KR20170052707A - 습도조절기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조습공기유로를 유동하는 공기에 수분을 공급하기 위한 가습부와 조습로터 및 히터를 구비함으로써 가습능력을 향상시킬 수 있고, 가습량의 조절이 용이하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 습도조절기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 습도조절기는, 실내로부터 유입된 실내공기를 다시 실내로 배출시키기 위한 실내공기유로(140); 상기 실내공기유로(140)에 수분을 공급하기 위해 습한 공기가 유동하거나 상기 실내공기유로(140)의 습한 공기로부터 수분을 공급받을 건조한 공기가 유동하는 조습공기유로(380,380-1); 상기 실내공기가 통과하는 제1영역(210)과, 상기 제1영역(210)에 공급할 수분을 상기 조습공기유로(380,380-1)로부터 흡착하거나 상기 제1영역(210)에서 흡착된 수분을 공급받아 상기 조습공기유로(380,380-1)로 공급하기 위한 제2영역(220)으로 이루어진 조습로터(200); 가습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기에 수분을 공급하는 가습부(330); 상기 실내공기를 가습하기 위한 가습모드와 상기 실내공기를 제습하기 위한 제습모드시 상기 조습로터(200)와 가습부(330)를 제어하는 제어부로 이루어진다.

Description

습도조절기{Apparatus for controlling humidity}
본 발명은 습도조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내공기의 습도를 조절할 수 있는 습도조절기에 관한 것이다.
습도조절기는 실내공기의 습도를 높이기 위한 가습모드와 실내공기의 습도를 낮추기 위한 제습모드가 교대로 작동하는 기기로서, 종래의 습도조절기는 가습기와 제습기의 구성을 결합하는 방식으로 개발되어 왔다.
종래의 가습기에는, 수조에 저장된 물을 소정의 온도로 가열함으로써 발생되는 수증기를 실내로 분무하는 가열식 가습기, 수조에 저장된 물을 초음파 진동시켜 미세화된 물 입자를 실내로 분무하는 초음파식 가습기, 젖은 다공질의 필터에 물을 뿌리거나 디스크 타입의 가습필터의 일부분을 수조에 침지시킨 상태에서 회전시킴으로써 가습필터 표면에 부착된 물을 송풍에 의해 기화시키는 기화식 가습기가 알려져 있다.
상기 종래의 가습기는, 가습기의 작동이 반복됨에 따라 가습필터나 수조에 물때 또는 스케일이 끼게 된다. 상기 스케일은 금속이온(칼슘이온, 마그네슘 이온 등)이 포함된 수돗물이 공기를 가습하기 위한 물질로서 사용되는 경우에, 수돗물이 공기와 접촉되는 과정에서 수돗물이 함유한 금속이온과 공기가 화학반응을 일으켜 생성되는 물질이다. 이러한 스케일이 시간이 경과함에 따라 가습필터나 수조에 쌓이면 가습기의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 가습기 중 외부공기가 가습장치를 통과하도록 되어 있는 가습기는, 비록 오염물질을 필터링하는 공기청정필터나 살균장치 등이 포함되어 있더라도 필터 등 소모품을 교체없이 사용하거나 주기적인 청소를 하지 않을 경우에는 항상 습기에 노출된 유로와 가습필터 등에 세균이 번식하게 되는 문제점이 있다.
또한, 세균으로 오염된 물이 살균되지 않은 상태에서 실내로 분무되기 때문에 인체(특히, 환자나 유아의 인체)에 극히 해롭고, 살균이 되었다 하더라도 물에 남아 있는 악취 등이 가습시에 실내로 퍼질 수 있는 문제점이 있다.
한편, 종래의 가습기로서 흡착식(Desiccant) 가습기가 알려져 있다. 상기 흡착식 가습기는 흡착재를 사용하여 외기의 수분을 흡수한 후 열을 사용하여 흡수한 수분을 재생하여 실내로 공급하는 방식으로 무급수 가습이 가능하며 가습장치 내부가 위생적인 장점이 있다.
그러나 종래의 흡착식 가습기는 가습능력에 비해 부피가 크고, 외기의 온도와 습도에 의해 가습능력의 변화가 심하며, 겨울철에 온도가 낮아 절대습도가 낮은 국가의 경우에는 많은 가습량이 필요한데 상대적으로 가습능력이 작은 흡착식 가습기를 상용화시킬 수 없는 문제점이 있다.
종래의 디스크 타입의 기화식 가습기의 일례로, 대한민국 등록실용신안 제20-468403호가 공개되어 있다.
또한, 종래의 제습기로는 실내 공간의 습한 공기를 흡입하여 냉매가 흐르는 응축기 및 증발기로 이루어진 열교환기를 통과하도록 하여 습도를 낮추는 냉매 압축식 제습기와, 제습로터를 통과시켜 습도를 낮춘 후 실내공간으로 제습된 공기를 다시 토출하여 실내의 습도를 낮추는 데시컨트(제습로터) 방식의 제습기가 있다.
냉매 압축식 제습기는 증발기 표면에 결로에 의한 위생문제가 발생하고, 압축기 구동에 따른 소음이 발생하며, 압축기가 내장되기 위한 공간이 필요하여 제습기의 크기가 크게 되는 문제점이 있다.
