KR20160088846A - 제습냉방 시스템 - Google Patents

제습냉방 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160088846A
KR20160088846A KR1020160091445A KR20160091445A KR20160088846A KR 20160088846 A KR20160088846 A KR 20160088846A KR 1020160091445 A KR1020160091445 A KR 1020160091445A KR 20160091445 A KR20160091445 A KR 20160091445A KR 20160088846 A KR20160088846 A KR 20160088846A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
dehumidifying
dehumidification
cooler
condenser
Prior art date
Application number
KR1020160091445A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101794730B1 (ko
Inventor
이대영
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020160091445A priority Critical patent/KR101794730B1/ko
Publication of KR20160088846A publication Critical patent/KR20160088846A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101794730B1 publication Critical patent/KR101794730B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification

Abstract

본 발명의 일 실시예는 공기가 통과하는 제습 냉방통로와, 일측이 제습 냉방통로에 배치되어 공기를 통과시키며 공기의 습기를 제거하는 제습로터와, 제습 냉방통로에서 제습로터의 하류 측에 배치되어 제습로터를 통과하며 제습된 고온 저습의 공기를 냉각시키는 냉각기를 구비하는 제습냉방기와, 냉매를 압축시키는 압축기와, 제습 냉방통로에서 냉각기의 하류 측에 배치되어 제습로터 및 냉각기를 차례대로 통과하며 제습 및 냉각된 공기에 의해 냉각되도록 배치되어 내부에 흐르는 냉매를 응축하는 응축기와, 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시킨 후 압축기로 냉매를 전달하되, 냉매의 증발잠열을 이용하여 공조공간에 냉방을 공급하는 증발기를 구비하는 증기압축식 냉방기를 구비하고, 증발기는 제습냉방기의 외측의 별개의 공간에 배치되고, 증기압축식 냉방기는, 제습냉방기의 내측에 배치되는 응축기와 제습냉방기의 외측의 별개의 공간에 배치되는 증발기를 연결하는 냉매관을 더 구비하는 제습냉방 시스템을 제공한다.

Description

제습냉방 시스템{Desiccant cooling system}
실시예들은 제습냉방 시스템에 관한 것으로, 제습냉방기의 냉방 출력을 증기압축식 냉방기의 응축기를 냉각하는데 이용하는 제습냉방 시스템에 관한 것이다.
기존의 제습냉방 시스템은 열을 흡수하여 재생되는 제습로터를 구비하여 실외공기가 제습로터의 일측으로 지나면서 고온저습한 상태가 되도록 하고, 이러한 고온저습의 공기는 다시 현열로터나 재생 증발식 냉각기를 지나 저온저습한 상태로 변화되어 실내로 공급된다.
이러한 기존의 제습냉방 시스템은 일체화된 장치 내에서 제습냉각된 공기를 생간하여 공조공간에 공급하는 방식으로, 일체화된 장치는 기계실에 설치되고, 제습냉각된 공기는 덕트를 통해 실내로 공급된다. 따라서 기존의 제습냉방 시스템을 사무실 또는 주거건물에 적용하려 할 경우, 해당 건물에 이러한 일체화된 장치와 실내공간을 연결하는 별도의 덕트를 추가로 설치하여야 하므로 설치비용이 증가하고, 덕트 소음 및 송품동력이 증가하는 문제가 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
실시예들의 목적은 제습냉방기의 냉방 출력을 증기압축식 냉방기의 응축기를 냉각하는데 이용하는 제습냉방 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예는 공기가 통과하는 제습 냉방통로와, 일측이 제습 냉방통로에 배치되어 공기를 통과시키며 공기의 습기를 제거하는 제습로터와, 제습 냉방통로에서 제습로터의 하류 측에 배치되어 제습로터를 통과하며 제습된 고온 저습의 공기를 냉각시키는 냉각기를 구비하는 제습냉방기와, 냉매를 압축시키는 압축기와, 제습 냉방통로에서 냉각기의 하류 측에 배치되어 제습로터 및 냉각기를 차례대로 통과하며 제습 및 냉각된 공기에 의해 냉각되도록 배치되어 내부에 흐르는 냉매를 응축하는 응축기와, 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시킨 후 압축기로 냉매를 전달하되, 냉매의 증발잠열을 이용하여 공조공간에 냉방을 공급하는 증발기를 구비하는 증기압축식 냉방기를 구비하고, 증발기는 제습냉방기의 외측의 별개의 공간에 배치되고, 증기압축식 냉방기는, 제습냉방기의 내측에 배치되는 응축기와 제습냉방기의 외측의 별개의 공간에 배치되는 증발기를 연결하는 냉매관을 더 구비하는 제습냉방 시스템을 제공한다.
