KR101064175B1 - 재생 히터의 하이브리드 운전 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

재생 히터의 재생온도를 다양한 조건에 따라 조절하여 제습 성능의 향상 및 에너지 절감 등을 보다 효율적으로 도모할 수 있도록 한 재생 히터의 하이브리드 운전 장치 및 방법을 제시한다. 제시된 재생 히터의 하이브리드 운전 장치는 제습 로터에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지하는 절대습도 감지부, 드라이룸으로부터 리턴되어 오는 공기의 노점온도를 감지하는 노점온도 감지부, 제습 로터에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지하는 재생 배기온도 감지부, 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터를 운전시키되 감지된 노점온도와 설정치와의 비교결과 및 감지된 재생 배기온도와 설정된 재생 배기온도 범위와의 비교결과에 따라 재생 히터의 현재 재생온도를 제어하는 제어부, 및 감지되는 절대습도에 대응되는 재생 히터의 재생온도 및 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위보다 높은 경우의 해당 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생 히터의 재생온도를 저장하는 메모리부를 포함한다. 실내 조건에 관계없이 일정한 재생온도로 운전시키던 종래의 방식에 비해 실내의 다양한 조건을 반영하여 재생 히터를 대략 140℃ ~ 180℃ 정도로 운전제어함으로써 제습 성능을 향상시키고 에너지 절감의 효율성을 극대화시키게 된다.

Description

재생 히터의 하이브리드 운전 장치 및 방법{Hybrid operating apparatus of a regenerative heater and hybrid operating method of a regenerative heater}
본 발명은 재생 히터의 하이브리드 운전 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드라이룸의 내부를 원하는 분위기로 유지하는 제습기에 구비된 재생 히터의 운전을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 생산과정에서 저습도 환경의 수요가 높아지고 있다. 저습도 환경 즉, 건조한 분위기는 주로 리튬관련 배터리 제조에 빠지지 않는 환경으로 이용되고 있다.
이러한 저습도 환경에서 제조되는 제품의 품질과 수율을 향상시키기 위해 소정의 분위기를 유지하는 드라이룸(DRY ROOM)이 채용된다. 드라이룸은 넓은 의미로는 공기중의 수분량을 일정한 값 이하로 제어한 저습도실이다. 특히, 실내의 노점(DEW POINT) 온도가 -10℃ 이하인 경우를 드라이룸이라 한다. 드라이룸은 상대습도 10% ~ 30% 정도의 저습도실과는 구별된다.
이와 같은 드라이룸은 리튬관련 배터리 공장 뿐만 아니라 흡습성 봉합사 제조공정, 동결 냉동건조 식품회사, 자동차 환경 실험실, 저습조건이 필요한 실험실 및 공장 등에서 사용된다.
도 1은 종래 제습기의 제습 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
제습기가 동작되기 시작하면, 처리팬(12)과 재생팬(20)이 구동된다. 처리팬(12)의 구동에 의해 외기(외부의 공기)가 흡입되어 프리쿨러(10)(PRE COOLER)에게로 전달된다. 프리쿨러(10)는 이물질 제거 및 공기 냉각 등의 동작을 수행한다. 프리쿨러(10)는 흡입된 외기에 함유되어 있는 수분을 제거한다. 프리쿨러(10)에 의해 수분이 제거된 공기는 처리팬(12)으로 전달된다. 이때, 처리팬(12)으로는 드라이룸(도시 생략)의 리턴유로(리턴 덕트라고도 함)를 통한 공기가 함께 전달된다.
처리팬(12)을 통과한 공기는 제습 로터(14)의 제습처리 영역(14a) 및 퍼지 영역(14c)으로 각각 공급된다. 제습 로터(14)는 모터(16)에 벨트연결된다. 제습처리 영역(14a)에 의해 습기가 제거된 공기는 애프터쿨러(도시 생략)를 통과한 후에 드라이룸(도시 생략)으로 공급된다. 드라이룸(도시 생략)은 공급된 공기에 의해 습도가 설정된 값으로 유지되고, 그 내부에서 작업이 이루어진다. 드라이룸(도시 생략)에서는 일부의 공기가 외부로 배출되고 나머지 공기가 리턴유로(도시 생략)를 통해 처리팬(12)에게로 전달된다.