상기한 압축기와 냉매회로를 이용한 습도조절기로서 대한민국 등록특허 제10-0740770호가 공개되어 있다.
또한 대한민국 등록특허 제10-688209호에는 가습모드와 제습모드 및 환기모드가 선택적으로 작동하는 공기조화기가 공개되어 있는데, 흡착식(Desiccant) 가습장치를 이용하여 외기의 수분을 흡수하여 실내 가습이 이루어지므로 앞서 설명했던 가습능력이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 가습모드와 제습모드를 전환하기 위해 유로를 전환하는 수단이 구비됨으로 인해 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 가습모드시 가습능력이 크고 가습량의 조절이 용이한 습도조절기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 2개의 히터를 교대로 동작시킴으로써 간단한 구성에 의해 가습과 제습을 구현할 수 있는 습도조절기를 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 스케일에 의한 가습능력이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 가습필터의 세균번식을 방지할 수 있으며, 수조의 오염을 방지할 수 있는 습도조절기를 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 히터의 소비전력을 감소시킬 수 있는 습도조절기를 제공하고자 함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 습도조절기는, 실내로부터 유입된 실내공기를 다시 실내로 배출시키기 위한 실내공기유로(140); 상기 실내공기유로(140)에 수분을 공급하기 위해 습한 공기가 유동하거나 상기 실내공기유로(140)의 습한 공기로부터 수분을 공급받을 건조한 공기가 유동하는 조습공기유로(380,380-1); 상기 실내공기가 통과하는 제1영역(210)과, 상기 제1영역(210)에 공급할 수분을 상기 조습공기유로(380,380-1)로부터 흡착하거나 상기 제1영역(210)에서 흡착된 수분을 공급받아 상기 조습공기유로(380,380-1)로 공급하기 위한 제2영역(220)으로 이루어진 조습로터(200); 가습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기에 수분을 공급하는 가습부(330); 상기 실내공기를 가습하기 위한 가습모드와 상기 실내공기를 제습하기 위한 제습모드시 상기 조습로터(200)와 가습부(330)를 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 실내공기유로(140)에는 제1히터(120)가 구비되고, 상기 조습공기유로(380,380-1)에는 제2히터(350)가 구비되며, 상기 제1히터(120)는 가습모드시 온(On)되어 상기 제1영역(210)에 공급되는 실내공기를 가열시키고, 상기 제2히터(350)는 제습모드시 온(On)되어 상기 제2영역(220)에 공급되는 공기를 가열시키는 것일 수 있다.
상기 실내공기유로(140)의 실내공기를 유동시키기 위한 제1송풍기(130), 상기 조습공기유로(380,380-1)의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)를 더 포함할 수 있다.
상기 조습공기유로(380,380-1)와 실내공기유로(140)사이에는 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기와 상기 실내공기 사이에 열교환이 이루어져, 제습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기의 수분을 응축시키기 위한 응축 열교환기(370)가 구비된 것일 수 있다.
상기 조습공기유로(380,380-1)의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)가 구비되고; 상기 조습공기유로(380,380-1)는, 상기 제2송풍기(310)의 입구단에 연결되는 제1조습공기유로(381)와, 상기 제2송풍기(310)의 출구단과 제2영역(220) 사이를 연결하는 제2조습공기유로(382)로 이루어지고; 제습모드시 상기 제1조습공기유로(381)를 유동하는 공기의 열을 상기 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기에 전달하기 위한 열회수 열교환기(320)가 구비된 것일 수 있다.
상기 가습부(330)는 가습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기에 수분을 공급하고, 제습모드시 상기 수분의 공급을 중단하는 것일 수 있다.
상기 가습부(330)는 그 내부공간(331a)이 상기 조습공기유로(380,380-1)와 연통하도록 연결된 가습통(331)을 포함하고, 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기가 상기 가습통(331)의 내부공간(331a)을 통과하는 과정에서 수분이 공급되는 것일 수 있다.
상기 가습통(331)의 내부공간(331a)에는 가습필터(332)가 구비되고, 상기 가습공기가 상기 가습필터(332)를 통과하면서 가습필터(332)의 수분을 증발시키는 것일 수 있다. 이 경우 상기 가습필터(332)는 가습모드시 상기 가습통(331) 내부에 채워진 물에 일부가 침지되고, 제습모드시 상기 가습통(331) 내부의 물은 배수되는 것일 수 있다.
상기 가습통(331)의 물 수위를 감지하기 위한 수위감지센서가 구비되고, 상기 가습통(331)에 상기 물을 공급하기 위한 물공급부(334,335)가 구비되며, 상기 수위감지센서에서 측정된 수위에 따라 상기 물공급부(334,335)에 의한 물의 공급을 제어하는 것일 수 있다.
가습모드시 상기 가습필터(332)에 물을 분사하기 위한 분사수단이 구비된 것일 수 있다.
