KR101634592B1 - Apparatus for preventing generation of white plume for multi-step real time by using wave-type heat exchanger - Google Patents
Apparatus for preventing generation of white plume for multi-step real time by using wave-type heat exchanger Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 실시간으로 굴뚝 내부의 온도 및 습도를 측정하여, 이의 공기상태값을 기준으로 공기선도의 노점온도 이하가 되도록, 1차적으로 파형 열교환기에 열매체를 공급하고, 2차적으로 외부공기와 혼합하고, 3차적으로 외부의 히트펌프장치를 작동하여, 열매체를 공급하여, 백연현상을 완전히 제거하는 파형 열교환기에 의한 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 제공하고자 하는 것이다. The present invention relates to an apparatus for preventing white smoke of a multi-stage real-time chimney by a waveform heat exchanger. Specifically, the temperature and humidity inside the chimney are measured in real time, and the heating medium is firstly supplied to the corrugated heat exchanger so as to be equal to or lower than the dew point temperature of the air line on the basis of the air condition value thereof. And to provide an apparatus for preventing white smoke of a real-time chimney by means of a waveform heat exchanger which operates an external heat pump device to supply a heating medium to completely eliminate the white smoke phenomenon.
일반적으로 백연 현상(white plume phenomenon)이란 수분을 함유하고 있는 배기가스가 굴뚝에서 배출되어 대기와 혼합, 확산될 때 온도가 내려가 배기가스 중의 수증기가 노점 이하로 되면, 결로하여 미세한 액적 상태로 되어 흰 연기와 같이 보이는 현상이다. In general, the white plume phenomenon is a phenomenon in which when the exhaust gas containing water is discharged from a chimney and mixed with or diffused into the atmosphere, when the temperature is lowered and the water vapor in the exhaust gas becomes below the dew point, It is a phenomenon that looks like smoke.
습식백연탈황설비나 배기가스처리설비로 웨트 스크류버(wet scrubber), 워터 Z퀀처(water quencher) 등을 사용하는 쓰레기 소각설비, 발전설비 등에서는 배기가스 중에 수분이 다량으로 포함되어 있기 때문에, 상기와 같은 백연 현상이 빈번하게 나타나게 되며, 일반 보일러의 경우는 습도가 낮아 그 심각도는 적으나, 백연 현상은 동일하다.Since the exhaust gas contains a large amount of moisture in the wet flue gas desulfurization equipment or the waste incineration facility using the wet scrubber and the water quencher with the exhaust gas treatment facility and the power generation facilities, . In general boilers, the humidity is low and its severity is low, but the white smoke phenomenon is the same.
백연 현상에 대해서 법적 규제는 없으나, 일반적으로 백연 현상을 제거하려는 것은 배기가스 내의 수분과 산화물이 반응하여 굴뚝 내부를 부식시키는 것을 방지하고, 배기가스 온도를 높여 배기가스의 통풍력을 향상시켜 배기가스의 대기 확산을 용이하게 하고, 비행장 근처에서 항공기 이착륙시 시계를 확보하고, 도시, 관광지에서의 미관을 해치는 것을 방지하고, 웨트 스크류버에서 배출되는 백연의 경우 완전히 기화되지 못한 산성물질 및 중화반응 부산물인 액적 상태의 수증기가 확산되지 못하고 굴뚝 아래로 낙하하여 주위의 차량, 건물, 인체 등에 접촉하여 약영향을 미치게 하는 것을 방지하기 위한 것들 때문이다.There is no legal restriction on the white smoke phenomenon, but in order to eliminate the white smoke phenomenon in general, it is necessary to prevent the inside of the chimney from being corroded by the reaction of moisture and oxides in the exhaust gas and to increase the exhaust gas temperature to improve the ventilation power of the exhaust gas, It facilitates the diffusion of air, secures a watch when the airplane is landing and landed near an airfield, prevents harm to the sight in the city and sightseeing spot, and in the case of white smoke discharged from wetscrew burrs, This is because water vapor in a droplet state can not be diffused and falls down the chimney so as to prevent the liquid from contacting with surrounding vehicles, buildings, and the like to have a weak influence.
