KR101408990B1 - 건조제 유닛 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

건조제 유닛 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 능동형 건조제 제습기를 제어하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은, a) 제습량을 제어하도록 처리 섹터를 통과하는 공기 유동을 조절하는 단계; b) 처리 공기 유동의 조절의 함수로서 재활성화 섹터를 통하여 공기 유동을 조절하는 단계; c) 처리 공기 유동의 조절의 함수로서 건조제 회전 속력을 조절하는 단계를 포함한다. 본 발명은 전술한 방법에 대한 시스템도 제공한다.

Description

건조제 유닛 제어 시스템 및 방법{Desiccant unit control system and method}
본 발명은 가열, 통기 및 공조(HVAC) 시스템 및 그 방법, 그리고 건조 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 보다 자세하게는 열 작동식 건조제 휠을 장착한 공조 또는 제습 또는 건조 시스템에 대한 것이다. 본 발명은 건조제 휠을 사용하여 이러한 시스템을 가동하는 동안에 소요되는 에너지의 보전/감소하는 개선된 방법을 제공한다.
건조제 휠 및 에너지 복원 휠은 HVAC 에 사용되는 2가지 타입의 휠 또는 처리된 공기를 조절하기 위한 2가지 타입의 휠이다. 건조제 휠은 공기 유동에서 다른 공기 유동으로 습기를 전달하는데 사용된다. 건조제 휠에는 2가지 구별되는 타입인 "능동형" 건조제 휠 및 "수동형" 건조제 휠이 있다.
능동형 건조제 휠은 휠의 일부분을 재작동/재상하기 위하여 공기 유동의 일부를 하열하는 외부 가열원을 이용한다. 능동형 건조제 휠은 높은 습기 제거 성능을 필요로하는 산업 분야에 사용되었지만 상업적인 HVAC 용도에서 점차 사용 빈도가 높아지고 있다. 이러한 건조제 휠 및 시스템의 예는 몇가지 예시적인 특허, 즉 특허 제6,311,511호, 제5,551,245호, 제5,816,065호에 설명되고 있다.
수동형 건조제 휠은 외부 가열원을 이용하지 않으며 공기 유동들간의 습기 전달을 위하여 2개 이상의 공기 유동 사이에 상대적인 습도 차이에 의존한다. 수동형 건조제 휠 시스템 및 그 사용의 예는 미국 특허 제6,237,354호 및 제6,199,388호에 설명된다.
열 작동 건조제 휠 시스템은 상기 휠을 재작동 또는 재생시키기 위하여 실질적으로 열 에너지(증기, 전기, 가스 등)을 사용하기 때문에, 다양한 방법이 다양한 제어 방법 및/또는 추가적인 구성요소를 사용함으로써 재작동 에너지의 사용을 최소화하기위한 목적으로서 과거에 사용되어 왔다. 처리 공기로부터 재활성 유입 공기로 열 에너지를 전달하거나 재활성 공기의 유출구로부터 재활성 공기의 유입구로 열을 전달하는 열 복원 장치는 비용의 과다라는 문제를 나타내었다.
제습은 공기로부터 습기를 제거하는 과정이다. 공기를 제습하는 여러가지 공지의 방법이 있다. 그러나, 2가지 일반적으로 사용되는 방법은 냉동 및 건조이다. 냉동을 사용하는 제습의 경우에, 습기는 냉각 코일에서 응축되도록 되어, 냉각 코일을 통과하는 공기 유동으로부터 습기를 제거하게 된다. 건조제를 사용하는 제습의 경우, 채용된 과정은 흡수 중 하나 이거나 흡수이다. 흡수과정에서, 액체 또는 고체 건조제사 사용되는데, 일반적으로 할로겐화물 소금이나 고용체가 사용된다. 흡수의 경우, 실리카겔과 같은 고체 건조제, 활성 알루미나, 분자 여과기 등이 사용된다.
건조제에 기초한 제습 시스템은 다수의 타워, 싸이클 타입, 또는 연속적인 회전 타입 중 하나이다. 건조되어질 공기는 처리 공기로 언급되며, 건조제를 재생하는데 사용되는 공기는 재생 공기 또는 재활성화 공기로 불리어진다.
냉동에 기초한 제습 시스템은 실제의 경우 제거하고자 하는 습기에서 제한되는데, 그 이유는 어는점 아래의 이슬점을 달성하고, 냉각 코일 상에 서리를 형성하게 하는 것이 시스템을 복잡하게 만들며 종종 재가열할 필요가 생기기 때문이다.
한편 건조제 제습 시스템은 공기의 이슬점과 독립적으로 작동하는데 이에 따라 많은 산업 분야에서 필요로 하는 바와 같이 매우 낮은 이슬점 습도를 달성할 수 있게 된다. 공지의 일반적인 사용례의 경우는 냉동만을 이용하여 기술적으로 또는 경제적으로 달성되는 것보다는 더 낮은 이슬점 또는 상대 습도를 필요로하는 제약 및 식품 처리 분야이다.
냉동 및 건조제 유닛 모두를 사용하는 하이브리드형이 일반적으로 사용되며 에너지 소비를 감소시키는데 도움이 되고, 전체적 제습 시스템의 간단하고 믿을만한 작동을 제공할 수 있게 된다.
냉동 타입 제습 유닛에 비교하여, 건조제 제습기는 건조제의 재생 또는 재활성화를 위하여 많은 열 에너지를 사용한다. 따라서, 수년간, 몇가지 개발이 에너지 소비를 최소화기 위하여 건조제 제습기 시스템의 에너지 제어 및 성능에 대한 제어 전략 그리고 건조제 장비의 물리적 구조면에서 있었다.
대기압에서 공기의 제습/건조를 위한 건조제 제습 유닛은 오늘날에는 로터리 타입인데, 이 경우 건조제는 로터리 베드(또는 휠)에 담겨지게 된다. 상기 휠은 2개의 격실(또는 섹터)로서 하나는 처리를 위한 것이고 다른 하나는 재생을 위한 것에서 연속적으로 또는 단속적으로 가동하게 된다. 처리 섹터에서, 제습될 공기(일반적으로 처리 공기)는 휠을 통과하게 되며 건조제와 접촉하여 건조된다. 재생 섹터에서, 공기는 대기로부터 옮겨져와서 재활성 공기의 온도를 상승시키는 열원을 통과하게 되며, 이어서 휠을 가열하고 물을 구동하는 재생 섹터 또는 재활성화 섹터로 지칭되는 휠의 나머지 부분을 통과하게 된다. 상기 처리 섹터는 나머지가 재활성화 섹터에 있더라도 전체 베드/휠 영역의 50 내지 80% 사이에서 변화하게 된다.
종종, 다른 섹터가 처리 섹터 및 재생 섹터 사이에 부가되며, 이러한 다른 섹터는 퍼지 섹터로 지칭된다. 퍼지 공기로 일반적으로 불리어지는 제 3 공기 유동은 퍼지 섹터를 통과하고 재생 공기의 일부로서 사용된다. 퍼지 섹터를 장착함으로써 처리 섹터로 진입하기 전에 회전 휠로부터 일부 잔류 열을 회수하는 것이 보조되어, 재생을 위한 전체 에너지 요구량의 감소와 휠에 의해 제거되는 전체 습기가 향상된다.
일반적인 건조제 제습기 유닛에서, 처리 공기 유속 및 재활성화 공기 유속은 일반적으로 고정되며 수동 또는 자동 댐퍼의 도움으로 설정되거나 조절된다.
주어진 공간에서 습기를 제어하기 위하여 일반적인 제습 시스템의 설계에서, 공간의 공도를 제어하는데 필요한 공기 유동은 공간의 습기를 제어하는데 필요한 제습된 공기의 양보다 종종 크다. 이 경우, 처리 공기의 일부는 제습기 유닛 주위에서 바이패스되며, 제습기 유닛에 존재하는 공기와 결합되고 결합된 공기는 냉각(또는 가열)되어 제어된 공간으로 공급된다.
건조제 제습기 시스템은 제생을 위한 현저한 량의 열 에너지를 사용하므로, 이러한 시스템에서 사용되는 열의 량을 감소시키는 방법 및 수단을 찾는 노력이 경주되었다.
사용되어진 전형적이며 공지의 시스템 및 방법은 휠의 재활성화 섹터로 진입하기 전에 재생 공기의 가열된 온도를 제어하는 것이다.
다른 공지의 방법은 재활성화 섹터에 남은 공기 온도를 제어하여 재생 열 입력량을 제어하는 것이다.
타입, 상대 습도의 수준, 이슬점 제어에 따라, 공간 또는 공기 제어가 만족될 때, 제어 전략은 제습기의 가동/정지를 채용한다. 유사하게, 대신에 작동 및 설계 요구 사항을 만족시키기 위하여 제습기 유닛을 바이패스하는 공기의 량을 연소적으로 가변시키도록 자동 댐퍼를 사용하는 것으로 될 수도 있다.
처리 및 재활성화 섹터 영역, 휠 회전 속력, 상대적 처리 및 재활성화 공기 유속, 2개의 섹터에 대한 통과 속력의 관계는 제한적으로 제습기 유닛에서 건조제 휠의 채용, 설계, 선택에 대하여 일반적으로 사용되는 견고한 수학적 모델링 툴이 나타난 일본, 인도 및 미국에서는 최근에 수십년간 문서가 축적되었다. 이러한 툴은 설계 및 건조 단계에서 제습 시스템을 최적화하는데 사용된다.
수학적 모델에 대한 이러한 연구 및 개발은 2005. 하쉬, 우티가, 라네드 및 포와에 의해 작성된 "로터리 건조제 휠의 모델링"에서 설명된 바 있다. 회전식 건조제 제습기 유닛의 경우, 설계 및 건조 단계에서의 장비 성능은 처리 및 재활성화 유속 및 재활성화 섹터로서의 특정 퍼센트 및 주어진 베드 회전 속력을 선택하도록 수학적 모델링 툴을 사용함으로써 최적화될 수 있다. 이 경우, 부분적 로드 및 급작스럽게 변화하는 습기 로드 하에서 제습 성능의 제어는 먼터(Munters) 설계 매뉴얼 및 브라이(Bry) 공기 설계 매뉴얼에서 예시적으로 문서화되어 있고 잘 알려진 전술한 일반적인 제어 전략을 사용함으로써 달성된다.
이러한 제습기 시스템의 작동시에, 제습기 성능 제어의 일반적이고 공지의 방법으로써, 재생 에너지 소비의 감소가 제한된다.
전술한 모든 것이 원하는 수준의 최대 에너지 감소를 달성하거나 순간적 습기 로드의 변화에 적합한 대규모로 달성할 수는 없다.