또한, 제습로터는 제습로터를 회전시키는 회전축을 구비할 수 있다.
또한, 응축기에 증발수를 분사하는 증발수 분사기를 더 구비할 수 있다.
또한, 제습냉방기는 제습 냉방통로의 일측에 형성되어 실외로부터 공기를 제습 냉방통로에 흡기하는 흡기구와, 제습 냉방통로의 타측에 형성되어 응축기를 통과한 공기를 외부로 배출시키는 제1 배출구와, 흡기구와 제1 배출구 중 적어도 하나에 각종 이물질이나 세균을 필터링하는 필터를 더 구비할 수 있다.
또한, 제습냉방기는 재생통로의 일측에 형성되어 실외로부터 공기를 급기하는 급기구와, 재생통로의 타측에 형성되어 제습로터를 통과한 공기를 외부로 배출시키는 제2 배출구와, 급기구와 제2 배출구 중 적어도 하나에 각종 이물질이나 세균을 필터링하는 필터를 더 구비할 수 있다.
또한, 재생통로 내 제습로터와 흡기구 사이에 배치되어 공기가 제습로터를 통과하기 이전에 공기를 가열하는 가열장치를 더 구비할 수 있다.
또한, 냉각기는 현열로터일 수 있다.
또한, 냉각기는 재생 증발식 냉각기일 수 있다.
또한, 가열장치는 전기에 의해 가열되는 히팅 코일일 수 있다.
또한, 가열장치는 온수 열교환기일 수 있다.
또한, 제습냉방기는 제습 냉방통로에 형성되어 냉각기를 통과한 공기의 일부를 공조공간으로 공급하는 환기 급기구를 더 구비할 수 있다.
또한, 제습냉방기는 제습 냉방통로에 형성되어 공조공간에서 공기를 회수하여 냉각기와 응축기 사이로 유입하는 환기 유입구를 더 구비할 수 있다.
또한, 제습냉방기는 재생통로에 형성되어 공조공간에서 공기를 회수하여 급기구와 제습로터 사이로 유입하는 환기전용 유입구를 더 구비할 수 있다.
또한, 제습냉방기는 제습 냉방통로에 형성되어 제습로터를 통과한 공기를 상기 공조공간으로 공급하는 환기전용 급기구를 더 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 제습냉방 시스템은, 제습냉방기의 냉방 출력을 증기압축식 냉방기의 응축기를 냉각하는데 이용함으로써 제습냉방기의 소요풍력을 낮추는 동시에 증기압축식 냉방기의 효율을 증가시킬 수 있으며, 아울러 기존 제습냉방 시스템에 별도로 덕트를 추가 설치하지 않고도 실내에 냉방을 공급할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 제습냉방 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 응축기를 더욱 자세하게 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 냉매관을 순환하는 냉매(R410A)의 P-h 선도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 응축기의 응축온도 변화에 따른 증기압축식 냉방기의 성적계수(COP)의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1의 제습로터의 재생온도의 변화에 따라 냉방출력 10kW를 공급하기 위해 필요한 소요 풍량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 다른 실시예에 관한 제습냉방 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 제습냉방 시스템을 나타내는 구성도이다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 제습냉방 시스템의 구성과 작용을 상세히 설명한다. 설명 중에 사용되는 '및/또는'의 표현은 관련 요소들의 하나 또는 요소들의 조합을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 관한 제습냉방 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 응축기를 더욱 자세하게 나타내는 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 제습냉방 시스템(1)은 제습냉방기(100)와 증기압축식 냉방기(200)로 구성되어 있으며, 내부가 격벽(4)에 의해 제습 냉방통로(2)와 재생통로(3)로 구분된 제습냉방기(100)는 제습로터(110)와 냉각기(120)를 구비하고, 증기압축식 냉방기(200)는 압축기(210), 응축기(220), 팽창밸브(230) 및 증발기(240)를 구비한다.
제습냉방기(100)는 상술한 바와 같이 내부에 제습 냉방통로(2)와 재생통로(3)가 형성되어 있으며, 일측이 제습 냉방통로에 배치되고 타측이 재생통로에 배치되는 제습로터(110)와, 제습 냉방통로(2) 측의 제습로터(110)를 통과하며 습기가 제거된 고온 저습의 공기를 냉각시키는 역할을 하는 냉각기(120)를 구비한다.
아울러, 제습냉방기(100)는 제습 냉방통로(2)의 일측에 형성되어 실외로부터 공기를 제습 냉방통로(2)에 흡기하는 흡기구(141)와, 제습 냉방통로(2)의 타측에 형성되어 응축기(220)를 통과한 공기를 외부로 배출시키는 제1 배출구(142)를 구비한다. 또한, 흡기구(141)와 제1 배출구(142)의 주위 또는 흡기구(141)와 제1 배출구(142)와 일체로 각종 이물질이나 세균을 필터링하는 필터(145, 146)가 더 구비될 수 있다.
