KR101200325B1 - Low-energy type drying device using waste heat - Google Patents
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Abstract
본 발명을 히트펌프에서 발생되는 열을 회수하여 건조장치의 열원으로 사용하는 폐열을 활용한 저에너지형 건조장치에 관한 것으로, 냉열도 사용하여 습도조절 및 저온건조를 구현할 수 있는 건조장치는, 내부에 건조공간을 가지는 건조챔버; 상기 건조챔버의 내벽에 형성되는 흡기포트 및 급기포트; 히트펌프의 응축기에 맞닿아 열교환하는 고온열교환기; 히트펌프의 증발기에 맞닿아 열교환하는 저온열교환기; 상기 흡기포트에 연결되고 상기 고온열교환기의 입력측 및 상기 저온열교환기의 입력측에 선택적으로 연결하는 흡기다방밸브; 상기 고온열교환기의 출력측에 연결되는 고온블로워; 상기 저온열교환기의 출력측에 연결되는 저온블로워; 상기 고온블로워에 연결되는 고온배출다방밸브; 및 상기 저온블로워에 연결되는 저온배출다방밸브를 포함하고, 상기 저온배출다방밸브는 상기 고온열교환기의 입력측에 연결되고, 상기 고온배출다방밸브는 상기 급기포트에 연결된다.The present invention relates to a low energy type drying apparatus utilizing waste heat used as a heat source of a drying apparatus by recovering heat generated from a heat pump, and a drying apparatus that can implement humidity control and low temperature drying using cold heat, A drying chamber having a drying space; An intake port and an air supply port formed on an inner wall of the drying chamber; A high temperature heat exchanger contacting the condenser of the heat pump for heat exchange; A low temperature heat exchanger contacting the evaporator of the heat pump for heat exchange; An intake multi-channel valve connected to the intake port and selectively connected to an input side of the high temperature heat exchanger and an input side of the low temperature heat exchanger; A high temperature blower connected to the output side of the high temperature heat exchanger; A low temperature blower connected to the output side of the low temperature heat exchanger; A high temperature discharge multifunction valve connected to the high temperature blower; And a low temperature discharge multifunction valve connected to the low temperature blower, wherein the low temperature discharge multifunction valve is connected to an input side of the high temperature heat exchanger, and the high temperature discharge multifunction valve is connected to the air supply port.
Description
본 발명을 폐열을 활용한 저에너지형 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히트펌프에서 발생되는 열을 회수하여 건조장치의 열원으로 사용하는 폐열을 활용한 저에너지형 건조장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a low energy type drying apparatus utilizing waste heat, and more particularly, to a low energy type drying apparatus utilizing waste heat used as a heat source of a drying apparatus by recovering heat generated from a heat pump.
농산물 또는 수산물을 다량으로 신속하게 건조시키는 경우에는 습도가 낮은 열풍을 이용하는 건조장치를 사용한다. 이러한 건조장치의 경우 일반적으로 열원으로써 전기히터를 사용하고 있다.In the case of rapidly drying large quantities of agricultural products or aquatic products, a drying apparatus using hot air with low humidity is used. In the case of such a drying apparatus, an electric heater is generally used as a heat source.
따라서, 규모가 커지고 건조처리량이 증가할수록 소비되는 전기에너지량은 상당하며, 이는 건조품의 가격에 포함될 수 밖에 없어서 건조품의 가격경쟁력에 불리한 영향을 미친다. 또, 일반소비자 입장에서도 건조품을 구매하기 위해 더 많은 비용을 들여야 하므로, 국내산 건조품에 대한 소비량이 줄게 되는 문제점이 있다.
Therefore, as the scale is increased and the amount of drying treatment is increased, the amount of electric energy consumed is considerable, which can only be included in the price of the dried product, which adversely affects the price competitiveness of the dried product. In addition, since the general consumer needs to spend more money in order to purchase a dry product, there is a problem that the consumption amount of the domestic dry product is reduced.
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 버려지는 폐열을 회수하여 건조장치의 열원으로 사용하는 폐열을 활용한 저에너지형 건조장치를 제공하는 데에 있다.
An object of the present invention devised to solve the above problems is to provide a low-energy type drying apparatus utilizing waste heat that is used as a heat source of the drying apparatus to recover the waste heat to be discarded.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해서, 히트펌프의 응축기에서 발생되는 폐열을 사용한다.The present invention uses waste heat generated in the condenser of the heat pump in order to achieve the above object.
히트펌프기술의 가장 큰 특징은 구동에 필요한 에너지보다 더 많은 양의 에너지를 열에너지의 형태로 공급할 수 있다는 것이며, 이러한 점이 히트펌프를 사용할 때 에너지를 합리적으로 이용하게 만든다.The biggest feature of heat pump technology is that it can supply more energy in the form of thermal energy than the energy required for driving, which makes rational use of energy when using heat pump.
