KR102329696B1 - 배기재순환 드라이룸 제습 시스템 및 이를 포함하는 드라이룸 설비 - Google Patents

배기재순환 드라이룸 제습 시스템 및 이를 포함하는 드라이룸 설비 Download PDF

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KR102329696B1
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안병윤
임유승
하종필
김종진
신승민
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삼성엔지니어링 주식회사
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Abstract

드라이룸 제습 시스템 및 이를 포함하는 드라이룸 설비가 개시된다. 개시된 드라이룸 제습 시스템은 제1 로터 및 상기 제1 로터의 후단에 배치된 제2 로터를 포함하고, 상기 제1 로터는 수분 및 VOC 흡착 로터이고, 상기 제2 로터는 수분 흡착 로터이다.

Description

배기재순환 드라이룸 제습 시스템 및 이를 포함하는 드라이룸 설비{Exhaust recirculation dry room dehumidification system and dry room facility including the same}
드라이룸 제습 시스템 및 이를 포함하는 드라이룸 설비가 개시된다. 보다 상세하게는, 설치비용 및 운전비용을 절감할 수 있는 드라이룸 제습 시스템 및 이를 포함하는 드라이룸 설비가 개시된다.
2차 전지 제조공장에는 초저노점온도(이슬점이 -32℃DP 이하)의 환경이 필요한 드라이룸이 설치되는데, 드라이룸의 환경 유지를 위해서는 많은 에너지(냉수, 스팀 및 전기)가 소모되는 대형 제습기가 설치되어 제습공기를 연속적으로 공급해 주어야 한다.
또한, 드라이룸의 내부에 설치된 제조장치에서는 휘발성 유기화합물 및 흄이 발생하고, 이로부터 유래하는 냄새의 확산을 방지하기 위해서는 불가피하게 드라이룸 내부의 값비싼 제습공기를 대기방지시설에 의해 배기해야 하며, 드라이룸 내부의 Air Balance를 위해 배기되는 풍량만큼 다시 외기를 냉각, 가열 및 제습하여 드라이룸에 공급해주어야 하는데, 이 과정에서 막대한 에너지가 손실되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 설치비용 및 운전비용을 절감할 수 있는 드라이룸 제습 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 드라이룸 제습 시스템을 포함하는 드라이룸 설비를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
제1 로터; 및
상기 제1 로터의 후단에 배치된 제2 로터를 포함하고,
상기 제1 로터는 수분 및 VOC 흡착 로터이고,
상기 제2 로터는 수분 흡착 로터인 드라이룸 제습 시스템을 제공한다.
상기 제1 로터는 제1 처리영역 및 제1 재생영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 처리영역은 배기를 외기와 별도로 처리하도록 구성될 수 있다.
상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제1 로터의 공기 유입측 표면을 배기 처리영역, 외기 처리영역 및 재생영역으로 구분하도록 구성된 격벽을 포함할 수 있다.
상기 제1 처리영역은 배기와 외기의 혼합공기를 처리하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 로터는 제1 퍼지영역을 더 포함할 수 있다.
상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제1 로터의 공기 유입측 표면을 배기 처리영역, 외기 처리영역, 재생영역 및 퍼지영역으로 구분하도록 구성된 격벽을 포함할 수 있다.
상기 제2 로터는 제2 처리영역, 제2 재생영역 및 제2 퍼지영역을 포함할 수 있다.
상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제1 로터의 상기 제1 처리영역에서 배출된 공기 중의 일부가 상기 제2 로터의 상기 제2 퍼지영역으로 공급되도록 구성될 수 있다.
상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제2 로터의 상기 제2 퍼지영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역으로 공급하도록 구성된 제1 히터 및 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제1 로터의 상기 제1 재생영역으로 공급하도록 구성된 제2 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제1 로터의 상기 제1 재생영역에서 배출된 공기가 배기로서 배출되어 대기환경설비로 공급되도록 구성될 수 있다.
상기 제1 로터는 제1 퍼지영역을 더 포함하고, 상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역에서 배출된 공기 중의 일부가 상기 제1 로터의 상기 제1 퍼지영역으로 공급되도록 구성될 수 있다.
상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제2 로터의 상기 제2 퍼지영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역으로 공급하도록 구성된 제1 히터 및 상기 제1 로터의 상기 제1 퍼지영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제1 로터의 상기 제1 재생영역으로 공급하도록 구성된 제2 히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
상기 드라이룸 제습 시스템을 포함하는 드라이룸 설비를 제공한다.
