KR20040042482A

KR20040042482A - 냉방시스템

Info

Publication number: KR20040042482A
Application number: KR1020020070789A
Authority: KR
Inventors: 문동수; 홍기수; 진심원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-05-20
Also published as: KR100459190B1

Abstract

본 발명은 습기를 흡수하는 물질인 데시칸트(Dc,Dh)(desiccant)가 내부에 채워지는 본체(10); 상기 본체(10)의 내부를 제1,2공간부로 구획하며, 상기 제1공간부에는 발열면이 노출됨과 아울러 상기 제2공간부에는 흡열면이 노출되게 설치되는 열전모듈(T); 상기 제1,2공간부 사이에 설치되어, 데시칸트(Dc)에 흡수된 습기가 제2공간부로 이동되도록 하는 투과부재(16); 상기 제1공간부에 설치되어, 외기가 제1공간부를 거친 후 토출되게 하는 제1공기 흡입부(11a) 및 냉기 토출부(12a); 상기 제2공간부에 설치되어, 외기가 제2공간부를 거친 후 실외로 토출되게 하는 제2공기 흡입부(11b) 및 온기 토출부(12b); 상기 제1공기 흡입부(11a)와 냉기 토출부(12a), 제2공기 흡입부(11b)와 온기 토출부(12b) 사이에 설치되며, 데시칸트가 분사되는 제1,2습기조절부재(17c,17h); 그리고, 상기 제1,2공간부의 데시칸트를 제1,2습기조절부재에 각각 분사하도록 상기 본체(10)의 상부와 하부를 연결하도록 설치되는 제1,2펌프장치:를 포함하여 이루어지는 냉방시스템을 제공한다.

Description

냉방시스템{cooling system}

본 발명은 냉방시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전모듈과 데시칸트를 이용한 냉방시스템에 관한 것이다.

일반적인 공기조화기에 적용되는 냉각시스템은 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함하여 구성된다.

상기 압축기에서는 고온 고압으로 압축된 냉매는 응축기로 압송하고, 상기 응축기에서 외기와 열교환되면서 응축된 냉매는 팽창장치로 압송되어 저온 저압으로 팽창된다. 이렇게 팽창된 냉매는 증발기에서 실내공기와 열교환된 후에 다시 압축기로 보내지는 냉각사이클을 수행한다.

이와 같은 냉각사이클이 진행됨에 따라, 상기 증발기에서 냉매와 열교환된 공기는 실내공간으로 토출됨에 따라 실내공간을 일정한 온도로 냉각시킨다.

그러나, 상기 냉각시스템은 압축기에서 냉매를 압축할 때 소음이 발생되며 상기 압축기에서 발생된 소음은 냉각시스템에서 발생되는 소음의 주요 부분을 차지한다. 또한, 압축기에서 냉매 압축시 사용되는 전력은 공기조화기와 같은 가전제품에 사용되는 전력에서 큰 비중을 차지한다.

따라서, 최근에는 냉각시스템을 구현함에 있어 저소음이면서도 전력이 적게 소비되는 공기조화기가 지속적으로 요구되고 있다.

상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 데시칸트와 열전소자를 이용하여 저소음이며 소비전력이 적게 드는 냉각시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각시스템의 제1실시예를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 냉각시스템의 제2실시예를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 냉각시스템의 제3실시예를 나타낸 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 본체 11a,11b : 제1,2공기 흡입부

