KR101578532B1 - 에너지 절약형 제습 공조기. - Google Patents

에너지 절약형 제습 공조기. Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부와 실내의 고온 공기가 유입되면 외부 에너지의 공급 없이 유입된 공기 중의 열 에너지를 흡수하여 1차 냉각시켜주는 프리쿨러; 하나 이상의 파이프가 서로 연결되고, 상기 파이프에 유체 또는 기체가 유입되어, 유체 또는 기체의 유입 시, 상기 프리쿨러를 통해 1차 냉각된 상태에서 유입되는 공기를 2차 냉각하는 메인코일; 및 상기 프리쿨러와 히트파이프를 통해 연결되고, 상기 프리쿨러에서 흡수된 열에너지를 상기 히트파이프를 통해 열 전달받아 상기 메인코일에서 2차 냉각된 상태에서 유입되는 공기에 열을 방출하는 리히터;를 포함하고, 상기 메인코일은, 상기 프리쿨러와 상기 리히터의 사이에 위치하되, 일정거리 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 제습 공조기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 프리쿨러와 리히터 사이에 일정간격 이격하여 메인코일이 형성되어 있기 때문에 상기 프리쿨러 및 리히터와 메인코일 간의 온도 차이를 이용하여 결로현상을 발생시켜 습도를 낮춰주는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 외부 공기 온도 및 출구 온도에 따라 냉각 코일에 유입되는 냉수 또는 온수의 유량을 제어할 수 있는 제어부를 가지고 있는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 프리쿨러 입구의 제1온습도 측정기에서 외부와 실내에서 저온 공기가 유입되는 것을 확인하면, 제어부에서 솔레노이드 밸브를 닫고 메인코일에 온수를 유입하고 프리쿨러에서 열 에너지를 방출하여 유입된 공기를 1차 가열시켜, 이로 인해 메인코일의 가열부하를 절감하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 프리쿨러의 입구, 프리쿨러의 출구, 리히터의 입구, 및 리히터의 출구에 각각 설치된 온습도 측정기를 통해 얻는 데이터로부터 패시브 타입의 히트파이프의 작동 상태 감시 및 신뢰도를 높이기 위한 데이터를 제공하여 BEMS(Building Energy Management System) 기능을 할 수 있는 실시간 에너지 모니터링 시스템을 포함하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.

Description

에너지 절약형 제습 공조기. {ENERGY-SAVING DEHUMIDIFICATION AIR HANDLING UNIT}
본 발명은 에너지 절약형 제습 공조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프리쿨러와 리히터 사이에 일정간격 이격하여 메인코일이 형성되어 있기 때문에 상기 프리쿨러 및 리히터와 메인코일 간의 온도 차이를 이용하여 결로현상을 발생시켜 습도를 낮춰주는 에너지 절약형 제습 공조기에 관한 것이다.
본 발명은 에너지 절약형 제습 공조기에 관한 것이다.
세계적 기후 변화 및 국내기후의 아열대성 변화에 따른 고온 고습한 실내 공기로 인하여 실내 습도관리는 건강 및 생활환경의 중요한 이슈 중 하나가 되었다.
일반적 하계 철 실내습도가 높을 경우 냉방온도를 낮추어 조절하며 이는 에너지 증가의 주요 원인이 되고 있으며, 낮은 냉방온도의 경우 두통, 현기증, 신경질환등 냉방병을 야기시킬 수 있다.
또한 실내 상대습도가 40~60 % 이하 또는 그 이상이 되면 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 진드기 등이 증가하여 미생물 오염으로부터 인체의 생활 건강에 큰 위협을 줄 수 있어 제습의 필요성은 급부상하고 있다.
이를 위해 사무실, 병원, 호텔 등 유동인구가 많은 실내 공간의 경우 습도조절 및 면역력 증가를 위한 제습 공조기의 필요성은 실내공기의 질을 높이기 위해 무엇보다 중요하다고 할 수 있다.