상기 드라이룸 설비는 상기 드라이룸 제습 시스템과 유체 연통되도록 구성된 드라이룸 및 대기환경설비를 더 포함할 수 있다.
상기 드라이룸은 상기 드라이룸 제습 시스템에서 생성된 급기를 공급받고, 상기 드라이룸에서 생성된 배기 중 일부는 외부로 배출시키고, 나머지 일부는 드라이룸 제습 시스템으로 재순환시키도록 구성될 수 있다.
상기 대기환경설비는 상기 드라이룸 제습 시스템에서 생성된 배기를 공급받아 처리하도록 구성될 수 있다.
상기 드라이룸 설비는 상기 드라이룸에서 배출된 배기를 상기 드라이룸 제습 시스템의 정상운전시에는 상기 제1 로터로 공급하고, 상기 드라이룸 제습 시스템의 비정상운전시에는 상기 대기환경설비로 공급하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템은 설치비용 및 운전비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 드라이룸 제습 시스템을 포함하는 드라이룸 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 드라이룸 제습 시스템을 포함하는 드라이룸 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템을 상세히 설명한다.
본 명세서에서, "드라이룸(dry room)"이란 2차전지 제조공장 등에서, 제조설비가 설치된 공간으로서 -32℃DP 이하의 노점(dew point) 환경이 유지되도록 구성된 방을 의미한다. 여기서, 온도 단위 "℃DP"는 섭씨온도로 표시된 노점을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "외기(outside air)"란 드라이룸 제습 시스템 또는 드라이룸의 외부에서 유입되는 공기를 의미한다.
또한 본 명세서에서, "배기(exhaust air)"란 드라이룸 제습 시스템 또는 드라이룸에서 외부로 배출되는 공기를 의미한다.
또한 본 명세서에서, 단순히 "공기(air)"란 외기, 배기 또는 혼합공기로부터 수분 및/또는 VOC의 일부 또는 전부를 제거한 후 남은 공기를 의미한다.
또한 본 명세서에서, "노점"이란 일정한 압력에서 공기의 온도를 낮추어 갈 때 공기 중의 수증기가 포화되어 이슬이 맺힐 때의 온도를 의미한다.
또한 본 명세서에서, "처리영역(treating area)"란 수분 및/또는 VOC(volatile organic compounds)를 흡착하는 영역을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "재생영역(regenerating area)"이란 흡착된 수분 및/또는 VOC를 가열된 공기로 제거하는 영역을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "퍼지영역(purging area)"이란 재생영역에서 가해진 열이 처리영역으로 전달되지 않도록 냉각하는 영역을 의미한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(100)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 드라이룸 제습 시스템(100)을 포함하는 드라이룸 설비(10)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1의 (a)는 전체적인 수분 및 VOC 제거 공정도이고, 도 1의 (b1)은 제1 로터(110)의 사시도이고, 도 1의 (b2)는 제1 로터(110)의 평면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(100)은 제1 로터(110) 및 제2 로터(120)를 포함한다.
또한 도 3을 참조하면, 드라이룸 설비(10)는 드라이룸 제습 시스템(100)을 포함한다.
또한, 드라이룸 설비(10)는 드라이룸 제습 시스템(100)과 유체 연통되도록 구성된 드라이룸(DR) 및 대기환경설비(EF)를 더 포함할 수 있다.
드라이룸 제습 시스템(100)에 이상이 없는 정상운전시에는, 외부에서 유입된 외기(OA)가 덕트(D1)를 통해 제1 로터(110)로 공급되고, 드라이룸(DR)에서 배출된 배기(EA1)는 외부로 배출되고, 드라이룸(DR)에서 배출된 다른 배기(EA2)는 제1 밸브(V1)가 개방되고 제2 밸브(V2)는 폐쇄되어 덕트(D3)를 통해 제1 로터(110)로 공급되고, 드라이룸 제습 시스템(100)에서 생성된 급기(SA)는 덕트(D2)를 통해 드라이룸(DR)으로 공급될 수 있다.
예를 들어, 급기(SA)가 100%일 때, 배기(EA1)는 60%이고, 배기(EA2)는 40%이고, 배기(EA31)는 13%이고, 배기(EA32)는 27%일 수 있다.
배기(EA1)는 분진배기와 양압 밸런스용 배기를 합한 것일 수 있다.
배기(EA2)는 드라이룸(DR)에서 배출된 것이므로 노점이 -32℃DP 이하일 수 있다.