제습 성능을 최적화하는 동안에 건조제 휠 속력을 조절 및/또는 재생 에너지를 감소하도록 수행되는 선행 기술들에 몇가지 예시들이 제공된다.
미국 특허 제4,546,442호는 압축된 공기 또는 다른 압축된 공기를 제습하는데 일반적으로 사용되는 고정된 베드, 다중-베드 건조제 공기 건조기에 대한 마이크로컴퓨터 기반의 프로그램식 제어 시스템을 개시하고 있다. 상기 제어 시스템은 재생 싸이클이 필요한지를 결정하고 건조제에서의 습기의 수준을 모니터링하며 재생 베드의 완전 감압 및 재가압을 모니터링하며, 밸브의 오작동을 분석하고 표시하는데 사용된다. 이 발명의 사용예는 압축된 공기 시스템에 한정된다.
미국 특허 제4,729,774호는 제습기 성능을 향상시키기 위하여 재생 섹터에서 공기 온도를 프로파일링하는 것을 개시한다.
미국 특허 제4,926,618호는 제어가능한 재활성화 공기 순환 수단 및 가변식 휠 속력 수단을 가지는 건조제 유닛을 개시한다. 처리 공기 습도는 마스터 제어기 조절 휠 속력, 재활성화 공기 재순환율, 및 재활성화 열 유입에 의해 제어된다. 휠을 통과하는 처리 및 재활성화 공기 유속은 고정되며 재활성화 공기 가열기는 휠을 떠나는 일정한 재활성화 공기 온도를 유지하도록 제어된다.
미국 특허 제5,148,374호는 긴 시스템 시간 상수를 적용받지 않는 시스템 성능의 측정 및 계산된 질량 전달율을 최적화함으로써 다중 휠 흡착제질량 에너지 전달 시스템의 실시간 컴퓨터 제어에 대한 시스템 및 방법을 개시하고 있다. 이러한 방법은 유체 유동 온도를 제어하는 것을 포함하는 제어 수단의 그룹 중 소정의 하나에 제어 신호를 전송하도록 휠 유입 온도, 휠 유출 온도 등의 그룹으로부터 선택되는 소정의 세트의 파라미터를 소정의 간격으로 센싱하는 것에 의존한다. 제어 방법의 목적은 장치의 불안정한 작동이나 제어된 변수의 변동을 일으키지 않고 로드의 신속한 변화에 제어된 장치의 승답을 향상시키는 것이다.
미국 특허 제5,688,305호는 재활성화 공기 유동이 일정한 재활성화 배출 공기 온도를 유지하도록 제어되고 재활성화 공기 유입 온도가 고정된 값으로 제어되는 건조제 제습 시스템에 대한 재생 제어 방법 및 제어 장치를 개시한다. 재활성화시의 건조제의 잔류 시간은 재활성화 공기 유동에 반비례하여 제어된다. 이러한 문헌의 목적은 부분 부하 조건하에서 건조제의 과다 재생을 감소시켜서, 건조제 제습기의 작동 성능을 향상시키는 것이다. 언급된 출원은 통(bin)을 통하여 입자상 물질의 유동이 배치 형태로 또는 가변적인 속도로 일어날 때 제습된 재순환 공기 유동을 이용하여 통 또는 호퍼 내의 입자상 재료를 건조하는 것에 대한 것이다.
미국 특허 제6,199,388호는 제어된 공간의 온도 및 습도를 제어하는 시스템 및 방법에 대한 것으로서 엔탈피 휠, 그렇지 않은 경우 에너지 회복 휠, 냉각 코일, 재활성화를 위한 외부적 열 또는 에너지 입력을 채용하지 않은 수동형 건조체 제습 휠의 결합에 주로 적용된다. 또한 이러한 미국 공보는 제어된 공간에서 감지 가능하고 숨어 있는 부하에 응답하여 회전 속력의 변화를 통하여 수동형 건조제 휠의 성능을 변화시키는 수단도 추가로 개시한다. 건조제 휠 속력의 제어가 논의되고 그 목적은 제습 처리의 에너지 효율의 최적화보다는 수동형 휠의 제습 성능의 제어이다. 그것은 제습 휠의 성능을 제어하는 처리 공기 페이스 및 바이패스 댐퍼를 사용하는 것을 개시하지는 않는다. 공급(처리) 및 배기(재활성화) 공기 유동은 모든 로딩 조건을 통하여 일정한 값으로 유지된다.
미국 특허 제6,355,091호는 제어된 공간으로 외부의 통기 공기를 제공하는 단일의 통기 및 제습 시스템을 개시한다. 이러한 유닛은 보다 많은 제습을 위하여 저속 회전하고 보다 많은 열 회복을 위한 고속 회전하는 건조제 휠을 포함한다. 열은 그 제습 성능을 향상시키기 위하여 그리고 동절기 작업시에 이슬의 형성을 방지하기 위하여 건조제 휠의 공간 배기 공기 상류에 가해진다. 공급 및 배기 공기 유동은 고정되고 어떠한 바이패스 댐퍼도 사용되지 않으며, 로터 속력 조절은 작동 모드의 선택을 위한 것이지 성능 향상을 위한 것이 아니다.
미국 특허 제6,767,390호는 가압 공기 및 가압 기체 장치에 대한 다중-베드, 고정 베드 건조제 건조기의 성능을 제어하고 원하는 이슬점에서 기체를 운송하기 위한 퍼지 싸이클 재생 싸이클을 최적화하기 위한 방법을 개시한다. 의도된 기술분야는 장치에 가압된 공기가 사용되는 경우이다.
미국 특허 제7,017,356호는 휠 속력이 공기 유속에 따라 변화하며 휠이 제어된 공간으로 습한 공기가 서치되는 것을 방지하기 위하여 가동시에 적어도 셋 시간에 대하여 작동되는 수동형 제습 장치에서의 건조체 휠을 포함하는 냉각 및 제습식 최적 조건 공간을 위한 HVAC을 개시한다. 이 특허는 제어된 공간으로부터 반환 공기와 혼합되기 전에 외기 공기를 미리 제어하도록 수동형 센서식 회복 장치 및 냉각 코일을 사용하는 것을 개시한다.
미국 특허 제7,101,414호는 전통적인 처리 및 재활성화 구간에 추가하여 다중 구간을 통하여 회전하게 되는 재료를 포함하는 흡수 베드 시스템을 이용하여 처리 유체 유동에 대한 흡착제 농도를 감소시키는 방법에 대한 것으로서, 여기서 처리 및 재활성화 유체 유동과는 다른 하나 이상의 쌍의 독립적인 재순환 유동이 서로로부터 처리 및 재활성화 유체 유동을 고립시키는데 사용된다. 고립의 목적은 처리 및 재활성화 구간 사이의 공기의 누설, 흡수 베드를 통한 흡착제가 스며드는 것, 흡착 베드 상에서 응축 현상 또는 이슬의 형성을 방지하는 것이다.
미국 특허 제7,338,548호는 건조제 제습기로부터 처리 공기 유동의 습도와 온도를 조절하는 제어 방법 및 제어 장치를 사용하는 것을 개시하고 있는데, 여기서, 처리 배출 공기의 일부는 공기-대-공기 열교환기를 사용하여 재생 공기를 예열하는데 사용된다. 본 발명의 사용 분야는 물손상의 구조체 및 복원부를 건조하는 것이다.
미국 특허 제7,389,646호는 동일한 발명자에 의해 제7,017,356호에 유사하며 이전의 성과물에 대한 분할 출원이다. 이 특허는 최적 조건 공간을 냉각하고 제습하는 것을 목적으로 하며, 수동식 건조제 휠을 포함하는 HVAC 를 개시하고 있는데, 여기서 휠의 속력은 공기 유동에 따라 가변하며 가동시에 적어도 셋 시간 동안 에너자이징되는 휠에 의존하며 공기를 제습하는 시스템의 성능을 증진시키도록 휠의 열 복권 시스템 상류를 채용하고 있다.
대부분의 전행 제어 전략은 재활성화 에너지의 사용을 제한하고 감소시키는데 매우 부분적으로는 성공적이었지만 부분적 로드 조건에서 감소된 습기 로드에 상응하지는 않는다.
또한, 건조제 휠을 사용하고 적용시에, 처리되는데 필요하다면 맑은 공기에서 순간적인 습기 부하의 상당한 변화가 존재하는데, 습기가 제어되게 되는 공간 내에서의 내부의 잠재적인 변화는 외부 온도 및 습기 및 제품과 차지한 부하의 변화에 기초한다.
따라서, 재활성화 에너지의 소비를 감소시키고 동적이며 순간적인 습기 부하의 변화에만 반응하지 않으며 습기 부하의 변화시에 휠에서의 에너지 사용을 동시에 최적화하는 필요한 관련된 구성을 구비한 제어 방법에 대한 수요가 있다.
본 발명의 목적은 열 작동식 건조제 제습 시스템의 작동에 사용되는 누적된 에너지를 실질적으로 감소시키는 것이다. 에너지 감소는 처리 유동의 습기 변화 및/또는 제어된 공간에서의 습기 부하 및/또는 대기 공기에서의 습기의 순간적인 변화에 응답하여 건조제 유닛에 의해 소비되는 에너지를 조절함으로써 달성된다.
이러한 순간적인 습기의 변화, 결과적인 습기 부하는 제습기 시스템의 성능을 제어할 필요성을 제기한다.
일정하게 가변적이며 변화하는 순간 습기 부하에서, 이러한 제습 성능 제어는 휠의 처리 섹터를 통하여 공기 유동을 제어함으로써 대부분 달성되며; 제습기에 사용되는 최적/최소 에너지는 재활성화 섹터를 통한 공기 유동을 적절히 제어하고 휠의 회전 속력을 적절히 동시에 적절히 조절하면서 재활성화 공기 온도를 일정하게 유지하여 최적 에너지 효율이 달성되도록 함으로써 이루어진다.
