KR101594422B1 - 태양열 제습 냉방 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템은, 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수 장치; 및 상기 태양열 온수 장치에서 공급되는 온수의 열교환을 통해 냉방이 수행되는 제습 냉방 장치를 포함한다.

Description

태양열 제습 냉방 시스템{SOLAR ENERGY DEHUMIDIFYING AND COOLING AIR SYSTEM}
본 발명은 태양열 제습 냉방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수 장치; 및 상기 태양열 온수 장치에서 공급되는 온수의 열교환을 통해 냉방이 수행되는 태양열 제습 냉방 장치를 포함하는 태양열 제습 냉방 시스템에 관한 것이다.
[과제고유번호: 1345172240, 부처명: 미래창조과학부 (교육과학기술부), 연구관리전문기관: 휴먼인지환경 사업본부 (한국연구재단), 연구사업명: 신기술융합형성장동력사업 (첨단융합기술개발), 연구과제명: IT를 접합한 인지/제어 기능을 탑재한 공기정화 원천기술 개발, 기여율: 100%, 주관기관: 한국과학기술연구원, 연구기간: 2013.07.01 ~ 2014.06.30]
태양열 제습 냉방 시스템은 온수에 의해 재생되는 제습로터를 구비하여 실내공기는 제습로터의 일측을 지나면서 고온 저습의 상태가 되도록 하고, 고온 저습의 실내 공기는 다시 소정의 냉각기를 거치면서 저온 저습한 상태가 되도록 하여 최종적으로 실내에 공급한다.
이러한 태양열 제습 냉방 시스템에 구비된 제습로터의 재생에는 외부 열을 공급받아 구동하는 소정의 재생부가 사용된다.
상기 재생부는 일 예로 온수 등을 공급받아 열을 발산하는 장치로 구성될 수 있다. 따라서, 재생부의 작동을 위해 열 공급이 필요하며, 이는 태양열 제습 냉방 시스템 전체의 에너지 효율과 연계된다.
따라서, 상기 재생부의 작동에 사용되는 에너지원을 친환경적이며 경제적인 에너지로 대체할 경우, 태양열 제습 냉방 시스템 전체의 에너지 효율이 향상될 수 있다.
공개특허 10-2012-0059811
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수 장치; 및 상기 태양열 온수 장치에서 공급되는 온수의 열교환을 통해 냉방이 수행되는 제습 냉방 장치를 포함하는 태양열 제습 냉방 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템은, 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수 장치; 상기 온수를 공급하는 온수 공급장치; 및 상기 태양열 온수 장치에서 공급되는 온수의 열교환을 통해 냉방이 수행되는 제습 냉방 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제습 냉방 장치는, 내부에 구획벽이 구비된 케이싱, 상기 케이싱의 내부에 배치되며 상기 구획벽에 의해 구분되고 공기가 유동하는 제1 채널 및 제2 채널, 상기 구획벽에 구비되어 상기 제1 채널 및 제2 채널에 걸치도록 배치되는 제습로터, 상기 제2 채널 내의 공기에 열을 전달하도록 배치되는 재생부, 및 냉각부를 포함하며, 상기 재생부는 상기 태양열 온수 장치에서 제공되는 온수의 열을 상기 제2 채널 내의 공기에 전달하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 태양열 온수 장치로부터 생산된 온수에 열을 공급하는 보조 열원부; 및 상기 보조 열원부의 작동을 제어하여 상기 보조 열원부에서 제공되는 열량을 조절하는 제어부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 일정한 온도 이상이 되도록 상기 보조 열원부를 제어한다.
바람직하게는, 외기의 온도 혹은 습도를 측정하는 센서부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 센서부로부터의 온도, 습도 혹은 온도와 습도의 정보에 따라 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 변화시키도록 상기 보조 열원부의 작동을 제어한다.
바람직하게는, 상기 센서부는 유량계를 포함하고, 상기 제어부는 상기 태양열 온수 장치로부터 상기 재생부에 공급되는 온수의 유량을 제어하는 유량 조절 장치를 포함하며, 상기 유량계는 상기 온수의 유량에 관한 정보를 상기 유량 제어 장치에 전달한다.
바람직하게는, 상기 태양열 온수 장치로부터 공급되는 온수와 열교환하여 열을 공급받고, 상기 재생부와 열교환을 통해 열을 전달하는 열매체를 포함하는 열매체 순환회로를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제습 냉방 장치로 공급되는 온수의 온도를 제어하는 방법은, 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 설정온도와 비교하는 단계; 및 상기 온수의 온도가 설정온도보도 낮은 경우, 상기 온수에 열을 제공하도록 보조 열원부의 동작을 제어하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 외기의 온도 혹은 습도에 따라 설정온도를 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제습 냉방 장치로 공급되는 온수의 온도를 제어하는 방법은, 제습 냉방 장치로 공급되거나 혹은 제습 냉방 장치에서 회수되는 온수의 온도를 설정온도와 비교하는 단계; 및 상기 온수의 온도가 설정온도보다 높은 경우, 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 유량을 제어하는 단계를 갖는다.
바람직하게는, 외기의 온도 혹은 습도에 따라 설정온도를 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 온수의 온도가 설정온도보다 높은 경우에 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 유량을 감소시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템은, 태양열 온수 장치에서 생산되는 온수가 제습로터의 재생을 수행하는 재생부의 열원으로 사용될 수 있으므로, 상기 재생부에 열을 공급하기 위해 사용되는 열에너지가 절감될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제습 냉방 장치의 에너지 효율이 향상되며, 작동에 따른 운영비가 절감될 수 있다.
