KR20050033399A

KR20050033399A - 냉각식 제습기

Info

Publication number: KR20050033399A
Application number: KR1020030074021A
Authority: KR
Inventors: 정규진
Original assignee: 정규진
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2005-04-12

Abstract

본 발명은 공기중의 수분을 냉각,응축하는 방식으로 제거하여 일정공간 내의 습도를 저하시키는 제습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증발코일이 삽입설치된 냉각응축기의 내부에 부동액이 주입되어 증발하는 냉매의 냉동력에도 불구하고 냉각응축기의 표면이 결빙됨을 방지하여 별도의 제상장치 없이 연속적인 제습기능을 수행할 수 있도록 한 냉각식 제습기에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 사각형(원통형) 축냉조의 내부 바닥면에 형성된 나선형 지지요홈에 증발코일이 삽입설치되고 내부에 냉열원을 축냉하는 동시에 냉각응축핀 부위의 결빙을 방지하는 부동액이 주입되며 저면에 설치된 냉각응축핀 사이의 핀유로를 따라 중앙부로 유동하면서 냉각제습된 공기만을 실내로 송출하는 공기흡입관이 중앙을 관통하여 입설된 냉각응축기와;

상기 냉각응축기 저부에 배치되고 상부에 냉각응축시 발생되는 응축수를 저수조로 안내하는 응축수받이가 설치되며 양측 내벽에 가이드돌기가 형성된 저수조 지지대와;

상기 가이드돌기에 양단에 형성된 가이드레일이 안내되어 저수조지지대에 안정되게 끼움설치되는 저수조를 구비시키므로써 이루어지는 것이다.

Description

냉각식 제습기{Refrigrated dehumidifiers}

일반적으로, 습공기중의 수분을 제거하는 제습방법으로는 냉각에 의해 수증기를 노점온도 이하에서 응축분리하는 냉각식방법과, 압축에 의해 수증기의 분압을 증가시켜 수분의 포화점이상에서 응축분리하는 압축식방법과, 액체흡수제를 사용하여 제습하는 흡수식방법과, 다공성흡착제를 사용하여 제습하는 흡착식방법 등을 단독 또는 두종류 이상을 조합하여 제습시스템을 구성한다.

여기에서 상기 냉매압축기를 사용한 냉각식 제습기는 도 9에 도시된 바와 같이 냉매가스를 압축시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)를 통해 압축된 냉매가스를 액화시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 응축된 냉매액을 감압시키는 모세관(3)과, 상기 모세관(3)을 통해 팽창한 냉매액을 이용하여 고온다습한 공기를 냉각,응축시키는 증발기(4)로 구성된다.

상기한 구성으로 이루어진 종래의 냉매압축기를 이용한 제습기는 흡입팬(5)이 회전하면서 흡입한 고온다습한 공기는 냉매의 증발에 의해 냉각된 증발기(4)의 표면을 지나면서 이슬점이하로 냉각,응축된다.

따라서 공기중에 포함된 수분은 이슬방울로 맺힌 응축수로 변환된 후 자연낙하되면서 응축수받이(6)에 의해 저수조(7)로 집수되고, 상기 증발기(4)를 통과한 냉각,제습된 건공기는 상기 증발기(4)의 후방에 있는 응축기(2)를 냉각시키면서 재가열되어 실내로 송출되는 동작을 반복적으로 실시한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 냉각식 제습기는 증발과정에서 과냉각으로 인해 증발기의 저면에 성에가 발생되어 전열을 저해하거나 공기의 흐름을 차단하여 결국에는 원활한 제습이 이루어지지 않아 제습능력이 저하되는 문제점이 야기되고 있는 것이었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 반드시 별도의 제상장치가 구비되어야만 하고, 상기 제상장치는 제습기가 저온에서 가동되지 않도록 증발기(4)의 표면온도가 0℃ 이하가 되거나 주변실내온도가 18℃ 이하가 되면 자동으로 작동하여 제습기의 제습동작을 멈추게 하는 것과, 온도감지센서가 저온상태를 인지하면 일정시간동안 제상타이머에 의해 응축기(2)의 고온가스가 솔레노이드밸브(8)를 통해 증발기(4)로 분사되어 제상이 이루어지고, 제상후에는 성에가 생성될 때 까지 정상적으로 작동하는 과정을 반복적으로 실행하는 제상장치가 제시되고 있는 것이었다.

