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KR102369029B1 - 공조 시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

공조 시스템 및 그의 제어방법 Download PDF

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KR102369029B1
KR102369029B1 KR1020190113946A KR20190113946A KR102369029B1 KR 102369029 B1 KR102369029 B1 KR 102369029B1 KR 1020190113946 A KR1020190113946 A KR 1020190113946A KR 20190113946 A KR20190113946 A KR 20190113946A KR 102369029 B1 KR102369029 B1 KR 102369029B1
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air
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hollow fiber
heat exchanger
outside air
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정재원
천성용
조혜진
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 공조 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 시스템은 실내에서 배출되는 실내 배기와 실외에서 공급되는 외기를 열교환하여 상기 외기의 온도를 조절하는 전열 교환기; 상기 전열 교환기를 통과한 상기 외기를 중공사 부재 내로 유입시켜 상기 외기의 수분을 제거하는 분리막 제습기; 및 상기 중공사 부재를 통과한 상기 외기의 일부가 상기 중공사 부재의 외부를 따라 유동하도록 바이패스하고, 수분을 바이패스된 상기 외기 일부에 공급하여 상기 중공사 부재 내부의 상기 외기를 냉각시키는 재생형 증발냉각기를 포함할 수 있다.

Description

공조 시스템 및 그의 제어방법{AIR CONDITIONING SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 공조 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매를 사용하지 않고 외기의 냉각 및 제습하여 에너지 효율성을 향상시킨 컴팩트한 공기 조화기 및 그의 제어방법에 에 관한 것이다.
최근 들어, 건설 산업 분야에서는 고기밀성 및 고단열설의 외피, 고효율 냉난방 시스템 적용 등으로 친환경성과 높은 에너지 성능을 가진 초고층 공동주택이 하나의 트랜드를 이루고 있다. 특히, 쾌적한 실내 공기 환경에 대한 관심이 높아지면서 세대마다 필요 환기량 확보를 위한 전열교환형 기계식 개별환기장치를 설치하는 것도 일반화되고 있다. 그러나 현재는 거주자의 주관적 판단에 따라 그 운전 여부가 결정되고, 전기요금 증가에 대한 우려 및 사용자의 환경장치 운전에 대한 조작 미숙 등으로 인해 효과적인 실내 공기 환경을 형성하는데에 어려움이 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해, 북미 및 유럽에서 고효율 중앙공급식 공조 시스템으로써, 그 적용이 확대되고 있는 외기전담시스템(Dedicated Outdoor Air System: DOAS)을 초고층 공동주택에 적용하려는 시도가 활발해지고 있다. 또한, 공조 시스템의 소형화와 에너지 효율 향상을 위한 연구가 지속적으로 시도되고 있다.
특허출원번호 KR 10-2015-0122092
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 제습에 필요한 부하를 감소시켜 제습장치의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제습에 필요한 에너지를 절검하기 위한 공조 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 외기의 냉각과 가열을 위한 열원을 제거 또는 최소화할 수 있어 시스템 제작, 설치 및 운전이 용이하며, 냉매를 사용하지 않아 친환경적인 공조 시스템 및 그의 제어방법을 을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템은 실내에서 배출되는 실내 배기와 실외에서 공급되는 외기를 열교환하여 상기 외기의 온도를 조절하는 전열 교환기; 상기 전열 교환기를 통과한 상기 외기를 중공사 부재 내로 유입시켜 상기 외기의 수분을 제거하는 분리막 제습기; 및 상기 중공사 부재를 통과한 상기 외기의 일부가 상기 중공사 부재의 외부를 따라 유동하도록 바이패스하고, 수분을 바이패스된 상기 외기 일부에 공급하여 상기 중공사 부재 내부의 상기 외기를 냉각시키는 재생형 증발냉각기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 중공사 부재는, 상기 외기가 유입되는 제1 유입구; 상기 제1 유입구로 유입된 상기 외기가 배출되는 제1 배출구; 상기 제1 유입구와 상기 제1 배출구를 연결하는 중공 유로; 및 상기 중공 유로와 상기 중공사 부재의 외부 사이에 위치되고, 상기 중공 유로 내에서 유동하는 상기 외기의 수분을 상기 중공사 부재 외부로 투과시키는 분리막을 포함하고, 상기 재생형 증발냉각기는, 상기 중공사 부재와 인접하게 위치되고, 상기 제1 배출구에서 배출된 상기 외기의 일부를 상기 제1 유입구를 향해 유동시키는 Ÿ‡ 유로; 상기 Ÿ‡ 유로 내에 유입된 상기 외기를 상기 Ÿ‡ 유로 외부로 배출하는 제2 배출구; 및 상기 Ÿ‡ 유로 내에 수분을 공급하는 수분 공급 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 분리막 제습기는, 내부에 상기 중공사 부재를 수용하는 수용 공간을 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내의 유체를 외부로 배기하는 배기 유닛을 포함하고, 상기 Ÿ‡ 유로는 상기 하우징 내에 위치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 중공사 부재는, 상기 중공 유로 내에 설치되고, 상기 중공 유로 내에서 유동하는 상기 외기에 와류를 발생시키는 와류 발생부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 와류 발생부는, 상기 중공 유로 내에 위치되어 상기 외기의 유동 흐름을 변경하는 적어도 하나의 와류 부재; 및 상기 와류 부재를 상기 중공 유로 내에 고정시키는 고정 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 와류 부재는, 구 형상의 중심 볼; 및 상기 중심 볼의 둘레를 따라 배열되는 복수의 서브 볼들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전열 교환기에 상기 실내 배기의 공급 여부를 결정하는 제1 댐퍼; 상기 전열 교환기에 공급되는 상기 실내 배기의 실외 배출 여부를 결정하는 