KR20180129858A - 다상 판형 열교환기에 의한 공조 - Google Patents

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KR20180129858A
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게르하르트 쿤쩨
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게르하르트 쿤쩨
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Abstract

2개의 공기 매체를 위한 다상 판형 열교환기로서, 열 전달을 위한 면들 (13a) 은 유체 (3, 4) 에 의해 습윤되고, 1차 매체 (1) 는 따듯하고 습한 신선 공기 (15) 이고, 2차 매체 (2) 는 거주하는 공간의 차갑고 건조한 배출 공기 (16) 이며, 배출 공기는 1차 매체 (1) 와 반대 유동으로 흐르고, 1차 매체 (1) 를 위한 판 갭들 (1a) 의 표면들은 흡습성 용액 (17a) 으로 습윤되고, 2차 매체 (2) 를 위한 판 갭들 (2a) 의 표면들은 물 (18) 로 습윤되고, 이러한 흡습성 용액 (17b) 의 재생은 열 교환기 (14) 내에서 수행되되, 1차 매체 (1) 를 위한 판 갭들 (1a) 의 표면들이 예열 및 희석된 흡습성 용액 (17b) 으로 습윤되면서 그러하고, 2차 매체 (2) 는 공기 (15c) 로서, 이러한 공기는 열교환기 (14) 를 통과하는 1차 통과 후 가열되고 증기로 포화됨으로써 2차 매체 (2) 를 위한 판 갭들 (1a) 의 표면들에서 2차 매체의 냉각 시 응축수 형성에 의한 기화열이 재순환된다.

Description

다상 판형 열교환기에 의한 공조
실내 공조(room air-conditioning)는 전반적인 전력 공급의 상당량을 소모하고, 이로써 지구의 탄소 발자국(carbon footprint)에도 기여한다. 에너지 절감은 열의 재순환에 의하여, 특히 열 교환기를 통하여 일어날 수 있다. 그러나 열은 관련 재료의 열 용량에서 뿐만 아니라 관련 수증기의 엔탈피에서 더 많이 저장 또는 이송된다. 열의 재순환은, 냉각 및 가열, 응축 및 기화가 동시에 동일한 장소에서 일어날 때에만 효율적으로 이루어질 수 있다. 이는 본원에서 설명하게 될 열 교환기 원리의 신규 구상안을 필요로 한다.
공조는 하절기에는 바람직하게는 전기적으로 구동된 냉각기에 의하여 또는 동절기에는 가연성 물질의 연소에 의하여 이루어진다. 쾌적한 기후에 도달하기 위해, 일반적으로 수증기는 공기로부터 응축에 의해 배출되거나 기화에 의하여 추가되어야 한다. 이를 위해 필요한 에너지 소모는 극한의 경우, 동일한 온도 구간(temperature interval)에 걸쳐 증기를 포함하지 않은 공기의 단순한 냉각 또는 가열을 위해 필요할 수 있는 양의 수 배에 달한다. 응축수는 기화 냉각용으로 사용되는 대신 폐기된다.
소위 조절 환기(controlled ventilation)는 공기/공기-열교환기를 사용하여 에너지 절감에 도움이 되어야 한다. 이를 통해 동절기에는 외부 온도가 거의 실내 온도까지 될 수 있으나, 이러한 가열된 신선 공기는 매우 건조하며, 추후에 에너지 공급 하에 가습되어야 한다. 하절기에 문제는 더 심각하다: 습하고 뜨거운 외부 공기와 차갑고 건조한 내부 공기 사이의 엔탈피 차는 건조한 내부 공기와 외부 온도의 동일한 공기 사이의 엔탈피 차보다 훨씬 더 커서, 그러한 열 교환에 의해서는, 항상, 필요한 냉각 출력의 감소를 위해 기여하는 부분이 매우 낮은 수준에 불과할 수 있다.
따라서 특허 공보 A 192/2015에 설명되는 공기/공기-열 교환기에서는, 신선 공기로부터 냉각 시 형성되는 응축물이 배출 공기에 공급되어, 배출 공기 내로 기화되고 이때 방출되는 응축열을 기화열로서 보상한다.
공조할 공간 내에서 지배적인 온도 아래로 공기를 실제 냉각하는 것은, 태양광 입사 또는 컴퓨터 열과 같은 다른 열 입력들을 제거하기 위해 필요할 수는 있으나, 수행되지 않는다. 따라서 이러한 구상안에서는 여전히 아직도 능동적 2차 냉각 시스템이 사용되어야 하고, 이러한 시스템은 일반적으로 전체 냉각 부하의 절반 이상을 부담해야 한다.
추가적인 문제는, 열 교환기 면적의 상시 가습이 박테리아 또는 기타 미생물의 번식을 유발할 수 있다는 사실로부터 도출되는데, 이는 이후 막힘을 야기하거나 질병을 옮길 수 있다.
원칙적으로, 적합한 열 교환기에 의하여 하절기에는 전체 냉각 성능이 기화 냉각에 의하여 달성될 수 있어야 하는데, 건조한 내부 공기와 증기로 포화된 외부 온도의 공기 사이의 엔탈피 차는 습하고 뜨거운 외부 공기와 차갑고 건조한 내부 공기 사이의 엔탈피 차보다 항상 커야 하기 때문이다. 그러나 실무에서 이러한 비교는 엔트로피 이유로 전체적으로 적용되는 것은 아니다.
그렇지만, 여러 기후 상황에서, 순수한 기화 냉각은 열교환기에만 충분한 물이 배출 공기 측에서 공급될 때 가능하다. 공기 습도가 너무 높은 경우, 공기는 흡습성 용액에 의하여 감소될 수 있다.
반대로, 추운 계절에 차갑고 습한 공기의 가열을 위해, 이 공기의 가열은 이 공기의 흡습성 건조에 의하여 가능하다.
즉 발명의 과제는 다음과 같다:
- 외부 주변환경의 상이한 기후 조건을 위해, 기화 냉각에 의한 공간의 공조, 또는 흡습성 공기 건조에 의한 가열
- 열교환기 내의 위생 조건
- 흡습성 용액 또는 수분 증발에 의해 공조할 공간 내에서 공기 습도 조절
- 흡습성 용액이 물을 흡수한 후 흡습성 용액의 재생(regeneration)으로, 이때 전체 공정을 방해하지 않아야 하는 결정화 공정들이 가능한 한 동일한 기계에 의하여 야기될 수 있음
- 전체 기계를 위한 가급적 콤팩트한 구조
순수한 기화 냉각에 의한 공조 또는 흡습성 공기 건조에 의한 가열을 제공하는 과제는 본 발명에 따르면 신규한 방식의 다상 판형 열교환기에 의해 제공된다.
