KR102461230B1

KR102461230B1 - 저온 저장고의 제습 시스템 및 제습방법

Info

Publication number: KR102461230B1
Application number: KR1020210153207A
Authority: KR
Inventors: 김선화; 노영진; 김병곤; 이선기
Original assignee: (주)한국에너지기술단
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-10-31

Abstract

본 발명은 저온 저장고(1)의 내부 공기를 순환시키며 습분을 제거할 수 있도록 구성된 저온 저장고의 제습 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 저온 저장고(1)의 실내에 구비된 제습 모듈(100); 상기 저온 저장고(1)의 실외에 구비된 재생 탱크(200); 및 냉각 탱크(300);를 포함하는데, 상기 제습 모듈(100)은, 공기 유입구(111)와 공기 배출구(112) 및 내부 팬(113)을 포함하는 하우징(110); 제습액(f)이 저장되어 있는 제1 탱크(130); 및 상기 제1 탱크(130)와 제1 유로(910)를 매개로 연결되어 상기 하우징(110)의 실내에 제습액(f)을 분사하는 노즐부(120);를 포함하도록 구성되어 있을 수 있다.

Description

저온 저장고의 제습 시스템 및 제습방법{Dehumidification System of Cold Storage and Dehumidification Method using the Same}

본 발명은 저온 저장고의 내부에서 공기를 순환시키며 습분을 제거할 수 있도록 구성된 저온 저장고의 제습 시스템 및 제습방법에 관한 것이다.

전자상거래 시장 성장과 1인, 맞벌이 가구의 증가 및 인구 고령화에 따른 헬스케어 관련 수요 증가로 신선식품, 의약품 보관 및 운반 수요가 증가하고 있다.

온라인 신선식품 시장 수요의 증가 및 상품 다양화로 저온(냉동·냉장) 물류센터에 대한 수요는 지속해서 발생될 것으로 예상되며, 유통 손실을 줄이기 위한 가장 중요한 요소로 우수한 위치의 현대식 대형 콜드체인 인프라에 대한 필요성은 더욱 대두되고 있다.

이러한 콜드체인을 통한 고품질 신선 물류·유통 수요의 폭발적인 증가세로 인해 저온 저장고의 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 최근까지는 저장물류 2만~4만 톤급 저온 저장고가 많이 건설되고 있으며, 10만 톤급 이상의 중대형 저온 저장고의 수요도 지속적으로 증가하는 추세이다.

저온 저장고는 통상적으로 섭씨 -20도에서 -5도 정도의 저온 환경을 유지하는 저장고이며 콜드체인에서 핵심설비이다. 하지만 상기 저온 저장고의 저온 환경에서 상품의 상하차 시, 작업자의 출입으로 인한 외부 습공기의 유입 및 저장된 물품 자체에서 증발된 수분 등으로 저장고 내부 및 열교환기 등에 결로와 성에가 발생할 수 있다.

저온 저장고의 결로 및 성에는 상품의 신선도를 저하시키고, 젖은 포장지의 불량으로 인하여 위생 문제를 야기하며, 얼어붙은 바닥은 작업자의 미끄러짐을 유발하여 안전사고의 요인이 되므로, 저온 저장고에 결로 및 성에 발생을 방지하기 위한 기술 수요는 지속적으로 증가하고 있다.

이러한 저온 저장고의 결로 및 성에를 방지하기 위하여 외부 습공기가 저온저장고로 유입되지 않도록 하는 방안을 고려할 수 있는데, 저온 저장고의 공간적인 제약이 있을 뿐 아니라 외부 습공기의 유입을 차단하는데 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 저온 저장고 내부 습분을 냉동기를 이용하여 적극적으로 결로 및 성에를 제거하는 방안도 고려할 수 있지만, 냉동기의 제습 운전 시 열교환기에 성에 착상이 불가피하게 발생하므로 정기적인 제거 관리 작업이 필요한 문제점이 있다. 또한 별도의 제상 운전이 없을 경우, 열교환기가 완전히 얼음으로 뒤덮여 냉동기 효율이 급격히 저하하고 압축기 고장 발생의 원인이 되는 문제점도 있다.

또한, 추가적인 제습용 냉동기는 에너지 비용 증가 및 효율 감소에 따른 CO2 배출량이 증가하게 되는 문제가 발생하게 되는데, 이는 탄소 중립 정책 추진으로, 에너지 이용 효율 제고가 요구되고, 높은 GWP(지구온난화지수)의 냉매 사용에 대한 규제 강화되는 최근 동향에 반하는 문제점도 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 저온 저장고의 내부 공기가 갖는 습분을 적극적으로 제습할 수 있고 고효율을 갖는 저온 저장고의 제습 시스템을 개발하는 것이 필요하다.

