[논문]하이브리드 데시칸트 제습방식 에너지 절감 요소분석

박종일; 박승태

doi:10.6110/kjacr.2015.27.11.603

하이브리드 데시칸트 제습방식 에너지 절감 요소분석
Energy Saving Components Analysis in Hybrid Desiccant Dehumidification System 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.27 no.11, 2015년, pp.603 - 608

박종일 (동의대학교 건축설비공학과) , 박승태 ((주)에이티이엔지 기술연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

The hybrid desiccant dehumidifier is an energy-effective system in comparison with the existing desiccant dehumidifier. Its main feature is to use the heat given off by the condenser as the react heat source. Through analysis of the elements for a more efficient design of the hybrid desiccant dehumidifier, it is evident that those energy-saving components do not work individually, but organically influence the efficiency of the equipment. Therefore, the hybrid desiccant dehumidifier may be an important product in the dehumidification industry.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 1：1 타입의 데시칸트 로터를 적용한 하이브리드 제습기 설계에 있어서, 에너지 사용효율을 향상시키는 요소들을 확인하고 그러한 요소들이 제습성능에 미치는 정도를 연구하였다.
이 자료를 바탕으로 하이브리드 데시칸트 제습설비의 에너지 절감 요소에 대해서 알아본다. 앞에 설계된 하이브리드 데시칸트 제습방식에 대해서, 동일한 제습량을 발휘하면서 동력 사용량을 줄일 수 있는 방안을 검토해보았다. 그 결과는 Table 5와 Fig.
이 자료를 바탕으로 하이브리드 데시칸트 제습설비의 에너지 절감 요소에 대해서 알아본다. 앞에 설계된 하이브리드 데시칸트 제습방식에 대해서, 동일한 제습량을 발휘하면서 동력 사용량을 줄일 수 있는 방안을 검토해보았다.

가설 설정

26 g/kg’에 대해서는 동일하게 적용하였다. 1：3 타입의 기존 데시칸트 제습기의 경우, SA 1,500 CMH, ReA 500 CMH, 장비토출온도 15℃로 가정하여 제습기를 설계하였다. 이 때의 제습량은 10.
SA 1,500 CMH를 기준으로, OA 조건은 32.1℃DB, 63.6%RH, 19.28 g/kg’으로 하고, RA 조건은 20℃DB, 50%RH, 7.26 g/kg’, 장비토출 온도는 15℃DB로 가정한다.

제안 방법

⁽³⁾ 이렇게 필수적으로 필요한 재생열원으로써, 기존의 데시칸트 제습방식이 전기나 스팀과 같은 열원을 사용하는 반면, 하이브리드 데시칸트 제습방식은 응축기에서 버려지는 폐열을 재생열원으로 사용함으로써 별도의 재생열원을 필요로 하지 않고 그로 인해 제습기의 열사용량을 감소시킨다.⁽⁴⁾이러한 사실을 확인하기 위해 1：3 타입이적용된 데시칸트 제습기와 1：1 저온재생형 타입이 적용된 하이브리드 데시칸트 제습기의 동력사용량을 비교하여 제습능력, 총동력과 낮은 재생온도 적용시의 로터출구 온도조건 변화를 분석 하였다.
OA 조건 32.1℃DB, 63.6%RH, 19.28 g/kg’, RA조건 20℃DB, 50%RH, 7.26 g/kg’에 대해서는 동일하게 적용하였다.
SA 1,500CMH, ReA 1,500 CMH, OA 조건 32.1℃DB, 63.6%RH, 19.28g/kg’, RA 조건 20℃DB, 50%RH, 7.26 g/kg’, RPH 10의 조건들을 동일하게 적용하였으며 그 결과는 Table 3과 Fig. 5과 같다.
단, 재생온도를 제외한 나머지 조건은 동일하게 적용하였으며, SA 1,500 CMH, ReA 500 CMH,OA 조건 32.1℃DB, 63.6%RH, 19.28 g/kg’, RA 조건 20℃DB, 50%RH, 7.26 g/kg’, RPH 15와 같다.
즉, 냉각 용량이 줄어듦으로 인해 냉동기 용량의 감소가 나타난다. 이것을 확인하기 위해 우선 기존 데시칸트 제습방식의 재생온도를 120℃DB에서부터 140℃DB까지 5℃DB씩 변화를 주면서 AC의 전단계인 데시칸트 로터의 출구 온습도 상태를 검토하였다. 단, 재생온도를 제외한 나머지 조건은 동일하게 적용하였으며, SA 1,500 CMH, ReA 500 CMH,OA 조건 32.
26 g/kg’, 장비토출 온도는 15℃DB로 가정한다. 이러한 동일 조건에 대하여 급기팬, 재생팬, 압축기, 데시칸트 로터, 재생히터의 동력사용량 및 제습량을 확인하여 kW당 제습량을 비교하여 이를 Table 1에 제시하였다.
하이브리드 데시칸트 제습기 설계 시 에너지 절감 요소를 파악하기 위해서, 우선 기존 데시칸트 제습기와 하이브리드 데시칸트 제습기의 제습량을 동일하도록 설계하였다. OA 조건 32.
9℃DB로 상승함을 알 수 있다. 하이브리드 데시칸트 제습방식에 대해서도 위와 같이 재생온도를 50℃DB에서 70℃DB까지 5℃DB씩 변화를 주면서 데시칸트 로터의 출구 온습도 상태를 검토해보았다. SA 1,500CMH, ReA 1,500 CMH, OA 조건 32.