제습기 시스템의 성능을 제어하는 확립된 방법이 있는데, 본 발명은 이전에 공지된 방법에 비교하여 부분 부하에서 에너지 소비면에서 실질적인 감소가 이루어지는 신규한 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 제습기 성능을 제어하는 시스템 및 방법에 의해 달성되는데 이러한 방법은,
a) 로터의 처리 섹터를 통한 공기 유동을 제어하며, 재활성화 유입 온도를 일정하게 제어하며, 처리 공기 유동의 함수로서 재활성화 공기유동을 제어하며, 처리 공기 유동의 함수로서 로터 속력을 제어하는 단계로서, 여기서 상기 제어 함수는 처리 공기 유동을 설계하기 위하여 순간 처리 공기 유동의 유속에 기초하게 되며, 상기 함수는 각각의 제어된 변수에 대한 지수가 같을 필요는 없으며 0.5 내지 2.0 범위에서 어느 값에 놓이는 지수를 가진 모든 지수 함수이며,
b) 상기 로터의 처리 섹터를 통과하는 공기 유동을 제어하고, 재활성화 열원 온도를 예를 들어 재활성화 열원으로서 일정한 압력에서의 유동을 사용하고 재활성화 공기 가열 코일상의 2개의 위치 유동 밸브를 사용하며, 처리 공기 유동의 함수로서 재활성화 공기 유동을 제어함으로써 일정하게 제어하고, 상기 처리 공기 유동의 함수로서 로터 속력을 제어하며, 상기 제어 함수는 처리 공기 유동을 설계하도록 순간적인 처리 공기 유속에 기초하며, 상기 함수는 각각의 제어된 변수의 지수가 같은 필요는 없으면서 0.5 내지 2.0 범위에서 지수가 임의의 수인 모든 지수 함수이며,
c) 상기 처리 섹터를 통하여 일정하게 공기 유동을 유지하며, 일정한 재활성화 유입 온도를 제어하며 재활성화 공기 유동의 함수로서 로터 속력을 제어하면서 로터의 재활성화 섹터를 통하여 공기 유동을 제어하며, 상기 제어 함수는 처리 공기 유동을 설계하기 위하여 순간적인 재활성화 공기 유동의 유속에 기초하며, 상기 함수는 0.5 내지 2.0 의 범위에 있는 지수를 가진 지수함수이며,
d) 처리 섹터를 통과하는 일정한 공기 유동을 유지하며 예를 들어 재활성화 열원으로서 일정한 압력의 유동을 사용하고 재활성화 공기 가열 코일 상에 2개의 위치 유동 밸브를 사용함으로써 일정한 재활성화 열원 온도를 제어하면서 로터의 재활성화 섹터를 통과하는 공기 유동을 제어하고, 또한 재활성화 공기 유동의 함수로서 로터 속력을 제어하며, 상기 제어 함수는 처리 공기 유동을 설계하기 위하여 순간적인 재활성화 공기 유동의 유속에 기초하며, 상기 함수는 0.5 내지 2.0 범위에 있는 지수를 가진 지수함수이며,
e) 로터의 처리 섹터를 통과하는 공기 유동을 제어하면, 일정한 재활성화 방출 온도를 제어하며, 처리 공기 유동의 함수로서 재활성화 공기 유동을 제어하며, 처리 공기 유동의 함수로서 로터 속력을 제어하며, 상기 제어함수는 처리 공기 유동을 설계하기 위하여 순간적인 처리 공기 유동의 유속에 기초하며, 상기 함수는 각각의 제어된 변수의 지수가 반드시 같을 필요는 없으면서, 0.5 내지 2.0 범위에 있는 지수를 가진 지수함수이며,
f) 처리 섹터를 통과하는 일정한 공기 유동을 유지하면서 일정한 재활성화 배출 온도를 제어하면서 로터의 재활성화 섹터를 통과하는 공기 유동을 제어하고, 재활성화 공기 유동의 함수로서 로터 속력을 제어하며, 상기 제어 함수는 처리 공기 유동을 설계하기 위하여 순간적인 재활성화 공기 유동의 유속에 기초하며, 상기 함수는 0.5 내지 2.0 범위에 있는 지수를 가진 지수 함수이다.
본 발명의 다른 목적은 4개의 전술한 제어 시나리오에 따른 제습 성능을 제어하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이며, 추가하여 재활성화 공기 유동의 함수로서 처리 섹터, 퍼지 섹터 및 퍼지 공기 유동의 제어를 통하여 동시의 공기 유동을 가진 로터의 재활성화 및 처리 섹터 사이에서 순차적으로 배치된 퍼지 섹터를 장착하며, 상기 제어 함수는 순간적인 재활성화 공기 유동의 유속에 기초하며, 0.5 내지 2.0 범위에 있는 지수를 가진 지수 함수이다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 4개의 제어 시나리오에 따른 제습 성능을 제어하는 시스템 및 방법을 제공하는 것인데, 추가하여 미국 특허 제7,101,414호에 따라 각각의 섹터는 그들을 통하여 공기를 재순환시키는 수단을 가지는 각각의 섹터에서 처리 섹터 및 재순환 섹터 사이에는 적어도 한 쌍의 퍼지 섹터가 배치되며, 개선 사항은 로터 속력의 함수로서 퍼지 공기의 재순환 속도를 제어하며, 상기 함수는 로터 속력을 설계하도록 순간적인 로터 속력의 유속에 기초하며, 상기 함수는 0.5 내지 2.0 범위에 있는 지수를 가진 지수 함수이다.
전술한 실시예에서, 본 발명의 추가적인 목적은 기본 캐비넷 및 충만 공간이 제습 시스템에 대한 주어진 장치에 대한 설계를 추가적으로 최적화하는 분야에서 제조시에 또는 설치 후에 재활성화 섹터 크기가 쉽게 조절될 수 있게 하는 설계 특징을 제공하는 것이다. 최적화는 설계 조건에서 최저의 재활성화 에너지 소비 및/또는 최저의 처리 배출 습기를 허용하는 처리 및 재활성화 섹터의 상대적인 크기를 선택함으로써 달성된다.
본 발명의 하나 이상의 전술한 목적은 능동식 건조제 로터를 채용한 열 작동식 제습 시스템을 제공하여, 부분적 가변 부하 또는 처리 유동 조건하에서 건조제 로터의 동적 거동에 대한 완전한 장점이 얻어진다.
따라서, 본 발명은 포위된 공간 또는 처리 도는 건조 통에 공급된 공기를 제습하는 장치를 제공하는데, 상기 장치는,
(a) 내부 공간을 형성하는 하우징;
(b) 공급 공기 유동을 담기 위한 공급부와 재상 공기 유동을 담기 위한 재생부로 세퍼레이터에 의해 분리된 내부 공간으로서, 상기 공급부에는 공급 공기를 수용하기 위한 유입구와 공기를 포위된 공간에 공급하기 위한 유출구가 제공되며, 상기 재생부에는 재상 공기를 받아들이기 위한 유입구와 재상 공기를 배출하기 위한 유출구가 제공되는, 내부 공간;
(c) 휠의 일부가 상기 공급부로 연장되며 휠의 일부가 상기 재생부로 연장되도록 배치된 회전식 건조제 휠로서, 상기 휠은 공급 공기 유동을 제습하기 위하여 공급 공기 유동과 재생 공기 유동을 통하여 회전하게 되는, 건조제 휠;
(d) 상기 재생 공기 유동을 통하여 회전할 때 건조제 휠을 재생시키기 위하여 재생 공기 유동을 가열하는 열원;
(f) 건조제 휠을 선택적으로 바이패싱함으로써 건조제 휠을 통과하는 공급 공기의 양을 제어하기 위한 공급부의 유입구 및 유출구 사이의 적어도 하나의 바이패스 댐퍼를 포함한다.
일실시예에서, 상기 장치는 일반적인 HVAC 유닛 또는 하이브리드 공기 조절 및 제습 장치이다.
다른 실시예에서, 재생부에는 재생 공기 유동을 이동시키는 팬이 제공된다.
다른 실시예에서, 덕트 및 제어 수단은 재생 공기의 일부분을 재순환 시키도록 제공된다.
바람직한 실시예에서, 댐퍼 및/또는 속력 제어 수단은 재생부를 통하여 공기유동이 조절되도록 제공된다.
다른 실시예에서, 공급부에는 공급 공기 유동을 이동시키는 팬이 제공되며, 냉객 코일은 공급 공기 유동에 배치되며, 회전식 건조제 휠은 상기 냉각 코일의 하류에 배치된다.
다른 실시예에서, 속력 조절 메커니즘은 공급 공기 유동으로 전달되는 열의 양을 최소화하고 공급 공기로부터 제거되는 습기의 량을 제어하는 건조제 휠의 회전 속력을 가변시키도록 제공된다.
추가적인 실시예에서, 열원은 직화 가스 버터이다.
추가적인 실시예에서, 상기 열원은 저항식 히터에 사용되는 전기이다.
추가적인 실시예에서, 상기 열원은 유동 또는 온수와 같은 항온 소스이다.
추가적인 실시예에서, 상기 열원은 다른 처리로부터 회복되는 열 또는 냉동 응축기로부터 회복된 열의 소스이다.
추가적인 실시예에서, 열원은 순차적으로 사용된, 2개 이상의 전술한 열원의 조합체이다.
바람직한 실시예에서, 열 조절 수단은 재생 공기 유동의 온도를 조절하는 열원을 위하여 제공된다.
다른 실시예에서, 조절 수단은 건조제 휠을 통과하는 공급 공기의 량을 조절하는 바이패스 댐퍼를 위하여 제공된다.
다른 실시예에서, 상기 건조제 휠은 공저 시스템에 의해 처리되는 공기 유동의 원하는 분률을 취급하는 크기로 된다.
다른 실시예에서, 제습기를 통과한 후 그리고 조절되는 공간으로 전달되기 전에 공급 공기를 냉각 및/또는 가열하는 수단이 제공된다.
다른 실시예에서, 상기 시스템은 응축기를 하우징하는 격실을 포함하며, 상기 장치에는 재생 유입 공기를 응축기 하우징 격실로 연결하는 덕트 또는 개구가 제공되어, 응축기에 의해 재생 유입 공기의 예열이 가능하게 된다.
본 발명은 조절된 공간 또는 처리 또는 건조 통의 온도와 습도를 제어하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은,
(a) 조절된 공간과 연통하는 공조 시스템을 제공하는 단계;
(b) 내부 공간을 형성하는 능동형 건조제 휠 시스템을 제공하는 단계로서; 상기 내부 공간은 재생 공기 유동을 담고 있는 재생부 및 공급 공기 유동을 담고 있는 공급부로 세퍼레이터에 의해 분리되며, 상기 공급부에는 공조 시스템 또는 포위된 공간으로부터 공급 공기를 수용하는 유입구 및 공조 시스템 또는 포위된 공간에 공기를 공급하는 유출구가 제공되며, 상기 재생부에는 재생 공기를 수용하는 유입구 및 재생 공기를 배출하는 유출구가 제공되며; 회전식 건조제 휠이 배치되어 휠의 일부는 공급부로 연장되며 휠의 일부는 재생부로 연장되며, 휠은 공급 공기 유동을 제습하기 위하여 공급 공기 유동 및 재생 공기 유동을 통하여 회전하게 되며; 재생 공기 유동을 통하여 회전할 때 건조제 휠을 재생시키기 위하여 재생 공기 유동을 가열하는 열원이 제공되며; 상기 건조제 휠을 선택적으로 바이패싱하기 위하여 건조제 휠을 통과하는 공급 공기의 량을 제어하는 공급부의 유입구 및 유출구 사이에서 적어도 하나의 바이패스 댐퍼가 제공되는, 제공 단계;
(c) 상기 공조 시스템에 능동형 건조제 휠 시스템을 연결하는 단계;
(d) 공조 시스템을 통하여 공기를 통과시킴으로써 공급 공기 유동을 냉각 및/또는 가열하는 단계;
(e) 공기 유동들 간에 습기를 교기를 교환하며/교환하거나 가열하도록 공급 공기 유동 및 재생 공기 유동을 통하여 휠을 회전시키면서 능동형 건조제 휠 시스템을 통하여 공기를 통과시킴으로써 공급 공기 유동을 제습하는 단계;
(f) 조절된 공간에 공조시스템으로부터 공기를 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명은 종래 기술 및 공지된 방법과 비교할 때 현저한 에너지 절감에 기여하는 제습기 용량 제어를 위한 독창적인 시스템과 방법을 내놓는다는 것은 분명하다.
