KR101786419B1 - 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기 - Google Patents

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고재곤
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Abstract

본 발명은 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기에 관한 것으로, 양 측면에 각각 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)가 각각 형성된 제습기 하우징(10)과; 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 공기 유입구(11)를 통해 유입되는 공기를 냉각 및 제습하는 증발기(20)와; 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 증발기(20)에서 배출되는 냉매를 압축하는 압축기(30)와; 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 증발기(20)를 거친 냉매가 유입되면서 증발기(20)를 통과한 저온 저습의 공기를 가열하는 응축기(40)와; 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 응축기(40)를 거친 냉매를 팽창시켜 증발기(20)로 공급하는 팽창밸브(50)와; 응축기(40)를 통과하면서 가열된 공기를 공기 배출구(12)를 통해 배출하는 팬유닛(60)과; 제습기 하우징(10)에 설치되어 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작을 제어하는 제어부(70) 및; 제습기 하우징(10)에 장탈착되면서 공기 배출구(12)로 배출되는 공기를 이용하여 식품을 건조시킬 수 있도록 복수 개의 판 형상의 건조대(93)가 내부에 구비되는 건조기 하우징(90);으로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이러한 구성에 의해 본 발명은 제습기와 건조기를 겸용으로 사용할 수 있고, 또한 증발열과 응축열을 모두 사용하여 식품을 건조시킬 수 있기 때문에 건조 효율을 크게 높일 수 있다.

Description

제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기{Heat Pump-type Dryer Combined with Dehumidifier}
본 발명은 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 필요에 따라 제습기나 건조기로서 그 용도를 쉽게 변경하여 사용할 수 있으며, 건조기로서 사용할 때에는 냉동사이클로부터 생산되는 증발열과 응축열을 모두 건조에 사용할 수 있어 건조효율이 향상된 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기에 관한 것이다.
벼, 보리, 고추 등의 농산물이나 생선이나 해초 등의 수산물(이하 '농수산물'이라 통칭한다.)을 장기간 보관하거나 저장하기 위해 건조기 등을 사용하여 건조시키게 되는데, 이와 같이 건조기를 사용하여 식품을 건조하면 시간과 장소에 구애받지 않고 많은 양의 열을 가할 수 있기 때문에 자연건조 방법에 비해 훨씬 짧은 시간 내에 많은 양을 농수산물을 한꺼번에 건조시킬 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 종래의 식품 건조기는 화석연료나 전기히터를 이용하여 공기를 가열한 다음, 가열된 공기를 급기팬을 이용하여 건조기 내의 농수산물에 공급함으로써 농수산물을 건조시키고 있으며, 이와 같이 화석연료나 전기히터를 사용하여 농수산물을 건조시키는 경우에는 농수산물로부터 증발된 다량의 수분이 건조기 내부에 존재하게 되면서 건조기의 건조효율이 크게 저하되며, 이 때문에 주기적으로 건조기 내부의 공기를 배출하여 공기 중의 습도를 낮춰야 하고, 이 과정에서 많은 열에너지가 공기와 함께 건조기의 외부로 방출되기 때문에 열에너지의 손실이 크다는 단점이 있다.
또한 손실된 열에너지의 양만큼의 다시 열을 공급해 주어야 하기 때문에 효율적이지 못하고, 따라서 최근에는 다량의 수분이 포함된 공기를 외부로 배출하는 대신, 공기 중의 수분을 제거(제습)하는 제습식 식품 건조기가 개발되고 있으며, 이에 대한 하나의 예로서 공개실용신안공보 제2009-0011183호에 개시된 '제습식 식품 건조기'를 들 수 있는데, 상기 특허문헌에 개시된 제습식 식품 건조기는 도 1에 도시된 바와 같이 건조 대상물이 투입되는 건조실(100)과, 건조실(100)로부터 배출된 공기를 제습하는 냉온소자가 장착된 제습기(110)와, 제습된 공기를 다시 건조실(100)로 유입되도록 공기의 순환 유로를 형성하는 순환 덕트(120)와, 냉온소자로부터 방출되는 고온의 열에너지를 순환공기에 가열하는 열매체 히터(130)와, 순환 덕트(120)의 공기를 순환시킬 수 있도록 전기모터를 장착한 팬(140)으로 이루어진 것이다.
