KR102628048B1 - 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치 - Google Patents

중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기의 수분을 제거하는 제습용 중공사막 멤브레인을 주 구성요소로 하는 제습기와 공기에 수분을 공급하는 가습용 중공사막 멤브레인을 주 구성요소로 하는 가습기를 병렬로 연결하여 공기의 습도를 조절하여, 중공사막 가습기에서는 수적(water mist)이 발생되지 않으므로 완벽한 가습이 가능하고, 무균 가습이 가능(기존의 가습기 살균제 문제 해결)하며, 순간적인 가습이 가능한 매우 효율이 높은 가습기를 제공할 수 있고, 가습을 위해 일부러 열수를 만들어야 할 필요가 없어, 온수를 제공하기 위한 별도의 에너지(전기)가 사용되지 않으며, 중공사막 멤브레인을 이용한 제습은 냉동압축방식의 제습기와 달리 제습 과정 중 열이 발생되지 않아 장시간 제습 운전을 하여도 실내 온도가 상승하지 않으며, 압축기(컴프레서) 등 고압의 공기가 필요 없으므로 전력 소모가 작아 기존의 냉매를 이용한 제습 방법에 비하여 에너지 효율을 높일 수 있고, 중공사막 멤브레인을 이용한 가습은 중공사막 멤브레인으로 흡수된 수분만 공기에 함유되므로, 가습용 물에 존재하는 불순물이 물 입자와 같이 공기 중으로 비산될 염려가 없어, 깨끗한 가습 공기를 얻을 수 있으며, 또한 중공사막 멤브레인을 통과하는 기체 상태의 수분 입자가 매우 작아서 공기 중 비산 범위가 매우 넓어지게 되므로, 가습공기 토출구 주변의 결로 현상을 방지할 수 있는 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치를 제공한다.

Description

중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치{Hollow fiber membrane dehumidifier and humidity control device having the same}
본 발명은 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치에 관한 것으로, 제습대상공기의 수분을 제거하는 제습용 중공사막 멤브레인을 주 구성요소로 하는 제습기와, 공기에 수분을 공급하는 가습용 중공사막 멤브레인을 주 구성요소로 하는 가습기를 병렬로 연결하여 공기의 습도를 조절하는 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용자는 습기를 공급하는 가습기와 습기를 제거하는 제습기를 사용하여 필요한 공간의 습도를 조절한다.
그리고 최근에는 가습기능과 제습기능이 일체형으로 마련된 습도조절장치가 널리 사용되고 있어서, 사용자는 더욱 용이하게 습도를 조절할 수 있다.
습도조절장치에 마련되어 가습기능을 하는 가습부는 초음파 발진을 이용하여 가습하는 방식과, 히터를 이용하여 물을 증발시켜 가습하는 방식을 주로 사용하고 있다.
또한, 제습 기능을 하는 제습부는 증발기의 표면에 제습하고자 하는 공기를 접촉시켜서 공기 중의 습기가 증발기의 표면에 응축되도록 하여 습기를 제거하는 방식과, 히터를 작동시켜 공기 중의 습기를 제거하는 방식 및 공기 중의 습기를 제습제에 흡수시켜 제거하는 방식 등이 있다.
종래기술로는 등록특허 제10-0708553호(2007.04.11)를 참조할 수 있다.
그리고 가장 많이 사용되는 냉동압축방식의 제습기는 그 구조의 복잡하고, 과다한 전력 소모하며, 공기압축기 운전 시 높은 소음 발생하고, 무거운 장치로 인해 핸들링 어려움이 있었다.
또한, 습도가 높은 하절기에 사용할 경우 열이 발생하여 공기온도가 상승되는 등의 단점을 가지고 있었고, 에어컨으로 불필요하게 낮은 온도로 공기를 냉각해서 습기를 제거함으로써 전기료가 과다발생하고, 건강에도 좋지 않음(냉방병) 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기화식 가습기, 스팀분무식 가습기, 전극봉식 가습기, 초음파 가습기 등은 물 입자의 비산에 의한 백분 현상, 바닥에 습기가 집중적으로 묻거나, 물 고임, 과포화에 따른 수증기 토출구 주변의 결로 발생 등과 같은 단점을 가지고 있으며, 물속의 불순물이 공기 중으로 확산되는 등의 문제점을 가지고 있다.
더불어 물탱크와 기기에서 미생물이 번식하여 수증기에 균, 바이러스, 곰팡이 등 미생물오염 문제가 빈번하여, 물탱크 청소와 물을 교체하는 시간과 노력이 많이 요구되므로 관리에 어려운 문제점 등이 있었다.
본 발명은 중공사막 멤브레인을 이용한 제습은 냉동압축방식의 제습기와 달리 제습 과정 중 열이 발생되지 않아 장시간 제습 운전을 하여도 실내 온도가 상승하지 않으며, 압축기(컴프레서) 등 고압의 공기가 필요 없으므로 전력 소모가 작아 기존의 냉매를 이용한 제습 방법에 비하여 에너지 효율을 높일 수 있고, 중공사막 멤브레인을 이용한 가습은 중공사막 멤브레인을 통과한 수분만 공기에 함유되므로, 가습용 물에 존재하는 불순물이 물 입자와 같이 공기 중으로 비산될 염려가 없어, 깨끗한 가습 공기를 얻을 수 있으며, 중공사막 멤브레인을 통과하는 기체 상태의 수분 입자가 매우 작아서 공기 중 비산 범위가 매우 넓어지게 되므로, 가습공기 토출구 주변의 결로 현상을 방지할 수 있는 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 중공사막 제습기는 내부에 공간을 형성하면서, 서로 마주보는 측면이 개방된 개방부를 형성한 제습하우징; 상기 제습하우징의 내부 공간에 구비되고, 내부를 따라 유동하는 제습대상공기에서 수분을 흡수하여, 제습대상공기를 제습하는 중공사막 멤브레인; 상기 제습하우징의 일측단에 구비되고, 제습대상공기가 유입되는 공기유입구; 상기 제습하우징의 타측단에 구비되고, 상기 제습하우징의 내부를 통과한 공기를 외부로 유출하는 공기유출구; 및 상기 제습하우징의 개방부에 구비되고, 상기 중공사막 멤브레인으로 스윕공기를 공급하여, 상기 중공사막 멤브레인이 흡수한 수분을 스윕공기로 증발시켜 제거하는 제습송풍부를 포함하고, 상기 제습송풍부는 상기 제습하우징의 일측에 일체로 구비되며, 외부공기를 송풍하여 상기 중공사막 멤브레인으로 공급하는 제습송풍기를 포함하며, 상기 중공사막 멤브레인은 내부가 중공인 관상형으로, 복수 개가 상기 제습하우징의 내부 공간을 따라 둥근 고리형태로 배치되어 환상의 중공사막 멤브레인 다발을 이루고, 환상의 중공사막 멤브레인 다발 중심에는 스윕공기가 유동하는 통로로 제공되며, 환상의 중공사막 멤브레인 다발 중심으로 유입된 스윕공기는 방사상으로 분포되어, 중공사막 멤브레인들이 흡수한 수분을 증발시킨다.