이때 상기 제습기의 제습동작을 멈추게 하는 전자의 제상장치는 단순히 실내공기만으로 제상을 실행하므로써 장시간 제습작용을 할 수 없다는 문제점이 발생되는 한편, 응축기(2)의 고온가스가 솔레노이드밸브(8)를 통해 증발기(4)로 분사되는 후자의 제상장치는 솔레노이드밸브(8) 동작시 소음이 매우 크고, 솔레노이드밸브(8)가 연속적으로 작동할 경우 냉매가 누설되므로써 제습기의 성능이 저하되는 문제점이 야기되고 있는 실정인 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉각응축기의 내부에 증발코일을 삽입설치한 후 부동액을 주입하므로써 증발하는 냉매의 냉동력에도 불구하고 냉각응축기의 표면이 결빙됨을 방지하는 기술을 강구하여 제습시, 흡입된 습공기가 냉각응축기의 저면에 설치한 냉각응축핀을 따라 중앙부로 유동하면서 결빙되지 않고 원활한 냉각,응축작용이 이루어지는 동시에 여기서 발생되는 응축수는 응축수받이를 통해 자연낙하되므로써 별도의 제상장치를 구비하지 않더라도 지속적인 제습기능을 발휘할 수 있게 함을 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.

소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부 바닥면에 형성된 지지요홈에 증발코일이 삽입설치되고 내부에 냉열원을 축냉하는 동시에 응축수의 결빙을 방지하는 부동액이 주입되며 저면에 설치된 냉각응축핀 사이의 핀유로를 따라 중앙부로 유동하면서 냉각제습된 공기만을 실내로 송출하는 공기흡입관이 중앙을 관통하여 입설된 냉각응축기와;

상기 냉각응축기 저부에 배치되고 상부에 냉각응축시 발생되는 응축수를 저수조로 안내하는 응축수받이가 설치되며 양측 내벽에 가이드돌기가 형성된 저수조지지대와;

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 증발하는 냉매의 과도한 냉동력에 의해 냉각응축기(20)의 표면이 결빙됨을 방지하도록 증발코일(24)이 설치되는 축냉조(23)의 내부에 물을 대신하여 부동액이 주입됨을 특징적인 요지로 한다.

상기한 특징적인 요지를 달성하기 위한 본 발명의 구성은 냉매가스를 압축시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)를 통해 압축된 냉매가스를 액화시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 응축된 냉매액을 감압시키는 모세관(3)과, 상기 모세관(3)을 통해 팽창한 냉매액을 이용하여 고온다습한 공기를 냉각,응축시키는 증발기(4)로 구성된 제습기에 있어서, 상기 증발기(4)를 대신하여 습공기를 제습하는 동시에 냉각응축핀(27)(28) 부위에 결빙이 발생됨을 방지하는 기능을 겸하는 새로운 개념의 냉각응축기(20)가 적용될 수 있는 한편, 상기 냉각응축기(20)의 저부에 배치되어 냉각응축시 발생되는 응축수를 저수조(50)로 안내하는 동시에 상기 저수조(50)를 안정되게 지지하는 저수조지지대(40)가 구비되고, 상기 저수조(50)에 안정되게 끼움설치되어 응축수를 포집하는 저수조(50)가 구비되므로써 이루어진다.

상기한 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 가능하도록 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명의 핵심적인 기술사항인 냉각응축기(20)의 구성은 도 3 내지 도 4와 같이 제습기케이스(9)의 상측 내부에 사각형 또는 원통형의 형상을 갖고 상부에 부동액을 주입하기 위한 주입구(21)가 형성된 상부커버(22)가 일체로 부착된 축냉조(23)가 설치된다.

상기 축냉조(23)의 내부 바닥면에는 증발코일(24)을 끼움설치하기 위한 지지요홈(25)이 중앙을 기점으로 나선형으로 감겨지게 설치되고 이 지지요홈(25)에 증발코일(24)이 유동없이 바닥면에 밀착되도록 억지끼움 상태로 끼움설치된 후 일측에 형성된 코일통공(26)을 통해 축냉조(23) 외부로 연통되는 한편, 상기 증발코일(24)이 설치된 후에는 코일통공(26) 주변의 개방부위를 용접작업 등을 이용하여 밀폐시키게 된다.

