KR20160002902U

KR20160002902U - 제습기

Info

Publication number: KR20160002902U
Application number: KR2020160002717U
Authority: KR
Inventors: 최해주
Original assignee: 주식회사 성도랜드
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-08-19

Abstract

본 고안은 제습기에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 유입된 냉매를 압축시켜 고온, 고압의 냉매로 토출시키는 압축기; 제열코일로 작동되는 경우에는 압축기에서 토출된 냉매 일부가 사방밸브를 거쳐 유입되어 응축되고, 제습코일로 작동되는 경우에는 팽창밸브를 통과한 저온 저압의 냉매를 증발시키는 제1열교환기; 상기 제1열교환기와 대향되게 설치되어 재열코일로 작동되는 경우에는 압축기에서 토출된 냉매 일부가 사방밸브를 거쳐 유입되어 응축되고, 제습코일로 작동되는 경우에는 팽창밸브를 통과한 저온 저압의 냉매를 증발시키는 제2열교환기; 상기 압축기에서 토출된 고온, 고압의 나머지 냉매를 응축시키는 응축기; 및 제습코일로 작동되는 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기 외면에 형성된 응축수가 유입되는 응축수 팬과, 상기 응축수 팬에 유입된 응축수를 저장하기 위한 응축수 탱크, 및 상기 응축수 팬과 상기 응축수 탱크 사이를 연결하는 드레인 호스; 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기를 연결하는 관에 직렬로 구비된 제1팽창밸브와 제2팽창밸브; 상기 제1팽창밸브와 상기 제2팽창밸브 각각에 대해 병렬로 구비된 제1솔레노이드 밸브와 제2솔레노이드 밸브; 및 상기 응축기와 상기 압축기를 연결하는 관 일측과, 상기 사방밸브를 연결하는 연결라인 일측에 구비되는 제3솔레노이드 밸브; 및 냉매 싸이클 전환 준비 모드에서, 특정시간 동안 상기 압축기 가동을 중단시키고, 상기 제1솔레노이드 밸브와 상기 제2솔레노이드 밸브 중 어느 하나와, 상기 제3솔레노이드 밸브를 개방시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제습기에 관한 것이다.

Description

제습기{Dehumidifier for operating the dehumidifier}

본 고안은 제습기에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 상온의 실외 공기뿐만 아니라 0~5℃의 저온 조건에서도 효과적으로 제습을 할 수 있는 저온용 제습기에 관한 것이다.

KS C 9317(제습기)에 명시된 제습기의 성능을 평가하기 위한 시험조건은 건구온도 27℃의 표준조건, 32℃의 과부하조건, 18℃의 저온조건(A형), 5℃의 저온 조건(B형)이다. 그러나 위의 시험조건과 같이 모든 온도 영역대에서 제습 성능이 우수한 제습기를 제작하는 것은 상당히 어렵기 때문에 기존 제습기의 경우 특정 온도 영역대에서만 제습이 효과적으로 이루어질 수 있도록 제작하고 있다.

도 1a는 종래 기술에 따라 제습모드로 작동되는 제습기(1)를 개략적으로 나타낸 구성도를 도시한 것이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래 제습기(1)는 압축기(20), 사방밸브(70), 제1열교환기(30), 제1팽창밸브(31), 제2팽창밸브(41), 제2교환기, 액분리기(21), 송풍기(60), 제1체크밸브(2), 제2체크밸브(3), 응축수팬(61), 배수구, 응축수 탱크 등을 포함하여 구성된다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 제습모드에서는 송풍기(60)가 가동하면 습공기가 제습기(1)의 제습코일 역할을 수행하는 제1열교환기(30)와 재열코일 역할을 수행하는 제2열교환기(40)로 각각 유입된다. 제1열교환기(30) 측으로 유입된 공기는 차가운 제1열교환기(30)의 표면과 접촉하여 응축수를 생성함으로써 습공기의 수분이 제거되고, 제2열교환기(40) 측으로 흡입된 공기는 응축기로 작동하는 제2열교환기(40)를 따라 흐르는 냉매를 응축시키면서 응축열을 전달받아 온도가 상승된 후 송풍기(60)를 거쳐 실내 공간으로 배출된다.

