KR101135485B1 - 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 자연대류로 제습하는 화학적 습기제거 방식은 공기의 순환이 더뎌 단시간 내에 습기를 제거하기 힘들며, 많은 양의 제습제가 필요하여 제습장치의 부피가 커지는 것이 불가피하고, 재활용하기 위해서는 팬이나 히터를 사용하여 건조시키는 작업이 필요하고, 전기적으로 습기를 제거하는 방식은 모든 계가 포함되어 유지보수가 용이하지 않아 열전소자의 수명이 저하되는 원인이 되고, 먼지나 이물질로 인해 배수구가 막히는 경우 물이 판넬 내부로 넘치는 사고의 원인이 되는 문제점을 개선하고자, 수분포집장치 본체, 전원제어장치로 분리되어 이루어진 저전력 수분포집장치가 구성됨으로써, 전원부와 수분포집부가 분리되어있어 판넬 도어에 장착이 가능하여 외부에서 판넬 내부의 온도 및 습도 제어가 가능하고, 수분포집장치와 보조히터의 연동운전이 가능하고, 온습도센서 컨트롤러가 내장되어 정확한 습도제어가 가능하며, 원하는 설정습도 이하에서는 정지되어 불필요한 전력손실을 막아주고, 운전시 전력소모를 줄여 절전효과가 크고, 배수부가 서랍형 탈부착식으로 형성되어 유지보수가 용이하고, 친환경적인 전기적으로 습기를 제거할 수 있는 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반을 제공할 수 있는 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

저전력 수분포집장치가 구비된 배전반{swichgear equipped with low power water collected devices}

본 발명은 열전소자를 냉매로 사용하여 습기를 제거할 수 있는 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반에 관한 것이다.

일반적으로 수배전반은 변전소나 발전소, 빌딩, 학교, 공장, 병원 등의 산업 및 일반 전력시설 현장의 전기실에 비치되어 전력공급을 제어하는 전력공급설비로, 특고압을 받아서 저압으로 변성하여 분배할 수 있도록 전기차단기, 메터, 각종 계전기, 절연전선, 단자대 등이 구비되어 있는데 이러한 수배전반의 내부의 기기는 습도와 온도에 민감하여 여름철의 고온다습한 날씨나 기후와 같은 습기가 다량 함유되어 있는 고온의 공기로 인해 기온이 올라가면 전력기기들의 유지관리가 어려워지는데 기존의 옥내형, 옥외형의 수배전반, 일체형 수배전반, 제어용 컨트롤 판넬 등의 전력기기들은 대기압 중의 높은 습도에 견딜 수 있도록 제조되었지만 온도차이로 인한 결로 현상이 발생될 경우 단락이나 부식, 누전으로 인한 감전사고와 같은 인명피해 및 노이즈 현상을 일으켜 전력기기 및 제어기기에 치명적인 손상을 입혀 심지어 전력 공급의 중단으로 인한 생산라인의 가동이 중단되어 막대한 손실을 입히는 문제점이 있어, 습도와 온도를 일정 수준으로 유지하여 전기절연 저하로 인한 전기적 사고에 의한 재산상의 피해를 방지하고 전기 품질과 안전성을 높이기 위하여 여러가지 제습장치가 모색되고 있다.

이러한, 문제를 해결하기 위하여 화학적으로 습기를 제거하는 방식과, 전기적으로 습기를 제거하는 방식이 제공되고 있다.

