KR20160128241A

KR20160128241A - 저노점 건조실용 저온 재생 데시컨트 제습 시스템

Info

Publication number: KR20160128241A
Application number: KR1020160051424A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 에지마; 카즈히코 카와구시; 신 마츠오
Original assignee: 가부시키가이샤 세이부 기켄
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-11-07
Also published as: KR102475078B1

Abstract

재생 온도가 50도로 낮아도, 저노점의 공기를 공급하는 히트펌프를 이용한 제습 장치를 제공한다.
본 발명은, 제1 제습 로터(1)와 제2 제습 로터(4)를 갖고, 외기를 제1 쿨러(7)에서 냉각제습하여 제1 제습 로터의 흡착존(2)에 통과시키며, 제1 제습 로터의 흡착존(2)을 통과한 공기를 제2 쿨러(8)와 제2 제습 로터의 흡착존(5)을 통과시켜 공급 공기(SA)로서 드라이룸(12)에 공급하고, 드라이룸으로부터의 환기(RA)를 제1 제습 로터의 흡착존(2)을 통과한 공기와 혼합하며, 제2 제습 로터의 흡착존(5)을 통과한 공기의 일부를 분기하고 제2 히터(12)에서 가열하여 제2 제습 로터의 재생존(6)에 통과시키고, 제2 제습 로터의 재생존(6)을 통과한 공기를 제3 히터(14)에서 가열하여 제1 제습 로터의 재생존(3)에 통과시키도록 했다.

Description

저노점 건조실용 저온 재생 데시컨트 제습 시스템{LOW-TEMPERATURE REGENERATIVE DESICCANT DEHUMIDIFICATION SYSTEM FOR LOW DEW POINT DRYING CHAMBER}

본 발명은, 제습 로터 및 히트펌프를 이용하는 것으로서, 재생 온도가 낮아도 노점이 낮은 공기의 공급이 가능한 데시컨트 제습 장치에 관한 것이다.

최근, 리튬전지의 수요가 증대하여, 그에 따라 그 생산도 증대하고 있다. 리튬전지는, 그 원료인 리튬이 공기 중의 습기와 반응하고, 그 반응에 의하여 생산된 리튬전지의 성능이 나빠진다. 이로 인하여, 리튬전지의 생산 라인은, 건조한 상태로 유지할 필요가 있다. 이 건조한 상태로 유지하는 수단으로서, 생산 공장 내를 건조한 질소에 의하여 퍼지하는 수단과, 실리카젤 등의 습기 흡착제를 갖는 제습 로터를 이용한 제습 장치를 이용하는 수단 등이 있다.

리튬전지의 용도가, 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 자동차용으로 확대됨에 따라, 생산 공장의 규모가 커져, 상기의 질소 퍼지에 의한 수단보다 제습 장치를 이용하는 수단이 점차 현실적으로 되어가고 있다.

제습 장치의 경우, 제습 로터의 재생에 고온의 공기를 사용하는 것인데, 그 고온의 공기를 만들기 위한 에너지를 가능한 한 적게 하는 것이 도모되고 있다.

예를 들면 특허문헌 1에 개시된 것은, 건조 공기가 보내지는 드라이룸으로부터의 환기를 제1과 제2 제습 로터의 사이로 되돌아가도록 하고, 제2 제습 로터를 나온 공기의 일부를 가열하여 제1과 제2 제습 로터의 재생존으로 보내도록 하고 있기 때문에, 비교적 저온도인 섭씨 80도(이후, 온도는 모두 "섭씨"로 함)에서 제습 로터의 재생을 행할 수 있어, 에너지 절약 효과가 높은 것이다.

또 특허문헌 2에 개시된 것도, 80도 이하의 재생 온도에서 3단의 데시컨트로터로 초저노점 온도의 건조 공기를 공급하는 데시컨트 공조기(空調機)이며, 히트펌프 회로의 증발기와 응축기를 냉각기와 재생기를 조합하여 사용하여, 에너지 절약 효과를 높이는 것이다.

