KR100876185B1

KR100876185B1 - 에너지 절약형 항온항습기와 그의 현열 냉각방법 및 냉각제습방법

Info

Publication number: KR100876185B1
Application number: KR1020080041187A
Authority: KR
Inventors: 한승일
Original assignee: 주식회사 에이알
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2008-12-31

Abstract

본 발명은 에너지 절약형 항온항습기와 그의 현열 냉각방법 및 냉각 제습방법에 관한 것으로 특히, 공지된 항온항습기에 있어서, 실내기 냉수코일(9)과, 댐퍼(14), 노점 제어용 삼방변(17), 노점 제어용 온도검출센서(18), 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19), 실외기용 냉수코일(20), 순환펌프(21), 과냉온도검출센서(22), 열교환기(16), 냉수의 흐름 방향을 결정하는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23), 외기온도검출센서(24), 압축기 과열 방지용 바이패스밸브(25), 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26), 증발압력 조절밸브(27), 제 1 내지 제 3 전자변(28-30), 온도 팽창변(31) 및 정압 팽창변(32)을 더 구비시켜 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있고, 또 장치를 안정되게 운전 제어할 수 있을 뿐만 아니라 냉수의 강제순환을 통해 낮은 외기에서 취득한 냉각열원을 실내 열교환기에서 노점이상의 냉각 운전으로 작용할 수 있어 가습 에너지의 절감과 간접열원을 순환으로 오염을 방지할 수 있으며, 운전비용이 많이 드는 냉동기 운전에 의한 기계적인 냉각이 불필요하게 하고 낮은 외기의 열원으로 냉각함으로써 에너지 대체 효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.

항온항습기, 현열 냉각, 냉각 제습

Description

에너지 절약형 항온항습기와 그의 현열 냉각방법 및 냉각 제습방법{Energy-saving type thermo-hygrostat, its current thermo-cooling method and cooling/dehumidifying method thereof}

본 발명은 에너지 절약형 항온항습기와 그의 현열 냉각방법 및 냉각 제습방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항온항습기의 구동 중 냉각 제습운전과 순수 현열 냉각운전이 요구될 때는 열교환기의 노점온도를 서로 다르게 제어하여 불필요한 에너지소비를 억제하고 장치의 안정된 운전이 이루어질 수 있도록 함은 물론 열매체(브라인)의 강제순환을 통해 낮은 외기에서 취득한 냉각열원을 실내 열교환기에서 노점이상의 냉각운전으로 작용하여, 가습 에너지의 절감과 간접열원을 순환으로 오염을 방지하며, 운전비용이 많이 드는 냉동기 운전에 의한 기계적인 냉각이 불필요한 낮은 외기의 열원으로 냉각하는 에너지 대체 효과를 기대할 수 있도록 발명한 것이다.

인류의 역사에 있어서 선인들은 생존을 위하여 더위보다는 추위를 견디어내 는 일이 급선무였다.

따라서 난방형식이 우선적으로 갖추어지게 되었으며, 그 다음에야 냉방기에 대한 개발이 시작되었고, 개발된 제품으로부터 시원하게 조화된 공기가 나오는 현상을 보고서 그 장치를 일컬어 공기조절기, 즉 에어컨디셔너(air-conditioner)라고 지칭하였다.

그러나 이것은 공기조화기가 아닌 단순한 냉방기로서 다시 정립되게 되고, 냉방과 난방을 각각 여름철에 행해지는 공기조화, 겨울철에 행해지는 공기조화라는 의미로서 여름철 공기조화, 겨울철 공기조화라고 일컫다가 근래에 이르러 완전 공기 조화로서 제자리를 잡게 된 것이다.

일반적으로 공기 조화는 실내의 온도, 습도, 세균, 냄새, 기류 등의 조건을 그 장소의 사용 목적에 적합한 상태로 유지하여 주택, 호텔, 회관, 사무실, 전산실 및 각종 산업현장 등에서 생활하는 실내의 사람을 쾌적한 상태로 만드는 것을 목적으로 하는 것으로서, 사람에게 쾌적한 공기상태는 기후 조건, 복장, 생활수준, 건강상태 등 여러 가지 조건에 의하여 영향을 받게 되므로 일정한 값이 있는 것은 아니나, 여름에는 온도 26∼28℃, 상대습도 약 50%, 겨울에는 온도 20∼22℃, 상대습도 약 40%를 목표로 하는 것이 보통이다.

그러나 이와 같은 값은 절대적인 것은 아니며, 공장의 작업장, 창고, 실험실, 전산실 등의 장소가 그 기능을 충분히 달성하기 위해서는 거기서 생산되고 가공되며 저장 또는 시험되는 물건이나 해당 장소에서 운영중인 각종 기기에 가장 알맞은 상태를 유지하도록 하여야 한다.

예컨대, 연초공장에서는 잎을 잘게 썰 때 너무 건조하여 가루가 되는 일이 없도록 비교적 습도를 높게 하고, 초콜릿 공장에서는 초콜릿이 녹아서 제모양을 잃는 일이 없도록 온도를 낮게 하며, 트랜지스터 제작공장에서는 먼지를 극도로 줄이고, 생리학 실험실에서는 바람이 생명체에 미치는 영향을 고려하여 공기의 흐름을 느리게 하는 등, 생산되는 물품의 품질이 고르지 않거나 불량품이 많이 생기지 않도록 하기 위해 공기조화가 사용되고 있는 것이다.

특히, 일정한 온습도를 요구하는 제품 처리과정이라든지 보관과정 등 산업분야로의 응용을 그 목적으로 할 때에는 난방과 냉방뿐만 아니라 습도도 제어해야 하는데, 이러한 공기조화를 할 수 있는 항온항습기는, 실내 공간의 현재 온도 및 습도를 설정된 값으로 유지시켜주는 장치로서, 냉기를 공급하는 냉각기 및 온기를 공급하는 온풍기와 실내습도를 유지시켜 주는 가습기로 이루어져, 증발기와 응축기 및 펌프와밸브 등으로 구성되는 냉각기가 냉각 사이클을 형성하여 상기 증발기로부터 냉기를 발생시키고, 열선으로부터 발생되는 온기를 송풍 팬을 통해 실내 공간으로 공급하며, 물속에 열 파이프의 가열로 물을 수증기화시키거나, 물 전도율을 이용한 전기 통전으로 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가습기를 통해 실내 공간의 습도를 조절한다.

즉, 주지된 항온항습기는 항상 설정된 온도와 습도를 유지하기 위해 사용하는 기기로서 온도 및 습도에 민감한 정밀 제어기기가 설치된 방이나 고가의 통신 기기가 설치된 방, 실험실 및 전산실 등 여러 분야에 설치 사용되어 각종기기의 오동작을 예방하고 안정적인 임무수행을 할 수 있도록 해주는 기기이다.

이와 같은 종래 항온항습기는 단일의 시스템에 제어부(이를 핫 가스 콘트롤러(hot gas controller)라고도 함)와, 냉난방에 필요한 부품 및 제습이나 가습에 필요한 부품을 일체로 결합하여, 룸(room)의 온도 또는 습도가 설정 온도 또는 설정 습도보다 오차 범위 이상으로 벗어나면 이를 감지하여, 제어부가 자동으로 냉방, 난방, 제습 또는 가습 운전을 하도록 되어 있다.

한편, 전자장치가 부착된 산업용 첨단장비와 전산서버 등의 운전환경을 위하여 일정한 온도와 습도가 요구되는 공간에 설치되는 항온항습기는 주지한 바와 같이 냉각, 가열, 가습, 제습의 기능을 갖추고 있다.

여기서 종래 대부분의 항온항습기의 운전 상태를 살펴보면, 계절 변화가 심한 우리나라와 같이 여름철 우기에는 고온 고습의 기후조건으로 냉각 제습과 재열운전이 병행된다.

또한 우기를 지나 무덥기만 한여름에는 외부의 고온상태가 건축구조를 통해 실내로 유입되는 건물구조의 취득열과 전산장비의 발열량(현열)을 제거하기 위한 순수한 냉각운전이 진행되고, 또 겨울철 운전에는 외기의 온도와 절대습도가 낮기 때문에 주로 가습이 요구되며, 장비의 발열은 가동 율에 따라 발생되기 때문에 항시 냉동기에 의한 일정한 냉각운전이 요구된다

그럼에도 불구하고 항온항습기의 증발온도는 통상 약 2℃±2℃로 낮게 고정으로 설계되어 있다.

따라서, 순수냉각이 필요한 경우에도 열교환기의 냉각 노점온도가 너무 낮아서 자연적인 냉각 제습이 진행되므로 습도가 낮아지면 다시 가습운전이 지속적으로 이루어지는 악 순환이 반복되어 결국 종래의 항온항습기에서는 약 30%의 에너지손실이 발생되는 문제점이 있다.