아울러, 재생부에 제공되는 온수의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 보조 열원부, 및 상기 보조 열원부의 작동을 제어하는 제어부가 구비됨에 따라서, 태양열 제습 냉방 시스템 전체의 작동 효율이 적절하게 유지될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부에 소정의 정보를 제공하는 센서부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 센서부에서 제공된 정보에 따라서 상기 보조 열원부의 작동을 제어하게 구성된다. 이에 따라서, 외기의 온도와 습도가 높을수록 재생부로 제공되는 온수의 온도를 높임으로써, 외기의 온도와 습도의 변화에 따라 제습 냉방 장치의 성능이 영향받는 것이 방지될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 보조 열원부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 보조 열원부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 보조 열원부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 10 은 외기의 온도가 일정한 경우 습도변화에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 효율을 나타낸 도면이다.
도 11 은 외기의 온도가 일정한 경우 습도변화에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 효율을 나타낸 도면이다.
도 12 는 외기의 온도가 일정한 경우 습도변화에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 효율을 나타낸 도면이다.
도 13 은　외기의 온도와 습도 변화에 관계없이 냉방용량과 냉방용량 당 에너지 비용을 일정하게 유지하기 위한 재생온도를 나타낸 도면이다.
도 14 는 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 제습 냉방 장치로 공급되는 온수의 온도 제어 단계를 나타낸 도면이다.
도 15 는 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템의 제습 냉방 장치로 공급되는 온수의 온도 제어 단계를 나타낸 도면이다.
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.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)을 나타낸 도면이며, 도 4 내지 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)의 보조 열원부(300)의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)은, 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수 장치(100); 및 상기 태양열 온수 장치(100)에서 공급되는 온수의 열교환을 통해 냉방이 수행되는 제습 냉방 장치(200)를 포함한다.
태양열 온수 장치(100)에서는 태양열을 이용하여 온수를 생산한다.
구체적으로, 태양열 온수 장치(100)는 태양열 집열판(110)과 축열조(130), 그 사이에 열교환기 및 순환펌프를 포함할 수 있다.
집열판(110)에서 집열된 태양열은 소정의 열교환기(120)에 의해서 축열조(130)로 공급된다. 상기 축열조(130)는 소정의 용량의 물을 저장하며, 상기 집열판(110)에서 집열된 열이 저장된 물에 공급되어 온수가 생산될 수 있도록 하는 소정의 탱크로 구성될 수 있다. 아울러, 상기 생산된 온수가 제습 냉방 장치(200)에 공급될 수 있도록 소정의 순환 장치를 포함할 수 있으며, 이러한 일련 과정을 수행하는 순환 펌프(140)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 태양열 온수 장치(100)에서 생산된 온수를 후술하는 제습 냉방 장치(200)에 공급하는 소정의 온수 공급장치가 마련될 수 있다. 상기 온수 공급장치는 후술하는 보조 열원부(300) 및 각종 장치를 포함하여 상기 온수의 온도를 적절히 조절함으로써, 후술하는 제습 냉방 장치(200)에 원하는 온도의 온수가 공급되도록 할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.
제습 냉방 장치(200)는 제습기를 이용하여 공기 중의 습기를 제거함으로써 잠열부하를 처리하며, 건조한 공기 속에서 물 증발이 활발히 일어나는 원리를 이용하여 냉방을 수행하는 장치로서, 상술한 태양열 온수 장치(100)와 연계되어 작동할 수 있다.
구체적으로, 상기 제습 냉방 장치(200)는, 내부에 구획벽(212)이 구비된 케이싱(210), 상기 케이싱(210)의 내부에 배치되며 상기 구획벽(212)에 의해 구분되고 공기가 유동하는 제1 채널(214) 및 제2 채널(216), 상기 구획벽(212)에 구비되어 상기 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)에 걸치도록 배치되는 제습로터(250), 상기 제2 채널(216) 내의 공기에 열을 전달하도록 배치되는 재생부(260), 및 상기 제1 채널(214) 내의 공기를 냉각하는 냉각기(270)를 포함하며, 상기 재생부(260)는 상기 태양열 온수 장치(100)에서 제공되는 온수의 열을 상기 제2 채널(216) 내의 공기에 전달하게 구성될 수 있다.
케이싱(210)은 제습 냉방 장치(200)의 외벽을 구성하며, 내부에 소정의 공간을 가져서 공기 유동 통로가 형성되고 각종 장치가 배치되도록 마련될 수 있다. 상기 케이싱(210)은 중공형으로 구성될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.
상기 케이싱(210)의 내부에는 구획벽(212)이 배치되며, 상기 구획벽(212)은 상기 적어도 제1 채널(214), 및 제2 채널(216)이 마련되도록 상기 케이싱(210)의 내부 공간을 구획할 수 있다. 상기 제1 채널(214)과 제2 채널(216)은 각각 양단부가 개방되어, 상기 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)을 통한 공기의 유동이 가능하게 구성된다. 이때, 상기 제1 채널(214)은 공조공간 A 내의 공기가 인입되어 습기를 제거한 후 냉각시키는 과정이 이루어지는 제습 냉방통로로 기능할 수 있으며, 상기 제2 채널(216)은 상기 제습 냉방과정에서 습기를 흡습한 제습로터(250)를 건조시켜 제습로터(250)를 재생시키는 과정이 이루어지는 재생통로로 기능할 수 있다.
한편, 상기 제1 채널(214)의 개방부 중 공기 인입측에는 공조공간 A 내의 공기가 흡기되는 공조공기 흡입구(240)가 구비되며, 상기 공조공기 흡입구(240)에는 소정의 공조공기 흡기 필터(242)가 배치될 수 있다. 상기 공조공기 흡기 필터(242)는 인입되는 공조공간 공기의 세균 및 각종 이물질을 필터링할 수 있다. 아울러, 반대측 개방부인 공조공기 배기측에는 공조공기 배기구(244)가 구비되며, 상기 공조공기 배기구(244)에는 소정의 공조공기 배기 필터(246)가 배치되어 마찬가지로 공기의 세균 및 각종 이물질을 필터링할 수 있다.
