KR101636993B1

KR101636993B1 - 벽걸이형 스마트 제습기

Info

Publication number: KR101636993B1
Application number: KR1020150093890A
Authority: KR
Inventors: 김기태
Original assignee: (주)메리트
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2016-07-07
Also published as: US10139117B2; US20170003041A1

Abstract

본 발명은 수온이 낮은 냉각수의 수면 위에서 공기 중의 수분이 응결하는 원리를 이용하며, 전력소모를 최소화하며 냉각수를 적절한 온도로 유지하고, 제습뿐만 아니라 가습 효과도 얻을 수 있는 벽걸이형 스마트 제습기에 관한 것으로서, 열전소자로 냉각수를 냉각시키고, 냉각수의 수면 위로 공기를 통과시켜 제습한다.

Description

벽걸이형 스마트 제습기{WALL-MOUNTED SMART DEHUMIDIFIER}

본 발명은 수온이 낮은 냉각수의 수면 위에서 공기 중의 수분이 응결하는 원리를 이용하며, 전력소모를 최소화하며 냉각수를 적절한 온도로 유지하고, 제습뿐만 아니라 가습 효과도 얻을 수 있는 벽걸이형 스마트 제습기에 관한 것이다.

실내 습도가 올라가면 불쾌지수가 상승하고, 사람에게 유해한 곰팡이나 벌레가 서식할 수 있으며, 건강도 좋지 않게 된다.

이에, 실내용 제습기를 사용하게 되는데, 제습기는 실내 중에 필요한 곳에 쉽고 간편하게 설치할 수 있으며, 장소에 상관없이 설치할 수 있는 구조 또는 부피를 갖도록 소형화할 필요성이 있다.

특히, 욕실의 경우는 사용중이든 사용하지 않는 중이든 습기가 많을 뿐만 아니라, 욕실을 사용하는 중에 습도가 급격히 상승하므로, 습도를 신속하게 조절할 필요가 있고, 그러면서, 저전력 운전이 가능하게 하며, 욕실의 환풍기를 통한 배출 공기의 흐름도 고려할 필요가 있다.

한편, 제습기는 기본적으로 냉각 수단이 있어야 하므로, 소형화된 냉각 수단을 사용하여 실내용으로 제작하여야 한다. 이를 위해서, 등록특허 제10-1205301호는 열전소자를 냉각 수단으로 사용하여서, 열전소자에 설치한 냉각판의 온도에 따라 공기의 흐름을 제어하여 제습 효율을 높였다.

하지만, 등록특허 제10-1205301호는 열전소자에 설치한 냉각판을 실내 공기와 직접 열교환하도록 구성하며, 이에, 전기 공급을 중단하면 냉각판이 급속히 상승하므로, 제습시에는 열전소자를 지속적으로 가동시켜야 한다.

또한, 실내 공기가 냉각판을 통과함에 따라 냉각판의 온도가 실내 온도에 의해 상승하므로, 충분한 제습 효과를 얻기 위해서는 열전소자의 용량을 높여야 하고, 그만큼 제습기의 부피도 증가한다.

더욱이, 열전소자 및 냉각판은 통상적으로 열 전도성이 높은 편이라서, 전기 공급을 중단하면 실질적으로 실내 온도와 같게 되므로, 제습 동작을 수행할 시에 전기 소모가 크다.

또한, 냉각판에 응결수가 맺히므로, 통상적으로 알루미늄 재질로 구성하는 냉각판에 백화현상이 발생하여서, 제습 효율이 점차 줄어들 수도 있다.

KR 10-1205301 B1 2012.11.21.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 저용량의 열전소자를 사용하면서 충분한 제습 효과를 얻을 수 있고, 열전소자를 간헐적으로 가동시키면서도 충분한 제습 능력으로 제습 동작을 수행하되, 특히, 소비전력을 최소화하면서 제습 동작을 시작하는 시점에서도 제습 능력이 높으며, 응결수에 의한 백화현상의 우려도 없어 오랜시간 지속적으로 사용할 수 있는 벽걸이형 스마트 제습기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외부 공기를 유입구(11)를 통해 내부로 유입시키고 컨트롤러(70)에 의해 전기 공급이 단속되는 내부의 열전소자(40)를 이용하여 유입 공기를 제습한 후 배출구(12)를 통해 배출하는 제습기에 있어서, 냉각수를 담아 놓은 냉각수통(20)의 수면 위에 제습 공간(S)을 마련하여, 외부 공기를 제습 공간(S)으로 유입시켜 냉각수로 제습하고, 제습한 제습 공간(S)의 공기를 열전소자(40)의 발열 부위로 가열한 후 배출구(12)로 배출시키며, 냉각수통(20)의 냉각수를 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유하게 워터펌프(50)로 순환시켜 냉각시킴을 특징으로 한다.

상기 냉각수통(20)은 일측의 유입구(11) 하부에서 시작하여 타측의 열전소자(40) 하부까지 이어져서, 상기 제습 공간(S)은 일측의 유입구(11)에서 타측의 열전소자(40)까지 이어진 통로로 형성되며, 유입구(11)에 제1 팬(60)이 장착되어, 제1 팬(60)에 의해 제습 공간(S)으로 유입된 공기가 상기 냉각수통(20)에 담긴 냉각수의 수면 위를 따라 이동한 후 열전소자(40)의 발열 부위를 통과하게 함을 특징으로 한다.

상기 열전소자(40)의 발열 부위 하단에는 제2 팬(61)이 구비되고, 상기 배출구(12)는 상기 열전소자(40)의 발열 부위 상부에 구비되며, 제습 공간(S)의 공기를 제2 팬(61)에 의해 상승시켜 열전소자(40)의 발열 부위를 통과하게 한 후, 배출구(12)를 통해 상부로 배출되게 함을 특징으로 한다.