여기에서 상기 축냉조(23)는 증발코일(24)에 의한 저온의 냉동력을 저면에 일체로 설치한 냉각응축핀(27)(28)에 직접 전달될 수 있도록 열전도성이 뛰어난 재질(알루미늄 등)로 제작되는 한편, 상기 증발코일(24)을 굳이 수평상 나선형상으로 감겨지도록 설치하는 이유는 증발코일(24)이 차지하던 상,하부 면적을 획기적으로 줄여주어 냉각응축기(20)를 보다 콤팩트하게 소형화할 수 있게 하기 위함이며, 상기 증발코일(24)이 끼움설치되는 별도의 지지요홈(25)이 형성된 이유는 증발코일(24)의 어느 한부위라도 축냉조(23)의 바닥면으로부터 들뜨지 않고 전부위가 축냉조(23)의 바닥면에 완전하게 밀착되므로써 냉각응축핀(27)(28)으로 전달되는 전열효율이 극대화될 수 있게 하기 위함이다.

상기 축냉조(23)의 내부에는 주입구(21)를 통해 물을 대신하여 부동액(29)이 주입된다. 이러한 부동액(29)은 제습작용시 저온의 냉열원을 축냉하는 동시에 증발코일(24)에서 증발한 냉매의 냉동력에 의해 냉각응축핀(27)(28) 부위에서 발생한 응축수가 결빙되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

따라서 본 발명의 냉각응축기(20)는 습공기를 냉각,응축시키는 제습기능을 수행하며, 부동액(29)을 저온으로 축냉시킴과 동시에 상기 부동액(29)을 이용하여 냉각응축핀(27)(28) 사이의 결빙을 방지하는 기능을 겸하게 된다.

한편, 상기 축냉조(23)의 저면에는 다수의 냉각응축핀(27)(28)이 일체로 설치되고 중앙에는 공기흡입관(30)이 내부를 관통하여 입설된다. 따라서 흡입팬(5)의 흡입력에 의해 상기 축냉조(23)의 외부 전둘레면으로부터 흡입된 습공기는 상기 냉각응축핀(27)(28)의 사이사이 핀유로(31)를 따라 중앙부로 유동하면서 열교환을 통해 냉각제습된 후 상기 냉각제습된 공기는 공기흡입관(30)을 통해 배출로(10)를 따라 실내로 송출될 수 있게 된다.

여기에서 본 발명에 적용된 냉각응축핀(27)(28)의 구조에 대해 살펴보기로 한다.

우선적으로 전자의 냉각응축핀(27)은 도 5 내지 도 6과 같이 공기흡입관(30)을 중심으로 냉각응축기(20)의 저면에 방사상으로 다수개가 부착되는 것으로, 각각의 냉각응축핀(27)은 공기와의 접촉면적이 확대되도록 외향측에 일정간격으로 판형상을 갖는 다수의 핀날개(27-1)가 교차되게 설치되고, 상기 핀날개(27-1)의 저부에는 표면장력에 의해 응축수가 핀날개(27-1)에 부착되고자 하는 부착력보다 응축수의 응집력에 의한 자중을 크게하여 응축수가 응축수받이(41)로 쉽게 자유낙하되어 저수조(50)로 집수될 수 있도록 뾰족하게 산형상을 갖는 집수돌기(27-2)가 일체로 형성되며, 내향측에는 내향으로 가면서 상향 경사지게 절단시킨 절단면(27-3)이 형성 된다.

상기 절단면(27-3)은 냉각응축핀(27)의 내향측 면적을 줄여주어 외향측과 열평형상태를 유지하는 동시에 냉열원이 손실됨을 방지하는 역할을 수행한다.

한편, 후자의 냉각응축핀(28)은 도 7 내지 도 8과 같이 원기둥의 형상으로 공기흡입관(30)을 중심으로 냉각응축기(20)의 저면에 격자형으로 다수개가 부착되는 것으로, 각각의 냉각응축핀(28)은 공기와의 접촉면적이 확대되도록 외주연에 방사상으로 하향 내측으로 경사지게 다수의 핀날개(28-1)가 일체로 설치되고, 저부에는 표면장력에 의해 응축수가 핀날개(28-1)에 부착되고자 하는 부착력보다 응축수의 응집력에 의한 자중을 크게하여 응축수가 응축수받이(41)로 쉽게 자유낙하되어 저수조(50)로 집수될 수 있도록 하는 원뿔형의 집수돌기(28-2)가 일체로 형성된다.

따라서 제습작용시 흡입팬(5)의 가동에 의해 제습기케이스(9)의 중앙부 전둘레에 형성된 흡입구(11)를 통해 흡입되는 습공기가 상기 냉각응축핀(27)(28)의 사이사이 핀유로(31)를 따라 외부 전둘레에서 중앙부로 유동하면서 열교환을 통해 냉각제습된 후 공기흡입관(30)을 통해 실내로 송출하므로써 더욱 빠른 시간내에 넓은 면적을 골고루 제습할 수 있게 된다.