일본 공개특허공보 2012-250150호 일본 공개특허공보 2012-159272호

상기 특허문헌 1에 개시된 것은, 드라이룸 등의 저습도 공간에 공급하는 공기의 일부를 제습 로터의 재생에 사용하고 있기 때문에, 재생 온도를 낮게 해도 저노점의 공기가 공급 가능하여 에너지 절약 효과를 얻고 있다. 즉 공장 내에는, 무언가를 가열하는 공정이 많이 있고, 그 가열 후의 여열이 온수나 증기나 열풍 배기 상태로 버려지고 있으며, 이와 같은 버려지는 열을 이용함으로써, 에너지 절약 효과가 얻어진다. 그러나, 저온 재생에 이용 가능한 온수, 증기, 배기 등의 여열원이 없으면, 별도 재생 가열용의 열원에 사용하는 에너지가 필요하다.

또, 상기 특허문헌 2에 개시된 것은, 저온 재생으로 초저노점의 건조 공기를 공급하는 데시컨트 공조기로서, 냉각기나 재생기의 보조로서 히트펌프의 증발기와 응축기를 사용하여, 공조기 전체의 에너지 부하를 경감할 수 있도록 하고 있다. 즉, 1대의 냉각기의 하류에 증발기를 보조적으로 배치하고, 3대의 재생기의 상류에 보조적으로 응축기를 배치하여 에너지 절약 효과를 얻고 있다. 그러나, 냉각기와 재생기가 3대 있기 때문에, 본래의 공조기 자체의 소비 에너지가 크고, 이니셜 코스트도 높아진다.

본 발명은 상기 과제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 인터쿨러(제1과 제2 제습 로터의 사이의 냉각기)에 히트펌프의 증발기만을 이용하여, 제습 로터의 재생용 열원으로 하고, 상기 히트펌프의 응축기만을 이용하며, 또한 건조실로의 공급 공기의 온도를 조정하는 애프터 히터에도 응축기만을 이용함으로써, 제습 로터의 재생을 위한 열원을 필요로 하지 않아 에너지를 절약하고 이니셜 코스트가 억제된 제습 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 적어도 재생존과 흡착존의 2개의 존으로 분할된 제1 제습 로터와, 적어도 재생존과 흡착존의 2개의 존으로 분할된 제2 제습 로터를 갖고, 외기를 제1 쿨러에서 냉각제습하여 제1 제습 로터의 흡착존에 통과시키며, 제1 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기를 제2 쿨러에서 냉각하고, 제2 제습 로터의 흡착존을 통과시켜, 제1 히터에서 온도 조절하여 공급 공기로서 공급처에 공급하고, 공급처로부터의 환기를 제1 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기와 혼합하며, 제2 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기의 일부를 분기하여 제2 히터에서 가열하여 제2 제습 로터의 재생존에 통과시키고, 제2 제습 로터의 재생존을 통과한 공기를 제3 히터에서 가열하여 제1 제습 로터의 재생존에 통과시키며, 제1 제습 로터의 재생존을 통과한 공기를 외기로 배기하는 것을 가장 주요한 특징으로 한다.

본 발명의 제습 장치는, 히트펌프의 열원만을 이용하여 제습 로터의 재생을, 상기 특허문헌 1, 2와 같은 저온 재생 제습 장치보다 낮은 온도에서 행하고 있기 때문에, 많은 에너지원을 이용할 수 있어, 정전 등 에너지 인프라에 문제가 발생한 경우에 유연하게 대응이 가능하다. 즉 히트펌프는 압축기의 구동에 전기모터를 이용하는 것뿐만 아니라, 천연가스나 프로판가스를 연료로 하는 내연기관을 이용하는 것이 있으며, 이들 일반적으로 시판되고 있는 설비를 조합함으로써, 에너지 인프라에 문제가 발생해도, 공장을 정지시키는 일이 없다.

즉 공장에서 사용하는 에너지원으로서는, 전기가 아니면 안되는 부분은 전기로 하고, 전기에 한정되지 않고 그 외의 에너지여도 되는 경우는, 전기뿐만 아니라 다종의 에너지원을 사용할 수 있도록 해 두면, 긴급 사태에 유연하게 대응이 가능해진다.

