KR101081821B1 - Energy-efficient refrigerated air dryer dehumidify device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기압축기에서 토출된 압축공기 내에 포함된 수분을 제거하여 기기부하의 경중과 유무에 따라 능동적인 운전이 가능하도록 한 에너지 절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy-saving refrigeration air dryer dehumidification apparatus, and more specifically, to remove the water contained in the compressed air discharged from the air compressor energy saving type to enable active operation according to the weight and presence of the device load It relates to a refrigeration air dryer dehumidifier.
본 발명은 냉동식 에어드라이어 제습장치에 있어서, 바닥프레임(12)의 상부에 설치되어 기체냉매를 압축시키는 냉매압축기(1)와, 상기 냉매압축기(1)와 연결되며 바닥프레임(12)의 일측에 설치되어 자연 대류방식으로 냉매를 액화시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)의 냉매라인의 불순물을 제거하기 위한 필터드라이어(3)와, 상기 필터드라이어(3)와 연결되어 상기 응축기(2)에서 나온 액냉매를 단열 팽창시키는 팽창모세관(4)과, 상기 바닥프레임(12)의 상부에 고정다리가 고정된 고정플레이트(13)와, 상기 고정플레이트(13)의 상부에 고온의 압축공기와 냉매의 열교환이 이루어 지도록 원통형으로 외부와 단열된 냉각탱크(5)와, 상기 팽창모세관(4)과 연결된 냉매라인이 상기 냉각탱크(5) 내부에 냉매증발기(7)와 연결되고 상기 냉매증발기(7)의 일측은 상기 냉매압축기(1)와 연결되는 냉매라인과, 상기 냉각탱크(5)의 내부에 냉매와 압축공기의 열교환을 위한 열전달 매체인 물(14)과, 상기 냉각탱크(5)의 내부에 설치되어 냉매와 압축공기가 열교환되어 실제 제습이 이루어지는 2차열교환기(6)와, 상기 2차열교환기(6)와 연결되어 냉동식 드라이어로 들어오는 고온의 압축공기와 2차열교환기(6)에서 열교환되어 차가워진 압축공기가 열교 환되는 1차 열교환기(9)와, 상기 2차열교환기(6)에서 압축공기가 냉각되면서 응축수를 배출시키는 드레인 장치(8)로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention is a refrigeration air dryer dehumidification apparatus, a refrigerant compressor (1) installed on the top of the bottom frame 12 to compress the gas refrigerant, and connected to the refrigerant compressor (1) and one side of the bottom frame 12 A condenser (2) installed at the condenser to liquefy the refrigerant in a natural convection manner, a filter dryer (3) for removing impurities from the refrigerant line of the condenser (2), and the filter dryer (3) connected to the condenser ( Expansion capillary 4 for adiabatic expansion and expansion of the liquid refrigerant from 2), a fixed plate 13 having a fixed leg fixed to the upper portion of the bottom frame 12, and a high temperature compression on the fixed plate 13 Cooling tank (5) cylindrically insulated from the outside and the refrigerant line connected to the expansion capillary tube (4) is connected to the refrigerant evaporator (7) inside the cooling tank (5) so that heat and heat exchange between the refrigerant and the refrigerant One side of the evaporator 7 is the refrigerant A refrigerant line connected to the accumulator (1), water (14) which is a heat transfer medium for heat exchange between the refrigerant and compressed air in the cooling tank (5), and installed in the cooling tank (5); Secondary heat exchanger (6) which exchanges compressed air with actual dehumidification, and the high temperature compressed air and secondary heat exchanger (6), which are connected to the secondary heat exchanger (6) and enters the refrigeration dryer, It is characterized in that it consists of a primary heat exchanger (9) in which the compressed compressed air is heat exchanged, and a drain device (8) for discharging condensed water while the compressed air is cooled in the secondary heat exchanger (6).
냉동식 에어드라이어, 냉매압축기, 응축기, 냉각탱크, 열교환기, 냉매증발기. Refrigerated air dryer, refrigerant compressor, condenser, cooling tank, heat exchanger, refrigerant evaporator.
Description
본 발명은 에너지절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기압축기에서 토출된 압축공기 내에 포함된 수분을 제거하여 기기부하의 경중과 유무에 따라 능동적인 운전이 가능하도록 한 에너지절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치에 관한 것이다. The present invention relates to an energy-saving refrigeration air dryer dehumidification apparatus, and more particularly, to remove the moisture contained in the compressed air discharged from the air compressor to enable active operation depending on the weight and presence of the device load. It relates to a refrigeration air dryer dehumidifier.