냉각수통(20)의 냉각수 온도를 측정하는 온도센서와 외부 공기의 습도를 측정하는 습도센서를 구비하고, 상기 컨트롤러(70)는 습도가 미리 설정한 임계습도를 초과할 시에만 상기 제1,2 팬(60,61)을 가동하여 제습하며, 제습하는 중에 측정되는 냉각수 온도가 미리 설정한 임계온도를 초과할 시에만 열전소자(40)에 전기를 공급하면서 냉각수를 워터펌프(50)로 순환시켜 냉각수 온도를 임계온도 이하로 유지함을 특징으로 한다.

냉각수통(20)의 냉각수 온도를 측정하는 온도센서와 외부 공기의 습도를 측정하는 습도센서를 구비하고, 상기 컨트롤러(70)는 열전소자(40)에 공급하는 전력을 제어하여 저전력 운전 및 저전력 운전 시의 공급 전력보다 상대적으로 높은 전력을 공급하는 풀전력 운전하게 하되, 습도가 임계습도 이하일 시에는 열전소자(40), 워터펌프(50) 및 제1,2 팬(60, 61)을 정지시키고, 습도가 임계습도를 초과할 시에는 워터펌프(50) 및 제1,2 팬(60, 61)을 가동시킨 상태에서 냉각수 온도가 미리 설정한 임계온도를 초과할 때에 열전소자(40)를 풀전력 운전시키고 냉각수 온도가 임계온도 이하일 때에 열전소자(40)를 저전력 운전시킴을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러(70)는 습도가 임계습도 이하일 시에는 제1 팬(60)을 정지시킨 상태를 유지하되, 냉각수 온도가 임계온도보다 상대적으로 높게 미리 설정한 유지온도 상한에 도달할 시에 열전소자(40)를 풀전력 운전시키고 워터펌프(50) 및 제2 팬(61)을 가동시키며, 냉각수 온도가 임계온도보다 높고 유지온도 상한보다 낮게 미리 설정한 유지온도 하한에 도달할 시에 열전소자(40)를 저전력 운전시키고 워터펌프(50) 및 제2 팬(61)은 정지시킴을 특징으로 한다.

상기 냉각수통(20)의 하부에는 물탱크(30)가 배치되며, 냉각수통(20)의 수위가 일정 수위를 초과할 시에 냉각수를 물탱크(30)로 배출하는 드레인관(22)에 의해 수위 조절되게 함을 특징으로 한다.

상기 냉각수통(20)은 외부에서 물을 공급하기 위한 물 보충구(21)를 구비하고, 상기 물탱크(30)는 외부로 인출 가능하며, 상기 컨트롤러(70)는 워터펌프(50)가 무부하 운전할 시에 냉각수가 냉각수통(20)에 없는 것으로 인지하고 알람하며, 물탱크(30)의 수위를 수위검출기(74)로 감지하여 미리 설정한 수위를 초과할 시에 알람함을 특징으로 한다.

상기 제1 팬(60)은 둘레방향을 따라 감싸는 물레방아(60a)와 일체로 구성되어 물레방아의 회전에 의해 외부 공기를 유입시키며, 워터펌프(50)에 의해 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유한 후 냉각수통(20)으로 돌아오는 냉각수를 물레방아(60a)를 회전시키며 냉각수통(20)으로 낙하되게 함을 특징으로 한다.

워터펌프(50)에 의해 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유한 후 냉각수통(20)으로 돌아오는 냉각수를 냉각수통(20)의 수면 위에서 분무하여 수면 위의 제습 공간(S)을 통과하는 공기 중의 미세먼지를 제거함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 냉각수의 수면 위를 따라 공기를 통과시켜 제습하므로, 비열이 높아 제습 동작 중의 온도 변화가 적은 냉각수의 특성에 의해 냉각수 온도를 낮추기 위한 동작을 계속하지 아니하면서 제습 동작할 수 있고, 이에, 제습 동작 초기의 제습 효율도 높고 운전 중의 제습 효율이 지속적으로 유지된다.

또한, 본 발명은 냉각수를 열전소자로 냉각시킴에 따라 냉각수 온도를 낮출 필요가 있을 시에만 열전소자를 가동시켜도 되고, 높은 비열을 갖는 냉각수에 냉각 능력을 미리 축적하는 방식으로 운영하므로, 낮은 용량의 열전소자를 채용하더라도, 제습에 필요한 냉각 능력을 가지는 고용량의 열전소자를 사용할 때와 동일한 제습 효과를 얻도록 구성 가능하다.

또한, 본 발명은 제습할 필요가 없는 상황에서는 실내 습도를 조절하는 기능, 즉, 가습 기능도 갖게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제습기의 구성요소 중에 전기적 구성요소의 블록구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제습기의 정면도(a) 및 정면 사시도(b).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제습기의 좌측 배면 사시도(a) 및 우측 배면 사시도(b).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제습기를 하우징의 배면판을 남기고 정면판, 상면판, 측면판 및 저면판을 제거하여 내부를 보여주는 정면도.
도 5는 도 4에 도시한 상태의 정면 사시도.
도 6은 호퍼(43)를 투시도로 도시한 열전소자(40)의 사시도(a)와, 공기 및 물의 순환을 함께 보여주는 열전소자(40)의 측면도(b).
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제습기의 정면도.
도 8은 도 7에서 하우징의 전면판을 제거하여 내부를 보여주는 정면 사시도.
도 9는 도 8에 도시한 상태의 정면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제습기의 구성요소 중에 전기적 구성요소의 블록구성도이다.

