KR101665936B1 - 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법 - Google Patents

주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는, 가변적으로 공기의 유로를 제어하여 수분의 흡착 후 탈착 또는 탈착 후 흡착하는 과정에서 발생하는 시간 간극을 보완함으로써 연속적으로 제습 냉방 또는 가습 난방을 하고, 지역난방수와 냉각수로 가열 및 냉각되고 수분흡착제가 코팅된 열교환기를 사용하여 장치 부피를 줄임으로써 공간활용을 증대시키는 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법에 관한 것을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 주거용 냉난방제습장치는 제습 또는 가습이 수행되는 제1장치부, 제1장치부와 교대로 제습 또는 가습이 수행되는 제2장치부를 포함한다.

Description

주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법{Dehumidifying cooling and heating apparatus of house structure and method of dehumidified cooling and humidified heating using the same}
본 발명은 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가변적으로 공기의 유로를 제어하여 수분의 흡착 후 탈착 또는 탈착 후 흡착하는 과정에서 발생하는 시간 간극을 보완함으로써 연속적으로 제습 냉방 또는 가습 난방을 하고, 수분흡착제가 코팅된 열교환기를 사용하여 장치 부피를 줄임으로써 공간활용을 증대시키는 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법에 관한 것이다.
일반적인 냉난방시스템은, 냉방 시에는 에어컨을 작동하게 되며 이 때의 에어컨은 압축기의 힘으로 냉매를 순환시키면서 공기를 냉각시키게 되고, 난방 시에는 전기히터 또는 온수를 이용하여 난방을 수행하게 된다.
이와 같은 냉난방시스템에서는, 냉방 시 압축기의 힘으로 냉매를 순환시키는 과정에서 잠열부하로 인하여 시스템 성능의 감소를 가져온다는 문제점이 있다. 또한, 난방을 수행하는 과정에서 전기히터 또는 온수를 가열하기 위한 보일러가 필요하고 가습을 위해서는 별도의 가습장치를 추가해야 하는 문제점이 있다.
그리고, 종래기술은 제습로터를 사용함으로써 공기 중 수분의 흡착과 탈착이 별도로 이루어져, 수분의 흡착이 포화상태가 된 후 탈착시키고 다시 흡착을 준비하는 과정에서 제습이 중단되는 문제점이 있다.
대한민국특허 제10-1362663호(발명의 명칭: 제습장치)에 흡입된 제습을 위한 공기 중 일부가 통과하는 제 1 제습 로터, 흡입된 제습을 위한 공기 중 다른 일부가 통과하는 제 2 제습 로터, 제습을 위한 공기가 유동되는 제습유로, 제습 유로로 공기가 강제 유동되도록 하는 제습 송풍팬, 각 제습 로터의 재생을 위한 공기가 유동되는 재생유로, 재생 유로 내부에서 공기가 강제 유동되도록 하는 재생 송풍팬, 재생 유로 상에 제공되는 히터 및 제습 로터를 통과하기 전의 공기와 재생 유로 상의 공기가 열교환되도록 하는 열교환기가 포함된 제습장치가 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 난방 시 지역난방수를 사용하여 별도의 전기히터와 보일러를 사용하지 않고, 별도의 제습장치 및 가습장치를 사용하지 않아, 단순한 구조로 이루어져 공간활용을 증대시키는 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 냉방 시 제습을 통하여 증발기에서 잠열부하를 감소시킴으로써 성능 감소를 방지할 수 있는 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 공기 중 수분의 흡착과 탈착이 구분된 장치부에 의해 동시에 이루어져 제습 및 가습의 중단이 없는 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 냉방 시 제습된 공기가 증발기에 유입됨으로 응축수가 발생하지 않아 별도의 배관이 요구되지 않으므로 비용이 절감될 수 있고, 난방 시 지역난방수를 사용하고 전기히터 및 보일러 등을 사용하지 않아 소비전력의 사용량을 감소시킬 수 있는 주거용 냉난방제습장치와 이를 이용한 제습냉방 및 가습난방 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 제습 또는 가습이 수행되는 제1장치부; 상기 제1장치부와 교대로 제습 또는 가습이 수행되는 제2장치부;를 포함하여 이루어지고, 상기 제1장치부 또는 상기 제2장치부 중 어느 하나가 통과하는 공기 중의 수분에 대해 흡착을 수행하는 동안, 상기 제1장치부 또는 상기 제2장치부 중 다른 하나는 흡수된 수분에 대해 탈착을 수행하는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1장치부 및 상기 제2장치부는 각각 통과하는 공기 중의 수분에 대해 흡착과 탈착을 교번적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주거용 냉난방제습장치는, 상기 제1장치부 및 상기 제2장치부와 선택적으로 공기 유로의 연결이 가능하고 실내의 공기가 유입되는 제1흡기구; 상기 제1장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외의 공기가 유입되는 제2흡기구; 및 상기 제2장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외의 공기가 유입되는 제3흡기구를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주거용 냉난방제습장치는, 상기 제1장치부 및 상기 제2장치부와 선택적으로 공기 유로의 연결이 가능하고 실내로 공기가 배출되는 제1배기구; 상기 제1장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외로 공기가 배출되는 제2배기구; 및 상기 제2장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외로 공기가 배출되는 제3배기구를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주거용 냉난방제습장치는, 상기 제1흡기구로부터 유입 받은 실내 공기가 상기 제1장치부를 통과하는 제1-1전단유로; 상기 제1흡기구로부터 유입 받은 실내 공기가 상기 제2장치부를 통과하는 제1-2전단유로; 상기 제2흡기구로부터 유입 받은 실외 공기가 상기 제1장치부를 통과하는 제2-1전단유로; 및 상기 제3흡기구로부터 유입 받은 실외 공기가 상기 제2장치부를 통과하는 제3-2전단유로를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주거용 냉난방제습장치는, 상기 제1장치부를 통과한 공기가 상기 제1배기구를 통해 실내로 배출되는 제1-1후단유로; 상기 제1장치부를 통과한 공기가 상기 제2배기구를 통해 실외로 배출되는 제1-2후단유로; 상기 제2장치부를 통과한 공기가 상기 제1배기구를 통해 실내로 배출되는 제2-1후단유로; 및 상기 제2장치부를 통과한 공기가 상기 제3배기구를 통해 실외로 배출되는 제2-3후단유로를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주거용 냉난방제습장치는, 상기 제1흡기구 또는 상기 제2흡기구로부터 상기 제1장치부로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제1분리장치; 상기 제1흡기구 또는 상기 제3흡기구로부터 상기 제2장치부로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제2분리장치; 상기 제1장치부로부터 상기 제1배기구 또는 상기 제2배기구로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제3분리장치; 및 상기 제2장치부로부터 상기 제1배기구 또는 상기 제3배기구로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제4분리장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1장치부는 표면에 수분흡착제가 코팅된 제1열교환기를 포함하여 이루어지고, 상기 제2장치부는 표면에 수분흡착제가 코팅된 