KR20000034075A

KR20000034075A - 항온항습장치

Info

Publication number: KR20000034075A
Application number: KR1019980051258A
Authority: KR
Inventors: 김진억
Original assignee: 김진억
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-06-15
Also published as: KR100311939B1

Abstract

본 발명은 항온항습기에 관한 것으로서, 온도 및 습도의 제어범위가 크고 소모되는 에너지를 최소화하기 위하여, 실험대상물이 배치되는 항온항습조(20); 항온항습조(20)의 온도를 상승시키기 위한 가온용히터(21); 항온항습조 내부 습도의 조절을 위한 가습기(22); 항온항습조(20) 내부 공기의 순환을 위한 송풍기(23); 및 항온항습조(20) 내부의 온도 및 습도를 조절하기 위한 공조시스템을 구비하여 된 항온항습기에 있어서, 공조시스템은, 항온항습조(20) 내부에 설치되어 액체 냉매가 증발됨에 따라 그 항온항습조(20)의 온도를 강하시키는 냉각용증발기(24)와, 냉각용증발기(24)에 대해 병렬로 연결되어 상기 항온항습조(20) 내부를 제습하는 제습용증발기(25)와, 냉각용증발기(24) 및/또는 제습용증발기(25)를 경유한 냉매기체를 압축하는 압축기(26)와, 압축기(26)를 경유한 냉매의 열을 외기로 방출시키기 위한 응축기(27)와, 응축기(27)에서 유출되는 냉매를 곧바로 압축기(26)로 안내하는 바이패스밸브를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

항온항습장치

본 발명은 항온항습기에 관한 것으로서, 상세하게는 보다 넓은 영역의 온도/습도 제어가 가능하고, 소모되는 에너지를 줄일 수 있는 항온항습기에 관한 것이다.

항온항습기는 실험대상물이 배치되는 공간에 특정온도와 상대습도의 환경을 제공하는 기기이다.

도 1은 종래 항온항습기의 구성도이고, 도 2는 도 1에 채용되는 공조시스템의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 항온항습기는, 실험대상물이 배치되는 항온항습조(10)와, 항온항습조(10) 내부의 온도조절을 위한 가온용히터(11)와, 항온항습조 내부 습도를 조절하기 위한 가습기(12)와, 항온항습조(10) 내부 공기의 순환을 위한 송풍기(13)와, 항온항습조(10) 내부의 온도 및 습도를 조절하기 위한 공조시스템으로 구성된다. 가습기(12)는 물이 수용되는 수조(12b)와 수조(12b) 내부에 배치되는 가습히터(12a)로 구성되며, 가습히터(12a)에 의해 물이 가열되면 수증기화되어 항온항습조(10)로 유입되고 이로써 항온항습조(10)의 습도가 증가된다.

공조시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 항온항습조(10)에 설치되며 주위의 열을 흡수 및 제습하며 액체상태인 냉매를 기체화시키는 방열핀이 다수 설치된 흡열/제습증발기(14)와, 상기 흡열/제습증발기(14)를 경유한 고온 저압의 냉매 기체를 고압 기체로 압축하는 압축기(15)와, 고압 고온의 냉매기체를 고압의 액체로 변화시키면서 냉매의 열을 응축열로써 외기로 방출하는 응축기(16)를 포함한다. 또, 흡열/제습증발기(14)로 유입되는 고압의 냉매 액체가 증발이 용이해지도록 압력을 낮추어주는 팽창밸브(17)를 구비하고, 응축기(16)에서 유출되는 냉매를 곧바로 압축기(15)로 안내하는 바이패스밸브(by-pass valve)(18)를 포함한다.