이를 위해서는, 제습 로터의 재생 공기의 온도를 낮출 수 있도록 함으로써, 흡착식의 제습 장치에서 가장 많은 에너지를 필요로 하는 재생 공기의 가열에, 다양한 에너지를 이용할 수 있게 된다.

또, 재생에 필요한 온도가 낮으면, 공장 등에 폐열(廢熱)이 있는 경우, 그것을 이용할 수 있어, 이러한 경우에는 에너지 코스트가 불필요해짐과 함께, 이산화탄소 배출량의 삭감도 가능하다.

공장에서 사용하는 기기의 에너지원은, 전기, 가스 등 가능한 한 다양한 편이, 긴급 시의 대응이 유연하고 바람직하다. 그리고, 재생에 필요한 고온 공기의 온도가 가능한 한 낮은 편이, 공장의 여열을 이용하거나, 태양열을 이용하거나, 에너지원도 다양하게 될 뿐만 아니라, 에너지 절약을 도모하는 것도 가능하다.

또한, 제습 로터의 재생 히터와 공급처에 대한 온도 조절용 애프터 히터에 히트펌프의 응축기만을 사용하고 있기 때문에, 재생 히터의 열원에 다른 에너지원을 필요로 하지 않게 된다. 또, 리튬전지 공장 등의 현장에 설치가 용이한 것이다.

도 1은 제습 장치의 실시예 1을 나타낸 도이다.
도 2는 실시예 1의 냉매 플로를 나타낸 도이다.
도 3은 실시예 1의 다른 냉매 플로를 나타낸 도이다.
도 4는 실시예 1의 또 다른 냉매 플로를 나타낸 도이다.
도 5는 제습 장치의 실시예 2를 나타낸 도이다.
도 6은 실시예 2의 냉매 플로를 나타낸 도이다.
도 7은 도 4의 냉매 플로에서 행한 시험의 제2 제습 로터의 재생존 입구, 출구 공기 온도와 공급 공기 노점 온도의 계시(繼時) 변화를 나타낸 그래프이다.

제습 로터의 재생 공기의 온도를 히트펌프의 열원만을 사용할 수 있도록 낮추어, 에너지 소비량을 저감할 수 있도록 하는 목적을, 적어도 재생존과 흡착존의 2개의 존으로 분할된 제1 제습 로터와, 적어도 재생존과 흡착존의 2개의 존으로 분할된 제2 제습 로터를 갖고, 외기를 제1 쿨러에서 냉각제습하여 제1 제습 로터의 흡착존에 통과시키며, 제1 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기를 제2 쿨러에서 냉각하고,제2 제습 로터의 흡착존을 통과시켜, 제1 히터에서 온도 조절하여 공급 공기로서 공급처에 공급하고, 공급처로부터의 환기를 제1 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기와 혼합하며, 제2 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기의 일부를 분기하여 제2 히터에서 가열하여 제2 제습 로터의 재생존에 통과시키고, 제2 제습 로터의 재생존을 통과한 공기를 제3 히터에서 가열하여 제1 제습 로터의 재생존에 통과시키며, 제1 제습 로터의 재생존을 통과한 공기를 외기에 배기하도록 함으로써, 공급 공기의 노점을 올리지 않고 실현했다.

실시예 1

도 1에 본 발명의 실시예 1의 제습 장치를 나타낸다. 1은 제1 제습 로터이며, 흡착존(2) 및 재생존(3)으로 분할되어 있다. 4는 제2 제습 로터이며, 이것도 흡착존(5) 및 재생존(6)으로 분할되어 있다.

7은 제1 쿨러(프리쿨러)이며, 이 제1 쿨러(7)는 외기(OA)를 냉각제습하는 것이다. 즉 외기의 노점 이하로 공기를 냉각하는 것이다. 제1 쿨러(7)를 통과한 공기는, 제1 블로어(9)에 의하여 제1 제습 로터(1)의 흡착존(2)을 통과한 후, 제2 쿨러(8)(인터쿨러) 및 제2 제습 로터(4)의 흡착존(5)을 통과하고, 또한 제1 히터(10)(애프터 히터)에 의하여 온도가 조정되어, 건조 공기의 공급처인 드라이룸(12)에 공급된다.

