KR101958345B1 - Packaged apparatus for removing hymidity in biogas - Google Patents

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KR101958345B1
KR101958345B1 KR1020170122513A KR20170122513A KR101958345B1 KR 101958345 B1 KR101958345 B1 KR 101958345B1 KR 1020170122513 A KR1020170122513 A KR 1020170122513A KR 20170122513 A KR20170122513 A KR 20170122513A KR 101958345 B1 KR101958345 B1 KR 101958345B1
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안병철
허철호
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(주) 지엔씨에너지
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Abstract

A package type biogas moisture removal apparatus according to the present invention comprises: a housing unit having a housing portion, a biogas inlet pipe, and a biogas outlet pipe, and installed on a biogas supply line; a cooling unit extending in a horizontal direction in the housing unit and cooling the biogas to condense moisture contained in the biogas to convert the moisture into condensed water; a water separation unit installed in the housing unit so as to be orthogonal to the cooling unit and located at a lower portion than the cooling unit, and separating condensed water condensed from the cooling unit and the cooled biogas; and a filter unit for removing impurities of the biogas. The cooling unit can cool the biogas by direct heat exchange with a refrigerant.

Description

패키지형 바이오가스 수분 제거장치{Packaged apparatus for removing hymidity in biogas} [0001] The present invention relates to a packaged apparatus for removing biogas,

본 발명은 패키지형 바이오가스 수분 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각유닛이 방폭구조로 형성되고, 냉각유닛이 1차 냉매의 직접 열교환방식으로 작동되며, 응축수 배출시에 바이오가스 누출을 방지함에 따라 냉각에 필요한 불필요한 유닛과 배관을 제거하여 최적의 패키징화를 통해 소형화를 도모하여 설치용이성과 설치편의성을 증대시키고, 방폭구조를 통해 안정성과 신뢰성을 극대화하며, 운영효율 증가에 따라 유지비용과 제조비용을 절감하고, 설치면적과 공사비용 감소에 의해 열병합발전 시스템의 보급 증가를 도모하여 자원낭비를 방지하면서 생산성을 극대화하며, 수출증대를 도모하고, 소비자의 만족도를 극대화할 수 있는 패키지형 바이오가스 수분 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to a packaged biogas moisture removal device, and more particularly, to a packaged biogas moisture removal device, and more particularly, This system minimizes unnecessary units and piping required for cooling by optimizing the packaging to increase installation easiness and installation convenience. Maximizes stability and reliability through explosion-proof structure. By reducing the manufacturing cost, reducing the installation area and the construction cost, the cogeneration system will be more widely used, maximizing the productivity while preventing waste of resources, increasing the export and maximizing the satisfaction of the consumers. And a gas water removing device.

일반적으로 양돈, 축산, 양계 농장에서 발생하는 분뇨 폐기물과 도심지에서 발생하는 음식물 폐기물은 처리 비용이 고가 일뿐만 아니라 유기성 폐기물 처리시설 역시 상당히 부족한 실정이다. In general, manure wastes generated in pig farms, livestock farms, and poultry farms and food wastes generated in urban areas are not only expensive to treat, but also have a shortage of organic waste disposal facilities.

특히 소규모의 영세 축산 농가나, 소규모의 음식점은 폐기물처리장치를 설치할 능력이 없어 일반 생활 쓰레기에 혼입되는 문제점과 분리 폐기를 한다 하더라도 수거업체가 다시 이를 전문처리업체로 보내 폐기해야 하는 문제점이 있다.In particular, small-scale farms and small-scale restaurants are not able to install waste disposal equipment, so they are mixed with general household waste, and even if they are separated and disposed of, there is a problem that collectors must send them back to specialist processing companies for disposal.

교토의정서가 발효되면서 세계 각국은 온실가스를 줄이기 위한 다방면의 노력을 기울이고 있다. With the entry into force of the Kyoto Protocol, countries around the world are making various efforts to reduce greenhouse gas emissions.

일례로, 음식물 쓰레기, 축산폐수, 그리고 도시폐수 등의 유기물이 다량 함유된 폐기물을 소각시키지 않고, 매립, 해양투기 또는 공공처리 등을 통해 처리되고 있다.For example, wastes containing a large amount of organic matter such as food waste, livestock wastewater, and city wastewater are disposed of through incineration, marine dumping, or public treatment without being incinerated.

보다 구체적으로 예를 들면, 하루에 약 5,500톤 정도의 음폐수와, 약 7,000톤 정도의 가축분뇨와, 약9,500톤 정도의 하수/폐수가, 즉 전체적으로 하루에 약 22,000톤 정도의 엄청난 양의 유기성 폐기물이 해양투기를 통해 처리되고 있다.More specifically, for example, about 5,500 tonnes of waste water per day, about 7,000 tonnes of livestock manure, and about 9,500 tonnes of sewage / wastewater, that is, about 22,000 tonnes per day, Waste is being processed through marine dumping.

그러나, 런던 협약으로 인해 해양투기가 금지되고 환경적인 이유로 매립 또한 점점 힘들어질 것으로 예측되기 때문에, 앞으로는 많은 양의 폐기물을 공공처리를 통해 처리할 수밖에 없는 실정이며, 이를 처리하기 위한 장치, 기기들이 많이 개발되고 있는 추세에 있다.However, because the London Convention prohibits the use of marine dumping and it is predicted that landfills will also become more difficult due to environmental reasons, it is inevitable to handle a large amount of waste through public treatment in the future, and there are many devices and devices It is in the trend of being developed.

나아가, 이때 발생하는 바이오가스를 사용하여 발전하는 장치, 기기들도 계속하여 개발되고 있는 추세에 있다.Furthermore, devices and devices that develop using biogas generated at this time are still being developed.

일반적으로 이와 같은 분뇨 폐기물과 음식물폐기물 등의 유기성 폐기물은 발효에 의한 혐기성 소화방식으로 처리한다.Generally, organic wastes such as manure waste and food wastes are treated by anaerobic digestion by fermentation.

분뇨 폐기물과 음식물폐기물은 소화과정에서 발생하는 메탄가스를 탈황정제 및 유수분리하면 고 농도의 바이오가스를 생산할 수 있는 특성이 있으므로 이를 잘 이용하면 분뇨 폐기물과 음식물폐기물은 재처리하여 사용할 수 있다.Manure wastes and food wastes can produce high concentration of biogas by separating methane gas generated during digestion process from desulfurization refinery and oil water so that manure wastes and food wastes can be reprocessed if they are used well.

그러나, 이러한 바이오가스를 사용하여 발전하는 장치, 기기들이 계속하여 개발되고 있음에도 불구하고, 이러한 장치, 기기들은 종래의 내연기관의 구성을 그대로 이용하고 있다.However, although apparatuses and devices that generate electricity by using such biogas are being continuously developed, such apparatuses and devices use the configuration of a conventional internal combustion engine as it is.

도 1에 도시된 것처럼, 종래 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템은 바이고가스 공급라인(1)과 연소용 공기 유입구로 유입된 바이오가스와 연소용 공기를 에어필터를 통해 여과한 후에 가스혼합부(5)에서 혼합하여 엔진부(7)로 공급될 수 있도록 구성되며 이러한 과정은 제어부(9)를 통해 일괄적으로 제어된다.1, in the conventional cogeneration system using biogas, the biogas gas supply line 1, the biogas introduced into the combustion air inlet and the combustion air are filtered through an air filter, and then the gas mixture 5 And can be supplied to the engine unit 7, and this process is collectively controlled through the control unit 9. [

이때, 연소용 공기 유입구로 공기를 유입시키거나 엔진부에서 배출되는 배기가스를 과급부(3)에서 가압하여 가스혼합부(5)로 공급한다. 즉, 과급부(3)에 의해 배기가스 배출라인(2)를 통해 배출되는 배기가스가 유동되는 힘을 이용할 수 있다.At this time, the air is introduced into the combustion air inlet or the exhaust gas discharged from the engine is pressurized by the supercharger 3 and supplied to the gas mixer 5. That is, a force by which the exhaust gas discharged through the exhaust gas discharge line 2 flows by the supercharger 3 can be used.

가스혼합부(5)에서 혼합된 혼합가스가 엔진부(7)로 유입되기 이전에 더욱 많이 들어갈 수 있도록 이를 압축시키게 되는데, 혼합가스를 압축시키게 되면 역학상 혼합가스의 온도는 상승하게 된다.The mixed gas in the gas mixing section 5 is compressed so that it can enter the engine section 7 more before entering the engine section 7. When the mixed gas is compressed, the temperature of the mixed gas mechanically increases.

이와 같이 혼합가스의 온도가 상승하게 되면 일정한 용량 내에서 고밀도의 혼합가스를 생성할 수 없으므로, 가스혼합부(5)와 엔진부(7) 사이에 인터쿨러부(6)를 마련하여 혼합가스의 온도를 낮추고, 이를 통해 고밀도의 혼합가스를 생성하게 된다.Since the high-density mixed gas can not be generated within a constant capacity when the temperature of the mixed gas is increased as described above, an intercooler unit 6 is provided between the gas mixing unit 5 and the engine unit 7, Thereby producing a dense mixed gas.

발전부(8)는 엔진부(7)의 구동에 의해 전기를 생산하게 된다.The power generation section 8 produces electricity by driving the engine section 7. [

이처럼, 종래 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템의 경우 바이오가스를 이송할 때 가장 중요한 과정이 제습과 탈황이다. 바이오가스에는 황화수소, 실록산, 수분과 같은 오염물질이 포함되어 있는데 이를 처리하는 장치들의 효율저하, 부식으로 인한 손상 및 운전 정지 등이 야기될 수 있다.As described above, in the conventional cogeneration system using biogas, dehumidification and desulfurization are the most important processes in transferring biogas. Biogas contains contaminants such as hydrogen sulfide, siloxane, and water, which can lead to degradation of the efficiency of processing devices, corrosion damage, and shutdown.

즉, 소화조를 통하여 바이오가스 발생시에 온도와 압력의 감소 또는 증가에 따라 바이오가스 내의 수증기가 바이오가스 공급라인 상에서 응측되어 액체상태의 응축수가 고여 공정의 총괄효율을 악화시키게 된다.That is, as the temperature and the pressure decrease or increase at the time of generating the biogas through the digester, the water vapor in the biogas is neglected on the biogas supply line, and the condensation water in the liquid state is added to deteriorate the overall efficiency of the process.

또한, 응축수가 쌓이게 되면 배관 벽면에 침적되어 유효공간을 감소시키고 압력손실을 가져오게 되며, 최종적으로 기체흐름을 불안정하게 하여 열병합발전 시스템의 안정성을 저해하게 된다. In addition, when condensed water accumulates, it accumulates on the wall surface of the pipe, thereby reducing the effective space and bringing about pressure loss, and ultimately making the gas flow unstable, which hinders the stability of the cogeneration system.