이 공조시스템은, 응축기(16)에서 유출되는 고압의 액체 냉매가 팽창밸브(17)를 통과하여 저압으로 되어 흡열/제습증발기(14)에서 증발되면서 주위의 잠열을 흡수하고, 이에 따라 흡열/제습증발기는 항온항습조(10)의 온도 및 습도를 떨어뜨린다. 이후, 열을 흡수한 고온 저압의 기체 냉매는 압축기(15)를 통하면서 고온 고압의 기체가 되어 응축기(16)를 통과하고, 이 열은 외기에 의하여 식혀지면서 고압의 액체상태가 되는 쿨링 사이클을 이루게 된다. 이 과정을 통하여 항온항습조(10) 내부의 공기로부터 열이 흡수되고 수증기가 제거됨에 따라 온도 및 습도가 떨어지게 된다.

이와 같은 구조의 항온항습기에 있어서, 온도조절은 가온용히터(11)와 흡열/제습증발기(14)를 동시에 가동하여 이루어진다. 일반적으로 공조시스템의 냉각능력은 쉽게 조절하기 힘드므로 흡열/제습증발기(14)를 일정하게 가동시키면서 가온용히터(11)에 가해지는 전력량을 조절하여 온도의 조절이 이루어진다. 또한, 습도조절은, 흡열/제습증발기(14)를 일정하게 가동시키면서 가습히터(12a)에 가해지는 전력량을 조절하여 가습기(12)의 가습량을 변화시키는 것에 의해 이루어진다. 즉, 온도와 습도의 조절은 흡열/제습증발기(14)를 일정하게 가동시킨 상태에, 가온히터(11)의 발열량 조절과 가습기(12)의 가습량을 조절함으로서 진행되는 것이다.

그런데, 저온 고습상태의 상태를 유지하기 위하여 흡열/제습증발기(14)의 흡열량을 크게 하면 되면 주위의 습도도 함께 떨어지게 된다. 따라서, 습도의 강하를 상쇄시키고 고습으로 유지시키기 위하여 가습기(12)의 가습량을 매우 크게 하여야 한다. 이때, 저온이 됨에 따라 가습기(12)의 물이 잘 증발되지 않게 되므로, 고습을 위한 증발을 유도하기 위하여 가습히터(12a)의 발열량을 크게 하여야 한다. 즉, 가습기(12)의 가습량을 과도하게 크게 할 때 이 과정에서 많은 에너지가 소모될 뿐 아니라 온도가 상승되므로, 저온 고습을 유지하기 어렵게 된다.

또, 고온 저습의 상태를 유지하기 위하여 흡열/제습증발기(14)의 제습량이 많아지게 되면 주위의 온도도 함께 떨어지게 된다. 따라서, 온도의 강하를 상쇄시키고 고온으로 유지시키기 위하여 가온용히터(11)의 발열량을 매우 크게 하여야 한다. 이때, 고온이 됨에 따라 가습기(12)의 물이 쉽게 자연 증발하므로, 이러한 자연증발에 의해 발생되는 수증기를 제거하기 위하여 흡열/제습증발기(14)의 제습 능력을 더욱 크게 하여야 한다. 즉, 가온용히터(11) 및 흡열/제습증발기(14)의 발열량 및 제습량을 과도하게 크게 할 때 이 과정에서 많은 에너지가 소모되고, 고온 저습을 유지하기 어렵게 된다는 문제가 있다.

한편, 저온 저습의 경우, 예를 들면 약 10℃ 부근의 저온에서 습도 조절을 할 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 10℃에서 포화수증기압이 9.2mmHg 이므로 만약 50% 정도로 습도를 조절하고자 하면 흡열/제습증발기(14)의 표면온도에서 포화수증기압이 4.6 mmHg 이하가 되어야 한다. 그런데, 4.6mmHg 이하에서는 흡열/제습증발기(14)의 표면온도가 0℃ 이하로 내려가고 이에 따라 표면에 성애가 성장하게 된다. 그러면, 성장한 성애로 인하여 공기의 순환에 장애를 가져오며 이러한 성애를 제거하기 위하여 흡열/제습증발기(14)에 제상기(미도시)를 구성하여야 했다. 그러나 제상시에는 결빙된 성애가 녹음으로 인해 습도는 상승하게 되고 연속적으로 오랜 시간의 저온, 저습 유지가 불가능하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 저온 고습 또는 고온 저습, 또는 저온 저습 상태를 용이하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라 소모되는 에너지량을 최소화할 수 있는 항온항습기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 항온항습기의 구성도,