일반적으로 압축공기 제습 장치인 냉동식 에어드라이어는 공기압축기에서 토출된 고온 다습한 압축공기를 냉각시켜 압축공기 내에 포함된 수분을 제거하여 설계된 노점의 건조한 압축공기를 생산하는 장비이다.In general, a refrigeration air dryer as a compressed air dehumidifier is a device for producing dry compressed air of a dew point designed by cooling high temperature and high humidity compressed air discharged from an air compressor to remove moisture contained in the compressed air.
기존의 냉동식 에어드라이어 장치는 도 1에 도시한 바와 같이 기체냉매를 압축시키는 냉매압축기(21)와, 상기 냉매압축기(21)로 부터 토출되는 고온 고압의 기체냉매를 액화시키는 응축기(22)와, 부하조절을 위한 핫가스 바이패스 밸브(25)와, 불순물을 여과하기 위한 필터드라이어(23)와, 응축기에서 나온 액냉매를 단열팽창 시키는 팽창장치인 모세관(24)과, 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시켜 냉매의 증발잠열에 의해 고온다습한 압축공기와의 열교환을 통해 압축공기를 냉각시킴으로써 실제 제습이 이루어지는 열교환기(26)와, 고온의 압축공기를 냉각시킴으로써 발생되는 응축수를 배출하기 위한 드레인 장치(27)로 크게 구성된다.Existing refrigeration air dryer device is a
기존의 냉동식 에어드라이어는 팽창장치를 거친 냉매가 열교환기(26) 내에서 기체 냉매로 증발하는 과정에서 발생하는 냉매의 증발잠열을 이용하여 고온다습한 압축공기를 직접 냉각시키는 방식으로 부하의 경중이나 유무에 관계없이 냉매압축기(21)가 항상 운전하게 되어 상당한 에너지 손실이 발생하게 된다. 뿐만아니라 부하의 경중이나 유무에 따라 핫가스 바이패스 밸브(25)의 동작이 이루어지게 되므로, 냉매압축기(21)의 효율 면에서도 많은 손실이 발생하게 된다.Conventional refrigeration air dryer is a light load of the method by directly cooling the hot and humid compressed air by using the latent heat of evaporation of the refrigerant generated in the process of evaporation of the refrigerant through the expansion device to the gas refrigerant in the heat exchanger (26). Regardless of whether or not the
기존의 냉동식 에어 드라이어는 부하의 유무에 관계없이 항상 운전하게 되며, 이로 인해 무부하시에도 불필요한 전력 낭비가 발생하게 된다. 그리고, 냉각시킬 압축공기의 상태(압축공기의 양이나 온도)에 관계없이 항상 냉매압축기가 운전되어 에너지 효율성에 큰 문제점이 있었다.Conventional refrigeration air dryers are always operated with or without a load, which causes unnecessary power waste even at no load. In addition, the refrigerant compressor is always operated regardless of the state of the compressed air to be cooled (amount or temperature of the compressed air), thereby causing a large problem in energy efficiency.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 기존 열교환기방식에서 탈피하여 냉각탱크 내에 물을 냉각하여 압축공기를 제습(압축공기의 온도를 떨어뜨려 물을 제거함으로써 건조한 압축공기를 만듬) 하는 것이며, 냉각탱크 상부에 위치한 냉매증발기 표면의 물을 결빙시키고, 주위의 물을 냉각시킴으로써 일정시간 압축공기를 냉각하여 제습할 수 있게 되고, 그 일정시간 동안 냉매압축기를 정지시킴으로 해서 에너지(전기소비를 줄여)를 절약할 수 있는 에너지절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to dehumidify the compressed air by removing the water from the existing heat exchanger method to cool the water in the cooling tank (by reducing the temperature of the compressed air to remove the water Dry compressed air) and freezes the water on the surface of the refrigerant evaporator located above the cooling tank and cools the surrounding water to dehumidify the compressed air for a certain period of time, and stops the refrigerant compressor for a certain period of time. It is to provide an energy-saving refrigeration air dryer dehumidification device that can save energy (reduces electricity consumption).
본 발명의 다른 목적은 공기압축기에서 토출된 압축공기 내에 포함된 수분을 제거하여 기기부하의 경중과 유무에 따라 능동적인 운전이 가능하도록 한 에너지 절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an energy-saving refrigeration air dryer dehumidifying apparatus that enables active operation according to the weight and presence of the device load by removing moisture contained in the compressed air discharged from the air compressor.