12a : 냉기 토출부 12b : 온기 토출부

13 : 차단판부 14c,14h : 열전도판

15c,15h : 열전도핀 16 : 투과부재

17c,17h : 제1,2습기조절부재 18a,18b : 배관

18c : 분사노즐 19a,19b : 펌프

V1,V2,V3,V4 : 공간 Dc,Dh : 데시칸트

T : 열전모듈 20, 20a : 냉각장치

21 : 덕트 22 : 직접냉각용 패드

23 : 송풍팬 24 : 간접냉각용 패드

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 습기를 흡수함과 아울러 열을 가하면 습기를 방출하는 물질인 데시칸트(desiccant)가 내부 공간에 소정 높이 채워지는 본체; 상기 본체의 내부를 제1,2공간부로 구획하며, 상기 제1공간부의 데시칸트에는 발열면이 노출됨과 아울러 상기 제2공간부의 데시칸트에는 흡열면이 노출되게 설치되는 열전모듈; 상기 제1,2공간부 사이에 설치되어, 상기 제1공간부의 데시칸트에 흡수된 습기가 제2공간부로 이동되도록 하는 투과부재; 상기 제1공간부의 수면 위에 설치되어, 외기가 제1공간부를 거친 후 토출되게 하는 제1공기 흡입부 및 냉기 토출부; 상기 제2공간부의 수면 위에 설치되어, 외기가 제2공간부를 거친 후 실외로 토출되게 하는 제2공기 흡입부 및 온기 토출부; 상기 제1공기 흡입부와 냉기 토출부, 제2공기 흡입부와 온기 토출부 사이에 설치되며, 공기가 통과 가능함과 아울러 데시칸트가 분사되는 제1,2습기조절부재; 그리고, 상기 제1,2공간부의 데시칸트를 제1,2습기조절부재에 각각 분사하도록 상기 본체의 상부와 하부를 연결하도록 설치되는 제1,2펌프장치:를 포함하여 이루어지는 냉방시스템을 제공한다.

또한, 상기 냉기 토출부에 연결되고, 상기 냉기 토출부에서 유입된 공기를 냉각매체에 의해 냉각시킨 후에 실내로 토출되도록 안내하는 냉각장치:를 더 포함하여 이루어지는 냉방시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 냉각시스템의 제1실시예에 관해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각시스템의 제1실시예를 나타낸 구성도로서 이를 참조하면, 상기 냉각시스템은 액체 데시칸트(Dc,Dh)가 채워지는 본체(10)와, 상기 본체(10) 내부에 설치되어 내부 공간을 구획하는 열전모듈(T)(Thermoelectric module) 및 투과부재(16)와, 공기의 흡/토출 경로를 형성하는 제1,2공기 흡입부(11a,11b), 냉기 및 온기 토출부(12a,12b)와, 상기 외기가 통과하면서 습기를 조절되는 제1,2습기조절부재(17c,17h)와, 상기 데시칸트(Dc,Dh)를 제1,2 습기조절부재에 분사시키는 제1,2펌프장치(18a,18b,19a,19b)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 냉각시스템에 관해 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 본체(10)는 중공형으로 형성되어, 그 내부 공간에는 데시칸트(Dc,Dh)(desiccant)가 소정 높이 채워진다. 이러한 본체(10)는 중공형 다면체 또는 원통형으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 데시칸트(Dc,Dh)(desiccant)는 가스 또는 용액을 끌어당겨 흡수할 수 있는 물질 중에서 공기와 같은 가스에 포함된 습기를 흡습하는 물질을 말한다. 상기 데시칸트는 물을 흡수하는 성질과 열을 가하면 물을 방출하는 성질을 갖는다. 이러한 데시칸트로는 액체형 데시칸트를 사용하는데, 리?? 클로라이드(Lithium Chloride) 뿐만 아니라 다양한 종류의 데시칸트를 적용할 수 있다.

그리고, 상기 본체(10)의 내부 공간을 제1,2공간부로 구획하도록 열전모듈(T)이 설치된다. 이러한 열전모듈(T)은 제1공간부의 데시칸트(Dc)에 흡열면이 노출됨과 아울러 제2공간부의 데시칸트(Dh)에 발열면이 노출되도록 설치된다.

여기서, 열전모듈(T)은 전원을 공급함에 따라 일면에서는 발열반응이 일어나고 타면에서는 흡열반응이 동시에 일어나는 장치이다. 이러한 열전모듈(T)은 2개의 세라믹판 사이에 전기적으로 교대로 배열된 P형 반도체 및 N형 반도체의 양단을 각 세라믹판에 연결시키도록 구리와 같은 전기적 교차연결층이 설치된다.

상기 열전모듈(T)의 양면에는 열전도부재가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 열전도부재는 열전모듈(T)의 양면에 접촉되는 판상의 열전도판(14c,14h)과, 상기 열전도판(14c,14h)의 외측면에 소정 길이 돌출되게 형성되는 다수개의 열전도핀(15c,15h)으로 구성된다. 이러한 열전도부재로는 열전도성이 우수한 알루미늄 합금과 같은 재질을 제시한다.