한편, 동절기 에너지절감의 방식에서 종래에는 낮은 외기를 직접 도입하여 발열부하를 냉각하는 시스템이 에너지절약형으로 크게 평가를 받고 있었으나, 실제운전에서는 건조공기의 도입에 따른 가습운전비가 크게 작용하고, 오염된 공기의 유입으로 첨단 전자장치의 수명이 단축되는 문제가 제기되고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 항온항습기의 구동 중 냉각 제습운전과 순수 현열 냉각운전이 요구될 때는 열교환기의 노점온도를 서로 다르게 제어하여 불필요한 에너지소비를 억제하고, 장치의 안정된 운전이 이루어질 수 있도록 할 수 있음은 물론 열매체(브라인)의 강제순환을 통해 낮은 외기에서 취득한 냉각열원을 실내 열교환기에서 노점이상의 냉각운전으로 작용하여 가습 에너지의 절감과 간접열원을 순환으로 오염을 방지할 수 있으며, 운전비용이 많이 드는 냉동기 운전에 의한 기계적인 냉각이 불필요한 낮은 외기의 열원으로 냉각함으로써 에너지 대체 효과를 기대할 수 있는 에너지 절약형 항온항습기와 그의 현열 냉각방법 및 냉각 제습방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에너지 절약형 항온항습기는, 키입력부, 실내온도검출센서, 습도검출센서, 제어부, 압축기, 냉각팬을 구비한 응축기, 수액기, 가습기, 재열용 히터 및 인버터용 송풍팬을 구비한 항온항습기에 있어서, 실내기 내부에 설치되어 유입되는 냉수에서 발생되는 냉기를 이용하여 공기를 냉각시켜 주게 되는 실내기 냉수코일과; 실내기의 내부에서 공기 흡입부와 공기 배출구 사이에 형성된 격벽에 설치되어 제어부의 출력신호에 부응하여 댐퍼모터가 구동되어 개폐되는 댐퍼와; 실내기 냉수코일의 냉수 배출구에 연결된 관체와 열교환기와 연결된 배출관 사이에 설치되는 노점 제어용 삼방변과; 상기 노점 제어용 삼방변의 절체 제어에 필요한 관체 온도를 검출하여 제어부로 전달하는 노점 제어용 온도검출센서와; 상기 실내기 냉수코일의 냉수 배출구에 연결된 관체와 열교환기와 연결된 배출관 사이에서 노점 제어용 삼방변과 직렬 연결되는 형태로 설치된 상태에서 습도검출센서에 의해 검출되는 실내습도에 부응하여 제어부에서 출력되는 제어신호에 의해 개폐 작동되는 실내온도 및 습도 조절용 삼방변과; 상기 응축기와 함께 실외기에 설치되어 상승된 냉수온도를 낮춰주는 실외기용 냉수코일과; 냉수 관체 상에 설치되어 냉수를 강제 순환시켜 주는 순환펌프와; 냉수 관체 상에 설치되어 실외기에 설치된 냉각팬의 구동에 필요한 관체 냉수 과냉온도를 검출하여 제어부로 전달하는 과냉온도검출센서와; 냉수 관체와 실외기용 냉수코일 및 압축기와 수액기 사이에 설치되어 냉수와 냉매 사이에서 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기와; 냉수 관체와 실외기용 냉수코일 및 열교환기의 냉수 측 코일 일단부 사이에 설치되어 냉수의 흐름 방향을 결정하는 냉수 유입방향 조절용 삼방변과; 상기 냉수 유입방향 조절용 삼방변의 절체 제어에 필요한 외기온도를 검출하여 제어부로 전달하는 외기온도검출센서와; 냉수 관체와 열교환기의 냉수 측 코일 타단부 사이에 설치되어 냉수의 온도가 냉수 과열온도 이상일 경우 이를 열교환기 측으로 바이패스시켜 압축기가 과열되는 것을 방지하는 압축기 과열 방지용 바이패스밸브와; 냉수 관체 상에 설치되어 압축기 과열 방지용 바이패스밸브의 절체 제어에 필요한 냉수 과열온도를 검출하여 제어부로 전달하는 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서와; 상기 열교환기의 냉매 측 코일 일단부와 압축기의 흡입구 사이에 설치되어 압축기로 유입되는 냉매의 증발압력을 조절하는 증발압력 조절밸브와; 상기 증발압력 조절밸브에 병렬 연결되는 형태로 설치되어 수액기에서 배출되어 열교환기를 통과한 저 증발압력의 냉매가스에 대해 압축기로 공급할지 여부를 결정하는 제 3 전자변과; 상기 열교환기의 냉매 측 코일 타단부와 수액기의 출구 사이에서 압축기로 흡입되는 냉매가스의 온도에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 온도 팽창변과 함께 직렬 연결되는 형태로 설치되어 수액기에서 배출되어 열교환기 냉매 측 코일로 공급되는 냉매가스의 공급 여부를 결정하는 제 1 전자변과; 상기 열교환기의 냉매 측 코일 타단부와 수액기의 출구 사이에서 냉매의 공급압력이 일정한 압력을 갖도록 하는 정압 팽창변과 함께 직렬 연결된 상태에서 상기 온도 팽창변 및 제 1 전자변에 대해서는 병렬 연결된 형태로 설치되어 수액기에서 배출되어 열교환기의 냉매 측 코일로 공급되는 냉매의 공급여부를 결정하는 제 2 전자변;을 더 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 에너지 절약형 항온항습기의 현열 냉각방법은, 항온항습기에 전원이 공급되면 제어부에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬과 냉수 순환용 순환펌프를 구동시키는 단계와; 이어 실내온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재 온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터를 구동시키고 이와 반대이면 실내기 냉수코일의 배면부에 설치되어 있는 재열용 히터의 구동을 차단한 상태에서 외기온도검출센서를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출하는 단계와; 상기에서 검출한 결과 외기온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 열교환기 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일을 통과한 냉수가 순환펌프에 의해 실외기용 냉각코일을 통해 열교환의 냉수 측 코일 측으로 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입하는 단계와; 이어서 현재의 실내온도가 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 실내기 냉수코일에서 배출되는 물의 혼합량을 증대시키되, 현재온도가 설정온도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시키는 단계와; 이어서 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 닫아주고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫고, 압축기의 구동도 차단하는 단계와; 이후 과냉온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1; 예를 들어 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 실외기에 설치되어 있는 냉각팬을 구동시키고, 그 미만이면 냉각팬의 구동을 차단하는 단계와; 이어서 노점 제어용 온도검출센서를 통해 환수되는 냉수의 온도를 검출하여 그 온도가 기준온도(T2; 예를 들어 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 환수되는 냉수의 온도가 기준온도(T2) 이상이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키고, 그 미만이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시킨 후 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부에서 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 판단한 결과 "0"도 이상이면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 실외기용 냉각코일 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일에서 배출되는 냉수가 순환펌프와 열교환기를 통해 다시 실내기 냉수코일 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입하는 단계와; 이어서 현재의 실내온도가 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 미만이면 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 닫아주고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫음은 물론 압축기의 구동도 차단하며, 노점 제어용 삼방변과 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 볼을 냉수 유입구 측으로 모두 절체시켜 주고, 냉수 관체와 열교환기의 일측 출구 사이에 설치되어 있는 압축기 과열방지용 바이패스밸브를 차단한 후 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계와; 상기에서 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시킨 후 댐퍼를 닫아주고, 제 1 및 제 3 전자변은 닫아주되, 제 2 전자변은 열어주며, 압축기는 구동시키고, 수액기와 열교환기 사이에서 제 2 전자변과 직렬 연결된 정압 팽창변을 개방시키며, 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 증발압력 조절밸브는 개방시키는 단계와; 이어서 노점 제어용 온도검출센서를 통해 환수되는 냉수의 온도를 검출하여 그 온도가 기준온도(T2; 예를 들어 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 환수되는 냉수의 온도가 기준온도(T2) 이상이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키고, 그 미만이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시키는 단계와; 이후 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3; 예를 들어 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브를 개방시키고, 그 미만이면 바이패스밸브를 닫아 준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 에너지 절약형 항온항습기의 냉각 제습방법은, 항온항습기에 전원이 공급되면 제어부에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬과 냉수 순환용 순환펌프를 구동시키는 단계와; 이어 실내온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재 온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터를 구동시키고 이와 반대이면 재열용 히터의 구동을 차단한 상태에서 외기온도검출센서를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출하는 단계와; 상기에서 검출한 결과 외기온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 열교환기 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일을 통과한 냉수가 순환펌프에 의해 실외기용 냉각코일을 통해 열교환의 냉수 측 코일 측으로 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입하는 단계와; 이어서 현재습도가 설정습도보다 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키되, 현재습도가 설정습도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시키는 단계와; 이어서 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 열고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫고, 압축기의 구동도 차단하는 단계와; 이후 과냉온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1; 예를 들어 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 실외기에 설치되어 있는 냉각팬을 구동시키고, 그 미만이면 냉각팬의 구동을 차단하는 단계와; 이후 노점 제어용 삼방변의 볼을 순환펌프와 실외기용 냉각코일 측으로 절체하여 냉수 유입구를 개방한 다음 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부에서 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 판단한 결과 "0"도 이상이면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 실외기용 냉각코일 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일에서 배출되는 냉수가 순환기와 열교환기를 통해 다시 실내기 냉수코일 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입하는 단계와; 이어서 현재의 습도가 설정습도보다 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 미만이면 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 열고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫음은 물론 압축기의 구동도 차단하며, 노점 제어용 삼방변의 볼은 실외기용 냉각코일 측으로 절체하여 실내기 냉수코일의 배출구와 연결된 냉수 유입구를 개방하고 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 볼은 냉수 유입을 차단하기 위해 냉수 유입구 측으로 절체하고, 가습기를 구동시키고 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계와; 상기에서 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시킨 후 댐퍼를 열어주고, 제 1 및 제 3 전자변은 열어주되, 제 2 전자변은 닫아주며, 압축기는 구동시키고, 수액기와 열교환기 사이에서 제 1 전자변과 직렬 연결된 온도 팽창변을 개방시키는 단계와; 이어서 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3; 예를 들어 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브를 개방시키고, 그 미만이면 바이패스밸브를 닫아 준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일반적인 항온항습기에 냉수코일과, 열교환기, 순환펌프, 수개의 냉수 유입방향 조절용 삼방변 및 바이패스밸브 등을 부가 설치하고 항온항습기의 구동 중 냉각 제습운전과 순수 현열 냉각운전이 요구될 때는 열교환기의 노점온도를 서로 다르게 제어하여 줌으로써 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있고, 또 장치를 안정되게 운전 제어할 수 있을 뿐만 아니라 열매체(브라인)의 강제순환을 통해 낮은 외기에서 취득한 냉각열원을 실내 열교환기에서 노점이상의 냉각 운전으로 작용할 수 있도록 함으로써 가습 에너지의 절 감과 간접열원을 순환으로 오염을 방지할 수 있으며, 운전비용이 많이 드는 냉동기 운전에 의한 기계적인 냉각이 불필요한 낮은 외기의 열원으로 냉각함으로써 에너지 대체 효과를 기대할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 항온항습기의 개략적인 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법 중 현열 냉각제어 과정을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 방법 중 냉각 제습제어 과정을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명 방법 중 현열 냉각제어의 겨울 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명 방법 중 현열 냉각제어의 여름 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도를 나타낸 것이며, 도 6은 본 발명 방법 중 냉각 제습제어의 겨울 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명 방법 중 냉각 제습제어의 여름 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명의 에너지 절약형 항온항습기는 도 1에 도시된 바와 같이, 키입력부(1), 실내온도검출센서(2), 습도검출센서(3), 제어부(4), 압축기(5), 냉각팬(6)을 구비하고 실외기에 설치되는 응축기(7), 수액기(8), 가습기(10), 재열용 히터(11) 및 인버터용 송풍팬(12)을 구비한 항온항습기에 있어서,