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또한, 본 발명에 따른 상기 제습송풍부는 상기 스윕공기를 배출하는 송풍구측에 형성되어, 상기 스윕공기를 선택적으로 가열하는 히팅수단을 포함할 수 있다.
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본 발명에 따른 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.
중공사막 멤브레인을 구비한 가습기와 제습기를 이용하여, 효과적으로 공기의 자동습도조절이 가능하고, 전기에너지를 최소화시킬 수 있어서 CO₂저감에 유리하며, 자동운전이 가능하여 건물용, 가전제품용, 산업용으로 적용하기가 쉽다.
이때 건물용이나 가전으로 사용할 경우, 냉각에 의해 제습을 하거나, 기존 가습기의 문제점인 수적이 발생되는 가습으로 인해 생기는 문제를 해결할 수 있어, 에너지 절감형이며, 쾌적하고 건강에 좋은 수준의 습도를 유지할 수 있다.
또한, 저렴한 비용으로 온습도 조절 가능(특히 Smart farm에 사용이 기대됨)하여, 제지, 박물관, 직물제작, 방폭 기타 등등의 용도로 전개 가능하다.
그리고 중공사막 가습기에서는 수적(water mist)이 발생되지 않으므로 완벽한 가습이 가능하고, 무균 가습이 가능(기존의 가습기 살균제 문제 해결)하며, 순간적인 가습이 가능한 매우 효율이 높은 가습기를 제공할 수 있고, 가습을 위해 일부러 열수를 만들어야 할 필요가 없어, 온수를 제공하기 위한 별도의 에너지(전기)가 사용되지 않는다.
더불어 중공사막 멤브레인을 이용한 제습은 냉동압축방식의 제습기와 달리 제습 과정 중 열이 발생되지 않아 장시간 제습 운전을 하여도 실내 온도가 상승하지 않으며, 압축기(컴프레서) 등 고압의 공기가 필요 없으므로 전력 소모가 작아 기존의 냉매를 이용한 제습 방법에 비하여 에너지 효율을 높일 수 있다.
또한, 중공사막 멤브레인을 이용한 가습은 중공사막 멤브레인으로 흡수된 수분만 공기에 함유되므로, 가습용 물에 존재하는 불순물이 물 입자와 같이 공기 중으로 비산될 염려가 없어, 깨끗한 가습 공기를 얻을 수 있다.
또한, 중공사막 멤브레인을 통과하는 기체 상태의 수분 입자가 매우 작아서 공기 중 비산 범위가 매우 넓어지게 되므로, 가습공기 토출구 주변의 결로 현상을 방지할 수 있다.
또한, 온도를 낮추지 않고도 제습이 가능하여 온도와 습도를 조절하는 공정에 적합하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 스윕공기를 이용한 중공사막 제습기를 보인 참고도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 스윕공기(외부공기)를 이용한 중공사막 제습기를 보인 참고도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 레이어 바이 레이어 형태로 멤브레인을 구비한 중공사막 제습기를 보인 참고도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 제습송풍부를 구비한 중공사막 제습기를 보인 참고도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 레이어 바이 레이어 형태로 멤브레인을 구비하고 제습송풍부 및 히팅수단을 구비한 중공사막 제습기를 보인 참고도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 중공사막 멤브레인을 환상으로 형성하면서, 스윕공기를 이용한 중공사막 제습기를 보인 참고도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 습도조절장치를 보인 참고도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 중공사막 가습기를 간략하게 보인 참고도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 중공사막 가습기의 중공사막 멤브레인의 단면을 보인 사진이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 중공사막 가습기의 사용상태를 보인 참고도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 중공사막 제습기를 간략하게 보인 참고도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 중공사막 제습기의 사용상태를 보인 참고도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 습도조절장치를 환기시스템에 적용한 상태를 보인 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 제습대상공기의 수분을 제거하는 제습용 중공사막 멤브레인을 주 구성요소로 하는 제습기와, 공기에 수분을 공급하는 가습용 중공사막 멤브레인을 주 구성요소로 하는 가습기가 병렬로 연결되어 공기의 습도를 조절하는 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1을 참조한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중공사막 제습기(100)는 제습하우징(110), 중공사막 멤브레인(120), 공기유입구(130), 공기유출구(140), 스윕공기공급부(150), 스윕공기유출구(160)를 포함하는데, 먼저 상기 제습하우징(110)은 해당 길이를 갖고 내부에 공간을 형성되어 일측 및 타측이 개방된 해당 길이를 갖는 통 형상을 이룬다.
이때 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에는 중공사막 멤브레인(120)을 구비하는데, 상기 중공사막 멤브레인(120)은 중공 길이를 따라 유동하는 제습대상공기에서 수분을 흡수하여 공기를 제습한다.
