KR100832476B1 - 제습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료전지의 전기생성과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 동작되는 제습기를 개시한다.

본 발명은 연료전지내의 전기생성과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 흡습재를 재생하여 에너지 효율이 향상된다.

Description

제습기{Dehumidifier}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습기를 개략적으로 보인 구성도이다.

도 2는 도 1에서 연료전지의 개략적인 구성을 보인 블럭도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치를 개략적으로 보인 구성도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치를 개략적으로 보인 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 제습기, 11 : 격벽,

20 : 재생유로, 30 : 제습유로,

40 : 흡습재, 50 : 구동모터,

100: 연료전지,

본 발명은 제습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지내의 전기생성과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 흡습재를 재생하는 제습기에 관한 것이다.

일반적으로 제습기는 냉동사이클을 이용하여 증발기로부터 공기중 수분을 회 수하고 다시 응축기로 가열하는 방법으로 제습을 행하는 방식과, 흡습재를 이용하여 공기중 수분을 회수하는 방식으로 구분된다.

이 중 흡습재를 이용한 제습기는 상온상태에서는 공기중의 수분을 흡수하고, 일정온도 이상으로 가열되면 흡수하고 있던 습기를 방출하는 제습제의 성질을 이용하여 실내공기중의 습기를 제습하는 장치이다.

한국공개특허공보 2005-84735호에 의하면 제습제를 이용한 제습기의 일 예가 개시되어 있다. 이러한 제습기는 실리카겔이 코팅되어 있는 데시컨트를 재생부와 흡착부로 구분하고 흡착부에서 습기를 흡수한 후 재생부측으로 이동시켜 가열함으로써 흡착된 습기가 배출되도록 하여 실리카겔을 재생한다.

그러나, 이러한 종래 흡습재를 이용한 제습기는 냉동사이클을 이용하는 제습기에 비하여 구조가 간단하고 소형으로 구성가능한 반면, 데시컨트를 가열하여 재생하기 위한 수단으로써 전기 저항열을 이용하는 전열히터를 사용하게 되고 이로 인하여 전력소모가 크다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연료전지의 전기생성과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 동작되는 제습기를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제습기는, 공기로부터 수분을 흡수하는 흡수부와 흡수된 수분을 방출하는 재생부를 구비하는 흡습재와, 상 기 재생부에 공기를 공급하기 위한 재생유로를 포함하는 제습기에 있어서,

상기 재생부는 연료전지의 반응과정에서 발생되는 열에 의해 재생되도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 연료전지는 내부에서 발생되는 열을 방출하기 위한 공냉식 열교환기를 포함하고, 상기 연료전지와 상기 재생유로사이에는 상기 열교환기와 열교환된 공기가 상기 재생유로로 유입되도록 하는 열풍공급유로가 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 연료전지와 실내사이에는 내기를 상기 열교환기측으로 도입하여 열교환하기 위한 내기급기유로가 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 연료전지와 실외사이에는 외기를 상기 열교환측으로 도입하여 열교환하기 위한 외기급기유로가 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 재생유로에는 상기 연료전지에서 발생되는 열을 포함하는 열유체가 공급되어 상기 재생부로 유입되는 공기를 가열하는 열교환기가 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 제습기에 대하여 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습기를 개략적으로 보인 구성도이고, 도 2는 도 1에서 연료전지의 개략적인 구성을 보인 블럭도이다.

본 발명에 따른 제습기(10)는 흡습재40)와, 흡습재(40)를 재생하기 위한 재생유로(20)와, 흡습재(40)에 실내공기를 통과시켜 제습을 행하기 위한 제습유 로(30)를 포함하여 이루어진다.

흡습재(40)는 원판형으로 형성되며 내부와 실리카겔을 함유하고 있으며, 하나의 중심선을 기준으로 두 개의 영역으로 구획될 수 있다.

이 중 하나의 영역은 후술한 재생유로(20)내에 위치하는 영역이고, 다른 하나의 영역은 제습유로(30)에 위치하는 영역으로써, 전자의 경우 수분을 통과하는 공기에 방출하며 건조되는 재생부(41)를 형성하고, 후자의 경우 통과하는 공기로부터 수분을 흡수하는 흡수부(42)를 형성한다.

재생유로(20)는 상기 재생부(41)로 재생과정에서 사용될 공기를 공급하고, 재생과정에 재생부(41)에서 방출되는 수분에 의해 수증기량이 증가된 공기를 실외로 배출할 수 있도록 실내와 실외사이에 마련된다.

제습유로(30)는 상기 재생유로(20)와 마찬가지로 실내와 실내사이에 마련되어 재생유로(20)와 제습유로(30)는 격벽(11)을 사이에 두고 서로 평행하게 형성되지만, 내부의 공기유동방향은 서로 반대가 되어 흡수부(42)에서 건조될 공기를 실내에서 도입하여 흡수부(42)로 통과시키고 이후에 제습된 공기가 실외로 배기되도록 이루어져 있다.

이러한 재생유로(20)와 제습유로(30)에는 재생 및 제습과정에서 필요한 공기를 송풍하기 위하여 재생송풍유닛(21)과 제습송풍유닛(31)이 각각 설치되어 있다.

상기 흡습재(40)는 재생유로(20)와 제습유로(30) 사이에 회전가능하게 설치되고 구동모터(50)에 의해 일정주기 간격으로 180도 만큼 회전하며 상술한 바와 같은 재생과 제습과정을 반복수행한다.

또한, 재생유로(20)에는 재생부(41)로 고온의 공기가 유입될 수 있도록 재생부(41)로 향하는 전방에 열풍공급유로(13)가 연결되며, 열풍공급유로(13)는 후술한 연료전지(100)에 연결되어 열풍을 공급받아 재생유로(20)로 배출한다.