상기 가습통(331)에 물을 공급하기 위한 공급수조(335)와, 상기 가습통(331)에서 배출된 물을 저장하기 위한 배수수조(338)가 구비되고; 상기 가습통(331)과 공급수조(335) 사이에는 상기 물의 공급 여부를 제어하기 위한 공급밸브(334)가 구비되며; 상기 가습통(331)과 배수수조(338) 사이에는 상기 물의 배수 여부를 제어하기 위한 배수밸브(337)가 구비된 것일 수 있다.
상기 가습부(330)와 상기 제2영역(220)의 입구단 사이에는 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기로부터 물방울을 분리하기 위한 액적분리기(340)가 구비된 것일 수 있다.
상기 조습공기유로(380,380-1) 내부의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)가 구비되고, 상기 제2송풍기(310)는 가습운전 종료 후 상기 가습부(330) 내부를 건조시키기 위해 설정된 시간 동안 작동되는 것일 수 있다.
상기 가습통(331)에 물을 공급하기 위한 공급수조(335)와, 상기 가습통(331)에서 배출된 물을 저장하기 위한 배수수조(338)가 구비되고; 상기 조습공기유로(380,380-1)와 실내공기유로(140)사이에는 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기와 상기 실내공기 사이에 열교환기 이루어져, 제습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기의 수분을 응축시키기 위한 응축 열교환기(370)가 구비되고; 상기 응축 열교환기(370)에서 생성된 응축수는 상기 배수수조(338)에 저장되는 것일 수 있다.
상기 조습공기유로(380,380-1)의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)가 구비되고; 상기 조습공기유로(380,380-1)는, 상기 제2송풍기(310)의 입구단에 연결되는 제1조습공기유로(381)와, 상기 제2송풍기(310)의 출구단과 제2영역(220) 사이를 연결하는 제2조습공기유로(382)로 이루어지고; 상기 제1조습공기유로(381)에는 그 내부를 유동하는 공기의 이물질을 여과하기 위한 필터(360)가 구비된 것일 수 있다.
상기 조습공기유로(380)는 폐(閉)유로로 이루어진 것일 수 있다. 이 경우 상기 조습공기유로(380)에 자외선을 조사하는 자외선 살균램프가 구비될 수 있다.
상기 조습공기유로(380-1)의 일측단과 타측단은 실외와 연통하는 것일 수 있다.
상기 실내공기유로(140)의 입구측에는 습도센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 습도센서에서 감지된 실내공기의 습도에 따라 상기 가습모드와 제습모드 중 어느 하나의 모드가 가동되도록 제어하는 것일 수 있다.
상기 조습로터(200)는, 회전에 의해 상기 제1영역(210)과 제2영역(220)을 교대로 통과하면서 상기 제1영역(210) 또는 제2영역(220)에서 수분을 흡착하고 그 흡착된 수분을 증발시키기 위한 흡착재를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 흡착재의 표면에는 고분자 제습제가 코팅된 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 조습공기유로를 유동하는 공기에 수분을 공급하기 위한 가습부와 조습로터 및 히터를 구비함으로써 가습능력을 향상시킬 수 있고, 가습량의 조절이 용이하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다.
또한, 실내공기유로와 조습공기유로에 각각 히터를 구비하고 가습모드와 제습모드시 선택적으로 온(On)시킴으로써 가습능력과 제습능력의 조절이 용이하고, 습도조절기의 구성을 단순화시킬 수 있다.
또한, 조습로터를 통과하기 전후의 실내공기 사이에 열교환이 이루어지는 열회수 열교환기를 구비함으로써 히터의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 조습공기유로 상에 액적분리기를 구비하여 물방울을 분리하고 기체성분만 통과시킴으로써 조습로터의 흡착재 변형으로 인한 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 조습로터의 흡착영역에는 수분만 공급되므로 스케일 발생으로 인한 조습 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 실내공기가 유동하는 실내공기유로와 조습로터는 습하지 않은 환경이 형성되고, 조습공기유로 및 가습통도 운전 종료 후 건조한 상태를 유지하며, 자외선 살균램프로 살균처리함으로써 세균번식을 방지할 수 있어 위생적인 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 습도조절기의 구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 의한 가습부 구성을 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 습도조절기에서 가습모드시 동작 상태를 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 습도조절기에서 제습모드시 동작 상태를 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 습도조절기의 구성을 보여주는 도면
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
<제1실시예>
도 1과 도 2를 참조하여 제1실시예에 의한 습도조절기에 대해 설명한다.
본 발명에 의한 습도조절기는, 실내로부터 유입된 실내공기를 다시 실내로 배출시키기 위한 실내공기유로(140), 상기 실내공기유로(140)에 수분을 공급하기 위해 습한 공기가 유동하거나 상기 실내공기유로(140)의 습한 공기로부터 수분을 공급받을 건조한 공기가 유동하는 조습공기유로(380), 상기 실내공기가 통과하는 제1영역(210)과 상기 제1영역(210)에 공급할 수분을 상기 조습공기유로(380)로부터 흡착하거나 상기 제1영역(210)에서 흡착된 수분을 공급받아 상기 조습공기유로(380,380-1)로 공급하기 위한 제2영역(220)으로 이루어진 조습로터(200), 가습모드시 상기 조습공기유로(380)를 유동하는 공기에 수분을 공급하는 가습부(330), 상기 실내공기를 가습하기 위한 가습모드와 상기 실내공기를 제습하기 위한 제습모드시 상기 조습로터(200)와 가습부(330)를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 실내공기유로(140)는, 상기 제1영역(210)의 입구단에 연결되어 실내공기가 유입되는 유로를 형성하는 제1실내공기유로(141)와, 상기 제1영역(210)의 출구단에 연결되어 실내공기가 배출되는 유로를 형성하는 제2실내공기유로(142)로 이루어진다.
상기 제1실내공기유로(141)에는 필터(110), 응축 열교환기(370), 제1히터(120)가 순차 구비되고, 상기 제2실내공기유로(142)에는 제1송풍기(130)가 구비된다.
상기 필터(110)는 제1실내공기유로(141)로 유입되는 실내공기에 포함된 이물질을 여과한다.
상기 제1히터(120)는 가습모드시 온(On)되어 제1실내공기유로(141)를 통과하는 실내공기를 가열하여 조습로터(200)의 제1영역(210)에 가열된 공기를 공급한다. 상기 제1영역(210)에서는 상기 가열된 공기로 인해 수분의 증발량이 증가하여 가습능력을 향상시킬 수 있다.
상기 제1송풍기(130)는 실내공기를 실내공기유로(140)로 흡입하기 위한 흡입력을 제공하는 것으로서, 제2실내공기유로(142)에 설치될 수도 있고, 제1실내공기유로(141)에 설치될 수도 있다.
상기 응축 열교환기(370)는, 조습공기유로(380)를 유동하는 공기와 제1실내공기유로(141)를 유동하는 실내공기 사이에 열교환이 이루어지도록 구비되어, 제습모드시 조습공기유로(380)를 유동하는 공기의 수분을 응축시키게 된다.
상기 조습로터(200)에는 그 내부에 공기의 수분을 흡착하기 위한 흡착재가 구비된다. 제습모드시 제1영역(210)에 위치한 흡착재는 실내공기의 수분을 흡착하고, 수분을 흡수한 흡착재가 회전하여 제2영역(220)에 위치하게 되면 조습공기유로(380)를 유동하는 공기에 수분을 방출시킴으로써 실내공기를 제습하게 된다. 이와 반대로 가습모드시 제2영역(220)에 위치한 흡착재는 조습공기유로(380)를 유동하는 공기로부터 수분을 흡착하고, 수분을 흡착한 흡착재가 회전하여 제1영역(210)에 위치하게 되면 실내공기유로(140)를 유동하는 공기에 수분을 방출시킴으로써 실내공기를 가습하게 된다.
상기 제1영역(210)과 제2영역(220)은 서로 분리되어 있고, 상기 조습로터(200)는 중앙에 구비된 축을 중심으로 구동부(미도시)에 의해 회전하도록 되어 있다.
상기 흡착재의 표면에는 고분자 제습제가 코팅될 수 있다. 상기 고분자 제습제(Desiccant Polymer)는 전해질 고분자 물질로 수분과 접촉시 이온화가 되는데, 흡착재에 수분이 접촉하게 되면 이온 농도차에 의한 삼투압 현상으로 세균이 흡착재로부터 제거되므로, 항균 효과를 발생시킨다. 또한, 악취를 발생시키는 암모니아나 황화수소 등도 극성 분자로 이온화된 고분자 제습제에 달라붙어 탈취 효과를 발생시킨다.
상기 조습공기유로(380)에는 제2송풍기(310), 열회수 열교환기(320), 가습부(330), 액적분리기(340), 제2히터(350), 필터(360), 응축 열교환기(370)가 구비된다.
상기 제2송풍기(310)는 상기 조습공기유로(380) 상에 구비되어 조습공기유로(380) 내부의 공기를 제2영역(220)의 입구단을 향해 유동시킨다.
상기 조습공기유로(380)는, 상기 제2송풍기(310)의 입구단에 연결되는 제1조습공기유로(381)와, 상기 제2송풍기(310)의 출구단과 제2영역(220) 사이를 연결하는 제2조습공기유로(382)로 이루어진다.
상기 열회수 열교환기(320)는 일측과 타측이 제1조습공기유로(381)와 제2조습공기유로(382)에 각각 연결된다.