그러나 상기와 같은 구조의 제습식 식품 건조기는 히터(130)를 이용하여 내부의 공기를 반복하여 재가열하기 때문에 다습한 공기 중의 수분을 충분히 제습하기에는 많은 열에너지가 지속적으로 사용되고, 더욱이 공기 중의 수분이 충분히 제습되지 못하면 식품이 충분히 건조되는 데까지 상당한 시간이 소요되기 때문에 건조기의 가동 시간이 길어지며, 그 결과 에너지의 사용량이 크게 증가하는 것에 비해 상대적으로 건조기의 건조 효율은 낮다는 문제가 있다.
또한 일반 가정에서는 식품을 건조시키기 위해 건조기를 이용하는 일수가 많지 않고, 따라서 연중 대부분의 기간 동안에는 건조기가 사용되지 않으며, 단순히 보관되기 때문에 건조기의 사용 효율도 떨어진다는 문제가 있다.
또한 일반 가정에서는 실내공기를 제습하기 위해 제습기를 이용하는 일수가 많지 않으며, 따라서 연중 대부분의 기간 동안 제습기를 단순히 보관하는 데에 그치고 있기 때문에 제습기의 사용 시간이 1∼2개월 정도에 지나지 않는다.
따라서 제습기를 사용하지 않을 때에는 건조기로서 변경하여 사용할 수 있으며, 또한 건조기에 있어서 열에너지의 손실을 줄일 수 있으면서 건조 효율을 높여 건조기의 가동시간을 줄임으로써 건조기의 소비 에너지를 줄일 수 있는 개선된 구조의 건조기의 개발이 요구된다.
KR 20-2009-0011183 U KR 10-2015-0051353 A KR 10-2009-0069912 A KR 10-1336461 B1
본 발명은 상기와 같은 종래의 제습식 식품 건조기가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 건조기를 사용하지 않을 때에는 제습기로서 변경 사용할 수 있으며, 또한 열에너지의 손실을 줄일 수 있으면서도 건조 효율이 높은 히트펌프 타입 건조기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기를, 양 측면에 각각 공기 유입구와 공기 배출구가 각각 형성된 제습기 하우징과; 제습기 하우징의 내부에 설치되며 공기 유입구를 통해 유입되는 공기를 냉각 및 제습하는 증발기와; 제습기 하우징의 내부에 설치되며 증발기로부터 배출되는 냉매를 압축하는 압축기와; 제습기 하우징의 내부에 설치되며 증발기를 거친 냉매가 유입되면서 증발기를 통과한 저온 저습의 공기를 가열하는 응축기와; 제습기 하우징의 내부에 설치되며 응축기를 거친 냉매를 팽창시켜 증발기로 공급하는 팽창밸브와; 응축기를 통과하면서 가열된 공기를 공기 배출구를 통해 배출하는 팬유닛과; 제습기 하우징에 설치되어 압축기와 팬유닛의 동작을 제어하는 제어부 및; 제습기 하우징에 장탈착되면서 공기 배출구로 배출되는 공기를 이용하여 식품을 건조시킬 수 있도록 복수 개의 판 형상의 건조대가 내부에 구비되는 건조기 하우징;으로 구성하는 것에 의해 달성된다.
그리고 본 발명은 제습기 하우징 또는 건조기 하우징의 내측 하부쪽에 응축수 용기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 공기 유입구와 증발기 사이, 응축기와 공기 배출구 사이에는 각각 온습도센서가 설치되고, 제어부는 온습도센서에서 검출되는 온습도 정보에 기초하여 압축기와 팬유닛의 동작을 제어하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더하여 본 발명은 건조기 하우징이 제습기 하우징이 내측에 삽입되며, 공기 유입구와 공기 배출구가 각각 형성된 위치에 대응되는 위치에 공기 배출구와 공기 유입구가 형성된 제습기 수용부와; 제습기 수용부의 상부쪽에 위치하면서 복수 개의 건조대가 수용되는 건조대수용부와; 건조대수용부를 통과한 공기를 공기 유입구를 통해 제습기 수용부쪽으로 재유입시키는 공기순환유로;를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 건조기 하우징의 내부에 원통 모양의 제습기 수용부가 구비되고, 제습기 수용부에는 원통 모양의 제습기 하우징이 회전 가능하게 결합되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한 본 발명은 원통 모양의 제습기 하우징의 내측에 설치되는 증발기와 응축기의 상, 하단에는 각각 상, 하부격판이 각각 설치되어 유로로 기능함으로써 증발기에 유입된 공기는 응축기를 통해서만 외부로 배출되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
더욱이 본 발명은 상, 하부격판의 양단이 각각 증발기와 응축기의 상하단과, 공기 유입구와 공기 배출구를 서로 연결하도록 길이가 연장되어 형성되고, 제습기 하우징과 상부 격판 사이에는 각각 관통공이 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더하여 본 발명은 응축수 용기에 역류 방지용 밸브가 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명은 증발기를 이용하여 건조기 하우징으로부터 제습기 하우징의 내부로 유입되는 공기를 냉각시켜 공기 속에 포함된 습기를 제거하고, 응축기를 이용하여 공기를 가열하여 건조기 하우징의 내부로 공급함으로써 증발열과 응축열을 모두 이용하기 때문에 에너지 이용효율이 높다.