한편, 제습 로터(14)의 퍼지 영역(14c)으로 공급된 공기는 퍼지 영역(14c)을 통과한 후에 재생 히터(18)에게로 전달된다. 재생 히터(18)는 유입된 공기를 가열한다. 가열된 공기는 제습 로터(14)의 재생 영역(14b)에게로 전달된다. 재생 영역(14b)에서는 제습 로터(14)에 흡수된 수분을 빼앗아 제거한다. 재생 영역(14b)을 통과한 공기는 재생팬(20)에 의해 외부로 배기된다.
이와 같이 동작하는 종래의 제습기에서, 재생 히터(18)는 항상 균일한 재생온도(즉, 180℃)로 공기를 가열하였다. 다시 말해서, 재생 히터(18)는 드라이룸의 실내습도 등과는 관계없이 제습 로터(14)가 최고의 성능을 발휘하도록 하기 위해 무조건 180℃의 재생온도로 공기를 가열하였다.
그런데, 이와 같이 재생 히터(18)를 무조건적으로 운전시키게 되면 전력의 소모가 불필요하게 많아지게 되어 운전비를 증가시킨다.
또한, 4계절 내내 동일한 재생온도로 재생 히터(18)를 운전시킴으로써 재생 히터(18)의 사용수명을 저감시키게 된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 재생 히터의 재생온도를 다양한 조건에 따라 조절하여 제습 성능의 향상 및 에너지 절감 등을 보다 효율적으로 도모할 수 있도록 한 재생 히터의 하이브리드 운전 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치는, 제습 로터에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지하는 절대습도 감지부; 드라이룸으로부터 리턴되어 오는 공기의 노점온도를 감지하는 노점온도 감지부; 제습 로터에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지하는 재생 배기온도 감지부; 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터를 운전시키되, 감지된 노점온도와 설정치와의 비교결과 및 감지된 재생 배기온도와 설정된 재생 배기온도 범위와의 비교결과에 따라 재생 히터의 현재 재생온도를 제어하는 제어부; 및 감지되는 절대습도에 대응되는 재생 히터의 재생온도 및 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위보다 높은 경우의 해당 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생 히터의 재생온도를 저장하는 메모리부;를 포함한다.
제어부는 감지된 노점온도가 설정치 이하이면 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시킨다.
제어부는 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최저치보다 낮으면 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시킨다.
제어부는 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최고치보다 높으면 감지된 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생온도로 재생 히터를 운전시킨다.
절대습도 감지부는 외부의 공기를 흡입하는 처리팬의 출구와 제습 로터의 입구 사이에 설치된다.
노점온도 감지부는 리턴쿨러의 전단에 설치되고, 재생 배기온도 감지부는 재생팬의 전단 또는 후단에 설치된다.
바람직하게, 재생 히터에 대한 제어상태가 감지된 노점온도의 설정치 이하에 의한 제어인지 아니면 감지된 재생 배기온도의 설정된 재생 배기온도 범위 이탈에 의한 제어인지를 표시하는 표시부;를 추가로 포함하여도 된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 방법은, 절대습도 감지부가, 제습 로터에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지하는 단계; 노점온도 감지부가, 드라이룸으로부터 리턴되어 오는 공기의 노점온도를 감지하는 단계; 재생 배기온도 감지부가, 제습 로터에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지하는 단계; 및 제어부가, 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터를 운전시키되, 감지된 노점온도와 설정치와의 비교결과 및 감지된 재생 배기온도와 설정된 재생 배기온도 범위와의 비교결과에 따라 재생 히터의 현재 재생온도를 제어하는 단계;를 포함한다.
제어 단계는 감지된 노점온도가 설정치 이하이면 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시킨다.
제어 단계는 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최저치보다 낮으면 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시킨다.
제어 단계는 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최고치보다 높으면 감지된 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생온도로 재생 히터를 운전시킨다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 절대습도와 노점온도 및 재생 배기온도에 따라 재생 히터의 재생온도를 조절하여 운전시킬 수 있게 된다.