기본적인 히트펌프시스템은 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기로 구성되며, 저온, 저압의 기상 냉매를 압축하여 대기(또는 실내공기)의 온도보다 높은 온도의 고압 기체로 만들면 대기(또는 실내공기)로 열을 방출할 수 있으며 이때 방열되는 열에너지를 이용하는 것이 히트펌프의 기본 개념이다. 따라서, 상기 히트펌프는 지열, 외기, 저온수, 우물 등의 저온 열원으로부터 열을 흡수하여 냉풍 또는 온풍을 만들어 냉열 또는 온열이 필요한 곳으로 방출할 수 있어서, 에너지의 효율적 사용이 가능하다. 이와 같이 저온열원으로부터 냉열 또는 온열을 생산하기 위해서는 구동에너지가 필요하며, 일반적으로 압축기가 사용된다. 상기 압축기의 구동에너지로 가장 많이 사용되고 있는 것은 전기 에너지로서 히트펌프시스템의 작동 유체의 냉매를 압축하기 위한 압축기의 구동에 사용된다. The basic heat pump system consists of a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator. When a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant is compressed into a high-pressure gas at a temperature higher than the temperature of the atmosphere (or indoor air), it is heated to the atmosphere (or indoor air). In this case, the heat pump uses heat energy to radiate heat. Therefore, the heat pump absorbs heat from low temperature heat sources such as geothermal heat, outside air, low temperature water, and wells, and generates cold air or hot air and discharges it to a place where cold heat or heat is required, thereby enabling efficient use of energy. As such, driving energy is required to produce cold or warm heat from a low temperature heat source, and a compressor is generally used. Most commonly used as driving energy of the compressor is electrical energy used to drive a compressor for compressing a refrigerant of a working fluid of a heat pump system.
히트펌프에서 열의 방출은 응축기에서 일어나며, 동시에 작동유체인 냉매는 냉각되어 고압상태의 액체가 된다. 이를 팽창밸브 또는 모세관 등의 팽창장치를 이용하여 압력을 떨어뜨리면 냉매의 온도는 급격히 하강하게 되고, 이때 저온, 저압의 포화상태의 냉매가 된다. 저온 상태의 냉매는 외부로부터 열을 흡수할 수 있으므로 증발기를 이용하여 대기(또는 열원)로부터 열을 흡수하면 저온, 저압의 기체가 되며 이를 다시 압축기로 보내면 결과적으로 증발기에서 흡수한 열을 응축기에 방열하는 히트펌프 사이클을 이루게 된다. Heat dissipation in the heat pump occurs in the condenser, and at the same time, the working fluid refrigerant is cooled to become a high pressure liquid. When the pressure is reduced by using an expansion device such as an expansion valve or a capillary tube, the temperature of the coolant drops rapidly, and at this time, the coolant becomes a low temperature, low pressure saturated state refrigerant. The refrigerant in low temperature can absorb heat from the outside, so when heat is absorbed from the atmosphere (or heat source) using an evaporator, it becomes a gas of low temperature and low pressure, and when it is sent back to the compressor, the heat absorbed by the evaporator is radiated to the condenser as a result. To achieve a heat pump cycle.
따라서, 온열이 필요한 경우에는 응축기의 열이 히트펌프에서 얻고자 하는 것이지만, 냉열이 필요한 경우에는 응축기의 열은 버려지는 열이다.Therefore, when heat is required, the heat of the condenser is to be obtained from the heat pump, but when cold heat is required, the heat of the condenser is discarded heat.
본 발명에서는 이렇게 버려지는 응축기 또는 증발기의 열을 회수하여 건조장치의 열원으로써 사용하고자 한다. 본 발명에 따른 건조장치는 냉열도 사용하여 습도조절 및 저온건조를 구현할 수 있는 건조장치는, 내부에 건조공간을 가지는 건조챔버; 상기 건조챔버의 내벽에 형성되는 흡기포트 및 급기포트; 히트펌프의 응축기에 맞닿아 열교환하는 고온열교환기; 히트펌프의 증발기에 맞닿아 열교환하는 저온열교환기; 상기 흡기포트에 연결되고 상기 고온열교환기의 입력측 및 상기 저온열교환기의 입력측에 선택적으로 연결하는 흡기다방밸브; 상기 고온열교환기의 출력측에 연결되는 고온블로워; 상기 저온열교환기의 출력측에 연결되는 저온블로워; 상기 고온블로워에 연결되는 고온배출다방밸브; 및 상기 저온블로워에 연결되는 저온배출다방밸브를 포함하고, 상기 저온배출다방밸브는 상기 고온열교환기의 입력측에 연결되고, 상기 고온배출다방밸브는 상기 급기포트에 연결된다.In the present invention, the heat of the condenser or the evaporator thus discarded is intended to be used as a heat source of the drying apparatus. Drying apparatus according to the present invention is a drying apparatus that can implement the humidity control and low temperature drying using the cold heat, the drying chamber having a drying space therein; An intake port and an air supply port formed on an inner wall of the drying chamber; A high temperature heat exchanger contacting the condenser of the heat pump for heat exchange; A low temperature heat exchanger contacting the evaporator of the heat pump for heat exchange; An intake multi-channel valve connected to the intake port and selectively connected to an input side of the high temperature heat exchanger and an input side of the low temperature heat exchanger; A high temperature blower connected to the output side of the high temperature heat exchanger; A low temperature blower connected to the output side of the low temperature heat exchanger; A high temperature discharge multifunction valve connected to the high temperature blower; And a low temperature discharge multifunction valve connected to the low temperature blower, wherein the low temperature discharge multifunction valve is connected to an input side of the high temperature heat exchanger, and the high temperature discharge multifunction valve is connected to the air supply port.