제2열교환기를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1분리장치, 상기 제2분리장치, 상기 제3분리장치 및 상기 제4분리장치는 댐퍼로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기는, 각각 표면에 코팅된 수분흡착제에 의해 통과하는 공기 중의 수분이 흡착되는 동안에는 투입된 냉각수가 흡착 시 발생하는 흡착열을 제거하는 기능을 구비하고, 상기 수분흡착제에 흡착된 수분이 탈착되는 동안에는 투입된 지역난방수가 코팅된 수분흡착제를 가열하는 기능을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1열교환기가 상기 제1장치부를 통과하는 공기를 제습하는 동안 상기 제2열교환기는 코팅된 수분흡착제를 가열하고, 상기 제1열교환기가 코팅된 수분흡착제를 가열하는 동안 상기 제2열교환기는 상기 제2장치부를 통과하는 공기를 제습할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1-1전단유로, 상기 제1-2전단유로, 상기 제2-1전단유로 및 상기 3-2전단유로는 흡기와 배기 간 압력 차이를 이용하여 공기의 유동속도 및 유동량을 상승시키는 송풍기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1배기구는 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기에서 제습된 공기를 냉각시키는 증발기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주거용 냉난방제습장치는, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기에서 수분의 흡착 및 탈착이 교번적으로 수행되도록 제어하고, 상기 제1분리장치 내지 상기 제4분리장치를 제어하여 공기 유로가 형성되도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 냉각수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계; (b) 상기 제1-1전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제1열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제1-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제2-3후단유로로 배출하는 단계; (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 냉각수가 투입되는 단계; 및 (d) 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제1-2후단유로로 배출하고, 동시에 상기 제1-2전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제2열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제2-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 실내순환 제습 냉방 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 냉각수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계; (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제1열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제1-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제1-2전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제2-3후단유로로 배출하는 단계; (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 냉각수가 투입되는 단계; 및 (d) 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제1-1전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제1-2후단유로로 배출하고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제2열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제2-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 환기 제습 냉방 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 냉각수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계; (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제1열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제1-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제2-3후단유로로 배출하는 단계; (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 냉각수가 투입되는 단계; 및 (d) 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제1-2후단유로로 배출하고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제2열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제2-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 외기도입 제습 냉방 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계; (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 외부의 공기가 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제1-2후단유로로 배출되고, 동시에 상기 제1-2전단유로로 유입된 공기가 상기 제2열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 2-1후단유로로 배출되는 단계; (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단된 단계; 및 (d) 상기 제1-1전단유로로 유입된 공기가 상기 제1열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제1-1후단유로로 배출되며, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 외부의 공기가 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제2-3후단유로로 배출되는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 실내순환 가습 난방 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계; (b) 상기 제1-1전단유로로 유입된 실내의 공기가 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제1-2후단유로로 배출되고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 상기 제2열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제2-1후단유로로 배출되는 단계; (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단된 단계; 및 (d) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 상기 제1열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제1-1후단유로로 배출되며, 동시에 상기 제1-2전단유로로 유입된 실내의 공기가 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제2-3후단유로로 배출되는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 환기 가습 난방 