기존 공조기의 냉각 제습방식은 실내 온도를 낮추어 제어하는 방식으로 저온 고습공기를 실내로 공급하게 되며, 습도조절을 위해 메인냉각코일을 통과한 공기의 습도를 낮추기 위해 재열 전기히터 등을 사용하고 있다.
본 기술 히트파이프 제습장치는 외부에서 유입되는 공기를 1차적으로 예냉(豫冷)하기 위한 프리쿨러(Percooler)와, 메인냉각코일(Main cooling coil)를 통해 2차 냉각된 공기를 재열(再熱)하기 위한 리히터(Re-heater) 부분으로 구성되어 있다.
첫 번째 부분은 공기 조화기의 냉각코일 전면(前面) 유입공기 흐름 쪽에 위치하게 되는데, 하계철 고온 고습한 더운 공기가 첫 번째 부분인 프리쿨러를 통과하면 히트파이프 내부 액체 냉매가 증발하여 냉각 코일의 후부(後部) 쪽에 위치하고 있는 두 번째 부분인 리히터로 열을 이동시킨다.
여기서, 프리쿨러 즉 냉각코일 전면에 위치한 증발코일(豫冷 히트파이프)로 유입되는 공기는 1차 열이 제거되며 계속해서 공기는 냉각 코일을 통과함으로써 더욱더 낮은 온도로 강하하여 과냉(過冷) 공기로 되며 히트파이프의 두 번째 부분인 리히터(再熱 히트파이프)를 통과할 때는 원래 첫 번째 프리쿨러에서 흡수한 동일 열량을 이용하여 재 가열(再 加熱)해 줌으로써 쾌적한 온도 및 낮은 상대습도를 유지할 수 있게 된다.
이와 같은 구성의 히트파이프를 이용한 제습장치는 펌프 기타 추가적인 에너지의 공급 없이 수동적으로 습기를 제거할 수 있는 시스템으로 유입되는 공기를 예냉시켜 냉각코일이 노점온도에 빨리 도달할 수 있게 함으로써 한층 제습 효율을 향상시킬 수 있으며, 히트파이프의 예냉 부분에서 추출한 열을 재가열 과정에 그대로 사용할 수 있는 것이다.
즉, 히트파이프는 열의 온도 및 내부 압력 차에 의해서 동작하는 것으로, 열원이 없는 곳에서는 작동을 하지 않으며, 작동 유체의 상태 변화(즉, 증발 → 응축 → 증발)의 숨은 열(즉, 잠열)로 열을 흡수하고 방출하는 기능을 수행하게 된다.
이와 같은 히트파이프 원리를 이용한 제습장치의 리히터 단의 재열 부분은 첫째 전기식 재열 히터를 대체할 수 있고, 수동적 재열 과정으로 실내에 냉방부하를 추가하지 않으며, 펌프 등 기타 기계적인 장치를 사용하지 않아도 되고, 공기의 온도 차에 의해 작동되기 때문에 기존의 공기 조화 시스템에 방해를 주지 않고 작동하며, 압력손실이 적고, 전체적인 공기조화 시스템의 용량을 축소시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.
이와 같은 히트파이프 원리를 이용한 종래 단일 조립체형 열 전달 장치로는 국내 등록특허공보 10-0309937호 (2001년 09월 12일)로 제시된 바 있는데, 이는 단순히 환경제어장치에 설치되는 단일 조립체형 열 전달 장치에 있어서, 일차 증발기와; 사행형 증발기 부분, 사행형 응축기 부분, 증기라인 및 냉매 복귀라인을 갖는 히트파이프와; 상기 일차 증발기와 증발기 부분 및 응축기 부분이 각각의 단부판에 장착됨으로써 단일 조립체를 형성 하게 되는 제1 및 제2단부판을 포함하고, 상기 증기라인과 냉매 복귀라인이 각각 상기 증발기 부분과 응축기 부분을 서로 연결하여 이분할 히트파이프를 형성하고, 상기 히트파이프는 상기 증발기 부분과 응축기 부분이 상기 일차 증발기의 대향측에 배치되도록 상기 일차 증발기 주위에 감겨 있는 구성으로 되어 있다.