다상 판형 열교환기는 온도가 상이하고 증기 함량이 상이한 2개의 가스형 매체를 위한 판형 열교환기이고, 이러한 매체들은 각각의 조정 가능한 송풍기로부터 반대 방향의 유동 또는 평행한 유동으로 이동하고, 이때 관련 매체들 간의 활성 열 전달면은 일 표면 또는 양쪽 표면에서 느리게 유동하는 하나의 또는 2개의 서로 다른 유체에 의해 습윤되고, 이러한 유체는 각 매체와 직접적인 상호 작용을 함으로써, 기화 또는 응축, 및 이때 발생하는 유체 내 농도 변경으로 인하여 결정화(crystallisation) 또는 결정들의 용해가 일어날 수 있으며, 이러한 유체는 외부로부터 열교환기 판들 사이에서 유체의 특정 입력 위치들로 펌핑되고, 이 위치에서 캐필러 효과, 공기 유동, 난류, 중력의 힘 또는 특정한 판 형상의 속박력(constraining force)에 후속하여 다소간의 두께를 가지는 유체막으로서 판형 열교환기를 통과하여 이동함으로써, 서로 연관된 매체 및 유체는 동일한 방향으로 흐르지 않는 경우가 자주 있다.
그러한 다상 열교환기를 성공적으로 구동시키기 위해, 추가적 과제는, 언급한 유체를 열교환기의 갭들(gaps) 내에 액적(droplet) 방식으로 도입하는 것인데, 그러나 도입되는 양은 갭 마다 크게 가변적이지 않아야 한다. 이러한 과제를 해결하기 위해 3가지 방법이 주어진다:
- 저장 탱크로부터 열교환기 판들 사이의 입력 위치들로 유체 공급은, 펌프 이후의 공급 라인이 캐필러 관들 또는 -튜브들의 번들(bundle)로 뻗어나가고, 이러한 캐필러 관들 또는 튜브들이 열교환기 내의 적합한 지정 장소들로 이어지도록, 수행되게 하는 것.
- 저장 탱크로부터 열교환기 판들 사이의 입력 위치들로 유체 공급은, 펌프 이후의 공급 라인이 열교환기 판들 사이의 공동 연결 채널로 이어지고, 이러한 연결 채널은 이러한 판들을 관통하는 합동의 대응 관통부들로 구성되며, 유체가 도입되어야 할 각각의 판 갭 내에는 연결 채널로부터 갭 안으로 액적 방식의 유체 통과를 위해 스로틀(throttle)이 구비되도록, 수행되게 하는 것.
- 판 갭 입구들 앞에서 유체를 노즐로부터 분사시키는 것으로, 이때 생성되는 액적(droplet)은 습윤될 면들에 액적이 충돌하기 전에 공기와의 상호작용을 낮게 유지하기 위해 너무 작지 않아야 한다. 이러한 배치는 특히 대형 설비에서 권장된다.
실험들을 통해, 캐필러들을 통한 유체 공급은 모든 판들을 횡방향으로 관통하는 공동 연결 채널이라는 대안예에 비하여 비용부터 현저히 복잡하고 고가이나, 이를 위해 모든 판들에 걸쳐 유체의 균일한 분포가 실질적으로 더 정확함으로써, 설비의 효율이 실질적으로 개선된다는 것을 시사하였다.
마찬가지로 실험들을 통해, 캐필러들 또는 노즐들에 의해서만 공급할 유체를 정확히 분량 주입(dosage)하는 것은 매우 부정확한데, 매우 낮은 오염으로도 유동 저항 및 이로 인하여 동일한 펌프 세기에서의 관류량을 변경시킬 수 있기 때문에 그러하다는 것이 도출되었다. 따라서 펌프들을 짧은 스트로크로 동작하게 하는 것이 더욱 양호한데, 스트로크 시간 및 스트로크들 간의 시간적 간격은 적합한 센서들의 측정 데이터에 상응하여 달라질 수 있고, 이러한 센서들은 열교환기내에서 열 전달뿐만 아니라 기화- 및 응축 성능도 산출한다.
언급한 유체들이 올바른 양으로 판 표면들로 안내되자마자, 다음 과제는 즉 이러한 판 표면들을 균일하게 습윤시키는 것으로 도출된다.
이러한 과제는, 활성 열전달 면들의 표면들이 유체 막의 균일한 분포, 또는 결정들의 국소적 계류 또는 결정들의 계속 이송을 그루브, 미세다공성 표면, 연삭 자국, 스크래치 및/또는 섬유 코팅 및 친수성 물질에 의한 코팅에 의하여 또는 한편으로 복수의 그러한 조처들의 조합에 의하여 도와줌으로써 해결된다. 실험을 통해, 열전달면이 초-친수성 TiO2 나노 결정으로 코팅되는 것은 매우 적합한 것으로 확인되었다.
공조할 공간들에서의 공기 습도 조절 과제를 흡습성 용액 또는 증발하는 물에 의하여 해결하기 위해, 한편으로 등엔탈피(isoentalpic) 전이의 가능성이 제공되고, 다른 한편으로 추가적인 가열 또는 냉각이 필요할 수 있다. 등엔탈피 전이는 본 발명에 따른 다상 열교환기에서, 동일한 공기 유동을 언급한 열교환기의 1차 측면 및 2차 측면으로 도입시켜, 이러한 2개의 유동이 나란히 동일한 방향으로 흐르게 함으로써 달성되는데, 이때 열교환기 면들의 습윤을 위해 2개의 유동에서 동일한 유체가 사용된다. 이 유체가 물이라면, 등엔탈피 전이 시 공기 유동이 냉각되는 동안, 이와 동시에 공기 유동은 수증기로 포화된다. 반면, 이 유체가 흡습성 용액이라면, 등엔탈피 전이 시 공기 유동은 가열된다. 이로써 즉 첫 번째 경우 냉각 효과가 달성될 수 있고, 두 번째 경우 가열 효과가 달성될 수 있다.
반면 공기 유동이 흡습성 용액에 의한 제습 중에 냉각되어야 하면, 다른 매체에 의한 열교환기의 추가적 냉각이 도움이 될 수 있다. 또한, 이를 위해 본 발명에 따른 다상 열교환기가 사용될 수 있고, 이때 1차 측면에서는 제습할 공기가 열교환기 면을 습윤시키는 흡습성 용액과 함께 반대 유동으로 도입되고, 2차 측면에서는 냉각할 매체가 도입되며, 이 매체는 필요에 따라 동일 유동 또는 반대 유동으로 흐를 수 있고 가스형이거나 액상일 수 있다.
공기 유동의 가습 시 공기 유동이 더 따듯하게 되어야 하는 반대의 경우는, 예컨대 흡습성 용액이 물을 흡수한 이후에 이러한 흡습성 용액을 재생하는 과제에서 얻어진다. 여기서, 2차 매체가 열을 공급할 수 있을 때 마찬가지로 다상 열교환기 내에서 수행될 수 있는 가열이 필요하다.
설명한 다상 판형 열교환기 내에서 매체 또는 유체를 위한 유입부들 또는 열교환기 자체의 개별 부분들이 이러한 영역들을 가열 또는 냉각할 수 있는 별도의 온도조절 매체 또는 전기적 가열부와 열 전도 접촉을 하면, 2개의 과제는 동시에 함께 해결될 수 있다.
외부 온도 조절 가능 방법의 구비 및 그 공간 수요는 전체 장치를 위한 가급적 소형의 구조라는 전술한 과제의 중요도를 강조하는 것이다. 이 과제는 다상 열교환기를 가열- 또는 냉각 목적으로 2개 이상의 판형 열교환기와 조합함으로써 해결되고, 이러한 조합물은 단일의 판형 패키지로 구성되며, 개별 부분 열교환기들은 각각 이러한 패키지의 판들 상에서 합동의(congruent) 영역들을 형성한다.
열교환기 내에서 위생 조건을 보장하는 과제 및 공조할 공간들에서의 공기 습도를 흡습성 용액에 의해 제한하는 과제는, 다상 판형 열교환기 내의 활성 표면들을 습윤시키는 유체가 물 또는 다른 용제 및 흡습성 염, 냉매, 소독제 또는 습윤제를 포함할 수 있음으로써 함께 해결된다. 이러한 맥락에서, 이미 언급한 TiO2 나노 결정에 의한 열전달면의 코팅은 부가적인 긍정적 효과를 가진다. TiO2의 공지된 광촉매 특성에 의하여, 열교환기 면들의 조사(illuminating) 시 일반적으로 표면에 점착되었을 수 있는 유기물 또는 미생물이 화학적으로 분해되고 그 잔여물은 유체에 의해 씻겨 제거된다. 이러한 목적으로 다상 열교환기를 투명 플라스틱으로 제조해야 하거나 열교환기 판 갭 내부를 비추는 조명을 구비해야 한다.
요약하자면, 공간을 순수한 기화 냉각에 의하여 공조하고, 공조할 공간 내의 공기 습도를 흡습성 용액에 의하여 제한하는 과제는, 다상 판형 열교환기 내에 1차 매체는 거주하는 공간의 뜨겁고 습한 외부 공기이고, 2차 매체는 거주하는 공간의 소진되었으나 상대적으로 건조하고 차가운 공기이며, 이러한 공기는 1차 매체와 반대 유동으로 흐르고, 그리고 1차 매체를 위한 판 갭들의 내부 표면들은 흡습성 용액으로 습윤되며, 이러한 유체 및 공기는 서로 반대 방향으로 흐르는 반면, 2차 매체를 위한 판 갭들의 내부 표면들은 물로 습윤되며, 이러한 물은 임의의 방향으로 흐를 수 있음으로써 해결된다. 이를 통해, 실내 습도보다 현저히 더 낮은 상대 습도를 가지나 실내 온도에 근접하는 신선 공기가 수득된다. 공간이 냉각되어야 하면, 신선 공기의 건조 달성 후 냉각 효과를 가지는 신선 공기의 등엔탈피 가습이 수반됨으로써, 실내 공기의 이슬점에 현저히 미달하는 온도가 달성될 수 있다.
흡습성 공기 건조에 의해 공간을 가열하는 과제는, 다상 판형 열교환기 내에서 1차 매체가 거주 공간의 차가운 외부 공기이고, 2차 매체는 소진되었으나 비교적 습하고 따듯한 거주 공간의 공기이며, 이러한 공기는 1차 매체와 반대 유동으로 흐르며, 이 경우 2차 매체를 위한 판 갭들의 내부 표면들은 흡습성 용액으로 습윤되고, 이 유체 및 공기는 서로 반대 방향으로 흐르는 반면 1차 매체를 위한 판 갭들의 내부 표면들은 물로 습윤되고, 물은 임의의 방향으로 흐를 수 있음으로써, 해결된다. 이를 통해 실내 온도에 근접하나 실내 습도보다 현저히 더 큰 상대 습도를 가지는 신선 공기가 수득된다. 이제 이러한 습한 신선 공기를 원하는 실내 습도에 이르기까지 등엔탈피 건조시키면, 온도는 주요 실내 온도를 현저히 초과한다. 외부 온도가 0도 미만일 때 활성 면들의 가습을 위해 다상 열 교환기 내에서 외부 공기의 수증기 포화를 위해 적합한 동파 방지를 고려할 수 있음을 밝혀둔다. 여기서 저온 범위 내에서 순수한 물 대신 고유 증기압이 낮은 동파 방지제가 첨가될 수 있다.
기화 냉각에 의한 공간의 공기조화, 또는 흡습성 공기 건조에 의한 가열을 달성하는 과제의 부차적 조건은, 이러한 과제를 외부 환경의 서로 다른 기후 조건을 위해 해결하는 것이었다. 이는 본 발명에 따르면, 언급한 복수의 다상 열교환기를 하나의 시스템으로 조합함으로써 달성된다. 따라서 건조한 공기가 포함된 공간 내에서의 냉각을 위해 유의미할 수 있는 것은, 전술한 냉각 공정을 수행하기 전에, 배출 공기를 우선 다상 열교환기 내에서 등엔탈피 증발을 위해 가습하는 것이다. 이는 상대적으로 건조한 공간의 가열을 위해 동일하게 적용된다. 여기서도 배출 공기를 우선 다상 열교환기 내에서 등엔탈피 증발을 위해 가습하는 것은 유의미할 수 있다.
반대로, 습한 열대 기후에서 전술한 냉각 공정으로 도입되기 전의 신선 공기를 다상 열교환기 내에서 등엔탈피 건조를 위해 사전 건조시키는 것이 유리하다.
가시적 에너지 공급 없이 공간을 가열 또는 냉각할 수 있는 가능성은 결코 영구운동장치(perpetuum mobile)가 아니다. 말하자면 흡습성 염 용액은 고효율 에너지 운반체이다. 따라서 예컨대 농축 LiCl-용액은 그 고유 체적의 10 내지 15배 수분량을 습한 공기로부터 흡입할 수 있다. 그 결과로 발생하는 응축열은 1리터의 농축된 LiCl-용액으로부터 방출될 수 있는 것으로, 대략적으로, 1리터의 가열유의 연소 시 발생하는 열량만큼이다. 그 결과 농축된 흡습성 용액은 열저장기로도 기능할 수 있으며, 이러한 열저장기는 단열 없이 위치 에너지를 임의적으로 오래 저장할 수 있다.
흡습성 용액이 물을 흡수하고 이를 통해 희석되어 효력이 없어진 후에, 동일한 종류의 장치를 통해 흡습성 용액을 재생하는 과제는, 다상 판형 열교환기에 의하여 해결되되, 이러한 열교환기에서 1차 매체는 뜨겁고 습한 외부 공기이고 1차 매체를 위한 판 갭들의 내부 표면들은 예열, 희석 및 약간 흡습성의 용액으로 1차 매체와 반대 유동으로 습윤되고, 1차 매체와 반대 유동으로 흐르는 2차 매체는 동일한 공기이고, 이러한 공기는 열교환기를 1차로 통과한 후 추가로 가열되고 증기로 거의 포화됨으로써, 2차 매체를 위한 판 갭들의 내부 표면들 위에는 2차 매체의 냉각 시 응축수가 형성되고, 이러한 응축수는 2차 매체와의 동일 유동에서 냉각되어 열교환기로부터 벗어난다.
흡습성 용액의 재생을 위한 설명된 건조 공정에서 염 결정들이 형성되는 것을 배제할 수 없으므로, 그러한 결정들을 그 발생 장소에 잔류시키는 것이 추가적 과제로 바람직한데, 이러한 염 결정들은 열교환기로부터 유동에 의해 이송될 때 가급적 시스템의 막힘을 야기할 수 있을 것이며, 이러한 결정들은 그 발생 장소에서, 다음 냉각 단계가 동일한 장치 내에서 발생하는 것을 전제할 때 다음 냉각 단계에서 다시 응축수에 의하여 용해된다. 이는 다상 판형 열교환기가, 그 판들이 수평으로 놓이고 유동 방향에 대해 횡방향으로 그루브들 또는 파형의 형상물들(waves)이 제공되도록 위치할 때 달성될 수 있으며, 이러한 그루브들 또는 파형의 형상물들 내에서 이 결정들은 중력에 의하여 침전된다.
도 1a 내지 1d는 다상 판형 열교환기의 사용에 대한 4가지 서로 다른 가능성을 도시하며, 즉:
도 1a는 다상 판형 열교환기를 포함한 1단 냉각 장치 및 흡습성 공기 건조에 대한 개략도를 도시하고
도 1b는 동일한 장치를 이용하는 용액 재생을 도시하고
도 1c는 다상 판형 열교환기를 이용하여 등엔탈피 공기 가습 및 냉각을 도시하고
도 1d는 다상 판형 열교환기를 이용하여 등엔탈피 공기 건조 및 가열을 도시하고
도 2a 및 2b는 1차 매체 및 2차 매체 및 판들을 습윤시키는 유체층들의 가이드를 포함하는 판들의 횡단면들을 도시하며
이때 도 2a는 수직 판들을 포함하는 열교환기 및 캐필러들에 의한 유체 공급 라인을 도시하고 도 2b는 수평 판들을 횡방향으로 관통하는 분배 채널들을 통하는 유체 공급을 도시한다.
도 3은 다상 판형 열교환기 및 2개의 등엔탈피 공기 가습기를 포함하는 냉각 장치의 3단 배치의 도식(scheme)을 도시하고
도 4는 다상 판형 열교환기, 등엔탈피 공기 가습기 및 등엔탈피 공기 건조기를 포함하는 가열 장치의 3단 배치의 도식을 도시하고
도 5는 도 1b의 용액 재생을 위한 증기 공급이 다상 판형 열교환기의 형태를 갖는 공기 가습기에 의하여 달성되는 도식을 도시한다.
도 1a는 냉각 기능을 가지는 환기 시스템을 위한 본 발명에 따른 다상 판형 열교환기가 따듯하고 습한 기후에서 어떻게 사용되는지를 도시한다. 실제로 판들로 형성되는 다수의 챔버들로 구성되는 것이 통상적인 다상 판형 열교환기 (14) 는 개념적으로 서로 인접하는 2개의 챔버들 (14a, 14b) 로 도시되어 있으며, 이러한 챔버들은 활성면 (13a) 에 의해 서로 분리되고, 2개의 챔버들 중 상부 챔버 (14a) 는 1차 측면의 열교환기 판 갭을 나타내고, 하부 챔버 (14b) 는 2차 측면의 열교환기 판 갭을 나타낸다. 굵게 표시된 선분은 열교환기를 나타내고, 얇은 실선은 공기 유동을 나타내며, 파선은 습윤 유체를 나타낸다. 1차 측면 (14a) 에는 뜨겁고 습한 신선 공기 (15) 가 열교환기 내에서 흡습성 용액 (17a, 17b) 과 접촉한다. 이때 용액 (17a) 내에서 수증기가 응축하고, 이때 생성되는 열은 활성면 (13a) 을 통과하여 열교환기의 2차 측면 (14b) 으로 배출된다. 실내 공기 온도로 냉각되며 제습된 신선 공기 (15) 는 냉각할 공간 안으로 안내된다. 수분 응축에 의하여 희석되는 흡습성 용액 (17b) 은 열교환기 (14) 로부터 벗어나 이후 재생을 위해 공급되며, 이러한 재생은 도 1b에 설명된다. 2차 측면 (14b) 에서는 냉각할 공간으로부터의 차갑고 건조한 배출 공기 (16) 가 물 (18) 과 접촉하고, 이와 동시에 1차 측면 (14a) 에 의해 응축으로부터의 열 및 신선 공기 (15) 의 냉각으로부터의 열은 물 (18) 의 일부분의 기화를 위해 제공된다. 이를 통해 이러한 열은 1차 측면 (14a) 으로부터 제거됨으로써, 하절기에 신선 공기에서 냉각 효과가 발생한다. 나머지 물 (18) 은 이때 약간만 가열되고, 저장 탱크로 다시 이동한다.
도 1b는 다상 판형 열교환기 (14) 의 다른 적용예로서 도 1a의 냉각 공정에 의하여 희석되어 사용할 수 없는 흡습성 용액 (17b) 의 재생을 도시한다. 이는 에너지 측면에서 매우 유용한 형태의 물의 탈염으로 나타나며, 탈염을 위해 마찬가지로 다수의 적용예가 존재한다. 1차 측면 (14a) 에서 이때 신선 공기 (15) 는 가열되고 희석된 흡습성 용액 (17a) 과 접촉하고 - 가열은 미도시됨 - 용액의 온도는 용액의 증기압이 신선 공기 (15) 의 증기압을 초과하도록 높아야 한다. 이때 신선 공기 (15) 는 포화에 이를 때까지 추가적인 수증기를 흡수한다. 한편, 이러한 신선 공기 (15) 는 동시에 가열된 용액 (17c) 반대쪽으로 흘러가므로, 신선 공기 자체도 더 따듯하게 되고, 추가적인 수증기를 흡수할 수 있으며 결국 뜨겁고 거의 증기로 포화된 공기 (15c) 가 된다. 이러한 공정에 의하여 용액 (17b) 은 냉각되는 반면, 이와 동시에 용액의 농도는 증가함으로써, 이 용액은 농축된 차가운 용액 (17a) 으로서 열교환기 (14) 에서 벗어나 다시 냉각 공정을 위해 사용될 수 있다. 2차 측면 (14b) 은 응축열의 에너지 회수를 위해 역할하고, 이러한 열 회수는 뜨겁고 증기로 포화된 공기 (15c) 가 열교환기의 2차 측면 (14b) 으로 안내되기 때문에 발생하며, 이 위치에서 1차 측면 (14a) 으로부터의 열이 공기에서 제거됨으로써, 공기가 냉각되고 이때 생성되는 잉여 증기 (19) 는 1차 측면 (14a) 과 2차 측면 (14b) 사이의 활성면 (13a) 에서 응축되며, 이로써 용액 수분 기화를 위한 응축열을 1차 측면 (14a) 에 제공한다. 한편, 일반적으로 가습된 신선 공기 (15) 의 증기 함량은 - 1차 측면 (14a) 을 벗어난 후 - 설명한 에너지 재순환 공정을 지속적으로 유지하기에 충분하지 않게 된다. 따라서 공기 (15) 는 소량의 뜨거운 증기 (10) 를, 이러한 공기가 1차 측면 (14a) 으로부터 2차 측면 (14b) 으로 옮겨가는 위치에서 공급받아야 한다.
도 1c는 다상 판형 열교환기 (14) 의 형태를 가지는 공기 가습기 (14c) 를 이용하여 신선 공기 (15) 의 등엔탈피 가습 및 냉각을 도시한다. 유입되는 신선 공기 (15) 는 우선 2개의 유동으로 분할되며, 이러한 유동은 서로 평행하게 다상 판형 열교환기 (14) 의 형태를 가지는 공기 가습기 (14c) 의 1차 측면 (14a) 및 2차 측면 (14b) 으로 안내되고, 이 위치에서 이러한 공기는 활성면들 (13a) 을 습윤시키고 임의 방향으로 이동해도 되는 물 (18) 과 접촉하게 된다. 이때 물 (18) 이 기화하고, 이를 통해 전적으로 신선 공기 (15) 는 습기로 포화되며 냉각된다.
도 1d는 다상 판형 열고환기 (14) 의 형태를 가지는 공기 건조기 (14d) 를 이용하여 신선 공기 (15) 의 등엔탈피 건조 및 가열을 도시한다. 유입되는 신선 공기 (15) 는 우선 2개의 유동으로 분할되고, 이러한 유동은 다상 판형 열교환기 (14) 의 형태를 가지는 공기 건조기 (14d) 의 1차 측면 (14a) 및 2차 측면 (14b) 으로 서로 평행하게 안내되고, 이 위치에서 이러한 공기는, 활성면들 (13a) 을 습윤시키고 유리한 방식으로 신선 공기 (15) 와 반대 유동으로 이동해야 하는 흡습성 용액 (17a, 17b) 과 접촉하게 된다. 이때 습한 신선 공기 (15) 로부터의 수증기는 흡습성 용액 (17a, 17b) 내에서 응축되고, 이를 통해 전적으로 신선 공기 (15) 는 건조되며 가열된다.
도 2a는, 각각의 열교환기 판 갭 (1a, 1b) 에서 2개의 인접하는 표면들이 문제 없이 유체 (3, 4) 로 습윤될 수 있으므로 판들의 수직 배치가 권장되는 상황에서 유체 경로가 주로 중력에 의해 결정되는 경우에 다상 판형 열교환기의 판들의 개략적 횡단면을 도시하고, 이러한 열교환기는 펌프들 (11, 12), 및 스로틀로서 역할하는 캐필러들 (5, 7) 에 의한 유체 공급 라인을 포함하고, 1차 매체 (1) 및 2차 매체 (2) 및 판들 (13) 을 습윤시키는 유체층들 (3, 4) 의 가이드가 표시되어 있다. 또한, 잔여 유체의 배출 라인을 위해 캐필러들 (5, 7) 과 유사하게 형성된 관 시스템 (6, 8) 은 공지되어 있다. 이러한 잔여 유체는 그 유체가 물 (18) 이던 희석된 흡습성 용액 (17b) 이던 중력에 의해 저장 탱크로 이동할 수 있거나 펌프에 의하여 다른 시스템 목적을 위해 이동할 수 있다. 이러한 유체 공급 라인 및 배출 라인은, 수직으로 배치된 열교환기 판들을 위해서 뿐만 아니라, 판 표면들이 유체로 습윤되는 것이 항상 보장되도록 판 표면들이 형성 또는 코팅되면 임의의 경사를 가지는 판들을 위해서도 기능한다는 점을 밝혀둔다. 이는 특히, 판 표면들이 미세 다공성 재료 또는 미세 섬유 재료로 구성될 때 양호하게 달성된다.
도 2b는 열교환기 판들 (13) 을 횡방향으로 관통하는 연결 채널들 (9, 10) , 및 펌프들 (11, 12) 에 의한 유체 공급 라인을 포함하는 수평의 다상 판형 열교환기의 판들의 개략적 횡단면도를 도시하고, 각각 대응하는 매체 (1, 2) 의 갭들을 통하는 관통부들에서 스로틀 기능을 가지는 소형의 개구부들 (9a, 10a) 은 각각 유체층들 (3, 4) 의 액적식 공급을 가능하게 한다. 여기서도 잔여 유체의 배출 라인을 위한 관 시스템 (6, 8) 이 도면에 도시되었다. 반면, 본원에 도시된 열교환기 판들 (13) 을 횡방향으로 관통하는 연결 채널들 (9, 10) 에 의한 유체 공급 라인과 유사한 유체 배출 라인이 적합할 수 있다. 이러한 잔여 유체는 그 유체가 물 (18) 이던 또는 희석된 흡습성 용액 (17b) 이던 중력에 의해 저장 탱크로 이동할 수 있거나 펌프에 의하여 다른 시스템 목적을 위해 이동할 수 있다. 이러한 종류의 유체 공급 라인 및 배출 라인은 또한, 유체에 의한 습윤이 항상 보장될 때 임의의 경사를 가지는 판들을 위해 기능할 수 있다.
도 3은 뜨거운 외부 주변 공기 (A) 와 냉각할 공간 (B) 내의 공기 사이의 3단 냉각 시스템의 도식을 도시하고, 이러한 냉각 시스템은 다상 판형 열교환기 (14) 및 2개의 등엔탈피 공기 가습기 (14c, 14c') 로 구성되고, 이러한 공기 가습기들은 도 1c에 도시된 바와 같은 구조를 가진다. 주변환경 (A) 으로부터 오는 신선 공기 (15) 는 다상 판형 열교환기 (14) 의 1차 측면 (14a) 에서 활성면 (13a) 을 습윤시키는 흡습성 용액 (17a, 17b) 에 의하여 제습되며, 이러한 흡습성 용액은 공기 (15) 와 반대 방향으로 이동한다. 이때 생성되는 열은 다상 판형 열교환기 (14) 의 활성면 (13a) 을 통하여 2차 측면 (14b) 으로 안내되고, 이 위치에서 배출공기(16)는 냉각할 공간(B)으로부터 외부 주변환경 (A) 으로 가는 방향으로 흐른다. 활성면 (13a) 은 2차 측면 (14b) 에서 과도하게 제공되는 물 (18) 로 습윤되므로, 2차 측면 (14b) 에서는 1차 측면 (14a) 으로부터의 열 공급량에 상응하는 바와 정확히 동일한 양의 수분 (18) 이 배출 공기 (16) 내로 기화된다. 다상 판형 열교환기 (14) 내에 유입되는 이러한 배출공기 (16) 는 공조된 공간 (B) 내에서의 공기보다 이미 더 차갑고 더 습한데, 이러한 배출공기는 이미 등엔탈피 공기 가습기 (14c) 를 통과하였기 때문이며, 이 위치에서 이러한 배출공기는 수분 (18) 을 흡수하여 공조된 공간 (B) 의 이슬점까지 냉각되고, 습기로 포화된다. 이점과 상관없이, 이러한 포화된 배출공기 (16) 는 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 수증기를 더 흡수할 수 있는데, 이러한 배출공기는 심지어 신선 공기 제습의 공정으로부터 발생하는 열의 흡수 자체로 인하여 가열되기 때문이다. 다른 한편으로, 배출공기 (16) 가 공조된 공간 (B) 의 이슬점의 온도로 다상 판형 열교환기 (14) 안으로 유입된다는 사실에서, 이제 건조된 신선 공기 (15) 가 다상 판형 열교환기 (14) 를 벗어날 때 이러한 이슬점에 근접한 온도를 가지게 되는 것으로 인정된다. 이러한 차갑고 건조한 신선 공기 (15) 는 이제 등엔탈피 공기 가습기 (14c') 로 안내되고, 이 위치에서 이러한 공기는 물 (18) 을 이용한 재가습에 의하여 공조된 공간 (B) 의 이슬점에 현저히 미달하는 온도가 된다.
도 4는 외부의 차가운 주변 공기 (A) 와 가열할 공간 (B) 내의 공기 사이의 3단 가열 시스템의 도식을 도시하고, 이러한 가열 시스템은 다상 판형 열교환기 (14) - 등엔탈피 공기 가습기 (14c) - 및 등엔탈피 공기 건조기 (14d) 로 구성되며, 이들은 도 1c, 1d에 도시된 바와 같은 구조를 가진다. (A) 로부터 오는 신선 공기 (15) 는 다상 판형 열교환기 (14) 내의 1차 측면 (14a) 에서 활성면 (13a) 을 습윤시키는 물 (18) 에 의해 가습되고, 이러한 물은 과도하게 제공된다. 이를 위해 필요한 열은 다상 판형 열교환기 (14) 의 활성면 (13a) 에 의하여 2차 측면 (14b) 으로부터 수득되며, 이 위치에서 배출공기 (16) 는 가열할 공간 (B) 으로부터 외부 주변환경 (A) 으로 가는 방향으로 흐른다. 활성면 (13a) 은 2차 측면(14b)에서 배출 공기 (16) 와 반대 방향으로 이동하는 흡습성 용액 (17a, 17b) 으로 습윤되므로, 1차 측면 (14a) 에서는 2차 측면 (14b) 으로부터 열 공급량에 부합하는 바와 정확히 같은 양의 물 (18) 이 신선 공기(15) 내로 기화된다. 다상 판형 열교환기 (14) 안으로 유입되는 이러한 배출공기 (16) 는 공조된 공간 (B) 의 공기보다 이미 약간 더 차갑고 더 습한데, 이러한 공기는 이미 등엔탈피 공기 가습기 (14c) 를 통과하였기 때문이며, 이 위치에서 이 공기는 물 (18) 을 흡수하여 최적값이 될 때까지 가습되었고, 이러한 최적값은 습한 공기의 엔탈피 데이터로부터 각각의 개별 경우를 위해 계산될 수 있다. 실무에서, 본원에서는 적합한 온도 및 습도 센서 및 유량계와 조합하여 프로그래밍 가능한 칩에 의한 자동 제어가 권장된다. 이러한 제어는 이 경우 공기 유동 (16) 에 비하여 공급되는 물 (18) 의 질량을 통해 기능한다. 등엔탈피 공기 가습기 (14c) 내에서의 이러한 가습의 이점은, 이에 따라 충분한 수증기가 제공되어, 이러한 수증기가 이후 흡습성 용액 (17a, 17b) 에서 응축됨으로써 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 신선 공기 (15) 의 전체 가습을 가능하게 한다는 것에 있다. 즉, 이후 신선 공기 (15) 는 다상 판형 열교환기 (14) 를 벗어나고 증기로 포화되고 공간 (B) 에서 지배적인 온도에 현저히 미달하지 않는 온도로 등엔탈피 공기 건조기 (14d) 로 안내되고, 이 위치에서 공기는 흡습성 용액 (17a, 17b) 에 의해 동시 가열되면서 건조되고, 이후 공조된 공간 (B) 의 가열을 위해 사용될 수 있다.
도 5는 도 1c와 유사하게 구성된 공기 가습기 (14c) 에 의한 도 1b의 용액 재생을 위한 증기 공급이 달성되는 도식을 도시하고, 물론 등엔탈피는 생략되는데, 뜨거운 물이 공급되기 때문이다. 종래 기술에 따르면 증기 발생기는 많이 있다.
물론 본원에 설명된 다상 판형 열교환기 (14) 의 방식에 따른 공기 가습기 (14c) 는 흡습성 용액의 재생 과제를 위해 매우 효과적인 것으로 증명되었는데, 이러한 공기 가습기는 정확히, 다시 활용 가능한 응축열을 제외한 공정을 위해 필요한 증기량만을 소모하기 때문이다. 활성면 (13a) 을 습윤시키는 흡습성 용액 (17c, 17a) 의 건조는 다상 판형 열교환기 (14) 의 1차 측면에서 (14a) 에서 가능해지는데, 판형 열교환기의 2차 측면 (14b) 에 응축되는 수증기 (19) 가 필요한 공정열을 공급함으로써 가능해진다. 증발할 뜨거운 흡습성 용액 (17c) 은 동일한 온도의 포화된 신선 공기 (15) 의 증기압보다 낮은 증기압을 가지므로, 이러한 신선 공기 (15) 는 다상 판형 열교환기 (14) 내에서, 이러한 온도에서의 응축을 위해 필요할 수 있는 100%의 습도까지 도달하지 않을 수 있다. 따라서 다상 판형 열교환기 (14) 의 1차 측면 (14a) 으로부터 오는 이러한 뜨겁고 매우 습한 신선 공기 (15) 는 공기 가습기 (14c) 로 안내되고, 이 위치에서 이러한 공기는 반대 유동의 뜨거운 물 (18a) 과 접촉하게 된다. 이때 신선 공기 (15) 는 더 가열되고, 증기로 포화된다. 이러한 신선 공기가 이후 도로 다상 판형 열교환기 (15) 안으로, 이러한 열교환기의 2차 측면 (14b) 으로 안내되자마자, 다상 판형 열교환기 (14) 의 1차 측면 (14a) 에서 건조 공정의 유지를 위해 필요한 바와 정확히 같은 양의 수증기가 응축된다. 전체 공정의 최적화를 위해, 공기 가습기 (14c) 내의 뜨거운 물 (18a) 의 온도를, 다상 판형 열교환기를 벗어나는 신선 공기 (15) 의 온도가 이러한 신선 공기가 전체 공정 전에 가졌던 온도에 가급적 근접하도록 선택하는 것이 필요하다.
A...주변환경 B...공조된 공간
1...가스형 1차 매체 1a...1차 매체를 위한 판 갭들
2...가스형 2차 매체 2a...2차 매체를 위한 판 갭
3...1차 매체 열교환기 갭들의 내벽들의 습윤을 위한 유체
4...2차 매체 열교환기 갭들의 내벽들의 습윤을 위한 유체
5...1차 매체 유체의 공급을 위한 캐필러
6...1차 매체 유체의 배출을 위한 관
7...2차 매체 유체의 공급을 위한 캐필러
8...2차 매체 유체의 배출을 위한 관
9...1차 매체를 위한 유체의 공급을 위한 연결 채널
9a... 연결 채널(9) 내에 또는 캐필러(5)의 단부에서 스로틀 효과를 가지는 매우 작은 개구부
10...2차 매체를 위한 유체의 공급을 위한 연결 채널
10a...연결 채널(10) 내에 또는 캐필러(7)의 단부에서 스로틀 효과를 가지는 매우 작은 개구부
11...1차 측면을 위한 용액 펌프
12...2차 측면을 위한 용액 펌프
13...열교환기 판들
13a...열교환기의 활성면,(=1차 매체와 2차 매체 사이의 분리벽)
14...다상 판형 열교환기
14a...다상 판형 열교환기의 1차 측면
14b...다상 판형 열교환기의 2차 측면
14c...다상 판형 열교환기의 형태를 가지는 공기 가습기
14d...다상 판형 열교환기의 형태를 가지는 공기 건조기
15...냉각할 공간의 주변 내의 신선 공기
15a...증기로 포화되며 가열된 신선 공기
16...공조된 공간으로부터의 배출 공기
17a...농축된 흡습성 용액
17b...희석된 흡습성 용액
17c...가열되고 희석된 흡습성 용액
18...물 19...응축수 20...뜨거운 증기

Claims (15)

  1. 하나 이상의 조정 가능한 송풍기로부터 반대 유동 또는 평행 유동으로 이동하며 상이한 온도 및 상이한 증기 함량을 가지는 2개 이상의 가스형 매체 (1, 2) 을 위한 다상 판형 열교환기 (14) 로서,
    관련 매체 (1, 2) 사이의 열 전달을 위한 활성면들 (13a) 은 일 표면 또는 양쪽 표면에서 천천히 유동하는 1개 또는 2개의 서로 다른 유체 (3, 4) 에 의해 습윤되고, 상기 유체는 각각의 매체 (1, 2) 와 직접적 상호 작용을 함으로써, 기화 또는 응축 및 이때 발생하는 유체 내 농도 변동으로 인하여 결정화 또는 결정 용해가 일어날 수 있고,
    이러한 유체 (3, 4) 는 외부로부터 열교환기 판들 (13) 사이에서 상기 유체의 특정한 입력 위치들 (9a, 10a) 로 펌핑되고, 이 위치로부터 습윤 유체막으로서 상기 활성면들 (13a) 을 따라 상기 판형 열교환기 (14) 를 통하여 이동하고,
    서로 연관된 매체 (1, 2) 및 유체 (3, 4) 는 평행하게 또는 서로 반대 유동으로 흐를 수 있는 것을 특징으로 하는 다상 판형 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    저장 탱크로부터 상기 열교환기 판들 (13) 사이의 입력 위치들로서 역할하는 소형 개구부들 (9a, 10a) 로의 유체 공급은, 펌프 (11, 12) 이후의 공급 라인이 관- 또는 튜브 형상의 캐필러들 (5, 7) 로 이루어진 번들로 뻗어지도록 수행되며, 상기 캐필러들은 상기 열교환기 내의 해당 소형 개구부들 (9a, 10a) 로 이어지는 것을 특징으로 하는 다상 판형 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    저장 탱크로부터 상기 열교환기 판들 (13) 사이의 유체 입구들로서 기능하는 소형 개구부들 (9a, 10a) 로의 유체 공급은, 펌프 (11, 12) 이후의 공급 라인이 상기 열교환기 판들 (13) 사이의 공동 연결 채널 (9, 10) 로 이어지도록 수행되며, 상기 공동 연결 채널은 이러한 판들 (13) 을 통하는 합동의 대응 관통부들로 구성되고,
    유체가 도입되어야 할 각각의 판 갭 (1a, 1b) 내에는 상기 연결 채널 (9, 10) 로부터 상기 갭 (1a, 2a) 으로 액적 방식의 유체 통과를 위한 스로틀 (9a, 10a) 이 구비되는 것을 특징으로 하는 다상 판형 열교환기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체 (1, 2) 또는 상기 유체 (3, 4) 를 위한 유입부들 또는 상기 열교환기 (14) 자체의 개별 부분들은 영역들을 가열 또는 냉각할 수 있는 별도의 온도조절 매체 또는 전기적 가열부와 열 전도 접촉을 하는 것을 특징으로 하는 다상 판형 열교환기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 2개 이상의 다상 판형 열교환기와 다른 판형 열교환기의 조합물로서,
    상기 조합물은 단일의 판 패키지로 구성되고, 개별 부분 열 교환기들은 각각 합동의 영역들을 이러한 패키지의 판들 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 조합물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 다상 열교환기 또는 열교환기들의 조합물로서,
    언급한 유체 (3, 4) 는 물 또는 다른 용제 및 흡습성 염, 냉매, 소독제 또는 습윤제를 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 다상 열교환기 또는 열교환기들의 조합물
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 열교환기 또는 열교환기들의 조합물로서,
    열 전달을 위해 상기 활성면들 (13a) 의 표면들 (3, 4) 은 상기 유체막 (3, 4) 의 균일한 분포 또는 결정들의 국소적 계류 또는 결정들의 계속 이송을 기계적으로 그루브들, 미세 다공 표면, 연삭 자국, 스크래치 및/또는 섬유 코팅에 의하여, 및 친수성 물질 및 코팅에 의해 또는 한편 복수의 그러한 조처들의 조합에 의해서도 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 열교환기 또는 열교환기들의 조합물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    1차 매체 (1) 는 냉각할 공간의 주변환경의 뜨겁고 습한 신선 공기 (15) 이고, 2차 매체 (2) 는 이러한 냉각된 공간의 소진된 건조하고 차가운 배출 공기 (16) 이고, 상기 배출 공기는 상기 1차 매체 (1) 에 대해 반대 유동으로 흐르고, 그리고 상기 1차 매체를 위한 상기 판 갭들 (1a) 의 내부 표면들은 흡습성 용액 (17a) 으로 습윤되고, 유체 (3) 및 1차 매체 (1) 는 서로 반대 방향으로 흐르는 반면, 상기 2차 매체 (2) 를 위한 상기 판 갭들 (2a) 의 내부 표면들은 임의의 방향으로 흐를 수 있는 물 (18) 로 습윤되는 것을 특징으로 하는 다상 판형 열교환기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 매체 (1) 는 냉각할 공간의 주변환경의 뜨겁고 습한 신선 공기 (15) 이고 상기 1차 매체 (1) 를 위한 상기 판 갭들 (1a) 의 내부 표면들은 제 4 항에 따라 추가적으로 예열 및 희석된 흡습성 용액 (17c) 으로 상기 1차 매체 (1) 와 반대 유동에서 습윤되고, 그리고 상기 1차 매체 (1) 와 반대 유동으로 흐르는 상기 2차 매체 (2) 는 동일하나 가열된 신선 공기 (15c) 이고, 상기 신선 공기는 상기 다상 열교환기 (14) 를 통하는 1차 통과 후 가열되고, 추가적인 증기 (20) 로 거의 포화되며, 그리고 상기 2차 매체 (2) 를 위한 상기 판 갭들 (2a) 의 상기 내부 표면들에는 상기 2차 매체의 냉각 시 응축수가 형성되고, 상기 응축수는 상기 2차 매체 (2) 와의 동일 유동에서 냉각되고 상기 다상 열교환기 (14) 로부터 벗어나는 것을 특징으로 하는 다상 판형 열교환기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다상 판형 열교환기는, 상기 열교환기의 판들이 수평으로 위치하고 유동 방향에 대해 횡방향으로 그루브들 또는 파형의 형상물들이 존재하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 다상 판형 열교환기.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 하나 이상의 항들에 따른 2개의 다상 판형 열교환기의 조합물로서,
    냉각할 공간 (B) 의 배출 공기 (16) 는 공기 가습기 (14c) 로서 기능하는 제1 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 상기 배출 공기의 이슬점에 도달할 때까지 등엔탈피로 가습 및 냉각되고, 이후 제2 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 한편으로 물 (18) 에 의해 가습 및 가열되고, 다른 한편으로 주변환경 (A) 으로부터 오는 뜨겁고 습한 신선 공기 (15) 와 반대 유동으로 안내되고, 상기 신선 공기는 이때 동시에 흡습성 용액 (17a, 17b) 에 의해 건조되고 냉각할 공간 (B) 의 이슬점에 근접할 때까지 냉각되는 것을 특징으로 하는 조합물.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 제3 다상 판형 열교환기와 제 11 항에 따른 2개의 다상 판형 열교환기의 조합물로서,
    제2 다상 판형 열교환기 (14) 로부터 오는 건조하고 냉각할 공간 (b) 의 이슬점에 근접할 때까지 냉각되는 신선 공기 (15) 는 공기 가습기 (14c) 로서 기능하는 제3 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 등엔탈피로 여전히 추가로 냉각되는 것을 특징으로 하는 조합물.
  13. 공기 건조기 (14d) 로서 기능하며 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 다상 판형 열교환기 (14) 와 제 11 항 또는 제 12 항에 따른 다상 판형 열교환기의 조합물로서,
    주변환경 (A) 으로부터의 따듯하고 습한 신선 공기 (15) 는, 상기 신선 공기가 고유의 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 배출 공기 (16) 와의 반대 유동으로 냉각되고 흡습성 용액 (17a, 17b) 에 의해 더 건조되기 전에, 우선 공기 건조기 (14d) 로서 기능하는 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 흡습성 용액 (17a, 17b) 을 이용하여 등엔탈피 가열 하에 예비 건조되는 것을 특징으로 하는 조합물.
  14. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 3개의 다상 판형 열교환기의 조합물로서,
    가열할 공간 (B) 의 배출 공기 (16) 는 공기 가습기 (14c) 로서 기능하는 제1 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 등엔탈피로 가습되고 이후 제2 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 한편으로 흡습성 용액 (17a, 17b) 에 의해 건조되고 다른 한편으로 상기 주변환경 (A) 으로부터 오는 차가운 신선 공기 (15) 와의 반대 유동으로 안내되고, 상기 신선 공기는 이때 동시에 물 (18) 에 의해 가습되고 상기 배출 공기 (16) 의 건조에 의하여 가열되고, 이러한 가습 및 약간 가열된 신선 공기는 공기 건조기 (14d) 로서 기능하는 제3 다상 판형 열교환기 (14) 내에서 등엔탈피로 건조 및 가열되고, 이 위치로부터 상기 공간 (B) 의 가열부에 공급되는 것을 특징으로 하는 조합물.
  15. 희석된 흡습성 용액 (17b) 의 재생을 위해 기능하여, 상기 용액을 수분 제거에 의해 다시 농축된 흡습성 용액 (17a) 으로 변화시키기 위한, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 2개의 다상 판형 열교환기의 조합물로서,
    신선 공기 (15) 는 제1 다상 판형 열교환기 (14) 의 1차 측면 (14a) 내로 안내되고, 이 위치에서 상기 신선 공기는 이러한 다상 판형 열교환기 (14) 의 활성면 (13a) 을 습윤시키는 가열 및 희석된 흡습성 용액 (17c) 과 반대 유동으로 흐르고, 그후 상기 신선 공기가 이때 가열되고 습도로 거의 포화된 후 공기 가습기 (14c) 로서 기능하는 제2 다상 판형 열교환기 (14) 내에 도달하고, 이 위치에서 상기 활성면 (13a) 은 뜨거운 물로 습윤됨으로써, 상기 신선 공기 (15) 는 더 가열 및 가습되고, 이 위치에서 이러한 신선 공기 (15) 는 이후 다시 제1 다상 판형 열교환기 (14) 로, 그러나 상기 제1 다상 판형 열교환기의 2차 측면 (14b) 으로 안내되며, 이 위치에서 상기 신선 공기는 다시 냉각되고 잉여 증기를 이러한 제1 다상 판형 열교환기 (14) 의 활성면 (13a) 에서 응축시킴으로써, 희석된 흡습성 용액 (17b) 으로부터의 수분 제거를 위해 필요한 열이 마련되는 것을 특징으로 하는 조합물.
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