실내기 내부에 설치되어 유입되는 냉수에서 발생되는 냉기를 이용하여 공기를 냉각시켜 주게 되는 실내기 냉수코일(9)과;

실내기의 내부에서 공기 흡입부와 공기 배출구 사이에 형성된 격벽(13)에 설치되어 제어부(4)의 출력신호에 부응하여 댐퍼모터(도시 생략함)가 구동되어 개폐되는 댐퍼(14)와;

실내기 냉수코일(9)의 냉수 배출구에 연결된 관체(15)와 열교환기(16)와 연결된 배출관 사이에 설치되어 노점온도를 제어하는 노점 제어용 삼방변(17)과;

상기 노점 제어용 삼방변(17)의 절체 제어 필요한 관체(15) 온도를 검출하여 제어부(4)로 전달하는 노점 제어용 온도검출센서(18)와;

상기 실내기 냉수코일(9)의 냉수 배출구에 연결된 관체(15)와 열교환기(16)와 연결된 배출관 사이에서 노점 제어용 삼방변(17)과 직렬 연결되는 형태로 설치된 상태에서 습도검출센서(3)에 의해 검출되는 실내습도에 부응하여 제어부(4)에서 출력되는 제어신호에 의해 개폐 작동되는 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)과;

상기 응축기(7)와 함께 실외기에 설치되어 상승된 냉수온도를 낮춰주는 실외기용 냉수코일(20)과;

냉수 관체(15) 상에 설치되어 냉수를 강제로 순환시켜 주는 순환펌프(21)와;

냉수 관체(15) 상에 설치되어 실외기에 설치된 냉각팬(6)의 구동에 필요한 관체의 냉수 과냉온도(T1)를 검출하여 제어부(4)로 전달하는 과냉온도검출센서(22)와;

냉수 관체(15)와 실외기용 냉수코일(20) 및 압축기(5)와 수액기(8) 사이에 설치되어 냉수와 냉매 사이에서 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(16)와;

냉수 관체(15)와 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a) 일단부 사이에 설치되어 냉각펌프(21)에 의해 강제 순환되는 냉수의 흐름 방향을 실외기용 냉각코일(20) 또는 열교환기(16) 중 어느 한 방향으로 공급시켜주는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)과;

상기 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)의 절체 제어에 필요한 외기온도를 검출하여 제어부(4)로 전달하는 외기온도검출센서(24)와;

냉수 관체(15)와 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a) 타단부 사이에 설치되어 냉수의 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상일 경우 이를 열교환기(16) 측으로 바이패스시켜 압축기(5)가 과열되는 것을 방지하는 압축기 과열 방지용 바이패스밸브(25)와;

냉수 관체(15) 상에 설치되어 압축기 과열 방지용 바이패스밸브(25)의 절체 제어에 필요한 냉수 과열온도(T3)를 검출하여 제어부(4)로 전달하는 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26)와;

상기 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b) 일단부와 압축기(5)의 흡입구 사이에 설치되어 열교환기(16)를 거친 후 압축기(5)로 흡입되는 냉매가스의 증발압력을 조절하는 증발압력 조절밸브(27)와;

상기 증발압력 조절밸브(27)에 병렬 연결되는 형태로 설치되어 수액기(8)에 서 배출되어 열교환기(16)를 통과한 저 증발압력의 냉매가스를 압축기(5)로 공급하여 줄지 여부를 결정하는 제 3 전자변(30)과;

상기 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b) 타단부와 수액기(8)의 출구 사이에서 압축기(5)의 흡입구로 흡입되는 냉매가스 온도에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 온도 팽창변(31)과 함께 직렬 연결되는 형태로 설치되어 수액기(8)에서 배출되어 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b)로 공급되는 액 냉매의 공급 여부를 결정하는 제 1 전자변(28)과;

상기 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b) 타단부와 수액기(8)의 출구 사이에서 냉매의 공급압력이 일정한 압력을 갖도록 하는 정압 팽창변(32)과 함께 직렬 연결된 상태에서 상기 온도 팽창변(31) 및 제 1 전자변(28)에 대해서는 병렬 연결된 형태로 설치되어 수액기(8)에서 배출되어 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b)로 공급되는 냉매의 공급여부를 결정하는 제 2 전자변(29);을 더 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명 에너지 절약형 항온항습기의 현열 냉각방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 항온항습기에 전원이 공급되면(S1) 제어부(4)에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬(12)과 냉수 순환용 순환펌프(21)를 구동시키는 단계(S2)와;

이어 실내온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부(1)를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S3)와;

상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터(11)를 구동시키고(S4) 이와 반대이면 실내기 냉수코일(9)의 배면부에 설치되어 있는 재열용 히터(11)의 구동을 차단(S5)한 상태에서 외기온도검출센서(24)를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출하는 단계(S6)와;

상기에서 검출한 결과 외기온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 열교환기(16) 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일(9)을 통과한 냉수가 순환펌프(21)에 의해 실외기용 냉각코일(20)을 통해 열교환(16)의 냉수 측 코일(16a) 측으로 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입하는 단계(S7)와;

이어서 현재의 실내온도가 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계(S8)와;

상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일(9)의 배출수 혼합량을 증대(S9)시키되, 현재온도가 설정온도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일(9)의 배출수 혼합량을 감소(S10)는 단계와;

이어서 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 닫아주고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫고, 압축기(5)의 구동도 차단하는 단계(S11)와;

이후 과냉온도검출센서(22)를 통해 냉수가 흐르는 관체(15)의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1; 예를 들어 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계(S12)와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 실외기에 설치되어 있는 냉각팬(6)을 구동(S12)시키고, 그 미만이면 냉각팬(6)의 구동을 차단(S14)하는 단계와;

이어서 노점 제어용 온도검출센서(18)를 통해 환수되는 냉수의 온도를 검출하여 그 온도가 기준온도(T2; 예를 들어 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계(S15)와;