한편, 종래 일반적인 히트파이프를 이용한 제습장치의 원리를 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도시 생략한 히트파이프 증발기에서 고온 고습의 공기가 프리쿨러(1) 측으로 유입되면 상기 프리쿨러(1)의 냉각 코일 내에 충진된 작동 유체(즉, 액체 냉매)가 기화되며 열을 흡수(기화 잠열)하게 됨(즉, 프리쿨러가 증 발기의 기능을 수행함)은 물론 코일 내부의 압력이 상승하게 되어 기화된 기체가 저온 측의 리히터(2) 측으로 흐르게 된다.
고온 고습의 공기가 상기 프리쿨러(1)를 통해 1차 예냉된 상태에서 메인냉각코일단으로 유입되면 유입된 공기를 2차 냉각시킴과 동시에 공기 중에 포함되어 있는 수분을 제거(즉, 제습)하게 된다.
이와 같이 상기 메인냉각코일(4)을 통과하며 제습된 차가운 공기가 리히터(2) 코일을 통과하게 되면 상기 리히터 (2)에서는 응축 작용을 하게 되므로 인해 상기 프리쿨러(1)에서 기화된 상태로 공급되어 온 작동 유체가 상기 리히터(2)의 코일을 통과하며 액체로 응축되고 열을 공기 중에 발산하며 공기를 재가열하게 된다.
상기 프리쿨러(1)와 메인냉각코일(4) 및 리히터(2)와 상기와 같은 작용을 지속하는 가운데 공기가 계속해서 흐르고 메인냉각코일(4)에 연결된 압축기(8)가 계속 가동하게 되면 상기 프리쿨러(1)와 리히터(2)로 구성된 히트파이프는 입출구 온도 차에 의해 계속 작동하게 되므로 별도의 동력은 필요 없이 기화와 응축 작동이 반복적으로 이루어지게 된다.
그러나 상기와 같은 구성을 갖는 종래 히트파이프를 이용한 제습장치는 패시브타입으로 제어가 어려워 하계철 입, 출구 온도 차 및 풍량이 작을수록 최종출구온도가 상승하여 메인냉각코일의 부하를 증가시켜야 하는 경우가 발생하여 그 에너지 절감 효과가 떨어질 수 있고, 겨울철의 경우 저온의 공기가 메인냉각코일을 지난 후 고온 출구 온도를 다시 낮추어 호환성이 결여되는 등의 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 프리쿨러와 리히터 사이에 일정간격 이격하여 메인코일이 형성되어 있기 때문에 상기 프리쿨러 및 리히터와 메인코일 간의 온도 차이를 이용하여 결로현상을 발생시켜 습도를 낮춰주는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 외부와 실내의 고온 공기가 유입되면 프리쿨러에서 유입된 공기 중의 열 에너지를 흡수하여 1차 냉각시켜주고, 이로 인하여 메인코일의 냉각부하를 절감하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 프리쿨러 입구와 리히터 출구 각각의 온습도 측정기에서 측정한 온도에 따라 메인코일에 유입되는 냉수 또는 온수의 유량을 제어하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 외부 공기 온도 및 출구 온도에 따라 냉각 코일에 유입되는 냉수 또는 온수의 유량을 제어할 수 있는 제어부를 가지고 있는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 프리쿨러 입구의 제1온습도 측정기에서 외부와 실내에서 저온 공기가 유입되는 것을 확인하면, 제어부에서 솔레노이드 밸브를 닫고 메인코일에 온수를 유입하고 프리쿨러에서 열 에너지를 방출하여 유입된 공기를 1차 가열시켜, 이로 인해 메인코일의 가열부하를 절감하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 프리쿨러의 입구, 프리쿨러의 출구, 리히터의 입구, 및 리히터의 출구에 각각 설치된 온습도 측정기를 통해 얻는 데이터로부터 패시브 타입의 히트파이프의 작동 상태 감시 및 신뢰도를 높이기 위한 데이터를 제공하여 BEMS(Building Energy Management System) 기능을 할 수 있는 실시간 에너지 모니터링 시스템을 포함하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부와 실내의 고온 공기가 유입되면 외부 에너지의 공급 없이 유입된 공기 중의 열 에너지를 흡수하여 1차 냉각시켜주는 프리쿨러; 하나 이상의 파이프가 서로 연결되고, 상기 파이프에 유체 또는 기체가 유입되어, 유체 또는 기체의 유입 시, 상기 프리쿨러를 통해 1차 냉각된 상태에서 유입되는 공기를 2차 냉각하는 메인코일; 및 상기 프리쿨러와 히트파이프를 통해 연결되고, 상기 프리쿨러에서 흡수된 열에너지를 상기 히트파이프를 통해 열 전달받아 상기 메인코일에서 2차 냉각된 상태에서 유입되는 공기에 열을 방출하는 리히터;를 포함하고, 상기 메인코일은, 상기 프리쿨러와 상기 리히터의 사이에 위치하되, 일정거리 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 프리쿨러의 입구, 프리쿨러의 출구, 리히터의 입구 및 리히터의 출구의 온도 및 습도를 측정하는 온습도 측정기; 상기 히트파이프를 개폐하는 솔레노이드 밸브; 및 상기 프리쿨러 입구에 위치한 온습도 측정기에서 측정한 온도에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 개폐하고, 상기 온도에 따라 메인코일에 냉수 또는 온수를 유입시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제어부는, 상기 프리쿨러 입구에 위치한 상기 온습도 측정기에서 측정한 온도가 사용자가 설정한 온도 이하일 경우 상기 솔레노이드 밸브를 닫고, 메인코일에 온수를 유입한다.