도 1을 참조하면, 제습기는 외부로부터 공급받는 교류전원을 변성하여 제습 동작에 필요한 직류전원을 공급하며 예를 들면 SMPS(Switched-Mode Power Supply)로 구성할 수 있는 전원부(71), 제습기의 주변 외부 공기의 습도를 측정하는 습도센서(72), 후술하는 냉각수의 수온을 측정하는 온도센서(73), 후술하는 물탱크(30)의 수위를 측정하는 수위검출기(74), 전원부(71)를 제어하여 전원을 온오프하고 후술하는 임계습도, 임계온도 및 유지온도 범위를 설정값을 변경하기 위해 마련되는 버튼(75), 각종 정보를 화면상으로 출력하는 디스플레이어(76), 알람 상황을 사람에게 인지시키기 위한 램프(77)와 스피커(78), 스마트폰과 근거리무선통신하기 위해 마련되며 예를 들면 블루투스나 아니면 와이파이 모듈로 구성되는 통신모듈(79), 냉열과 온열을 동시에 발생시키기 위한 열전소자(40), 후술하는 냉각수의 순환을 위한 워터펌프(50), 및 공기를 흐름을 유도하기 위한 제1,2팬(60, 61)를 포함하는 전기적 구성요소를 구비한다.

그리고, 상기한 전기적 구성요소는 컨트롤러(70)에 연결되며, 컨트롤러(70)를 포함하는 전기적 구성요소를 후술하는 바와 같이 냉각수통(20) 및 물탱크(30)를 내장한 하우징(10)에 장착하여서, 컨트롤러(70)의 제어에 따라 제습 동작을 수행한다.

도 2 및 도 3은 제습기의 외관을 구성하는 하우징(10)을 설명하기 위해 도시한 도면으로서, 구체적으로 살펴보면, 제습기의 정면도(도 2a), 제습기 정면 사시도(도 2b), 배면측에서 제습기 좌측면이 보이게 도시한 사시도(도 3a), 및 배면측에서 제습기의 우측면이 보이게 도시한 사시도(도 3b)가 도시되어 있다.

도 4 및 도 5는 하우징(10)의 내부 모습을 설명하기 위해 하우징(10)의 배면판을 남기고 하우징(10)의 정면판, 상면판, 측면판 및 저면판을 제거한 상태를 보여주는 도면으로써, 정면도(도 4)와 정면 사시도(도 5)가 도시되어 있다.

도 6은 냉각탱크(41) 및 히트싱크(42)가 장착된 열전소자(40)의 사시도(a) 및 측면도로써, 사시도에서는 히트싱크(42)의 하단에 장착한 호퍼(43)를 투시도로 도시하여 제2 팬(61)의 설치상태를 보여주고, 측면도에서는 히트싱크(42)를 통과하는 공기의 흐름과 냉각탱크(41)를 경유하는 냉각수의 흐름을 함께 보여준다.

하우징(10)은 상하 길이 및 좌우 폭에 비해 상대적으로 얇은 두께를 갖추어서, 벽에 걸어놓고 사용하기에 좋다.

하우징(10)의 내부에는, 최하단에 배치되며 상부가 열려있고 폭방향으로 길게 형성된 물탱크(30)와, 물탱크(30)의 상부에 배치되며 상부가 열려있고 폭방향으로 길게 형성되며 냉각수를 담아놓는 냉각수통(20)과, 냉각수통(20)의 폭방향 일측(우측) 상부에 장착되어 측면측에서 냉각수통(20)의 상부 공간으로 공기를 유입시키는 제1팬(60)과, 냉각수통(20)의 폭방향 타측(좌측) 상부에 장착되는 열전소자(40)와, 냉각수통(20), 물탱크(30), 열전소자(40) 및 제1 팬(60)이 설치된 공간과 격벽(15)으로 구획된 우측 상부 공간에 배치되는 컨트롤러(70), 전원부(71) 및 워터펌프(50)가 구비된다.

이에, 냉각수통(20)은 상부가 열려있되, 일측(좌측)의 제1 팬(60) 하부에서 시작하여 열전소자(40)가 있는 타측의 하부까지 이어지는 기다란 통으로 형성되고, 냉각수통(20)에 담아 놓은 냉각수의 수면 위에 공기가 체류하며 제습되는 공간인 제습 공간(S)이 냉각수통(20)을 따라 폭방향으로 길게 형성된 통로 형태로 마련된다.

구체적으로 설명하면, 냉각수통(20)의 상부측 여유 공간인 제습 공간(S)은 컨트롤러(70), 전원부(71) 및 워터펌프(50)이 설치된 공간을 구획하는 하우징(10)의 격벽(15)과, 열전소자(40)가 설치된 공간을 구획하는 하기의 호퍼 형상 격벽(15a)이 상부측을 덮는 형태로 마련된다.

하우징(10)의 좌측면판에는 상기 제1 팬(60)이 설치된 위치에 맞게 유입구(11)가 조성되어 있어, 제1 팬(60)의 가동에 의해 외부 공기를 냉각수통(20)의 상부측 제습 공간(S)으로 유입시킬 수 있고, 이때 제습 공간(S)으로 유입되는 외부 공기는 냉각수통(20)에 담아 놓은 냉각수의 수면 위를 따라 폭방향으로(좌측에서 우측 방향으로) 이동하면서 냉각수에 의해 제습되며, 열전소자(40)의 하부 공간에 이르게 된다.

상기 열전소자(40)는 잘 알려진 바와 같이 펠티어 효과(Peltier effect)에 의해 전력을 공급받음에 따라 일측면에서 발열 작용이 일어나고 타측면에서 흡열 작용이 일어나는 소자로서, 통상적으로 흡열 작용이 일어나는 면을 냉각 부위로 사용한다.

본 발명에서는 발열 부위의 면과 냉각 부위의 면이 제습 공간(S) 위에 수직으로 세워지도록 열전소자(40)를 설치하고, 공기가 발열 부위의 면을 따라 상승하며 열교환되게 하고, 냉각수가 냉각 부위의 면을 따라 상승하며 열교환하게 하였따. 또한, 상하로 길게 이어진 냉각핀이 나란하게 복수 개로 형성된 히트싱크(42)를 발열 부위에 면접촉시켜 냉각핀 사이를 통과하며 상승하는 공기와의 접촉면적으로 넓히고 공기와의 열교환 효율을 높였다. 또한, 하부의 입수구와 상부의 출수구에 의해 내부와 연통되며 상하로 길게 이어진 핀이 복수 개로 내부에 조성되어 내부를 통과하며 상승하는 물과의 접촉면적을 넓히고 물과의 열교환 효율을 높인 냉각탱크(41)를 냉각 부위에 면접촉시켰다.

하우징(10)의 상면판에는 히트싱크(42)의 상부 위치에 맞게 배출구(12)가 조성되어 있어서, 히트싱트(42)를 통과한 공기를 하우징(10)의 외부로 배출되게 한다. 즉, 유입구(11)를 통해 하우징(10) 내부로 유입된 공기를 냉각수로 제습한 후 열전소자(40)의 발열 부위에 의해 가열하여 외부로 배출한다.

도 6에 도시한 바와 같이 히트싱트(42)의 하단에는 제2 팬(61)이 설치된 호퍼(43)가 설치된다. 여기서, 호퍼(43)는 상하로 관통된 구조이되, 히트싱크(42)의 하단에 이어지는 상부 개구가 제습 공간(S)에 이어지는 하부 개구보다 넓으며, 제2 팬(61)이 하부 개구에 설치되어서, 제습 공간(S)에서 제습된 공기를 히트싱크(42)를 향해 불어넣어 준다. 즉, 제1 팬(60)을 이용하여 외부 공기를 제습 공간(S)으로 불어넣고, 제습 공간(S)에서 제습한 공기를 제2 팬(61)을 이용하여 히트싱크(42)의 경유 후 배출구(12)를 통해 배출되게 하여서, 공기 흐름을 제어한다.

상기 배출구(12)는 하우징(10)의 상면판에 형성함으로써, 히트싱크(42)에 의해 가열된 공기의 상승 기류에 부합하여 공기 흐름이 원활하고, 본 발명에 따른 제습기를 예를 들면 욕실의 벽면 상부에 설치할 시에 가열된 공기를 천장 측에 머물게 하여 욕실 환풍기로 잘 빠져나가게 하면서, 제습기에서 나오는 더운 공기에 의해 불쾌감을 주지도 않게 된다.

상기 냉각수통(20)에 담아 놓는 냉각수는 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유하게 상기 워터펌프(50)로 순환시켜서 냉각시키며, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

워터펌프(50)는 냉각수를 냉각수통(20)의 일측에서 취수관(51)을 통해 취수하여 냉각탱크(41)로 압송하도록 배관 연결된다. 냉각탱크(41)에서 열교환되어 수온이 낮게 된 냉각수는 냉각수통(20)의 타측에서 방류관(52)을 통해 방류하도록 냉각탱크(41)와 냉각수통(20) 간에 배관 연결된다. 이에, 냉각수통(20)의 냉각수는 워터펌프(50)의 펌핑 동작에 의해서 냉각탱크(41)를 통과하는 순환 경로를 따라 이동하며 냉각된다.

이와 같이 냉각수를 워터펌프(50)로 순환시킴에 따라, 냉각수통(20)의 냉각수는 방류하는 타측에서 취수하는 일측을 향해 흘러가게 되므로, 제1 팬(60)에 의해 유입되는 외부 공기의 흐름 방향에 대해 역주행하는 흐름이 발생한다. 이러한 냉각수의 흐름 방향은 외부 공기의 흐름에 저항을 가하여 제습 효과를 높일 수 있다.

그런데, 냉각탱크(41)는 단열재로 단열하더라도 냉기가 유출되어 결로 현상이 발생할 수 있다. 이에, 냉각수통(20)의 상부측 제습 공간(S)과 열전소자(40)가 설치된 공간 사이를 구획하는 격벽은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 호퍼(43)의 하단이 관통된 구조이되, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 호퍼 형상 격벽(15a)으로 형성하고, 호퍼(43)의 하단 테두리와의 사이에 틈새(15b)를 주어서, 냉각수통(20)의 외측 표면에서 발생하는 응결수를 냉각수통(20)으로 받아내게 한다.

아울러, 상기 냉각수통(20)에는 냉각수의 온도를 측정하는 온도센서(73)가 장착되어서, 컨트롤러(70)는 냉각수를 적절한 온도로 유지하기 위해 온도센서(73)의 측정 온도를 이용한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 냉각수통(20)의 타측 부위에는 하우징(10)의 좌측면판을 관통하여 외부로 연장된 물 보충구(21)가 조성되어 있어서, 물 보충구(21)를 통해 물을 보충할 수 있다.

또한, 하우징(10)의 측면판에 구멍을 형성하여 그 구멍을 통해 외부로 인출 가능한 물탱크(30)가 냉각수통(20)의 하부에 배치되고, 냉각수통(20)의 냉각수 수위가 일정 수위를 초과할 시에 냉각수를 물탱크(30)로 배출하는 드레인관(22)이 설치되어 있다. 구체적으로 설명하면, 냉각수통(20)에는 상기한 일정 수위의 높이에서 시작하여 하부로 이어지는 홈(22a)을 조성하고 그 홈(22a)에 드레인관(22)의 상단을 연결하며, 드레인관(22)의 하단은 물탱크(30)를 향하도록 하부로 늘어뜨렸다.

이러한 구조에 의해서, 냉각수통(20)에서 제습에 의해 냉각수 수위가 상승하면 냉각수를 넘치지 아니하게 물탱크(30)로 배출하여서, 수위 조절한다. 그리고, 물탱크(30)의 수위가 높을 경우 물탱크(30)를 외부로 인출하여 비운 후 다시 장착할 수 있다. 아울러, 제습하지 아니할 시에 냉각수통(20)의 냉각수가 증발하여 수위가 낮아지면, 물 보충구(21)를 통해 보충할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 물탱크(30)에는 수위를 검출하는 수위검출기(74)가 설치되어 있어서, 컨트롤러(70)는 물탱크(30)의 수위가 미리 설정한 수위를 초과할 시에 물탱크(30)를 비울 것을 알리는 알람을 램프(77) 또는 스피커(78)로 발령한다. 수위검출기(74)는 예를 들면 상호 이격된 2개 도체로 구성할 수 있다. 이 경우, 2개 도체의 하단을 물탱크(30)의 알람 수위에 놓이게 한 후 2개 도체 사이에 전압을 인가하여 통전 유무를 검출함으로써, 물탱크(30)의 수위가 알람 수위에 도달할 시에 통전이 됨을 검출하여 알람 상황을 인지할 수 있다.

그리고, 컨트롤러(70)는 워터펌프(50)를 가동시킨 상황에서 워터펌프(50)가 무부하 운전할 시에 냉각수가 냉각수통(20)에 없는 것으로 인지하고, 물의 보충이 필요함을 알리는 알람을 램프(77) 또는 스피커(78)로 발령한다.

이와 같이 하우징(10) 내부 구조에 따라 하우징(10)의 외양 구조는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 구성된다.

하우징(10)의 전면판에는 습도센서(72), 버튼(75), 디스플레이어(76), 램프(77) 및 스피커(78)가 정면으로 보이게 장착되어서, 벽에 걸어놓은 상태에서 주변 공기의 습도를 정확하게 측정할 수 있고, 사용자와의 인터페이스를 용이하게 한다. 아울러, 하우징(10)의 내부에 수용한 물탱크(30)의 위치에 맞게 설치한 투시창(14)이 마련되어 있어서, 물탱크(30)에 담기는 물의 수위를 육안 검사할 수 있다.

하우징(20)의 우측면판에는 상기한 바와 같이 내부 냉각수통(20)의 설치 높이보다는 약간 높은 위치에 유입구(11)가 조성되고, 최하단에 내장한 물탱크(30)의 측면이 외부로 노출되게 하는 구멍이 있어서 물탱크(30)를 외부로 인출할 수 있게 하였다.

하우징(20)의 좌측면판에는 냉각수통(20)의 물 보충구(21)가 관통하여 외부로 노출되므로 냉각수통(20)에 물을 보충할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(20)의 좌측면판에는 내장한 열전소자(40)의 높이에 맞게 방향제 카트리지(16)가 설치되어 있다. 방향제 카트리지(16)는 일반적으로 액상, 고상, 아니면 젤리상의 방향제를 넣어놓은 통으로 구성되지만, 본 발명의 실시예에서는 소정의 온도로 상승할 시에 충분한 방향제 역할을 발휘하는 고상이나 아니면 젤리상의 방향제를 넣어놓은 것을 사용한다. 그리고, 방향제 카트리지(16)는 하우징(20)의 내부로 들어가는 부위가 열전소자(40)의 발열 부위에 장착한 히트싱크(42)의 열을 받을 수 있도록 히트싱크(42)에 접촉되게 장착한다. 이에, 열전소자(40)를 가동할 시에 방향 효과를 발휘하게 한다.

하우징(20)의 상면판에는 내장한 열전소자(40)의 상부 위치에 맞게 배출구(12)가 조성되어 있어서, 열전소자(40)의 히트싱크(42)를 통과한 공기를 배출구(12)를 통해 배출되게 하며, 컨트롤러(70) 및 전원부(71)가 내장된 공간을 외부와 연통시키기 위한 구멍도 조성하여서, 컨트롤러(70) 및 전원부(71)에서 발생하는 열을 방출할 수 있게 하였다.

하우징(20)의 배면판에는 벽걸이 홈(13)이 조성되어 있어서, 제습하고자 하는 실내의 벽에 걸어놓을 수 있게 한다. 여기서, 상기 벽걸이 홈(13)은 본 발명에 따른 제습기를 벽에 놓기 위한 것이므로, 예를 들면 고리와 같은 다양한 형태로 변형하여 구성할 수 있다.

상기 컨트롤러(70)는 제1 제습 동작이나 아니면 제2 제습 동작을 수행하도록 프로그램적으로 구성할 수 있다.

상기 제1 제습 동작을 하도록 구성한 컨트롤러(70)는 습도센서(72)로 측정되는 외부 공기의 습도가 미리 설정한 임계습도를 초과할 시에만 상기 제1,2 팬(60, 61)을 가동시켜서 외부 공기를 내부로 제습 공간(S)으로 유입시키고 냉각수통(20)의 냉각수로 제습하며, 아울러, 제습한 공기를 압송하여 히트싱크(42)를 통과시킨 후 외부로 배출시킨다. 제습 동작 중에 온도센서(73)로 측정되는 냉각수통(20)의 냉각수 온도가 미리 설정한 임계온도를 초과할 시에만 열전소자(40)에 전기를 공급하면서 냉각수를 워터펌프(50)로 순환시켜 미리 설정한 임계온도 이하로 유지되게 한다.

상기 제1 제습 동작에 의하면, 제습 동작을 수행할 시에만 제1,2 팬(60,61)을 가동시키고, 냉각수 온도를 낮출시에만 열전소자(40) 및 워터펌프(50)를 가동시키므로, 전력소비량이 적지만, 제습하고 있지 아니한 상태에서 실온에 의해 냉각수의 온도가 상승할 수 있고, 상승한 냉각수를 제습에 필요한 임계온도로 낮추는 데 많은 시간이 소요될 수 있다.

이런 소요 시간의 문제를 해결하기 위해서, 냉각수 온도를 항시 상기 임계온도로 유지하고, 습도가 임계습도를 초과할 시에 제1,2 팬(60, 61)을 가동하여도 좋지만, 이 경우는 전력 낭비가 심하다.

이에 따라, 본 발명은 제습 동작을 신속하게 수행하면서, 전력 낭비를 줄일 수 있는 제2 제습 동작을 하도록 상기 컨트롤러(70)를 구성할 수 있다.

상기 제2 제습 동작을 수행하도록 구성되는 컨트롤러(70)는 열전소자(40)에 공급하는 전력을 제어하여 열전소자(40)를 저전력 운전 및 풀전력 운전시킬 수 있고, 아래의 표 1에서 보여주는 제어동작을 수행하도록 프로그램화된다.

상황 변수		가동 상태
습도	냉각수 온도	열전소자	워터펌프	제1 팬	제2 팬
임계습도 초과	임계온도 초과	풀전력 운전	가동	가동	가동
임계습도 초과	임계온도 이하	저전력 운전	가동	가동	가동
임계습도 이하		정지	정지	정지	정지

여기서, 저전력 운전은 열전소자(40)의 발열 부위(또는 히트싱크)와 냉각 부위(또는 냉각탱크) 사이에 열전도에 의한 열교환이 발생되지 않을 정도의 저전력을 열전소자(40)에 공급하는 것이다.

풀전력 운전은 저전력 운전 시의 공급 전력보다 상대적으로 높은 전력을 공급하는 운전이며, 냉각수를 온도를 임계온도 이하로 낮추기 위해 하는 운전에 해당된다.

열전소자(40)는 전기를 공급하지 않은 상태에서는 발열 부위(또는 히트싱크)와 냉각 부위(또는 냉각탱크) 사이의 열전달 경로 역할을 하는 열전도체가 된다. 이에, 전기 공급을 중단하면 냉각 부위의 온도가 발열 부위와 같아지도록 열전도되어, 이후 전기를 공급하여 냉각수 온도를 낮출 시에 상기한 임계온도로 낮추는데 시간이 걸린다.

또한, 상대습도는 현재 온도의 포화수증기량에 대한 대기 중의 수증기량을 나타내며 불쾌지수와 직접적으로 관계되는 습도로서, 포화수증기량이 클수록 줄일 수 있으므로, 제습한 공기를 가열하여 낮출 수 있다.

따라서, 제2 제습 동작에서는 습도가 임계습도 이하일 시에는 열전소자(40), 워터펌프(50) 및 제1,2 팬(60, 61)을 정지시키지만, 습도가 임계습도를 초과하여 제습할 시에는 워터펌프(50) 및 제1,2 팬(60, 61)을 가동시킨 상태로 두고 냉각수 온도에 따라 열전소자(40)를 풀전력 운전 아니면 저전력 운전으로 가동시킨다.

이에, 냉각수 온도가 임계온도 이하일 때에는 저전력 운전시켜서 열전소자(40)의 열전도 현상을 방지하고, 제습한 공기를 미열로 가열한 후 배출하여 상대습도를 낮추며, 제습 동작에 따른 냉각수 온도의 상승이 서서히 이루어지게 한다. 그리고, 냉각수 온도가 미리 설정한 임계온도를 초과할 때에는 열전소자(40)를 풀전력 운전시켜 냉각수 온도를 신속하게 낮춘다.

한편, 습도가 임계습도 이하인 경우에 아래의 표 2에서 보여주는 바와 같이 열전소자(40)를 워터펌프(50) 및 제 2팬(61)과 연동시켜 냉각수 온도를 미리 설정한 유지온도 범위 내로 유지하도록, 프로그램화할 수도 있다.

여기서, 유지온도는 상기 임계온도보다는 상대적으로 높게 미리 설정한 범위를 갖게 한다.

상황 변수		가동 상태
습도	냉각수 온도	열전소자	워터펌프	제1 팬	제2 팬
임계습도 초과	임계온도 초과	풀전력 운전	가동	가동	가동
임계습도 초과	임계온도 이하	저전력 운전	가동	가동	가동
임계습도 이하	유지온도 상한 도달	풀전력 운전	가동	정지	가동
임계습도 이하	유지온도 하한 도달	저전력 운전	정지	정지	정지

표 2에 따르면, 습도가 임계습도 이하인 경우에 냉각수 온도에 따라 열전소자(40)를 풀전력 운전하거나 아니면 저전력 운전한다.

즉, 냉각수 온도가 유지온도 상한에 도달할 시에 열전소자(40)를 풀전력 운전시키고, 워터펌프(50) 및 제2 팬(61)을 가동시키며, 이러한 풀전력 운전은 냉각수 온도가 유지온도 하한에 도달할 때까지 계속한다.

여기서, 워터펌프(50)는 냉각수를 순환시켜 냉각수통(20)의 냉각수 온도를 낮추게 하며, 제2 팬(61)은 열전소자(40)를 풀전력 운전시킴에 따라 발열 부위(또는 히트싱트)에서 발생하는 열을 낮추기 위해서 가동시킨다. 이때, 제1 팬(60)을 가동시키지는 아니하지만 유입구(11)를 통해 외부 공기가 제급 공간(S)으로 유입된다. 그렇지만, 냉각수 온도가 상기 임계온도보다 높은 온도로 유지되어 제습 효과는 거의 없다고 볼 수 있다. 예를 들면, 임계온도를 5℃로 설정하고, 유지온도의 범위를 10~15℃로 한다면, 유지온도의 범위에 있는 냉각수로는 제습 효과가 매우 낮게 된다.

그리고, 냉각수 온도가 유지온도 하한에 도달할 시에 열전소자(40)를 저전력 운전시키고, 워터펌프(50) 및 제2 팬(61)은 정지시킨다. 여기서, 저전력 운전은 열전소자(40)를 정지시킬 시에 발생하는 발열 부위와 냉각 부위 간의 열전도 현상을 방지한다.

이와 같이, 임계습도 이하인 상황에서 열전소자를 가동시킴으로써, 제습하지 않는 상황에서도 냉각수 온도를 상기 유지온도 내로 유지하며, 제습할 시를 대비하므로, 제습을 시작할 시에 냉각수 온도를 신속하게 낮춰 제습 동작을 수행할 수 있다.

한편, 상기 버튼(75)은 상기한 임계습도, 임계온도 및 유지온도 상한/하한의 값을 설정하고, 제습기의 동작을 온오프하는 데 사용된다.

상기 디스플레이어(76)는 예를 들면 현재 습도 및 냉각수 온도의 온도를 출력하게 할 수 있다.

상기 램프(77)는 제습기의 온오프 상태, 알람 상태 등을 각각 구분하여 표시하는 복수의 램프로 구성할 수 있다.

상기 통신모듈(79)은 예를 들면 블루투스 연결 방식으로 스마트폰과 통신하며, 컨트롤러(70)는 알람 상황을 스마트폰에 전송하고, 스마트폰에서 음악을 전송받아 스피커(78)로 출력하도록 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 제습기는 통신모듈(79)을 통한 근거리무선통신으로 스마트 폰에 일반적으로 설치 사용하는 날씨 앱과 연동하여서, 현재 습도를 전송받고, 실외 공기 습도에 따라 상기 임계습도를 조절하게 프로그램화할 수 있다. 임계습도의 조절은 실외 습도가 높을수록 임계습도의 값을 낮추는 방식을 채용할 수 있다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 제습기의 정면도(도 7), 하우징(10)을 배면판만 남기고 나머지 부위를 제거하여 내부 모습을 보여주는 정면 사시도(도 8), 및 도 8 상태의 정면도(도 9)가 도시되어 있다.

도 7 내지 도 9에 도시한 실시예에 따르면, 제1 팬(60)은 둘레방향을 따라 감싸는 물레방아(60a)와 일체로 구성되어, 물레방아(60a)를 회전시킴에 따라 외부 공기를 유입구(11)를 통해 제습 공간(S)으로 불어 넣는 송풍 동작을 수행한다.

그리고, 제1 팬(60)은 냉각수통(20)의 일측 수면 위에 배치되게 장착되고, 방류관(52)의 끝단을 수직으로 세워 물레방아(60a)의 상부에 배치되도록 방류관(52)을 배관 설치하여서, 방류관(52)을 통해 냉각수통(20)으로 낙하하는 냉각수에 의해 물레방아(60a)을 회전시킨다. 이에, 제1 팬(60)은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예에서 전기모터로 회전시켜야 하지만, 물레방아와 일체화함으로써 전기모터를 사용하지 아니하고도 회전시킬 수 있다.

여기서, 방류관(52)을 제1 팬(60)의 상부에 이르도록 배관하였으므로, 취수관(51)은 열전소자(40)의 하부측에서 냉각수통(20)의 냉각수를 취수하도록 배관하였다.

또한, 도 7에 도시한 바와 하우징(10)의 전면판에는 물레방아(60a)와 일체로 된 제1 팬(60)의 위치에 맞게 수차용 투시창(14a)이 구비되어서, 물레방아(60a)를 수차용 투시창(14a)를 통해 볼 수 있게 하며, 이에, 실내 장식성 조형물의 가치도 있다.

또한, 물레방아(60a)는 워터펌프(50)의 가동 중에만 회전하므로, 워터펌프(50)의 동작상태를 육안으로 알 수 있다.

그런데, 표 2를 참조하여 설명한 제습 동작을 살펴보면, 습도가 임계습도를 초과할 시에 워터펌프(50)와 제1 팬(60)을 함께 가동시키지만, 습도가 임계습도 이하일 경우에는 냉각수 온도에 따라 워터펌프(50)를 가동시키거나 아니면 정지시키고 제1 팬(60)은 정지시킨 상태로 둔다고 하였다.

하지만, 제습을 위한 임계온도보다 상대적으로 제습 효과가 미미한 유지온도로 냉각수를 유지하는 상황에서는 제1 팬을 가동하더라도 제습 효과가 미미하므로, 물레방아(60a)와 일체로 된 제1 팬(60)을 워터펌프(50)와 연동시키더라도 표 2를 참조하여 설명한 동작과의 차이는 작다고 하겠다.

더욱이, 열전소자(40)를 풀전력 운전하는 중에 제2 팬(61)만 가동시켜 발열 부위의 열을 방열하는 경우보다 제1 팬(60)을 함께 가동시키는 것이 발열 부위의 방열 효과가 높다.

한편, 본 발명에 따른 제습기는 제습 공간(S)을 통과하는 공기 중의 미세먼지를 냉각수로 제거하여 공기정화기능을 갖게 할 수 있다.

이를 위해서, 방류관(52)의 단부를 냉각수통(20)에 담긴 냉각수의 수면 위에 배치하여서, 워터펌프(50)에 의해 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유한 후 방류관(52)을 통해 냉각수통(20)으로 돌아오는 냉각수를 냉각수통(20)의 수면 위에서 낙하시킨다. 이에 따라, 수면 위의 제습 공간(S)을 통과하는 공기 중의 미세먼지는 낙하하는 냉각수에 의해 걸려져 제거된다.

미세먼지의 제거율을 높이기 위해서, 방류관(52)의 단부에 분무기(미도시)를 설치할 수도 있다.

예를 들면, 분무기(미도시)는 방류관(52)으로 분출되는 냉각수를 복수의 노즐을 통해 분사되게 하여 제습 공간(S)으로 분무하는 구조나 아니면 방류관(52)으로 분출되는 냉각수를 충격판에 부딪치게 하여 제습 공간(S)으로 분무되게 하는 구조를 채용할 수 있다. 여기서, 냉각수는 워터펌프(50)에 의해 방류관(52)의 단부에서 가압 분출되므로, 노즐이나 아니면 충격판을 이용하여 제습 공간(S)으로 분무된다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

S : 제습 공간
10 : 하우징 11 : 유입구 12 : 배출구
13 : 벽걸이 홈 14 : 투시창 14a : 수차용 투시창
15 : 격벽 15a : 호퍼 형상 격벽 16 : 방향제 카트리지
20 : 냉각수통 21 : 물 보충구 22 : 드레인관
30 : 물탱크
40 : 열전소자 41 : 냉각탱크 42 : 히트싱크
43 : 호퍼
50 : 워터펌프 51 : 취수관 52 : 방류관
60, 60A : 제1 팬 61 : 제2 팬
70 : 컨트롤러 71 : 전원부 72 : 습도센서
73 : 온도센서 74 : 수위검출기 75 : 버튼
76 : 디스플레이어 77 : 램프 78 : 스피커
79 : 통신모듈

Claims

삭제
외부 공기를 유입구(11)를 통해 내부로 유입시키고 컨트롤러(70)에 의해 전기 공급이 단속되는 내부의 열전소자(40)를 이용하여 유입 공기를 제습한 후 배출구(12)를 통해 배출하는 제습기에 있어서,
냉각수를 담아 놓은 냉각수통(20)의 수면 위에 제습 공간(S)을 마련하여, 외부 공기를 제습 공간(S)으로 유입시켜 냉각수로 제습하고, 제습한 제습 공간(S)의 공기를 열전소자(40)의 발열 부위로 가열한 후 배출구(12)로 배출시키며, 냉각수통(20)의 냉각수를 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유하게 워터펌프(50)로 순환시켜 냉각시키되,
상기 냉각수통(20)은 일측의 유입구(11) 하부에서 시작하여 타측의 열전소자(40) 하부까지 이어져서, 상기 제습 공간(S)은 일측의 유입구(11)에서 타측의 열전소자(40)까지 이어진 통로로 형성되며,
유입구(11)에 제1 팬(60)이 장착되어, 제1 팬(60)에 의해 제습 공간(S)으로 유입된 공기가 상기 냉각수통(20)에 담긴 냉각수의 수면 위를 따라 이동한 후 열전소자(40)의 발열 부위를 통과하게 함을 특징으로 하는 제습기.
제 2항에 있어서,
상기 열전소자(40)의 발열 부위 하단에는 제2 팬(61)이 구비되고,
상기 배출구(12)는 상기 열전소자(40)의 발열 부위 상부에 구비되며,
제습 공간(S)의 공기를 제2 팬(61)에 의해 상승시켜 열전소자(40)의 발열 부위를 통과하게 한 후, 배출구(12)를 통해 상부로 배출되게 함을 특징으로 하는 제습기.
제 3항에 있어서,
냉각수통(20)의 냉각수 온도를 측정하는 온도센서와 외부 공기의 습도를 측정하는 습도센서를 구비하고,
상기 컨트롤러(70)는 습도가 미리 설정한 임계습도를 초과할 시에만 상기 제1,2 팬(60,61)을 가동하여 제습하며, 제습하는 중에 측정되는 냉각수 온도가 미리 설정한 임계온도를 초과할 시에만 열전소자(40)에 전기를 공급하면서 냉각수를 워터펌프(50)로 순환시켜 냉각수 온도를 임계온도 이하로 유지함을 특징으로 하는 제습기.
제 3항에 있어서,
냉각수통(20)의 냉각수 온도를 측정하는 온도센서와 외부 공기의 습도를 측정하는 습도센서를 구비하고,
상기 컨트롤러(70)는 열전소자(40)에 공급하는 전력을 제어하여 저전력 운전 및 저전력 운전 시의 공급 전력보다 상대적으로 높은 전력을 공급하는 풀전력 운전하게 하되, 습도가 임계습도 이하일 시에는 열전소자(40), 워터펌프(50) 및 제1,2 팬(60, 61)을 정지시키고, 습도가 임계습도를 초과할 시에는 워터펌프(50) 및 제1,2 팬(60, 61)을 가동시킨 상태에서 냉각수 온도가 미리 설정한 임계온도를 초과할 때에 열전소자(40)를 풀전력 운전시키고 냉각수 온도가 임계온도 이하일 때에 열전소자(40)를 저전력 운전시킴을 특징으로 하는 제습기.
제 5항에 있어서,
상기 컨트롤러(70)는 습도가 임계습도 이하일 시에는 제1 팬(60)을 정지시킨 상태를 유지하되,
냉각수 온도가 임계온도보다 상대적으로 높게 미리 설정한 유지온도 상한에 도달할 시에 열전소자(40)를 풀전력 운전시키고 워터펌프(50) 및 제2 팬(61)을 가동시키며,
냉각수 온도가 임계온도보다 높고 유지온도 상한보다 낮게 미리 설정한 유지온도 하한에 도달할 시에 열전소자(40)를 저전력 운전시키고 워터펌프(50) 및 제2 팬(61)은 정지시킴을 특징으로 하는 제습기.
제 2항에 있어서,
상기 냉각수통(20)의 하부에는 물탱크(30)가 배치되며, 냉각수통(20)의 수위가 일정 수위를 초과할 시에 냉각수를 물탱크(30)로 배출하는 드레인관(22)에 의해 수위 조절되게 함을 특징으로 하는 제습기.
제 7항에 있어서,
상기 냉각수통(20)은 외부에서 물을 공급하기 위한 물 보충구(21)를 구비하고, 상기 물탱크(30)는 외부로 인출 가능하며,
상기 컨트롤러(70)는 워터펌프(50)가 무부하 운전할 시에 냉각수가 냉각수통(20)에 없는 것으로 인지하고 알람하며, 물탱크(30)의 수위를 수위검출기(74)로 감지하여 미리 설정한 수위를 초과할 시에 알람함을 특징으로 하는 제습기.
제 2항에 있어서,
상기 제1 팬(60)은 둘레방향을 따라 감싸는 물레방아(60a)와 일체로 구성되어 물레방아의 회전에 의해 외부 공기를 유입시키며,
워터펌프(50)에 의해 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유한 후 냉각수통(20)으로 돌아오는 냉각수를 물레방아(60a)를 회전시키며 냉각수통(20)으로 낙하되게 함을 특징으로 하는 제습기.
제 2항에 있어서,
워터펌프(50)에 의해 열전소자(40)의 냉각 부위를 경유한 후 냉각수통(20)으로 돌아오는 냉각수를 냉각수통(20)의 수면 위에서 분무하여 수면 위의 제습 공간(S)을 통과하는 공기 중의 미세먼지를 제거함을 특징으로 하는 제습기.