또한 본 발명에 관한 시스템은 기본 캐비넷 및 플리넘(plenum)의 설계과 같은 다수의 다른 장점을 포함하며, 그래서 재활성화 섹터 크기는 전체 데시칸트(desiccant) 로터 면 면적의 12% 내지 45% 범위에서 선택될 수 있고, 캐비넷 설계에 어떠한 변형도 없이 제작 도중에 세팅될 수 있다. 그 외에도 원한다면 기본 캐비넷 및 플리넘의 설계는 변형된 성능 조건에 맞추기 위해서 수공구를 이용하여 활성화 섹터 크기가 원래의 설계 값의 66% 내지 150%의 범위 내에서 적절히 조정될 수 있도록 되어 있다. 본 시스템이 동시에 발생하는 공기의 유동과 함께하는 퍼지(purge) 섹터와 함께 사용될 때, 기본 캐비넷 및 플리넘 설계는 로터 면 면적의 2% 내지 25% 범위에 있는 퍼지 섹터 크기가 설계의 큰 변경 없이 더해질 수 있게 한다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1a 및 1b는 재생 블로어를 따라 도시된 전형적인 열 작동식 건조제 제습기 유닛의 개략도이며 일반/클래식 25% 재생 섹터를 도시한다.
도 2a 및 2b는 재생 블로어를 따라 도시된 일반적인 열 작동식 건조제 제습 유닛의 개략도이며 일반/클래식 25% 재생 섹터를 도시하며 퍼지 섹터를 포함하는 도면이다.
도 3a 및 3b는 재생 블로어를 따라 도시된 일반적인 열 작동식 건조제 제습 유닛의 개략도이며 일반/클래식 25% 재생 섹터를 도시하며 1쌍의 퍼지 섹터를 포함하는 도면이다.
도 4a 및 4b는 재생 블로어를 따라 도시된 일반적인 열 작동식 건조제 제습기 유닛의 개략도이며, 일반/클래식 25% 재생 섹터를 도시하며, 2 쌍의 퍼지 섹터를 포함하는 도면이다.
도 5a 및 5b는 전형적인 선행 기술인 제습기 시스템 및 방법을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 6a 및 6b는 전형적인 선행 기술 제품 건조 시스템 및 방법을 도시하는 개략도이다.
도 7a 및 7b은 전형적인 선행기술 제품 건조 시스템 및 방법을 도시하는 개략도이며 퍼지 섹터를 포함하는 도면이다.
도 8a, 8b, 8c, 8d는 본 발명의 일실시예의 시스템 및 방법을 보여주는 개략도이다.
도 9는 건조/제습 시스템을 처리하는 유동도로서 본 발명의 실시예에 대한 개략도이다.
도 10a 및 10b는 제품 건조 시스템 및 방법을 보여주는 다이아그램으로서 본 발명의 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11a, 11b, 11c는 선행기술과 비교하여 본 발명의 에너지 절감을 보여주는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예의 시스템 및 방법의 개략도로서, 가능/사용 또는 불가능/미사용 될 수 있는 복수개의 HVAC 구성요소를 포함하는 도면이다.
본 발명은 본 발명의 임의의 실시예를 도식적으로 보여주는 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 다양한 변형예와 수정례가 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 가능하다.
도 1a는 전형적인 건조제 제습기 유동도이다. 전술한 바와 같이, 일반적인 회전 건조제 베드/휠(1)은 처리 섹터(2) 및 재생 또는 재활성화 섹터(3)를 구비한다. 이러한 건조제 베드/휠(1)을 구비한 제습기는 재생 유동(8)과 함께 처리 유동(6)을 가진다. 재생 유동은 상기 베드(3)이 재생부로 진입하기 전에 열원(10)을 통과하면서 온도가 상승하게 된다. 로터리 베드의 재활성화 섹터(3)를 빠져나오는 재생 공기는 재활성화 블로어(5)로 지칭되는 블로어(5)의 도움으로 배기된다(9). 건조제 베드/휠(1)는 베드 구동 장치(4)의 도움으로 재활성화 및 처리 격실을 통하여 회전하도록 된다.
도 1b는 휠(1)의 일반적인 섹터 구분을 도시한다. 일반적인 유닛에서 처리 섹터(2)는 전체 베드 영역의 75%인데, 실제로는 50% 내지 80% 사이에서 가변적이며, 더 작거나 높게 설계될 수도 있다. 건조제 베드의 나머지 영역은 재활성화 섹터(3)으로서 도시되며 20% 내지 50% 사이에서 가변적이지만 더 작거나 크게 설계될 수도 있다.
도 2a는 퍼지 섹터(11)로서 지칭되는 다른 섹터를 추가한 것을 도시한다. 퍼지 섹터는 전체 베드 영역의 5% 내지 40% 사이에서 가변적이며, 나머지는 처리 영역(2) 및 재활성화 영역(3) 으로 나뉘어진다. 상기 재활성화 섹터(3)으로부터 처리 섹터(2)로 베드가 회전할 때, 상기 베드는 여전히 가열된 상태이다. 베드의 뜨거운 부분은, 특히 실리카 겔 타입인 경우, 냉각될 때 작동하기 시작한다(즉 습기를 제거한다). 따라서, 상기 베드의 임의의 부분은 여전히 뜨거우면서 제습 기능을 수행함에 있어서 실질적으로 비작동된다. 상기 베드의 부분 또는 일부는 종종 구획되며 퍼지 섹터(11)로 형성된다. 공기(12)는 이러한 섹터(11)를 통과하도록 되며, 여기서 상기 베드는 뜨거우며, 따라서 상기 공기(13)는 재활성화 섹터(3)를 통과하도록 되기 전에 예열되어서, 필요한 재활성화 에너지 유입을 감소시키며, 처리 구간(2) 진입 이전에 베드의 일부를 냉각하게 되어, 처리 섹터(2)를 통과하는 제습 성능은 향상된다. 또한, 열은 처리 공기로 덜 전이되는데 그 이유는 상기 베드는 처리 섹터로 진입될 때 더 온도가 낮기 때문이다.
도 2b는 다양한 섹터가 표시되어 비록 일반적인 방식으로는 이러한 영역들이 전술한 바와 같이 가별적이지만 다른 각도에서 바라본 건조제 베드/휠(1)을 도시한다.
도 3a는 로터리 건조제 베드/휠(1) 시스템의 다른 유동도를 도시하는데 여기서 한 쌍의 섹터(11a, 12)가 추가된다. 이러한 구조에서, 폐쇄식 루프에서 별도의 팬(14)의 도움으로 이러한 구획을 통하여 주어진 공기 유동량을 연속적으로 순환시키게 된다. 재순환된 공기 유동은 처리 및 재활성화 공기 유동 사이의 구성된 공기 및 습기 확산을 포착하며 처리 및 재활성화 공기 유동 사이에서 버퍼로서 작동하여 시스템의 성능을 향상시킨다. 다른 실시예에서, 재순환된 공기 유동은 도 2에 도시된 퍼지 섹터와 같은 방식으로 섹터들 사이에서 열을 전달하여, 시스템 성능을 추가적으로 향상시킨다. 모든 도면에서 설명되는 재순환 루프에서의 공기 유동은 특정 장치의 스펙에 따라 가장 바림작한 방향이라면 어떠한 방향으로도 될 수 있다. 도 3b는 다른 각도에서 본 건조제 베드/휠(1)을 도시하는데, 여기서 다양한 섹터가 표시되며 일반적인 방식으로 도시되더라도 이러한 섹터는 명확하게 전술된 바와 같이 가변적이다.
도 4a는 하나 이상의 쌍의 퍼지 섹터(11a, 12, 17, 18)가 추가된 로터리 건조제 베드/휠(1)의 유동도이다. 이러한 구조에서, 폐쇄 루프에서, 별도의 팬(15, 21)에 의해 이러한 구획들을 통하여 주어진 공기(13, 19)의 량이 순환하게 된다.
도 4b는 다른 각도에서 본 건조제 베드/휠을 도시하는데, 다양한 섹터가 표시되어 일반적인 방식으로 표시되어 있고, 이러한 섹터들은 명확하게 전술한 바와 같이 가변적이다.
도 5a 및 5b는 공간(27)을 제어하는 일반적이며 전통적인 제습기 시스템을 도시한다. 이러한 시스템에서, 예를 들어, 제습되어질 공간에 대한 냉각 필요성은 냉각 유닛 또는 코일(24)에서 취해지며 제어된 공간에 공급되는 전체 공급 공기(26)의 임의의 량을 필요로 하게 된다. 공간 제습 필요성을 만족시키기 위하여 건조제 휠을 통하여 통과할 필요성이 있는 것보다 공간 냉각 필요성을 만족시키는데 더 많은 공기 유동이 필요하다. 이를 위하여, 상기 제습기를 통하여 공기의 일부분을 취하고 냉각 코일을 통과하고 실내로 전달되는 전체 공급 공기 유동을 형성하는 균형을 바이패스(25)하는 것은 일반적인 것이다. 공간 통기/가압 요건을 충족시키기 위하여 신선한 공기(31)을 공급할 필요가 종종 있다. 신선한 공기는 제어된 공간으로부터 복귀되는 공기(28)와 결합된 제습기로 유입구에서 도입된다. 도면에 도시된 바와 같이, 공기 가열/냉각 수단(22, 23)을 이용하여 복귀 공기와 결합되기 전에 신선한 공기는 냉각/가열되는 것이 바람직하다. 이러한 유동도에서, 댐퍼는 공기의 유동 제어에 사용된다. 신선한 공기 유동은 댐퍼(35)의 도움으로 제어된다. 상기 바이패스 댐퍼(32)는 건조제 제습기 유닛을 바이패스하기 위한 필요가 있는 유동을 제어하도록 사용된다. 전체 공급 공기 유동은 공급 공기 유동 후에 배치되는 댐퍼(33)의 도움으로 제어된다. 각각의 이러한 댐퍼는 액튜에이터 및 적절한 제어기를 사용하여 수동 또는 자동으로 조절될 수 있다.