종래기술로는 등록특허공보 제10-0701567호의 "공작기계 컨트롤러용 제습장치", 등록실용신안공보 제20-0384441호의 "전자식 절전형 절연저하 방지장치"가 제시된 바 있으나, 공작기계 컨트롤러용 제습장치는 상부에서 흡입되는 공기가 제습제를 거쳐 하부 배출구로 배출되는 자연대류로 제습하는 화학적 습기제거 방식으로, 공기의 순환이 더뎌 단시간 내에 습기를 제거하기 힘들며, 넓은 범위의 제습이 필요한 경우에는 많은 양의 제습제가 필요하여 제습장치의 부피가 커지는 것이 불가피하고, 제습제로 사용되는 실리카겔, 활성 알루미나 등은 수분을 흡수하여 자체적으로 저장하기 때문에 수분을 흡수하게 될수록 흡수력이 감소하여, 재활용하기 위해서는 팬이나 히터를 사용하여 건조시키는 작업이 필요한데 제습제를 건조시키는 시간동안에는 제습능력을 사용할 수 없는 문제점이 있고,

전자식 절전형 절연저하 방지장치는 전기적으로 습기를 제거하는 방식으로, 하나의 몸체 안에 전원부, 제어부, 냉각식 건조부, 전기 히터부가 모두 포함되어 열전소자의 양쪽 면에 방열판이 부착될 때 흡열면의 방열판은 물방울과 함께 먼지가 밖으로 배출이 가능하지만, 발열면의 방열판은 먼지가 쌓여 열전소자의 수명이 저하되는 원인이 될 수 있고, 먼지나 이물질로 인해 배수구가 막히는 경우 물이 판넬 내부로 넘치는 사고의 원인이 될 수 있고, 하나의 몸체 안에 모든 기계가 포함되어 있어 유지 보수의 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

1. 국내등록특허공보 제0701567호 2. 국내등록실용신안공보 제0384441호

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 수분포집부와 전원제어장치가 분리되어있고, 전원제어장치를 판넬 도어에 장착하여 외부에서 판넬 내부의 온도 및 습도 제어가 가능하고, 기존의 배전반 내부의 보조히터를 별도의 전원선 없이 전원제어장치에 연결하여 사용하므로 수분포집장치와 보조히터의 연동운전이 가능하고, 온습도센서 컨트롤러가 내장되어 정확한 습도제어가 가능하며, 원하는 설정습도 이하에서는 정지되어 불필요한 전력손실을 막아주고, 운전시 전력소모를 줄여 절전효과가 크고, 배수부가 서랍형 탈부착식으로 형성되어 유지보수가 용이하고, 열전소자를 냉매로 사용하여 친환경적인 전기적으로 습기를 제거할 수 있는 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반을 제공하는데 그 목적이 있다.

배전반 내부의 습기를 강제적으로 빨아들이고, 펠티에 효과를 이용하여 습기를 물방울 형태로 변환시켜 하강하는 물방울을 모아 저장 및 배출하고, 습기가 제거된 건조한 공기를 방출시키는 수분포집부와,

수분포집장치와 연결되어 동작전원을 ON/OFF시키고, 배전반 내부의 온습도센서의 감지신호를 전달받아 표시하고 온도 및 습도를 제어할 수 있는 전원제어장치로 구성됨으로써 달성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 수분포집부와 전원제어장치가 분리되어있고, 전원제어장치를 판넬 도어에 장착하여 외부에서 판넬 내부의 온도 및 습도 제어가 가능하고, 기존의 배전반 내부의 보조히터를 별도의 전원선 없이 전원제어장치에 연결하여 사용하므로 수분포집장치와 보조히터의 연동운전이 가능하고, 온습도센서 컨트롤러가 내장되어 정확한 습도제어가 가능하며 상대습도를 10~70%까지 제어할 수 있고, 원하는 설정습도 이하에서는 정지되어 불필요한 전력손실을 막아주고, 운전시 전력소모를 기존에 비해 20~30%의 전력량을 사용하여 절전효과가 크고, 배수부가 서랍형 탈부착식으로 형성되어 유지보수가 용이하고, 열전소자를 냉매로 사용하여 친환경적인 전기적으로 습기를 제거할 수 있는 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반을 제공할 수 있는 좋은 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 저전력 수분포집장치 본체와 전원제어장치가 설치된 배전반의 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 수분포집장치 본체와 전원제어장치가 연결된 것을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 수분포집장치 본체의 배수부를 탈착한 것을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 수분포집부의 내부구성과 외기의 순환을 도시한 정단면도,
도 5는 본 발명에 따른 수분포집부의 내부구성을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 수분포집부의 내부구성을 분해한 분해사시도,
도 7은 본 발명에 따른 배수부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 전원제어장치의 구성요소를 도시한 사시도.