한편, 상기 제2 채널(216)의 개방부 중 공기 인입측에는 외부의 공기가 흡기되는 제2 채널 흡입구(230)가 구비되며, 상기 제2 채널 흡입구(230)에는 소정의 외기 흡기 필터(232)가 배치될 수 있다. 상기 외기 흡기 필터(232)는 인입되는 외부 공기의 세균 및 각종 이물질을 필터링할 수 있다. 아울러, 반대측 개방부인 외기 배기측에는 제2 채널 배기구(234)가 구비되며, 상기 제2 채널 배기구(234)에는 소정의 외기 배기 필터(236)가 배치되어 마찬가지로 공기의 세균 및 각종 이물질을 필터링할 수 있다.
제습로터(250)는 구획벽(212)에 배치되며, 회전 가능하게 설치된다. 상기 제습로터(250)는 구획벽(212)에 배치됨에 따라서, 상기 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)에 걸쳐 배치될 수 있다.
상기 제습로터(250)는 일 예로, 벌집 구조를 가지는 롤(roll)에 제습 기능을 달성하기 위하여 습기를 흡착하는 제습제 등의 약제가 처리된 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제습로터(250)는 실리카겔이나 제올라이트 등의 제습제가 내장되며 공기가 통과할 수 있는 회전날개가 상기 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)에 걸쳐 배치되도록 설치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제습로터(250)를 구성하는 회전날개의 반지름이 대략 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)의 폭에 대응하는 길이로 이루어져 상기 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)을 따라서 유동하는 공기가 상기 제습로터(250)를 통과할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 상기 제습로터(250)는 소정의 중심축을 중심으로 회전할 수 있으며, 일 예로 상기 중심축은 상기 구획벽(212)에 연결되어 상기 구획벽(212)을 중심으로 상기 제습로터(250)가 회전할 수 있다.
상기 제습로터(250)는 상기 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)에 걸쳐 배치되며 회전됨에 따라서 일부 건조와 흡습이 반복적으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 제1 채널(214)이 제습 냉방통로로 기능하고, 상기 제2 채널(216)이 재생통로로 기능할 때, 상기 제습로터(250)의 회전날개의 일 부분이 상기 제1 채널(214)에 위치하는 경우 해당 부분에서 공조공기의 습기를 흡습하고, 상기 습기를 흡습한 부분이 제2 채널(216)측으로 이동하면 외기에 의해서 다시 건조될 수 있다. 이러한 과정은 상기 제습로터(250)가 회전함에 따라서 반복적으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제1 채널(214)과 상기 제2 채널(216) 내에는 공기의 송풍을 원활히 하기 위하여 소정의 송풍기가 구비될 수 있다. 이때, 제1 채널(214) 및 제2 채널(216)이 각각 제습 냉방통로로 기능하고 제2 채널(216)이 재생통로로 기능함에 따라서, 상기 송풍기 또한 각각 상기 제1 채널(214) 내에 배치되는 급기 송풍기(282), 및 상기 제2 채널(216) 내에 배치되는 재생 송풍기(284)일 수 있다.
상기 제1 채널(214) 내에는 상기 공조공기 배기구(244)에 인접하도록 소정의 냉각기(270)가 배치된다. 상기 냉각기(270)는 상기 제습로터(250)를 통과하면서 습기가 제거된 고온 저습의 공조공기를 냉각하여 저온 저습의 공조공기를 생성할 수 있다.
상기 냉각기(270)의 일 예로, 현열로터가 사용될 수 있다. 상기 현열로터는 전도성이 우수한 금속 등으로 구성되며, 상기 제1 채널(214)과 제2 채널(216)을 유동하는 공기들 사이의 열교환이 이루어지도록 할 수 있다. 일 예로, 이러한 현열로터는 제습로터(250)와 마찬가지로 구획벽(212)에 회전 가능하게 설치되어 제1 채널(214)과 제2 채널(216)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 한편, 상기 현열로터를 대신하여 소정의 열펌프가 구비될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
바람직하게는, 추가적인 냉각을 위하여 소정의 제2 냉각기(미도시)가 더 구비될 수 있다. 상기 제2 냉각기(미도시)는 상기 냉각기(270)를 통해 냉각된 저온 저습의 공조공기를 추가적으로 냉각함으로서 사용자가 원하는 온도의 공조공기를 생성할 수 있으며, 일 예로 증발냉각기로 구성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 예컨대, 상기 냉각기(270)이 현열로터로 구성되고 상기 냉각기(270)를 지난 공기가 중온 저습의 공기로 이루어질 경우, 상기 제2 냉각기(미도시)를 지난 공기는 추가적으로 냉각되어 저온저습의 공기를 형성할 수 있다.
제2 채널(216) 내의 공기에 열을 전달하는 재생부(260)는, 상기 제2 채널(216) 내의 공기를 가열한다. 따라서, 상기 재생부(260)는 상기 제2 채널(216) 내에 배치될 수 있으나, 상기 제2 채널(216) 내의 공기와 열교환이 가능한 구조를 가질 경우, 상기 제2 채널(216) 외부에 배치될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.
상기 재생부(260)는 상기 제2 채널(216) 내의 공기를 가열함에 따라서 상기 제습로터(250)의 건조율을 높여 제습로터(250)가 재생되도록 하며, 제습로터(250)에 흡습된 습기의 제거에 적합한 열을 제공할 수 있다.
상기 재생부(260)에서 제공되는 열은 상술한 바와 같이 태양열 온수 장치(100)에서 생산된 온수에서 공급받을 수 있다. 즉, 상기 재생부(260)는 소정의 열교환기로 구성되며, 상기 열교환기는 소정의 냉매가 유동하는 배관 구조를 가질 수 있고, 상기 배관을 통해 상기 태양열 온수 장치(100)에서 생산된 온수가 유동하여 상기 제2 채널(216) 내의 공기를 가열할 수 있는 구조를 가질 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 재생부(260)를 순환하는 온수는 재생부(260)에 공급된 후 다시 유로를 거쳐 축열조(130)로 리턴할 수 있다. 이때, 도 1 내지 도 3 에서는 유로가 2 개인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 아니함은 자명하다.