재생 유동은 재활성화 팬(5) 이후에 배치된 댐퍼의 도움으로 제어된다. 재생 열 입력원(10)은 전기, 유동, 가스 또는 오일 버너, 열수와 같은 열 유체, 이러한 장치들에 필요한 온도로 재활성화 공기를 가열할 수 있는 것들의 조합, 또는 다른 처리로부터 복원되는 냉장 응축 열일 수 있다. 재활성화 열 에너지 입력은 건조제 베드 이전에 배치되는 서모스탯(30)에 의해 조절된다. 이러한 서모스탯(36)은 도 5b에 도시된 바와 같이 재활성화 "종료" 구간에서 건조제 베드 이후에 배치된다. 일부의 경우, 선택적인 배치로 인하여 건조제 로터 이전에 열적 제어의 배치와 비교하여 연간 재활성화 열을 사용하는 것이 감소된다.
전술한 제습기 시스템 및 재활성화 열 입력 제어 방법 중 어느 경우에도, 공통적으로 사용된 제어 전략은 주어진 공간, 처리, 공급 공기의 상대적 습도 및 습기 수준의 "만족값"을 탐지하고, 일반적으로 "온-오프" 제어라고 지칭되는 습도가 만족되면 재활성화 공기 유동, 베드 회전 및 재활성화 열 입력이 정지된다. 유동 또는 열수와 같은 고정된 온도의 열원과 함께 사용되는 다른 공지의 방법에서, 재활성화 공기 유동은 상기 유닛의 제습 성능을 조절하도록 된다.
도 6a는 건조 장치에 사용되는 일반적인 제습기 시스템을 도시한다. 이러한 시스템에서, 제습된 공기(7)는 건조 통(37)의 물질의 요구에 따라 열원(22)을 통하여 가열된다. 제품으로부터 습기를 구비한 복귀 공기(28)는 냉각 코일(23)을 통과하게 되며 습기를 흡수하기 위하여 건조제 휠/베드(1)를 통하여 통과하게 된다.
재생 공기 유동(8)은 재활성화 블로어(5)에 의해 제공된다. 열원(10)은 특정 유닛 설계에 기초하여 온도를 상승시키는데 사용된다. 재활성화 유입 온도는 서모스탯을 통하여 제어된다.
도 6b는 다른 각도에서 본 건조제 베드/휠을 도시한다. 일반적인 유닛에서 처리 섹터(2)는 도시된 것처럼 전체 베드 영역의 75%인데, 실제로는 50% 내지 80%의 범위에서 가변적일 수 있지만 보다 작거나 높도록 설계될 수 있다. 건조제 베드의 나머지 영역은 재활성화 섹터(3)으로 도시됨, 20% 내지 50% 사이에서 가변적이지만 더 작거나 높을 수 있다.
도 7a는 건조 장치에 대한 일반적인 제습 시스템을 도시한다. 이것은 퍼지 섹터(11)가 추가된 것을 제외하고는 도 6a, 및 6b에 도시된 시스템과 유사하다. 퍼지 섹터는 전체 베드 영역의 5 내지 40% 사이에서 가변적이다. 퍼지 섹터를 사용하는 목적은 이미 전술한 바와 같다.
도 7b는 다른 각도에서의 건조제 베드/휠(1)을 도시하는데, 여기서 다양한 섹터들이 표시되어 있는데, 비록 일반적인 방식으로 도시되었지만 전술한 바와 같이 이러한 섹터들은 가변적이다.
도 8a는 일반적인 공간 제습 시스템을 도시한다. 이러한 시스템에서, 면 및 바이패스 댐퍼(40)를 통하여 처리 공기 유동(6)에 연결되는 내측 바이패스(39)가 존제한다. 설계 공간(27)에서 측정된 습도에 기초하고, 순간적이고 변화하는 부하로써, 상기 면 및 바이패스 댐퍼(40)는 휠을 통과하는 공기 유동의 량을 조절하며 나머지를 바이패스시킨다. 공간 설계 필요성에 대하여 신선한 공기(31)를 공급할 필요가 있을 때, 그것은 제습기의 유입구 및 설계 공간(27)으로부터 복귀하는 공기(28)에 결합되어 도입된다. 적용례에 따라, 복귀 공기와 혼합되기 전에 신선한 공기를 가열 또는 냉각하는 것이 유리하다.
제습기(38)의 유출부로부터의 공기는 냉각 코일(24) 및 필터(44, 45)를 통하여 통과하기 전에 복귀 공기(28)에 혼합되고 설계공간(27)에 공급 공기(26)로서 전달된다.
재활성화 공기 유동(8)은 상기 유닛의 특정 설계에 기초한 공기 온도를 상승시키는 열원(10)을 통하여 통과된다. 상기 서모스탯(30)은 셋 지점에 따라 온도를 제어한다. 재활성화 공기 유동을 제어하기 위하여, 재활성화 블로어(5)는 이러한 목적을 위하여 적절한 설계로 속력면에서 연속적으로 변화하게 된다. 최적의 성능을 얻기 위하여, 로터 속력은 연속적으로 변화하는 속력 베드 구동 장치(4)를 통하여 변화하게 된다.
도 8b는 전형적인 공간 제습 시스템의 예를 개략적으로 도시한다. 이것은 퍼지 섹터(11)가 건조제 베드/휠에 제공된 점을 제외하면 도 8a에 도시된 실시예와 유사하다. 상기 퍼지 섹터는 전체 베드 영역의 5 내지 40% 사이에서 변화한다. 나머지는 처리 영역(2) 및 재활성화 영역(3) 사이에서 분할된다. 공기(12)는 이러한 섹터(11)를 통과하게 되는데, 여기서 상기 베드는 가열되어 있어서, 공기(13)는 재활성화 섹터(3)를 통과하기 전에 예열되고, 이에 따라 필요한 재활성화 에너지 입력은 감소하고 처리 구간(2)에 진입하기 전에 베드의 일부분을 냉각하게 되어, 처리 섹터(2)를 통과하는 제습 성능은 향상된다. 또한, 처리 공기로는 보다 작은 량의 공기가 전이되는데, 그 이유는 상기 베드는 처리 섹터에 진입할 때 냉각되기 때문이다.
제습기(38)의 유출부로부터의 공기는 냉각 코일(24) 및 필터(44, 45)를 통과하기 전에 복귀 공기(28)와 혼합되며 설계 공간(27)으로 공급 공기(26)로서 전달된다.
재활성화 공기 유동(8)은 상기 유닛의 특정 설계에 기초한 공기 온도를 상승시키는 열원(10)을 통과한다. 상기 서모스탯(30)은 설정 지점에 따라 온도를 제어한다. 재활성화 공기 유동을 제어하기 위하여, 재활성화 블로어(5)는 그 목적을 위하여 적절한 설계로 연속적으로 그 속도가 변화한다. 최적의 성능을 얻기 위하여, 상기 로터 속력은 연속적으로 변화하는 속력 베드 구동 장치(4)를 통하여 변화한다.
도 8(c)는 전형적인 공간 제습 시스템의 예의 구조이다. 이것은 한 쌍의 퍼지 섹터(11a, 12)가 건조 베드/휠에 제공되는 것을 제외하고는 도 8(a)의 예와 유사하다. 이러한 배치에서는, 분리된 팬(15)을 사용하는 폐쇄 루프에서 섹터(11a, 12)내의 공기를 순환시키는 것은 전형적이다. 재활성화 섹터를 따르는 섹션(12) 내의 휠로부터의 열은 뚜렷한 공기유동의 도움으로 선택될 수 있고, 예비 가열을 위해 처리 섹터를 따르는 섹터(11a) 내의 휠로 전달될 수 있다.
제습기로부터의 혼합된 공기(38)는 복귀 공기(28)와 혼합되고, 그 후에 설계 공간(27)을 냉각하기 위한 요청대로 공급 공기(26)를 냉각하기 위한 냉각 코일(24)을 통과할 수 있다.
재활성화 유입 공기(8)는 필터(42)를 통과하고, 이 공기의 온도는 유닛의 구체적인 설계에 근거한 열원(10)를 통해 상승한다. 이 온도는 온도조절장치(30)에 의해 조절되고 유지될 수 있다. 재활성화 공기유동을 지속적으로 다양화하기 위해, 재활성화 블로어는 목적을 위해 적절한 설계과 함께 지속적으로 속도를 변경할 수 있다. 최적 수행을 얻기 위해, 로터 속도 또한 지속적으로 변화 가능한 속력 베드 구동 장치(4)를 통해 달라질 수 있다.
도 8(d)는 전형적인 공간 제습 시스템의 예의 구조를 보여준다. 이것은 한 쌍 이상의 퍼지 섹터(17,18)이 추가된 것을 제외하고 도 8(c)의 예와 유사하다. 이러한 배치에서, 분리된 팬(15, 21)과 함께 분리된 폐쇄 루프 내의 이들 섹터 쌍들을 통해 주어진 공기(13, 19)의 량을 순환하는 것은 전형적이다. 상술한 바와 같이, 각 폐쇄 루프 내의 공기유동은 어떤 방향이 가장 이로운가에 의존하는 어떤 방향에 있을 수 있다.
제습기로부터의 혼합된 공기(38)는 복귀 공기(28)와 혼합되고, 공간(27)을 냉각하기 위해 공급 공기를 냉각 하기 위한 냉각 코일(24)을 통과할 수 있다. 재활성화 유입 공기(8)는 필터(42)를 통과하고 이 공기의 온도는 유닛의 구체적인 설계에 근거한 열원(10)을 통해 상승된다. 이 온도는 온도조절장치(30)에 의해 조절되고 유지될 수 있다. 재활성화 공기유동을 지속적으로 다양화하기 위해, 재활성화 블로어는 목적을 위해 적절한 설계과 함께 지속적으로 속도를 변경할 수 있다. 최적 수행을 얻기 위해, 로터 속도 또한 지속적으로 변화 가능한 속력 베드 구동 장치(4)를 통해 달라질 수 있다.
