KR20170006006A - 제습 시스템 - Google Patents

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KR20170006006A
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Abstract

본 발명은, 다공성 분리막 필터를 이용하여 실내 공기의 물 분자를 실외 공기로 이동시킴으로써, 동력 소모나 응축 발열 없이 실내 공기의 제습을 이루어질 수 있으므로 에너지 소비량을 최소화할 수 있다. 또한, 실내로 실외공기의 유입 없이 제습이 가능하기 때문에, 상기 실외 공기에 의한 실내 공기의 온도 영향이 없으며, 상기 실외 공기에 포함된 미세먼지 등의 오염물질의 실내 유입이 방지될 수 있다.

Description

제습 시스템{Dehumidification system}
본 발명은 제습 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 공기를 순환시키면서 보다 효율적으로 제습할 수 있는 제습 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 실내 공기를 제습하는 방법은, 실내 공기를 환기하는 방법과, 제습제를 이용하는 방법과, 압축식 냉방하는 방법이 있다. 상기 실내 공기를 환기하는 방법은, 실내 공기 중 일부를 재순환시키고 실외 공기와 혼합하여 실내로 공급하는 방식이나, 재순환되는 공기의 수분 함량이 높으므로 실내 공기의 습도를 낮추는 데 한계가 있다.
상기 제습제를 이용하는 방법은, 수분을 흡착하는 실리카겔 등의 흡습제를 이용하는 방식으로 공기 중의 습기를 흡수하는 것이며, 이는 밀폐된 공간에서 비교적 소량의 수분을 제거할 수 있는 한계가 있다. 또한, 기존 제습제나 친수성 코팅막에 의한 제습은 필수적으로 응축과정의 상변화를 수반하므로, 이 때 발생하는 응축 발열 문제가 발생되는 문제점이 있다.
상기 압축식 냉방 방식은, 냉동 사이클을 가동하여 실내 공기 중 습기를 응축시켜 제거함으로써 대용량 제습이 가능하나, 소비 동력이 크게 소요되는 문제점이 있으며, 응축시 발생되는 응축발열의 문제점이 있다.
한국등록특허 10-0761952
본 발명의 목적은, 응축기를 사용하지 않고 에너지 소비량을 최소화하면서도 제습효과를 얻을 수 있는 제습 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 제습 시스템은, 실내 공기를 유입한 후 다시 실내로 순환시키는 실내공기 순환유로와; 실외 공기를 유입한 후 다시 실외로 순환시키는 실외공기 순환유로와; 상기 실내공기 순환유로와 상기 실외공기 순환유로 사이에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기에 포함된 물 분자를 상기 실외공기 순환유로로 통과시키는 다공성 분리막 필터를 포함한다.
본 발명에 다른 측면에 따른 제습 시스템은, 실내 공기를 유입한 후 다시 실내로 순환시키는 실내공기 순환유로와; 실외 공기를 유입한 후 다시 실외로 순환시키는 실외공기 순환유로와; 상기 실내공기 순환유로와 상기 실외공기 순환유로 사이에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기에 포함된 물 분자를 상기 실외공기 순환유로로 통과시키는 다공성 분리막 필터와; 상기 실내공기 순환유로에서 상기 실내 공기를 상기 실내로 배기하는 실내공기 배기구측에 설치된 실내공기 순환팬과; 상기 실외공기 순환유로에서 상기 실외 공기를 상기 실외로 배기하는 실외공기 배기구측에 설치된 실외공기 순환팬과; 상기 실내공기 순환유로에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기의 유량을 제어하는 실내공기 댐퍼와; 상기 실외공기 순환유로에 설치되어, 상기 실외공기 순환유로를 통과하는 실외공기의 유량을 제어하는 실외공기 댐퍼를 포함한다.
본 발명에 또 다른 측면에 따른 제습 시스템은, 실내 공기를 유입한 후 다시 실내로 순환시키는 실내공기 순환유로와; 실외 공기를 유입한 후 다시 실외로 순환시키는 실외공기 순환유로와; 상기 실내공기 순환유로와 상기 실외공기 순환유로 사이에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기에 포함된 물 분자를 상기 실외공기 순환유로로 통과시키는 다공성 분리막 필터와; 상기 실내공기 순환유로에서 상기 실내 공기를 상기 실내로 배기하는 실내공기 배기구측에 설치된 실내공기 순환팬과; 상기 실외공기 순환유로에서 상기 실외 공기를 상기 실외로 배기하는 실외공기 배기구측에 설치된 실외공기 순환팬과; 상기 실내공기 순환유로에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기의 유량을 제어하는 실내공기 댐퍼와; 상기 실외공기 순환유로에 설치되어, 상기 실외공기 순환유로를 통과하는 실외공기의 유량을 제어하는 실외공기 댐퍼와; 상기 실내 공기의 습도를 측정하는 센서와; 상기 센서에서 측정된 습도에 따라 상기 실내공기 댐퍼와 상기 실외공기 댐퍼의 개방도를 제어하고, 상기 실외공기 순환팬의 회전속도는 상기 실내공기 순환팬의 회전속도보다 빠르게 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은, 다공성 분리막 필터를 이용하여 실내 공기의 물 분자를 실외 공기로 이동시킴으로써, 동력 소모나 응축 발열 없이 실내 공기의 제습을 이루어질 수 있으므로 에너지 소비량을 최소화할 수 있다.
또한, 실내로 실외공기의 유입 없이 제습이 가능하기 때문에, 상기 실외 공기에 의한 실내 공기의 온도 영향이 없으며, 상기 실외 공기에 포함된 미세먼지 등의 오염물질의 실내 유입이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제습 시스템이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 제습 시스템의 작동 상태가 도시된 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 다공성 분리막 필터가 확대 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 분리막 필터에서 물 분자가 통과하는 상태가 개략적으로 도시된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제습 시스템이 개략적으로 도시된 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 제습 시스템의 작동 상태가 도시된 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제습 시스템은, 실내공기 순환유로(10), 실외공기 순환유로(20) 및 다공성 분리막 필터(30)를 포함한다.
상기 실내공기 순환유로(10)는, 실내(2)에 있는 실내 공기를 유입한 후 다시 실내로 배기하여 순환시키는 유로이다. 상기 실내공기 순환유로(10)는 상기 실내(2)의 벽 또는 창문에 설치되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 실내 공간의 내부에 설치되는 것도 가능하고, 실외측에 설치되되 상기 실내 공기가 실외로 유출되지 않도록 하는 유로라면 어느 것이나 가능하다. 상기 실내공기 순환유로(10)에는 상기 실내 공기를 송풍하여 순환시키기 위한 실내공기 순환팬(12)과, 상기 실내공기 순환유로(10)를 통과하는 실내 공기의 유량을 제어하는 실내공기 댐퍼(14)가 설치된다.
상기 실내공기 순환팬(12)은, 상기 실내공기 순환유로(10)의 실내공기 배기구측에 설치된다. 상기 실내공기 배기구는, 상기 실내공기 순환유로(10)의 일단에 형성되어 상기 실내 공기를 상기 실내(2)로 배기하기 위한 배기구이다.
상기 실내공기 댐퍼(14)는, 상기 실내공기 순환유로(10)의 실내공기 흡기구측에 설치되어, 상기 실내공기 흡기구를 개폐하거나 개방도가 제어되어 상기 실내(2)로부터 실내 공기의 유입량을 제어할 수 있다.
상기 실외공기 순환유로(20)는, 실외 공기를 유입한 후 다시 실외로 배기하여 순환시키는 유로이다. 상기 실외공기 순환유로(20)는, 상기 실내공기 순환유로(10)와 별도로 형성되어, 상기 실내공기 순환유로(10)를 통과하는 실내공기와 상기 실외공기 순환유로(20)를 통과하는 실외공기가 섞이지 않는다. 본 실시예에서는, 상기 실외공기 순환유로(20)와 상기 실내공기 순환유로(10)는, 상기 다공성 분리막 필터(30)를 사이에 두고 병렬로 배치된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 실외공기 순환유로(20)는, 상기 실외 공기를 송풍하여 순환시키기 위한 실외공기 순환팬(22)과, 상기 실외공기 순환유로(20)를 통과하는 실외 공기의 유량을 제어하는 실외공기 댐퍼(24)가 설치된다.
상기 실외공기 순환팬(22)은, 상기 실외공기 순환유로(20)의 실외공기 배기구측에 설치된다. 상기 실외공기 배기구는, 상기 실외공기 순환유로(20)의 일단에 형성되어 상기 실외 공기를 상기 실외로 배기하기 위한 배기구이다. 상기 실외공기 배기구는, 상기 실내공기 배기구와 반대측에 설치된다. 상기 실외공기 순환팬(22)의 회전속도는 상기 실내공기 순환팬(12)의 회전속도보다 빠르게 설정되어, 상기 실내공기 순환유로(10)내의 압력이 상기 실외공기 순환유로(20)내의 압력보다 높게 유지된다.
상기 실외공기 댐퍼(24)는, 상기 실외공기 순환유로(20)의 실외공기 흡기구측에 설치되어, 상기 실외공기 흡기구를 개폐하거나 개방도가 제어되어 상기 실외로부터 실외 공기의 유입량을 제어할 수 있다.
상기 다공성 분리막 필터(30)는, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 실내공기 순환유로(10)와 상기 실외공기 순환유로(20)사이에 설치된다. 본 실시예에서는, 상기 다공성 분리막 필터(30)에 의해 상기 실내공기 순환유로(10)와 상기 실외공기 순환유로(20)가 구획되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 실내공기 순환유로(10)와 상기 실외공기 순환유로(20)가 별도로 구비되되 연통구가 형성되어 상기 연통구에 상기 다공성 분리막 필터(30)가 설치되는 것도 물론 가능하다. 즉, 상기 다공성 분리막 필터(30)의 일측면은 상기 실내공기 순환유로(10)에 배치되어 상기 실내공기와 접촉되고, 타측면은 상기 실외공기 순환유로(20)에 배치되어 상기 실외공기와 접촉되게 배치된다. 상기 다공성 분리막 필터(30)는, 상기 실내 공기에 포함된 물 분자만을 통과시키는 복수의 홀들(32)이 형성된다. 상기 홀들(32)의 크기는, 상기 실내 공기에 포함된 물 분자보다는 크고, 질소, 산소 및 이산화탄소 분자의 크기보다는 작게 형성된다.
또한, 상기 실내(2)에는 상기 실내 공기의 습도를 측정하는 센서(40)가 설치된다. 본 실시예에서는, 상기 센서(40)가 상기 실내(2)에 설치된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 센서(40)는 상기 실내공기 순환유로(10)에 설치되는 것도 물론 가능하다.
또한, 상기 센서(40)에서 측정된 습도에 따라 상기 실내공기 댐퍼(14)와 상기 실외공기 댐퍼(24)의 개방도를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함한다. 상기 제어부는, 상기 실내공기 순환팬(12)과 상기 실외공기 순환팬(22)의 작동도 제어한다.
본 실시예에서는 상기 센서(40)는 실내 공기의 습도만을 측정하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 실외공기 공기의 습도를 측정하는 센서가 별도로 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 제어부(미도시)는, 상기 실내 공기의 습도와 상기 실외 공기의 습도를 비교하여, 그에 따라 상기 실내공기 댐퍼(14)와 상기 실외공기 댐퍼(24)의 개방도를 제어하는 것도 물론 가능하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 제습 시스템의 작동을 설명하면, 다음과 같다.
먼저, 상기 센서(40)가 실내 공기의 습도를 측정하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 센서(40)에서 측정된 습도를 미리 설정된 기준 습도와 비교한다.
상기 제어부(미도시)는, 상기 센서(40)에서 측정된 습도가 상기 기준 습도 이상이면, 상기 실내(2)의 제습이 필요하다고 판단할 수 있다.
상기 제어부(미도시)는, 상기 실내공기 댐퍼(14)와 상기 실외공기 댐퍼(24)를 모두 개방시킨다. 이 때, 상기 실내공기 댐퍼(14)의 개방도와 상기 실외공기 댐퍼(24)의 개방도는 상기 센서(40)에서 측정된 습도에 따라 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 센서(40)에서 측정된 습도와 상기 기준 습도와의 차이가 클수록 상기 실내공기 댐퍼(14)의 개방도와 상기 실외공기 댐퍼(24)의 개방도를 증가시킬 수 있다. 상기 센서(40)에서 측정된 습도에 따른 상기 실내공기 댐퍼(14)의 개방도와 상기 실외공기 댐퍼(24)의 개방도는 미리 설정되어 저장될 수 있다.