그리고 본 발명은 건조기를 사용하지 않을 때에는 건조기 하우징으로부터 제습기 하우징을 분리하여 제습기로서 독립적으로 사용할 수 있기 때문에 필요에 따라 자유로이 건조기 또는 제습기로서 그 용도를 변경하여 사용할 수 있다.
도 1은 종래의 제습식 식품 건조기의 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기의 예를 보인 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 제습기 하우징의 예를 보인 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 건조기 하우징의 예를 보인 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기를 건조기로 사용하는 예를 보인 사용 상태도,
도 6은 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기를 제습기로 사용하는 예를 보인 사용 상태도,
도 7은 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기의 제습기 하우징이 원통형으로 형성되어 제습기 모드로 사용되는 예를 보인 사용 상태도,
도 8은 도 7에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기가 건조기 모드로 사용되는 예를 보인 사용 상태도,
도 9는 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기와 일반 전기 히터식 건조기의 건조 효율의 차이를 비교한 그래프이다.
이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 열에너지의 손실을 줄일 수 있으면서도 건조 효율이 높고, 또한 건조기를 사용하지 않을 때에는 제습기로서 변경 사용할 수 있는 히트펌프 타입 건조기를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기는 도 2에 도시된 바와 같이 제습기 하우징(10), 증발기(20), 압축기(30), 응축기(40), 팽창밸브(50), 팬유닛(60), 제어부(70) 및 건조기 하우징(90)을 포함한다.
제습기 하우징(10)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 사각 박스 형상의 케이싱으로서 그 내부에는 냉동사이클(히트펌프)을 구성하는 증발기(20), 압축기(30), 응축기(40) 및 팽창밸브(50)가 설치될 수 있도록 수용공간이 형성되고, 그 일측에는 외기가 수용공간으로 유입되는 공기 유입구(11)가 형성되며, 타측에는 수용공간으로 유입된 공기가 배출(토출)되도록 공기 배출구(12)가 형성된다.
그리고 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)에는 각각 수용 공간의 내부로 먼지나 이물질 등이 쉽게 유입되지 못하도록 메시 형태의 망 또는 필터가 설치되며, 공기 배출구(12)에는 토출되는 공기의 방향을 사용자가 적절하게 조절할 수 있도록 방향조절판(도시하지 않음)이 설치된다.
또한 제습기 하우징(10)의 외측면에는 사용자가 제습기 또는 건조기로의 동작을 제어할 수 있도록 후술하는 제어부(70)가 설치되며, 제습기 하우징(10)의 저면에는 복수 개의 바퀴가 설치되어 사용자가 필요에 따라 쉽게 위치를 이동시킬 수 있도록 구성된다.
제습기 하우징(10)의 내부에 마련된 수용공간에는 히트펌프를 구성하는 증발기(20), 압축기(30), 응축기(40) 및 팽창밸브(50)가 각각 설치되고, 이러한 히트펌프를 구성하는 부품들에 의해 제습기 하우징(10)의 공기 유입구(11)로 유입된 공기는 증발기(20)를 거쳐 냉각 제습된 다음, 응축기(40)를 통과하면서 가열된 후 공기 배출구(12)를 통해 제습기 하우징(10)의 외부로 배출되게 된다.
상기와 같은 히트펌프의 구성 부품 중 증발기(20)는 제습기 하우징(10)의 공기 유입구(11)에 근접 설치되고, 응축기(40)는 공기 배출구(12)에 근접 설치되며, 이러한 증발기(20)와 응축기(40)의 상류측과 하류측에는 각각 이들을 연결하는 냉매 유로가 설치됨으로써 이를 통해 냉매가 순환되고, 증발기(20)에서 응축기(40)로 냉매가 흐르도록 연결된 유로상에는 냉매를 압축하여 고온 고압 상태로 만드는 압축기(30)가 설치되며, 응축기(40)로부터 증발기(20)에 냉매가 흐르도록 연결된 유로 상에는 팽창밸브(50)가 설치된다.