제2 댐퍼; 및 상기 재생형 증발냉각기에 상기 중공사 부재를 통과한 상기 외기의 공급 여부를 결정하는 제3 댐퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템 제어방법은 실외에서 상기 전열 교환기로 공급되는 상기 외기의 제1 온도, 제1 습도 및 제1 엔탈피를 측정하는 단계; 상기 제1 습도가 기 설정된 기준 습도를 초과하는지를 판단하는 단계; 상기 제1 습도가 상기 기준 습도를 초과하는 경우, 상기 제1 엔탈피가 기 설정된 기준 엔탈피를 초과하는지를 판단하는 단계; 및 상기 제1 엔탈피가 상기 기준 엔탈피를 초과하는 경우에는 제1 모드로 상기 공조 시스템을 운전하고, 상기 제1 엔탈피가 상기 기준 엔탈피 이하인 경우에는 제2 모드로 상기 공조 시스템을 운전하는 단계를 포함하고, 상기 제1 모드는, 상기 외기를 상기 실내 배기와 상기 전열 교환기에서 열교환하는 단계; 및 상기 전열 교환기에서 열교환된 상기 외기를 상기 분리막 제습기에서 제습시키는 단계를 포함하고, 상기 제2 모드는, 상기 외기를 상기 실내 배기와의 열교환없이 상기 전열 교환기를 통과시키는 단계; 및 상기 전열 교환기를 통과한 상기 외기를 상기 분리막 제습기에서 제습시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드는, 상기 분리막 제습기를 통과한 상기 외기의 제2 온도를 측정하는 단계; 상기 제2 온도가 상기 실내 배기의 제3 온도를 초과하는지 판단하는 단계; 및 상기 제2 온도가 상기 제3 온도를 초과하는 경우, 상기 재생형 증발냉각기를 통해 상기 분리막 제습기 내의 상기 외기를 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 모드는, 상기 전열 교환기로 유동하는 상기 실내 배기를 실외로 배출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템 제어방법은 실외에서 상기 전열 교환기로 공급되는 상기 외기의 제1 온도, 제1 습도 및 제1 엔탈피를 측정하는 단계; 상기 제1 습도가 기 설정된 기준 습도를 초과하는지를 판단하는 단계; 상기 제1 습도가 상기 기준 습도 이하인 경우, 상기 외기를 상기 실내 배기와 상기 전열 교환기에서 열교환하는 단계; 상기 전열 교환기에서 열교환된 상기 외기를 상기 분리막 제습기를 통과시키는 단계; 및 상기 분리막 제습기를 통과한 상기 외기를 실내로 배기하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 분리막 제습기를 통과한 상기 외기의 제2 온도를 측정하는 단계; 상기 제2 온도가 상기 실내 배기의 제3 온도를 초과하는지 판단하는 단계; 및 상기 제2 온도가 제3 온도를 초과하는 경우, 상기 재생형 증발냉각기를 통해 상기 분리막 제습기 내의 상기 외기를 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 공조 시스템 및 그의 제어방법에 따르면, 제습에 필요한 부하를 감소시켜 공조 시스템을 컴팩트하게 만들 수 있을 뿐만 아니라 제습에 필요한 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 공조 시스템은 냉매를 사용하지 않아 지속적으로 사용가능하고 친환경적일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 공조 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1의 분리막 제습기와 재생형 증발냉각기의 일부를 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 3의 분리막 제습기의 제습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 재생형 증발냉각기의 냉각 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분리막 제습기를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 와류발생부가 와류를 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 도 8의 제1 모드로 구동하는 공조 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 10은 도 8의 제2 모드로 구동하는 공조 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 11은 도 8의 제3 모드로 구동하는 공조 시스템을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “연결”은 언급된 구성요소들을 직접적으로 연결한다는 것과 중간 매체를 통해 간접적으로 연결한다는 것을 모두 포함하는 의미일 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 2는 도 1의 공조 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 시스템(10)은 건물의 온도 및 습도를 조절하거나 환기를 통해 먼지를 제거할 수 있는 공조 시스템(10)일 수 있다. 공조 시스템(10)은 전열 교환기(100), 분리막 제습기(200), 및 재생형 증발냉각기(300)를 포함할 수 있다. 또한, 공조 시스템(10)은 제어부(600), 댐버부, 유로부(400), 센서부(700) 및 사용자 입력부(800)를 더 포함할 수 있다.
전열 교환기(100)는 실내에서 배출되는 실내 배기와 실외에서 공급되는 외기를 열교환하여 상기 외기의 온도를 조절할 수 있다. 전열 교환기(100)는 실내 배기와 외기의 현열과 잠열을 동시에 교환하는 열교환기의 일종일 수 있다. 실시 예에서, 전열 교환기(100)는 외기를 냉각 및/또는 제습하는 기능을 수행할 수 있다. 전열 교환기(100)는 회전형 전열교환기(enthalpy wheel) 또는 판형 전열교환기(membrane enthalpy exchanger) 등이 적용될 수 있다
여기서, 현열(sensible heat)은 고체, 액체 또는 가스가 상변화 또는 화학반응없이 온도 상승에 요구되는 열을 의미할 수 있다. 잠열(latent heat)은 물질의 상태가 기체와 액체, 또는 액체와 고체 사이에서 변화할 때 흡수 또는 방출하는 열을 의미할 수 있다.
분리막 제습기(200)는 전열 교환기(100)를 통과한 외기를 제습할 수 있다. 분리막 제습기(200)는 적어도 하나의 중공사 부재(210)를 포함할 수 있다. 분리막 제습기(200)는 외기를 중공사 부재(210) 내로 유입시켜 외기의 수분을 제거할 수 있다. 이에 대한 자세한 사항은 도 3 내지 도 5에서 설명하기로 한다.
재생형 증발냉각기(300)는 분리막 제습기(200)의 중공사 부재(210)를 통과한 외기의 일부를 중공사 부재(210)의 외부를 따라 유동하도록 바이패스할 수 있다. 재생형 증발냉각기(300)는 수분을 바이패스된 외기 일부에 공급하여 중공사 부재(210) 내부의 외기를 냉각시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 사항은 도 3 내지 도 5에서 자세히 설명하기로 한다.