그리고, 상기 제1,2공간부 사이에는 투과부재(16)가 설치되어, 상기 제1공간부의 데시칸트(Dc)에 흡수된 습기가 제2공간부로 이동되도록 한다. 상기 투과부재(16)로는 데시칸트를 통과시키지 않고 데시칸트에 흡수된 물만을 제2공간부로 이동시키는 반투과성막을 사용한다. 이러한 반투과성막으로는 농도차에 의해 물을 이동시키는 삼투막을 제시한다.

한편, 상기 본체(10) 내부의 상단에는 하측으로 소정 길이의 차단판부(13)가 설치되고, 상기 차단판부(13)의 하단에는 판형의 열전모듈(T)이 설치되며, 상기 차단판부(13)의 하단부와 본체의 바닥면 사이에는 투과부재(16)가 설치된다. 이에 따라, 상기 본체(10)의 내부 공간이 제1,2공간부로 구획된다.

이 외에도, 상기 투과부재(16)와 열전모듈(T)은 본체(10) 내부를 구획하도록 다양한 형태로 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 투과부재(16)는 차단판부(13)와열전모듈(T) 사이에 설치될 수 있다. 또, 상기 열전모듈(T)은 본체(10)의 하단부와 연결되도록 설치되고 열전모듈(T)의 일측면과 본체(10)의 내측면 사이에 투과부재(16)를 설치할 수도 있다. 이러한 본체 내부을 구획하는 구조는 습기만을 투과부재(16)를 통해서 이동시킬 수 있는 구조이면 충분하다.

상기 본체(10)의 제1공간부에는 수면 윗부분에 제1공기 흡입부(11a) 및 냉기 토출부(12a)가 설치되고, 상기 본체(10)의 제2공간부에는 수면 윗부분에 제2공기 흡입부(11b) 및 온기 토출부(12b)가 설치된다.

보다 바람직하게는, 상기 제1공기 흡입부(11a)는 제1공간부의 수면 근처에 연결되고, 상기 제2공기 흡입부(11b)는 제2공간부의 수면 근처에 연결되며, 상기 냉기 토출부(12a)와 온기 토출부(12b)는 본체(10)의 상단에 연결된다. 따라서, 상기 각 공간부에 제1공기 흡입부(11a) 및 냉기 토출부(12a), 제2공기 흡입부(11b) 및 온기 토출부(12b)가 각각 설치되는 구조를 갖는다. 여기서, 상기 흡입부(11a,11b)와 토출부(12a,12b)에는 도시는 되지 않았지만 흡입력을 발생시키기 위해 팬과 같은 공기 흡입장치가 별도로 설치될 수 있다.

여기서, 상기 흡입부(11a,11b) 및 토출부(12a,12b)는 소정 길이의 공기 유로를 갖는 관형상을 가지며, 상기 관형상 이외에도 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 당연하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 구조로 인해, 상기 제1공기 흡입부(11a)를 통해 제1공간부에 유입된 공기는 냉기 토출부(12a)를 통해 토출되며, 상기 제2공기 흡입부(11b)를 통해 제2공간부에 유입된 공기는 온기 토출부(12b)를 통해 외부로 토출된다.

그리고, 상기 제1공기 흡입부(11a)와 냉기 토출부(12a) 사이에는 제1습기조절부재(17c)가 설치되며, 상기 제2공기 흡입부(11b)와 온기 토출부(12b) 사이에는 제2습기조절부재(17h)가 설치된다.

보다 바람직하게는, 상기 제1습기조절부재(17c)는 본체(10)의 상단과 제1공기 흡입부(11a) 사이에 상하로 소정 공간(V1,V2)을 형성하도록 설치되며, 상기 제2습기조절부재(17h)는 본체(10)의 상단과 제2공기 흡입부(11b) 사이에 상하로 소정 공간(V3,4)을 형성하도록 설치된다. 이러한 공간(V1,V2,V3,V4)들은 공기의 흡입 공간과 데시칸트의 분사 공간을 형성하기 충분할 만큼만 형성되면 된다.