또한, 바람직하게는, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 재생부(260)는 별도의 열매체를 이용하는 별도의 순환회로(290)를 가질 수 있으며, 이 경우 재생부(260)를 순환하는 열매체는 태양열 온수장치(100)에서 생산된 온수와 열교환하여 필요한 열을 재생부(260)에 공급하게 된다. 즉, 상기 재생부(260) 내부를 순환하는 유체는 상기 태양열 온수장치(100)에서 생산된 온수와 별개의 순환로 내에서 순환하되, 단지 열교환만이 이루어지는 구성을 가질 수 있다. 한편, 상기 열매체는 상기 제2 채널(216)의 공기와 열교환을 통해 열을 전달하도록 배치되는 구성을 가질 수 있다.
따라서, 상기 순환회로(290)를 통해 열교환이 이루어질 수 있으며, 상기 순환회로(290)는 소정의 열 교환 장치로 구성될 수 있다. 따라서, 태양열 온수장치(100)의 수량 여부, 또는 온수의 오염 여부 등에 무관하게 재생부(260)의 성능이 유지될 수 있으며, 유지 관리가 더욱 용이해질 수 있다.
본 발명에 따라서, 태양열 온수 장치(100)에서 생산되는 온수가 제습로터(250)의 재생을 수행하는 재생부(260)의 열원으로 사용될 수 있으므로, 상기 재생부(260)에 열을 공급하기 위해 사용되는 열에너지가 절감될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제습 냉방 장치(200)의 에너지 효율이 향상되며, 작동에 따른 운영비가 절감될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(100)은, 보조 열원부(300), 및 제어부(400)를 더 포함하며, 상기 보조 열원부(300)는 상기 태양열 온수 장치(100)로부터 상기 재생부(260)에 공급되는 온수에 열을 공급하고, 상기 제어부(400)는 상기 보조 열원부(300)의 작동을 제어하여 상기 보조 열원부(300)에서 제공되는 열량을 조절하게 구성된다.
보조 열원부(300)는 상기 태양열 온수 장치(100)에서 생산되어 상기 재생부(260)에 공급되는 온수에 대해 추가적인 열을 제공하도록 구비된다.
일반적으로 제습 냉방기의 재생부(260)로 공급되는 온수의 온도는 40 ~ 120℃가 일반적이며, 이는 태양열을 이용할 수 있는 충분히 낮은 온도이다. 일사량이 충분하여 태양열 온수 장치(100)의 온수의 온도가 충분히 높은 경우에는 문제가 없지만, 온수의 온도가 충분히 높지 않은 경우에는 문제가 발생할 수 있으나, 본 발명에 따라서, 보조 열원부(300)가 구비될 경우 상기와 같은 문제 발생을 방지할 수 있다.
이때, 상기 보조 열원부(300)는 예컨대 보일러와 같은 소정의 가열 장치일 수 있으며, 그 구성은 한정하지 아니한다. 즉, 전기, 또는 화석 연료를 에너지원으로 하거나, 또는 공장 등의 폐열을 활용하는 방식을 가질 수 있으며, 다양한 구성을 가질 수 있다.
이러한 보조 열원부(300)와 태양열 온수 장치(100) 사이의 연결 구조는 다양한 구조를 가질 수 있다. 즉, 도 5 에 도시된 바와 같이 태양열 온수 장치(100)에서 공급되는 온수의 온도가 원하는 온도보다 낮을 경우 상기 보조 열원부(300)에 구비된 보일러(310)에 의해서 순간 가열된 후 상기 재생부(260)에 공급되는 방식이 있을 수 있고, 도 6 에 도시된 바와 같이 상기 태양열 온수 장치(100)의 축열조(130) 상단부를 원하는 온도로 가열하여 재생부(260)에 온수를 공급하는 방식이 있을 수 있으며, 다른 예로 도 7 에 도시된 바와 같이 별도의 저탕조(320)가 구비되어 상기 저탕조(320)가 상기 보조 열원부(300)에 의해서 항상 원하는 온도로 가열되는 방식이 있을 수 있다. 물론, 이와 별개로 다른 형태의 연결 구조를 가질 수 있으며, 상술한 바와 같이 한정하지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)은, 태양열 온수 장치(100)에서 제공되는 온수의 온도가 설정된 온도보다 낮은 경우에는 보조 열원부(300)를 통하여 온수의 온도를 승온하여 일정한 온도 이상의 온수를 제공하도록 구성될 수 있다. 이 경우 온수의 온도를 일정한 온도 이상으로 유지하는 것이 바람직할 수 있으며, 경우에 따라서는 온수의 온도를 일정하게 유지할 수도 있다. 최적의 온수 온도는 시스템의 용량이나 성능에 의한 설계변수에 의해 결정될 것이나 통상 50 ~ 80℃의 저온으로 설계할 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다.
상기 보조 열원부(300)의 작동은 소정의 제어부(400)에 의해서 제어될 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 보조 열원부(300)에서 제공되는 열량을 조절하여 상기 재생부(260)에 공급되는 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 이때, 상기 제어부(400)는 소정의 감지 장치 등을 구비할 수 있으며, 상기 감지 장치는 일 예로 상기 재생부(260)에 제공되는 온수의 온도를 감지하여 원하는 온도에 따라서 상기 보조 열원부(300)의 작동을 제어하여 상기 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 축열조(130)나 보조열원부(300)에서 공급되는 온수의 온도를 측정하거나, 다시 축열조(130)로 회수되는 온수의 온도를 측정하여 설정온도 이상으로 온수의 공급을 제어할 수 있다. 또한, 재생부(260)가 별도의 열매체 순환구조를 갖는 경우, 재생부로 공급되는 열매체의 온도를 측정하여, 공급되는 온수의 온도를 조절하도록 구성할 수도 있다.
본 발명에 따라서, 재생부(260)에 제공되는 온수의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 보조 열원부(300), 및 상기 보조 열원부(300)의 작동을 제어하는 제어부(400)가 구비됨에 따라서, 태양열 제습 냉방 시스템(1) 전체의 작동 효율이 적절하게 유지될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부(400)에 소정의 정보를 제공하는 센서부(500)를 더 포함하며, 상기 제어부(400)는 상기 센서부(500)에서 제공된 정보에 따라서 상기 보조 열원부(300)의 작동을 제어하게 구성된다.