실내 조건에 관계없이 일정한 재생온도로 운전시키던 종래의 방식에 비해 실내의 다양한 조건을 반영하여 재생 히터를 대략 140℃ ~ 180℃ 정도로 운전제어함으로써 제습 성능을 향상시키고 에너지 절감의 효율성을 극대화시키게 된다.
또한, 재생 히터의 재생온도를 적절하게 제어할 수 있으므로, 근무 환경 개선에 따른 작업 효율을 극대화시킨다.
추가로, 재생 히터에 대한 제어상태가 노점온도의 설정치 이상에 의한 제어인지 아니면 설정된 재생 배기온도 범위 이탈에 의한 제어인지를 표시해 줌으로써, 근무자(작업자)는 재생 히터의 현재의 제어상태를 손쉽게 인식하여 신속하게 대처할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 장치에 연결된 제습기 유니트가 여러대 병렬 운전시에는 각각의 제습기 유니트의 로터 입구의 절대습도값을 알 수 있으므로, 제습기의 정상 운전 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 1호기의 절대습도는 3.5g/㎏'이고 2호기의 절대습도는 2.5g/㎏'으로 측정된다면 1호기의 환기공기량이 적고 외기 도입 공기량이 많으며, 2호기는 환기공기량이 많고 외기 도입 공기량이 적다는 것을 알 수 있다. 따라서, 별도의 테스트를 거치지 않아도 장비의 운전상태를 확인할 수 있다.
도 1은 종래 제습기의 제습 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치의 블럭구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 절대습도센서와 노점온도 센서 및 재생 배기온도 센서의 설치 위치 및 그에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치를 보다 상세하게 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 방법을 설명하는 플로우차트이다.
본 발명의 특징은 절대습도 센서와 노점온도 센서 및 재생 배기온도 센서를 이용하여 이들로부터의 감지신호에 근거하여 재생 히터의 재생온도를 적절하게 제어함에 있다. 따라서, 본 발명은 세 개의 센서로부터의 신호를 이용함으로써 발명의 명칭에 하이브리드(hybrid)라는 용어를 채용하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치 및 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치의 블럭구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치는 절대습도 센서(30), 노점온도 센서(32), 재생 배기온도 센서(34), 메모리부(36), 제어부(38), 및 표시부(40)를 포함한다.
절대습도 센서(30)는 제습 로터(14)에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지한다. 절대습도 센서(30)는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 절대습도 감지부의 일 예가 된다.
노점온도 센서(32)는 드라이룸으로부터 리턴되어 오는 공기의 노점온도를 감지한다. 노점온도 센서(32)는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 노점온도 감지부의 일 예가 된다.
재생 배기온도 센서(34)는 제습 로터(14)에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지한다. 재생 배기온도 센서(34)는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 재생 배기온도 감지부의 일 예가 된다.
메모리부(36)는 감지되는 절대습도에 대응되는 재생 히터(18)의 재생온도 및 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위보다 높은 경우의 해당 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생 히터(18)의 재생온도를 저장한다. 감지되는 절대습도에 대응되는 재생 히터(18)의 재생온도 및 해당 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생 히터(18)의 재생온도는 룩업테이블(Lookup table)과 같은 형태로 저장됨이 바람직하다.
예를 들어, 메모리부(36)에 저장되는 절대습도별 재생 히터(18)의 재생온도는 다음과 같을 수 있다. 감지되는 절대습도가 대략 2.0g/㎏'이하이면 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 140℃이다. 감지되는 절대습도가 대략 2.5g/㎏' 이면 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 150℃이다. 감지되는 절대습도가 대략 3.0g/㎏' 이면 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 160℃이다. 감지되는 절대습도가 대략 3.5g/㎏' 이면 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 170℃이다. 감지되는 절대습도가 대략 4g/㎏' 이면 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 180℃이다.
한편, 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위보다 높은 경우의 해당 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생 히터(18)의 재생온도는 다음과 같이 예시할 수 있다. 예를 들어, 감지되는 재생 배기온도가 대략 61 ~ 64℃ 이면 그에 대응되게 설정된 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 170℃이다. 감지되는 재생 배기온도가 대략 65 ~ 69℃이면 그에 대응되게 설정된 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 160℃이다. 감지되는 재생 배기온도가 대략 70℃이면 그에 대응되게 설정된 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 150℃이다. 감지되는 재생 배기온도가 70℃를 초과하면 그에 대응되게 설정된 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 140℃이다.