드라이룸 제습 시스템(100)에 이상이 발생한 비정상운전시에는, 외부에서 유입된 외기(OA)는 덕트(D1)를 통해 제1 로터(110)로 공급되고, 드라이룸(DR)에서 배출된 배기(EA1)는 외부로 배출되고, 드라이룸(DR)에서 배출된 다른 배기(EA2)는 제1 밸브(V1)가 폐쇄되고 제2 밸브(V2)는 개방되어 덕트(D4)를 통해 배기팬(B2)을 거쳐 대기환경설비(EF)로 공급될 수 있다.
드라이룸(DR)에는 제조장치(MD)가 설치되고, 이러한 제조장치(MD)와 드라이룸(DR)의 다른 공간에서 분진배기(EA1)가 발생할 수 있다.
또한, 드라이룸 제습 시스템(100)은 제1 히터(H1) 및 제2 히터(H2)를 더 포함할 수 있다.
제1 히터(H1)는 제2 로터(120)의 제2 퍼지영역(PA2)에서 배출된 공기를 가열하여 제2 로터(120)의 제2 재생영역(RA2)으로 공급하도록 구성될 수 있다.
제2 히터(H2)는 제2 로터(120)의 제2 재생영역(RA2)에서 배출된 공기를 가열하여 제1 로터(110)의 제1 재생영역(RA1)으로 공급하도록 구성될 수 있다.
제1 로터(110)는 수분 및 VOC 흡착제를 포함할 수 있다.
상기 수분 및 VOC 흡착제는 제올라이트, 실리카, 활성탄 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제올라이트는 USY 제올라이트, ZSM-5 제올라이트, BETA 제올라이트, 알루미늄이 제거된 제올라이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 제1 로터(110)는 제1 처리영역(TA1) 및 제1 재생영역(RA1)을 포함할 수 있다.
제1 처리영역(TA1)은 배기(EA2)를 외기(OA)와 별도로 처리하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 1의 (b1) 및 (b2)를 참조하면, 드라이룸 제습 시스템(100)은 제1 로터(110)의 공기 유입측 표면을 배기 처리영역(TA11), 외기 처리영역(TA12) 및 제1 재생영역(RA1)으로 구분하도록 구성된 격벽(W)을 포함할 수 있다. 이 경우, 격벽(W)은 횡단면 형상이 Y자형일 수 있다.
드라이룸 제습 시스템(100)에서 격벽(W)은 위치 고정된 것일 수 있다.
배기 처리영역(TA11), 외기 처리영역(TA12) 및 제1 재생영역(RA1)은 외기(OA)와 배기(EA2) 기준으로는 위치 고정된 것이지만, 제1 로터(110) 기준으로는 위치 변동적인 것이다. 즉, 제1 로터(110)가 회전함에 따라 배기 처리영역(TA11)은 외기 처리영역(TA12)으로 전환되고, 외기 처리영역(TA12)은 제1 재생영역(RA1)으로 전환되고, 제1 재생영역(RA1)은 배기 처리영역(TA11)으로 전환되는 방식으로 각각의 역할이 순차적으로 변동될 수 있다.
배기 처리영역(TA11)은 배기(EA2) 중의 VOC를 흡착하여 배기(EA2)로부터 제거하는 역할을 수행한다.
외기 처리영역(TA12)은 외기(OA) 중의 수분을 흡착하여 외기(OA)로부터 제거하는 역할을 수행한다.
제1 처리영역(TA1)에서 배출된 공기는 급기팬(B1)을 거쳐 일부는 제2 로터(120)의 제2 퍼지영역(PA2)으로 공급되고 나머지는 제2 로터(120)의 제2 처리영역(TA2)로 공급될 수 있다.
제1 재생영역(RA1)은 배기 처리영역(TA11)에서 흡착된 VOC 및 외기 처리영역(TA12)에서 흡착된 수분을 제2 히터(H2)에서 가열된 공기로 가열하여 탈착시켜 제1 재생영역(RA1)으로부터 제거하는 역할을 수행한다.
제1 재생영역(RA1)에서 배출된 수분 및 VOC 함유 배기(EA31)는 배기팬(B2)을 거쳐 대기환경설비(EF)로 공급된 후 추가로 처리될 수 있다.