유로부(400)는 공조 시스템(10)의 각 구성, 실내 공간 및 실외 공간을 연결하여 외기 등의 유체의 이동 통로를 제공할 수 있다. 유로부(400)는 제1 유로(410), 제2 유로(420), 제3 유로(430), 제4 유로(440), 제5 유로(450), 제6 유로(460), 및 제7 유로(470)를 포함할 수 있다.
제1 유로(410)는 실내 공간과 전열 교환기(100)를 연결할 수 있다. 제1 유로(410)는 실내에서 배출되는 실내 배기를 전열 교환기(100)로 공급할 수 있다. 제2 유로(420)는 실외의 외기를 전열 교환기(100)로 공급할 수 있다. 제3 유로(430)는 전열 교환기(100)와 분리막 제습기(200)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제3 유로(430)는 전열 교환기(100)를 통과한 외기를 분리막 제습기(200)로 공급할 수 있다. 제4 유로(440)는 전열 교환기(100)를 통과한 실내 배기를 실외로 배출시킬 수 있다. 제5 유로(450)는 분리막 제습기(200)와 실내 공간을 연결할 수 있다. 이에 따라, 제5 유로(450)는 분리막 제습기(200)를 통과한 외기를 실내 공간으로 공급할 수 있다. 제6 유로(460)는 재생식 증발냉각기(300)와 분리막 제습기(200)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제6 유로(460)는 제5 유로(450)로 공급되는 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 일부를 재생식 증발기로 바이배스할 수 있다. 제7 유로(470)는 제1 유로(410)와 실외를 연결할 수 있다. 제7 유로(470)는 제1 유로(410)를 유동하는 실내 배기를 실외로 배기할 수 있다.
댐퍼부(500)는 유로부(400)의 유로들을 개폐할 수 있다. 댐퍼부(500)는 제1 댐퍼(510), 제2 댐퍼(520), 및 제3 댐퍼(530)를 포함할 수 있다.
제1 댐퍼(510)는 제1 유로(410) 상에 설치될 수 있다. 제1 댐퍼(510)는 제1 유로(410)를 개폐할 수 있다. 이에 따라, 제1 댐퍼(510)는 전열 교환기(100)에 실내 배기의 공급 여부를 결정할 수 있다.
제2 댐퍼(520)는 제7 유로(470) 상에 설치될 수 있다. 제7 댐퍼는 제6 유로(460)를 개폐할 수 있다. 이에 따라, 제2 댐퍼(520)는 전열 교환기(100)로 공급되는 실내 배기를 외부 배출 여부를 결정할 수 있다.
제3 댐퍼(530)는 제6 유로(460) 상에 설치될 수 있다. 제3 댐퍼(530)는 제6 유로(460)를 개폐할 수 있다. 이에 따라, 제3 댐퍼(530)는 재생형 증발냉각기(300)에서 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 공급 여부를 결정할 수 있다. 상세하게, 제3 댐퍼(530)는 재생형 증발냉각기(300)에 중공사 부재(210)를 통과한 외기의 일부를 후술할 Ÿ‡ 유로(313)로의 공급 여부를 결정할 수 있다.
센서부(700)는 유로부(400) 내에서 유동하는 외기, 유체 등의 온도, 습도, 엔탈피 등을 측정할 수 있다. 센서부(700)는 제1 센서, 제2 센서, 제3 센서 및 제4 센서를 포함할 수 있다.
제1 센서는 전열 교환기(100)로 공급되는 실내 배기의 온도 및 습도를 측정할 수 있다. 실시 예에서 제1 센서는 제1 유로(410)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 제1 센서는 제1 유로(410) 내에서 유동하는 실내 배기의 온도, 엔탈피 및 습도를 측정할 수 있다.
제2 센서는 전열 교환기(100)로 공급되는 외기의 온도, 엔탈피 및 습도를 측정할 수 있다. 실시 예에서, 제2 센서는 제2 유로(420)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 제2 센서는 제2 유로(420) 내에서 유동하는 외기의 온도, 엔탈피 및 습도를 측정할 수 있다.
제3 센서는 분리막 제습기(200)를 통과하는 외기의 온도, 엔탈피, 및 온도를 측정할 수 있다. 실시 예에서, 제3 센서는 제5 유로(450)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 제3 센서는 제5 유로(450)내에서 유동하는 외기의 온도, 엔탈피 및 온도를 측정할 수 있다.
제어부(600)는 공조 시스템(10)의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 제어부(600)는 전열 교환기(100), 분리막 제습기(200) 및 재생식 증발냉각기(300)의 구동 여부를 제어할 수 있다. 제어부(600)는 댐퍼부(500)의 구동을 제어할 수 있다.
사용자 입력부(800)는 사용자가 공조 시스템(10)의 구동 모드를 설정할 수 있도록 입력 명령을 제어부(600)에 입력하는 역할을 할 수 있다. 실시 예에서, 사용자 입력부(800)는 터치 스크린으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 사용자 입력부(800)는 공조 시스템(10)의 구동 정보, 센서부(700)의 센싱 정보 등을 표시하는 기능도 함께 수행할 수 있다. 다만, 다른 실시 예에서 공조 시스템(10)은 사용자에게 공조 시스템(10)의 구동 정보, 센서부(700)의 센싱 정보 등을 표시하는 별도는 표시부를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1의 분리막 제습기와 재생형 증발냉각기를 나타낸 개략도이다. 도 4는 도 3의 분리막 제습기의 제습 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 3의 재생형 증발냉각기의 냉각 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분리막 제습기(200)는 하우징(220), 배기 유닛(230), 중공사 부재(210) 및 고정 유닛(240)을 포함할 수 있다.
하우징(220)은 내부에 중공사 부재(210)를 수용하는 수용 공간(225)을 가질 수 있다. 하우징(220)은 제4 유로(440)와 제5 유로(450)와 연결될 수 있다. 하우징(220)은 제4 유로(440)와 연결되고, 전열 교환기(100)를 통과한 외기(F)가 유입되는 메인 유입구(221)를 포함할 수 있다. 하우징(220)은 제5 유로(450)와 연결되고, 제습된 외기(F)를 실내 공간으로 배기하는 메인 배기구(222)를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 메인 유입구(221)는 하우징(220)의 일단에 위치되고, 메인 배기구(222)는 하우징(220)의 타단에 위치될 수 있다.