제습모드시 제2영역(220)을 통과하는 공기는 제2히터(350)에 의해 가열된 공기이고, 제2영역(220)을 통과한 이후에도 다소 높은 온도의 공기가 된다. 따라서 상기 열회수 열교환기(320)는 제1조습공기유로(381)를 유동하는 높은 온도의 공기와 제2조습공기유로(382)를 유동하는 낮은 온도의 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기의 온도를 상승시킨다. 이로 인해 가습부(330)에서 수분의 증발량을 향상시킬 수 있고, 제2히터(350)로 유동하는 공기의 온도를 미리 예열함으로써 제2히터(350)의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
상기 필터(360)는 제2영역(220)의 출구단에 연결된 제1조습공기유로(381)에 구비되어, 제1조습공기유로(381)를 유동하는 공기에 포함된 이물질을 여과한다. 상기 제1영역(210)을 통과하는 실내공기에는 이물질이 포함되어 있을 수 있고, 제1영역(210)에서 흡착재에 이물질이 흡착된 후 제2영역(220)으로 회전하게 되면 공기가 제2영역(220)을 통과하면서 상기 이물질이 제1조습공기유로(381)로 유입될 수 있다. 이러한 이물질은 상기 필터(360)에 의해 여과됨으로써 실내공기로부터 이물질을 제거함과 아울러 조습공기유로(380)에 구비된 가습부(330) 등에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 가습부(330)는, 내부공간(331a)이 상기 조습공기유로(380)와 연통하도록 연결된 가습통(331), 상기 가습통(331)의 내부공간(331a)에 구비된 가습필터(332), 상기 가습통(331)에 물을 공급하기 위한 공급수조(335), 상기 가습통(331)에서 배출된 물을 저장하기 위한 배수수조(338), 상기 가습통(331)과 공급수조(335) 사이를 연결하는 공급배관(333)에 구비된 공급밸브(334), 상기 가습통(331)과 배수수조(338) 사이를 연결하는 배수배관(336)에 구비된 배수밸브(337)로 이루어진다.
상기 가습통(331) 내부에는 물이 소정의 수위로 채워져 있고, 상기 가습필터(332)는 상기 물에 하단 일부가 침지되도록 구비되어 있다. 상기 가습필터(332)는 종래기술에서 기재한 기화식 가습기의 가습필터와 동일한 구성으로 이루어질 수 있고, 가습필터(332)는 구동부(미도시)에 의해 회전하는 것으로 구성할 수 있다.
가습모드시 상기 제2영역(220)을 통과하면서 건조한 상태가 되어 제1조습공기유로(381)를 유동하는 공기는 가습통(331) 내부공간(331a)으로 유입된 후 가습필터(332) 표면에 부착된 물의 증발로 인해 수분을 공급받아 습한 공기가 되어 제2조습공기유로(382)를 통해 제2영역(220)의 입구단으로 유동한다.
상기에서는 가습필터(332)가 물에 일부가 침지되는 것으로 예시하였으나, 가습필터(332)에 물을 분사하기 위한 분사수단을 구비하고, 상기 분사수단에서 분사된 물이 가습필터(332)를 적시는 것으로 구성할 수도 있다.
상기 가습통(331)의 물 수위를 감지하기 위한 수위감지센서(미도시)가 구비될 수 있고, 상기 가습통(331)에 상기 물을 공급하기 위한 공급밸브(334)와 공급수조(335)가 물공급부(334,335)로 기능한다. 따라서 상기 수위감지센서에서 측정된 수위에 따라 상기 물공급부(334,335)에 의한 물의 공급을 제어함으로써 가습필터(332)가 물에 침지되는 정도를 조절하여 가습량을 조절할 수 있다.
상기 가습필터(332)에 물을 분사하는 분사수단을 구비하는 경우에는 분사수단의 분사량을 조절함으로써 가습량을 조절할 수 있다.
상기 공급밸브(334)는 가습수조(335)의 물을 가습통(331)으로 공급하기 위해 개폐되고, 상기 배수밸브(337)는 가습통(331)의 물을 배수수조(338)로 배수하기 위해 개폐된다.
이와 같은 구성으로 이루어진 가습부(330)를 구비하면 가습량의 조절이 가능하고, 가습능력을 향상시킬 수 있어 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있다.
상기에서는 가습수조(335)와 배수수조(338)를 별도의 구성으로 예시하였으나, 가습수조(335)와 배수수조(338)를 일체화시킨 것으로 구성할 수도 있다. 또한, 가습수조(335)에 물을 보충하거나, 배수수조(338)의 물을 버리기 위하여 착탈이 가능하도록 구성할 수도 있다.
또한, 가습수조(335)와 배수수조(338) 대신 가습수 펌프(미도시)와 배수 펌프(미도시)를 설치하고, 상기 펌프에 각각 호스를 연결함으로써 가습수의 보충과 물의 배수가 가능하도록 구성할 수도 있다.
상기 가습통(331)과 상기 흡착영역(220)의 입구단 사이에는 상기 공기에 포함된 물방울을 분리하기 위한 액적분리기(340)가 제2조습공기유로(382) 상에 구비되어 있다. 상기 조습로터(200)에 구비된 흡착재는 단면 형상이 허니컴(honeycomb) 형상으로 이루어져 있는데, 가습부(330)에서 물방울 상태의 입자가 제2조습공기유로(382)를 통해 제2영역(220)으로 공급되어 제2영역(220)의 흡착재에 부착되면 흡착재의 형상에 변형이 발생하여 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서 액적분리기(340)에서 물방울 입자만 분리하여 가습통(331)으로 되돌려보내고, 기체성분만 통과시켜 제2영역(220)으로 공급되도록 함으로써 조습로터(200)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
상기 조습공기유로(380)는 폐(閉)유로로 이루어져 제2송풍기(310)에 의해 압송되는 공기는 응축 열교환기(370), 열회수 열교환기(320), 가습통(331), 액적분리기(340), 제2영역(220), 필터(360), 열회수 열교환기(320)를 순차 거침으로써 반복 순환된다.
또한, 상기 조습공기유로(380)는 폐(閉)유로로 이루어져 있어, 유로 내부에 세균이 증식할 수 있다. 따라서 조습공기유로(380)를 자외선이 투과되는 투명한 재질로 구성하고, 조습공기유로(380)에 자외선을 조사하는 자외선 살균램프를 구비함으로써 조습공기유로(380)를 위생적으로 유지할 수 있다.
상기 실내공기유로(140)의 입구측에는 습도센서(미도시)가 구비되고, 상기 제어부는 상기 습도센서에서 감지된 실내공기의 습도에 따라 가습모드와 제습모드 중 어느 하나의 모드가 가동되도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 습도조절기에서 가습모드와 제습모드에 대해 설명한다. 도 3과 도 4에서 점선으로 표시된 부분은 습기의 이동경로를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가습모드가 가동되면, 제1송풍기(130)와 제2송풍기(310)와 제1히터(120)가 온(On)되고, 조습로터(200)는 회전되며, 가습통(331) 내부에는 물이 채워져 물이 침지된 가습필터(332)를 회전시키거나 가습필터(332)에 물을 분사함으로써 가습필터(332)에 수분이 부착되도록 한다. 도 3에서는 이를 가습부(330)의 온(On)으로 표시하였다. 이 경우 제2히터(350)는 오프(Off)상태를 유지한다.
상기 가습필터(332)에 물을 분사하는 경우 분사되는 물의 양이 적으면 가습필터(332)가 건조하게 되어 가습필터(332) 표면에 스케일이 쌓이는 문제점이 있다. 따라서 상기 가습필터(332)에 분사되는 물의 양을 가습되는 양보다 많게 하고, 주기적으로 분사량을 조절하여 스케일이 쌓이는 것을 방지할 수 있다.
제2송풍기(310)가 가동되면 가습부(330)에서 가습필터(332)에 부착된 수분이 증발되면서 공기와 함께 조습공기유로(380) 내부를 유동하게 되고, 액적분리기(340)를 통과하면서 공기에 포함된 물방울이 분리되고, 조습로터(200)의 제2영역(220)을 통과하면서 공기에 포함된 수분은 제2영역(220)의 흡착재에 부착되며, 수분이 제거된 공기는 필터(360)를 거쳐 가습부(330)의 가습통(331) 내부로 유동하는 순환과정이 반복적으로 이루어진다.
이와 동시에 제1송풍기(130)가 가동되면 제1실내공기유로(141)로 유입된 실내공기가 필터(110)를 거쳐 제1히터(120)에서 가열된다. 상기 제1히터(120)를 통과하면서 가열된 실내공기는 조습로터(200)의 제1영역(210)을 통과하게 된다. 이 경우 제1영역(210)에는 제2영역(220)에서 수분을 흡착한 흡착재가 회전되어 위치하고 있기 때문에 상기 가열된 실내공기가 제1영역(210)을 통과하면서 흡착재의 수분을 증발시켜 가습된 실내공기를 형성시킨다. 상기 제1영역(210)을 통과한 실내공기는 제2실내공기유로(142)를 유동한 후 실내로 배출된다.
상기와 같은 과정에 의해 가습운전이 이루어지고, 가습운전 종료 후 운전 정지시 또는 일정시간 가습운전 후에는 가습통(331)의 잔여 물을 배수수조(338)로 배수함으로써 농도가 높아진 물로 인해 가습필터(332) 또는 가습필터(332)를 회전시키기 위한 구동부에 스케일이 쌓이는 것을 방지할 수 있다.
또한 가습운전 종료 후 가습통(331)의 잔여 물을 배수수조(338)로 배수한 후, 제2송풍기(310)를 설정된 시간 동안 작동시킴으로써 가습통(331) 및 조습공기유로(380) 내부를 건조시킨다. 이러한 과정을 통해 폐(閉)유로인 조습공기유로(380)와 가습통(331) 내부의 잔류 수분으로 인한 오염을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제습모드가 가동되면, 제1송풍기(130)와 제2송풍기(310)와 제2히터(350)가 온(On)된다. 이 경우 제1히터(120)는 오프(Off)상태를 유지한다. 상기 가습필터(332)는 회전이 정지되고, 가습통(331)의 잔여 물은 배수수조(338)로 배수되어 그 내부는 빈 공간이 되고, 가습통(331) 내부공간으로 물 또는 수분의 공급은 이루어지지 않는다. 이 경우 가습필터(332)에 물을 분사하는 구성인 경우에는 물의 분사를 정지시킨다.
제1송풍기(130)가 가동되면 제1실내공기유로(141)로 유입된 실내공기가 필터(110)와 응축 열교환기(370)를 거쳐 조습로터(200)의 제1영역(210)을 통과하면서 실내공기에 포함된 수분은 제1영역(210)의 흡착재에 부착된다. 상기 제1영역(210)에서 수분이 제거된 실내공기는 제2실내공기유로(142)를 통해 실내로 배출된다.
제2송풍기(310)가 가동되면 조습공기유로(380) 내부의 공기는 응축 열교환기(370)와 열회수 열교환기(320)와 가습통(331)과 액적분리기(340)와 제2히터(350)를 순차 통과하게 된다. 이 경우 가습통(331) 내부는 빈 공간이므로 공기는 수분의 공급없이 통과만 하게 된다.