또한 저온 조건에서 제습기(1)를 가동하면 제습코일 역할을 수행하는 제1열교환기(30)에 서리가 생성되어 제상이 요구된다. 도 1b는 종래 기술에 따라 제상모드로 작동되는 제습기(1)를 개략적으로 나타낸 구성도를 도시한 것이다.

이러한 경우 종래기술은 사방밸브(70)를 사용하여 냉매의 흐름을 전환시킴으로써 제1열교환기(30)는 재열코일(응축기)로 제2열교환기(40)는 제습코일(증발기)로 그 역할을 바꿈으로써 제상과 동시에 연속 제습이 가능한 것을 기술적 특징으로 한다.

그러나 압축기(20)를 가동 중인 상태에서 사방밸브(70)를 전환하여 두 열교환기의 기능을 순간적으로 바꾸는 것은 어렵기 때문에 일단 압축기(20) 작동을 정지시킨 후에 사방밸브(70)를 전환하여 두 열교환기의 기능을 변경하여야 한다. 따라서 압축기(20)(10)가 정지된 시간 동안 제습 작용이 중단되며, 제습기(1)이 안정적인 정상상태에 도달하기까지 일정 시간이 경과되어야 한다.

즉, 역사이클 전환을 위해서는 압축기(20)를 정지한 후 고압부와 저압부의 압력이 같아질 때까지(통상적으로 1~2분정도) 기다렸다가 사방밸브(70)를 동작시켜 냉매흐름 방향을 전환한 후 압축기(20)를 재가동하게 된다.

제1열교환기(30)와 제2열교환기(40) 모두 0~5℃의 다습한 저온 공기와 열교환하는 경우 전형적인 히트펌프에서 보다 훨씬 빠르게 서리가 성장, 발달하므로 제상 주기 또한 짧아지게 된다. 통상적으로 전형적인 히트펌프의 경우 50~60분의 제상주기를 갖지만 제습기(1)의 경우에는 25~30분으로 배정도 제상주기가 짧아진다. 그러므로 시스템 고압부와 저압부의 압력 평형에 소요되는 시간을 줄일수록 시스템 가동률을 증가시킬 수 있다. 예를 들어 압력평형에 소요되는 시간을 60초 정도 줄이면 가동률을 3~4% 정도 향상시킬 수 있다.

도 1c는 종래 응축수가 결빙된 상태의 제습기(1)를 개략적으로 나타낸 구성도를 도시한 것이다. 종래기술의 제습기(1)의 경우 제습코일에서 배출되는 응축수 또는 착상된 서리가 녹아 배출되는 해빙수는 0℃ 근처의 온도를 갖는다. 따라서 배출되는 응축수 양이 적고 제습기(1)가 설정된 습도 조건에 따라 가동과 중지를 반복하게 되면 도 1c에 도시된 바와 같이, 불연속적으로 배출된 응축수가 응축수 팬(61)(water pan)에서 조금씩 결빙, 제습코일 하단까지 얼음이 형성되어 제습기(1)를 더 이상 가동할 수 없는 상황이 일어날 수도 있다.

또한, 제습기(1)가 설정된 습도 조건에 따라 가동과 중지를 반복하게 되면 응축수는 불연속적으로 배출되게 되고, 이런 상황에서 외기 온도가 급격하게 강하하면 응축수 팬(61)(water pan) 표면에 있던 물이 결빙되기 시작하고 이후에 배출되는 응축수 역시 얼음층 위에서 쉽게 결빙되어 제습코일 하단까지 얼음이 성장하게 되는 문제점이 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-1467274호 대한민국 등록특허 제10-1296468호 대한민국 등록특허 제10-1258391호 대한민국 공개특허 제10-2014-0013753호 대한민국 공개특허 제10-2013-0119655호 대한민국 등록특허 제10-1231978호