공개특허공보 제2009-0099356호(2009.09.22. 공개)

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 저온 저장고의 내부 공기를 외부로 배출시켜 제습하지 않고 저장고의 내부에서 순환시키며 습분을 제거하여 할 수 있도록 구성된 저온 저장고의 제습 시스템 및 그 제습방법을 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 저온 저장고(1)의 제습 시스템은, 저온 저장고(1)의 내부에 구비된 제습 모듈(100); 상기 저온 저장고(1)의 외부에 구비된 재생 탱크(200); 및 냉각 탱크(300);를 포함한다. 이 때, 상기 제습 모듈(100)은, 공기 유입구(111)와 공기 배출구(112) 및 내부 팬(113)을 포함하는 하우징(110); 제습액이 저장되어 있는 제1 탱크(130); 및 상기 제1 탱크(130)와 제1 유로(910)를 매개로 연결되어 상기 하우징(110)의 내부에 제습액을 분사하는 노즐부(120);를 포함하고, 상기 재생 탱크(200)는, 상기 제1 탱크(130)와 제2 유로(920)를 매개로 연결되어 있고, 제습액에 포함된 수분을 증발시키기 위한 제1 열교환기(250);를 포함하며, 상기 냉각 탱크(300)는, 상기 제1 탱크(130); 및 상기 재생 탱크(200);와 연결되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 제1 탱크(130)와 상기 냉각 탱크(300) 사이에는 제2 탱크(140)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.

또한, 상기 재생 탱크(200)는, 제3 유로(930)를 통하여 상기 제1 탱크(130)와 연통될 수 있도록 구성되어 있고, 상기 제3 유로(930) 중에 삼방 밸브(3way valve)로 형성된 제4 밸브(941)가 구비되어 있으며, 상기 냉각 탱크(300)는 제4 유로(940)를 매개로 제4 밸브(941)와 연결되어, 상기 냉각 탱크(300)는 상기 제4 밸브(941)의 작동에 따라 상기 재생 탱크(200)로부터 제습액(f)이 유입될 수도 있고, 상기 제1 탱크(130) 방향으로 제습액(f)을 이동시킬 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 재생 탱크(200)는, 제6 유로(960)를 통하여 상기 제습액으로부터 증발된 수분을 포함한 공기를 배출하도록 구성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 제6 유로(960)는 상기 재생 탱크(200) 내부 압력을 낮추기 위한 진공 펌프(650)와 연결되어 있을 수 있다.

또한, 상기 공기 배출구(112)에는, 공기 냉각부(150)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.