상기 흡기포트 및 상기 급기포트 중 하나 이상에는 팬이 설치되는 것을 특징으로 한다.At least one of the intake port and the air supply port is characterized in that the fan is installed.
또, 상기 급기포트의 전단에는 상기 급기포트를 통하여 공급되는 바람을 가열시키는 전기히터가 설치될 수 있다.In addition, an electric heater for heating the wind supplied through the air supply port may be installed at the front end of the air supply port.
그리고, 적외선에 의한 가열을 통해 상기 건조챔버 내상기 건조챔버 내부에는 적외선램프가 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.Further, at least one infrared lamp is installed inside the drying chamber in the drying chamber through heating by infrared rays.
또, 상기 고온배출다방밸브와 상기 저온배출다방밸브에 선택적으로 연결되는 급기다방밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the air supply valve is selectively connected to the hot discharge valve and the cold discharge valve.
또, 상기 건조챔버 내부에는 온도센서 및 습도센서가 설치되고, 상기 온도센서 및 습도센서는 제어반과 전기적으로 연결되며, 상기 제어반은 상기 고온블로워, 상기 저온블로워, 상기 흡기다방밸브, 상기 급기다방밸브, 상기 저온배출다방밸브, 및 상기 고온배출다방밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, a temperature sensor and a humidity sensor are installed inside the drying chamber, and the temperature sensor and the humidity sensor are electrically connected to a control panel, and the control panel is the high temperature blower, the low temperature blower, the intake coffee valve, and the air supply valve In addition, the low temperature discharge cafe, characterized in that for controlling the high temperature discharge cafe.
또, 상기 건조챔버 내부에는 피건조물이 배치되는 선반을 놓을 수 있는 거치대가 형성되고, 상기 거치대에는 하중센서가 설치되며, 상기 하중센서는 상기 제어반과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the drying chamber is provided with a cradle for placing a shelf on which the object is placed, a load sensor is installed on the cradle, the load sensor is characterized in that it is electrically connected to the control panel.
또, 상기 저온열교환기의 출력측에는 수분을 제거할 수 있는 수분제거필터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the output side of the low-temperature heat exchanger is characterized in that the water removal filter for removing water.
본 발명을 통하여, 히트펌프의 응축기에서 버려지는 열을 회수하여 재사용함으로써 건조장치에 필요한 에너지를 전기에너지로부터 전체 또는 일부를 대체하는 것이 가능하다.Through the present invention, it is possible to replace all or part of the energy required for the drying apparatus from electrical energy by recovering and reusing heat that is discarded in the condenser of the heat pump.
따라서, 건조장치에 소요되는 전기에너지의 양이 줄게 되므로, 건조장치의 유지관리 비용이 감소하며, 이는 결국 건조품의 가격을 낮추는데도 크게 기여할 수 있다. 그러므로, 값싼 건조품의 생산을 통해 소비자의 소비욕구를 증진시켜 소비량을 크게 늘릴 수 있을 뿐 아니라, 서민경제에도 이바지할 수 있다.Therefore, since the amount of electrical energy required for the drying apparatus is reduced, the maintenance cost of the drying apparatus is reduced, which in turn can greatly contribute to lowering the price of the drying product. Therefore, the production of inexpensive dry goods can not only increase consumption by increasing consumer's desire to consume, but also contribute to the common economy.
또한, 본 발명을 통하여 하나의 건조장치에 의해 열풍에 의한 고온건조와 냉풍에 의한 저온건조를 모두 구현할 수 있다. 특히, 온도센서와 습도센서를 이용하여 피건조품의 특성에 따른 항률건조 및 감률건조를 수행할 수 있다.