메모리부(36)에 저장된 정보는 현장 여건 및/또는 계절 등에 따라 어느 정도의 변화가 있을 수 있다. 즉, 통상적으로 하절기가 동절기에 비해 건조하기 때문에 동일한 절대습도라고 하더라도 동절기에 비해 하절기의 재생온도가 낮을 수 있다. 또한, 지역별로 절대습도별 재생온도를 다르게 하여도 무방하다. 예를 들어, 동일한 계절이라고 하더라도 상대적으로 습도(또는 수증기양)가 높은 지역이 있을 수 있으므로, 이를 고려한 것이다. 메모리부(36)의 정보는 필요에 따라서 언제든지 갱신가능하다.
제어부(38)는 절대습도 센서(30)에서 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터(18)를 운전시킨다. 이때, 제어부(38)는 노점온도 센서(32)에서 감지된 노점(dew point)온도와 설정치(예컨대, -45℃ 정도)와의 비교결과 및 재생 배기온도 센서(34)에서 감지된 재생 배기온도와 설정된 재생 배기온도 범위와의 비교결과에 따라 재생 히터(18)의 현재 재생온도를 제어한다. 다시 말해서, 제어부(38)는 절대습도 센서(30)에서 감지된 노점온도가 설정치(예컨대, -45℃ 정도) 이하이면 재생 히터(18)의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도(예컨대, 180℃)로 복귀시켜 운전시킨다. 복귀온도를 180℃로 설정한 이유는 재생 히터(18)의 복귀온도를 180℃로 하게 되면 그 온도에서 제습 로터(14)가 최고 성능으로 동작하게 된다. 통상적으로, 노점온도의 안정점을 대략 -40℃라고 할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 약간의 동작상의 마진을 고려하여 설정치를 -45℃로 설정하였다. 설정치(예컨대, -45℃ 정도)는 미리 제어부(38)에 설정되어 있는 것으로 한다. 설정치는 필요에 따라 조정가능하다. 여기서, 감지된 노점온도가 설정치(예컨대, -45℃ 정도) 이하이면 재생 히터(18)의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도(예컨대, 180℃)로 복귀시킨다고 하였는데, "설정치 이하"를 "설정치보다 낮은 온도"로 대체하여도 무방하다. 제어부(38)는 재생 배기온도 센서(34)에서 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위(예컨대, 40 ~ 60℃)의 최저치보다 낮으면 재생 히터(18)의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도(예컨대, 180℃)로 복귀시켜 운전시킨다. 한편, 제어부(38)는 재생 배기온도 센서(34)에서 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최고치보다 높으면 감지된 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생온도로 재생 히터(18)를 운전시킨다. 여기서, 재생 배기온도 센서(34)에서 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최저치보다 낮으면 제습 성능(능력)이 급격하게 저하되어 제습기가 정상동작을 할 수 없게 된다. 이러한 제습 성능의 급격한 저하를 방지하기 위해 제어부(38)는 재생 히터(18)의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도(예컨대, 180℃)로 복귀시키게 된다. 한편, 재생 배기온도 센서(34)에서 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최고치보다 높으면 필요 이상으로 제습 동작을 수행하므로 불필요한 전력손실이 발생한다. 이러한 불필요한 전력 손실을 방지하기 위해(즉, 에너지 절약을 위해) 제어부(38)는 감지된 재생 배기온도에 따라 재생 히터(18)의 현재 재생온도를 제어한다. 설정된 재생 배기온도 범위(예컨대, 40 ~ 60℃)는 제어부(38)에 미리 설정되어 있는 것으로 한다. 설정된 재생 배기온도 범위는 필요에 따라 어느 정도 조정가능하다.
표시부(40)는 재생 히터(18)에 대한 제어상태가 감지된 노점온도의 설정치 이하에 의한 제어인지 아니면 감지된 재생 배기온도의 설정된 재생 배기온도 범위 이탈에 의한 제어인지를 표시한다. 근무자(작업자)는 표시부(40)상에 표시되는 문자메시지 형태(예컨대, "현재 노점온도가 설정치보다 낮아서 재생 히터를 180℃로 운전제어하는 중임", "현재 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최저치보다 낮아서 재생 히터를 180℃로 운전제어하는 중임", "현재 재생 배기온도가 65℃이어서 재생 히터를 160℃로 운전제어하는 중임" 등과 같은 문자메시지)의 표시를 보고서 현재의 제어상태를 알 수 있게 된다. 물론, 표시부(40)는 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터를 운전제어하는 중임을 알리는 문자메시지를 표시할 수도 있음은 당연하다.
도 2에서는 메모리부(36)와 제어부(38)를 별개로 구성시켰으나, 메모리부(36)가 제어부(38)에 포함되는 것으로 하여도 무방하다.
도 3은 도 2에 도시된 절대습도센서와 노점온도 센서 및 재생 배기온도 센서의 설치 위치 및 그에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치를 보다 상세하게 설명하기 위한 구성도이다. 도 3에서는 도 2의 절대습도센서(30), 노점온도 센서(32) 및 재생 배기온도 센서(34)를 제외한 나머지 구성요소를 도시하지 않았으나, 동종업계에 종사하는 자라면 상기의 도 2에 대한 설명 및 이하의 도 3에 대한 설명을 토대로 도 2와 도 3간의 연관관계를 쉽게 파악할 수 있다. 도 3에서, 도 1 및 도 2에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다.
도 3의 재생 히터의 하이브리드 운전 장치는 프리쿨러(10), 처리팬(12), 제습 로터(14), 재생팬(20), 애프터쿨러(22)(AFTER COOLER), 리턴쿨러(28)(RETURN COOLER), 절대습도센서(30), 노점온도 센서(32) 및 재생 배기온도 센서(34)를 포함한다.
프리쿨러(10)는 댐퍼(10a), 필터(10b), 히팅 코일(10c)(heating coil), 제 1 쿨링 코일(10d), 제 2 쿨링 코일(10e), 및 수분차단기(10f)를 포함한다. 댐퍼(10a)를 통해 유입된 공기는 필터(10b)를 통과하면서 정화된다. 필터(10b)를 통과한 공기는 히팅 코일(10c)과 제 1 쿨링 코일(10d) 및 제 2 쿨링 코일(10e)을 순차적으로 통과하면서 열교환되어 온도가 소정의 값으로 낮아진다. 수분차단기(10f)는 쿨링 코일(10d, 10e)에 의해 소정 온도로 낮아지면서 응축된 응축수가 처리팬(12)으로 전달되지 않도록 한다.
처리팬(12)은 프리쿨러(10)의 출구측에 설치된다. 처리팬(12)은 외부의 공기를 흡입하고 장치내에서 공기의 유동을 형성하는 원동력을 제공한다. 처리팬(12)을 통과한 공기는 제습 로터(14)의 제습처리 영역(14a) 및 퍼지 영역(14c)으로 공급된다.
제습 로터(14)는 원통형으로 형성된다. 제습 로터(14)는 건식 회전형 제습방식으로 저노점 온도 이하로 제습시킨다. 제습 로터(14)는 중심축을 기준으로 제습처리 영역(14a), 재생 영역(14b), 및 퍼지 영역(14c)으로 나누어진다. 제습처리 영역(14a)은 공기의 제습을 행한다. 재생 영역(14b)은 제습처리 영역(14a)에서 흡수하고 있는 수분을 제거한다. 퍼지 영역(14c)은 제습 처리 영역(14a)에서의 제습이 원활하게 이루어지도록 제습에 알맞은 온도로 조정한다. 퍼지 영역(14c)을 통과한 공기는 재생 히터(18)에 의해 가열된 후에 재생 영역(14b)을 통과한다. 즉, 재생 히터(18)에서 가열된 공기는 제습 로터(14)의 재생 영역(14b)을 통과하면서 제습 로터(14)에 흡수된 수분을 빼앗아 제거한다.
재생팬(20)은 재생 영역(14b)과 연통되게 설치된다. 재생팬(20)은 재생 히터(18)에서 가열된 공기를 재생 영역(14b)을 통해 흡입하여 외부로 배기한다.
