KR100684449B1 - 함체용 냉방 및 습도 조절기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자전기 장비용 수용함체 등과 같이 외부와 격리된 공간부를 냉방 및 제습시키는 장치에 관한 것으로써 보다 상세하게는 함체 내의 공기를 냉각시키는 과정에서 공기에 함유된 수증기를 응결시킨 뒤 응결된 물을 장치내의 고온부로 전달하여 이 물을 다시 증발시켜 수증기 상태로 함체 밖으로 배출되도록 하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기 함체 내의 공기를 냉각하여 공기에 함유된 수분을 응결시키는 저온부 용 히트싱크 와 상기 저온부 용 히트싱크 에서 흡수한 열을 외부로 방출하기 위한 고온부 용 히트싱크 를 가지며, 상기 저온부 용 히트싱크 에서 응축된 물을 상기 고온부 용 히트싱크 로 전달하기 위한 전달부를 가진다. 본 발명은 상기 저온부 용 히트싱크 에서 고온부 용 히트싱크 로 전달된 물을 고온부 용 히트싱크 에서 증발시켜 상기 함체 외부로 배출함으로써 함체 내부 및 외부 어디에도 액체상태의 물이 고이거나 흐르지 않는 것을 특징으로 하며, 또한 저온부 용 히트싱크 에서 응결된 물이 상기 고온부 용 히트싱크 에서 증발하도록 함으로써 냉방기의 에너지 사용효율을 높이는 것을 특징으로 한다.

Description

함체용 냉방 및 습도 조절기{Air conditioner for enclosure}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방 및 습도 조절기가 함체에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 냉방 및 습도 조절기 내의 열전소자와 고온부 및 저온부의 히트싱크를 나타내는 A-A'단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 냉방 및 습도 조절기의 전달부를 나타내는 개략도이다.

도 4는 도 1에 도시된 냉방 및 습도 조절기의 공기의 유로를 나타내는 개략도이다.

도 5는 종래의 냉매 압축식 냉방 및 제습기의 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 함체 11 : 공간부

20 : 냉방 및 습도 조절기 21 : 열전소자

22 : 저온부 23 : 고온부

24 : 저온부용 히트싱크 25 : 고온부용 히트싱크

26 : 저온부용 팬 27 : 고온부용 팬

28 : 전달부 29 : 케이스

30 : 함체입구 통로 31 : 함체출구 통로

32 : 외부입구 통로 33 : 외부출구 통로

본 발명은 전자전기 장비용 수용함체 등과 같이 외부와 격리된 공간부를 냉방 및 제습시키는 장치에 관한 것으로써 보다 상세하게는 함체 내의 공기를 냉각시키는 과정에서 공기에 함유된 수증기를 응결시킨 뒤 응결된 물을 장치내의 고온부로 전달하여 이 물을 다시 증발시켜 수증기 상태로 함체 밖으로 배출되도록 하는 장치에 관한 것이다.

외부와 격리된 공간부를 냉방 또는 제습시키기 위한 장치로서 일반적으로 냉매 압축식 냉방기 및 제습기 또는 열전소자를 이용한 냉방기 및 제습기가 사용되고 있다.

상기 냉매 압축식 냉방기(1)는 도 5에 도시된 바와 같이 냉매를 고온 고압의 기체상태로 압축시키는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 압축된 냉매를 외부 대기 등과 열교환하게 하고 그에 따라 그 냉매의 열을 외부로 방출시키는 응축기(3)와, 상기 응축기(3)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 팽창시키는 팽창기(4)와, 상기 팽창기(4)에서 팽창된 냉매를 공간부(6)의 공기 등과 열교환하게 하여 냉매가 공간부(6)의 열을 흡수하도록 하는 증발기(5)를 구비하며, 상기 증발기(5)에서 증 발된 냉매는 다시 압축기(2)로 유입되고 그 압축기(2)에서 다시 압축되게 된다. 이와 같은 과정이 반복적으로 이루어지게 되면, 공간부(6)의 열이 증발기(5)로 흡수되고, 이 과정에서 공기가 냉각되며 동시에 공기 내의 수증기가 응결되어 제습이 이루어지며, 응축된 물은 모아서 공간부 밖으로 배출한다.

상기 열전소자를 이용한 전자 냉방 및 제습기는 열전소자의 흡열부와 발열부에 각각 히트싱크를 접합하고 상기 흡열부에 접합된 저온의 히트싱크에 공간부 내의 공기를 통과시키면서 공기 내의 수증기를 응결시켜서 제습하며, 응축된 물은 모아서 배출한다. 저온의 히트싱크를 통과한 공기는 다시 공간부 내로 돌려보냄으로써 공간부 내부의 온도를 낮추는 냉방이 동시에 이루어진다.

한편, 상술한 냉매 압축식 냉방 및 제습기와 열전소자를 이용한 전자 냉방 및 제습기는 제습된 물을 모아서 배출해야 한다. 이를 위해서는 물을 용기 등에 모으고 그 용기의 물을 주기적으로 배출해 주어야 하므로 유지 측면에서 불리하다. 그리고 산업현장에 설치된 전자전기 장비용 수용함체의 경우 함체 내부를 냉방 및 제습하는 과정에서 발생한 액체상태의 물은 함체 밖으로 배출한다 하더라도 함체 주변에 설치된 전력 및 통신선로와 접촉할 경우 안전상 문제가 될 수 있으며 위생상으로도 좋지 않다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액상의 물을 배출하지 않으면서 외부와 격리된 공간부를 제습시키며 제습과정에서 발생한 물을 고온부의 히트싱크에서 증발시킴으로써 에너지 사용 효율이 높 은 냉방 및 습도 조절기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 함체용 냉방 및 습도 조절기는 외부와 격리된 공간부를 냉방 및 제습시키기 위해 상기 공간부를 가지는 함체에 설치되며, 전류의 인가시 발열하는 고온부(23)와 흡열하는 저온부(22)를 가지는 열전소자(21); 상기 열전소자(21)의 저온부(22)에 접합되어 함체입구 통로(30)를 통해 흡입된 내부공기를 냉각 및 공기 내의 수분이 응결되도록 하는 저온부용 히트싱크(24); 상기 열전소자(21)의 고온부(23)에 접합되며, 상기 저온부용 히트싱크(24)에서 발생한 응결수분이 중력에 의해 전달되도록 상기 저온부용 히트싱크(24)의 하부에 설치되어 외부입구 통로(32)를 통해 흡입된 외부공기로 상기 응결수분을 증발시키는 고온부 히트싱크(25); 상기 저온부 히트싱크(24)와 상기 고온부 히트싱크(25) 사이의 공간부에 삽입설치되어 모세관 현상을 이용하여 상기 저온부용 히트싱크(24)에서 응축된 수분을 상기 고온부용 히트싱크(25)로 전달하는 통로 역할을 하면서 공기의 출입을 방지하는 다공질 소재로 이루어진 전달부(28); 및 함체입구 통로(30)를 통해 흡입된 공간부의 내부공기가 상기 저온부용 히트싱크(24)를 통과하여 냉각 및 제습된 후 저온부용 팬(26)에 의해 상기 공간부로 다시 유입되도록 하는 유로가 상기 저온부용 히트싱크(24)측에 구비되고, 외부입구 통로(32)를 통해 흡입된 외부공기가 상기 고온부용 히트싱크(25)를 통과하여 고온 및 건조된 후 외부출구 통로(33)를 통해 배출되도록 하는 유로가 상기 고온부용 히트싱크(25)측에 구비되며, 공기는 양측 유로사이를 통과하지 못하는 구조를 갖는 케이스(29);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서 열전소자를 이용한 제습을 구현하였으며 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 냉방 및 습도 조절기(20)가 함체(10)에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 냉방 및 습도 조절기(20) 내의 열전소자(21)와 고온부용 히트싱크(25) 및 저온부용 히트싱크(24)를 나타내는 A-A'단면도이며 도 3은 도 1에 도시된 냉방 및 습도 조절기(20)의 전달부(28)를 나타내는 개략적인 도면이며, 도 4는 도 1에 도시된 냉방 및 습도 조절기(20)의 공기의 유로를 나타내는 개략적인 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 냉방 및 습도 조절기(20)는 판형상으로 이루어져 있으며, 전류의 인가시 발열하는 고온부(23) 및 흡열하는 저온부(22)를 가지는 열전소자(21)와, 상기 열전소자(21)의 저온부(22)에 접합된 저온부용 히트싱크(24) 및 상기 열전소자(21)의 고온부(23)에 접합된 고온부용 히트싱크(25)를 구비한다. 또한 상기 저온부용 히트싱크(24)와 상기 고온부용 히트싱크(25)를 덮도록 케이스(29)가 설치된다(도4 참조). 또한 도 4에 화살표로 도시된 바와 같이 상기 케이스(29)에는 상기 함체(10) 내부의 공기를 빨아들이는 함체입구 통로(30)가 설치된다. 이 함체입구 통로(30)로 흡입된 내부의 공기는 상기 저온부용 히트싱크(24)를 통과하여 냉각되고 공기에 함유된 수분이 응결되어 저온부용 히트싱크(24)의 벽면에 응결된다. 냉각 및 제습된 공기는 함체출구 통로(31)를 통해 상기 함체(10)의 내부로 되돌려 보내진다. 저온부용 히트싱크(24)의 벽면에 응결된 수분은 전달부(28)를 통하여 고온부용 히트싱크(25)로 이동한다. 고온부용 히트싱크(25)는 함체(10) 외부의 공기를 이용하여 상기 수분을 증발 시키는데 이 공기가 이동하는 경로는 도 4에 도시된 바와 같다. 즉, 외부입구 통로(32)로 빨아들여진 외부 공기는 고온부용 히트싱크(25)를 통과한 뒤 외부출구 통로(33)를 통해 함체(10)의 외부로 배출되도록 공기의 유로가 구비된다. 냉각 및 제습된 상기 함체(10) 내부의 공기를 상기 케이스(29)로 부터 상기 함체(10)로 유입시키는 저온부용 팬(26)과, 상기 함체(10) 외부의 공기를 상기 케이스(29)로 유입시키는 고온부용 팬(27)을 구비한다. 저온부용 팬(26)은 함체 출구 통로(31)에 설치되고, 고온부용 팬(27)은 외부입구 통로(32)에 설치된다. 이와 같은 공기의 유로를 갖는 본 발명의 냉방 및 습도 조절기(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 함체(10)의 벽면에 설치가 가능하다.

저온부용 히트싱크(24)를 열전소자(21)의 상부에 고온부용 히트싱크(25)를 열전소자(21)의 하부에 위치시킨 구조에 의해 저온부용 히트싱크(24)에서 전달부(28)를 통하여 고온부용 히트싱크(25)로의 물의 이동이 중력에 의해 용이하게 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 적정 온도는 30℃에서 45℃인 것이 바람직하며, 적정 상대습도는 40%에서 60%인 것이 바람직하다.

전달부(28)는 스펀지 또는 다공질의 소재로 제작하여 저온부 히트싱크(24) 하부의 홈과 고온부 히트싱크(25) 상부의 홈이 서로 대칭되어 배치됨으로써 생성되는 공간부에 삽입된다. 저온부 히트싱크(24)의 벽면에 응결된 물은 중력에 의하여 아래로 흘러내려 전달부에 접촉되면 모세관 현상에 의하여 전달부(28)에 쉽게 흡수된다. 도 3에 화살표로 도시된 바와 같이 전달부(28)에 흡수된 물은 고온부 히트싱크(25) 쪽으로 중력 및 모세관 현상에 의하여 이송되며 이 수분은 고온부 히트싱크(25)를 통과하는 고온 건조한 공기에 노출되어 증발하게 된다. 이러한 구조를 통하여 수분은 전달부(28)를 통과하지만 공기는 저온부 히트싱크(24)와 고온부 히트싱크(25) 사이를 통과하지 못한다.

함체 등을 냉방 및 제습함에 있어서 상술한 구성의 본 발명에 따르면, 함체 내의 제습된 물을 액체상태가 아닌 수증기 상태로 외부로 배출하여 종래의 제습방식이 가진 물 처리 문제의 단점을 해결할 수 있다. 또한 저온부에서 응결된 물을 고온부로 보내 다시 증발시키는 과정에서 냉방기의 에너지 사용효율을 높이는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 외부와 격리된 공간부를 냉방 및 제습시키기 위한 냉방 및 습도 조절기에 있어서,

   전류의 인가시 발열하는 고온부(23)와 흡열하는 저온부(22)를 가지는 열전소자(21);

   상기 열전소자(21)의 저온부(22)에 접합되어 함체입구 통로(30)를 통해 흡입된 내부공기를 냉각 및 공기 내의 수분이 응결되도록 하는 저온부용 히트싱크(24);

   상기 열전소자(21)의 고온부(23)에 접합되며, 상기 저온부용 히트싱크(24)에서 발생한 응결수분이 중력에 의해 전달되도록 상기 저온부용 히트싱크(24)의 하부에 설치되어 외부입구 통로(32)를 통해 흡입된 외부공기로 상기 응결수분을 증발시키는 고온부 히트싱크(25);

   상기 저온부 히트싱크(24)와 상기 고온부 히트싱크(25) 사이의 공간부에 삽입설치되어 모세관 현상을 이용하여 상기 저온부용 히트싱크(24)에서 응축된 수분을 상기 고온부용 히트싱크(25)로 전달하는 통로 역할을 하면서 공기의 출입을 방지하는 다공질 소재로 이루어진 전달부(28); 및

   함체입구 통로(30)를 통해 흡입된 공간부의 내부공기가 상기 저온부용 히트싱크(24)를 통과하여 냉각 및 제습된 후 저온부용 팬(26)에 의해 상기 공간부로 다시 유입되도록 하는 유로가 상기 저온부용 히트싱크(24)측에 구비되고, 외부입구 통로(32)를 통해 흡입된 외부공기가 상기 고온부용 히트싱크(25)를 통과하여 고온 및 건조된 후 외부출구 통로(33)를 통해 배출되도록 하는 유로가 상기 고온부용 히트싱크(25)측에 구비되며, 공기는 양측 유로사이를 통과하지 못하는 구조를 갖는 케이스(29);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 함체용 냉방 및 습도 조절기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 냉방 및 습도 조절 기의 적정 온도는 30℃에서 45℃인 것을 특징으로 하는 냉방 및 습도 조절기.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 냉방 및 습도 조절 기의 적정 상대습도는 40% 에서 60%인 것을 특징으로 하는 냉방 및 습도 조절기.

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