한편 도 2를 참조하면, 연료전지(100)는 산소공급부(101)와, 연료공급부(102)와, 개질기(reformer)(103)와, 스택(104)을 포함하여 이루어지며, 산소공급부(101)는 스택(104)에 산소를 공급하고, 연료공급부(102)는 개질기(103)에 연료를 공급한다. 이 때 연료는 가정에서 흔히 사용하는 도시가스가 사용될 수 있다.

개질기(103)는 연료를 가열하여 수소를 생성시키고, 이를 스택(104)로 보낸다. 개질기(103)에서의 반응 메커니즘은 이미 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

스택(104)은 다수의 단위전지로 이루어지며, 단위전지는 전해질이 함유된 전해질판(미도시), 공기극(음극)(미도시) 및 연료극(양극)(미도시)을 구비한다. 연료극으로 수소가 공급되면 수소는 수소이온과 전자로 분리되며, 수소이온은 전해질판을 거쳐 공기극으로 이동하고, 전자는 외부 회로를 거쳐 공기극으로 이동한다. 공기극에서는 공기극으로 공급된 산소와 수소이온이 만나 물을 생성한다.

이때 전해질판의 조성에 따라 스택(104)의 동작온도가 결정되고 동작온도는 최고 150??에 이르게 되며, 따라서 공기극에서 생성되는 물은 과열증기의 형태로 스택(104)로부터 배출될 수 있다.

이러한 스택(104)에서의 반응열을 냉각하기 위하여 연료전지(100)에는 열교환기(105)가 설치되며, 이 열교환기(105)는 공냉식으로 마련된다.

이때 열교환기(105)에 공급되어 냉각에 사용될 공기를 실내로부터 공급받을 수 있도록 연료전지(100)와 실내사이에는 내기급기유로(12)가 마련되고, 열교환기(105)에서 열교환에 의해 가열된 공기는 상기 열풍공급유로(13)를 거쳐 재생유로(20)로 공급되어 재생부(41)의 재생과정에 제공된다.

열풍공급유로(13)와 재생유로(20)의 연결지점에는 열풍과 내기를 혼합하고 그 비율을 조절할 수 있도록 혼합챔버(60)가 설치될 수 있다. 여기서 혼합챔버(60)는 별도의 내기를 도입하지 않고 열풍공급유로(13)에서 배출되는 공기를 그대로 재생부(41)에 전달하는 구조로 형성될 수 도 있다.

한편, 연료전지(100)에서 발생되는 전기는 별도의 변환과정을 거쳐 다른 전기제품의 가동을 위하여 제공될 수 있고, 또한 제습기의 작동을 위하여 제공될 수 도 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보이기 위한 도면으로, 앞서 살펴본 실시예와의 차이점은 연료전지(100)의 열교환기내로 도입되는 공기로 외기를 사용하기 위하여 연료전지(100)와 실외사이에 외기급기유로((14)가 마련된다는 점이고, 다른 구성은 동일하다. 이러한 외기 도입구조는 외기의 온도가 높고 습도가 낮은 경우 유리한 구조이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 것으로, 재생부(41)의 재생과정에 연료전지(100)의 반응열을 이용한다는 기술적 사상은 동일하나, 재생유로(20)에 열교환기(70)를 설치하고 연료전지(100)의 반응과정에서 발생되는 증기 또는 고온의 물을 열유체 공급관(16)을 통해 상기 열교환기(70)로 공급하여 재생부(41)로 유입 되는 내기와 열교환되도록 하고, 이후 배출관(17)을 통해 실외로 배출하는 구조로 이루어진다는 차이가 있다.

이상에서 살펴본 실시예들은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 예시일 뿐 본 발명의 범위가 본 실시예들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 제습기는 제습과정에 제공되어 수분을 많이 함유하고 있는 흡습재를 재생하기 위한 열로 연료전지에서 발생되는 열을 사용한다.

따라서, 전열히터의 사용에 따른 전력소모 없이 연료전지에서 발생되는 폐열을 활용함에 따라 제습기의 에너지 효율이 향상되는 탁월한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 공기로부터 수분을 흡수하는 흡수부와 흡수된 수분을 방출하는 재생부를 구비하는 흡습재와, 상기 재생부에 공기를 공급하기 위한 재생유로를 포함하는 제습기에 있어서,

   상기 재생부는 연료전지의 반응과정에서 발생되는 열에 의해 재생되도록 마련되며,

   상기 연료전지는 내부에서 발생되는 열을 방출하기 위한 공냉식 열교환기를 포함하고,

   상기 연료전지와 상기 재생유로사이에는 상기 열교환기와 열교환된 공기가 상기 재생유로로 유입되도록 하는 열풍공급유로가 마련되는 것을 특징으로 하는 제습기.
3. 제2항에 있어서, 상기 연료전지와 실내사이에는 내기를 상기 열교환기측으로 도입하여 열교환하기 위한 내기급기유로가 마련되는 것을 특징으로 하는 제습기.
4. 제2항에 있어서, 상기 연료전지와 실외사이에는 외기를 상기 열교환측으로 도입하여 열교환하기 위한 외기급기유로가 마련되는 것을 특징으로 제습기.
5. 공기로부터 수분을 흡수하는 흡수부와 흡수된 수분을 방출하는 재생부를 구비하는 흡습재와, 상기 재생부에 공기를 공급하기 위한 재생유로를 포함하는 제습기에 있어서,

   상기 재생부는 연료전지의 반응과정에서 발생되는 열에 의해 재생되도록 마련되며,

   상기 재생유로에는 상기 연료전지에서 발생되는 열을 포함하는 열유체가 공급되어 상기 재생부로 유입되는 공기를 가열하는 열교환기가 마련는 것을 특징으로 하는 제습기.

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