상기 센서부(500)는 예컨대 소정의 유량계, 온도계 혹은 습도계를 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 센서부(500)는 외기의 온도 및 습도와 같은 외기 상태에 관한 정보를 수집하도록 하는 온도계 및 습도계를 포함하며, 상기 수집된 정보를 제어부(400)에 제공할 수 있다. 또한, 상기 센서부(500)는 재생부(260)에 제공되는 온수의 유량을 감지하는 유량계를 포함하며, 상기 유량에 관한 정보를 제어부(400)에 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)에서는, 실내 배기와 외기의 혼합공기가 실내로 공급되어, 냉방과 환기가 동시에 이루어질 수 있다. 그러나. 외기가 포함된 혼합공기의 온도 및 습도는 외기의 온도 및 습도에 영향을 받게 되며, 외기의 온도와 습도가 높을수록 제습 냉방 장치(200)의 출력이 낮아질 수 있다.
상기와 같은 단점을 방지하기 위해, 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)은, 보조 열원부(300), 제어부(400), 및 센서부(500)를 포함하여, 외기의 온도와 습도가 높을수록 재생부(260)로 제공되는 온수의 설정온도를 높여서 보다 높은 온도의 온수를 제공함으로써, 외기의 온도와 습도의 변화에 따라 제습 냉방 장치(200)의 성능이 영향받는 것이 방지될 수 있다.
이때, 상기 센서부(500)는 온도 센서 및 습도 센서를 포함하며, 상기 온도 센서 및 습도 센서는 외기 또는 공조공기의 상태를 감지하여 상기 제어부(400)에 정보를 제공하게 구성될 수 있다.
또한, 상기 재생부(260)의 성능은 재생부(260)에 제공되는 온수의 유량에도 영향을 받으므로, 상기 제어부(400)는 공조공간에 제공되는 공조공기의 목적 상태에 따라서 재생부(260)에 제공되는 온수의 유량을 적절히 제어할 수 있다. 한편, 이때 상기 제어부(400)는 상기 재생부(260)에 제공되는 온수의 양을 조절하도록 하는 소정의 유량 조절 장치를 포함할 수 있으며, 예컨대 소정의 밸브를 구비할 수 있다.
한편, 상기 센서부(500)는 임의의 위치에 배치될 수 있으며, 감지하고자 하는 정보 내용에 따라서 적절한 위치에 배치될 수 있다. 일 예로, 감지하고자 하는 정보 내용이 재생용 공기의 습도 및 온도일 경우, 재생용 공기가 흡기되는 제2 채널(216)의 제2 채널 흡입구(230)에 인접하게 배치되어 상기 제2 채널(216) 내부로 흡기되는 재생용 공기의 상태를 최대한 정확히 파악할 수 있도록 할 수 있다. 다른 예로, 감지하고자 하는 정보 내용이 재생부(260)에 제공되는 온수의 유량일 경우, 상기 유량을 감지하는 소정의 유량계(530)가 상기 재생부(260)에 공급되는 온수의 배관에 배치될 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)의 구조를 나타낸 개념도이다.
본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)은 상기 센서부(500)에서 측정된 외기의 온도 및 습도에 따라서 재생부(260)로 제공되는 온수의 설정온도 및 유량을 조절함으로써, 태양열 제습 냉방 시스템 전체의 성능이 유지되도록 할 수 있다. 이때, 상기 센서부는, 유량을 측정하는 유량 센서, 외기의 온도 및 습도를 측정하는 외기 온도 및 습도 센서, 및 공조공기가 배출되는 출구부의 온도를 측정하는 출구 온도 센서를 가질 수 있다. 상기 센서부(500)에서 수집된 정보는 제어부(400)로 전달되며, 상기 제어부(400)는 상기 정보를 토대로 보조 열원부(300)의 작동을 제어한다. 일 예로, 상기 제어부(400)는 외기의 온도 및 습도에 따라서 재생부(260)에 제공되는 온수의 설정온도를 결정하며, 재생부(260)에 제공되는 온수의 온도와 상기 설정온도를 비교하여, 설정온도가 재생부(260)에 제공되는 온수의 온도보다 높은 경우 보조 열원부(300)를 통해 재생부(260)로 제공되는 온수의 온도를 승온할 수 있다. 반면에, 설정온도가 온수의 온도보다 낮거나 같은 경우에는 보조 열원부(300)가 동작하지 않도록 할 수 있으며, 이러한 온수의 온도의 설정은 제어부(400)를 통해 조절될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가짐에 따라서, 목적하는 바에 따라 공조공간에 제공되는 공조공기의 상태가 용이하게 유지되며, 아울러 시스템 전체의 냉방 효율이 향상될 수 있다.
도 9 내지 도 11 은 각각 외기의 온도가 일정한 경우 습도변화에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)의 효율을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11 은 일정한 외기온도에 대하여 재생온도와 외기습도에 대한 냉방용량, 성적계수, 토출온도, 토출이슬점온도, 소비전력 기준 성적계수, 냉방용량 당 에너지비용의 등고선을 나타낸다. 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)은 ARI조건에서 재생온도 60℃일 때(공칭조건) 냉방용량이 7kW가 되도록 설계된 것으로, 재생온도를 일정하게 유지하면 외기습도가 증가할수록 냉방용량이 감소하지만, 재생온도를 증가시켜 냉방용량을 공칭 냉방용량으로 일정하게 유지 또는 감소 정도를 완화할 수 있다.
외기의 온도가 30℃인 경우를 나타낸 도 9 에서 재생온도를 증가시키면 냉방용량이 증가하지만 70℃ 이상에서는 증가폭이 감소함을 알 수 있다. 재생온도가 증가하면 재생열량의 증가로 성적계수는 감소하며, 냉방용량 당 에너지 비용은 증가하므로 재생온도를 가능한 한 낮게 유지하는 것이 유리하다.