배기 유닛(230)은 하우징(220) 내의 유체를 외부로 배기할 수 있다. 이에 따라, 배기 유닛(230)은 하우징(220) 내의 압력을 낮출 수 있다. 배기 유닛(230)은 진공 펌프일 수 있다.
중공사 부재(210)는 중공사 부재(210) 내부로 유입된 외기(F) 내의 수분(H)을 중공사 부재(210) 외부로 배출시킬 수 있다. 중공사 부재(210)는 제1 유입구(211), 제1 배출구(212), 중공 유로(213), 및 분리막(214)을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 분리막 제습기(200)는 복수의 중공사 부재(210)들을 포함할 수 있다. 중공사 부재(210)는 일 방향으로 길게 형성된 직선 형태의 배관일 수 있으나, 이와 달리 다른 실시 예에서, 중공사 부재(210)는 곡선 형태의 배관일 수 있다.
제1 유입구(211)는 중공사 부재(210)의 일단에 위치될 수 있으나, 제1 유입구(211)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 전열 교환기(100)를 통과한 외기(F)는 제1 유입구(211)를 통해 중공사 부재(210) 내로 유입될 수 있다. 제1 배출구(212)는 중공사 부재(210)의 타단에 위치될 수 있으나, 제1 배출구(212)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 제1 배출구(212)는 제1 유입구(211)를 통해 유입된 외기(F)를 중공사 부재(210) 외부로 배출할 수 있다.
중공 유로(213)는 중공사 부재(210) 내에 위치될 수 있다. 중공 유로(213)는 제1 유입구(211)와 제1 배출구(212)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제1 유입구(211)를 통해 유입된 외기(F)는 중공 유로(213)를 따라 유동한 후에 제1 배출구(212)로 배출될 수 있다. 중공 유로(213)는 직선 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
분리막은 중공 유로(213)와 중공사 부재(210) 외부 사이에 위치될 수 있다. 실시 예에서, 분리막(214)은 중공 유로(213)를 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 분리막(214)은 중공사 부재(210)의 둘레를 형성할 수 있다. 이와 달리, 다른 실시 예에서, 분리막(214)은 중공 유로(213)의 일측에 위치될 수 있고, 중공사 부재(210)의 둘레 일부를 형성할 수도 있다.
분리막(214)은 2상 사이에서의 물질의 이동을 선택적으로 제한하는 기능을 갖는 고분자 재질의 계면(interphase)일 수 있다. 예를 들면, 분리막(214)은 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리설폰(polysulfone), 다공성 유리 등으로 이루어질 수 있다.
분리막(214)을 이용한 기체분리는 막에 대한 선택적인 가스투과원리에 의하여 진행될 수 있다. 즉, 기체 혼합물이 막표면에 접촉하였을 때, 기체성분은 막 속으로 용해, 확산할 수 있다. 이때 각각의 기체성분의 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타날 수 있다. 예를 들면, 헬륨, 수분(H) 등은 쉽게 투과하는 기체성분들이고, 메탄, 질소(N) 등은 매우 느리게 투과되는 기체성분들일 수 있다. 이에 따라, 외기(F) 중의 수분(H)은 분리막(214)을 쉽게 투과할 수 있어 외기(F)의 수분(H)이 제거될 수 있다. 즉, 분리막(214)은 중공 유로(213) 내에서 유동하는 외기(F)의 수분(H)을 중공사 부재(210) 외부로 투과시킬 수 있다. 이에 따라, 외기(F) 내의 수분(H)이 제거될 수 있다. 또한, 분리막(214)을 이용한 외기(F)의 수분 제거 과정은 상(Phase)변화가 없고 에너지 소모가 적은 장점이 있다.
또한, 전술한 배기 유닛(230)은 하우징(220) 내의 압력을 낮추는 바, 하우징(220) 내의 수증기 분압을 낮출 수 있다. 즉, 배기 유닛(230)은 분리막(214)을 사이에 두고 중공 유로(213)와 하우징(220) 내부의 수증기 분압 차이를 크게 형성할 수 있다. 이에 따라, 배기 유닛(230)은 중공 유로(213) 내의 외기(F)의 수분 투과를 촉진시킬 수 있다.
고정 유닛(240)은 중공사 부재(210)가 하우징(220) 내에 고정되도록 할 수 있다. 고정 유닛(240)은 중공사 부재(210)의 일단 영역에 결합되는 제1 고정부(241), 및 중공사 부재(210)의 타단한 영역에 결합되는 제2 고정부(242)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 중공사 부재(210)는 배기 유닛(230) 및 외기(F)의 유동에 의해 움직이는 것을 최소화 또는 방지할 수 있다.
재생형 증발냉각기(300)는 바이패스 배관(310)와 수분 공급 유닛(320)을 포함할 수 있다.
바이패스 배관(310)은 중공사 부재(210)와 인접하게 위치될 수 있다. 바이패스 배관(310)은 제2 유입구(311), 제2 배출구(312) 및 Ÿ‡ 유로(313)를 포함할 수 있다. 바이패스 배관(310)은 튜브 형상으로 제공될 수 있다. 바이패스 배관(310)은 열 전도율 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
제2 유입구(311)는 중공사 부재(210)의 제2 배출구(312)에서 배출된 외기(F)의 일부를 바이패스 배관(310) 내의 Ÿ‡ 유로(313)로 유입시킬 수 있다. 제2 유입구(311)는 제2 배출구(312)와 인접하게 위치될 수 있다. 제2 유입구(311)는 전술한 제7 유로(470)와 연결될 수 있다. 실시 예에서, 제2 유입구(311)는 바이패스 배관(310)의 일단에 위치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 배출구(312)는 제2 유입구(311)를 통해 유입된 외기(F)를 외부로 배출할 수 있다. 즉, 제2 배출구(312)는 Ÿ‡ 유로(313) 내로 유입된 외기(F)를 Ÿ‡ 유로(313)의 외부로 배출할 수 있다. 실시 예에서, 제2 배출구(312)는 바이패스 배관(310)의 타단과 인접하게 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 배출구(312)는 제1 유입구(211)와 인접하게 위치될 수 있다.