본 발명의 또 다른 목적은 외부와 단열된 냉각탱크 상부에 냉매증발기를 위치시켜 냉매의 증발잠열을 통해 냉매증발기 표면에서 물을 결빙시키고, 결빙된 주위의 물을 냉각하여 대류에 의해 하부의 2차열교환기를 통과하는 압축공기와 열교환을 통해 냉매압축기가 정지한 후에도 외부와 단열된 냉각탱크 내의 온도를 일정시간 유지시켜 제습작용을 지속할 수 있게 함으로써 부하에 관계없이 계속 운전되는 냉매압축기에 소비되는 불필요한 에너지 손실을 최소화 하는 에너지 절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to place the refrigerant evaporator on the top of the cooling tank insulated from the outside to freeze the water at the surface of the refrigerant evaporator through the latent heat of evaporation of the refrigerant, and to cool the water around the freezing to the secondary by the convection The compressed air passing through the heat exchanger and heat exchanger maintains the temperature in the cooling tank insulated from the outside for a certain period of time even after the refrigerant compressor stops, so that dehumidification can be continued. An energy-saving refrigeration air dryer dehumidifier minimizes energy loss.
본 발명의 또 다른 목적은 부가적으로 핫가스 바이패스 밸브가 필요 없어지므로 냉동식 에어드라이어 시스템을 구성하는데 있어서 더욱 경제적인 운전 및 좀더 간결해 지는 에너지 절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an energy saving refrigeration air dryer dehumidifying apparatus that is more economical in operation and more concise in configuring a refrigeration air dryer system since additionally no hot gas bypass valve is required.
본 발명의 또 다른 목적은 냉매압축기가 운전/정지를 반복하여 에너지 소비를 줄일 수 있는 에너지절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an energy-saving refrigeration air dryer dehumidifying apparatus capable of reducing energy consumption by repeatedly operating / stopping a refrigerant compressor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉동식 에어드라이어 제습장치에 있어서, 바닥프레임의 상부에 설치되어 기체냉매를 압축시키는 냉매압축기와, 상기 냉매압축기와 연결되며 바닥프레임의 일측에 설치되어 자연 대류방식으로 냉매를 액화시키는 응축기와, 상기 응축기의 냉매라인의 불순물을 제거하기 위한 필터드라이어와, 상기 필터드라이어와 연결되어 상기 응축기에서 나온 액냉매를 단열 팽창시키는 팽창모세관과, 상기 바닥프레임의 상부에 고정다리가 고정된 고정플레이트와, 상기 고정플레이트의 상부에 고온의 압축공기와 냉매의 열교환이 이루어 지도록 원통형으로 외부와 단열된 냉각탱크와, 상기 팽창모세관과 연결된 냉매라인이 상기 냉각탱크 내부에 냉매증발기와 연결되고 상기 냉매증발기의 일측은 상기 냉매압축기와 연결되는 냉매라인과, 상기 냉각탱크의 내부에 냉매와 압축공기의 열교환을 위한 열전달 매체인 물과, 상기 냉각탱크의 내부에 설치되어 냉매와 압축공기의 열교환이 이루어져 실제 제습이 이루어지는 2차열교환기와, 상기 2차열교환기와 연결되어 냉동식 드라이어로 들어오는 고온의 압축공기와 2차열교환기에서 열교환되어 차가워진 압축공기가 열교환되는 1차 열교환기와, 상기 2차열교환기에서 압축공기가 냉각되면서 발생한 응축수를 배출시키는 드레인 장치로 구성된 것을 특징으로 한다.In the present invention for achieving the above object is a refrigeration air dryer dehumidification apparatus, a refrigerant compressor installed in the upper portion of the bottom frame to compress the gas refrigerant, connected to the refrigerant compressor and installed on one side of the bottom frame is natural A condenser for liquefying the refrigerant in a convection method, a filter drier for removing impurities in the refrigerant line of the condenser, an expansion capillary connected to the filter drier for thermally expanding the liquid refrigerant from the condenser, and an upper portion of the bottom frame. A fixed plate having a fixed leg fixed to the cooling plate, a cooling tank cylindrically insulated from the outside so that heat exchange between the high temperature compressed air and the refrigerant is performed on the fixed plate, and a refrigerant line connected to the expansion capillary inside the cooling tank. Is connected to the refrigerant evaporator and one side of the refrigerant evaporator and the refrigerant compressor A second heat exchanger connected to the refrigerant line, water that is a heat transfer medium for heat exchange between the refrigerant and compressed air in the cooling tank, and a heat exchange between the refrigerant and the compressed air installed in the cooling tank to perform dehumidification. And a first heat exchanger connected to the secondary heat exchanger to exchange heat of the compressed air heated in the refrigeration dryer with the secondary heat exchanger, and the compressed air cooled by the secondary heat exchanger, and the condensed water generated by cooling the compressed air in the secondary heat exchanger. Characterized in that it comprises a drain device for discharging the.