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계; (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 실외의 공기가 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제1-2후단유로로 배출되고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 상기 제2열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제2-1후단유로로 배출되는 단계; (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단된 단계; 및 (d) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 상기 제1열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제1-1후단유로로 배출되며, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 실외의 공기가 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제2-3후단유로로 배출되는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 외기도입 가습 난방 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 난방 시 지역난방수를 사용하여 별도의 전기히터와 보일러를 사용하지 않고, 별도의 제습장치 및 가습장치를 사용하지 않아, 단순한 구조로 이루어져 공간활용을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 냉방 시 제습을 통하여 증발기에서 잠열부하를 감소시킴으로써 성능 감소를 방지할 수 있고, 에너지소비량을 절감하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 공기 중 수분의 흡착과 탈착이 동시에 이루어져 제습 및 가습의 중단이 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 냉방 시 제습된 공기가 증발기에 유입됨으로 응축수가 발생하지 않아 별도의 배관이 요구되지 않으므로 비용이 절감될 수 있고, 난방 시 지역난방수를 사용하고 전기히터 및 보일러 등을 사용하지 않아 소비전력의 사용량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 주거용 냉난방제습장치의 개략도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 실내순환 제습 냉방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 환기 제습 냉방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 외기도입 제습 냉방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 실내순환 가습 난방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 환기 가습 난방 방법의 공기유로에 대한 모 식도이다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 외기도입 가습 난방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 주거용 냉난방제습장치의 개략도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 주거용 냉난방제습장치는, 제습 또는 가습이 수행되는 제1장치부(10), 제1장치부(10)와 교대로 제습 또는 가습이 수행되는 제2장치부(20)를 포함하여 이루어질 수 있고, 제1장치부(10) 또는 제2장치부(20) 중 어느 하나가 통과하는 공기 중의 수분에 대해 흡착을 수행하는 동안, 제1장치부(10) 또는 제2장치부(20) 중 다른 하나는 흡수된 수분에 대해 탈착을 수행할 수 있다.
제1장치부(10) 및 제2장치부(20)는 각각 통과하는 공기 중의 수분에 대해 흡착과 탈착을 교번적으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 제1장치부(10)와 제2장치부(20)는 하나의 시스템에 의해 제어될 수 있다.
주거용 냉난방제습장치는, 제1장치부(10) 및 제2장치부(20)와 선택적으로 공기 유로의 연결이 가능하고 실내의 공기가 유입되는 제1흡기구(110), 제1장치부(10)와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외의 공기가 유입되는 제2흡기구(210), 제2장치부(20)와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외의 공기가 유입되는 제3흡기구(310)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
주거용 냉난방제습장치는, 제1장치부(10) 및 제2장치부(20)와 선택적으로 공기 유로의 연결이 가능하고 실내로 공기가 배출되는 제1배기구(120), 제1장치부(10)와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외로 공기가 배출되는 제2배기구(220), 제2장치부(20)와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외로 공기가 배출되는 제3배기구(320)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
주거용 냉난방제습장치는, 제1흡기구(110)로부터 유입 받은 실내 공기가 제1장치부(10)를 통과하는 제1-1전단유로(1110), 제1흡기구(110)로부터 유입 받은 실내 공기가 제2장치부(20)를 통과하는 제1-2전단유로(1120), 제2흡기구(210)로부터 유입 받은 실외 공기가 제1장치부(10)를 통과하는 제2-1전단유로(1210), 제3흡기구(310)로부터 유입 받은 실외 공기가 제2장치부(20)를 통과하는 제3-2전단유로(1320)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
주거용 냉난방제습장치는, 제1장치부(10)를 통과한 공기가 제1배기구(120)를 통해 실내로 배출되는 제1-1후단유로(2210), 제1장치부(10)를 통과한 공기가 제2배기구(220)를 통해 실외로 배출되는 제1-2후단유로(2120), 제2장치부(20)를 통과한 공기가 제1배기구(120)를 통해 실내로 배출되는 제2-1후단유로(2210), 제2장치부(20)를 통과한 공기가 제3배기구(320)를 통해 실외로 배출되는 제2-3후단유로(2230)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 4개의 전단유로와 4개의 후단유로에 대해서 설명하고 있으며, 그 외의 가능한 유로는 제1분리장치(510), 제2분리장치(520), 제3분리장치(530) 및 제4분리장치(540)에 의해 제한된다.
주거용 냉난방제습장치는, 제1흡기구(110) 또는 제2흡기구(210)로부터 제1장치부(10)로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제1분리장치(510), 제1흡기구(110) 또는 제3흡기구(310)로부터 제2장치부(20)로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제2분리장치(520), 제1장치부(10)로부터 제1배기구(120) 또는 제2배기구(220)로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제3분리장치(530), 및 제2장치부(20)로부터 제1배기구(120) 또는 제3배기구(320)로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제4분리장치(540)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
제1분리장치(510), 제2분리장치(520), 제3분리장치(530) 및 제4분리장치(540)는 댐퍼로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 제1분리장치(510), 제2분리장치(520), 제3분리장치(530) 및 제4분리장치(540)가 단익의 분류 댐퍼로 구성될 수 있다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 나비형 댐퍼, 루버 댐퍼 등도 설치 위치와 댐퍼의 숫자 변경에 의해 사용될 수 있다.