또한, 상기 공기 냉각부(150)는, 상기 공기 토출부(112)의 둘레에 배치되는 냉각 부재(151); 상기 냉각 부재(151)가 저온 저장고(1) 및 하우징(110)의 내부와 차단되도록 형성된 단열부재(152); 및 상기 냉각 부재(151)의 배면에서 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있도록 형성된 열 배출구(154);를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제습 시스템을 이용한 저온 저장고의 제습방법은, 상기 제1 탱크(130)의 제습액이 상기 제1 유로(910)를 거쳐 상기 노즐부(120)에서 분사되며 순환하는 단계; 상기 내부 팬(113)을 구동하여 저온 저장고(1) 내의 공기를 상기 공기 유입구(111)에서 상기 공기 배출구(112)로 흐르게 하며 수분을 제거하는 단계; 상기 제1 탱크(130)의 제습액 농도가 설정 농도 이하가 될 경우, 상기 제1 유로(910)를 폐쇄하고, 상기 제2 유로(920)를 개방하여 상기 제1 탱크(130)의 제습액을 재생 탱크(200)로 이동시키는 단계; 상기 재생 탱크(200)로 이동된 제습액을 가열하여 제습액으로부터 수분을 증발시켜 제습액을 재생시키는 단계; 및 상기 냉각 탱크(300)에서 재생된 제습액을 다시 제1 탱크(130) 또는 제2 탱크(140)에 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 저온 저장고의 제습 시스템은, 제습 모듈(100)에서 제습액을 분사하여 제습액으로 수분을 포집하므로, 제습 공정 중에 제습 모듈에 성에 등이 발생하지 않아 보다 안정적으로 고효율의 제습을 구현할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 저온 저장고의 제습 시스템은, 저온 저장고(1)의 내부에 구비된 제1 탱크(130)에 채워진 제습액을 순환시켜 제습을 하므로, 제습된 공기의 온도와 저온 저장고 내부의 온도 차이가 작아서, 저온 저장고의 내부 온도 유지를 위한 에너지 소비를 현저히 저감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 저온 저장고의 제습 시스템은, 공기 배출구(112)에 저온 저장고(1)의 내부와 단열된 공기 냉각부(150)가 구비되어 있어, 제습된 공기의 온도를 저온 저장고 내부의 온도와 차이가 나지 않도록 구성할 수 있어, 저온 저장고의 내부 온도를 보다 안정적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 저온 저장고의 제습 시스템은, 재생 탱크(200)에 진공 펌프(650)를 연결하여 재생 탱크(200)의 압력을 낮출 수 있어, 재생 탱크 내의 제습액을 상대적으로 낮은 온도에서 수분을 증발시킬 수 있어 요구되는 농도의 제습액을 쉽게 재생할 수 있을 뿐 아니라, 제습액을 쉽게 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 나타난 저온 저장고의 제습 시스템은, 저온 저장고(1)의 내부에 제습모듈(100)을 설치하여, 저온 저장고(1) 내부의 공기 자체를 외부로 배출시키지 않고, 공기에 포함된 습기만을 추출하므로, 보다 효율적으로 제습을 할 수 있을 뿐 아니라 시스템을 소형화 및 단순화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 저온 저장고의 제습 시스템은, 냉각 탱크(300)가 구비되어 있어, 재생 탱크(200)에서 재생된 제습액을 냉각 탱크(300)로 이동시켜 보관하고, 냉각 탱크(300)에서 제1 탱크(130)로 제습액을 공급할 수 있으므로, 제1 탱크(130)의 제습액을 보다 효과적인 농도에서 사용할 수 있도록 보다 자주 교체하는 것이 용이한 장점이 있다.

도 1. 종래기술에 나타난 냉장고에 구비된 제습장치.
도 2. 본 발명에 따른 저온 저장고의 제습 시스템 구성도.
도 3. 본 발명에 따른 제2 실시예.
도 4. 본 발명에 따른 제3 실시예.
도 5. 본 발명에 따른 제4 실시예.

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.

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

도 2는 본 발명에 따른 저온 저장고의 제습 시스템의 구성도이다.

도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 저온 저장고의 제습 시스템은, 저온 저장고(1)의 내부에 구비된 제습 모듈(100); 저온 저장고(1)의 외부에 구비된 재생 탱크(200); 및 냉각 탱크(300)를 포함하고 있다.

상기 제습 모듈(100)은 하우징(110); 노즐부(120); 및 제1 탱크(130)를 포함하고 있다.

하우징(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 공기 유입구(111); 공기 배출구(112); 및 내부 팬(113)을 포함하고 있다.

상기 공기 유입구(111)로는 공기 저온 저장고(1) 내부의 수분을 포함한 습한 공기(Aw)가 하우징(110)의 내부로 유입되고, 상기 공기 배출구(112)로는 상기 공기 유입구(111)를 통하여 하우징(110)으로 유입된 공기에서 수분이 제거되어 상대적으로 건조한 공기(Ad)가 배출된다.

상기 내부 팬(113)은 상기 공기 배출구(112)에 형성되어 있고, 상기 내부 팬(113)이 구동하면 저온 저장고(1) 내부의 공기는 상기 공기 유입구(111)를 통하여 하우징(110)의 내부로 유입되어 공기 배출구(112)를 통하여 하우징(110)의 외부로 배출되는 순환 운동을 하게 된다.

노즐부(120)는 상기 하우징(110)의 내부에 제습액을 분사할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 노즐부(120)는 적어도 상기 하우징(110)에 형성된 공기 유입구(111)의 상부에 형성되어 있고, 하우징의 폭에 따라 다수의 분사구(121)가 형성되어 있을 수 있다.

제1 탱크(130)는 상기 노즐부(120)에서 분사되어 상기 하우징(110)의 내부로 유입된 공기의 수분을 흡착할 수 있는 제습액을 저장할 수 있도록 형성되어 있다.

제1 탱크(130)는 상기 하우징(110)의 하부에 위치하고, 상기 하우징(110)의 바닥면과 제1 탱크(130)는 상기 노즐부(120)로부터 분사된 제습액이 하우징(110)의 바닥으로 흘러 다시 상기 제1 탱크(130)로 회수될 수 있도록 서로 연통되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 탱크(130)와 상기 노즐부(120)는 제1 유로(910)를 매개로 연결되어 있고, 상기 제1 유로(910)에는 제1 탱크(130)의 제습액을 상부의 노즐부(120)로 이동시킬 수 있는 제1 펌프(610)가 구비되어 있다.