상기 냉각탱크의 상부 측면에는 상기 팽창모세관을 통해 증발기로 유입되는 냉매 입구와 증발한 기체냉매가 다시 냉매압축기로 회수되기 위한 냉매 출구를 이루어 내부 열전달 매체인 물을 냉각하기 위한 냉매증발기가 설치되고, 상기 냉각탱 크의 내부 상측에는 1차 열교환기와 연결되는 고온의 압축공기 입구와 하측에는 냉각된 압축공기 출구가 형성되어 내부의 물과 열교환을 위한 2차 열교환기가 설치된 것이다.A refrigerant evaporator is installed on the upper side of the cooling tank to form a refrigerant inlet flowing into the evaporator through the expansion capillary and the evaporated gas refrigerant to be returned to the refrigerant compressor. The inside of the cooling tank is formed with a high temperature compressed air inlet connected to the primary heat exchanger and a cooled compressed air outlet at the lower side thereof to install a secondary heat exchanger for heat exchange with the water inside.
상기 냉매증발기는 코일 형태로 권선되어 상측에 설치되며, 상기 2차열교환기는 코일 형태로 권선되어 하측에 설치된 것이다.The refrigerant evaporator is wound in a coil form and installed at an upper side, and the secondary heat exchanger is wound in a coil form and installed at a lower side.
상기 냉각탱크에 부착된 온도 센서는 물의 온도에 의해 작동되어 냉동식 에어드라이어 냉매압축기의 운전을 제어하게 설치된 것이다.The temperature sensor attached to the cooling tank is operated by the temperature of the water to control the operation of the refrigeration air dryer refrigerant compressor.
본 발명은 냉동식 에어드라이어 제습장치에 있어서, 기체냉매를 압축시키는 냉매압축기와, 상기 냉매압축기와 연결되며 자연 대류방식으로 냉매를 액화시키는 응축기와, 상기 응축기의 냉매라인의 불순물을 제거하기 위한 필터드라이어와, 상기 필터드라이어와 연결되어 상기 응축기에서 나온 액냉매를 단열 팽창시키는 팽창모세관과, 고온의 압축공기와 냉매의 열교환이 이루어지도록 원통형으로 외부와 단열된 냉각탱크와, 상기 팽창모세관과 연결된 냉매라인이 상기 냉각탱크 내부에 냉매증발기와 연결되고 상기 냉매증발기의 일측은 상기 냉매압축기와 연결되는 냉매라인과, 상기 냉각탱크의 내부에 냉매와 압축공기의 열교환을 위한 열전달 매체인 물과, 상기 냉각탱크의 내부에 설치되어 냉매와 압축공기가 열교환되어 실제 제습이 이루어지는 2차열교환기와, 상기 2차열교환기와 연결되어 냉동식 드라이어로 들어오는 고온의 압축공기와 2차열교환기에서 열교환되어 차가워진 압축공기가 열교환되는 1차 열교환기와, 상기 2차열교환기에서 압축공기가 냉각되면서 발생한 응축수를 배출시키는 드레인 장치로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a refrigeration air dryer dehumidifier, a refrigerant compressor for compressing a gas refrigerant, a condenser connected to the refrigerant compressor and liquefying refrigerant in a natural convection method, and a filter for removing impurities in the refrigerant line of the condenser. An expansion capillary connected to a dryer, the filter drier to thermally expand and expand the liquid refrigerant from the condenser, a cooling tank cylindrically insulated from the outside to exchange heat between the compressed air and the refrigerant at high temperature, and a refrigerant connected to the expansion capillary. A line is connected to the refrigerant evaporator inside the cooling tank and one side of the refrigerant evaporator is a refrigerant line connected to the refrigerant compressor, water as a heat transfer medium for heat exchange between the refrigerant and the compressed air in the cooling tank, and the cooling Installed inside the tank to exchange heat with refrigerant and compressed air A secondary heat exchanger, a primary heat exchanger connected to the secondary heat exchanger and a high-temperature compressed air entering the refrigeration dryer and a compressed air cooled by heat exchange in a secondary heat exchanger, and a compressed air in the secondary heat exchanger. Characterized in that it consists of a drain device for discharging the condensate generated while cooling.
상술한 바와 같은 본 발명은 기존 열교환기방식에서 탈피하여 냉각탱크 내에 물을 냉각하여 압축공기를 제습(압축공기의 온도를 떨어뜨려 물을 제거함으로써 건조한 압축공기를 만듬)하는 것이며, 냉각탱크 상부에 위치한 냉매증발기 주위의 물을 결빙하고, 냉각시킴으로써 일정시간 압축공기를 냉각하여 제습할 수 있게 되고, 그 일정시간 동안 냉매압축기를 정지시킴으로 해서 에너지(전기소비를 줄여)를 절약할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above is to dehumidify the air in the cooling tank by removing the heat from the existing heat exchanger method to dehumidify the compressed air (to create a dry compressed air by removing the water by dropping the temperature of the compressed air), By freezing and cooling the water around the located refrigerant evaporator, the compressed air can be cooled and dehumidified for a certain time, and the energy compressor can be reduced by stopping the refrigerant compressor for a predetermined time. .