성능/효과

이는 1：1이나 1：3 또는 1：1：3 타입의 로터 모두에게 적용되는 사항이다.⁽³⁾ 이렇게 필수적으로 필요한 재생열원으로써, 기존의 데시칸트 제습방식이 전기나 스팀과 같은 열원을 사용하는 반면, 하이브리드 데시칸트 제습방식은 응축기에서 버려지는 폐열을 재생열원으로 사용함으로써 별도의 재생열원을 필요로 하지 않고 그로 인해 제습기의 열사용량을 감소시킨다.⁽⁴⁾이러한 사실을 확인하기 위해 1：3 타입이적용된 데시칸트 제습기와 1：1 저온재생형 타입이 적용된 하이브리드 데시칸트 제습기의 동력사용량을 비교하여 제습능력, 총동력과 낮은 재생온도 적용시의 로터출구 온도조건 변화를 분석 하였다.
1℃DB로 검토된 이유는 1：3 데시칸트 제습기와 동일한 실내 현열부하 처리능력을 실현하기 위함이다. 그 결과 제습량이 1：3 방식과 최대한 근접하거나 그 이상으로 확인되었다. 이 때의 제습방식별 동력사용량은 Table 4에 제시하였고, 항목별 동력사용량 비율은 Fig.
즉, 응축기 폐열을 이용함으로써 에너지 절감의 효과를 볼 수 있다. 그리고 데시칸트 로터의 타입도 1：3 구형 타입이나 1：1：3 퍼지 타입에서 벗어나1：1 저온재생형 타입을 적용함으로써, 저온재생에서의 제습 효율을 더 크게 할 수 있게 되었다.^{(1, 2)}
증발기를 통과하는 풍량을 줄이면, 냉각용량이 감소하여 압축기 용량도 감소하게 된다. 둘째로, OA가 도입되는 경우에는, 그 양을 최대한 줄이는 방법이다. OA와 RA가 혼합되어 증발기를 통과하면, OA의 온습도 조건이 통상적으로 RA보다 높기 때문에 혼합된 공기의 온습도 조건 역시 함께 올라가게 된다.
2% 감소하였다. 이것을 기존 방식의 총 동력사용량인 24.33 kW와 비교했을 때는 약 46.6%의 동력만 필요함을 알 수 있다. 제습 성능도 0.
55 kg/h보다 수치적으로는 많다. 하지만 사용하는 동력량을 기준으로 비교해보면, kW당 제습능력은 하이브리드 데시칸트 제습방식이 0.86 kg/kWh로 기존 데시칸트 제습방식보다 2.05배로 월등히 높다는 것을 확인할 수 있다. 두 가지 방식 모두 재생이 이루어지고 있는 상태이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하이브리드 데시칸트 제습 방식이란?	냉각 방식이 주로 사용되던 제습분야에 데시칸트 방식이 점차 적용됨으로써, 후자가 제습 시간을 단축시킴과 동시에 에너지 절감에 있어서 훨씬 효과적이라는 사실은 많은 연구결과에 의하여 제시되고 있다. 하이브리드 데시칸트 제습 방식이란 1차로 증발기에서 냉각제습을 하고 2차로 로터에서 응축기 폐열을 활용하여 별도의 재생열원 없이 데시칸트 제습을 하는 시스템으로, 재생온도를 60℃ 내외로 적용한다는 것이 특징이다. 즉, 응축기 폐열을 이용함으로써 에너지 절감의 효과를 볼 수 있다.
	제습분야에 데시칸트 방식의 장점은?	냉각 방식이 주로 사용되던 제습분야에 데시칸트 방식이 점차 적용됨으로써, 후자가 제습 시간을 단축시킴과 동시에 에너지 절감에 있어서 훨씬 효과적이라는 사실은 많은 연구결과에 의하여 제시되고 있다. 하이브리드 데시칸트 제습 방식이란 1차로 증발기에서 냉각제습을 하고 2차로 로터에서 응축기 폐열을 활용하여 별도의 재생열원 없이 데시칸트 제습을 하는 시스템으로, 재생온도를 60℃ 내외로 적용한다는 것이 특징이다.
	하이브리드 데시칸트 제습 방식은 무엇을 이용함으로써 에너지 절감의 효과를 볼 수 있는가?	하이브리드 데시칸트 제습 방식이란 1차로 증발기에서 냉각제습을 하고 2차로 로터에서 응축기 폐열을 활용하여 별도의 재생열원 없이 데시칸트 제습을 하는 시스템으로, 재생온도를 60℃ 내외로 적용한다는 것이 특징이다. 즉, 응축기 폐열을 이용함으로써 에너지 절감의 효과를 볼 수 있다. 그리고 데시칸트 로터의 타입도 1：3 구형 타입이나 1：1：3 퍼지 타입에서 벗어나1：1 저온재생형 타입을 적용함으로써, 저온재생에서의 제습 효율을 더 크게 할 수 있게 되었다.

참고문헌 (4)

American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 2008, ASHRAE Handbook, HVAC Systems and Equipment, Chap. 23, pp. 23.2-23.3.
Japan Refrigeration and Air Conditioning Industry Association, 2000, Facts of Constant Temperature and Humidity, pp. 94-103.
Faye, C. and Jerald, D., 2002, Heating, Ventilating, and Air Conditioning Analysis and Design, Scitech Media, pp. 137-154.
Kim, H., Park, J., Kim, S., Park, S., Park, S., and Hong, S., 2011, GREEN Super-Low Humidity Twin Rotors Dry Room Dehumidifier, Proceeding of SAREK 2011 Summer Annual Conference, pp. 971-974.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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