Ÿ‡ 유로(313)는 바이패스 배관(310) 내부에 위치될 수 있다. Ÿ‡ 유로(313)는 제2 유입구(311)과 제2 배출구(312)를 연결할 수 있다. 바이패스 배관(310)이 중공사 부재(210)와 인접하게 위치됨으로써, Ÿ‡ 유로(313)는 중공사 부재(210)와 인접하게 위치될 수 있다. Ÿ‡ 유로(313)는 중공사 부재(210)의 제1 배출구(212)에서 배출된 외기(F)의 일부를 제1 유입구(211)를 향해 유동시킬 수 있다. 실시 예에서 Ÿ‡ 유로(313)는 중공사 부재(210)와 같이 일 방향을 따라 연장된 직선형일 수 있다. Ÿ‡ 유로(313)는 중공사 부재(210)의 일측과 접할 수 있다. Ÿ‡ 유로(313)는 하우징(220) 내에 위치될 수 있다. 실시 예에서, 바이패스 배관(310)은 하우징(220) 내에 위치됨에 따라, Ÿ‡ 유로(313)는 하우징(220) 내에 위치될 수 있다. 또한, Ÿ‡ 유로(313) 내의 외기(F)는 제2 배출구(312)를 통해 하우징(220) 내로 배출될 수 있다. 하우징(220) 내로 배출된 외기(F)는 전술한 배기 유닛(230)에 위해 실외로 배출될 수 있다.
수분 공급 유닛(320)은 Ÿ‡ 유로(313) 내에 수분을 공급할 수 있다. 즉, 수분 공급 유닛(320)은 Ÿ‡ 유로(313) 내에서 유동하는 외기(F)에 수분을 공급할 수 있다. 외기(F)에 수분이 공급될 때, 수분은 외기(F)에 의해 증발될 수 있다. 이에 따라, Ÿ‡ 유로(313) 내의 외기(F)는 냉각될 수 있다. 냉각된 외기(F)가 Ÿ‡ 유로(313)를 유동함으로써, 인접한 중공사 부재(210) 내에서 유동하는 외기(F)를 현혈 냉각시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분리막 제습기를 나타낸 도면이다. 도 7은 도 6의 분리막 제습기의 제습 과정을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 설명을 생략하거나 간략하게 기술하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 분리막 제습기(200)는 하우징(220), 배기 유닛(230), 중공사 부재(210) 및 고정 유닛(240)을 포함할 수 있다. 중공사 부재(210)는 제1 유입구(211), 제1 배출구(212), 중공 유로(213), 분리막(214) 및 와류 발생부(215)를 포함할 수 있다.
와류 발생부(215)는 중공 유로(213) 내에 설치될 수 있다. 와류 발생부(215)는 와류 부재(2151) 및 고정 부재(2152)를 포함할 수 있다.
공조 시스템(10)의 대형화에 따라 중공사 부재(210)의 직경이 커질 때, 외기의 유선(FL) 일부와 분리막(214) 사이의 거리가 멀어질 수 있다. 외기의 유선(FL) 일부와 분리막(214) 사이의 거리가 멀어지게 되면, 외기의 일부가 분리막(214)과 접촉하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 외기의 수분 제거 효율이 크게 감소할 수 있다. 와류 발생부(215)는 중공 유로(213) 내에서 유동하는 외기에 와류를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 와류 발생부(215)는 제1 유입구(211)에서 제1 배출구를 향해 유동하는 외기에 와류를 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 외기와 분리막(214) 간의 접촉을 원활하게 하여 외기의 수분 제거 성능이 향상될 수 있다.
와류 부재(2151)는 중공 유로(213) 내에 위치되어 외기의 유동 흐름을 변경할 수 있다. 와류 부재(2151)가 외기의 유동 흐름을 변경함으로써, 외기에 와류가 발생할 수 있다. 즉, 와류 부재(2151)는 분리막(214)과 멀리 떨어진 외기 유선이 분리막(214)을 향하도록 변경시킬 수 있다. 실시 예에서 와류 발생부(215)는 복수의 와류 부재(2151)들을 포함할 수 있으나, 이와 달리 다른 실시 예에서 와류 발생부(215)는 하나의 와류 부재(2151)를 포함할 수 있다.
실시 예에서, 와류 부재(2151)는 구 형상의 중심 볼(2154)과, 서브 볼(2153)들을 포함할 수 있다. 이와 달리 다른 실시 예에서, 와류 부재(2151)는 중심 볼(2154)로만 구성될 수 있다. 서브 볼(2153)들은 구 형상으로 제공될 수 있다. 서브 볼(2153)들은 중심 볼(2154)과 분리막(214) 사이에 위치될 수 있다. 서브 볼(2153)들은 중심 볼(2154)의 둘레를 따라 배열될 수 있다. 실시 예에서, 서브 볼(2153)들은 외기의 유동 방향과 수직한 방향의 중심 볼(2154)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배열될 수 있다.