상기 제1,2습기조절부재(17c,17h)는 공기가 통과 가능한 구조를 갖는다. 즉, 상기 제1,2습기조절부재(17c,17h)는 구불구불한 판이 다수개 적층되어 공기의 통로를 형성한다. 이러한 제1,2습기조절부재(17c,17h)는 셀룰로오스(Cellulose) 재질로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 셀룰로오스는 액체 데시칸트(Dc,Dh)를 잘 점착시키는 성질을 갖기 때문에, 상기 습기조절부재에 점착되는 데시칸트의 양을 증대시킴으로써 상기 데시칸트의 흡습성능을 향상시킬 수 있는 기능을 수행한다.

그리고, 상기 제1,2공간부의 데시칸트를 제1,2습기조절부재(17c,17h)에 각각 공급하기 위해, 상기 본체(10)의 상부와 하부를 연결하도록 제1,2펌프장치를 설치한다.

이러한 펌프장치는 제1,2공간부의 상단 및 하단을 각각 연결하는 배관(18a,18b)과, 상기 배관에 연결되어 상기 데시칸트를제1,2습기조절부재(17c,17h)에 분사시키는 펌프(19a,19b)로 이루어진다. 그리고, 상기 배관(18a,18b)의 상측 끝단부에는 데시칸트를 분사시키기 위해 분사노즐(18c)(nozzle)을 설치하는 것이 바람직하다. 이러한 펌프의 용량은 데시칸트의 분사량, 배관의 직경 및 길이에 의해 결정된다.

이와 같이 구성된 냉방시스템의 제1실시예의 작용에 관해 설명하면 다음과 같다.

상기 냉방시스템에 전원이 공급되면 공기 흡입력에 의해 제1,2공기 흡입부(11a,11b)로 외기가 흡입되며, 이 흡입된 외기는 제1,2습기조절부재(17c,17h)를 거쳐 냉기 토출부(12a)나 온기 토출부(12b)를 통해 토출된다.

이와 동시에, 상기 펌프(19a,19b)가 작동함에 따라 상기 분사노즐(18c)을 통해 제1,2습기조절부재(17c,17h)에 데시칸트(Dc,Dh)를 분사하고, 이렇게 분사된 데시칸트(Dc,Dh)는 제1,2습기조절부재(17c,17h)의 표면에 점착된다. 이때, 상기 제1,2습기조절부재는 셀룰로오스 재질로 형성되므로 분사된 데시칸트가 점차되기 용이하다.

이러한 작용에 의해 상기 제1공간부에서는 건조한 냉기가 토출됨과 아울러 제2공간부에서는 습한 온기가 토출되게 된다.

먼저, 상기 제1공간부에서 발생되는 작용에 관해 설명하기로 한다.

상기 제1공기 흡입부(11a)를 통해 제1공간부로 유입된 외기는 제1습기조절부재(17c)를 통과하는 동안 데시칸트(Dc)에 의해 습기를 빼앗긴다. 이러한 작용에 의해 상기 외기는 습기에 포함된 열을 빼앗기므로 온도가 낮아지게 된다. 따라서, 상기 냉기 토출부(12a)를 통해 토출되는 공기는 건조한 냉기로 바뀌게 된다.

이처럼 데시칸트에 흡수된 습기는 하측으로 떨어져서 데시칸트(Dc)에 혼합되게 된다. 이러한 제1공간부의 데시칸트(Dc)는 흡습작용에 의해 자신의 온도가 상승되게 된다. 그러나, 상기 제1공간부의 데시칸트(Dc)는 열전모듈(T)의 흡열면과 열접촉함에 의해 일정한 온도로 유지된다.

그리고, 상기 펌프(19a)에 전원이 공급됨에 의해 상기 제1공간부에 채워진 데시칸트(Dc)는 순환하게 되고, 상기 제1공간부의 하측에 위치되면 반투과성막의 작용에 의해 습기가 제2공간부측으로 이동하게 된다.

이때, 상기 제1공간부의 데시칸트(Dc)에 흡수된 습기는 제2공간부로 이동하게 되므로, 상기 제1습기조절부재(17c)에 분사되는 데시칸트는 재생(Regeneration)되어 습기를 흡수할 수 있는 상태가 유지된다.

