KR101177671B1 - 에너지 소비가 적은 건조기 - Google Patents

에너지 소비가 적은 건조기 Download PDF

Info

Publication number
KR101177671B1
KR101177671B1 KR20110130061A KR20110130061A KR101177671B1 KR 101177671 B1 KR101177671 B1 KR 101177671B1 KR 20110130061 A KR20110130061 A KR 20110130061A KR 20110130061 A KR20110130061 A KR 20110130061A KR 101177671 B1 KR101177671 B1 KR 101177671B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drying chamber
air
cooler
heat
condenser
Prior art date
Application number
KR20110130061A
Other languages
English (en)
Inventor
엄태경
Original Assignee
엄태경
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엄태경 filed Critical 엄태경
Priority to KR20110130061A priority Critical patent/KR101177671B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101177671B1 publication Critical patent/KR101177671B1/ko
Priority to PCT/KR2012/010434 priority patent/WO2013085253A1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/02Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces
    • F26B17/08Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces the belts being arranged in a sinuous or zig-zag path
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/13Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08Humidity
    • F26B21/086Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • C02F2201/005Valves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/10Energy recovery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/18Sludges, e.g. sewage, waste, industrial processes, cooling towers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies

Abstract

본 발명은 슬러지, 음식물의 반죽, 반제품, 농산물 등 함수율이 높은 습윤한 고형물을 건조하여 함수율을 10~60%로 낮추는 에너지소비가 적은 건조기에 관 한 기술이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 건조기의 주조와 가열방식을 합리적으로 구성하여 건조에 필요한 에너지 소비를 최소화하고, 냄새발생을 방지하고 위생적으로 안전한 에너지 소비가 적은 건조기를 제공하는 것이다.
과제 해결의 수단은 히트펌프의 원리를 이용하되, 응축기를 길이 방향으로 길게 설치하여 내장한 건조실, 통기성 컨베이어, 흡입 송풍기, 잉여 열 냉각기, 공기 냉각기, 자동제어반을 포함하고, 냉각 공기가 건조실의 응축기의 저온 측으로 유입하여 고온 측으로 이동하면서 열 에너지를 흡수함과 동시에 습윤한 고형물과 열교환을 하면서 건조하게 하고, 건조 후에 공기의 온도를 고온으로 유지하게 하여, 열 에너지 이용효율을 높게 하고, 잉여 열 냉각기에서 회수한 온풍 또는 온수를 재이용하여 열 에너지의 이용효율을 높게 한 에너지 소비가 적은 건조기를 구성한다.
본 발명의 효과는 건조에 필요한 열 에너지의 소비를 최소화하고, 잉여 열 냉각기에서 발생한 온풍 또는 온수를 재활용하여, 에너지 절감은 물론 탄소배출량을 획기적으로 감소시키고, 냄새가 발생하지 않고, 건조 후의 고형물이 위생적으로 안전한 효과가 있다.

Description

에너지 소비가 적은 건조기{Low energy consumption dryer}
본 발명은 수분을 포함하고 있는 슬러지 또는 기타 유기 고형물을 건조하는 에너지 소비가 적은 건조기에 대한 기술이다.
삭제
하수처리장이나 축산폐수처리장, 폐수처리장 등으로부터 발생하는 슬러지는 매립하거나 해양투기로 처분하였으나 2012년부터는 해양투기가 전면금지됨에 따라 슬러지를 처분하기 위해서는 고도로 건조하거나 탄화하여 수분을 제거한 후 매립하거나 연료로 사용하여야 한다.
또한 산업적으로도 농산물을 말리거나, 음식물 반죽을 말리거나 하는 용도가 많이 있으나 포함된 수분 1㎏을 증발시키는데 통상 640 ㎉ 라는 많은 열에너지가 필요하며, 석유류나 도시가스 등의 열 에너지 공급원의 가격이 계속 상승하고 있어 경제적으로 아주 큰 부담이 되고 있다.