여기서 상기 중공사막 멤브레인(120)은 내부가 중공인 관상형, 또는 판형, 및 스크린형을 이룰 수 있는데, 상기 판형 및 스크린형의 중공사막 멤브레인(120)은 한 쌍이 한 조를 이루어지는 것이 바람직하다.
이때 관상형의 중공사막 멤브레인(120)은 다수 개가 하나의 다발을 이루고, 중공을 따라 외부에서 유입된 제습대상공기를 유동시키면서, 길이방향을 따라 유동하는 제습대상공기에서 수분을 흡수하여 제습대상공기를 제습한다.
그리고 판형 및 스크린형의 중공사막 멤브레인(120)은 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 레이어 바이 레이어(Layer-by-Layer) 형태로 구비되어, 상기 멤브레인(120)과 멤브레인(120)간의 이격 공간 사이로 외부에서 유입된 스윕공기를 유동시키면서, 길이방향을 따라 유동하는 제습대상공기에서 중공사막 멤브레인이 흡수한 수분을 흡수하여 증발시킨다.
또한, 상기 제습하우징(110)의 일측단에는 공기유입구(130)를 구비하는데, 상기 공기유입구(130)는 제습대상공기가 유입되는 입구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 일측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 중공사막 멤브레인(120)을 통과할 제습대상공기가 외부에서 유입되도록 한다.
상기 공기유입구(130)와 대향진 상기 제습하우징(110)의 타측단에는 공기유출구(140)를 구비하는데, 상기 공기유출구(140)는 제습된 공기가 유출되는 출구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 타측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 중공사막 멤브레인(120)을 통과한 제습된 공기가 외부로 유출되도록 한다.
여기서 상기 제습하우징(110)의 길이 중 상기 공기유출구(140)와 인접하게 스윕공기공급부(150)를 구비할 수 있는데, 상기 스윕공기공급부(150)는 상기 제습하우징(110)의 측방향으로 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라 유동하여, 상기 중공사막 멤브레인(110)이 흡수한 수분을 증발시키는 스윕(sweep)공기가 외부에서 유입되도록 한다.
또한, 상기 제습하우징(110)의 길이 중 공기유입구(130)와 인접하게 스윕공기유출구(160)를 구비하는데, 상기 스윕공기유출구(160)는 상기 제습하우징(110)의 측방향으로 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)에서 증발된 수분을 함유한 스윕(sweep)공기가 외부로 유출되도록 한다.
본 발명에서는 상기 스윕공기공급부(150)가 상기 공기유출구(140)와 인접하게 구비되고, 상기 스윕공기유출구(160)는 공기유입구(130)와 인접하게 구비하는 것으로 기재하나 이에 한정하지 않으며, 상기 스윕공기공급부(150)가 상기 공기유입구(130)와 인접하게 구비되고, 상기 스윕공기유출구(160)는 공기유출구(140)와 인접하게 구비할 수도 있다.
따라서 상기한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중공사막 제습기(100)는 외부의 습한 제습대상공기를 공기유입구(130)의 입구를 통해 유입시키고, 유입된 습한 제습대상공기는 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비되는 중공사막 멤브레인(120)을 따라 유동하면서 타측에 구비된 공기유출구(140)의 출구를 통해 외부로 배출된다.
이때 상기 중공사막 멤브레인(120)은 내부를 따라 유동하는 습한 제습대상공기가 가진 수분을 흡수하여 제습하고, 상기 스윕공기공급부(150)를 통해 유입된 스윕공기는 상기 제습하우징(110)의 내부에 구비된 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라서 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 증발시켜 함유하고, 증발된 수분을 함유한 스윕공기는 상기 스윕공기유출구(160)를 통해 외부로 유출된다.
그러므로 상기 스윕공기가 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 지속적으로 증발시켜 함유함에 따라 중공사막 멤브레인(120)의 건조가 이루어지고, 건조된 중공사막 멤브레인(120)이 습한 제습대상공기가 가진 수분을 지속적으로 흡수하여 제습할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 중공사막 제습기(100)는 제습하우징(110), 중공사막 멤브레인(120), 공기유입구(130), 공기유출구(140), 제습송풍부(170)를 포함하는데, 먼저 상기 제습하우징(110)은 해당 길이를 갖고 내부에 공간을 형성한 통 형상을 이룬다.
이때 상기 제습하우징(110)의 일측면과 대향진 타측면이 외부와 연통하도록 개방된 개방부(111)를 이루는 오픈형으로 구비되는 것이 바람직하고, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에는 중공사막 멤브레인(120)을 구비하는데, 상기 중공사막 멤브레인(120)은 중공 길이를 따라 유동하는 제습대상공기에서 수분을 흡수하여 공기를 제습한다.
여기서 상기 중공사막 멤브레인(120)은 내부가 중공인 관상형, 또는 판형, 및 스크린형을 이룰 수 있는데, 상기 판형 및 스크린형의 중공사막 멤브레인(120)은 한 쌍이 한 조를 이루어 것이 바람직하다.
이때 관상형의 중공사막 멤브레인(120)은 다수 개가 하나의 다발을 이루고, 중공을 따라 외부에서 유입된 제습대상공기를 유동시키면서, 길이방향을 따라 유동하는 제습대상공기에서 수분을 흡수하여 공기를 제습한다.
그리고 판형 및 스크린형의 중공사막 멤브레인(120)은 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 레이어 바이 레이어(Layer-by-Layer) 형태로 구비되어, 상기 멤브레인(120)과 멤브레인(120)간의 이격 공간 사이로 외부에서 유입된 스윕공기를 유동시키면서, 길이방향을 따라 유동하는 제습대상공기에서 중공사막 멤브레인이 흡수한 수분을 증발시킨다.
또한, 상기 제습하우징(110)의 일측단에는 공기유입구(130)를 구비하는데, 상기 공기유입구(130)는 제습대상공기가 유입되는 입구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 일측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 중공사막 멤브레인(120)을 통과할 제습대상공기가 외부에서 유입되도록 한다.
상기 공기유입구(130)와 대향진 상기 제습하우징(110)의 타측단에는 공기유출구(140)를 구비하는데, 상기 공기유출구(140)는 제습된 공기가 유출되는 출구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 타측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 중공사막 멤브레인(120)을 통과한 제습된 공기가 외부로 유출되도록 한다.
따라서 상기한 구성의 중공사막 제습기(100)는 외부의 습한 제습대상공기를 공기유입구(130)의 입구를 통해 유입시키고, 유입된 습한 제습대상공기는 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비되는 중공사막 멤브레인(120)을 따라 유동하면서 타측에 구비된 공기유출구(140)의 출구를 통해 외부로 배출된다.
이때 상기 중공사막 멤브레인(120)은 내부를 따라 유동하는 습한 제습대상공기가 가진 수분을 흡수하여 제습하고, 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)를 통해 일측면에서 타측면으로 유동하는 스윕공기가 상기 제습하우징(110)의 내부에 구비된 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라서 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 증발시켜 함유하고, 증발된 수분을 함유한 스윕공기는 외부로 유출된다.
그러므로 상기 스윕공기가 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 지속적으로 증발시켜 함유함에 따라 중공사막 멤브레인(120)의 건조가 이루어지고, 건조된 중공사막 멤브레인(120)이 습한 제습대상공기가 가진 수분을 지속적으로 흡수하여 제습할 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5를 참조한 중공사막 제습기(100)는 상기 제습하우징(110) 중 일측면 또는 타측면의 개방부(111)에는 제습송풍부(170)를 구비하는데, 상기 제습송풍부(170)는 상기 중공사막 멤브레인(120)의 측방향으로 스윕공기를 송풍하여, 상기 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 스윕공기로 증발시켜 제거한다.
이때 상기 제습송풍부(170)는 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 제습송풍기(171)와, 상기 제습송풍기(171)가 고정되는 송풍기브라켓(172)을 구비할 수 있는데, 상기 송풍기브라켓(172)은 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)에 선택적으로 탈부착되도록 구비되거나, 상기 제습하우징(110)에서 연장 형성되어, 송풍기브라켓(172)이 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)에 일체로 구비될 수 있다.
또한, 상기 제습하우징(110)의 개방부(111) 중 상기 제습송풍부(170)가 구비된 측면과 대향진 면에는 배기댐퍼(173)를 형성하여, 상기 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라 유동하는 스윕공기의 배기를 선택적으로 조절할 수 있다.
따라서 상기한 구성의 중공사막 제습기(100)는 외부의 습한 제습대상공기를 공기유입구(130)의 입구를 통해 유입시키고, 유입된 습한 제습대상공기는 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비되는 중공사막 멤브레인(120)을 따라 유동하면서 타측에 구비된 공기유출구(140)의 출구를 통해 외부로 배출된다.
이때 상기 중공사막 멤브레인(120)은 내부를 따라 유동하는 습한 제습대상공기가 가진 수분을 흡수하여 제습하고, 상기 제습송풍부(170)에 의해 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)를 통해 일측면에서 타측면으로 송풍되는 스윕공기가 상기 제습하우징(110)의 내부에 구비된 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라서 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 증발시켜 함유하고, 증발된 수분을 함유한 스윕공기는 외부로 유출된다.
그러므로 상기 제습송풍부(170)에 의해 송풍되는 스윕공기가 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 지속적으로 증발시켜 함유함에 따라 중공사막 멤브레인(120)의 건조가 이루어지고, 건조된 중공사막 멤브레인(120)이 습한 제습대상공기가 가진 수분을 지속적으로 흡수하여 제습할 수 있다.
또한, 상기 제습송풍부(170)는 스윕공기가 송출되는 송풍구측에 선택적으로 발열하는 히팅수단(180)을 포함할 수 있다.
이때 상기 히팅수단(180)은 외부에서 인가되는 전원으로 선택적으로 발열하는 것으로, 상기 제습송풍부(170)에서 배출되는 스윕공기에 열을 제공하여, 가열된 스윕공기가 상기 제습하우징(110)의 내부에 구비된 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라서 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 증발시킨다.
여기서 히팅수단(180)을 별도로 구비할 수 있으나, 전동기, 펌프, 압축기 등에서 발생하는 열을 열원으로 사용할 수도 있다.
일례로 상기 히팅수단(180)을 방열판으로 구비할 수 있는데, 상기 방열판은 공기 압축기 후단에 장착되어, 상기 공기 압축기에서 토출되는 공기 중 열을 주변 공기와의 열교환으로 방열하여, 상기 공기 압축기에서 토출된 공기의 냉각이 이루어지도록 한다.
이때 상기 방열판의 방열로 가열된 스윕공기를 상기 중공사막 멤브레인(120)의 표면으로 송풍시켜, 상기 중공사막 멤브레인(120)의 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6을 참조한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 중공사막 제습기(100)는 제습하우징(110), 중공사막 멤브레인(120), 공기유입구(130), 공기유출구(140), 스윕공기공급부(150), 스윕공기유출구(160),제습송풍부(170)를 포함하는데, 먼저 상기 제습하우징(110)은 해당 길이를 갖고 내부에 공간을 형성되어 일측 및 타측이 개방된 해당 길이를 갖는 통 형상을 이룬다.
이때 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에는 중공사막 멤브레인(120)을 구비하는데, 상기 중공사막 멤브레인(120)은 내부가 중공인 관상형으로, 복수 개가 상기 제습하우징(110)의 내부 공간을 따라 둥근 고리형태로 배치되어 환상의 다발을 이루고, 중공 길이를 따라 유동하는 제습대상공기에서 수분을 흡수하여 제습대상공기를 제습한다.
여기서 환상으로 배치된 상기 중공사막 멤브레인(120) 다발의 중심에는 스윕공기가 유동하는 통로로 제공되고, 상기 중공사막 멤브레인(120) 다발의 중심으로 유입된 스윕공기는 방사상으로 분포되어, 상기 중공사막 멤브레인(120)들이 흡수한 수분을 증발시킨다.