In addition, it is possible to implement both high temperature drying by hot air and low temperature drying by cold air by one drying apparatus through the present invention. In particular, by using a temperature sensor and a humidity sensor it is possible to perform the constant drying and the reduced rate drying according to the characteristics of the product to be dried.
도 1은 본 발명의 실시예에 다른 건조장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 건조장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 건조과정의 순서도이다.1 is a perspective view of a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of the drying apparatus of FIG.
3 is a flowchart of a drying process.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.
본 발명의 실시예에 따른 건조장치(100)는 크게 건조챔버(102)와, 상기 건조챔버(102)에 열풍과 냉풍을 공급하도록 히트펌프에 결합되는 건조기체공급부로 이루어진다.
상기 건조챔버(102)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 건조공간(104)을 가지는 폐쇄된 구조물이며, 온도유지를 위해 벽체는 단열재가 충진되는 것이 바람직하다.The drying
상기 건조챔버(102)의 일측에는 사용자가 출입할 수 있는 도어(132)가 형성되고, 상기 건조챔버(102)의 외부에는 상기 건조챔버(102) 내의 환경을 표시하고, 사용자에 의해 필요한 정보를 입력하며, 상기 건조챔버(102)의 모든 기능을 제어할 수 있는 제어반(130)이 설치된다.One side of the drying
상기 건조챔버(102)의 내부에는 피건조물을 배치할 수 있는 선반(128)을 거치할 수 있는 거치대(126)가 형성된다. 그리고, 상기 선반(128)은 통풍에 유리하도록 다수의 통공이 형성되는 것이 바람직하다. 또, 상기 선반(128)은 그릴 형태를 가지는 것도 가능하다.The interior of the drying
상기 거치대(126)에는 로드셀과 같은 하중센서(미도시)를 설치하여 피건조물의 중량측정을 통해 피건조물의 수분함량상태를 계산할 수 있다.The
그리고, 상기 건조챔버(102) 내부의 일측벽에는 온풍 또는 냉풍의 건조용 공기를 공급하기 위한 급기포트와, 상기 건조챔버(102) 내부의 공기를 재가열 및 제습을 위해 흡입하는 흡기포트가 설치된다. 상기 급기포트는 상기 흡기포트보다 하측에 배치하여 상기 건조챔버(102) 내의 공기의 흐름이 아래에 위로 움직이도록 하는 것이 바람직하다. 또, 상기 급기포트와 상기 흡기포트에는 송풍을 보조하기 위해 각각 급기팬(120,122) 및 흡기팬(116,118)이 설치될 수 있다.In addition, one side wall of the drying
또, 상기 건조챔버(102)의 천정 또는 측벽 상부에는 적외선을 통해 건조를 보조할 수 있는 적외선램프(124)가 설치된다.In addition, an
또, 상기 건조챔버(102) 내의 온도와 습도를 측정할 수 있도록 온도센서(112)와 습도센서(114)가 상기 건조챔버(102) 내부에 설치된다. In addition, a
그리고, 도 1에 표시된 도면부호 110은 밸브 등과 같은 구성요소들이 배치되는 설비박스를 지시한다.In addition,
다음으로, 상기 건조기체공급부를 도 2를 이용하여 설명한다. 상기 건조기체공급부는 기본적으로 응축기(134), 압축기(136), 증발기(138), 팽창밸브(140)로 구성되는 히트펌프에 일체로 결합하여 이루어진다. 상기 건조기체공급부는 상기 히트펌프의 열원을 이용하기 위해 상기 응축기(134)와 열교환이 가능한 고온열교환기(142)와 상기 증발기(138)와 열교환이 가능한 저온열교환기(144)를 포함하여 이루어진다. 상기 고온열교환기(142)와 상기 저온열교환기(144)는 공기를 가열 또는 냉각하는데 사용되므로 열교환매체로써 공기를 사용한다.Next, the said dry gas supply part is demonstrated using FIG. The dry gas supply unit is basically integrally coupled to a heat pump including a
상기 고온열교환기(142)는 상기 저온열교환기(144)는 상기 흡기팬(116,118)과 흡기다방밸브(154)를 통해 선택적으로 연결된다. 즉, 상기 제어반(130)의 신호에 의하여 상기 흡기다방밸브(154)는 상기 건조챔버(102) 내의 공기를 상기 고온열교환기(142)와 상기 저온열교환기(144) 중 어느 일방으로 공급하게 된다. The high
그리고, 상기 고온열교환기(142)에는 상기 건조챔버(102) 내의 공기 외에 상기 저온열교환기(144) 측에서 공급되는 공기, 대기 또는 기타 열원로부터 받아들이는 공기가 공급될 수 있다. 상기 저온열교환기(144)의 출력측과 상기 고온열교환기(142)의 입력측의 연결은 아래에서 다시 설명한다.In addition to the air in the drying