최근 COP(투입된 에너지와 방출되는 에너지의 비)가 4~5 정도로 큰 히트 펌가 실용화되어 이를 이용한 건조기가 사용되고 있으나 구성이 불합리하여 에너지를 효율적으로 이용하지 못하고 있다.
예를 들면 "등록 발명특허 제10-0925985호(2009.11.02) 슬러지 건조기"가 있는데 상기 발명에서는 건조기의 공기를 증발기에서 냉각하고, 응축기에서 냉각된 공기를 재가열하고 응축기의 일부를 건조기 외부에 설치하여 냉각 팬으로 냉각하고 있다.
히트 펌프의 원리는 증발기에서 흡수한 저온 상태의 열 에너지를 압축기에서 고압으로 압축하여 응축기에서 고온 상태의 열에너지로 바꾸는 것으로서 응축기에서 발생하는 고온 상태의 열 에너지는 증발기에서 흡수한 저온 상태의 열 에너지보다 압축기가 공급한 일(에너지)만큼 더 크다.
따라서 증발기와 응축기로 구성한 냉동기(히트 펌프)를 사용하여 열 에너지의 폐쇄회로를 구성하여 건조기를 운전하는 경우 압축기가 공급한 열 에너지만큼이 남아서 열 에너지 회로 내에 축적되므로 연속적인 운전이 불가능해진다.
이를 방지하기 위하여 압축기가 공급한 크기 만큼의 에너지를 외부로 배출하여야 하지만, 상기 발명에서는 그 에너지를 건조기로 공급되는 공기를 가열하는데 다 사용하지 못하고, 응축기의 일부를 건조기 외부에 설치하여 냉각 팬으로 냉각하면서 열 에너지를 배출하여 열 에너지의 균형을 이루었으나, 압축기에서 공급된 열 에너지를 이용하지 못하고 버리기 때문에 열 에너지 이용률이 낮았다.
또한 건조실의 온도가 낮아서, 건조한 후에 발생하는 건조 슬러지가 위생적으로 안전하지 못한 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 습윤한 고형물 중에 포함된 물이 증발할 때 가지는 물리적 특성에 부합하게 작동할 수 있는 구조를 가진 건조기를 구성하여, 히트 펌프에서 발생하는 에너지를 전량 유효하게 이용하여, 에너지 소비가 적고 건조된 후의 고형물이 위생적으로 안전하고 악취가 발생하지 않는 에너지 소비가 적은 건조기를 제공하는 것이다.
압축기, 증발기, 응축기, 팽창 밸브로 구성한 히트펌프를 사용하여, 수분을 포함한 고형물질을 건조하는 건조장치에 있어서,
습윤한 고형물을 투입하기 위한 고형물 투입구(11)를 구비하고 그 내부에서 고형물을 건조하고 배출하는 건조실(10);
상기 건조실 내에 설치하여 건조실에 투입된 습윤한 고형물을 저속으로 이송하면서 가열, 건조하기 위한 통기성 컨베이어(20);
상기 통기성 컨베이어로부터 건조실 내측 하부로 하강하여 배출되는 건조된 고형물을 외부로 이송하는 건조 고형물 이송장치(100);
상기 건조실의 외부에 설치하여, 냉각관에 상기 건조실에서 배출되는 습 공기를 통과시키면서, 대기 중의 공기 또는 냉각수를 이용하여, 상기 건조실에서 배출되는 습 공기 중에서 잉여 열 에너지를 냉각하고 응축수를 배출하는 잉여 열 냉각기(50);
저온의 열 매체가 순환하는 증발기(61)를 내장하고 상기 건조실의 외부에 설치하여, 상기 잉여 열 냉각기에서 일부 냉각된 공기를 통과시키면서, 낮은 온도로 냉각하고 응축수를 배출하는 공기 냉각기(60);
고온의 열 매체가 순환하는 응축기(80)를 상기 건조실(10)의 내부에 설치하되, 상기 통기성 컨베이어(20)의 길이 방향으로 배치하여, 상기 공기 냉각기로부터 상기 건조실에 유입하는 냉각공기를 1개 이상의 순환 팬(83)으로 순환시키면서 응축기와 접촉횟수를 증가하여, 고온으로 가열하는 응축기(80);
상기 건조실의 출구와 상기 잉여 열 냉각기(50)의 사이에 설치하여, 건조실 내의 습윤한 공기를 흡인하여 잉여 열 냉각기로 공급하는 흡인 송풍기(40);
잉여 열 냉각기에서 회수된 온풍 또는 온수를 재이용하는 부대장치; 및
상기 냉각공기의 온도를 측정하여, 냉각공기의 온도가 일정하게 유지되도록 상기 잉여 열 냉각기의 냉각조건을 자동 조절하고, 상기 흡입 송풍기, 압축기, 통기성 컨베이어의 운전을 자동 조절하는 자동제어반(110)을 포함한 것을 특징으로 하는 에너지 소비가 적은 건조기를 제공한다.