또한, 공기압축기에서 토출된 압축공기 내에 포함된 수분을 제거함에 있어서 기기부하의 경중과 유무에 따라 능동적인 운전이 가능하도록 하는 효과가 있다.In addition, in removing the moisture contained in the compressed air discharged from the air compressor there is an effect to enable an active operation depending on the light weight and presence of the device load.
또한, 외부와 단열된 냉각탱크 상부에 냉매증발기를 위치시켜 냉매의 증발잠열을 통해 냉매증발기 표면에서 물을 결빙시키고, 결빙된 물은 대류에 2차열교환기가 있는 냉각탱크 하부로 이동하여 냉매압축기가 정지한 후에도 외부와 단열된 냉각탱크 내의 온도를 일정시간 유지시킬 수 있도록 하여 무부하시 냉매압축기를 정지시킴으로써 불필요한 에너지 손실을 최소화 하는 효과가 있다.In addition, by placing the refrigerant evaporator on the top of the cooling tank insulated from the outside, the water freezes on the surface of the refrigerant evaporator through the latent heat of evaporation of the refrigerant, and the frozen water moves to the lower part of the cooling tank with the secondary heat exchanger in convection. Even after stopping, it is possible to keep the temperature in the cooling tank insulated from the outside for a certain time, thereby minimizing unnecessary energy loss by stopping the refrigerant compressor at no load.
또한, 부가적으로 핫가스 바이패스 밸브가 필요 없어지므로 냉동식 에어드라이어 시스템을 구성하는데 있어서 더욱 경제적인 운전 및 좀더 간결해 지는 효과가 있다.In addition, the need for an additional hot gas bypass valve eliminates the need for more economical operation and more conciseness in configuring refrigerated air dryer systems.
또한, 냉매압축기가 운전/정지를 반복하여 에너지 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the refrigerant compressor has an effect of reducing the energy consumption by repeatedly operating / stopping.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be limited to the described embodiments.
도 2는 본 발명에 따른 에너지절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉각탱크 및 냉매증발기와 2차 열교환기의 구조를 나타내는 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉동식 드라이어의 제습 시스템을 나타내는 구성도이다.Figure 2 is a perspective view of the energy-saving refrigeration air dryer dehumidification apparatus according to the present invention, Figure 3 is a block diagram showing the structure of the cooling tank and the refrigerant evaporator and the secondary heat exchanger according to the present invention, Figure 4 is It is a block diagram which shows the dehumidification system of an energy-saving refrigeration dryer.
본 발명은 공기압축기에서 토출된 압축공기 내에 포함된 수분을 제거하여 기기부하의 경중과 유무에 따라 능동적인 운전이 가능하도록 한 에너지 절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy-saving refrigeration air dryer dehumidifying apparatus for removing the water contained in the compressed air discharged from the air compressor to enable active operation according to the weight and presence of the device load.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 에너지 절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치를 설명하면 하기와 같다. Referring to Figure 2 to Figure 4 describes the energy-saving refrigeration air dryer dehumidification apparatus of the present invention.
