KR101075863B1 - 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법 - Google Patents

에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101075863B1
KR101075863B1 KR1020110053799A KR20110053799A KR101075863B1 KR 101075863 B1 KR101075863 B1 KR 101075863B1 KR 1020110053799 A KR1020110053799 A KR 1020110053799A KR 20110053799 A KR20110053799 A KR 20110053799A KR 101075863 B1 KR101075863 B1 KR 101075863B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
humidity
temperature
cooling
air
humidifier
Prior art date
Application number
KR1020110053799A
Other languages
English (en)
Inventor
한승일
Original Assignee
주식회사 에이알
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이알 filed Critical 주식회사 에이알
Priority to KR1020110053799A priority Critical patent/KR101075863B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101075863B1 publication Critical patent/KR101075863B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0008—Control or safety arrangements for air-humidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20—Humidity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

본 발명은 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법에 관한 것으로 특히, 공지된 항온항습기의 제어방법에 있어서, 전원이 공급되면 제어부에서는 실내기 내의 풍량 가변형 송풍팬을 구동시키는 단계와; 이어 온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 환기온도가 키 입력부를 통해 사용자가 설정한 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재 환기온도가 설정온도보다 높으면 난방모드 관련 구성품은 "오프"시키고 냉방모드 관련 구성품은 "온"시키는 단계와; 이어서 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 습도검출센서를 통해 검출되는 현재 환기습도가 사용자의 설정습도를 상호 비교 판단하는 단계와; 상기에서 상호 비교 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도보다 높으면 냉방 및 제습을 위해 가습기는 "오프"시키고, 바이패스 댐퍼를 열고 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키며, 현재 환기습가가 설정습도와 같으면 현열 냉방을 위해 가습기는 "오프"시키고, 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 대풍량으로 구동시키며, 현재 환기습가가 설정습도보다 낮으면 현열 냉방과 가습을 병행하기 위해 가습기는 "온"시키고, 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 대풍량으로 구동시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 막대한 에너지절약효과를 기대할 수 있음은 물론 실내 온습도의 정밀제어에도 기여할 수 있는 것이다.