본 발명은 건조되는 고형물 중의 물이 증발할 때 가지는 물리적 특성을 이용하여, 합리적인 구조와 운전방법, COP가 큰 히트펌프의 사용으로, 열에너지의 이용률을 최대화하여, 습윤한 고형물의 건조에 필요한 열 에너지의 소비를 최소화하고, 잉여 열 냉각기에서 발생한 온풍 또는 온수를 재활용할 수 있어서, 에너지 절감은 물론 탄소배출량을 획기적으로 감소시키고, 건조장치를 폐쇄회로로 구성하였기 때문에 외부로 건조공기가 배출되지 않아서, 원천적으로 악취가 발생하지 않으며 고온으로 건조하기 때문에 위생적으로 안전한 효과가 있다.
제1도는 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 구성도
제2도는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 구성도
제3도는 본 발명의 건조기 측면도
제4도는 대기온도에 대한 포화증기량 표
제5도는 건조기의 열 에너지 흐름도
본 발명의 건조기는 습윤한 고형물을 1~3시간 동안에 건조할 수 있는 건조실(10)의 내부에 통기성 컨베이어(20)를 설치하고, 건조실(10)의 한쪽 끝 상부에 습윤한 고형물을 투입하는 투입구(11)를 설치하고, 통기성 컨베이어(20) 끝 하부에는 건조된 고형물을 배출할 수 있는 배출구(12)를 설치하였다.
건조실(10)의 내부 측면에는 통기성 컨베이어(20)의 측면에 위치하도록 응축기(80)를 내장하여 설치하여 건조실(10) 내의 공기를 가열하게 하였다.
건조실(10)의 끝쪽 외부에 흡인 송풍기(40)를 설치하여, 공기배관(30)을 통하여 건조실(10) 내의 고온이고 습윤한 공기를 잉여 열 냉각기(50)로 이송한다.
잉여 열 냉각기(50)는 이송된 공기가 여러 개의 관을 통과하면서, 냉각 팬(51)에서 이송된 대기 중의 공기에 의하여 냉각 되도록 하였으며, 잉여 열 냉각기(50)에서 냉각하여 제거되는 열 에너지의 양은 압축기(70)에서 공급한 열 에너지에서 장치의 열 손실량을 뺀 값으로 한다.
잉여 열 냉각기(50)에서 냉각된 공기 중에 포함되었던 수증기의 일부는 응축수가 되어서 응축수 드레인(52)을 통하여 외부로 배출한다.
잉여 열 냉각기(50)를 통과한 공기는 공기 냉각기(60)로 이송되고 공기 냉각기(60)의 내부에 내장된 증발기(61)와 접촉하여 열교환을 하면서 10~20℃로 냉각된다.
공기 냉각기(60)에서 냉각된 공기 중의 수증기는 응축수가 되어 응축수 드레인(62)을 통하여 외부로 배출된다.
공기 냉각기(60)의 출구에는 온도센서(도시하지 않음)를 설치하여, 공기 냉각기(60)의 출구 온도신호를 자동제어반(110)으로 전송하여, 냉각 공기의 온도가 설정치범위를 유지하도록 잉여 열 냉각기(50)의 냉각 팬(51)의 회전속도를 자동 제어한다.