고정 부재(2152)는 와류 부재(2151)를 중공 유로(213) 내에 고정시킬 수 있다. 고정 부재(2152)는 중심 볼(2154)과 분리막(214)을 연결하는 복수의 끈들을 포함할 수 있다. 복수의 끈들은 중심 볼(2154)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배열될 수 있다. 서브 볼(2153)들의 각각은 복수의 끈들의 각각에 설치될 수 있다. 실시 예에서, 서브 볼(2153)은 끈 상에 고정 설치되나, 이와 달리 다른 실시 예에서, 서브 볼(2153)은 끈 상에 회동 가능하게 설치될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 공조 시스템(10)의 제어방법에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 공조 시스템(10)에 대해서는 전술하였는바, 중복되는 사항에 대해서는 설명을 생략하거나 간단하게만 기술한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 9는 도 8의 제1 모드로 구동하는 공조 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 10은 도 8의 제2 모드로 구동하는 공조 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 11은 도 8의 제3 모드로 구동하는 공조 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 시스템(10)의 제어방법은 실외에서 상기 전열 교환기(100)로 공급되는 외기의 제1 온도, 제1 습도 및 제1 엔탈피를 측정하는 단계(S100, 이하 제1 측정 단계라 한다.); 제1 습도가 기 설정된 기준 습도를 초과하는지를 판단하는 단계(S200, 이하 제1 판단 단계라 한다.); 제1 습도가 기준 습도를 초과하는 경우, 제1 엔탈피가 기 설정된 기준 엔탈피를 초과하는지를 판단하는 단계(S300, 이하 제2 판단 단계라 한다.); 및 제1 엔탈피가 기준 엔탈피를 초과하는 경우에는 제1 모드로 공조 시스템(10)을 운전하고(S400), 제1 엔탈피가 기준 엔탈피 이하인 경우에는 제2 모드로 공조 시스템(10)을 운전하는 단계(S500)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 시스템(10)은 전술한 공조 시스템(10)일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 시스템(10) 제어방법은 제1 측정 단계(S100), 제1 판단 단계(S200), 제2 판단 단계(S300), 및 운전 단계(S400, S500)를 포함할 수 있다.
제1 측정 단계(S100)는 공조 시스템(10)의 센서부(700)가 실외에서 전열 교환기(100)로 공급되는 외기의 제1 온도와 제1 습도를 측정하는 것일 수 있다. 제1 측정 단계에서 실내에서 전열 교환기(100)로 공급되는 실내 배기의 온도와 습도를 측정할 수 있다.
제1 판단 단계(S200)는 제어부(600)가 센서부(700)의 제1 센서에서 측정한 제1 습도를 이용하여, 제1 습도가 기 설정된 기준 습도를 초과하는지 판단하는 것일 수 있다. 제어부(600)는 제1 습도가 기준 습도이하일 경우에 후술한 제3 모드로 공조 시스템(10)을 운전할 수 있다. 제3 모드에 대한 설명은 후술한다.
제2 판단 단계(S300)는 제어부(600)가 센서부(700)의 제1 센서에서 측정한 제1 엔탈피가 기 설정된 기준 엔탈피를 초과하는지를 판단하는 것일 수 있다.
운전 단계(S400, S500)는 외기의 제1 엔탈피가 기준 엔탈피를 초과 여부에 따라 제1 모드 및 제2 모드로 공조 시스템(10)을 운전하는 것일 수 있다.
실시 예에서, 제1 모드(S400)는 실외에서 공급되는 외기를 실내 배기와 전열 교환기(100)에서 열교환하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 제어부(600)는 제1 댐퍼(510)가 제1 유로(410)를 개방하고, 제2 댐퍼(520)가 제2 유로(420)를 폐쇄하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 전열 교환기(100)를 구동하여 외기와 실내 배기가 열교환할 수 있도록 할 수 있다.
제1 모드(S400)는 전열 교환기(100)에서 실내 배기와 열교환된 외기를 분리막 제습기(200)에서 제습시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(600)는 분리막 제습기(200)가 구동하여 외기가 제습될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 분리막 제습기(200)의 배기 유닛(230)을 구동하여 중공사 부재(210)의 분리막(214)을 사이에 두고 중공 유로(213)와 중공사 부재(210)의 외부 간에 분압차가 발생하도록 할 수 있다. 전술한 바와 같이 중공사 부재(210)의 분리막(214)을 사이에 두고 중공 유로(213)와 중공사 부재(210)의 외부 간에 분압차가 발생할 경우, 중공 유로(213)를 유동하는 외기는 제습되거나 외기의 제습효율이 향상될 수 있다.
제1 모드(S400)는 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 온도(이하 제2 온도라 한다.)를 측정하는 단계(이하, 제2 측정 단계라 한다.), 제2 온도가 실내 배기의 제3 온도를 초과하는지 판단하는 단계(이하, 제3 판단 단계라 한다.), 및 제2 온도가 제3 온도를 초과하는 경우, 재생형 증발냉각기(300)를 통해 분리막 제습기(200) 내의 외기를 냉각시키는 단계(이하, 냉각 단계라 한다.)를 더 포함할 수 있다.
제2 측정 단계는 제3 센서가 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 온도를 측정하는 것일 수 있다. 제3 판단 단계는 제어부(600)가 제2 온도와 제3 온도를 비교하여 제2 온도가 제3 온도를 초과하는지 판단하는 것일 수 있다.
냉각 단계는 재생형 증발냉각기(300)의 Ÿ‡ 유로(313)로 분리막 제습기(200)를 통과한 외기 일부를 공급하는 단계와, Ÿ‡ 유로(313) 내로 수분을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 외기의 일부를 공급하는 단계는 제어부(600)가 제3 댐퍼(530)를 제어하여 제6 유로(460)를 개방하는 것을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, Ÿ‡ 유로(313) 내로 수분을 공급할 경우, 수분이 증발하면서 중공사 부재(210) 내의 외기를 현열 냉각시킬 수 있다.
다만, 제어부(600)는 제2 온도가 제3 온도를 초과하지 않을 경우, 제3 댐퍼(530)를 제어하여 제6 유로(460)를 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, Ÿ‡ 유로(313)로 분리막 제습기(200)를 통과한 외기가 공급되지 않을 수 있다. 즉, 중공사 부재(210) 내의 외기는 냉각되지 않을 수 있다.