일반적으로 백연 방지를 위하여 시도되고 있는 방안으로서, 습 포화상태의 배기가스를 백연이 없어질 때까지 가열시켜 상대습도를 100% 이하까지 저감토록 하여야 하기 때문에 이에 소요되는 연료 사용량이 많음에 따른 시설 유지비가 높고, 외부의 공기를 혼합시켜 배기가스를 희석시킴으로서 배기가스의 상대습도를 저감시키는 방식 또한 상대습도를 저감토록 하기 위하여 필요한 희석공기가 다량 필요하기 때문에 커다란 용량의 희석장치를 비롯한 설치비용이 매우 높은 문제점이 있는 것이다 In general, as an attempt to prevent white smoke, it is necessary to reduce the relative humidity to less than 100% by heating the exhaust gas in a wet saturated state until the white smoke disappears. Therefore, the facility maintenance cost And the method of reducing the relative humidity of the exhaust gas by diluting the exhaust gas by mixing the outside air also requires a large amount of dilution air required to reduce the relative humidity, so that the installation cost including the dilution device with a large capacity is very high There is a high problem
현재, 백연방지를 위해 시도되는 방안들은 배기가스를 가열하는 방식, 외부공기와 배기가스를 혼합하는 방식, 외부에 응축기를 설치하는 방식 등이 알려져 있다. 하지만, 이와 같은 방식들 중에서, 배기가스를 가열하는 방식은 연료비와 시Currently, attempts to prevent white smoke are known such as a method of heating the exhaust gas, a method of mixing the outside air and the exhaust gas, and a method of installing the condenser on the outside. However, among these methods, the method of heating the exhaust gas is different from the method
설유지비 측면에서 경제성이 없으며, 외부공기와 배기가스를 혼합하는 방식은 다량의 공기가 필요함에 따라 이 방식 또한 경제성이 떨어지며, 또한, 설치가 복잡하고 설치공간도 많이 필요하여서 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. The method of mixing outside air and exhaust gas requires a large amount of air, and this method is also not economical. Also, since the installation is complicated and the installation space is required, it is costly .
또한, 배기가스의 열역학적인 상태는 외부공기의 온도 및 습도와 밀접한 관계가 있으며, 이는 매시간마다 배기가스에 의한 백연발생상태가 예측할 수 없을 정도로 변하고 있으나, 종래의 백연저감장치는 백연 발생상태여부와 관계없이 작동되어, 작동비용 및 유지비용이 불필요하거나, 과도하게 발생되는 문제점이 있다.In addition, the thermodynamic state of the exhaust gas is closely related to the temperature and humidity of the outside air, and the state of occurrence of white smoke due to exhaust gas changes every hour, which is unpredictable. However, in the conventional white smoke reduction apparatus, There is a problem in that operation cost and maintenance cost are unnecessary or excessive.