드라이룸(12)으로부터의 환기(RA)는, 제1 제습 로터(1)의 흡착존(2)을 통과한 공기와 혼합되어, 제2 쿨러(8)를 통과 후, 제1 블로어(9)의 흡입측으로 유도된다. 즉 제1 블로어(9)의 흡입측에는 제1 제습 로터(1)의 흡착존(2)을 통과한 공기와, 드라이룸(12)으로부터의 환기(RA)가 유도된다.

제2 제습 로터(4)의 흡착존(5)을 나온 공기의 일부는 분기되고, 제2 히터(13)(후단(後段) 재생 히터)에 의하여 가열되어, 제2 제습 로터(4)의 재생존(6)으로 유도된다. 제2 제습 로터(4)의 재생존(6)을 나온 공기는, 제3 히터(14)(전단(前段) 재생 히터)에서 가열되어, 제1 제습 로터(1)의 재생존(3)으로 유도된다. 재생존(3)을 나온 공기는 제2 블로어(15)에 의하여, 배기(EA)로서 대기에 방출된다.

도 2에 실시예 1의 냉매 플로를 나타낸다. 본 실시예의 히트펌프 회로는, 압축기(16)와 제2 쿨러(8)에 이용하는 증발기와 제1부터 제3 히터(10, 13, 14) 및 방열용 응축기(17)에 이용하는 4개의 응축기로 구성된다. 압축기(16)로부터 나오는 가스화된 냉매는, 먼저 병렬의 제1 히터(10)의 응축기, 제2 히터(13)의 응축기, 제3 히터(14)의 응축기에 분기되어, 전기 제어 밸브 등의 전동 밸브(11)에서 냉매 유량이 조정되고, 제1 히터(10)에서 정밀도 좋게 드라이룸(12)에 대한 공급 공기(SA)의 온도 조정이 이루어지며, 제2 히터(13) 및 제3 히터(14)에서 제1 및 제2 제습 로터(1, 4)의 재생 공기가 가열되고, 합류하여 방열용 응축기(17)에 공급되며, 잉여의 열이 방열된다. 냉매 유량 조정용의 압력 조정 밸브(19)는, 제3 히터(14)의 입구측에 마련되어 있지만, 제2 히터(13)의 입구측에 마련되어도 되고, 양쪽 모두에 마련되어도 된다. 그 후, 액화된 냉매는 팽창 밸브(18)에서 감압 팽창되고, 제2 쿨러(8)에 이용하는 증발기에 공급되어 처리 공기를 냉각하며, 압축기(16)로 되돌아와 순환계를 형성한다.

또한, 방열용 응축기(17)의 팬(22)의 회전수는, 병렬로 배치된 3개의 응축기로부터 나온 냉매의 평균온도나 압력 등으로 제어하는 것이 통상이지만, 본 발명에서는, 압축기(16)를 나온 냉매의 압력을 압력 센서(20)로 계측하고, 그 출력값에 따라 컨트롤러(23)를 이용하여 인버터(21)에서 제어된다. 이 제어는, 각 히터(10, 13, 14)가 발생하는 열이 소정값 이상이 되었을 때에, 냉매의 온도를 더 낮추도록 하는 것이며, 온도 제어이므로 방열용 응축기(17)를 냉각한 토출 공기의 온도를 측정하여, 온도가 소정값보다 높아지면 팬(22)의 회전수를 올리는 것과 같은 제어를 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 본 발명의 경우에는, 드라이룸(12) 내의 공기 조건을 일정하게 하려는 목적이 있으며, 이로 인하여 제1 히터(10)에 흐르는 냉매의 유량을 제어하도록 하고 있다. 따라서, 방열용 응축기(17)의 방열량의 제어이더라도, 압력 센서(20)에 의하여 냉매의 압력을 검출하고, 그에 따라 팬(22)의 능력을 제어하는 편이, 반응이 빨라진다. 또 냉매의 압력이 낮아져, 팬(22)이 정지하여 무풍상태가 되어도 방열용 응축기(17)로부터의 자연 방열에 의하여 냉매 온도가 지나치게 저하되는 경우는, 방열용 응축기(17)를 냉매가 흐르지 않도록, 응축기의 입구측과 출구측의 DE 간에 바이패스로를 마련하여 방열 면적을 줄이도록 해도 된다.