또한, 상기 히트파이프는, 상기 리히터에서 상기 프리쿨러 측으로 일정각도 하향되게 설치한 것을 특징으로 하고, 상기 히트파이프의 내부는, 그루브의 형태인 것을 특징으로 하고, 상기 에너지 절약형 제습 공조기는, 상기 프리쿨러와 상기 리히터에 설치되어 상기 히트파이프의 위치를 고정시키는 구리핀;을 더 포함한다.
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또한, 상기 메인코일은, 유입되는 냉수 또는 온수의 유입량을 조절할 수 있는 유량조절밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 프리쿨러 입구와 상기 리히터 출구에 위치한 온습도 측정기에서 측정한 온도에 따라 상기 유량조절밸브를 제어한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 프리쿨러와 리히터 사이에 일정간격 이격하여 메인코일이 형성되어 있기 때문에 상기 프리쿨러 및 리히터와 메인코일 간의 온도 차이를 이용하여 결로현상을 발생시켜 습도를 낮춰주는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 외부와 실내의 고온 공기가 유입되면 프리쿨러에서 유입된 공기 중의 열 에너지를 흡수하여 1차 냉각시켜주고, 이로 인하여 메인코일의 냉각부하를 절감하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 프리쿨러 입구와 리히터 출구 각각의 온습도 측정기에서 측정한 온도에 따라 메인코일에 유입되는 냉수 또는 온수의 유량을 제어하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면. 프리쿨러 입구의 온습도 측정기에서 외부와 실내에서 저온 공기가 유입되는 것을 확인하면, 제어부에서 솔레노이드 밸브를 닫고 메인코일에 온수를 유입하고 프리쿨러에서 열 에너지를 방출하여 유입된 공기를 1차 가열시켜, 이로 인해 메인코일의 가열부하를 절감하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 프리쿨러의 입구, 프리쿨러의 출구, 리히터의 입구, 및 리히터의 출구에 각각 설치된 온습도 측정기를 통해 얻는 데이터로부터 패시브 타입의 히트파이프의 작동 상태 감시 및 신뢰도를 높이기 위한 데이터를 제공하여 BEMS(Building Energy Management System) 기능을 할 수 있는 실시간 에너지 모니터링 시스템을 포함하는 에너지 절약형 제습 공조기를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 히트파이프를 이용한 제습장치의 개략적인 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 후면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 전면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 측면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 솔레노이드 밸브가 설치되어 있는 후면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 공조실 내에 설치된 것을 예시한 투과평면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 공조실 내에 설치된 것을 예시한 투과정면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 에너지 절약형 제습 공조기(100)을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 후면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 전면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약형 제습 공조기의 솔레노이드 밸브가 설치되어 있는 후면도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명은 프리쿨러(111), 메인코일(112), 리히터(113), 히트파이프(120), 온습도 측정기(130), 솔레노이드 밸브(140), 제어부(170), 유량조절밸브(180)를 포함한다.