공기 냉각기(60)를 통과한 공기는 건조실(10) 입구에 설치되는 콘 형상의 단면을 가진 확대부(13)를 통과하면서 균등한 속도로 건조실(10)의 내부로 이송되고, 건조실(10)의 내부에 설치한 응축기(80)의 출구 쪽에 접촉하고, 응축기(80)의 입구 쪽(고온 측)으로 흐르면서 점차 가열되어 고온으로 가열된다.
공기가 고온으로 가열되면서, 통기성 컨베이어(20)에 실려 저속으로 이송하는 습윤한 고형물을 가열하여, 고형물 중의 수분이 증발하면서, 많은 열 에너지를 필요로 하는데, 응축기(80)에서 계속 열 에너지를 공급하면서 건조실(10) 내의 온도를 유지한다.
응축기(80)의 측면(제3도 참조)에 설치한 순환 팬(83)은 건조실(10) 내의 공기를 횡방향으로 순환시켜서, 건조실(10) 내의 공기가 응축기(80)와 효과적으로 열교환을 하고, 건조실(10) 내에 열에너지를 확산하는 작용을 한다.
한편 히트펌프의 열 매체는 공기 냉각기(60)의 증발기(61)에서, 잉여 열 냉각기(50)를 통과한 공기 중에서 열에너지를 흡수하여 10~15℃가 되어 압축기(70)로 이송되고, 압축기(70)에서 고압으로 압축되면서 온도가 상승하여, 압축기(70) 및 열 매체에 따라 97~130℃로 가열된다.
가열된 열 매체는 응축기(80)로 이송되고, 고온으로 가열된 응축기(80)에서 건조실(10) 내의 공기와 열교환을 하면서 20~25℃로 냉각된 다음 팽창 밸브(90)를 통과하면서 온도가 강하하여 -5 ~ 5℃가 되어 증발기(61)로 이송되어서, 증발기(61)에서 열 에너지를 흡수한다.
대기중의 포화 수증기의 양은 제4도와 같이 온도에 따라 변화하며, 온도가 높아질수록 그 양이 급격히 증가한다.
함수율이 높은 습윤한 고형물을 대기압조건에서 건조하는 건조기에서, 열을 가하여 건조하는 것은 습윤한 고형물 내에 포함된 물을 수증기로 변화하여 제거하는 것이다.
건조기에서 습윤한 고형물을 건조하고 난 후의 공기에는 다량의 수증기가 포함되어 있고, 상기 수증기가 가진 열량은 건조에 유효하게 이용된 열 에너지이고, 공기의 온도에 해당하는 공기가 가진 열량은 건조에 유효하게 이용되지 못하는 열 에너지가 된다.
그러므로 건조 후 공기의 온도를 높게 유지하고 수증기의 습도를 높여서, 건조 후 공기가 가진 열량 중 수증기가 가진 열량이 공기가 가진 열량보다 클수록 열에너지의 이용효율이 높게 되므로, 건조 후의 공기 온도를 100℃로 유지하고, 상대습도를 100%로 하면 최고의 열에너지 효율을 얻을 수 있다.
그러나 종래의 공기조화기를 이용한 건조기에서는 응축기(80)에서 55~65℃의 온도로 공기를 가열한 다음에 건조실(10)에 공급하고, 공급된 가열된 공기가 건조실(10)을 통과하면서 습윤한 고형물을 가열해서 고형물을 건조하였는데, 공기의 비열은 0.6으로 작아서 공기가 가진 열량은 고형물 중의 수증기가 증발할 때 필요한 증발잠열의 열량보다 훨씬 작기 때문에 공기의 온도는 건조가 진행할수록, 고형물에서 증발하는 수증기의 잠열에 의하여 낮아져서, 건조실(10) 출구의 공기는 건조실(10) 입구에 공급된 공기온도의 1/2 정도의 낮은 온도를 가진 습 증기가 된다.