드라이룸 제습 시스템(100)이 상술한 구성을 갖는 격벽(W)을 포함함으로써, 배기 처리영역(TA11)은 외기(OA) 중의 수분을 흡착하기 전에 배기(EA2) 중의 VOC를 먼저 흡착함으로써 우수한 VOC 흡착률을 나타낼 수 있다. 이와는 달리, 덕트(D1, D3)의 구조를 변경하여 처리영역(TA11)으로는 배기(EA2) 대신에 외기(OA)를 공급하고 처리영역(TA12)으로는 외기(OA) 대신에 배기(EA2)를 공급하거나, 또는 격벽(W)을 없애 처리영역(TA11)과 처리영역(TA12)을 하나의 처리영역(TA1)으로 통합한 후 그 통합된 처리영역(TA1)으로 외기(OA)와 배기(EA2)의 혼합공기(MA)를 공급할 경우에는 외기(OA) 중의 수분을 먼저 흡착한 상태에서 배기(EA2) 중의 VOC를 흡착하게 되거나 외기(OA) 중의 수분과 배기(EA2) 중의 VOC가 경쟁적으로 흡착하게 됨으로써 VOC 흡착률이 급격히 저하될 수 있다.
제2 로터(120)는 수분 흡착제를 포함할 수 있다.
상기 수분 흡착제는 규조토, 실리카, 제올라이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제올라이트는 제올라이트 3A, 제올라이트 4A, 제올라이트 5A, 제올라이트 13X, 제올라이트 Y 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 제2 로터(120)는 제2 처리영역(TA2), 제2 재생영역(RA2) 및 제2 퍼지영역(PA2)을 포함할 수 있다.
제2 처리영역(TA2), 제2 재생영역(RA2) 및 제2 퍼지영역(PA2)은 급기팬(B1)에서 배출된 공기와 제2 히터(H2)에서 배출된 공기 기준으로는 위치 고정된 것이지만, 제2 로터(120) 기준으로는 위치 변동적인 것이다. 즉, 제2 로터(120)가 회전함에 따라 제2 처리영역(TA2)은 제2 재생영역(RA2)으로 전환되고, 제2 재생영역(RA2)은 제2 퍼지영역(PA2)으로 전환되고, 제2 퍼지영역(PA2)은 제2 처리영역(TA2)으로 전환되는 방식으로 각각의 역할이 순차적으로 변동될 수 있다.
제2 처리영역(TA2)은 제1 로터(110)의 제1 처리영역(TA1)에서 배출된 공기 중의 일부로부터 수분을 제거하는 역할을 수행한다.
제2 처리영역(TA2)에서 배출된 공기(즉, 급기(SA))는 덕트(D2)를 통해 드라이룸(DR)로 공급될 수 있다.
제2 퍼지영역(PA2)은 제1 로터(110)의 제1 처리영역(TA1)에서 배출된 공기 중의 나머지 일부로 냉각되는 영역을 의미한다.
제2 퍼지영역(PA2)에서 배출된 공기는 제1 히터(H1)에서 가열되어 제2 재생영역(RA2)로 공급될 수 있다.
제2 재생영역(RA2)은 제2 처리영역(TA2)에서 흡착된 수분을 제1 히터(H1)에서 가열된 공기로 가열하여 탈착시켜 제2 재생영역(RA2)으로부터 제거하는 역할을 수행한다.
제2 재생영역(RA2)에서 배출된 수분 함유 배기는 일부는 제2 히터(H2)에서 가열되어 제1 로터(110)의 제1 재생영역(RA1)으로 공급되고, 나머지 일부(즉, 배기(EA32))는 배기팬(B3)을 거쳐 외부로 배출될 수 있다. 여기서, 배기(EA32)는 환경오염물질인 VOC를 거의 함유하지 않기 때문에, 대기환경설비(EF)에서 후처리할 필요 없이 외부로 배출될 수 있다.
대기환경설비(EF)는 드라이룸 제습 시스템(100)에서 생성된 배기(EA31, EA2)를 공급받아 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 대기환경설비(EF)는 습식 스크러버일 수 있다.
도 3의 드라이룸 설비(10)는 드라이룸(DR)에서 배출되는 노점이 -32℃DP 이하인 배기(EA2)를 드라이룸 제습 시스템(100)으로 재순환시켜 재활용함으로써 외기(OA)의 유입량 및 대기환경설비(EF)의 처리량을 줄일 수 있어서, 배기(EA2)를 드라이룸 제습 시스템(100)으로 재순환하지 않고 전량 외부로 배출시키는 종래기술 대비 운전비용을 30% 이상 절감할 수 있을 뿐만 아니라 대기환경설비(EF)의 용량을 축소시켜(40% → 13%) 투자비를 대폭 절감할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(200)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)는 전체적인 수분 및 VOC 제거 공정도이고, 도 2의 (b1)은 제1 로터(210)의 사시도이고, 도 2의 (b2)는 제1 로터(210)의 평면도이다.