이상의 구성의 본 발명의 제습 장치의 동작을 이하에 설명한다. 외기(OA)는, 제1 쿨러(7)에 의하여 냉각제습된다. 예를 들면 외기(OA)의 공기 조건이 일본의 여름 조건을 상정하여, 온도 35도, 절대 습도 21.43g/kg이었을 경우, 실험의 결과, 제1 쿨러(7)에 의하여 온도가 7도까지 냉각되고, 결로에 의하여 절대 습도가 5.90g/kg까지 낮아진다.

이 공기는 제1 블로어(9)에 의하여, 제1 제습 로터(1)의 흡착존(2)을 통과하고, 습기가 흡착되어 절대 습도 0.981g/kg의 건조 공기가 된다. 이 건조 공기는 드라이룸(12)으로부터의 환기(RA)와 혼합되고, 히트펌프의 증발기에 의한 제2 쿨러(8)에 의하여 냉각된다. 드라이룸(12)으로부터의 환기(RA)의 절대 습도는 0.079g/kg이며, 상기한 바와 같이 흡착존(2)을 나온 공기와 혼합된다. 그리고, 혼합 후 제2 쿨러(8)를 통과하여, 제1 블로어(9)를 나온 공기의 온도는 13.0도이며, 절대 습도는 0.266g/kg가 된다.

제1 블로어(9)를 나온 공기는, 제2 제습 로터(4)의 흡착존(5)을 통과하고 습기가 흡착되어, 건조한 저노점 공기가 된다. 이 저노점 공기는, 온도 14.6도, 절대 습도 0.024g/kg이며, 노점은 -50도였다. 이 저노점 공기는 제1 히터(10)에 의하여 온도 조절되고, 온도가 23.0도가 되어 드라이룸(12)에 공급 공기(SA)로서 공급된다. 또한, 제2 제습 로터(4)의 흡착존(5)을 통과한 공기의 온도는, 항상 드라이룸(12)의 실내 공기 온도보다 충분히 낮기 때문에, 재냉각을 위한 증발기 등의 냉각 장치는 필요로 하지 않는다.

제2 제습 로터(4)의 흡착존(5)을 통과한 공기의 일부는 분기되고, 히트펌프의 응축기에 의한 제2 히터(13)에 의하여 온도가 50도까지 가열되어 제2 제(4)의 재생존(6)에 들어간다. 이 가열 공기에 의하여 제2 제습 로터(4)에 흡착된 습기가 탈착된다. 재생존(6)을 통과한 공기는, 탈착열에 의하여 온도가 40.4도까지 낮아지고, 절대 습도 1.48g/kg까지 습도가 상승한다.

제2 제습 로터(4)의 재생존(6)을 통과하여 습도가 상승한 공기는, 히트펌프의 응축기에 의한 제3 히터(14)에 의하여 온도가 50도가 될 때까지 가열된다. 이 온도가 상승한 공기가 제1 제습 로터(1)의 재생존(3)을 통과하고, 통과에 따라 제1 제습 로터(1)에 흡착된 습기가 탈착된다. 이 탈착 후의 다습 공기는 제2 블로어(15)에 의하여, 제습 장치 외로 배기(EA)로서 방출된다.

상기의 일련의 동작 설명에서 명확한 바와 같이, 제1 제습 로터(1)의 재생 공기의 온도, 제2 제습 로터(4)의 재생 공기의 온도는 양쪽 모두 50도이다. 이 50도의 재생 공기에서, 최종적인 공급 공기(SA)의 노점은 -50도였다. 이 노점은, 예를 들면 리튬전지의 생산 공장의 공기로서 충분한 노점이다.

도 3에 실시예 1의 다른 냉매 플로를 나타낸다. 또한, 제습 장치의 기기 구성은, 도 1의 실시예 1과 동일하다. 도 3의 실시예의 히트펌프 회로는, 압축기(16)와 제2 쿨러(8)에 이용하는 증발기와 제1부터 제3 히터(10, 13, 14) 및 방열용 응축기(17)에 이용하는 4개의 응축기로 구성되는 것은 도 2의 냉매 플로와 동일하지만, 제1 및 제2 제습 로터(1, 4)의 재생에 이용하는 제2 히터(13) 및 제3 히터(14)를 병렬이 아닌, 직렬로 설치하고 있다. 전단의 제습 로터(1)의 재생 온도와 비교하여, 후단의 제습 로터(4)의 재생 온도가 높은 것이 중요하기 때문에, 본 실시예에서는 제2 히터(13)를 상류측으로 했지만, 제3 히터(14)를 상류측으로 해도 된다. 도 3에 파선으로 나타낸 바와 같이 AB 간, BC 간, AC 간에 냉매용 바이패스로를 단독 혹은 복수 마련하여, 재생 온도를 조정하도록 해도 된다. 본 발명에서는, 방열용 응축기(17)의 팬(22)의 회전수를 인버터(21)에서 제어하도록 했지만, 인버터에 한정되는 것은 아니고, 팬을 임의의 회전수로 가변속할 수 있는 것이라면 다른 장치를 이용해도 된다.

도 4에 실시예 1의 또 다른 냉매 플로를 나타낸다. 또한, 제습 장치의 기기 구성은, 도 1의 실시예 1과 동일하다. 도 4의 실시예의 히트펌프 회로는, 압축기(16)와 제2 쿨러(8)에 이용하는 증발기와 제1부터 제3 히터(10, 13, 14) 및 방열용 응축기(17)에 이용하는 4개의 응축기로 구성되는 것은 도 2의 냉매 플로와 동일하지만, 제1 및 제2 제습 로터(1, 4)의 재생에 이용하는 제2 히터(13) 및 제3 히터(14)를 병렬이 아닌, 직렬로 설치하고, 제3 히터(14)와 제1 히터(10)를 병렬로 설치하고 있다. 전단의 제습 로터(1)의 재생 온도와 비교하여, 후단의 제습 로터(4)의 재생 온도가 높은 것이 중요하기 때문에, 본 실시예에서는 제2 히터(13)를 상류측으로 했다. 이 냉매 플로로 함으로써, 제2 히터(13)의 출구에서의 재생 공기 온도를, 도 2나 도 3의 냉매 플로의 것보다, 보다 고온으로 하는 것이 가능해져, 드라이룸(12)에 대한 공급 공기 노점 온도도 낮출 수 있었다. 또, 재생 공기 온도가 높아짐으로써, 제2 제습 로터(4)의 재생존(6)을 통과한 공기의 온도도 높아져, 경우에 따라서는, 제3 히터(14)의 부하를 저감하거나 또는 없애는 것도 가능해졌다. 이 경우, 제3 히터(14)의 냉매 플로 상류측에 전기 제어 밸브(도시하지 않음) 등을 설치하고 냉매 유량을 조정하여, 제1 히터(10)에 냉매가 지나치게 흘러, 공급 공기(SA)의 온도가 지나치게 오르지 않도록, FG 간에 바이패스로를 마련한다.