도 9 의 에너지비용 등고선에 점선으로 나타난 사항은, 외기습도에 관계없이 냉방용량을 7kW로 유지할 수 있도록, 외기습도의 변화에 따른 재생온도의 변화를 나타낸 것이다. 이 그림에서 외기습도가 0.015kg/kg일 때 재생온도가 60℃이며, 외기습도가 0.018kg/kg일 때 재생온도를 10℃ 증가시키는 비율로 재생온도를 제어한다.
도 10 에 나타난 바와 같이, 외기온도가 25℃인 경우에는 전체적인 경향은 30℃인 경우와 유사하며, 동일한 외기습도와 동일한 재생온도에 대하여 냉방용량은 증가하며, 성적계수는 감소한다. 따라서 동일한 외기습도에 대하여 외기온도가 30℃인 경우에 비하여 재생온도를 조금 낮게 조절하는 것이 효율 향상에 유리하다. 외기습도에 따른 재생온도 변화를 에너지 비용 등고선에 나타내었다. 외기온도가 30℃인 경우에 비하여 재생온도를 (10/3)℃ 만큼 낮게 제어하며, 이 경우 동일한 외기습도에 대한 냉방용량 당 에너지 비용이 외기온도에 거의 관계없이 일정하게 된다.
도 11 에 나타난 바와 같이　외기온도가 35℃인 경우도 전체적인 경향은 30℃인 경우와 유사하며, 동일한 외기습도와 동일한 재생온도에 대하여 냉방용량은 감소하며, 성적계수는 증가한다. 따라서 동일한 외기습도에 대하여 외기온도가 30℃인 경우에 비하여 재생온도를 조금 높게 조절하는 것이 효율 향상에 유리하다. 외기습도에 따른 재생온도 변화를 에너지 비용 등고선에 나타내었다. 외기온도가 30℃인 경우에 비하여 재생온도를 (10/3)℃ 만큼 높게 제어하며, 이 경우 동일한 외기습도에 대한 냉방용량 당 에너지 비용이 외기온도에 거의 관계없이 일정하게 된다.
도 12 는　외기의 온도와 습도 변화에 관계없이 냉방용량과 냉방용량 당 에너지 비용을 일정하게 유지하기 위한 재생온도를 나타낸 것이다. 이 재생온도는 그림 5(a), 5(b), 5(c)에 나타낸 점선을 한 그래프에 중첩하여 나타낸다. 외기의 온도와 습도의 변화에 따라 재생온도를 도 12 에 나타낸 바와 같이 조절하면, 냉방용량과 냉방용량 당 에너지 비용을 외기 온습도에 관계없이 거의 일정하게 유지할 수 있다. 도 12 에 나타낸 재생온도 제어방법을 수식으로 나타내면 하기 식과 같다.
Figure 112013121303312-pat00001

도 13 및 도 14 는 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)의 제습 냉방 장치(200)로 공급되는 온수의 온도를 제어하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14 에 도시된 바와 같이, 제습 냉방 장치(200)의 재생부(260)에 제공되는 온수의 온도와 설정온도를 비교하며, 온수의 온도가 설정온도보다 낮을 경우 보조 열원부(300)를 가동시켜 온수를 가열하여 재생부(260)에 공급한다.
한편, 바람직하게는, 도 14 에 도시된 바와 같이 온수의 온도가 설정온도보다 높을 경우, 온수의 유량을 제어하여 온수의 온도를 낮춘 후 재생부에 공급할 수 있다.
아울러, 상기 설정온도의 결정은 온수의 온도와 설정온도의 비교 전후 및 비교 과정 내에서 이루어질 수 있다. 즉, 상기 설정온도는 외기의 온도 또는 습도 등에 따라서 변경될 수 있으며, 외기의 온도 또는 습도 등에 따라서 설정온도를 변경한 후 상기 변경된 설정온도와 온수의 온도의 비교가 이루어질 수 있다. 상기 설정온도는 외기의 온도와 습도가 높을수록 높게 설정되고, 반대로 외기의 온도와 습도가 낮을수록 낮게 설정되는 것이 바람직하다. 앞서 살펴본 바와 같이, 일정한 냉방성능을 유지할 수 있도록 설정온도를 조절할 수 있다.
상기와 같이 설정온도의 결정과 변경, 및 온수의 온도와 설정온도의 비교는 본 발명에 따른 태양열 제습 냉방 시스템(1)의 작동 과정에서 동시에 이루어질 수 있으며, 따라서 선후 관계에 종속되는 것은 아니다.