애프터쿨러(22)는 쿨링 코일(22a) 및 히팅 코일(22b)을 포함한다. 애프터쿨러(22)는 제습 로터(14)에 의해 제습된 공기의 온도를 조정하여 드라이룸(24)으로 공급한다. 드라이룸(24)에는 드라이룸(24) 내부의 일부 공기를 다시 사용하도록 하는 리턴유로(리턴 덕트)(26)가 연결된다. 리턴유로(26)는 리턴쿨러(28)와 연결된다.
리턴쿨러(28)는 댐퍼(28a), 필터(28b), 및 쿨링 코일(28c)(cooling coil)을 포함한다. 댐퍼(28a)는 리턴되는 공기의 양을 제어한다. 필터(28b)는 댐퍼(28a)를 통해 유입된 리턴 공기를 정화시킨다. 쿨링 코일(28c)은 필터(28b)를 통과한 공기가 프리쿨러(10)를 통해 나온 공기와 같은 온도조건이 되도록 한다. 리턴쿨러(28)를 나온 공기는 처리팬(12)의 구동력에 의해 처리팬(12)으로 흡입된다.
절대습도센서(30)는 처리팬(12)의 출구와 제습 로터(14)의 입구 사이에 설치된다. 절대습도센서(30)는 장치의 동작중에 제습 로터(14)에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지하여 제어부(38)에게로 전송한다. 절대습도는 대기중에 포함된 수증기의 양을 표시한다. 일반적으로, 기온이 높은 여름철에는 절대습도가 높고, 기온이 낮은 겨울철에는 절대습도가 낮다. 따라서, 절대습도가 높은 경우 재생 히터(18)의 재생온도는 제어부(38)에 의해 높게 조정되고, 절대습도가 낮은 경우 재생 히터(18)의 재생온도는 제어부(38)에 의해 낮게 조정되는 것으로 이해하면 된다.
노점온도 센서(32)는 리턴쿨러(28)의 전단(예컨대, 댐퍼(28a)의 전단)에 설치됨이 바람직하다. 다르게는 노점온도 센서(32)는 댐퍼(28a)와 필터(28b) 사이에 설치되어도 무방하다. 노점온도 센서(32)는 리턴유로(26)를 통해 드라이룸(24)으로부터 리턴되는 공기의 노점온도를 감지하여 제어부(38)에게로 전송한다.
재생 배기온도 센서(34)는 재생팬(20)의 전단 또는 후단에 설치됨이 바람직하다. 여기서, 재생팬(20)의 전단이라 함은 재생팬(20)과 제습 로터(14) 사이를 의미하고, 재생팬(20)의 후단이라 함은 재생팬(20)에 의해 외부로 배출되는 공기의 배기덕트를 의미한다. 물론, 재생 배기온도 센서(34)는 재생팬(20)의 토출구측에 설치되어도 무방하다. 재생 배기온도 센서(34)는 제습 로터(14)에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지하여 제어부(38)에게로 전송한다.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 재생 히터의 하이브리드 운전 장치의 작용에 대해 도 4의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 이하에서는 주로 재생 히터의 하이브리드 운전에 관련된 부분에 대해 설명한다. 다른 부분에 대해서는 종래와 거의 동일한 동작이어서 설명을 생략한다.
먼저, 장치가 정상 가동을 시작하면, 처리팬(12)의 출구와 제습 로터(14)의 입구 사이에 설치된 절대습도센서(30)가 제습 로터(14)에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지한다(S10).
감지된 절대습도의 값은 제어부(38)에게로 전송된다. 제어부(38)는 입력받은 절대습도에 해당하는 재생온도를 메모리부(32)에서 추출한다(S12).
제어부(38)는 추출된 재생온도로 재생 히터(18)를 운전시킨다(S14).
이때, 리턴쿨러(28)의 전단에 설치된 노점온도 센서(32)는 리턴유로(26)를 통해 리턴되어 오는 공기의 노점온도를 감지하여 제어부(38)에게로 전송한다. 이와 함께, 재생팬(20)의 전단 또는 후단에 설치된 재생 배기온도 센서(34)는 제습 로터(14)에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지하여 제어부(38)에게로 전송한다.
