KR101008900B1 - 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기 - Google Patents

다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기에 관한 것으로, 그 목적은 제습공조기에서 습기를 제거하는 증발기의 부하를 낮춰 에너지 소모를 절감하되 히트파이프가 과도하게 예냉시 증발기 온도가 과도하게 떨어져 성에가 발생하는 문제와 컴프레셔(압축기)의 성능이 저하되거나 파손되는 등의 문제를 다중 댐퍼를 구비하여 해결한 제습공조기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 공기의 유동방향을 따라 실내로부터 재순환된 공기가 흡입되는 흡입부(A), 일부가 실외로 배출된 상태의 재순환된 실내공기와 실외로부터 유입된 공기가 혼합되는 공기혼합부(B), 혼합공기를 제습하는 열교환부(C) 및 제습된 공기를 실내로 배출하는 배출부(D)가 공조기케이스(30) 내부에 순차 배열하여 설치된 구성을 이루는 제습공조기에 있어서, 상기 열교환부는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261)과, 상기 히트파이프예냉코일(262)과 경사 연결유로(263)를 통해 연결되고 증발기 후단에 설치된 히트파이프재열코일(262)로 이루어진 히트파이프 열교환기(26)와; 상기 히트파이프예냉코일(261) 상단에 설치되어 개방에 따라 예냉되지 않은 공기 일부를 증발기로 바이패스시키는 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)와; 상기 히트파이프재열코일(262) 상단에 설치되어 개방에 따라 예냉된 공기 일부를 재열코일(27)로 바이패스시키는 과냉방지 제 2 댐퍼(24b)와; 상기 재열코일(27) 상단에 설치되어 개방에 따라 증발기를 지난 냉각된 공기 일부를 보조재열용코일(28)로 바이패스시키는 과냉방지 제 3 댐퍼(25)와; 상기 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b) 및 과냉방지 제 3 댐퍼(25) 상단을 막은 차단통로(26)의 전후단에 설치되어 예냉되지 않은 공기 일부를 보조재열용코일(28)로 바이패스시키도록 연동되는 제 1 차압댐퍼(22) 및 제 2 차압댐퍼(23)를 포함하여 구성된 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기를 발명의 특징으로 한다.

Description

다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기{Energy saving dehumidfying air-conditioner using multi-damper and heatpipe}
본 발명은 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기에 관한 것으로, 자세하게는 도서관, 박물관, 수영장, 공장, 상업시설 등과 같은 대규모 시설의 습도를 일정 수준으로 유지시키기 위한 제습공조기에 관한 것으로, 특히 히트파이프를 이용하여 제습작용을 하는 증발기의 부하를 낮춰 에너지 소모를 절감하되, 히트파이프가 과도하게 예냉시 증발기 온도가 과도하게 떨어져 성에가 발생하는 문제와 컴프레셔(압축기)의 성능이 저하되거나 파손되는 등의 문제를 다중 댐퍼를 구비하여 해결한 장치에 관한 것이다.
사무용 빌딩의 공기조화 시스템, 재료가공 공정 그리고 산업용 건조과정에서의 습기 조절을 위해서는 많은 양의 에너지가 소모되는데, 이들 대부분이 전기 에너지의 형태로 소모 되고 있다. 가장 많이 사용되는 두 가지의 습기제어 방법으로는 첫째로 큰 용량의 냉방공조시스템을 사용하여 고온의 공기를 과냉시켜 습기를 제거하고 실내에 공급하기 전에 공급공기를 재가열 하는 방법이며, 둘째로는 건조제 시스템을 사용하여 한곳에서 습기를 포집하고 그 습기를 열을 이용하여 다른 곳으로 방출하는 방법이다. 이와 같이 공기를 재가열 하거나 건조제를 건조하기 위해서는 기계에너지 또는 전기 에너지가 사용 되어 두 가지 방법 모두 에너지 소비가 많은 방법이다.
상기 제습방법 중 냉방공조시스템을 사용한 제습냉방 시스템의 냉방싸이클은 증발기를 거친 냉매를 압축기에서 압축하여 고온고압기체화하고, 이를 다시 응축기에서 고온고압 액체화하고, 이를 다시 팽창밸브에서 저온저압액체화하고, 이를 다시 증발기에서 저온저압기체화하는 싸이클을 반복하여 증발기에서 공기와 열교환하여 공기중의 습기를 제거하는 장치이다.
이하 첨부된 도면에 의해 종래 공조시스템을 이용한 제습공조기를 설명한다.
도 6은 종래 제습공조기의 한실시예를 도시한 구성도인데, 도시된 바와 같이, 종래 대용량 제습공기조화기는 유체(공기) 유동방향을 따라 흡입부(10), 공기혼합부(20), 열교환부(30) 및 배출부(40)가 케이스(50) 내부에 순차 배열하여 설치된 구성을 이루고 있다. 이때 공기가 유입 또는 배출되는 공간부를 격리 프레임에 의해 나누어 구성한다.
상기 흡입부(10)는 케이스(50)의 상부 일측에 형성되어 리턴된 실내 공기(R.A: Return Air)가 흡입되는 실내공기흡입구(101)에 의해 실내와 연결되며, 케이스(50)의 내부에는 실내공기를 기기 내로 흡인하는 흡입송풍기(102)가 설치되어 있다. 흡입송풍기는 원심팬의 회전에 의해 일측으로는 실내 공기를 흡입하고 타측으로는 실내 공기를 공기혼합부로 배출하게 된다. 흡입송풍기(102)의 구동방식은 여러 가지가 있을 수 있는데 한 예를 들어 설명하면 원심팬과, 원심팬을 구동시켜주는 팬모터로 이루어져 있으며, 원심팬과 팬모터는 벨트 및 벨트차에 의해 연결되어 구성되는데 중요부분이 아니고 일반적인 공지의 기술이므로 도면상 도면부호 및 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
또한 흡입부(10)는 격리 프레임(601)에 의해 공간부가 공기혼합부(20)와 나뉘어지는데 흡입송풍기(102)의 배출구만 공기혼합부와 연통되도록 구성한다.