Description

에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법{Control method for energy saving sensible heat cooling and dehumidifying cooling in thermo-hygrostat}
본 발명은 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 현열 냉방운전이 필요할 때 종래 고정된 풍량에 의해 공기를 냉각하는 과정에 수반되어지는 과다한 제습을 억제하는 방식을 통해 설정된 온도에 도달시에 과다 제습했던 습도를 보상하기 위해 가습기가 가동되는 불필요한 운전을 줄여 막대한 에너지절약효과를 기대할 수 있도록 함은 물론 실내 온습도의 정밀제어에도 기여할 수 발명한 것이다.
인류의 역사에 있어서 선인들은 생존을 위하여 더위보다는 추위를 견디어내는 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(airconditioner)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, 전산 기계실, 인터넷데이터센터, 문서고, 시험실 및 각종 산업현장 등에서 생활하는 실내의 사람을 쾌적한 상태로 만드는 것을 목적으로 기본 환경에서 반드시 일정 기준의 항온항습이 요구는 곳에 사용되고 있는 것으로서, 통상 순수 열부하를 냉각하는 현열냉각과정과 하절기 우기 때와 같이 습도가 높아지는 주변 환경 변화에 따라 냉각제습과정이 있으며, 낮은 온도의 가열과정과, 낮은 습도의 환경에는 가습과정을 센서의 감지에 의하여 조정해주는 기능을 갖고 있다.
통상적으로 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 마이컴 콘트롤러(Micom controller)라고도함)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 냉방기에 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.
다시 말해서 종래 항온항습기에서는 순수 열부하를 냉방하는 현열 냉각과정에서 실내온도를 낮추기 위해 공기냉각 열교환기에 의한 과다한 제습이 이루어지면서 하절기 우기철임에도 불구하고 가습을 병행하는 중복 운전으로 불필요한 에너지 비용이 부담되고, 실내유지상태가 불안정한 저습 상태로 유지될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 항온항습기 내 제어부에서 실내온도 및 습도검출센서를 통해 감지한 현재온도 및 습도와 사용자의 설정온도 및 습도를 비교하여 순수 현열냉방을 필요로 할 때는 송풍기의 최대 풍량인 대풍량으로 제어함과 동시에 공기냉각용 열교환기의 바이패스 댐퍼를 닫아 주는 방식을 통해 열교환기 내를 통과하는 공기량을 증가시켜 출구 측 공기온도가 이슬점 이상에서 운전되도록 함으로써 과다한 제습을 억제할 수 있고, 또한 반대로 제습을 필요로 하는 경우에는 송풍기의 풍량을 가변조정하여 저풍량으로 하향조정함과 동시에 바이패스 댐퍼를 열어 공기냉각용 열교환기를 통과하는 량을 줄여 주는 방식을 통해 통과한 공기가 이슬점 온도 이하로 만들어 제습을 유도하고 환기되는 공기의 량 일부를 공기냉각용 열교환기를 통과하지 않고 제습된 공기와 혼합하여 급기되도록 함으로써 막대한 에너지절약효과를 기대할 수 있음은 물론 실내 온습도의 정밀제어에도 기여할 수 있는 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 키 입력부, 온도검출센서, 습도검출센서, 제어부, 가습기, 재열용 히터, 풍량 가변형 송풍팬, 열교환기 및 바이패스 댐퍼를 구비한 항온항습기의 제어방법에 있어서, 전원이 공급되면 제어부에서는 실내기 내의 풍량 가변형 송풍팬을 구동시키는 단계와; 이어 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 환기온도가 키 입력부를 통해 사용자가 설정한 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재 환기온도가 설정온도보다 높으면 난방모드 관련 구성품은 "오프"시키고 냉방모드 관련 구성품은 "온"시키는 단계와; 이어서 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 습도검출센서를 통해 검출되는 현재 환기습도와 사용자의 설정습도를 상호 비교 판단하는 단계와; 상기에서 상호 비교 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도보다 높으면 냉방 및 제습을 위해 가습기는 "오프"시키고, 바이패스 댐퍼를 열고 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키며, 현재 환기습가가 설정습도와 같으면 현열 냉방을 위해 가습기는 "오프"시키고, 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 대풍량으로 구동시키며, 현재 환기습가가 설정습도보다 낮으면 현열 냉방과 가습을 병행하기 위해 가습기는 "온"시키고, 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 대풍량으로 구동시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기에서 온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 환기온도와 사용자 설정온도를 상호 비교한 결과 현재 환기온도가 설정온도보다 낮으면 난방모드 관련 구성품은 "온"시키는 단계와; 이어서 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 습도검출센서를 통해 검출되는 현재 환기습도가 사용자의 설정습도를 상호 비교 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도보다 높으면 난방 및 제습을 위해 냉동모드 관련 구성품을 "온"시키고 가습기는 "오프"시키며, 바이패스 댐퍼를 열고 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키고, 