KR101909974B1 - 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기 - Google Patents

스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열을 일체로 회수하여 전기를 발생시키는 발전기에 관한 것이다.
본 발명은 스크류식 압축기(200)와 연결되어 있으며,
열원 열교환부(100), 팽창부(310), 발전부(320), 응축부(330), 펌프부(340)를 포함하여 구성된 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 열원 열교환부(100)는 케이싱부(110), 열전환부(120), 냉매유출입부(130), 압축공기 처리관(140), 오일 처리관(150)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300)를 제공한다.
또한 본 발명은 공기 압축기를 통하여 얻어지는 열 회수의 열량, 연료에 따른 절감량, 그에 따른 절감액 또는/및 전기 발생량을 표시하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300)를 제공한다.

Description

스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기{the electricity generater using the recovery heat of both compressed air and cooling oil of screw typed air compressor}
본 발명은 발전기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열을 일체로 회수하여 전기를 발생시키는 발전기에 관한 것이다.
발전기(전기 발생 장치)는 수력, 화석연료, 태양열 등 다양한 열원을 이용한 장치가 오래전부터 개발되고 있으며 폐열을 이용한 온수 발생 장치가 엔지니어에 의하여 개발되고 있다.
일반적으로, 제조 현장에서는 기기에 필요한 공압(空壓)을 발생시키는 공기압축기(空氣壓縮機)가 사용된다.
공기압축기는 공기를 대기압 이상으로 압축하여 압축공기를 만든다. 그리고 공기압축기는 압축 방식에 따라 왕복동식, 스크류식, 그리고 터보식 등과 같이 분류되며, 이때 사용되는 동력으로는 전기 모터, 엔진, 그리고 터빈 등 여러 가지가 있으나, 주로 전기 모터가 사용된다.
이와 같이, 상온 상태인 대기압의 공기를 흡입하여 단열 압축하는 과정에서, 압축공기는 일반적으로 150℃ 이상으로 온도가 상승된다. 따라서, 공기압축기의 후단에는 필수적으로 고온의 압축공기를 다시 냉각시키기 위하여 냉각기를 설치하여 가동하게 된다.
이를 구체적으로 살펴보면, 온도가 상승된 공기를 냉각시키기 위하여서는 외부로부터 공급되는 냉각수를 필요로 한다. 이때, 사용되는 상기 냉각수는 냉각수 순환펌프에 의하여 강제로 순환되어, 온도가 상승된 압축공기를 냉각시킨다. 그리고 공기압축기에 장착되어 있는 모터에서도 열이 발생되며, 이러한 열은 상기 모터와 함께 회전하는 냉각 팬에 의하여 기계실로 강제 순환되므로, 기계실의 온도를 적정수준으로 유지하기 위하여 별도의 냉방기를 구동시켜야 한다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 종래의 기술에 따르면, 공기압축기에서 단열 압축하는 과정에서 생성되는 열 에너지 및 공기압축기에 장착되어 있는 모터에서 발생되는 열 에너지를 전부 폐기하므로, 에너지가 불필요하게 소비될 뿐만 아니라, 더욱이 고가의 에너지가 낭비되는 문제점이 있었다.
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 공개특허 10-2016-0991843호(압축기, 이를 이용한 발전 시스템 및 발전 방법)는 "중앙이 중공되는 센터보어와, 상기 센터보어를 둘러 중공되는 실린더보어가 관통형성된 실린더블록; 상기 실린
더블록의 양단에 각각 장착되는 전방하우징 및 후방하우징; 상기 전방하우징 및 센터보어를 관통하여 회전되는 구동축; 및 상기 구동축으로부터 동력을 전달받아 상기 실린더보어 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하는 피스톤을 포함하는 압축기에 있어서, 상기 압축기는 상기 피스톤 및 실린더블록 중 하나에 영구자석이 구비되며, 나머지 하나에 코일부가 구비되어 상기 피스톤의 움직임에 의한 전자기 유도(electromagnetic induction)에 의해 발전가능한 것을 특징으로 하는 압축기"를 제공한 바 있다.
상기한 선행기술은 단순히 피스톤에 의한 움직임에 의하여 전자기 유도(electromagnetic induction)에 의해 발전가능한 것을 특징으로 하지만 오일 인젝션 스크류 압축기의 공기열 및 오일열을 회수할 수 있는 방법은 제시되지 않고 있다.
따라서 본 발명은 상기한 선행기술 및 종래기술의 문제점인 오일 인젝션 스크류 압축기는 7kg/cm2 이상의 공기를 단열압축할 경우 오일온도의 상승이 발생하는데, 현재 공기압축기는 이러한 가열된 오일열을 대기 중으로 대부분 방출하여 상당한 열손실을 초래하는바 이러한 공기열과 오일열을 회수하여 유기랭킨사이클(ORC, Organic Rankine Cycle)로 회수하여 팽창기을 구동하여 전기로 변환하여 에너지 회수를 실현할 수 있는 발전기를 제공하고자 한다.
또한 종래기술 및 선행기술 등과 같은 공기압축기를 이용한 폐열 회수 장치 등은 열에너지의 회수량 또는 회수 비용이 어느 정도인지 알 수가 없어 경제 절감의 효과를 인지하게 하는 기능이 없었는데 본 발명은 이를 해결하는 온수 발생기를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 문제점 및 요구를 해결하기 위하여,
스크류식 압축기(200)와 연결되어 있으며,
열원 열교환부(100), 팽창부(310), 발전부(320), 응축부(330), 펌프부(340)를 포함하여 구성된 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 열원 열교환부(100)는 케이싱부(110), 열전환부(120), 냉매유출입부(130), 압축공기 처리관(140), 오일 처리관(150)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300)를 제공한다.
또한 본 발명은 공기 압축기를 통하여 얻어지는 열 회수의 열량, 연료에 따른 절감량, 그에 따른 절감액 또는/및 전기 발생량을 표시하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300)를 제공한다.
일반적으로 스크류 압축기는 생산공정에 매우 중요한 부분으로서 산업플랜트는 24시간 가동으로 에너지를 사용하고 있기 때문에 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기는 투입된 에너지를 일정 부분 전기에너지로 회수하게 됨에 따라 생산 원가절감과 제품 경쟁력 향상에 매우 큰 효과가 나타난다.
또한 본 발명은 공기 압축기의 소모전력을 열에너지로 90% 이상 회수하여 에너지 효율성을 극대화한 것으로 주로 100마력 이상 스크류 압축기의 폐열을 회수하는데 효과적이며, 특히 스크류 압축기의 경우 압축기 시장의 50% 이상을 점유하기 때문에 에너지 절감 효과가 매우 현저할 것으로 기대된다.
또한 종래기술 및 선행기술 등과 같은 공기압축기를 이용한 폐열 회수 장치 등은 열에너지의 회수량 또는 회수 비용이 어느 정도인지 알 수가 없어 경제 절감의 효과를 인지하게 하는 기능이 없었는데 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기는 열에너지의 회수량 또는/및 회수 비용을 표시하는 기능을 구비하여 경제 절감의 효과를 실시간 인지하게 하는 효과를 창출한다.
도 1은 종래의 공기 압축기의 냉각열 대기방출 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기의 열원 열교환부 세부 구조도.
도 2b는 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기 작동 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기의 중앙제어부 및 모니터부가 표현된 외형도.
도 5는 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기의 중앙제어부 구조도.
도 6은 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기의 팽창부의 일 실시예 구조도.
도 6b는 본 발명에 따른 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기의 팽창부의 일 실시예 세부 구조도.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
일반적으로 제조 현장에서는 기기에 필요한 공압(空壓)을 발생시키는 공기압축기(空氣壓縮機)가 사용된다.
상기한 공기압축기(air compresser)는 압축 방식에 따라 왕복동식, 스크류식, 그리고 터보식 등과 같이 분류되며, 이때 사용되는 동력으로는 전기 모터, 엔진, 그리고 터빈 등 여러 가지가 있으나, 주로 전기 모터가 사용된다.
도 1은 종래의 공기압축기 중 스크류식 공기압축기(스크류식 압축기)를 보여주고 있으며, 상온 상태인 대기압의 공기를 흡입하여 단열 압축하는 과정에서, 압축공기는 일반적으로 150℃ 이상으로 온도가 상승된다.
이와 같이 상승된 압축공기를 냉각시키기 위하여 압축공기 발생관(240)을 통하여 고온의 압축공기를 냉각기(210)로 유입하여 냉각시키게 된다.
또한, 스크류식 공기압축기의 온도상승을 낮추기 위한 오일을 주입하여 냉각 및 누설방지를 실시하고 있는데, 이때 발생된 오일열을 오일관(250)을 통하여 상기한 냉각기(210)로 유입하여 냉각하게 된다.
본 발명은 상기한 스크류식 압축기(200)와 연결하여 스크류 압축기의 공기열 및 오일열을 회수하여 전기를 발생시키는 발전기(300)를 제공한다.
본 발명의 발전기(300)는 열원 열교환부(100), 팽창부(310), 발전부(320), 응축부(330), 펌프부(340)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 상기한 열원 열교환부(100)는 케이싱부(110), 열전환부(120), 냉매유출입부(130), 압축공기 처리관(140), 오일 처리관(150)을 포함하여 구성된 스크류 압축기의 공기열 및 오일열을 회수하도록 구성되어 있다.
도 2에서 보는 것처럼 본 발명의 상기한 케이싱부(110)는 열전환부(120), 냉매유출입부(130), 압축공기 처리관(140) 또는/및 오일 처리관(150)의 구성을 내부에 포함하여 외관을 형성하는 장치 또는 수단을 의미한다.
본 발명의 상기한 열전환부(120)는 압축공기 처리관(140)으로 유출입되는 압축 공기의 열과 오일 처리관(150)의 유출입되는 가열된 오일의 열을 냉매유출입부(130)로 유출입되는 물에 열을 전달하게 하는 기능을 하는 장치 또는 수단을 의미한다.
도 2에서 보는 것처럼 상기한 열전환부(120)는 케이싱부 내부에 구성되며 압축공기 처리관(140) 및 오일 처리관(150)이 설치되는 공간을 구비하고, 상기한 공간으로 냉매유출입부(130)로부터 유입되는 물에 열을 전달하게 하여 물을 가열하는 기능을 수행하게 된다.
본 발명의 압축공기 처리관(140)은 공기압축기(200)로부터 발생되는 압축공기가 연결되어 압축공기를 상기한 열전환부(120)로 유통되게 하는 기능을 수행하게 된다.
도 2b 및 도 3에서 보는 것처럼 상기한 압축공기 처리관(140)은 공기압축기(200)의 압축공기 발생관(240)과 연결되어 있다.
본 발명의 오일 처리관(150)은 공기압축기(200)의 오일관(250)과 연결되어 가열된 오일을 상기한 열전환부(120)로 오일 처리관(150)을 통하여 유통하게 하는 기능을 수행하게 된다.
본 발명의 기술적 특징은 상기한 열전환부(120)로 유입되는 오일 처리관(150)의 오일 출구에서 오일의 온도를 측정하여 오일 과냉각을 방지하는 구성으로서, 오일을 열전환부로 유입시키지 않고 오일을 바이패스하게 하는 시스템을 채용한 점이다.
도 2에서 보는 것처럼 본 발명은 오일 처리관(150)의 유출관에 온도 센서(151)를 부착하여 유출관으로부터 나오는 오일의 온도를 측정하는 기능을 수행한다.
본 발명은 상기한 온도 센서(151)에서 검측된 오일의 온도를 중앙제어부(160)로 전송하게 된다.
본 발명의 중앙제어부(160)는 중앙처리장치(161), 메모리부(162), 데이터 송수신부(163), 작동제어부(164) 등을 포함하여 구성되어 있다.
본 발명의 상기한 중앙처리장치(161)는 CPU, MCU(Micro controller unit), RAM 또는 ROM 등이 구비되어 응용 프로그램[소프트웨어]을 구동할 수 있도록 해주는 수단 또는 장치의 총체적 의미로서 사용된다.
상기한 작동제어부(164)는 상기한 온도센서(151), 하기할 유량센서(131) 등으로부터 전송받은 온도 또는/및 유량 등의 데이터를 받아 이에 대한 데이터를 통하여 밸드 등을 열거나 닫게 하는 작동을 제어하는 장치 또는 수단을 의미한다.
따라서 작동제어부는 상기한 중앙처리장치와 연동되어 중앙처리장치로부터 명령을 받아 작동하게 된다.
본 발명은 상기한 오일 처리관(150)의 유출관의 오일의 온도가 일정한 온도 미만인 경우 바이패스관(152)의 바이패스밸브(153)를 열고 유입관의 밸브(154)를 닫아 오일을 열전환부(120)로 유입시키지 않게 한다.
본 발명은 상기와 같은 구성으로 오일의 과냉각을 방지하여 공기 압축기의 공기 압축 성능 저하를 방지하는 기능과 작용을 하게 된다.
본 발명의 상기한 냉매유출입부(130)는 냉매를 상기한 열전환부(120)로 유입시켜 공기열과 오일열을 회수하고 열전환부(120)에서 유출하는 기능을 수행한다.
상기한 냉매유출입부(130)로 유출입되는 냉매는 물을 포함하며, 바람직하게는 유기냉매를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 상기한 유기냉매는 HC/HFC계 혼합냉매 조성물을 사용할 수 있다.
본 발명의 기술적 특징은 상기한 유기냉매가 탄화수소계 냉매 가스인 35∼45 중량부의 프로판[R290(C3H8)]과 히드로플루오로카본계 냉매 가스인 25∼35 중량부의 1,1-디플루오로에탄[R152a(CHF2-CH3)] 및 15∼25 중량부의 플루오르화 에틸[R161(CH3-CH2F)] 그리고 5∼15 중량부의 펜타플루오로에탄[R125(C2HF5)] 을 함유하여 이루어지는 혼합 유기 냉매 조성물이어서 친환경적인 특징이 있다.
본 발명은 상기한 조성물에 실록산 5~10중량부, 윤활제인 글리콜이 2~6 중량부, 메틸포르메이트 2~5 중량부, N-(디플루오로메틸)-N,N-디메틸아민 1~3 중량부 더 혼합되어 조성된 혼합 유기 냉매 조성물을 사용할 수 있다.
본 발명의 상기한 혼합 유기 냉매 조성물은 대기압 상태에서의 증발온도가 낮고, 응축 및 증발 압력이 기존냉매 대비 동등 수준이고 증발잠열이 우수하며, 응고점이 낮다.
또한 체적 냉동능력이 우수하고 임계온도가 높고 냉동기유와 상용성이 우수하며 점도가 작고 열전달 특성이 우수하다. 더불어 함 전기 절연성이 우수하며 전기 절연물질을 침식시키지 않고 인화 및 폭발성을 현저하게 개선하여 비가연 특성을 가지게 된다.
도 2에서 보는 것처럼 상기한 냉매유출입부(130)는 냉매유입부(130-1) 및 냉매유출부(130-2)로 구성된다.
상기한 냉매출입부(130-2)는 상기한 팽창부(310)에 연결되어 있어 팽창부에 증기화된 냉매를 주입하게 된다.
도 3에서 보는 것처럼 본 발명의 상기한 팽창부(310)는 증기화된 냉매가 분사되어 힘을 회전운동 또는 왕복운동으로 바꾸는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
따라서 팽창부(310)는 증기 터빈과 같은 회전식 팽창부, 증기에 의한 피스톤 운동을 하는 용정식 팽창부 모두 사용이 가능하다.
상기한 회전식 팽창부는 증기를 분사하여 회전운동을 하는 증기 터빈이 대표적이며, 용정식 팽창부는 증기에 의하여 피스톤이 좌우로 왕복운동을 하는 증기에 의한 피스톤 장치 등을 대표적이라고 할 수 있다.
도 6 및 도 6b에서 보는 것처럼, 팽창부(310)는 양측 각각에 증기유입구(311-1)와 증기배출구(311-2)가 형성된 원통형의 하우징(211), 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 증기유입구로 유입되는 증기와 부딪쳐 회전 가능하도록 다수의 블레이드(313-1)가 형성된 회전체(313), 상기 회전체와 일체로 회전하며 외주면에 다수의 환봉(312-2)이 소정의 길이로 부착된 원통형의 터빈(312), 및 상기 회전체와 터빈의 중심축을 관통결합되며 일체로 회전하는 회전축을 포함하는 것이 하나의 실시예로 제시된다.
또한 상기 팽창부의 터빈은 상기 회전체에 연결되는 끝단이 원추 형상의 리듀서(312-1)로 형성되는 것을 특징으로 하여, 리듀서(312-1)가 지름의 단면이 차츰 작아지는 원추 형상으로 형성되는 것은 증기유입구로 유입된 고압의 증기가 블레이드와 부딪친 후, 사방으로 퍼지는 증기를 공간에 머물지 않고 곧바로 리듀서의 외주면을 따라 배출통로로 원활하게 이동될 수 있도록 하기 위한 기능을 수행한다.
상기 환봉(312-2)은 내부가 텅빈 튜브형으로 터빈의 외부에 증기의 배출방향과 사선으로 형성되어 있으며 증기유입구로 유입된 고압의 증기는 블레이드와 부딪쳐 회전체 및 터빈을 회전시키며, 리듀서의 외주면을 따라 빠른 속도의 고압 증기가 배출통로로 유입되어 증기배출구까지 이동함으로써, 터빈의 외주면에 부착된 환봉과 부딪쳐 터빈의 회전속도 유지 및 증가시킬 수 있는 기능을 수행한다.
상기한 팽창부(310)의 실시예는 하나의 실시예이며 본 발명의 팽창부를 제한하는 것이 아니다.
본 발명은 상기한 팽창부(310)에는 발전부(320)가 연결 구성되어 있어 팽창부에서 전달하는 회전운동 또는 왕복운동을 이용하여 전기를 생산하게 된다.
상기한 발전부(320)는 발전모듈을 구비하고, 발전모듈은 고정자 및 회전자를 구비한다.
상기한 고정자는 영구자석 등으로 형성되고 회전자 주위를 감싸며 위치된 것이 바람직하다. 상기한 회전자는 코일 등으로 형성되고 회전함으로써 유도 전류가 발생하여 전기를 발생하게 된다.
몰론 상기한 고정자가 코일 등으로 형성되고 회전자가 영구자석인 경우도 마찬가지이다.
본 발명의 상기한 발전부(320)에서 발생한 전기는 다른 장치의 전원 공급용으로 사용되는 것이 일반적이지만, 특히 스크류 압축기(200)의 전원으로 제공할 수 있는 것이 기술적 특징이다.
본 발명은 상기한 팽창부(310)를 지난 냉매 증기를 응축시키는 응축부(330)가 구비되어 있다.
상기한 응축부(330)는 냉매 증기의 열을 제거하여 액상으로 응축하게 하는 장치 또는 수단을 의미한다.
본 발명은 상기한 응축부(330)를 지나 응축된 냉매를 냉매유입부(130-1)로 유입시키는 기능을 수행하는 펌프부(340)가 구비되어 있다.
상기한 펌프부(340)는 액상의 냉매를 냉매유입부(130-1)로 유입시키는 기능을 수행하는 펌트 또는 기계적인 장치 또는 수단을 의미한다.
종래기술 및 선행기술 등과 같은 공기압축기를 이용한 폐열 회수 장치 등은 열에너지의 회수량 또는 회수 비용이 어느 정도인지 알 수가 없어 경제 절감의 효과를 인지하게 하는 기능이 없었는데 반하여 본 발명은 공기 압축기를 통하여 얻어지는 열 회수의 열량, 연료에 따른 절감량 또는/및 그에 따른 절감액을 실시간 나타내줘서 에너지 절감을 사용자가 알 수 있게 해주는 기능을 수행하는 것이 본 발명의 가장 큰 기술적 특징이다.
본 발명은 냉매유출입부(130)에 유량센서(131)를 구비하고, 온도센서(132)를 구비하여 회수되는 열량을 구할 수 있는 구성을 취한다.
도 2에서 보는 것처럼 냉매유출입부(130)의 유입관 또는/및 유출관에 유량센서(131)를 구비하여 구한 유량 데이터를 상기한 중앙제어부(160)에 전송하게 된다.
또한 상기한 냉매유출입부(130)의 유입관 및 유출관에 온도센서(132)를 구비하여 유입되는 냉매의 온도(T1)과 유출되는 냉매의 온도(T2)를 측정하여 상기한 중앙제어부(160)에 전송하게 된다.
본 발명은 중앙제어부(160)에는 응용 프로그램이 탑재되어 있어 상기에서 전송한 유량 및 냉매의 온도 측정값을 이용하여 회수되는 열량 또는/및 그에 따른 에너지 절감액을 구할 수 있게 된다.
상기한 응용 프로그램은 아래와 같은 연산 프로그램으로 구성할 수 있다.
E = Q * Cp * ΔT
(여기서 E : 회수되는 에너지량 (Cal/t),
Q : 냉매의 유량(l/t)
Cp : 냉매의 비열 (Cal/l℃)
ΔT : 냉매의 온도차(T2-T1)(℃)
회수되는 총 에너지량은 TE = E*t
(여기서 TE : 회수되는 총 에너지량(cal),
t는 총시간(hour, min 등))
본 발명의 상기한 응용 프로그램은 상기에서 회수되는 에너지량에 대한 연료의 절약량을 구할 수 있게 된다.
예를 들어 회수되는 연료인 가솔린을 기준으로 하여 회수되는 열량에 대한 가솔린량(G)을 구하는 경우,
G=TE/(Q1*α)
(여기서 G : 가솔린량(l)
Q1 : 가솔린 열량 (Cal/l),
α : 냉매을 가열할 때의 에너지 효율)
로 구할 수 있게 된다.
또한 본 발명은 상기한 가솔린량(G)으로부터 회수되는 비용을 구할 수 있게 된다.
즉, 회수되는 비용은,
M= G/m
(여기서 M : 회수되는 비용 (원),
G : 회수되는 가솔린량(l)
m : 1원당 가솔린 유량(l/원))
본 발명은 상기한 방법으로 디이젤, 등유, 가스 등과 같은 화석연료 및 천연 연료의 절감 량 및 이에 대한 절감 비용을 구할 수 있게 된다.
또한 본 발명은 상기한 회수되는 열량에 따른 전기 발생량을 구할 수 있게 된다.
전기 발생량(E) = 회수되는 열량 * (전기량/단위 열량) * ρ
[여기서 ρ는 단위 열량 당 발생하는 전기 발생량 효율)
도 4에서 보는 것처럼 본 발명은 모니터부(170)가 구비되어 상기한 중앙제어부(160)에서 연산하여 도출한 회수되는 열량(E, TE), 연료에 따른 에너지 절감량(G) 또는/및 그에 따른 절감액(M)을 표시하여 사용자가 실시간 모니터링하게 하는 기능과 작용을 수행하게 된다.
또한 본 발명은 상기한 냉매유출입부(130)의 유입관 또는/및 유출관에 제어밸브를 구비하여 열전환부(120)에 유입되는 냉매의 량을 제어하여 자유롭게 온수의 량 또는 온수의 온도를 제어하게 하는 기능을 수행한다.
본 발명은 상기한 구성과 기능으로 이루어진 스크류 압축기의 공기열 및 오일열을 회수하는 발전기(300)를 제공한다.
본 발명은 발전기를 발생하는 장치의 생산, 제조, 유통, 판매하는 산업에 매우 유용하다.
특히 본 발명은 공기 압축기를 이용하여 전기를 발생하는 장치의 생산, 제조, 유통, 판매하는 산업에 매우 유용하다.
스크류식 압축기(200),
압축공기 발생관(240), 오일관(250), 냉각기(210),
온수 발생기(100),
케이싱부(110), 열전환부(120), 냉매유출입부(130), 압축공기 처리관(140), 오일 처리관(150),
중앙제어부(160), 중앙처리장치(161), 메모리부(162), 데이터 송수신부(163), 작동제어부(164),
모니터부(170),
발전기(300), 열원 열교환부(100), 팽창부(310),
증기유입구(311-1), 증기배출구(311-2), 하우징(211),
블레이드(313-1), 회전체(313), 환봉(312-2), 원통형의 터빈(312),리듀서(312-1),
발전부(320), 응축부(330), 펌프부(340),

Claims (3)

  1. 스크류식 압축기(200)와 연결되어 있으며,
    열원 열교환부(100), 팽창부(310), 발전부(320), 응축부(330), 펌프부(340)를 포함하여 구성되되,
    상기한 열원 열교환부(100)는 케이싱부(110), 열전환부(120), 냉매유출입부(130), 압축공기 처리관(140), 오일 처리관(150)을 포함하여 구성되며,
    상기한 열전환부(120)는 압축공기 처리관(140)으로 유출입되는 압축 공기의 열과 오일 처리관(150)의 유출입되는 가열된 오일의 열을 냉매유출입부(130)로 유출입되는 물에 열을 전달하게 하는 기능을 수행하고,
    상기한 오일 처리관(150)의 유출관에 온도 센서(151)를 부착하여 유출관으로부터 나오는 오일의 온도가 일정 온도 미만인 경우 오일을 열전환부로 유입시키지 않고 바이패스관(152)으로 오일을 바이패스하게 하여 오일 과냉각을 방지하는 기능을 수행하고,
    스크류식 압축기(200)를 통하여 얻어지는 열 회수의 열량, 연료에 따른 절감량, 연료의 절감량에 따른 절감액 및 전기 발생량을 표시하는 기능을 수행하되,
    중앙제어부(160)에는 응용 프로그램이 탑재되어 있어 열 회수의 열량, 연료에 따른 절감량, 연료의 절감량에 따른 절감액 및 전기 발생량을 구하며,
    상기한 냉매유출입부(130)에 유입관 또는 유출관에 유량센서(131)를 구비하여 구한 유량 데이터를 중앙제어부(160)에 전송하고,
    상기한 냉매유출입부(130)의 유입관 및 유출관에 온도센서(132)를 구비하여 유입되는 냉매의 온도(T1)와 유출되는 냉매의 온도(T2)를 측정하여 상기한 중앙제어부(160)에 전송하여 회수되는 열량을 아래의 연산식에 의하여 구하되,
    "회수되는 총 에너지량은 TE = E*t
    (여기서 TE : 회수되는 총 에너지량(cal),
    t는 총시간(hour, min 등)),

    E = Q * Cp * ΔT
    (여기서 E : 회수되는 에너지량 (Cal/t),
    Q : 냉매의 유량(l/t)
    Cp : 냉매의 비열 (Cal/l℃)
    ΔT : 냉매의 온도차(T2-T1)(℃)",

    연료에 따른 절감량은 아래의 연산식으로 구하며,
    "G=TE/(Q1*α)
    (여기서 G : 가솔린량(l)
    Q1 : 가솔린 열량 (Cal/l),
    α : 냉매를 가열할 때의 에너지 효율)",

    연료의 절감량에 따른 절감액은 아래의 연산식으로 구하고,
    "M= G/m
    (여기서 M : 회수되는 비용 (원),
    G : 회수되는 가솔린량(l)
    m : 1원당 가솔린 유량(l/원))",

    전기 발생량은 아래의 연산식으로 구하며,
    "전기 발생량(E) = 회수되는 열량 * (전기량/단위 열량) * ρ
    (여기서 ρ는 단위 열량 당 발생하는 전기 발생량 효율)",
    로 구성된 것을 특징으로 하는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300).
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 냉매유출입부(130)의 유입관 또는 유출관에 제어밸브를 구비하여 열전환부(120)에 유입되는 냉매의 량을 제어하는 것을 특징으로 하는 스크류 압축기의 공기열 및 오일열 회수 발전기(300).
  3. 삭제
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