상기에서 판단한 결과 환수되는 냉수의 온도가 기준온도(T2) 이상이면 노점 제어용 삼방변(17)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대(S16)시키고, 그 미만이면 노점 제어용 삼방변(17)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소(S17)시킨 후 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부(4)에서 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 판단한 결과 "0"도 이상이면(S6에서 No) 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 냉수 측 코일(16a) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 실외기용 냉각코일(20) 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 냉수가 순환펌프(21)와 열교환기(16)를 통해 다시 실내기 냉수코일(9) 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입하는 단계(S18)와;

이어서 현재의 실내온도가 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계(S19)와;

상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키는 단계(S20)와;

상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 미만이면 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 닫아주고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫음은 물론 압축기(5)의 구동도 차단하며, 노점 제어용 삼방변(17)과 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 볼을 냉수 유입구 측으로 모두 절체하여 실내기 냉수코일에서 배출되는 냉수가 유입되는 냉수 유입구 측으로 모두 막아주고, 냉수 관체(15)와 열교환기(16)의 일측 냉수 출구 사이에 설치되어 있는 압축기 과열방지용 바이패스밸브(25)를 차단한 후 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가는 단계(S21)와;

상기에서 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시킨 후 댐퍼(14)를 닫아주고, 제 1 및 제 3 전자변(28)(30)은 닫아주되, 제 2 전자변(29)은 열어주며, 압축기(5)는 구동시키고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 제 2 전자변(29)과 직렬 연결된 정압 팽창변(32)을 개방시키며, 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 증발압력 조절밸브(27)는 개방시키는 단계(S22)와;

이어서 노점 제어용 온도검출센서(18)를 통해 환수되는 냉수의 온도를 검출하여 그 온도가 기준온도(T2; 예를 들어 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계(S23)와;

상기에서 판단한 결과 환수되는 냉수의 온도가 기준온도(T2) 이상이면 노점 제어용 삼방변(17)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일(9)의 배출수 혼합량을 증대(S24)시키고, 그 미만이면 노점 제어용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일(9)의 배출수 혼합량을 감소(S25)시키는 단계와;

이후 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26)를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3; 예를 들어 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계(S26)와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브(25)를 개방(S27)시키고, 그 미만이면 바이패스밸브를 닫아(S28) 준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 에너지 절약형 항온항습기의 냉각 제습방법은 도 3에 도시된바와 같이, 항온항습기에 전원이 공급되면(S31) 제어부(4)에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬(12)과 냉수 순환용 순환펌프(21)를 구동시키는 단계(S32)와;

이어 실내온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부(1)를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S33)와;

상기에서 판단한 결과 현재 온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터(11)를 구동시키고(S34) 이와 반대이면 재열용 히터(11)의 구동을 차단(S35)한 상태에서 외기온도검출센서(24)를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출하는 단계(S36)와;

상기에서 검출한 결과 외기온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 열교환기(16) 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일(9)을 통과한 냉수가 순환펌프(21)에 의해 실외기용 냉각코일(20)과 열교환(16)의 냉수 측 코일(16a)을 통해 다시 실내기 냉각코일(9)로 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입하는 단계(S37)와;

이어서 현재습도가 설정습도보다 높은지를 판단하는 단계(S38)와;

상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일(9)의 배출수 혼합량을 증대(S39)시키되, 현재습도가 설정습도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일(9)의 배출수 혼합량을 감소(S40)시키는 단계와;

이어서 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 열고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫고, 압축기(5)의 구동도 차단하는 단계(S41)와;

이후 과냉온도검출센서(22)를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1; 예를 들어 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계(S42)와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 실외기에 설치되어 있는 냉각팬(6)을 구동(S43)시키고, 그 미만이면 냉각팬(6)의 구동을 차단(S44)하는 단계와;

이후 노점 제어용 삼방변(17)의 볼을 순환펌프(21) 측으로 절체하여 냉수 유입구 측을 개방(S45)한 다음 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S33)로 되돌아가 이전의 과정을 반복 수행하게 된다.

이때, 상기 제어부(4)에서 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 판단한 결과 "0"도 이상(S36에서 No)이면 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 실외기용 냉각코일(20) 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 냉수가 순환펌프(21)와 열교환기(16)를 통해 다시 실내기 냉수코일(9) 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입하는 단계(S46)와;

이어서 현재의 습도가 설정습도보다 높은지를 판단하는 단계(S47)와;

상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키는 단계(S48)와;

상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 미만이면 실내기의 공기 흡입부 와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 열고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫음은 물론 압축기(5)의 구동도 차단하며, 노점 제어용 삼방변(17)의 볼을 순환펌프(21) 측으로 절체하여 냉수 유입구 측을 개방하고, 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 볼은 냉수 유입구 측으로 절체하여 실내기 냉수코일에서 배출되는 냉수 유입구를 차단하고, 가습기(10)를 구동시키고 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S33)로 되돌아가는 단계(S49)와;

상기에서 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시킨 후 댐퍼(14)를 열고, 제 1 및 제 3 전자변(28)(30)은 열어주되, 제 2 전자변(29)은 닫아주며, 압축기(5)는 구동시키고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 제 1 전자변(28)과 직렬 연결된 온도 팽창변(31)을 개방시키는 단계(S50)와;

이어서 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26)를 통해 냉수가 흐르는 관체(15)의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3; 예를 들어 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단하는 단계(S51)와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브(25)를 개방(S52)시키고, 그 미만이면 바이패스밸브(25)를 닫아(S53) 준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S33)로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성 및 방법으로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 에너지 절약형 항온항습기는 공지된 항온항습기에 있어서, 실내기 냉수코일(9)과, 댐퍼(14), 노점 제어용 삼방변(17), 노점 제어용 온도검출센서(18), 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19), 실외기용 냉수코일(20), 순환펌프(21), 과냉온도검출센서(22), 열교환기(16), 냉수의 흐름 방향을 결정하는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23), 외기온도검출센서(24), 압축기 과열 방지용 바이패스밸브(25), 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26), 증발압력 조절밸브(27), 제 1 내지 제 3 전자변(28-39), 온도 팽창변(31) 및 정압 팽창변(32)을 더 구비시킨 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 공지된 항온항습기에 설치되어 있는 키입력부(1)는 주지된 바와 같이 항온항습기의 운전제어를 포함하여 사용자가 원하는 실내온도 및 습도 등을 설정할 수 있도록 하는 기능을 갖고, 상기 실내온도검출센서(2)는 인버터형 송풍팬(12)을 통해 실내로 배출되는 공기에 대한 온도를 전기적인 신호로 검출하여 제어부(4)로 전달하며, 상기 습도검출센서(3)는 실내기 내의 공기에 대한 습도를 전기적인 신호로 검출하여 제어부(4)로 전달하고, 상기 제어부(4)는 항온항습기의 전반적인 제어기능을 수행하게 된다.

또, 상기 압축기(5)는 실내기 냉수코일(9)를 통해 흡입된 냉매 가스를 고온고압으로 압축하고, 냉각팬(6)을 구비하고, 실외기에 설치되는 상기 응축기(7)는 압축기(5)를 통해 압축된 고온 고압의 냉매가스를 냉각시켜 액체로 변환해 주며, 상기 수액기(8)는 응축기(7)를 통해 저온의 액체로 변환된 냉매를 충진하였다가 방출시켜 주게 된다.

또한, 상기 가습기(10)는 실내로 배출하는 공기 내의 습도를 조절하기 위해 수증기를 분무시켜 주고, 상기 재열용 히터(11)는 실내기 냉수코일(9)의 후방부에 설치되어 실내기 냉수코일를 통과한 습 공기를 재가열시켜 주며, 상기 송풍팬(12)은 실내기 냉수코일(9)에 의해 냉각되고 재열용 히터(11)를 통해 실내기 냉수코일(9)를 통과한 습 공기를 재가열시켜 줌은 물론 가습기(10)에 의해 그 수분함유량이 조절된 공기를 실내로 강제 송풍시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

한편, 상기 실내기 냉수코일(9)은 실내기 내부에 설치되어 유입되는 냉수에서 발생되는 냉기를 이용하여 공기를 냉각시켜 주게 되고, 상기 댐퍼(14)는 실내기의 내부에서 공기 흡입부와 공기 배출구 사이에 형성된 격벽(13)에 설치되어 제어부(4)의 출력신호에 부응하여 도시 생략된 댐퍼모터의 구동방향에 부응하여 개폐 작동된다.

또, 상기 노점 제어용 삼방변(17)은 실내기 냉수코일(9)의 냉수 배출구에 연결된 관체(15)와 열교환기(16)와 연결된 난방수 유입관 사이에 설치되어 제어부(4)의 출력신호에 부응하여 개폐 및 절체 작동되며 노점온도를 제어하게 된다.