현재 환기습도가 설정습도와 같으면 난방을 위해 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키며 가습기도 "오프"시키고, 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키고, 현재 환기습도가 설정습도보다 낮으면 난방과 가습을 병행하기 위해 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키며, 가습기는 "온"시키고, 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 풍량 가변형 송풍팬의 대풍량은 현열냉방을 위한 최대풍량을 100%로 볼 때, 저풍량은 최대풍량 대비 60-70%로 하며, 각 대풍량 및 저풍량에 해당하는 회전수는 상기 제어부에 의해 설정 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법에 의하면, 항온항습기 내 제어부에서 실내온도 및 습도검출센서를 통해 감지한 현재온도 및 습도와 사용자의 설정온도 및 습도를 비교하여 순수 현열 냉방을 필요로 할 때는 송풍기의 최대 풍량인 대풍량으로 제어함과 동시에 공기냉각용 열교환기의 저부 또는 상부와 케이스 사이에 설치되어 있는 바이패스 댐퍼를 닫아 주는 방식을 통해 열교환기를 통과하는 공기량을 증가시켜 출구 측 공기온도가 이슬점 이상에서 운전되도록 함으로써 과다한 제습을 억제할 수 있고, 또한 반대로 제습을 필요로 하는 경우에는 송풍기의 풍량을 가변조정하여 저풍량으로 하향조정함과 동시에 바이패스 댐퍼를 열어 공기냉각용 열교환기를 통과하는 량을 줄여 주는 방식을 통해 통과한 공기가 이슬점 온도 이하로 만들어 제습을 유도하고 환기되는 공기의 량 일부를 공기냉각용 열교환기를 통과하지 않고 제습된 공기와 혼합하여 급기되게 함으로써 막대한 에너지절약효과를 기대할 수 있음은 물론 실내 온습도의 정밀제어에도 기여할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1의 (a)(b)는 본 발명 방법이 적용된 상부 토출형 및 하부 토출형 항온항습기의 개략 구성도.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 3은 본 발명 방법이 적용된 항온항습기가 현열 부하시 저풍량으로 운전될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프.
도 4는 본 발명 방법이 적용된 항온항습기가 현열 부하시 풍량 가변형 송풍팬 대풍량으로 운전될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프.
도 5는 본 발명 방법이 적용된 항온항습기 내 풍량 가변형 송풍팬이 대풍량으로 구동되고 바이패스 댐퍼가 열린 상태에서 제습 운전이 실시될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1의 (a)(b)는 본 발명 방법이 적용된 상부 토출형 및 하부 토출형 항온항습기의 개략 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 방법이 적용된 항온항습기가 현열 부하시 저풍량으로 운전될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 방법이 적용된 항온항습기가 현열 부하시 풍량 가변형 송풍팬 대풍량으로 운전될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명 방법이 적용된 항온항습기 내 풍량 가변형 송풍팬이 대풍량으로 구동되고 바이패스 댐퍼가 열린 상태에서 제습 운전이 실시될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명 방법은,
키 입력부(1), 온도검출센서(2), 습도검출센서(3), 제어부(4), 가습기(5), 재열용 히터(6), 풍량 가변형 송풍팬(7), 열교환기(8) 및 바이패스 댐퍼(9)를 구비한 항온항습기의 제어방법에 있어서,
전원이 공급되면 제어부(4) 내 마이컴(도시 생략함)에서는 실내기 내의 풍량 가변형 송풍팬(7)을 구동시키는 단계(S1)와;
이어 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 환기온도가 키 입력부(1)를 통해 사용자가 설정한 설정온도(t1)보다 높은지를 판단하는 단계(S2)와;
상기에서 판단한 결과 현재 환기온도가 설정온도(t1)보다 높으면 난방모드 관련 구성품은 "오프"시키고 냉방모드 관련 구성품은 "온"시키는 단계(S3)와;
이어서 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 습도검출센서(3)를 통해 검출되는 현재 환기습도와 사용자의 설정습도(h1)를 상호 비교 판단하는 단계(S4)(S6)와;
상기(S4)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다 높으면 냉방 및 제습을 위해 가습기(5)는 "오프"시키고, 열교환기(8)의 상부와 실내기 케이스 내벽 사이에 설치되어 있는 바이패스 댐퍼(9)를 열고 풍량 가변형 송풍팬(7)은 저풍량으로 구동시키는 단계(S5)와;
삭제
상기(S6)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)와 같으면 현열 냉방을 위해 가습기(5)는 "오프"시키고, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 대풍량으로 구동시키는 단계(S7)와;
상기(S4)(S6)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다 낮으면 현열 냉방과 가습을 병행하기 위해 가습기(5)는 "온"시키고, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 대풍량으로 구동시키는 단계(S8);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기(S2)에서 온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 환기온도와 사용자 설정온도(t1)를 상호 비교한 결과 현재 환기온도가 설정온도(t1)보다 낮으면 난방모드 관련 구성품은 "온"시키는 단계(S9)와;