상기 고온열교환기(142)는 대기 또는 기타 열원으로부터 열의 방출을 위한 공기를 흡입할 수 있도록 고온흡입밸브(148)와 연결된다. 또, 상기 고온열교환기(142)의 출력측에는 공기의 강제이송을 위한 고온블로워(150)가 설치되며, 상기 고온블로워(150)의 출력측에는 고온배출다방밸브(152)가 연결된다.The high
상기 고온배출바당밸브(152)는 다른 용도로 열을 이용하거나 대기 또는 기타 열원으로의 방출로의 고온배출포트와, 상기 건조챔버(102) 측으로 열풍을 공급하기 위하여 급기다방밸브(156)와 선택적으로 연결된다.The high temperature
상기 저온열교환기(144)에는 상기 건조챔버(102) 내의 공기 외에 대기 또는 기타 열원으로부터 받아들이는 공기가 공급될 수 있다. 따라서, 상기 저온열교환기(144)는 대기 또는 기타 열원으로부터 열의 흡수를 위한 공기를 흡입할 수 있도록 저온흡입밸브(164)와 연결된다.The low
또, 상기 저온열교환기(144)의 출력측에는 공기의 강제이동을 위한 저온블로워(162)가 설치되고, 상기 저온블로워(162)의 전단 또는 후단에는 냉각으로 인해 수증기포화된 공기로부터 수분을 제거하는 수분제거필터(160)가 배치된다.In addition, a low-
그리고, 상기 저온블로워(162)와 상기 수분제거필터(160)를 거친 공기의 경로를 변환하기 위하여 저온배출다방밸브(158)가 설치된다. 상기 저온배출다방밸브(158)는 상기 고온열교환기(142), 대기 또는 기타 열원으로의 방출을 위한 저온배출포트, 및 상기 급기다방밸브(156)와 선택적으로 연결시킨다. 즉, 상기 저온열교환기(144)로부터 차가워진 공기는 다른 용도로 활용되거나, 건조 중 제습 후에 다시 고온열교환기(142)에서 가열되거나, 냉풍이 필요시 직접 상기 건조챔버(102)의 급기포트와 연결된다.In addition, a low temperature
상기 급기다방밸브(156)는 상기 저온배출다방밸브(158)와 상기 고온배출다방밸브(152) 중에서 선택적으로 연결돼서, 상기 건조챔버(102) 내로 공기를 공급하게 된다. 이 때, 상기 고온열교환기(142)에 의해 흡수된 열량이 부족한 경우를 대비하여 위하여, 상기 급기포트 전단, 즉 상기 급기팬(120,122)와 상기 급기다방밸브(156) 사이에 전기히터(146)가 설치될 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 건조장치(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 건조장치(100)의 사용방법에 대해 설명한다.
상기 건조장치(100)에 의해서는 항률건조, 감률건조, 및 냉풍에 의한 저온건조를 수행할 수 있다.By the drying
항률건조는, 식품을 건조할 때 수분함량이 어느 정도 감소할 때까지는 단위 시간당의 건조량은 거의 일정하므로 항률건조라고 하며, 이 동안의 건조속도는 매우 크다. 그 이후는 시간이 경과함에 따라 건조속도가 떨어지는 감률건조로 옮겨간다. 항률건조에서 감률건조로 이동할 때의 수분량을 한계수분량이라 한다. Constant drying is called constant drying because the drying amount per unit time is almost constant until the water content decreases to some extent when drying the food, and the drying speed during this period is very large. After that, it moves to the rate reduction drying where the drying speed decreases over time. The amount of water in moving from constant drying to deceleration drying is called the marginal moisture content.
항률건조와 감률건조의 경계를 나타내는 한계수분량은 재료의 종류가 같고 건조조건이 같으면 거의 일정치를 나타낸다. 일반적으로 건조가 급속히 이루어져 표면증발이 왕성하여지면 이에 따라 내부확산도 촉진된다. 그러나 재료의 수분함량이 감소하는데 따라 내부확산도 점차 곤란하여지므로 건조속도가 클수록 내부확산의 극한치에 도달하는 시간이 빨라 한계수분량이 크게 나타난다. The marginal water content, which represents the boundary between the rate drying and the rate reduction drying, is almost constant if the same kind of material is used and the drying conditions are the same. In general, when drying occurs rapidly and the surface evaporation is vigorous, internal diffusion is also promoted accordingly. However, as the water content of the material decreases, internal diffusion also becomes more difficult. Therefore, the higher the drying speed, the faster the time to reach the limit of internal diffusion and the greater the critical moisture content.