도 8(e)는 전형적인 공간 제습 시스템의 예의 구조를 보여준다. 이것은 제약 생산 공간의 예이고, 방(27)을 위해 75 ℉에서 15%와 30% RH의 설정 조건이 선택되었다. 이 예에서 계산된 전체 공급 공기 양(26)은 4000cfm이다. 공간 냉각 필요성과 수분 제거를 만족하기 위해, 600cfm이 복귀 공기(28)로 취해졌다. 요구되는 신선한 공기(31, 600cfm)는 냉각 코일(23)로 넘겨지고 복귀 공기(28)와 혼합된다. 페이스 및 바이패스 댐퍼(40)는 바이패스/건조제 휠을 통해 공기유동을 조절한다. 복귀 공기(28, 2800cfm)는 원하는 공급 공기유동(26)를 제공하기 위해 처리 종료 공기(7)와 혼합된다. 전체 공기는 그 후 원하는 방 온도를 제공하기 위해 냉각 코일을 통과한다.
도 9는 건조/제습 시스템의 과정을 위한 순서도를 보여준다. 외기(31)는 수분 량을 감소시키고 냉각되기 위해 냉각 코일(23)을 통과한다. 바이패스 댐퍼(32)는 건조제 휠을 통과할 공기유동와 바이패스를 통한 잔여분을 조절한다. 혼합된 공기(38)(처리 종료 공기(7)과 바이패스 공기(39))는 공급 공기(26)의 필요에 의존하여 히팅(24)/냉각(22) 소스로 넘겨지고 조절된다.
재생 유동(8) 또한, 일반적으로 재활성화 블로어 다음에 위치하는 댐퍼(34)의 도움에 의해 조절된다. 재생 열 입력(10)은 유닛의 구체적인 설계에 근거한 온도를 상승시킬 수 있는 전기, 스팀, 가스 버너 또는 다양한 열원일 수 있다. 이 온도는 온도조절장치(30)에 의해 조절된다.
도 10(a)는 물품 건조 시스템과 방법을 보여준다. 이 시스템에서, 건조 통(37)에서 요구되는 컨디션에 기초하여, 혼합된 공기(38: 처리 종료 공기(7)과 바이패스 공기(39))는 필요한 건조 온도를 제공하기 위해 처리 열 입력(22)으로 넘겨진다. 복귀공기(28)는 냉각코일(23)를 통해 냉각되고, 로터의 철; 섹터(2)와 퍼지 섹터(11)를 통해 불어진다. 면(face) 및 바이패스 댐퍼(40)는 제습기를 바이패스 하기 위해 필요한 유동을 조절하기 위해 사용된다. 퍼지 섹터에 존재하는 공기는 재활용되고, 냉각 코일의 복귀 공기 상류와 혼합된다. 이것은 제습기가 더 건조한 공기를 운반하는 것을 가능하게 한다. 퍼지 섹터는 일반적으로 전체 영역, 처리 섹터(2)와 재활성화 섹터(3) 사이에서 분할된 잔여분 의 5%에서 40%로 변한다. 재활성화 유입 온도는 온도조절장치(30)를 통해 조절된다. 도 11(b)는 다양한 섹터가 표시된 다른 각로로 건조 베드/휠을 보여주고, 비록 전형적인 방법으로 보여주나, 섹터 분할은 다양할 수 있다.
도 11(a): 다른 제어 옵션이 사용될 때의 연간 과거 냉각 요구를 비교.
도 12: 다양한 HVAC 구성 옵션을 보여주는 유동 구성이다. 각 요소는 장치의 수행 요구에 기초하여 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 냉각 코일(59)/가열원(60)/가습기(57)를 통과할 전체 공급 공기 양은 조절될 공간의 요구에 기초한다. 복귀 공기(28)는 신선한 공기(31)와의 혼합을 위한 원하는 상태를 주기 위해 냉각 코일(54) 또는 가열 코일(53)을 통과할 수 있다. 신선한 공기(31)는, 만약 요구되는 온도가 증가될 필요가 있고 가열이 열원(22)를 경유하여 요구되어지면, 열 회복 유닛(50)을 통과할 수 있다. 신선한 공기는, 만약 유리하다면, 냉각 코일(23)을 사용하여 냉각될 수 있다. 혼합된 공기는 요구에 기초하여 가열원(55)와 냉각원(56)을 통과한 후, 면 및 바이패스 댐퍼(40)를 통과한다. 이것은 건조제 휠을 통과하고 제습되기 위해 필요한 유동을 조절한다. 배기공기는 블로어(23)를 통해 밖으로 배출되기 위해 열 회복 유닛(50)을 통과한다. 재활성화 공기는 열 회복 유닛(49)을 통과한 후, 유닛의 구체적인 설계 마다와 같이 온도를 상승시키기 위해 열원(10)를 통과한다. 재활성화 섹터(3)를 나가는 재활성화 공기유동은 열 회복 섹터(48)와 재활성화 블로어(5)를 통과한다. 열 회복 유닛의 사용은 로드를 줄인다. 온도조절장치(30)는 열원 후의 재활성화 유입의 온도를 조절하거나, 또는 그렇지 않으면 위치할 수 있고, 건조제 휠에 남겨진 재활성화 공기 온도를 조절한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 능동적인 건조제 휠을 가지는 건조 제습기의 용량조절을 위한 방법과 시스템에 관한 것이다. 즉각적인 수분량의 변화가 있으면, 제습 유닛과 시스템의 용량을 조절할 필요가 있다. 현재 재활성화 사용을 줄이기 위한 알려지고 실행되는 몇 가지의 조절방법이 있으나, 본 발명은 알려진 방법과 비교하여, 대체로 훨씬 많은 재활성화 에너지가 감소하는 신규한 방법을 제공한다.
본 발명에서, 근본적인 접근은 전체 처리 유동 밖의 건조제 휠을 바이패스할 공기의 양을 지속적으로 변화시키기 위한 수단을 지속적으로 제공하는 것이다. 건조 유닛을 통한 처리 유동 내의 감소는 일반적으로 즉각적인 수분 로드의 변화에 대한 자취를 남긴다. 건조 유닛을 통한 처리 유동이 감소하면, 휠의 재활성 섹터를 통한 전체 재활성 유동을 유지할 더 이상의 필요가 없다. 재활성 유동이 어떤 정의된 관계에서 대응하여 감소하면, 재활성화 에너지 사용에서 상당한 감소가 달성된다. 본 발명에서, 제어 기능을 통해, 처리 섹터를 통한 지속적인 변화 처리 유동율에 기초하여, 재활성화 유동율은 지속적으로 감소되거나, 또는 증가될 수 있다. 기술의 변화와 함께, 현재 재활성화 공기 유동의 계속적인 변화를 허락하는, 몇 가지 알려진 방법에 기초하는 다양한 속력 구동부를 사용하는 것은 경제적이고 흔하다.
유사하게, 휠의 회전 속도의 지속적인 속도 변화를 위해 그러한 기술을 사용하는 것, 또한, 제어 기능의 연관성을 통하는 것은 발명의 기초가 될 수 있다. 여기서, 제어 기능의 발전, 사용은 "DRI Cal"툴 또는 어떤 다른 유사한 툴로 모델링 되는 수학의 지식으로 만들어진다. 예를 들어 "Procal", 둘은 유사한 툴이고, 현재 건조 유닛/휠을 기하학적 구조와 유동에 넓게 사용된다.
제습기의 처리 다양성의 지속적인 조절에 대한 본 발명이 발전하는 동안, 에너지 사용은 몇 가지 알려진 그리고 실행되는 조절 방법들과 비교되었다. 발명을 발전시기키 위해, 처음으로 제습기 어플리케이션의 전형적인 설계인 물리적 팩트와 가정들과 함께 샘플 프로젝트가 선택되었다. 이것을 위해, 75 ℉에서 30% RH이 설계 조건으로 선택되었다. 에너지 절감 잠재성의 더 나은 스펙트럼을 얻기 위해, 또한 동일한 제약 어플리케이션을 위해 70 ℉에서 15% RH의 더 낮은 설계가 선택되었다. 미국 남동부의 전형적인 날씨 조건을 위해 Zebulon, NC의 도시가 선택되었다. 그러나, 좀 더 습한 날씨의 영향을 입증하기 위해, 전형적인 인도의 뭄바이가 선택되었다. 샘플 프로젝트/설계의 플로우 차트는 만들어지고 준비되었다.
이용 가능하며 더욱 상세한 프로젝트 설계의 부하 프로파일(load profile)을 제공하기 위하여 오늘 사용된 주어진 시간당 날씨 데이터로부터, 주변 날씨 빈들(bins)이 10 grains/lb 공기의 증분으로 평균 일치 건조 전구(mean coincident dry bulb:MCDB) 온도와 hours/year의 단위를 가진 발생 빈도(frequency)로 생성되었다.
이는, 각각의 제어 방법으로 전체 에너지 사용량을 추산하기 위하여, 간단한 시뮬레이션을 할 수 있도록 순간적인 로드들의 몇몇 "통들(bins)"의 계산을 할 수 있도록 한다. 하기의 표 1은 미국의 노스캐롤라이나주의 제불론(Zebulon)과, 인도의 뭄바이(Mumbai)를 위해 생성된 시간당 통 데이터(hourly bin data)를 나타낸다.
시간당 통 데이터(hourly bin data)

제불론, 노스캐롤라이나
뭄바이(인도)
OSA 습도 MCDB FREQ OSA 습도 MCDB FREQ
(Gr/Lbs) (°F) Hrs/Year (Gr/Lbs) (°F) Hrs/Year
145 89 1 175 90.7 1
135 84 45 165 87.5 20
125 80 265 155 85.5 321
115 78 493 145 83.9 1396
105 76 692 135 82.5 2203
95 725 602 125 82.3 1108
85 21 597 115 80.9 484
75 67 688 105 80.1 528
65 64 753 95 78.2 604
55 61 694 85 77.7 683
45 56 727 75 76.4 607
35 50 976 65 74.5 505
25 43 1190 55 77.6 213
15 37 841 45 82.7 68
5 24 196 35 84.6 19
이러한 방법으로, 재활성화 에너지 사용량 분석은, 하기에 고려되고 정의된 세 개의 제어 방법들을 위해, 두 개 또는 세 개의 설계 포인트들을 기반으로 설계 데이터를 적용하기 위해 비교된다.
a) 제어 옵션(Control option) 1 - 고정된 재활성화 공기유동(airflow), 고정된 재활성화 주입 온도, 고정된 회전자 속도, 가변하는 처리 유동(process flow);
b) 제어 옵션 2 - 고정된 재활성화 공기유동, 고정된 재활성화 배출 온도, 고정된 회전 속도, 고정된 회전자 속도, 가변 처리 유동.(이는 본 발명의 목적을 위한 기준 제어 옵션으로 고려된다);
c) 제어 옵션 3 - 고정된 재활성화 주입 온도, 가변 재활성화 공기유동, 가변 회전자 속도, 휠(wheel)을 우회하는 균형 상태에 있는 휠을 관통하는 가변 처리 유동.