이와 같은 제1공간부에서의 작용에 의해 상기 냉기 토출부에서 토출되는 공기는 건조하고 차가운 상태로 토출되게 되어 실내 공간을 냉각시킬 수 있게 된다. 게다가, 상기 냉기는 건조하기 때문에 신체에 쾌적함을 느끼게 할 수 있으며, 특히 여름철이 습한 기후에서는 보다 쾌적함을 느낄 수 있게 된다.

한편, 상기 열전모듈(T)은 일면과 타면에서 흡열반응 및 발열반응이 동시에 발생되는 특성을 갖는다. 이러한 열전모듈에 전원이 공급되면, 상기 열전모듈의 교차연결층은 직류전원에 연결되어 전류가 교차연결층에 연결된 N형 반도체 및 P형 반도체를 따라 교대로 흐르게 된다. 따라서, 상기 N형 반도체 및 P형 반도체를 통해 각각 전자(-) 및 정공(+)이 일측 세라믹판으로부터 타측 세라믹판 쪽으로 이동하게 되고, 이에 따라 일측 세라믹판에서는 흡열반응이 일어나며 타측 세라믹판에서는 발열반응이 일어난다.

또한, 상기 열전모듈(T)에 연결된 전기의 극성을 전환시켜 전류의 방향을 전환시키면 상술한 현상과 반대로 되어 흡열부와 방열부를 전환시킬 수도 있다.

이러한 열전모듈(T)의 작용에 의해 제1공간부의 데시칸트(Dc)는 냉각되고 제2공간부의 데시칸트(Dh)는 가열된다.

다음으로, 상기 제2공간부에서 발생되는 작용에 관해 설명하기로 한다.

상기 제2공간부의 데시칸트(Dh)에는 제1공간부로부터 이동된 습기가 다량 포함되며, 이러한 데시칸트(Dh)는 제2펌프장치(18b,19b)의 작용에 의해 상부로 이송되어 상기 분사노즐(18c)에 의해 제2습기조절부재(17h)에 분사된다.

이러한 제2공간부의 데시칸트(Dh)는 열전모듈(T)의 발열면에 의해 가열되므로, 상기 데시칸트(Dh)가 분사노즐(18c)에 의해 제2습기조절부재(17h)에 분사될 때에 상기 데시칸트(Dh)에 포함된 습기는 공기 중으로 방출된다. 이때, 상기 제2공기 흡입부(11b)에서 유입된 외기는 제2습기조절부재(17h)를 통과하며, 이 외기는 방출된 습기와 함께 외부로 토출된다.

이와 동시에, 상기 데시칸트는 습기를 방출함에 의해 온도가 하강하므로, 상기 제2공간부의 데시칸트(Dh)는 일정한 온도를 유지하게 된다.

이상에서와 같이, 상기 냉각시스템의 제1실시예는 제1공간부에서 실내 공간으로 건조 냉기를 토출함과 아울러 제2공간부에서 습한 온기를 외부로 토출시킴으로써 여름철이 습한 기후에서도 실내 공간에 건조 냉기를 토출시킬 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 냉각시스템의 제2실시예에 관해 첨부된 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각시스템의 제2실시예를 나타낸 구성도이다.

상기 냉각시스템의 제2실시예는 제1실시예의 냉각시스템에 별도의 냉각장치(20)를 더 포함한 것이므로, 상기 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상기 냉각시스템의 제2실시예는 냉기 토출부(12a)에 연결되고, 상기 냉기 토출부(12a)에서 유입된 건조 냉기를 냉각매체에 직접적으로 접촉시켜 냉각시킨 후에 실내로 토출되도록 안내하는 냉각장치(20)를 더 포함하여 이루어진다.

보다 상세하게는, 상기 냉각장치(20)는 냉기 토출부(12a)와 연결되도록 설치되어, 상기 냉기 토출부(12a)를 통해 유입되는 건조 냉기의 유동을 안내하는 덕트(21)와, 상기 덕트(21)에 유입된 냉기가 내부에 포함된 냉각매체와 직접적으로 접촉되면서 냉각되도록 하는 직접냉각용 패드(22)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 덕트(21)에는 직접냉각용 패드(22)에 냉각매체를 분사하도록 분사장치(미도시)가 더 설치된다. 이러한 분사장치는 일정 시간간격으로 작동하여 직접냉각용 패드(22)에 냉각매체를 분사시키도록 한다. 상기 냉각매체로는 물을 제시한다.