항률건조기간은 건조물의 표면이 자유수로 덮여 있으면서 건조가 계속되는 기간으로 외부에서 공급되는 열은 모두 증발잠열로써 이용된다. 따라서 건조속도는 표면증발속도에 의해서 지배되고, 이에 비해서 수분의 내부확산속도의 영향은 적다고 할 수 있다. 감률건조 제1단은 일반적으로 그 기간이 짧으며, 특히 건조속도가 클 때에는 이 기간이 나타나지 않고 항률건조에서 바로 감률건조 제2단으로 옮겨갈 때도 있다. 이 기간은 식품 내부로부터 표면 쪽으로 함수율의 기울기가 생겨 점차 내부확산속도의 영향이 커지는 과정이다. 감률건조 제2단은 건조물 표면의 건조부분이 늘어나서 유효증발표면적이 감소하고, 건조수축과 표면경화 등에 의해서 건조속도가 급격히 감소하는 과정이다. 이 기간에는 수분의 내부확산의 저항이 커져서 수분은 재료내부의 어느 곳까지는 액체상태로 확산하나. 그 이상은 이동하기가 어려워, 그 곳부터는 증발하여 미세한 공극 내를 증기상태로 확산하여 표면까지 이동하게 된다. 이 시점이 되면 일부 결합수도 제거되는 상태가 되어 건조물 표면부는 거의 평형 수분량에 가까운 상태가 된다. The constant drying period is a period during which drying continues while the surface of the building is covered with free water. All the heat supplied from outside is used as latent heat of evaporation. Therefore, the drying rate is governed by the surface evaporation rate, but the influence of the internal diffusion rate of moisture is small. The first stage of deceleration drying generally has a short duration, and especially when the drying rate is high, this period does not appear, and sometimes it moves directly from the constant drying to the second stage of deceleration drying. This period is a process in which the water content slopes from the inside of the food to the surface, and the influence of the internal diffusion rate gradually increases. The second stage of reduction rate drying is a process in which the effective evaporation surface area decreases due to an increase in the dry portion of the surface of the building, and the drying speed decreases rapidly due to drying shrinkage and surface hardening. During this period, the resistance of internal diffusion of moisture increases, so that the water diffuses to a liquid state somewhere in the material. More than that, it is difficult to move, and from there, it evaporates and diffuses the fine pores into the vapor state and moves to the surface. At this point, some of the bound water is also removed and the surface of the building is almost in equilibrium.
상기 건조장치(100)를 작동하기 위해서는 먼저, 피건조물 거치단계로써, 상기 건조장치(100) 내에 선반(128)을 장착한다. 상기 선반(128) 위에는 피건조물이 건조가 용이하도록 펼쳐서 일정간격으로 배치된다.In order to operate the
다음으로 사용자는 상기 피건조물의 종류에 따라 항률건조와 감률건조, 감률건조, 저온건조 중에서 건조방식을 선택한다. 상기 제어반(130)에는 피건조물의 종류에 따른 건조방식을 미리 저장하여 사용자가 피건조물의 종류를 입력하는 것만으로 바람직한 건조방식을 제시할 수 있다.Next, the user selects a drying method among the constant drying, the reduction rate drying, the reduction rate drying, and the low temperature drying according to the type of the dry material. The
일반적으로 고수분인 항률건조에서는 상기 건조챔버(102) 내의 목표온도를 55~65℃의 조건으로 하고 감률건조는 45~50℃ 한다. 그리고, 상기 건조챔버(102) 내의 목표습도는 상기 피건조물의 종류 및 크기에 따라 평형 수분량을 고려하여 결정한다. 이 역시 제어반(130)에 미리 데이터를 입력하여 정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In the constant moisture drying, which is generally high moisture, the target temperature in the drying
이와 같은 과정을 거쳐 건조가 개시된다.Through this process, drying is started.
항률건조의 경우에는, 먼저 상기 건조챔버(102) 내의 온도 및 습도를 최대한 목표온도까지 빨리 도달하도록 한다. 상기 건조장치(100)에서 온도상승을 위한 공기의 흐름은, 상기 흡기팬(116,118), 상기 흡기다방밸브(154), 상기 고온열교환기(142), 상기 고온블로워(150), 상기 고온배출다방밸브(152), 상기 급기다방밸브(156), 및 상기 급기팬(120,122)의 순서로 이루어진다. 특히, 빠른 온도상승을 위해서는 상기 전기히터(146) 뿐 아니라 상기 적외선램프(124)를 동시에 가동시킬 수 있다. In the case of constant drying, first, the temperature and humidity in the drying
그리고, 상기 건조장치(100)에서 습도제어를 위한 공기의 흐름은, 상기 흡기팬(116,118), 상기 흡기다방밸브(154), 상기 저온열교환기(144), 상기 저온블로워(162), 상기 수분제거필터(160), 상기 저온배출다방밸브(158), 상기 고온열교환기(142), 상기 고온블로워(150), 상기 고온배출다방밸브(152), 상기 급기다방밸브(156), 및 상기 급기팬(120,122)의 순서로 이루어진다. And, the flow of air for humidity control in the
따라서, 공기의 흐름을 흡기 후 바로 고온열교환기(142)를 거치는 것과, 저온열교환기(144)를 거친 후에 고온열교환기(142)를 통과하는 것을 상기 흡기다방밸브(154)로 선택하는 것에 의해 온도제어와 습도제어가 가능하다.Therefore, the air inlet is passed through the high
상대습도는 온도에 의해 변화하므로, 온도제어를 습도제어보다 우선시 하는 것이 바람직하다.Since relative humidity changes with temperature, it is preferable to give priority to temperature control over humidity control.
최초로 감률건조를 하는 경우에는 목표온도만 항률건조와 다를 뿐 공기의 흐름은 동일하다. 그러나, 항률건조 후 감률건조를 하는 경우에는 상기 건조챔버(102) 내부의 온도를 낮추어야 한다. 이 경우, 완만한 온도구배를 위해서는 상기 습기제어의 공기흐름을 이용하여 상기 건조챔버(102) 내부로 공급되는 공기의 온도를 천천히 낮출 수 있다. In the case of the first rate reduction drying, only the target temperature is different from the rate drying, but the air flow is the same. However, in the case of deceleration drying after constant drying, the temperature inside the drying
급격한 온도구배를 위해서는 상기 건조챔버(102) 내부에 직접 찬 공기를 공급하는 것으로 수행할 수 있다. 이를 위한 공기의 흐름은, 상기 흡기팬(116,118), 상기 흡기다방밸브(154), 상기 저온열교환기(144), 상기 저온블로워(162), 상기 수분제거필터(160), 상기 저온배출다방밸브(158), 상기 급기다방밸브(156), 및 상기 급기팬(120,122)의 순서로 이루어진다. 이 경우 지나치게 온도가 낮아서 건조품질이 저하되는 것을 막기 위해 상기 전기히터(146)로 일정수준 온도를 상승시켜 공급할 수 있다.For a sudden temperature gradient, it may be performed by supplying cold air directly into the drying
다음으로, 저온건조를 위해서는 상기 건조챔버(102)에 찬공기를 직접 공급한다. 일반적으로 온도 15℃~35℃, 관계습도 20% 전후로 조절한 공기를 순환시켜 건조한다. 저온건조는 냉풍의 수증기압과 원료의 수증기압의 차에 의해서 일어난다. 이 경우 공기의 흐름은, 상기 흡기팬(116,118), 상기 흡기다방밸브(154), 상기 저온열교환기(144), 상기 저온블로워(162), 상기 수분제거필터(160), 상기 저온배출다방밸브(158), 상기 급기다방밸브(156), 및 상기 급기팬(120,122)의 순서로 이루어진다. 이 경우 지나치게 온도가 낮아서 건조품질이 저하되는 것을 막기 위해 상기 전기히터(146)로 일정수준 온도를 상승시켜 공급할 수 있다. 또, 전기히터(146) 대신 상기 고온열교환기(142)를 통과한 공기를 일정시간 동안 공급하는 것도 가능하다.Next, for low temperature drying, cold air is directly supplied to the drying
위와 같은 과정으로, 하나의 건조장치(100)에서 항률건조, 감률건조, 및 저온건조를 모두 수행할 수있다.In the same process as described above, it is possible to perform both constant drying, reduced drying, and low temperature drying in one
그리고, 상기 항률건조, 감률건조, 및 저온건조에서 건조를 종료하거나, 상기 항률건조에서 감률건조로 이동하기 위해서는 적절히 건조시간을 조절하여야 한다. 간단한 방법으로는 사용자가 상기 제어반(130)에 건조시간을 미리 입력하거나, 상기 제어반(130)에 미리 입력된 정보에서 피건조물의 종류, 크기를 고려하여 건조시간을 설정할 수 있다.And, in order to end the drying in the rate drying, the rate reduction drying, and low temperature drying, or to move from the rate drying to the rate reduction drying, the drying time should be appropriately adjusted. In a simple method, the user may input the drying time in advance in the
또한, 좀 더 적극적인 방법으로 피건조물의 수분함량을 체크하는 것이 가능하다. 즉, 상기 선반(128)을 상기 거치대(126)에 위치시킬 때, 상기 거치대(126)에 포함되어 있는 하중센서를 영점조절한 후에, 피건조물을 배치한다. 따라서, 상기 하중센서에 의해 피건조물의 중량이 측정되고, 상기 제어반(130)은 피건조물의 종류를 고려하여 피건조물의 수분함량을 계산할 수 있다.It is also possible to check the water content of the dry matter in a more aggressive manner. That is, when the
따라서, 상기 제어반(130)은 건조개시 후에 건조과정을 통해 수분이 제거되면 상기 피건조물의 중량이 감소되는 것을 계속적으로 모니터링하여, 항률건조와 감률건조의 경계점인 한계수분량, 또는 감률건조와 저온건조의 건조종료를 위한 목표수분량을 체크할 수 있다. 따라서, 상기 제어반(130)에 의해 한계수분량 또는 목표수분량이 체크되면, 항률건조에서 감률건조로 변화하거나 건조를 종료시킬 수 있다.Therefore, the
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.
100: 건조장치 102: 챔버
104: 건조공간 110: 설비박스
112: 온도센서 114: 습도센서
116,118: 흡기팬 120,122: 급기팬
124: 적외선램프 126: 거치대
128: 선반 130: 제어반
132: 도어 134: 응축기
136: 압축기 138: 증발기
140: 팽창밸브 142: 고온열교환기
144: 저온열교환기 146: 전기히터
148: 고온흡입밸브 150: 고온블로워
152: 고온배출다방밸브 154: 흡기다방밸브
156: 급기다방밸브 158: 저온배출다방밸브
160: 수분제거필터 162: 저온블로워
165: 저온흡입밸브100: drying apparatus 102: chamber
104: drying space 110: equipment box
112: temperature sensor 114: humidity sensor
116, 118:
124: infrared lamp 126: holder
128: shelf 130: control panel
132: door 134: condenser
136: compressor 138: evaporator
140: expansion valve 142: high temperature heat exchanger
144: low temperature heat exchanger 146: electric heater
148: high temperature suction valve 150: high temperature blower
152: high temperature exhaust tea room valve 154: intake tea room valve
156: air supply valve 158: low temperature discharge valve
160: water removal filter 162: low temperature blower
165: low temperature suction valve
Claims (8)
상기 건조챔버의 내벽에 형성되는 흡기포트 및 급기포트;
히트펌프의 응축기에 맞닿아 열교환하는 고온열교환기;
히트펌프의 증발기에 맞닿아 열교환하는 저온열교환기;
상기 흡기포트에 연결되고 상기 고온열교환기의 입력측 및 상기 저온열교환기의 입력측에 선택적으로 연결하는 흡기다방밸브;
상기 고온열교환기의 출력측에 연결되는 고온블로워;
상기 저온열교환기의 출력측에 연결되는 저온블로워;
상기 고온블로워에 연결되는 고온배출다방밸브; 및
상기 저온블로워에 연결되는 저온배출다방밸브를 포함하고,
상기 저온배출다방밸브는 상기 고온열교환기의 입력측에 연결되고, 상기 고온배출다방밸브는 상기 급기포트에 연결되는 폐열을 활용한 저에너지형 건조장치.
A drying chamber having a drying space therein;
An intake port and an air supply port formed on an inner wall of the drying chamber;
A high temperature heat exchanger contacting the condenser of the heat pump for heat exchange;
A low temperature heat exchanger contacting the evaporator of the heat pump for heat exchange;
An intake multi-channel valve connected to the intake port and selectively connected to an input side of the high temperature heat exchanger and an input side of the low temperature heat exchanger;
A high temperature blower connected to the output side of the high temperature heat exchanger;
A low temperature blower connected to the output side of the low temperature heat exchanger;
A high temperature discharge multifunction valve connected to the high temperature blower; And
It includes a low temperature discharge cafe valve connected to the low temperature blower,
The low-temperature exhaust coffee valve is connected to the input side of the high temperature heat exchanger, the high-temperature exhaust coffee valve is a low energy type drying apparatus utilizing waste heat connected to the air supply port.
The low energy type drying apparatus using waste heat according to claim 1, wherein an intake fan and an air supply fan are respectively installed in the intake port and the air supply port.
The low-energy type drying apparatus using waste heat according to claim 1, wherein an electric heater for heating the wind supplied through the air supply port is installed at the front end of the air supply port.
The low energy type drying apparatus using waste heat according to claim 1, wherein at least one infrared lamp is installed inside the drying chamber.
The low-energy type drying apparatus using waste heat according to claim 1, wherein an air supply valve is selectively connected to the high temperature discharge valve and the low temperature discharge valve.
The method of claim 5, wherein the drying chamber is provided with a temperature sensor and a humidity sensor, the temperature sensor and the humidity sensor is electrically connected to the control panel, the control panel is the high temperature blower, the low temperature blower, the intake coffee valve, The low energy type drying apparatus utilizing waste heat, characterized in that for controlling the air supply valve, the low temperature discharge room valve, and the high temperature discharge room valve.
The method of claim 6, wherein the drying chamber is provided with a cradle for placing a shelf on which the object is placed, the cradle is provided with a load sensor, the load sensor is characterized in that it is electrically connected to the control panel Low energy drying device utilizing waste heat.
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