이때, 상기 노점 제어용 삼방변(17)의 절체 제어 필요한 관체(15) 온도는 상기 실내기 냉수코일(9)의 냉수 배출구에 연결된 관체(15) 상에 설치되어 있는 노점 제어용 온도검출센서(18)에 의해 검출되어 제어부(4)로 전달되므로서 상기 제어부(4)에서 이 노점 제어용 온도검출센서(18)의 검출온도에 따라 상기 노점 제어용 삼방변(17)의 비례제어 방식을 통한 개폐 및 절체 제어할 수 있게 되는데, 예를 들어 상기 제어부(4)에서는 노점 제어용 온도검출센서(18)를 통해 검출되는 냉수의 온도가 기준온도(T2; 예를 들어 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도)이상인지의 여부에 따라 노점 제어용 삼방변(17)을 더 열어주거나 닫아주는 제어를 실시하여 원래 난방수와 배출 난방수의 혼합비를 조절할 수 있게 된다.

또, 상기 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)은 노점 제어용 삼방변(17)과 마찬가지로 상기 실내기 냉수코일(9)의 냉수 배출구에 연결된 관체(15)와 열교환기(16)와 연결된 배출관 사이에 설치되어 실내기 내부의 습도검출센서(3)에 의해 검출되는 실내습도에 부응하여 제어부(4)에서 출력되는 제어신호에 의해 개폐 및 절체 작동된다.

또한, 상기 외기용 냉수코일(20)은 응축기(7)와 함께 실외기에 설치되어 냉각팬(6)의 구동에 부응하여 상승된 냉수의 온도를 낮춰주는 기능을 수행하고, 상기 순환펌프(21)는 냉수 관체(15) 상에 설치되어 냉수를 강제로 순환시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

한편, 상기 과냉온도검출센서(22)는 냉수 관체(15) 상에 설치되어 실외기에 설치된 냉각팬(6)의 구동에 필요한 관체의 냉수 과냉온도(T1; 예를 들어 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도)를 검출하여 제어부(4)로 하여금 냉각팬(6)의 구동에 따른 냉수 과냉온도 판단신호로 사용하도록 전달하게 되고, 상기 열교환기(16)는 두개의 코일(16a)(16b)을 구비하고 냉수 관체(15)와 실외기용 냉수코일(20) 및 압축기(5)와 수액기(8) 사이에 설치되어 냉수와 냉매 사이에서 열교환이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다.

그리고, 상기 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)은 냉수 관체(15)와 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a) 일단부 사이에 설치되어 냉수의 흐름 방향을 실외기용 냉각코일(20) 또는 열교환기(16) 중 어느 방향으로 흐르게 할 것인지를 결정하여 주고, 상기 외기온도검출센서(24)는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)의 절체 방향 제어에 필요한 외기온도를 검출하여 제어부(4)로 전달하여 제어부(4)로 하여금 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 냉수의 흐름 방향을 실외기용 냉각코일(20) 또는 열교환기(16) 중 어느 방향으로 흐르게 할 것인지를 결정하는 데이터로 활용하게 된다.

또, 상기 압축기 과열 방지용 바이패스밸브(25)는 냉수 관체(15)와 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a) 타단부 사이에 설치되어 냉수의 온도가 냉수 과열온도(T3; 예를 들어 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상이면 냉수 과열온도로 판단하고 상기 냉수를 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a) 측으로 바이패스시켜 압축기(5)가 과열되는 것을 방지하게 되고, 상기 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26)는 냉수 관체(15) 상에 설치되어 압축기 과열 방지용 바이패스밸브(25)의 절체 제어에 필요한 냉수 과열온도(T3)를 검출하여 제어부(4)로 전달하게 된다.

또한, 상기 증발압력 조절밸브(27)는 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b) 일단부(즉, 저압측)와 압축기(5) 흡입구 사이에 설치되어 수액기(8)에서 배출되어 열교환기(16)를 통해 열교환된 후 압축기(5)로 흡입되는 냉매가스의 증발압력을 자동으로 조절하여 주고, 상기 제 3 전자변(30)은 증발압력 조절밸브(27)와 병렬 연결되는 형태로 설치되어 제 1 전자변(28)과 연동되며 상기 수액기(8)에서 배출되어 열교환기(16)의 냉매 츨 코일(16B)을 통과한 저압의 냉매가스를 제어부(4)의 제어를 받아 압축기(5)로 공급하여 줄 것인지를 결정하게 된다.

그리고, 상기 제 1 전자변(28)은 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b) 타단부와 수액기(8)의 출구 사이에서 압축기(5)로 흡입되는 냉매가스의 온도에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 온도 팽창변(31)과 함께 직렬 연결되는 형태로 설치되어 수액기(8)에서 배출되어 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b)로 공급되는 액 냉매의 공급 여부를 결정하게 된다.

한편, 상기 제 2 전자변(29)은 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b) 타단부와 수액기(8)의 출구 사이에서 냉매의 공급압력이 일정한 압력을 갖도록 하는 정압 팽창변(32)과 함께 직렬 연결된 상태에서 상기 온도 팽창변(31) 및 제 1 전자변(28)에 대해서는 병렬 연결된 형태로 설치되어 수액기(8)에서 배출되어 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b)로 공급되는 액 냉매의 공급 여부를 결정하게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 항온항습기에 대한 작동상태를 제어모드 별로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 현열 냉각방법을 도시한 것으로, 본 발명이 적용된 항온항습기에 전원이 공급되면(S1) 제어부(4)에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬(12)과 냉수 순환용 순환펌프(21)를 구동(S2)시킨 다음 실내온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부(1)를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판단(S3)하게 된다.

그 결과 현재온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터(11)를 구동(S4)시켜 실 내로 배출되는 공기를 재열용 히터(11)에서 발생되는 열기를 통해 가열시켜 실내공기의 온도가 사용자 설정온도에 빠른 시간 내에 도달되도록 하고, 이와 반대로 실내의 현재온도가 설정온도 이상이면 실내기 냉수코일(9)의 배면부에 설치되어 있는 재열용 히터(11)의 구동을 차단(S5)한 상태에서 외기온도검출센서(24)를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출(S6)하게 된다.

이와 같이 외기온도를 검출한 결과 외기온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)의 볼을 열교환기(16) 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일(9)을 통과한 냉수가 순환펌프(21)에 의해 실외기용 냉각코일(20)을 통해 열교환(16)의 냉수 측 코일(16a) 측으로 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입(S7)하게 되는데, 이와 같이 실내기 냉수코일에 냉수를 공급시켜 주는 겨울 모드로 구동시킬 때에는 먼저 실내온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 사용자의 설정온도보다 높은지를 판단(S8)하게 된다.

그 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 현재온도와 설정온도 차에 비례하여 실내기 냉수코일(9)에 낮은 온도의 냉수가 많이 공급되도록 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 달리하는 비례제어 방식을 통해 증대시켜 영교환기(16)를 통과하며 높은 온도로 가열된 형태를 갖는 원래의 냉수에 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 낮은 온도의 배출수 혼합량이 많아지도록 증대(S9)시키고, 그와 반대로 현재온도가 설정온도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 고온의 원래 냉수에 혼합되는 낮은 온도의 실내기 냉수코일 배출수 혼합량을 감소(S10)시켜 줌으로서 현열 냉각을 통해 실내온도를 빠른 시간 내에 사용자의 설정온도에 도달하게 할 수 있다.

또한, 상기와 같이 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 현재 실내온도와 설정온도 차에 비례하여 증대 또는 감소시키는 가운데 상기 제어부(4)에서는 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 닫아 실내기 내로 흡입되는 공기와 실내기 냉수코일(9)를 통과하여 열교환된 후 실내로 배출되는 공기가 실내기 냉수코일(9)을 통과하며 열교환된 후 실내로 배출이 이루어지지 않도록 함과 동시에 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫고, 압축기(5)의 구동도 차단(S11)하는 각 구성품들의 냉각기능 휴지모드로 돌입하게 된다.

따라서, 겨울 모드에서 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있고, 또 장치를 안정되게 운전 제어할 수 있는 것이다.

또, 상기와 같이 휴지모드에 돌입한 상태에서 상기 제어부(4)에서는 과냉온도검출센서(22)를 통해 냉수가 흐르는 관체(15)의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1; 예를 들어 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단(S12)게 되는데, 그 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 냉수의 온도를 낮추기 위하여 실외기에 설치되어 있는 냉각팬(6)을 구동(S12)시키고, 그 미만이면 냉각팬(6)의 구동을 차단(S14)하게 된다.

이어서 상기 노점 제어용 온도검출센서(18)를 통해 환수되는 냉수의 온도를 계속 검출하여 그 온도가 기준온도(T2; 예를 들어 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단(S15)하게 된다.

그 결과 환수되는 냉수의 온도가 기준온도(T2) 이상이면 냉수의 온도가 노점온도(T2) 이내를 유지하도록 노점 제어용 삼방변(17)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 고온의 원래 냉수에 혼합되는 저온의 실내기 냉수코일 배출수 혼합량을 증대(S16)시키고, 그 미만이면 상기와 반대로 노점 제어용 삼방변(17)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 고온의 원래 냉수에 혼합되는 저온의 실내기 냉수코일 배출수 혼합량을 감소(S17)시킨 후 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가는 동작을 반복하며 겨울철 현열 냉각을 통한 실내온도와 습도를 자동 조절하게 된다.