이러한 구성을 통하여 상기 제1 탱크(130)에 저장된 제습액은 노즐부(120)를 통하여 분사되면서 계속 순환할 수 있다.

제습액은 공기와의 수증기압차에 따라 낮은 온도에서는 주위 공기로부터 공기에 포함된 수분을 흡착하고 고온에서는 수증기를 공기 중으로 방출하는 특성을 갖는 액체이다. 이러한, 제습액은 고농도의 제습액을 사용하는데, 제습액이 수분을 많이 흡착할수록 제습액의 농도는 낮아지게 되고, 일정 농도 이하가 되면 제습 효율도 낮아지게 된다.

재생 탱크(200)는 제1 탱크(130)에서 제습 작용으로 농도가 희석된 제습액을 재생하기 위한 구성요소이다.

제1 탱크(130)에서 희석된 제습액은 상기 제1 펌프(610)의 작동으로 제2 유로(920)를 따라 재생 탱크(200)로 이동한다. 이는, 제1 유로(910)에 구비된 제1 밸브(911)은 패쇄하고 제2 유로(920)에 구비된 제2 밸브(921)를 개방하여 쉽게 구현할 수 있다.

제습액의 재생은, 제습액이 흡착한 수분을 증발시켜 제습액의 농도를 높이고, 냉각시켜 제습 효율이 제습액으로 되돌리는 과정을 의미한다.

도 2에 도시된 바와 같이 재생 탱크(200)에는 제1 열교환기(250)가 구비되어 있다. 상기 제1 열교환기(250)로 제습액을 가열하여 수분을 증발시킴으로서, 제습액의 농도를 높일 수 있다.

제습액에서 증발된 수분은 도 2에 도시된 바와 같이 제6 유로(960)를 통하여 배출될 수 있다.

본 발명에는 도 2에 도시된 바와 같이 냉각 탱크(300)가 구비되어 있다.

상기 냉각 탱크(300)는 제4 유로(940)를 통하여 상기 재생 탱크(200)로부터 재생된 제습액(f)이 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

이 때, 제4 유로(940)는 도 2에 도시된 바와 같이 삼방 밸브(3way valve)로 이루어진 제4 밸브(941)를 매개로 제3 유로(930)와 연결되도록 구성할 수도 있다.

이러한 구성을 통하여 상기 재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)은 상기 제4 밸브(941)를 제3 유로(930)와 개방되도록 하여 상기 제1 탱크(130)로 직접 공급될 수도 있다. 또한, 상기 제4 밸브(941)를 제4 유로(940)와 개방되도록 하고 재생 탱크(200)와 연통되도록 하여 재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)을 냉각 탱크(300)로 이동시킬 수도 있을 것이다. 마지막으로 상기 제4 밸브(941)를 제4 유로(940)와 개방되도록 하고 제1 탱크(130)와 연통되도록 하여 냉각 탱크(300)에 저장돈 제습액(f)을 제1 탱크(130)로 공급할 수도 있다.

즉, 상기 재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)의 온도가 제습 기능을 할 수 있을 정도로 낮을 경우에는 제3 유로(930)를 통하여 직접 제1 탱크(130)로 제습액(f)을 공급하고, 제습액(f)의 온도가 높은 상태인 경우에는 제4 유로(940)를 통하여 냉각 탱크(300)로 재생된 제습액(f)을 이동시킬 수 있을 뿐 아니라, 냉각 탱크(300)에서 냉각된 제습액(f)을 제4 유로(940)를 통하여 제1 탱크(130)로 공급하는 것도 가능하다.

이 때, 상기 제3 유로(930)의 제1 탱크(130) 측에는 제습액(f)이 원활하게 제1 탱크(130)로 공급되도록 하기 위하여 제2 펌프(620)가 추가로 형성되어 있을 수 있다.

한편, 상기 냉각 탱크(300)에는 필요한 경우 제습액 냉각을 위한 열교환기(미도시)를 추가로 설치하는 것도 가능할 것이다.

냉각 탱크(300)에서 제1 탱크(130)로 재생 제습액(f)을 공급할 때에는 냉각 탱크(300)에서 충분히 냉각된 제습액(f)을 공급할 수 있을 것이다. 또한, 냉각 탱크(300)에서 보다 신속하게 제습액(f)을 냉각시킬 수 있으므로, 필요한 경우, 제1 탱크(130)에서 제습 과정에서 온도가 높아지고 농도가 낮아지는 제습액(f)을 보다 자주 재생시켜 보다 효과적으로 저온 저장고(1) 내부의 공기를 제습하는 것이 가능할 것이다.