도 3의 드라이룸 설비(10)에서 드라이룸 제습 시스템(100)은 드라이룸 제습 시스템(200)으로 교체될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(200)은 제1 로터(210) 및 제2 로터(220)를 포함한다.
외부에서 유입된 외기(OA)는 덕트(D1)를 통해 제1 로터(210)로 공급되고, 드라이룸(DR)에서 배출된 배기(EA1)는 외부로 배출되고, 드라이룸(DR)에서 배출된 다른 배기(EA2)는 정상운전시에는 덕트(D3)를 통해 제1 로터(210)로 공급되고 비정상운전시에는 덕트(D4)를 통해 배기팬(B2)을 거쳐 대기환경설비(EF)로 공급되고, 드라이룸 제습 시스템(200)에서 생성된 급기(SA)는 덕트(D2)를 통해 드라이룸(DR)으로 공급될 수 있다.
또한, 드라이룸 제습 시스템(200)은 제1 히터(H1) 및 제2 히터(H2)를 더 포함할 수 있다.
제1 히터(H1)는 제2 로터(220)의 제2 퍼지영역(PA2)에서 배출된 공기를 가열하여 제2 로터(220)의 제2 재생영역(RA2)으로 공급하도록 구성될 수 있다.
제2 히터(H2)는 제1 로터(210)의 제1 퍼지영역(PA1)에서 배출된 공기를 가열하여 제1 로터(210)의 제1 재생영역(RA1)으로 공급하도록 구성될 수 있다.
제1 로터(210)는 수분 및 VOC 흡착제를 포함할 수 있다.
도 2의 제1 로터(210)에 포함된 수분 및 VOC 흡착제는, 도 1의 제1 로터(110)에 포함된 수분 및 VOC 흡착제와 동일한 것일 수 있다. 따라서, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 제1 로터(210)는 제1 처리영역(TA1), 제1 재생영역(RA1) 및 제1 퍼지영역(PA1)을 포함할 수 있다.
제1 처리영역(TA1)은 배기(EA2)를 외기(OA)와 별도로 처리하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 2의 (b1) 및 (b2)를 참조하면, 드라이룸 제습 시스템(200)은제1 로터(210)의 공기 유입측 표면을 배기 처리영역(TA11), 외기 처리영역(TA12), 제1 재생영역(RA1) 및 제1 퍼지영역(PA1)으로 구분하도록 구성된 격벽(W)을 포함할 수 있다. 이 경우, 격벽(W)은 횡단면 형상이 삼지창 형상일 수 있다.
드라이룸 제습 시스템(200)에서 격벽(W)은 위치 고정된 것일 수 있다.
배기 처리영역(TA11), 외기 처리영역(TA12), 제1 재생영역(RA1) 및 제1 퍼지영역(PA1)은 외기(OA)와 배기(EA2) 기준으로는 위치 고정된 것이지만, 제1 로터(210) 기준으로는 위치 변동적인 것이다. 즉, 제1 로터(210)가 회전함에 따라 배기 처리영역(TA11)은 외기 처리영역(TA12)으로 전환되고, 외기 처리영역(TA12)은 제1 재생영역(RA1)으로 전환되고, 제1 재생영역(RA1)은 제1 퍼지영역(PA1)으로 전환되고, 제1 퍼지영역(PA1)은 배기 처리영역(TA11)으로 전환되는 방식으로 각각의 역할이 순차적으로 변동될 수 있다.
배기 처리영역(TA11)은 배기(EA2) 중의 VOC를 흡착하여 배기(EA2)로부터 제거하는 역할을 수행한다.
외기 처리영역(TA12)은 외기(OA) 중의 수분을 흡착하여 외기(OA)로부터 제거하는 역할을 수행한다.
제1 처리영역(TA1)에서 배출된 공기는 급기팬(B1)을 거쳐 일부는 제2 로터(220)의 제2 처리영역(TA2)으로 공급되고 나머지는 제2 로터(220)의 제2 퍼지영역(PA2)로 공급될 수 있다.
제1 재생영역(RA1)은 배기 처리영역(TA11)에서 흡착된 VOC 및 외기 처리영역(TA12)에서 흡착된 수분을 제2 히터(H2)에서 가열된 공기로 가열하여 탈착시켜 제1 재생영역(RA1)으로부터 제거하는 역할을 수행한다.
제1 재생영역(RA1)에서 배출된 수분 및 VOC 함유 배기(EA31)는 배기팬(B2)을 거쳐 대기환경설비(EF)로 공급된 후 추가로 처리될 수 있다.