따라서, 운전비용이 많이 드는 냉동기 운전에 의한 기계적인 냉각이 불필요한 경우 낮은 외기의 열원으로 실내기 냉수코일을 통과하는 공기를 냉각함으로써 에너지 대체 효과를 기대할 수 있게 된다.

도 4는 상기한 현열 냉각제어에서의 겨울 모드에서 각 구성품의 작동상태를 도시한 블록 구성도를 나타낸 것이다.

한편, 상기 제어부(4)에서 외기온도를 판단(S6)한 결과 외기온도가 "0"도 이상이면(S6에서 No) 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 냉수 측 코일(16a) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 실외기용 냉각코일(20) 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일(9)에 서 배출되는 냉수가 순환펌프(21)와 열교환기(16)를 통해 다시 실내기 냉수코일(9) 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입(S18)하게 된다.

이와 같이 냉수코일(20)을 통과한 냉수가 순환펌프(21)를 통해 실내기 냉수코일(9) 측으로 공급되지 않고 열교환기(16)를 통해 실외기 냉수코일(20) 측으로 공급되도록 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 실외기용 냉각코일(20) 측으로 절체시킨 여름 모드에 돌입되면, 상기 제어부(4)에서는 현재의 실내온도가 사용자의 설정온도보다 높은지를 판단(S19)하게 된다.

그 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 실내기 냉수코일(9)로 공급되는 고온의 냉수에 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 저온의 냉수가 혼합되는 량을 증대(S20)시켜 준 후 실내기 내의 댐퍼(14)를 닫아주고, 제 1 및 제 3 전자변(28)(30)은 닫아주되, 제 2 전자변(29)은 열어주며, 압축기(5)는 구동시키고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 제 2 전자변(29)과 직렬 연결된 정압 팽창변(32)을 개방시키며, 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 증발압력 조절밸브(27)는 개방(S22)시켜 응축기(7)에서 배출되어 수액기(8)로 유입된 냉매가 제 2 전자변(29)과 정압 팽창변(32), 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b) 및 증발압력 조절밸브(27)를 통해 압축기(5)로 공급되도록 하여 냉매가스와 냉수가 열교환기(16)를 상호 교차 통과하며 열교환이 이루어지도록 하는 가운데, 노점 제어용 온도검출센서(18)를 통해 환수되는 냉수의 온도를 검출하여 그 온도가 기준온도(T2; 예를 들어 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단(S23)하게 된다.

그러나, 상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 미만이면 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 닫아주고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫음은 물론 압축기(5)의 구동도 차단하여 여름철 냉각에 필요한 각 구동부품을 휴지 모드로 돌입함은 물론, 노점 제어용 삼방변(17)과 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 볼을 난방수 유입구 측으로 절체하여 모두 막고, 냉수 관체(15)와 열교환기(16)의 일측 출구 사이에 설치되어 있는 압축기 과열방지용 바이패스밸브(25)를 차단한 후 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가(S21) 상기한 작동을 반복수행하게 된다.

또한, 상기에 있어서 환수되는 냉수의 온도를 판단한 결과 그 기준온도(T2) 이상이면 노점 제어용 삼방변(17)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a)을 통과하며 높은 온도로 열교환된 원래의 냉수에 혼합되는 저온의 실내기 냉수코일 배출수 혼합량을 증대(S24)시키고, 그 미만이면 노점 제어용 삼방변(17)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a)을 통과한 고온의 원래 냉수에 혼합되는 저온의 실내기 냉수코일(9) 배출수 혼합량을 감소(S25)시켜 실내기 냉수코일(9)로 유입되는 냉수의 온도가 정해진 노점온도(T2) 즉, 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도를 유지하도록 한다.

이후, 상기 제어부(4)에서는 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26)를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3; 예를 들어 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단(S26)한다.

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브(25)를 개방(S27)시켜 냉수가 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a)과 상기 바이패스밸브(25)를 통해 실내기 냉수코일(9) 측으로 공급되도록 하여 줌으로써 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 냉수가 열교환기(16)를 통해 바이패스된 후 실내기 냉수코일(9)로 이송되는 과정에서 열교환기(16) 내에서 열교환되어 고온의 냉매 가스를 냉각시켜 주게 되어 압축기(5)가 고온의 냉매에 의해 과열되어 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

물론, 상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 미만이면 상기 바이패스밸브를 닫아(S28)준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가는 동작을 반복 수행하게 된다.

따라서, 현열 냉각제어 중 여름 모드에서 냉수의 온도가 노점온도(T2) 이내를 유지하게 됨은 물론 냉수 과열온도(T3) 이상으로 과열된 냉수에 의해 압축기(5)가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

도 5는 이와 같은 현열 냉각제어에서의 여름 모드에 따른 각 구성품의 작동상태를 도시한 블록 구성도를 나타낸 것이다.

한편, 본 발명의 냉각 제습방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 항온항습기에 전원이 공급되면(S31) 제어부(4)에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬(12)과 냉수 순환용 순환펌프(21)를 구동(S32)시키면서 실내온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부(1)를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판 단(S33)하게 된다.

그 결과 현재온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터(11)를 구동(S34)시켜 샐내로 배출되는 공기의 온도를 상승시키고, 이와 반대이면 재열용 히터(11)의 구동을 차단(S35)한 다음 외기온도검출센서(24)를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출(S36)하게 된다.

이와 같이 외기온도를 검출한 결과 그 온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 열교환기(16) 측으로 절체시켜 실외기용 냉수코일(20)을 통과한 냉수가 열교환기(16)를 경유하며 모두 순환펌프(21)에 의해 실내기 냉수코일(9) 측으로 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입(S37)한다.

이와 같이 항온항습기가 겨울 모드로 돌입되면 상기 제어부(4)에서는 실내기 내에 설치되어 있는 습도검출센서(3)를 통해 습도를 검출하여 현재습도가 사용자의 설정습도보다 높은지를 판단(S38)하게 되는데, 그 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 순환펌프(21)에 의해 강제로 순환되며 열교환기(16)를 통해 고온으로 가열된 원래 냉수에 혼합되는 저온의 실내기 냉수코일(9) 배출수 혼합량을 비례제어 방식을 통해 증대(S39)시켜 실내습도를 낮추고, 현재습도가 설정습도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 고온의 원래 냉수에 혼합되는 저온의 실내기 냉수코일(9) 배출수 혼합량을 감소(S40)시켜 실내습도가 설정습도 이내로 낮아지도록 한다.

이후 상기 제어부(4)는 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 열어주어 실내기 내에서 유입되는 공기와 실내기 냉수코일(9)를 통과한 공기가 상호 혼합되도록 하고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫고, 압축기(5)의 구동도 차단(S41)하는 휴지모드로 돌입한다.

이와 같은 휴지 모드 상태에서 상기 제어부(4)는 관체(15) 상에 설치되어 있는 과냉온도검출센서(22)를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1; 예를 들어 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단(S42)하게 되는데, 그 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 실외기에 설치되어 있는 냉각팬(6)을 구동(S43)시켜 냉수코일(20)에 흐르는 냉수의 온도를 낮춰주게 되고, 그 미만이면 냉각팬(6)의 구동을 차단(S44)하여 냉수의 온도가 현재온도 이하로 낮아지는 것을 방지한다.

이후 상기 제어부(4)는 노점 제어용 삼방변(17)의 볼을 순환펌프(21) 측으로 절체하여 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 고온의 냉수가 유입되는 냉수 유입구를 개방(S45)한 다음 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S33)로 되돌아가 그 이후의 과정을 반복 수행하게 된다.

도 6은 상기한 냉각 제습제어에서의 겨울 모드에서 각 구성품의 작동상태를 도시한 블록 구성도를 나타낸 것이다.

한편, 본 발명의 냉각 제습제어 과정 중 상기 제어부(4)에서 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 판단한 결과, "0"도 이상(S36에서 No)이면 실내기 냉수코일(9)과 실외기용 냉수코일(20) 및 열교환기(16) 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23) 내의 볼을 실외기용 냉각코일(20) 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일(9)에서 배출되는 냉수가 순환펌프(21)에 의해 열교환기(16)를 통해 다시 실내기 냉수코일(9) 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입(S46)하게 된다.

이와 같은 여름 모드 상에서 상기 제어부(4)에서는 실내기 내의 현재습도가 설정습도보다 높은지를 판단(S47)하여, 그 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 고온의 원래 냉수에 혼합되는 저온의 실내기 냉수코일(9) 배출수 혼합량을 증대(S48)시켜 실내 습도가 설정습도 이내로 낮아지도록 한 다음, 댐퍼(14)를 열어 실내기로 유입되는 공기와 실내기 냉각코일을 통해 배출되는 공기가 상호 혼합되게 하고, 제 1 및 제 3 전자변(28)(30)은 열어주되, 제 2 전자변(29)은 닫아주며, 압축기(5)는 구동시키고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 제 1 전자변(28)과 직렬 연결된 온도 팽창변(31)을 개방(S50)시켜 수액기(8)에서 배출되는 냉매가 제 1 전자변(28)과 온도 팽창변(31), 열교환기(16)의 냉매 측 코일(16b), 제 3 전자변(30)을 통해 압축기(5)로 흡입되는 냉각 사이클이 작동되도록 한다.