또한, 상기 직접냉각용 패드(22)는 일정 시간마다 사용자가 직접 교체할 수 있는 구조로 설치될 수도 있다. 이러한 구조에서는 별도의 분사장치를 설치할 필요가 없다.

이러한 냉각시스템의 구성으로 인해, 상기 냉기 토출부(12a)를 통과한 냉기는 직접냉각용 패드(22)를 거치면서 2차적으로 냉각되므로 보다 찬 공기를 실내 공간으로 토출시킬 수 있다. 또한, 상기 냉기 토출부(12a)에서 토출된 냉기는 상당히 건조한 상태이므로 상기 직접냉각용 패드(22)를 통과하는 냉기의 냉각효율은 습한 조건에서보다 훨씬 향상된다.

물론, 상기 냉기 토출부(12a)를 통과한 냉기가 직접냉각용 패드(22)를 거치면서 습도가 다소 증가되기는 하지만, 상기 직접냉각용 패드(22)를 거친 공기는 여전히 여름철이 습한 지역에서의 습도보다 낮은 습도를 갖는다.

이와 같이, 상기 직접냉각용 패드(22)를 갖는 냉각장치(20)는 여름철 기후가 습한 지역에서는 외기의 습도가 높기 때문에 냉각효율이 현저히 낮아지고 습도도 높기 때문에 냉각장치(20)로서 기능하기 어렵다.

그렇지만, 본 발명에 따른 냉각시스템의 제2실시예는 데시칸트(Dc,Dh)에 의해 건조된 외기를 상기 직접냉각용 패드(22)를 갖는 냉각장치(20,20a)에서 2차적으로 냉각시킴으로써 여름철 기후가 습한 지역에서도 냉각효율이 현저히 향상되며 건조한 공기를 실내 공간으로 토출시킬 수 있다.

본 발명에 따른 냉각시스템의 제3실시예에 관해 첨부된 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각시스템의 제3실시예를 나타낸 구성도이다.

상기 냉각시스템의 제3실시예는 제1실시예의 냉각시스템에 별도의 냉각장치(20a)를 더 포함한 것이므로, 상기 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 상기 냉각시스템은 냉기 토출부(12a)에 연결되고, 상기 냉기 토출부(12a)에서 유입된 냉기를 냉각매체에 간접 및 직접적으로 접촉시켜 냉각시킨 후에 실내로 토출되도록 안내하는 냉각장치(20a)를 더 포함하여 이루어진다.

보다 상세하게는, 상기 냉각장치(20a)는 냉기 토출부(12a)와 연결되도록 설치되어, 상기 냉기 토출부(12a)를 통해 유입되는 냉기의 유동을 안내하는 덕트(21)와, 상기 덕트(21) 내에 유입된 냉기가 냉각매체와 간접적으로 접촉되면서 냉각되도록 하는 간접냉각용 패드(24)와, 상기 덕트(21)에 유입된 냉기가 내부에 포함된 냉각매체와 직접적으로 접촉되면서 냉각되도록 하는 직접냉각용 패드(22)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 덕트(21)에는 직접냉각용 패드(22)에 냉각매체를 분사하도록 분사장치가 더 설치된다. 이러한 분사장치는 계속적을 혹은 일정 시간간격으로 작동하여 직접냉각용 패드(22)에 일정한 양의 냉각매체를 분사시킨다. 상기 냉각매체로는 물을 제시한다.

그리고, 상기 간접냉각용 패드(24)에는 냉기의 유동방향에 대략 평행하도록 제1유로(미도시)가 다수개 형성되며, 상기 제1유로와 연통되지 않도록 형성됨과 아울러 냉각매체가 유동되면서 덕트(21) 내의 냉기와 간접적으로 열교환되도록 제2유로(미도시)가 다수개 형성된다.

예를 들면, 상기 간접냉각용 패드(24)에서 상기 제1유로는 도 3에 나타난 냉기의 유동방향과 거의 평행하게 형성되며, 상기 제2유로는 도 3에 나타난 냉기의 유동방향에 대해 수직하도록 형성된다.

이러한 간접냉각용 패드(24)에 사용되는 냉각매체로는 외기를 제시한다. 따라서, 상기 제2유로를 통과하는 외기와 제1유로를 통과하는 외기가 간접적으로 열교환되는 구조를 갖는다.

이러한 냉각시스템의 구성으로 인해, 상기 냉기 토출부(12a)를 통과한 냉기는 간접냉각용 패드(24)를 거치면서 외기와 열교환되면서 냉각되고, 이어 직접냉각용 패드(22)를 거치면서 물과 열교환되면서 냉각된다. 따라서, 제2냉각시스템에서 생성된 냉기보다 차간운 냉기를 실내공간에 토출시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 냉기 토출부(12a)에서 토출된 냉기가 상당히 건조한 상태이므로 상기 직접냉각용 패드(22)를 통과하는 냉기의 냉각효율도 상대적으로 향상되게 됨은 상술한 바와 같다.

이와 같이, 상기 직접냉각용 패드(22)와 간접냉각용 패드(24)를 갖는 냉각장치(20a)는 여름철 기후가 습한 지역에서는 외기의 습도가 높기 때문에 냉각효율이 현저히 낮아지고 습도도 높기 때문에 냉각장치(20a)로서 기능하기 어렵다.

그렇지만, 본 발명에 따른 냉각시스템의 제3실시예는 데시칸트(Dc,Dh)에 의해 건조된 냉기를 상기 직접냉각용 및 간접냉각용 패드(22,24)를 갖는 냉각장치(20a)에서 보다 냉각시킴으로써 여름철 기후가 습한 지역에서도 냉각효율이 현저히 향상되며 건조한 공기를 실내 공간으로 토출시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 제1,2,3실시예는 습하거나 건조한 지역에 관계없이 공기조하기의 냉각시스템으로 적용될 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 데시칸트와 열전모듈 및 패드를 이용한 냉각방식을 사용하므로 냉각시스템 내에 압축기를 설치할 필요가 없도록 하였다. 따라서, 저소음 및 저소비전력 냉각시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 상기 냉각시스템은 팬과 펌프를 제외하고는 기계적인 작동부가 거의 없기 때문에 제품의 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

셋째, 외기에 포함된 습기를 데시칸트에서 제거하고, 이렇게 건조된 공기를 냉각장치에 공급하여 냉각시키므로, 여름철에 습도가 높은 지역에서도 상기 냉각시스템을 이용할 수 있도록 하는 효과가 있다. 따라서, 상기 냉각시스템은 지역적인 기후 특성을 고려하지 않고 다양한 지역에서 적용이 가능한 효과가 있다.

넷째, 상기 냉각시스템은 암모니아나 프레온 가스와 같은 냉매를 사용하지 않기 때문에 환경 친화적인 냉각시스템을 구현할 수 있다. 따라서, 환경을 오염시키는 물질이 제품에 사용되는 것을 원천적으로 차단하도록 하였다.

다섯째, 상기 냉각시스템은 압축기가 없으며 기타의 열교환기나 팽창장치와 같은 여러 장치들이 설치되지 않기 때문에 공기조화기와 같은 제품에 적용하더라도 그 제품을 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 제품의 조립공정을 단순화시키고 종래에 비해 값싼 구성부품을 사용하므로 제품의 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims

습기를 흡수함과 아울러 열을 가하면 습기를 방출하는 물질인 데시칸트(desiccant)가 내부 공간에 소정 높이 채워지는 본체;

상기 본체의 내부를 제1,2공간부로 구획하며, 상기 제1공간부의 데시칸트에는 발열면이 노출됨과 아울러 상기 제2공간부의 데시칸트에는 흡열면이 노출되게 설치되는 열전모듈;

상기 제1,2공간부 사이에 설치되어, 상기 제1공간부의 데시칸트에 흡수된 습기가 제2공간부로 이동되도록 하는 투과부재;

상기 제1공간부의 수면 위에 설치되어, 외기가 제1공간부를 거친 후 토출되게 하는 제1공기 흡입부 및 냉기 토출부;

상기 제2공간부의 수면 위에 설치되어, 외기가 제2공간부를 거친 후 실외로 토출되게 하는 제2공기 흡입부 및 온기 토출부;

상기 제1공기 흡입부와 냉기 토출부, 제2공기 흡입부와 온기 토출부 사이에 설치되며, 공기가 통과 가능함과 아울러 데시칸트가 분사되는 제1,2습기조절부재; 그리고,