상기 공기는 제2히터(350)를 통과하면서 가열되어 제2영역(220)을 통과하게 되는데, 제2영역(220)의 흡착재에 부착된 수분이 증발되어 습한 공기 상태로 필터(360)를 향해 유동한다.
상기 필터(360)를 통과한 공기는 다소 높은 온도의 공기이므로, 이 공기가 열회수 열교환기(320)를 통과하면서 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기에 열을 전달하는 열교환이 이루어진다. 이로 인해 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기는 제2히터(350)의 전단에서 미리 예열된 후 제2히터(350)에서 다시 가열되므로 제2히터(350)의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
상기 열회수 열교환기(320)를 통과한 공기는 제2송풍기(310)를 통과한 후 응축 열교환기(370)로 유동한다. 상기 응축 열교환기(370)에서는 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기와 제1실내공기유로(141)를 유동하는 공기 사이에 열교환이 이루어져 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기의 응축이 일어나 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기의 수분을 제거하게 된다. 상기 응축 열교환기(370)에서 발생된 응축수는 배수수조(338)에 집수한다.
상기 열회수 열교환기(320)를 통과한 공기는 가습통(331), 액적분리기(340), 제2히터(350)를 순차 거친 후 제2영역(220)으로 반복 순환하게 된다.
<제2실시예>
도 5를 참조하여 제2실시예에 의한 가습기에 대해 설명한다.
제2실시예에 의한 가습기는, 조습공기유로(380-1)가 폐(閉)유로가 아니라 실외에 연통하는 것으로 이루어져 있다는 점에서 제1실시예와 차이가 있고 나머지 구성은 모두 동일하다.
상기 조습공기유로(380-1)의 일측단과 타측단은 실외와 연통하도록 되어 있다. 따라서 조습공기유로(380-1)의 일측단을 통해 실외공기가 유입된다. 상기 조습공기유로(380-1)를 유동하는 공기는 필터(360), 열회수 열교환기(320), 제2송풍기(310), 응축 열교환기(370), 열회수 열교환기(320), 가습통(331), 액적분리기(340), 제2히터(350)를 순차 거쳐 조습로터(200)의 제2영역(220)을 통과한 후 다시 실외로 배출된다. 이와 같은 구성에 의하면 조습공기유로(380-1) 내부에 외부의 새로운 공기가 유입되어 잔류 수분이 발생하지 않으므로 오염 발생이 방지된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
110 : 필터 120 : 제1히터
130 : 제1송풍기 140 : 실내공기유로
200 : 조습로터 210 : 제1영역
220 : 제2영역 310 : 제2송풍기
320 : 열회수 열교환기 330 : 가습부
331 : 가습통 332 : 가습필터
333 : 공급배관 334 : 공급밸브
335 : 가습수조 336 : 배수배관
337 : 배수밸브 338 : 배수수조
340 : 액적분리기 350 : 제2히터
360 : 필터 370 : 응축 열교환기
380,380-1 : 조습공기유로

Claims (22)

  1. 실내로부터 유입된 실내공기를 다시 실내로 배출시키기 위한 실내공기유로(140);
    상기 실내공기유로(140)에 수분을 공급하기 위해 습한 공기가 유동하거나 상기 실내공기유로(140)의 습한 공기로부터 수분을 공급받을 건조한 공기가 유동하는 조습공기유로(380,380-1);
    상기 실내공기가 통과하는 제1영역(210)과, 상기 제1영역(210)에 공급할 수분을 상기 조습공기유로(380,380-1)로부터 흡착하거나 상기 제1영역(210)에서 흡착된 수분을 공급받아 상기 조습공기유로(380,380-1)로 공급하기 위한 제2영역(220)으로 이루어진 조습로터(200);
    가습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기에 수분을 공급하는 가습부(330);
    상기 실내공기를 가습하기 위한 가습모드와 상기 실내공기를 제습하기 위한 제습모드시 상기 조습로터(200)와 가습부(330)를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 습도조절기
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실내공기유로(140)에는 제1히터(120)가 구비되고, 상기 조습공기유로(380,380-1)에는 제2히터(350)가 구비되며, 상기 제1히터(120)는 가습모드시 온(On)되어 상기 제1영역(210)에 공급되는 실내공기를 가열시키고, 상기 제2히터(350)는 제습모드시 온(On)되어 상기 제2영역(220)에 공급되는 공기를 가열시키는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실내공기유로(140)의 실내공기를 유동시키기 위한 제1송풍기(130), 상기 조습공기유로(380,380-1)의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조습공기유로(380,380-1)와 실내공기유로(140)사이에는 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기와 상기 실내공기 사이에 열교환이 이루어져, 제습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기의 수분을 응축시키기 위한 응축 열교환기(370)가 구비된 것을 특징으로 하는 습도조절기
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조습공기유로(380,380-1)의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)가 구비되고;
    상기 조습공기유로(380,380-1)는, 상기 제2송풍기(310)의 입구단에 연결되는 제1조습공기유로(381)와, 상기 제2송풍기(310)의 출구단과 제2영역(220) 사이를 연결하는 제2조습공기유로(382)로 이루어지고;
    제습모드시 상기 제1조습공기유로(381)를 유동하는 공기의 열을 상기 제2조습공기유로(382)를 유동하는 공기에 전달하기 위한 열회수 열교환기(320)가 구비된 것을 특징으로 하는 습도조절기
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가습부(330)는 가습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기에 수분을 공급하고, 제습모드시 상기 수분의 공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가습부(330)는 그 내부공간(331a)이 상기 조습공기유로(380,380-1)와 연통하도록 연결된 가습통(331)을 포함하고, 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기가 상기 가습통(331)의 내부공간(331a)을 통과하는 과정에서 수분이 공급되는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가습통(331)의 내부공간(331a)에는 가습필터(332)가 구비되고, 상기 가습공기가 상기 가습필터(332)를 통과하면서 가습필터(332)의 수분을 증발시키는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가습필터(332)는 가습모드시 상기 가습통(331) 내부에 채워진 물에 일부가 침지되고, 제습모드시 상기 가습통(331) 내부의 물은 배수되는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가습통(331)의 물 수위를 감지하기 위한 수위감지센서가 구비되고, 상기 가습통(331)에 상기 물을 공급하기 위한 물공급부(334,335)가 구비되며, 상기 수위감지센서에서 측정된 수위에 따라 상기 물공급부(334,335)에 의한 물의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  11. 제8항에 있어서,
    가습모드시 상기 가습필터(332)에 물을 분사하기 위한 분사수단이 구비된 것을 특징으로 하는 습도조절기
  12. 제7항에 있어서,
    상기 가습통(331)에 물을 공급하기 위한 공급수조(335)와, 상기 가습통(331)에서 배출된 물을 저장하기 위한 배수수조(338)가 구비되고;
    상기 가습통(331)과 공급수조(335) 사이에는 상기 물의 공급 여부를 제어하기 위한 공급밸브(334)가 구비되며;
    상기 가습통(331)과 배수수조(338) 사이에는 상기 물의 배수 여부를 제어하기 위한 배수밸브(337)가 구비된 것을 특징으로 하는 습도조절기
  13. 제6항에 있어서,
    상기 가습부(330)와 상기 제2영역(220)의 입구단 사이에는 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기로부터 물방울을 분리하기 위한 액적분리기(340)가 구비된 것을 특징으로 하는 습도조절기
  14. 제6항에 있어서,
    상기 조습공기유로(380,380-1) 내부의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)가 구비되고, 상기 제2송풍기(310)는 가습운전 종료 후 상기 가습부(330) 내부를 건조시키기 위해 설정된 시간 동안 작동되는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  15. 제7항에 있어서,
    상기 가습통(331)에 물을 공급하기 위한 공급수조(335)와, 상기 가습통(331)에서 배출된 물을 저장하기 위한 배수수조(338)가 구비되고;
    상기 조습공기유로(380,380-1)와 실내공기유로(140)사이에는 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기와 상기 실내공기 사이에 열교환기 이루어져, 제습모드시 상기 조습공기유로(380,380-1)를 유동하는 공기의 수분을 응축시키기 위한 응축 열교환기(370)가 구비되고;
    상기 응축 열교환기(370)에서 생성된 응축수는 상기 배수수조(338)에 저장되는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  16. 제1항에 있어서,
    상기 조습공기유로(380,380-1)의 공기를 유동시키기 위한 제2송풍기(310)가 구비되고;
    상기 조습공기유로(380,380-1)는, 상기 제2송풍기(310)의 입구단에 연결되는 제1조습공기유로(381)와, 상기 제2송풍기(310)의 출구단과 제2영역(220) 사이를 연결하는 제2조습공기유로(382)로 이루어지고;
    상기 제1조습공기유로(381)에는 그 내부를 유동하는 공기의 이물질을 여과하기 위한 필터(360)가 구비된 것을 특징으로 하는 습도조절
  17. 제1항에 있어서,
    상기 조습공기유로(380)는 폐(閉)유로로 이루어진 것을 특징으로 하는 습도조절기
  18. 제17항에 있어서,
    상기 조습공기유로(380)에 자외선을 조사하는 자외선 살균램프가 구비된 것을 특징으로 하는 습도조절기
  19. 제1항에 있어서,
    상기 조습공기유로(380-1)의 일측단과 타측단은 실외와 연통하는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  20. 제1항에 있어서,
    상기 실내공기유로(140)의 입구측에는 습도센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 습도센서에서 감지된 실내공기의 습도에 따라 상기 가습모드와 제습모드 중 어느 하나의 모드가 가동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  21. 제1항에 있어서,
    상기 조습로터(200)는, 회전에 의해 상기 제1영역(210)과 제2영역(220)을 교대로 통과하면서 상기 제1영역(210) 또는 제2영역(220)에서 수분을 흡착하고 그 흡착된 수분을 증발시키기 위한 흡착재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습도조절기
  22. 제21항에 있어서,
    상기 흡착재의 표면에는 고분자 제습제가 코팅된 것을 특징으로 하는 습도조절기
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