또한, 상기 제어부(미도시)는 상기 실내공기 순환팬(12)과 상기 실외공기 순환팬(22)을 작동시킨다. 이 때, 상기 제어부(미도시)는 상기 실외공기 순환팬(22)의 회전속도가 상기 실내공기 순환팬(12)의 회전속도보다 빠르게 제어하여, 상기 실내공기 순환유로(10)의 압력이 상기 실외공기 순환유로(20)의 압력보다 높게 제어한다. 상기 실내공기 순환유로(10)의 압력이 상기 실외공기 순환유로(20)의 압력보다 높으면, 상기 실내공기 순환유로(10)내의 물 분자가 상기 실외공기 순환유로(20)로의 이동이 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 실내공기 순환팬(12)이 작동되면, 상기 실내(2)의 실내공기는 상기 실내공기 순환유로(10)로 유입되어 상기 실내공기 순환유로(10)를 통과한다.
상기 실외공기 순환팬(22)이 작동되면, 실외 공기가 상기 실외공기 순환유로(20)로 유입되어 상기 실외공기 순환유로(20)를 통과한다.
상기 실내공기 순환유로(10)를 통과하는 상기 실내공기는 상기 다공성 분리막 필터(30)의 일측면을 지나게 되고, 상기 실외공기 순환유로(20)를 통과하는 상기 실외공기는 상기 다공성 분리막 필터(30)의 타측면을 지나게 된다.
이 때, 상기 실내공기의 습도가 상기 기준습도보다 높은 상태이기 때문에, 상기 실내공기 순환유로(10)를 통과하는 실내 공기의 물 분자 농도가 상기 실외공기 순환유로(20)를 통과하는 실외 공기의 물 분자 농도보다 높은 상태이다. 또한, 상기 실내공기 순환유로(10)내의 압력이 상기 실외공기 순환유로(20)내의 압력보다 높은 상태이다.
따라서, 상기 실내공기 순환유로(10)를 통과하는 실내 공기에 포함된 물 분자는 상기 다공성 분리막 필터(30)를 통해 상기 실외공기 순환유로(20)로 이동될 수 있다.
이 때, 상기 실내 공기에는 물 분자 이외에도 질소, 산소 및 이산화탄소 등이 포함되는 바, 상기 다공성 분리막 필터(30)의 홀들(32)은 상기 물 분자의 크기보다 크고 상기 질소, 산소 및 이산화탄소 분자의 크기보다 작기 때문에 물 분자의 이동만이 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 실내공기는 상기 실내공기 순환유로(10)를 통과하면서 상기 다공성 분리막 필터(30)에 의해 물 분자만이 제거되어, 상기 실내 공기의 제습이 이루어질 수 있다. 상기 실내공기 순환유로(10)를 통과하면서 제습이 이루어진 실내 공기는 다시 상기 실내(2)로 순환된다.
한편, 상기 실외공기는 상기 실외공기 순환유로(20)를 통과하면서 상기 다공성 분리막 필터(30)를 통과한 물 분자가 흡수된 후, 실외로 다시 배기된다.
따라서, 상기 실내(2)로 상기 실외공기의 유입 없이 제습이 가능하기 때문에, 상기 실외 공기에 의한 실내 공기의 온도 영향이 없으며, 상기 실외 공기에 포함된 미세먼지 등의 오염물질의 실내 유입이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제어부(미도시)는, 상기 센서부(40)에서 측정된 습도가 상기 기준 습도 미만이면, 상기 실내 공간(2)의 제습을 중지할 수 있다.
본 발명은, 상기 다공성 분리막 필터(30)를 이용해 상기 실내 공기를 제습함으로써, 동력이 필요하지 않고 응축열 등이 발생하지 않으므로, 에너지 소비량이 최소화될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
2: 실내 10: 실내공기 순환유로
12: 실내공기 순환팬 14: 실내공기 댐퍼
20: 실외공기 순환유로 22: 실외공기 순환팬
24: 실외공기 댐퍼 30: 다공성 분리막 필터
40: 센서

Claims (11)

  1. 실내 공기를 유입한 후 다시 실내로 순환시키는 실내공기 순환유로와;
    실외 공기를 유입한 후 다시 실외로 순환시키는 실외공기 순환유로와;
    상기 실내공기 순환유로와 상기 실외공기 순환유로 사이에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기에 포함된 물 분자를 상기 실외공기 순환유로로 통과시키는 다공성 분리막 필터를 포함하는 제습 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실내공기 순환유로에서 상기 실내 공기를 상기 실내로 배기하는 실내공기 배기구측에 설치된 실내공기 순환팬과,
    상기 실외공기 순환유로에서 상기 실외 공기를 상기 실외로 배기하는 실외공기 배기구측에 설치된 실외공기 순환팬을 더 포함하는 제습 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 실외공기 순환팬의 회전속도는 상기 실내공기 순환팬의 회전속도보다 빠르게 설정되는 제습 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 실내공기 순환유로에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기의 유량을 제어하는 실내공기 댐퍼를 더 포함하는 제습 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 실외공기 순환유로에 설치되어, 상기 실외공기 순환유로를 통과하는 실외공기의 유량을 제어하는 실외공기 댐퍼를 더 포함하는 제습 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 실내 공기의 습도를 측정하는 센서와;
    상기 센서에서 측정된 습도가 미리 설정된 기준 습도 이상이면, 상기 실내공기 순환팬과 상기 실외공기 순환팬을 작동시키는 제습 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 센서에서 측정된 습도가 미리 설정된 기준 습도 미만이면, 상기 실내공기 순환팬과 상기 실외공기 순환팬의 작동을 정지시키는 제습 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 분리막 필터는 복수의 홀들이 형성되고,
    상기 복수의 홀들의 크기는, 상기 실내 공기에 포함된 질소, 산소 및 이산화탄소 분자의 크기보다 작고, 상기 물 분자 크기보다 크게 형성된 제습 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 실내공기 순환유로와 상기 실외공기 순환유로는 상기 다공성 분리막 필터에 의해 구획되는 제습 시스템.
  10. 실내 공기를 유입한 후 다시 실내로 순환시키는 실내공기 순환유로와;
    실외 공기를 유입한 후 다시 실외로 순환시키는 실외공기 순환유로와;
    상기 실내공기 순환유로와 상기 실외공기 순환유로 사이에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기에 포함된 물 분자를 상기 실외공기 순환유로로 통과시키는 다공성 분리막 필터와;
    상기 실내공기 순환유로에서 상기 실내 공기를 상기 실내로 배기하는 실내공기 배기구측에 설치된 실내공기 순환팬과;
    상기 실외공기 순환유로에서 상기 실외 공기를 상기 실외로 배기하는 실외공기 배기구측에 설치된 실외공기 순환팬과;
    상기 실내공기 순환유로에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기의 유량을 제어하는 실내공기 댐퍼와;
    상기 실외공기 순환유로에 설치되어, 상기 실외공기 순환유로를 통과하는 실외공기의 유량을 제어하는 실외공기 댐퍼를 포함하는 제습 시스템.
  11. 실내 공기를 유입한 후 다시 실내로 순환시키는 실내공기 순환유로와;
    실외 공기를 유입한 후 다시 실외로 순환시키는 실외공기 순환유로와;
    상기 실내공기 순환유로와 상기 실외공기 순환유로 사이에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기에 포함된 물 분자를 상기 실외공기 순환유로로 통과시키는 다공성 분리막 필터와;
    상기 실내공기 순환유로에서 상기 실내 공기를 상기 실내로 배기하는 실내공기 배기구측에 설치된 실내공기 순환팬과;
    상기 실외공기 순환유로에서 상기 실외 공기를 상기 실외로 배기하는 실외공기 배기구측에 설치된 실외공기 순환팬과;
    상기 실내공기 순환유로에 설치되어, 상기 실내공기 순환유로를 통과하는 실내 공기의 유량을 제어하는 실내공기 댐퍼와;
    상기 실외공기 순환유로에 설치되어, 상기 실외공기 순환유로를 통과하는 실외공기의 유량을 제어하는 실외공기 댐퍼와;
    상기 실내 공기의 습도를 측정하는 센서와;
    상기 센서에서 측정된 습도에 따라 상기 실내공기 댐퍼와 상기 실외공기 댐퍼의 개방도를 제어하고, 상기 실외공기 순환팬의 회전속도는 상기 실내공기 순환팬의 회전속도보다 빠르게 제어하는 제어부를 포함하는 제습 시스템.
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