상기 냉각응축기(20)의 저부에 배치되는 저수조지지대(40)는 상부에 냉각응축시 발생되는 응축수를 저수조(50)로 안내하기 위한 응축수받이(41)가 설치되고 이 응축수받이(41)의 중앙에는 통수공(42)이 형성되며, 양측 내벽에는 한쌍의 가이드돌기(43)가 형성된 구조로 이루어진다.

이러한 저수조지지대(40)에 안정적으로 끼움설치되는 저수조(50)는 응축수를 포집할 수 있는 포집공간이 마련되고 양단에 한쌍의 가이드레일(51)이 돌출되게 형성되므로써 상기 가이드레일(51)이 저수조지지대(40)의 가이드돌기(43)에 안내되어 슬라이딩 이송하면서 안정적으로 끼움설치될 수 있게 된다.

한편, 상기 냉각응축기(20)의 상부 및 외측에는 열손실을 방지하기 위한 보냉재(12)가 감싸여지게 설치된다.

또한 상기 냉각응축기(20)의 내부에는 부동액(29)의 온도를 감지하는 제1 온도센서(60)가 설치되고, 냉각응축핀(27)(28)의 외측에는 핀표면 온도를 감지하는 제2 온도센서(60a)가 설치되므로써 사용자가 기설정한 설정온도에 도달하면 압축기(1)에 인입되는 전원을 자동으로 차단하는 제어를 통해 압축기(1)의 구동을 일시적으로 중단하여 불필요한 압축기(1)의 구동에 따른 전력소비를 줄일 수 있음은 물론 압축기(1)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 습공기의 제습과정에 대해 설명하기로 한다.

우선적으로 전원을 투입하면 압축기(1) 및 응축기(2), 모세관(3)이 순차적으로 작동하면서 증발코일(24)의 냉매액이 증발하면서 냉각응축기(20)에 저장된 부동액(29)을 저온으로 축냉시킴과 동시에 냉각응축핀(27)(28)의 표면온도를 급격하게 저하시킨다.

이때 압축기(1)는 냉각응축기(20)에 주입된 부동액(29)의 온도를 감지하는 제1 온도센서(60)의 설정온도 또는 냉각응축핀(27)(28)의 표면온도를 감지하는 제2 온도센서(60a)의 설정온도에 도달할 때 까지 작동하여 부동액(29)을 저온으로 축냉시킨 후 자동으로 정지하게 된다.

즉 상기 압축기(1)의 ON/OFF는 제1 온도센서(60) 및 제2 온도센서(60a)가 부동액(29)의 설정온도 또는 냉각응축핀(27)(28) 표면의 설정온도를 감지하면 자동으로 OFF 되고 표면온도가 상승하여 압축기(1)의 구동 설정온도에 도달하면 제2 온도센서(60a)가 이를 감지하여 자동으로 압축기(1)를 재구동시키므로써 부동액(29) 및 냉각응축핀(27)(28)을 지속적으로 냉각시키는 과정을 반복적으로 실시한다.

상기와 같이 부동액(29)이 냉각된 상태에서 흡입팬(5)이 가동되면 제습기케이스(9)의 중앙부 전둘레에 설치된 흡입구(11)를 통해 흡입된 습공기가 냉각응축핀(27)(28) 부위로 유입된다.

상기 냉각응축핀(27)(28)의 사이사이 핀유로(31)를 따라 외부 전둘레에서 중앙부로 유동하는 습공기는 열교환을 통해 냉각,응축되고 이 과정에서 발생한 응축수는 응축수받이(41)로 자연낙하된 후 저수조(50)에 집수된다.

또한 제습된 건공기는 공기흡입관(30)으로 유도된 후 배출로(10)를 따라 실내로 공급되어진다.

이러한 본 발명의 냉각식 제습기는 제습을 실시하기 이전 반드시 냉각응축기(20) 내부의 부동액(29)을 일정온도로 먼저 냉각시킨 후 제습을 실시하므로 냉각응축핀(27)(28) 사이가 결빙되는 일이 없으므로 별도의 제상장치를 구비하지 않더라도 지속적인 제습이 가능하고 흡입구(11)의 형성이 제습기케이스(9)의 중앙부 전둘레에 형성되므로 더욱 빠른 시간내에 실내전체를 골고루 제습할 수 있게 된다.

본 발명은 증발코일이 삽입설치된 냉각응축기의 내부에 부동액이 주입되므로써 증발하는 냉매의 냉동력에도 불구하고 냉각응축기의 표면이 결빙됨을 방지하게 된다.