본 발명을 설명하기에 앞서 제어백 효과란 두 개의 접점을 가진 서로 다른 금속으로 만들어진 폐회로상에서 양 금속간에 온도차가 만들어지면 두 금속간에 전위차가 생성되는 것을 의미한다.

제어백 계수란 제어백 효과에 의해서 발생하는 전류는 가해주는 열량에 비례하며, 이때 가해주는 열량을 dQ라고 하고, 열량변화에 의해서 만들어지는 전류를 dI라고 하면 dQ=πdI 라는 공식이 성립되는데 여기서 상수π를 제어백 계수라고 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 저전력 수분포집장치가 설치된 배전반의 실시예를 도시한 사시도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 수분포집장치 본체와 전원제어장치가 연결된 것을 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 수분포집장치 본체(100)와, 전원제어장치(200)로 구성된다.

먼저 본 발명에 따른 수분포집장치 본체(100)에 관해 설명한다.

상기 수분포집장치 본체(100)는 정면 하단에 가로방향으로 통기구(2)가 3개 형성된 배전반(1)의 내부 일측에 형성되어 수분포집장치의 내부 기기를 보호하고 지지하는 것으로, 이는 습기에 의해 부식이나 녹이 발생하지 않도록 수분포집장치 본체(100)의 내면이 습기에 강한 방습층으로 코팅처리되는 것으로, 코팅과정은 다음과 같다.

상기 수분포집장치 본체(100)의 내면에 스티렌-브타디엔 라텍스(SB latex) 80 ~ 90wt%와 왁스에멀젼 10 ~ 20wt%의 혼합으로 조성된 방습조성물을 도막 두께가 2 ~ 5㎛가 되도록 분사코팅을 한 후, 60 ~ 80℃의 온도에서 15 ~ 30분간 열풍건조를 통해 방습층이 형성되도록 제조한다.

여기서, 상기 왁스에멀젼은 60 ~ 80℃의 온도를 유지하는 물 70 ~ 75wt%에 올레산(oleic acid) 5 ~ 10wt%를 첨가하여 3 ~ 7분간 교반한 후,

파라핀 왁스 15 ~ 20wt%를 첨가하여 20 ~ 40분간 교반한 후,

수산화칼륨(Potassium hydroxide) 0.5 ~ 2wt%를 첨가하여 15분간 교반하여 제조된 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 스티렌-브타디엔 라텍스(SB latex)는 접착제로서 그 사용량이 80wt% 미만인 경우에는 접착기능이 떨어져 박리되는 문제가 있고, 90wt%를 초과하게 되는 경우에는 다른 성분들의 사용량이 상대적으로 줄어들어 방습기능성이 떨어질 수 있으므로, 상기 스티렌-브타디엔 라텍스의 사용량은 전체 방습조성물 중 80 ~ 90wt%의 범위 내로 한정하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 왁스에멀젼의 사용량이 10wt% 미만인 경우에는 방습기능성이 떨어질 수 있고, 20wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 스티렌-브타디엔 라텍스(SB latex)의 사용량이 줄어들어 접착기능이 약해 박리되는 문제가 있으므로, 상기 왁스에멀젼의 사용량은 전체 방습조성물 중 10 ~ 20wt%의 범위 내로 한정하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 방습조성물의 도포두께는 중요한 구성요소 중의 하나로서, 그 두께가 2㎛ 미만인 경우에는 방습기능성이 떨어지고, 5㎛를 초과하게 되는 경우에는 박리될 수 있으므로, 상기 방습조성물의 도포두께는 2 ~ 5㎛의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

보다 구체적인 예로서, 상기 방습조성물의 코팅은 스티렌-브타디엔 라텍스(SB latex) 85wt%와 왁스에멀젼 15wt%의 혼합으로 조성된 방습조성물을 도막 두께가 3㎛가 되도록 분사코팅을 한 후, 60℃의 온도에서 15분간 열풍건조시켜 이루어진다.