다음으로, 제습냉방기(100)는 재생통로(3)의 일측에 형성되어 실외로부터 공기를 급기하는 급기구(143)와, 재생통로(3)의 타측에 형성되어 제습로터(110)를 통과한 공기를 외부로 배출시키는 제2 배출구(144)를 구비한다. 또한, 급기구(143)와 제2 배출구(144)의 주위 또는 급기구(143)와 제2 배출구(144)와 일체로 각종 이물질이나 세균을 필터링하는 필터(147, 148)가 더 구비될 수 있다.
또한, 제습냉방기(100)는 제습로터(110)와 급기구(143) 사이에 가열장치(130)를 더 구비할 수 있으며, 가열장치(130)는 재생통로(3)의 급기구(143)로 흡입되는 공기를 제습로터(110)의 재생에 소요되는 온도까지 가열하는 역할을 수행한다. 이러한 가열장치(130)는 전기에 의해 가열되는 히팅 코일이나 온수 열교환기 등 다양한 가열장치(130)가 사용될 수 있다.
여기에서, 가열장치(130)로 온수 열교환기를 사용할 경우, 온수를 제공하기 위하여, 각종 발전시설이나 산업시설에서 쓰고 남은 폐열을 이용할 수 있다. 특히 열 부하보다 냉방 부하가 월등히 높은 여름철에 폐열을 이용하여 온수 열교환기에 온수를 공급하게 되면, 결과적으로 폐기되는 열 에너지를 냉방에 이용하게 되어 국가적으로 에너지 사용 효율을 극대화할 수 있다. 이밖에, 태양열이나 지열 또는 가스를 열원으로 이용하여 온수를 공급할 수도 있다.
제습로터(110)는 바람직하게는 세라믹 종이로 구성된 허니컴 형상의 다공구조로 형성되며, 세라믹 종이 표면에 실라카겔과 같은 제습제가 안정적으로 코팅되어 있다. 또한, 제습로터(110)는 제습 냉방통로(2)와 재생통로(3)를 나누는 격벽(4) 부근에 설치되는 회전축(115)에 의해 회전할 수 있는데, 회전축(115)에 의해 회전하는 제습로터(110)의 일부분이 제습 냉방통로(2)를 통과하는 동안에는 흡기구(141)를 통해 유입되는 공기 중의 수증기를 흡수하는 제습 기능을 수행한다.
한편, 제습 냉방통로(2)를 통과하는 제습로터(110)의 일부분을 제외한 제습로터(110)의 다른 부분은 재생통로(3)를 통과하는 동안 급기구(143)를 통해 유입되어 가열장치(130)를 지나며 가열된 공기에 의해 재생되고, 다시 회전축(115)의 회전에 의해 제습 냉방통로(2)로 진입하여 제습 기능을 지속적으로 수행한다.
냉각기(120)는 제습로터(110)를 통과한 고온 저습의 공기를 냉각시키는 역할을 하는 장치로, 바람직하게는 현열로터(미도시)나 재생 증발식 냉각기(미도시)가 사용될 수 있으나, 일 실시예의 냉각기(120)는 이에 한정되는 것은 아니며 제습로터(110)를 통과한 고온 저습의 공기를 냉각시키는 역할을 하는 그 어떤 장치가 사용되어도 무방하다.
여기에서, 현열로터(미도시)는 외부 공기와의 현열 교환을 통해 현열로터(미도시)를 지나는 공기를 냉각시키는 장치이며, 재생 증발식 냉각기(미도시)는 제습로터(110)를 통과한 고온 건조한 공기를 통과시키는 건채널과 건채널을 통과한 공기 중 일부를 건채널과 구분되는 습채널로 회수하고, 고온 건조한 공기가 지나는 습채널에서는 물을 증발시킴으로써 건채널을 통과하는 공기를 냉각하는 장치이다. 현열로터(미도시)와 재생 증발식 냉각기(미도시)는 이미 공지된 기술이므로 여기에서는 더 자세한 설명은 생략하도록 한다.
증기압축식 냉방기(200)는 기존의 전기 에어컨과 동일한 구성으로, 냉매를 압축하는 압축기(210)와, 압축기(210)에 의해 압축된 냉매를 응축하는 응축기(220)와, 응축기(220)에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(230)와, 팽창밸브(230)에 의해 팽창된 냉매를 증발시킨 후 다시 압축기(210)로 냉매를 전달하되, 냉매의 증발잠열을 이용하여 공조공간에 냉방을 공급하는 증발기(240)를 구비한다.