실시 예에서, 제2 모드(S500)는 실외에서 공급되는 외기를 실내 배기와의 열교환없이 전열 교환기(100)를 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때 제어부(600)는 제1 댐퍼(510)가 제1 유로(410)를 폐쇄하고, 제2 댐퍼(520)가 제2 유로(420)를 개방하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 실내 배기를 제2 유로(420)를 통해 실외로 배기될 수 있다. 즉, 제2 모드(S500)는 전열 교환기(100)로 유동하는 실내 배기를 실외로 배출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 제어부(600)는 전열 교환기(100)의 구동을 멈출 수 있다. 이에 따라, 외기는 실내 배기와 열교환없이 전열 교환기(100)를 통과할 수 있다.
제2 모드(S500)는 전열 교환기(100)를 통과한 외기를 분리막 제습기(200)에서 제습시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(600)는 분리막 제습기(200)가 구동하여 외기가 제습될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 분리막 제습기(200)의 배기 유닛(230)을 구동하여 중공사 부재(210)의 분리막(214)을 사이에 두고 중공 유로(213)와 중공사 부재(210)의 외부 간에 분압차가 발생하도록 할 수 있다. 전술한 바와 같이 중공사 부재(210)의 분리막(214)을 사이에 두고 중공 유로(213)와 중공사 부재(210)의 외부 간에 분압차가 발생할 경우, 중공 유로(213)를 유동하는 외기는 제습되거나 외기의 제습효율이 향상될 수 있다.
제2 모드(S500)는 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 온도(이하 제2 온도라 한다.)를 측정하는 단계(이하, 제2 측정 단계라 한다.), 제2 온도가 실내 배기의 제3 온도를 초과하는지 판단하는 단계(이하, 제3 판단 단계라 한다.), 및 제2 온도가 제3 온도를 초과하는 경우, 재생형 증발냉각기(300)를 통해 분리막 제습기(200) 내의 외기를 냉각시키는 단계(이하, 냉각 단계라 한다.)를 더 포함할 수 있다.
제2 측정 단계는 제3 센서가 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 온도를 측정하는 것일 수 있다. 제3 판단 단계는 제어부(600)가 제2 온도와 제3 온도를 비교하여 제2 온도가 제3 온도를 초과하는지 판단하는 것일 수 있다.
냉각 단계는 제어부(600)가 제3 댐퍼(530)를 개방하여 재생형 증발냉각기(300)의 Ÿ‡ 유로(313)로 분리막 제습기(200)를 통과한 외기 일부를 공급하는 단계와, Ÿ‡ 유로(313) 내로 수분을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, Ÿ‡ 유로(313) 내로 수분을 공급할 경우, 수분이 증발하면서 중공사 부재(210) 내의 외기를 현열 냉각시킬 수 있다.
다만, 제어부(600)는 제2 온도가 제3 온도를 초과하지 않을 경우, 제3 댐퍼(530)를 제어하여 제6 유로(460)를 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, Ÿ‡ 유로(313)로 분리막 제습기(200)를 통과한 외기가 공급되지 않을 수 있다. 즉, 중공사 부재(210) 내의 외기는 냉각되지 않을 수 있다.
제3 모드(S600)는 제1 습도가 기준 습도 이하인 경우, 실외에서 공급된 외기를 실내 배기와 전열 교환기(100)에서 열교환 열교환하는 단계를 포함할 수 있다. 제3 모드(S600)는 전열 교환기(100)에서 열교환된 외기를 분리막 제습기(200)를 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(600)는 분리막 제습기(200)의 구동을 멈출 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 분리막 제습기(200)의 배기 유닛(230)의 구동을 정지시킬 수 있다. 이에 따라, 분리막 제습기(200)는 중공사 부재(210)를 유동하는 외기를 제습하지 않거나 외기의 제습 효율을 저감시킬 수 있다.
제3 모드(S600)는 분리막 제습기(200)를 통과한 외기를 실내로 배기하는 단계를 포함할 수 있다. 제3 모드는 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 온도(이하 제2 온도라 한다.)를 측정하는 단계(이하, 제2 측정 단계라 한다.), 제2 온도가 실내 배기의 제3 온도를 초과하는지 판단하는 단계(이하, 제3 판단 단계라 한다.), 및 제2 온도가 제3 온도를 초과하는 경우, 재생형 증발냉각기(300)를 통해 분리막 제습기(200) 내의 외기를 냉각시키는 단계(이하, 냉각 단계라 한다.)를 더 포함할 수 있다.
제2 측정 단계는 제3 센서가 분리막 제습기(200)를 통과한 외기의 온도를 측정하는 것일 수 있다. 제3 판단 단계는 제어부(600)가 제2 온도와 제3 온도를 비교하여 제2 온도가 제3 온도를 초과하는지 판단하는 것일 수 있다.
냉각 단계는 재생형 증발냉각기(300)의 Ÿ‡ 유로(313)로 분리막 제습기(200)를 통과한 외기 일부를 공급하는 단계와, Ÿ‡ 유로(313) 내로 수분을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 외기의 일부를 공급하는 단계는 제어부(600)가 제3 댐퍼(530)를 제어하여 제6 유로(460)를 개방하는 것을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, Ÿ‡ 유로(313) 내로 수분을 공급할 경우, 수분이 증발하면서 중공사 부재(210) 내의 외기를 현열 냉각시킬 수 있다.
다만, 제어부(600)는 제2 온도가 제3 온도를 초과하지 않을 경우, 제3 댐퍼(530)를 제어하여 제6 유로(460)를 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, Ÿ‡ 유로(313)로 분리막 제습기(200)를 통과한 외기가 공급되지 않을 수 있다. 즉, 중공사 부재(210) 내의 외기는 냉각되지 않을 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 공조 시스템 100: 전열 교환기
200: 분리막 제습기 300: 재생식 증발냉각기
400: 유로부 500: 댐퍼부
600: 제어부 700: 센서부
800: 사용자 입력부

Claims (12)

  1. 실내에서 배출되는 실내 배기와 실외에서 공급되는 외기를 열교환하여 상기 외기의 온도를 조절하는 전열 교환기;
    상기 전열 교환기를 통과한 상기 외기를 중공사 부재 내로 유입시켜 상기 외기의 수분을 제거하는 분리막 제습기; 및
    상기 중공사 부재를 통과한 상기 외기의 일부가 상기 중공사 부재의 외부를 따라 유동하도록 바이패스하고, 수분을 바이패스된 상기 외기 일부에 공급하여 상기 중공사 부재 내부의 상기 외기를 냉각시키는 재생형 증발냉각기를 포함하고,
    상기 전열 교환기에 상기 실내 배기의 공급 여부를 결정하는 제1 댐퍼;
    상기 전열 교환기에 공급되는 상기 실내 배기의 실외 배출 여부를 결정하는 제2 댐퍼; 및
    상기 재생형 증발냉각기에 상기 중공사 부재를 통과한 상기 외기의 공급 여부를 결정하는 제3 댐퍼를 더 포함하며,
    상기 중공사 부재는,
    상기 외기가 유입되는 제1 유입구;
    상기 제1 유입구로 유입된 상기 외기가 배출되는 제1 배출구;
    상기 제1 유입구와 상기 제1 배출구를 연결하는 중공 유로; 및
    상기 중공 유로와 상기 중공사 부재의 외부 사이에 위치되고, 상기 중공 유로 내에서 유동하는 상기 외기의 수분을 상기 중공사 부재 외부로 투과시키는 분리막을 포함하고,
    상기 재생형 증발냉각기는,
    상기 중공사 부재와 인접하게 위치되고, 상기 제1 배출구에서 배출된 상기 외기의 일부를 상기 제1 유입구를 향해 유동시키는 Ÿ‡ 유로;
    상기 Ÿ‡ 유로 내에 유입된 상기 외기를 상기 Ÿ‡ 유로 외부로 배출하는 제2 배출구; 및
    상기 Ÿ‡ 유로 내에 수분을 공급하는 수분 공급 유닛을 포함하는 공조 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분리막 제습기는,
    내부에 상기 중공사 부재를 수용하는 수용 공간을 갖는 하우징; 및
    상기 하우징 내의 유체를 외부로 배기하는 배기 유닛을 포함하고,
    상기 Ÿ‡ 유로는 상기 하우징 내에 위치되는 공조 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중공사 부재는, 상기 중공 유로 내에 설치되고, 상기 중공 유로 내에서 유동하는 상기 외기에 와류를 발생시키는 와류 발생부를 더 포함하는 공조 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 와류 발생부는,
    상기 중공 유로 내에 위치되어 상기 외기의 유동 흐름을 변경하는 적어도 하나의 와류 부재; 및
    상기 와류 부재를 상기 중공 유로 내에 고정시키는 고정 부재를 포함하는 공조 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 와류 부재는,
    구 형상의 중심 볼; 및
    상기 중심 볼의 둘레를 따라 배열되는 복수의 서브 볼들을 포함하는 공조 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항, 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 공조 시스템을 제어하는 공조 시스템 제어방법에 있어서,
    실외에서 상기 전열 교환기로 공급되는 상기 외기의 제1 온도, 제1 습도 및 제1 엔탈피를 측정하는 단계;
    상기 제1 습도가 기 설정된 기준 습도를 초과하는지를 판단하는 단계;
    상기 제1 습도가 상기 기준 습도를 초과하는 경우, 상기 제1 엔탈피가 기 설정된 기준 엔탈피를 초과하는지를 판단하는 단계; 및
    상기 제1 엔탈피가 상기 기준 엔탈피를 초과하는 경우에는 제1 모드로 상기 공조 시스템을 운전하고, 상기 제1 엔탈피가 상기 기준 엔탈피 이하인 경우에는 제2 모드로 상기 공조 시스템을 운전하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 모드는,
    상기 외기를 상기 실내 배기와 상기 전열 교환기에서 열교환하는 단계; 및
    상기 전열 교환기에서 열교환된 상기 외기를 상기 분리막 제습기에서 제습시키는 단계를 포함하고,
    상기 제2 모드는,
    상기 외기를 상기 실내 배기와의 열교환없이 상기 전열 교환기를 통과시키는 단계; 및
    상기 전열 교환기를 통과한 상기 외기를 상기 분리막 제습기에서 제습시키는 단계를 포함하는 공조 시스템 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 모드와 상기 제2 모드는,
    상기 분리막 제습기를 통과한 상기 외기의 제2 온도를 측정하는 단계;
    상기 제2 온도가 상기 실내 배기의 제3 온도를 초과하는지 판단하는 단계; 및
    상기 제2 온도가 상기 제3 온도를 초과하는 경우, 상기 재생형 증발냉각기를 통해 상기 분리막 제습기 내의 상기 외기를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 공조 시스템 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 모드는, 상기 전열 교환기로 유동하는 상기 실내 배기를 실외로 배출시키는 단계를 더 포함하는 공조 시스템 제어방법.
  11. 제1항, 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 공조 시스템을 제어하는 공조 시스템 제어방법에 있어서,
    실외에서 상기 전열 교환기로 공급되는 상기 외기의 제1 온도, 제1 습도 및 제1 엔탈피를 측정하는 단계;
    상기 제1 습도가 기 설정된 기준 습도를 초과하는지를 판단하는 단계;
    상기 제1 습도가 상기 기준 습도 이하인 경우, 상기 외기를 상기 실내 배기와 상기 전열 교환기에서 열교환하는 단계;
    상기 전열 교환기에서 열교환된 상기 외기를 상기 분리막 제습기를 통과시키는 단계; 및
    상기 분리막 제습기를 통과한 상기 외기를 실내로 배기하는 단계를 포함하는 공조 시스템 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 분리막 제습기를 통과한 상기 외기의 제2 온도를 측정하는 단계;
    상기 제2 온도가 상기 실내 배기의 제3 온도를 초과하는지 판단하는 단계; 및
    상기 제2 온도가 제3 온도를 초과하는 경우, 상기 재생형 증발냉각기를 통해 상기 분리막 제습기 내의 상기 외기를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 공조 시스템 제어방법.
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