이를 방지하기 위해 종래 열병합발전 시스템의 바이오가스 수분 제거장치는 배관의 높이를 낮게 해서 온도차를 이용하여 수분을 제거하는 중력방식과 실리카겔이나 활성탄 등을 이용한 흡착방식을 통해 수분을 제거하였다.To prevent this, the biogas water removal system of the conventional cogeneration system removes moisture through a gravity method that removes moisture using a temperature difference and an adsorption method using silica gel or activated carbon by lowering the height of the piping.

그러나, 이러한 방식의 바이오가스 수분 제거장치는 수분을 효율적으로 제거하기 위해 많은 설비가 사용되고 장치가 대형화됨에 따라 열병합발전 시스템 자체의 크기가 증가하고, 구성의 최적화 및 패키징화가 이루어지지 않아 에너지 효율이 감소되는 문제점이 있었다.However, in this type of biogas moisture removal apparatus, many facilities are used to efficiently remove water, and the size of the cogeneration system itself increases as the size of the apparatus becomes larger. As a result, optimization and packaging of the cogeneration system are not achieved, .

또한, 종래 바이오가스 수분 제거장치는 냉각유닛이나 제어유닛 등에서 방폭구조를 갖지 못함에 따라 방폭구조를 만족하기 위해 규정거리를 이격하여 설치해야함에 따라 설치면적과 공사비용과 공사시간 증가에 의해 바이오가스 열병합발전 시스템의 보급율을 감소시키고, 자원 낭비를 야기하는 문제점이 있었다.In addition, since the conventional biogas moisture removal device does not have an explosion-proof structure in a cooling unit or a control unit, the conventional biogas moisture removal device needs to be installed at a specified distance in order to satisfy the explosion-proof structure. There is a problem that the diffusion rate of the cogeneration system is reduced and waste of resources is caused.

더욱이, 종래 바이오가스 수분 제거장치는 1차 냉매에 의한 직접 열교환방식이 아닌 간접 열교환방식을 통해 응축수를 제거함에 따라 냉각효율이 감소하고, 많은 에너지를 사용하여 유지비용이 증가하며 컴팩트화를 도모할 수 없는 문제점이 있었다.Furthermore, since the conventional biogas moisture removal apparatus removes condensed water through an indirect heat exchange system instead of a direct heat exchange system using a primary refrigerant, the cooling efficiency is reduced, the maintenance cost is increased by using a large amount of energy, There was no problem.

게다가, 종래 바이오가스 수분 제거장치는 수분 제거장치와 열병합발전 시스템을 구성하는 각종 구성부품과 최적화에 의한 패키징이 이루어지지 않아 열병합발전 시스템의 대형화에 의해 설치가 어렵고, 농장 등에 쉽게 설치되지 않아 실제 보급율이 현저히 저조하며, 생산단가가 증가하고, 수출이 감소하는 문제점이 있었다.In addition, since the conventional biogas moisture removal device is not packaged optimally with various components constituting the water removal device and the cogeneration system, it is difficult to install the cogeneration system due to the large size of the cogeneration system, There is a problem that the production cost is low and the export is decreased.

대한민국 특허등록공보 제10-1439425호Korean Patent Registration No. 10-1439425 대한민국 특허공개공보 제10-2017-0036561호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0036561

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉각유닛, 기수분리유닛, 및 제어유닛이 모두 방폭구조로 형성되고, 냉각유닛이 1차 냉매의 직접 열교환방식으로 작동되어 냉각에 필요한 불필요한 유닛과 배관을 제거하여 최적의 패키징화를 통해 소형화를 도모하여 설치용이성과 설치편의성을 증대시키고, 응축수 배출시에 바이오가스 누출을 방지하고, 방폭구조를 통해 안정성과 신뢰성을 극대화하며, 수분 제거효율 증가에 따라 전체적인 열병합발전 시스템의 공정효율을 증가시켜 유지비용을 절감하고, 패키징화와 컴팩트화를 통해 제조비용과 판매비용을 절감하며, 설치면적과 공사비용 감소에 따라 열병합발전 시스템의 보급 증가를 도모하여 자원낭비를 방지하면서 에너지 효율을 극대화하며, 수출증대를 도모하고, 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있는 패키지형 바이오가스 수분 제거장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a cooling unit, a water separating unit, and a control unit both having an explosion- To eliminate the unnecessary unit and piping necessary for the installation of the condenser and to reduce the size by optimizing the packaging to increase the ease of installation and installation convenience and to prevent leakage of biogas when discharging condensed water and to maximize stability and reliability through explosion- As the water removal efficiency increases, the overall efficiency of the cogeneration system is increased to reduce the maintenance cost, to reduce the manufacturing cost and the sales cost by packaging and compacting, and to reduce the installation area and construction cost, Maximizing energy efficiency while preventing wasting of resources by promoting expansion of supply, To provide a package that can improve the satisfaction of the visa-type biogas moisture removal device.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 하우징부와 바이오가스 유입관과 바이오가스 유출관을 구비하고, 바이오가스 공급라인 상에 설치되는 하우징유닛; 상기 하우징유닛의 내부에서 수평방향으로 연장 설치되고, 상기 바이오가스를 냉각하여 상기 바이오가스에 포함된 수분을 응축시켜 응축수로 변환하는 냉각유닛; 상기 하우징유닛의 내부에서 상기 냉각유닛과 직교하면서 일부가 상기 냉각유닛보다 하부에 위치하도록 설치되고, 상기 냉각유닛으로부터 응축된 응축수와 냉각된 상기 바이오가스를 분리하는 기수분리유닛; 및 상기 바이오가스의 불순물을 제거하는 필터유닛;을 포함하고, 상기 냉각유닛은 상기 바이오가스를 냉매에 의한 직접 열교환방식으로 냉각할 수 있다.In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a packaged biogas moisture removal apparatus comprising: a housing unit, a housing unit, a biogas inlet pipe, and a biogas outlet pipe; A cooling unit extending horizontally in the housing unit for cooling the biogas to condense moisture contained in the biogas to convert it into condensed water; A water separation unit installed inside the housing unit so as to be perpendicular to the cooling unit and partially located below the cooling unit, for separating the condensed water condensed from the cooling unit and the cooled biogas; And a filter unit for removing impurities of the biogas, wherein the cooling unit can cool the biogas by a direct heat exchange method using a refrigerant.

또한, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 바람직한 다른 실시예에서, 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 상기 냉각유닛과 상기 기수분리유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 더 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the packaged biogas moisture removal device according to the present invention, the packaged biogas moisture removal device may further include a control unit for controlling the operation of the cooling unit and the water separation unit .

또한, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 바람직한 다른 실시예에서, 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 냉각유닛은 상기 바이오가스 유입관을 통해 유입된 바이오가스를 냉매와 직접 열교환을 통해 냉각하고 상기 바이오가스에 포함된 수분을 응축하여 응축수를 생성하기 위한 냉매 유입부와 냉매 유출부를 구비하고 바이오가스를 냉각하는 열교환부; 상기 열교환부에서 배출된 냉매를 압축하는 압축부; 및 상기 압축부와 상기 열교환부 사이에 설치되어 상기 압축부를 통과한 냉매를 응축하는 응축부;를 포함하고, 냉각유닛은 방폭구조로 형성될 수 있다.In another preferred embodiment of the packaged biogas moisture removal device according to the present invention, the cooling unit of the packaged biogas moisture removal device is configured such that the biogas introduced through the biogas inflow pipe is cooled A heat exchanger having a refrigerant inlet and a refrigerant outlet for condensing water contained in the biogas to generate condensed water and cooling the biogas; A compression unit for compressing the refrigerant discharged from the heat exchange unit; And a condenser installed between the compression unit and the heat exchange unit and condensing the refrigerant that has passed through the compression unit, wherein the cooling unit can be formed in an explosion-proof structure.

또한, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 바람직한 다른 실시예에서, 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 냉각유닛의 열교환부는 상기 열교환부의 내부를 유동하는 냉매의 유동방향과 직교하도록 상기 바이오가스 유입관을 통해 유입된 바이오가스가 유동하도록 상기 열교환부 내부를 관통하여 형성되는 복수의 튜브부;를 더 포함하고, 상기 열교환부 내부에서 상기 냉매는 상기 열교환부의 일측 하부의 냉매 유입부를 통해 유입되어 상기 열교환부의 일측 상부의 냉매 유출부를 통해 유출되도록 상기 열교환부의 내부에서 수직방향으로 유동할 수 있다.In another preferred embodiment of the packaged biogas moisture removing device according to the present invention, the heat exchanging portion of the cooling unit of the packaged biogas moisture removing device includes a heat exchanging portion, which is arranged to cross the flow direction of the refrigerant flowing in the heat exchanging portion, And a plurality of tube portions formed through the inside of the heat exchange unit so that the biogas flowing through the inlet pipe flows, and the refrigerant flows into the heat exchange unit through the refrigerant inflow portion at one side of the heat exchange unit And may flow in the vertical direction inside the heat exchanger so as to flow out through the refrigerant outlet portion on one side of the heat exchanger.

또한, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 바람직한 다른 실시예에서, 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 냉각유닛은 상기 튜브부를 통과한 바이오가스와 상기 열교환부에서 형성된 응축수를 상기 기수분리유닛으로 유동시키기 위한 유동부;를 더 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the packaged biogas moisture removal device according to the present invention, the cooling unit of the packaged biogas moisture removal device further comprises a biogas passing through the tube portion and condensed water formed in the heat exchange portion, And a flow unit for flowing the fluid into the fluid channel.

또한, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 바람직한 다른 실시예에서, 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 기수분리유닛은 상기 하우징유닛의 수직방향을 따라 연장 형성되는 본체부; 상기 본체부의 하부에 형성되어 유동부를 통해 유입된 응축수를 저장하는 저장부; 상기 저장부의 하부에 연결설치되어 상기 저장부의 응축수를 배출하는 응축수 배출부; 및 상기 본체부의 상부에 형성되어 상기 유동부를 통해 유입된 바이오가스를 배출하도록 상기 바이오가스 유출관과 연결 설치되는 바이오가스 배출부;를 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the packaged biogas moisture removal device according to the present invention, the water separation unit of the packaged biogas moisture removal device comprises: a main body part extending along the vertical direction of the housing unit; A storage unit formed at a lower portion of the main body and storing condensed water introduced through the flow unit; A condensed water discharge unit connected to a lower portion of the storage unit to discharge condensed water from the storage unit; And a biogas outlet formed at an upper portion of the main body and connected to the biogas outlet pipe to discharge the biogas introduced through the flow portion.

또한, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 바람직한 다른 실시예에서, 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 필터유닛은 상기 바이오가스 유입관에 설치되어 상기 바이오가스 유입관을 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거하는 제1 필터부; 상기 유동부에 설치되어 상기 튜브부를 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거하는 제2 필터부; 및 상기 바이오가스 유출관에 설치되어 상기 바이오가스 배출부를 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거하는 제3 필터부;를 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the packaged biogas moisture removal device according to the present invention, the filter unit of the packaged biogas moisture removal device is installed in the biogas inflow pipe, and the biogas inflow pipe To remove impurities; A second filter unit installed in the flow unit and passing the biogas introduced through the tube unit to remove impurities; And a third filter unit installed in the biogas outlet pipe and passing the biogas introduced through the biogas discharge unit to remove impurities.