본 발명은 바닥프레임(12)의 상부에 설치되어 기체냉매를 압축시키는 냉매압축기(1)와, 상기 냉매압축기(1)와 연결되며 바닥프레임(12)의 일측에 설치되어 자연 대류방식으로 냉매를 액화시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)의 냉매라인의 불순물을 제거하기 위한 필터드라이어(3)와, 상기 필터드라이어(3)와 연결되어 상기 응축기(2)에서 나온 액냉매를 단열 팽창시키는 팽창모세관(4)과, 상기 바닥프레임(12)의 상부에 고정다리가 고정된 고정플레이트(13)와, 상기 고정플레이트(13)의 상부에 고온의 압축공기와 냉매의 열교환이 이루어 지도록 외부와 단열된 냉각탱 크(5)와, 상기 팽창모세관(4)과 연결된 냉매라인이 상기 냉각탱크(5) 내부에 냉매증발기(7)와 연결되고 상기 냉매증발기(7)의 일측은 상기 냉매압축기(1)와 연결되는 냉매라인과, 상기 냉각탱크(5)의 내부에 냉매와 압축공기의 열교환을 위한 열전달 매체인 물(14)과, 상기 냉각탱크(5)의 내부에 설치되어 냉매와 압축공기가 열교환되어 실제 제습이 이루어지는 2차열교환기(6)와, 상기 2차열교환기(6)와 연결되어 냉동식 드라이어로 들어오는 고온의 압축공기와 2차열교환기(6)에서 열교환되어 차가워진 압축공기가 열교환되는 1차 열교환기(9)와, 상기 2차열교환기(6)에서 압축공기가 냉각되면서 응축수를 배출시키는 드레인 장치(8)로 구성된 것이다.The present invention is installed on the top of the
상기 냉각탱크(5)의 내부 상측에는 상기 팽창모세관(4)을 통해 증발기로 유입되는 냉매 입구(17)와 증발한 기체냉매가 다시 냉매압축기(1)로 회수되기 위한 냉매 출구(18)를 이루어 내부 열전달 매체인 물을 냉각하기 위한 냉매증발기(7)가 설치되고, 상기 냉각탱크(5)의 내부 하측에는 1차 열교환기(9)와 연결되는 고온의 압축공기 입구(10)와 냉각된 압축공기 출구(11)가 형성되어 내부의 압축공기와 물과의 열교환을 위한 2차 열교환기(6)가 설치된 것이다.The upper portion of the inside of the cooling tank (5) forms a refrigerant inlet (17) for the refrigerant inlet (17) flowing into the evaporator through the expansion capillary tube (4) and the evaporated gas refrigerant back to the refrigerant compressor (1) A refrigerant evaporator (7) for cooling the water, which is an internal heat transfer medium, is installed, and a high temperature compressed air inlet (10) connected to the primary heat exchanger (9) and cooled compression are provided in the lower side of the cooling tank (5). An
상기 냉매증발기(7)는 코일 형태로 권선되어 상측에 설치되며, 상기 2차열교환기(6)는 코일 형태로 권선되어 하측에 설치된 것이다.The refrigerant evaporator (7) is wound in the form of a coil is installed on the upper side, the secondary heat exchanger (6) is wound in the form of a coil is installed on the lower side.
상기 냉각탱크(5)에 부착된 온도 센서(19)는 물의 온도를 감지하여 냉동식 에어드라이어 냉매압축기(1)의 운전을 제어하게 설치된 것이다.The
상기 냉동식 에어 드라이어 제습 장치에서 외부와 단열된 원통형 냉각탱크(5)에서 냉매압축기(1)로부터 토출되는 고온고압의 기체 냉매는 응축기(2)에서 응축되어 필터드라이어(3)를 거쳐 팽창모세관(4)을 통해 외부와 단열된 냉각탱크(5) 상부에 코일 형상으로 권회한 냉매증발기(7)로 유입되어 증발하는 과정을 통해 냉각탱크(5) 상부의 물을 냉각하고 결빙시킨다.The high-temperature, high-pressure gas refrigerant discharged from the refrigerant compressor (1) in the cylindrical cooling tank (5) insulated from the outside in the refrigeration air dryer dehumidifier is condensed in the condenser (2) through the filter dryer (3) expansion capillary tube ( 4) the water in the upper portion of the
상기 냉매증발기 표면에서 물은 결빙되고, 그 주위의 물은 냉각되어 냉각탱크(5)의 하부로 이동하여 2차 열교환기로 유입된 압축공기를 냉각하여 제습하게 된다. 제습과정을 통해 발생한 응축수는 드레인 장치(8)를 통해 배출된다. 2차 열교환기에서 제습된 냉각된 압축공기는 1차 열교환기에서 외부로부터 유입된 고온의 압축공기와 열교환이 이루어져 재열되어 진다.Water is frozen on the surface of the refrigerant evaporator, and the water around it is cooled to move to the lower portion of the
이 과정에서 냉각탱크(5)의 하부에 위치한 2차 열교환기(6)는 냉각된 물에 의해 압축공기의 흐름이 적은 저부하 상태나, 압축공기의 흐름이 없는 무부하 상태일 경우 냉매증발기 표면에 결빙된 얼음이 녹는 일정시간 동안 물의 온도를 유지시켜 2차 열교환기(6)로 유입되는 압축공기를 냉각시켜 압축공기의 제습 기능을 수행하게 된다. 물의 온도가 온도센서(19)의 설정값 이상으로 높아졌을 경우 냉매압축기(1)는 재기동하고 설정값 이하로 떨어졌을 경우 냉매압축기는 정지되어 불필요한 전력 낭비를 막을 수 있는 것이다.In this process, the
본 발명은 압축공기와 냉매의 열교환을 위해 팽창모세관(4)을 통해 나온 액냉매는 외부와 단열된 냉각탱크(5) 상부에 코일 형태로 권선된 냉매증발기(7)에서 증발하며 냉매증발기 표면은 결빙되고, 그 주위의 물은 냉각되는 방식이다.In the present invention, the liquid refrigerant from the expansion capillary tube (4) for heat exchange between the compressed air and the refrigerant evaporates from the refrigerant evaporator (7) wound in a coil form on the cooling tank (5), which is insulated from the outside, and the surface of the refrigerant evaporator is It freezes and the water around it is cooled.