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 일실시예에 따르면, 제1열교환기(증발기역할)에 서리가 착상되어 역사이클 운전을 통한 제상이 요구될 때, 압축기(20)를 정지시킨 후 제3 솔레노이드 밸브(51)와 제1 솔레노이드 밸브(32)를 개방시킴으로써 시스템의 고압부와 저압부가 소통되어 시스템 압력이 매우 신속하게 평형상태에 도달할 수 있어 역사이클 운전에 따른 시스템 정지 기간을 최소화할 수 있는 제습기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 일실시예에 따르면, 응축수 결빙에 따라 제습기를 더 이상 가동할 수 없는 상황이 발생되는 것을 방지하기 위해, 외기 온도가 설정된 값 이하로 내려가면 응축수 펌프(water pump)를 작동시켜 증발기 역할을 하는 열교환기(제1 열교환기 또는 제2 열교환기)에서 배출된 차가운 응축수가 담긴 응축수 탱크(water bucket)로부터 물을 흡입하여 응축기(fixed secondary condenser) 상부에서 분사시키게 되고, 이러한 응축수가 응축수 팬에 떨어지므로 응축수 팬에 있는 물이 결빙되는 것을 방지할 수 있고, 저온의 물이 응축기에 분사됨으로서 응축효과를 개선하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 제습기를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 고안에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 고안의 목적은, 제습기에 있어서, 유입된 냉매를 압축시켜 고온, 고압의 냉매로 토출시키는 압축기; 재열코일로 작동되는 경우에는 압축기에서 토출된 냉매 일부가 사방밸브를 거쳐 유입되어 응축되고, 제습코일로 작동되는 경우에는 팽창밸브를 통과한 저온 저압의 냉매를 증발시키는 제1열교환기; 상기 제1열교환기와 대향되게 설치되어 재열코일로 작동되는 경우에는 압축기에서 토출된 냉매 일부가 사방밸브를 거쳐 유입되어 응축되고, 제습코일로 작동되는 경우에는 팽창밸브를 통과한 저온 저압의 냉매를 증발시키는 제2열교환기; 상기 압축기에서 토출된 고온, 고압의 나머지 냉매를 응축시키는 응축기; 제습코일로 작동되는 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기 외면에 형성된 응축수가 유입되는 응축수 팬과, 상기 응축수 팬에 유입된 응축수를 저장하기 위한 응축수 탱크, 및 상기 응축수 팬과 상기 응축수 탱크 사이를 연결하는 드레인 호스; 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기를 연결하는 관에 직렬로 구비된 제1팽창밸브와 제2팽창밸브; 상기 제1팽창밸브와 상기 제2팽창밸브 각각에 대해 병렬로 구비된 제1솔레노이드 밸브와 제2솔레노이드 밸브; 상기 응축기와 상기 압축기를 연결하는 관 일측과, 상기 사방밸브를 연결하는 연결라인 일측에 구비되는 제3솔레노이드 밸브; 및 냉매 싸이클 전환 준비 모드에서, 특정시간 동안 상기 압축기 가동을 중단시키고, 상기 제1솔레노이드 밸브와 상기 제2솔레노이드 밸브 중 어느 하나와, 상기 제3솔레노이드 밸브를 개방시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제습기로서 달성될 수 있다.