이때, 제습냉방기(100)의 내측에 배치되는 응축기(220)와, 제습냉방기(100)의 외측의 별개의 공간에 배치되는 증발기(240)는 서로 냉매관(250)을 통해 연결될 수 있다. 이러한 냉매관(250)의 구성으로 인해, 증기압축식 냉방기(200)는 제습냉방기(100)로부터 독립된 냉방 싸이클을 이루며, 냉매가 냉매관(250)을 따라 압축기(210), 응축기(220), 팽창밸브(230)와 증발기(240)를 순환하며 공조공간(5)에 냉방을 공급한다.
여기에서, 증기압축식 냉방기(200)의 응축기(220)는 제습로터(110)와 냉각기(120)를 차례대로 통과하며 제습 및 냉각된 저온 저습한 공기에 의해 냉각되도록 제습냉방기(100)의 제습 냉방통로(2) 내에서 냉각기(120)의 하류 측에 배치될 수 있다. 하지만 일 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 배출구(142)를 통해 제습 냉방통로(2)에서 토출되는 냉각된 공기가 응축기(220)에 전달될 수 있도록, 제습 냉방통로(2)와 응축기(220)를 별도의 배관(미도시)으로 연결하여 응축기(220)가 냉각기(120)를 지나며 냉각된 공기에 의해 냉각되도록 할 수도 있다.
또한, 응축기(220)는 증발수 분사기(225)를 더 구비할 수 있다. 도 2를 참조하면, 증발수 분사기(225)는 응축기(220)의 상부에 설치되어 물을 응축기(220)에 뿌려주는 역할을 수행한다. 응축기(220)의 표면에 뿌려진 물은 냉각기(120)를 통과한 저온 저습의 공기에 의해 증발하는데, 이때 물은 냉매관(250)을 흐르는 냉매의 열을 빼앗아 증발하게 되고, 이는 결과적으로 냉매의 냉방 효과를 더욱 더 증대시키게 된다. 한편, 냉각기(120)로부터 응축기(220)로 전달된 공기는 응축기(220)를 통과하면서 증발된 수증기로 인해 가열 가습되며, 응축기(220)를 지나 제1 배출구(142)를 통해 실외로 배기된다.
이때, 증발수 분사기(225)는 응축기(220)의 상부에만 설치되는 것은 아니며, 응축기(220)의 표면에 물을 분사하여 응축기(220)를 증발 냉각시킬 수 있도록 측면이나 하측에도 배치될 수 있음은 물론이다.
또한, 증발기(240)는 제습냉방기(100)의 외측에 별개의 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 증발기(240)는 공조공간(5)에 설치될 수 있다. 즉, 증발기(240)는 압축기(210)와 응축기(220) 및 팽창밸브(230)를 순차적으로 통과한 냉매를 증발시킴으로써 그 증발잠열으로 공조공간(5)에 냉방을 공급하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 도면에는 압축기(210)와 팽창밸브(230)가 제습냉방기(100)의 외측에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 즉, 응축기(220)는 제습냉방기(100)의 제습 냉방통로(2)에, 증발기(240)는 제습냉방기(100)의 외측의 별개의 공간에 설치되는 한, 압축기(210)와 팽창밸브(230)는 제습냉방기(100) 또는 증기압축식 냉방기(200)에 설치될 수 있으며, 뿐만 아니라 제습냉방기(100)와 증기압축식 냉방기(200)와는 별개의 공간에 설치될 수도 있다.
다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 제습냉방기(100)에서 생산되는 냉방으로 증기압축식 냉방기(200)의 응축기(220)를 냉각시킨 경우 그 효과에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 도 1의 냉매관을 순환하는 냉매(R410A)의 P-h 선도를 나타내는 그래프이고, 도 4는 도 1의 응축기의 응축온도 변화에 따른 증기압축식 냉방기의 성적계수(COP)의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 5는 도 1의 제습로터의 재생온도의 변화에 따라 냉방출력 10kW를 공급하기 위해 필요한 소요 풍량을 나타내는 그래프이다.
먼저 도 3을 참조하면, A는 응축기(220)의 응축온도가 30℃일 경우 증기압축식 냉방기(200)의 엔탈피에 따른 압력 변화를 나타낸 그래프이고, B는 응축기(220)의 응축온도가 50℃일 경우 증기압축식 냉방기(200)의 엔탈피에 따른 압력 변화를 나타낸 그래프이다. 여기에서, a와 a'는 냉매가 압축기(210)를 지나면서 압축되는 상태를 나타내고, b와 b'는 압축된 냉매가 응축기(220)를 지나면서 응축되는 상태를 나타내며, c와 c'는 응축된 냉매가 팽창밸브(230)를 거치면서 팽창되는 상태를 나타내고, d와 d'는 팽창된 냉매가 증발기(240)를 지나면서 증발되는 상태를 나타낸다.
