KR100848924B1 - System for removing stench from food sweepings treatment machine and stench removal method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기처리기에서 발생한 악취를 제거하는 시스템 및 방법으로 냉동 사이클을 이용한 열교환 방식에 의한 악취 제거 시스템 및 방법이다. The present invention is a system and method for removing the odor generated in the food waste disposal system is a odor removal system and method by a heat exchange method using a refrigeration cycle.
본 발명에 의한 악취 가스 제거 시스템은, 음식물 쓰레기 처리 장치에서 발생하는 악취가스가 포함된 증기를 덕트 내부로 흡입함과 동시에 냉각 열교환 방식을 적용하여 응축수와 가스로 분리한 후 각각 화학적 처리와 소각 방식에 의해 악취 가스를 제거하는 악취제거 시스템으로, 덕트 내부에 설치되어 증기와 냉매와의 열교환 작용을 통하여 증기를 응축수와 가스로 분리시킨 후, 응축수를 응축수 저장부로 유입시키고 가스를 가스 수집관으로 유입시키는 수분제거부; 수분제거부로부터 저온, 저압의 가스 냉매를 전달받은 후, 압축, 응축 및 팽창과정을 거친 저온, 저압의 액 냉매를 상기 수분제거부에 다시 공급하는 냉동기; 음식물쓰레기 처리 장치에서 발생한 수분이 포함된 증기의 온도 및 습도, 악취 가스의 성분 및 농도를 센싱하기 위해 덕트의 입구에 설치된 감지부; 및 감지부로부터 전송받은 온도 및 습도, 악취가스의 성분 및 농도에 맞추어 상기 냉동기의 동작을 자동으로 제어하고 모니터링하는 자동 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. In the odor gas removal system according to the present invention, the vapor containing the odor gas generated by the food waste treatment apparatus is sucked into the duct and at the same time by applying a cooling heat exchange method to separate the condensate and gas, respectively, chemical treatment and incineration Odor elimination system to remove odor gas by installing inside the duct to separate the steam into condensate and gas through heat exchange between the steam and the refrigerant, the condensate into the condensate storage unit and the gas into the gas collection pipe Moisture removal unit to make; After receiving the low-temperature, low-pressure gas refrigerant from the water removal unit, the refrigerator for supplying the low-temperature, low-pressure liquid refrigerant through the compression, condensation and expansion process again to the water removal unit; A sensing unit installed at the inlet of the duct to sense the temperature and humidity of the steam containing moisture generated by the food waste processing apparatus, the component and the concentration of the malodorous gas; And an automatic control unit for automatically controlling and monitoring the operation of the refrigerator according to the temperature and humidity received from the detection unit, and the component and concentration of the malodorous gas.
악취가스, 덕트, 음식물 쓰레기 처리 장치, 응축수, 냉매, 냉동기 Odor Gas, Duct, Food Waste Disposal Equipment, Condensate, Refrigerant, Refrigerator
Description
도 1은 본 발명에 적용 가능한 제습 시스템의 구성도의 일 예이다. 1 is an example of configuration diagram of a dehumidification system applicable to the present invention.
도 2는 제습 장치에 의한 탈취탑의 악취제거 프로세서를 나타낸 것이다. Figure 2 shows the odor removal processor of the deodorizing tower by the dehumidification device.
도 3은 본 발명에 의한 악취가스 제거 시스템의 블록도이다. 3 is a block diagram of the odor gas removal system according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 악취가스 제거 시스템의 구체적인 구성 관계의 일 예를 나타낸 도면이다. 4 is a view showing an example of a specific configuration of the odor gas removal system according to the present invention.
도 5는 본 발명에 구비된 수분제거기의 일 예를 도시한 것이다. Figure 5 shows an example of a moisture remover provided in the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 악취가스 제거 방법의 바람직한 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우차트이다. 6 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the odor gas removal method according to the present invention.
본 발명은 음식물 쓰레기처리기에서 발생한 악취를 제거하는 시스템 및 방법으로 특히, 냉동 사이클을 이용한 열교환 방식에 의한 악취 제거 시스템 및 방법이다. 즉, 음식물 쓰레기를 건조, 탈취 및 발효과정에서 발생하는 수분을 1차적으로 냉각식 제습 처리와 열교환기로 응축 처리하여 악취가스를 처리하고 2차적으로 부가적 장치인 바이오 필터나 소각 방식 처리기기를 사용하는 음식물 쓰레기 처리의 악취가스 제거 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention is a system and method for removing odor generated in a food waste disposal system, in particular, a system and method for removing odor by a heat exchange method using a refrigeration cycle. In other words, the food waste is dried, deodorized, and fermented by moisture in the process of cooling dehumidification and heat exchanger to treat odor gas. Secondly, biofilter or incineration type treatment equipment, which is an additional device, is used. It relates to a odor gas removal system and method for treating food waste.
일반적인 탈취기의 가스 처리를 위하여 흔히 사용한 방법 중에는 가스 흡착식 방법, 오존 산화법, 바이오 메디아를 이용한 생물학적 처리방법, 공기 냉각식 처리방법, 열 소각 처리방법, 냉동기를 이용한 냉각식 처리방법이 있지만, 시설의 부족과 기존의 탈취기 시설의 탈취효과도 낮은 것으로 보고되고 있어 악취물질 탈취기 술의 개발이 시급한 실정이다. 또한, 국내에 도입된 방법 중 활성탄 흡착법은 흡착제에 따라 탈취력이 틀려지고 약액 세정법은 시설비와 운용비는 저렴하나 적용범위가 좁고 폐수가 발생하는 단점이 있으며 미생물법은 2차 오염물질은 없으나 설치 면적이 크고, 보온을 요구한다. 또한, 음식물 처리 과정에서 발생하는 가스는 악취를 발생하는 물질뿐만 아니라 수분도 같이 발생하고 있어 수증기와 악취가 혼합된 가스를 효과적으로 제거하는 처리기의 기술적 개발이 중요한 문제이다.Common methods for gas treatment of deodorizers include gas adsorption method, ozone oxidation method, biological treatment method using biomedia, air cooling treatment method, thermal incineration treatment method, and cooling treatment method using a freezer. It is reported that the deodorization effect of the deodorant facilities and the existing deodorant facilities is low, so the development of odorous substance deodorization technology is urgently needed. In addition, the activated carbon adsorption method has different deodorizing power depending on the adsorbent, and the chemical liquid cleaning method has the disadvantages of low facility cost and operation cost, but the scope of application is narrow and waste water is generated. Big, requires warmth. In addition, the gas generated in the food treatment process is not only a substance that generates odors but also generates moisture, the technical development of a processor that effectively removes the gas mixed with water vapor and odor is an important problem.