따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 백연이 발생되는 배기가스를 배출하는 굴뚝의 내부에 파형타입의 백연방지 열교환기를 설치하고, 효율적인 파형 열교환기를 백연저감장치에 제공하여, 열전달효율을 증가시키고, 상기 열교환기에 배기가스가 통과는 배기유로를 형성하고, 상기 배기유로와 상호 간접열교환하는 열교환매체의 유로를 형성하여, 1차적으로 백연방지저감 기능을 부가하여, 백연을 저감시키고, 상기 파형열교환기 후단으로 유출된 배기가스의 온도 및 습도를 측정하여, 배기가스의 백연발생상태를 측정하여, 설정된 백연발생영역 범위내에 있는 경우에는, 2차적으로 굴뚝 유출구의 외부에 외부공기를 혼합한 2차 백연저감장치를 작동시켜, 굴뚝의 외부로 유출되는 배기가스의 백연현상을 제저하고, 3차적으로 열교환매체와 히트펌프장치를 상호 간접적으로 연결하여, 백연현상을 완전히 제거하는 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a flue gas heat exchanger of the corrugated type in the inside of a flue for discharging exhaust gas from which white smoke is generated and to provide an efficient wave heat exchanger Thereby forming an exhaust flow path through which the exhaust gas passes through the heat exchanger and forming a flow path of a heat exchange medium for indirect heat exchange with the exhaust flow path, The white smoke is reduced and the temperature and humidity of the exhaust gas flowing out to the rear end of the corrugated heat exchanger are measured to measure the white smoke generation state of the exhaust gas. The secondary flue gas desulfurization device in which the external air is mixed is operated to control the white smoke of the exhaust gas flowing out of the chimney That is, the three primary connecting the heat exchange medium and a heat pump unit with each other indirectly, intended to provide the white smoke prevention device in the multi-step real-time chimney by groups waveform heat exchange to remove the plume phenomenon.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 , 본 발명은 굴뚝내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 파형열교환기를 장착하되; 상기 열교환기의 유로는 라운딩된 파형상으로 형성되어, 배기유로는 파형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로는 배기유로의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지며, 상기 배기유로와 간접열교환되는 열교환유로가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하며, 상기 굴뚝의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하고; 상기 벌잡형 열교환기후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 외부공기팬의 작동여부를 판단하는 제어부를 포함하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 파형 열교환기에 의한 실시간 다단계 굴뚝의 백연방지장치를 제공하는 것이다. In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that a white heat prevention waveform heat exchanger having two flow passages independently formed in a chimney is mounted; Wherein the flow path of the heat exchanger is formed into a rounded corrugated shape so that the exhaust flow path forms a central inside of the corrugated shape and the heat exchange flow path has a waveform shape forming the rim of the exhaust flow path, A plurality of external centrifugal air fans are installed on the inside of the white smoke spreading head installed above the outlet of the chimney so as to increase the heat transfer area and promote the heat transfer of the exhaust gas and the heat exchange medium A duct for vertically discharging white smoke is horizontally changed to be discharged to the outside and a duct for sucking outside air is attached to form an external air mixing device in which the discharged white smoke and external air are mixed with each other; And a control unit for measuring the temperature and the absolute humidity of the exhaust gas from the downstream sensor at which the temperature and humidity of the exhaust gas of the honeycomb type heat exchange climate end are measured to determine whether the external air fan is operated when the white smoke is generated. The present invention also provides an apparatus for preventing white smoke of a real-time multi-stage chimney by the waveform heat exchanger.
본 발명에 따른 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치는 굴뚝내부에 배기가스의 온도 및 습도를 실시간으로 측정하여, 백연이 발생되지 않는 공기상태를 제어부로부터 실시간으로 계산하여, 이를 이용하여 열교환매체를 공급시킬수 있는 파형 열교환기를 설치하여 열교환능력을 증가시키며, 실시간으로 백연발생상태를 확인하여, 외부공기와 배기가스를 상호 혼합시켜서, 배출된 백연상태를 희석시켜서, 2차적으로 백연발생을 제거시키고, 3차적으로 상기 열교환매체는 외부의 히트펌프장치와 연계하여, 백연발생을 완전히 제거하는 폐순환회로를 형성하여, 다단계의 안정적인 장치를 제공하는 효과를 포함하고 있다. A device for preventing white smoke of a multi-stage real-time smokestack by a waveform heat exchanger according to the present invention measures temperature and humidity of an exhaust gas in a chimney in real time, calculates air conditions in which no white smoke is generated from the control unit in real time, A wave heat exchanger capable of supplying the medium is installed to increase the heat exchange ability and to check the state of occurrence of white smoke in real time and to mix the outside air and the exhaust gas to dilute the discharged white smoke state, And thirdly, the heat exchange medium includes an effect of providing a multi-stage stable device by forming a closed loop circuit that completely eliminates the occurrence of white smoke in connection with an external heat pump device.