다음으로, 도 3에는 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에는 상기 제습 모듈(100)에 제2 탱크(140)가 추가로 구비되어 있다.

상기 제2 탱크(140)는 상기 제3 유로(930)와 연결되어 있고, 상기 재생 탱크(200) 또는 상기 냉각 탱크(300)로부터 제습액(f)을 공급받아서 제1 탱크(130)에 공급하기 위한 제습액(f)을 저장한다.

상기 제2 탱크(140)는 제7 유로(970)를 통하여 상기 제1 탱크(130)와 연결되어 있으며, 상기 제1 탱크(130)의 제습액(f)을 재생시키기 위하여 재생 탱크(200)로 이동시킨 다음 상기 제2 탱크(140)에 저장된 제습액(f)을 상기 제1 탱크(130)에 공급하여 제습 모듈(100)에는 제습 공정을 신속하게 재수행할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 제2 실시예는 제습 모듈(100)에 제2 탱크(140)가 추가로 구비되어 있어 제1 탱크(130)에 제습액(f)을 신속하게 공급할 수 있으므로 제습 공정을 신속하게 재수행할 수 있을 뿐 아니라, 제1 탱크(130)의 제습액(f)의 재생 주기를 짧게 하더라도 원활하게 제습 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다.

다음으로, 도 4에는 본 발명의 제3 실시예가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에는 상기 제생 탱크(100)의 내부 압력을 낮추거나 진공환경을 만들 수 있는 진공 펌프(650)가 추가로 구비되어 있다.

재생 탱크(200)의 내부 압력을 낮추면 제습액(f)에 포함된 수분을 낮은 온도에서 증발시킬 수 있고, 상대적으로 낮은 온도에서 수분을 증발시키면 재생된 제습액(f)을 보다 쉽게 냉각시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 제6 유로(960)를 진공 펌프(650)와 연결하여 상기 재생 탱크(200) 내부의 압력을 낮추거나 진공 환경으로 만들 수 있다.

도 4에 도시된 진공 펌프(650)는 수봉식 진공 펌프로 구성할 수도 있는데, 작동 유체를 물로 할 경우, 물 탱크(400)에 저장된 물을 진공 펌프(650)의 작동 유체로 사용할 수 있다.

상기 진공 펌프(650)로는 상기 제6 유로(960)를 통하여 재생 탱크(200) 내부의 수증기 및 공기가 유입되고, 상기 물 탱크(400)의 물은 제9 유로(990)를 통하여 공급되며, 상기 진공 펌프(650) 내부에서 혼합된 공기 및 수증기와 혼합된 물은 제8 유로(980)를 통하여 배출되어 상기 물 탱크(400)로 유입된다. 이 때, 제9유로(990) 상에는 냉각을 위한 제2 열교환기(450)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.

이러한 작동을 통하여 상기 재생 탱크(200)의 내부 압력은 낮아지고, 진공 환경까지 조성될 수 있으며, 재생되는 제습액(f)에 흡착된 수분은 낮은 온도에서 수증기로 증발할 수 있다.

상기 물 탱크(400)는 재생 탱크(200)로부터 수증기도 유입되므로, 물 탱크(400)의 수위는 점점 높아질 수 있는데, 물 탱크(400)의 수위는 드레인 밸브(460)를 통하여 외부로 물을 배출하면서 조절할 수 있을 것이다.

도 4에는 제2 탱크(140)가 구비된 본 발명의 제2 실시예에 진공 펌프(650)가 추가된 구성이 도시되어 있으나, 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 적용하는 것도 가능할 것이다.

다음으로, 도 5에는 본 발명의 제4 실시예가 도시되어 있다.

도 5에 나타난 본 발명의 제4 실시예는 제습 모듈(100)에 공기 냉각부가 형성되어 있는 점에서 차이가 있다.

종래기술인 도 1에 도시된 바와 같이 냉장고의 내부에 설치된 습기를 응축시키는 제습부는 제습부가 작동하지 않을 때 제습부에 결로 또는 성에가 발생하여 효과를 저감시킬 수 있는 문제가 있다.

본 발명에서도 제습 모듈(100)에 통상적인 열교환기를 설치할 경우, 결로 또는 성에 발생 문제와 함께, 열교환기의 구동에 따라 발생하는 열에 의하여 저온 저장고(1)의 온도 유지가 어렵게 될 수 있는 문제점이 발생한다.

본 발명의 제습 모듈(100)은 제습액(f)을 이용하여 제습을 하므로, 별도의 열교환기는 설치할 필요가 없지만, 제1 펌프(610)를 통하여 순환되는 제습액(f)에 의하여 공기(Aw)가 제습되므로 공기 배출구(112)를 통하여 배출되는 제습된 공기(Ad)는 저온 저장고(1)의 내부 공기의 온도보다 높을 수 있다.

따라서, 공기 배출구(112)를 통하여 배출되는 습기가 제거된 공기(Ad)의 온도를 낮추게 되면, 보다 쉽게 저온 저장고(1)의 설정 온도를 유지할 수 있다.

이러한, 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(110)에 구비된 공기 배출구(112)에 공기 냉각부(150)를 추가로 형성하였다.

본 발명의 공기 냉각부(150)는 냉각 부재(151); 단열부재(52); 방열공간(153) 및 열 배출구(154)를 포함하고 있다.

냉각 부재(151)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 공기 배출구(112)를 지나는 공기를 냉각시킬 수 있도록 상기 공기 배출구(112)의 둘레의 일부 또는 전부에 설치할 수 있다. 예를 들어, 공기 배출구(112)가 덕트 형상이면 덕트 둘레를 따라 설치하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에서 상기 냉각 부재(151)는 저온 저장고(1)의 내부에 설치되므로 열전 소자(thermoelectric element, 熱電素子)와 같이 별도의 냉각 사이클을 이용하지 않는 부재가 적당하다.

상기 냉각 부재(151)가 열전 소자로 형성되어 있는 경우에 냉각 부재(151)의 배면에는 열이 발생하게 되는데, 본 발명에서 냉각 부재는 저온 저장고(1)의 내부에 위치하기 때문에, 저온 저장고(1)의 내부에 열이 전달되면 저온 저장고(1)의 효율이 떨어지게 된다.

단열부재(152)는 상기 냉각 부재(151)의 배면이 저온 저장고(1)의 내부와 완전히 차단되도록 형성하는 것이 바람직하다. 그 한 예로, 도 5에서와 같이 단열부재(152)를 공기 배출구(112)와 이격된 상태로 공기 배출구(112)의 둘레를 감싸는 형상으로 형성할 수 있다.

상기 냉각 부재(151)와 상기 단열부재(152) 사이에는 방열공간(153)이 형성되어 있을 수 있다.

상기 방열공간(153)은 상기 냉각 부재(151)의 배면에서 발생하는 열이 일측에 형성된 열 배출구(154)를 통하여 외부로 원활하게 방출되도록 할 수 있다.

한편, 상기 열 배출구(154)에는 보다 원활한 방열을 위하여 배기 팬(미도시)을 추가로 형성하는 것도 가능할 것이다.

이러한, 공기 냉각부(150)의 구성을 통하여, 공기 배출구(112)를 통하여 저온 저장고(1)의 내부로 배출되는 제습된 공기(Ad)는 저온 저장고(1) 내부의 공기와 동일 온도이거나 미세한 온도 차이를 갖는 공기가 되도록 제어하여 저온 저장고(1)의 내부 온도를 보다 원활하게 유지할 수 있다.

또한, 수분이 제거된 건조한 공기(Ad)를 냉각시키므로, 결로 또는 성에 발생의 염려가 없을 뿐 아니라, 적은 에너지로 냉각시킬 수 있는 효과도 있다.

도 5에는 도 4에 도시된 본 발명의 제3 실시예의 제습 모듈(100)에 공기 냉각부(150)가 추가된 구성이 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않고, 도 2와 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 적용하는 것도 가능할 것이다.

위에서 살펴본 바와 같은, 본 발명의 저온 저장고의 제습 시스템을 통하여 저온 저장고의 제습방법을 살펴보면 아래와 같다.

첫 단계로, 상기 제습 모듈(100)의 제1 탱크(130)에 제습액(f)을 채운다. 이 때, 제2 탱크(140)가 설치된 경우에는 제2 탱크(140)에도 제습액(f)을 채운다.

다음 단계로, 상기 제1 펌프(610)를 구동하여 상기 제1 탱크(130)의 제습액(f)이 상기 제1 유로(910)를 거쳐 상기 노즐부(120)에서 분사되도록 하며 제1 탱크(130)의 제습액(f)이 순환되도록 한다.

다음 단계로, 상기 내부 팬(113)을 구동하여 저온 저장고(1) 내의 습한 공기(Aw)를 상기 공기 유입구(111)와 상기 공기 배출구(112)로 흐르게 한다.

이 때, 상기 노즐부(120)에서 제습액(f)이 분사되고 있으므로, 상기 공기 흡기구(111)를 통하여 하우징(110)의 내부로 유입된 습한 공기(Aw)의 수분은 분사된 제습액(f)에 흡착되고, 제습된 공기(Ad)는 공기 배출구(112)를 통하여 배출된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 공기 배출구(112)에 공기 냉각부(150)가 형성되어 있으면, 공기 냉각부(150)를 작동하여 제습된 공기(Ad)를 냉각시켜 저온 저장고(1)의 내부로 배출한다.

본 제습 단계는 상기 저온 저장고(1)의 내부 공기의 습도 또는 수분 함량이 설정된 값에 도달할 때까지 반복한다.

다음 단계로, 상기 제1 탱크(130)에서 순환하는 제습액(f)의 농도가 설정 농도 이하가 될 경우, 상기 제1 유로(910)를 폐쇄하고, 상기 제2 유로(920)를 개방하여 상기 제1 탱크(130)의 제습액(f)을 재생 탱크(200)로 이동시킨다.

다음 단계로, 상기 재생 탱크(200)로 이동된 제습액(f)을 제1 열교환기(250)로 가열하여 제습액(f)으로부터 수분을 증발시킨다.

이 때, 도 4, 5에 도시된 바와 같이 재생 탱크(200)가 진공 펌프(650)와 연결되어 있으면, 진공 펌프(650)를 작동하여 상기 재생 탱크(200)의 내부 압력을 낮춘 상태 또는 진공 환경에서 수분을 증발시킨다.

이처럼, 상기 재생 탱크(200)의 내부 압력을 낮춘 상태에서는 위에서 살펴본 바와 같이 상대적으로 낮은 온도에서도 제습액(f)에 함유된 수분을 수증기로 증발시킬 수 있다.

다음 단계로, 재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)을 냉각시킨다.

본 단계는 재생 탱크(200)에서 진행할 수도 있고, 재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)을 냉각 탱크(300)로 이동시킨 후 냉각시킬 수도 있다.

다음 단계로, 재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)을 제1 탱크(130), 또는 제2 탱크(140)로 공급하는 단계가 있다.

제습 모듈(100)에 제2 탱크(140)가 구비되어 있는 경우에는 제2 탱크(140)에 저장되어 있던 제습액(f)을 제1 탱크(130)에 공급하고, 제2 탱크(140)에는 제2 펌프(620)를 구동하여 재생 탱크(200) 또는 냉각 탱크(300)에서 제습액(f)을 공급한다.

제습 모듈(100)에 제2 탱크(140)가 구비되어 있지 않은 경우에는 제1 탱크(130)에 제2 펌프(620)를 구동하여 재생 탱크(200) 또는 냉각 탱크(300)에서 제습액(f)을 공급한다.

재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)이 재생 탱크(200) 내에서 충분히 낮은 온도로 냉각된 상태인 경우에는 재생 탱크(200)에서 제3 유로(930)를 통하여 제1 탱크(130) 또는 제2 탱크(140)로 공급할 수 있다.

재생 탱크(200)에서 재생된 제습액(f)이 재생 탱크(200) 내에서 충분히 낮은 온도로 냉각되지 않은 경우에는 재생 탱크(200)에서 재생 제습액(f)을 제4 유로(940)를 통하여 냉각 탱크(300)로 이동시키고, 상기 냉각 탱크(300)에서 제습액(f)을 충분히 낮은 온도까지 냉각시킨 다음, 제4 유로(940)를 거처 제1 탱크(130) 또는 제2 탱크(140)로 공급할 수 있다.

이와 같은 단계를 통하여 저온 저장고(1)의 내부 공기를 효과적으로 제습할 수 있을 것이다.

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.