제1 퍼지영역(PA1)은 제2 로터(220)의 제2 재생영역(RA2)에서 배출된 공기 중의 나머지 일부로 냉각되는 영역을 의미한다.
제1 퍼지영역(PA1)에서 배출된 공기는 제2 히터(H2)에서 가열되어 제1 재생영역(RA1)으로 공급될 수 있다.
드라이룸 제습 시스템(200)이 상술한 구성을 갖는 격벽(W)을 포함함으로써, 배기 처리영역(TA11)은 외기(OA) 중의 수분을 흡착하기 전에 배기(EA2) 중의 VOC를 먼저 흡착함으로써 우수한 VOC 흡착률을 나타낼 수 있다. 이와는 달리, 덕트(D1, D3)의 구조를 변경하여 처리영역(TA11)으로는 배기(EA2) 대신에 외기(OA)를 공급하고 처리영역(TA12)으로는 외기(OA) 대신에 배기(EA2)를 공급하거나, 또는 격벽(W)을 없애 처리영역(TA11)과 처리영역(TA12)을 하나의 처리영역(TA1)으로 통합한 후 그 통합된 처리영역(TA1)으로 외기(OA)와 배기(EA2)의 혼합공기(MA)를 공급할 경우에는 외기(OA) 중의 수분을 먼저 흡착한 상태에서 배기(EA2) 중의 VOC를 흡착하게 되거나 외기(OA) 중의 수분과 배기(EA2) 중의 VOC가 경쟁적으로 흡착하게 됨으로써 VOC 흡착률이 급격히 저하될 수 있다.
제2 로터(220)는 수분 흡착제를 포함할 수 있다.
도 2의 제2 로터(220)에 포함된 수분 흡착제는, 도 1의 제2 로터(120)에 포함된 수분 흡착제와 동일한 것일 수 있다. 따라서, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 제2 로터(220)는 제2 처리영역(TA2), 제2 재생영역(RA2) 및 제2 퍼지영역(PA2)을 포함할 수 있다.
도 2의 제2 로터(220)에 포함된 제2 처리영역(TA2), 제2 재생영역(RA2) 및 제2 퍼지영역(PA2)은, 도 1의 제2 로터(120)에 포함된 제2 처리영역(TA2), 제2 재생영역(RA2) 및 제2 퍼지영역(PA2)과 동일하게 급기팬(B1)에서 배출된 공기와 제2 히터(H2)에서 배출된 공기 기준으로는 위치 고정된 것이지만, 제2 로터(120) 기준으로는 위치 변동적인 것이다. 따라서, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2의 제2 로터(220)에 포함된 제2 처리영역(TA2) 및 제2 퍼지영역(PA2)은 도 1의 제2 로터(120)에 포함된 제2 처리영역(TA2) 및 제2 퍼지영역(PA2)과 동일한 것일 수 있다. 따라서, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
제2 재생영역(RA2)은 제2 처리영역(TA2)에서 흡착된 수분을 제1 히터(H1)에서 가열된 공기로 가열하여 탈착시켜 제2 재생영역(RA2)으로부터 제거하는 역할을 수행한다.
제2 재생영역(RA2)에서 배출된 수분 함유 배기는 일부는 제1 로터(210)의 제1 퍼지영역(PA1)으로 공급되고, 나머지 일부(즉, 배기(EA32))는 배기팬(B3)을 거쳐 외부로 배출될 수 있다. 여기서, 배기(EA32)는 환경오염물질인 VOC를 거의 함유하지 않기 때문에, 대기환경설비(EF)에서 후처리할 필요 없이 외부로 배출될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(300)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 도 4의 드라이룸 제습 시스템(300)을 포함하는 드라이룸 설비(20)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4의 (a)는 전체적인 수분 및 VOC 제거 공정도이고, 도 4의 (b1)은 제1 로터(310)의 사시도이고, 도 4의 (b2)는 제1 로터(310)의 평면도이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(300)은 제1 로터(310) 및 제2 로터(320)를 포함한다.
도 4의 드라이룸 제습 시스템(300)이 도 1의 드라이룸 제습 시스템(100)과 다른 점은 배기(EA2)를 외기(OA)와 별도로 처리하도록 구성된 것이 아니라, 배기(EA2)와 외기(OA)를 혼합하여 이 혼합공기(MA)를 처리하도록 구성된다는 것이다.
따라서, 도 4에서 제1 로터(310)는 제1 처리영역(TA1) 및 제1 재생영역(RA1)을 포함하되, 제1 처리영역(TA1)은 격벽(W)에 의해 복수개의 영역으로 구분되어 있지 않고 전체 영역이 혼합공기(MA)를 처리하도록 구성될 수 있다.
