KR102506103B1 - 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기 - Google Patents

열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기에 관한 것으로서, 특히 케이싱과; 상기 케이싱 내부로 유입된 공기를 열교환하는 열교환기와; 상기 열교환기와 마주보게 배치되어 상기 열교환기를 통과한 공기에 습기를 제공하는 가습기와; 상기 열교환기와 가습기 사이에서 자외선을 조사하는 UV램프와; 상기 케이싱 내부로 공기가 유입되도록 함과 아울러 유입된 공기가 열교환기와 가습기를 거쳐 케이싱 외부로 유출되도록 하는 송풍기;를 포함하여 구성되어, UV램프만으로 열교환기와 가습기를 일체로 동시 살균할 수 있으므로 구조를 간단히 할 수 있고 유지 관리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기{Thermo-hygrostat sterilizing the heat exchanger and humidifier by UV as one body}
본 발명은 항온항습기에 관한 것으로서, 특히 열교환기와 가습기를 일체로 하고 이들에 자외선을 동시에 조사하여 열교환기 및 가습기 동시 살균이 가능한 항온항습기에 관한 것이다.
항온항습기는 전산실의 장비와 전산매체, 공공기록물, 도서관, 문화재 등의 보존과 유지를 위해 사용되며, 정밀한 온습도의 평형이 요구되는 반도체, 제약, 생명과학 등 첨단 분야와 미래농업을 견인하고 있는 스마트 파밍(Smart Farming) 분야에서 사용되고 있다.
항온항습기, 가정용 에어컨, 차량용 에어컨 등의 공조제품들은 공기와, 물, 열을 이용하여 공기의 질을 관리하는 장비이며, 특히 항온항습기는 온도, 습도, 기류 및 청정도가 함께 관리되어야 하는 특징이 있다.
따라서, 항온항습기는 냉동사이클(Refrigeration cycle) 즉, 증발, 압축, 응축, 팽창의 4가지 장치에서 많은 전력이 소모되며, 이외에도 온습도 관리를 위해 설정온도 이하로 떨어졌을 때 별도의 가열을 위한 히터와 설정습도 이하로 떨어졌을 때 가습을 위한 가습기에서 추가적인 전력소모가 발생하게 된다.
이러한 항온항습기는 냉동사이클의 증발작용을 수행하는 열교환기와 가습기가 내부에 설치되는데, 열교환기에서는 냉동사이클 중에 응축수가 표면에서 발생하면서 오염이 되고, 가습기는 세균이 내부에서 증식되어 오염된다.
이렇게 항온항습기의 열교환기와 가습기에서는 오염이 발생될 수밖에 없고 이러한 오염으로 인해 발생되는 세균 등의 제거를 위하여 한국등록특허공보 10-2119531(명칭: 공기정화 기능을 구비한 공조기)에서는 UV램프로 자외선을 조사하여 살균하는 방식을 취하고 있는데, 위의 선행기술(10-2119531)은 열교환기에만 자외선을 조사하고 가습기에는 자외선을 조사하지 않아서 가습기에서의 오염발생을 방지할 수 없다는 점에서 그 효과가 제한적이라는 단점이 있다.
등록특허 10-2119531
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열교환기와 가습기를 동시에 살균할 뿐만 아니라 열교환기와 가습기를 일체화시켜 구조를 단순화시키고 장비의 오염관리를 용이하게 할 수 있는 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기는 케이싱과; 상기 케이싱 내부로 유입된 공기를 열교환하는 열교환기와; 상기 열교환기와 서로 마주보게 배치되어, 열교환기를 통과한 공기에 습기를 제공하는 가습기와; 상기 열교환기와 가습기 사이에서 자외선을 조사하는 UV램프와; 상기 케이싱 내부로 공기가 유입되도록 함과 아울러 유입된 공기가 열교환기와 가습기를 거쳐 케이싱 외부로 유출되도록 하는 송풍기;를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 열교환기와 가습기 사이에 설치되어 열교환기와 가습기를 일체로 연결시키는 연결프레임을 더 포함하여 구성되고, 상기 UV램프는 상기 연결프레임을 가로질러 설치된다.
구체적으로, 상기 열교환기는 외관을 이루는 틀 내부에 냉매관이 배치되고, 상기 가습기는 외관을 이루는 틀 내부에 다공성 재질의 판으로 이루어진 기화식 가습기이고, 상기 연결 프레임은 외관을 이루는 틀 내부는 공기가 통과할 수 있도록 비어 있는 구조이고, 상기 열교환기, 가습기 및 연결 프레임은 각자의 외관을 이루는 틀이 동일한 형상과 크기를 가지면서 상기 연결 프레임을 중심으로 상기 열교환기와 상기 가습기가 전후 마주보게 배치되는 하나의 모듈로 일체를 이루어진다.
여기서, 상기 UV램프는 상기 연결 프레임의 측판에 상하 일정 간격을 두고 다수 개가 설치되고, 각 UV램프는 상기 열교환기와 상기 가습기 사이를 가로지르게 배치됨으로써 상기 열교환기와 가습기가 전체 면적에 걸쳐 일체로 자외선 살균 가능하다.
그리고 상기 연결 프레임의 측판에는 상기 UV램프가 관통 설치되는 설치구멍이 형성되고, 상기 연결 프레임의 외측에는 상기 다수의 UV램프가 전기적으로 연결되는 멀티 소켓부가 결합된다.
한편, 상기 케이싱에는 일반운전 버튼과 장비살균 버튼이 구비된 운전반이 구비되어, 상기 일반운전 버튼이 눌렸을 때는 상기 송풍기가 작동되어 항온항습 공정이 가동되고, 상기 장비살균 버튼이 눌렸을 때는 항온항습 공정은 가동되지 않으면서 상기 UV램프는 상기 열교환기와 가습기의 표면에 자외선을 조사한다,
또한, 상기 운전반에는 공기살균 버튼이 더 구비되어, 상기 공기살균 버튼이 눌렸을 때는 상기 송풍기가 작동되어 항온항습 공정이 가동되면서 상기 UV램프는 상기 열교환기와 가습기의 표면에 자외선을 조사한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기는 열교환기와 가습기 사이에서 자외선을 조사하는 UV램프로 열교환기와 가습기를 동시에 살균할 수 있으므로, 열교환기와 가습기 각각의 살균을 위한 별도의 수단을 구비할 필요가 없어서 구조를 간단히 할 수 있고 조작이 편리하며 유지 관리가 용이한 이점이 있다.
또한, 열교환기와 가습기가 일체화되어 하나의 모듈로 형성되므로, 운송 및 관리가 용이하고 케이싱 내부에 조립이 용이한 이점이 있다.
또한, UV램프의 선택적 점등을 통해 일반 항온항습 운전, 장비살균 운전 및 공기살균 운전을 선택할 수 있어서 항온항습기 내부의 오염과 실내공기의 오염에 따라 능동적으로 대응할 수 있는 이점이 있다.
또한, 열교환기와 가습기에 대한 살균을 동시에 진행하므로 살균시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기를 보인 도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 항온항습기의 열교환기와 가습기 및 연결프레임을 보인 도.
도 4는 도 1에 도시된 항온항습기의 열교환기와 가습기 및 연결프레임을 분해한 도.
도 5는 도 4에 도시된 항온항습기의 연결프레임에서 UV 램프를 분해한 도.
이하, 본 발명에 의한 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기를 보인 도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 항온항습기의 열교환기와 가습기 및 연결프레임을 보인 도이며, 도 4는 도 1에 도시된 항온항습기의 열교환기와 가습기 및 연결프레임을 분해한 도이다. 도 5는 도 4에 도시된 항온항습기의 연결프레임에서 UV 램프를 분해한 도이다.
본 발명에 의한 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10) 내부에 설치되는 열교환기(20)와, 상기 케이싱(10) 내부에 설치되는 가습기(30)와, 상기 열교환기(20)와 가습기(30)를 연결하는 연결프레임(40)과, 상기 연결프레임(40)에 설치되는 다수의 UV램프(50)와, 상기 케이싱(10) 내부에 설치되는 송풍기(60)와, 상기 케이싱(10) 내부에 설치되는 히터(70)와, 상기 케이싱(10)의 흡입구(11) 측에 설치되는 필터(80)를 포함하여 구성된다.
상기 케이싱(10)은 항온항습기의 외형을 이루는 것으로서, 일측에 흡입구(11)가 형성되고 타측에 토출구(12)가 구비되어 있습니다.
상기 흡입구(11)는 케이싱(10)의 일측면 하부에 구비되는 것으로서, 송풍기(60)가 작동될 때 케이싱(10) 외부의 공기가 이 곳을 통해 케이싱(10) 내부로 유입된다.
상기 토출구(12)는 케이싱(10)의 상면 또는 측면 상부에 구비되는 것으로서, 흡입구(11)를 통해 케이싱(10) 내부로 유입된 공기가 공기조화 공정을 거친 후 이 곳을 통해 케이싱(10) 외부로 토출된다.
상기 열교환기(20)는 외관을 이루는 사각의 틀 내부에 냉매가 흐르는 냉매관(21)이 배치된다. 여기서 열교환기(20)는 공기를 냉각시키는 증발기로서 케이싱(10) 내부로 유입된 외부공기와 열교환한다. 케이싱(10) 내부로 유입된 외부공기는 열교환기(20)를 통과하면서 온도가 떨어진다.
상기 가습기(30)는 외관을 이루는 사각의 틀 내부에 다공성 재질로 이루어져 다량의 수분을 함유하고 있는 기화식 가습기로서, 케이싱(10) 내부에 설치되되 열교환기(20)의 후방쪽에 일정거리 이격되게 설치되어 열교환기(20)를 통과한 공기에 습기를 제공한다. 즉 송풍기(60)에 의해 발생되는 흡입력에 의해 외부공기가 케이싱(10) 내부로 유입된 후 열교환기(20)를 통과하고, 연이어 가습기(30)를 통과하면서 공기 중에 수분이 포함된다.
상기 연결프레임(40)은 열교환기(20)와 가습기(30) 사이에 설치되어 열교환기(20)와 가습기(30)를 모듈로 일체화시킨다.
이러한 연결프레임(40)은 사각 형상의 틀로 만들어져 틀 안쪽으로 외부공기가 통과하고, 연결프레임(40)의 전면에 열교환기(20)가 고정되고 후면에 가습기(30)가 고정된다. 즉, 열교환기(20), 가습기(30) 및 연결프레임(40)은 각자의 외관을 이루는 틀이 동일한 형상과 크기를 가지면서 상기 연결프레임(40)을 중심으로 열교환기(20)와 가습기(30)가 전후 마주보게 배치되는 하나의 모듈로 일체로 결합된다.
이때, 열교환기(20)와 가습기(30) 사이에는 연결프레임(40)에 의해 내부에 비어 있는 공간이 조성된다. 따라서 케이싱(10) 내부로 유입된 외부공기는 열교환기(20)를 통과한 후 연결프레임(40)의 내부를 거쳐 가습기(30)로 이동하여 가습기(30)를 통과한다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나 연결프레임(40)의 상측부분에는 다수의 물분사 노즐(미도시)을 설치하고, 이 물분사 노즐에 외부에서 물을 공급받는 물호스(미도시)를 연결하여 필요한 경우 가습기(30)의 표면에 물을 공급할 수 있다. 따라서 항온항습 공정 등을 통해 수분이 제거된 가습기(30)에 다시 수분을 공급하여 물을 흡수할 수 있도록 할 수 있다.
이렇게 가습기(30)에 물이 공급될 경우 증발열을 이용한 냉각효과를 상승 도모할 수 있다.
상기 UV램프(50)는 열교환기(20)와 가습기(30) 사이의 공간에서 자외선을 조사하여 열교환기(20)의 표면과 가습기(30)의 표면을 살균한다.
부연하면 UV램프(50)는 연결프레임(40)을 수평방향, 수직방향 또는 경사방향으로 가로질러 설치되는 것으로서, 하나 또는 그 이상이 일정간격을 이루며 연결프레임(40)에 설치된다. 따라서 열교환기(20)와 가습기(30) 사이에 UV램프(50)가 위치된 상태에서 자외선이 사방으로 조사된다.
이러한 UV램프(50)는 열교환기(20)와 가습기(30) 사이의 공간에서 상하 일정 간격을 이루면서 다수 개로 열교환기(20)와 가습기(30)의 전체 면적에 걸쳐 자외선을 넓고 빈 틈 없이 조사함으로써, 열교환기(20)와 가습기(30)를 효과적으로 살균할 수 있다. UV램프(50)는 100~ 280나노미터(nm) 파장의 UV-C(Ultraviolet-C)를 조사하는 것이며, UV-C는 각종 세균, 바이러스 등을 효과적으로 제거하는 것으로 널리 알려져 있다.
본 발명의 일실시예 에서는 UV램프(50)가 연결프레임(40)에 수평방향으로 가로지르게 설치되는 구조를 제시한다. 이를 위해 연결프레임(40)의 어느 한 측면에는 UV램프(50)가 관통 설치되는 설치구멍(41)이 상하 일정 간격을 두고 다수 형성된다. 그리고 설치구멍(41)이 뚫려있는 연결프레임(40)의 외측에는 다수의 UV램프(50)가 전기적으로 연결되는 멀티 소켓부(51)가 결합된다. 이때, 연결프레임(40)의 각 설치구멍(41)은 멀티 소켓부(51)에 구비된 각 소켓에 대응되는 위치에 뚫려 있어야 한다. 그리고 멀티 소켓부(51)의 상단 및 하단과 이에 대응되는 위치의 연결프레임의(40)의 측면에는 볼트가 관통되는 체결구멍이(42)(52) 각각 형성되어 있다.
상술한 구성에 의해, 다수의 UV램프(50)는 멀티 소켓부(51)에 모두 접속된 상태에서 연결프레임(40)의 각 설치구멍(41)에 관통되게 끼우고 상하로 볼트를 체결함으로써 연결프레임(40)에 체결이 완료된다. 그리고 UV램프의 교체 및 청소가 필요한 경우에는 열교환기(20)와 가습기(30)의 해체함이 없이 연결프레임(40)의 외측에서 교체 작업을 수행할 수 있다.
상기 송풍기(60)는 케이싱(10) 내부로 공기가 유입되도록 함과 아울러 유입된 공기가 열교환기(20)와 가습기(30)를 거쳐 케이싱(10) 외부로 유출되도록 한다. 즉 송풍기(60)가 작동되면 송풍기(60)는 흡입력을 발생시키고 이 흡입력에 의해 외부공기가 케이싱(10) 내부로 유입된 후 항온항습 공정을 거쳐 케이싱(10) 외부로 토출된다.
상기 히터(70)는 케이싱(10) 내부에 설치되어 유입된 외부공기의 온도를 조절한다.
상기 필터(80)는 케이싱(10) 내부에 설치되는 것으로서, 케이싱(10)의 흡입구(11) 측에 설치하여 케이싱(10) 내부로 유입되는 외부공기를 정화할 수도 있고, 케이싱(10)의 토출구(12) 측에 설치하여 열교환기(20)와 가습기(30)를 통과한 공기를 정화한 후 케이싱(10) 외부로 토출할 수도 있으며, 케이싱(10)의 흡입구(11) 측과 토출구(12) 측에 모두 설치할 수도 있다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 항온항습기는 케이싱(10)에 구비된 운전반(13)의 조작에 의해 작동된다.
즉, 운전반(13)에는 일반운전 버튼(13a)과 장비살균 버튼(13b) 및 공기살균 버튼(13c)이 구비되어 상황에 따라 일반운전, 장비살균 운전, 공기살균 운전을 선택한다.
상기 일반운전 버튼(13a)에 의해 가동되는 일반운전은 UV램프(50)가 소등된 상태로 항온항습 운전하는 모드이다. 즉 일반운전 버튼(13a)이 눌렸을 때는 송풍기(60)가 작동되어 외부공기가 케이싱(10) 내부로 유입된 후 열교환기(20)와 가습기(30)를 순차적으로 통과하여 적정 온도와 습도의 공기로 변환된 후 케이싱(10) 외부로 배출되는 항온항습 공정이 가동된다.
상기 장비살균 버튼(13b)에 의해 가동되는 장비살균 운전은 항온항습 운전이 중단된 상태로 열교환기(20)와 가습기(30)를 UV램프(50)에서 조사되는 자외선으로 샬균한다. 즉 장비살균 버튼(13b)이 눌렸을 때는 송풍기(60)가 작동되지 않아서 항온항습 공정은 가동되지 않으면서 UV램프(50)는 점등되어 열교환기(20)와 가습기(30)의 표면에 자외선을 조사한다.
상기 공기살균 버튼(13c)에 의해 가동되는 공기살균 운전은 항온항습 운전을 하면서 UV램프(50)에서 조사되는 자외선으로 공기를 살균하는 운전모드이다. 즉 공기살균 버튼(13c)이 눌렸을 때는 송풍기(60)가 작동되어 케이싱(10) 내부로 유입된 외부의 공기에 대한 항온항습 공정이 가동되면서 UV램프(50)는 작동되고 있는 열교환기(20)와 가습기(30)의 표면에 자외선을 조사한다. 따라서 열교환기(20)와 가습기(30)를 통과하는 공기에 자외선이 조사됨으로써 공기에 함유되어 있는 세균과 바이러스 등이 살균될 수 있다.
10: 케이싱 11: 흡입구
12: 토출구 13: 운전반
13a: 일반운전 버튼 13b: 장비살균 버튼
13c: 공기살균 버튼 20: 열교환기
30: 가습기 40: 연결프레임
50: UV램프 60: 송풍기
70: 히터 80: 필터

Claims (7)

  1. 케이싱(10)과; 상기 케이싱(10) 내부로 유입된 공기를 열교환하는 열교환기(20)와; 상기 열교환기(20)와 서로 마주보게 배치되어, 상기 열교환기(20)를 통과한 공기에 습기를 제공하는 가습기(30)와; 상기 열교환기(20)와 가습기(30) 사이에서 자외선을 조사하는 UV램프(50)와; 상기 케이싱(10) 내부로 공기가 유입되도록 함과 아울러 유입된 공기가 열교환기(20)와 가습기(30)를 거쳐 케이싱(10) 외부로 유출되도록 하는 송풍기(60);를 포함하여 구성된 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기에 있어서,
    상기 열교환기(20)와 가습기(30) 사이에 설치되어 열교환기(20)와 가습기(30)를 일체로 연결시키는 연결프레임(40)을 더 포함하여 구성되고, 상기 UV램프(50)는 상기 연결프레임(40)을 가로질러 설치되되,
    상기 UV램프(50)는 상기 연결프레임(40)의 측판에 상하 일정 간격을 두고 다수 개가 설치되고, 각 UV램프(50)는 상기 열교환기(20)와 상기 가습기(30) 사이를 가로지르게 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기(20)는 외관을 이루는 틀 내부에 냉매관(21)이 배치되고,
    상기 가습기(30)는 외관을 이루는 틀 내부에 다공성 재질의 판으로 이루어진 기화식 가습기이고,
    상기 연결프레임(40)은 외관을 이루는 틀 내부는 공기가 통과할 수 있도록 비어 있는 구조이고,
    상기 열교환기(20), 가습기(30) 및 연결프레임(40)은 각자의 외관을 이루는 틀이 동일한 형상과 크기를 가지면서 상기 연결프레임(40)을 중심으로 상기 열교환기(20)와 상기 가습기(30)가 전후 마주보게 배치되는 하나의 모듈로 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결프레임(40)의 측판에는 상기 UV램프(50)가 관통 설치되는 설치구멍(41)이 형성되고, 상기 연결프레임(40)의 외측에는 상기 다수의 UV램프(50)가 전기적으로 연결되는 멀티 소켓부(51)가 결합되는 것을 특징으로 하는 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이싱(10)에는 일반운전 버튼(13a)과 장비살균 버튼(13b)이 구비된 운전반(13)이 구비되어, 상기 일반운전 버튼(13a)이 눌렸을 때는 상기 송풍기(60)가 작동되어 항온항습 공정이 가동되고, 상기 장비살균 버튼(13b)이 눌렸을 때는 항온항습 공정은 가동되지 않으면서 상기 UV램프(50)는 상기 열교환기(20)와 가습기(30)의 표면에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 운전반(13)에는 공기살균 버튼(13c)이 더 구비되어, 상기 공기살균 버튼(13c)이 눌렸을 때는 상기 송풍기(60)가 작동되어 항온항습 공정이 가동되면서 상기 UV램프(50)는 상기 열교환기(20)와 가습기(30)의 표면에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 열교환기와 가습기가 일체로 자외선 살균 가능한 항온항습기.
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