또한, 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기에 구비되어 착상을 감지하는 착상감지센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 착상감지센서로부터 측정데이터를 전송받아 제1열교환기에 서리가 형성된 경우, 상기 사방밸브를 제어하여 상기 제1열교환기를 재열코일로 작동시키고, 상기 제2열교환기를 제습코일로 작동시키도록 냉매 싸이클을 전환하고, 상기 착상감지센서로부터 측정데이터를 전송받아 제2열교환기에 서리가 형성된 경우, 상기 사방밸브를 제어하여 상기 제2열교환기를 재열코일로 작동시키고, 상기 제1열교환기를 제습코일로 작동시키도록 냉매 싸이클을 전환하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 응축수 탱크와 상기 응축기 상단측을 연결하는 응축수 관; 상기 응축수 관 끝단에 구비된 분사노즐; 및 상기 응축수 관 일측에 구비되어 상기 응축수 탱크에 저장된 응축수를 펌핑하여 상기 분사노즐을 통해 상기 응축수가 상기 응축기 상단으로 분사되도록 하는 응축수 펌프를 포함하고, 상기 응축기 상단으로 분사된 응축수는 상기 응축기에 의해 가열되어 상기 응축수 팬으로 유입되어, 상기 응축수 팬에 저장된 응축수의 결빙을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 카테고리로서 본 고안의 목적은, 앞서 언급한 제습기의 작동방법에 있어서, 제1솔레노이드 밸브와 제3솔레노이드 밸브를 닫고, 제2솔레노이드를 개방하고 압축기를 가동시키는 단계; 압축기에서 고온고압의 냉매가 토출되는 단계; 고온고압의 냉매 일부가 응축기로 유입되어 응축되고, 나머지 냉매가 사방밸브를 거쳐 재열코일로 작동되는 제2열교환기로 유입되어 응축되고, 송풍기에 의해 유입된 습공기가 가열되는 단계; 상기 응축기와 상기 제2열교환기에서 토출된 냉매가 제1팽창밸브로 유입되어 저온, 저압의 냉매가 토출되는 단계; 상기 제1팽창밸브에서 토출된 냉매가 제습코일로 작동되는 제1열교환기로 유입되어 증발되고, 송풍기에 의해 유입된 습공기가 제습되는 단계; 및 상기 제1열교환기에서 토출된 냉매가 다시 상기 압축기로 유입되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제습기의 작동방법으로서 달성될 수 있다.