도 4의 드라이룸 제습 시스템(300) 중 제1 로터(310)를 제외한 부분들은 도 1의 드라이룸 제습 시스템(100)의 대응 부분들과 완전히 동일하므로, 여기에서는 이들에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제4 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(400)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)는 전체적인 수분 및 VOC 제거 공정도이고, 도 5의 (b1)은 제1 로터(410)의 사시도이고, 도 5의 (b2)는 제1 로터(410)의 평면도이다.
도 6의 드라이룸 설비(20)에서 드라이룸 제습 시스템(300)은 드라이룸 제습 시스템(400)으로 대체될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 구현예에 따른 드라이룸 제습 시스템(400)은 제1 로터(410) 및 제2 로터(420)를 포함한다.
도 5의 드라이룸 제습 시스템(400)이 도 2의 드라이룸 제습 시스템(200)과 다른 점은 배기(EA2)를 외기(OA)와 별도로 처리하도록 구성된 것이 아니라, 배기(EA2)와 외기(OA)를 혼합하여 이 혼합공기(MA)를 처리하도록 구성된다는 것이다.
따라서, 도 5에서 제1 로터(410)는 제1 처리영역(TA1), 제1 재생영역(RA1) 및 제1 퍼지영역(PA1)을 포함하되, 제1 처리영역(TA1)은 격벽(W)에 의해 복수개의 영역으로 구분되어 있지 않고 전체 영역이 혼합공기(MA)를 처리하도록 구성될 수 있다.
도 5의 드라이룸 제습 시스템(400) 중 제1 로터(410)를 제외한 부분들은 도 2의 드라이룸 제습 시스템(200)의 대응 부분들과 완전히 동일하므로, 여기에서는 이들에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1: 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸 설비의 제작
도 1의 구성을 갖는 드라이룸 제습 시스템을 제작하였다. 이후, 상기 제작된 드라이룸 제습 시스템을 사용하여 도 3의 구성을 갖는 드라이룸 설비를 제작하였다.
실시예 2: 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸 설비의 제작
도 2의 구성을 갖는 드라이룸 제습 시스템을 제작하였다. 이후, 상기 제작된 드라이룸 제습 시스템을 사용하여 도 3의 구성과 유사한 구성을 갖는 드라이룸 설비를 제작하였다.
실시예 3: 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸 설비의 제작
도 4의 구성을 갖는 드라이룸 제습 시스템을 제작하였다. 이후, 상기 제작된 드라이룸 제습 시스템을 사용하여 도 6의 구성을 갖는 드라이룸 설비를 제작하였다.
실시예 4: 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸 설비의 제작
도 5의 구성을 갖는 드라이룸 제습 시스템을 제작하였다. 이후, 상기 제작된 드라이룸 제습 시스템을 사용하여 도 6의 구성과 유사한 구성을 갖는 드라이룸 설비를 제작하였다.
비교예 1: 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸 설비의 제작
제1 로터를 수분 흡착 로터로 변경하고 제2 로터를 수분 및 VOC 흡착 로터로 변경한 것을 제외하고는, 도 4의 구성과 동일한 구성을 갖는 드라이룸 제습 시스템을 제작하였다. 이후, 상기 제작된 드라이룸 제습 시스템을 사용하여 도 6의 구성을 갖는 드라이룸 설비를 제작하였다.
평가예 1: 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸 설비의 성능 평가
상기 실시예 1~4에서 제작된 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸을 사용하여 외기(OA) 중의 수분 함량, 배기(EA2) 중의 VOC 함량, 및 급기(SA) 중의 수분 함량과 VOC 함량을 측정한 후 VOC 제거율 및 수분 제거율을 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 사용된 외기(OA)는 노점온도가 10℃DP이고, 건구온도(dry-bulb temperature)는 12℃이었다. 또한, 사용된 배기(EA2)는 노점온도가 -32℃DP이고, 건구온도는 23℃이고, VOC 함량은 10ppm(중량 기준)이었다.
VOC 제거율은 하기 수학식 1에 따라 계산되었다.
[수학식 1]
VOC 제거율(중량%) = (제1 로터 전단의 VOC 함량 - 제1 로터 후단의 VOC 함량)/제1 로터 전단의 VOC 함량 × 100
수분 제거율은 드라이룸 제습 시스템에서 생성된 급기(SA) 중의 노점온도(℃DP)로 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
VOC 제거율(중량%) 98 99 91 93 82
수분 제거율(℃DP) -65 -67 -60 -61 -45
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1~4에서 제작된 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸은 비교예 1에서 제작된 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸에 비해 VOC 제거율 및 수분 제거율이 우수한 것으로 나타났다.