본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 냉각유닛, 기수분리유닛, 및 제어유닛이 모두 방폭구조로 형성되고, 냉각유닛이 1차 냉매의 직접 열교환방식으로 작동되어 냉각에 필요한 불필요한 유닛과 배관을 제거하여 최적의 패키징화를 통해 소형화를 도모하여 설치용이성과 설치편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In the packaged biogas moisture removal device according to the present invention, the cooling unit, the water separation unit, and the control unit are both formed in an explosion-proof structure, and the cooling unit is operated by the direct heat exchange method of the primary refrigerant, It is possible to improve the ease of installation and the convenience of installation by reducing the size by optimizing packaging.

또한, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 응축수 배출시에 바이오가스 누출을 방지하고, 방폭구조를 통해 바이오가스 수분제거장치와 열병합발전 시스템의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 각 구성부품 파손이나 손상을 방지하여 유지보수 비용과 유지보수 시간을 감소하고, 열병합발전 시스템의 안전적인 가동을 도모하며 열병합발전 시스템의 전체적인 운영효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the packaged biogas moisture removal device according to the present invention prevents leakage of biogas when discharging condensed water, maximizes the stability and reliability of the biogas moisture removal device and the cogeneration system through an explosion-proof structure, And the maintenance and repairing time can be reduced, the safe operation of the cogeneration system can be achieved, and the overall operation efficiency of the cogeneration system can be increased.

더욱이, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 각 구성부품의 최적의 패키징을 통해 장비의 소형화를 도모하여 설치용이성을 확보하여 설치비용과 설치시간을 감소하고, 설치면적과 공사비용에 따른 문제를 해소하여 열병합발전 시스템의 전체적인 보급을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the package-type biogas moisture removal device according to the present invention can reduce the installation cost and the installation time by securing the ease of installation by optimizing the packaging of the respective components through miniaturization of the equipment, The problem can be solved and the overall dissemination of the cogeneration system can be increased.

게다가, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 소형화에 따른 설치비용과 제조비용을 감소시켜 보급화를 증가함에 따라 각 농가, 돈사, 축사 등 필요한 장소에 용이하게 설치하여 유기성 폐기물에 의한 환경오염을 방지하고, 석탄 연료의 사용을 감소시켜 자원낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the package-type biogas moisture removal device according to the present invention can be easily installed at necessary places such as farmhouses, pigs' houses, housing sites, and the like, And the waste of resources can be prevented by reducing the use of coal fuel.

도 1은 종래 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템의 개략적인 과정의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템의 전체적인 흐름에 대한 계통도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템의 주요 구성의 외형도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 개념도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 정면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 냉각유닛의 개념도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 제어유닛의 블록도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템 중 폐열회수 열교환부의 열교환과정에 대한 개념도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템 중 폐열회수 열교환부의 측단면도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템 중 폐열회수 열교환부의 플레이트부의 구조에 대한 개념도를 나타낸다.1 is a conceptual diagram of a schematic process of a cogeneration system using biogas.
FIG. 2 is a flow diagram illustrating an overall flow of a cogeneration system using biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
3 is an external view of a main configuration of a cogeneration system using a biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a packaged biogas moisture removal apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view of a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram of a cooling unit of a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram of a control unit of the packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram illustrating a heat exchange process of a waste heat recovery heat exchanger in a cogeneration system using biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
10 is a side sectional view of a waste heat recovery heat exchanger of a cogeneration system using biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a conceptual view illustrating a structure of a plate portion of a waste heat recovery heat exchanger in a cogeneration system using biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 조립식 베개의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings of a prefabricated pillow. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of an apparatus may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. The dimensions and relative sizes of the layers and regions in the figures may be exaggerated for clarity of illustration.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprise "and / or" comprising ", as used in the specification, means that the presence of stated elements, Or additions.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템의 전체적인 흐름에 대한 계통도를 나타내고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템의 주요 구성의 외형도를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 개념도를 나타내고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 평면도를 나타내며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 단면도를 나타내고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 냉각유닛의 개념도를 나타내며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치의 제어유닛의 블록도를 나타낸다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템 중 폐열회수 열교환부의 열교환과정에 대한 개념도를 나타내고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템 중 폐열회수 열교환부의 측단면도를 나타내며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템 중 폐열회수 열교환부의 플레이트부의 구조에 대한 개념도를 나타낸다.FIG. 2 is a flow diagram illustrating a general flow of a cogeneration system using biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of a packaged bioassembly according to an embodiment of the present invention. And shows a schematic diagram of a main configuration of a cogeneration system using a biogas in which a gas water removing device is installed. FIG. 4 is a conceptual diagram of a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a plan view of a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a conceptual diagram of a cooling unit of a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross- Fig. 3 is a block diagram of a control unit of the packaged biogas moisture removal device according to one embodiment of the present invention. FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a heat exchange process of a waste heat recovery heat exchanger in a cigarette-cogeneration system using a biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 11 is a side cross-sectional view of a waste heat recovery heat exchanger in a cogeneration system using biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention. A schematic view of the structure of the plate portion of the waste heat recovery heat exchanger in the cogeneration system is shown.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 가로방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 높이방향을 의미하며, "폭방향"이란 수평방향과 수직방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향을 의미한다.The definitions of terms used below are as follows. &Quot; horizontal direction "means a horizontal direction in the same member," vertical direction "means a vertical direction perpendicular to the horizontal direction and a height direction in the same member, In the vertical direction.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)을 설명한다. 도 2 내지 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)은 바이오가스 수분 제거장치(10), 역화방지부(11), 가스필터부(12), 가스압력조절부(13), 제1 냉각부(20), 제1 냉각라인(21), 제1 순환펌프부(22), 폐열회수 열교환부(30), SCR(31), 배기가스 열교환부(32), 소음저감부(33), 제2 냉각부(40), 제2 냉각라인(41), 제2 순환펌프부(42)를 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 3, a cogeneration system 100 using biogas provided with a packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention will be described. 2 to 3, a cigarette cogeneration system 100 in which a packaged biogas moisture removal device 10 according to an embodiment of the present invention is installed includes a biogas moisture removal device 10, The first cooling section 21, the first circulation pump section 22, the waste heat recovery heat exchange section 22, The exhaust gas heat exchanger 32, the noise reduction unit 33, the second cooling unit 40, the second cooling line 41, the second circulation pump unit 42, .

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)도 상술한 바와 같은 바이오가스 공급라인(1), 배기가스 배출라인(2), 과급부(3), 가스혼합부(5), 인터쿨링부(6), 엔진부(7), 발전부(8), 제어부(9)를 포함한다. As described above, the biogas-based cogeneration system 100 equipped with the packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention is also equipped with the biogas supply line 1, the exhaust gas discharge line 2 An intercooling section 6, an engine section 7, a power generation section 8, and a control section 9, as shown in FIG.

바이오가스 공급라인(1)은 별도의 바이오가스 처리부에서 생산되는 바이오가스를 공급한다. 즉 혐기성 소화조 등에서 유기성 페기물을 소화시켜 발생한 바이오가스가 바이오가스 공급라인(1)을 통해 공급된다.The biogas supply line 1 supplies biogas produced by a separate biogas processing unit. That is, the biogas generated by digesting the organic waste in the anaerobic digestion tank is supplied through the biogas supply line 1.

패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)는 바이오가스 공급라인(1) 상에 설치되어 바이오가스의 수분을 제거한다. 협기성 소화조를 통하여 연소에 의해 바이오가스가 발생할 때에 온도와 압력이 감소 또는 증가함에 따라서 바이오가스 내에 수증기가 바이오가스 공급라인(1)에서 응축되어 액체상태의 응축수가 고여 열병합발전 시스템의 총괄효율을 급격하게 감소시키게 된다. 이러한 응축수가 쌓이게 되면 바이오가스 공급라인(1)의 벽면에 침적되어 유효공간을 감소시켜 압력손실을 초래하고, 이는 기체 흐름을 불안정하게 하여 열병합발전 시스템의 안정적인 운전을 저해하게 된다. 즉, 수분 제거장치(10)는 바이오가스 전처리 공정의 필수적인 단계로 바이오가스 내부의 수분을 다양한 방식을 통해 제거하여 바이오가스 공급라인(1)을 통해 공급함에 따라 열병합발전 시스템의 효율을 극대화할 수 있다.The packaged biogas moisture removal device 10 is installed on the biogas supply line 1 to remove moisture of the biogas. As the temperature and the pressure decrease or increase when the biogas is generated by the combustion digestion tank through the combustion, the water vapor in the biogas is condensed in the biogas supply line (1) and the condensate of the liquid state is accumulated to increase the overall efficiency of the cogeneration system . If such condensed water accumulates, it is deposited on the wall surface of the biogas supply line 1 to reduce the effective space to cause a pressure loss, which makes the gas flow unstable and hinders stable operation of the cogeneration system. That is, the water removal device 10 is an essential step of the biogas pretreatment process, and it can maximize the efficiency of the cogeneration system by removing the moisture inside the biogas through various methods and supplying the moisture through the biogas supply line 1 have.

도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)를 설명한다. 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)는 하우징유닛(1100), 냉각유닛(1200), 기수분리유닛(1300), 및 필터유닛(1400)으로 이루어진다. 또한, 도 8에 도시된 것처럼 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)는 제어유닛(1500)을 더 포함한다.4 to 6, a packaged biogas moisture removal apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described. 4 to 6, the packaged biogas moisture removal apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a housing unit 1100, a cooling unit 1200, a water separation unit 1300, Unit 1400 as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 8, the packaged biogas moisture removal apparatus 10 according to another embodiment of the present invention further includes a control unit 1500.

하우징유닛(1100)은 외관을 형성하는 하우징부(1110)와 바이오가스 유입관(1120)과 바이오가스 유출관(1130)을 구비하고, 바이오가스 공급라인(1) 상에 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 하우징부(1110)는 직육면체 또는 정육면체 형상의 금속 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 바이오가스 유입관(1120)과 바이오가스 유출관(1130)은 하우징부(1110)를 관통하여 삽입 설치되고, 바이오가스 유입관(1120)은 후술하는 냉각유닛(1200)의 열교환부(1210)와 연결 설치되고, 바이오가스 유출관(1130)은 후술하는 기수분리유닛의 바이오가스 배출부(1340)와 연결 설치된다. 또한, 도 4에 도시된 것처럼, 바이오가스 유입관(1120)과 바이오가스 유출관(1130)은 서로 평행하면서 마주하도록 하우징부(1110)의 상하로 설치되어 하우징유닛(1100)의 소형화를 도모하고, 최종적으로 패키지화가 가능하게 된다.The housing unit 1100 is provided on the biogas supply line 1 with a housing part 1110 forming an outer appearance, a biogas inflow pipe 1120 and a biogas outlet pipe 1130. Although not limited thereto, the housing part 1110 may be formed of a rectangular parallelepiped or cubic metal or plastic material. The biogas inlet pipe 1120 and the biogas outlet pipe 1130 are inserted through the housing part 1110 and the biogas inlet pipe 1120 is connected to the heat exchanging part 1210 of the cooling unit 1200 And the biogas outlet pipe 1130 is connected to the biogas discharging unit 1340 of the water separating unit described later. 4, the biogas inflow pipe 1120 and the biogas outflow pipe 1130 are installed above and below the housing part 1110 so as to face each other in parallel to each other, thereby miniaturizing the housing unit 1100 , And final packaging is possible.