제1장치부(10)는 표면에 수분흡착제가 코팅된 제1열교환기(410)를 포함하여 이루어지고, 제2장치부(20)는 표면에 수분흡착제가 코팅된 제2열교환기(420)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1열교환기(410) 및 제2열교환기(420)는, 각각 표면에 코팅된 수분흡착제에 의해 통과하는 공기 중의 수분이 흡착되는 동안에는 투입된 냉각수가 흡착 시 발생하는 흡착열을 제거하는 기능을 구비하고, 수분흡착제에 흡착된 수분이 탈착되는 동안에는 투입된 지역난방수가 코팅된 수분흡착제를 가열하는 기능을 구비할 수 있다.
수분흡착제는 흡착하는 과정에서 열이 발생할 수 있고, 그에 따른 흡착열은 각 열교환기에 냉각수를 투입해서 제거하여 제습의 효율을 극대화할 수 있다.
수분흡착제는, 온도가 낮을 때는 수분을 흡착하는 성질을 가지고, 온도가 높을 때는 수분의 운동에너지가 상승하여 수분이 탈착되는 성질을 가질 수 있다.
수분흡착제에 요구되는 성능은 높은 흡습성, 낮은 재생온도를 들 수 있다.
흡습성이 높아야 재생/제습 사이클 주기를 길게 할 수 있어 유리하고, 재생온도가 낮아야 수분흡착제의 가열부 구성을 단순하게 할 수 있는 장점이 있다.
이러한 수분흡착제로는 제올라이트, 실리카겔, 알루미나를 적용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 제올라이트 또는 실리카겔을 적용한다.
실리카겔은 작은 구멍들이 서로 연결되어 그물조직을 이루고, 그 사이에 용매인 물 등이 들어간 고형화된 비결정형의 입자인데, 표면적이 넓어 수분을 흡수하는 성능이 뛰어나다.
제올라이트는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물인 광물을 총칭하는 것이며, 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 결합구조는 유지되므로, 수분 및 미립 물질을 흡착할 수 있는 특성이 있다.
그리고, 열교환기를 수분흡착제 액체에 딥(Dip) 코팅 방법으로 담근 후, 해당 열교환기를 건조시키고 200~500 ℃ 조건에서 소성하는 과정에 의해 수분흡착제는 열교환기에 코팅될 수 있으나, 반드시 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다.
제1열교환기(410)가 제1장치부(10)를 통과하는 공기를 제습하는 동안 제2열교환기(420)는 코팅된 수분흡착제를 가열하고, 제1열교환기(410)가 코팅된 수분흡착제를 가열하는 동안 제2열교환기(420)는 제2장치부(20)를 통과하는 공기를 제습할 수 있다.
가열된 수분흡착제 주위로 유입된 공기가 지나갈 때 해당 공기가 가열되어 난방을 수행할 수 있다.
제1-1전단유로(1110), 제1-2전단유로(1120), 제2-1전단유로(1210) 및 3-2전단유로(1320)는 흡기와 배기 간 압력 차이를 이용하여 공기의 유동속도 및 유동량을 상승시키는 송풍기(600)를 포함할 수 있다.
이때, 송풍기(600)가 제1열교환기(410) 및 제2열교환기(420)에 대하여 후단유로 방향에 구비되어 제1-1후단유로(2110), 제1-2후단유로(2120), 제2-1후단유로(2210) 및 제2-3후단유로(2230)가 송풍기(600)를 포함할 수 있다.
제1배기구(120)는 제1열교환기(410) 또는 제2열교환기(420)에서 제습된 공기를 냉각시키는 증발기(700)를 더 포함할 수 있다.
증발기(700)는 제습 냉방 모드에서만 구동하고, 가습 난방 모드에서는 구동하지 않을 수 있다. 증발기(700)는 냉수코일 장치로 변경될 수 있다.
증발기(700)에서 공기의 냉각이 일어나는 경우, 공기의 수분이 증발기(700)에 도달 전에 제습되므로, 잠열부하를 발생시키지 않아 증발기(700)의 성능 감소를 방지할 수 있고, 응축수가 발생하지 않아 드레인을 시키는 별도의 배관 등이 필요 없어 비용을 절감할 수 있다.
증발기(700)는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기(700)로 구성된 냉방사이클의 일부분일 수 있다.
제습 및 가습 기능을 갖는 공기조화기는, 제1열교환기(410) 및 제2열교환기(420)에서 수분의 흡착 및 탈착이 교번적으로 수행되도록 제어하고, 제1분리장치(510) 내지 제4분리장치(540)를 제어하여 공기 유로가 형성되도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부는 제1열교환기(510) 및 제2열교환기(520)에 온수와 냉각수가 선택적으로 투입 및 배출되도록 제어하여, 수분이 흡착되는 제습 시 냉방을 하고 수분이 탈착되는 가습 시 난방을 하도록 할 수 있다.