여기에서, a와 a'를 참고하여 해당 냉방 싸이클에 필요한 압축기(210)의 소요 동력을 결정할 수 있으며, 증기압축식 냉방기(200)의 냉방 능력은 d와 d'의 길이를 통해 확인할 수 있다. 즉, a'의 길이가 a의 길이보다 길다는 것은, 응축기(220)의 응축온도가 30℃일 때(A)보다 50℃일 때(B) 압축기(210)의 소요 동력이 더 크다는 뜻이며, d의 길이가 d'보다 길다는 것은, 응축기(220)의 응축온도가 30℃일 때(A) 증기압축식 냉방기(200)의 냉방 능력이 응축기(220)의 응축온도가 50℃일 때(B)보다 크다는 것을 의미한다.
따라서, 응축기(220)의 응축온도가 30℃일 경우(A), 응축온도가 50℃일 경우(B)와 비교했을 때 더 적은 압축기(210)의 입력(a)으로 더 많은 냉방 능력(d)을 얻을 수 있다.
더 상세하게 설명하면, 기존의 공랭식 증기압축식 냉방기(미도시)는 일 실시예와 같이 제습냉방기에서 공급되는 냉각 공기가 아닌 실외 공기로 응축기(220)를 냉각시키며, 이때, 실외 공기가 35℃, 40%RH 인 경우 공랭식에 의한 응축기(220)의 응축 온도는 대략 50℃가 된다. 따라서, 응축기(220)의 냉각에 실외 공기를 이용하는 공랭식 증기압축식 냉방기(미도시)의 경우, 도 3의 B와 같은 냉방 싸이클의 형태를 띠게 된다.
한편, 제습냉방기(100)에서 얻어지는 공기의 온도는 실외 공기보다 15~20℃ 낮은 30~35℃ 정도로, 이러한 제습냉방기(100)에서 얻어지는 공기를 이용하여 증기압축식 냉방기(200)의 응축기(220)를 냉각할 경우, 응축기(220)의 응축 온도를 종래의 공랭식 증기압축식 냉방기(미도시)에 비하여 약 20℃ 정도 낮출 수 있다. 아울러, 상술한 바와 같이 응축기(220)에 증발수 분사기(225)를 더 구비하여 응축기(220)에 물을 뿌려 물의 증발잠열을 이용함으로써 응축기(220)의 응축 온도를 더 낮출 수도 있다.
따라서, 제습냉방기(100)에서 얻어지는 공기를 증기압축식 냉방기(200)의 응축기(220)를 냉각하는데 이용하면, 결과적으로 더 작은 압축기 입력으로 더 큰 냉방 출력을 얻을 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 이러한 응축온도 변화에 따라 증기압축식 냉방기(200)의 냉방싸이클 효율, 즉 성적계수(COP)가 어떻게 변화하는지 알아보도록 한다.
도 4를 참조하면, 냉매가 R410A이고, 증발온도 10℃, 과열도 5℃, 과냉도 5℃, 압축기 효율이 0.7이고 응축온도가 50℃인 경우(B), 기존의 공랭식 증기압축식 냉방기(미도시)의 성적계수는 3.8이다. 한편, 일 실시예와 같이 제습냉방기(100)에서 얻어지는 공기를 응축기(220)를 냉각하는데 이용할 경우(A), 예를 들어 응축온도가 30℃인 경우에는 증기압축식 냉방기(200)의 성적계수는 8.8로, 기존의 공랭식 증기압축식 냉방기(미도시)의 성적계수인 3.8보다 두 배 이상 증가함을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 제습로터(110)의 재생온도의 변화에 따라 냉방출력 10kW를 공급하기 위한 소요 풍량의 변화를 간략히 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, C는 일 실시예의 제습냉방 시스템(1)으로 냉방을 공급하는 경우를 나타내며, D는 기존의 하이브리드 제습 냉방 시스템(미도시)로 냉방을 공급하는 경우를 나타낸다. C와 D 두 경우 모두 제습로터(110)의 재생온도가 높아질수록 소요 풍량이 감소하는 것을 확인할 수 있으나, 특히 C의 경우, 즉 일 실시예에 의한 제습냉방 시스템(1)이 기존의 하이브리드 제습 냉방 시스템(미도시)보다 소요 풍량이 절반 정도인 것을 알 수 있다.
