KR102658652B1 - 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기 및 데시칸트 제습방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제습구역, 퍼지구역 및 재생구역을 구분 형성한 제습로터부를 두 개 이상 구비하고, 퍼지구역들을 서로 연결하는 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기에 관한 것으로, 제습로터를 통과하는 공기의 흐름 경로를 제습구역, 재생구역 및 퍼지구역으로 구분 형성하는 제습로터부가 두 개 이상 구비되는 건식제습구간; 제습구역들을 모두 경유하는 제습경로; 재생구역들을 모두 경유하는 재생경로; 및 퍼지구역들을 모두 경유하는 퍼지경로;를 포함하며, 퍼지경로는 제습경로와 연결되며, 제습경로를 따라 흐르는 공기 중 일부는 퍼지구역들을 모두 경유한다.
Description
본 발명은 데시칸트 제습기 및 데시칸트 제습방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제습구역, 퍼지구역 및 재생구역을 구분 형성한 제습로터부를 두 개 이상 구비하고, 퍼지구역들을 서로 연결하는 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기 및 데시칸트 제습방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기 중의 수분을 제거하는 제습은 냉각 또는 가열에 비하여 비교적 많은 에너지를 필요로 하며, 시스템이 복잡해지는 경향이 있어 일반 건물에서의 습도 제어는 거의 이루어지지 않고 있다. 그러나 쾌적한 실내 환경, 결로 방지, 제품의 보관과 생산제품의 품질 유지 및 생산성의 향상 등 제습의 중요성은 날로 증가하고 있다. 특히, 건물의 냉방에너지를 절약하기 위해서 실내온도를 높게 유지하는 경우 실내 습도가 상승하여 쾌적성이 크게 떨어지는 현상이 발생하고 있어 에너지 절약이 가능한 제습기의 중요성은 더욱 커지고 있다.
제습기는 크게 흡착식과 냉각식으로 나뉘며, 흡착식은 흡착제를 이용하여 수분을 흡수하는 방식이고, 데시칸트 제습기 등이 있다. 냉각식은 냉각 노점식으로도 불리고 있으며, 습한 공기를 그 노점온도 이하까지 냉각하여 제습이 이루어지는 방식이다.
여러 제습기들 중 데시칸트 제습기는 회전식 제습로터에 흡착제를 구비하고 공기 중에 포함된 수분을 흡착제에서 흡착한 후 건조공기를 이용해 흡착된 수분을 제거함으로써 건조공기를 만드는 장치이다. 현장에서는 코일냉각에 의한 냉각제습방식과 데시칸트 로터에 의한 건식제습방식을 개별적으로 이용하거나 혼용하여 이용하고 있다.
데시칸트 제습기는 제습로터를 하나만 설치하는 단일방식으로 구성할 수도 있고 제습로터를 두 개 설치하는 듀얼방식으로 구성할 수도 있다.
종래에 제습로터를 두 개 구비하는 듀얼방식의 데시칸트 제습기의 일 예가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 데시칸트 제습기는, 1차 제습로터부(10)와 2차 제습로터부(20)를 직렬로 구성하고, 두 제습로터부(10)(20) 사이에 쿨링코일(30)을 설치한다. 이 때, 쿨링코일(30)은 1차 제습로터부(10)를 통과한 프로세스 공기의 온도를 낮추어 2차 제습로터부(20)에서의 수분 흡착능력을 상승시킨다.
1차 제습로터부(10)는 제습구역(11)과 재생구역(12)을 구분 형성하며, 2차 제습로터부(20)는 제습구역(21), 재생구역(22) 및 퍼지구역(23)을 구분 형성한다.
프로세스 공기는 1차 제습로터부(10)의 제습구역(11), 쿨링코일(30) 및 2차 제습로터부(20)의 제습구역(21)을 순차적으로 이동하는 과정에서 건식제습과 냉각이 이루어진다. 쿨링코일(30)을 통과한 프로세스 공기 중 일부는 2차 제습로터부(20)의 퍼지구역(23)을 통과한 후 가열되어 2차 제습로터부(20)의 재생구역(22) 및 1차 재습로터부(10)의 재생구역(12)을 경유한 후 외부로 배출된다.
이러한 구조를 갖는 종래 데시칸트 제습기의 경우, 쿨링코일을 통과한 프로세스 공기 중 일부가 재생공기로 사용되는데, 쿨링코일을 통과한 공기는 충분히 냉각된 상태이다. 따라서, 온도가 낮아진 공기를 재생구역들로 공급하기 위해서는 온도가 낮아진 만큼 더 많은 열량을 가해 온도를 높여주어야 하기 때문에 에너지 소비가 과다하게 발생하게 되며, 제어 실패시 화재가 발생할 수도 있고 과열로 인해 주변 장비들의 장애를 초래할 수도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 재생공기를 가열하는데 필요한 열량을 줄여, 전체적인 소비 에너지를 줄일 수 있고, 과열로 인한 화재나 주변 장비들의 장애를 방지할 수 있는 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기 및 데시칸트 제습방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기는, 제습로터를 통과하는 공기의 흐름 경로를 제습구역, 재생구역 및 퍼지구역으로 구분 형성하는 제습로터부가 두 개 이상 구비되는 건식제습구간; 제습구역들을 모두 경유하는 제습경로; 재생구역들을 모두 경유하는 재생경로; 및 퍼지구역들을 모두 경유하는 퍼지경로;를 포함하며, 퍼지경로는 제습경로와 연결되며, 제습경로를 따라 흐르는 공기 중 일부는 퍼지구역들을 모두 경유한다.
퍼지경로의 일단은 제습경로 중 첫 번째 제습구역 이전 구간에서 분기되며, 퍼지경로의 타단은 재생경로의 입구측과 연결된다.
퍼지구역들을 모두 경유한 퍼지공기는 재생경로로 이송되어 재생공기로 전환되고, 재생공기는 재생구역들을 경유하기 전 가열된다.
본 발명에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기는, 제습경로를 통해 건식제습구간과 연결되며, 건식제습구간 이전에 공기를 냉각 제습하는 냉각제습구간을 더 포함한다.
퍼지경로의 일단은 제습경로 중 냉각제습구간 이후 구간에서 분기된다.
본 발명에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기는, 제습경로 중 제습로터부들 사이에 구비되어 공기를 냉각시키는 냉각수단을 더 포함한다.
제습로터 중 제습구역에 위치된 부분에서는 공기가 통과하면서 공기중에 포함된 수분이 흡착제에 흡착되고, 재생구역에 위치된 부분에서는 가열된 재생공기가 통과하면서 흡착제에 흡착된 수분을 가열 제거하며, 퍼지구역에 위치된 부분에서는 퍼지구역을 통해 흐르는 퍼지공기와 제습로터 사이의 열교환이 이루어진다.
본 발명에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기는, 재생경로와 연결되며 재생공기가 재생구역들로 공급되기 전 각 재생구역 이전에 재생공기를 가열하는 복수 개의 재생공기 가열수단을 더 포함한다.
본 발명에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기는, 재생경로에 구비되어 재생공기의 공급량을 조절하는 댐퍼를 더 포함한다.
댐퍼는 제습구역에서의 제습량에 따라 자동 조절된다.
댐퍼는 모터 방식에 의해 자동 구동된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습방법은, 제습로터를 통과하는 공기의 흐름 경로를 제습구역, 퍼지구역 및 재생구역으로 구분 형성한 제습로터부가 두 개 이상 배열된 건식제습구간을 통해 공기를 건식제습하는 건식제습공정을 포함하되, 제습구역들을 모두 연결하는 제습경로를 따라 공기가 흐르는 과정에서 일부 공기가 분기되어 퍼지구역들을 모두 연결하는 퍼지경로를 따라 흐르도록 하고, 퍼지경로를 따라 흐르는 공기는 재생구역들을 연결하는 재생경로로 공급된다.
공기가 제습경로를 따라 흐르는 과정에서 공기 중에 포함된 수분은 제습로터에 흡착되며, 제습경로로부터 분기된 공기가 퍼지경로를 따라 흐르는 과정에서 제습로터와 공기 사이에 열교환이 이루어져 공기의 온도가 상승하고, 재생경로를 따라 흐르는 재생공기는 가열 후 재생구역들을 통과하면서 제습로터에 흡착된 공기를 건조 제거시킨다.
제습구역들에서의 제습량에 따라 재생경로를 따라 흐르는 공기의 양을 조절한다.
본 발명 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기 및 데시칸트 제습방법에 따르면, 제습로터를 갖는 제습로터부를 두 개 이상 구비하여 건식제습구간을 형성하되, 모든 제습로터부의 공기 흐름 경로를 제습구역, 퍼지구역 및 재생구역으로 구분 형성하고, 퍼지구역들을 하나의 퍼지경로로 모두 연결하며, 재생구역들로 공급되는 공기가 재생공기로 이용되기 이전에 퍼지경로를 구성하는 퍼지구역 모두를 경유하면서 온도가 상승하도록 이루어짐으로써, 재생공기 가열시 소요되는 소비 에너지를 절감할 수 있다. 또한, 재생공기를 가열하는 과정에서 가열수단에서 발생되는 열량이 적기 때문에 과열로 인한 화재 위험이나 주변 장비들의 장애 염려를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 데시칸트 제습기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 냉각제습구간을 확대한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 건식제습 1구간을 확대한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 1차 제습로터부의 전면 모습을 개략적으로 표현한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 건식제습 2구간을 확대한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 2차 제습로터부의 전면 모습을 개략적으로 표현한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습방법을 이용해 외기를 제습한 후 드라이룸으로 공급하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 냉각제습구간을 확대한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 건식제습 1구간을 확대한 도면이다.
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도 6은 도 2에 도시된 건식제습 2구간을 확대한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 2차 제습로터부의 전면 모습을 개략적으로 표현한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습방법을 이용해 외기를 제습한 후 드라이룸으로 공급하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기 및 데시칸트 제습방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기를 나타낸 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기는, 냉각제습구간(100), 건식제습 1구간(200) 및 건식제습 2구간(300)을 포함한다.
냉각제습구간(100)에서는 외부 공기(이하, “외기”라고 한다)를 유입하여 이물질을 걸러주고 냉수와의 열교환을 통해 온도를 낮추며 냉각제습을 수행하는 과정을 거친다. 외기의 풍량 조절도 함께 이루어진다.
건식제습 1구간(200)에서는 냉각제습구간(100)을 통과한 공기(이하, “프로세스 공기”라고 한다)를 건식제습하고 냉각하는 과정을 거친다. 건식제습 과정에서는 흡착제로 수분을 흡착하게 된다. 건식제습 1구간(200)에는 후술할 제1 제습구역, 제1 재생구역 및 제1 퍼지구역을 갖는 1차 제습로터부(210)가 설치된다. 건식제습 1구간(200)에서는 프로세스 공기 중 일부를 재생 공기로 사용할 수 있도록 제습경로에서 분기된 별도의 경로를 통해 이송하게 되는데, 별도 경로는 제습 경로 중 1차 제습로터부(210) 이전에서 분기되며, 분기된 프로세스 공기는 퍼지공기로 전환되어 제1 퍼지구역을 통과한다.
건식제습 2구간(300)에서는 건식제습 1구간(200)을 통과한 프로세스 공기를 추가로 건식제습하고 냉각하며 정화하는 과정을 거친다. 건식제습 과정에서는 건식제습 1구간(200)에서와 마찬가지로 흡착제로 수분을 흡착하게 된다. 건식제습 2구간(300)에는 후술할 제2 제습구역, 제2 퍼지구역 및 제2 재생구역을 갖는 2차 제습로터부(310)가 설치된다.
건식제습 1구간(200)을 구성하는 1차 제습로터부(210)의 제1 퍼지구역을 통과하는 공기는 2차 제습로터부(310)를 구성하는 제2 퍼지구역을 연속하여 통과하며, 이후 재생공기로 전환되어 가열된 다음 2차 제습로터부(310)의 제2 재생구역과 1차 제습로터부(210)의 제1 재생구역을 연속해서 통과한 후 외부로 배출된다. 제2 재생구역과 제1 재생구역을 통과하는 재생공기는 온도가 높게 가열된 상태이며 1, 2차 제습로터부(210)(310)의 흡착제에 의해 흡착된 수분을 증발시켜 제거함으로써, 흡착제의 재사용을 가능하게 한다.
도 3은 도 2에 도시된 냉각제습구간을 확대한 도면이다.
냉각제습구간(100)은 프리 필터(110), 외기 댐퍼(120), 제1 프리 쿨링부(130), 제2 프리 쿨링부(140), 일리미네이터(Eliminator;수분 제거기, 150) 및 외기 센싱부(160)를 포함한다. 냉각제습구간(100)에는 외기가 프리 필터(110), 외기 댐퍼(120), 제1 프리 쿨링부(130), 제2 프리 쿨링부(140) 및 일리미네이터(150)를 차례대로 통과하는 제습경로(A)가 형성된다.
프리 필터(110)는 외기에 포함된 이물질을 걸러주는 것으로, 외기 유입구(미도시) 측과 제1 프리 쿨링부(130) 이전에 각각 구비된다.
외기 댐퍼(120)는 외기의 풍량을 조절하기 위한 것으로, 모터구동에 의해 작동하는 자동 댐퍼이며, 미도시된 제어부의 제어에 의해 제어된다.
제1, 2 프리 쿨링부(130)(140)는 외기의 냉각 제습을 통해 절대습도를 내리고 공기의 온도를 낮춤으로써 건식제습 1구간(200) 및 건식제습 2구간(300)에서의 제습효과를 향상시킬 수 있다.
제1 프리 쿨링부(130)는 제1 냉각코일(131), 제1 온/습도 센서(132) 및 제1 드레인(133)을 포함한다. 제1 냉각코일(131)의 내부에는 냉수가 흐르므로 외기가 제1 냉각코일(131) 주변을 통과하는 과정에서 냉수와 외기 사이에 열교환이 이루어진다. 따라서, 외기 온도는 낮아지고 제1 냉각코일(131)의 외부 표면에는 응축수가 생성된다. 응축수는 제1 냉각코일(131) 아래에 구비되는 제1 드레인(133)을 통해 외부로 배출된다. 제1 온/습도 센서(132)에서는 제1 냉각코일(131)을 통과한 외기의 온도와 습도를 실시간 측정하여 제어부로 전송한다. 제1 온/습도 센서(132)에서 측정되는 측정값에 따라 제1 냉각코일(131)로 공급되는 냉수의 온도가 조절될 수 있다.
제2 프리 쿨링부(140)는 제1 프리 쿨링부(130)를 통과한 외기를 추가 냉각 제습하는 것으로, 제2 냉각코일(141), 제2 온/습도 센서(142) 및 제2 드레인(143)을 포함한다. 이 구성들의 기능은 제1 프리 쿨링부(130)의 구성들의 기능과 동일하므로 설명을 생략한다.
일리미네이터(150)는 제2 프리 쿨링부(140)를 통과한 공기에 포함된 응축수 액적을 걸러준다. 제2 프리 쿨링부(140)의 제2 냉각코일(141) 표면에는 응축수가 생성되는데, 공기의 흐름에 의해 응축수 중 일부가 비산되어 액적의 형태로 공기와 함께 이송될 수 있다. 이에, 일리미네이터(150)를 통해 응축수 액적을 걸러줌으로써 이후 진행되는 건식제습이 원활하게 진행될 수 있도록 해준다.
외기 센싱부(160)는 외기의 온도와 습도를 측정하여 제어부로 전송함으로써 제1, 2 프리 쿨링부(130)(140)에서의 냉각 온도 등을 설정하는데 도움을 줄 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 건식제습 1구간을 확대한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 1차 제습로터부의 전면 모습을 개략적으로 표현한 도면이다.
건식제습 1구간(200)은 냉각제습구간(100)을 거친 프로세스 공기에 포함된 수분을 건식제습하고 공기의 온도를 낮춘다. 건식제습 1구간(200)에는 프로세스 공기 중 일부가 제습구역을 통과하도록 안내하는 제습경로(A)와, 프로세스 공기 중 나머지가 퍼지공기로 전환되어 퍼지구역을 통과하도록 안내하는 퍼지경로(B), 및 퍼지경로(B)를 통과한 공기가 재생공기로 전환되어 재생구역을 통과하도록 안내하는 재생경로(C)가 형성된다.
퍼지경로(B)는 건식제습 1구간(200)을 구성하는 1차 제습로터부(210) 이전에 제습경로(A)로부터 분기 형성된다. 건식제습 1구간(200)에 형성되는 제습경로(A), 퍼지경로(B) 및 재생경로(C)는 건식제습 2구간(300)에 형성되는 제습경로(A), 퍼지경로(B) 및 재생경로(C)와 각각 연결되므로 동일한 도면부호를 부여하기로 한다. 또한, 건식제습 1구간(200)의 제습경로(A)는 냉각제습구간(100)의 제습경로(A)와도 연결되므로 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
건식제습 1구간(200)은, 1차 제습로터부(210), 프로세스 팬(220), 중간 쿨링부(230), 제1 재생공기 히터(240) 및 제너레이터팬(250)을 포함한다.
1차 제습로터부(210)는, 1차 제습로터(211), 1차 로터 구동모터(212) 및 1차 로터 케이스(213)를 포함한다.
1차 제습로터(211)는 1차 로터 케이스(213) 내에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 세라믹 섬유질의 평면지와 파형지를 번갈아 감아 올린 원통형 형상으로 그 내부에는 실리카겔(Silicagel) 등의 흡착제가 코팅되며, 표면에는 미세한 홀들이 수없이 형성된다. 따라서, 1차 제습로터(211)를 통과하는 공기에 포함된 물분자가 흡착제에 용이하게 흡착될 수 있다.
1차 로터 구동모터(212)는 1차 로터 케이스(213) 내에 설치되어 1차 제습로터(211)를 일방향(도면상 시계방향)으로 회전시킨다. 1차 로터 구동모터(212)는 제어부에 의해 자동 제어된다.
1차 로터 케이스(213)는 내부에 설치공간을 형성하며, 전후면에 제1 제습구역(214), 제1 퍼지구역(215) 및 제1 재생구역(216)을 구분 형성한다. 제1 제습구역(214)은 제습경로(A)와 연결되며, 제1 퍼지구역(215)은 퍼지경로(B)와 연결되고, 제1 재생구역(216)은 재생경로(C)와 연결된다. 제1 제습구역(214)의 면적이 가장 넓게 형성된다. 참고로, 제1 제습구역(214), 제1 퍼지구역(215) 및 제1 재생구역(216)은 1차 로터 케이스(213)의 전후면에 홀 형태로 형성되는 부분뿐만 아니라 1차 로터 케이스(213)의 전후면 사이에서 각각의 공기 경로를 형성하는 공간도 포함하는 개념으로 볼 수 있다. 즉, 각 구역들은 1차 로터 케이스(213)에 형성되는 각각의 공기 흐름 경로들이다.