아울러, 상기 온수의 온도에 따른 보조 열원부(300)의 가동과 온수의 유량 제어는 서로 배타적인 관계에 있지 아니하며, 따라서 하나의 태양열 제습 냉방 시스템(1) 내에서 보조 열원부(300)와 유량 제어 수단이 함께 구비되어 온수의 온도에 따라서 온수의 유량이 제어되거나 또는 보조 열원부(300)가 가동될 수 있다. 즉, 비록 도 13 및 도 14 에서는 보조 열원부(300)의 가동 여부와 유량 제어 여부가 별개로 도시되었으나, 상기 보조 열원부(300)와 유량 제어 수단은 동시에 구비될 수 있으며, 이는 상술한 태양열 제습 냉방 시스템(1)에 관한 설명에서도 파악될 수 있는 바와 같이 자명하다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
1: 태양열 제습 냉방 시스템
100: 태양열 온수 장치
110: 집열판
120: 열교환기
130: 축열조
140: 순환 펌프
200: 제습 냉방 장치
210: 케이싱
212: 구획벽
214: 제1 채널
216: 제2 채널
230: 제2 채널 흡입구
232: 외기 흡입 필터
234: 제2 채널 배기구
236: 외기 배기 필터
240: 공조공기 흡입구
242: 공조공기 흡입 필터
244: 공조공기 배기구
246: 공조공기 배기 필터
250: 제습로터
260: 재생부
270: 냉각기
282: 제습 송풍기
284: 재생 송풍기
290: 순환회로
300: 보조 열원부
310: 보일러
320: 저탕조
400: 제어부
500: 센서부
510: 공조공기 온도계
520: 온수 온도계
530: 유량계

Claims (12)

  1. 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수 장치;
    상기 온수를 공급하는 온수 공급장치;
    상기 태양열 온수 장치에서 공급되는 온수의 열교환을 통해 냉방이 수행되는 제습 냉방 장치; 및
    외기의 온도 혹은 습도를 측정하는 센서부;
    를 포함하며,
    상기 제습 냉방 장치는,
    내부에 구획벽이 구비된 케이싱,
    상기 케이싱의 내부에 배치되며 상기 구획벽에 의해 구분되고 공기가 유동하는 제1 채널 및 제2 채널,
    상기 구획벽에 구비되어 상기 제1 채널 및 제2 채널에 걸치도록 배치되는 제습로터,
    상기 제2 채널 내의 공기에 열을 전달하도록 배치되는 재생부, 및
    상기 제1 채널 내의 공기를 냉각하는 냉각부를 포함하며,
    상기 제1 채널은,
    공조공간 내의 공기가 인입되어 상기 제습로터에 의해서 습기가 제거되고 냉각된 후 공조공간 내로 재배출하도록 하는 제습 냉방통로로 기능하며,
    상기 제2 채널은,
    상기 제습로터에 의한 공조공기의 냉방 과정에서 습기를 흡습한 상기 제습로터를 건조시커 재생시키는 재생통로로 기능하되,
    상기 제2 채널의 양 단은 개방되어 일 단에는 재생용 공기가 흡기되는 제2 채널 흡입구가 구비되고 타 단에는 상기 흡입된 재생용 공기가 배기되는 제2 채널 배기구가 구비되며,
    상기 재생부는,
    상기 태양열 온수 장치에서 제공되는 온수의 열을 상기 제2 채널 내의 공기에 전달하여 상기 제습로터를 건조시키고,
    상기 온수 공급장치는,
    상기 태양열 온수 장치로부터 생산된 온수에 열을 공급하는 보조 열원부; 및
    상기 보조 열원부의 작동을 제어하여 상기 보조 열원부에서 제공되는 열량을 조절하는 제어부를 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 제2 채널에 배치되되 재생용 공기가 흡기되는 상기 제2 채널 흡입구에 구비되어 상기 제2 채널 흡입구로 흡입되는 재생용 공기의 습도를 측정하며,
    상기 제어부는 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 일정한 온도 이상이 되도록 상기 보조 열원부의 동작을 제어하되,
    상기 제어부는 상기 센서부에 의해서 측정된 상기 제2 채널 흡입구로 흡입되어 재생에 사용되는 공기의 습도에 따라서 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 변화시키도록 상기 보조 열원부의 작동을 제어하는 태양열 제습 냉방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 유량계를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 태양열 온수 장치로부터 상기 재생부에 공급되는 온수의 유량을 제어하는 유량 조절 장치를 포함하며,
    상기 유량계는 상기 온수의 유량에 관한 정보를 상기 유량 제어 장치에 전달하는 태양열 제습 냉방 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 재생부는 상기 태양열 온수 장치로부터 공급되는 온수와 열교환하여 열을 공급받고, 상기 제2 채널의 공기와 열교환을 통해 열을 전달하는 열매체를 포함하는 열매체 순환회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 제습 냉방 시스템.
  4. 태양열을 이용하여 온수를 생산하는 태양열 온수 장치;
    상기 온수를 공급하는 온수 공급장치;
    상기 태양열 온수 장치에서 공급되는 온수의 열교환을 통해 냉방이 수행되는 제습 냉방 장치; 및
    외기의 온도 혹은 습도를 측정하는 센서부;
    를 포함하며,
    상기 제습 냉방 장치는,
    내부에 구획벽이 구비된 케이싱,
    상기 케이싱의 내부에 배치되며 상기 구획벽에 의해 구분되고 공기가 유동하는 제1 채널 및 제2 채널,
    상기 구획벽에 구비되어 상기 제1 채널 및 제2 채널에 걸치도록 배치되는 제습로터,
    상기 제2 채널 내의 공기에 열을 전달하도록 배치되는 재생부, 및
    상기 제1 채널 내의 공기를 냉각하는 냉각부를 포함하며,
    상기 제1 채널은,
    공조공간 내의 공기가 인입되어 상기 제습로터에 의해서 습기가 제거되고 냉각된 후 공조공간 내로 재배출하도록 하는 제습 냉방통로로 기능하며,
    상기 제2 채널은,
    상기 제습로터에 의한 공조공기의 냉방 과정에서 습기를 흡습한 상기 제습로터를 건조시커 재생시키는 재생통로로 기능하되,
    상기 제2 채널의 양 단은 개방되어 일 단에는 재생용 공기가 흡기되는 제2 채널 흡입구가 구비되고 타 단에는 상기 흡입된 재생용 공기가 배기되는 제2 채널 배기구가 구비되며,
    상기 재생부는,
    상기 태양열 온수 장치에서 제공되는 온수의 열을 상기 제2 채널 내의 공기에 전달하여 상기 제습로터를 건조시키고,
    상기 온수 공급장치는,
    상기 태양열 온수 장치로부터 생산된 온수에 열을 공급하는 보조 열원부; 및
    상기 보조 열원부의 작동을 제어하여 상기 보조 열원부에서 제공되는 열량을 조절하는 제어부를 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 제2 채널에 배치되되 재생용 공기가 흡기되는 상기 제2 채널 흡입구에 구비되어 상기 제2 채널 흡입구로 흡입되는 재생용 공기의 습도를 측정하며,
    상기 제어부는 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 일정한 온도 이상이 되도록 상기 보조 열원부의 동작을 제어하되,
    상기 제어부는 상기 센서부에 의해서 측정된 상기 제2 채널 흡입구로 흡입되는 재생용 공기의 습도에 따라서 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 변화시키도록 상기 보조 열원부의 작동을 제어하는 태양열 제습 냉방 시스템에서, 상기 재생 냉방 장치로 공급되는 온수의 온도를 제어하는 방법으로서,
    재생 통로로 흡입되는 재생용 공기의 습도를 측정하는 단계;
    상기 재생용 공기의 습도에 따라 상기 재생기의 재생온도를 설정하는 단계;
    상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 온도를 상기 설정된 재생온도와 비교하는 단계; 및
    상기 온수의 온도가 상기 설정된 재생온도보다 낮은 경우, 상기 온수에 열을 제공하도록 보조 열원부의 동작을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제습 냉방 장치로 공급되는 온수의 온도를 제어하는 방법.