상기 공기혼합부(20)는 그 내부가 바이패스 댐퍼(201)가 설치된 격리 프레임(602)을 기준으로 흡입부(10)가 접한 부분과 열교환부(30)가 접한 부분으로 나뉘어지는데, 흡입부(10)가 접한 부분의 케이스(50) 상부 일측에는 흡입부(10)로부터 유입된 실내공기 중 일부가 배출되는 실내공기 배출구(201)가 설치되고, 열교환부(30)가 접한 부분의 케이스(50) 상부 일측에는 신선한 외기가 유입되는 실외공기 유입구(203)가 형성된다. 통상적으로 실내공기 30% 정도가 실내공기 배출구(201)를 통해 나가고 잔존한 70%의 실내공기가 바이패스 댐퍼(201)를 통해 열교환부와 접한 공간부에서 30%의 실외공기와 혼합되어 열교환부(30)로 공급되게 된다.
상기 열교환부(30)는 공기혼합부에서 유입된 일정량의 실내공기와 일정량의 실외공기가 혼합된 혼합공기를 열교환시키는 코일형상의 열교환기(301)와 열교환기 후단에 설치되어 과냉된 온도를 가열하는 재열히터(302)로 이루어진다.
열교환에서는 실외에 설치된 히트펌프와 연결되어 유입된 혼합공기를 냉각 또는 승온시켜 실내를 냉방 또는 난방시키게 된다. 구체적으로 이와 같은 열교환기의 내부 유로를 흐르는 열매체인 냉매나 냉온수를 공급하는 수단을 포함하는데, 이는 공기조화기의 종류에 따라 다양한 방식이 있다. 구체적인 방식은 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기한 구성을 갖는 대용량 제습공조기의 제습과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 흡입송풍기(102)가 구동되면, 건물 실내의 고온다습한 공기가 흡입부(10) 내로 유입되고, 유입된 고온다습한 공기는 공기혼합부(20)를 통과하면서 공기중 약 30%는 실내공기 배출구(202)를 통해 외부로 배출되고, 반대로 실외공기유입구(203)로는 외기가 유입되어 잔류하고 있는 기내공기 약 70%와 혼합된 상태로 열교환부(30)를 향해 유동된다.
열교환부(30)로 유입된 공기는 설치된 증발기(301)를 통과하면서 고온다습한 공기가 제습된 저온의 공기로 열교환하게 되고, 이후 증발기를 거치면서 과냉된 공기를 재열히터(302)를 통해 일정온도로 승온시킨다.
이와 같이 열교환후 제습된 저온의 공기는 배출부(40)의 내부에 설치된 토출송풍기(401)의 회전력에 의해 케이스(50) 상에 설치된 열교환공기배출구(402)를 통해 건물내로 환원되는 과정이 반복되면서 실내 공기를 제습하게 된다.
하지만 상기와 같은 종래의 제습공조기는 고온다습한 공기가 지속적으로 유입시 증발기에 냉매를 공급하는 압축기에 과부하가 발생할 수 있고, 이에 따른 에너지 소모량이 증가한다는 단점과, 또한 과냉된 증발기의 온도를 별도의 에너지원을 사용하는 전열히터를 구비함으로 인한 추가적인 에너지 소모가 발생한다는 단점을 가진다.
또한 일반적인 제습공조기는 여름철에 상대습도가 80%이상일 때만 주로 운전된다는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 제습공조기에서 습기를 제거하는 증발기의 부하를 낮춰 에너지 소모를 절감하되 히트파이프가 과도하게 예냉시 증발기 온도가 과도하게 떨어져 성에가 발생하는 문제와 컴프레셔(압축기)의 성능이 저하되거나 파손되는 등의 문제를 다중 댐퍼를 구비하여 해결한 제습공조기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 설치된 댐퍼가 구역별로 설치된 온도 및 습도센서의 정보를 받아 온도 및 습도에 따라 비례적으로 개폐되도록 구성하여 4계절 작동되는 제습공조기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제습공조기에 구비된 증발기(DX코일) 후단에 전기를 사용하는 재열히터 대신에 증발기에 냉매를 공급하는 냉방싸이클중의 고온고압상태의 냉매를 공급받아 작동하는 재열코일을 구비하여 겨울철에는 증발기에 의한 제습과 재열코일에 의한 난방이 이루어지도록 한 제습공조기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제습공조기를 구성하는 증발기를 다중으로 구성하여 각각의 증발기에 제습과 재열싸이클을 동시에 제공함으로써 압축기의 부하를 저감함과 동시에 필요시 어느 하나의 제습과 재열싸이클이 고장나더라로 여분의 제습과 재열싸이클이 작동할수 있도록 한 제습공조기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공기혼합부에 폐열열교환기를 설치하여 증발기에 공급되는 공기의 온도를 계절에 따라 조절하여 증발기의 부하를 저감시킨 제습공조기를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 공기의 유동방향을 따라 실내로부터 재순환된 공기가 흡입되는 흡입부, 일부가 실외로 배출된 상태의 재순환된 실내공기와 실외로부터 유입된 공기가 혼합되는 공기혼합부, 혼합공기를 제습하는 열교환부 및 제습된 공기를 실내로 배출하는 배출부가 공조기케이스 내부에 순차 배열하여 설치된 구성을 이루는 제습공조기에 있어서,
상기 열교환부는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일과, 상기 히트파이프예냉코일과 경사 연결유로를 통해 연결되고 증발기 후단에 설치된 히트파이프재열코일로 이루어진 히트파이프 열교환기와;
상기 히트파이프예냉코일 상단에 설치되어 개방에 따라 예냉되지 않은 공기 일부를 증발기로 바이패스시키는 과냉방지 제 1 댐퍼와;
상기 히트파이프재열코일 상단에 설치되어 개방에 따라 예냉된 공기 일부를 재열코일로 바이패스시키는 과냉방지 제 2 댐퍼와;
상기 재열코일 상단에 설치되어 개방에 따라 증발기를 지난 냉각된 공기 일부를 보조재열용코일로 바이패스시키는 과냉방지 제 3 댐퍼와;