1차 제습로터(211)는 회전하면서 제1 제습구역(214), 제1 재생구역(216) 및 제1 퍼지구역(215)을 차례로 통과한다. 예컨대, 1차 제습로터(211)의 일부분을 파트-1이라고 할 때 파트-1이 제1 제습구역(214)에 위치되면 제습경로(A)를 따라 흐르던 프로세스 공기가 파트-1을 통과하면서 건식제습된다. 파트-1에서는 흡착제가 프로세스 공기 중의 수분을 흡착한다.
제1 제습구역(214)에서 수분이 흡착된 파트-1은 제1 재생구역(216)으로 이동하게 되고, 재생경로(C)를 따라 흐르던 고온의 재생공기는 파트-1을 통과하면서 흡착제에 흡착된 수분을 가열 증발시킨다.
제1 재생구역(216)에서 수분이 제거된 파트-1은 제1 퍼지구역(215)으로 이동하게 되고, 퍼지경로(B)를 따라 흐르던 퍼지공기는 제1 재생구역(216)에서 가열된 파트-1을 통과하는 과정에서 파트-1과의 열교환을 통해 온도가 상승하게 되고, 파트-1의 온도는 낮아진다.
제1 퍼지구역(215)에서 온도가 낮아진 파트-1은 다시 제1 제습구역(214)으로 이동하게 된다.
상기와 같이 1차 제습로터(211)는 제1 제습구역(214) → 제1 재생구역(216) → 제1 퍼지구역(215) → 제1 제습구역(214) 방향으로 계속해서 회전하게 된다.
프로세스 팬(220)은 냉각제습구간(100), 건식제습 1구간(200) 및 건식제습 2구간(300)에 걸쳐서 형성되는 제습경로(A)에서의 공기 흐름을 제어한다.
중간 쿨링부(230)는 1차 제습로터부(210)와 2차 제습로터부(310) 사이에서 제습경로(A)와 연결되는 것으로, 1차 제습로터부(210)의 제1 제습구역(214)을 통과한 프로세스 공기의 온도를 낮춰준다. 중간 쿨링부(230)는 제습 기능없이 온도만 낮추도록 구성할 수 있다.
제1 재생공기 히터(240)는 2차 제습로터부(310)의 후술할 제2 재생구역(316)을 통과한 재생공기를 140℃의 고온으로 가열시키는 것으로, 1차 제습로터부(210)와 2차 제습로터부(310) 사이에서 재생경로(C)와 연결된다. 참고로, 재생공기는 제2 재생구역(316)을 통과한 후 제1 재생구역(216)을 통과한다.
제너레이터팬(250)은 퍼지경로(B)와 재생경로(C)를 통한 공기의 흐름을 유발하는 것으로, 1차 제습로터부(210)의 제1 재생구역(216)을 통과한 재생공기를 외부로 배출하기 위해 구비되는 배출경로와 연결된다. 재생공기가 제1 재생구역(216)을 통과한 이후에는 더 이상 1차 제습로터(211)의 재생에 관여하지 않으므로 외부로 배출하기 위한 배기공기로 전환된다.
도면부호를 기재하지는 않았으나, 제습경로(A) 상에는 제습이 이루어진 후 절대습도를 측정하는 이슬점 센서들이 구비될 수 있다. 예컨대, 냉각제습구간(100)의 출구측과 1차 제습로터부(210)의 출구측에 구비될 수 있다.
또한, 도면부호를 기재하지는 않았으나, 제습경로(A), 퍼지경로(B) 및 재생경로(C) 상에는 각 경로(A)(B)(C)를 따라 흐르는 공기의 온도와 압력을 감지하는 온도센서들과 압력센서들이 구비될 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 건식제습 2구간을 확대한 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 2차 제습로터부의 전면 모습을 개략적으로 표현한 도면이다.
건식제습 2구간(300)은 건식제습 1구간(200)을 거친 프로세스 공기에 포함된 수분을 건식제습한 후 온도를 낮추고 정화하여 드라이룸으로 공급한다. 건식제습 2구간(300)에는 프로세스 공기 중 일부가 제습구역을 통과하도록 안내하는 제습경로(A)와, 퍼지공기가 퍼지구역을 통과하도록 안내하는 퍼지경로(B), 및 퍼지경로(B)를 통과한 고온의 재생공기가 재생구역을 통과하도록 안내하는 재생경로(C)가 형성된다. 전술한 바와 같이 건식제습 2구간(300)에 형성되는 각 경로(A)(B)(C)들은 건식제습 1구간(200)에 형성되는 제습경로(A), 퍼지경로(B) 및 재생경로(C)에 연속해서 형성된다.
건식제습 2구간(300)은, 2차 제습로터부(310), 중간 필터(320), 후 쿨링부(330), 후 필터(340), 시스템 공기 댐퍼(350), 재생공기 댐퍼(360) 및 제2 재생공기 히터(370)를 포함한다.
2차 제습로터부(310)는, 2차 제습로터(311), 2차 로터 구동모터(312) 및 2차 로터 케이스(313)를 포함한다. 여기서, 2차 제습로터(311)와 2차 로터 구동모터(312)는 1차 제습로터(211) 및 1차 로터 구동모터(212)와 동일한 구조와 기능을 하므로 설명을 생략한다. 2차 로터 케이스(313)는 내부에 설치공간을 형성하며, 전후면에 제2 제습구역(314), 제2 퍼지구역(315) 및 제2 재생구역(316)을 구분 형성한다. 이들 또한 제1 제습구역(214), 제1 퍼지구역(215) 및 제1 재생구역(216)과 동일한 구조와 기능을 하므로 설명을 생략한다.
제습경로(A) 중 2차 제습로터부(310)와 시스템 공기 필터(350) 사이에는 중간 필터(320), 후 쿨링부(330) 및 후 필터(340)가 직렬로 연결된다. 중간 필터(320)는 2차 제습로터부(310)를 통과한 프로세스 공기를 정화하며, 후 쿨링부(330)는 드라이 룸으로 공급되는 공기의 최종 온도를 조절하고, 후 필터(340)는 드라이 룸으로 공기가 공급되기 전 최종적으로 공기를 정화한다. 후 쿨링부(330)는 냉각코일과 드레인으로 구성될 수 있다.
재생공기 댐퍼(360)는 재생경로(C) 중 2차 제습로터부(310)의 제2 퍼지구역(315) 출구측과 제2 재생공기 히터(370) 사이에 연결되어 제2 재생공기 히터(370) 쪽으로 공급되는 재생공기의 공급량을 제어한다. 재생공기 댐퍼(360)는 구동모터에 의해 자동 작동된다. 재생공기 댐퍼(360)의 작동에 의한 재생공기의 공급량 제어는 1, 2차 제습로터부(210)(310)에서의 제습량에 따라 이루어진다. 1, 2차 제습로터부(210)(310)에서의 제습량은 이슬점 센서 등을 통해 실시간 측정할 수 있다.
제2 재생공기 히터(370)는 재생경로(C)를 통해 공급되는 재생공기를 140℃ 가량의 고온으로 가열한다. 제2 재생공기 히터(370)는 재생경로(C)를 통해 2차 제습로터부(310)의 제2 재생구역(316)과 연결된다.
건식제습 2구간(300)에서는 건식제습 1구간(200)에서와 마찬가지로 제습이 이루어진 후 절대습도를 측정하는 이슬점 센서들이 제습경로에 구비될 수 있다. 또한, 제습경로(A), 퍼지경로(B) 및 재생경로(C) 상에는 온도센서들과 압력센서들이 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습방법을 이용해 외기를 제습한 후 드라이룸으로 공급하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
외부로부터 유입되는 공기는 냉각제습구간(100)을 거치면서 정화, 냉각 및 제습이 이루어진 후 프로세스 공기로 전환된다. 프로세스 공기는 1차 건식제습이 이루어지기 전에 두 가지 경로로 분기되어 흐른다.
프로세스 공기 중 일부는 제1 제습구역(214) 및 제2 제습구역(314)을 순서대로 모두 경유하면서 건조 제습된 후 드라이룸으로 공급된다.
프로세스 공기 중 나머지는 퍼지경로(B)를 따라 흐르는 퍼지공기로 전환되어 제1 퍼지구역(215) 및 제2 퍼지구역(315)을 순서대로 모두 경유한다. 퍼지공기는 제1, 2 퍼지구역(215)(315)을 통과하는 과정에서 제1, 2 제습로터(211)(311) 중 제1, 2 퍼지구역(215)(315)에 위치되는 부분과의 열교환을 통해 온도가 상승하게 되고, 제1, 2 제습로터(211)(311) 중 열교환부분은 온도가 하강하게 된다.
특히, 퍼지공기는 제1, 2 퍼지구역(215)(315)을 연속하여 통과하기 때문에 제1, 2 제습로터(211)(311)로부터 많은 열을 전달받게 되고 그 온도 상승이 더 촉진될 수 있다.
퍼지공기는 제2 퍼지구역(315)을 통과한 후 재생공기로 전환되고, 재생공기 댐퍼(360), 제2 재생공기 히터(370) 및 제1 재생공기 히터(240)를 경유하는 재생경로(C)를 따라 흐르게 된다.
재생경로(C)를 따라 흐르는 재생공기는 제2 재생공기 히터(370)에서 140℃ 가량의 고온으로 가열된 후 제2 재생구역(316)으로 공급된다. 제2 재생구역(316)으로 공급되는 고온의 재생공기는 2차 제습로터(311) 중 제2 재생구역(316)에 위치되는 부분을 통과하면서 이 부분에 흡착된 수분을 증발시킴으로써, 이 부분에 있는 흡착제의 재사용이 가능하도록 한다.
제2 재생구역(316)을 통과하는 과정에서 재생공기의 온도는 낮아진다. 따라서, 재생공기가 제1 재생구역(216)으로 공급되기 전에 제1 재생공기 히터(240)에서 140℃의 온도로 다시 가열된다.
제1 재생공기 히터(240)에서 가열된 재생공기는 제1 재생구역(216)으로 공급되고, 제1 재생구역(216)으로 공급되는 고온의 재생공기는 1차 제습로터(211) 중 제1 재생구역(216)에 위치되는 부분을 통과하면서 이 부분에 흡착된 수분을 증발시킴으로써, 이 부분에 있는 흡착제의 재사용이 가능하도록 한다.
제1 재생구역(216)을 통과한 재생공기는 더 이상 흡착제의 재생에 사용되지 않기 때문에 배기공기로 전환되며, 제너레이터팬(250)을 통해 외부로 배출된다.
상기와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기에 따르면, 냉각제습구간(100)에서 냉각 제습된 공기 중 일부를 퍼지공기로 이용하기 위해 건식제습 공정 전에 두 단계의 퍼지구역(215)(315)으로 연속하여 통과시킴으로써, 퍼지공기가 재생공기로 전환되기 전 온도가 상승하게 된다. 따라서, 재생공기 히터들을 재생공기를 목표 온도로 가열할 때 소요되는 소비 에너지를 대폭 줄일 수 있다. 또한, 재생공기 히터들 주변의 온도가 종래기술에 비해 낮게 형성되기 때문에 과열로 인한 화재의 위험성뿐만 아니라 장비의 장애 염려도 최소화할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기 및 데시칸트 제습방법을 첨부된 도면들을 참조로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서는 건식제습구간을 두 구간으로만 형성하였으나 그 이상 형성할 수도 있고, 그에 따라 제습로터부도 두 개 이상 구비할 수도 있다.
A : 제습경로 B : 퍼지경로
C : 재생경로 100 : 냉각제습구간
110 : 프리 필터 120 : 외기 댐퍼
130 : 제1 프리 쿨링부 140 : 제2 프리 쿨링부
150 : 일리미네이터 160 : 외기 센싱부
200 : 건식제습 1구간 210 : 1차 제습로터부
211 : 1차 제습로터 212 : 1차 로터 구동모터
213 : 1차 로터 케이스 214 : 제1 제습구역
215 : 제1 퍼지구역 216 : 제1 재생구역
220 : 프로세스 팬 230 : 중간 쿨링부
240 : 제1 재생공기 히터 250 : 제너레이터팬
300 : 건식제습 2구간 310 : 2차 제습로터부
311 : 2차 제습로터 312 : 2차 로터 구동모터
313 : 2차 로터 케이스 314 : 제2 제습구역
315 : 제2 퍼지구역 316 : 제2 재생구역
320 : 중간필터 330 : 후 쿨링부
340 : 후 필터 350 : 시스템 공기 댐퍼
360 : 재생공기 댐퍼 370 : 제2 재생공기 히터
C : 재생경로 100 : 냉각제습구간
110 : 프리 필터 120 : 외기 댐퍼
130 : 제1 프리 쿨링부 140 : 제2 프리 쿨링부
150 : 일리미네이터 160 : 외기 센싱부
200 : 건식제습 1구간 210 : 1차 제습로터부
211 : 1차 제습로터 212 : 1차 로터 구동모터
213 : 1차 로터 케이스 214 : 제1 제습구역
215 : 제1 퍼지구역 216 : 제1 재생구역
220 : 프로세스 팬 230 : 중간 쿨링부
240 : 제1 재생공기 히터 250 : 제너레이터팬
300 : 건식제습 2구간 310 : 2차 제습로터부
311 : 2차 제습로터 312 : 2차 로터 구동모터
313 : 2차 로터 케이스 314 : 제2 제습구역
315 : 제2 퍼지구역 316 : 제2 재생구역
320 : 중간필터 330 : 후 쿨링부
340 : 후 필터 350 : 시스템 공기 댐퍼
360 : 재생공기 댐퍼 370 : 제2 재생공기 히터
Claims (14)
- 제습로터를 통과하는 공기의 흐름 경로를 제습구역, 재생구역 및 퍼지구역으로 구분 형성하는 제습로터부가 두 개 이상 구비되는 건식제습구간;
상기 제습구역들을 모두 경유하는 제습경로;
상기 재생구역들을 모두 경유하는 재생경로;
상기 퍼지구역들을 모두 경유하는 퍼지경로;
상기 제습경로를 통해 상기 건식제습구간과 연결되어, 외기를 유입한 후 프리 필터에서 이물질이 걸러지고, 모터 구동에 의해 작동하는 자동 댐퍼인 외기 댐퍼를 통해 외기의 풍량 조절이 이루어지며, 프리 쿨링부를 통해 상기 건식제습구간 이전에 공기를 냉각 제습하는 냉각제습구간;
상기 제습경로 중 상기 제습로터부들 사이에 구비되어 제습 기능 없이 공기의 온도만 낮추는 중간 쿨링부;