냉각유닛(1200)은 하우징유닛(1100)의 내부에서 수평방향으로 연장 설치된다. 냉각유닛(1200)은 바이오가스를 냉각하여 바이오가스에 포함된 수분을 응축시켜 응축수로 변환한다. 냉각유닛(1200)은 바이오가스를 냉매에 의한 직접 열교환방식으로 냉각하고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 냉매는 R22가 사용될 수 있다. 더욱이, 냉각유닛(1200)과 바이오가스 유입관 사이에 현저히 낮은 바이오가스의 압력을 증가시키기 위한 압력증가부가 설치될 수 있다. 이에 따라 바이오가스의 압력이 상승되어 효율적인 제어가 가능할 수 있다.The cooling unit 1200 extends in the horizontal direction inside the housing unit 1100. The cooling unit 1200 cools the biogas to condense moisture contained in the biogas and convert it into condensed water. The cooling unit 1200 cools the biogas by a direct heat exchange method using a refrigerant, and R22 may be used as the refrigerant, though not necessarily limited thereto. Further, a pressure increase portion for increasing the pressure of the biogas gas that is significantly lower between the cooling unit 1200 and the biogas inlet pipe may be provided. As a result, the pressure of the biogas can be raised to enable efficient control.

기수분리유닛(1300)은 하우징유닛(1100)의 내부에서 냉각유닛(1200)과 직교하면서 일부가 냉각유닛(1200)보다 하부에 위치하도록 설치된다. 기수분리유닛(1300)은 냉각유닛으로부터 응축된 응축수와 냉각된 바이오가스를 분리하는 기능을 수행한다. The ninth water separation unit 1300 is installed inside the housing unit 1100 so as to be perpendicular to the cooling unit 1200 and partially below the cooling unit 1200. The ninth water separation unit 1300 functions to separate the condensed water condensed from the cooling unit and the cooled biogas.

냉각유닛은 열교환 효율을 증가시키고 동력손실을 감소하며 패키징화를 위해 하우징부의 내부에서 수평방향으로 설치되고, 기수분리유닛은 중력에 의해 바이오가스와 응축수를 원활하게 분리하고, 불필요한 구성요소의 감소를 통해 컴팩트화를 도모하기 위해 냉각유닛과 직교하면서 일부가 냉각유닛의 하부에 위치하도록 하우징부의 내부에 수직방향으로 설치된다.The cooling unit is installed horizontally in the interior of the housing part for increased heat exchange efficiency, reduced power loss, and packaging, and the water separation unit smoothly separates the biogas and the condensate water by gravity and reduces unnecessary components In order to achieve compactness, the cooling unit is installed perpendicularly to the inside of the housing unit so as to be perpendicular to the cooling unit and partially located under the cooling unit.

필터유닛(1400)이 바이오가스의 불순물을 제거한다.The filter unit 1400 removes impurities of the biogas.

제어유닛(1500)은 열병합발전 시스템(100)의 운전상태와 바이오가스의 상태에 따라 냉각유닛과 기수분리유닛의 작동을 제어한다.The control unit 1500 controls the operation of the cooling unit and the water separator unit according to the operation state of the cogeneration system 100 and the state of the biogas.

냉각유닛(1200), 기수분리유닛(1300), 제어유닛(1500)의 모든 전자부품은 방폭구조로 형성되어 장치의 패키지화 및 컴팩트화 도모가 가능하다.All the electronic parts of the cooling unit 1200, the water separation unit 1300, and the control unit 1500 are formed in an explosion-proof structure, so that the device can be packaged and compacted.

이처럼, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)는 냉각유닛, 기수분리유닛, 및 제어유닛이 모두 방폭구조로 형성되고, 냉각유닛이 1차 냉매의 직접 열교환방식으로 작동되어 냉각에 필요한 불필요한 유닛과 배관을 제거하여 최적의 패키징화를 통해 소형화를 도모하여 설치용이성과 설치편의성을 증대시킬 수 있다.As described above, in the packaged biogas moisture removal device 10 according to the present invention, the cooling unit, the water separation unit, and the control unit are all formed in an explosion-proof structure, and the cooling unit is operated by direct heat exchange method of the primary refrigerant, Unnecessary units and piping are removed, and an optimal packaging is achieved through miniaturization, so that ease of installation and convenience of installation can be increased.

도 4 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)의 냉각유닛(1200)은 열교환부(1210), 압축부(1220), 응축부(1230), 유동부(1240), 냉매 순환라인(1250), 및 팬부(1260)를 포함한다.4 to 7, a cooling unit 1200 of the packaged biogas moisture removal apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a heat exchanging unit 1210, a compressing unit 1220, a condensing unit 1230, a flow section 1240, a refrigerant circulation line 1250, and a pan section 1260.

열교환부(1210)는 바이오가스 유입관(1120)을 통해 유입된 바이오가스를 냉매와 직접 열교환을 통해 냉각한다. 열교환부(1210)는 바이오가스에 포함된 수분을 응축하여 응축수를 생성하기 위한 냉매 유입부(1211)와 냉매 유출부(1212)를 구비하고 바이오가스를 냉각한다.The heat exchanging unit 1210 cools the biogas introduced through the biogas inlet pipe 1120 through direct heat exchange with the refrigerant. The heat exchanging part 1210 has a refrigerant inflow part 1211 and a refrigerant outflow part 1212 for condensing the moisture contained in the biogas to generate condensed water and cools the biogas.

압축부(1220)는 열교환부(1210)에서 배출된 냉매를 압축한다.The compression unit 1220 compresses the refrigerant discharged from the heat exchange unit 1210.

응축부(1230)는 압축부(1220)와 열교환부(1210) 사이에 설치되어 압축부를 통과한 냉매를 응축하여 다시 냉각한다.The condenser 1230 is installed between the compressing unit 1220 and the heat exchanging unit 1210, and condenses the refrigerant that has passed through the compressing unit to cool again.

냉각유닛에 냉매가 원활하게 순환할 수 있도록 열교환부, 압축부, 응축부는 모두 냉매 순환라인(1250)으로 연결된다.The heat exchanging unit, the compressing unit, and the condensing unit are all connected to the refrigerant circulation line 1250 so that the refrigerant can be circulated smoothly to the cooling unit.

또한, 응축부(1230)에 인접하게 팬부(1260)가 설치된다.Further, a fan section 1260 is provided adjacent to the condensing section 1230. [

상술한 열교환부, 응축부, 압축부, 팬부 중에서 전자부품은 모두 방폭구조로 형성된다. Among the above-mentioned heat exchanging portion, condensing portion, compression portion, and fan portion, electronic components are all formed in an explosion-proof structure.

유동부(1240)는 튜브부(1213)를 통과한 바이오가스와 열교환부에서 형성된 응축수를 기수분리유닛으로 유동시킨다. 도 6에 도시된 것처럼, 유동부(1240)는 필요에 따라 냉각된 바이오가스가 유동하는 유동부와 응축수가 유동하는 유동부로 분활하여 형성될 수 있다. 또한, 이러한 유동부의 일측은 모두 열교환부의 일부에 연결 설치되고, 유동부의 타측은 기수분리유닛에 연결설치된다. The flow portion 1240 flows the biogas that has passed through the tube portion 1213 and the condensed water formed in the heat exchange portion to the water separation unit. As shown in FIG. 6, the fluid portion 1240 may be formed by dividing the fluid portion into which the cooled biogas flows and the fluid portion through which the condensed water flows, if necessary. Further, one side of the flow portion is connected to a part of the heat exchange portion, and the other side of the flow portion is connected to the water separation unit.

유동부(1240)에 의해 냉각된 바이오가스와 응축수가 원활하게 이동하고 분리되어 전체적인 열병합발전 시스템의 효율을 증가시키고, 용이하게 바이오가스의 수분을 제거할 수 있다.The biogas and the condensed water cooled by the flow portion 1240 smoothly move and separate, thereby increasing the efficiency of the overall cogeneration system and easily removing the moisture of the biogas.

도 6에서 검은색 화살표는 냉매의 유동방향을 하얀색 화살표는 바이오가스의 유동방향을 나타낸다.6, a black arrow indicates a flow direction of the refrigerant, and a white arrow indicates a flow direction of the biogas.

도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)의 냉각유닛(1200)의 열교환부(1210)는 열교환부의 내부를 유동하는 냉매의 유동방향과 직교하도록 바이오가스 유입관(1130)을 통해 유입된 바이오가스가 유동하도록 열교환부(1210) 내부를 관통하여 형성되는 복수의 튜브부(1213)를 더 포함한다.6, the heat exchanging part 1210 of the cooling unit 1200 of the packaged biogas moisture removing device 10 according to an embodiment of the present invention is configured to heat the refrigerant flowing in the heat exchanging part in a direction And a plurality of tube portions 1213 formed through the inside of the heat exchanging portion 1210 so that the biogas introduced through the biogas inlet pipe 1130 flows.

또한, 열교환부(1210) 내부에서 냉매는 열교환부(1210)의 일측 하부의 냉매 유입부(1211)를 통해 유입되어 열교환부(1210)의 일측 상부의 냉매 유출부(1212)를 통해 유출되도록 열교환부의 내부에서 수직방향으로 유동한다.The refrigerant is introduced into the heat exchanging part 1210 through the refrigerant inflow part 1211 at one side of the heat exchanging part 1210 and is discharged through the refrigerant outflow part 1212 at one side of the heat exchanging part 1210 And flows vertically in the interior of the part.

즉, 열교환효율을 극대화하기 위해 바이오가스는 바이오가스 유입관(1130)을 통해 복수의 튜브부(1213)를 통해 열교환부의 수평방향으로 유동한다. 이때에 냉매 순환라인을 통해 냉매 유입부(1211)를 통해 냉매가 유입되고 복수의 튜브부(1213)와 접촉면적을 증가하여 냉매에 의한 직접 열교환방식으로 신속하고 효율적으로 열교환을 하면서 냉매는 수직방향 상향으로 유동하게 된다. 이때에 냉매 유출부(1212)과 냉매 유입부(1211)와 대각선상에 위치함에 따라 열교환부의 내부에서 냉매가 튜브부(1213)와의 접촉면적과 접촉시간이 증가됨에 따라 냉각효율이 극대화되면서 전력사용을 최소화할 수 있다.That is, in order to maximize the heat exchange efficiency, the biogas flows in the horizontal direction of the heat exchanger through the plurality of tube portions 1213 through the biogas inlet pipe 1130. At this time, the refrigerant flows in through the refrigerant circulation line through the refrigerant inlet part 1211 and increases the contact area with the plurality of tube parts 1213, so that the refrigerant can perform the heat exchange in a quick and efficient manner by the direct heat exchange method using the refrigerant, And flows upward. At this time, since the contact area and the contact time of the refrigerant with the tube portion 1213 in the heat exchange portion are increased as the refrigerant outlet portion 1212 and the refrigerant inlet portion 1211 are positioned diagonally, the cooling efficiency is maximized, Can be minimized.