그리고, 제어부는 각 구성요소의 센서와 연결되어 제습 냉방 또는 가습 난방 시 실내에서 요구하는 습도, 온도 등을 자동으로 제어할 수 있다.
상기 제어부는 마이크로컨트롤러나 DSP 등의 프로세서 코어가 장착된 임베디드 시스템일 수 있다. 그에 따라 지속적인 제습 냉방 또는 가습 난방에 최적화하여 신뢰성과 성능을 향상시킬 수 있다. 또는 제어부는 특정 하드웨어 장치의 롬이나 플래시 메모리에 내장하는 소프트웨어인 펌웨어를 이용할 수 있다. 다만, 제어부의 구성이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 하단에서는 주거용 냉난방제습장치를 이용한 제습 냉방 방법 및 가습 난방 방법에 대해 설명하며, 전단유로와 후단유로는 제1열교환기(410)와 제2열교환기(420)를 기준으로 형성된다. 전단유로의 앞 번호는 흡기구의 번호를 지시하고, 전단유로의 뒤의 번호는 열교환기의 번호를 지시한다. 그리고 후단유로의 앞 번호는 열교환기의 번호를 지시하고, 후단유로의 뒤의 번호는 배기구의 번호를 지시한다.
이하 하단에서 전단유로와 후단유로가 형성 시 각 분리장치가 가변적으로 공기의 유로를 제어하는데, 이에 대한 별도의 설명 없이 전단유로와 후단유로가 형성되면 그에 따른 각 분리장치의 위치 변경이 선행된 것으로 본다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 실내순환 제습 냉방 방법의 공기 유로에 대한 모식도이다.
첫째, 도2의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제1-1전단유로(1110)와 제1-1후단유로(2110)가 형성되며 제1열교환기(410)에 냉각수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제3-2전단유로(1320)와 제2-3후단유로(2230)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수가 투입될 수 있다.
둘째, 제1-1전단유로(1110)로 유입된 공기의 수분이 제1열교환기(410)의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 제1-1후단유로(2110)로 유동해서 증발기(700)에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 제3-2전단유로(1320)로 유입된 공기가 해당 수분을 제2-3후단유로(2230)로 배출할 수 있다. [도2의 (a) 참조]
셋째, 도2의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-2후단유로(1120)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제1-2전단유로(1120)와 제2-1후단유로(2210)가 형성되며 제2열교환기(420)에 냉각수가 투입될 수 있다.
넷째, 가열된 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 제2-1전단유로(1210)로 유입된 공기가 해당 수분을 제1-2후단유로(2120)로 배출하고, 동시에 제1-2전단유로(1120)로 유입된 공기의 수분이 제2열교환기(420)의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 제2-1후단유로(1210)로 유동해서 증발기(700)에 의해 냉각되어 배출될 수 있다. [도2의 (b) 참조]
상기 각 단계는 순차적으로 반복하여 수행될 수 있다.
상기 주거용 냉난방제습장치를 이용한 실내순환 제습 냉방 방법의 첫째 단계에서, 냉각수 및 지역난방수의 투입과 배출은 삼방밸브(800)에 의해 일어날 수 있다. 이하 제습 냉방 방법과 가습 난방 방법에서 냉각수 및 지역난방수의 투입과 배출은 삼방밸브(800)에 의해 일어날 수 있다.
하나의 열교환기에서 수분의 흡착이 수행되면 동시에 다른 열교환기에서 수분의 탈착이 일어나는데, 냉각수가 배출되고 지역난방수가 투입되거나 지역난방수가 배출되고 냉각수가 투입되는 중간단계가 있을 수 있다. 냉방 시에는, 하나의 열교환기에 지역난방수를 투입하여 수분의 탈착을 시킨 후 지역난방수를 배출하고, 냉각수를 투입하여 제습 냉방 가능한 상태가 되었을 때 공기의 유로가 변경될 수 있다. 다만 이는 다른 열교환기에서 제습 냉방이 계속 수행되면서 이루어지는 중간단계이므로, 연속적으로 제습 냉방이 수행되는 본 발명의 효과는 유지될 수 있다. 이하의 각 제습 냉방 방법에서도 동일하다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 환기 제습 냉방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
첫째, 도3의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-1후단유로(2110)가 형성되며 제1열교환기(410)에 냉각수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제1-2전단유로(1120)와 제2-3후단유로(2230)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수가 투입될 수 있다.
둘째, 제2-1전단유로(1210)로 유입된 공기의 수분이 제1열교환기(410)의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 제1-1후단유로(2110)로 유동해서 증발기(700)에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 제1-2전단유로(1120)로 유입된 공기가 해당 수분을 제2-3후단유로(2230)로 배출할 수 있다. [도3의 (a) 참조]
셋째, 도3의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제1-1전단유로(1110)와 제1-2후단유로(2120)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제2-2전단유로(1320)와 제2-1후단유로(2210)가 형성되며 제2열교환기(420)에 냉각수가 투입될 수 있다.
넷째, 가열된 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 제1-1전단유로(1110)로 유입된 공기가 해당 수분을 제1-2후단유로(2120)로 배출하고, 동시에 제2-2전단유로(1320)로 유입된 공기의 수분이 제2열교환기(420)의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 제2-1후단유로(2210)로 유동해서 증발기(700)에 의해 냉각되어 배출할 수 있다. [도3의 (b) 참조]
상기 각 단계는 순차적으로 반복하여 수행될 수 있다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 외기도입 제습 냉방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
첫째, 도4의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-1후단유로(2110)가 형성되며 제1열교환기(410)에 냉각수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제2-2전단유로(1320)와 제2-3후단유로(2230)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수가 투입될 수 있다.
둘째, 제2-1전단유로(1210)로 유입된 공기의 수분이 제1열교환기(410)의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 제1-1후단유로(2110)로 유동해서 증발기(700)에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 제3-2전단유로(1320)로 유입된 공기가 해당 수분을 제2-3후단유로(2230)로 배출할 수 있다. [도4의 (a) 참조]
셋째, 도4의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-2후단유로(2120)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제2-2전단유로(1320)와 제2-1후단유로(2210)가 형성되며 제2열교환기(420)에 냉각수가 투입될 수 있다.
넷째, 가열된 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 제2-1전단유로(1210)로 유입된 공기가 해당 수분을 제1-2후단유로(2120)로 배출하고, 동시에 제2-2전단유로(1320)로 유입된 공기의 수분이 제2열교환기(420)의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 제2-1후단유로(2210)로 유동해서 증발기(700)에 의해 냉각되어 배출될 수 있다. [도4의 (b) 참조]
상기 각 단계는 순차적으로 반복하여 수행될 수 있다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 실내순환 가습 난방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
첫째, 도5의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-2후단유로(2120)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제1-2전단유로(1120)와 제2-1후단유로(2210)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수가 투입될 수 있다.
둘째, 제2-1전단유로(1210)로 유입된 외부의 공기가 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 제1-2후단유로(2120)로 배출되고, 동시에 제1-2전단유로(1120)로 유입된 공기가 제2열교환기(420)에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 제2-1후단유로(2210)로 배출될 수 있다. [도5의 (a) 참조]
셋째, 도5의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제1-1전단유로(1110)와 제1-1후단유로(2110)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제2-2전단유로(1320)와 제2-3후단유로(2230)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단될 수 있다.
넷째, 제1-1전단유로(1110)로 유입된 공기가 제1열교환기(410)에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 제1-1후단유로(2110)로 배출되며, 동시에 제2-2전단유로(1320)로 유입된 외부의 공기가 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 제2-3후단유로(2230)로 배출될 수 있다. [도5의 (b) 참조]
상기 각 단계는 순차적으로 반복하여 수행될 수 있다.
하나의 열교환기에서 수분의 흡착이 수행되면 동시에 다른 열교환기에서 수분의 탈착이 일어나는데, 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단된 하나의 열교환기에 지역난방수를 투입하는 중간단계가 있을 수 있다. 난방 시에는, 하나의 열교환기에 수분이 흡착되면 지역난방수를 투입하여 가습 난방 가능한 상태가 되었을 때 공기의 유로가 변경될 수 있다. 다만 이는 다른 열교환기에서 가습 난방이 계속 수행되면서 이루어지는 중간단계이므로, 연속적으로 가습 난방이 수행되는 본 발명의 효과는 유지될 수 있다. 이하의 각 가습 난방 방법에서도 동일하다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 환기 가습 난방 방법의 공기유로에 대한 모 식도이다.
첫째, 도6의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제1-1전단유로(1110)와 제1-2후단유로(2120)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제2-2전단유로(1320)와 제2-1후단유로(2210)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수가 투입될 수 있다.
둘째, 제1-1전단유로(1110)로 유입된 실내의 공기가 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 제1-2후단유로(2120)로 배출되고, 동시에 제2-2전단유로(1320)로 유입된 공기가 제2열교환기(420)에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 제2-1후단유로(2210)로 배출될 수 있다. [도6의 (a) 참조]
셋째, 도6의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-1후단유로(2110)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제1-2전단유로(1120)와 제2-3후단유로(2230)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단될 수 있다.
넷째, 제2-1전단유로(1210)로 유입된 공기가 제1열교환기(410)에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 제1-1후단유로(2110)로 배출되며, 동시에 제1-2전단유로(1120)로 유입된 실내의 공기가 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 제2-3후단유로(2230)로 배출될 수 있다. [도6의 (b) 참조]
상기 각 단계는 순차적으로 반복하여 수행될 수 있다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 외기도입 가습 난방 방법의 공기유로에 대한 모식도이다.
첫째, 도7의 (a)에서 보는 바와 같이, 1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-2후단유로(2120)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제2-2전단유로(1320)와 제2-1후단유로(2210)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수가 투입될 수 있다.
둘째, 제2-1전단유로(1210)로 유입된 실외의 공기가 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 제1-2후단유로(2120)로 배출되고, 동시에 제2-2전단유로(1320)로 유입된 공기가 제2열교환기(420)에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 제2-1후단유로(2210)로 배출될 수 있다. [도7의 (a) 참조]
셋째, 도7의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1장치부(10)에 대하여 제2-1전단유로(1210)와 제1-1후단유로(2110)가 형성되며 제1열교환기(410)에 지역난방수가 투입되고, 동시에 제2장치부(20)에 대하여 제2-2전단유로(1320)와 제2-3후단유로(2230)가 형성되며 제2열교환기(420)에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단될 수 있다.
넷째, 제2-1전단유로(1210)로 유입된 공기가 제1열교환기(410)에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 제1열교환기(410)의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 제1-1후단유로(2110)로 배출되며, 동시에 제2-2전단유로(1320)로 유입된 실외의 공기가 제2열교환기(420)의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 제2-3후단유로(2230)로 배출될 수 있다. [도7의 (b) 참조]
상기 각 단계는 순차적으로 반복하여 수행될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 제1장치부 20 : 제2장치부
110 : 제1흡기구 120 : 제1배기구
210 : 제2흡기구 220 : 제2배기구
310 : 제3흡기구 320 : 제3배기구
410 : 제1열교환기 420 : 제2열교환기
510 : 제1분리장치 520 : 제2분리장치
530 : 제3분리장치 540 : 제4분리장치
600 : 송풍기 700 : 증발기
800 : 삼방밸브 1110 : 제1-1전단유로
1120 : 제1-2전단유로 1210 : 제2-1전단유로
1320 : 제3-2전단유로 2110 : 제1-1후단유로
2120 : 제1-2후단유로 2210 : 제2-1후단유로
2230 : 제2-3후단유로

Claims (20)

  1. 주거용 냉난방제습장치에 있어서,
    제습 또는 가습이 수행되는 제1장치부;
    상기 제1장치부와 교대로 제습 또는 가습이 수행되는 제2장치부;
    상기 제1장치부 및 상기 제2장치부와 선택적으로 공기 유로의 연결이 가능하고 실내의 공기가 유입되는 제1흡기구;
    상기 제1장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외의 공기가 유입되는 제2흡기구;
    상기 제2장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외의 공기가 유입되는 제3흡기구;
    상기 제1장치부 및 상기 제2장치부와 선택적으로 공기 유로의 연결이 가능하고 실내로 공기가 배출되는 제1배기구;
    상기 제1장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외로 공기가 배출되는 제2배기구;
    상기 제2장치부와 공기 유로의 연결 및 차단이 가능하고 실외로 공기가 배출되는 제3배기구;
    상기 제1흡기구로부터 유입 받은 실내 공기가 상기 제1장치부를 통과하는 제1-1전단유로;
    상기 제1흡기구로부터 유입 받은 실내 공기가 상기 제2장치부를 통과하는 제1-2전단유로;
    상기 제2흡기구로부터 유입 받은 실외 공기가 상기 제1장치부를 통과하는 제2-1전단유로; 및
    상기 제3흡기구로부터 유입 받은 실외 공기가 상기 제2장치부를 통과하는 제3-2전단유로;
    상기 제1장치부를 통과한 공기가 상기 제1배기구를 통해 실내로 배출되는 제1-1후단유로;
    상기 제1장치부를 통과한 공기가 상기 제2배기구를 통해 실외로 배출되는 제1-2후단유로;
    상기 제2장치부를 통과한 공기가 상기 제1배기구를 통해 실내로 배출되는 제2-1후단유로;
    상기 제2장치부를 통과한 공기가 상기 제3배기구를 통해 실외로 배출되는 제2-3후단유로;
    상기 제1흡기구 또는 상기 제2흡기구로부터 상기 제1장치부로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제1분리장치;
    상기 제1흡기구 또는 상기 제3흡기구로부터 상기 제2장치부로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제2분리장치;
    상기 제1장치부로부터 상기 제1배기구 또는 상기 제2배기구로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제3분리장치; 및
    상기 제2장치부로부터 상기 제1배기구 또는 상기 제3배기구로 가변적으로 공기 유로를 연결해주는 제4분리장치;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1장치부 또는 상기 제2장치부 중 어느 하나가 통과하는 공기 중의 수분에 대해 흡착을 수행하는 동안, 상기 제1장치부 또는 상기 제2장치부 중 다른 하나는 흡수된 수분에 대해 탈착을 수행하고,
    상기 제1장치부 및 상기 제2장치부는 각각 통과하는 공기 중의 수분에 대해 흡착과 탈착을 교번적으로 수행하며,
    상기 제1장치부는 표면에 수분흡착제가 코팅된 제1열교환기를 포함하여 이루어지고, 상기 제2장치부는 표면에 수분흡착제가 코팅된 제2열교환기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1분리장치, 상기 제2분리장치, 상기 제3분리장치 및 상기 제4분리장치는 댐퍼로 구성되는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기는, 각각 표면에 코팅된 수분흡착제에 의해 통과하는 공기 중의 수분이 흡착되는 동안에는 투입된 냉각수가 흡착 시 발생하는 흡착열을 제거하는 기능을 구비하고, 상기 수분흡착제에 흡착된 수분이 탈착되는 동안에는 투입된 지역난방수가 코팅된 수분흡착제를 가열하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환기가 상기 제1장치부를 통과하는 공기를 제습하는 동안 상기 제2열교환기는 코팅된 수분흡착제를 가열하고,
    상기 제1열교환기가 코팅된 수분흡착제를 가열하는 동안 상기 제2열교환기는 상기 제2장치부를 통과하는 공기를 제습하는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1-1전단유로, 상기 제1-2전단유로, 상기 제2-1전단유로 및 상기 3-2전단유로는 흡기와 배기 간 압력 차이를 이용하여 공기의 유동속도 및 유동량을 상승시키는 송풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1배기구는 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기에서 제습된 공기를 냉각시키는 증발기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기에서 수분의 흡착 및 탈착이 교번적으로 수행되도록 제어하고, 상기 제1분리장치 내지 상기 제4분리장치를 제어하여 공기 유로가 형성되도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주거용 냉난방제습장치.
  15. 청구항 1의 주거용 냉난방제습장치를 이용한 실내순환 제습 냉방 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 냉각수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계;
    (b) 상기 제1-1전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제1열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제1-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제2-3후단유로로 배출하는 단계;
    (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 냉각수가 투입되는 단계; 및
    (d) 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제1-2후단유로로 배출하고, 동시에 상기 제1-2전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제2열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제2-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되는 단계;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 실내순환 제습 냉방 방법.
  16. 청구항 1의 주거용 냉난방제습장치를 이용한 환기 제습 냉방 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 냉각수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계;
    (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제1열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제1-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제1-2전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제2-3후단유로로 배출하는 단계;
    (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 냉각수가 투입되는 단계; 및
    (d) 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제1-1전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제1-2후단유로로 배출하고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제2열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제2-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되는 단계;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 환기 제습 냉방 방법.
  17. 청구항 1의 주거용 냉난방제습장치를 이용한 외기도입 제습 냉방 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 냉각수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계;
    (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제1열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제1-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되고, 동시에 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제2-3후단유로로 배출하는 단계;
    (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 냉각수가 투입되는 단계; 및
    (d) 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 흡착된 수분이 탈착되고 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 해당 수분을 상기 제1-2후단유로로 배출하고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기의 수분이 상기 제2열교환기의 수분흡착제에 흡착되고 제습된 해당 공기가 상기 제2-1후단유로로 유동해서 증발기에 의해 냉각되어 배출되는 단계;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 외기도입 제습 냉방 방법.
  18. 청구항 1의 주거용 냉난방제습장치를 이용한 실내순환 가습 난방 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계;
    (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 외부의 공기가 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제1-2후단유로로 배출되고, 동시에 상기 제1-2전단유로로 유입된 공기가 상기 제2열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 2-1후단유로로 배출되는 단계;
    (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단된 단계; 및
    (d) 상기 제1-1전단유로로 유입된 공기가 상기 제1열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제1-1후단유로로 배출되며, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 외부의 공기가 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제2-3후단유로로 배출되는 단계;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 실내순환 가습 난방 방법.
  19. 청구항 1의 주거용 냉난방제습장치를 이용한 환기 가습 난방 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제1-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계;
    (b) 상기 제1-1전단유로로 유입된 실내의 공기가 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제1-2후단유로로 배출되고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 상기 제2열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제2-1후단유로로 배출되는 단계;
    (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제1-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단된 단계; 및
    (d) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 상기 제1열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제1-1후단유로로 배출되며, 동시에 상기 제1-2전단유로로 유입된 실내의 공기가 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제2-3후단유로로 배출되는 단계;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 환기 가습 난방 방법.
  20. 청구항 1의 주거용 냉난방제습장치를 이용한 외기도입 가습 난방 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-2후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-1후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수가 투입되는 단계;
    (b) 상기 제2-1전단유로로 유입된 실외의 공기가 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제1-2후단유로로 배출되고, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 공기가 상기 제2열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제2-1후단유로로 배출되는 단계;
    (c) 상기 제1장치부에 대하여 상기 제2-1전단유로와 상기 제1-1후단유로가 형성되며 상기 제1열교환기에 지역난방수가 투입되고, 동시에 상기 제2장치부에 대하여 상기 제3-2전단유로와 상기 제2-3후단유로가 형성되며 상기 제2열교환기에 지역난방수 및 냉각수의 투입이 중단된 단계; 및
    (d) 상기 제2-1전단유로로 유입된 공기가 상기 제1열교환기에 의해 가열되고 해당 공기가 가열된 상기 제1열교환기의 수분흡착제에서 탈착된 수분에 의해 가습되어 상기 제1-1후단유로로 배출되며, 동시에 상기 제3-2전단유로로 유입된 실외의 공기가 상기 제2열교환기의 수분흡착제에서 수분이 흡착되고 수분이 제거된 해당 공기가 상기 제2-3후단유로로 배출되는 단계;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 (a)단계 내지 상기 (d)단계는 순차적으로 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 외기도입 가습 난방 방법.
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