실시예 2

도 5에 본 발명의 실시예 2의 제습 장치를 나타낸다. 또한, 제습 장치의 기기 구성은, 도 1의 실시예 1과 동일하다. 또, 도 6에 실시예 2의 냉매 플로를 나타낸다. 도 6의 실시예의 히트펌프 회로는, 압축기(16)와 제2 쿨러(8)에 이용하는 증발기와 제1부터 제3 히터(10, 13, 14) 및 방열용 응축기(17)에 이용하는 4개의 응축기로 구성되는 것은 도 2의 냉매 플로와 동일하지만, 제1 쿨러(7)에 이용하는 증발기를 제2 쿨러(8)에 이용하는 증발기와 병렬로 설치하고 있다. 또, 겨울철과 같이 외기 부하가 낮아 냉매 압력 저하에 의하여 운전이 불안정하게 되는 대책으로서, 안정된 냉매 플로의 운전이 가능하도록, 응축기 입구측으로부터 제1 쿨러(7)의 증발기 입구측의 HI 간에 핫가스 회로(히트펌프 회로의 용량 조정으로서 압축기의 뜨거운 토출가스를 직접 냉각기의 배관으로 유도하는 회로)를 마련하고, 유사 부하를 가하여 압력 저하를 피할 수 있도록 했다. 또, 도 5에 있는 바와 같이, 배기(EA)로부터 외기(OA)로의 순환로를 마련하고, 댐퍼(25, 26)를 사용하여 배기(EA)의 일부 또는 전량을 제1 쿨러(7)의 앞으로 되돌리도록 했다. 또한, 실시예 2는, 도 6의 냉매 플로에 한정되는 것은 아니고, 도 3이나 도 4와 같은 냉매 플로에, 도 6과 같은 제1 쿨러(7)의 냉매 유로를 제2 쿨러(8)의 냉매 유로와 병렬로 장착한 구성으로 해도 된다. 단, 도 4의 냉매 플로를 이용하는 경우는, 병렬로 설치한 제3 히터(14)와 제1 히터(10)의 응축기 입구측으로부터 제1 쿨러(7)의 증발기 입구측에 핫가스 회로를 마련한다.

상기 실시예 1, 2에서는, 흡착존과 재생존으로 2분할한 제습 로터를 사용했지만, 제습 로터의 회전 방향에 대하여, 흡착존, 재생존의 뒤에 퍼지존을 마련한 3분할한 제습 로터를 사용하고, 로터를 통과하기 전 혹은 통과한 후의 공기를 퍼지존을 통과시켜, 재생존을 통과시키기 전의 재생 공기에 혼합하도록 해도 된다. 또, 3분할 이상으로 분할한 제습 로터를 이용한 플로로 해도 된다.

실시예 2의 제습 장치에 있어서, 도 4의 냉매 플로에서, 제1 제습 로터(1)에 직경 550mm, 폭 200mm의 로터, 제2 제습 로터(4)에 직경 770mm, 폭 200mm의 로터를 이용하여, 냉매 R410A를 사용한 시험을 행한바, 제2 히터(13)의 출구에서의 재생 공기의 온도가 90도까지 높아지고, 드라이룸(12)에 대한 공급 공기(SA)의 노점이 -90도가 되었다. 도 7의 그래프에, 이 시험에 있어서의 제2 제습 로터(4)의 재생존(6) 입구 공기 온도 및 출구 공기 온도와 공급 공기(SA)의 노점 온도의 계시 변화를 나타낸다. 이 그래프로부터 재생존(6) 출구 공기 온도가 60도를 초과하고 있으며, 제1 제습 로터(1)를 재생하는 데에 충분한 온도가 되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 이번 시험에서는, 제3 히터(14)의 냉매 플로 상류측에 마련한 전기 제어 밸브를 폐쇄하여 냉매가 흐르지 않도록 하고, 전동 밸브(11)와 FG 간의 바이패스로를 사용하여 제1 히터(10)에 흐르는 냉매량을 조정함으로써, 공급 공기(SA)의 온도 조정을 행했다. 이와 같이, 쿨러에 히트펌프의 증발기만을 이용하고, 히터에 히트펌프의 응축기만을 이용함으로써, 공급 공기(SA)의 노점 온도 -90도를 달성할 수 있기 때문에, 다른 열원을 필요로 하지 않아 에너지를 절약하고 이니셜 코스트가 억제된 초저노점 제습 장치로 할 수 있었다.

본 발명에서는 열원의 온도가 낮기 때문에, 제습 장치를 구성하는 재료로서 내열성이 높은 것은 필요하지 않고, 재료의 입수가 용이하며 저가인 것을 이용할 수 있다는 효과가 있다.

저노점의 공기를 공급할 수 있어, 리튬전지 공장이나, 제약 공정에도 적용할 수 있다.

1 제1 제습 로터
2 흡착존
3 재생존
4 제2 제습 로터
5 흡착존
6 재생존
7 제1 쿨러(프리쿨러)
8 제2 쿨러(인터쿨러)
9 제1 블로어
10 제1 히터(애프터 히터)
11 전동 밸브
12 드라이룸
13 제2 히터(후단 재생 히터)
14 제3 히터(전단 재생 히터)
15 제2 블로어
16 압축기
17 방열용 응축기
18, 24 팽창 밸브
19, 27 압력 조정 밸브
20 압력 센서
21 인버터
22 팬
23 컨트롤러
25, 26 댐퍼

Claims

적어도 재생존과 흡착존의 2개의 존으로 분할된 제1 제습 로터와, 적어도 재생존과 흡착존의 2개의 존으로 분할된 제2 제습 로터를 갖고, 외기를 제1 쿨러에서 냉각제습하여 상기 제1 제습 로터의 흡착존에 통과시키며, 상기 제1 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기를 히트펌프의 증발기를 이용한 제2 쿨러에서 냉각하고, 상기 제2 제습 로터의 흡착존을 통과시켜, 상기 히트펌프의 응축기를 이용한 제1 히터에서 온도 조절하여 공급 공기로서 공급처에 공급하며, 상기 공급처로부터의 환기를 상기 제1 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기와 혼합하고, 상기 제2 제습 로터의 흡착존을 통과한 공기의 일부를 분기하며, 상기 히트펌프의 응축기를 이용한 제2 히터에서 가열하여 제2 제습 로터의 재생존에 통과시키고, 상기 제2 제습 로터의 재생존을 통과한 공기를 상기 히트펌프의 응축기를 이용한 제3 히터에서 가열하여 상기 제1 제습 로터의 재생존에 통과시키도록 한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 히터, 제2 히터, 제3 히터인 응축기의 냉매 유로를 병렬로 한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 히터와 제3 히터인 응축기의 냉매 유로를 직렬로 한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 히터인 응축기와, 병렬로 설치된 상기 제1 히터와 제3 히터인 응축기의 냉매 유로를, 직렬로 한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 쿨러인 증발기와 상기 제1 쿨러인 증발기의 냉매 유로를 병렬로 한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 히터, 제2 히터, 제3 히터인 응축기 입구와 상기 제1 쿨러인 증발기 입구의 사이에 핫가스 회로를 마련한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 쿨러인 증발기와 상기 제1 쿨러인 증발기의 냉매 유로를 병렬로 하고, 상기 제2 히터인 응축기의 냉매 유로와, 병렬로 된 상기 제1 히터와 제3 히터인 응축기의 냉매 유로를, 직렬로 하며, 상기 병렬로 된 상기 제1 히터와 제3 히터인 응축기 입구와 상기 제1 쿨러인 증발기 입구의 사이에 핫가스 회로를 마련한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
배기(EA)의 출구와 외기(OA)의 입구의 사이에 순환로를 마련하여, 배기(EA)의 일부 또는 전량을 상기 제1 쿨러의 증발기 입구에 되돌리도록 하는 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 히터의 온도 조절 기구로서, 응축기의 입구측에 공급처의 온도에 따라 냉매의 유량을 변경하는 유량 조절 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 히터, 제2 히터, 제3 히터의 응축기의 하류측에 방열용 응축기를 설치하고, 상기 히트펌프의 압축기 출구의 냉매 압력을 계측하는 압력 검출 장치를 마련하여, 상기 압력 검출 장치로부터의 신호로, 상기 방열용 응축기의 팬의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 제습 장치.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방열용 응축기의 팬 회전수를 제어하는 장치가 인버터인 것을 특징으로 하는 제습 장치.