도 2는 도 1에 채용되는 공조시스템의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 항온항습기의 구성도,

도 4는 도 3에 채용되는 공조시스템의 제1실시예의 구성도,

도 5는 도 4에 채용되는 관체노즐의 단면도,

도 6은 도 3에 채용되는 공조시스템의 제2실시예의 구성도,

도 7은 온도에 따른 물의 증기압력을 도시한 그래프.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

20 ... 항온항습조 21 ... 가온용히터

22 ... 가습기 22a ... 가습조

22b, 22c ... 제1,2가습히터 23 ... 송풍기

24 ... 냉각용증발기 25a ... 제1제습용증발기

25b ... 제2제습용증발기 26 ... 압축기

27 ... 응축기

31, 33, 35, 37, 38, 39, 41, 43 ... 관체노즐

32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 ... 솔레노이드밸브

51, 52, 53, 54, 55 ... 다이아프램형 니들밸브

R1 ... 유입관 R2 ... 유출관

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 항온항습기는, 실험대상물이 배치되는 항온항습조(20); 상기 항온항습조(20)의 온도를 상승시키기 위한 가온용히터(21); 상기 항온항습조 내부 습도의 조절을 위한 가습기(22); 상기 항온항습조(20) 내부 공기의 순환을 위한 송풍기(23); 및 상기 항온항습조(20) 내부의 온도 및 습도를 조절하기 위한 공조시스템을 구비하여 된 항온항습기에 있어서, 상기 공조시스템은, 상기 항온항습조(20) 내부에 설치되어 액체 냉매가 증발됨에 따라 그 항온항습조(20)의 온도를 강하시키는 냉각용증발기(24)와, 상기 냉각용증발기(24)에 대해 병렬로 연결되어 상기 항온항습조(20) 내부를 제습하는 제습용증발기(25)와, 상기 냉각용증발기(24) 및/또는 상기 제습용증발기(25)를 경유한 냉매기체를 압축하는 압축기(26)와, 상기 압축기(26)를 경유한 냉매의 열을 외기로 방출시키기 위한 응축기(27)와, 상기 응축기(27)에서 유출되는 냉매를 곧바로 압축기(26)로 안내하는 바이패스밸브를 구비한 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제습용증발기(25)는, 상기 가습기(22)의 상방에 설치되는 제1제습용증발기(25a)와, 상기 가습기(22)의 내부에 설치되는 적어도 하나 이상의 제2제습용증발기(25b)로 구성된다.

상기 제1제습용증발기(25a), 제2제습용증발기(25b) 또는 상기 냉각용증발기(24) 중 적어도 어느 하나는, 그 유입관(R1)과 연결되며 냉매흐름량 조절을 위한 적어도 하나 이상의 냉매흐름량조절수단을 더 포함한다. 이때, 상기 냉매흐름량조절수단은, 냉매를 일정하게 흐르게 하는 관체노즐(31)(33)(37)과 그 관체노즐과 직렬로 연결된 솔레노이드밸브(32)(34)(38)로 구성되거나, 스태핑모터가 설치된 다이이프램형 니들밸브(51)(53)이다.

상기 제1제습용증발기(25a), 제2제습용증발기(25b) 또는 상기 냉각용증발기(24) 중 적어도 어느 하나는, 그 유출관(R2)과 연결되며 냉매의 증발 압력을 조정하기 위한 냉매증발압력조절수단을 더 포함한다. 이때, 상기 냉매증발압력조절수단은, 냉매의 고압증발을 유도하기 위한 관체노즐(35)(39)(41)과 그 관체노줄과 병렬로 연결되어 냉매의 저압증발을 유도하기 위한 솔레노이드밸브(36)(40)(42)로 구성되거나, 스테핑모터가 설치된 다이아프램형 니들밸브(52)(54)(55)이다.