이는 실시간으로 백연발생상태를 확인하여, 필요시에 백연저감장치 및 방법을 제공하여, 불필요한 장치의 작동을 방지하여, 불필요한 유지비용을 제거하여, 장치의 수면연장 및 최소한의 유지비용을 제공하고자 하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a device and method for controlling white smoke in real time by checking the state of occurrence of white smoke to prevent unnecessary operation of the device and to eliminate unnecessary maintenance costs, There is.
도 1은 본 발명의 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 파형 열교환기를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 외부공기혼합장치의 평면도를 나타낸 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus for preventing white smoke of a multi-stage real-time chimney by a corrugated heat exchanger according to the present invention. FIG.
2 is a schematic diagram showing a corrugated heat exchanger of the present invention;
3 is a schematic view showing a plan view of the external air mixing apparatus of the present invention.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing in detail several embodiments of the invention, it will be appreciated that the application is not limited to the details of construction and arrangement of components set forth in the following detailed description or illustrated in the drawings. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral," and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features in order to achieve the above object.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
본 발명에 따른 실시예를 살펴보면, According to an embodiment of the present invention,
굴뚝(100)내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 파형열교환기(20)를 장착하되; Mounting an anti-whitening corrugated heat exchanger (20) in which two flow paths are independently formed in a chimney (100);
상기 열교환기(20)의 유로는 라운딩된 파형상으로 형성되어, 배기유로(21)는 파형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로(22)는 배기유로(21)의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지며, 상기 배기유로(21)와 간접열교환되는 열교환유로(22)가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하며,The flow path of the
상기 굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하고, A plurality of external centrifugal air fans (60) are installed inside the white smoke spreading shade (50) provided at the upper part of the outlet of the chimney (100) to change the white smoke vertically discharged to be discharged to the outside, A
상기 파형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 외부공기팬(30)의 작동여부를 판단하는 제어부(40)를 포함하도록; 이루어진 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치에 관한 것이다.The temperature and the absolute humidity of the exhaust gas are measured from the
또한, 상기 파형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 상기 굴뚝(100)의 내부 공기팬(70)과, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(71)를 부가하여, 상기 굴뚝(100)의 내부 백연과 외부공기를 상호 혼합하도록; 이루어진 것이다. The temperature and the absolute humidity of the exhaust gas are measured from the
또한, 전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 제어부(40)를 포함하도록; 이루어진 것이다. In addition, the
또한, 백연방지방법에 있어서, Further, in the white smoke prevention method,
굴뚝(100)내부에 배기유로(21)와 열교환유로(22)가 각각 독립적으로 상호 교번으로 다수개 형성된 백연방지용 파형 열교환기(20)를 장착하는 단계(S100)와; (S100) of installing a whitening prevention waveform heat exchanger (20) in which a plurality of exhaust flow paths (21) and a heat exchange flow path (22) are independently provided alternately in a chimney (100);
굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하는 단계(S200)와; A plurality of external
상기 파형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 제어부(40)로부터 외부공기팬(30)을 작동하는 단계(S300);를 포함하되,The temperature and the absolute humidity of the exhaust gas are measured from the
상기 S100단계에서,In step S100,
상기 열교환기(20)의 열교환유로(22)에 열매체를 공급하기 위하여In order to supply the heating medium to the
전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 제어부(40)를 작동하는 단계(S110)가 선택적으로 포함하도록; 이루어진 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지방법에 관한 것이다. The
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an apparatus for preventing white smoke of a multi-stage real-time chimney by a corrugated heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG.