또한, 착상감지센서로부터 측정데이터를 전송받아 제1열교환기에 서리가 형성된 경우,특정시간 동안 압축기의 구동을 중단하고, 제1솔레노이드 밸브와 제3솔레노이드 밸브를 개방하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 개방하는 단계 후에, 제2솔레노이드 밸브와 제3솔레노이드 밸브를 닫고, 제1솔레노이드를 개방하고 압축기를 가동시키는 단계; 압축기에서 고온고압의 냉매가 토출되는 단계; 고온고압의 냉매 일부가 응축기로 유입되어 응축되고, 나머지 냉매가 사방밸브를 거쳐 재열코일로 작동되는 제1열교환기로 유입되어 응축되고, 송풍기에 의해 유입된 습공기가 가열되는 단계; 상기 응축기와 상기 제1열교환기에서 토출된 냉매가 제2팽창밸브로 유입되어 저온, 저압의 냉매가 토출되는 단계; 상기 제2팽창밸브에서 토출된 냉매가 제습코일로 작동되는 제2열교환기로 유입되어 증발되고, 송풍기에 의해 유입된 습공기가 제습되는 단계; 및 상기 제2열교환기에서 토출된 냉매가 다시 상기 압축기로 유입되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 착상감지센서로부터 측정데이터를 전송받아 제2열교환기에 서리가 형성된 경우, 특정시간 동안 압축기의 구동을 중단하고, 제2솔레노이드 밸브와 제3솔레노이드 밸브를 개방하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 응축수 펌프가 구동되어, 응축수 탱크에 저장된 응축수가 펌핑되어, 응축수 관의 분사노즐을 통해 상기 응축수가 응축기 상단으로 분사되는 단계; 및 상기 응축기 상단으로 분사된 응축수가 상기 응축기에 의해 가열되고, 가열된 상기 응축수가 응축수 팬으로 유입되어 상기 응축수 팬에 저장된 응축수의 결빙을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 고안의 일실시예에 따르면, 제1열교환기(증발기역할)에 서리가 착상되어 역사이클 운전을 통한 제상이 요구될 때, 압축기를 정지시킨 후 제3 솔레노이드 밸브와 제1 솔레노이드 밸브를 개방시킴으로써 시스템의 고압부와 저압부가 소통되어 시스템 압력이 매우 신속하게 평형상태에 도달할 수 있어 역사이클 운전에 따른 시스템 정지 기간을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 고안의 일실시예에 따르면, 응축수 결빙에 따라 제습기를 더 이상 가동할 수 없는 상황이 발생되는 것을 방지하기 위해, 외기 온도가 설정된 값 이하로 내려가면 응축수 펌프(water pump)를 작동시켜 증발기 역할을 하는 열교환기(제1 열교환기 또는 제2 열교환기)에서 배출된 차가운 응축수가 담긴 응축수 탱크(water bucket)로부터 물을 흡입하여 응축기(fixed secondary condenser) 상부에서 분사시키게 되고, 이러한 응축수가 응축수 팬에 떨어지므로 응축수 팬에 있는 물이 결빙되는 것을 방지할 수 있고, 저온의 물이 응축기에 분사됨으로써 응축효과를 개선하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 고안에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 종래 기술에 따라 제습모드로 작동되는 제습기를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 1b는 종래 기술에 따라 제상모드로 작동되는 제습기를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 1c는 종래 응축수가 결빙된 상태의 제습기를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 제습모드로 작동되는 제습기의 구성도,
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 제상모드를 준비하는 상태의 제습기의 구성도,
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 제상모드로 작동되는 제습기의 구성도,
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 제상 및 결빙방지 모드로 작동되는 제습기의 구성도를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 고안의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 고안의 일실시예에 따른 제습기(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 제습모드로 작동되는 제습기(100)의 구성도를 도시한 것이다. 즉, 도 2는 제1열교환기(30)가 제습코일(증발기)로 작동되고, 제2열교환기(40)는 재열코일(응축기)로 작동되는 상태에서의 제습기(100)의 구성도를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 제습기(100)는 본체(10)의 양측 각각에 구비되는 제1열교환기(30)와 제2열교환기(40), 송풍기(60), 제1팽창밸브(31), 제2팽창밸브(41), 제1솔레노이드밸브(32), 제2솔레노이드 밸브(42), 응축기(50), 응축수 팬(61), 드레인 호스, 응축수 탱크, 사방밸브(70), 제3솔레노이드 밸브(51), 압축기(20), 액분리기(21), 응축수 관(81), 분사노즐(82), 응축수 펌프(80) 등을 포함하여 구성되게 됨을 알 수 있다.

고안의 배경이 되는 기술에서 언급한 종래기술에 따른 제습기(100)와 대비하여, 제1, 제2 체크밸브(2,3) 대신 제1솔레노이드 밸브(32)와 제2솔레노이드 밸브(42)가 구비되게 되며, 응축기(50), 제3솔레노이드 밸브(51), 응축수 펌프(80), 응축수 관(81), 분사노즐(82)을 더 포함하여 구성되게 됨을 알 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1열교환기(30)가 제습코일(증발기)로 제2열교환기(40)가 재열코일(응축기)로 작동되는 경우, 제1솔레노이드 밸브(32)와 제3솔레노이드 밸브(51)는 닫히게 된다. 또한, 냉매의 흐름은 도 2에 도시된 바와 같이, 압축기(20)에서 토출된 고온, 고압의 냉매 일부가 사방밸브(70)로 유입되고, 나머지 냉매는 응축기(50)로 유입되게 된다. 사방밸브(70)로 유입된 냉매는 제2열교환기(40)를 거치면서 열을 방출하게 되고, 제2솔레노이드 밸브(42)를 통과된다. 응축기(50)로 유입된 냉매는 외부로 열을 방출하고, 제2솔레노이드 밸브(42)를 거친 냉매와 합류되어 제1팽창밸브(31)를 거치면서 팽창되어 제1열교환기(30)를 통과하면서 외부 열을 흡수하게 된다. 이때, 제1열교환기(30)에서는 외부에서 유입된 습공기가 응축되면서 표면에 응축수를 발생시키게 된다.