또한, 상기 수분포집장치 본체(100)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 세로방향으로 직립되어 세워진 직육면체형상으로 이루어지고, 배전반 내부에 강제대류를 일으켜 흡입되는 공기에 포함되어 있는 습기를 결로현상을 이용해 액화시키고 건조된 공기를 배출하고, 액화된 수분을 저장하고 배출할 수 있도록 공기순환홀(110), 수분포집부(120), 배수부(130)로 이루어진다.

상기 공기순환홀(110)은, 수분포집장치 본체(100)의 정면과 상단면에 형성되어 흡입팬(121)과 배기팬(126)이 작동됨에 따라 배전반 내부의 공기가 흡입되고 방출되는 강제대류가 이뤄져 공기가 순환되어질 수 있도록 공기가 유동되는 통로로, 이는 흡입홀(111)과 배출홀(112)로 구성된다.

상기 흡입홀(111)은 수분포집부의 정면에 형성되고 배전반 내부의 공기가 유입되도록 장착되어 흡입팬(121)이 작동됨에 따라 내부의 공기가 흡입될 수 있는 다수개의 홀이 형성되어 구성된다.

상기 배출홀(112)은 수분포집부의 상단면에 형성되어 열전도모듈(123)을 거쳐 습기가 제거되어 건조된 공기가 배출되도록 형성된 것으로, 배기팬(126)이 작동됨에 따라 흡입된 수분포집장치 내부의 공기가 배출될 수 있는 다수개의 홀이 형성되어 구성된다.

상기 수분포집부(120)는 수분포집장치 본체(100) 내부에 형성되어 배전반(1) 내부의 습한 공기를 흡입하고, 흡입된 습기를 열전도모듈(123)의 결로현상을 통해 액화시켜 포집시키고, 습기가 제거된 건조한 공기를 배출하여 배전반 내부의 공기를 강제순환시켜 온도 및 습도를 조절하는 것으로, 이는 흡입팬(121), 제1방열판(122), 열전도모듈(123), 단열프레임(124), 제2방열판(125), 배기팬(126)으로 구성된다.

상기 흡입팬(121)은 제1방열판(122)의 전면에 흡입홀(111)의 내부와 마주보도록 형성되어 배전반 내부의 습기가 포함된 공기를 흡입홀(111)을 통해 흡입하여 열전도모듈의 냉각소자 방향으로 유도하여 접촉하게 하는 강제대류를 일으키는 역할을 한다.

여기에서 흡입팬은 배전반 내부의 공기를 흡입함으로 습기뿐만 아니라 미세먼지나 이물질을 포함한 공기를 흡입하여 내부공기가 정화되는 효과도 얻을 수 있다.

상기 제1방열판(122)은 흡입팬(121)과 열전도모듈의 냉각소자(123-a) 사이에 형성되어 냉각소자에서 냉각된 온도를 흡열하는 역할을 한다.

여기에서 제1방열판은 세로방향으로 다수개 형성된 방열핀에 흡입되는 배전반 내부의 공기에 포함된 습기와 냉각소자가 접촉하여 생기는 결로현상이 발생되어 물방울이 맺히게 되고, 시간이 지날수록 물방울의 크기가 커져 하강할 때 흡입팬에서 흡입되는 미세먼지와 이물질 등의 불순물과 합쳐져 같이 흘러내려 먼지가 쌓이지 않고 흘러내리게 된다.

상기 열전도모듈(123)은 제1방열판(122)과 제2방열판(125) 사이에 형성되어 직류전기를 가하여 전류가 흐르는 방향에 따라 냉각면에는 흡열을 일으키고, 가열면에는 발열을 일으키는 펠티에 효과를 통해 결로현상을 발생시켜 흡입팬에서 흡입된 습한 공기의 습기를 응결시켜 액상으로 변화시키는 역할을 하는 것으로 냉각소자(123-a), 반도체(123-b), 가열소자(123-c)으로 구성된다.

상기 냉각소자(123-a)는 열전도모듈의 전면에 형성되며 제1방열판과 접촉되는 위치에 형성되는 것으로, 전압이 인가되면 주변의 열을 흡수해서 실온 이하로 떨어지게 되고, 수분을 포함하는 배전반 내부의 공기가 흡입되어 접촉되었을 때, 흡입된 공기의 온도가 이슬점 이하로 떨어져 대기가 함유하고 있던 수분이 물체 표면에서 물방울로 맺히는 결로현상이 발생된다.

상기 반도체(123-b)는 열전도모듈의 냉각소자와 가열소자의 사이에 형성되는 것으로, P형 반도체와 N형 반도체가 1쌍으로 이루어져 구성되는 소자 다수개가 직렬로 이어져 구성된다.

여기서, P형 반도체와 N형 반도체가 접합하는 것을 기반으로 제습효율을 높이기 위해서는 3가지의 조건이 필요하다.

첫째로, 적은 전력으로도 높은 냉각효과를 가질 수 있도록 제어벡 계수가 높아야 한다.

둘째로, 반도체 스스로의 발열로 인해 손실되는 에너지의 양은 저항값의 제곱에 비례하기 때문에 저항이 낮으면 낮을수록 소자 자체의 발열이 적어서 소자 자체의 발열로 인한 전체적인 온도의 상승을 억제함으로 전기저항이 낮아야 한다.

셋째로, 전위차에 의해 유도된 소자의 냉각면과 가열면의 온도차를 유지시킬 수 있도록 열전도성 또한 최대한 낮아야 한다.

상기 가열소자(123-c)는 열전도모듈의 후면에 형성되며 제2방열판과 접촉되는 위치에 형성되는 것으로, 냉각소자(123-a)에서 하강하는 온도에 비례하여 온도가 상승되게 된다.

여기서, 가열소자는 흡열부의 열과 손실된 전기에너지의 열이 모두 발산되어 온도가 상승할 때, 상승되는 높은 온도를 방열하지 못할 경우 냉각소자와 가열소자의 온도가 모두 상승하기 때문에 효율이 떨어지게 되므로 열전도모듈의 냉각성능을 높이려면 가열소자의 열을 해소하는 것이 중요하다.

상기 단열프레임(124)은 열전도모듈(123)의 둘레를 감싸는 형태로 제1방열판(122)과 제2방열판(125)의 사이에 형성되는 것으로, 온도차이가 심한 제1방열판과 제2방열판이 대류현상에 의해 열이 서로 전달되어 효율이 떨어지지 않도록 단열시켜주는 역할을 한다.

상기 제2방열판(125)은 열전도모듈(123)과 배기팬(126) 사이에 형성되어 열전도모듈의 가열소자에서 발생되는 열을 식혀주는 역할을 한다.

여기에서 제2방열판은 가열소자에 밀착되게 형성되어 발열되는 높은 온도를 방열하도록 세로방향으로 형성된 방열핀이 다수개 형성되고 방열핀의 사이로 내부공기가 흡입팬과 배기팬에 의해 강제로 순환되며 방열하는 역할을 하게 되는데 제2방열판에 제1방열판에서 결로현상으로 생긴 물방울에 의해 제거되지 않은 미세먼지와 이물질 등의 불순물이 쌓이게 되면 방열이 원활히 이루어지지 않아 열전도모듈의 수명이 저하되는 원인이 되기 때문에 서랍형 탈부착식 수분저장부(131)를 탈착하여 불순물을 제거한 후 장착시켜 방열이 원활히 이루어지도록 한다.

상기 배기팬(126)은 제2방열판(125)의 상단에 배출홀(112)의 내부와 마주보게 형성되어, 흡입팬에 의해 흡입되고 열전도모듈을 거쳐 습기가 제거된 건조한 공기를 배전반 내부에 배출하여 공기가 순환되도록 하는 역할을 한다.

상기 배수부(130)는 수분포집부(120)의 하단에 위치되어 결로현상으로 응결되어 하강하는 물방울을 모아 저장하고 배출하는 것으로 이는 수분저장부(131), 드레인 호스(132)로 구성된다.

상기 수분저장부(131)는 수분포집부의 하단에 위치되어 수분포집부의 열전소자의 냉각소자에서 결로현상으로 응결되어 흐르는 물방울을 모아 저장할 수 있도록 내부 바닥이 역피라미드형태로 4개의 경사면(131-b)이 중앙부분으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 하단에 드레인 호스(132)와 연결되는 배수구(131-a)가 형성되어 모인 수분의 양이 적더라도 배출되어 장기간 고여있는 것을 방지하고, 서랍형 탈부착식으로 분해할 수 있어 유지보수가 용이하게 형성된다.

여기서, 수분저장부(131)를 탈착한 후 제2방열판(125)에 제거되지 않고 쌓인 미세먼지 및 이물질을 제거하여 열전도모듈(123)의 수명저하의 원인으로 작용하는 제2방열판의 방열효율을 높여주고, 드레인 호스와 연결되는 배수구(131-a)의 구멍을 막는 이물질을 제거하여 배수구가 막혀 수분이 판낼 내부로 넘치는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

상기 드레인 호스(132)는 수분저장부의 하단 중앙에 위치한 배수구(131-a)와 연결되도록 형성되어 수분저장부(131)에 모인 수분을 배전반 외부로 배출하는 역할을 한다.

다음으로 본 발명에 따른 전원제어장치(200)에 관해 설명한다.

상기 전원제어장치(200)는 사각박스형상으로 이루어져 배전반의 판넬도어(3)에 장착되고 수분포집장치와 연결되어 동작전원을 ON/OFF시키고, 배전반 내부의 온습도센서를 통해 온도와 습도를 측정하고 측정된 정보를 바탕으로 온도 및 습도를 제어하는 역할을 하는 것으로, 이는 SMPS(210), 온습도센서 컨트롤러(220)로 구성된다.

여기서 SMPS(210)는 Switching Mode Power Supply의 약어로서 이하 SMPS라 한다.

상기 SMPS(210)는 전원제어장치(200)의 좌측에 형성되어 외부로부터 공급되는 교류전류를 직류전기로 전기 기기에 맞도록 변환시켜 주는 것으로 반도체 스위칭 특성을 이용해 상용 주파수 이상의 고주파에 단속 제어를 하고 충격을 완화시켜 주는 역할을 하는 것으로 AC 220V의 전류를 가지는 교류전기를 열전소자에 사용되는 DC 12V의 직류전기로 가변시켜주는 AC/DC 변환기를 통해 수분포집부(120)에 전원을 공급하고, 온습도센서, 온습도센서 컨트롤러(220)에 전원을 공급시키는 역할을 한다.

또한, 발전소에서 수용가에 이르는동안 전력량 변화등 다양한 변수에 의해 전압이 수시로 바뀌는데, 불규칙한 전력의 공급으로 전자기기의 고장의 원인과 정밀성을 요하는 장비의 성능저하로 발생하는 피해를 사전에 방지해주는 역할을 하는 것으로 입력전압에 변동이 있더라도 출력전압은 변동없이 일정하게 공급하는 역할을 한다.