이를 상세히 설명하면, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, To explain this in detail, as shown in Figs. 1 and 2,
1차적으로 백연발생을 저감시키기 위하여, In order to primarily reduce the occurrence of white smoke,
굴뚝(100)내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 파형열교환기(20)를 장착하며, 상기 열교환기(20)를 상세히 설명하면 다음과 같다. A whitening prevention
본 발명의 열교환기는 2개의 독립된 유로를 형성하되, 내부는 라운딩된 파형상으로 형성되어서, 굴뚝(100)의 배기가스가 유입되는 배기유로(21)는 파형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로(22)는 배기유로(21)의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지는 파형상의 열교환기를 특징으로 하는 것이다.The heat exchanger of the present invention forms two independent flow paths, and the inside of the heat exchanger is formed into a rounded corrugated shape so that the
이러한 파형상으로 이루어진 상기 배기유로(21)와 간접열교환되는 열교환유로(22)가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하는 것이다.And a plurality of
이는 굴뚝의 고온다습의 배기가스가 배출되면서 발생될 수 있는 불필요한 백연현상을 방지하기 위하여, 배기가스의 온도 및 습도를 저감시키도록, 배기가스와 간접적으로 열교환되는 열교환매체를 제공하여, 1차적으로 백연을 발생시키는 백연방지 열교환기(20)를 굴뚝의 내부에 장착시키는 파형 열교환기 구조를 제공하고자 하는 것이다.This is to provide a heat exchange medium indirectly heat-exchanged with the exhaust gas so as to reduce the temperature and humidity of the exhaust gas in order to prevent the unnecessary whitening phenomenon that may occur when the exhaust gas of the high temperature and humidity of the chimney is discharged, And to provide a corrugated heat exchanger structure in which a white smoke preventing heat exchanger (20) for generating white smoke is mounted inside a chimney.
이는 열교환효율을 증가시키고, 보다 신뢰성과 안정성이 보장된 간접열교환방식을 채택하는 것이며, 상기 2개의 유로는 상호 교번으로 다수개로 이루어 지는 파형구조를 특징으로 하는 것이다.This is to adopt an indirect heat exchange system which increases the heat exchange efficiency and ensures more reliability and stability, and is characterized by a corrugated structure in which the two channels are alternately arranged in plural numbers.
상기 배기가스와 간접열교환하는 열교환매체의 공급온도는 시간이 경과함에 따라서, 점점 증가하게 되며, 어느 시간이 지나면, 더 이상 배기가스의 온도 및 습도를 저감할 수 있는 온도범위를 벗어나게 되어서, 백연방지의 효과를 기대할 수 없게 되는 것이다. The supply temperature of the heat exchange medium indirectly heat-exchanged with the exhaust gas gradually increases with time, and after a certain period of time, the temperature is outside the temperature range where the temperature and humidity of the exhaust gas can be further reduced, Can not be expected.
그러므로, 본 발명의 다른 실시예로서, 2차적인 백연발생저감장치를 제공하는 것이며, 이는 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 다음과 같다.Therefore, as another embodiment of the present invention, there is provided a secondary antifreeze reduction device, as shown in Figs. 1 and 3, as follows.
상기 굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 백연확산갓(50)을 부착하는 것이다. And the white
이는 수직으로 상향배출되는 배기가스를 수평으로 방향을 전환시키므로 백연을 확산시키며, 희석시키는 효과를 제공하는 것이다.This is to provide an effect of diffusing and diluting the white smoke by changing the direction of the vertically upward exhaust gas horizontally.
이러한 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.A plurality of external
1차적인 저감장치로서도, 배기가스내에 아직 잔재하는 백연배기가스에 외부공기를 강제유도하여, 상호 혼합시켜서 백연현상을 완전히 저감시키는 장치를 제공하고자 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for forcibly inducing external air to a white smoke exhaust gas still remaining in an exhaust gas and mixing them together to completely reduce white smoke.
본 발명의 특징은 상기의 외부공기 혼합장치의 작동여부를 실시간으로 판단하여 제공하는 것에 있는 것으로서, 이를 위하여, 상기 파형 열교환기(20) 후단의 후단센서(80)를 부착하여, 이를 통하여 열교환기(20)로부터 유출되는 배기가스온도 및 절대습도를 측정하여, 이를 제어부(40)가 수신하여, 측정된 센서값과 이에 따른 백연발생여부를 판단하는 것이다.The present invention is characterized in that it is determined in real time whether or not the external air mixing device operates as described above. To this end, a
이는 측정된 배기가스의 온도 및 습도가 공기선도의 포화상태이상의 영역에 포함되는 경우에는 수증기가 발생되어, 백연이 발생된다고 판단하며, 이러한 공기선도의 열역학적 생태값은 제어부(40)이 사전에 저장되어 있으므로, 측정된 온도 및 습도값을 사전에 저장된 공기상태선도에 의하여, 배기가스의 공기상태값을 판단하는 것이다. If the measured temperature and humidity of the exhaust gas are included in a region above the saturation state of the air line, it is determined that steam is generated and white smoke is generated. The thermodynamic ecological value of the air line is stored in advance The air condition value of the exhaust gas is judged by the air condition diagram stored beforehand with the measured temperature and humidity value.