산업단지 내의 공장, 오폐수처리공장, 분요처리장, 동물축사, 쓰레기 처리시설에 발생하는 악취는 작업장 내의 근로자뿐만 아니라 인근 주민들에게도 불쾌감을 줄 뿐만 아니라 인체에 유해한 물질을 배출한다. 현재 국내에서는 황화수소(H2S), 메탈멜캅탄(CH3SH), 암모니아(NH3), 황화메탈, 이황하메틸, 트리메탈아미, 아세트알데히드, 스티렌 등 8가지 항목에 대해서 규제되고 있지만, 실제 사람이 느낄 수 있는 악취는 40여만 가지의 물질이며 농도에 따라 불쾌감을 느낄 수 있다. Odors generated in factories, wastewater treatment plants, waste treatment plants, animal farms, and waste disposal facilities in industrial complexes not only discomfort not only to the workers but also to the neighbors, and emit harmful substances to the human body. Currently, domestic regulations on hydrogen sulfide (H 2 S), metalmelcaptan (CH 3 SH), ammonia (NH 3 ), metal sulfide, methyl disulfide, trimetalamis, acetaldehyde, styrene, etc. There are about 400,000 kinds of odors that can be felt by real people, depending on the concentration can be unpleasant.
전국적으로 발생하는 생활 쓰레기는 하루에 약 5만 ton이며 그 중 30%가 음식물 쓰레기이나 음식물 쓰레기의 약 2%만이 재활용되고 95%가 매립되고 있어, 음식물 재활용은 향후 넘쳐나는 오염 물질의 재생을 위한 기초적인 단계로 국내는 물론 외국에서도 가장 시급히 처리해야할 문제로서 처리과정의 악취제거 방법에 대한 관심이 점차 커지고 있는 실정이다. 하지만, 음식물 쓰레기의 재활용은 향후 넘쳐나는 오염물질의 재생을 위한 기초적인 단계로 국내는 물론 외국에서도 관심이 점차 커지고 있는 실정이다. 하지만, 음식물 쓰레기의 재활용 처리 과정 중에 심한 악취가 발생하고 있어 이에 대한 부가적인 문제가 발생하고 있는 실정이다. 특히 도회지 부근에 설치된 음식물 처리시설에서 발생하는 악취는 주변 환경과 주민들에게 직간접적으로 피해를 주고 있으며, 환경 분야 민원발생의 상당 부분을 차지하고 있는 실정이다. The domestic waste generated around the country is about 50,000 tons per day, 30% of which is only 2% of food waste or food waste being recycled and 95% landfilled. As a basic step, the problem that needs to be dealt with urgently in both domestic and foreign countries is increasing interest in the odor removal method of the treatment process. However, the recycling of food waste is a basic step for the regeneration of contaminants, which is overflowing in the future, and attention is gradually increasing in Korea and abroad. However, a severe odor is generated during the recycling process of food waste, which is an additional problem. In particular, odors generated from food processing facilities installed near urban areas inflict damage directly and indirectly to the surrounding environment and residents, and account for a large part of the occurrence of civil complaints.
상기한 본 발명의 기술적 관제를 이루기 위한 본 발명에 의한 악취제거 시스템 및 방법은, 기존의 화학적 방식, 소각 방식의 문제점을 보완하기 위한 것으로, 악취가스 중에 함유된 상당량의 수분을 냉각하여 응축수로 만들어 수분에 함유된 악취성분을 제거함으로써 2차(화학적 방식), 3차(소각 방식)의 과정을 거쳐 완벽한 악취제거를 목적으로 한다.Deodorization system and method according to the present invention for achieving the technical control of the present invention, to compensate for the problems of the existing chemical method, incineration method, by cooling a considerable amount of water contained in the odor gas to condensate By removing the odor component contained in the water through the process of secondary (chemical method), tertiary (incineration method), it aims at the perfect odor removal.