시간당 통 데이터, 전술한 세 개의 제어 방법들/옵션들 및 본 발명을 기초로 세 개의 옵션들 모두에서 사용된 에너지를 섬/년(therms/year)를 단위로 도표화되고 비교되었다. 하기 표 2, 3, 4, 5 및 6에서 상기 비교에 관해 나타낸다. 최종 냉각기에서 사용된 에너지의 양은 표 5 및 6에 나타나 있으며, 이는 재생 에너지 사용량 감소뿐 아니라, 냉각 에너지 사용량의 전체적인 감소에 관하여 나타낸다.
도 11(b)을 참고하면, 이 그래프는 제어 옵션들 1, 2, 및 3을 위한 재활성화 열 소비량(Therms/Year)의 비교를 나타낸다. 사례 연구는 제불론과 뭄바이에서 고려된 15% 및 30% RH 조건들에서 이루어진다. 제어 옵션 2(기준 제어 옵션)의 경우, 15% RH 설계를 위한 제불론에서, 재활성화 열의 소비량은 11071 Therms/year이다. 만약 제어 옵션 1이 선택된다면, 이는 13059 Therms/year로 상승한다. 그러나, 만약 제어 옵션 3을 선택한다면, 소비량은 5747 Therms/year로 현저하게 감소한다. 표 2, 3, 및 4는 뭄바이와 제불론에서 15%와 30% 설계 RH를 위한 제어 옵션 1, 2 및 3에 따른 소비되는 에너지를 위한 완전한 데이터를 제공한다. 표 5는 30% RH 설계를 위한 제어 옵션 1, 2 및 3에서 소비되는 에너지의 요약이고, 표 6은 15% RH 설계를 위한 제어 옵션 1, 2 및 3에 따른 에너지 소비량의 요약이다.
제어 옵션-1에 따른 에너지 소비량 데이터

RH 요구량 = 30%
RH 요구량 = 15%
제불론 뭄바이 제불론 뭄바이
재활성화 열
(Therms/Year)		 5404 5593 13059 13518
후 냉각 요구량
(Ton-Hours/Year)		 107943 136505 95194 120327
제어 옵션-2에 따른 에너지 소비량 데이터

RH 요구량 = 30%
RH 요구량 = 15%
제불론 뭄바이 제불론 뭄바이
재활성화 열
(Therms/Year)		 4578 5058 11071 12172
후 냉각 요구량
(Ton-Hours/Year)		 105031 130502 94185 115117
제어 옵션-3에 따른 에너지 소비량 데이터

RH 요구량 = 30%
RH 요구량 = 15%
제불론 뭄바이 제불론 뭄바이
재활성화 열
(Therms/Year)		 3441 4326 5747 9125
후 냉각 요구량
(Ton-Hours/Year)		 74766 126203 63433 112516
30% RH를 위한 제어 옵션들-1,2,3에 따른 에너지 소비량 요약 (설계예)

제불론
뭄바이
재활성화 열
(Therms/Year)		 후 냉각 요구량
(Ton-Hours/Year)		 재활성화 열
(Therms/Year)		 후 냉각 요구량
(Ton-Hours/Year)
제어 옵션-1 5404 107942 5593 136505
제어 옵션-2 4578 105031 5058 130502
제어 옵션-3 3441 74766 4326 126203
15% RH를 위한 제어 옵션들-1,2,3에 따른 에너지 소비량 요약 (설계예)

제불론
뭄바이
재활성화 열
(Therms/Year)		 후 냉각 요구량
(Ton-Hours/Year)		 재활성화 열
(Therms/Year)		 후 냉각 요구량
(Ton-Hours/Year)
제어 옵션-1 13059 95194 13518 120327
제어 옵션-2 11071 94185 12172 115117
제어 옵션-3 5747 63433 9125 112516
제어 옵션 3에 따른 본 발명을 위한 초기 에너지 사용량 분석이 제어 옵션 2의 기준과 비교하여 기준이 되었던 동안, 이는 제어 옵션 1을 사용한 제습 용량 제어의 또 다른 공통적이고 현재 사용되는 방법을 이용하여 분석을 완료하기에 유용한 것으로 고려되었다.
따라서, 본 발명에서 에너지 감소의 결과에 따른 %는 표 7에서는 기준으로 제어 옵션 2를 사용하고, 표 7에서는 기준으로 제어 옵션 1을 사용함으로써, 모든 세 개의 옵션들 사이에서 비교를 수행하였다.
도 11(c)를 참고하면, 이 그래프는 서로 다른 제어 옵션들을 사용함에 따른 재생 열에서의 절감 퍼센트(percent saving)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 제어 옵션 3을 사용함으로써, 절감 퍼센트는 47% 만큼 높일 수 있다. 그러나, 만약 제어 옵션 1이 또 다른 기준으로써 선택된다면, 절감 퍼센트는 더 증가한다. 이는 제어 옵션 1과 3 사이의 비교가 될 수 있을 것이다. 표 7은 제어 옵션 1, 2 및 3 사이의 상세한 에너지 소비량 비교를 제공한다.
에너지 소비 분석

RH 조건=30% RH 조건=30% RH 조건=15% RH 조건=15%
제불론(Zebulon) 뭄바이(Mumbai) 제불론(Zebulon) 뭄바이(Mumbai)
반응열
%		 반응열
%		 반응열
%		 반응열
%
제어옵션-1 130.8 118 124 113.8
제어옵션-2 100 100 100 100
제어옵션-3 72.6 82.5 52.5 67.2
RH 조건=30%
 RH 조건=30% RH 조건=30% RH 조건=30%
제불론(Zebulon) 뭄바이(Mumbai) 제불론(Zebulon) 뭄바이(Mumbai)
후 냉각
%		 후 냉각
%		 후 냉각
%		 후 냉각
%
제어옵션-1 100 105 105 113.8
제어옵션-2 100 100 100 100
제어옵션-3 99.5 94 88.5 90.6
에너지 소비 분석

RH 조건=30% RH 조건=30% RH 조건=15% RH 조건=15%
제불론(Zebulon) 뭄바이(Mumbai) 제불론(Zebulon)) 뭄바이(Mumbai)
반응열
%		 반응열
%		 반응열
%		 반응열
%
제어옵션-1 100 100 100 100
제어옵션-2 69 82 76 86
제어옵션-3 42.4 64.5 28.5 53.2
RH 조건=30%
 RH 조건=30% RH 조건=30% RH 조건=30%
제불론(Zebulon) 뭄바이(Mumbai) 제불론(Zebulon) 뭄바이(Mumbai)
후 냉각
%		 후 냉각
%		 후 냉각
%		 후 냉각
%
제어옵션-1 100 100 100 100
제어옵션-2 100 95 95 86
제어옵션-3 99.5 89 83.5 76.6
앞서 말한 것으로부터, 본 발명이 종래 기술 및 공지된 방법과 비교할 때 현저한 에너지 절감에 기여하는 제습기 용량 제어를 위한 독창적인 시스템과 방법을 내놓는다는 것은 분명하다.
또한 본 발명에 관한 시스템은 기본 캐비넷 및 플리넘(plenum)의 설계와 같은 다수의 다른 장점을 포함하며, 그래서 재활성화 섹터 크기는 전체 건조제(desiccant) 로터 면 면적의 12% 내지 45% 범위에서 선택될 수 있고, 캐비넷 설계에 어떠한 변형도 없이 제작 도중에 세팅될 수 있다. 그 외에도 원한다면 기본 캐비넷 및 플리넘의 설계는 변형된 성능 조건에 맞추기 위해서 수공구를 이용하여 활성화 섹터 크기가 원래의 설계 값의 66% 내지 150%의 범위 내에서 적절히 조정될 수 있도록 되어 있다. 본 시스템이 동시에 발생하는 공기의 유동과 함께하는 퍼지(purge) 섹터와 함께 사용될 때, 기본 캐비넷 및 플리넘 설계는 로터 면 면적의 2% 내지 25% 범위에 있는 퍼지 섹터 크기가 설계의 큰 변경 없이 더해질 수 있게 한다.
본 발명이 특정 실시예들을 참고하여 언급됨에도 불구하고, 본 발명의 기술적 사상과 크게 다르지 않는 범위에서 본 발명의 기술분야에 속한 당업자에 의해서 다양하게 변형되어 이해될 수 있다. 예를 들어, 능동형 건제조 모듈(active desiccant module) 및 하이브리드 시스템의 현재 언급된 실시예의 배치 및 작동과 관련된 세부사항과 같은, 본 명세서에 제시된 다양한 세부사항들은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 제공될 뿐, 본 발명의 범위를 제한하기 위해 제공되는 것이 아니다. 따라서 본 발명의 실시예들의 공개는 본 발명의 범위의 예로서 이해될 수 있으며, 한정하기 위해 의도된 것이 아니다.