이는, 상술한 바와 같이 일 실시예의 경우 제습냉방기(100)의 출구 공기가 응축기(220)의 증발 냉각에 사용됨으로써 냉방 성능이 향상되고, 이에 따라 기존의 하이브리드 제습 냉방 시스템(미도시)보다 적은 소요 풍량으로도 동일한 냉방 출력을 낼 수 있음을 의미한다.
이와 같이 소요 풍량이 적으면, 제습로터(110)와 냉각기(120) 등 제습냉방 시스템(1)의 주요부품의 용량이 작아지며, 이에 따라 소요 동력과 재생열량도 작아진다.
다음으로, 도 6을 참조하여 제습냉방기(100)에서 생산된 공기를 필요에 따라 환기 목적으로 공조공간(5)으로 직접 공급할 수 있는 제습냉방 시스템(10)에 대해 설명하도록 한다. 도 6은 다른 실시예에 관한 제습냉방 시스템(10)을 나타내는 구성도이다.
도 6을 참조하면, 제습냉방기(100)는 제습 냉방통로(2)에 형성되어 공조공간(5)에서 공기를 회수하여 응축기(220) 직전으로 유입시키는 환기 유입구(150)와, 역시 제습 냉방통로(2)에 형성되어 냉각기(120)를 통과한 공기의 일부를 공조공간(5)으로 공급하는 환기 급기구(160)를 더 구비할 수 있다.
이러한 다른 실시예에 관한 제습냉방 시스템(10)은 냉방 운전 중 실내 환기를 위한 신선한 외기를 공조공간(5)에 공급할 수 있는 구조로써, 제습로터(110)와 냉각기(120)를 거쳐 제습, 냉각된 공기의 일부를 공조공간(5)으로 공급하며, 공조공간(5)에서 회수된 공기는 응축기(220) 직전으로 다시 유입되어 응축기(220)를 냉각시키는데 이용된다. 이때, 일반 주택에서 필요한 환기량은 4~5CMM 정도로, 냉방용량이 10kW인 제습냉방 시스템(1)의 공급풍량 12 CMM에 30~40%의 풍량을 추가하여 환기에 이용하면 된다.
상세히, 도 6에 나타나는 다른 실시예에 관한 제습냉방 시스템(10)은 공조공간(5)에 냉방을 공급하면서 동시에 제습냉방기(100)의 큰 장점인 환기, 탈취, 향균 등의 특성을 그대로 활용할 수 있다. 또한 환기 목적으로 소량의 풍량만 공급하면 되므로, 별도의 덕트를 설치할 필요가 없이 이미 공조공간(5)에 설치되어 있는 환기용 덕트를 그대로 활용할 수 있다.
이때, 공조공간(5)으로부터 응축기(220) 직전으로 다시 유입되는 공기는 공조공간(5)으로부터 배기되는 공기로, 제습로터(110)와 냉각기(120)를 거치며 제습 냉각된 공기보다 습구온도가 높을 수 밖에 없다. 하지만 이러한 경우에도, 만약 공조공간(5) 내 공기의 온도가 27℃, 습도가 50%RH인 경우 응축기(220) 입구의 습구온도 상승은 1℃에 불과하여 제습냉방 시스템(1)의 냉방 출력에 큰 차이는 없다.
이하, 도 7을 참조하여 냉방 운전 이외에 봄, 가을 등 간절기에 에너지 회수 환기장치로 운전할 수 있는 제습냉방 시스템(20)의 구조에 대해 설명하도록 한다. 도 7은 또 다른 실시예에 관한 제습냉방 시스템(20)을 나타내는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 제습냉방기(100)는 재생통로(3)에 형성되어 공조공간(5)에서 공기를 회수하여 급기구(143)와 제습로터(110) 사이로 유입하는 환기전용 유입구(170)와, 제습 냉방통로(2)에 형성되어 제습로터(110)를 통과한 공기를 공조공간(5)으로 공급하는 환기전용 급기구(180)를 더 구비할 수 있다.
이러한 또 다른 실시예에 관한 제습냉방 시스템(20)은 냉방이 필요하지 않을 경우 환기전용으로 운전되는 경우로써, 이러한 경우 제습냉방기(100)의 냉각기(120)와, 가열장치(130), 그리고 증기압축식 냉방기(200)의 응축기(220)는 운전되지 않으며, 제습로터(110)는 제습 기능을 수행하지 않고 전열교환기로 운전된다.
이때, 환기운전은 다음과 같이 수행된다. 먼저, 공조공간(5)으로부터 회수된 공기는 환기전용 유입구(170)로 유입되어 재생통로(3)를 따라 제습로터(110)에 지나며 공기의 현열과 잠열을 제습로터(110)에 전달한다. 다음으로, 이렇게 공조공간(5)에서 회수된 공기로부터 제습로터(110)에 전달된 현열과 잠열은, 제습로터(110)의 회전에 따라 흡기구(141)로 유입되어 제습 냉방통로(2)를 지나는 외부 공기에 전달되고, 현열과 잠열을 전달받은 이러한 외부 공기는 환기전용 급기구(180)를 거쳐 다시 공조공간(5)에 유입된다.
상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
1, 10, 20: 제습냉방 시스템 144: 제2 배출구
2: 제습 냉방통로 145, 146, 147, 148: 필터
3: 재생통로 150: 환기 유입구
4: 격벽 160: 환기 급기구
5: 공조공간 170: 환기전용 유입구
100: 제습냉방기 180: 환기전용 급기구
110: 제습로터 200: 증기압축식 냉방기
115: 회전축 210: 압축기
120: 냉각기 220: 응축기
130: 가열장치 225: 증발수 분사기
141: 흡기구 230: 팽창밸브
142: 제1 배출구 240: 증발기
143: 급기구

Claims (14)

  1. 공기가 통과하는 제습 냉방통로와, 일측이 상기 제습 냉방통로에 배치되어 공기를 통과시키며 공기의 습기를 제거하는 제습로터와, 상기 제습 냉방통로에서 상기 제습로터의 하류 측에 배치되어 상기 제습로터를 통과하며 제습된 고온 저습의 공기를 냉각시키는 냉각기를 구비하는 제습냉방기; 및
    냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 제습 냉방통로에서 상기 냉각기의 하류 측에 배치되어 상기 제습로터 및 상기 냉각기를 차례대로 통과하며 제습 및 냉각된 공기에 의해 냉각되도록 배치되어 내부에 흐르는 냉매를 응축하는 응축기와, 상기 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시킨 후 상기 압축기로 냉매를 전달하되, 냉매의 증발잠열을 이용하여 공조공간에 냉방을 공급하는 증발기를 구비하는 증기압축식 냉방기;를 구비하고,
    상기 증발기는 상기 제습냉방기의 외측의 별개의 공간에 배치되고,
    상기 증기압축식 냉방기는, 상기 제습냉방기의 내측에 배치되는 상기 응축기와 상기 제습냉방기의 외측의 별개의 공간에 배치되는 상기 증발기를 연결하는 냉매관을 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제습냉방기는 공기가 통과하는 재생통로를 더 구비하고, 상기 제습로터의 일측은 상기 제습 냉방통로에 배치되고 상기 제습로터의 타측은 상기 재생통로에 배치되며, 상기 제습로터는 상기 제습 냉방통로와 상기 재생통로를 가로지르는 방향으로 회전시키는 회전축을 구비하여 상기 제습로터가 상기 회전축에 의해 회전함으로써 상기 제습 냉방통로와 상기 재생통로에 위치하는 상기 제습로터의 상기 일측과 상기 타측이 변경되는, 제습냉방 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 응축기에 증발수를 분사하는 증발수 분사기를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제습냉방기는,
    상기 제습 냉방통로의 일측에 형성되어 실외로부터 공기를 상기 제습 냉방통로에 흡기하는 흡기구와, 상기 제습 냉방통로의 타측에 형성되어 상기 응축기를 통과한 공기를 외부로 배출시키는 제1 배출구와, 상기 흡기구와 상기 제1 배출구 중 적어도 하나에 각종 이물질이나 세균을 필터링하는 필터를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제습냉방기는,
    상기 재생통로의 일측에 형성되어 실외로부터 상기 공기를 급기하는 급기구와, 상기 재생통로의 타측에 형성되어 상기 제습로터를 통과한 상기 공기를 외부로 배출시키는 제2 배출구와, 상기 급기구와 상기 제2 배출구 중 적어도 하나에 각종 이물질이나 세균을 필터링하는 필터를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 재생통로 내 상기 제습로터와 상기 흡기구 사이에 배치되어 공기가 상기 제습로터를 통과하기 이전에 공기를 예열하는 가열장치를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각기는 현열로터인, 제습냉방 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각기는 재생 증발식 냉각기인, 제습냉방 시스템.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 가열장치는 전기에 의해 가열되는 히팅 코일인, 제습냉방 시스템.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 가열장치는 온수 열교환기인, 제습냉방 시스템.
  11. 제4 항에 있어서,
    상기 제습냉방기는,
    상기 제습 냉방통로에 형성되어 상기 냉각기를 통과한 공기의 일부를 상기 공조공간으로 공급하는 환기 급기구를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제습냉방기는,
    상기 제습 냉방통로에 형성되어 상기 공조공간에서 공기를 회수하여 상기 냉각기와 상기 응축기 사이로 유입하는 환기 유입구를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  13. 제5 항에 있어서,
    상기 제습냉방기는,
    상기 재생통로에 형성되어 상기 공조공간에서 공기를 회수하여 상기 급기구와 상기 제습로터 사이로 유입하는 환기전용 유입구를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제습냉방기는,
    상기 제습 냉방통로에 형성되어 상기 제습로터를 통과한 공기를 상기 공조공간으로 공급하는 환기전용 급기구를 더 구비하는, 제습냉방 시스템.