상기 과냉방지 제 1 댐퍼, 과냉방지 제 2 댐퍼 및 과냉방지 제 3 댐퍼 상단을 막은 차단통로의 전후단에 설치되어 예냉되지 않은 공기 일부를 보조재열용코일로 바이패스시키도록 연동되는 제 1 차압댐퍼 및 제 2 차압댐퍼를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기를 제공함으로써 달성된다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 풍량 조절용 1차 차압댐퍼 및 풍량 조절용 2차 차압댐퍼는 공조기케이스 내 공기혼합부에서 열교환부로 들어가는 쪽에 설치된 제 4 온도 및 습도센서가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 바이패스 풍량을 조절토록 구성할 수 있다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 과냉방지 제 1 댐퍼는 공조기케이스 내 열교환부의 히트파이프예냉코일과 증발기 사이에 설치된 제 5 온도 및 습도센서가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프예냉코일과 증발기의 과냉을 방지하게 구성할 수 있다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 과냉방지 제 2 댐퍼는 공조기케이스 내 열교환부의 증발기와 히트파이프재열코일 사이에 설치된 제 6 온도 및 습도센서가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 증발기의 적상과 히트파이프재열코일의 과냉을 방지토록 구성할 수 있다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 과냉방지 제 3 댐퍼는 공조기케이스 내 열교환부의 히트파이프재열코일과 재열코일 사이에 설치된 제 7 온도 및 습도센서가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프재열코일과 재열코일이 일정한 압력을 유지하면서 과냉을 방지토록 구성할 수 있다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 보조재열용히터는 공조기케이스 내 열교환부의 재열코일과 보조재열용히터 사이에 설치된 제 8 온도 및 습도센서가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 재열코일을 통과한 토출공기의 온도를 보정토록 구성할 수 있다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 재열코일은 압축기, 응축기, 팽창밸브 증발기로 이루어진 냉매사이클 중, 압축기와 응축기 사이에 3방밸브가 설치되어 응축기를 지나 설치된 고온고압의 냉매를 저장하는 수액기에서 일부 고온고압 냉매가 분지되어 연결되어 재열코일로 냉매를 공급한후 수액기로 되돌아오는 냉매 유로를 연결구성할 수 있다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 열교환부에 장치된 증발기를 2개로 구성하여 각각의 증발기에 독립적인 냉매싸이클을 구성할 수 있다.
본 발명은 한 실시예로, 상기 흡입부로 리턴하는 리턴 배관의 일지점에 분지배관을 분지하고 그 끝단에 분지댐퍼를 두어 실내에서 흡입부 내로 재순환 되는 공기 일부를 분지댐퍼의 개폐에 따라 상기 열교환부 전단의 폐열열교환기를 지난 공기혼합부에 직접 공급하도록 구성할 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 도서관, 박물관, 수영장, 공장, 상업시설등과 같은 대규모 시설의 습도를 일정 수준으로 유지시키기 위한 제습공조기에 있어서, 제습작용을 하는 증발기의 부하를 낮춰 에너지 소모를 절감하되 히트파이프가 과도하게 예냉시 증발기 온도가 과도하게 떨어져 성에가 발생하는 문제와 컴프레셔(압축기)의 성능이 저하되거나 파손되는 등의 문제를 해결하였다는 장점과,
또한 다중 설치된 댐퍼가 구역별로 설치된 온도 및 습도센서의 정보를 받아 온도 및 습도에 따라 비례적으로 개폐되도록 구성하여 여름철, 겨울철 및 봄가을 환절기 구분없이 4계절 내내 적절한 공기량이 자동으로 증발기에 공급되어 안정적인 제습이 이루어지도록 하였다는 장점과,
또한 제습공조기에 구비된 증발기(DX코일) 후단에 전기를 사용하는 재열히터 대신에 증발기에 냉매를 공급하는 냉방싸이클중의 고온고압상태의 냉매를 공급받아 작동하는 재열코일을 구비하여 겨울철에는 증발기에 의한 제습과 재열코일에 의한 난방이 이루어지도록 하였다는 장점과,
또한 제습공조기를 구성하는 증발기를 다중으로 구성하여 각각의 증발기에 제습과 재열싸이클을 동시에 제공함으로써 압축기의 부하를 저감함과 동시에 필요시 어느 하나의 제습과 재열싸이클이 고장나더라로 여분의 제습과 재열싸이클이 작동할수 있도록 구성하였다는 장점과,
또한 공기혼합부에 폐열열교환기를 설치하여 증발기에 공급되는 공기의 온도를 계절에 따라 조절하여 증발기의 냉각부하를 저감하였다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 구성도이고,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 각 댐퍼 개폐에 따른 공기흐름을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 여름철 운전을 도시한 구성도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 겨울철 운전을 도시한 구성도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 환절기(봄, 가을) 운전을 도시한 구성도이고,
도 6은 종래 제습공조기의 한 실시예를 도시한 구성도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제습공조기의 기본 구성은 공기의 유동방향을 따라 실내로부터 재순환된 공기가 흡입되는 흡입부(A), 일부가 실외로 배출된 상태의 재순환된 실내공기와 실외로부터 유입된 공기가 혼합되는 공기혼합부(B), 혼합공기를 제습하는 열교환부(C) 및 제습된 공기를 실내로 배출하는 배출부(D)가 공조기케이스(30) 내부에 순차 배열하여 설치된 구성을 이루고 있다.
상기 흡입부(A)는 공조기케이스(30)의 상부 일측에 형성되어 도서관, 박물관, 수영장, 공장, 상업시설 등과 같은 대규모 시설의 실내로부터 재순환된 실내 공기(R.A: Return Air)가 흡입되는 실내공기흡입댐퍼(31)에 의해 실내와 연결되며, 공조기케이스(30)의 내부에는 실내공기를 기기 내로 흡인하는 흡입송풍기(32)가 설치되어 있다. 흡입송풍기(32)는 원심팬의 회전에 의해 일측으로는 실내 공기를 흡입하고 타측으로는 실내 공기를 공기혼합부(B)로 배출하게 된다.