그러나, 상기 제어부에서 현재습도와 설정온도를 비교 판단한 결과 현재습도가 설정습도 미만(S47에서 No)이면, 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽(13)에 설치되어 있는 댐퍼(14)를 열어 실내기로 유입되는 공기와 실내기 냉각코일을 통해 배출되는 공기가 서로 혼합되도록 하고, 수액기(8)와 열교환기(16) 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변(28)(29)과 상기 열교환기(16)와 압축기(5) 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변(30)을 모두 닫음은 물론 압축기(5)의 구동도 차단하여 냉각 사이클의 구동을 차단함은 물론 노점 제어용 삼방변(17)의 볼은 순환펌프(21) 측으로 절체하여 실내기 냉수코일 유입구와 배출구가 상호 연결되도록 하고, 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)의 볼은 냉수 유입구 측으로 절체하여 실내기 냉수코일에서 배출되는 냉수가 실내온도 및 습도 조절용 삼방변(19)으로 유입되는 것을 차단하며, 가습기(10)를 구동(S49)시키고 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S33)로 되돌아가 그 이후의 과정을 반복 수행하게 된다.

또한, 상기 제어부(4)는 전술한 단계(S50)를 실시한 후 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서(26)를 통해 냉수가 흐르는 관체(15)의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3; 예를 들어 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 이상인지를 판단(S51)한다.

그 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브(25)를 개방(S52)시켜 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a)을 통과하며 가열된 냉수가 실내기 냉수코일(9)로 공급되지 않고 상기 바이패스밸브(25)와 순환펌프(21)를 통해 다시 열교환기(16)로 바이패스되도록 함으로써 냉수가 열교환기(16)를 순환하는 과정에서 고온의 냉매 가스를 냉각시켜 주게 되어 압축기(5)가 고온의 냉매에 의해 과열되어 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

물론, 상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 미만이면 상기 바이패스밸브를 닫아(S53)준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계(S33)로 되돌아가는 동작을 반복 수행하게 된다.

따라서, 냉각 제습제어 중 여름 모드에서 실내의 습도가 설정습도 이내를 유지하게 됨은 물론 냉수 과열온도(T3) 이상으로 과열된 냉수에 의해 압축기(5)가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

도 7은 상기한 냉각 제습제어에서의 여름 모드에 따른 각 구성품의 작동상태를 도시한 블록 구성도를 나타낸 것이다.

즉, 본 발명을 좀더 간략히 설명하면, 현열 냉각제어에서는 정압 팽창변(32)과 증발압력 조절밸브(27)를 통한 냉매 사이클이 형성되고, 냉수는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)을 통해 열교환기(16)의 냉수 측 코일로 유입되어 냉각과정을 갖도록 하며, 냉각 제습제어에서는 온도 팽창변(31)과 제 1 전자변(28)을 통한 냉매사이클이 형성되고, 냉수는 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)을 통해 열교환기(16)의 냉수 측 코일(16a)로 유입되어 냉수가 노점이하의 냉각온도를 유지하도록 자동제어를 구성을 갖는다.

또한, 환절기 및 동절기에는 현열 냉각운전 또는 냉각 제습운전이라 하더라도 냉수가 냉수 유입방향 조절용 삼방변(23)을 통해 실외기의 냉수코일(20)을 통과하면서 취득된 냉기가 열교환기(16)의 냉수 측 코일을 경유하여 실내기로 유입되는데, 이때 열교환기(16)로 유입되는 냉수의 온도가 노점설정온도(즉, 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도) 미만이면 압축기(5)의 운전을 정지시키는 자동 제어를 실시하므로써 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있고, 또 장치를 안정되게 운전 제어할 수 있을 뿐만 아니라 냉수의 강제순환을 통해 낮은 외기에서 취득한 냉각열원을 실내 열교환기에서 노점이상의 냉각 운전으로 작용할 수 있어 가습 에너지의 절감과 간접열원을 순환으로 오염을 방지할 수 있으며, 운전비용이 많이 드는 냉동기 운전에 의한 기계적인 냉각이 불필요하게 하고 낮은 외기의 열원으로 냉각함으로써 에너지 대체 효과를 기대할 수 있는 것이다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 항온항습기의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명 방법 중 현열 냉각제어 과정을 설명하기 위한 플로우챠트.

도 3은 본 발명 방법 중 냉각 제습제어 과정을 설명하기 위한 플로우챠트.

도 4는 본 발명 방법 중 현열 냉각제어의 겨울 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도.

도 5는 본 발명 방법 중 현열 냉각제어의 여름 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도.

도 6은 본 발명 방법 중 냉각 제습제어의 겨울 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도.

도 7은 본 발명 방법 중 냉각 제습제어의 여름 모드에서 각 구성품의 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 키입력부 2 : 실내온도검출센서

3 : 습도검출센서 4 : 제어부

5 : 압축기 6 : 냉각팬

7 : 응축기 8 : 수액기

9 : 실내기 냉수코일 10 : 가습기

11 : 재열용 히터 12 : 인버터용 송풍팬

13 : 격벽 14 : 댐퍼

15 : 냉수 관체 16 : 열교환기

16a,16b : 코일 17 : 노점 제어용 삼방변

18 : 노점 제어용 온도검출센서 19 : 실내온도 및 습도 조절용 삼방변

20 : 실외기용 냉수코일 21 : 순환펌프

22 : 과냉온도검출센서 23 : 냉수 유입방향 조절용 삼방변

24 : 외기온도검출센서 25 : 압축기 과열 방지용 바이패스밸브

26 : 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서

27 : 증발압력 조절밸브 28-30 : 제 1 내지 제 3 전자변

31 : 온도 팽창변 32 : 정압 팽창변

Claims

키입력부, 실내온도검출센서, 습도검출센서, 제어부, 압축기, 냉각팬을 구비한 응축기, 수액기, 가습기, 재열용 히터 및 인버터용 송풍팬을 구비한 항온항습기에 있어서,

실내기 내부에 설치되어 유입되는 냉수에서 발생되는 냉기를 이용하여 공기를 냉각시켜 주게 되는 실내기 냉수코일과;

실내기의 내부에서 공기 흡입부와 공기 배출구 사이에 형성된 격벽에 설치되어 제어부의 출력신호에 부응하여 댐퍼모터가 구동되어 개폐되는 댐퍼와;

실내기 냉수코일의 냉수 배출구에 연결된 관체와 열교환기와 연결된 배출관 사이에 설치되는 노점 제어용 삼방변과;

상기 노점 제어용 삼방변의 절체제어에 필요한 관체 온도를 검출하여 제어부로 전달하는 노점 제어용 온도검출센서와;

상기 실내기 냉수코일의 냉수 배출구에 연결된 관체와 열교환기와 연결된 배출관 사이에서 노점 제어용 삼방변과 직렬 연결되는 형태로 설치된 상태에서 습도검출센서에 의해 검출되는 실내습도에 부응하여 제어부에서 출력되는 제어신호에 의해 개폐 작동되는 실내온도 및 습도 조절용 삼방변과;

상기 응축기와 함께 실외기에 설치되어 상승된 냉수온도를 낮춰주는 실외기용 냉수코일과;

냉수 관체 상에 설치되어 냉수를 강제 순환시켜 주는 순환펌프와;

냉수 관체 상에 설치되어 실외기에 설치된 냉각팬의 구동에 필요한 관체 냉수 과냉온도를 검출하여 제어부로 전달하는 과냉온도검출센서와;

냉수 관체와 실외기용 냉수코일 및 압축기와 수액기 사이에 설치되어 냉수와 냉매 사이에서 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기와;

냉수 관체와 실외기용 냉수코일 및 열교환기의 냉수 측 코일 일단부 사이에 설치되어 냉수의 흐름 방향을 결정하는 냉수 유입방향 조절용 삼방변과;

상기 냉수 유입방향 조절용 삼방변의 절체 제어에 필요한 외기온도를 검출하여 제어부로 전달하는 외기온도검출센서와;

냉수 관체와 열교환기의 냉수 측 코일 타단부 사이에 설치되어 냉수의 온도가 냉수 과열온도 이상일 경우 이를 열교환기 측으로 바이패스시켜 압축기가 과열되는 것을 방지하는 압축기 과열 방지용 바이패스밸브와;

냉수 관체 상에 설치되어 압축기 과열 방지용 바이패스밸브의 절체 제어에 필요한 냉수 과열온도를 검출하여 제어부로 전달하는 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서와;

상기 열교환기의 냉매 측 코일 일단부와 압축기 흡입구 사이에 설치되어 압축기로 유입되는 냉매의 증발압력을 조절하는 증발압력 조절밸브와;