프리쿨러(111)는 외부와 실내의 공기가 유입되는 입구 쪽에 설치되고, U자형으로 리히터(113)와 연결된다.
메인코일(112)은 프리쿨러(111)와 리히터(113)의 사이에 일정거리 이격되어 위치한다.
그리고, 메인코일(112)은 유입되는 냉수 또는 온수의 유량을 제어할 수 있는 유량조절밸브(180)를 포함한다.
리히터(113)는 공기가 배출되는 출구 쪽에 설치되고, U자형으로 프리쿨러(111)와 연결된다.
히트파이프(120)는 상기 프리쿨러(111)와 상기 리히터(113)의 내부에 위치하여 열 에너지를 전달하고, 작동유체의 유동을 원활히 하기 위해 리히터(113)에서 프리쿨러(111) 측으로 일정 각도 하향되게 설치되고, 상기 히트파이프(120)의 내부는 그루브 형태이다.
상기 히트파이프(120)는 후면커버를 포함하고, 상기 후면 커버는 프리쿨러(111)와 리히터(113)를 연결하는 후면의 히트파이프(120)가 외부로 노출되기 때문에, 열 에너지의 흡수 및 방출을 방지하도록 설치되는 것이 바람직하다.
여기서, 히트파이프(120)의 내부는 그루브 형태로 열 흡수 및 방출이 용이하고, 작동 원리는 프리쿨러(111) 측 히트파이프(120) 내 작동유체가 열 에너지를 흡수하고 기화된 후 모세관 현상에 의해 무동력으로 리히터로 공급되고, 리히터(113)에서 다시 열 에너지를 방출하여 액화되어 프리쿨러(111)로 공급되는 것을 특징으로 한다.
온습도 측정기(130)는 프리쿨러(111) 입구의 제1온습도 측정기(132), 프리쿨러 출구의 제2온습도 측정기(134), 리히터 입구의 제3온습도 측정기(136), 리히터 출구의 제4온습도 측정기(138)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 2와 도 7을 참조하면, 솔레노이드 밸브(140)는 프리쿨러(111)와 리히터(113)를 연결하는 후면에 위치하여 상기 히트파이프(120)를 개폐하여 열 에너지의 전달을 허용 또는 차단한다.
제어부(170)는 상기 솔레노이드 밸브(140)를 개폐하고, 상기 메인코일(112)에 냉수 또는 온수를 유입시킨다.
여기서, 상기 제1온습도 측정기(132)에서 측정한 온도가 사용자가 설정한 일정 온도 이하면, 상기 제어부(170)에서 상기 솔레노이드 밸브(140)을 닫고, 상기 메인코일(112)에 온수를 유입한다.
또한, 제어부는 제1온습도 측정기(132)와 제4온습도 측정기(138)에서 측정한 온도에 따라 상기 유량조절밸브(180)을 조절하여 상기 메인코일(112)에 유입되는 냉수 또는 온수의 유입량을 제어한다.
그리고, 구리핀(150)은 프리쿨러(111)와 리히터(113)에 그물형으로 설치되어 상기 히트파이프(120)의 위치를 고정시켜주고, 공기와의 접촉 면적을 증가시켜 열 에너지의 흡수, 및 방출을 용이하게 한다.