또한, 상기 제습하우징(110)의 일측단에는 공기유입구(130)를 구비하는데, 상기 공기유입구(130)는 제습대상공기가 유입되는 입구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 일측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 중공사막 멤브레인(120)을 통과할 제습대상공기가 외부에서 유입되도록 한다.
상기 공기유입구(130)와 대향진 상기 제습하우징(110)의 타측단에는 공기유출구(140)를 구비하는데, 상기 공기유출구(140)는 제습된 공기가 유출되는 출구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 타측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 중공사막 멤브레인(120)을 통과한 제습된 공기가 외부로 유출되도록 한다.
여기서 상기 제습하우징(110)의 길이 중 상기 공기유출구(140)와 인접하게 스윕공기공급부(150)를 구비할 수 있는데, 상기 스윕공기공급부(150)는 상기 제습하우징(110)의 측방향으로 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라 유동하여, 상기 중공사막 멤브레인(110)이 흡수한 수분을 증발시키는 스윕(sweep)공기가 외부에서 유입되도록 한다.
또한, 상기 제습하우징(110)의 길이 중 공기유입구(130)와 인접하게 스윕공기유출구(160)를 구비하는데, 상기 스윕공기유출구(160)는 상기 제습하우징(110)의 측방향으로 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)에서 증발된 수분을 함유한 스윕(sweep)공기가 외부로 유출되도록 한다.
이때 상기 스윕공기공급부(150)에는 제습송풍부(170)를 구비할 수 있는데, 상기 제습송풍부(170)는 상기 스윕공기공급부(150)를 통해 상기 환상의 중공사막 멤브레인(120) 다발 중심으로 스윕공기를 송풍하여, 상기 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 스윕공기로 증발시켜 제거할 수 있다.
본 발명에서는 상기 스윕공기공급부(150)가 상기 공기유출구(140)와 인접하게 구비되고, 상기 스윕공기유출구(160)는 공기유입구(130)와 인접하게 구비하는 것으로 기재하나 이에 한정하지 않으며, 상기 스윕공기공급부(150)가 상기 공기유입구(130)와 인접하게 구비되고, 상기 스윕공기유출구(160)는 공기유출구(140)와 인접하게 구비할 수도 있다.
따라서 상기한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 중공사막 제습기(100)는 외부의 습한 제습대상공기를 공기유입구(130)의 입구를 통해 유입시키고, 유입된 습한 제습대상공기는 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비되는 중공사막 멤브레인(120) 모듈의 중심 통로를 따라 유동하면서 타측에 구비된 공기유출구(140)의 출구를 통해 외부로 배출된다.
이때 상기 중공사막 멤브레인(120)은 중공을 따라 유동하는 습한 제습대상공기가 가진 수분을 흡수하여 제습하고, 상기 스윕공기공급부(150)를 통해 유입된 스윕공기는 상기 제습하우징(110)의 내부에 구비된 중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라서 유동하면서 상기 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 증발시켜 함유하고, 증발된 수분을 함유한 스윕공기는 상기 스윕공기유출구(160)를 통해 외부로 유출된다.
그러므로 상기 스윕공기가 중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 지속적으로 증발시켜 함유함에 따라 중공사막 멤브레인(120)의 건조가 이루어지고, 건조된 중공사막 멤브레인(120)이 습한 제습대상공기가 가진 수분을 지속적으로 흡수하여 제습할 수 있다.
도 7 내지 도 12를 참조한 본 발명의 제4 실시 예에 따른 습도조절장치는 제1, 제2공기유입라인(10, 20)와, 중공사막 가습기(200)와, 물공급부(300)와, 중공사막 제습기(100)와, 제습송풍부(170), 및 급기라인(30)을 포함하는 것으로, 상기 제1, 제2공기유입라인(10, 20)는 외부공기를 유입하여, 유입된 공기를 일측에서 타측으로 각각 유도한다.
이때 상기 제1, 제2공기유입라인(10, 20) 각각은 공기가 유동하는 덕트로, 상기 제1, 제2공기유입라인(10, 20) 각각의 전단에는 외부공기에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터를 구비할 수 있으며, 상기 제1공기유입라인(10) 선상에는 중공사막 가습기(200)가 구비되고, 상기 제2공기유입라인(20) 선상에는 중공사막 제습기(100)가 구비된다.
또한, 상기 제1, 제2공기유입라인(10, 20)에는 송풍수단(11, 21)을 각각 구비하는데, 상기 각각의 송풍수단(11, 21)은 상기 중공사막 가습기(200) 및 중공사막 제습기(100)로 외부공기를 선택적으로 송풍한다.
상기 중공사막 가습기(200)는 상기 제1공기유입라인(10) 선상에 구비되는 것으로, 상기 중공사막 가습기(200)는 그 내부에 구비된 제1중공사막 멤브레인(220)의 중공을 따라 유동하는 공기를 가습한다.
여기서 상기 중공사막 가습기(200)를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 중공사막 가습기(200)는 가습하우징(210), 제1중공사막 멤브레인(220), 공기유입구(230), 공기유출구(240), 수분유입구(250), 수분유출구(260)를 포함하는데, 먼저 상기 가습하우징(210)은 해당 길이를 갖고 내부에 공간을 형성되어 일측 및 타측이 개방된 해당 길이를 갖는 통 형상을 이룬다.
이때 상기 가습하우징(210)의 내부 공간에는 제1중공사막 멤브레인(220)을 구비하는데, 상기 제1중공사막 멤브레인(220)은 중공 길이를 따라 유동하는 공기에게 수분을 제공하여 가습한다.
여기서 상기 제1중공사막 멤브레인(220)은 내부가 중공인 관상형을 이루는 것이 바람직한데, 관상형의 제1중공사막 멤브레인(220)은 다수 개가 하나의 다발을 이루고, 중공을 따라 외부에서 유입된 공기를 유동시키면서, 길이방향을 따라 유동하는 공기에 제1중공사막 멤브레인(220)의 중공으로 용출된 수분을 함유시켜 공기가 가습된다.
도 9를 참조한 상기 제1중공사막 멤브레인(220)은 내피막층과, 상기 내피막층의 표면에 모세관층을 형성한다. 도 9는 제1중공사막 멤브레인의 단면을 보인 사진으로, 좌에서부터 제1중공사막 멤브레인(220)의 단면을 보인 사진이고, 제1중공사막 멤브레인(220)의 모세관층의 단면을 보인 사진이며, 제1중공사막 멤브레인(220)의 내주면을 보인 사진이고, 제1중공사막 멤브레인(220)의 외표면을 보인 사진이다.
이때 상기 모세관층은 핑거 형상의 모세관이 방사상으로 연속반복형성되어 층을 이루고, 상기 모세관층의 표면에 외피막층을 형성한다.
따라서 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 표면으로 물이 유동하면, 외피막층을 통해 물이 흡수되고, 상기 외피막층으로 흡수된 물이 상기 모세관층에 의해 모세관 현상으로 내피막층으로 전달되어 상기 내피막층에서 수분으로 용출하게 된다.
또한, 상기 가습하우징(210)의 일측단에는 공기유입구(230)를 구비하는데, 상기 공기유입구(230)는 공기가 유입되는 입구를 형성하고, 상기 가습하우징(210)의 일측단에 구비되어, 상기 가습하우징(210)의 내부 공간에 구비된 상기 제1중공사막 멤브레인(220)을 통과할 공기가 외부에서 유입되도록 한다.
상기 공기유입구(230)와 대향진 상기 가습하우징(210)의 타측단에는 공기유출구(240)를 구비하는데, 상기 공기유출구(240)는 공기가 유출되는 출구를 형성하고, 상기 가습하우징(210)의 타측단에 구비되어, 상기 가습하우징(210)의 내부 공간에 구비된 상기 제1중공사막 멤브레인(220)을 통과한 공기가 외부로 유출되도록 한다.
여기서 상기 가습하우징(210)의 길이 중 상기 공기유출구(240)와 인접하게 수분유입구(250)를 구비하는데, 상기 수분유입구(250)는 상기 가습하우징(210)의 내부로 유입되어, 상기 가습하우징(210)의 내부에 구비된 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 표면을 따라 유동하면서, 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 중공으로 용출하여, 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 중공을 따라 유동하는 공기에 수분이 함유되도록 물(수분)이 외부에서 유입되도록 한다.
또한, 상기 가습하우징(210)의 길이 중 공기유입구(230)와 인접하게 수분유출구(260)를 구비하는데, 상기 수분유출구(260)는 상기 가습하우징(210)의 내부를 유동하면서 상기 제1중공사막 멤브레인(220)에 흡수되지 않은 물이 외부로 유출되도록 한다.
그리고 상기 중공사막 가습기(200)는 물공급부(300)와 연결되는데, 상기 물공급부(300)는 선택적으로 상기 제1중공사막 멤브레인(220)으로 물을 순환시킨다.
이때 상기 물공급부(300)는 물순환라인(301)과, 물저장조(310)와, 펌프(320)를 포함하는데, 상기 물순환라인(301)은 상기 중공사막 가습기(200)의 수분유입구(250) 및 수분유출구(260)와 연결되어, 라인을 따라 물을 상기 중공사막 가습기(200)로 순환시킨다.
여기서 상기 물순환라인(301) 선상에는 물저장조(310)와 펌프(320)를 구비하는데, 상기 물저장조(310)는 해당 양의 물을 수용하면서 일정량을 배수하고, 상기 펌프(320)는 상기 물저장조(310)에서 배수된 물을 상기 중공사막 가습기(200)로 압송한다.
따라서 상기 중공사막 가습기(200)로 공급되는 물은 상기 물공급부(300)에 의해 공급되는데, 상기 물공급부(300)의 물저장조(310)에서 배수된 물은 상기 물순환라인(301) 선상의 펌프(320)에 의해 압송되어, 상기 중공사막 가습기(200)의 수분유입구(250)를 통해 상기 가습하우징(210) 내부로 유입되고, 상기 가습하우징(210) 내부로 유입된 물은 상기 가습하우징(210) 내부에 구비된 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 표면을 따라 유동하면서, 상기 제1중공사막 멤브레인(220)으로 흡수되어, 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 중공으로 수분으로 용출되며, 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 중공으로 용출된 수분은 상기 제1중공사막 멤브레인(220)의 중공을 따라 유동하는 공기에 함유되어 가습이 이루어진다.
그리고 상기 제1중공사막 멤브레인(220)으로 흡수되지 못한 물은 다시 상기 중공사막 가습기(200)의 수분유출구(260)를 통해 상기 물순환라인(301)으로 유동하고, 상기 물순환라인(301)으로 유동한 물은 다시 상기 물공급부(300)의 물저장조(310)에 수용되는 순환루트를 이룬다.
상기 중공사막 제습기(100)는 상기 제2공기유입라인(20) 선상에 구비되고, 내부에 구비된 제2중공사막 멤브레인(120)의 중공을 따라 유동하는 공기를 제습한다.
이때 상기 중공사막 제습기(100)는 제습하우징(110), 제2중공사막 멤브레인(120), 공기유입구(130), 공기유출구(140), 제습송풍부(170)를 포함하는데, 먼저 상기 제습하우징(110)은 해당 길이를 갖고 내부에 공간을 형성한 통 형상을 이룬다.
상기 제습하우징(110)의 일측면과 대향진 타측면이 외부와 연통하도록 개방된 개방부(111)를 이루는 오픈형으로 구비되는 것이 바람직하고, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에는 제2중공사막 멤브레인(120)을 구비하는데, 상기 제2중공사막 멤브레인(120)은 중공 길이를 따라 유동하는 공기에서 수분을 흡수하여 공기를 제습한다.
여기서 상기 제2중공사막 멤브레인(120)은 내부가 중공인 관상형, 또는 판형, 및 스크린형을 이룰 수 있는데, 상기 판형 및 스크린형의 제2중공사막 멤브레인(120)은 한 쌍이 한 조를 이루는 것이 바람직하다.
이때 관상형의 제2중공사막 멤브레인(120)은 다수 개가 하나의 다발을 이루고, 중공을 따라 외부에서 유입된 공기를 유동시키면서, 길이방향을 따라 유동하는 공기에서 수분을 흡수하여 공기를 제습한다.
그리고 판형 및 스크린형의 제2중공사막 멤브레인(120)은 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 레이어 바이 레이어(Layer-by-Layer) 형태로 구비되어, 상기 멤브레인(120)과 멤브레인(120)간의 이격 공간 사이로 외부에서 유입된 스윕공기를 유동시키면서, 길이방향을 따라 유동하는 제습대상공기에서 중공사막 멤브레인이 흡수한 수분을 증발시킨다.
또한, 상기 제습하우징(110)의 일측단에는 공기유입구(130)를 구비하는데, 상기 공기유입구(130)는 공기가 유입되는 입구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 일측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 제2중공사막 멤브레인(120)을 통과할 공기가 외부에서 유입되도록 한다.
상기 공기유입구(130)와 대향진 상기 제습하우징(110)의 타측단에는 공기유출구(140)를 구비하는데, 상기 공기유출구(140)는 공기가 유출되는 출구를 형성하고, 상기 제습하우징(110)의 타측단에 구비되어, 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비된 상기 제2중공사막 멤브레인(120)을 통과한 공기가 외부로 유출되도록 한다.
따라서 상기한 구성의 중공사막 제습기(100)는 외부의 습한 공기를 공기유입구(130)의 입구를 통해 유입시키고, 유입된 습한 공기는 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비되는 제2중공사막 멤브레인(120)을 따라 유동하면서 타측에 구비된 공기유출구(140)의 출구를 통해 외부로 배출된다.
이때 상기 중공사막 멤브레인(120)은 내부를 따라 유동하는 습한 공기가 가진 수분을 흡수하여 제습하고, 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)를 통해 일측면에서 타측면으로 유동하는 스윕공기가 상기 제습하우징(110)의 내부에 구비된 제2중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라서 유동하면서 상기 제2중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 증발시켜 함유하고, 증발된 수분을 함유한 스윕공기는 외부로 유출된다.
그러므로 상기 스윕공기가 제2중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 지속적으로 증발시켜 함유함에 따라 제2중공사막 멤브레인(120)의 건조가 이루어지고, 건조된 제2중공사막 멤브레인(120)이 습한 공기가 가진 수분을 지속적으로 흡수하여 제습할 수 있다.
또한, 상기 제습하우징(110) 중 일측면 또는 타측면의 개방부(111)에는 제습송풍부(170)를 구비하는데, 상기 제습송풍부(170)는 상기 제2중공사막 멤브레인(120)의 측방향으로 스윕공기를 송풍하여, 상기 제2중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 스윕공기로 증발시켜 제거한다.
이때 상기 제습송풍부(170)는 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 제습송풍기(171)와, 상기 제습송풍기(171)가 고정되는 송풍기브라켓(172)을 구비할 수 있는데, 상기 송풍기브라켓(172)은 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)에 선택적으로 탈부착되도록 구비되거나, 상기 제습하우징(110)에서 연장 형성되어, 송풍기브라켓(172)이 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)에 일체로 구비될 수 있다.
또한, 상기 제습송풍부(170)에는 상기 히팅수단(180)을 구비할 수 있는데, 상기 히팅수단(180)은 방열판으로 구비되는 것이 바람직하고, 상기 방열판은 공기 압축기 후단에 장착되어, 상기 공기 압축기에서 토출되는 공기 중의 열을 주변 공기와의 열교환으로 방열하여, 상기 공기 압축기에서 토출된 공기의 냉각이 이루어지도록 한다.
이때 상기 방열판의 방열로 가열된 스윕공기를 상기 중공사막 멤브레인(120)으로 송풍시켜, 상기 중공사막 멤브레인(120)의 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서 상기한 구성의 중공사막 제습기(100)는 외부의 습한 공기를 공기유입구(130)의 입구를 통해 유입시키고, 유입된 습한 공기는 상기 제습하우징(110)의 내부 공간에 구비되는 제2중공사막 멤브레인(120)을 따라 유동하면서 타측에 구비된 공기유출구(140)의 출구를 통해 외부로 배출된다.
이때 상기 제2중공사막 멤브레인(120)은 내부를 따라 유동하는 습한 공기가 가진 수분을 흡수하여 제습하고, 상기 제습송풍부(170)에 의해 상기 제습하우징(110)의 개방부(111)를 통해 일측면에서 타측면으로 송풍되는 스윕공기가 상기 제습하우징(110)의 내부에 구비된 제2중공사막 멤브레인(120)의 표면을 따라서 유동하면서 상기 제2중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 증발시켜 함유하고, 증발된 수분을 함유한 스윕공기는 외부로 유출된다.
그러므로 상기 제습송풍부(170)에 의해 송풍되는 스윕공기가 제2중공사막 멤브레인(120)이 흡수한 수분을 지속적으로 증발시켜 함유함에 따라 제2중공사막 멤브레인(120)의 건조가 이루어지고, 건조된 제2중공사막 멤브레인(120)이 습한 공기가 가진 수분을 지속적으로 흡수하여 제습할 수 있다.
더불어 상기 급기라인(30)은 상기 중공사막 가습기(200) 및 중공사막 제습기(100)를 통과한 공기를 제공한다.
이때 본 발명의 일 실시 예에 따른 습도조절장치는 상기 중공사막 가습기(200) 및 중공사막 제습기(100)는 상기 급기라인(30)을 기준으로 병렬로 연결되어, 상기 중공사막 가습기(200) 및 중공사막 제습기(100) 중 어느 하나만 운전되거나, 또는 상기 중공사막 가습기(200) 및 중공사막 제습기(100) 모두 함께 운전할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 습도조절장치는 산업 전반에 걸쳐 다용하게 사용될 수 있는데, 일례로 산소발생기에 사용될 경우, 일반적인 산소발생기는 제올라이트를 사용하여 산소를 발생하는데, 상기 제올라이트는 장치 내부로 유입된 공기 중에서 질소를 흡착하고, 남은 산소를 방출하는 것으로 산소를 생산한다.
하지만, 상기 제올라이트는 친수성 물질로, 습도가 높은 공기가 장치 내부로 유입되면, 질소보다 수분이 더 많이 흡착되어, 하절기와 같은 습도가 높은 계절에는 산소생산 효율이 저감되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에 따른 습도조절장치를 상기한 산소발생기의 공기 유입측에 구비하면, 상기 습도조절장치가 산소발생기로 유입되기 전의 공기에서 수분을 제거하여 습도를 낮추어 줌으로써, 상기 산소발생기의 산소생산 효율을 계절에 상관 없이 일정하게 유지될 수 있도록 할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 중공사막 제습기 및 이를 구비한 습도조절장치는 중공사막 멤브레인을 구비한 가습기와 제습기를 이용하여, 효과적으로 공기의 자동습도조절이 가능하고, 전기에너지를 최소화시킬 수 있어서 CO₂저감에 유리하며, 자동운전이 가능하여 건물용, 가전제품용, 산업용으로 적용하기가 쉽다.
이때 건물용이나 가전으로 사용할 경우, 냉각에 의해 제습을 하거나, 기존 가습기의 문제점인 수적 발생 등과 같은 가습으로 인해 생기는 문제를 해결할 수 있어, 에너지 절감형이며, 쾌적하고 건강에 좋은 수준의 습도를 유지할 수 있다.
또한, 저렴한 비용으로 온습도 조절 가능(특히 Smart farm에 사용이 기대됨)하여, 제지, 박물관, 직물제작, 방폭 기타 등등의 용도로 전개 가능하다.
그리고 중공사막 가습기에서는 수적(water mist)이 발생되지 않으므로 완벽한 가습이 가능하고, 무균 가습이 가능(기존의 가습기 살균제 문제 해결)하며, 순간적인 가습이 가능한 매우 효율이 높은 가습기를 제공할 수 있고, 가습을 위해 일부러 열수를 만들어야 할 필요가 없어, 온수를 제공하기 위한 별도의 에너지(전기)가 사용되지 않는다.
더불어 중공사막 멤브레인을 이용한 제습은 냉동압축방식의 제습기와 달리 제습 과정 중 열이 발생되지 않아 장시간 제습 운전을 하여도 실내 온도가 상승하지 않으며, 압축기(컴프레서) 등 고압의 공기가 필요 없으므로 전력 소모가 작아 기존의 냉매를 이용한 제습 방법에 비하여 에너지 효율을 높일 수 있다.
또한, 중공사막 멤브레인을 이용한 가습은 중공사막 멤브레인으로 흡수된 수분만 공기에 함유되므로, 가습용 물에 존재하는 불순물이 물 입자와 같이 공기 중으로 비산될 염려가 없어, 깨끗한 가습 공기를 얻을 수 있다.
또한, 중공사막 멤브레인을 통과하는 기체 상태의 수분 입자가 매우 작아서 공기 중 비산 범위가 매우 넓어지게 되므로, 가습공기 토출구 주변의 결로 현상을 방지할 수 있다.
또한, 온도를 낮추지 않고도 제습이 가능하여 온도와 습도를 조절하는 공정에 적합하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 제1공기유입라인 11, 21: 송풍수단
20: 제2공기유입라인 30: 급기라인
100: 중공사막 제습기 110: 제습하우징
111: 개방부 120, 220: 중공사막 멤브레인
130: 공기유입구 140: 공기유출구
150: 스윕공기공급부 160: 스윕공기유출구
170: 제습송풍부 171: 제습송풍기
172: 송풍기브라켓 180: 히팅수단
200 :중공사막 가습기 210: 가습하우징
230: 공기유입구 240: 공기유출구
250: 수분유입구 260: 수분유출구
300: 물공급부 301: 물순환라인
310: 물저장조 320: 펌프

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 내부에 공간을 형성하면서, 서로 마주보는 측면이 개방된 개방부를 형성한 제습하우징;
    상기 제습하우징의 내부 공간에 구비되고, 내부를 따라 유동하는 제습대상공기에서 수분을 흡수하여, 제습대상공기를 제습하는 중공사막 멤브레인;
    상기 제습하우징의 일측단에 구비되고, 제습대상공기가 유입되는 공기유입구;
    상기 제습하우징의 타측단에 구비되고, 상기 제습하우징의 내부를 통과한 공기를 외부로 유출하는 공기유출구; 및
    상기 제습하우징의 개방부에 구비되고, 상기 중공사막 멤브레인으로 스윕공기를 공급하여, 상기 중공사막 멤브레인이 흡수한 수분을 스윕공기로 증발시켜 제거하는 제습송풍부를 포함하고,
    상기 제습송풍부는
    상기 제습하우징의 일측에 일체로 구비되며, 외부공기를 송풍하여 상기 중공사막 멤브레인으로 공급하는 제습송풍기를 포함하며,
    상기 중공사막 멤브레인은
    내부가 중공인 관상형으로, 복수 개가 상기 제습하우징의 내부 공간을 따라 둥근 고리형태로 배치되어 환상의 중공사막 멤브레인 다발을 이루고, 환상의 중공사막 멤브레인 다발 중심에는 스윕공기가 유동하는 통로로 제공되며, 환상의 중공사막 멤브레인 다발 중심으로 유입된 스윕공기는 방사상으로 분포되어, 중공사막 멤브레인들이 흡수한 수분을 증발시키는 중공사막 제습기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제습송풍부는
    상기 스윕공기를 배출하는 송풍구측에 형성되어, 상기 스윕공기를 선택적으로 가열하는 히팅수단을 포함하는 중공사막 제습기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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