1: 휠 2: 처리 섹터
3: 베드 4: 베드 구동 장치

Claims (57)

  1. a. 제습량을 제어하는 처리 섹터를 통해 공기 유동을 조절하는 단계;
    b. 처리 공기 유동의 조절 함수(function)로서 재활성화 섹터를 통해 상기 공기 유동을 조절하는 단계; 및
    c. 상기 처리 공기 유동의 조절 함수로서 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 단계; 를 구비하며,
    재활성화 공기 유동 조절의 제어 함수 및/또는 건조제 휠 회전 속도의 조절 제어 함수는 0.5와 2.0 사이의 지수(exponent)를 갖는 지수 함수인 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  2. a. 제습량의 제어하는 처리 섹터를 통해 공기 유동을 조절하는 단계; 및
    b. 처리 공기 유동의 조절 함수로서 재활성화 섹터를 통해 상기 공기 유동을 조절하는 단계; 를 구비하며,
    재활성화 공기 유동 조절의 제어 함수는 0.5와 2.0 사이의 지수(exponent)를 갖는 지수 함수인 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  3. 능동형 건조제 제습기의 제어 방법에 있어서,
    상기 능동형 건조제 제습기는,
    공기 유동 수단을 갖는 처리 섹터를 구비하는 건조제 휠;
    공기 유동 수단을 갖는 재활성화 섹터
    상기 처리 섹터 및 재활성화 섹터를 통해 상기 건조제 휠을 회전시키는 수단; 및
    재활성화 공기 가열 수단; 을 적어도 탑재하는 하우징을 포함하며,
    제어 목적은 부분 부하(part-load) 조건에서 향상된 동작 효율을 달성하는 것이며,
    상기 능동형 건조제 제습기의 제어 방법은,
    a. 제습량을 제어하는 처리 섹터를 통해 공기 유동을 조절하는 단계;
    b. 처리 공기 유동의 조절 함수로서 재활성화 섹터를 통해 상기 공기 유동을 조절하는 단계; 및
    c. 상기 처리 공기 유동의 조절 함수로서 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 단계; 를 구비하며,
    재활성화 공기 유동 조절의 제어 함수 및/또는 건조제 휠 회전 속력의 조절 제어 함수는 0.5와 2.0 사이의 지수(exponent)를 갖는 지수 함수인 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 공기 유동을 조절하는 단계는 상기 건조제 휠 주위에서 상기 처리 공기 유동의 일부분을 바이패스시키는 단계 및/또는 처리 공기 유동을 제어하는 댐퍼를 제어하는 단계 및/또는 상기 건조제 휠을 통과하는 공기 유동과 상기 건조제 휠을 바이패스 하는 공기 유동을 동시에 제어하는 단계를 포함하여, 전제 공기 유동은 실질적으로 일정하게 되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리 공기 유동을 조절하는 단계는 상기 처리 공기 유동 수단의 동작 특성을 변화시키는 단계를 포함하는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리 섹터를 통해 최소한의 상기 공기 유동이 소정의 값으로 제한되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. a. 제습량을 제어하는 처리 섹터를 통해 일정한 공기 유동을 유지하는 동안 재활성화 섹터를 통해 상기 공기 유동을 조절하는 단계; 및
    b. 상기 재활성화 공기 유동 조절 함수로서 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 단계; 를 구비하며,
    건조제 휠 회전 속도 조절 제어 함수는 0.5와 2.0 사이의 지수를 갖는 재활성화 공기 유동의 지수 함수인 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  10. 능동형 건조제 제습기의 제어 방법에 있어서,
    상기 능동형 건조제 제습기는,
    공기 유동 수단을 갖는 처리 섹터를 구비하는 건조제 휠;
    공기 유동 수단을 갖는 재활성화 섹터;
    상기 처리 섹터 및 재활성화 섹터를 통해 상기 건조제 휠을 회전시키는 수단; 및
    재활성화 공기 가열 수단; 을 적어도 탑재하는 하우징을 구비하며,
    제어의 목적은 부분 부하(part-load) 조건에서 향상된 동작 효율을 달성하는 것이며,
    상기 능동형 건조제 제습기의 제어 방법은,
    a. 제습량을 제어하는 처리 섹터를 통해 일정한 공기 유동을 유지하는 동안 재활성화 섹터를 통해 상기 공기 유동을 조절하는 단계; 및
    b. 상기 재활성화 공기 유동 조절 함수로서 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 단계; 를 구비하며,
    건조제 휠 회전 속도 조절 제어 함수는 0.5와 2.0 사이의 지수를 갖는 재활성화 공기 유동의 지수 함수인 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  11. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 섹터에 들어가는 상기 공기의 가열된 온도는 고정된 값으로 유지되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 재활성화 공기의 가열된 온도는 상기 재활성화 공기 가열 수단에 가해지는 열을 조절함으로써 고정된 값으로 유지되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  13. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 섹터를 떠나는 상기 재활성화 공기의 온도는 고정된 값으로 유지되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  14. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 공기 가열원은 고정된 값으로 유지되며 상기 재활성화 가열 공기의 온도는 제어되지 않고 변화하며, 감소된 공기 유동을 증가시키고 더 큰 공기 유동을 축소시키는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 재활성화 섹터를 통해 공기 유동이 있을 때마다 상기 재활성화 가열원이 활성화되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  16. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 공기 유동의 조절은 상기 재활성화 공기 유동(airstream)에서 댐퍼를 조절함으로써 활성화되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  17. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 섹터를 통한 최소한의 공기 유동은 소정의 값으로 제한되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  18. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제 휠의 회전 속도 조절은 상기 건조제 휠 회전 수단의 동작 특성을 변화시킴으로써 달성되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  19. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휠의 효과적인 회전 속도는 상기 건조제 휠 회전 수단을 간헐적으로(intermittently) 동작시킴으로써 달성되어 상기 회전 수단이 동작하는 시간 비율이 상기 제어 함수에 비례하는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  20. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제 휠의 최소 회전 속도는 소정의 값으로 제한되는 능동형 건조제 제습기의 제어 방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 능동형 건조제 제습기 시스템에 있어서, 상기 제습기 시스템은,
    공기 유동 수단을 갖는 처리 섹터를 구비하는 건조제 휠;
    공기 유동 수단을 갖는 재활성화 섹터;
    상기 처리 섹터 및 재활성화 섹터를 통해 상기 건조제 휠을 회전시키는 수단;
    재활성화 공기 가열 수단; 및
    부분 부하 조건에서 상기 제습기 시스템의 동작 효율을 향상시키는 제어 시스템; 을 적어도 탑재하는 하우징을 구비하며,
    상기 제어 시스템의 로직(logic)은,
    a. 제습량을 제어하는 처리 섹터를 통해 공기 유동을 조절하는 단계;
    b. 처리 공기 유동 조절 함수(function)로서 재활성화 섹터를 통해 상기 공기 유동을 조절하는 단계; 및
    c. 상기 처리 공기 유동 조절 함수로서 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 단계; 를 구비하며,
    상기 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 제어 함수는 재활성화 공기유동의 지수 함수이고, 상기 지수 함수의 지수는 0.5 내지 2.0인 능동형 건조제 제습기 시스템.
  24. 하우징을 포함하는 능동형 건조제 제습기 시스템에 관한 것으로서,
    상기 하우징은 적어도 공기유동 부재를 갖는 처리 섹터를 구비하는 건조제 휠, 공기유동 부재를 갖는 재활성화 섹터, 상기 처리 섹터 및 재활성화 섹터를 통하여 상기 건조제 휠을 회전시키는 부재, 재활성화 공기 가열 부재 및 부분 부하 조건에서 상기 제습기 시스템의 작동 효율을 향상하도록 의도된 제어 시스템을 구비하고,
    상기 제어 시스템의 로직은 제습량을 제어하도록 처리 섹터를 통한 공기유동을 조절하는 단계 및 상기 처리 공기 유동의 조절의 함수로서 재활성화 영역을 통한 공기유동을 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 제어 함수는 재활성화 공기유동의 지수 함수이고, 상기 지수 함수의 지수는 0.5 내지 2.0인 능동형 건조제 제습기 시스템.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    처리 공기 유동을 조절하는 단계는 건조제 휠 주위의 처리 공기 유동의 일부를 바이 패싱하는 단계 및/또는 상기 처리 공기 유동을 제어하는 댐퍼를 조절하는 단계 및/또는 상기 건조제 휠을 통과하는 공기 유동과 상기 건조제 휠을 바이패싱하는 공기 유동을 동시에 제어하는 단계를 포함하여, 전체 공기 유동을 실질적으로 일정하게 하는 단계 및/또는 처리 공기 유동의 작동 특성을 변화시키는 단계를 포함하는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  26. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 처리 섹터를 통한 최소 공기유동은 소정의 값으로 제한되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  27. 하우징을 포함하는 능동형 건조제 제습기 시스템에 관한 것으로서,
    상기 하우징은 적어도 공기유동 부재를 갖는 처리 섹터를 구비하는 건조제 휠, 공기유동 부재를 갖는 재활성화 섹터, 상기 처리 섹터 및 재활성화 섹터를 통하여 상기 건조제 휠을 회전시키는 부재, 재활성화 공기 가열 부재 및 부분 부하 조건에서 상기 제습기 시스템의 작동 효율을 향상하도록 의도된 제어 시스템을 구비하고,
    상기 제어 시스템의 로직은 제습량을 조절하도록 재활성화 섹터를 통한 공기유동을 조절하는 단계와 상기 재활성화 공기유동의 조절의 기능으로서 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 건조제 휠의 회전 속도를 조절하는 제어 함수는 재활성화 공기유동의 지수 함수이고, 상기 지수 함수의 지수는 0.5 내지 2.0인 능동형 건조제 제습기 시스템.
  28. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 섹터으로 진입하는 상기 공기의 가열된 온도가 열 입력을 상기 재활성화 공기 가열 수단에 대하여 조절함으로써 고정된 값으로 유지되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  29. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 섹터로부터 떠나는 상기 재활성화 공기의 온도가 열 입력을 상기 재활성화 가열 수단에 대하여 조절함으로써 고정된 값으로 유지되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  30. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 공기 가열원은 고정된 값으로 유지되고 상기 가열된 재활성화 공기의 온도는 제어되지 않고 감소하는 공기유동에 따라 증가하고 증가하는 공기유동에 의하여 증가하도록 다양하게 변하는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 재활성화 가열원은 상기 재활성화 섹터를 통한 공기유동이 존재할 때마다 활성화되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  32. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 공기유동의 조절은 상기 재활성화 공기유동 내의 댐퍼를 조절함 및/또는 상기 재활성화 공기 유동 수단의 작동 특성을 변화시킴 및/또는 건조제 휠 주위에서 재활성화 공기의 일부를 바이패싱함에 의하여 수행되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  33. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재활성화 섹터를 통한 최소 공기유동은 소정의 값으로 제한되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  34. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제 휠의 회전 속도의 조절은 상기 건조제 휠 회전 부재의 작동 특성을 변화시킴으로써 수행되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  35. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제 휠의 유효한 회전 속도는 간헐적으로 건조제 휠 회전 부재를 작동하여서 수행되어서 회전 부재가 작동하는 시간의 비율이 원하는 제어 기능에 비례하게되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  36. 제23항, 제24항 또는 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제 휠의 최소 회전 속도는 소정의 값으로 제한되는 능동형 건조제 제습기 시스템.
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제습기는 상기 재활성화 섹터와 상기 재활성화 공기의 일부를 선처리하는 상기 처리 섹터 사이에 중간 퍼지 구역을 더 포함하는 능동형 건조제 제습기 제어 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 퍼지 구역을 통과하는 공기유동은 상기 재활성화 공기유동에 정비례하도록 조절되는 능동형 건조제 제습기 제어 방법.
  41. 제1항 내지 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제습기는 상기 처리 섹터과 상기 재활성화 섹터 사이의 버퍼로 동작하도록 배치되어 폐쇄된 공기의 유동을 순환시키는 한 쌍 이상의 중간 퍼지 구역을 더 포함하는 능동형 건조제 제습기 제어 방법.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 퍼지 섹터를 통하여 순환된 공기유동은 상기 재활성화 공기유동에 정비례하도록 조절 및/또는 상기 건조제 휠 회전 속력에 정비례하도록 조절되는 능동형 건조제 제습기 제어 방법.
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
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  56. 삭제
  57. 삭제
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