KR1020160091445A 2016-07-19 2016-07-19 제습냉방 시스템 KR101794730B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160091445A KR101794730B1 (ko) 2016-07-19 2016-07-19 제습냉방 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160091445A KR101794730B1 (ko) 2016-07-19 2016-07-19 제습냉방 시스템

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140069581A Division KR20150141064A (ko) 2014-06-09 2014-06-09 제습냉방 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160088846A true KR20160088846A (ko) 2016-07-26
KR101794730B1 KR101794730B1 (ko) 2017-11-08

Family

ID=56680991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160091445A KR101794730B1 (ko) 2016-07-19 2016-07-19 제습냉방 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101794730B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190024268A (ko) * 2017-08-31 2019-03-08 주식회사 경동나비엔 공기조화기
US10876749B2 (en) 2017-08-31 2020-12-29 Kyungdong Navien Co., Ltd. Air conditioner and controlling method thereof
KR20220082147A (ko) * 2020-12-09 2022-06-17 한국에너지기술연구원 태양열과 공기열을 이용하는 제습, 환기 및 냉난방 시스템 및 이의 운전방법
KR102621570B1 (ko) 2023-05-09 2024-01-05 주식회사 지헨이앤씨 항온 항습 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100357285B1 (ko) * 2000-04-28 2002-10-18 주식회사 한국테크노 폐열 회수식 냉방장치에 적합한 가습 겸용 냉난방 장치
JP2008111631A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Fuji Electric Retail Systems Co Ltd 除湿空調装置
KR100947616B1 (ko) * 2008-05-22 2010-03-15 엘지전자 주식회사 공기조화기
JP4827906B2 (ja) * 2008-10-03 2011-11-30 新晃工業株式会社 パージゾーンのない超低露点温度の乾燥空気を供給するデシカント空調機。

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190024268A (ko) * 2017-08-31 2019-03-08 주식회사 경동나비엔 공기조화기
US10823435B2 (en) 2017-08-31 2020-11-03 Kyungdong Navien Co., Ltd. Air conditioner
US10876749B2 (en) 2017-08-31 2020-12-29 Kyungdong Navien Co., Ltd. Air conditioner and controlling method thereof
KR20220082147A (ko) * 2020-12-09 2022-06-17 한국에너지기술연구원 태양열과 공기열을 이용하는 제습, 환기 및 냉난방 시스템 및 이의 운전방법
KR102621570B1 (ko) 2023-05-09 2024-01-05 주식회사 지헨이앤씨 항온 항습 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101794730B1 (ko) 2017-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150141064A (ko) 제습냉방 시스템
KR101229676B1 (ko) 하이브리드 냉방 장치
JP5417213B2 (ja) 間接蒸発冷却型外調機システム
KR20110092773A (ko) 하이브리드 냉방 시스템
CN102914011A (zh) 热回收空调机组
US7654101B2 (en) Split-air stream air conditioning with desiccant dehumidification
EP1304529A2 (en) Air conditioner
KR101794730B1 (ko) 제습냉방 시스템
KR20050105130A (ko) 히트펌프를 이용한 절전형 공기조화기
KR101655370B1 (ko) 제습냉방 시스템
KR100357285B1 (ko) 폐열 회수식 냉방장치에 적합한 가습 겸용 냉난방 장치
JP2008111643A (ja) エンジン廃熱利用液体デシカント装置
JP5537832B2 (ja) 外調機および外調システム
KR101420595B1 (ko) 데시칸트 에어컨
US9951963B2 (en) Hybrid heat pump apparatus
KR101573759B1 (ko) 제습 냉방 장치
KR20090121622A (ko) 공기 조화기
CN210425998U (zh) 一种用于污泥烘干的高温热泵机组
CN113154551A (zh) 一种高温热泵热水型低温再生转轮除湿新风系统
KR20090121619A (ko) 공기 조화기
JP2008304113A (ja) 調湿空調システム
KR102152390B1 (ko) 각각의 냉방공간에 설치된 제습 냉방기를 포함하는 건물용 제습냉방 시스템
JP3933264B2 (ja) 除湿空調システム
KR200197787Y1 (ko) 폐열 회수식 냉방장치에 적합한 가습 겸용 냉난방 장치
JP2005127544A (ja) 空調システム

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant