열전소자를 활용한 하이브리드 제습시스템 제어방안에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 아열대화된 기후로 인하여 거주자들의 실내요구환경에 대한 관심이 증가하고 여름철 냉방 및 제습 기능에 대한 수요가 급증하고 있다. 이에 따라 적절한 실내환경 온습도를 유지하기 위한 여러 종류의 제습장치가 개발되어 제품화되고 있다.
본 연구에서는 열전소자를 사용하는 냉각식 제습방법과 고흡습성의 특징을 가진 고분자화합물을 사용한 화학적 제습방법을 결합한 하이브리드형 제습시스템을 건물의 국부적으로 습기가 발생하기 쉽고 습도가 높은 공간에 실내조건에 따라 효율적으로 적용할 제어방안과 제습 알고리즘을 제시하고자 한다.
실내조건을 고온다습, 중온다습, 저온다습 3가지로 구분하여 각각의 조건에 효과적으로 제습되는 적절한 제습운전모드를 찾기 위해 3가지의 조건에 따른 Active Mode와 Passive Mode를 실험하여 비교분석, Active Mode에 사용되는 열전소자의 폐열을 이용하여 비교적 저온에서 재생이 가능한 고분자화합물인 Super Desiccant Polymer의 재생가능성을 분석하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Due to the recent subtropical climate, residents are increasingly interested in the indoor demand environment, and the demand for cooling and dehumidifying functions in summer is increasing rapidly. Accordingly, various kinds of dehumidifying devices have been developed and commercialized in order to maintain proper indoor environment temperature and humidity.
In this study, a hybrid type dehumidification system, which combines a dehumidification method using a thermoelectric element with a polymer compound having high hygroscopicity, is applied to a building where the humidity is high, we propose a control method and a dehumidification algorithm that can be efficiently applied.
In order to find the appropriate dehumidifying operation mode that effectively dehumidifies the indoor conditions by three kinds of high temperature and high humidity, middle temperature and high humidity and low temperature and humidity, the active mode and the passive mode according to the three conditions are tested and compared. The regeneration possibility of Super Desiccant Polymer, which is a polymer compound that can be regenerated at relatively low temperatures, was analyzed by using the waste heat of the thermoelectric element used.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• [그림 차례] i
• [표 차례] iv
• [수식 차례] v
• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구동향 3
• 1.3 연구내용 및 방법 4
• 제 2 장 이론적 배경 6
• 2.1 열전소자 6
• 2.2 화학제습제 9
• 2.2.1 일반적인 화학제습제 9
• 2.2.2 고분자화합물 Super Desiccant Polymer(SDP) 11
• 2.3 제습방식의 종류 13
• 2.3.1 냉각식 제습방식 13
• 2.3.2 흡착식 제습방식 14
• 2.4 열전소자를 활용한 하이브리드 제습시스템 15
• 2.4.1 Passive Mode 제습 16
• 2.4.2 Active Mode 제습 17
• 2.4.3 Regeneration Mode 17
• 2.5 실내환경 온습도 기준 18
• 2.5.1 주요선진국 및 우리나라의 실내 온습도 기준 19
• 2.5.2 건물생체기후도(Givoni building bioclimatic chart) 22
• 2.5.3 제습시스템 실내(온습도)쾌적영역 설정 23
• 2.6 제습시스템관련 제어연구동향 24
• 제 3 장 제어방안 도출을 위한 제습시스템 실험 26
• 3.1 열전소자를 활용한 하이브리드 제습시스템 실험장치의 개요 26
• 3.2 실험장치 데이터 측정장비 28
• 3.3 열전소자와 SDP의 성능확인 및 SDP 재생확인 29
• 3.3.1 열전소자의 제습 & SDP의 흡습성능 29
• 3.3.2 SDP의 재생확인 37
• 3.4 외기온도조건에 따른 온도 Case별 제습시스템 실험 38
• 3.4.1 Case ⓐ. 저온 고습 39
• 3.4.2 Case ⓑ. 중온 고습 43
• 3.4.3 Case ⓒ. 고온 고습 47
• 3.5 소결 50
• 제 4 장 제습시스템의 제어방안 53
• 4.1 제습시스템 적용방안 53
• 4.1.1 열전소자의 방열문제 해결안 53
• 4.1.2 SDP 자동재생방법 제안 54
• 4.2 제습시스템 제어알고리즘 제안 55
• 4.2.1 Main System Algorithm 56
• 4.2.2 Passive Mode Part Algorithm 57
• 4.2.3 Active Mode Part Algorithm 58
• 4.2.4 Regeneration Mode Part Algorithm 59
• 제 5 장 결론 60
• [참고 문헌] 62