상기 물(14)을 냉각하는 도중 냉매증발기 표면에서 결빙된 물과 냉각된 물은대류에 의해 하부로 이동하게 되고, 대류에 냉각되는 2차열교환기 내의 압축공기는 1차적으로 냉각된 물에 의해 열교환되어 제습이 이루어지며, 설정 온도 이하가 되었을 경우 온도센서에 의해 냉매압축기가 정지한 후에도 냉매증발기 표면에 결빙된 얼음에 의해 일정시간 동안 물은 냉각기능을 수행하게 된다. During cooling of the
상기 냉매압축기(1) 기동 및 정지의 제어는 외부와 단열된 냉각탱크(5)에 채워진 물의 온도가 설계된 온도까지 상승했을 경우 냉동기를 기동시키고, 설계 온도까지 하강했을 경우 냉동기를 정지시키는 온도 센서(19)를 부착하여 냉동식 에어드라이어 냉매압축기(1)의 운전을 제어하게 된다.The control of starting and stopping of the refrigerant compressor (1) is a temperature sensor that starts the refrigerator when the temperature of the water filled in the cooling tank (5) insulated from the outside rises to the designed temperature, and stops the refrigerator when the temperature falls to the designed temperature ( 19) to control the operation of the refrigeration air dryer refrigerant compressor (1).
본 발명은 에너지 절약형 냉동식 에어드라이어로 냉매를 응축시키기 위한 장치인 응축기에 팬모터와 팬이 부착된 강제 대류방식의 핀튜브 타입 응축기 대신에 자연 방열을 이용한 스테틱 응축기(2)를 사용하여 전력 소모를 최소화 한다.The present invention uses a static condenser (2) using natural heat dissipation instead of a fan motor and a forced convection fin tube type condenser with a fan in the condenser which is a device for condensing the refrigerant to the energy-saving refrigeration air dryer Minimize consumption
상기 냉각탱크(5) 상부에 동관으로 제작된 코일형태로 권회한 냉매증발기(7)를 위치시키고, 하부에는 외부에서 고온다습한 상태로 유입되는 압축공기와 냉각을 마치고 제습된 차가운 압축공기와의 열교환이 이루어지는 1차 열교환기(9)에서 예냉된 압축공기를 냉각시켜 제습시키는 동관으로 제작된 원형코일 형태의 2차 열교환기(6)를 위치시킨다. 외부와 단열된 냉각탱크(5) 상부에서 냉매증발기(7)에 의해 냉각된 물이 대류에 의해 하부로 이동하게 되며, 대류에 의해 하부의 2차열교환기 내의 압축공기는 냉각 및 제습된다. 2차 열교환기와의 열교환을 통해 따뜻해진 물은 다시 대류에 의해 상부로 이동하고, 이는 냉매증발기 표면에 결빙된 얼음을 녹이면서 재냉각되고, 대류에 의해 하부로 이동한다. 이런 대류현상은 냉각탱크(5)내의 물의 온도가 설계온도로 상승할 때까지 지속된다. 이는 부하의 양이 적거나 무 부하일 경우 그 지속시간이 길어지게 된다. Position the refrigerant evaporator (7) wound in the form of a coil made of a copper tube on the upper portion of the cooling tank (5), and the lower portion of the compressed air that is introduced in a state of high temperature and humidity from the outside and the cold compressed air dehumidified after cooling In the primary heat exchanger (9) in which heat exchange is performed, a secondary coil heat exchanger (6) made of a circular coil type made of a copper tube for cooling and dehumidifying the compressed air is placed. Water cooled by the
상기 냉각된 물(14)은 부하가 없는 상태나 부하의 양이 적을 경우 결빙된 얼음에 의해 일정시간 이상 온도를 유지하게 되며, 이 시간 동안 냉매압축기(1)는 가동을 정지하게 되고 물의 온도가 설계 온도까지 상승하게 되었을 때 냉매압축기(1)는 재기동 하게 된다.The cooled
즉 냉매증발기 표면에서 결빙된 물이 녹는 일정 시간 동안 냉매압축기는 정지하고, 물의 온도가 설정된 최고온도에 도달했을 때, 냉매압축기는 기동하고, 최저온도에 도달했을 때 냉매압축기(1)는 정지하게 된다.That is, the refrigerant compressor stops for a predetermined time during which the frozen water melts on the surface of the refrigerant evaporator, the refrigerant compressor starts when the water temperature reaches the set maximum temperature, and the refrigerant compressor 1 stops when the minimum temperature is reached. do.