제4도에서 보는 바와 같이 공기 온도가 35℃로 낮아졌을 때 공기 중의 포화증기의 양은 35℃에서는 0.0396㎏/N㎥로서, 65℃에서 0.161㎏/N㎥에 비하여 25%로 급격히 감소하여, 유효하게 이용할 수 있는 열 에너지의 비율이 낮아서 에너지 이용 효율이 낮아지고, 상기 예에서 공기가 가진 열량은 27 ㎉/N㎥, 수증기가 가진 열량은 24.3 ㎉/N㎥로서, 열 에너지 이용 효율은 47%이다.
열 에너지 이용효율을 높이기 위해서는 건조기로 공급하는 공기의 온도를 100℃보다 훨씬 높은 온도로 높이면 되지만, 현재 시중에서 유통되는 히트펌프는 규정된 COP에서 일반적으로 55~65℃의 가열 공기를 발생할 수 있으므로, 건조기를 통과한 공기의 온도는 30~40℃로 낮아지기 때문에 열 에너지 효율이 낮은 것이다.
반면 동일한 공조기를 히트펌프로 이용한 경우에, 건조실(10) 내부에 응축기(80)를 설치하되, 응축기(80)를 건조실(10)의 길이 방향으로 길게 설치하여, 건조실(10)에 공급하는 공기가 응축기(80)의 저온 측에서 고온 측으로 이동하면서 계속 가열되게 한 경우에는, 건조실(10) 후단에서 습 공기를 수증기로 포화 되게 하고, 공기온도를 65℃로 가열할 수 있으며, 65℃의 공기 중의 포화 수증기의 양은 0.161㎏/N㎥이고, 수증기가 가진 열량은 100.9㎉/N㎥, 공기가 가진 열량은 50.7㎉/N㎥로서 열 에너지 이용효율은 67%로 높아진다.
본 발명은 상기에서 설명한 것과 같이 대기 중에 포함된 수증기의 특성 및 히트 펌프의 특성이 부합되도록 건조기를 구성하기 위하여, 건조실(10)의 내부에 건조실(10)의 길이 방향으로 응축기(80)를 설치하고, 응축기(80)의 출구 쪽(저온 측=건조실 공기 유입구)에서 공기 냉각기(60)를 통과한 저온의 공기가 유입되게 하고, 저온의 공기가 응축기(80)의 입구 쪽(고온 측)으로 이동하면서 응축기(80)와 계속 접촉하면서 점차 가열되어, 통기성 컨베이어(20)에 실려 저속으로 이송하고 있는 습윤한 고형물과 접촉, 열교환을 하면서 수증기를 발생하고, 응축기(80)로부터 계속 열 에너지를 공급받아서 건조실(10) 후단에서 최고 온도가 되도록 하였다.
상기와 같이 건조기를 구성함으로써, 수증기가 가진 열 에너지가 공기가 가진 열에너지보다 훨씬 크게 하여 열에너지 이용효율을 높게 하였다.
또한 본 발명에서, 열 매체를 탄산가스나 최신 개발 열 매체를 이용하거나 열 매체를 압축하는 사이클을 2단으로 구성하는 방법 등을 이용하여, 응축기(80)의 열 매체 온도를 120~130℃로 가열하는 히트펌프를 적용하는 경우에는 건조실(10) 후단에서 수증기가 포화 된 상태의 습 공기의 온도를 95℃ 이상으로 가열할 수 있으며, 상기와 같이 적용한 경우, 수증기가 가진 열량은 321.6㎉/N㎥, 공기가 가진 열량은 74.1㎉/N㎥로서 열 에너지 이용효율은 81.3%이상으로 높아진다.
상기에서 표시한 열 에너지 이용효율은 수증기 특성에 의하여 정해지는 효율이고, 상기 열 에너지 이용효율에 히트펌프의 COP( 통상적으로 4~5)를 곱하면 건조기의 열 에너지 이용효율이 된다.