여름철 외부와 실내의 고온 공기가 프리쿨러(111)의 입구에 유입되면, 제1온습도 측정기(132)에서 온도와 습도를 측정하고 상기 제어부(170)에서 상기 솔레노이드 밸브(140)를 열고, 상기 메인코일(112)에 냉수를 유입한다. 그리고 프리쿨러(111)측 히트파이프 내 작동유체가 유입된 공기중의 열 에너지를 흡수하여 1차 냉각시켜주고, 기화된 작동유체는 모세관 현상에 의해 리히터(113)로 공급되고, 이때, 1차 냉각된 공기는 메인코일(112)로 유입되어 2차 냉각되고, 리히터(113)의 입구로 유입되며, 리히터(113)측 히트파이프 내 작동유체는 열 에너지를 방출하여 공기를 재 가열한 후 액화되어 프리쿨러(111)로 전달되는 것을 특징으로 한다.
이때, 메인코일(112)이 상기 프리쿨러(111)와 상기 리히터(113)의 사이에 일정거리 이격되어 설치되어 있기 때문에, 프리쿨러(111)와 메인코일(112), 리히터(113)와 메인코일(112)의 온도 차이와 거리 차이로 인해 발생하는 결로현상에 의하여 각각의 면에 이슬이 맺혀 공기 중의 수분이 제거되어 2번에 걸쳐 제습이 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
또한, 프리쿨러(111)에서 유입되는 공기를 1차 냉각해주기 때문에, 메인코일(112)의 냉각부하를 절감해주는 것을 특징으로 한다.
그리고, 실시간으로 제1온습도 측정기(132)와 제4온습도 측정기(138)에서 측정한 온도에 따라 제어부(170)에서 유량조절밸브(180)을 조절하여 메인코일(112)에 유입되는 냉수 또는 온수의 유입량을 제어하게 된다.
예를 들어, 사용자가 원하는 실내로 유입되는 공기의 온도를 20℃로 설정하였을 경우, 실제 제4온습도 측정기를 통해 측정되는 온도가 20℃로 유지될 수 있도록 냉수의 유입량을 조절한다.
만약, 제4온습도 측정기를 통해 측정되는 온도가 20℃ 이상일 경우 냉수의 유입량을 증가시키고, 20℃ 이하일 경우 냉수의 유입량을 감소시켜 제4온습도 측정기를 통해 측정되는 온도가 20℃로 유지될 수 있도록 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 겨울철 외부와 실내의 저온 공기가 프리쿨러(111)의 입구에 유입되면, 제어부(170)에서 상기 솔레노이드 밸브(140)를 닫고, 상기 메인코일(112)에 온수를 유입한다.
이때, 프리쿨러(111)와 리히터(113)는 솔레노이드 밸브(140)가 닫혀있기 때문에 열 에너지 전달은 없지만, 메인코일(112)이 온수에 의해 가열되었기 때문에 대류현상에 의해 온도가 상승하는 것을 특징으로 한다.
이로 인해, 외부와 실내에서 유입된 저온의 공기는 프리쿨러(111)에서 1차 가열되고, 메인코일(112)에서 2차 가열되기 때문에, 메인코일(112)의 가열부하를 절감해주는 것을 특징으로 한다.
그리고, 실시간으로 제1온습도 측정기(132)와 제4온습도 측정기(138)에서 측정한 온도에 따라 제어부(170)에서 유량조절밸브(180)을 조절하여 메인코일(112)에 유입되는 냉수 또는 온수의 유입량을 제어하게 된다.
예를 들어, 사용자가 원하는 실내로 유입되는 공기의 온도를 30℃로 설정하였을 경우, 실제 제4온습도 측정기를 통해 측정되는 온도가 30℃로 유지될 수 있도록 온수의 유입량을 조절한다.