이어서 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 습도검출센서(3)를 통해 검출되는 현재 환기습도와 사용자의 설정습도(h1)를 상호 비교 판단하는 단계(S10)(S12)와;
상기(S10)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다 높으면 난방 및 제습을 위해 냉동모드 관련 구성품을 "온"시키고 가습기(5)는 "오프"시키며, 바이패스 댐퍼(9)는 열고 풍량 가변형 송풍팬(7)은 저풍량으로 구동시키는 단계(S11)와;
삭제
상기(S12)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)와 같으면 난방을 위해 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키고 가습기(5)도 "오프"시키며, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주고, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 저풍량으로 구동시키는 단계(S13)와;
상기(S10)(S12)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다 낮으면 난방과 가습을 병행하기 위해 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키고, 가습기(5)는 "온"시키며, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주고, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 저풍량으로 구동시키는 단계(S14);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 풍량 가변형 송풍팬(7)의 대풍량은 현열냉방을 위한 최대풍량을 100%로 볼 때, 저풍량은 최대풍량 대비 60-70%로 하며, 각 대풍량 및 저풍량에 해당하는 회전수는 상기 제어부에 의해 설정 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
이와 같은 단계로 이루어진 본 발명 방법에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명 방법은 항온항습기에 설치되어 잇는 전원스위치가 "온"되어 전원이 공급되면 도시 생략한 제어부(4) 내 마이컴에서는 실내기 내의 풍량 가변형 송풍팬(7)을 구동(S1)시킨 다음 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 온도검출센서(2)를 통해 실내 공기의 현재 환기온도를 검출하여 키 입력부(1)를 통해 사용자가 설정한 설정온도(t1)보다 높은지를 판단하게 된다(S2).
상기(S2)에서 판단한 결과 현재 환기온도가 설정온도(t1)보다 높으면 난방모드 관련 구성품(예를 들어 히터 등)은 "오프"시키고 냉방모드 관련 구성품(예를 들어 열교환기나 도시 생략한 실외기와 압축기 및 응축기 등)은 "온"(S3)시킨 후 습도검출센서(3)를 통해 검출되는 현재 환기습도와 사용자의 설정습도(h1)를 상호 비교 판단하게 된다(S4)(S6).
상기(S4)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다 높으면 냉방 및 제습을 위해 가습기(5)는 "오프"시키고, 열교환기(8)의 상부와 실내기 케이스 내벽 사이에 설치되어 있는 바이패스 댐퍼(9)를 열고 풍량 가변형 송풍팬(7)은 대풍량의 회전수 대비 60-70%로 설정된 저풍량으로 구동시킨다(S5).
그러나, 상기(S6)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)와 같으면 가습기(5)는 "오프"시키고, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 현열냉방을 위한 대풍량으로 구동(S7)시켜 현열 냉방을 실치하게 된다.
그런데, 상기(S4)(S6)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다도 낮으면 가습기(5)는 "온"시키고, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 대풍량으로 구동(S8)시켜 현열 냉방과 더불어 가습을 실시하게 된다.
한편, 상기(S2)에서 온도검출센서(2)를 통해 검출되는 현재의 환기온도와 사용자 설정온도(t1)를 상호 비교한 결과 현재 환기온도가 설정온도(t1)보다 낮으면 난방모드 관련 구성품은 "온"(S9)시킨 다음 습도검출센서(3)를 통해 검출되는 현재 환기습도와 사용자의 설정습도(h1)를 상호 비교 판단하게 된다(S10),
상기(S10)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다 높으면 냉동모드 관련 구성품을 "온"시키고 가습기(5)는 "오프"시키며, 바이패스 댐퍼(9)는 열고 풍량 가변형 송풍팬(7)은 저풍량으로 구동(S11)키는 난방 및 제습운전을 동시에 수행하게 된다.
그러나, 상기(S12)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)와 같으면 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키고 가습기(5)도 "오프"시키며, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주고, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 저풍량으로 구동(S13)시키는 난방운전만 실시하게 된다.
그런데, 상기(S10)(S12)에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도(h1)보다 낮으면 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키고, 가습기(5)는 "온"시키며, 바이패스 댐퍼(9)는 닫아주고, 풍량 가변형 송풍팬(7)은 저풍량으로 구동(S14)는 난방과 가습을 병행 실시하게 된다.