또한, 본 발명은 각종 염려되는 악취성분 및 온도, 습도를 감지하는 센서를 사용하여 자동화된 운전이 가능하게 하며, 아울러 지속적인 컨트롤시스템을 가동시켜 악취성분의 효율적인 제어와 대기오염의 요소를 실시간 모니터링 시스템을 통하 여 에너지를 소모를 최소화하고 자동화된 시스템을 적용함으로써 음식물쓰레기 처리의 악취제거시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention enables automated operation using sensors that detect various odor components and temperature and humidity of concern, and also by operating a continuous control system for efficient control of odor components and real-time monitoring of the elements of air pollution It aims to provide an odor removal system and method for food waste treatment by minimizing energy consumption and applying an automated system.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 악취 가스 제거 시스템은, 음식물 쓰레기 처리 장치에서 발생하는 악취가스가 포함된 증기를 덕트 내부로 흡입함과 동시에 냉각 열교환 방식을 적용하여 응축수와 가스로 분리한 후 각각 화학적 처리와 소각 방식에 의해 악취 가스를 제거하는 악취제거 시스템으로, 상기 덕트 내부에 설치되어 상기 증기와 냉매와의 열교환 작용을 통하여 상기 증기를 응축수와 가스로 분리시킨 후, 상기 응축수를 응축수 저장부로 유입시키고 상기 가스를 가스 수집관으로 유입시키는 수분제거부; 상기 수분제거부로부터 저온, 저압의 가스 냉매를 전달받은 후, 압축, 응축 및 팽창과정을 거친 저온, 저압의 액 냉매를 상기 수분제거부에 다시 공급하는 냉동기; 상기 음식물쓰레기 처리 장치에서 발생한 수분이 포함된 증기의 온도 및 습도, 악취 가스의 성분 및 농도를 센싱하기 위해 상기 덕트의 입구에 설치된 감지부; 및 상기 감지부로부터 전송받은 온도 및 습도, 악취가스의 성분 및 농도에 맞추어 상기 냉동기의 동작을 자동으로 제어하고 모니터링하는 자동 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. The odor gas removal system according to the present invention for achieving the technical problem of the present invention, by sucking the steam containing the odor gas generated in the food waste processing apparatus into the duct and at the same time by applying a cooling heat exchange method condensate water and gas The odor removal system removes odor gas by chemical treatment and incineration, respectively, after separating into the duct. The odor removal system is installed inside the duct to separate the vapor into condensate and gas through heat exchange between the steam and the refrigerant. A water removal unit for introducing condensed water into the condensed water storage unit and introducing the gas into a gas collection pipe; After receiving the low-temperature, low-pressure gas refrigerant from the water removal unit, the refrigerator for supplying the low-temperature, low-pressure liquid refrigerant through the compression, condensation and expansion process again to the water removal unit; A sensing unit installed at the inlet of the duct to sense the temperature and humidity of the steam containing moisture generated by the food waste processing apparatus, the component and the concentration of the malodorous gas; And an automatic control unit for automatically controlling and monitoring the operation of the refrigerator according to the temperature and humidity received from the detection unit, and the component and concentration of the malodorous gas.
상기 자동 제어부의 제어에 의해 수분제거부로 유입되는 증기의 이동 방향, 이동 경로 및 이동 양을 안내하기 위해 덕트 내부에 송풍 팬을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다. It may be characterized by further comprising a blowing fan inside the duct to guide the movement direction, the movement path and the amount of movement of the steam flowing into the water removal unit under the control of the automatic control unit.
상기 수분제거부는 제습 효과 향상을 위해 내부 형상이 수세미 구조로 형성 된 스테인리스 재질인 것을 특징으로 할 수 있다. The water removing unit may be characterized in that the inner shape is made of a stainless steel material having a scrubber structure to improve the dehumidification effect.
상기 가스 수집관에 연결되어 응축수로부터 분리된 가스의 성분 및 농도를 센싱하는 제 1검출부; 및 상기 응축수 저장소에 연결되어 상기 응축수에 포함된 오염물질의 성분 및 농도를 센싱하는 제 2 검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.A first detector connected to the gas collection tube to sense a component and a concentration of the gas separated from the condensate; And a second detector connected to the condensate reservoir for sensing a component and a concentration of the pollutant contained in the condensate.
상기 자동 제어부는 상기 감지부와 상기 제 1, 제 2 검출부에서 센싱된 결과를 통해 상기 냉동기를 자동으로 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. The automatic control unit may automatically control the refrigerator based on the results sensed by the detection unit and the first and second detection units.
상기 냉동기로부터 공급되는 동작 냉매는 탄화수소계 냉매인 것을 특징으로 할 수 있다. The operating refrigerant supplied from the refrigerator may be a hydrocarbon-based refrigerant.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 본 발명에 의한 악취 제거 방법은, 음식물 쓰레기처리 장치에서 발생한 악취 가스가 포함된 증기를 덕트 내부로 흡입함과 동시에 냉각 열교환 방식을 적용하여 응축수와 가스로 분리한 후 각각 화학적 처리와 소각 방식에 의해 악취 가스를 제거하는 악취제거 방법으로, (a) 상기 증기를 덕트 내부로 흡입하여 수분제거기로 유입시키고, 증기의 온도 및 습도, 악취 가스의 성분 및 농도를 덕트의 입구에 설치된 감지부를 통해 센싱하는 단계; (b) 상기 감지부로부터 전송받은 온도 및 습도, 악취가스의 성분 및 농도 값에 맞추어 냉동기 동작을 자동으로 제어하고 모니터링하는 단계; (c) 냉동기에서 압축, 응축 및 팽창과정을 거친 저온, 저압의 액 냉매를 상기 수분제거부에 공급하는 단계; 및 (d) 상기 수분제거부에서 상기 증기와 냉매와의 열교환 작용을 통하여 상기 증기를 응축수와 가스로 분리시킨 후, 상기 응축수를 응축수 저 장부로 유입시키고 상기 가스를 가스 수집관으로 유입시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. According to the present invention for achieving the above technical problem of the present invention, the odor removing method according to the present invention, by taking the steam containing the odor gas generated in the food waste treatment apparatus into the duct and at the same time by applying a cooling heat exchange method condensed water Deodorization method to remove the odor gas by chemical treatment and incineration method after separating into and gas, respectively (a) the steam is sucked into the duct and introduced into the moisture remover, the steam temperature and humidity, Sensing the components and concentration through a sensing unit installed at the inlet of the duct; (b) automatically controlling and monitoring the operation of the refrigerator in accordance with the temperature and humidity received from the detection unit, the components of the odor gas and the concentration values; (c) supplying a low-temperature, low-pressure liquid refrigerant, which has undergone compression, condensation, and expansion in a refrigerator, to the moisture removing unit; And (d) separating the steam into condensed water and a gas through heat exchange between the steam and the refrigerant in the water removing unit, and then introducing the condensed water into the condensed water storage unit and introducing the gas into a gas collection pipe. It is characterized by including.