이러한 냉매 흐름에 의해, 송풍기(60)가 가동하면 습공기가 제습의 제습코일 역할을 수행하는 제1열교환기(30)와 재열코일 역할을 수행하는 제2열교환기(40)로 각각 유입된다. 제1열교환기(30) 측으로 유입된 공기는 차가운 제1열교환기(30)의 표면과 접촉하여 응축수를 생성함으로써 습공기의 수분이 제거되고, 제2열교환기(40) 측으로 흡입된 공기는 재열코일로 작동하는 제2열교환기(40)와 응축기(50)를 따라 흐르는 냉매를 응축시키면서 응축열을 전달받아 온도가 상승된 후 송풍기(60)을 거쳐 실내 공간으로 배출된다.

또한, 제1열교환기(30)에서 생성된 응축수는 응축수 팬(61)에 모이게 되고, 응축수 팬(61)의 배수구(62)와 연결된 드레인 호스를 통해 응축수 탱크로 유입되게 된다.

앞서 언급한 바와 같이, 저온조건에서 제습기(100)가 작동되게 되는 경우, 제1열교환기(30)에서 발생된 응축수에 의해 서리, 착상이 발생되게 되어 제1열교환기(30)의 제상이 필요하게 된다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 제1열교환기(30)를 제상시키기 위해 싸이클 전환을 준비하는 상태의 제습기(100)의 구성도를 도시한 것이다. 제1열교환기(30)에서 발생된 서리를 제거하기 위해서는 제1열교환기(30)를 재열코일로 기능하게 하고, 제2열교환기(40)를 제습코일로 작동되게 하기 위해 싸이클을 전환하여야 한다.

본 고안의 일실시예에 따른 제습기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 싸이클 전환 전에, 고압부와 저압부의 압력평형을 신속하게 맞추기 위하여 제1솔레노이드 밸브(32)와 제3솔레노이드 밸브(51)를 개방하여, 고압부와 저압부가 소통되게 됨으로써, 시스템 압력을 신속하게 평형상태에 도달할 수 있게 됨을 알 수 있다. 따라서, 본 고안의 일실시예에 따르면, 역사이클 운전에 따른 시스템 정지 시간을 최소화할 수 있게 된다.

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 제상모드로 작동되는 제습기(100)의 구성도를 도시한 것이다. 즉, 제1열교환기(30)는 재열코일로 작동되어 제1열교환기(30)를 제상하게 되고, 제2열교환기(40)는 제습코일로 작동되게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2열교환기(40)가 제습코일(증발기)로 제1열교환기(30)가 재열코일(응축기)로 작동되어 제상되는 경우, 제2솔레노이드 밸브(42)와 제3솔레노이드 밸브(51)는 닫히게 된다. 또한, 냉매의 흐름은 도 4에 도시된 바와 같이, 압축기(20)에서 토출된 고온, 고압의 냉매 일부가 사방밸브(70)로 유입되고, 나머지 냉매는 응축기(50)로 유입되게 된다. 사방밸브(70)로 유입된 냉매는 제1열교환기(30)를 거치면서 열을 방출하여 제1열교환기(30)에 형성된 서리를 제거하게 되고, 제1솔레노이드 밸브(32)를 통과된다. 응축기(50)로 유입된 냉매는 외부로 열을 방출하고, 제1솔레노이드 밸브(32)를 거친 냉매와 합류되어 제2팽창밸브(41)를 거치면서 팽창되어 제2열교환기(40)를 통과하면서 외부 열을 흡수하게 된다. 이때, 제2열교환기(40)에서는 외부에서 유입된 습공기가 응축되면서 표면에 응축수를 발생시키게 된다.

