의 에어의 양을 조절하기 위해 설치된 것으로서, 처리부(60)에서 되돌아온 용액에 포함된 기포를 탱크(41)의 외부로 배기하도록 하기 위한 것이다.

도 4는 도 2의 공조설비의 습도조절 장치에서 처리부(60)를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 처리부(60)는 탱크(41)로부터 공급되는 화학용액이 수용되는 몸체(61), 상기 몸체(61)의 일측에 설치된 열전소자, 습도조절을 하고자 하는 공기를 흡입하여 상기 몸체(61)의 하측 내부로 공급시키는 기포발생기(63)를 구비하여, 상기 열전소자에 의해 상기 몸체(61)의 화학용액 온도를 변화시켜 상기 공기를 제습 또는 가습처리하도록 구성된다.

상기 몸체(61)는 펌프(P1)가 설치된 공급관로(92)를 통해 탱크(41)로부터 연결된다. 탱크(41)에 수용된 용액은 펌프(P1)에 의해 공급관로(92)를 거쳐서 몸체(61)에 공급되어 그 내부에 수용되게 된다. 또한, 상기 기포발생기(63)는 에어펌프(Pa)가 설치된 흡입관로(94)를 통해 습도조절을 하고자 하는 공기를 흡입하며, 흡입된 공기는 몸체(61)의 하측 내부로 공급된다. 마지막으로, 처리부(60)에서 제습 또는 가습된 공기는 배기관로(95)를 통해 배출된다.

상기와 같이 구성되는 처리부(60)의 몸체(61)는 일측에 열전소자가 설치되는데, 상기 열전소자는 몸체(61) 내의 화학용액 온도를 변화시킨다. 이와 같은 열전소자는 직류전원의 극성교환에 의해 흡열 및 발열을 일으키는 펠티어 소자(65)인 것이 바람직하다.

상기 펠티어 소자(65)는 두 개의 서로 다른 금속선의 양끝을 접합한 다음 회로에 직류전기를 흘리면 한쪽 접합부에서 흡열, 다른 접합부에서는 발열이 일어나며, 전류의 방향을 반대로 하면 흡열과 발열이 반대로 일어나도록 구성된 열전소자이다. 이와 같은 펠티어 소자(65)에 의해 몸체(61) 쪽에 접촉하는 접합부에서 흡열이 일어나는 경우에는 몸체(61)에 수용된 용액은 냉각되며, 이와 반대로 몸체(61) 쪽에 접촉하는 접합부에서 발열이 일어나는 경우에는 몸체(61)에 수용된 용액은 가열되게 된다.

한편, 상기 용액은 몸체(61)의 상부로부터 탱크(41)로 연결된 배출관로(96)를 통해 용액이 다시 탱크(41)로 이동하는데, 열교환을 마친 후 몸체(61)의 상부에서 흘러나오는 용액은 몸체(61)에 대한 펠티어 소자(65)의 접촉부의 반대편에 있는 다른 한 면을 지남으로써 열전소자의 열교환을 돕게 된다.

결과적으로, 기포발생기(63)에 의해 몸체(61)의 하측 내부에 공급된 공기는 수용된 용액 내부에서 상측으로 이동하면서 용액과 마찰을 하게 되어 제습 또는 가습처리된다. 즉, 상기 공기와 용액이 마찰을 하게 되는 경우에, 펠티어 소자(65)에 의해 온도가 낮은 용액은 공기 중의 수분을 흡수하게 되고, 온도가 높은 용액은 공기 중에 수분을 가습하게 된다.

이때, 상기 처리부(60)는, 상기 열전소자 즉, 펠티어 소자(65)로부터 상기 몸체의 내부까지 연장되는 열전달 부재(64)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 열전달 부재(64)는 펠티어 소자(65)로부터 용액으로 열전달이 효율적으로 이루어지도록 하여 용액의 온도를 원활하게 변화시키는 작용을 한다. 아울러, 열전달 부재(64)은 공기의 열전달 부재(64)에 대한 마찰로 인하여 공기가 용액과 충분한 마찰을 이루도록 한다.

바람직하게, 상기 열전달 부재(64)는 메쉬구조를 가지며, 더욱 바람직하게, 메쉬 구조의 열전달 부재(64)는 복수로서 층으로 이루어지도록 구성된다. 상기와 같이 열전달 부재(64)가 구성됨으로써 더욱 효율적으로 용액에 대한 펠티어 소자(65)의 열전달을 돕는다.

한편, 처리부(60)는 몸체(61)의 부분 또는 전체가 투명재질이며, 상기 몸체(61)의 내측에 조명(미도시)이 설치될 수 있으며, 이러한 조명은 기포발생기(63) 측에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 처리부(60)는 투명재질로 이루어진 몸체(61)와 내측에 설치된 조명으로 인하여 시각적으로 보기 좋은 인테리어 효과를 낼 수 있다.

본 발명의 처리부(60)는, 상기와 같이 공기에 대한 제습 또는 가습처리와 살균처리가 가능함으로써 복합적인 공기조절의 시스템을 이루도록 하며, 펠티어 소자와 같은 열전소자를 이용하여 공기에 대한 제습 또는 가습처리를 함으로써 용액의 냉각 및 가열에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있다.

도 5는 도 2의 공조설비의 제습 또는 가습장치에서 재생부(80)를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 재생부(80)는 메인탱크(41)로부터 공급되는 화학용액을 삼투막 분리기(81)에 의해 역삼투압 방식으로 제습처리하도록 구성된다.

처리부(60)에서 공기에 대한 제습처리를 한 경우, 처리부(60)에서 사용된 화학용액이 메인탱크(41)로 되돌아와서 메인탱크(41)의 화학용액 수위가 증가하게 되는데, 이를 레벨센서(45)가 감지하게 되면 상기 재생부(80)는 상기 화학용액에 포함된 물을 분리제거하기 위해 가동하게 된다.

상기와 같이 가동을 하게 되는 재생부(80)는, 삼투막 분리기(81)를 구비하는데, 메인탱크(41)로부터 삼투막 분리기(81)까지 펌프(P2)를 가진 연결관로가 설치되어, 메인탱크(41)의 용액이 연결관로(93)를 통해 삼투막 분리기(81)로 송부된다. 이와 같은 연결관로(93)에는 압력센서(83) 및 바이패스 밸브(82)가 구성될 수 있 다. 즉, 상기 바이패스 밸브(82)는, 연결관로(93)에서 펌프(P2)의 토출구 측의 압력이 적정치 이상으로 올라가게 되어 압력센서(83)가 이를 감지하게 되는 경우에, 연결관로(93)를 통하는 유량을 조절함으로써 상기 압력을 조정하는 역할을 한다.

상기와 같이 삼투막 분리기(81)까지 송부된 화학용액 즉, 염화리튬은 강한 이온성을 띄고 있어 물에 용해되어 있는 경우 삼투막에 의해 쉽게 분리될 수 있다.

여기에서, 삼투막 분리기(81)는, 삼투막 분리기에 걸리는 압력을 적정 역삼투압으로 조절하여 역삼투현상을 일으킴으로써 용액 속의 물을 분리한다. 이와 같이 분리된 물은 삼투막 분리기(81)에 설치된 배수관로(98)을 통해 다른 곳으로 송부된 후, 저장하여 재사용되거나 버리지게 된다. 이러한 과정을 거쳐서 고농도가 된 용액은 삼투막 분리기(81)로부터 메인탱크(41)로 연결된 귀환관로(97)를 통해 유량조절밸브(84)로 일정하게 다시 메인탱크(41)로 돌아가게 된다.

이러한 삼투막 분리기(81)는, 케이스(81a)와, 상기 케이스(81a)의 내면과 이격되도록 상기 케이스(81a)의 내부에 설치된 삼투막 필터(81b)로 구성된다. 상기 삼투막 필터(81b)는, 바람직하게 화학용액이 그 내부로 공급되는 원통 형상으로 이루어짐으로써, 하나의 평면으로 이루어진 필터보다는 상대적으로 용액과 넓은 면적으로 접하게 되어 더 많은 양의 용액으로부터 물을 분리제거할 수 있다.

이때, 상기 삼투막 필터(81b)의 내측부에는 제습처리된 화학용액이 다시 처리부로 공급되는 통로, 즉 귀환관로(97)가 설치되며, 삼투막 필터(81b)의 외측부와 케이스(81a) 사이에는 삼투막 분리기(81)를 통하여 분리된 물이 외부로 배수되는 배수관로(98)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 재생부(80)는 종래의 설비와는 달리 별도의 외부배기 시설을 설치하지 않기 때문에 어떤 곳이든지 간단한 배수시설, 즉 배수관로(98)만으로도 설치조건을 만족하게 하는 장점을 지닌다. 즉, 이와 같이 개선된 재생부(80)로 인하여 공조설비의 전체적인 규모가 소형화 및 간소화될 수 있다.

그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공조설비의 습도조절 장치에 대한 동작과정을 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 습도조절 장치를 통해 공기가 제습되는 과정에 대해 설명을 하도록 한다.

본 발명의 습도조절 장치는, 화학용액이 수용된 탱크(41)로부터 펌프(P1)에 의해 공급관로(92)로 통해 처리부(60)로 용액을 압송한다. 처리부(60)에서는 제습처리를 하고자 하는 공기를 흡입관로(94)를 통해 흡입한 후, 상기 탱크(41)로부터 압송된 용액에 의해 제습처리를 한다. 이러한 제습처리 과정은 열전소자인 펠티어 소자(65)를 통해 이루어지는데, 펠티어 소자(65)에 의해 용액을 냉각한 후 상기 용액과 공기를 마찰시킴으로써, 저온의 용액이 공기에 포함된 수분을 흡수하도록 한다.

그런 다음, 이와 같이 수분을 흡수한 용액을 다시 배출관로(96)를 통해 탱크(41)로 배출한다. 탱크부(40)에서는 탱크(40)에 수용된 용액이 처리부(60)에서 수분을 흡수하였기 때문에 수위가 높아지게 되는데, 높아진 수위를 레벨센서(45)가 감지하게 되면 제어부에 의해 재생부(80)가 가동되게 된다. 재생부(80)가 가동되면, 용액을 펌프(P2)에 의해 연결관로(93)를 통해 탱크(40)로부터 재생부(80)로 압송한 후, 재생부(80)에서 상기 압송된 용액의 물을 분리제거한다. 이와 같은 용액에 대한 물의 분리제거과정은 내부에 삼투막 필터가 설치된 삼투막 분리기(81)에 의해 역삼투압 방식으로 이루어진다.

마지막으로, 물이 분리제거되어 고농도의 상태로 된 용액을 귀환관로(97)를 통해 탱크(41)로 보냄으로써 처리부(60)로 다시 보내어 제습처리 가능하도록 한다.

이와는 반대로, 본 발명의 습도조절 장치를 통해 공기가 가습되는 과정에 대해 설명을 하도록 한다.

본 발명의 습도조절 장치는, 화학용액이 수용된 탱크(41)로부터 펌프(P1)에 의해 공급관로(92)로 통해 처리부(60)로 용액을 압송한다. 처리부(60)에서는 가습처리를 하고자 하는 공기를 흡입관로(94)를 통해 흡입한 후, 상기 탱크(41)로부터 압송된 용액에 의해 가습처리를 한다. 이러한 가습처리 과정은 열전소자인 펠티어 소자(65)를 통해 이루어지는데, 펠티어 소자(65)에 의해 용액을 가열한 후 상기 용액과 공기를 마찰시킴으로써, 고온의 용액이 공기에 수분을 공급하도록 한다.

그런 다음, 이와 같이 수분을 공급한 용액을 다시 배출관로(96)를 통해 탱크(41)로 배출한다. 탱크부(40)에서는 탱크(40)에 수용된 용액이 처리부(60)에서 수분을 공급하였기 때문에 수위가 낮아지게 되는데, 낮아진 수위를 레벨센서(45)가 감지하게 되면 제어부에 의해 급수밸브(43)를 열어서 급수관로(91)를 통해 탱크(41) 내부로 물을 공급한다.

이와 같이, 물을 공급하여 탱크(41) 내부의 용액을 저농도의 상태로 변화시킴으로써 처리부(60)로 다시 보내어 가습처리 가능하도록 한다.

물론, 본 발명의 습도조절 장치는, 레벨센서(45)의 기준수위를 변경함으로써 처리부(60)의 제습 또는 가습 성능을 증감시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 재생부는, 종래 기술에 따른 처리부와 함께 구성됨으로써, 습도조절을 하고자 하는 공기를 화학용액을 이용하여 제습처리하도록 활용될 수 있다.

본 발명에 따른 공조설비의 습도조절 장치는, 염화리튬과 같은 화학용액을 이용하여 처리부에서 제습 또는 가습처리를 할 수 있을 뿐만 아니라 강력한 살균처리도 할 수 있다. 또한, 상기 처리부에서 펠티어 소자와 같은 열전소자를 이용하여 공기에 대한 제습 또는 가습처리를 함으로써 용액의 냉각 및 가열에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있다. 아울러, 본 발명은 탱크부와, 열전소자 및 기포발생기가 구 성된 처리부를 포함함으로써 전체적인 공조설비가 소형화 및 간소화될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (13)

1. 습도조절을 하고자 하는 공기를 화학용액을 이용하여 제습처리하도록 구성되는 처리부; 및 상기 처리부에서 제습처리에 사용된 화학용액을 공급받아 역삼투압 방식으로 제습처리하도록 구성되는 삼투막 분리기를 구비하는 재생부;를 포함하며,

   상기 삼투막 분리기는, 케이스; 및 상기 케이스의 내면과 이격되도록 상기 케이스의 내부에 설치되며, 상기 제습부의 화학용액이 그 내부로 공급되는 원통형의 삼투막 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 삼투막 필터의 내측부에는 제습처리된 화학용액이 다시 처리부로 공급되는 통로가 설치되며, 상기 삼투막 필터의 외측부에는 상기 삼투막 분리기의 외부로 배수되는 배수관로가 설치된 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
4. 화학용액이 수용되며, 내부에 제1 구획과 제2 구획을 나누면서 상기 화학용액이 투과되는 격벽이 설치된 탱크를 구비하는 탱크부;

   상기 탱크의 제1 구획의 화학용액이 공급되는 공급관로와 상기 탱크의 제2 구획으로 상기 화학용액이 배출되는 배출관로를 가진 몸체와, 상기 몸체의 일측에 설치되어 상기 몸체 내부에 수용된 화학용액과 열교환 가능하도록 구성되는 열전소자, 및 습도조절을 하고자 하는 공기를 흡입하여 상기 몸체의 하측 내부로 공급시키는 기포발생기를 포함하며, 상기 열전소자에 의해 상기 몸체 내부의 화학용액 온도를 변화시켜 상기 공기의 습도를 조절하는 처리부; 및

   상기 탱크의 제2 구획으로부터 공급된 화학용액을 역삼투압 방식으로 제습처리하는 삼투막 분리기를 구비하며, 상기 삼투막 분리기에 의해 제습처리된 화학용액을 상기 탱크의 제1 구획으로 배출되도록 구성되는 재생부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 삼투막 분리기는,

   케이스; 및

   상기 케이스의 내면과 이격되도록 상기 케이스의 내부에 설치되며, 상기 제습부의 화학용액이 그 내부로 공급되는 원통형의 삼투막 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 삼투막 필터의 내측부에는 제습처리된 화학용액이 다시 처리부로 공급되는 통로가 설치되며, 상기 삼투막 필터의 외측부에는 물이 상기 삼투막 분리기의 외부로 배수되는 배수관로가 설치된 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 처리부는 상기 열전소자로부터 상기 몸체의 내부까지 연장되는 열전달 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 열전달 부재는 메쉬구조를 가지는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 열전소자는 펠티어 소자이며, 상기 펠티어 소자의 일면이 상기 몸체와 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 몸체의 배출관로는 상기 펠티어 소자의 타면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
11. 제4항에 있어서,

    상기 탱크부는 상기 탱크의 제1 구획에 물을 공급하는 급수기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 탱크 내에 설치된 레벨센서에 의해 감지된 화학용액의 수위변화에 따라 상기 탱크의 제1 구획으로 물을 공급하거나, 상기 탱크의 제2 구획의 화학용액을 상기 재생부로 공급하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공 조설비의 습도조절 장치.
13. 제4항에 있어서,

    상기 처리부의 몸체는 일부분 또는 전체가 투명재질이며 내측에 조명이 설치되는 것을 특징으로 하는 공조설비의 습도조절 장치.

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