상기 (a) 단계는, 증기의 이동 방향, 이동 경로 및 이동 양을 안내하도록 자동으로 제어되는 송풍 팬에 의해 수분제거부로 증기를 유입시키는 것을 특징으로 할 수 있다. In the step (a), the steam may be introduced into the water removing unit by a blowing fan that is automatically controlled to guide the movement direction, the movement path, and the movement amount of the steam.
상기 (d) 단계 이후에, (e) 상기 응축수로부터 분리된 가스의 성분 및 농도를 센싱하는 단계; 및 (f) 상기 응축수에 포함된 오염 물질의 성분 및 농도를 센싱하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다. After step (d), (e) sensing the component and concentration of the gas separated from the condensate; And (f) sensing a component and a concentration of the pollutant contained in the condensate.
상기 (f) 단계 이후에, 상기 자동 제어부에 의해 상기 (a) 단계와 상기 (d) 및 (e) 단계에서 센싱된 결과를 통해 상기 냉동기를 자동으로 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. After the step (f), the refrigerator may be automatically controlled by the automatic control unit through the results sensed in the steps (a) and (d) and (e).
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성 요소를 의미한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the present invention will be described in detail. Like reference numerals in the drawings denote components that perform the same function.
도 1은 본 발명에 적용되는 제습 시스템의 구성도의 일 예를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 냉매가스를 압축시키는 압축기(11), 압축기(11)를 통해 압축된 냉매 가스를 액화시키는 응축기(12), 응축기(12)에서 응축된 냉매액을 감압시키는 모세관(13)과, 상기 모세관(13)을 통해 팽창한 냉매액을 이용하여 고온 다습한 공기를 냉각, 응축시키는 증발기(14)로 구성된다.Figure 1 shows an example of the configuration of a dehumidification system applied to the present invention. Referring to FIG. 1, a
상기한 구성으로 이루어진 냉매 압축기를 이용한 제습기는 흡입팬(5)이 회전 하면서 흡입한 고온 다습한 공기는 냉매의 증발에 의해 냉각된 증발기의 표면을 지나면서 이슬점 이하로 냉각, 응축된다. 따라서, 공기 중에 포함된 수분은 이슬 방울로 맺힌 응축수로 변환된 후 자연 낙하 되면서 응축수 받이에 의해 저수조로 집수되고, 상기 증발기를 통과한 냉각, 제습된 건공기는 증발기의 후방에 있는 응축기를 냉각시키면서 재가열되어 실내로 송출되는 동작을 반복적으로 실시한다. The dehumidifier using the refrigerant compressor having the above-described configuration cools and condenses below the dew point while passing the surface of the evaporator cooled by the evaporation of the refrigerant while the suction fan 5 rotates. Therefore, the moisture contained in the air is converted into condensate formed by dew drops and is naturally dropped into the reservoir by the condensate receiver, and the cooled and dehumidified dry air passing through the evaporator cools the condenser at the rear of the evaporator. Repeat the operation of reheating and sending to the room.
도 2는 제습 장치에 의한 탈취탑의 악취제거 프로세서를 나타낸 것이다. 본 발명은 덕트 내의 수분이 포함된 증기에서 수분을 제거하기 위해 응축하기 위한 것으로, 도 2를 참조하면 덕트 내에서 열교환기로 이루어진 제습장치에 의해 1차적으로 수분을 제거하고, 이때 응축된 수분은 화학적 방식에 의하여 오염 물질을 제거하며, 가스 성분은 소각 방법에 의해 방출하게 된다. Figure 2 shows the odor removal processor of the deodorizing tower by the dehumidification device. The present invention is to condense in order to remove the moisture in the steam containing the water in the duct, referring to Figure 2 by the dehumidification device consisting of a heat exchanger in the duct in the first, wherein the condensed water is chemical Contaminants are removed by the method, and gaseous components are released by the incineration method.
도 3은 본 발명에 의한 악취가스 제거 시스템의 블록도로 본 발명의 구성요소 간의 관계를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 본 발명은 음식물 쓰레기 처리 장치(302)로부터 나온 악취 가스를 제거하기 위해, 감지부(304), 자동제어부(306), 냉동기(308), 수분제거부(310), 가스 수집관(312), 응축수 저장소(314)를 구비한다. 이와 같은 구성에 의해서 음식물 쓰레기 처리 장치(302)에서 발생한 악취를 덕트 (315)내부로 흡입함과 동시에 냉각 열교환 방식을 적용하여 응축수와 가스로 분리한 후 각각 화학적 처리와 소각 방식에 의해 악취 가스를 제거하게 된다. Figure 3 shows the relationship between the components of the present invention in a block diagram of the odor gas removal system according to the present invention. Referring to Figure 3, the present invention, in order to remove the odor gas from the food