상기 바이패스밸브는, 냉매를 일정하게 흐르게 하는 관체노즐(43)과 그 관체노즐과 직렬로 연결된 솔레노이드밸브(44)로 구성되거나, 스태핑모터가 설치된 다이이프램형 니들밸브(56)이다.

그리고, 상기 가습기(22)는, 물의 내부에 설치되는 제1가습히터(22b)와, 물의 수면에 접촉되도록 설치되는 제2가습히터(22c)를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 항온항습기의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 항온항습기의 구성도이고, 도 4는 도 3에 채용되는 공조시스템의 제1실시예의 구성도이며, 도 5는 도 4에 채용되는 관체노즐의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 항온항습기는, 실험대상물이 배치되는 항온항습조(20)와, 항온항습조(20) 온도를 상승시키기 위한 가온용히터(21)와, 항온항습조 내부습도 조절을 위한 가습기(22)와, 항온항습조(20) 내부 공기의 순환을 위한 송풍기(23)와, 항온항습조(20) 내부의 온도 및 습도의 조절을 위한 공조시스템으로 구성된다.

상기 가습기(22)는 물이 수용되는 가습조(22a)와 가습조(22a)에 설치되는 제1,2가습히터(22b)(22c)로 구성된다. 제1가습히터(22a)는 물에 담겨져 있고, 제2가습히터(22c)는 수면에 접촉되게 설치된다. 물은 제1,2가습히터(22b)(22c)가 가열되면서 수증기화되어 항온항습조(20)로 유입되고 이로써 항온항습조(20)의 습도가 증가된다.

공조시스템은, 도4에 도시된 바와 같이, 항온항습조(20) 내부에 설치되어 항온항습조(20)의 온도를 강하시키며 방열핀이 다수 설치된 냉각용증발기(24)와, 항온항습조(20) 내부를 제습하는 제습용증발기(25)와, 냉각용증발기(24) 및/또는 제습용증발기(25)를 경유한 고온 저압인 냉매 기체를 고압 기체로 압축하는 압축기(26)와, 고압 고온의 냉매기체를 고압의 액체로 변화시키면서 냉매의 열을 응축열로써 외기로 방출하는 응축기(27)로 구성된다. 상기 냉각용증발기(24) 및 제습용증발기(25)는 냉매가 흐르는 유입관(R1)과 유출관(R2) 사이에 병렬로 설치된다.

상기 제습용증발기(25)는 가습기(22)의 상방에 설치되는 제1제습용증발기(25a)와, 가습기(22)의 내부에 설치되는 적어도 하나 이상, 본 실시예에서는 2개의 제2제습용증발기(25b)로 구성된다. 이러한 제1제습용증발기(25a)와 제2제습용증발기(25b)는 직렬로 연결될 수도 있고 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제1제습용증발기(25a)에는 방열핀이 설치되어 있지 않다. 따라서, 제1제습용증발기(25a)에 성애가 많이 생기더라도 공기의 흐름에 장애가 없다. 또한 성애의 두께가 어느 정도가 되면 표면에서 항온항습조(20) 내부 공기의 온도와 평형이 이루어져 더 이상 두꺼워지지 않고 지속된다.

상기 가습기(22)에 설치되는 제2제습용증발기(25b)는 물의 온도를 항온항습조(20) 내부의 온도보다 낮춤으로서 물의 증기압을 낮추고 수분의 증발을 억제한다. 이러한 제2제습용증발기(25b)는 물의 일부분을 선택적으로 냉각시키기 위하여 설치 위치가 다르게 2개 또는 그 이상으로 분리하여 구현할 수 있다.