본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 응축수 배출시에 바이오가스 누출을 방지하고, 방폭구조를 통해 바이오가스 수분제거장치와 열병합발전 시스템의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 각 구성부품 파손이나 손상을 방지하여 유지보수 비용과 유지보수 시간을 감소하고, 열병합발전 시스템의 안전적인 가동을 도모하며 열병합발전 시스템의 전체적인 운영효율을 증대시킬 수 있으며, 각 구성부품의 최적의 패키징을 통해 장비의 소형화를 도모하여 설치용이성을 확보하여 설치비용과 설치시간을 감소하고, 설치면적과 공사비용에 따른 문제를 해소하여 열병합발전 시스템의 전체적인 보급을 증대시킬 수 있다.The packaged biogas moisture removal device according to the present invention prevents leakage of biogas when discharging condensed water and maximizes the stability and reliability of the biogas moisture removal device and the cogeneration system through an explosion-proof structure, It is possible to reduce the maintenance cost and maintenance time, to operate the cogeneration system safely, to increase the overall operating efficiency of the cogeneration system, and to reduce the size of the equipment through optimal packaging of each component. It is possible to reduce the installation cost and installation time by solving the problem of the installation area and the construction cost, thereby increasing the overall dissemination of the cogeneration system.

도 3 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)의 기수분리유닛(1300)은 본체부(1310), 저장부(1320), 응측수 배출부(1330), 및 바이오가스 배출부(1340)를 포함한다.3 to 6, the water separation unit 1300 of the packaged biogas moisture removal apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a body portion 1310, a storage portion 1320, A discharging portion 1330, and a biogas discharging portion 1340.

본체부(1310)는 하우징유닛(1100)의 수직방향을 따라 수직방향으로 원통형으로 연장 형성된다. 본체부(1310)는 유동부를 통해 유입된 냉각된 바이오가스와 응축수를 보관할 수 있는 공관을 구비하도록 내부가 공동형상으로 형성된다.The body portion 1310 extends in a cylindrical shape in the vertical direction along the vertical direction of the housing unit 1100. [ The body portion 1310 is formed in a hollow shape so as to have a cavity to store the cooled biogas and the condensed water introduced through the flow portion.

저장부(1320)는 본체부의 하부에 형성되어 유동부를 통해 유입된 응축수를 저장한다. 즉, 응축수는 자중에 의해 자동으로 저장부(1320)로 이동하고, 바이오가스는 본체부(1310)의 상부로 이동한다.The storage unit 1320 is formed at a lower portion of the main body to store the condensed water flowing through the flow unit. That is, the condensed water is automatically moved to the storage part 1320 by its own weight, and the biogas moves to the upper part of the main body part 1310.

도면에 도시되지는 않았지만, 본체부의 내부에 본체부의 중식축을 기준으로 회전하는 로터를 더 포함할 수 있다. Although not shown in the drawings, the main body may further include a rotor which rotates about a center axis of the main body.

응축수 배출부(1330)는 저장부의 하부에 연결 설치되어 저장부의 응축수를 외부로 배출한다.The condensate discharge portion 1330 is connected to a lower portion of the storage portion to discharge the condensed water of the storage portion to the outside.

바이오가스 배출부(1340)는 본체부의 상부에 형성되어 유동부를 통해 유입된 바이오가스를 배출한다. 상술한 바와 같이 바이오가스 배출부(1340)는 바이오가스 유출관(1130)과 연결 설치된다.The biogas discharge part 1340 is formed in the upper part of the main body part and discharges the biogas introduced through the flow part. As described above, the biogas discharge unit 1340 is connected to the biogas discharge pipe 1130.

따라서, 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 소형화에 따른 설치비용과 제조비용을 감소시켜 보급화를 증가함에 따라 각 농가, 돈사, 축사 등 필요한 장소에 용이하게 설치하여 유기성 폐기물에 의한 환경오염을 방지하고, 석탄 연료의 사용을 감소시켜 자원낭비를 방지할 수 있다.Accordingly, the packaged biogas moisture removal device according to the present invention can be installed easily at necessary places such as farmhouses, ponds, and houses, as the installation cost and manufacturing cost due to the miniaturization are reduced and the supply is increased, Waste of resources can be prevented by reducing the use of coal fuel.

도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)의 필터유닛(1400)은 제1 필터부(1410), 제2 필터부(1420), 및 제3 필터부(1430)를 포함한다.6, the filter unit 1400 of the packaged biogas moisture removal apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a first filter unit 1410, a second filter unit 1420, 3 filter unit 1430. [

제1 필터부(1410)는 바이오가스 유입관(1120)에 설치되어 바이오가스 유입관을 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 바람직하게는 제1 필터부(1410)는 제2 필터부(1420)와 제3 필터부(1430)와 다르게 화학적 불순물을 게거하기 보다는 바이오가스가 유동할 때에 냉각유닛(1200), 기수분리유닛(1300) 등을 보호하기 위해 물리적으로 일정한 크기 이상의 불순물을 제거하는 필터로 형성된다.The first filter unit 1410 is installed in the biogas inflow pipe 1120 and passes the biogas introduced through the biogas inflow pipe to remove impurities. Preferably, the first filter portion 1410 does not remove the chemical impurities differently from the second filter portion 1420 and the third filter portion 1430, but rather the cooling unit 1200 ), The water separation unit 1300, and the like.

제2 필터부(1420)는 유동부(1240)에 설치되어 튜브부(1213)를 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 바람직하게는 제2 필터부(1420)는 활성탄 필터(ACTIVATED CARBON FILTER) 또는 연료필터(FUEL FILTER)로 형성되어 비수용성 불순물 또는 일부 수용성 불순물을 제거할 수 있다.The second filter portion 1420 is installed in the fluid portion 1240 to pass the biogas introduced through the tube portion 1213 to remove impurities. Preferably, the second filter portion 1420 is formed of an ACTIVATED CARBON FILTER or a FUEL FILTER to remove water-insoluble impurities or some water-soluble impurities.

제3 필터부(1430)는 바이오가스 유출관(1130)에 설치되어 바이오가스 배출부(1340)를 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 제3 필터부(1430)도 활성탄 필터 또는 연료필터로 형성되어 비수용성 불순물 또는 일부 수용성 불순물을 제거할 수 있다.The third filter unit 1430 is installed in the biogas outlet pipe 1130 and passes the biogas introduced through the biogas exhaust unit 1340 to remove impurities. The third filter portion 1430 may be formed of an activated carbon filter or a fuel filter to remove water-insoluble impurities or some water-soluble impurities.

활성탄 필터는 산성가스 제거용 첨착활성탄 흡착제로 구성한 필터로서 바이오가스에 존재하는 황화합물을 제거하는 기능을 수행한다. 구체적으로 활성탄 필터를 통과한 바이오가스의 황화수소 함유량은 90% 이상 제거되어 전체적인 열병합발전 시스템의 총효율을 증가시킬 수 있다.Activated carbon filter is a filter composed of impregnated activated carbon adsorbent for acid gas removal and removes sulfur compounds present in biogas. Specifically, the hydrogen sulfide content of the biogas having passed through the activated carbon filter can be removed by 90% or more, thereby increasing the total efficiency of the overall cogeneration system.

또한, 연료필터는 발전을 위한 엔진에 유입되는 바이오가스 중 최종적으로 혼입 우려가 있는 바이오가스에 잔존하는 미세먼지를 제거하는 기능을 수행한다. 연료필터는 카트리지타입으로 미세먼지가 수집된 구성요소 일부를 손귑게 교환할 수 있어 유지비용과 유지시간을 절감할 수 있다.Further, the fuel filter performs a function of removing fine dust remaining in the biogas, which is finally mixed with the biogas flowing into the engine for power generation. The fuel filter is a cartridge type that can be used to replace some of the components for which fine dust is collected, reducing maintenance costs and maintenance time.

도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)의 제어유닛(1500)은 기본 데이터 저장부(1510), 실시간 운영데이터 저장부(1520), 센싱부(1530), 비교부(1540), 판단부(1550), 및 조절부(1560)를 포함한다.8, the control unit 1500 of the packaged biogas moisture removal apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a basic data storage unit 1510, a real-time operating data storage unit 1520, A comparison unit 1540, a determination unit 1550,

기본 데이터 저장부(1510)에는 설치된 열병합발전 시스템의 운영데이터, 냉각유닛의 동력, 압력손실, 입구온도, 출구온도, 유량, 수분잔유량, 장비 중량, 효율, 바이오가스의 압력, 바이오가스의 유입관과 바이오가스 유출관의 기준 온도, 냉매 유입부와 냉매 유출부의 기준 온도, 저장부 수위, 저장부 내부 압력, 바이오가스 배출부의 기준 압력과 온도, 엔진부 데이터 등이 저장된다.The basic data storage unit 1510 stores the operating data of the cogeneration system installed, the power of the cooling unit, the pressure loss, the inlet temperature, the outlet temperature, the flow rate, the amount of water remaining, the weight of the equipment, The reference temperature of the refrigerant inflow section and the refrigerant outflow section, the storage section water level, the storage section internal pressure, the reference pressure and temperature of the biogas discharge section, and the engine section data.

실시간 운영데이터 저장부(1520)에는 현재 열병합발전 시스템이 가동 중일때에 열병합발전 시스템의 운영데이터가 모두 저장된다. 즉, 엔진부의 출력, 효율, 바이오가스의 압력, 바이오가스의 유입관과 바이오가스 유출관의 온도, 냉매 유입부와 냉매 유출부의 온도, 저장부의 수위, 저장부 내부 압력, 바이오가스 배출부의 압력과 온도 등이 저장된다.In the real-time operating data storage unit 1520, all of the operating data of the cogeneration system is stored when the present cogeneration system is in operation. That is, the output of the engine, the efficiency, the pressure of the biogas, the temperature of the inlet pipe and the outlet of the biogas, the temperature of the refrigerant inlet and the outlet of the refrigerant, the water level of the storage, Temperature and the like are stored.

센싱부(1530)는 레벨센서로 저장부의 수위와 레벨을 측정하여 바이오가스가 외부로 유출된 위험성이 있는지를 검사하고, 센싱부에서 센싱된 데이터가 실시간으로 실시간 운영데이터 저장부(1520)로 전송되고 저장된다.The sensing unit 1530 measures the level and the level of the storage unit with the level sensor to check whether there is a risk of leakage of the biogas to the outside, and transmits the sensed data to the real-time operating data storage unit 1520 in real time And stored.

비교부(1540)에서 센싱부(1530)에서 센싱된 데이터와 실시간 운영데이터 저장부(1520)에 저장된 데이터와 기본 데이터 저장부(1510)에 저장된 데이터를 비교한다.The comparison unit 1540 compares the data sensed by the sensing unit 1530 with the data stored in the real-time operating data storage unit 1520 and the data stored in the basic data storage unit 1510.