한편, 도 3은 본 발명 방법이 적용된 항온항습기가 현열 부하시 저풍량으로 운전될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프를 나타낸 것으로, 이를 예를들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용된 항온항습기의 냉각능력이 30,240kcal/h이라고 가정하고, 풍량 가변형 송풍팬(7)의 저풍량이 6,600m3/h라고 가정한 상태에서 도 3의 그래프를 대비하여 냉각 능력을 산출해 보면,
냉각능력 QT = QS + QL = G x (i1 - i2)에서
i2 = i1 - (QT / G) = 10.84 - (30,240 / 6,600 x 1.2kg/m3)
= 7.021 kcal/kg이 되는데,
이때 QT : 전체냉각열량(kcal/h)
QS : 현열량(kcal/h)
QL : 잠열량(kcal/h)
G : 공기량(kg/h)
1.2 : 공기의 비중(kg/ m3)이다.
따라서, 냉각열교환기 통과후의 공기온도 : i2가 7.021이고 상대습도 100%를 선도에서 인출 > 건구온도 10.05℃가 된다.
도 3에서 ①:장비입구온습도
②:냉각열교환기 통과중 이슬점
③:냉각열교환기통과후
④:재열 및 실내현열에 의한 상승
① > ② : 현열냉각
② > ③ : 과다한 제습(불필요제습)으로 실제 필요한 현열 냉각능력을 저하시킴.
절대습도의 변화(x1 > x2)
③ > ④ : 재열 및 현열비(실내발열)상승
④ > ① : 가습(불필요 운전으로 전력소모량 증가)
절대습도의 변화(x2 > x1)
이때, 가습량 L(kg/h) = G x (x2 - x1)
= 6,600 x 1.2 x (0.00875-0.00766)
= 8.63 kg/h가되고,
가습열량 환산 = 8.63kg/h x 597kcal/kg
= 5,153 kcal/h (전력 에너지 손실량)가 됨을 알 수 있다.
또, 도 4는 본 발명 방법이 적용된 항온항습기가 현열 부하시 풍량 가변형 송풍팬 대풍량으로 운전될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프를 나타낸 것이로, 이를 예를들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용된 항온항습기의 냉각능력이 30,240kcal/h이라고 가정하고, 풍량 가변형 송풍팬(7)의 대풍량이 9,600m3/h라고 가정한 상태에서 도 4의 그래프를 대비하여 냉각 능력을 산출해 보면,
냉각능력 QT = QS + QL = G x (i1 - i2)에서
i2 = i1 - (QT / G) = 10.84 - (30,240 / 9,600 x 1.2kg/m3)
= 8.215 kcal/kg이 된다.
따라서, 냉각열교환기 통과후의 공기온도 : i2가 8.215이고 절대습도가 0.00875인 상태를 선도에서 인출 > 건구온도 12.25℃가 된다.
도 4에서 ①:장비입구공기 온,습도
②:장비출구공기 온,습도
① > ② : 현열냉각
절대습도의 변화 없음
② > ① : 재열 및 현열비(실내발열)에 의해 상승됨을 알 수 있다.
또한, 도 5는 본 발명 방법이 적용된 항온항습기 내 풍량 가변형 송풍팬이 대풍량으로 구동되고 바이패스 댐퍼가 열린 상태에서 제습 운전이 실시될 때의 건구온도 대비 절대습도 비교 그래프를 나타낸 것이로, 이를 예를들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용된 항온항습기의 냉각능력이 30,240kcal/h이라고 가정하고, 풍량 가변형 송풍팬(7)의 전체송풍량이 9,600m3/h라고 가정한 상태에서 전체송풍량 중 6,600m3/h 열교환기 통과되고 3,000m3/h은 바이패스된다고 가정한 상태에서 도 5의 그래프를 대비하여 냉각 능력을 산출해 보면,
냉각능력 QT = QS + QL = G x (i1 - i2)에서
i2 = i1 - (QT / G) = 10.84 - (30,240 / 6,600 x 1.2kg/m3)
= 7.021 kcal/kg이 된다.
따라서, 냉각열교환기 통과후의 공기온도 : i2가 7.021이고 상대습도 100%를 선도에서 인출 > 건구온도 10.05℃가 된다.
냉각열교환기 통과후 공기와 바이패스 공기의 혼합상태 ④의 공기온도는
온도(t) = ((6,600/9,600)x10.05) + ((3,000/9,600)x23)
= 14.09℃
도 5에서 도시된 ①:장비입구온습도
②:냉각열교환기 통과중 이슬점
③:냉각열교환기통과후
④:냉각열교환기 통과 제습공기와 By-pass공기와의 혼합점
① > ② : 현열냉각
② > ③ : 필요한 제습운전
절대습도의 변화(x1 > x2)
④ : 냉각열교환기 통과 제습공기와 By-pass공기와의 혼합점
④ > ① : 실내현열비에 따른 온도 상승과정이 됨을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 현재 환기온도 및 환기습도와 사용자의 설정온도 및 습도를 비교하여 순수 현열 냉방을 필요로 할 때는 언버터형 송풍기를 최대 풍량인 대풍량으로 제어함과 동시에 공기냉각용 열교환기의 저부 또는 상부와 케이스 사이에 설치되어 있는 바이패스 댐퍼를 닫아 주는 방식을 통해 열교환기를 통과하는 공기량을 증가시켜 출구 측 공기온도가 이슬점 이상에서 운전되도록 함으로써 과다한 제습을 억제할 수 있다.
또한, 상기와 반대로 제습을 필요로 하는 경우에는 인더터형 송풍기의 풍량을 가변조정하여 저풍량으로 하향조정함과 동시에 바이패스 댐퍼를 열어 공기냉각용 열교환기를 통과하는 량을 줄여 주는 방식을 통해 통과한 공기가 이슬점 온도 이하로 만들어 제습을 유도하고 환기되는 공기의 량 일부를 공기냉각용 열교환기를 통과하지 않고 제습된 공기와 혼합하여 급기되게 함으로써 막대한 에너지절약효과를 기대할 수 있음은 물론 실내 온습도의 정밀제어에도 기여할 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.
1 : 키 입력부
2 : 온도검출센서
3 : 습도검출센서
4 : 제어부
5 : 가습기
6 : 재열용 히터
7 : 풍량 가변형 송풍팬
8 : 열교환기
9 : 바이패스 댐퍼

Claims (3)

  1. 키 입력부, 온도검출센서, 습도검출센서, 제어부, 가습기, 재열용 히터, 풍량 가변형 송풍팬, 열교환기 및 바이패스 댐퍼를 구비한 항온항습기의 제어방법에 있어서,
    전원이 공급되면 제어부에서는 실내기 내의 풍량 가변형 송풍팬을 구동시키는 단계와;
    이어 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 환기온도가 키 입력부를 통해 사용자가 설정한 설정온도보다 높은지를 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 현재 환기온도가 설정온도보다 높으면 난방모드 관련 구성품은 "오프"시키고 냉방모드 관련 구성품은 "온"시키는 단계와;
    이어서 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 습도검출센서를 통해 검출되는 현재 환기습도와 사용자의 설정습도를 상호 비교 판단하는 단계와;
    상기에서 상호 비교 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도보다 높으면 냉방 및 제습을 위해 가습기는 "오프"시키고, 실내기 케이스 내로 유입된 공기가 열교환기를 통과하지 않도록 열교환기의 상부와 실내기 케이스 내벽 사이에 설치되어 있는 바이패스 댐퍼를 열고 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키며, 현재 환기습가가 설정습도와 같으면 현열 냉방을 위해 가습기는 "오프"시키고, 실내기 케이스 내로 유입된 공기가 열교환기를 통과하도록 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 대풍량으로 구동시키며, 현재 환기습가가 설정습도보다 낮으면 현열 냉방과 가습을 병행하기 위해 가습기는 "온"시키고, 실내기 케이스 내로 유입된 공기가 열교환기를 통과하도록 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 대풍량으로 구동시키는 단계와;
    상기에서 온도검출센서를 통해 검출되는 현재의 환기온도와 사용자 설정온도를 상호 비교한 결과 현재 환기온도가 설정온도보다 낮으면 난방모드 관련 구성품은 "온"시키는 단계와;
    이어서 항온항습기의 공기 흡입구 측에 설치되어 있는 습도검출센서를 통해 검출되는 현재 환기습도가 사용자의 설정습도를 상호 비교 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 현재 환기습도가 설정습도보다 높으면 난방 및 제습을 위해 냉동모드 관련 구성품을 "온"시키고 가습기는 "오프"시키며, 실내기 케이스 내로 유입된 공기가 열교환기를 통과하지 않도록 바이패스 댐퍼를 열고 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키고, 현재 환기습도가 설정습도와 같으면 난방을 위해 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키며 가습기도 "오프"시키고, 실내기 케이스 내로 유입된 공기가 열교환기를 통과하도록 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키고, 현재 환기습도가 설정습도보다 낮으면 난방과 가습을 병행하기 위해 냉동모드 관련 구성품은 "오프"시키며, 가습기는 "온"시키고, 실내기 케이스 내로 유입된 공기가 열교환기를 통과하도록 바이패스 댐퍼는 닫아주며, 풍량 가변형 송풍팬은 저풍량으로 구동시키는 단계;를 실시하되,
    상기 풍량 가변형 송풍팬의 대풍량은 현열냉방을 위한 최대풍량을 100%로 볼 때, 저풍량은 최대풍량 대비 60-70%로 하며, 각 대풍량 및 저풍량에 해당하는 회전수는 상기 제어부에 의해 설정 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법.