상기 온습도센서 컨트롤러(220)는 전원제어장치(200)의 우측에 형성되고 SMPS(210)와 온습도센서(230)가 연결되어 전원을 공급받고 실시간으로 배전반 내부의 온도 및 습도 상태를 확인하고 제어할 수 있도록 디스플레이부(221), 습도제어버튼(222), 온도제어버튼(223)으로 구성된다.

상기 디스플레이부(221)는 온습도센서 컨트롤러(220)의 전면 중앙에 사각형상으로 형성된 화면으로 배전반 내부의 온도와 습도를 배전반 외부에서 실시간으로 파악할 수 있고 습도제어버튼(222)과 온도제어버튼(223)의 제어를 통한 설정상태를 확인할 수 있다.

상기 습도제어버튼(222)은 디스플레이부(221)의 좌측에 세로방향으로 3개의 버튼이 형성된 것으로 상측버튼과 하측버튼을 통해 설정습도를 높이거나 낮추는 역할을 하여 버튼을 한번 누름으로써 1%씩 설정습도를 제어할 수 있고 가운데 버튼을 통해 설정을 완료하여 배전반 내부의 습도를 설정할 수 있어 습도의 정확한 제어가 가능하며, 설정된 습도 이상으로 습도가 올라가면 자동으로 1차로 수분포집부(120)가 습도를 제어하고, 2차로 보조히터(미도시)로 습도를 제어하여 신속하고 안정적으로 습도가 제어된다.

여기서, 원하는 설정습도 이하에서는 작동이 정지되어 불필요한 전력손실을 막아주고, 설정습도 이상이 되면 수분포집부(120)와 보조히터(미도시)를 작동시켜 습도를 제어하여 기존의 판넬용 히터만을 작동시켜 습도를 제어하는 구조의 전력소모량에 비해 약 20~30%의 전력량을 사용함으로 절전효과를 극대화시켜 효율적인 소비전력의 사용으로 큰 절감효과를 얻을 수 있다.

또한, 수분포집부(120)와 보조히터(미도시)를 통해 1, 2차로 습도를 조절하여 상대습도를 10~75%까지 제어할 수 있어 사용자가 원하는 상대습도에 맞출 수 있다.

상기 온도제어버튼(223)은 디스플레이부(221)의 우측에 세로방향으로 3개의 버튼이 형성된 것으로 상측버튼과 하측버튼을 통해 설정온도를 높이거나 낮추는 역할을 하여 버튼을 한번 누름으로써 1℃씩 설정온도를 제어할 수 있고 가운데 버튼을 통해 설정을 완료하여 배전반 내부의 온도를 설정할 수 있어 온도의 정확한 제어가 가능하며, 설정된 온도 이상으로 온도가 올라가면 자동으로 열전도모듈(123)을 제외한 흡입팬(121)과 배기팬(126)가 작동하여 강제대류를 통해 온도가 제어된다.

여기서, 원하는 설정온도 이하에서는 작동이 정지되어 불필요한 전력손실을 막아주고, 설정온도 이상이 되면 흡입팬(121)과 배기팬(126)를 작동시켜 강제대류를 통해 온도를 제어할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.

먼저, 판넬 도어에 장착된 온습도센서 컨트롤러로 현재 온도 및 습도를 확인하고 사용자가 원하는 온도 및 습도를 설정한다.

다음으로, 배전반의 기기의 전원을 ON시켜 작동함에 따라 배전반 내부의 온도가 상승한다.

다음으로, 배전반 내부에 설치된 온습도센서가 온도 및 습도를 측정하여, 습도가 설정치 이상이 되면 연결되어있는 수분포집부와 보조히터에 동작신호를 보내게 되고, 온도가 설정치 이상이 되면 연결되어있는 수분포집부의 흡입팬과 배기팬에 동작신호를 보내게 된다.

다음으로, 수분포집부의 흡입팬이 작동하여 배전반 내부의 공기를 흡입한다.

다음으로, 열전도모듈은 전기신호를 받아 펠티에 효과를 일으켜 제1방열판과 마주보는 냉각소자의 온도는 내려가고, 제2방열판과 마주보는 가열소자의 온도는 상승된다.

여기에서, 흡입된 공기에 포함된 습기가 열전도모듈의 냉각소자와 접촉하여 결로현상에 의해 물방울형태로 변화한다.

이때 흡입팬과 냉각소자 사이에 형성된 제1방열판에 습기가 물방울형태로 액화되어 하단으로 흐르고, 습기가 제거된 건조한 공기는 배기팬에 의해 배출된다.

다음으로, 수분포집부 하단에 형성된 수분저장부로 제1방열판에서 액화되어 맺힌 물방울이 흐를 때, 흡입된 배전반 내부공기에 포함되어진 미세먼지와 이물질이 포함되어 흘러내려 저장된다.

이어서, 수분저장부에 흘러내려 고인 수분을 배수구와 연결된 드레인 호스를 통해 배전반의 외부로 배출시킨다.

다음으로, 서랍형으로 탈부착할 수 있는 수분저장부를 탈착하여 수분저장부와 드레인 호스를 잇는 배수구와, 외기의 먼지가 쌓인 제2방열판 등 내부의 이물질을 제거한 후 부착한다.

끝으로, 온습도센서를 통해 감지된 온도 및 습도가 설정치 이하로 내려가면 수분포집장치의 작동이 정지하여 불필요한 전력손실을 막아준다.

100 : 수분포집장치 본체 110 : 공기순환홀
120 : 수분포집부 130 : 배수부
200 : 전원제어장치 210 : SMPS
220 : 온습도센서 컨트롤러

Claims (7)

1. 수분포집장치가 구비된 배전반으로 이루어지고,
   배전반(1)의 내부에 형성되어 수분포집장치의 내부 기기를 보호하고 지지하도록 세로방향으로 직립되어 세워진 직육면체형상으로 이루어져 배전반 내부의 습한 공기를 흡입하여 결로현상을 통해 습기를 액화시키고 습기가 제거된 건조한 공기를 배출하며 액화시킨 수분을 저장하고 배출할 수 있는 공기순환홀(110), 수분포집부(120), 배수부(130)가 이루어지는 수분포집장치 본체(100)와,
   사각박스형상으로 판넬도어(3)에 장착되어 배전반 외부에서 동작전원을 ON/OFF시키고, 배전반 내부의 습도와 온도를 설정하고 배전반 내부의 온도와 습도를 측정하고 측정된 정보를 바탕으로 온도 및 습도를 제어하는 전원제어장치(200)로 구성되는 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반에 있어서,
   상기 수분포집장치 본체(100)는 내면이 스티렌-브타디엔 라텍스(SB latex) 80 ~ 90wt%와 왁스에멀젼 10 ~ 20wt%의 혼합으로 조성된 방습조성물을 도막 두께가 2 ~ 5㎛가 되도록 분사코팅을 한 후, 60 ~ 80℃의 온도에서 15 ~ 30분간 열풍건조를 통해 방습층으로 코팅처리되는 것으로서,
   상기 왁스에멀젼은 60 ~ 80℃의 온도를 유지하는 물 70 ~ 75wt%에 올레산(oleic acid) 5 ~ 10wt%를 첨가하여 3 ~ 7분간 교반한 후,
   파라핀 왁스 15 ~ 20wt%를 첨가하여 20 ~ 40분간 교반한 후,
   수산화칼륨(Potassium hydroxide) 0.5 ~ 2wt%를 첨가하여 15분간 교반하여 제조된 것임을 특징으로 하는 저전력 수분포집장치가 구비된 배전반.
   
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