상기 증발압력 조절밸브에 병렬 연결되는 형태로 설치되어 수액기에서 배출되어 열교환기를 통과한 저 증발압력의 냉매를 압축기로 공급할지 여부를 결정하는 제 3 전자변과;

상기 열교환기의 냉매 측 코일 타단부와 수액기의 출구 사이에서 압축기로 흡입되는 저 증발압력의 냉매 온도에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 온도 팽창변과 함께 직렬 연결되는 형태로 설치되어 수액기에서 배출되어 열교환기의 냉매 측 코일로 공급되는 냉매가스의 공급 여부를 결정하는 제 1 전자변과;

상기 열교환기의 냉매 측 코일 타단부와 수액기의 출구 사이에서 냉매의 공급압력이 일정한 압력을 갖도록 개폐되는 정압 팽창변과 함께 직렬 연결된 상태에서 상기 온도 팽창변 및 제 1 전자변에 대해서는 병렬 연결된 형태로 설치되어 수액기에서 배출되어 열교환기의 냉매 측 코일로 공급되는 냉매의 공급여부를 결정하는 제 2 전자변;을 더 구비시킨 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 항온항습기.
항온항습기에 전원이 공급되면 제어부에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬과 냉수 순환용 순환펌프를 구동시키는 단계와;

이어 실내온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 현재 온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터를 구동시키고 이와 반대이면 실내기 냉수코일의 배면부에 설치되어 있는 재열용 히터의 구동을 차단한 상태에서 외기온도검출센서를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출하는 단계와;

상기에서 검출한 결과 외기온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 열교환기 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일을 통과한 냉수가 순환펌프에 의해 실외기용 냉각코일을 통해 열교환의 냉수 측 코일 측으로 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입하는 단계와;

이어서 현재의 실내온도가 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 실내기 냉수코일에서 배출되는 물의 혼합량을 증대시키되, 현재온도가 설정온도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시키는 단계와;

이어서 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 닫아주고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫고, 압축기의 구동도 차단하는 단계와;

이후 과냉온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 실외기에 설치되어 있는 냉각팬을 구동시키고, 그 미만이면 냉각팬의 구동을 차단하는 단계와;

이어서 노점 제어용 온도검출센서를 통해 환수되는 냉수의 온도를 검출하여 그 온도가 기준온도(T2) 이상인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 환수되는 냉수의 온도가 기준온도(T2) 이상이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키고, 그 미만이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시킨 후 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 항온항습기의 현열 냉각방법.
청구항 2에 있어서,

제어부에서 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 판단한 결과 "0"도 이상이면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 실외기용 냉각코일 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일에서 배출되는 냉수가 순환펌프에 의해 열교환기를 통해 다시 실내기 냉수코일 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입하는 단계와;

이어서 현재의 실내온도가 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키는 단계와;

상기에서 판단한 결과 현재온도가 설정온도 미만이면 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 닫아주고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫음은 물론 압축기의 구동도 차단하며, 노점 제어용 삼방변과 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 볼을 냉수 유입구 측으로 모두 절체시켜 주고, 냉수 관체와 열교환기의 일측 출구 사이에 설치되어 있는 압축기 과열방지용 바이패스밸브를 차단한 후 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계와;

상기에서 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시킨 후 댐퍼를 닫아주고, 제 1 및 제 3 전자변은 닫아주되, 제 2 전자변은 열어주며, 압축기는 구동시키고, 수액기와 열교환기 사이에서 제 2 전자변과 직렬 연결된 정압 팽창변을 개방시키며, 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 증발압력 조절밸브는 개방시키는 단계와;

이어서 노점 제어용 온도검출센서를 통해 환수되는 냉수의 온도를 검출하여 그 온도가 기준온도(T2) 이상인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 환수되는 냉수의 온도가 기준온도(T2) 이상이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키고, 그 미만이면 노점 제어용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시키는 단계와;

이후 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브를 개방시키고, 그 미만이면 바이패스밸브를 닫아 준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 항온항습의 현열 냉각방법.
청구항 2에 있어서,

과냉온도검출센서를 통해 검출되는 상기 냉수 과냉온도(T1)는 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도인 것을 특징으로 에너지 절약형 항온항습의 현열 냉각방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

노점 제어용 온도검출센서를 통해 검출되는 환수되는 상기 기준온도(T2)는 13-15℃ 사이의 값 중 어느 한 온도인 것을 특징으로 에너지 절약형 항온항습의 현열 냉각방법.
청구항 3에 있어서,

바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서를 통해 검출되는 상기 냉수 과열온도(T3)는 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도인 것을 특징으로 에너지 절약형 항온항습의 현열 냉각방법.
항온항습기에 전원이 공급되면 제어부에서는 실내기 내의 인버터형 송풍팬과 냉수 순환용 순환펌프를 구동시키는 단계와;

이어 실내온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 실내온도가 키입력부를 통해 사용자가 설정한 설정온도 미만인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 현재 온도가 설정온도 미만이면 재열용 히터를 구동시키고 이와 반대이면 재열용 히터의 구동을 차단한 상태에서 외기온도검출센서를 통해 검출되는 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 검출하는 단계와;

상기에서 검출한 결과 외기온도가 "0"도보다 낮으면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 열교환기 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일을 통과한 냉수가 순환펌프에 의해 실외기용 냉각코일과 열교환의 냉수 측 코일을 통해 다시 실내기 냉수코일로 순환 공급되도록 하는 겨울 모드로 돌입하는 단계와;

이어서 현재습도가 설정습도보다 높은지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키되, 현재습도가 설정습도 미만이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 감소시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 감소시키는 단계와;

이어서 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 열고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫고, 압축기의 구동도 차단하는 단계와;

이후 과냉온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과냉온도(T1) 이상이면 실외기에 설치되어 있는 냉각팬을 구동시키고, 그 미만이면 냉각팬의 구동을 차단하는 단계와;

이후 노점 제어용 삼방변의 볼을 실외기용 냉각코일 측으로 절체하여 실내기 냉각코일의 배출수가 유입되는 냉수 유입구를 개방한 다음, 다시 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 항온항습기의 냉각 제습방법.
청구항 7에 있어서,

상기 제어부에서 외기온도가 "0"도보다 낮은지를 판단한 결과 "0"도 이상이면 실내기 냉수코일과 실외기용 냉수코일 및 열교환기 사이의 3 관체 사이에 설치되어 있는 냉수 유입방향 조절용 삼방변 내의 볼을 실외기용 냉각코일 측으로 절체시켜 실내기 냉수코일에서 배출되는 냉수가 순환펌프에 의해 열교환기를 통해 다시 실내기 냉수코일 측으로 공급되도록 하는 여름 모드로 돌입하는 단계와;

이어서 현재의 습도가 설정습도보다 높은지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 이상이면 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시키는 단계와;

상기에서 판단한 결과 현재습도가 설정습도 미만이면 실내기의 공기 흡입부와 공기 배출구 사이의 격벽에 설치되어 있는 댐퍼를 열고, 수액기와 열교환기 사이에서 각각 병렬로 설치된 제 1 및 제 2 전자변과 상기 열교환기와 압축기 사이에 설치되어 있는 제 3 전자변을 모두 닫음은 물론 압축기의 구동도 차단하며, 노점 제어용 삼방변의 볼은 실외기용 냉각코일 측으로 절체하여 냉수 유입구를 개방하고 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 볼은 냉수 유입을 차단하기 위해 냉수 유입구 측으로 절체하고, 가습기를 구동시키고 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계와;

상기에서 실내온도 및 습도 조절용 삼방변의 개구량을 비례제어 방식을 통해 증대시켜 원래 냉수에 혼합되는 실내기 냉수코일의 배출수 혼합량을 증대시킨 후 댐퍼를 열어주고, 제 1 및 제 3 전자변은 열어주되, 제 2 전자변은 닫아주며, 압축기는 구동시키고, 수액기와 열교환기 사이에서 제 1 전자변과 직렬 연결된 온도 팽창변을 개방시키는 단계와;

이어서 바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서를 통해 냉수가 흐르는 관체의 온도를 검출하여 그 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상인지를 판단하는 단계와;

상기에서 판단한 결과 냉수 흐름 관체 온도가 냉수 과열온도(T3) 이상이면 상기 바이패스밸브를 개방시키고, 그 미만이면 바이패스밸브를 닫아 준 다음 현재온도가 설정온도 미만인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 항온항습기의 냉각 제습방법.
청구항 7에 있어서,

과냉온도검출센서를 통해 검출되는 상기 냉수 과냉온도(T1)는 4-6℃ 사이의 값 중 어느 한 온도인 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 항온항습기의 냉각 제습방법.
청구항 8에 있어서,

바이패스밸브 구동 제어용 온도검출센서를 통해 검출되는 냉수의 냉수 과열온도(T3)는 19-21℃ 사이의 값 중 어느 한 온도인 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 항온항습기의 냉각 제습방법.