그에 따라, 제어부(38)는 입력받은 노점온도와 미리 설정되어 있는 설정치(예컨대, -45℃ 정도)를 비교한다(S16).
그 결과, 입력받은 노점온도가 설정치 이하인 경우(S16에서 "Yes") 제어부(38)는 재생 히터(18)에 대해 현재 설정된 재생온도를 무시하고 기설정된 복귀온도(예컨대, 180℃)로 복귀시켜 재생 히터(18)를 운전시킨다(S18). 상기에서는 입력받은 노점온도가 설정치 이하인지를 판단하였는데, 입력받은 노점온도가 설정치보다 낮은 온도이면 재생 히터(18)의 재생온도를 복귀온도(예컨대, 180℃)로 복귀시키는 것으로 하여도 무방하다.
단계 S16에서, 입력받은 노점온도가 설정치보다 높으면(S16에서 "No") 제어부(38)는 재생 배기온도 센서(34)로부터의 재생 배기온도와 설정된 재생 배기온도 범위를 비교한다(S20, S22).
그 결과, 재생 배기온도 센서(34)로부터의 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위(예컨대, 40 ~ 60℃)의 최저치보다 낮으면(S20에서 "Yes") 제습 성능이 급격하게 저하되어 제습기가 정상 동작을 할 수 없게 된다. 이 경우, 이를 방지하기 위해서 제어부(38)는 단계 S18에서와 같이 재생 히터(18)에 대해 현재 설정된 재생온도를 무시하고 기설정된 복귀온도(예컨대, 180℃)로 복귀시켜 재생 히터(18)를 운전시킨다.
한편, 재생 배기온도 센서(34)로부터의 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위(예컨대, 40 ~ 60℃)의 최고치보다 높으면(S22에서 "Yes") 필요 이상으로 제습 동작을 수행하므로 불필요한 전력손실이 발생한다. 이 경우, 이러한 불필요한 전력 손실을 방지하기 위해(즉, 에너지 절약을 위해) 제어부(38)는 감지된 재생 배기온도에 따라 재생 히터(18)의 현재 재생온도를 제어한다(S24). 예를 들어, 감지된 재생 배기온도가 대략 61 ~ 64℃ 이면 제어부(38)는 이전의 재생온도를 무시하고 재생 히터(18)의 재생온도를 대략 170℃로 조절한다. 감지된 재생 배기온도가 대략 65 ~ 69℃이면 제어부(38)는 이전의 재생온도를 무시하고 재생 히터(18)의 재생온도를 대략 160℃로 조절한다. 감지된 재생 배기온도가 대략 70℃이면 제어부(38)는 이전의 재생온도를 무시하고 재생 히터(18)의 재생온도를 대략 150℃로 조절한다. 감지된 재생 배기온도가 70℃를 초과하면 제어부(38)는 이전의 재생온도를 무시하고 재생 히터(18)의 재생온도는 대략 140℃로 조절한다.
만약, 감지된 노점온도가 설정치보다 높고 감지된 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위내에 있으면 제어부(38)는 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터(18)를 운전시킨다.
도 4의 플로우차트에는 도시하지 않았지만, 재생 히터(18)에 대한 제어상태가 감지된 노점온도의 설정치 이하에 의한 제어인지, 아니면 감지된 재생 배기온도의 설정된 재생 배기온도 범위 이탈에 의한 제어인지를 나타내는 표시가 표시부(40)상에 디스플레이된다. 예를 들어, 상황에 따라 "현재 노점온도가 설정치보다 낮아서 재생 히터를 180℃로 운전제어하는 중임", 또는 "현재 재생 배기온도가 설정된 재생 배기온도 범위의 최저치보다 낮아서 재생 히터를 180℃로 운전제어하는 중임", 또는 "현재 재생 배기온도가 65℃이어서 재생 히터를 160℃로 운전제어하는 중임" 등과 같은 문자메시지가 표시부(40)상에 표시된다. 근무자(작업자)는 표시부(40)상에 표시되는 문자메시지 형태의 표시를 보고서 현재의 제어상태를 손쉽게 알 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 기재되어 있지 않지만, 절대습도센서(30)와 노점온도 센서(32) 및 재생 배기온도 센서(34)의 고장여부를 진단하는 고장 진단기를 추가로 채용하여도 된다. 고장 진단기는 절대습도센서(30)와 노점온도 센서(32) 및 재생 배기온도 센서(34)에서 감지되는 통상적인 값들과 현격한 차이(편차)가 있는 값일 경우에는 해당 센서가 고장난 것으로 판정할 수 있다. 이에 의해 고장된 센서가 어떤 것인지를 표시부(40)상에 표시한다면 근무자가 즉각적으로 교체할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
30 : 절대습도 센서 32 : 노점온도 센서
34 : 재생 배기온도 센서 36 : 메모리부
38 : 제어부 40 : 표시부

Claims (12)

  1. 제습 로터에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지하는 절대습도 감지부;
    드라이룸으로부터 리턴되어 오는 공기의 노점온도를 감지하는 노점온도 감지부;
    상기 제습 로터에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지하는 재생 배기온도 감지부;
    상기 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터를 운전시키되, 상기 감지된 노점온도와 설정치와의 비교결과 및 상기 감지된 재생 배기온도와 설정된 재생 배기온도 범위와의 비교결과에 따라 상기 재생 히터의 현재 재생온도를 제어하는 제어부; 및
    상기 감지되는 절대습도에 대응되는 상기 재생 히터의 재생온도 및 상기 감지된 재생 배기온도가 상기 설정된 재생 배기온도 범위보다 높은 경우의 해당 재생 배기온도에 대응되게 설정된 상기 재생 히터의 재생온도를 저장하는 메모리부;를 포함하고,
    상기 설정치는 상기 제어부에 미리 설정되어 있는 값인 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지된 노점온도가 상기 설정치 이하이면 상기 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시키는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지된 재생 배기온도가 상기 설정된 재생 배기온도 범위의 최저치보다 낮으면 상기 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시키는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지된 재생 배기온도가 상기 설정된 재생 배기온도 범위의 최고치보다 높으면 상기 감지된 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생온도로 상기 재생 히터를 운전시키는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 절대습도 감지부는 외부의 공기를 흡입하는 처리팬의 출구와 상기 제습 로터의 입구 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 노점온도 감지부는 리턴쿨러의 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 재생 배기온도 감지부는 재생팬의 전단 또는 후단에 설치되는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생 히터에 대한 제어상태가 상기 감지된 노점온도의 설정치 이하에 의한 제어인지 아니면 상기 감지된 재생 배기온도의 설정된 재생 배기온도 범위 이탈에 의한 제어인지를 표시하는 표시부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 장치.
  9. 절대습도 감지부가, 제습 로터에게로 공급되는 공기의 절대습도를 감지하는 단계;
    노점온도 감지부가, 드라이룸으로부터 리턴되어 오는 공기의 노점온도를 감지하는 단계;
    재생 배기온도 감지부가, 상기 제습 로터에서 재생처리된 배출 공기의 온도를 감지하는 단계; 및
    제어부가, 상기 감지된 절대습도에 상응하는 재생온도로 재생 히터를 운전시키되, 상기 감지된 노점온도와 설정치와의 비교결과 및 상기 감지된 재생 배기온도와 설정된 재생 배기온도 범위와의 비교결과에 따라 상기 재생 히터의 현재 재생온도를 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 설정치는 상기 제어부에 미리 설정되어 있는 값인 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 단계는 상기 감지된 노점온도가 상기 설정치 이하이면 상기 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시키는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 단계는 상기 감지된 재생 배기온도가 상기 설정된 재생 배기온도 범위의 최저치보다 낮으면 상기 재생 히터의 현재 재생온도를 기설정된 복귀온도로 복귀시켜 운전시키는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 단계는 상기 감지된 재생 배기온도가 상기 설정된 재생 배기온도 범위의 최고치보다 높으면 상기 감지된 재생 배기온도에 대응되게 설정된 재생온도로 상기 재생 히터를 운전시키는 것을 특징으로 하는 재생 히터의 하이브리드 운전 방법.
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