만약, 제4온습도 측정기를 통해 측정되는 온도가 30℃ 이상일 경우 온수의 유입량을 증가시키고, 30℃ 이하일 경우 온수의 유입량을 감소시켜 제4온습도 측정기를 통해 측정되는 온도가 30℃로 유지될 수 있도록 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 온습도 측정기(130)에서 측정된 데이터로부터 패시브 타입의 히트파이프의 작동 상태를 감시하고, 신뢰도를 높이기 위하여 실시간 에너지 모니터링 시스템을 제공하여 건물 에너지 관리 시스템(BEMS: Building Energy Management System) 기능을 지원하는 것을 특징으로 한다.
표 1은 본 발명인 에너지 절약형 제습 공조기(100)을 여름철과 겨울철 각각 가동중지와 가동할 때 데이터를 온습도 측정기(130)에서 측정한 결과이다.
Figure 112015060635369-pat00001
상기 표 1을 참조하면, 에너지 절약형 제습 공조기(100)을 가동할 경우, 여름철에는 프리쿨러(111)에서 1차 냉각이 이뤄지고 메인코일(112)에서 2차 냉각이 이루어져 냉방과 제습 모두 중요한 여름철에는 공기의 온도가 내려가는 동시에 제습이 이루어지고, 또한 겨울철에는 프리쿨러(111)에서 1차 가열이 이뤄지고, 메인코일(112)에서 2차 가열되어 공기의 온도가 올라가는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 에너지 절약형 제습 공조기
111 : 프리코일 112 : 메인코일
113 : 리히터 120 : 히트파이프
130 : 온습도 측정기 132 : 제1온습도 측정기
134 : 제2온습도 측정기 136 : 제3온습도 측정기
138 : 제4온습도 측정기 140 : 솔레노이드 밸브
150 : 구리핀 170 : 제어부
180 : 유량조절밸브

Claims (4)

  1. 외부와 실내의 고온 공기가 유입되면 외부 에너지의 공급 없이 유입된 공기 중의 열 에너지를 흡수하여 1차 냉각시켜주는 프리쿨러;
    하나 이상의 파이프가 서로 연결되고, 상기 파이프에 유체 또는 기체가 유입되어, 유체 또는 기체의 유입 시, 상기 프리쿨러를 통해 1차 냉각된 상태에서 유입되는 공기를 2차 냉각하는 메인코일; 및
    상기 프리쿨러와 히트파이프를 통해 연결되고, 상기 프리쿨러에서 흡수된 열에너지를 상기 히트파이프를 통해 열 전달받아 상기 메인코일에서 2차 냉각된 상태에서 유입되는 공기에 열을 방출하는 리히터;를 포함하고,
    상기 메인코일은,
    상기 프리쿨러와 상기 리히터의 사이에 위치하되, 일정거리 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 프리쿨러의 입구, 프리쿨러의 출구, 리히터의 입구 및 리히터의 출구의 온도 및 습도를 측정하는 온습도 측정기;
    상기 히트파이프를 개폐하는 솔레노이드 밸브; 및
    상기 프리쿨러 입구에 위치한 온습도 측정기에서 측정한 온도에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 개폐하고, 상기 온도에 따라 메인코일에 냉수 또는 온수를 유입시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제어부는,
    상기 프리쿨러 입구에 위치한 상기 온습도 측정기에서 측정한 온도가 사용자가 설정한 온도 이하일 경우 상기 솔레노이드 밸브를 닫고, 메인코일에 온수를 유입하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 제습 공조기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 히트파이프는,
    상기 리히터에서 상기 프리쿨러 측으로 일정각도 하향되게 설치한 것을 특징으로 하고,
    상기 히트파이프의 내부는,
    그루브의 형태인 것을 특징으로 하고,
    상기 에너지 절약형 제습 공조기는,
    상기 프리쿨러와 상기 리히터에 설치되어 상기 히트파이프의 위치를 고정시키는 구리핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 제습 공조기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 메인코일은,
    유입되는 냉수 또는 온수의 유입량을 조절할 수 있는 유량조절밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 프리쿨러 입구와 상기 리히터 출구에 위치한 온습도 측정기에서 측정한 온도에 따라 상기 유량조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 제습 공조기.
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