  2. 삭제
  3. 삭제
KR1020110053799A 2011-06-03 2011-06-03 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법 KR101075863B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110053799A KR101075863B1 (ko) 2011-06-03 2011-06-03 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110053799A KR101075863B1 (ko) 2011-06-03 2011-06-03 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101075863B1 true KR101075863B1 (ko) 2011-10-25

Family

ID=45033208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110053799A KR101075863B1 (ko) 2011-06-03 2011-06-03 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101075863B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101895504B1 (ko) 2018-02-19 2018-09-05 주식회사 에이알 배수열 회수구조를 갖는 가습기 및 이를 포함하는 항온항습장치
CN110440403A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 珠海格力电器股份有限公司 一种适应多种天气条件的除湿控制方法、装置及空调设备
KR20200098221A (ko) 2019-02-12 2020-08-20 홍석균 정온·정습 정밀 제어 시스템
KR102180190B1 (ko) * 2019-10-10 2020-11-18 최은호 전산장비용 항온항습 랙
KR102659473B1 (ko) 2024-01-22 2024-04-22 주식회사 에이알 저부하 항온항습시설의 에너지절감 제습제어를 포함하는 항온항습기 제어방법 및 그 항온항습기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114254A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Nippon Steel Corp 空気調和設備

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114254A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Nippon Steel Corp 空気調和設備

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101895504B1 (ko) 2018-02-19 2018-09-05 주식회사 에이알 배수열 회수구조를 갖는 가습기 및 이를 포함하는 항온항습장치
KR20200098221A (ko) 2019-02-12 2020-08-20 홍석균 정온·정습 정밀 제어 시스템
CN110440403A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 珠海格力电器股份有限公司 一种适应多种天气条件的除湿控制方法、装置及空调设备
KR102180190B1 (ko) * 2019-10-10 2020-11-18 최은호 전산장비용 항온항습 랙
KR102659473B1 (ko) 2024-01-22 2024-04-22 주식회사 에이알 저부하 항온항습시설의 에너지절감 제습제어를 포함하는 항온항습기 제어방법 및 그 항온항습기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100939281B1 (ko) 외기도입을 이용한 에너지 절약형 항온항습기 및 그의 제어방법
US9185829B2 (en) Air-conditioning system and air-conditioning method for server room management
JP5185319B2 (ja) サーバ室管理用の空調システムおよび空調制御方法
JP5932350B2 (ja) 空調装置および空調制御方法
Comino et al. Energy saving potential of a hybrid HVAC system with a desiccant wheel activated at low temperatures and an indirect evaporative cooler in handling air in buildings with high latent loads
KR102047754B1 (ko) 다기능 스마트 공조시스템
KR100876185B1 (ko) 에너지 절약형 항온항습기와 그의 현열 냉각방법 및 냉각제습방법
US9746197B2 (en) Bathroom air-conditioner
CN103574858B (zh) 一种中央空调系统室外回风预处理方法
KR100933515B1 (ko) 쿨링 타워 냉각수를 이용한 에너지 절약형 항온항습기 및 그의 제어방법
JP5759808B2 (ja) サーバ室管理用の空調システムおよび空調制御方法
JP2011242011A (ja) サーバ用空調システム
Zarrella et al. Radiant floor cooling coupled with dehumidification systems in residential buildings: A simulation-based analysis
JP2011174674A (ja) 空調システム
JP2013204899A (ja) 空気調和システム
CN102625643A (zh) 数据中心冷却系统及其冷却方法
US20140370800A1 (en) Air distribution method
KR101075863B1 (ko) 에너지 절약을 위한 항온항습기의 현열냉각 및 제습냉각 제어방법
KR100713108B1 (ko) 일체형 항온항습기의 에어 쿨링장치
KR100989026B1 (ko) 냉매압력에 따른 응축기 송풍팬 비례제어기능을 갖는 에너지 절약형 항온항습기 및 그의 제어방법
JP6698947B1 (ja) 空調装置、制御装置、空調方法及びプログラム
CN104566720A (zh) 一种精密机房空调压缩机氟泵制冷循环系统
KR101636263B1 (ko) 다기능 공조시스템
JPWO2009011362A1 (ja) 除加湿換気システム
KR200424460Y1 (ko) 항온항습기의 전기 제어반 냉각장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140919

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150909

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170904

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180903

Year of fee payment: 8