그러므로, 본 발명에 COP 4의 일반 공기조화기를 히트펌프로 구성하여 건조기를 구성하는 경우 건조기의 열에너지 이용효율은 67×4=282%이고, COP가 5인 고온형 히트펌프로 건조기를 구성한 경우 열에너지 이용효율은 81.3×5=406.5%로 높아지므로, 열역학의 이론대로 물 1㎏을 증발하는데 640㎉의 열에너지를 가해야 하는 것은 동일하나, 외부에서 공급하는 열 에너지는 640÷406.6/100=157.5㎉에 해당하는 전력을 공급하면 되므로, 종래의 경유를 이용한 건조기에서 물 1㎏을 증발하는데 필요한 열량 800~1,000㎉에 비하여, 에너지 소비를 대폭 절감할 수 있는 것이다.
제2도는 공기 가열기(85)를 건조실(10)의 외부에 설치한 실시 예로서 상기에서 설명한 바와 같이 응축기(80)를 건조실(10) 내부에 설치하는 방법에 비하여 열 에너지 이용효율은 낮아지지만, 건조 후 공기에서 잉여 열 에너지만을 건조실(10) 외부에 설치한 잉여 열 냉각기(50)에서 냉각하는 방법이므로, 히트 펌프에서 공급한 열 에너지를 고형물의 건조에 유효하게 이용할 수 있어서, 종래의 응축기(80)의 일부를 대기 중에서 냉각하는 건조기에 비하여 열 이용효율이 25%이상 높고, 유지관리가 용이한 이점이 있다.
잉여 열 냉각기(50)는 제1도에 표시한 것과 같이 냉각 팬(51)으로 대기중의 공기를 이송하면서 잉여 열 에너지를 냉각하는 방법 외에, 10~30℃의 냉각수를 잉여 열 냉각기(50)에 이송하여, 냉각하는 방법을 사용할 수 있다.(도시 하지 않음)
잉여 열 냉각기(50)에서 건조 후의 공기에서 잉여 열을 냉각하는데 사용한 대기중의 공기나 냉각수는 40~50℃의 온도를 가지므로, 냉각수는 온수로 재이용하고, 냉각 후의 공기는, 대기 온도가 높은 여름철에는 건축물 외부의 대기중으로 배출하고, 난방이 필요한 계절에는 건축물 내로 공급하여 난방에 이용함으로써, 건조기전체의 열 에너지 이용효율을 더욱 높일 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 에너지 소비가 적은 건조기는 폐쇄회로로 구성하여 외부로 공기가 배출되지 않으므로, 악취발생이 없고, 고형물 건조를 95℃에서 1시간 이상 건조하기 때문에 건조 과정에서 고형물 내에 존재할 수도 있는 세균, 바이러스, 기타 위생상 해로운 원생동물 등이 전부 사멸하여, 건조 후의 고형물은 위생적으로도 안전하다.
10 건조실 11 투입구 12 배출구 13 확대부
20 통기성 컨베이어 30 공기배관 40 흡인 송풍기
50 잉여 열 냉각기 51 냉각 팬 52 응축수 드레인
60 공기 냉각기 61 증발기 62 응축수 드레인
70 압축기 80 응축기 83 순환 팬
85 공기 가열기 90 팽창 밸브 100 건조 고형물 이송장치
110 자동제어반

Claims (2)

  1. 압축기(70), 증발기(61), 응축기(80), 팽창 밸브(90)로 구성한 히트펌프를 사용하여, 수분을 포함한 고형물질을 건조하는 건조장치에 있어서,
    상부에 습윤한 고형물을 투입하기 위한 고형물 투입구(11)를 구비하고, 하부에 내부에서 건조된 고형물을 배출하는 배출구(12)가 구비된 건조실(10);
    상기 건조실(10) 내에 설치하여 건조실(10)에 투입된 습윤한 고형물을 저속으로 이송하면서 가열, 건조하기 위한 통기성 컨베이어(20);
    상기 통기성 컨베이어(20)로부터 건조실(10) 내측 하부로 하강하여 배출되는 건조된 고형물을 외부로 이송하는 건조 고형물 이송장치(100);
    상기 건조실(10)의 외부에 설치하여, 냉각관에 상기 건조실(10)에서 배출되는 습 공기를 통과시키면서, 대기 중의 공기 또는 냉각수를 이용하여, 상기 건조실(10)에서 배출되는 습 공기 중에서 잉여 열 에너지를 냉각하고 응축수를 배출하는 잉여 열 냉각기(50);
    저온의 열 매체가 순환하는 증발기(61)를 내장하고 상기 건조실(10)의 외부에 설치하여, 상기 잉여 열 냉각기(50)에서 일부 냉각된 공기를 통과시키면서, 낮은 온도로 냉각하고 응축수를 배출하는 공기 냉각기(60);
    상기 통기성 컨베이어(20)의 측면에 위치하도록 고온의 열 매체가 순환하는 응축기(80)를 건조실(10)의 내부에 설치하되, 상기 통기성 컨베이어(20)의 길이 방향으로 배치하여, 상기 공기 냉각기(60)로부터 상기 건조실(10)에 유입하는 냉각공기를 응축기(80)의 측면에 설치된 1개 이상의 순환 팬(83)으로 순환시키면서 응축기(80)와 접촉횟수를 증가하여, 고온으로 가열하는 응축기(80);
    상기 건조실(10)의 출구와 상기 잉여 열 냉각기(50)의 사이에 설치하여, 건조실(10) 내의 습윤한 공기를 흡인하여 잉여 열 냉각기(50)로 공급하는 흡인 송풍기(40);