실시예 1~2에서 제작된 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸은 실시예 3~4에서 제작된 드라이룸 제습 시스템 및 드라이룸에 비해 VOC 제거율 및 수분 제거율이 우수한 것으로 나타났다.
본 발명은 도면 및 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10, 20: 드라이룸 설비 100, 200, 300, 400: 드라이룸 제습 시스템
110, 210, 310, 410: 제1 로터 120, 220, 320, 420: 제2 로터
OA: 외기 V1, V2: 밸브
H1, H2: 히터 TA1, TA11, TA12, TA2: 처리영역
RA1, RA2: 재생영역 PA1, PA2: 퍼지영역
B1, B2, B3: 팬 SA: 급기
D1, D2, D3: 덕트 EA1, EA2, EA3, EA31, EA32: 배기
W1, W2: 격벽 DR: 드라이룸
EF: 대기환경설비 MD: 제조장치
MA: 혼합공기

Claims (18)

  1. 드라이룸 제습 시스템을 포함하는 드라이룸 설비로서,
    상기 드라이룸 제습 시스템은,
    제1 로터;
    상기 제1 로터의 후단에 배치된 제2 로터; 및
    를 포함하고,
    상기 제1 로터는 수분 및 VOC 흡착 로터이고,
    상기 제2 로터는 수분 흡착 로터이고,
    상기 제1 로터는 제1 처리영역 및 제1 재생영역을 포함하고,
    상기 제1 처리영역은 배기를 외기와 별도로 처리하되 외기 중의 수분을 흡착하기 전에 배기 중의 VOC를 먼저 흡착하도록 구성되고,
    상기 드라이룸 제습 시스템은 상기 제1 로터의 공기 유입측 표면을 배기 처리영역, 외기 처리영역 및 재생영역으로 구분하도록 구성된 격벽을 포함하고,
    상기 드라이룸 설비는 상기 드라이룸 제습 시스템과 유체 연통되도록 구성된 드라이룸 및 대기환경설비를 더 포함하고,
    상기 드라이룸 설비는 상기 드라이룸 제습 시스템에서 생성된 급기를 공급받고, 상기 드라이룸에서 생성된 배기 중 일부는 외부로 배출시키고, 나머지 일부는 드라이룸 제습 시스템으로 재순환시키도록 구성되고,
    상기 대기환경설비는 상기 드라이룸 제습 시스템에서 생성된 배기를 공급받아 처리하도록 구성되고,
    상기 드라이룸 설비는 상기 드라이룸에서 배출된 배기를 상기 드라이룸 제습 시스템의 정상운전시에는 상기 제1 로터로 공급하고, 상기 드라이룸 제습 시스템의 비정상운전시에는 상기 대기환경설비로 공급하도록 구성된 드라이룸 설비.
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 로터는 제1 퍼지영역을 더 포함하는 드라이룸 설비.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 제1 로터의 공기 유입측 표면을 배기 처리영역, 외기 처리영역, 재생영역 및 퍼지영역으로 구분하도록 구성된 드라이룸 설비.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 로터는 제2 처리영역, 제2 재생영역 및 제2 퍼지영역을 포함하는 드라이룸 설비.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 로터의 상기 제1 처리영역에서 배출된 공기 중의 일부가 상기 제2 로터의 상기 제2 퍼지영역으로 공급되도록 구성된 드라이룸 설비.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 로터의 상기 제2 퍼지영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역으로 공급하도록 구성된 제1 히터 및 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제1 로터의 상기 제1 재생영역으로 공급하도록 구성된 제2 히터를 더 포함하는 드라이룸 설비.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 로터의 상기 제1 재생영역에서 배출된 공기는 배기로서 배출되어 대기환경설비로 공급되도록 구성된 드라이룸 설비.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 로터는 제1 퍼지영역을 더 포함하고, 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역에서 배출된 공기 중의 일부가 상기 제1 로터의 상기 제1 퍼지영역으로 공급되도록 구성된 드라이룸 설비.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 로터의 상기 제2 퍼지영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제2 로터의 상기 제2 재생영역으로 공급하도록 구성된 제1 히터 및 상기 제1 로터의 상기 제1 퍼지영역에서 배출된 공기를 가열하여 상기 제1 로터의 상기 제1 재생영역으로 공급하도록 구성된 제2 히터를 더 포함하는 드라이룸 설비.
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