상기와 같은 히트펌프를 이루는 구성 부품들에 의해 제습기 하우징(10)에 형성된 공기 유입구(11)를 통해 수용공간으로 유입된 공기는 증발기(20)를 거치면서 냉각 및 제습되고, 이와 같이 냉각 및 제습된 공기는 다시 응축기(40)를 통과하면서 가열된 다음, 공기 배출구(12)를 통해 실내로 배출되거나 또는 후술하는 건조기 하우징(90)의 내부로 배출된다.
제습기 하우징(10)의 내부에는 공기 유입구(11)를 통해 공기가 수용공간으로 유입한 다음, 공기 배출구(12)쪽으로 배출될 수 있도록 팬유닛(60)이 설치되며, 이러한 팬유닛(60)은 공기 배출구(12)에 인접 설치됨으로서 제습기 하우징(10) 내부 수용공간의 공기가 공기 배출구(12)를 통해 쉽게 배출되고, 이 과정에서 제습기 하우징(10)의 내부 압력이 낮아지면서 공기 유입구(11)를 통해 외부의 공기가 원활하게 유입되며, 이러한 구조에 의해 후술하는 건조기 하우징(90)으로 제습된 공기를 공급할 때 팬유닛(60)을 제어함으로써 건조기 하우징(90)의 내부로 공급하는 건조 공기의 풍량과 풍속 등을 쉽고도 정확하게 조절할 수 있게 된다.
제습기 하우징(10)의 외측면에는 압축기(30)와 팬유닛(60) 등의 동작을 제어할 수 있도록 제어부(70)가 설치되며, 이러한 제어부(70)는 터치스크린 또는 LCD로 이루어지는 디스플레이와 복수 개의 온오프 버튼 및 풍량(풍속)을 조절하기 위한 버튼(또는 노브) 등의 구성을 포함한다.
그리고 제어부(70)는 제습기 하우징(10)의 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)측의 공기 온도에 따라 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작을 제어하게 되는데, 이를 위해 제습기 하우징(10)의 공기 유입구(11)와 증발기(20) 사이와, 공기 배출구(12)와 응축기(40) 사이에 각각 온습도센서(71, 72)가 설치되며, 제어부(70)는 이들 온습도센서(71, 72)에서 검출된 온습도 정보에 기초하여 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작을 적절하게 제어하게 된다.
제습기 하우징(10)의 내부에는 증발기(20)의 하부쪽 수용공간에 응축수 용기(80)가 구비되어 다습한 공기가 증발기(20)와 접촉되면서 냉각될 때 공기 중의 수분이 응축되어 증발기(20)의 표면에 맺힌 응축수가 낙하하여 응축수 용기(80)에 저장되며, 이러한 응축수 용기(80)는 서랍 등에 적용되는 슬라이딩 구조에 의해 사용자가 인출하여 내부에 담긴 응축수를 쉽게 버릴 수 있도록 구성된다.
제습기 하우징(10)의 공기 배출구(12)쪽에는 건조기 하우징(90)이 안착 설치되며, 이러한 건조기 하우징(90)은 사용자가 필요에 따라 제습기 하우징(10)에 장, 탈착함으로서 제습기 또는 건조기로서 그 용도를 변경할 수 있다.
상기와 같은 기능을 가지는 건조기 하우징(90)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 내부에는 제습기 하우징(10)이 삽입 설치되고, 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)가 형성된 위치에 각각 대응되는 위치에 공기 배출구(91)와 공기 유입구(92)가 각각 형성된 제습기 수용부(A)와, 제습기 수용부(A)의 상부쪽에 위치하면서 복수 개의 건조대(93)가 수용되는 건조대수용부(B)와, 건조대수용부(B)를 통과한 공기를 공기 유입구(91)를 통해 제습기 수용부(A)쪽으로 재유입시키는 공기순환유로(C)를 포함한다.
이때 복수 개의 건조대(93)는 각각 판 형상을 가지면서 상하로 적층되어 건조대수용부(B)에 수납되고, 건조대(93)의 바닥면에는 건조대(93)가 상하로 적층되었을 때 공기가 아래쪽의 건조대(93)를 통과하여 상부쪽의 건조대(93)로 흐르도록 바닥면에 다수의 관통공(도시하지 않음)이 형성된다.
이상과 같은 구조로 이루어진 본 발명의 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기는 사용자가 필요에 따라 건조기 또는 제습기로 용도를 변경하여 사용할 수 있으며, 이러한 본 발명의 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기를 건조기로서 사용할 때에는 도 5에 도시된 바와 같이 건조기 하우징(90)의 제습기 수용부(A)에 제습기 하우징(10)을 삽입하여 설치함으로써 제습기 하우징(10)의 공기 유입구(11)와 건조기 하우징(90)의 공기 배출구(91)가 서로 연통되고, 제습기 하우징(10)의 공기 배출구(12)는 건조기 하우징(90)의 공기 유입구(92)와 서로 연통되도록 위치된다.
다음, 건조기 하우징(90)의 건조대수용부(B)에는 적정 크기로 잘라진 식품을 고르게 펼쳐 놓은 건조대(93)가 적층되어 수납되며, 사용자가 제어부(70)를 조작하여 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작을 제어하면 제습기 하우징(10) 내부의 공기가 팬유닛(60)에 의해 공기 배출구(12)를 통해 배출되면서 건조기 하우징(90)의 건조대수용부(B)를 통과한 다음, 공기순환유로(C)를 통해 건조기 하우징(90)의 공기 배출구(91)를 통해 재차 제습기 하우징(10)의 내측으로 유입되어 위 과정을 반복하면서 순환하게 된다.
상기와 같이 제습기 하우징(10)의 내부 공기가 건조기 하우징(90)을 거쳐 순환하는 동안 공기는 증발기(20)와 응축기(40)를 차례로 통과하면서 냉각 제습된 다음, 재가열되는 과정을 반복하게 되고, 이에 의해 건조대(93)에 수용된 식품의 수분이 점차 증발되어 건조됨과 동시에 공기 중의 수분은 증발기(20)의 하부쪽에 위치하는 응축수 용기(80)에 저장되게 된다.
또한 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입의 건조기의 용도를 변경하여 제습기로서 사용하고자 할 때에는 도 6에 도시된 바와 같이 건조기 하우징(90)에서 제습기 하우징(10)을 꺼내어 독립적으로 운용하게 되며, 이 경우에는 제어부(70)를 조절하여 제습모드로 동작시킨 상태에서 팬유닛(60)의 동작을 제어하여 외기(실내 공기)를 공기 유입구(11)를 통해 제습기 하우징(10) 내부의 수용공간으로 도입한 다음, 공기 배출구(12)를 통해 외측으로 배출하며, 이 과정에서 공기는 증발기(20)와 응축기(40)를 차례로 통과하면서 냉각 제습 및 가열되고, 이에 의해 공기 중의 수분이 제거되면서 제습기로서 기능하게 된다.
위에서는 제습기 하우징(10)과 건조기 하우징(90)이 별도로 제작하여 제습기 하우징(10)을 건조기 하우징(90)의 제습기 수용부(A)로부터 탈착시킨 상태에서 선택적으로 제습기로 사용하는 것으로 하여 설명하였으나, 이와 같이 제습기로 사용할 때에는 건조기 하우징(90)을 따로 보관해야 하기 때문에 사용의 불편이 있을 수 있다.
이에 본 발명에서는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제습기 하우징(10)을 원통 모양으로 형성하고, 건조기 하우징(90)의 제습기 수용부(A)도 원통 모양으로 형성하여 제습기 하우징(10)이 회전 결합될 수 있도록 구성한다.
이때 제습기 하우징(10)의 내부에는 냉동사이클(히트펌프)을 이루는 증발기(20), 압축기(30), 응축기(40) 및 팽창밸브(50)가 각각 수용되고, 증발기(20)와 응축기(40)가 설치되는 제습기 하우징(10)의 외측면에는 공기의 유입과 배출을 위한 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)가 각각 형성된다.
그리고 증발기(20)와 응축기(40)의 상, 하단에는 이들을 수평으로 연결하는 상, 하부격판(13A, 13B)이 각각 설치되고, 이들 상, 하부격판(13A, 13B)에 의해 유로가 형성되어 증발기(20)에 유입된 공기는 응축기(40)를 통해서만 외부로 배출되게 된다.
상, 하부격판(13A, 13B)의 양단은 각각 증발기(20)와 응축기(40)의 상하단과, 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)를 서로 연결되도록 그 길이가 연장되어 형성되며, 제습기 하우징(10)과 상부 격판(13A) 사이에는 관통공(13A', 13A")이 형성됨으로써 제습기 하우징(10)을 90°회전시켰을 때 식품을 건조시킨 후 제습기 수용부(A)를 통해 회수되는 다습한 공기가 공기순환유로(C)와 관통공(13A', 13A")을 따라 증발기(20)쪽으로 재유입되어 제습되면서 순환하게 된다.
또한 건조기 하우징(90)에는 원통 모양의 제습기 하우징(10)이 삽입되는 제습기 수용부(A)가 원통 모양으로 형성되고, 이러한 제습기 수용부(A)의 상부에는 복수 개의 건조대(93)가 삽입되는 건조대수용부(B)와, 건조대수용부(B)로 유입된 공기를 제습기 하우징(10)의 내부로 재유입되도록 하는 공기순환유로(C)가 형성되며, 제2공기 유입구(94)와 제2공기 배출구(95)가 제습기 하우징(10)의 외측면과 수평으로 연통되도록 각각 형성된다.
더욱이 건조기 하우징(90)의 제습기 수용부(A)에는 모터(도시하지 않음)가 설치되며, 제습기 하우징(10)의 회전 중심에 모터의 회전축이 결합됨으로써 모터의 회전 동작에 의해 제습기 하우징(10)이 회전되며, 따라서 제어부(70)의 제어에 의해 자동으로 제습기 하우징(10)이 90°회전되면서 제습기와 건조기의 상호 전환동작이 이루어진다.
그리고 건조기 하우징(90)의 하부에는 응축수 용기(80)가 설치되며, 이에 의해 제습기 하우징(10)이 90°로 회전하더라도 응축수가 누출되지 않고 응축수 용기(80)로 떨어지면서 저장된다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기를 제습기로 사용할 때에는 사용자가 제어부(70)를 제어하여 제습기 모드를 선택하면 도 7에 도시된 바와 같이 모터의 동작에 의해 제습기 하우징(10)의 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)가 건조기 하우징(90)의 제2공기 유입구(94)와 제2공기 배출구(95)에 각각 연통되도록 회전된 다음 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작이 제어되며, 이에 의해 외기가 제2공기 유입구(94)를 통해 제습기 하우징(10)의 공기 유입구(11)로 유입되어 증발기(20)와 응축기(40)를 차례로 통과한 다음 제습된 공기는 제2공기 배출구(95)를 통해 실내로 배출된다.
그리고 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기를 건조기로서 사용하고자 할 때에는 제어부(70)를 제어하여 건조기 모드를 선택하면 도 8에 도시된 바와 같이 제습기 하우징(10)이 모터에 의해 90°회전되면서 제습기 하우징(10)의 공기 배출구(12)가 건조기 하우징(90)의 공기 유입구(92)와 연통하도록 위치되며, 제습기 모드에서와 똑같이 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작이 제어되고, 따라서 제습기 하우징(10)의 내부 공기는 증발기(20)->응축기(40)->공기 배출구(12)->공기 유입구(92)->건조대수용부(B)->공기순환유로(C)->관통공(13A")->관통공(13B')->증발기(20)를 차례로 흐르면서 냉각제습과 가열을 반복하게 되며, 그 결과 건조대(93)의 식품이 고온저습한 공기에 의해 효과적으로 건조되게 된다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같이 제습기 하우징(10)이 건조기 하우징(90)의 제습기 수용부(A)에 회전 가능하게 설치되어 모터 등에 의해 90°로 회전되는 구조로 이루어져 있기 때문에 건조기로부터 제습기 또는 제습기로부터 건조기로 그 용도를 변경하고자 하는 경우에도 물리적으로 제습기 하우징(10)을 건조기 하우징(90)으로부터 분리할 필요가 없으며, 또한 건조기 하우징(90)을 따로 보관하지 않아도 되기 때문에 사용이 간편하다.
한편, 본 발명자 등은 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기의 유용성을 확인하기 위해 아래에서와 같이 종래의 히터식 건조기의 건조 효율과 전력 소비량을 서로 비교하는 실험을 행하였다.
먼저, 건조에 사용되는 피건조물의 조건을 균일하게 하기 위해 피건조물로서 가로세로 동일한 크기를 가지는 복수 개의 폴리우레탄(polyurethane) 스펀지를 준비하고, 이들 스펀지에 수분을 가하여 함수율이 93 ~ 95%가 되도록 한 다음, 건조대에 넣고 3시간 동안 건조를 진행시켜 그 변화를 관찰하였으며, 이때 건조기에는 건조대를 5개씩 수납하면서 스펀지는 건조대 한 대당 7개씩 균일한 간격으로 배치하여 총 35개의 수분이 충분히 함습된 스펀지를 사용하여 실험을 진행하였다.
그리고 종래의 히터식 건조기를 이용한 실험은 전기 히터의 온도에 따라 40℃, 50℃, 60℃로 구분하여 3회 실시하고, 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기는 제어부(70)로 팬유닛(60)을 제어하여 풍속을 고속, 중속, 저속으로 구분하여 3회 행하였다.
또한 각각의 실험에서는 건조 효율을 계산하기 위해 건조량은 실시간으로 저울을 통해 기록하고, 소비 전력량은 파워 미터를 통해 실시간으로 측정하였으며, 실험결과를 아래의 표 1, 2에 각각 나타내었다.
히터식 건조기(동작시간 3시간)
설정온도(℃) 40 50 60
건조량(㎏) 0.55 0.88 0.91
소비전력량(kWh) 0.62 1.02 1.4
건조효율(%) 61.4 59.6 45.2
제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기(동작시간 3시간)
풍속 고속 중속 저속
건조량(㎏) 0.85 0.90 0.99
소비전력량(kWh) 0.71 0.73 0.82
건조효율(%) 82.9 86.0 84.4
실험결과, 종래의 히터식 건조기에서는 표 1에서 보는 바와 같이 동일한 풍량일 때 설정 온도가 상승함에 따라 피건조물(스펀지)에 투입되는 열량이 증가하고, 설정 온도의 상승에 따라 소비전력량도 함께 증가하는 것으로 나타났다.
그리고 설정 온도가 상승함에 따라 증가되는 소비전력량은 비슷한 증가 추이를 나타낸 반면, 건조 효율은 오히려 점차 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 온도가 상승함에 따라 외부로 배출되는 열에너지의 양도 증가하면서 건조 효율이 낮아지기 때문인 것으로 추측된다.
본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기에서는 표 2에서 보는 바와 같이 풍속이 저속, 중속, 고속으로 증가함에 따라 투입되는 건조기 내에 투입되는 열에너지의 양이 증가하면서 건조량도 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
또한 팬유닛(60)의 풍속을 저속에서 고속으로 높여 제어하는 경우 전력 소모량이 크게 증가하면서 건조 효율도 함께 증가하다가 일정 풍속 이상에서는 오히려 건조 효율이 떨어진다는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 공기의 압력 손실이 속도의 제곱에 비례하여 커지기 때문에 일정 유속 이상에서는 건조 효율이 조금씩 저하되는 것으로 추측된다.
요컨대, 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기에서는 풍속이 증가함에 따라 건조 효율도 비례하여 증가하다가 일정 풍속 이상의 풍속 이후에는 오히려 건조 효율이 떨어지며, 또한 풍속이 증가함에 따라 전력소비량도 크게 증가하기 때문에 풍속의 제어가 건조 효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.
그리고 위 실험에 이어 종래의 히터식 건조기의 설정 온도를 50℃로 맞추고, 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기의 풍속을 중속으로 맞춘 상태에서 3시간 동안 건조기를 작동시켜 양 건조기의 건조량을 비교하였다.
위 실험에 있어서 종래의 히터식 건조기의 효율은 도 9의 그래프에서 보는 바와 같이 대략 59.6%인 반면, 본 발명에 따른 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기의 효율은 86.0%로 큰 차이가 있었으며, 이와 같이 비슷한 양의 열에너지가 투입되었음에도 건조 효율에 있어서 큰 차이가 나는 것은 히터식 건조기에서는 공기의 배출에 따른 열에너지의 손실과 전력소모가 큰 반면, 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기에서는 공기가 순환하면서 히트펌프에 의해 냉각 제습 및 가열이 반복적으로 이루어짐으로써 열에너지의 손실이 줄어든데 따른 것으로 해석된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 히트펌프를 이용하여 공기를 가열하여 공급함으로써 공기 속에 포함된 습기를 제거하면서 공기를 순환시키기 때문에 건조기 내부의 공기를 주기적으로 배출할 필요가 없어 건조 효율이 향상되며, 또한 사용자가 필요에 따라 제습기 또는 건조기로 그 용도를 변경하여 사용할 수 있기 때문에 제품의 사용 효율도 기존의 건조기에 비해 훨씬 높다.
10: 제습기 하우징 11: 공기 유입구
12: 공기 배출구 13A: 상부격판
13A', 13A": 관통공 13B: 하부격판
20: 증발기 30: 압축기
40: 응축기 50: 팽창밸브
60: 팬유닛 70: 제어부
71, 72: 온습도센서 80: 응축수 용기
90: 건조기 하우징 91: 공기 배출구
92: 공기 유입구 93: 건조대
94: 제2공기 유입구 95: 제2공기 배출구
A: 제습기 수용부 B: 건조대수용부
C: 공기순환유로

Claims (8)

  1. 양 측면에 각각 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)가 각각 형성된 제습기 하우징(10)과;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 공기 유입구(11)를 통해 유입되는 공기를 냉각 및 제습하는 증발기(20)와;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 증발기(20)로부터 배출되는 냉매를 압축하는 압축기(30)와;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 증발기(20)를 거친 냉매가 유입되면서 상기 증발기(20)를 통과한 저온 저습의 공기를 가열하는 응축기(40)와;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 응축기(40)를 거친 냉매를 팽창시켜 상기 증발기(20)로 공급하는 팽창밸브(50)와;
    상기 응축기(40)를 통과하면서 가열된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출하는 팬유닛(60)과;
    상기 제습기 하우징(10)에 설치되어 상기 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작을 제어하는 제어부(70) 및;
    상기 제습기 하우징(10)에 장탈착되면서 상기 공기 배출구(12)로 배출되는 공기를 이용하여 식품을 건조시킬 수 있도록 건조대(93)가 내부에 구비되는 건조기 하우징(90);으로 이루어지 고,
    상기 건조기 하우징(90)은 상기 제습기 하우징(10)이 내측에 삽입되면서 상기 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)가 각각 형성된 위치에 대응되는 위치에 공기 배출구(91)와 공기 유입구(92)가 형성된 제습기 수용부(A)와; 상기 제습기 수용부(A)의 상부쪽에 위치하면서 상기 건조대(93)가 수용되는 건조대수용부(B)와; 상기 건조대수용부(B)를 통과한 공기를 상기 공기 유입구(91)를 통해 제습기 수용부(A)쪽으로 재유입시키는 공기순환유로(C);를 포함하는 것 을 특징으로 하는 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제습기 하우징(10) 또는 상기 건조기 하우징(90)의 내측 하부쪽에 응축수 용기(80)가 설치되는 것을 특징으로 하는 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 공기 유입구(11)와 증발기 (20) 사이, 상기 응축기(40)와 공기 배출구(12) 사이에는 각각 온습도센서(71, 72)가 설치되고,
    상기 제어부(70)는 상기 온습도센서(71, 72)에서 검 출 되는 온습도 정보에 기초하여 상기 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기.
  4. 삭제
  5. 양 측면에 각각 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)가 각각 형성된 제습기 하우징(10)과;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 공기 유입구(11)를 통해 유입되는 공기를 냉각 및 제습하는 증발기(20)와;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 증발기(20)로부터 배출되는 냉매를 압축하는 압축기(30)와;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 증발기(20)를 거친 냉매가 유입되면서 상기 증발기(20)를 통과한 저온 저습의 공기를 가열하는 응축기(40)와;
    상기 제습기 하우징(10)의 내부에 설치되며 상기 응축기(40)를 거친 냉매를 팽창시켜 상기 증발기(20)로 공급하는 팽창밸브(50)와;
    상기 응축기(40)를 통과하면서 가열된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출하는 팬유닛(60)과;
    상기 제습기 하우징(10)에 설치되어 상기 압축기(30)와 팬유닛(60)의 동작을 제어하는 제어부(70) 및;
    상기 제습기 하우징(10)에 장탈착되면서 상기 공기 배출구(12)로 배출되는 공기를 이용하여 식품을 건조시킬 수 있도록 건조대(93)가 내부에 구비되는 건조기 하우징(90);으로 이루어지고,
    상기 건조기 하우징(90)의 내부에는 원통 모양의 제습기 수용부(A)가 구비되고, 상기 제습기 수용부(A)에는 원통 모양의 제습기 하우징(10)이 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 원통 모양의 제습기 하우징(10)의 내측에 설치되는 상기 증발기(20)와 응축기(40)의 상, 하단에는 각각 상, 하부격판(13A, 13B)이 각각 설치되어 유로로 기능함으로써 상기 증발기(20)에 유입된 공기는 상기 응축기(40)를 통해서만 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상, 하부격판(13A, 13B)의 양단은 각각 상기 증발기(20)와 응축기(40)의 상하단과, 상기 공기 유입구(11)와 공기 배출구(12)를 서로 연결하도록 길이가 연장되어 형성되고, 상기 제습기 하우징(10)과 상부 격판(13A) 사이에는 각각 관통공(13A', 13A")이 형성되는 것을 특징으로 하는 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 응축수 용기(80)에는 역류 방지용 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 제습기 겸용 히트펌프 타입 건조기.
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