판단부(1550)에서 비교부(1540)의 비교결과가 허용범위 내인지를 판단한다.The determination unit 1550 determines whether the comparison result of the comparison unit 1540 is within the allowable range.

조절부(1560)에서 판단부(1550)의 판단결과 허용범위를 초과한 경우에는 즉시 냉각유닛(1200)과 기수분리유닛(1300)의 작동을 정지하고, 알람을 발생한다.The control unit 1560 immediately stops the operation of the cooling unit 1200 and the water separator unit 1300 and generates an alarm when the determination unit 1550 determines that the allowable range is exceeded.

조절부(1560)에서 판단부(1550)의 판단결과 허용범위 미만인 경우에는 냉각유닛(1200)과 기수분리유닛(1300)의 작동을 유지하고, 냉매 공급량과 바이오가스 공급량을 조절한다.The control unit 1560 maintains the operation of the cooling unit 1200 and the water separation unit 1300 and adjusts the refrigerant supply amount and the biogas supply amount as a result of the determination by the determination unit 1550.

만약, 조절부(1560)에서 판단부(1550)의 판단결과 허용범위에 20% 이내로 근접한 경우에는 이를 작업자에게 알려 열병합발전 시스템과 냉각유닛과 기수분리유닛의 지속적인 모니터링을 유지하게 한다.If the controller 1560 determines that the temperature is within 20% of the allowable range as a result of the determination by the determination unit 1550, the control unit 1560 notifies the operator to maintain continuous monitoring of the cogeneration system, the cooling unit, and the ninth water separation unit.

도면에 도시되지는 않았지만, 제어유닛은 LCD 등 형태의 표시부를 구비한다.Although not shown in the figure, the control unit includes a display unit in the form of an LCD or the like.

이처럼, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치는 응축수 배출시에 바이오가스 누출을 방지하여 폭발 등의 안전사고를 미연에 방지하고, 작업자의 안전을 보장하며, 방폭구조를 통해 바이오가스 수분제거장치와 열병합발전 시스템의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 각 구성부품 파손이나 손상을 방지하여 유지보수 비용과 유지보수 시간을 감소하고, 열병합발전 시스템의 안전적인 가동을 도모하며 열병합발전 시스템의 전체적인 운영효율을 증대시킬 수 있다.As described above, the packaged biogas moisture removal device according to the present invention prevents biogas leakage at the time of discharging condensed water, thereby preventing safety accidents such as explosion, ensuring safety of workers, and removing biogas moisture This system maximizes the stability and reliability of the system and the cogeneration system, reduces the maintenance cost and maintenance time by preventing breakage or damage of each component, promotes the safe operation of the cogeneration system and improves the overall operating efficiency of the cogeneration system Can be increased.

도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 역화방지부(11)는 바이오가스 공급라인(1) 상에서 제습부(10)와 가스혼합부(5) 사이에 설치되어 바이오가스의 역화를 방지한다. 즉, 역화방지부(11)는 수분이 제거된 바이오가스는 바이오가스 공급라인(1)을 통해 공급될 때에 부압되어 화염이 역화하여 폭발이 발생하지 않도록 부압을 조절하여 역화에 의한 폭발을 방지한다. 2 and 3, the backflow prevention part 11 is installed between the dehumidifying part 10 and the gas mixing part 5 on the biogas supply line 1 to prevent the backflow of the biogas. That is, when the biogas from which moisture is removed is supplied through the biogas supply line 1, the backflow prevention part 11 controls the negative pressure so that the flame is backed up and does not cause an explosion, thereby preventing explosion by backfire .

가스필터부(12)는 바이오가스 공급라인(1) 상에서 역화방지부(11)와 가스혼합부(5) 사이에 설치되어 역화방지부(11)를 통과한 바이오가스를 여과한다. 즉, 가스필터부(12)는 바이오가스 공급라인(1)을 통해 공급되는 바이오가스 내부의 불순물을 여과하여 이를 가스혼합부(5)로 공급함에 따라 유지보수 비용을 절감하고 엔진부(7)의 효율을 증가시킬 수 있다.The gas filter unit 12 is installed between the inverted portion 11 and the gas mixing unit 5 on the biogas supply line 1 and filters the biogas that has passed through the inverted portion 11. [ That is, the gas filter unit 12 filters the impurities contained in the biogas supplied through the biogas supply line 1 and supplies the filtered impurities to the gas mixing unit 5, Can be increased.

가스압력조절부(13)는 바이오가스 공급라인(1) 상에서 가스필터부(12)와 가스혼합부(5) 사이에 설치되어 가스필터부(12)를 통과한 바이오가스의 압력을 조절한다. 즉, 가스압력조절부(13)는 제어부(9)의 제어에 의해 가스필터부(12)를 통과한 바이오가스의 압력이 기준압을 초과하지 않도록 바이오가스를 감압 또는 가압하여 일정하게 압력을 유지한 상태로 가스혼합부(5)에 공급하여 에너지 효율을 증가시키고, 열병합발전 시스템의 안정성과 신뢰성을 증가시킨다. The gas pressure regulating unit 13 is disposed between the gas filter unit 12 and the gas mixing unit 5 on the biogas supply line 1 to regulate the pressure of the biogas that has passed through the gas filter unit 12. In other words, the gas pressure regulating section 13 regulates or pressurizes the biogas such that the pressure of the biogas passing through the gas filter section 12 does not exceed the reference pressure under the control of the control section 9, To the gas mixing section 5 to increase the energy efficiency and increase the stability and reliability of the cogeneration system.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)은 바이오가스 공급라인(1) 상에서 가스압력조절부(13)와 가스혼합부(5) 사이에 설치되는 비상밸브부(14)를 더 포함할 수 있다.2, the biogas-based cogeneration system 100 equipped with the packaged biogas moisture removal device according to an embodiment of the present invention includes a gas pressure regulator 13 on the biogas supply line 1, And an emergency valve part (14) provided between the gas mixing part (5).

비상밸브부(14)는 가스압력조절부(13)를 통과하여 바이오가스 공급라인(1)을 통해 공급되는 바이오가스의 온도, 압력이 기준온도나 기준압력을 초과하는 경우 또는 불순물이 소정량 이상 초과하는 경우에 제어부(9)의 신호에 의해 작동되어 바이오가스 공급라인(1)에서 가스혼합부(5)로의 유로를 폐쇄한다. 이에 따라 가스혼합부(5)에서 엔진부(7)로 연료의 공급을 차단하여 안전사고를 미연에 방지하여 인사사고를 예방하고, 열병합발전 시스템의 안전성과 신뢰성을 극대화할 수 있다.When the temperature and pressure of the biogas supplied through the biogas supply line (1) through the gas pressure regulating part (13) exceeds the reference temperature or the reference pressure, or when the impurities exceed the predetermined amount The flow of the gas from the biogas supply line 1 to the gas mixing section 5 is closed. Accordingly, supply of fuel to the engine section 7 from the gas mixing section 5 is blocked to prevent a safety accident, thereby preventing personnel accidents and maximizing the safety and reliability of the cogeneration system.

과급부(3)는 배기가스 배출라인 상의 배기가스를 압축하여 공급한다. 또한, 과급부(3)는 외부에서 유입되는 공기를 압축하여 가스혼합부(5)로 공급한다. 과급부(3)에 의해 엔진부(7)의 출력이 극대화되어 에너지효율과 총괄효율이 증가된다.The supercharger 3 compresses and supplies the exhaust gas on the exhaust gas discharge line. The supercharger 3 also compresses the air introduced from the outside and supplies it to the gas mixer 5. [ The output of the engine section 7 is maximized by the supercharging section 3, so that the energy efficiency and the overall efficiency are increased.

가스혼합부(5)는 과급부(3)를 통해 공급되는 압축 공기와 에어필터부(4)를 통과하여 유입된 외부공기를 혼합한다. 에어필터부(4)를 통과한 외부공기는 불순물이 제거되어 혼합가스를 연료로 사용하는 엔진부(7)의 효율을 증가시킨다.The gas mixing section 5 mixes the compressed air supplied through the supercharging section 3 and the introduced external air passing through the air filter section 4. [ The outside air passing through the air filter unit 4 is removed from the impurities and the efficiency of the engine unit 7 using the mixed gas as fuel is increased.

인터쿨러부(6)는 가스혼합부(5)를 통해 혼합된 혼합가스를 냉각한다. 즉, 인터쿨러부(6)는 과급부(3)를 통해 혼합가스의 온도가 증가하여 고온상태로 엔진부(7)로 공급되어 연소할 경우 엔진부(7)의 연소효율이 감소되는 것을 방지하고, 엔진부(7)가 과열되어 손상되거나 파손되는 것을 방지하기 위해 고온상태의 혼합가스를 냉각시켜 혼합공기의 밀도를 높이고 일정온도를 유지한 상태의 혼합가스가 엔진부(7)로 유입될 수 있도록 혼합가스의 온도를 냉각하는 기능을 수행한다.The intercooler section (6) cools the mixed gas mixed through the gas mixing section (5). That is, the intercooler unit 6 prevents the combustion efficiency of the engine unit 7 from being reduced when the temperature of the mixed gas is increased through the supercharger 3 and supplied to the engine unit 7 at a high temperature to be burned , The mixed gas in a high temperature state is cooled to prevent the engine part 7 from being overheated and damaged or broken, thereby increasing the density of the mixed air and maintaining the constant temperature. So as to cool the temperature of the mixed gas.

제1 냉각부(20)가 인터쿨러부(6)를 냉각한다.The first cooling section 20 cools the intercooler section 6.

인터쿨러부(6)와 제1 냉각부(20)는 제1 냉각라인(21)에 의해 연결된다. 즉, 제1 냉각라인(21)의 일측이 인터쿨러부(6)에 연결되고, 제1 냉각라인(21)의 타측이 제1 냉각부(20)에 연결된다.The intercooler section (6) and the first cooling section (20) are connected by a first cooling line (21). That is, one side of the first cooling line 21 is connected to the intercooler unit 6, and the other side of the first cooling line 21 is connected to the first cooling unit 20.

제1 순환펌프부(22)는 제1 냉각라인(21) 내부를 유동하는 냉각수를 순환시키기 위해 제1 냉각라인(21) 상에 설치된다. The first circulation pump section 22 is installed on the first cooling line 21 for circulating the cooling water flowing in the first cooling line 21.

엔진부(7)는 인터쿨러부(6)를 통과한 혼합가스를 연료로 사용하여 구동한다.The engine unit 7 drives the mixed gas that has passed through the intercooler unit 6 as fuel.

제2 냉각부(40)는 엔진부(7)를 냉각한다.The second cooling section 40 cools the engine section 7.

엔진부(7)와 제2 냉각부(40)는 제2 냉각라인(41)에 의해 연결된다. 즉, 제2 냉각라인(41)의 일측이 엔진부(7)에 연결되고, 제2 냉각라인(41)의 타측이 제2 냉각부(40)에 연결된다. The engine section (7) and the second cooling section (40) are connected by the second cooling line (41). That is, one side of the second cooling line 41 is connected to the engine section 7, and the other side of the second cooling line 41 is connected to the second cooling section 40.