    잉여 열 냉각기(50)에서 회수된 온풍 또는 온수를 재이용하는 부대장치; 및
    상기 공기 냉각기(60)의 출구에 설치된 온도센서로 측정한 냉각공기의 온도신호를 전송받아 검출된 온도신호에 따라 냉각공기의 온도가 일정하게 유지되도록 냉각 팬(51)의 회전 속도를 자동 조절하며, 상기 흡인 송풍기(40), 압축기(70), 통기성 컨베이어(20)의 운전을 자동 조절하는 자동제어반(110); 을 포함하되,
    상기 공기 냉각기(60)를 통과한 공기를 건조실(10) 내부로 이송하기 위하여 건조실(10) 입구에 설치되는 콘 형상의 단면을 가진 확대부(13); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 소비가 적은 건조기.
  2. 삭제
KR20110130061A 2011-12-07 2011-12-07 에너지 소비가 적은 건조기 KR101177671B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110130061A KR101177671B1 (ko) 2011-12-07 2011-12-07 에너지 소비가 적은 건조기
PCT/KR2012/010434 WO2013085253A1 (ko) 2011-12-07 2012-12-04 에너지 소비가 적은 건조기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110130061A KR101177671B1 (ko) 2011-12-07 2011-12-07 에너지 소비가 적은 건조기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101177671B1 true KR101177671B1 (ko) 2012-08-27

Family

ID=46887918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20110130061A KR101177671B1 (ko) 2011-12-07 2011-12-07 에너지 소비가 적은 건조기

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101177671B1 (ko)
WO (1) WO2013085253A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101274819B1 (ko) 2012-02-15 2013-06-17 엄태경 습윤한 슬러지의 건조기 및 그 운전방법
CN103288321A (zh) * 2013-04-28 2013-09-11 浙江中科兴环能设备有限公司 一种污泥干化系统
KR20210050266A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 상원산업 주식회사 농산물 쓰레기 건조장치
CN112876030A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 江苏天舒电器有限公司 一种自适配型带式热泵污泥干化系统及其控制方法
CN113461297A (zh) * 2021-06-09 2021-10-01 杭州国泰环保科技股份有限公司 一种具有光伏结构的箱型污泥低温干化装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105084708A (zh) * 2015-08-06 2015-11-25 石曾矿 污泥低温箱式干燥机
BR102015027270A2 (pt) * 2015-10-27 2017-05-02 Vale S/A processo para redução da umidade de minérios em correias transportadoras e chutes de transferência; chute de transferência para transporte de minério; correia transportadora para transporte de minério
CN108050815A (zh) * 2017-12-05 2018-05-18 罗成喜 一种食用菌连续烘干装置
CN108168231A (zh) * 2018-01-06 2018-06-15 佛山市雄贵冷热节能设备有限公司 一种污泥密闭烘干设备
CN112762691B (zh) * 2020-12-31 2023-06-13 北京中矿博能节能科技有限公司 多级煤泥干燥方法
CN116428835B (zh) * 2022-05-13 2023-11-24 江苏格兰特干燥浓缩设备有限公司 一种管束干燥机的使用工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248155A (en) * 1975-10-14 1977-04-16 Ito Reiki Kogyosho:Kk Dehumidifying/drying method and apparatus for same