상기 공기혼합부(B)는 그 내부가 폐열열교환기(20) 및 바이패스 댐퍼(21)에 의해 흡입부(A)가 접한 부분과 열교환부(C)가 접한 부분으로 나뉘어지는데, 이를 기준으로 공조기케이스(30) 일측 상부에는 신선한 외기가 유입되는 실외공기 유입댐퍼(33)가 형성되고, 타측 상부에는 흡입부(A)로부터 유입된 실내공기 중 일부가 배출되는 실내공기 배출댐퍼(34)가 설치된다. 순통상적으로 실내공기 30% 정도가 실내공기 배출댐퍼(34)를 통해 나가고 잔존한 70%가 새로 유입된 공기와 함께 열교환부로 공급되게 된다. 이때 외부로부터 유입된 공기는 배출되는 공기와 폐열열교환기(20)에 의해 열교환되어 온도가 어느정도 낮아지게 된 후 바이패스 댐퍼(21)를 통해 열교환(C)부로 공급되게 된다. 이와 같은 열교환에 의해 증발기(15)기의 부하가 일정량 저감되게 된다. 또한 외부로 배출되는 에너지 손실을 저감하게 된다.
상기 열교환부(C)는 공기혼합부(B)에서 유입된 재순환된 실내공기와 새로유입된 실외공기로 이루어진 혼합공기를 히트파이프 열교환기(26)에 의한 예냉과 재열과정 그리고 히트파이프 열교환기 안쪽에 설치된 증발기(15)에 의한 냉각 제습과정 그리고 증발기 후단에 설치되어 재열코일(27)과 보조 재열용 히터(28)를 통해 과냉된 습도 제거된 공기를 일정온도로 승온하게 된다. 또한 열교환기 및 증발기의 과냉을 방지하기 위한 다중 댐퍼가 구성이 구비된다.
이하 구체적으로 설명한다.
상기 히트파이프 열교환기(26)는 유입된 혼합공기를 냉각 제습하도록 독자적인 개별 냉각싸이클을 가지는 상하(또는 좌우) 증발기(15)의 둘레에 설치되어 증발기의 냉각부하를 저감하기 위한 구성이다. 이는 증발기에 유입되는 공기를 미리 예냉하고, 증발기를 지난 냉각공기를 재열하기 위한 구성이다. 이를 위해 히트파이프 열교환기(26)는 증발기(15) 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261)과, 상기 히트파이프예냉코일(262)과 경사 연결유로(263)를 통해 연결되고 증발기 후단에 설치된 히트파이프재열코일(262)로 이루어져 구성된다.
이러한 히트파이프 열교환기(26)는 공지의 기술인 히트파이트를 이용하여 파이프 내부 폐회로내에 충전된 열매체가 주변 공기와의 열접촉에 의한 상변화에 의한 열교환을 이용한 것이다. 또한 하나의 히프파이프가 아닌 증발기 전후단에 경사유로를 이용하여 2개의 히트파이프가 작동하에 구성함으로써 증발기 전단의 히트파이프예냉코일(261)은 고온의 공기와 파이프를 경계로 접촉하면서 열을 흡수하는 열교환하여 온도가 상승되고, 이후 상승된 열매체는 후단으로 갈수록 경사가 높아지게 구성된 경사 연결유로(263)를 통해 증발기 후단에 설치된 히트파이프재열코일(262)로 이동되어 고온으로 상승된 열매체는 다시 증발기를 지나면서 과냉된 공기와 열접촉하면서 발열하여 공기를 재열시키게 된다. 이후 냉각 공기와 열접촉하여 냉각되어 온도가 내려간 열매체는 열이동 원리에 따라 경사 연결유로(263)를 통해 다시 높은 곳에서 낮은곳으로 흐르면서 히트파이프예냉코일(261)로 이동하게 된다. 경사 연결유로(263)는 효율적인 열매체의 이동을 위해 다수개로 구성하는 것이 바람직하다.
여기서 히트파이프재열코일(262)이 있음으로 해서 특별한 경우가 아니면 후단에 설치된 재열코일(27)이나 재열코일(27) 용량 한계시 작동하는 보조 재열용 히터(28)가 작동하지 않아도 된다. 즉, 제습작용을 하면서 냉각된 공기를 충분히 승온시켜 줄수 있기 때문이다. 물론 냉각된 온도가 너무 과냉된 상태라면 재열코일(27)이나 보조 재열용 히터(28)가 작동함은 물론이다.
또한 히트파이프예냉코일(261) 및 히트파이프재열코일(262)는 일반적인 열교환기 형상처럼 수직방향 또한 수평방향으로 다수개의 파이프가 절곡되면서 연결되는 형상 또는 개별 파이프가 일지점 유로를 통해 연결되는 형상 등등 어떤 형상을 가져도 되고, 개별 파이프에 열교환 상승을 위한 핀이 결합된 형상으로 구성될 수도 있다. 중요한 것은 증발기 전후단에 히트파이프를 구성하고, 이를 경사 연결유로를 통해 연결함으로써 증발기 전단에서는 예냉작용을 후단에서는 재열작용하도록 하여 증발기에 공급되는 냉매를 압축하는 압축기의 부하를 낮춰줌과 동시에 예냉에 의한 열교환효율을 높여주어 에너지를 절감함과 동시에 열교환효율을 높여주면 되는 것이다.
상기 히트파이프예냉코일(261) 상단에는 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)가 설치되어 개방되도록 구성된다. 개방에 따라 개방에 따라 예냉되지 않은 공기 일부를 증발기로 바이패스하게 되어 증발기의 과냉을 방지하게 된다. 즉, 상기한 히트파이프예냉코일(261)에 의한 예냉공기가 너무 많이 증발기로 유입시 간혹 증발기가 과냉각 되어 열교환효율이 떨어지는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 증발기로 유입되는 공기가 예냉된 공기와 일반혼합공기가 섞여 공급됨으로써 증발기 전단의 공기가 예냉공기만 공급될때보다 높아지므로 예냉온도를 조절할 수 있어 최적의 공기 상태를 만들게 된다. 이러한 개폐작용을 위해 본 발명에 따른 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)를 포함하는 후술되는 댐퍼들은 모터 작동에 의한 개폐로 풍량을 조절하는 MVD(Motor Volume Damper) 타입 댐퍼들로 구성한다. 또한 본 발명의 댐퍼들은 일상적으로 공기조화기를 제어하는 콘트롤판넬(미도시됨)에 의해 무선(미도시됨) 또는 유선(미도시됨)으로 연결되어 개폐가 제어되도록 구성한다.
상기 히트파이프재열코일(262) 상단에 과냉방지 제 2 댐퍼(24b)가 설치되어 개방에 따라 예냉된 공기 일부를 재열코일(27)로 바이패스시키는 구성한다. 이에 따라 증발기(15)의 적상과 히트파이프재열코일(262)의 과냉을 방지하게 된다. 즉, 예냉된 공기의 유입에 따라 증발기 및 히트파이프재열코일(262)에 성에가 발생할 수 있는데 이와 같이 예냉 공기의 유입량을 조절함으로써 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)와의 연동에 의해 최적의 공기 온도를 만들 수 있게 된다.
상기 재열코일(27) 상단에는 과냉방지 제 3 댐퍼(25)가 설치되어 개방에 따라 증발기를 지난 냉각된 공기 일부를 보조재열용코일(28)로 바이패스시킴으로써 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27)이 일정한 압력을 유지하면서 과냉을 방지하게 된다. 또한 고압을 일정하게 유지하여 에너지 절감을 할 수 있다.
또한 상기 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b) 및 과냉방지 제 3 댐퍼(25) 상단을 막은 차단통로(26)의 전후단에는 제 1 차압댐퍼(22) 및 제 2 차압댐퍼(23)가 각각 설치된다. 자세하게는 제 1 차압댐퍼(22)는 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)의 상부쪽에 설치되고, 제 2 차압댐퍼(23)는 과냉방지 제 3 댐퍼(25)의 상부쪽에 설치된다. 이에 따라 예냉되지 않은 공기 일부를 보조재열용코일(28)로 바이패스시키도록 연동시키게 된다. 주로 환절기등에 증발기 부하 저감용으로 개방되게 사용된다. 이때 제 1 차압댐퍼(22) 및 제 2 차압댐퍼(23)는 항시 같이 열리고 닫히게 되는데 그 이유는 한쪽만 설치하면 통로에 의한 차압이 발생하여 소음등이 발생하기 때문이다.
또한 본 발명은 제습공조기 내의 온도 및 습도 상태에 따라 상기 각 댐퍼의 작동을 최적으로 작동시키기 위해 다수개의 온도 및 센서를 구성하였다. 여기에 사용하는 온도 및 습도센서는 통상적으로 온도 및 습도센서로 개별적으로 설치하거나 일체형으로 설치하여 측정된 정보를 콘트롤판넬(도시없음)로 무선(도시없음) 또는 유선(도시없음)으로 전송하게 구성한다. 또한 설치 위치는 공조기 케이스 벽면에 설치하거나 벽면에 연결 브라켓(도시없음)등을 설치하여 공기의 유동흐름 중에 설치할 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 센서들을 설치된 구역별 및 담당 역할별로 설명한다.
제 1 온도 및 습도센서(40)는 공조기케이스(30) 내 흡입부(A)에 설치되어 실내에서 재순환된 실내공기의 온도 및 습도를 콘트롤 판넬(도시없음)에서 표시한다.
또한 제 2 온도 및 습도센서(41)는 공조기케이스(30) 내 공기혼합부(B)의 실외공기 유입댐퍼(33) 하부쪽에 설치하여 실외에서 제습공조기의 공기혼합부(B)로 들어오는 공기의 온도 및 습도를 콘트롤 판넬에서 표시한다.
또한 제 3 온도 및 습도센서(42)는 공조기케이스(30) 내 공기혼합부(B)의 실내공기 배출댐퍼(34) 하부쪽에 설치되어 제습공조기의 공기혼합부(B)에서 폐열열교환기(20)와 열교환후 실외로 나가는 공기의 온도 및 습도를 콘트롤 판넬에서 표시한다.
또한 제 4 온도 및 습도센서(43)는 공조기케이스(30) 내 공기혼합부(B)에서 열교환부(C)로 들어가는 쪽에 설치되어 실내공기와 실외공기가 혼합된 혼합공기의 온도 및 습도를 콘트롤판넬에 표시하며 온습도를 2개의 냉방싸이클로 구성된 냉방장치를 제어한다.(도면의 하단부 1, 2 냉방싸이클 부분이 작동한다). 특히 제 4 온도 및 습도센서(43)의 측정된 결과에 따라 콘트롤판넬에서 계절변화에 따라 풍량 조절용 1차 차압댐퍼(22) 및 풍량 조절용 2차 차압댐퍼(23)를 비례 개폐하여 바이패스 풍량을 제어하게 된다.
또한 제 5 온도 및 습도센서(44)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15) 사이에 설치되어 측정된 결과를 받은 콘트롤판넬에서 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)를 비례적으로 조절 개폐하게 구성된다. 이를 통해 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15)의 과냉을 방지하게 된다.
또한 제 6 온도 및 습도센서(45)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 증발기(15)와 히트파이프재열코일(262) 사이에 설치되어 측정된 결과를 받은 콘트롤판넬에서 과냉방지 제 2 댐퍼(24b)와 핫가스 제상을 위한 용량조절밸브(CPCE)의 운전을 비례적으로 제어하여 증발기(15)와 히트파이프재열코일(262)의 적상을 방지하게 된다.
또한 제 7 온도 및 습도센서(46)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27) 사이에 설치되어 측정된 결과를 받은 콘트롤판넬에서 제 3 댐퍼(25)를 비례적으로 조절 개폐하게 구성된다. 이를 통해 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27)이 일정한 압력을 유지하면서 과냉을 방지하게 된다.
또한 제 8 온도 및 습도센서(47)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 재열코일(27)과 보조재열용히터(28) 사이에 설치되어 측정된 결과를 받은 콘트롤판넬에서 필요시 보조재열용히터(28)를 작동시켜 재열코일(27)을 통과한 토출공기의 온도를 보정하여 제어하게 된다.
또한 제 9 온도 및 습도센서(48)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 보조재열용히터(28) 후단에 설치되어 실내공급 공기의 온도 및 습도를 콘트롤 판넬에서 표시하도록 구성된다.
상기 증발기(15)는 예냉되어 유입된 공기를 저온 냉매와의 열교환에 의해 냉각 제습하는 구성이다. 본 발명의 한실시예에서는 이 증발기를 이중으로 구성하여 각각의 증발기에 독자적인 냉방싸이클을 제공함으로써 압축기의 부하를 저감함과 동시에 필요시 어느 하나의 냉방싸이클만 작동하거나 하나의 증발기가 고장나더라로 여분의 증발기가 작동할수 있도록 구성하였다. 물론 이중보다 많은 다중 싸이클로 구성할 수 있음은 물론이다.
증발기를 구성하는 냉방 싸이클은 통상의 공조기와 비슷하지만 본 발명은 제습만을 위한 구성으로 냉매의 역전흐름은 발생하지 않게 구성된다. 이하 냉매의 흐름을 살펴본다.
압축기(1)에서 냉매를 압축하여 고온고압기체화하고, 이를 다시 응축기(7)에서 고온고압 액체화하고, 이를 다시 팽창밸브(14)에서 저온저압액체화하고, 이를 다시 증발기(15)에서 저온저압기체화하는 싸이클을 반복하여 증발기에서 공기와 열교환하여 공기중의 습기를 제거하는 냉방싸이클을 가진다.
상기 재열코일(27)은 압축기(1)와 응축기(7) 사이에 3방밸브(5)가 설치되어 실내온도가 낮을 경우 3방밸브에서 재열코일로 고온고압냉매가 공급된후, 일정한 온도로 응축된후 다시 수액기(9)로 되돌아오는 냉매 유로를 포함한다. 단, 3방밸브(5)는 정상적으로 히트파이프재열코일(262)에 의한 증발기 후단에서의 재열이 이루어질 경우는 추가적인 재열이 필요없으므로 재열코일(27)로 가는 유로를 컨트롤판넬의 제어에 의해 막아 재열코일이 작동하지 않도록 한다. 따라서 겨울철등에만 주로 재열코일이 작동하게 된다. 이를 위해 겨울철에는 삼방밸브의 재열코일쪽으로 공급되는 유로가 개방되어 운전됨으로써 겨울철에는 증발기에 의한 제습과 재열코일에 의한 재열이 동시에 이루어지게 된다.
따라서 여름철과 같이 재열코일이 작동하지 않을 경우 성에제거 작업을 위해 압축기를 지나 설치된 유분리기(Oil separator, 4)에서 3방밸브로 가는 유로중에 일부를 분지시킨 유로상에 핫가스를 공급하는 용량조절밸브(CPCE)(19)가 증발기로 공급되는 냉매유로에 연결 구성함으로써 증발기의 제상 작업을 하게 된다.
도면중 미설명 부호 2는 이중 압력 스위치(Dual pressure Switch)이고, 3은 고압 게이지(High Pressure Gauge)이고, 6은 고압스위치(High Pressure S/W for fan speed control)이고, 8은 팬(Fan & Motor)이고, 9는 수액기(Receiver tank)이고, 10은 액열교환기(Accumulator)이고, 11은 검사 유리창(Sight glass)이고, 12는 필터건조기(Filter & dryer)이고, 13, 18은 솔레노이드밸브(Solenoid V/V)이고, 16은 석션필터(Suction Filter)이고, 17은 저압게이지(Low Pressure Gauge)이다. 이와 같은 구성은 통상적인 공조기 시스템에 있는 일반적인 구성이다.
상기 배출부(D)는 열교환부를 거치면서 제습된 공기를 토출송풍기(35)의 회전력에 의해 공조기케이스(30)에 설치된 제습공기배출구(36)를 통해 실내까지 연결된 공급배관(37)을 지나 건물내로 공급하는 과정이 반복되면서 실내 공기를 제습하게 된다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 대용량 제습공조기의 제습과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 흡입송풍기(32)가 구동되면, 건물 실내의 고온다습한 공기가 흡입부(A) 내로 유입되고, 유입된 고온다습한 공기는 공기혼합부(B)를 통과하면서 일부 공기는 배출되고, 나머지 공기는 바이패스 댐퍼(21)를 통과한 후 외부에서 유입후 폐열교환기를 거친 공기와 혼합되고, 이후 열교환부(C)로 유입되게 된다. 여기서 외부에서 유입된 공기는 폐열열교환기(20)를 지나면서 외부로 배출되는 공기와 열교환하게 된다. 열교환부(C)로 유입된 혼합공기는 히트파이프예냉코일(261)을 통하면서 예냉된후 증발기(15)를 통과하면서 고온다습한 공기가 냉각되면서 습기가 제거된 저온의 공기로 열교환된 후, 증발기 후단에 있는 히트파이프재열코일(262)을 통과하면서 재열되어 저온의 공기 온도를 승온시키게 된다.
이와 같이 열교환후 제습된 중온의 공기는 배출부(D)의 내부에 설치된 토출송풍기(35)의 회전력에 의해 공조기케이스(30) 상에 설치된 열교환공기배출구(36)를 통해 공급배관(37)을 지나 건물 실내로 토출되고, 다시 리턴 배관(38)을 통해 흡입부(A) 내로 유입되는 과정을 거치게 된다.
또한 본 발명은 흡입부(A)로 리턴하는 리턴 배관(38)의 일지점에 분지배관(381)을 분지하고 그 끝단에 분지댐퍼(39)를 두어 실내에서 흡입부(A) 내로 재순환 되는 공기 일부를 필요(특히 여름철과 같이 외기 온도가 높을 경우)에 따라 분지댐퍼(39)를 조절하여 선택적으로 개폐토록 함으로써 열교환부(C) 전단의 폐열열교환기를 지난 다음의 공기혼합부(B)에 직접 공급하도록 구성하였다. 이와 같이 구성함으로써 여름철과 같이 외기 온도가 높을 경우 모든 공기가 흡입부(A)를 통해 유입된후, 폐열열교환기(20) 근처에서 고온의 외기와 혼합됨으로 인한 열교환효율의 저하를 일정 부분 막아 열손실을 막게 된다. 종래에는 이와 같은 분지배관 및 분지댐퍼가 없어 여름철들에 열교환 효율이 급격히 떨어지는 등의 문제점이 있었다.
또한 본 발명은 계절별 또는 순환하는 공기의 온도 및 습도에 따라 풍량 조절용 1차 차압댐퍼(22), 풍량 조절용 2차 차압댐퍼(23), 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b), 과냉방지 제 3 댐퍼(25)가 제 4 온도 및 습도센서(43), 제 5 온도 및 습도센서(44), 제 6 온도 및 습도센서(45), 제 7 온도 및 습도센서(46) 및 제 8 온도 및 습도센서(47)의 측정정보를 받은 컨트롤 판넬에 의해 비례적으로 개폐되어 히트파이프예냉코일(261) 히트파이프재열코일(262), 증발기(15) 및 재열코일(27)의 과냉각 및 적상을 예방 및 처리하면서 최적의 제습작용을 하게 된다.
이하 각 상기 댐퍼의 개폐(또는 비례제어)에 따른 공기의 흐름을 살펴본다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 각 댐퍼 개폐에 따른 공기흐름을 보인 예시도이다.
도시된 바와 같이 도 2a는 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b) 및 과냉방지 제 3 댐퍼(25)가 모두 닫힌 상태를 보이고 있다.
이에 따라 공기혼합부에서 공급된 공기는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261), 증발기(15), 히트파이프예냉코일(262) 및 재열코일(27)을 거친후 보조재열용코일(28)쪽으로 흐르게 된다.
이와 같은 경우는 과냉각 현상이 일어나지 않는 경우에 해당한다.
또한 도 2b는 도시된 바와 같이 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)만 개방(비례개방)되고, 과냉방지 제 2 댐퍼(24b) 및 과냉방지 제 3 댐퍼(25)가 모두 닫힌 상태를 보이고 있다.
이에 따라 공기혼합부에서 공급되는 일부 공기는 제 1 댐퍼(24a)를 통과후 증발기(15), 히트파이프예냉코일(262) 및 재열코일(27)을 거친후 보조재열용코일(28)쪽으로 흐르게 되고,
나머지 공기혼합부에서 공급된 공기는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261), 증발기(15), 히트파이프예냉코일(262) 및 재열코일(27)을 거친후 보조재열용코일(28)쪽으로 흐르게 된다.
이와 같은 경우는 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15)의 과냉 현상이 일어난 경우로, 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15) 사이에 설치된 제 5 온도 및 습도센서(44)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15)의 과냉을 방지하게 된다.
또한 도 2c는 도시된 바와 같이 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b) 및 과냉방지 제 3 댐퍼(25)가 모두 개방(비례개방)된 상태를 보이고 있다.
이에 따라 공기혼합부에서 공급되는 일부 공기는 제 1 댐퍼(24a) 및 과냉방지 제 2 댐퍼(24b) 및 과냉방지 제 3 댐퍼(25)를 통과후 보조재열용코일(28)쪽으로 흐르게 되고,
나머지 공기혼합부에서 공급된 공기는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261), 증발기(15), 히트파이프예냉코일(262) 및 재열코일(27)을 거친후 보조재열용코일(28)쪽으로 흐르게 된다.
이와 같은 경우는 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15)의 과냉 현상, 증발기(15)와 히트파이프재열코일(262)의 적상 및 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27)의 과냉이 복합적으로 일어난 경우로 제 1 댐퍼(24a)가 상기 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15) 사이에 설치된 제 5 온도 및 습도센서(44)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15)의 과냉을 방지하게 되고,
또한 과냉방지 제 2 댐퍼(24b)가 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 증발기(15)와 히트파이프재열코일(262) 사이에 설치된 제 6 온도 및 습도센서(45)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 증발기(15)의 적상과 히트파이프재열코일(262)의 과냉을 방지하게 되고,
또한 과냉방지 제 3 댐퍼(25)가 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27) 사이에 설치된 제 7 온도 및 습도센서(46)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27)이 일정한 압력을 유지하면서 과냉을 방지하게 된다.
또한 도 2d는 도시된 바와 같이 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b)는 닫혀 있고, 제 3 댐퍼(25)만 개방(비례개방)된 상태를 보이고 있다.
이에 따라 공기혼합부에서 공급되는 일부 공기는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261), 증발기(15), 히트파이프예냉코일(262)을 거친후 재열코일(27)을 바이패스후, 보조재열용코일(28)쪽으로 흐르게 되고,
나머지 공기혼합부에서 공급된 공기는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261), 증발기(15), 히트파이프예냉코일(262) 및 재열코일(27)을 거친후 보조재열용코일(28)쪽으로 흐르게 된다.
이와 같은 경우는 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27)의 과냉이 복합적으로 일어난 경우로 과냉방지 제 3 댐퍼(25)가 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27) 사이에 설치된 제 7 온도 및 습도센서(46)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27)의 과냉을 방지하게 된다.
상기 실시예는 몇가지 실시예지만 본 발명은 각 센서의 정보에 따라 다양한 댐퍼의 개폐 조합이 가능하다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 여름철 운전을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 겨울철 운전을 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제습공조기의 환절기(봄, 가을) 운전을 도시한 구성도인데 기본적으로 증발기로 들어오고 나가는 냉매의 역적 현상은 발생하지 않는다. 다만, 여름철에는 제상이 필요할시 핫가스 제상을 위한 용량조절밸브(CPCE)에 의한 고온가스가 공급되는 유로가 개방되고, 겨울철에는 삼방밸브와 재열코일간의 유로가 개방되어 재열코일이 작동한다는 점이 다르다.