이러한 냉매 흐름에 의해, 송풍기(60)가 가동하면 습공기가 제습의 제습코일 역할을 수행하는 제2열교환기(40)와 재열코일 역할을 수행하는 제1열교환기(30)로 각각 유입된다. 제2열교환기(40) 측으로 유입된 공기는 차가운 제2열교환기(40)의 표면과 접촉하여 응축수를 생성함으로써 습공기의 수분이 제거되고, 제1열교환기(30) 측으로 흡입된 공기는 재열코일로 작동하는 제1열교환기(30)와 응축기(50)를 따라 흐르는 냉매를 응축시키면서 응축열을 전달받아 온도가 상승된 후 송풍기(60)을 거쳐 실내 공간으로 배출된다.

또한, 제2열교환기(40)에서 생성된 응축수는 응축수 팬(61)에 모이게 되고, 응축수 팬(61)의 배수구(62)와 연결된 드레인 호스를 통해 응축수 탱크로 유입되게 된다.

그리고, 저온조건에서 시스템이 작동되게 되는 경우, 제습코일(증발기)로서 작동되는 제1열교환기(30) 또는 제2열교환기(40)에서 배출되는 응축수 도는 착상된 서리가 녹아 배출되는 해빙수는 0℃ 근처의 온도를 갖게 된다. 따라서, 배출되는 응축수 양이 적고 제습기(100)가 설정된 습도 조건에 다라 가동과 중지를 반복하게 되면 불연속적으로 배출된 응축수가 응축수 팬(61)에서 조금씩 결빙, 성장하며 경우에 따라서는 도 4에 도시된 바와 같이, 제습코일로 작동되는 열교환기 하단까지 얼음이 형성되어 제습기(100)를 더 이상 가동할 수 없는 상황이 일어날 수 있다.

본 고안의 일실시예에서는 제어부와, 응축기(50), 응축수 펌프(80), 응축수 관(81), 분사노즐(82)을 구비하여, 이러한 문제점을 해결할 수 있게 된다.

도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 결빙방지 모드로 작동되는 제습기(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예에서는 이를 해결하기 위해 외기 온도가 설정된 값 이하로 내려가면 제어부는 응축수 펌프(80)(water pump)를 작동시켜 증발기 역할을 하는 제1열교환기(30) 또는 제2열교환기(40)에서 배출된 차가운 응축수가 담긴 응축수 탱크(water bucket)로부터 물을 흡입하여 응축수 관(81) 끝단에 구비된 분사노즐(82)에 의해, 응축기(50)(fixed secondary condenser) 상부에서 분사시키게 된다.

응축기(50) 상부로 분사된 물은 응축기(50)로부터 응축 잠열을 흡수하게 가열되게 되므로, 최소 20℃ 이상의 온수가 되어 응축수 팬(61)에 떨어지므로 응축수 팬(61)에 있는 물이 결빙되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한 저온의 물이 응축기(50)에 분사됨으로써 응축효과를 개선하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

즉, 응축수 펌프(80)와 분사노즐(82)을 사용하여 증발기로 작동되는 열교환기(제1열교환기(30) 또는 제2열교환기(40))에서 배출된 저온의 응축수를 응축기(50)(fixed secondary condenser)에 분사하여 응축기(50) 성능을 향상시키고 응축기(50)에서 배출된 온수를 이용하여 응축수 팬(61)에 결빙이 생기는 것을 방지할 수 있게 된다.

특히 중요한 점은 응축수를 응축기(50)(fixed secondary condenser)에만 분사하는 것이다. 종래 산업용 에어컨에서는 응축효율을 향상시키기 위해 실내기(증발기)에서 생성된 응축수를 실외기(응축기)에 분사하는 기술이 적용되는 경우가 있으나 제습기(100)에는 적용하기가 어려운 점이 있다.

또, 제습기(100)의 가열코일로 작동되는 제1 또는 제2열교환기(40)에 응축수를 분사하여 응축효율을 향상시키고, 온수를 얻을 수는 있지만 가열코일이 일정시간 후 제습코일로 전환되면 가열코일에 맺혀 있던 응축수가 곧 바로 결빙되게 되는 문제점이 발생되게 된다. 그러나 본 고안의 일실시예에서는 항상 별도로 구성된 응축기(50)로만 작동되는 열교환기에 응축수를 분사하게 되므로 원천적으로 이러한 문제가 발생하지 않게 된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:종래 제습기
2:제1체크밸브
3:제2체크밸브
10:본체
20:압축기
21:액분리기
30:제1열교환기
31:제1팽창밸브
32:제1솔레노이드 밸브
40:제2열교환기
41:제2팽창밸브
42:제2솔레노이드 밸브
50:응축기
51:제3솔레노이드 밸브
60:송풍기
61:응축수팬
62:배수구
70:사방밸브
80:응축수 펌프
81:응축수 관
82:분사노즐
100:제습기

Claims

제습기에 있어서,
유입된 냉매를 압축시켜 고온, 고압의 냉매로 토출시키는 압축기;
재열코일로 작동되는 경우에는 압축기에서 토출된 냉매 일부가 사방밸브를 거쳐 유입되어 응축되고, 제습코일로 작동되는 경우에는 팽창밸브를 통과한 저온 저압의 냉매를 증발시키는 제1열교환기;
상기 제1열교환기와 대향되게 설치되어 재열코일로 작동되는 경우에는 압축기에서 토출된 냉매 일부가 사방밸브를 거쳐 유입되어 응축되고, 제습코일로 작동되는 경우에는 팽창밸브를 통과한 저온 저압의 냉매를 증발시키는 제2열교환기;
상기 압축기에서 토출된 고온, 고압의 나머지 냉매를 응축시키는 응축기;
제습코일로 작동되는 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기 외면에 형성된 응축수가 유입되는 응축수 팬과, 상기 응축수 팬에 유입된 응축수를 저장하기 위한 응축수 탱크, 및 상기 응축수 팬과 상기 응축수 탱크 사이를 연결하는 드레인 호스;
상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기를 연결하는 관에 직렬로 구비된 제1팽창밸브와 제2팽창밸브;
상기 제1팽창밸브와 상기 제2팽창밸브 각각에 대해 병렬로 구비된 제1솔레노이드 밸브와 제2솔레노이드 밸브;
상기 응축기와 상기 압축기를 연결하는 관 일측과, 상기 사방밸브를 연결하는 연결라인 일측에 구비되는 제3솔레노이드 밸브; 및
냉매 싸이클 전환 준비 모드에서, 특정시간 동안 상기 압축기 가동을 중단시키고, 상기 제1솔레노이드 밸브와 상기 제2솔레노이드 밸브 중 어느 하나와, 상기 제3솔레노이드 밸브를 개방시키도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기에 구비되어 착상을 감지하는 착상감지센서를 포함하고,
상기 제어부는
상기 착상감지센서로부터 측정데이터를 전송받아 제1열교환기에 서리가 형성된 경우, 상기 사방밸브를 제어하여 상기 제1열교환기를 재열코일로 작동시키고, 상기 제2열교환기를 제습코일로 작동시키도록 냉매 싸이클을 전환하고, 상기 착상감지센서로부터 측정데이터를 전송받아 제2열교환기에 서리가 형성된 경우, 상기 사방밸브를 제어하여 상기 제2열교환기를 재열코일로 작동시키고, 상기 제1열교환기를 제습코일로 작동시키도록 냉매 싸이클을 전환하고,
상기 응축수 탱크와 상기 응축기 상단측을 연결하는 응축수 관;
상기 응축수 관 끝단에 구비된 분사노즐; 및
상기 응축수 관 일측에 구비되어 상기 응축수 탱크에 저장된 응축수를 펌핑하여 상기 분사노즐을 통해 상기 응축수가 상기 응축기 상단으로 분사되도록 하는 응축수 펌프를 포함하고,
상기 응축기 상단으로 분사된 응축수는 상기 응축기에 의해 가열되어 상기 응축수 팬으로 유입되어, 상기 응축수 팬에 저장된 응축수의 결빙을 방지하는 것을 특징으로 하는 제습기.