상기 냉각용증발기(24)와 유입관(R1) 사이에는, 통과하는 냉매의 흐름량을 조절하기 위한 2개의 냉매흐름량조절수단이 병렬로 설치된다. 이러한 냉매흐름량조절수단은 냉매를 일정하게 흐르게 하는 제1,2관체노즐(31)(33)과 각각의 제1,2관체노즐(31)(33)과 직렬로 연결된 제1,2솔레노이드밸브(32)(34)로 구성된다.

상기 냉각용증발기(24)와 유출관(R2) 사이에는, 냉매의 흐름량을 조절하는 것에 의해 액상 냉매의 증발 압력을 조절하고 이에 따라 냉각용증발기(24)에서의 냉매 증발 온도를 조절하는 냉매증발압력조절수단이 설치된다. 이러한 냉매증발압력조절수단은 냉매의 고압증발을 유도하기 위한 제3관체노즐(35)과 제3관체노즐(35)과 병렬로 연결된 제3솔레노이드밸브(36)로 구성된다.

제1제습용증발기(25a)와 유입관(R1) 사이에는, 통과하는 냉매의 흐름량을 조절하기 위한 냉매흐름량조절수단이 설치된다. 이러한 냉매흐름량조절수단은 냉매를 일정하게 흐르게 하는 제4관체노즐(37)과 제4관체노즐(37)과 직렬로 연결된 제4솔레노이드밸브(38)로 구성된다.

제1제습용증발기(25a)와 유출관(R2) 사이에는, 냉매의 흐름량을 조절하는 것에 의해 액상 냉매의 증발 압력을 조절하고 이에 따라 제1제습용증발기(25a)의 냉매 증발 온도를 조정하는 냉매증발압력조절수단이 설치된다. 이러한 냉매증발압력조절수단은 냉매의 고압증발을 유도하기 위한 제5관체노즐(39)과 제5관체노즐(39)과 병렬로 연결된 제5솔레노이드밸브(40)로 구성된다.

제2제습용증발기(25b)와 유출관(R2) 사이에는, 냉매의 흐름량을 조절하는 것에 의해 액상 냉매의 증발 압력을 조절하고 이에 따라 제2제습용증발기(25b)의 냉매 증발 온도를 조정하는 냉매증발압력조절수단이 설치된다. 이러한 냉매증발압력조절수단은 냉매의 고압증발을 유도하기 위한 제6관체노즐(41)과 제6관체노즐(41)과 병렬로 연결된 제6솔레노이드밸브(42)로 구성된다.

그리고, 유입관(R1)과 유출관(R2) 사이에는, 응축기(27)에서 유출되는 냉매를 곧바로 압축기(26)로 안내할 수 있도록 된 바이패스밸브가 설치되고, 이러한 바이패스밸브는 직렬로 연결된 제7관체노즐(43)과 제7솔레노이드밸브(44)로 구성된다.

언급한 제1,2,3,4,5,6,7관체노즐은 모두 동일 구조를 가지고 있으며, 도 5에는 제1관체노즐(31)을 발췌하여 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 관체노즐(31)은 관체(31a)에 관통공(31b)이 형성된 구조이다. 관체노즐(31)을 지나는 냉매의 저항은 내경(D)과 길이(L)에 따라 다르다. 따라서, 공조시스템의 용량이나 용도에 따라 관체노즐(31)의 규격을 적절하게 설정한다. 본 실시예서 관체노즐은 내경(d) 0.3mm ∼ 2mm 정도이고, 길이(L)는 0.5mm ∼ 30mm 인 것을 사용한다.

종래의 모세관부재는, 모세관을 압출등을 통하여 형성한 후 모세관가공(절단 및 둥글게 하는것)에 의해 제작되므로 가공자에 따라 모세관부재의 기능적 품질이 일정하지 않았으나, 본 고안의 관체노즐은 통형상의 관체에 드릴을 이용하여 관통하는 것에 의해 이루어지므로 제작되는 관체노즐의 기능적 품질은 모두 동일하다. 따라서, 관체노즐(31)을 채용한 항온항습기의 기능적 품질 또한 모두 동일하다. 또한, 모세관부재는 통상적으로 30cm∼40cm 의 길이를 가지고 나선형으로 되어 있어 모세관에 이물질이 끼면 빠져나오기 힘들어서 냉매의 흐름을 방해하였으나, 본 발명의 항온항습기에서는 불과 3cm 미만의 길이와 직선상으로 형성된 관통공을 가지는 관체노즐(31)을 채용함으로써 관통공(31b)에 이물질이 끼어있더라도 금방 빠져나올 수 있었다. 따라서 냉매의 흐름이 언제나 일정하게 되어 냉동기의 기능적 품질을 더더욱 일정하게 유지시킬 수 있다.

상기 제1,2,3,4,5,6,7솔레노이드밸브는 모두 동일 구조를 가지고 있으며 일반적으로 사용되는 것이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

다음, 이와 같은 구조의 항온항습기의 동작을 설명한다.

1) 고온 고습의 경우

냉매흐름량조절수단 및 냉매증발압력조절수단을 조절하여 냉각용증발기 및 제습용증발기(25)의 능력을 최소화하고, 가온용히터(21) 및 가습기(22)의 발열능력 및 가습능력을 크게 한다.

2) 저온 저습의 경우

냉매흐름조절수단 및 냉매증발압력조절수단을 조정하여 냉각용증발기(24)의 흡열능력을 크게 하고 제습용증발기(25)의 제습능력을 크게 하며, 가온용히터(21)의 발열능력을 작게 한다. 이때, 제습용증발기(25)의 제2제습용증발기(25b)는 물의 온도를 낮게 하므로 자연증발을 최대로 억제한다. 여기서, 제2제습용증발기(25b)를 2개 이상 채용하여 하나는 물의 수면에 인접하게 설치하고 다른 하나는 물의 내부 깊은 곳에 설치할 경우, 수면에 근접된 제2제습용증발기를 가동하여 물의 표면만을 얼릴 수 있다. 이럴 경우 자연증발을 최대한 억제할 수 있어 저습 제어가 더더욱 용이하다..

한편, 도 7에 도시된 그래프에 따르면, 저온 부위에서 포화수증기량이 매우 작으므로 제1제습용증발기(25a)에 성애가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 제2제습용증발기(25b)의 온도를 크게 낮추어 제1제습용증발기(25a)보다 온도를 더 낮추게 되면 성애는 가습기(22)의 얼음이 된 물의 수면에 형성되므로 제1제습용증발기(25a)에는 성애가 발생하더라도 소량 발생하여 더 이상 증가하지 않으며, 따라서 성애를 제거하기 위해 종래에 채용하였던 제상기의 사용을 배재할 수 있다. 이때, 습도의 조절은 수면에 접촉되게 위치된 발열량이 작은 제2가습히터(22c)에 의해 이루어진다. 즉, 제2가습히터(22c)는 얼음의 일부분에 에너지를 주어 미세하게 가습량을 조절하므로 저습 제어가 가능하다.

또, 종래의 항온항습기에서, 항온항습조의 온도가 0℃ 이하일 경우에는 가습기의 물이 얼어버려 습도 제어가 불가능하였으나, 본 발명에서는 제2가습히터(22c)를 약하게 가동하여 제2가습히터(22c)와 접촉된 얼음의 일부분만을 가열하므로 저습 제어가 가능하다.

3) 고온 저습의 경우

냉매흐름조절수단 및 냉매증발압력조절수단을 조정하여 냉각용증발기(24)의 흡열능력을 없게 하거나 작게 하고 제1제습용증발기(25a)의 제습능력을 크게 하며, 가온용히터(21)의 발열능력을 크게 한다. 고온이 되면 물의 자연증발이 많아지므로 이를 방지하기 위하여 제2제습용증발기(25b)는 물을 냉각시킨다.

또, 종래의 항온항습기에서는, 항온항습조(20)의 내부 온도가 100℃ 이상일 경우 가습기의 물이 끓어버려 습도의 제어가 불가능하였으나, 본 발명에서는 제2제습용증발기(25b)를 구동하여 물의 온도를 낮춤으로써 항온항습조(20)의 내부 온도가 100℃ 이상일 경우에도 습도 제어가 가능하다. 이러한 습도 제어영역은 최대 (760mm /그 온도에서 포화수증기압) × 100 % 까지 가능하다.

4) 저온 고습의 경우

냉매흐름조절수단 및 냉매증발압력조절수단을 조정하여 빙점 이상의 온도에서 냉각용증발기(24)의 흡열능력을 크게하고 제1제습용증발기(25a)의 제습능력을 작게하며, 가온용히터(21)의 발열능력을 작게 하고 제1,2가습히터(22b)(22c)의 발열능력을 크게 한다.

한편, 가습기(22)에서 발생하는 수증기에 의하여 제1제습용증발기(25a)에 성애가 발생할 수 있으나, 제1제습용증발기(25a)에는 방열핀이 없으므로 성애가 발생하더라도 공기의 흐름이 방해받지 않는다. 또 성애가 많이 성장하면 성애 표면의 온도와 항온항습조(20) 내부의 온도가 평형이 되므로 더 이상 성애가 자라지 않게 된다. 이러한 제1제습용증발기(25a)를 통과하는 공기는 차가워지므로 냉각용증발기(24)를 통과하더라도 냉각용증발기(24)의 방열핀에는 성애가 발생하지 않게 되고 공기가 원활히 흐를 수 있게 되고 항온항습조 내부의 온도 및 습도 조절이 정확히 이루어진다.

이외에, 항온항습기에서의 고온의 온도상태를 제어하기 위하여 바이패스밸브를 조작한다. 압축기(26)로 냉각용증발기(24) 또는 제1,2제습용증발기(25a)(25b)를 경유한 고온의 냉매가스가 곧바로 유입될 경우 과부하가 걸려 압축기(26)가 파손될 수 있다. 따라서, 압축기(26)로 유입되는 냉매가스의 온도를 낮추어줄 필요가 있으며, 이를 위하여 응축기(27)에서 식혀진 냉매가스를 유출로(R2)에서 냉각용증발기(24) 또는 제1,2제습용증발기(25a)(25b)를 경유한 고온의 냉매가스와 적당히 혼합시켜 온도를 낮추어 압축기(26)로 유입되게 한다. 따라서, 고온으로 인한 과부하를 방지할 수 있어 압축기(26)의 파손을 방지한다.

도 6은 도 3에 채용되는 공조시스템의 제2실시예의 구성도이다. 여기서, 도 4에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

제1실시예와 다른점은, 냉매흐름량조절수단, 냉매증발압력조절수단, 바이패스밸브가 스태핑모터가 설치된 다이이프램형 니들밸브(51,52,53,54,55,56)인 것이다. 이 다이아프램형 니들밸브는 인가되는 전원에 의하여 냉매의 흐름을 조정하는 매우 일반적인 밸브이므로 상세한 설명을 생략하고, 이러한 구조의 공조시스템을 채용한 항온항습기는 그 동작이 제1실시예에서 설명한 것과 대동소이하므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 항온항습기에 따르면, 냉각용증발기, 제1,2제습용증발기, 냉매흐름량조절수단 및 냉매증발압력조절수단을 채용함으로써 각각의 냉각용증발기 및/또는 제1,2제습용증발기의 동작을 제어할 수 있다. 이에 따라 온도 및 습도조절범위가 매우 넓고 이에 소요되는 에너지를 줄일 수 있다.