  5. 청구항 4 에 있어서,
    상기 온수의 온도가 상기 설정된 재생온도보다 높은 경우, 상기 제습 냉방 장치로 제공되는 온수의 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 제습 냉방 장치로 공급되는 온수의 온도를 제어하는 방법
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018216826A1 (ko) * 2017-05-23 2018-11-29 안대희 제습 공기를 이용한 냉난방 장치 및 이를 이용한 태양열 냉난방 시스템
KR101933555B1 (ko) 2017-04-12 2018-12-31 한국과학기술연구원 흡착식 하이브리드 제습냉방 시스템

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3042856B1 (fr) * 2015-10-22 2019-06-28 3E Solutions Systeme de traitement d’air hybride solaire et thermodynamique
CN105352068B (zh) * 2015-11-27 2018-12-18 福建工程学院 一种高效节能的太阳能空气除湿机系统的控制方法
CN105509201A (zh) * 2016-01-15 2016-04-20 杭州大湛机电科技有限公司 集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置
CN105509200A (zh) * 2016-01-15 2016-04-20 杭州大湛机电科技有限公司 可强化散热的独立除湿新风装置
JP2019052808A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 清水建設株式会社 空調装置及び空調システム
CN108050723B (zh) * 2017-12-25 2023-05-23 广东智科电子股份有限公司 一种混合型除湿烘干设备及其控制方法
CN108131750A (zh) * 2017-12-28 2018-06-08 西藏亚卫通科技有限公司 一种太阳能辅助加热新风系统及方法
KR101993825B1 (ko) * 2018-02-27 2019-06-28 한국과학기술연구원 제습 냉방 시스템
WO2020111339A1 (ko) * 2018-11-30 2020-06-04 (주)바이오데이즈 중공사막 맴브레인 필터 제습장치가 구비된 태양열 히트 펌프 냉난방시스템
CN110906567B (zh) * 2019-11-22 2021-03-30 华南理工大学 一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统及方法
CN111365799A (zh) * 2020-03-17 2020-07-03 北京科技大学 基于太阳能转轮除湿的水蒸发制冷空调系统
CN111609568A (zh) * 2020-06-05 2020-09-01 上海交通大学 一种基于光伏光热组件的建筑热电联产及调湿系统
KR102295566B1 (ko) * 2020-10-26 2021-08-31 한국에너지기술연구원 이젝터와 멤브레인을 이용한 냉방 시스템
KR102449269B1 (ko) * 2020-12-09 2022-09-30 한국에너지기술연구원 태양열과 공기열을 이용하는 제습, 환기 및 냉난방 시스템 및 이의 운전방법
US20220196257A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-23 Mir G&I Co., Ltd. IoT Based Smart Hybrid Dehumidifier System and Control Method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003148786A (ja) 2001-11-15 2003-05-21 Osaka Gas Co Ltd ガス燃焼型デシカント除湿機およびそれに用いるガスバーナ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5875645A (ja) * 1981-10-30 1983-05-07 Taikisha Ltd 冷房方法
US4898152A (en) * 1984-12-18 1990-02-06 Kahl Karl H Dual sequence solar water heater
US4786301A (en) * 1985-07-01 1988-11-22 Rhodes Barry V Desiccant air conditioning system
TW347861U (en) * 1997-04-26 1998-12-11 Ind Tech Res Inst Compound-type solar energy water-heating/dehumidifying apparatus
US8862452B2 (en) * 2001-02-14 2014-10-14 Xio, Inc. Control system simulator and simplified interconnection control system
JP4816231B2 (ja) * 2005-10-07 2011-11-16 日本エクスラン工業株式会社 デシカント空調システム
US7601206B2 (en) * 2006-08-22 2009-10-13 Mesosystems Technology, Inc. Method and apparatus for generating water using an energy conversion device
EP1936300A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-25 Ayman Adnan Salim Al-Maaitah Water generation from air utilizing solar energy and adsorption refrigeration unit
US7708010B2 (en) * 2007-03-05 2010-05-04 Taco Inc. Solar heating systems
US20100031953A1 (en) * 2008-08-07 2010-02-11 Krassimire Mihaylov Penev Hybrid Water Heating System
JP5635886B2 (ja) * 2010-11-29 2014-12-03 アズビル株式会社 デシカント空調システムおよびその運転方法
KR101219786B1 (ko) 2010-12-01 2013-01-09 강한기 심야 전력 축열조를 이용하여 제습 및 냉방을 수행하는 하이브리드 냉방시스템
KR101434563B1 (ko) * 2012-06-19 2014-08-27 주식회사 신성엔지니어링 데시칸트 공조기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003148786A (ja) 2001-11-15 2003-05-21 Osaka Gas Co Ltd ガス燃焼型デシカント除湿機およびそれに用いるガスバーナ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101933555B1 (ko) 2017-04-12 2018-12-31 한국과학기술연구원 흡착식 하이브리드 제습냉방 시스템
WO2018216826A1 (ko) * 2017-05-23 2018-11-29 안대희 제습 공기를 이용한 냉난방 장치 및 이를 이용한 태양열 냉난방 시스템

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US9702572B2 (en) 2017-07-11

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