상기 제1,2공간부의 데시칸트를 제1,2습기조절부재에 각각 분사하도록 상기 본체의 상부와 하부를 연결하도록 설치되는 제1,2펌프장치:를 포함하여 이루어지는 냉방시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 본체 내부의 상단에는 하측으로 소정 길이의 판형 차단판부가 형성되고,

상기 차단판부의 하단에는 판형 열전모듈이 설치되며,

상기 차단판부의 하단부와 바닥면 사이에는 투과부재가 설치되어,

상기 본체의 내부를 제1,2공간부로 구획하는 냉방시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 열전모듈의 양면에는 열전도부재가 설치되는 냉방시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 열전도부재는:

상기 열전모듈의 양면에 접촉되는 판상의 열전도판과;

상기 열전도판의 외측면에 소정 길이 돌출되게 형성된 다수개의 열전도핀:으로 이루어지는 냉방시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 제1공기 흡입부는 제1공간부의 수면 근처에 연결되고,

상기 제2공기 흡입부는 제2공간부의 수면 근처에 연결되며,

상기 냉기 토출부는 본체의 상단에 연결되며,

상기 온기 토출부는 본체의 상단에 연결되는 냉방시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 본체의 상단과 제1공기 흡입부 사이에는 상하로 소정 공간을 형성하도록 제1습기조절부재가 설치되며,

상기 본체의 상단과 제2공기 흡입부 사이에는 상하로 소정 공간을 형성하도록 제2습기조절부재가 설치되는 냉방시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 제1,2습기조절부재는 구불구불한 다수개의 판이 적층되어 공기의 통로를 형성하는 냉방시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 제1,2습기조절부재는 셀룰로오스 재질로 형성되는 냉방시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 펌프장치는:

상기 제1,2공간부의 상단 및 하단을 각각 연결하여 상기 데시칸트의 유로를 형성하는 배관과;

상기 배관에 연결되어 상기 데시칸트를 각 공간부의 상단으로 이송시키는 펌프:로 이루어지는 냉방시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 배관의 상단 끝단부에는 데시칸트를 분사시키도록 분사노즐을 설치하는 냉방시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 투과부재는 물은 통과시키고 데시칸트는 투과시키는 것을 방지하는 반투과성막으로 이루어지는 냉방시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 냉기 토출부에 연결되고, 상기 냉기 토출부에서 유입된 공기를 냉각매체에 의해 냉각시킨 후에 실내로 토출되도록 안내하는 냉각장치:를 더 포함하여 이루어지는 냉방시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 냉각장치는:

상기 냉기 토출부와 연결되도록 설치되어, 상기 냉기 토출부를 통해 유입되는 냉기의 유동을 안내하는 덕트와;

상기 덕트에 유입된 냉기가 내부에 포함된 냉각매체와 직접적으로 접촉되면서 냉각되도록 하는 직접냉각용 패드:를 포함하여 구성되는 냉각시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 냉각장치는:

상기 냉기 토출부와 연결되도록 설치되어, 상기 냉기 토출부를 통해 유입되는 냉기의 유동을 안내하는 덕트;

상기 덕트 내에 유입된 냉기가 냉각매체와 간접적으로 접촉되면서 냉각되도록 하는 간접냉각용 패드; 그리고,

상기 간접 냉각용 패드의 공기 토출측에 설치되고, 상기 간접냉각용 패드를 통과한 냉기가 내부에 포함된 냉각매체와 직접적으로 접촉되면서 냉각되도록 하는 직접냉각용 패드:를 포함하여 구성되는 냉각시스템.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

상기 덕트에는 직접냉각용 패드에 냉각매체를 분사하도록 분사장치가 더 설치되는 냉각시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 간접냉각용 패드에는 냉기의 유동방향에 대략 평행하도록 제1유로가 형성되며, 상기 제1유로와 연통되지 않게 형성됨과 아울러 냉각매체가 유동되면서 덕트 내의 냉기와 간접적으로 열교환되도록 제2유로가 형성되는 냉각시스템.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

상기 덕트 내에 설치되어 공기 흡입력을 발생시키도록 송풍팬을 더 설치하는 냉각시스템.