따라서 전둘레에서 흡입된 습공기는 냉각응축기의 저면에 설치된 냉각응축핀을 따라 중앙부로 유동하면서 결빙되지 않고 원활한 냉각,응축작용이 이루어지므로써 별도의 제상장치를 구비하지 않더라도 지속적인 제습기능을 수행할 수 있는 동시에 더욱 빠른 시간내에 실내전체를 골고루 제습할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명 요부의 분해사시도

도 2는 본 발명 제습기의 일실시예 종단면도

도 3은 본 발명 냉각응축기의 내부구조를 나타낸 종단면도

도 4는 본 발명 냉각응축기의 평단면도

도 5는 본 발명 일실시예 냉각응축핀의 사시도

도 6은 본 발명 일실시예 냉각응축핀의 설치상태 저면도

도 7은 본 발명 다른 실시예 냉각응축핀의 사시도

도 8은 본 발명 다른 실시예 냉각응축핀의 설치상태 저면도

도 9는 종래 냉각식 제습기의 구성도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

6,41: 응축수받이 7,50: 저수조

9: 제습기케이스 20: 냉각응축기

23: 축냉조 24: 증발코일

25: 지지요홈 27,28: 냉각응축핀

27-2,28-2: 집수돌기 29: 부동액

30: 공기흡입관 40: 저수조지지대

43: 가이드돌기 51: 가이드레일

Claims

냉매가스를 압축시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)를 통해 압축된 냉매가스를 액화시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 응축된 냉매액을 감압시키는 모세관(3)과, 상기 모세관(3)을 통해 팽창한 냉매액을 이용하여 고온다습한 공기를 냉각,응축시키는 증발기(4)로 구성된 제습기에 있어서,

사각형(원통형) 축냉조(23)의 내부 바닥면에 형성된 나선형 지지요홈(25)에 증발코일(24)이 삽입설치되고 내부에 냉열원을 축냉하는 동시에 냉각응축핀(27)(28) 부위의 결빙을 방지하는 부동액(29)이 주입되며 저면에 설치된 냉각응축핀(27)(28) 사이의 핀유로(31)를 따라 중앙부로 유동하면서 냉각제습된 공기만을 실내로 송출하는 공기흡입관(30)이 중앙을 관통하여 입설된 냉각응축기(20)와;

상기 냉각응축기(20) 저부에 배치되고 상부에 냉각응축시 발생되는 응축수를 저수조(50)로 안내하는 응축수받이(41)가 설치되며 양측 내벽에 가이드돌기(43)가 형성된 저수조지지대(40)와;

상기 가이드돌기(43)에 양단에 형성된 가이드레일(51)이 안내되어 저수조지지대(40)에 안정되게 끼움설치되는 저수조(50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각식 제습기.
청구항 1에 있어서,

냉각응축핀(27)은 공기흡입관(30)을 중심으로 냉각응축기(20)의 저면에 방사상으로 다수개가 일체로 부착되는 한편, 상기 냉각응축핀(27)은 외향측에 저부에 산형의 집수돌기(27-2)가 형성된 다수개의 핀날개(27-1)가 일정간격으로 교차되게 설치되고, 후방측에는 내향측으로 가면서 상향 경사지게 열평형유지 및 냉열원의 손실을 방지하도록 절단면(27-3)이 형성된 것을 특징으로 하는 냉각식 제습기.
청구항 1에 있어서,

냉각응축핀(28)은 공기흡입관(30)을 중심으로 냉각응축기(20)의 저면에 격자형으로 다수개가 일체로 부착되는 한편, 상기 냉각응축핀(28)은 저부에 원뿔형의 집수돌기(28-2)가 형성되고, 외주연에 방사상으로 하향 내측으로 경사진 다수의 핀날개(28-1)가 일체로 설치된 것을 특징으로 하는 냉각식 제습기.
청구항 1에 있어서,

냉각응축기(20)는 내부에 부동액의 온도를 감지하는 제1 온도센서(60)가 설치되고, 냉각응축핀(27)(28)의 외측에는 핀표면 온도를 감지하는 제2 온도센서(60a)가 설치되어 설정한 온도에 의해 압축기(1)에 인입되는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각식 제습기.
청구항 1에 있어서,

냉각응축기(20)는 더욱 빠른 시간내에 실내전체를 골고루 제습할 수 있도록 습공기를 흡입하는 흡입구(11)가 제습기케이스(9)의 중앙부 전둘레에 일정하게 형성된 것을 특징으로 하는 냉각식 제습기.