또한 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b), 과냉방지 제 3 댐퍼(25), 제 1 차압댐퍼(22) 및 제 2 차압댐퍼(23)의 비례적인 작동은 전술한 제 1 내지 제 8 온도 및 습도센서에 의해 계절과 상관없이 작동하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 압축기(Compressor) (5) : 3방밸브(3-Way V/V)
(7) : 응축기(Condenser Coil) (14) : 팽창밸브(Expansion V/V)
(15) : 증발기(DX COIL) (19) : 용량조절밸브(CPCE)
(20) : 폐열열교환기 (21) : 바이패스댐퍼
(22) : 풍량 조절용 1차 차압댐퍼 (23) : 풍량 조절용 2차 차압댐퍼
(24a) : 과냉방지 제 1 댐퍼 (24b) : 과냉방지 제 2 댐퍼
(25) : 과냉방지 제 3 댐퍼 (26) : 히트파이프 열교환기
(27) : 재열코일 (28) : 보조 재열용 히터
(29) : 차단통로 (30) : 공조기케이스
(31) : 실내공기흡입댐퍼 (32) : 흡입송풍기
(33) : 실외공기 유입댐퍼 (34) : 실내공기 배출댐퍼
(35) : 토출송풍기 (36) : 제습공기배출구
(37) : 공급배관 (38) : 리턴배관
(39) : 분지댐퍼
(40) : 제 1 온도 및 습도센서 (41) : 제 2 온도 및 습도센서
(42) : 제 3 온도 및 습도센서 (43) : 제 4 온도 및 습도센서
(44) : 제 5 온도 및 습도센서 (45) : 제 6 온도 및 습도센서
(46) : 제 7 온도 및 습도센서 (47) : 제 8 온도 및 습도센서
(48) : 제 9 온도 및 습도센서 (261) : 히트파이프예냉코일
(262) : 히트파이프재열코일 (263) : 경사 연결유로
(381) : 분지배관
(A) : 흡입부 (B) : 공기혼합부
(C) : 열교환부 (D) : 배출부

Claims (9)

  1. 공기의 유동방향을 따라 실내로부터 재순환된 공기가 흡입되는 흡입부(A), 일부가 실외로 배출된 상태의 재순환된 실내공기와 실외로부터 유입된 공기가 혼합되는 공기혼합부(B), 혼합공기를 제습하는 열교환부(C) 및 제습된 공기를 실내로 배출하는 배출부(D)가 공조기케이스(30) 내부에 순차 배열하여 설치된 구성을 이루는 제습공조기에 있어서,
    상기 열교환부는 증발기 전단에 설치된 히트파이프예냉코일(261)과, 상기 히트파이프예냉코일(262)과 경사 연결유로(263)를 통해 연결되고 증발기 후단에 설치된 히트파이프재열코일(262)로 이루어진 히트파이프 열교환기(26)와;
    상기 히트파이프예냉코일(261) 상단에 설치되어 개방에 따라 예냉되지 않은 공기 일부를 증발기로 바이패스시키는 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)와;
    상기 히트파이프재열코일(262) 상단에 설치되어 개방에 따라 예냉된 공기 일부를 재열코일(27)로 바이패스시키는 과냉방지 제 2 댐퍼(24b)와;
    상기 재열코일(27) 상단에 설치되어 개방에 따라 증발기를 지난 냉각된 공기 일부를 보조재열용코일(28)로 바이패스시키는 과냉방지 제 3 댐퍼(25)와;
    상기 과냉방지 제 1 댐퍼(24a), 과냉방지 제 2 댐퍼(24b) 및 과냉방지 제 3 댐퍼(25) 상단을 막은 차단통로(26)의 전후단에 설치되어 예냉되지 않은 공기 일부를 보조재열용코일(28)로 바이패스시키도록 연동되는 제 1 차압댐퍼(22) 및 제 2 차압댐퍼(23)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 풍량 조절용 1차 차압댐퍼(22) 및 풍량 조절용 2차 차압댐퍼(23)는 공조기케이스(30) 내 공기혼합부(B)에서 열교환부(C)로 들어가는 쪽에 설치된 제 4 온도 및 습도센서(43)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 바이패스 풍량을 조절토록 구성된 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 과냉방지 제 1 댐퍼(24a)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15) 사이에 설치된 제 5 온도 및 습도센서(44)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프예냉코일(261)과 증발기(15)의 과냉을 방지하게 구성된 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 과냉방지 제 2 댐퍼(24b)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 증발기(15)와 히트파이프재열코일(262) 사이에 설치된 제 6 온도 및 습도센서(45)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 증발기(15)의 적상과 히트파이프재열코일(262)의 과냉을 방지토록 구성한 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 과냉방지 제 3 댐퍼(25)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27) 사이에 설치된 제 7 온도 및 습도센서(46)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 히트파이프재열코일(262)과 재열코일(27)이 일정한 압력을 유지하면서 과냉을 방지토록 구성한 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조재열용히터(28)는 공조기케이스(30) 내 열교환부(C)의 재열코일(27)과 보조재열용히터(28) 사이에 설치된 제 8 온도 및 습도센서(47)가 측정한 측정값에 따라 비례 개폐되어 재열코일(27)을 통과한 토출공기의 온도를 보정토록 구성한 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 재열코일(27)은 압축기(1), 응축기(7), 팽창밸브(14) 증발기(15)로 이루어진 냉매사이클 중, 압축기(1)와 응축기(7) 사이에 3방밸브(5)가 설치되어 응축기를 지나 설치된 고온고압의 냉매를 저장하는 수액기(9)에서 일부 고온고압 냉매가 분지되어 연결되어 재열코일(27)로 냉매를 공급한후 수액기(9)로 되돌아오는 냉매 유로가 연결구성된 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환부(C)에 장치된 증발기를 2개로 구성하여 각각의 증발기에 독립적인 냉매싸이클을 구성한 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡입부(A)로 리턴하는 리턴 배관(38)의 일지점에 분지배관(381)을 분지하고 그 끝단에 분지댐퍼(39)를 두어 실내에서 흡입부(A) 내로 재순환 되는 공기 일부를 분지댐퍼(39)의 개폐에 따라 상기 열교환부(C) 전단의 폐열열교환기를 지난 공기혼합부(B)에 직접 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다중댐퍼와 히트파이프를 이용한 에너지 절감형 제습공조기.















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