JP2003185342A (ja) * 2001-12-19 2003-07-03 Hideshi Utazaki 乾燥装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5071974B2 (ja) * 2007-11-29 2012-11-14 鹿島建設株式会社 蒸発脱水装置
KR101069827B1 (ko) * 2008-09-17 2011-10-04 제주특별자치도(농업기술원) 히트펌프를 이용한 건조기
KR101071313B1 (ko) * 2009-01-20 2011-10-10 김동현 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248155A (en) * 1975-10-14 1977-04-16 Ito Reiki Kogyosho:Kk Dehumidifying/drying method and apparatus for same
JP2003185342A (ja) * 2001-12-19 2003-07-03 Hideshi Utazaki 乾燥装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101274819B1 (ko) 2012-02-15 2013-06-17 엄태경 습윤한 슬러지의 건조기 및 그 운전방법
CN103288321A (zh) * 2013-04-28 2013-09-11 浙江中科兴环能设备有限公司 一种污泥干化系统
KR20210050266A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 상원산업 주식회사 농산물 쓰레기 건조장치
KR102315743B1 (ko) * 2019-10-28 2021-10-21 상원산업 주식회사 농산물 쓰레기 건조장치
CN112876030A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 江苏天舒电器有限公司 一种自适配型带式热泵污泥干化系统及其控制方法
CN112876030B (zh) * 2019-11-29 2023-08-08 江苏天舒电器有限公司 一种自适配型带式热泵污泥干化系统及其控制方法
CN113461297A (zh) * 2021-06-09 2021-10-01 杭州国泰环保科技股份有限公司 一种具有光伏结构的箱型污泥低温干化装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013085253A1 (ko) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101177671B1 (ko) 에너지 소비가 적은 건조기
KR101274819B1 (ko) 습윤한 슬러지의 건조기 및 그 운전방법
CN204474516U (zh) 一种污泥干化系统
CN107076513B (zh) 糊状产品的热干燥方法和设备
KR20130097402A (ko) 습윤한 물질의 건조기
CN206599512U (zh) 一种污泥脱水干燥处理系统
KR100925989B1 (ko) 슬러지 건조장치
CN101363682A (zh) 一种节能干燥系统
CN109553270B (zh) 一种热泵型闭式污泥干化系统及其控制方法
JP2009172569A (ja) 生ごみ処理装置及び生ごみ処理方法
CN104960336B (zh) 薄膜印刷用温度风量定值数控节能干燥装置
CN201297829Y (zh) 一种节能干燥系统
CN106517723B (zh) 一种新型污泥干化系统
Zhang et al. Coupling heat pump and vacuum drying technology for urban sludge processing
CN110028219A (zh) 一种热泵型闭式污泥干化系统
CN102435082B (zh) 一种两相换热器及利用水泥窑余热干化污泥的系统
CN201731731U (zh) 一种工业干燥箱
CN108224915A (zh) 一种超高温单系统双温区热泵烘干机系统及使用方法
CN104534849A (zh) 一种加热启动并且重热负荷运行的高温热泵干燥机
KR101040820B1 (ko) 히트파이프방열기 및 히트펌프를 이용한 제지 건조시스템.
CN110173967A (zh) 含水煤炭产品的干化系统及含水煤炭产品的干化方法
CN207922238U (zh) 一种热风循环垃圾脱水装置
KR20130125453A (ko) 히트펌프와 진공고주파를 이용한 건조기
JPS58183998A (ja) 汚泥乾燥方法
CN109974411B (zh) 一种烘干方法及节能烘干设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee