KR101602380B1 - Absorption type compressed air drying system and method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 흡착식 압축 가스 건조 시스템 및 방법은 산업 현장에서 적정량의 압축 공기가 사용되는 경우에는 압축열을 활용하는 건조 및 재생을 행하고, 사용량이 적정량 이하로 떨어지면 압축기를 언로딩 모드로 전환하고 건조 공정을 중단시킨 후, 추가의 필요 수요에 따라 히트 퍼지 방식으로 건조 및 재생을 행할 수 있다.The adsorption type compressed gas drying system and method according to the present invention performs drying and regeneration utilizing compressed heat when an appropriate amount of compressed air is used in an industrial field and converts the compressor into an unloading mode when the usage amount falls below a proper amount, Drying and regeneration can be performed in a heat purging manner in accordance with the further required demand.
Description
본 발명은 흡착식 압축 공기 건조 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 절약이 가능하도록 압축열 활용 프로세스와 퍼지 히트 프로세스를 병용 사용 가능한 흡착식 압축 공기 건조 시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
통상적으로, 반도체 제조, 전자, 기계, 화학 산업 등 거의 모든 산업 분야에서는 압축 공기의 사용을 필요로 한다. Typically, almost all industrial applications, such as semiconductor manufacturing, electronics, machinery, and chemical industries, require the use of compressed air.
이러한 압축 공기는 대기중의 공기를 이용하여 압축기로부터 생산되지만, 이렇게 생산된 압축 공기는 대기중의 공기에 기본적으로 수분 및 이물질이 함유되어 있으므로, 특히 청정 환경을 요하는 정밀 산업 분야에서는 이물질과 수분을 제거한 압축 공기를 필요로 한다.Such compressed air is produced from a compressor using atmospheric air. However, since compressed air produced in this way contains basically water and foreign substances in the air in the atmosphere, especially in a precision industry requiring a clean environment, Is required.
특히 압축 공기 중 함유된 수분을 제거하기 위해 제공되는 압축 공기 건조 시스템은 통상 정밀 산업 분야에 사용되는 저노점(-40 ∼ -80℃)의 압축 공기를 위해 흡착식 건조 시스템을 채용한다.In particular, compressed air drying systems provided to remove moisture contained in compressed air employ adsorptive drying systems for compressed air at low dew point (-40 to -80 ° C) commonly used in the precision industry.
흡착식 건조 시스템은 알루미나겔, 실리카겔, 모레큐라시브, 스펀지류 등을 포함하는 흡착제를 사용하여 압축 공기의 수분을 제거하며, 제습 방법 및 흡착 재생 방법에 따라 비가열식, 가열식, 히트 퍼지 가열식 등의 방식이 존재한다.The adsorption type drying system removes moisture of compressed air by using an adsorbent including alumina gel, silica gel, morecular sieve, sponge and the like, and it is a method such as a non-heating type, a heating type, a heat purge type Lt; / RTI >
건조 및 재생의 효율성이 우수한 가열식의 경우, 압축기로부터 생산되는 고온의 압축 공기 중 일부를 보조 히터로 유도하여 재생을 행하는 압축열 활용 방식과 건조되어 출력되는 건조 압축 공기의 일부를 별도의 히터로 유도하여 재생을 행하는 히트 퍼지 방식이 존재한다.In the case of a heating type having excellent efficiency of drying and regeneration, a method of utilizing compressed heat in which a part of high temperature compressed air produced from a compressor is guided to an auxiliary heater and a part of the dry compressed air to be dried is outputted to a separate heater There is a heat fuzzy system in which reproduction is performed.
상기 압축열과 보조 히터를 활용하는 압축열 활용 방식은 기본적으로 압축기로부터 생산되는 고온의 압축 공기의 일부를 바이패스하여 보조 히터와 함께 사용하므로 에너지가 절약되면서도 건조 및 재생 효율이 우수한 장점을 가지지만, 산업 현장에서 압축 공기의 사용량이 일정 정도 감소될 때, 통상적인 정압 제어식 압축기의 경우, 줄어든 사용량 이상으로 압축기의 기동이 계속되어 압축 공기가 불필요하게 소비되는 등의 에너지 소모가 발생되는 단점이 있고, 전압 및 전류 제어 방식의 압축기의 경우, 사용량이 감소하면 압축기 자체의 압축 공기의 소모 없이 에너지 절감이 가능하나, 이 경우 압축 공기의 유출이 차단되어 건조기에 고온의 압축 공기를 공급할 수 없고, 건조기는 재생 공기의 미유입으로 재생이 불안정하게 되는 등의 단점이 있다. The compressed heat utilizing method utilizing the compressed heat and the auxiliary heater basically bypasses a part of the high temperature compressed air produced from the compressor and uses the compressed heat together with the auxiliary heater, so that energy is saved, but the drying and regenerating efficiency are excellent. When the amount of compressed air used in the industrial field is reduced to some extent, the conventional static pressure control type compressor has a disadvantage in that energy consumption such as unnecessarily consuming compressed air is continued due to continuation of operation of the compressor beyond the reduced consumption amount. In the case of voltage and current control type compressors, it is possible to save energy without consuming the compressed air of the compressor itself when the usage amount is reduced. However, in this case, since the outflow of the compressed air is blocked, the compressed air of high temperature can not be supplied to the dryer, There is a disadvantage that regeneration becomes unstable due to inflow of the regeneration air .
또한, 히트 퍼지 방식의 경우, 산업 현장에서 사용되는 압축 공기의 사용량이 줄어들더라도 필요시 별도의 히터를 통해 가열하여 건조 및 재생을 행하므로 사용량에 무관하게 사용될 수 있지만, 압축기의 가열된 압축 공기의 폐열을 사용할 수 없을 뿐만 아니라 압축된 고가의 압축 공기를 건조기의 재생을 위해 외부로 일정 이상 배출하는 등의 에너지 소비가 크다는 단점이 있다.In addition, in the case of the heat purge type, even if the amount of compressed air used in the industrial field is reduced, it can be used irrespective of the usage amount because it is heated and dried and regenerated through a separate heater if necessary. However, There is a disadvantage that not only waste heat can not be used but also energy consumption such as discharging the compressed high-priced compressed air to the outside to discharge it to the outside for the regeneration of the dryer is large.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 산업 현장에서 적정량의 압축 공기가 사용되는 경우에는 압축열을 활용하는 건조 및 재생을 행하고, 사용량이 적정량 이하로 떨어지면 압축기를 언로딩 모드로 전환하고 건조 공정을 중단시킨 후, 추가의 필요 수요에 따라 히트 퍼지 방식으로 건조 및 재생을 행할 수 있는 에너지 절약형의 흡착식 압축 공기 건조 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for drying and regenerating compressed air using compressed air when an appropriate amount of compressed air is used in an industrial field, The present invention also provides an energy-saving adsorption-type compressed air drying system and method capable of performing drying and regeneration in a heat purging manner in accordance with an additional demand after switching to a mode and stopping the drying process.
전술한 목적을 달성하기 위해, 일 양태에 따르면, 본 발명은 압축기로부터 생산된 압축 공기를 냉각시키는 제1 냉각 유닛과, 수분 흡착제를 내장하고 상기 제1 냉각 유닛으로부터 냉각된 압축 공기를 건조하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버로부터 나오는 건조 압축 공기를 배출하는 유출구와, 수분 흡착제를 내장하며, 상기 유출구 및 상기 압축기와 바이패스 연결되어 상기 압축 공기의 건조 과정에서 교환된 수분의 제거를 통해 재생을 행하는 제2 챔버와, 상기 제2 챔버의 바이패스 경로 상에 위치되어 바이패스 압축 공기를 가열하는 히터와, 상기 제2 챔버에 연결되고 상기 제2 챔버로부터 나오는 압축 공기를 냉각시키는 제2 냉각 유닛과, 상기 제2 냉각 유닛으로부터 나오는 압축 공기를 제1 챔버로 공급하는 밸브 수단과, 상기 건조 및 재생 과정과 압축 공기의 연결을 제어하는 제어부을 포함하며,
상기 제1 챔버로부터 건조된 건조 압축 공기의 사용량이 임계 사용량 이상이면, 상기 압축기와 상기 제2 챔버 간의 바이패스 연결이 개방되어 상기 압축기로부터의 출력되는 압축 공기의 30% 이하가 제2 챔버로 바이패스 공급되고 상기 히터가 작동되며, 상기 사용량이 임계값 미만이면, 상기 압축기가 언로딩 상태로 전환되고 상기 히터의 작동이 중지되며, 소정의 설정 대기 시간 경과 후, 소정의 설정 유지 시간 동안 상기 유출구와 상기 제2 챔버 간의 바이패스 연결이 개방되어 상기 유출구로 배출되는 건조 공기량 중 7% 이하의 건조 공기가 히터를 경유하여 제2 챔버로 공급되는 바이패스가 수행되고 상기 히터가 작동되는 것을 특징으로 하는 흡착식 압축 공기 건조 시스템을 제공한다.To achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a first cooling unit that cools compressed air produced from a compressor; a second air conditioner that incorporates a moisture adsorbent and dries the compressed air cooled from the first cooling unit; A first chamber, an outlet for discharging dry compressed air from the first chamber, and a moisture adsorbent, and bypassing the outlet and the compressor to regenerate A second chamber located on the bypass path of the second chamber for heating the bypass compressed air and a second cooling unit connected to the second chamber for cooling the compressed air from the second chamber, Valve means for supplying compressed air from the second cooling unit to the first chamber, And a control unit for controlling the connection of the unit,
The bypass connection between the compressor and the second chamber is opened so that no more than 30% of the compressed air output from the compressor flows into the second chamber, and when the amount of the dried compressed air dried from the first chamber is greater than the critical usage amount, The compressor is switched to the unloading state and the operation of the heater is stopped, and after a lapse of a predetermined waiting time, the compressor is switched to the unloading state, And the bypass connection between the first chamber and the second chamber is opened and dry air of 7% or less of the amount of dry air discharged to the outlet is supplied to the second chamber via the heater, and the heater is operated Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > compressed air drying system.
상기 제1 챔버로 공급되는 압축 공기의 온도는 40℃ 이하일 수 있다.The temperature of the compressed air supplied to the first chamber may be 40 ° C or less.
상기 압축기로부터 생산되는 압축 공기의 온도는 100~150℃ 일 수 있다.The temperature of the compressed air produced from the compressor may be 100-150 ° C.
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상기 사용량의 임계값은 상기 압축기의 부하율에 연동하여 변하며, 상기 부하율은 75% 이하일 수 있다.The threshold value of the amount of use varies depending on the load factor of the compressor, and the load factor may be 75% or less.
상기 사용량의 임계값은 상기 압축기의 출력 압력에 연동하여 변하며, 상기 출력 압력은 0.7 Mpa일 수 있다.The threshold value of the amount of use varies depending on the output pressure of the compressor, and the output pressure may be 0.7 MPa.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 압축기로부터 생산된 압축 공기의 건조를 행하는 제1 챔버와, 상기 압축 공기의 건조 과정에서 교환된 수분의 제거를 통해 재생을 행하는 제2 챔버를 포함하는 압축 공기 건조 시스템을 사용하여 압축 공기를 건조하는 방법을 제공하며, 해당 방법은 압축기를 가동시키는 단계와, 상기 제1 챔버에 의해 건조된 압축 공기의 사용량을 감지하는 단계와,
상기 압축 공기의 사용량이 임계값 이상이면, 상기 압축기로부터 바로 생산된 압축 공기의 일부와 히터를 사용하여 재생을 수행하는 압축 공기 활용 프로세스를 수행하고, 상기 압축 공기의 사용량이 상기 임계값 미만이면, 상기 압축기가 언로딩 상태로 전환되도록 하고 상기 히터의 작동을 중지시키고, 소정의 설정 시간 경과 후 소정의 설정 유지 시간 동안 상기 제1 챔버로부터 건조된 압축 공기의 일부와 상기 히터를 사용하여 재생을 수행하는 히트 퍼지 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 압축 공기 활용 프로세스는 상기 히터를 경유하여 상기 압축기와 상기 제2 챔버 간을 바이패스 연결하여 상기 압축기로부터 바로 생산된 압축 가스의 일부를 상기 제2 챔버로 공급하며, 상기 히터를 가동시키는 단계를 포함하고,
상기 히트 퍼지 프로세스는 상기 제1 챔버로부터 건조된 압축 공기가 유출되는 유출구와 상기 제2 챔버 간을 상기 히터를 경유하여 바이패스 연결하여 상기 제1 챔버로부터 나오는 건조 압축 공기의 일부를 상기 제2 챔버로 공급하며, 상기 히터를 가동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect, the present invention provides a compressed air drying system comprising a first chamber for drying compressed air produced from a compressor, and a second chamber for performing regeneration through removal of water exchanged during the drying of the compressed air, The method comprising: operating a compressor; sensing an amount of compressed air dried by the first chamber;
Wherein when the usage amount of the compressed air is greater than or equal to a threshold value, a compressed air utilization process is performed in which the regeneration is performed using a part of the compressed air directly produced from the compressor and a heater, The controller causes the compressor to be switched to the unloading state, stops the operation of the heater, performs the regeneration using the heater and a part of the compressed air dried from the first chamber for a predetermined setting holding time after a predetermined set time has elapsed And performing a heat purge process,
The compressed air utilization process bypassing the compressor and the second chamber via the heater to supply a portion of the compressed gas directly produced from the compressor to the second chamber and actuating the heater Including,
The heat purge process bypasses the outlet port through which the compressed air dried out of the first chamber flows out and the second chamber via the heater so that part of the dry compressed air coming out of the first chamber flows into the second chamber And activating the heater.
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상기 제1 챔버로 공급되는 압축 공기의 온도는 40℃ 이하일 수 있다.The temperature of the compressed air supplied to the first chamber may be 40 ° C or less.
상기 압축기로부터 생산되는 압축 공기의 온도는 100~150℃ 일 수 있다.The temperature of the compressed air produced from the compressor may be 100-150 ° C.
상기 압축기와 상기 제2 챔버 간의 바이패스 연결시, 상기 압축기로부터의 출력되는 압축 공기의 30% 이하가 히터로 공급될 수 있다.When bypass connection is established between the compressor and the second chamber, 30% or less of the compressed air output from the compressor can be supplied to the heater.
상기 유출구와 상기 제2 챔버 간의 바이패스 연결시 상기 유출구로 배출되는 건조 공기 중 7% 이하의 건조 공기가 히터를 경유하여 제2 챔버로 공급될 수 있다.And dry air of 7% or less of the dry air discharged to the outflow port may be supplied to the second chamber via the heater when bypass connection is established between the outlet and the second chamber.
상기 사용량의 임계값은 상기 압축기의 부하율에 연동하여 변하며, 상기 부하율은 75% 이하일 수 있다.The threshold value of the amount of use varies depending on the load factor of the compressor, and the load factor may be 75% or less.
상기 사용량의 임계값은 상기 압축기의 출력 압력에 연동하여 변하며, 상기 출력 압력은 0.7 Mpa일 수 있다.The threshold value of the amount of use varies depending on the output pressure of the compressor, and the output pressure may be 0.7 MPa.
전술한 구성에 따르면, 본 발명은 산업 현장에서 적정량의 압축 공기가 사용되는 경우에는 압축열을 활용하는 건조 및 재생을 행하고, 사용량이 적정량 이하로 떨어지면 압축기를 언로딩 모드로 전환하고 건조 공정을 중단시킨 후, 추가의 필요 수요에 따라 히트 퍼지 방식으로 건조 및 재생을 행할 수 있는 에너지 절약형의 흡착식 압축 공기 건조 시스템 및 방법을 제공한다.According to the above-described configuration, when compressed air in an appropriate amount is used in the industrial field, drying and regeneration utilizing the compressed heat is performed. If the amount of use falls below a proper amount, the compressor is switched to the unloading mode, The present invention also provides an energy-saving adsorption type compressed air drying system and method capable of performing drying and regeneration in a heat purging manner in accordance with an additional demand.
도 1은 압축열을 활용한 프로세스를 실시할 수 있는 흡착식 압축 공기 건조 시스템의 예를 보여주는 개략도이다.
도 2는 히트 퍼지 프로세스를 실시할 수 있는 흡착식 압축 공기 건조 시스템의 예를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 절약형의 흡착식 압축 공기 건조 시스템의 예를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 에너지 절약형의 흡착식 압축 공기 건조 방법의 수행예를 개략적으로 보여주는 흐름도이다.1 is a schematic view showing an example of a suction type compressed air drying system capable of carrying out a process utilizing compressed heat.
2 is a schematic view showing an example of a suction type compressed air drying system capable of performing a heat purge process.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of an energy-saving adsorptive compressed air drying system according to the present invention.
FIG. 4 is a flow chart schematically illustrating an example of an energy-saving adsorption type compressed air drying method according to the present invention.
이하 첨부 도면을 참조로 본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 설명한다.Exemplary embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 에너지 절약이 가능하도록 압축열 활용 프로세스와 히트 퍼지 프로세스를 병용 사용 가능한 흡착식 압축 공기 건조 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for adsorption-type compressed air that can be used in combination with a heat-utilization process and a heat-purge process to enable energy saving.
구체적으로, 본 발명은 산업 현장에서 적정량의 압축 공기가 사용되는 경우에는 압축열을 활용하는 프로세스를 통해 건조 및 재생을 행하고, 사용량이 적정량 이하로 떨어지면 압축기를 언로딩 모드로 전환하고 건조 공정을 중단시킨 후, 추가의 필요 수요에 따라 히트 퍼지 프로세스를 통해 건조 및 재생을 행할 수 있는 에너지 절약형의 흡착식 압축 공기 건조 시스템 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for drying and regenerating a compressed air using an appropriate amount of compressed air in an industrial field. When the amount of used air falls below a predetermined amount, the compressor is switched to an unloading mode, And then drying and regeneration can be carried out through a heat purge process in accordance with the further required demand.
다시 말해, 본 발명의 압축 공기 건조 시스템 및 방법은 산업 현장에서 압축 공기를 사용할 때 압축기에서 생산되는 출력 압축 공기 100% 중 소정의 임계값, 예컨대 75% 이상의 압축 공기를 사용시에는 압축기에서 바로 생산되는 고온의 압축 공기의 일부를 히터를 경유하여 재생 챔버로 바이패스함으로써 히터의 가동 용량이 작더라도 압축 건조 시스템의 재생에 필요한 온도를 에너지 효율적으로 확보할 수 있는 압축열 활용 프로세스가 적용된다.In other words, the compressed air drying system and method of the present invention is produced directly from a compressor when using a predetermined threshold value of 100% of the output compressed air produced in the compressor, for example, 75% or more when using compressed air in the industrial field A part of compressed air at a high temperature is bypassed to the regeneration chamber via a heater so that a compressed heat utilization process is applied so that the temperature required for regeneration of the compression drying system can be ensured energy efficiently even if the operating capacity of the heater is small.
이러한 압축열 활용 프로세서의 실행을 위한 시스템이 도 1에 예시되어 있다.A system for the execution of such a compressed heat utilizing processor is illustrated in FIG.
도 1을 참조하면, 압축열 활용 시스템은 압축 공기를 생산하는 압축기(10)와, 압축기로부터 생산된 압축 공기를 냉각시키는 제1 냉각 유닛(도시 생략)과, 냉각 유닛에 의해 냉각된 압축 공기를 내장된 흡착제로 건조시키는 제1 챔버(20)와, 압축기(10)로부터 바로 생산된 고온의 압축 공기가 공급되도록 압축기(10)와 바이패스 연결되어, 압축 공기의 건조 과정에서 수분 교환된 흡착제의 수분을 제거하기 위한 재생 과정을 수행하는 제2 챔버(40)와, 상기 바이패스 연결 경로 중에 위치하여 해당 공급되는 압축 공기를 재생 가능 온도로 추가로 가열하는 히터(30)를 포함한다.Referring to Figure 1, a compressed heat utilization system comprises a
또한, 상기 압축열 활용 시스템은 제2 챔버(40)로 공급된 고온의 건조 압축 공기가 수분 및 열교환되어 배출시 수분을 응축시켜 배출하도록 냉각하고 압축기(10)로부터 냉각 유닛을 거쳐 냉각된 압축 공기의 일부가 상기 열교환에 의해 온도가 높아진 제2 챔버(40)를 통해 수분 및 열교환되어 배출시 수분을 응축시켜 냉각하는 제2 냉각 유닛(50)을 포함한다.In addition, the compressed heat utilization system is configured such that the high-temperature dry compressed air supplied to the
즉, 상기 제2 챔버(40)는 히터(30)를 경유하여 압축기(10)로부터 바이패스 연결됨으로써 압축기(10)로부터 생산된 고온(통상 100-150℃)의 압축 공기가 히터(30)에 의해 재생 가능 온도(통상 140-150℃)로 추가로 가열된 후 통과되는 동안 고온의 압축 공기에 의해 가열 재생이 이루어지고, 이에 따라 가열된 제2 챔버의 냉각을 위해 압축기(10)로부터 제1 냉각 유닛(도시 생략)을 거쳐 통상 약 40℃ 정도의 저온의 압축 공기에 의해 냉각 재생이 이루어진다.That is, the
이때, 상기 가열 재생 및 냉각 재생에 사용된 압축 공기는 제2 냉각 유닛(50)을 거치면서 수분이 응축되어 배출되고 나머지 반건조 상태의 압축 공기로서 제1 챔버(20)로 공급되어 건조 과정이 행해진다.At this time, the compressed air used for the heating regeneration and cooling regeneration is condensed and discharged while passing through the
또한, 압축기(10)로부터 직접 제1 챔버(20)로 진행되는 압축 공기는 압축기로부터의 100% 출력 압축 공기 중 약 70%에 해당하며, 나머지 약 30%가 제2 챔버(40)로 공급되어 재생에 사용되며, 이후 재생된 압축 공기는 다시 제1 챔버(20)를 통해 건조 배출됨으로써 총 100%의 건조 공기가 유출부로 배출된다.In addition, the compressed air traveling directly from the
산업 현장에서 압축 공기의 사용량이 상기 임계값인 약 75%에 못미치는 경우, 압축기(10)의 가동은 그대로 유지되므로 압축기(10)로부터 여전히 100%의 압축 공기가 출력되므로 사용되지 않는 압축 공기는 모두 버려지게 되어 불필요한 에너지 소비가 발생하므로 압축기의 작동을 중지시킬 필요가 있다.When the amount of compressed air used in the industrial field is less than the threshold value of about 75%, the operation of the
이러한 압축열 활용 시스템에 비해, 도 2에 도시된 히트 퍼지 시스템은 압축기로부터 생산되는 압축 공기의 압축열을 사용하지 않고 오직 히터(30)에 의해서만 재생 온도를 확보하므로 상대적으로 설비가 단순화되는 장점이 있지만 저온의 압축 공기를 재생 온도까지 가열하기 위해 히터(30)의 가열 용량이 커지므로 에너지 소비가 훨씬 커지는 단점이 있다.Compared with such a compressed heat utilization system, the heat purge system shown in FIG. 2 has an advantage that the facility is relatively simplified since the regeneration temperature is secured only by the
도시된 예에서, 히트 퍼지 시스템은 압축기로부터 생산되어 냉각된 저온(약 40℃)의 압축 공기가 소정의 유량(예, 7.0 kg/cm2)으로 양방향 버터플라이 밸브(V1)와 소음기(S1)를 거쳐 제1 챔버로 공급되어 건조(흡착)이 행해져서 양방향 체크밸브(V2)를 거쳐 유출구로 배출되고, 배출되는 건조 공기 중 일부(예, 7% 정도)가 퍼지 제어 밸브(V4)를 통해 히터(30)를 경유하여 양방향 체크 밸브(V5)를 통해 제2 챔버로 바이패스 연결됨으로써 제2 챔버는 히터에 의해 가열된 고온의 건조 압축 공기에 의해 재생이 이루어진다.In the illustrated example, the heat purge system comprises a bidirectional butterfly valve V1 and silencer S1 at a predetermined flow rate (e.g., 7.0 kg / cm < 2 & (For example, approximately 7%) of the dry air is discharged through the purge control valve V4 to the first chamber through the purge control valve V2 By being connected to the second chamber via the bidirectional check valve V5 via the
재생 과정에서 수분 흡수된 압축 공기는 소음기(S2)를 통해 외부로 배출되거나 양방향 버터플라이 밸브(V6)를 통해 제1 챔버 측으로 전달된다.The compressed air absorbed in the regeneration process is discharged to the outside through the silencer S2 or to the first chamber side through the bidirectional butterfly valve V6.
소음기(S1, S2)와 양방향 버터플라이 밸브(V1, V6)는 제어부(C)에 의해 제어됨으로써 제1 챔버로 공급되고 제2 챔버로부터 배출되는 압축 공기의 흐름이 제어된다.The silencers S1 and S2 and the bidirectional butterfly valves V1 and V6 are controlled by the control unit C so that the flow of the compressed air supplied to the first chamber and discharged from the second chamber is controlled.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 압축 공기 건조 시스템은 에너지 효율적인 측면상 압축 공기의 사용량을 기초로 상기의 압축열 활용 시스템과 히트 퍼지 시스템의 장점을 모두 채용하고 있다.As shown in FIG. 3, the compressed air drying system of the present invention employs both the above-mentioned compressed heat utilization system and the advantage of the heat purge system on the basis of the amount of compressed air in terms of energy efficiency.
본 발명의 압축 공기 건조 시스템은 압축기(10)로부터 생산된 압축 공기를 냉각시키는 제1 냉각 유닛(도시 생략)과, 수분 흡착제를 내장하고 상기 제1 냉각 유닛으로부터 냉각된 압축 공기를 건조하는 제1 챔버(20)와, 상기 제1 챔버로부터 나오는 건조 압축 공기를 배출하는 유출구(도시 생략)와, 수분 흡착제를 내장하며, 상기 유출구 및 상기 압축기와 바이패스 연결되어 상기 압축 공기의 건조 과정에서 교환된 수분의 제거를 통해 재생을 행하는 제2 챔버(40)와, 상기 바이패스 경로 상에 위치되어 바이패스 압축 공기를 가열하는 히터(30)와, 상기 제2 챔버에 연결되고 상기 제2 챔버로부터 나오는 압축 공기를 냉각시키고 상기 히터에 의해 가열된 고온의 압축 공기에 의해 가열된 제2 챔버의 냉각을 위해 제1 냉각 유닛에 의해 냉각된 저온의 압축 공기가 제2 챔버를 통과하면서 열교환된 압축 공기를 냉각시키는 제2 냉각 유닛(50)과, 상기 제2 냉각 유닛으로부터 나오는 압축 공기를 제1 챔버로 공급하는 밸브 수단과, 상기 건조 및 재생 과정과 압축 공기의 연결을 제어하는 제어부을 포함한다.The compressed air drying system of the present invention comprises a first cooling unit (not shown) for cooling the compressed air produced from the
상기 시스템은 상기 제1 챔버(20)로부터 건조된 건조 압축 공기의 사용량이 임계 사용량 이상이면, 상기 압축기와 제2 챔버(40) 간의 바이패스 연결이 개방되어 바이패스가 수행되고 상기 히터(30)가 작동되며, 상기 사용량이 임계값 미만이면, 상기 압축기가 언로딩 상태로 전환되고 상기 히터(30)의 작동이 중지되며, 소정의 설정 대기 시간 경과 후, 소정의 설정 유지 시간 동안 상기 유출구와 상기 제2 챔버(40) 간의 바이패스 연결이 개방되어 바이패스가 수행되고 상기 히터(30)가 작동된다.The bypass connection between the compressor and the
상기 압축기(10)로부터 생산된 압축 공기의 온도는 2차 또는 3차의 압축 과정을 통해 100~150℃일 수 있으며, 제1 냉각 유닛에 의해 냉각된 상태로 제1 챔버(20)에 공급되는 압축 공기의 온도는 40℃ 이하일 수 있다.The temperature of the compressed air produced by the
상기 압축기와 상기 제2 챔버(40) 간의 바이패스 연결시, 상기 압축기로부터의 출력되는 압축 공기의 30% 이하가 제2 챔버로 공급될 수 있으며, 공급되는 도중에 재생 온도(예, 140-150℃)에 도달하도록 히터(30)에 의해 가열이 이루어진다.During the bypass connection between the compressor and the
구체적으로, 본 발명의 압축 공기 건조 시스템의 작동을 살펴보면, 현장에서 사용되는 압축 공기의 사용량이 임계값, 예컨대 75% 이상이면, 압축기(10)로부터 생산된 압축 공기는 약 70% 정도가 제1 냉각 유닛(도시 생략)을 통해 냉각된 후 제1 챔버(20)를 통과하면서 건조가 유출구로 배출되는 한편, 나머지 30%의 고온의 압축 공기는 히터(30)를 경유하여 제2 챔버(40)로 바이패스 경로로 공급된 후 제2 챔버에서 압축 공기의 건조 과정에서 수분 교환된 흡착제의 수분을 제거하기 위한 재생 과정을 수행한 후 소음기(S)를 지나 제2 냉각 유닛(50)으로 공급되어 열교환이 이루어진 후 소정의 밸브 수단을 거쳐 다시 제1 챔버(20)로 공급되어 건조가 행해진다.More specifically, when the amount of compressed air used in the field is equal to or greater than a threshold value, for example, 75%, the compressed air produced from the
즉, 상기 제2 챔버(40)는 히터(30)를 경유하여 압축기(10)로부터 바이패스 연결됨으로써 압축기(10)로부터 생산된 고온(통상 100-150℃)의 압축 공기가 히터(30)에 의해 재생 가능 온도(통상 140-150℃)로 추가로 가열된 후 통과되는 동안 고온의 압축 공기에 의해 가열 재생이 이루어지고, 이에 따라 가열된 제2 챔버의 냉각을 위해 압축기(10)로부터 제1 냉각 유닛(도시 생략)을 거쳐 통상 약 40℃ 정도의 저온의 압축 공기에 의해 냉각 재생이 이루어진다.That is, the
이때, 상기 가열 재생 및 냉각 재생에 사용된 압축 공기는 제2 냉각 유닛(50)을 거치면서 수분이 응축되어 배출되고 나머지 반건조 상태의 압축 공기로서 제1 챔버(20)로 공급되어 건조 과정이 행해진다.At this time, the compressed air used for the heating regeneration and cooling regeneration is condensed and discharged while passing through the
또한, 압축기(10)로부터 직접 제1 챔버(20)로 진행되는 압축 공기는 압축기로부터의 100% 출력 압축 공기 중 약 70%에 해당하며, 나머지 약 30%가 제2 챔버(40)로 공급되어 재생에 사용되며, 이후 재생된 압축 공기는 다시 제1 챔버(20)를 통해 건조 배출됨으로써 총 100%의 건조 공기가 유출부로 배출된다.In addition, the compressed air traveling directly from the
산업 현장에서 압축 공기의 사용량이 상기 임계값인 약 75%에 못미치는 경우, 압축기를 언로딩 상태로 전환하여 에너지 소비를 줄이고 재생을 위한 히터의 작동을 중지시킴과 함께 소정의 시간이 경과된 후에는 히트 퍼지 프로세스가 진행된다.When the amount of compressed air used in the industrial field is less than the threshold value of about 75%, the compressor is switched to the unloading state to reduce the energy consumption and stop the operation of the heater for regeneration, and after a predetermined time has elapsed The heat purge process proceeds.
구체적으로, 압축기로부터 생산되어 저장된 압축 공기가 제1 챔버(20)를 통과하면서 건조 상태로 배출되는 건조 공기 중 일부(예, 7% 정도)가 퍼지 제어 밸브(V4)를 통해 히터(30)를 경유하여 제2 챔버(40)로 바이패스 경로로 공급됨으로써 제2 챔버에서는 히터에 의해 가열된 고온의 건조 압축 공기에 의해 재생이 이루어진다.Particularly, some of the dry air (for example, about 7%) that is produced and discharged from the compressor through the
재생 과정에서 수분 흡수된 압축 공기는 소음기(S)를 통해 외부로 배출되거나 양방향 버터플라이 밸브와 같은 밸브 수단를 통해 제1 챔버 측으로 전달된다.The compressed air absorbed in the regeneration process is discharged to the outside through the silencer S or to the first chamber side through a valve means such as a bidirectional butterfly valve.
소음기와 밸브 수단은 제어부에 의해 제어됨으로써 제1 챔버로 공급되고 제2 챔버로부터 배출되는 압축 공기의 흐름이 제어된다.The silencer and the valve means are controlled by the control unit so that the flow of compressed air supplied to the first chamber and discharged from the second chamber is controlled.
상기 압축 공기의 현장에서의 사용량의 임계값은 상기 압축기의 부하율 또는 출력 압력에 대응하며, 상기 부하율은 75% 이하이고, 상기 출력 압력은 0.7 Mpa일 수 있다.The threshold value of the amount of compressed air in the field corresponds to the load factor or the output pressure of the compressor, the load factor is 75% or less, and the output pressure may be 0.7 MPa.
이상의 구성에 따르면, 본 발명의 압축 공기 건조 시스템은 작업 현장에서 압축 가스의 사용량이 압축 공기 발생량의 약 75% 정도의 임계값 이상이면, 압축기의 압축열을 이용하는 압축열 활용 프로세스가 진행되고, 임계값 미만이면, 압축기를 언로딩 상태로 전환하여 에너지 소비를 줄이고 재생을 위한 히터의 작동을 중지시킴과 함께 소정의 시간이 경과된 후에는 히트 퍼지 프로세스가 진행된다.In the compressed air drying system of the present invention, when the amount of compressed gas used at the work site is equal to or greater than a threshold value of about 75% of the amount of compressed air generated, the compressed heat utilization process using the compressed heat of the compressor progresses, If the value is less than the value, the compressor is switched to the unloading state to reduce the energy consumption and stop the operation of the heater for regeneration, and the heat purge process proceeds after a predetermined time elapses.
한편, 본 발명은 압축기로부터 생산된 압축 공기의 건조를 행하는 제1 챔버와, 상기 압축 공기의 건조 과정에서 교환된 수분의 제거를 통해 재생을 행하는 제2 챔버를 포함하는 전술한 압축 공기 건조 시스템을 사용하여 압축 공기를 건조하는 방법을 제공한다.The present invention also relates to a compressed air drying system comprising a first chamber for drying compressed air produced from a compressor and a second chamber for regeneration through removal of water exchanged during the drying of the compressed air, To provide a method for drying compressed air.
도 4에 예시된 바와 같이, 상기 방법은 압축기를 가동시키는 단계와, 상기 제1 챔버에 의해 건조된 압축 공기의 사용량을 감지하는 단계와, 상기 압축 공기의 사용량이 임계값 이상이면, 상기 압축기로부터 바로 생산된 압축 공기의 일부와 히터를 사용하여 재생을 수행하는 압축 공기 활용 프로세스를 수행하고, 상기 압축 공기의 사용량이 상기 임계값 미만이면, 상기 압축기가 언로딩 상태로 전환되도록 하고 상기 히터의 작동을 중지시키고, 소정의 설정 시간 경과 후 소정의 설정 유지 시간 동안 상기 제1 챔버로부터 건조된 압축 공기의 일부와 상기 히터를 사용하여 재생을 수행하는 히트 퍼지 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.As illustrated in FIG. 4, the method comprises the steps of operating a compressor, sensing the amount of compressed air dried by the first chamber, and if the amount of compressed air used is greater than or equal to a threshold value, Wherein the controller is configured to perform a compressed air utilization process for performing the regeneration using a part of the compressed air and the heater that are directly produced and if the usage amount of the compressed air is less than the threshold value, And performing a heat purge process for performing regeneration using the heater and a part of the compressed air dried from the first chamber for a predetermined set holding time after a predetermined set time has elapsed do.
상기 압축 공기 활용 프로세스는 상기 압축기와 재생을 위한 제2 챔버 간을 히터를 경유하여 바이패스 연결하여 상기 압축기로부터 바로 생산된 압축 가스의 일부를 제2 챔버로 공급하며, 상기 히터를 가동시키는 단계를 포함한다.The compressed air utilization process bypasses a connection between the compressor and a second chamber for regeneration via a heater to supply a portion of the compressed gas directly produced from the compressor to the second chamber, .
또한, 상기 히트 퍼지 프로세스는 상기 제1 챔버로부터 건조된 압축 공기가 유출되는 유출구와 상기 제2 챔버 간을 히터를 경유하여 바이패스 연결하여 상기 제1 챔버로부터 나오는 건조 압축 공기의 일부를 상기 제2 챔버로 공급하며, 상기 히터를 가동시키는 단계를 포함한다.Also, the heat purge process bypasses a portion of the dry compressed air coming out of the first chamber through an outlet through which the compressed air dried from the first chamber flows out and the second chamber via the heater, To the chamber, and activating the heater.
상기 압축기로부터 생산된 압축 공기의 온도는 2차 또는 3차의 압축 과정을 통해 100~150℃일 수 있으며, 제1 냉각 유닛에 의해 냉각된 상태로 제1 챔버에 공급되는 압축 공기의 온도는 40℃ 이하일 수 있다.The temperature of the compressed air produced by the compressor may be 100 to 150 ° C through a second or third compression process and the temperature of the compressed air supplied to the first chamber in a state cooled by the first cooling unit is 40 Deg.] C or less.
상기 압축기와 상기 제2 챔버 간의 바이패스 연결시, 상기 압축기로부터의 출력되는 압축 공기의 30% 이하가 제2 챔버로 공급될 수 있으며, 공급되는 도중에 재생 온도(예, 140-150℃)에 도달하도록 히터에 의해 가열이 이루어진다.When the compressor and the second chamber are connected by bypass, less than 30% of the compressed air output from the compressor can be supplied to the second chamber and the regeneration temperature (for example, 140-150 ° C) The heating is performed by the heater.
상기 사용량의 임계값은 상기 압축기의 부하율 또는 출력 압력에 연동하여 변하며, 상기 부하율은 75% 이하이고, 상기 출력 압력은 0.7 Mpa일 수 있다.The threshold value of the amount of use varies depending on the load factor or the output pressure of the compressor, the load factor is 75% or less, and the output pressure may be 0.7 Mpa.
이상의 구성에 따르면, 본 발명의 압축 공기 건조 방법은 작업 현장에서 압축 가스의 사용량이 압축 공기 발생량의 약 75% 정도의 임계값 이상이면, 압축기의 압축열을 이용하는 압축열 활용 프로세스가 진행되고, 임계값 미만이면, 압축기를 언로딩 상태로 전환하여 에너지 소비를 줄이고 재생을 위한 히터의 작동을 중지시킴과 함께 소정의 시간이 경과된 후에는 히트 퍼지 프로세스가 진행된다.According to the above-described construction, in the compressed air drying method of the present invention, when the amount of compressed gas used at the work site is equal to or greater than a threshold value of about 75% of the amount of compressed air generated, the compressed heat utilization process using the compressed heat of the compressor progresses, If the value is less than the value, the compressor is switched to the unloading state to reduce the energy consumption and stop the operation of the heater for regeneration, and the heat purge process proceeds after a predetermined time elapses.
Claims (16)
압축기로부터 생산된 압축 공기를 냉각시키는 제1 냉각 유닛과;
수분 흡착제를 내장하고 상기 제1 냉각 유닛으로부터 냉각된 압축 공기를 건조하는 제1 챔버와;
상기 제1 챔버로부터 나오는 건조 압축 공기를 배출하는 유출구와;
수분 흡착제를 내장하며, 상기 유출구 및 상기 압축기와 바이패스 연결되어 상기 압축 공기의 건조 과정에서 교환된 수분의 제거를 통해 재생을 행하는 제2 챔버와;
상기 제2 챔버의 바이패스 경로 상에 위치되어 바이패스 압축 공기를 가열하는 히터와;
상기 제2 챔버에 연결되고 상기 제2 챔버로부터 나오는 압축 공기를 냉각시키는 제2 냉각 유닛과;
상기 제2 냉각 유닛으로부터 나오는 압축 공기를 제1 챔버로 공급하는 밸브 수단과;
상기 건조 및 재생 과정과 압축 공기의 연결을 제어하는 제어부을 포함하며,
상기 제1 챔버로부터 건조된 건조 압축 공기의 사용량이 임계 사용량 이상이면, 상기 압축기와 상기 제2 챔버 간의 바이패스 연결이 개방되어 상기 압축기로부터의 출력되는 압축 공기의 30% 이하가 제2 챔버로 바이패스 공급되고 상기 히터가 작동되며, 상기 사용량이 임계값 미만이면, 상기 압축기가 언로딩 상태로 전환되고 상기 히터의 작동이 중지되며, 소정의 설정 대기 시간 경과 후, 소정의 설정 유지 시간 동안 상기 유출구와 상기 제2 챔버 간의 바이패스 연결이 개방되어 상기 유출구로 배출되는 건조 공기량 중 7% 이하의 건조 공기가 히터를 경유하여 제2 챔버로 공급되는 바이패스가 수행되고 상기 히터가 작동되는 것을 특징으로 하는 흡착식 압축 공기 건조 시스템.A desiccant compressed air drying system comprising:
A first cooling unit for cooling the compressed air produced from the compressor;
A first chamber for containing the moisture adsorbent and drying the compressed air cooled from the first cooling unit;
An outlet for discharging dry compressed air from the first chamber;
A second chamber that contains a moisture absorbent and bypasses the outlet and the compressor to perform regeneration through removal of moisture exchanged during the drying of the compressed air;
A heater disposed on the bypass path of the second chamber to heat bypass compressed air;
A second cooling unit connected to the second chamber and cooling the compressed air coming out of the second chamber;
Valve means for supplying compressed air from the second cooling unit to the first chamber;
And a controller for controlling connection of the compressed air with the drying and regeneration process,
The bypass connection between the compressor and the second chamber is opened so that no more than 30% of the compressed air output from the compressor flows into the second chamber, and when the amount of the dried compressed air dried from the first chamber is greater than the critical usage amount, The compressor is switched to the unloading state and the operation of the heater is stopped, and after a lapse of a predetermined waiting time, the compressor is switched to the unloading state, And the bypass connection between the first chamber and the second chamber is opened and dry air of 7% or less of the amount of dry air discharged to the outflow port is supplied to the second chamber via the heater, and the heater is operated A suction type compressed air drying system.
압축기를 가동시키는 단계와;
상기 제1 챔버에 의해 건조된 압축 공기의 사용량을 감지하는 단계와;
상기 압축 공기의 사용량이 임계값 이상이면, 상기 압축기로부터 바로 생산된 압축 공기의 일부와 히터를 사용하여 재생을 수행하는 압축 공기 활용 프로세스를 수행하고, 상기 압축 공기의 사용량이 상기 임계값 미만이면, 상기 압축기가 언로딩 상태로 전환되도록 하고 상기 히터의 작동을 중지시키고, 소정의 설정 시간 경과 후 소정의 설정 유지 시간 동안 상기 제1 챔버로부터 건조된 압축 공기의 일부와 상기 히터를 사용하여 재생을 수행하는 히트 퍼지 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 압축 공기 활용 프로세스는 상기 히터를 경유하여 상기 압축기와 상기 제2 챔버 간을 바이패스 연결하여 상기 압축기로부터 바로 생산된 압축 가스의 일부를 상기 제2 챔버로 공급하며, 상기 히터를 가동시키는 단계를 포함하고,
상기 히트 퍼지 프로세스는 상기 제1 챔버로부터 건조된 압축 공기가 유출되는 유출구와 상기 제2 챔버 간을 상기 히터를 경유하여 바이패스 연결하여 상기 제1 챔버로부터 나오는 건조 압축 공기의 일부를 상기 제2 챔버로 공급하며, 상기 히터를 가동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착식 압축 공기 건조 방법.There is provided a method of drying compressed air using a compressed air drying system including a first chamber for drying compressed air produced from a compressor and a second chamber for performing regeneration through removal of water exchanged in the course of drying the compressed air As a method:
Operating the compressor;
Sensing an amount of compressed air dried by the first chamber;
Wherein when the usage amount of the compressed air is greater than or equal to a threshold value, a compressed air utilization process is performed in which the regeneration is performed using a part of the compressed air directly produced from the compressor and a heater, The controller causes the compressor to be switched to the unloading state, stops the operation of the heater, performs the regeneration using the heater and a part of the compressed air dried from the first chamber for a predetermined setting holding time after a predetermined set time has elapsed And performing a heat purge process,
The compressed air utilization process bypassing the compressor and the second chamber via the heater to supply a portion of the compressed gas directly produced from the compressor to the second chamber and actuating the heater Including,
The heat purge process bypasses the outlet port through which the compressed air dried out of the first chamber flows out and the second chamber via the heater so that part of the dry compressed air coming out of the first chamber flows into the second chamber And driving the heater. The adsorption type compressed air drying method according to claim 1,
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191120 Year of fee payment: 4 |
|
| R401 | Registration of restoration |