만약에 배기가스의 공기상태가 백연 발생상태인 경우에 제어부(40)로부터 외부공기팬(30)의 작동을 지시하는 것을 특징으로 하는 것이다.The operation of the
또한, 외부공기의 혼합장치의 다른 실시예로서, 백연 발생상태인 경우에 상기 굴뚝(100)의 내부 공기팬(70)과, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(71)를 부가하여, 상기 굴뚝(100)의 내부 백연과 외부공기를 상호 혼합하도록; 이루어진 것이다. As another embodiment of the external air mixing apparatus, when the white smoke is generated, the
이는 굴뚝(100)을 건축설계시에, 내부에 공기팬(70)을 장착시키는 구성을 부가하는 것에 특징이 있는 것이다.This is characterized in that the
본 발명의 또 다른 실시예로서의 3차적인 백연발생저감장치를 설명하면, 다음과 같다.A third embodiment of the present invention will be described below.
열교환가(20)의 유입구에 전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연발생상태여부를 판단하는 것이다.The
판단기준은 상기에 기재한 바와 같이, 측정된 배기가스의 온도 및 습도가 공기선도의 포화상태이상의 영역에 포함되는 경우에는 수증기가 발생되어, 백연이 발생된다고 판단하며, 이러한 공기선도의 열역학적 생태값은 제어부(40)이 사전에 저장되어 있으므로, 측정된 온도 및 습도값을 사전에 저장된 공기상태선도에 의하여, 배기가스의 공기상태값을 판단하는 것이다.As described above, when the measured temperature and humidity of the exhaust gas are included in a region above the saturation state of the air line, it is determined that water vapor is generated and white smoke is generated, and the thermodynamic ecological value The air condition value of the exhaust gas is determined based on the air condition diagram stored beforehand as the measured temperature and humidity value because the
백연 발생상태인 경우에는, 제어부(40)로부터, 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 하는 것이다. The
배기가스와 열교환하는 열교환매체의 온도는 시간이 경과하면서, 점점 증가하기 때문에, 열교환능력이 현저히 감소하는 것이다.Since the temperature of the heat exchange medium which exchanges heat with the exhaust gas gradually increases over time, the heat exchange ability is remarkably reduced.
이러한 열교환매체의 온도를 일정하게 유지하기 위한 장치로서, 외부의 히트펌프(10)와 연계하여, 히트펌프(10)을 형성하는 증발기의 온도를 조절하여, 증발기와 간접적으로 열교환하는 열교환유로(22)에 일정한 열교환매체을 실시간으로 공급하는 장치를 특징으로 하는 것이다.A
상기 열교환유로(22)의 열교환매체는 상기 배기가스와의 열교환과정에서 배기가스의 온도를 냉각제습시켜서, 고온다습의 배기가스의 온도 및 습도를 조절하여 백연이 발생하지 않도록 하는 역할을 하는 것이다.The heat exchange medium of the
냉각제습에 의한 배기가스의 응축수발생으로 인한 응축수 배출이 예상되나, 이러한 응축수배출에 의한 응축수 배출구성은 본 발명의 특징과는 다른 기술적 특징을 포함하고 있으므로, 이는 본 발명에서는 생략하기로 한다.The condensed water discharge due to the generation of the condensed water of the exhaust gas due to the cooling and dehumidification is expected. However, the condensed water discharge configuration due to the discharge of the condensed water includes the technical features different from the features of the present invention.
