KR20180123904A - 조습용액을 이용한 습도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조습용액을 이용한 습도 조절장치에 관한 것으로, 온도 및 농도 따라 공기 중의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키는 조습용액이 저장되는 제1 저장수조를 내부에 포함하고, 외부에서 유입되는 외기를 상기 조습용액과 접촉시켜 상기 외기 중의 수분을 흡수하기 위한 공기 처리유닛; 상기 제1 저장수조와 연결된 제2 저장수조를 포함하고, 상기 조습용액의 온도를 조절하여 상기 조습용액이 흡수한 수분을 배출시켜 상기 조습용액을 재생시키는 조습용액 재생유닛; 및 상기 조습용액이 상기 공기 중의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키도록 상기 조습용액의 온도 및 농도를 조절하는 컨트롤 유닛을 포함하는 조습용액을 이용한 습도 조절장치를 제공한다.

Description

조습용액을 이용한 습도 조절장치{HUMIDITY CONTROL DEVICE USING HUMIDITY MATERIAL}

본 발명은 흡습 성질을 가지는 용액을 이용한 습도조절 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 흡습 성질을 가지는 조습용액을 공기와 접촉시켜 습도를 조절하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 주조, 식품 그리고 약품 등을 제조하는 시설에서는 제조 시설 내의 습도 조절이 중요하다. 보통, 실내 공간의 습도를 조절하기 위해서는 공기 중의 수분이 적을 경우에 가습을 하고, 공기 중의 수분이 많을 경우 제습하는 방법으로 실내 공간의 습도를 조절한다.

이와 같은 방법으로 실내 공간의 습도를 조절할 경우, 실내 습도가 일정량에 도달하면 가습을 중단하고 실내 습도가 일정량보다 감소하면 다시 가습을 하기 때문에 실내 습도가 일정하게 유지되지 않고 습도의 변동폭이 존재하게 된다. 즉, 설정습도를 일정한 습도로 맞추더라도 실제 동작습도는 최대값과 최소값의 편차가 크게 나타날 수 있다

또한, 넓은 공간에서 가습 및 제습을 할수록 실제 동작습도의 편차는 더욱 크게 나타날 수 있다.

실내 습도가 일정하게 유지되지 않거나 변형적인 실내습도는 약품, 주조 및 식품 등 일정한 실내 습도가 필요한 곳에서는 일정하지 않은 습도가 제품 생산에 영향을 미칠 수 있다.

한편, 이러한 종래의 문제점을 보완하기 위해서 염화리튬수용액을 조습용액으로 사용하는 습도조절 장치가 종래에 개발되었다.

염화리튬수용액은 온도가 낮고 농도가 높으면 공기중의 수분을 흡수하고, 온도가 높고 농도가 낮으면 수분을 공기중으로 배출하는 성질을 가짐으로써 염화리튬수용액의 온도 및 농도를 설정해두면 실내 습도를 일정하게 유지할 수 있다.

그러나, 종래의 염화리튬수용액을 사용한 습도 조절 장치의 경우, 본체에 염화리튬수용액이 저장되는 저장수조와 염화리튬수용액의 온도를 조절하기 위한 별도의 공간이 필요하여 공간의 확보의 어려움이 있다.

뿐만 아니라, 별도의 저장공간에 염화리튬수용액이 저장됨으로써 장치의 가동시와 정지시에 염화리튬수용액의 수위변동이 커지게 되고, 본체의 저장수조에는 염화리튬수용액의 저장용량이 대용량으로 저장되어야 하는 불편함이 있다.

또한, 용액을 재생하기 위한 가열원이 별도로 필요함으로써 에너지 효율이 떨어진다.

한편, 본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1633751호 및 대한민국 등록특허공보 제10-1118103 호가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1633751 호 대한민국 등록특허공보 제10-1118103 호

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 조습용액을 이용해 일정한 실내 습도를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 조습용액을 냉각 또는 가열하기 위한 별도의 저장공간을 간소화 하기 위한 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 조습용액의 저장공간을 열변환기로 이용하는 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 공기 중에 분사되는 조습용액만 온도조절 함으로써 장치의 가동시와 정지시 수위변동을 최소화할 수 있는 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 열공급원의 단순 조작으로 가습에서 제습, 제습에서 가습으로 변경 가능한 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 냉각열원과 가열원의 효율적 이용과 조습용액의 농도 관리를 위하여 열원을 제어하는데 목적이 있다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 조습용액을 이용한 습도 조절장치는 온도 및 농도에 따라 공기 중의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키는 조습용액이 저장되는 제1 저장수조를 내부에 포함하고, 외부에서 유입되는 외기를 상기 조습용액과 접촉시켜 상기 외기 중의 수분을 흡수하기 위한 공기 처리유닛; 상기 제1 저장수조와 연결된 제2 저장수조를 내부에 포함하고, 상기 조습용액의 온도를 조절하여 상기 조습용액이 흡수한 수분을 배출시켜 상기 조습용액을 재생시키는 조습용액 재생유닛; 및 상기 조습용액이 상기 외기의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키도록 상기 조습용액의 온도 및 농도를 조절하는 컨트롤 유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 컨트롤 유닛은상기 제1 저장수조에 저장된 상기 조습용액을 냉각하기 위한 냉각열원을 제공하고, 상기 제2 저장수조에 저장된 상기 조습용액을 가열하기 위한 가열원을 제공하는 열공급부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 공기 처리유닛은 상기 제1 저장수조가 하부에 마련되고, 상기 제1 저장수조에 저장된 상기 조습용액과 일측에서 유입된 상기 외기가 마찰되는 제1 마찰부가 구비된 중공형의 본체; 상기 제1 저장수조 일측에 배치되며, 상기 제1 마찰부에 공급되는 상기 조습용액의 온도를 상기 냉각열원을 통해 조절하는 제1 열변환부; 및 상기 본체 상부에 배치되고, 상기 제1 열변환부를 온도 변화된 상기 조습용액을 펌핑하여 상기 제1 마찰부에 분사시켜주기 위한 제1 분사부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 조습용액 재생유닛은 상기 제2 저장수조가 하부에 마련되고, 상기 제2 저장수조에 저장된 상기 조습용액과 일측에서 유입된 상기 외기가 마찰되는 제2 마찰부가 구비된 중공형의 본체; 상기 제2 저장수조 일측에 배치되며, 상기 제2 마찰부에 공급되는 상기 조습용액의 온도를 상기 가열원을 통해 조절하는 제2 열변환부; 및 상기 본체 상부에 배치되고, 상기 제2 열변환부를 통해 온도 변화된 상기 조습용액을 펌핑하여 상기 제2 마찰부에 분사시켜주기 위한 제2 분사부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 공기 처리유닛은 상기 공기 처리유닛의 일측에서 상기 외기가 유입되는 입구에 형성되고, 상기 공기 처리유닛으로 유입되는 상기 외기의 수분을 상기 열공급부에서 제공되는 냉각열원을 통해 냉각 제습 하는 제1 냉각부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 조습용액 재생유닛은 상기 조습용액 재생유닛의 일측에서 상기 외기가 배기되는 출구에 형성되고, 상기 열공급부에서 제공되는 가열원을 냉각하여 배기하는 제2 냉각부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 컨트롤 유닛은 상기 열공급부와 상기 제1 열변환부 및 상기 제1 냉각부와 연결되고, 상기 제1 저장수조에 저장된 상기 조습용액의 수위를 기초로 상기 열공급부에서 제공되는 상기 냉각열원을 상기 제1 열변환부 및 상기 제1 냉각부 중 적어도 하나 이상에 선택적으로 제공하여 상기 냉각열원의 순환을 전환하는 제1 분배부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 컨트롤 유닛은 상기 열공급부와 상기 제2 열변환부 및 상기 제2 냉각부와 연결되고, 상기 제2 저장수조에 저장된 상기 조습용액의 수위를 기초로 상기 열공급부에서 제공되는 상기 가열원을 상기 제2 열변환부 및 상기 제2 냉각부 중 적어도 하나 이상에 선택적으로 제공하여 상기 가열원의 순환을 전환하는 제2 분배부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 컨트롤 유닛은 상기 제1 저장수조 및 상기 제2 저장수조의 일측에 각각 구비되어 해당하는 조습용액의 수위를 센싱하거나 상기 제1 저장수조 및 상기 제2 저장수조를 연결하는 연결 통로에 구비되어 제1 및 제 2 저장수조의 조습용액의 수위를 공통으로 센싱하는 수위센서를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 조습용액은 상기 온도가 낮고 상기 농도가 높아짐에 따라 흡습성이 강해지고, 상기 온도가 높고 상기 농도가 낮아짐에 따라 수분을 증발시키는 성질을 가지는 염화리튬수용액으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 조습용액을 이용한 습도 조절장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명은 조습용액을 이용해 일정한 실내 습도를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 냉각열원과 가열원을 효율적으로 이용함으로서 소비 전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 조습용액을 이용한 습도 조절장치를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 조습용액을 이용한 습도 조절장치의 흐름도.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 조습용액을 이용한 습도 조절장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참고하면, 조습용액을 이용한 습도 조절장치는 온도 및 농도에 따라 공기 중의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키는 조습용액이 저장되는 제1 저장수조(150)를 내부에 포함하고, 외부에서 유입되는 외기를 상기 조습용액과 접촉시켜 상기 외기 중의 수분을 흡수하기 위한 공기 처리유닛(10); 상기 제1 저장수조(150)와 연결된 제2 저장수조(250)를 포함하고, 상기 조습용액의 온도를 조절하여 상기 조습용액이 흡수한 수분을 배출시켜 상기 조습용액을 재생시키는 조습용액 재생유닛(20); 및 상기 조습용액이 상기 공기 중의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키도록 상기 조습용액의 온도 및 농도를 조절하는 컨트롤 유닛(30)을 포함한다.

먼저, 본 발명에 따른 조습용액을 이용한 습도 조절장치는 온도가 낮고 농도가 높아짐에 따라 흡습성이 강해지고, 온도가 높고 농도가 낮아짐에 따라 흡수된 수분을 증발시키는 성질을 가지는 염화리튬수용액을 조습용액으로 사용할 수 있다.

공기 처리유닛(10)은 내부로 유입되는 외부의 공기를 냉각된 조습용액과 마찰시켜 공기 중의 수분을 조습용액이 흡수하여 제습하고, 제습된 공기를 배기구를 통해 배기시켜 실내 공기의 습도를 조절할 수 있다.

공기 처리유닛(10)은 제1 저장수조(150)가 하부에 마련되고, 제1 저장수조(150)에 저장된 조습용액과 일측에서 유입된 외기가 마찰되는 제1 마찰부(130)가 구비된 중공형의 제1 본체(100); 제1 저장수조(150) 일측에 배치되며, 제1 마찰부(130)에 공급되는 조습용액의 온도를 냉각열원을 통해 조절하는 제1 열변환부(110); 및 제1 본체(100) 상부에 배치되고, 상기 제1 열변환부(110)를 통해 온도 변화된 조습용액을 펌핑하여 제1 마찰부(130)에 분사시켜주기 위한 제1 분사부(140)를 포함한다.

공기 처리유닛(10)의 제1 본체(100)는 하단에 형성된 내부 공간에 조습용액을 저장하기 위한 저장 탱크 형태로 형성된 제1 저장수조(150)를 구비할 수 있다. 저장수조는 아래에서 설명할 제1 열변환부(110)와 연통되고, 저장수조에 저장된 조습용액은 제1 열변환부(110)로 공급되어 온도가 조절될 수 있다.

제1 본체(100)의 일측에는 외기가 유입되기 위한 입구가 구비되고, 입구의 타측에는 외기가 다시 배기되기 위한 배기구가 형성될 수 있다.

제1 마찰부(130)는 제1 본체(100)의 내부에서 제1 저장수조(150)의 상단에 구비되는 것이 바람직할 수 있다. 제1 마찰부(130)는 제1 본체(100)의 일측에 형성된 입구에서 유입된 외기가 배기구를 통해 배기되기 전 조습용액과 외기가 접촉되는 공간으로 형성될 수 있다.

제1 열변환부(110)는 제1 본체(100)의 하단에 구비된 제1 저장수조(150)의 일측에 배치되고 제1 저장수조(150)에 저장된 조습용액을 제공받기 위해 제1 저장수조(150)와 연통될 수 있다. 도 1에서 제1 열변환부(110)는 저장수조의 하단에 배치하였지만 제1 열변환부(110)의 위치는 어느 한곳에 한정하지 않는다.

제1 열변환부(110)는 열전도성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있으며, 냉각열원으로는 냉각수, 지하수, 냉수, 차가운 공기, 브라인, 냉매 등을 사용할 수 있다. 그리고, 제1 열변환부(110)는 냉각열원을 통해 제1 저장수조(150)에 저장된 조습용액읜 온도를 조절할 수 있다.

제1 분사부(140)는 제1 본체(100)의 상단에서 제1 마찰부(130)보다 위에 배치될 수 있다.

제1 분사부(140)의 일측은 제1 열변환부(110)와 연결되고, 타측은 조습용액을 분사할 수 있는 노즐이 형성될 수 있다. 그리고, 제1 분사부(140)는 제1 열변환부(110)에서 조습용액을 펌핑하기 위한 펌프가 일측에 구비될 수 있다.

제1 분사부(140)는 제1 열변환부(110)를 통해 온도 변화된 조습용액을 펌핑하고 노즐을 통해 제1 마찰부(130)로 분사할 수 있다. 즉, 예를 들어, 제1 열변환부(110)를 통해 냉각되고 제1 분사부(140)를 통해 분사된 조습용액은 제1 마찰부(130) 내부에서 외기와 마찰되어 외기의 수분을 흡수하여 제습 시키고, 제습된 외기는 다시 배기구로 배기될 수 있다.

제1 분사부(140)는 노즐의 끝단에 조습용액의 비산을 최소화하기 위한 필터가 형성될 수 있다.

본 발명의 조습용액을 이용한 습도 조절장치는 조습용액을 염화리튬수용액으로 예를 들어 설명하지만 조습용액은 염화리튬수용액으로 한정하지 않는다.

위에서 설명한 염화리튬수용액에 대해서 좀 더 자세하게 설명하면, 염화리튬수용액은 용액의 수증기압 변화에 따라 용액의 온도가 낮고 농도가 높을수록 흡습성이 강해지고, 용액의 온도가 높고 농도가 낮을수록 수분을 증발시키는 성질을 가진다. 이러한 성질을 가지는 염화리튬수용액은 마찰된 공기의 절대습도를 일정하게 유지시켜주는 특성이 있다.

예를 들어, 염화리튬수용액은 농도30%wt 온도 25°에서 공기와 접촉하면 절대습도 7.8g/kg의 공기를 얻을 수 있다. 여기서, 외기의 습도가 7.8g/kg 보다 높으면 공기중의 수분을 7.8g/kg로 제습하고, 외기의 습도가 7.8g/kg보다 낮으면 7.8g/kg로 공기중으로 수분을 배출한다.

공기 처리유닛(10)은 일측에 형성된 외기가 유입되는 입구에 제1 냉각부(120)가 구비될 수 있다. 제1 냉각부(120)는 냉각 코일로 형성될 수 있으며, 외기가 공기 처리유닛(10)으로 유입되기 전 제1 냉각부(120)를 통해 1차적으로 냉각제습 될 수 있다. 따라서, 습도가 높은 외기는 제1 냉각부(120)에서 일부 제습되고, 공기 처리유닛(10) 유닛의 내부에서 조습용액을 통해 다시 한번 제습될 수 있다.

예를 들어, 제1 냉각부(120)는 비가 오는 날의 경우 외기는 평소보다 습할 수 있고, 이 경우 1차적으로 외기의 수분을 제습한 후 외기를 공기 처리유닛(10)으로 유입시킬 수 있다.

한편, 조습용액 재생유닛(20)은 내부로 유입되는 외부의 공기를 가열된 조습용액과 마찰시키고, 조습용액은 흡수했던 수분을 공기 중으로 배출함으로써 외부의 공기를 가습할 수 있다. 그리고, 조습용액 재생유닛(20)은 조습용액이 흡수했던 수분을 외부로 배출시킴으로써 저농도의 조습용액을 고농도의 조습용액으로 재생시킬 수 있다.

조습용액 재생유닛(20)의 제2 본체(200), 제2 열변환부(210), 제2 분사부(240) 및 제2 마찰부(230)는 위에서 설명한 공기 처리유닛(10)과 동일한 구조이므로 설명을 생략한다.

다시 말하면, 조습용액 재생유닛(20)은 제2 열변환부(210)를 통해 가열된 조습용액을 제2 분사부(240)를 통해 제2 마찰부(230)로 분사할 수 있다. 분사된 가열된 조습용액은 제2 마찰부(230)의 내부에서 외기와 마찰되어 조습용액이 흡수했던 수분을 공기 중으로 배출하여 가습 시키고, 가습된 외기는 다시 배기구로 배기될 수 있다.

조습용액 재생유닛(20)의 내부에 구비된 제2 저장수조(250)는 공기 처리유닛(10)에 구비된 제1 저장수조(150)와 연결 배관을 통해 연통될 수 있다. 그리고, 제1 저장 수조(150)는 제2 분사부(240)와 배관을 통해 서로 연결되도록 형성될 수 있다. 이렇게 서로 연결된 배관은 각각 제1 및 제2 저장수조(150, 250)에 저장된 조습용액이 이동하기 위해 사용된다.

예를 들어, 조습용액 재생유닛(20)에서 공기 중으로 수분을 배출하여 재생된 고농도의 조습용액의 일부를 제2 분사부(240)와 제1 저장 수조(150)가 연결된 배관을 통해 제1 저장 수조(150)로 일부 흘려주고, 제1 저장수조(150)에 저장된 공기 중의 수분을 흡수한 저농도의 조습용액은 제1 저장수조(150)와 제2 저장수조(250)를 연결하는 배관을 따라 제2 저장수조(250)로 이동할 수 있다.

그리고, 제2 저장 수조(250)로 이동된 제1 저장 수조(150)의 조습용액은 재생과정을 거친 후 제2 분사부(240)와 제1 저장 수조(150)가 연결된 배관을 통해 다시 제1 저장 수조(150)로 이동될 수 있다.

따라서, 제1 저장수조(150)의 조습용액과 제2 저장수조(250)의 조습용액은 이와 같은 방법으로 각각에 저장된 조습용액의 수위 및 농도가 서로 동일하게 유지될 수 있다.

조습용액 재생유닛(20)은 제2 저장수조(250)의 조습용액을 가열하기 위해 제2 열변환부(210)로 제공되는 가열원이 제2 열변환부(210)로 제공되지 않고 외부로 배기되기 위한 제2 냉각부(220)가 일측에 형성될 수 있다. 제2 냉각부(220)는 아래에서 설명할 컨트롤 유닛(30)의 제어에 따라 가열원을 냉각시켜 외부로 배기할 수 있다.

컨트롤 유닛(30)은 위에서 설명한 조습용액의 특성을 이용하기 위해 조습용액의 온도를 조절하고, 조습용액의 온도를 조절함으로써 외기의 수분을 흡수하거나 수분을 외부로 배출하도록 제어할 수 있다.

컨트롤 유닛(30)은 제1 저장수조(150)에 저장된 조습용액을 냉각하기 위한 냉각열원을 제공하고, 제2 저장수조(250)에 저장된 조습용액을 가열하기 위한 가열원을 제공하는 열공급부(300)를 포함할 수 있다.

따라서, 공기 처리유닛(10)은 열공급부(300)에서 제공된 냉각열원을 통해 조습용액을 냉각시키고, 조습용액을 외기와 마찰시켜 공기 중의 수분을 흡수하여 외기를 제습시킬 수 있다.

반대로, 조습용액 처리유닛(20)은 열공급부(300)에서 제공된 가열원을 통해 조습용액을 가열시키고, 가열된 조습용액을 외기와 마찰시켜 흡수한 수분을 공기 중으로 배출시켜 외기를 가습시킬 수 있다.

여기서, 열공급부(300)의 일측에는 냉매로 인한 냉각열원을, 타측에는 냉매로 인한 가열원을 제공하는 냉동기로 구성되어 히트펌프 식으로 동작할 수 있다.

예컨대, 냉동기는 증발기와 응축기를 포함하는 구성으로 형성되며, 증발기에서 열을 흡수하고, 응축기에서 흡수한 열을 외부로 배출하는 사이클로 반복될 수 있다. 다시 말해서, 냉동기는 에어컨의 원리와 비슷한 증발기를 통해 냉각열원을 제공하고, 응축기를 통해 흡수한 열을 배출할 수 있다.

즉, 열공급부(300)는 이와 같은 방식의 냉동기를 이용하여 증발기에서 제공되는 냉각열원으로 조습용액을 냉각시키고, 응축기에서 제공되는 가열원으로 조습용액을 가열시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 조습용액을 이용한 습도 조절장치는 냉각열원과 가열원의 효율적으로 이용함으로써 소비 전력을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

컨트롤 유닛(30)은 열공급부(300)의 일측에 연결되는 제1 분배부(310) 및 타측에 연결되는 제2 분배부(320)를 포함할 수 있다. 또한, 컨트롤 유닛(30)은 제1 저장수조(150) 및 제2 저장수조(250)의 일측에 각각 수위센서(s)를 구비하여 조습용액의 수위를 센싱할 수 있다. 수위센서(s)의 위치는 이에 한정하지 않고, 제1 저장수조(150) 및 제2 저장수조(250)를 연결하는 배관에 설치되어 제1 저장수조(150) 및 제2 저장수조(250)에 저장된 조습용액의 수위를 센싱할 수 있다.

열공급부(300)는 냉각열원과 가열원을 증발기와 응축기를 통해 연속적으로 제공하는 사이클로 제1 저장수조(150) 및 제2 저장수조(250)의 조습용액을 연속적으로 냉각 및 가열하게 되는데, 이때 컨트롤 유닛(30)은 조습용액의 농도 조절을 효율적으로 하기 위해서 제1 냉각부(120) 및 제2 냉각부(220)로 해당 열원을 분배하여 제공할 수 있다.

즉, 컨트롤 유닛(30)은 열공급부(300)에서 제공되는 냉각열원 및 가열원으로 인해 각각의 조습용액이 과냉 또는 과열되는 것을 방지하기위해 냉각열원 및 가열원을 제1 및 제2 냉각부(120,220)를 통해 분배할 수 있다.

제1 분배부(310)는 열공급부(300)에서 제공되는 냉각열원의 경로를 바꾸기 위한 두 개의 연결통로가 형성되고, 각각 제1 열변환부(110) 및 제1 냉각부(120)에 연통될 수 있다.

그리고, 제1 분배부(310)는 내부에 차단막이 형성되고, 차단막의 이동에 따라 열공급부(300)에서 제공되는 냉각열원의 경로를 변경하여 냉각열원의 순환을 전환할 수 있다. 예컨대, 제1 분배부(310)는 컨트롤 유닛(30)의 제어에 따라 차단막을 동작하고, 하나의 경로를 차단하거나 두개의 경로 모두를 차단 또는 두개의 경로를 모두 열어둘 수 있다.

여기서, 제1 분배부(310)는 일반적으로 작동될 경우, 제1 냉각부(120)와 연통되는 연결통로를 차단하고, 제1 열변환부(110)로만 냉각열원을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

마찬가지로, 제2 분배부(320)는 제2 열변환부(210) 및 제2 냉각부(220)와 연결되고, 컨트롤 유닛(30)의 제어에 따라 열공급부(300)에서 제공되는 가열원의 경로를 변경할 수 있다.

도 2는 본 발명의 조습용액을 이용한 습도 조절장치의 흐름도이다.

도 2를 참고하면, 컨트롤 유닛(30)은 수위센서(s)를 통해 공기 처리유닛(10) 및 조습용액 재생유닛(20)에 저장된 조습용액의 수위를 센싱할 수 있다. 이어서, 컨트롤 유닛(30)은 수위센서(s)에서 제공받은 공기 처리유닛(10) 및 조습용액 재생유닛(20)의 조습용액의 수위를 기초로 제1 분배부(310) 또는 제2 분배부(320)를 제어하여 열공급부(300)에서 제공되는 냉각열원 및 가열원을 분배할 수 있다. 참고로, 도 2에서는 편의상 수위센서(s)가 공기 처리유닛(10) 및 조습용액 재생유닛(20) 각각에 설치된 것으로 도시되어 있지만, 하나의 수위 센서(s)가 공기 처리유닛(10) 및 조습용액 재생유닛(20)과 연결되어 각각의 수위를 센싱할 수 있다.

일 예로, 컨트롤 유닛(30)은 제1 저장수조(150) 및 제2 저장수조(250)의 일측에 각각 설치된 수위센서(s)를 통해 각각에 저장된 조습용액의 수위 레벨을 제공받을 수 있다.

컨트롤 유닛(30)은 공기 처리유닛(10)이 정상적으로 가동될 경우에 제1 저장수조(150)에 저장된 조습용액의 수위를 레벨1로 설정하고 조습용액의 수위를 레벨 1~3으로 설정을 할 수 있다. 마찬가지로, 제2 저장수조(250)에 저장된 조습용액의 레벨 수위를 레벨1~3으로 설정할 수 있다.

이어서, 공기 처리유닛(10)은 유입되는 외기의 습도가 높아지면 조습용액이 외기의 수분을 많이 흡수함에 따라 조습용액의 수위가 높아질 수 있다. 컨트롤 유닛(30)은 조습용액의 수위가 높아져 수위 레벨이 2가 되면 제1 분배부(310)를 제어하여 제1 냉각부(120)로 및 제1 열변환부(110)로 냉각열원을 동시에 제공할 수 있다.

또한, 컨트롤 유닛(30)은 조습용액의 수위 레벨이 3이 되면 제1 열변환부(110)와 연결되는 연결통로를 차단하고, 냉각열원의 순환 경로를 제1 냉각부(120)로만 제공하도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 컨트롤 유닛(30)은 공기 처리유닛(10)에서 공기 중의 수분을 많이 흡수하여 수위가 높아지고 조습용액 재생유닛(20)에서 재생되는 조습용액과 농도 차이가 생기게 되면 냉각열원을 제1 냉각부(120)로 제공할 수 있다. 따라서, 공기 처리유닛(10)은 제1 냉각부(120)를 통해 내부로 유입되는 외기를 1차적으로 냉각 제습하고, 조습용액의 농도를 조습용액 재생유닛(20)에 저장된 조습용액의 농도와 일정하게 유지할 수 있다.

반대로, 공기 처리유닛(10)에 유입되는 외기의 습도가 낮으면 공기 처리유닛(10)의 조습용액이 흡수하는 수분량이 적어지지만, 조습용액 재생유닛(20)은 연속적으로 조습용액을 재생함에따라 조습용액에 포함된 수분이 배출되면서 전체적으로 조습용액의 수위가 낮아질 수 있다.

이때, 컨트롤 유닛(30)은 제1 분배부(310)와 마찬가지로 제2 분배부(320)를 제어하여 제2 열변환부(210)로 제공되는 가열원의 경로를 제어할 수 있다.

다른 일예로, 도면에는 도시되지 않았지만, 수위센서(s)는 제1 저장수조(150) 및 제2 저장수조(250)를 연결하는 배관에 하나의 수위센서(s)가 설치되고, 하나의 수위센서(s)는 제1 저장수조(150) 및 제2 저장수조(250)의 수위를 센싱할 수 있다.

예컨대, 위에서 설명한 방법과 마찬가지로, 공기 처리유닛(10) 및 조습용액 재생유닛(20)에 저장된 조습용액의 수위를 센싱할 수 있다.

이어서, 공기 처리유닛(10)에 저장된 조습용액이 외기의 수분을 많이 흡수하여 수위가 높아져 농도가 낮아지면 컨트롤 유닛(30)은 제1 열분배부(310) 및 제2 열 분배부(320)를 통해 냉각 열원 및 가열원을 분배할 수 있다.

또한, 조습용액 재생유닛(20)에 저장된 조습용액이 과열되어 수위가 낮아져 농도가 높아지면, 컨트롤 유닛(30)은 제1 열분배부(310) 및 제2 열 분배부(320)를 통해 냉각 열원 및 가열원을 분배할 수 있다.

따라서, 컨트롤 유닛(30)은 제1 분배부(310)의 제어를 통해 조습용액의 수위 및 농도를 안정적으로 유지할 수 있는 효과를 제공한다.

한편, 공기 처리유닛(10) 및 조습용액 재생유닛(20)은 열공급부(300)에서 제공되는 냉각열원 및 가열원의 경로를 서로 변경하여 공기 처리유닛(10)은 열공급부(300)로부터 가열원을 제공받아 조습용액을 재생 및 외부 공기를 가습할 수 있다.

또한, 조습용액 재생유닛(20)은 열공급부(300)를 통해 냉각열원을 제공받아 조습용액을 통해 외기의 수분을 흡수 후 배기하여 외부의 습도를 제습하도록 서로 기능을 전환할 수 있다.

즉, 예컨대, 공기 처리유닛(10)은 열공급부(300)로부터 조습용액을 가열하기 위한 가열원을 제공받고, 가열된 조습용액은 제1 마찰부(130)에서 외부의 공기와 접촉하면서 흡수했던 수분을 공기 중으로 배출하여 가습의 효과를 가질 수 있다.

반대로, 조습용액 재생유닛(20)은 열공급부(300)로부터 조습용액을 냉각하기 위한 냉각열원을 제공받고, 냉각된 조습용액은 제2 마찰부(230)에서 외부의 공기와 접촉하면서 외기의 수분을 흡수하여 제습된 공기를 배기할 수 있다.

그리고, 조습용액 재생유닛(20)이 열공급부(300)로부터 냉각열원을 제공 받을 때에는 조습용액 재생유닛(20)에 포함된 제2 냉각부(220)를 조습용액 재생유닛(20)의 외기가 유입되는 입구에 설치하여 외기를 1차적으로 냉각 제습할 수 있다.

따라서, 공기 처리유닛(10) 및 조습용액 재생유닛(20)의 별도의 장치를 추가적으로 설치 없이 열공급부(300)에서 공급되는 열원의 경로를 전환하여 각각 제습에서 가습으로, 가습에서 제습으로 변경될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 공기 처리유닛
20: 조습용액 재생유닛
30: 컨트롤 유닛
110: 제1 열변환부
120: 제1 냉각부
130: 제1 마찰부
140: 제1 분사부
300: 열공급부
310: 제1 분배부
320: 제2 분배부

Claims (10)

1. 온도 및 농도에 따라 공기 중의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키는 조습용액이 저장되는 제1 저장수조를 내부에 포함하고, 외부에서 유입되는 외기를 상기 조습용액과 접촉시켜 상기 외기 중의 수분을 흡수하기 위한 공기 처리유닛;
   상기 제1 저장수조와 연결된 제2 저장수조를 내부에 포함하고, 상기 조습용액의 온도를 조절하여 상기 조습용액이 흡수한 수분을 배출시켜 상기 조습용액을 재생시키는 조습용액 재생유닛; 및
   상기 조습용액이 상기 외기의 수분을 흡수하거나 흡수된 상기 수분을 배출시키도록 상기 조습용액의 온도 및 농도를 조절하는 컨트롤 유닛을 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤 유닛은
   상기 제1 저장수조에 저장된 상기 조습용액을 냉각하기 위한 냉각열원을 제공하고, 상기 제2 저장수조에 저장된 상기 조습용액을 가열하기 위한 가열원을 제공하는 열공급부를 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 공기 처리유닛은
   상기 제1 저장수조가 하부에 마련되고, 상기 제1 저장수조에 저장된 상기 조습용액과 일측에서 유입된 상기 외기가 마찰되는 제1 마찰부가 구비된 중공형의 제1 본체;
   상기 제1 저장수조 일측에 배치되며, 상기 제1 마찰부에 공급되는 상기 조습용액의 온도를 상기 냉각열원을 통해 조절하는 제1 열변환부; 및
   상기 본체 상부에 배치되고, 상기 제1 열변환부를 통해 온도 변화된 상기 조습용액을 펌핑하여 상기 제1 마찰부에 분사시켜주기 위한 제1 분사부를 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 조습용액 재생유닛은
   상기 제2 저장수조가 하부에 마련되고, 상기 제2 저장수조에 저장된 상기 조습용액과 일측에서 유입된 상기 외기가 마찰되는 제2 마찰부가 구비된 중공형의 제2 본체;
   상기 제2 저장수조 일측에 배치되며, 상기 제2 마찰부에 공급되는 상기 조습용액의 온도를 상기 가열원을 통해 조절하는 제2 열변환부; 및
   상기 본체 상부에 배치되고, 상기 제2 열변환부를 통해 온도 변화된 상기 조습용액을 펌핑하여 상기 제2 마찰부에 분사시켜주기 위한 제2 분사부를 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 공기 처리유닛은
   상기 공기 처리유닛의 일측에서 상기 외기가 유입되는 입구에 형성되고, 상기 공기 처리유닛으로 유입되는 상기 외기의 수분을 상기 열공급부에서 제공되는 냉각열원을 통해 냉각 제습 하는 제1 냉각부를 더 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 조습용액 재생유닛은
   상기 조습용액 재생유닛의 일측에 형성되고, 상기 열공급부에서 제공되는 가열원을 냉각하여 외부로 배기하기 위한 제2 냉각부를 더 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 컨트롤 유닛은
   상기 열공급부와 상기 제1 열변환부 및 상기 제1 냉각부와 연결되고, 상기 제1 저장수조에 저장된 상기 조습용액의 수위를 기초로 상기 열공급부에서 제공되는 상기 냉각열원을 상기 제1 열변환부 및 상기 제1 냉각부 중 적어도 하나 이상에 선택적으로 제공하여 상기 냉각열원의 순환을 전환하는 제1 분배부를 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 컨트롤 유닛은
   상기 열공급부와 상기 제2 열변환부 및 상기 제2 냉각부와 연결되고, 상기 제2 저장수조에 저장된 상기 조습용액의 수위를 기초로 상기 열공급부에서 제공되는 상기 가열원을 상기 제2 열변환부 및 상기 제2 냉각부 중 적어도 하나 이상에 선택적으로 제공하여 상기 가열원의 순환을 전환하는 제2 분배부를 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤 유닛은
   상기 제1 저장수조 및 상기 제2 저장수조의 일측에 각각 구비되어 해당하는 조습용액의 수위를 센싱하거나 상기 제1 저장수조 및 상기 제2 저장수조를 연결하는 연결 통로에 구비되어 상기 제1 및 제2 저장수조의 조습용액의 수위를 공통으로 센싱하는 수위센서를 포함하는
   조습용액을 이용한 습도 조절장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 조습용액은
    상기 온도가 낮고 상기 농도가 높아짐에 따라 흡습성이 강해지고, 상기 온도가 높고 상기 농도가 낮아짐에 따라 흡수된 수분을 증발시키는 성질을 가지는 염화리튬수용액으로 형성되는
    조습용액을 이용한 습도 조절장치.
    

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