또한, 종래에는 항온항습조의 내부 온도가 0℃ 이하, 또는 100℃ 이상일 경우 습도 조절이 불가능하였으나 물을 냉각시키는 제2제습용증발기와, 물의 내부 및 수면에 접촉되게 설치된 제1,2가습히터를 채용하는 것에 의해 습도 제어가 가능하다는 효과가 있다.

Claims

실험대상물이 배치되는 항온항습조(20); 상기 항온항습조(20)의 온도를 상승시키기 위한 가온용히터(21); 상기 항온항습조 내부 습도의 조절을 위한 가습기(22); 상기 항온항습조(20) 내부 공기의 순환을 위한 송풍기(23); 및 상기 항온항습조(20) 내부의 온도 및 습도를 조절하기 위한 공조시스템을 구비하여 된 항온항습기에 있어서,

상기 공조시스템은, 상기 항온항습조(20) 내부에 설치되어 액체 냉매가 증발됨에 따라 그 항온항습조(20)의 온도를 강하시키는 냉각용증발기(24)와,

상기 냉각용증발기(24)에 대해 병렬로 연결되어 상기 항온항습조(20) 내부를 제습하는 제습용증발기(25)와,

상기 냉각용증발기(24) 및/또는 상기 제습용증발기(25)를 경유한 냉매기체를 압축하는 압축기(26)와,

상기 압축기(26)를 경유한 냉매의 열을 외기로 방출시키기 위한 응축기(27)와,

상기 응축기(27)에서 유출되는 냉매를 곧바로 압축기(26)로 안내하는 바이패스밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제1항에 있어서, 상기 제습용증발기(25)는, 상기 가습기(22)의 상방에 설치되는 제1제습용증발기(25a)와, 상기 가습기(22)의 내부에 설치되는 적어도 하나 이상의 제2제습용증발기(25b)로 구성된 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1제습용증발기(25a), 제2제습용증발기(25b) 또는 상기 냉각용증발기(24) 중 적어도 어느 하나는, 그 유입관(R1)과 연결되며 냉매흐름량 조절을 위한 적어도 하나 이상의 냉매흐름량조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제3항에 있어서,

상기 냉매흐름량조절수단은, 냉매를 일정하게 흐르게 하는 관체노즐(31)(33)(37)과, 그 관체노즐과 직렬로 연결된 솔레노이드밸브(32)(34)(38)로 구성된 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제3항에 있어서,

상기 냉매흐름량조절수단은, 스태핑모터가 설치된 다이이프램형 니들밸브(51)(53)인 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1제습용증발기(25a), 제2제습용증발기(25b) 또는 상기 냉각용증발기(24) 중 적어도 어느 하나는, 그 유출관(R2)과 연결되며 냉매의 증발 압력을 조정하기 위한 냉매증발압력조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제6항에 있어서,

상기 냉매증발압력조절수단은, 냉매의 고압증발을 유도하기 위한 관체노즐(35)(39)(41)과, 그 관체노줄과 병렬로 연결되어 냉매의 저압증발을 유도하기 위한 솔레노이드밸브(36)(40)(42)로 구성된 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제6항에 있어서,

상기 냉매증발압력조절수단은, 스테핑모터가 설치된 다이아프램형 니들밸브(52)(54)(55)인 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제1항에 있어서,

상기 바이패스밸브는, 냉매를 일정하게 흐르게 하는 관체노즐(43)과, 그 관체노즐과 직렬로 연결된 솔레노이드밸브(44)로 구성된 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제1항에 있어서,

상기 바이패스밸브는, 스태핑모터가 설치된 다이이프램형 니들밸브(56)인 것을 특징으로 하는 항온항습기.
제1항에 있어서,

상기 가습기(22)는, 물의 내부에 설치되는 제1가습히터(22b)와, 물의 수면에 접촉되도록 설치되는 제2가습히터(22c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항온항습기.