이를 위하여, 상기 열교환기(20)로 유입 또는 유출되는 배기가스의 온습도센서(30)로부터 온도 및 습도를 측정하여 제어부(40)로 측정값을 보내고, 이를 기준으로 노점온도가 되는 온도범위를 계산하고, 이를 판단기준으로 실시간으로 제어부(40)로부터 외부 공기팬 또는 히트펌프의 증발기의 증발온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.For this purpose, the temperature and humidity of the exhaust gas flowing into or out of the
예를 들면, 히트펌프(10)의 증발기의 제어장치를 설명하면, 백연이 상기 열교환기(20)로 유입되는 온도 및 습도를 측정하고, 습도는 평균 상대 습도로 하고, 이에 따른 노점온도를 계산하고, 열교환기(20)의 열교환매체의 온도와 상호 설정된 온도구배(대략 온도차 5도정도)가 되도록 상기 히트펌프장치(10)를 조절하는 것이다.For example, the control device of the evaporator of the
상기 히트펌프장치(10)의 조절방식은 팽창밸브를 조절하여, 증발온도를 조절거나, 압축기를 가변하여, 조절할 수 있는 것이다.The control method of the
상기와 같이, 열교환기(20)의 열교환유로(22)의 열교환매체의 온도는 상기 히트펌프(10)의 조절에 의하여, 백연의 노점온도이하가 되도록 상기 히트펌프(10)를 구성하는 증발기의 증발온도를 조절하는 것이다. As described above, the temperature of the heat exchange medium in the
이러한, 제어장치에 의하여, 백연의 증발잠열에 의한 습기는 제거되고 상기 열교환기(20)의 유출되는 배기가스 절대습도는 외기의 노점온도 이하이기 때문에 백연이 방지되는 것이다.By this control device, moisture caused by the latent heat of evaporation of white smoke is removed, and the absolute humidity of the exhaust gas flowing out of the heat exchanger (20) is lower than the dew point temperature of the outside air.
히트펌프장치(10)의 구성인 열교환기는 다른 열교환기(11)와 상호 열교환되며, 상기 열교환매체(22)는 상기 열교환기(11)와 상호 간접열교환으로 온도가 조절될수 있으며(도 1에 도시), 또한, 상기 열교환매체는 히트펌프장치(10)의 구성인 열교환기와 상호 열교환할 수도 있는 것이다(도면 미도시)The heat exchanger as a constitution of the
백연발생이 시작되는 배기가스의 온도 및 습도값이 미리 제어부(40)에 저장되어 있으며, 상기 온도 및 습도값의 영역이 되지 않을 배기가스의 온도 및 습도가 되도록 열교환매체의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하며, 이를 위하여, 제어부(40)로부터 외부공기팬을 작동시키거나, 또는 히트펌프장치의 작동조건을 조절하여, 열교환매체의 온도는 조절되도록 하는 장치를 제공하는 것이다. The temperature of the heat exchange medium is adjusted so that the temperature and humidity value of the exhaust gas in which the white smoke generation starts are stored in advance in the
백연이 발생되지 않을 상기 히트펌프(10)의 작동조건에 대한 구체적이고, 세부적인 제어방법은 본 발명의 목적과는 다른 기술적 특징을 있으므로, 본 발명에서는 생략하기도 한다. The specific and detailed control method of the operating condition of the
또한, 본 발명의 백연방지방법을 설명하면, 다음과 같다.The white smoke prevention method of the present invention will be described as follows.