1차 열교환기(9)를 통해 예냉된 압축공기는 외부와 단열된 냉각탱크(5)의 하부에 위치한 2차 열교환기(6)의 상부를 통해 유입되고 물(14)와 열교환을 통해 냉각되어 설계된 노점까지 온도가 하강하고, 또 냉각되는 도중에 발생된 응축수는 냉각탱크(5) 하부 드레인 장치(8)를 통해 자동 배출되고, 냉각된 압축공기는 드레인 장치(8)를 거쳐 1차 열교환기(9)로 이동하여 냉동식 에어드라이어로 유입되는 고온의 압축공기와 열교환되어, 재열된 상태로 토출되어 진다.Compressed air pre-cooled through the primary heat exchanger (9) is introduced through the upper portion of the secondary heat exchanger (6) located in the lower portion of the cooling tank (5) insulated from the outside and cooled by heat exchange with water (14) The temperature drops to the designed dew point, and the condensate generated while cooling is automatically discharged through the
상기 냉동식 에어드라이어가 부하의 유무와 경중에 따라 열교환 매체인 물(14)을 냉각시켜, 대류에 의해 하부로 이동한 냉각된 물에 의해 외부와 단열된 냉각탱크(5) 내의 물 온도를 일정 시간동안 유지되도록 하고 설계된 온도 범위, 즉 냉매압축기(1)가 기동 및 정지하는 온도 범위 내에서 냉매압축기(1)의 운전시간을 조정함으로써, 불필요하게 낭비되는 에너지를 절약할 수 있는 것이다.The refrigeration air dryer cools the water (14), which is a heat exchange medium, according to the presence or absence of a load, and adjusts the water temperature in the cooling tank (5) insulated from the outside by the cooled water moved downward by convection. By adjusting the operating time of the refrigerant compressor 1 within the designed temperature range, that is, the temperature range in which the refrigerant compressor 1 starts and stops, it is possible to save unnecessary waste energy.
또한 기존 냉동식 에어드라이어 시스템에서 부하조절에 따라 냉매압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매를 우회시켜 냉동식 에어드라이어의 시스템을 조절하는 핫가스 바이패스 밸브를 시스템에서 배제시킴으로써, 냉매압축기(1)에서 토출되는 냉매가 증발기에서 모두 사용되어 냉매의 손실이 줄어들어 냉매압축기(1)의 효율이 높아져 기존의 냉동식 에어드라이어 시스템에 비해 에너지 절감 효과가 크게 상승하게 된다.In addition, in the refrigerant compressor (1) by excluding the hot gas bypass valve for controlling the system of the refrigeration air dryer by bypassing the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the refrigerant compressor in accordance with the load control in the existing refrigeration air dryer system, Since the refrigerant discharged is all used in the evaporator, the loss of the refrigerant is reduced, so that the efficiency of the refrigerant compressor 1 is increased, which greatly increases the energy saving effect compared to the conventional refrigeration air dryer system.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, The present invention may employ various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
도 1은 종래의 냉동식 에어드라이어의 제습 시스템을 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a dehumidification system of a conventional refrigerated air dryer.
도 2는 본 발명에 따른 에너지절약형 냉동식 에어드라이어 제습장치 사시도.Figure 2 is a perspective view of the energy-saving refrigeration air dryer dehumidification apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 냉각탱크 및 냉매증발기와 2차 열교환기의 구조를 나타내는 구성도.Figure 3 is a block diagram showing the structure of the cooling tank and the refrigerant evaporator and the secondary heat exchanger according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉동식 드라이어의 제습 시스템을 나타내는 구성도.Figure 4 is a block diagram showing a dehumidification system of the energy-saving refrigeration dryer according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 냉매압축기 2 : 응축기 1: refrigerant compressor 2: condenser
3 : 필터드라이어 4 : 팽창 모세관3: filter drier 4: expansion capillary tube
5 : 냉각탱크 6 : 2차 열교환기5: cooling tank 6: secondary heat exchanger
7 : 냉매증발기 8 : 드레인 장치7: refrigerant evaporator 8: drainage device
9 : 1차 열교환기 10 : 압축공기 입구9: primary heat exchanger 10: compressed air inlet
11 : 압축공기 출구 12 : 바닥프레임11: compressed air outlet 12: floor frame
13 : 고정플레이트 14 : 물13: fixed plate 14: water
15 : 압축공기입구 16 : 압축공기출구15: compressed air inlet 16: compressed air outlet
17 : 냉매 입구 18 : 냉매출구17: refrigerant inlet 18: refrigerant outlet
19 : 온도센서19: temperature sensor
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