1: 저온 저장고 100: 제습 모듈
110: 하우징 111: 공기 유입구 112: 공기 배출구
113: 내부 팬 120: 노즐부 121: 분사구
130: 제1 탱크 140: 제2 탱크
150: 공기 냉각부 151: 냉각 부재
152: 단열부재 153: 방열 공간 154: 열 배출구
200: 재생 탱크 250: 제1 열교환기 300: 냉각 탱크
400: 물 탱크 450: 제2 열교환기 460: 드레인 밸브
610: 제1 펌프 620: 제2 펌프 650: 진공 펌프
910: 제1 유로 911: 제1 밸브 920: 제2 유로 921: 제2 밸브
930: 제3 유로 931: 제3 밸브 940: 제4 유로 941: 제4 밸브
950: 제5 유로 951: 제5 밸브 960: 제6 유로 961: 제6 밸브
970: 제7 유로 971: 제7 밸브 980: 제8 유로 990: 제9 유로
Aw: 습한 공기 Ad: 건조된 공기 f: 제습액 w: 물

Claims

저온 저장고(1)의 내부에 구비된 제습 모듈(100);
상기 저온 저장고(1)의 외부에 구비된 재생 탱크(200); 및
냉각 탱크(300);를 포함하는 제습 시스템에 있어서,
상기 제습 모듈(100)은,
공기 유입구(111)와 공기 배출구(112) 및 내부 팬(113)을 포함하는 하우징(110);
제습액(f)이 저장되어 있는 제1 탱크(130); 및
상기 제1 탱크(130)와 제1 유로(910)를 매개로 연결되어 상기 하우징(110)의 실내에 제습액(f)을 분사하는 노즐부(120);를 포함하고,
상기 재생 탱크(200)는,
상기 제1 탱크(130)와 제2 유로(920)를 매개로 연결되어 있고,
제습액(f)에 포함된 수분을 증발시키기 위한 제1 열교환기(250);를 포함하며,
상기 냉각 탱크(300)는,
상기 제1 탱크(130); 및 상기 재생 탱크(200);와 연결되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 저온 저장고의 제습 시스템에 있어서,
상기 제1 탱크(130)와 상기 냉각 탱크(300) 사이에는 제2 탱크(140)가 추가로 구비되어 있고,
상기 배출구(112)에 공기 냉각부(150)가 추가로 형성되어 있으며,
상기 공기 냉각부(150)는,
열전 소자로 이루어져 있고, 상기 공기 배출구(112)의 둘레를 따라 설치되는 열전 소자로 이루어진 냉각 부재(151);
상기 냉각 부재(151)의 배면이 상기 저온 저장고(1)의 내부와 차단되도록 형성된 단열부재(152);
상기 냉각 부재(151)와 상기 단열부재(152) 사이에 형성된 방열공간(153); 및
상기 방열공간(153)의 일측에 형성된 열 배출구(154);를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 저온 저장고의 제습 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 재생 탱크(200)는, 제3 유로(930)를 통하여 상기 제1 탱크(130)와 연통될 수 있도록 구성되어 있고,
상기 제3 유로(930) 중에 삼방 밸브(3way valve)로 형성된 제4 밸브(941)가 구비되어 있으며,
상기 냉각 탱크(300)는 제4 유로(940)를 매개로 제4 밸브(941)와 연결되어,
상기 냉각 탱크(300)는 상기 제4 밸브(941)의 작동에 따라 상기 재생 탱크(200)로부터 제습액(f)이 유입될 수도 있고, 상기 제1 탱크(130) 방향으로 제습액(f)을 이동시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 저온 저장고의 제습 시스템.
제1항에 있어서,
상기 재생 탱크(200)는,
제6 유로(960)를 통하여 상기 제습액(f)으로부터 증발된 수분을 포함한 공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고의 제습 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제6 유로(960)는 상기 재생 탱크(200) 내부 압력을 낮추기 위한 진공 펌프(650)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 저온 저장고의 제습 시스템.
제1항 및 제3항 내지 제5항 중의 어느 한 항의 제습 시스템을 이용한 저온 저장고의 제습방법에 있어서,
상기 제1 탱크(130)의 제습액(f)이 상기 제1 유로(910)를 거쳐 상기 노즐부(120)에서 분사되며 순환하는 단계;
상기 내부 팬(113)을 구동하여 저온 저장고(1) 내의 공기를 상기 공기 유입구(111)와 상기 공기 배출구(112)로 흐르게 하며 공기에 포함된 수분을 제거하는 단계;
상기 제1 탱크(130)의 제습액(f) 농도가 설정 농도 이하가 될 경우, 상기 제1 유로(910)를 폐쇄하고, 상기 제2 유로(920)를 개방하여 상기 제1 탱크(130)의 제습액(f)을 재생 탱크(200)로 이동시키는 단계;
상기 재생 탱크(200)로 이동된 제습액(f)을 가열하여 제습액(f)으로부터 수분을 증발시켜 제습액(f)을 재생시키는 단계; 및
냉각 탱크(300)에서 제습액(f)을 다시 제1 탱크(130)에 공급하는 단계;를 포함하는 저온 저장고의 제습방법.