덕트(316) 내부로 악취 가스를 포함한 증기가 유입되는 경우, 감지부(304)는 음식물 쓰레기 처리 장치(302)에서 발생한 악취 가스가 포함된 증기의 온도 및 습도, 악취 가스의 성분 및 농도를 센싱하여 자동 제어부(306)로 그 결과를 전달한 다. 이때, 상기의 센싱된 값들은 제어부가 냉동기를 제어하는데 기초 자료로 이용된다. 자동 제어부(306)에는 모니터링 시스템(미도시)이 포함되어 센싱된 결과를 모니터링할 수 있다.When the vapor containing the malodorous gas is introduced into the
자동제어부(306)는 감지부(304)로부터 전송받은 증기의 온도 및 습도, 악취가스의 성분 및 농도에 맞추어 상기 냉동기(306)의 동작을 자동으로 제어하게 된다. 냉동기와 수분제어기가 최적의 조건 하에서 작동되도록 하기 위한 것이다. 이때, 냉동기(308) 상기 자료를 바탕으로 최적의 냉동기의(308)의 최적의 온도, 압력 등을 설정된 상태에서 가동이 된다. 최적 가동 상태는 응축수와 분리되는 가스에 수분이 함유되지 않은 조건의 압력 및 온도 조건일 수 있다. 또한, 최적의 가동 상태는 소각방식과 화학적 방식에 의한 악취 제거 효율을 참조하여 결정할 수 있으며, 최적 가동 조건은 데이터 베이스화 되어 저장부(미도시)에 저장되어 있는 것이 바람직하다. The
냉동기(308)와 수분제거부(310)는 상호 연동하여 냉각 방식에 의한 사이클을 수행한다. The
냉각식 제습 방법은 공기를 노점온도 이하로 냉각하기 위해 통상 냉동기를 사용하고, 일반적으로 공기계통과 냉각계통 두 시스템으로 운전된다. 하지만, 냉동기로 냉매를 열교환기에 보낼 때 감온 팽창변만으로 냉각부하를 제어하면 경부하시에 증발온도가 저하되어 열교환기 내에 응축수착상 동결이 일어나는 것을 방지하기 위해 Hot gas by-pass 방식으로 흡입압력을 제어해 주는 것이 바람직하다. 증발 압력 조절변(EPR)은 열교환기가 1조일 때는 냉동기 흡입압력의 변동이 크고, 경부하 시에는 저압 스위치로 on-off를 반복하기 때문에 냉동기 연속가동에는 Hot gas by-pass방식이 선호된다. 또한, 처리 풍량이 많고 냉각부하가 커서 소형 냉동기의 사양 범위를 초과하면 열교환기를 직접식이 아닌 Brain cooling type으로 하는 것이 유리하다. 이러한 다양한 방식 중에서 악취 성분을 가진 수증기를 냉각시키기 위한 냉동기를 설계하는 것이 바람직하다. Cooled dehumidification methods typically use a freezer to cool the air below the dew point temperature and are typically operated in two systems: air system and cooling system. However, if the cooling load is controlled only by a thermal expansion valve when the refrigerant is sent to the heat exchanger, the suction pressure is controlled by a hot gas by-pass method to prevent freezing from occurring in condensation water in the heat exchanger because the evaporation temperature is lowered at light load. It is desirable to give. Evaporator pressure control valve (EPR) has a large fluctuation in the suction pressure of the refrigerator when a set of heat exchanger is used, and hot gas by-pass method is preferred for continuous operation of the refrigerator because light pressure is repeatedly switched on and off at light loads. In addition, if the processing air volume is large and the cooling load is so large that it exceeds the specification range of the small refrigerator, it is advantageous to set the heat exchanger to the brain cooling type instead of the direct type. Among these various ways, it is desirable to design a refrigerator for cooling water vapor with malodorous components.
탈취탑에는 기존의 제습 시스템을 그대로 적용할 수 없다. 그러므로 탈취탑에 적용할 수 있는 냉각 시스템이 필요하다. 우선 열을 교환할 수 있는 냉각팬과 동일한 역할을 수행하는 장치를 새롭게 제시하고, 형상 및 구조를 설계한다. 또한, 냉각 시스템을 탈취탑에 장착할 수 있는 구조물의 크기와 형상으로 제작되어야 한다. 또한, 설계된 제품의 강도 및 강성도를 분석하기 위하여 3차원 모델링에 의한 유한요소해석을 수행하고, 설계된 제품의 안정성을 평가하는 것이 바람직하다. The dehumidification tower can not be applied to the existing dehumidification system. Therefore, there is a need for a cooling system that can be applied to deodorizing towers. First, we propose a new device that performs the same role as a cooling fan that can exchange heat, and design the shape and structure. In addition, the cooling system must be manufactured to the size and shape of the structure to be mounted on the deodorizing tower. In addition, in order to analyze the strength and stiffness of the designed product, it is desirable to perform finite element analysis by three-dimensional modeling and to evaluate the stability of the designed product.
이하, 냉동기와 수분제거부가 제어부의 제어에 의해 작동하는 상호 동작 관계에 대하여 상술하기로 한다. Hereinafter, the interaction between the refrigerator and the water removing unit operated by the control of the controller will be described in detail.
냉동기(308)는 압축기(308-3), 응축기(308-2), 팽창 밸브(308-1)를 구비하는데 수분제거부(310)로부터 저온, 저압의 증기 냉매를 전달받은 후, 압축, 응축 및 팽창과정을 거친 저온, 저압의 냉매를 수분제거부(310)에 다시 전달한다. 이 경우, 냉동기(308)는 자동제어부(306)의 제어에 의해 설정된 최적의 압력 및 온도을 가지고 동작한다. The
수분제거부(310)는 덕트(315) 내부에 설치되어 음식물 쓰레기 처리 장치(302)로부터 유입된 증기를 흡입하는데 이 경우 흡입 효율을 높이기 위해 송풍 팬(316)을 구비하는 것이 바람직하다. 송풍팬(316)은 덕트(315) 내부에서 유입되는 증기가 수분제거부(310)를 원활하게 통과하도록 자동 제어부(306)의 제어를 받아 수분제거부(310)로 유입되는 증기의 이동 방향, 이동 경로 및 이동 양을 안내하는 역할을 한다. 이때, 송풍팬(316)이 설치되는 장소는 덕트(315) 내의 어느 부위도 상관없지만 증기가 유입되는 덕트(315)의 입구에 설치되는 것이 바람직하다. The
송풍팬(316)은 자동 제어부(306)의 제어를 받는데 감지부(304)에서 센싱된 온도 및 습도, 악취 가스의 성분 및 농도에 따라 팬의 회전 수를 제어할 수 있다. 예컨대, 센싱된 양이 많은 경우에는 팬의 회전수가 증가하는 것으로 미리 설정되어 자동 제어부(306)의 제어 신호가 팬의 회전수를 높이게 된다. The blowing
수분제거부(310)는 덕트(315) 내부로 유입된 증기를 냉동기(308)로부터 공급받은 냉매와의 열교환 작용에 응축수와 가스로 분리시키고, 응축수를 응축수 저장소(314)로 유입시키고 가스를 가스 수집관(312)으로 유입시킨다. 이때, 수분 제거부(310)는 제습 효과 향상을 위해 내부 형상이 수세미 구조로 형성된 스테인리스 재질로 하는 것이 바람직하다. 수세미 구조로 형성하는 경우, 증기가 통과하는 표면적이 넓어지기 때문에 증기에 포함된 수분의 응축 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. The
응축수 저장소(314)에 모여진 응축수에 포함된 화학 물질은 필터 등을 사용하거나 화학적 처리에 의해 희석화시켜 방출된다. 한편, 응축되지 않은 증기는 가스 수집관(312)으로 이동하고 소각방식에 의해 제거된다. The chemicals contained in the condensate collected in the
한편, 가스 수집관(312)에는 모여진 가스의 성분 및 농도를 센싱하는 제 1 검출부(312-1)가 연결되어 이를 자동 제어부(306)에 전달한다. 또한, 응축수 저장소(314)에는 응축수에 포함된 오염물질의 농도를 센싱하는 제 2 검출부(314-1)가 연결되어 이를 자동 제어부(306)에 전달한다. 이 경우, 자동 제어부(306)는 감지부(304)에서 센싱된 결과와 제 1, 제 2 검출부(312-1, 314-1)에서 센싱된 결과를 분석하여 냉동기(308)를 자동으로 제어할 수 있다. On the other hand, the
이하, 상기 냉각시스템에 적용되는 냉매에 대하여 상술하기로 한다. Hereinafter, the refrigerant applied to the cooling system will be described in detail.
본 발명에서는 탄화 수소계 냉매를 냉각 시스템에 사용되는 냉매로 사용할 수 있다. 자연 냉매 중에서 프로판, 부탄 등의 탄화 수소계는 값이 싸고, 사용이 간편하며, 일반적인 광물질 윤활유와 잘 혼합되지만, 최근까지는 가연성 때문에 유럽을 제외한 일본 및 미국 등 다른 선진국들에 의해 탄화수소계 냉매의 사용이 거의 무시되어 왔다. 그러나 지구 온난화 문제가 심각하게 거론됨으로써 온난화 지수가 낮은 탄화수소계 냉매의 사용이 적극적으로 검토되고 있다. 또 가정용 냉장고의 경우 James의 보고서에 의하면 탄화수소계 냉매의 충진량이 일반적인 CFC계 냉매의 절반 정도이므로 가연성에 의한 폭발의 위험성은 거의 없는 것으로 밝혀졌다.In the present invention, a hydrocarbon-based refrigerant can be used as the refrigerant used in the cooling system. Among natural refrigerants, hydrocarbons such as propane and butane are inexpensive, easy to use, and well mixed with common mineral lubricants, but until recently, due to their flammability, the use of hydrocarbon refrigerants by other developed countries such as Japan and the United States, except Europe This has been almost ignored. However, since the issue of global warming has been seriously discussed, the use of hydrocarbon refrigerants with low warming indexes is being actively considered. In the case of domestic refrigerators, according to James' report, the filling amount of hydrocarbon refrigerants is about half that of general CFC refrigerants, so there is little risk of explosion due to flammability.
이런 탄화수소계 냉매의 대표적인 특징을 살펴보면, 자연냉매로 오존층 파고 지수(ODP)가 0, 지구 온난화지수(GWP)가 거의 0에 가깝고, R22나 R407C의 1/500정도로 독성은 없다. 그러나 가연성이 크므로 누설시 대책이 필요하며, 비점이 R22나 R407C와 거의 동일하여 대체냉매로 사용 가능하고, 성능계수(COP)도 R(2)와 거의 동일하여 열사이클적 장점도 가지고 있다. 공조용으로 사용되고 있는 냉매의 열물성에 대해 표 1에 나타내었다. Representative characteristics of such hydrocarbon-based refrigerants are natural refrigerants, which have an ozone layer crest index (ODP) of 0, a global warming index (GWP) of nearly zero, and no toxicity at about 1/500 of R22 or R407C. However, due to its high flammability, it is necessary to take countermeasures when leaking. Its boiling point is almost the same as that of R22 or R407C, so it can be used as an alternative refrigerant, and its coefficient of performance (COP) is also almost the same as that of R (2). Table 1 shows the thermal properties of the refrigerant used for air conditioning.
*ASTM(American Society for Testing Material) American Society for Testing Material (ASTM)
도 4는 본 발명에 의한 악취가스 제거 시스템의 구체적인 구성 관계의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 음식물 쓰레기 처리 장치(402), 수분제거부(410) 및 냉동기(408) 송풍팬(416), 자동 제어부(406)가 구비되어 있는 것을 나타낸다. 자동 제어부(406)는 데이터 분석부(406-1), 데이터 이력 기록기(data logger, 406-2))를 구비할 수 있는데, 여기서 data logger(406-2)는 계측 끝에서부터의 아날로그 신호를 AD변환기를 통해서 디지털 신호로 변환하고, 이것으로 자동 타이프라이터를 작동시켜 일정한 시간 주기로 계측 값을 시트 위에 나타내는 것을 말한다. 또한, 데이터 분석부(406-1)는 센서에 의해 측정된 데이터 값들을 분석하여 저장하며 그 결과에 따라 제어부가 냉동기(408)를 제어하게 된다. 4 is a view showing an example of a specific configuration of the odor gas removal system according to the present invention. Referring to FIG. 4, the food
도 5는 덕트 내부에서 이루어지는 제습과정을 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 덕트(515) 내부로 유입된 증기는 송풍팬(516)의 안내를 받아 수분제거부(510)로 이동하게 된다. 이 경우 송풍팬(516)은 감지부(도 3의 304 참조)에 의해 센싱된 값에 따른 자동 제어부(도 3의 306 참조)의 제어를 받아 회전하게 된다. 숭풍팬(516)의 안내를 받아 증기는 수분 제거부(510)를 통과하게 되고 수분 제거부(510)를 통과한 악취가스는 소각 장치에 의해 연소 되어 방출된다. Figure 5 shows the dehumidification process made in the duct. Referring to FIG. 5, the steam introduced into the
한편, 수분제거부(510)는 냉각 시스템에서 증발기의 작용을 하는 것으로 냉동기의 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 거쳐 들어온 저온, 저압 상태인 냉매의 흡열 작용에 의해 증기에 포함된 수분을 응축하여 응축수 저장소(도 3의 314 참조)로 보내게 되고 여분의 가스는 가스 수집관(312)으로 보내지게 된다. 그리고 상기 수분제거부(510)를 빠져나간 냉매는 냉동기(도 3의 308)의 압축기(도 3의 308-3)로 들어가 압축되어 상기의 과정을 반복하게 된다.On the other hand, the
도 6은 본 발명에 의한 악취가스 제거 방법의 바람직한 일 실시 예를 설명하기 위한 플로어차트로, 음식물 쓰레기처리 장치에서 발생한 악취를 덕트 내부로 흡입함과 동시에 냉각 열교환 방식을 적용하여 응축수와 가스로 분리한 후 각각 화학적 처리와 소각 방식에 의해 악취 가스를 제거하는 악취제거 방법을 나타낸 것이다. Figure 6 is a floor chart for explaining a preferred embodiment of the method for removing odor gas according to the present invention, by separating the condensate and gas by applying a cooling heat exchange method at the same time as the odor generated from the food waste treatment apparatus into the duct After that, it shows the odor removal method to remove the odor gas by chemical treatment and incineration, respectively.
먼저, 음식물쓰레기 처리 장치에서 발생한 수분이 포함된 증기를 덕트 내부로 흡입하여 수분제거기로 유입시키고, 증기의 온도 및 습도, 악취 가스의 성분 및 농도를 덕트의 입구에 설치된 감지부를 통해 센싱한다(S100). 이 경우, 증기의 이동 방향, 이동 경로 및 이동 양을 안내하도록 자동으로 제어되는 송풍 팬에 의해 수분제거부로 증기를 유입시키도록 수행할 수 있다. First, the steam containing water generated from the food waste processing apparatus is sucked into the duct and introduced into the moisture remover, and the temperature and humidity of the steam and the component and concentration of the odor gas are sensed through the sensing unit installed at the inlet of the duct (S100). ). In this case, it may be performed to introduce the steam to the water removal unit by the blowing fan which is automatically controlled to guide the movement direction, the movement path and the movement amount of the steam.
다음에, 감지부로부터 전송받은 온도 및 습도, 악취가스의 성분 및 농도에 맞추어 냉동기 동작을 자동으로 제어하고 모니터링한다(S102).Next, the operation of the refrigerator is automatically controlled and monitored according to the temperature and humidity received from the detection unit, the odor gas component and the concentration (S102).
다음에, 냉동기에서 압축, 응축 및 팽창과정을 거친 저온, 저압의 냉매를 상기 수분제거부에 공급한다(S104).Next, a low-temperature, low-pressure refrigerant, which has undergone compression, condensation, and expansion in a freezer, is supplied to the water removing unit (S104).
다음에, 수분제거부에서 상기 증기와 냉매와의 열교환 작용을 통하여 증기를 응축수와 가스로 분리시킨 후, 응축수를 응축수 저장부로 유입시키고 가스를 가스 수집관으로 유입시킨다(S106). 이 경우, 냉동기의 종단에 설치되어 배출되는 응축수로부터 분리된 가스의 성분 및 농도를 센싱하고, 응축수에 포함된 오염 물질의 농도를 센싱하는 단계를 더 구비함으로써, 본 단계에서의 센싱결과와 상기 S100 단계에서 감지부에서 센싱한 결과를 통해 냉동기를 자동으로 제어할 수 있다. Next, after separating the steam into condensed water and gas through the heat exchange action between the steam and the refrigerant in the water removal unit, the condensed water is introduced into the condensate storage unit and the gas is introduced into the gas collection pipe (S106). In this case, by sensing the components and concentration of the gas separated from the condensate discharged and discharged at the end of the refrigerator, and further comprising the step of sensing the concentration of contaminants contained in the condensate, the sensing result and the step S100 The freezer can be automatically controlled through the sensing result of the sensing unit in the step.
이하, 센싱의 수행에 필요한 데이터의 측정 방법을 간략하게 설명한다. Hereinafter, a method of measuring data necessary for performing sensing will be briefly described.
우선 장치를 가동한 후 냉매의 포화 압력과 포화 온도를 관찰하면서 30분 이상 평형 상태로 유지되는 정상 상태가 되었을 때 필요한 데이터 (온도, 압력, 유량 등)를 계측한다. 이를 위하여 응축 온도와 증발 온도를 일정하게 유지시키면서 냉매 유량과 열교환기에서의 열유속은 팽창 밸브와 압축기 입력 주파수를 변화시킴으로써 조절한다.After starting the unit, observe the saturation pressure and saturation temperature of the refrigerant, and measure the data (temperature, pressure, flow rate, etc.) that are needed when the steady state is maintained at equilibrium for more than 30 minutes. To this end, while maintaining the condensation temperature and the evaporation temperature constant, the refrigerant flow rate and heat flux in the heat exchanger are controlled by varying the expansion valve and compressor input frequency.
측정한 데이터는 열전달 특성을 규명하기 위한 것과 사이클 특성을 규명하기 위한 것으로 구분한다. 열전달 특성을 규명하기 위하여 측정한 데이터는 열교환기에서의 냉매 온도, 이차유체 온도, 관외벽 온도 등을 측정하였고, 그 외에도 열교환기 입구와 출구에서의 압력, 냉매와 이차유체의 유량을 측정하였다. 사이클 특성을 규명하기 위하여 측정한 데이터는 압축기, 응축기, 증발기의 입,출구 냉매 온도 및 압력과 이차유체의 온도, 그리고 냉매와 이차유체의 유량, 압축기의 입력 전력과 전압 등을 측정한다. The measured data is divided into those for characterizing heat transfer and those for characterizing cycle. The measured data to determine the heat transfer characteristics were measured in the heat exchanger, the refrigerant temperature, the secondary fluid temperature, the tube wall temperature, etc. In addition, the pressure at the inlet and outlet of the heat exchanger, the flow rate of the refrigerant and the secondary fluid. The measured data to determine the cycle characteristics are measured the temperature and pressure of the inlet and outlet refrigerant and the temperature of the secondary fluid, the flow rate of the refrigerant and the secondary fluid, the input power and voltage of the compressor, condenser, evaporator.
온도 측정은 정밀 수은 온도계로 보정하여 ±0.2%의 오차 범위를 가지는 T형 열전대(thermocouple)를 사용하고, 압력의 측정에는 정밀 부르돈관식 압력계를 사용한다. 이와 같이 측정된 모든 데이터는 측정점에서의 출력 신호를 콘트롤 유니트와 데이터 변환기로 입력되어 데이터 처리장치를 통해 컴퓨터로 저장될 수 있도록 한다. Temperature measurements are calibrated with a precision mercury thermometer using a T-type thermocouple with a margin of error of ± 0.2%. A precision bourdon tube pressure gauge is used to measure pressure. All data measured in this way is inputted to the control unit and the data converter at the output signal at the measuring point so that it can be stored in the computer through the data processing device.
장치에서 데이터의 측정점은 다음과 같다. 냉매 유량계는 응축기에서 응축된 액량을 측정하기 위하여 응축기 출구 측에 설치하고, 응축기 및 증발기에서의 수유량계 는 각각 응축기와 증발기 출구 측에 설치한다. 그리고 압력계는 압축기의 입구와 출구 측에 설치하여 전체적인 저압과 고압을 측정함과 동시에, 증발기와 응축기에는 입구와 출구를 포함한 전 구간 2 곳에 설치하여 관내에서의 압력 강하를 알 수 있도록 한다. The measuring points of the data in the device are as follows. The refrigerant flowmeter is installed at the condenser outlet side to measure the amount of condensed liquid in the condenser, and the flowmeters at the condenser and the evaporator are respectively installed at the condenser and evaporator outlet side. In addition, the pressure gauge is installed at the inlet and outlet of the compressor to measure the overall low pressure and high pressure, and at the same time, the evaporator and the condenser are installed at two places including the inlet and the outlet so that the pressure drop in the pipe can be known.
장치의 냉매 충전은 진공펌프로써 장치 내부를 진공상태로 만든 후에 냉매 매스실린더를 이용하여 장치에 공급하고자 하는 냉매량을 주입시킨 후 충전 시킨다. 실험조건, 즉 작동온도, 질량 유속, 열 유속 등은 냉매 유량, 냉각수의 온도 및 유량 등을 조절시켜 시스템이 정상상태가 된 후에 측정을 하였다. 그리고 실험 데이터 측정이 완료되면 다시 냉매 유량과 냉각수 유량을 조절하여 반복실험을 하였다. 또한, 온도, 압력 및 유량 등을 측정하기 위한 검출신호는 데이터 변환기를 통하여 컴퓨터에 입력시켜 처리한다. Refrigerant charging of the device is made of a vacuum pump to make the inside of the device in a vacuum state, and then charge the amount of refrigerant to be supplied to the device by using a refrigerant mass cylinder. Experimental conditions, that is, operating temperature, mass flow rate, and heat flow rate were measured after the system was in a steady state by adjusting the refrigerant flow rate, the temperature and flow rate of the cooling water. After the measurement of the experimental data is completed, the experiment was repeated by adjusting the refrigerant flow rate and the cooling water flow rate again. In addition, a detection signal for measuring temperature, pressure, flow rate, and the like is input to a computer through a data converter for processing.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 의한 악취제거시스템 및 방법은, 이와 같이 본 발명은 음식물쓰레기의 악취가스 처리를 냉각식제습시스템을 이용하여 악취성분이 상당량 함유된 수분(증기)을 미리 제거하여 기존의 악취가스를 처리하는 방법에 부가적 장치임을 말하며 악취가스의 환경오염을 현저히 저하시킬 수 있으며 음식물쓰레기로 인한 응축수를 처리함으로써 환경을 보호하는 효과가 있다. In the odor removal system and method according to the present invention, the present invention is to treat the existing odor gas by removing the water (steam) containing a significant amount of odor components in advance by using the cooling dehumidification system of the odor gas treatment of food waste It is an additional device to the method that can significantly reduce the environmental pollution of the odor gas and has the effect of protecting the environment by treating condensate from food waste.
또한, 음식물쓰레기 악취가스 처리의 효율적인 방법으로 각종 성분을 감지하는 센서를 사용하여 컴퓨터로 자동화 처리함으로써 운영관리의 효율성과 경제적인 효과가 있다. In addition, by using a sensor that detects various components in an efficient way of processing food odor gas, there is an efficient and economical effect of operation management.
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