1차적인 백연 발생저감 방법으로서, As a primary method for reducing white smoke generation,
굴뚝(100)내부에 배기유로(21)와 열교환유로(22)가 각각 독립적으로 상호 교번으로 다수개 형성된 백연방지용 파형 열교환기(20)를 장착하는 단계(S100)와; (S100) of installing a whitening prevention waveform heat exchanger (20) in which a plurality of exhaust flow paths (21) and a heat exchange flow path (22) are independently provided alternately in a chimney (100);
2차적인 백연 발생저감 방법으로서, As a secondary method for reducing the occurrence of white smoke,
굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하는 단계(S200)와; A plurality of external
실시간적인 백연발생저감방법으로서, As a real-time white smoke reduction method,
상기 파형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 제어부(40)로부터 외부공기팬(30)을 작동하는 단계(S300);를 포함하는 것이다.The temperature and the absolute humidity of the exhaust gas are measured from the
또한, 선택적으로, 3차적인 백연 발생저감 방법으로서 Alternatively, as a third method for reducing white smoke generation,
상기 S100단계에 있어서,In step S100,
상기 열교환기(20)의 열교환유로(22)에 열매체를 공급하기 위하여In order to supply the heating medium to the
전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 제어부(40)를 작동하는 단계(S110)를 포 함하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다. The
10: 히트펌프 20: 파형 열교환기
21: 배기유로 22:열교환유로
30: 전단센서 40:제어부
50: 백연확산갓 51, 61: 덕트
60: 원심형공기팬 70: 내부 공기팬
80: 후단센서
100:굴뚝10: Heat pump 20: Wave heat exchanger
21: exhaust channel 22: heat exchange channel
30: front end sensor 40:
50: White smoke diffusion freshly 51, 61: Duct
60: Centrifugal air fan 70: Internal air fan
80: rear end sensor
100: chimney
Claims (4)
굴뚝(100)내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 파형열교환기(20)를 장착하되;
상기 열교환기(20)의 유로는 라운딩된 파형상으로 형성되어, 배기유로(21)는 파형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로(22)는 배기유로(21)의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지며, 상기 배기유로(21)와 간접열교환되는 열교환유로(22)가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하며,
상기 굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하고,
상기 파형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 외부공기팬(30)의 작동여부를 판단하는 제어부(40)를 포함하도록; 이루어지며,
전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 제어부(40)가 조절하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치.
In the white smoke prevention device,
Mounting an anti-whitening corrugated heat exchanger (20) in which two flow paths are independently formed in a chimney (100);
The flow path of the heat exchanger 20 is formed into a rounded corrugated shape so that the exhaust flow path 21 forms a central inside of the waveform and the heat exchange flow path 22 has a wavy shape forming the rim of the exhaust flow path 21 And a plurality of heat exchange passages 22 indirectly heat-exchanged with the exhaust passages 21 are formed alternately so as to increase heat transfer area and promote heat transfer of the exhaust gas and the heat exchange medium,
A plurality of external centrifugal air fans (60) are installed inside the white smoke spreading shade (50) provided at the upper part of the outlet of the chimney (100) to change the white smoke vertically discharged to be discharged to the outside, A duct 51 for sucking outside air is attached to form an outside air mixing device in which the discharged white smoke and outside air are mixed with each other,
The temperature and the absolute humidity of the exhaust gas are measured from the rear end sensor 80 at which the temperature and humidity of the exhaust gas at the rear end of the corrugated heat exchanger 20 are measured to determine whether the outside air fan 30 is operating And a control unit (40) for judging whether or not the vehicle is traveling on the road. Lt; / RTI >
The front end sensor 30 is added to measure the temperature and absolute humidity of the exhaust gas flowing from the exhaust passage 21 at the front end of the heat exchanger 20 to determine the temperature of the exhaust gas necessary for preventing white smoke And controlling the evaporation temperature of the evaporator of the heat pump (10) connected in indirect heat exchange manner with the heat exchange flow path (22) so that the absolute humidity is the absolute humidity. White smoke prevention device.
상기 파형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 상기 굴뚝(100)의 내부 공기팬(70)과, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(71)를 부가하여, 상기 굴뚝(100)의 내부 백연과 외부공기를 상호 혼합하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 파형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치.The method according to claim 1,
The temperature and the absolute humidity of the exhaust gas are measured from the rear end sensor 80 at which the temperature and humidity of the exhaust gas at the rear end of the corrugated heat exchanger 20 are measured, (70) and a duct (71) for sucking outside air are added to mix the inside air and the outside air of the chimney (100) with each other; Wherein the chimney of the multiphase real-time chimney is prevented from leaking.
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