상기 재생경로와 연결되며 재생공기가 상기 재생구역들로 공급되기 전 상기 각 재생구역 이전에 재생공기를 가열하는 복수 개의 재생공기 가열수단; 및
상기 재생경로에 구비되되 상기 퍼지구역의 출구측과 상기 재생공기 가열수단 사이에 구비되어 상기 퍼지경로를 경유한 후 상기 재생공기 가열수단 쪽으로 공급되는 재생공기의 공급량을 조절하되 상기 제습구역들에서 실시간 측정되는 제습량에 따라 공급량이 자동 조절되며, 모터 구동에 의해 작동하는 자동 댐퍼인 재생공기 댐퍼;를 포함하며,
상기 퍼지경로의 일단은 상기 제습경로 중 상기 냉각제습구간 이후 첫 번째 제습구역 이전 구간에서 분기되며, 퍼지경로의 타단은 상기 재생경로의 입구측과 연결되고,
외부로부터 유입되는 공기는 상기 제습경로를 통해 상기 냉각제습구간을 경유하면서 냉각 제습되며,
상기 냉각제습구간을 경유한 공기 중 일부는 상기 제습구역들을 차례대로 모두 경유하면서 건조 제습된 후 드라이룸으로 공급되고, 상기 냉각제습구간을 경유한 공기 중 나머지는 퍼지공기로 전환되어 상기 퍼지구역들을 차례대로 모두 경유하면서 가열되며, 상기 퍼지구역들을 모두 경유한 공기는 재생공기로 전부 전환되어 상기 재생구역을 차례대로 모두 경유하면서 재생구역의 수분을 증발시킨 후 배기로 전환되어 외부로 배출되고,
상기 제습로터 중 상기 제습구역에 위치된 부분에서는 공기가 통과하면서 공기중에 포함된 수분이 흡착제에 흡착되고, 상기 재생구역에 위치된 부분에서는 가열된 재생공기가 통과하면서 흡착제에 흡착된 수분을 가열 제거하며, 상기 퍼지구역에 위치된 부분에서는 퍼지공기와 제습로터 사이의 열교환이 이루어지는,
퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습기. - 삭제
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- 제습로터를 통과하는 공기의 흐름 경로를 제습구역, 재생구역 및 퍼지구역으로 구분 형성한 제습로터부가 두 개 이상 배열된 건식제습구간을 통해 공기를 건식 제습하는 건식제습공정을 포함하되,
외부로부터 유입되는 공기는 상기 건식 제습구간 이전에 냉각제습구간을 거치면서 프리 필터에 의해 이물질이 걸러지고 모터 구동에 의해 작동하는 자동 댐퍼인 외기 댐퍼를 통해 외기의 풍량 조절이 이루어지며 프리 쿨링부를 통해 상기 건식제습구간 이전에 냉각 제습되며,
상기 냉각제습구간을 경유한 공기 중 일부는 상기 제습구역들을 모두 경유하는 제습경로를 따라 이동하면서 건조 제습된 후 드라이룸으로 공급되며, 제습경로를 따라 이동하는 과정에서 상기 제습로터부 사이에서는 중간 쿨링부에 의해 제습 기능 없이 온도만 낮춰지는 형태로 냉각되고,
상기 냉각제습구간을 경유한 공기 중 나머지는 상기 제습경로 중 상기 건식제습구간 이전에 제습경로로부터 분기되어 상기 퍼지구역들을 모두 경유하도록 구비된 퍼지경로를 따라 흐른 후, 상기 재생구역들을 모두 경유하는 재생경로로 공급되며,
상기 재생경로를 따라 흐르는 재생공기는 상기 재생구역들로 공급되기 전 각 재생구역 이전에 각각 구비되는 재생공기 가열수단에 의해 각각 가열되며, 가열된 재생공기는 상기 재생구역들의 수분을 증발시킨 후 배기로 전환되어 외부로 배출되고,
상기 퍼지경로를 경유한 후 재생공기 가열수단 쪽으로 공급되는 재생공기의 공급량은 상기 제습구역들에서 실시간 측정되는 제습량에 따라 모터 구동에 의해 작동하는 자동 댐퍼인 재생공기 댐퍼에 의해 자동 조절되며,
공기가 상기 제습경로를 따라 흐르는 과정에서 공기 중에 포함된 수분은 상기 제습로터의 흡착제에 흡착되고, 상기 제습경로로부터 분기된 공기가 상기 퍼지경로를 따라 흐르는 과정에서 상기 제습로터와 공기 사이에 열교환이 이루어져 퍼지공기의 온도가 상승하며, 상기 재생경로를 따라 흐르는 가열 재생공기는 상기 재생구역들을 통과하면서 상기 제습로터의 흡착제에 흡착된 수분을 가열 제거하는,
퍼지 투 퍼지 방식을 이용한 데시칸트 제습방법. - 삭제
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
- 2023-05-22 KR KR1020230065747A patent/KR102658652B1/ko active IP Right Grant
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