제2 순환펌프부(42) 제2 냉각라인 내부를 유동하는 냉각수를 순환시키기 위해 제2 냉각라인(41) 상에 설치된다. The second circulation pump unit 42 is installed on the second cooling line 41 for circulating the cooling water flowing inside the second cooling line.

도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 인터쿨러부(6)와 엔진부(7)의 냉각을 위한 제1, 2 냉각부(20, 40)와 제1, 2 순환펌프부(22, 42)는 제1, 2 냉각라인(21, 41)과의 각각의 연결이 용이하도록 엔진부(7)의 상단에 배치된다. 즉, 도 3에 도시된 것처럼, 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)의 엔클로져 하우징에서 제1, 2 순환펌프부(22, 42)가 엔진부(7)의 상단에 배치된 인터쿨러부(6)와 엔진부(7)에 직접적으로 제1, 2 냉각라인(21, 41)이 연결되어 인터쿨러부(6)와 엔진부(7)의 과열시 이를 냉각하게 되면 냉각이 완료되어 가열된 냉각수가 엔클로져의 상부에 배치된 제1, 2 냉각부(20, 40)로 배관을 쉽게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)은 최적화에 의한 소형화를 도모하여 설치용이성과 설치편의성을 증가시키고, 제조비용과 설치비용 감소에 의해 보급률을 증가시켜 자원낭비를 방지하고 환경을 보호할 수 있다.2 and 3, the first and second cooling units 20 and 40 for cooling the intercooler unit 6 and the engine unit 7, the first and second circulation pumps 20 and 40, The sections 22 and 42 are disposed at the upper end of the engine section 7 so as to facilitate connection with the first and second cooling lines 21 and 41, respectively. 3, in the enclosure housing of the cogeneration system 100 using biogas, the first and second circulation pump units 22 and 42 are connected to an intercooler unit 6 And the first and second cooling lines 21 and 41 are directly connected to the engine unit 7 and the engine unit 7 to cool the intercooler unit 6 and the engine unit 7 when the intercooler unit 6 and the engine unit 7 are overheated, The piping can be easily connected to the first and second cooling units 20 and 40 disposed on the upper portion of the enclosure. Therefore, the cogeneration system 100 using the biogas provided with the packaged biogas moisture removal device according to the present invention can be miniaturized by optimization, thereby increasing the ease of installation and installation convenience, and reducing manufacturing cost and installation cost By increasing the penetration rate, it is possible to prevent waste of resources and to protect the environment.

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 냉각부(20)와 제2 냉각부(40)는 라디에이터로 이루어질 수 있다. 이러한 라디에이터는 핀과 튜브 구조의 수냉식 타입으로 내부코어는 냉각수가 순환하는 통로인 냉각수 튜브와 냉각수의 열을 효율적으로 방출할 수 있도록 튜브와 튜브 사이에 냉각핀으로 구성되고, 열전도율이 좋은 동 재질튜브와 알루미늄 재질의 냉각핀으로 형성된다. 냉각수가 유입, 방출되는 구조를 형성하기 위해 라디에이터 후단에 부착되어 있는 노즐에 냉각라인을 연결하여 순환펌프부이 구동에 의해 순환되도록 한다. 이러한 라디에이터는 팬에 의해 외부로 열을 지속적으로 방출하므로 엔클로져의 상부 외측에 배치되게 설치된다.The first cooling unit 20 and the second cooling unit 40 may be made of a radiator. Such a radiator is a water-cooled type of a pin and tube structure. The inner core is composed of a cooling water tube, which is a passage through which cooling water circulates, and a cooling fin between the tube and the tube so that heat of the cooling water can be efficiently discharged. And cooling fins made of aluminum. The cooling line is connected to the nozzle attached to the rear end of the radiator so as to form a structure in which the cooling water is introduced and discharged, and circulated by the circulation pump part. Such a radiator is installed so as to be disposed outside the upper portion of the enclosure since it continuously discharges heat to the outside by the fan.

또한, 제어부(9)는 제1 냉각라인(21)을 순환하는 냉각수가 제2 냉각라인(41)을 순환하는 냉각수보다 저온이 되도록 제1 냉각부(20)와 제1 순환펌프부(22) 및 제2 냉각부(40)와 제2 순환펌프부(42)의 작동을 제어한다. 이에 따라 열병합발전 시스템(100)의 효율이 증가되고, 불필요한 에너지 낭비를 방지하며, 후술하는 배기가스 열교환부(32)를 통해 배출되는 온수에 의해 난방을 수행할 수 있다. The control unit 9 controls the first cooling unit 20 and the first circulation pump unit 22 so that the cooling water circulating through the first cooling line 21 is lower in temperature than the cooling water circulating through the second cooling line 41, And the operation of the second cooling section (40) and the second circulation pump section (42). Accordingly, efficiency of the cogeneration system 100 is increased, unnecessary energy waste is prevented, and heating can be performed by the hot water discharged through the exhaust gas heat exchanger 32, which will be described later.

제1, 2 냉각라인(21)에는 공공용수(수도)가 연결되어 냉각수를 용이하게 공급할 수 있다.Public water (water) is connected to the first and second cooling lines 21 so that the cooling water can be easily supplied.

발전부(8)는 엔진부(7)의 구동축에 연결 설치되어 전기를 생산한다.The power generation section 8 is connected to the drive shaft of the engine section 7 to produce electricity.

제어부(9)는 이러한 바이오가스 열병합발전 시스템의 전반적으로 제어한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 제어부(9)는 현재 운영상태, 혼합가스 온도, 압력, 후술하는 중온수 회수라인과 중온수 공급라인을 순환하는 온수의 온도, 압력 등을 표시하는 표시부를 구비하고, 각종 버튼부가 구비된 조작반을 구비할 수 있다.The control unit 9 controls the biogas cogeneration system as a whole. The control unit 9 is provided with a display unit for displaying the current operation state, the mixed gas temperature, the pressure, the intermediate temperature water recovery line to be described later, and the temperature and pressure of the hot water circulating in the intermediate temperature water supply line. And an operation panel provided with a button portion.

폐열회수 열교환부(30)는 엔진부(7)에서 발생하는 열에 의해 중온수 공급라인(51)에 의해 공급되는 온수를 1차적으로 가열한다.The waste heat recovery heat exchange unit 30 primarily heats the hot water supplied by the intermediate-temperature water supply line 51 by the heat generated in the engine unit 7.

SCR(31)은 엔진부(7)에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위해 엔진부(7)의 배기가스 배출라인(2) 상에 설치된다. SCR은 각 국가별로 요구하는 환경규제에 따라 발행하는 질소산화물과 기타 대기 유해물질을 선택적으로 감소시킨다.The SCR 31 is installed on the exhaust gas discharge line 2 of the engine section 7 for purifying the exhaust gas discharged from the engine section 7. SCR selectively reduces nitrogen oxides and other atmospheric hazardous substances issued according to the environmental regulations required by each country.

엔진부(7)에서 혼합가스를 연소하여 엔진부(7)의 열효율에 따라 전기를 생산하지만 대략 절반이상이 대기로 열에 의해 방출된다. 이러한 열을 폐열회수 열교환부(30)와 배기가스 열교환부(32)가 물을 가열하여 온수를 공급하거나 가열된 온수로 필요한 곳에 난방을 수행하여 열병합발전 시스템의 효율을 극대화한다.The mixture gas is burned in the engine section 7 to produce electricity according to the thermal efficiency of the engine section 7, but approximately half or more is released by heat to the atmosphere. The waste heat recovery heat exchange unit 30 and the exhaust gas heat exchange unit 32 heat such heat to supply hot water by heating water or to heat the hot water where necessary, thereby maximizing the efficiency of the cogeneration system.

배기가스 열교환부(32)는 SCR(31)을 통과한 배기가스에 의해 폐열회수 열교환부(31)를 통해 1차적으로 가열된 온수를 2차로 가열하고 중온수 회수라인(52)을 통해 2차로 가열된 온수를 배출하도록 배기가스 배출라인(2) 상에 설치된다.The exhaust gas heat exchanging unit 32 heats the hot water primarily heated through the waste heat recovering heat exchanging unit 31 by the exhaust gas passed through the SCR 31 to a second order through the medium temperature recovery line 52, And is installed on the exhaust gas discharge line (2) to discharge heated hot water.

소음저감부(33)가 배기가스 열교환부(32)를 통해 배출되는 배기가스의 소음을 저감하기 위해 배기가스 배출라인(2)의 선단에 설치된다. 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)의 최적화에 따른 소형화를 위해 도 3에 도시된 것처럼, 소음저감부(33)는 엔클로져의 외측 상부 선단에 설치될 수 있다. 소음저감부에 의해 배출되는 배기가스의 소음을 저감하여 사용자의 편의를 도모하고, 환경규제 등에 대한 조건을 용이하게 충족할 수 있다.The noise reducing section 33 is provided at the front end of the exhaust gas discharge line 2 in order to reduce the noise of the exhaust gas discharged through the exhaust gas heat exchanging section 32. In order to reduce the size of the cogeneration system 100 using the biogas, the noise reduction unit 33 may be installed at the upper end of the outer side of the enclosure, as shown in FIG. It is possible to reduce the noise of the exhaust gas discharged by the noise reduction unit, to facilitate the user's convenience, and to easily meet the conditions for the environmental regulation and the like.

또한, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 열병합발전 시스템의 내부로 공기를 유입하거나 엔클로져 외부로 공기를 유출시키기 위해 열병합발전 시스템의 엔클로져 하우징의 일부에 배기팬(34)이 설치될 수 있다.2 and 3, an exhaust fan 34 may be installed in a part of the enclosure housing of the cogeneration system to introduce air into the cogeneration system or to allow air to flow out of the enclosure.

따라서, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템은 바이오가스를 열병합발전 시스템의 연료로 사용하여 전기를 발전하는 동시에 열병합발전 시스템의 엔진부의 연소열과 배기가스를 이용하여 온수를 이중으로 가열하여 충분한 온수를 공급하고 이러한 온수를 난방 에너지원으로 사용하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 각 구성부품의 최적의 패키징을 통해 장비의 소형화를 도모하여 설치용이성을 확보하여 설치비용과 설치시간을 감소하고, 설치공간 제약에 따른 문제를 해소하여 열병합발전 시스템의 보급을 증대시킬 수 있다.Therefore, the biogas-based cogeneration system equipped with the package-type biogas moisture removal device according to the present invention generates electricity by using biogas as fuel for the cogeneration system, and simultaneously generates combustion heat of the engine part of the cogeneration system and exhaust gas It is possible to increase the energy efficiency by using the hot water as a heating energy source by supplying the hot water by double heating the hot water using the hot water. By ensuring the installation easiness by making the equipment compact by optimizing the packaging of each component It is possible to reduce the installation cost and the installation time, and solve the problem due to the installation space limitation, thereby increasing the spread of the cogeneration system.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)은 밸브부(50), 중온수 감지부(53), 및 바이패스라인(54)을 더 포함할 수 있다.2, a biogas-based cogeneration system 100 in which a packaged biogas moisture removal device 10 according to an embodiment of the present invention is installed includes a valve unit 50, a medium-temperature water sensing unit 53 ), And a bypass line 54, as shown in Fig.

밸브부(50)는 배기가스 배출라인(2) 상에서 SCR(31)과 배기가스 열교환부(32) 사이에 설치된다. 바람직하게는 밸브부(50)는 3방 밸브(3 WAY VALVE)로 형성될 수 있다. 또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 이러한 3방 밸브는 전동밸브 또는 솔레노이드 밸브로 형성되어 제어부(8)의 신호에 따라 3방의 개폐(OPEN/CLOSE)를 제어한다.The valve portion 50 is installed on the exhaust gas discharge line 2 between the SCR 31 and the exhaust gas heat exchange portion 32. Preferably, the valve portion 50 may be formed of a three-way valve. The three-way valve is formed of a motor-operated valve or a solenoid valve, and controls three (3) open / close (open / close) of the three-way valve according to the signal of the control unit 8.

중온수 온도감지부(53)는 중온수 공급라인(51)과 중온수 회수라인(52) 상에 설치되어 중온수 공급라인(51)과 중온수 회수라인(52)의 내부를 유동하는 온수의 온도를 측정한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 중온수 온도감지부(53)는 온도감지센서로 형성되고, 제어부(8)와 무선통신 방식을 통해 신호를 송출할 수 있다.The intermediate-temperature water temperature detection unit 53 is provided on the intermediate-temperature water supply line 51 and the intermediate-temperature water recovery line 52 and detects the temperature of the hot water flowing in the intermediate-temperature water supply line 51 and the intermediate- Measure the temperature. Although not limited thereto, the intermediate temperature water temperature sensor 53 is formed of a temperature sensor and can transmit signals to the controller 8 through a wireless communication method.

바이패스라인(54)의 일측은 밸브부(50)와 연결되고, 바이패스라인(54)의 타측은 배기가스 열교환부(32)와 소음저감부(33) 사이에서 배기가스 배출라인(2)과 연결되게 설치된다.One side of the bypass line 54 is connected to the valve unit 50 and the other side of the bypass line 54 is connected to the exhaust gas discharge line 2 between the exhaust gas heat exchange unit 32 and the noise reduction unit 33. [ As shown in FIG.

제어부(9)는 중온수 온도감지부(53)의 측정결과 중온수 회수라인(52)을 유동중인 온수가 소정 온도 이상인 경우에는 SCR(31)을 통과한 배기가스가 배기가스 열교환부(32)로 유입되는 것을 차단하고 바이패스라인(54)이 개방되도록 밸브부(50)를 제어한다. The controller 9 controls the exhaust gas heat exchanger 32 so that exhaust gas having passed through the SCR 31 is exhausted to the exhaust gas heat exchanger 32 when the hot water flowing through the intermediate- And controls the valve unit 50 so that the bypass line 54 is opened.

또한, 제어부(9)는 중온수 온도감지부(53)의 측정결과 중온수 회수라인(52)을 유동중인 온수가 소정 온도 미만인 경우에는 SCR(31)을 통과한 배기가스가 배기가스 열교환기(32)로 유입되고, 바이패스라인(54)이 폐쇄되도록 밸브부(50)를 제어한다.When the hot water flowing through the intermediate-temperature water collection line 52 as a result of the measurement by the intermediate-temperature water temperature sensor 53 is lower than the predetermined temperature, the control unit 9 controls the exhaust gas passing through the SCR 31 to flow into the exhaust gas heat exchanger 32, and controls the valve unit 50 so that the bypass line 54 is closed.

즉, 중온수 온도감지부(53)의 측정결과 중온수 회수라인(52)을 유동하는 온수가 150도 이상인 경우에는 제어부(9)의 제어신호에 의해 밸브부(50)가 작동하여 배기가스 열교환부(32)의 유동라인을 차단하고 바이패스라인(54)을 개방하여 SCR(31)을 통과한 배기가스가 소음저감부(33)를 거쳐 바로 외부로 배출된다. 중온수 온도감지부(53)의 측정결과 중온수 회수라인(52)을 유동하는 온수가 150도 미만인 경우에는 제어부(9)의 제어신호에 의해 밸브부(50)가 작동하여 배기가스 열교환부(32)와의 연결을 개방하고, 바이패스라인(54)을 차단한다. 이에 따라 SCR(31)을 통과한 배기가스가 배기가스 열교환부(32)로 유입되어 중온수와 2차 열교환을 하고, 2차 열교환되어 가열된 중온수가 중온수 회수라인(52)을 통해 온수로 공급되어 효율을 극대화하면서 열병합발전 시스템의 안정성과 신뢰성을 보장하고, 각 구성부품 파손이나 손상을 방지하여 유지보수 비용과 유지보수 시간을 감소하여 보급률 증대를 도모할 수 있다.That is, when the hot water flowing through the intermediate-temperature water recovery line 52 as a result of the measurement of the intermediate-temperature water temperature detection unit 53 is 150 degrees or more, the valve unit 50 is operated by the control signal of the control unit 9, The flow line of the unit 32 is shut off and the bypass line 54 is opened to exhaust the exhaust gas passing through the SCR 31 directly to the outside through the noise reduction unit 33. When the hot water flowing in the intermediate-temperature water recovery line 52 is less than 150 degrees as a result of the measurement of the intermediate-temperature water temperature detection unit 53, the valve unit 50 is operated by the control signal of the control unit 9 to operate the exhaust gas heat exchange unit 32, and cuts off the bypass line 54. In this way, Accordingly, the exhaust gas that has passed through the SCR 31 flows into the exhaust gas heat exchange unit 32 to perform secondary heat exchange with the intermediate-temperature water, and the intermediate-temperature water heated by the secondary heat exchange is supplied to the hot water supply line It is possible to maximize the efficiency and to ensure the stability and reliability of the cogeneration system and to prevent breakage or damage of each component, thereby reducing the maintenance cost and maintenance time, thereby increasing the penetration rate.

도 9 내지 도 11에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지형 바이오가스 수분 제거장치(10)가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템(100)의 폐열회수 열교환부(30)는 제1 고정 프레임부(310), 제2 고정 프레임부(320), 플레이트부(330), 상부 가이드바(340), 하부 가이드바(350), 지지 프레임부(360), 및 체결볼트(370)를 포함한다.9 to 11, the waste heat recovery heat exchanger 30 of the cig-ogy-based cogeneration system 100 in which the packaged biogas moisture removal device 10 according to the embodiment of the present invention is installed, The first fixing frame part 310, the second fixing frame part 320, the plate part 330, the upper guide bar 340, the lower guide bar 350, the support frame part 360, .

제1 고정 프레임부(310)는 제2 고정 프레임부(320)와 함께 후술하는 다수의 플레이트부(330)의 일측면에 설치되어 제2 고정 프레임부(320)와의 체결볼트(370)에 의해 다수의 플레이트(330)를 지지한다.The first fixing frame part 310 is provided on one side of a plurality of plate parts 330 to be described later together with the second fixing frame part 320 and is fastened with a fastening bolt 370 to the second fixing frame part 320 And supports a plurality of plates 330.

제2 고정 프레임부(320)는 제1 고정 프레임부(320)와 마주하면서 평행하도록 다수의 플레이트부(330)의 타측면에 설치되어 제1 고정 프레임부(320)와의 체결볼트(370)에 의해 다수의 플레이트(330)를 지지한다.The second fixing frame part 320 is provided on the other side of the plurality of plate parts 330 so as to be parallel to the first fixing frame part 320 and is fastened to the fastening bolt 370 with the first fixing frame part 320 Thereby supporting a plurality of plates 330. [

플레이트부(330)는 전도율이 높은 금속 판 형상으로 형성되어 제1 고정 프레임부(310)와 제2 고정 프레임부(320) 사이에 다수개가 적층되어 설치된다. 도 4에 도시된 것처럼, 각각의 플레이트부(330)에는 열전도효율을 향상시키기 위한 다양한 형태와 각도를 갖는 파형부(331)가 형성된다. 도 4에 도시된 것처럼, 인접한 플레이트부(330)는 파형부(331)의 방향이 서로 엇갈리게 배치되도록 설치된다. 이에 따라 이를 통과하는 유체가 플레이트부에 고르게 분배되어 난류를 형성하면서 항류운동을 하여 열교환 효율이 증가하게 된다.The plate portion 330 is formed in the shape of a metal plate having high conductivity, and a plurality of the first plate portion 310 and the second plate portion 320 are stacked. As shown in FIG. 4, each of the plate portions 330 is formed with a corrugated portion 331 having various shapes and angles to improve the heat conduction efficiency. As shown in FIG. 4, the adjacent plate portions 330 are installed such that the directions of the corrugated portions 331 are staggered from each other. As a result, the fluid passing through it is uniformly distributed to the plate portion, forming a turbulent flow, and performing the anti-current motion, thereby increasing the heat exchange efficiency.

도 11에 도시된 것처럼, 플레이트부(330)는 중안선을 기준으로 일측의 상부에 고온 유체 유입구(332)와 그 하부에 고온 유체 유출구(333)가 형성된다. 또한, 플레이트부(330)는 고온 유체 유입구(332)와 고온 유체 유출가(333)와 마주하면서 평행하도록 중앙선을 기준으로 타측의 상부에 저온 유체 유출구(335)가 형성되고, 그 하부에 저온 유체 유입구(334)가 형성된다. 즉, 플레이트부(330)는 중앙선을 기준으로 총 2개의 유입구와 2개의 유출구가 형성되어 유체가 순환하면서 플레이트부의 파형부(331)에 의해 열교환을 수행하게 된다. As shown in FIG. 11, the plate portion 330 is formed with a high-temperature fluid inlet 332 at an upper portion and a high-temperature fluid outlet 333 at a lower portion thereof on one side with respect to the center line. The plate portion 330 is formed with a low temperature fluid outlet 335 at the upper portion of the other side with respect to the center line so as to be parallel to the high temperature fluid inlet 332 and the high temperature fluid outlet 333, (334) is formed. That is, a total of two inlets and two outlets are formed on the center line of the plate portion 330 to perform heat exchange by the corrugated portion 331 of the plate portion while circulating the fluid.

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템의 폐열회수 열교환부(30)의 플레이트부(330)는 고온 유체 유입구(332)와 저온 유체 유입구(334)는 서로 상부와 하부에 엇갈리게 형성되도록 설치된다. 이처럼, 고온 유체 유입구(332)와 저온 유체 유입구(334)가 서로 엇갈리게 형성되고, 인접한 플레이트부(300) 간에 파형부(331)의 방향이 서로 엇갈리게 형성됨에 따라 플레이트부(330)를 통한 열교환 효율이 극대화된다.6, the plate portion 330 of the waste heat recovery heat exchanger 30 of the cigarette cogeneration system using biogas according to an exemplary embodiment of the present invention includes a high temperature fluid inlet 332 And the low-temperature fluid inlet 334 are provided so as to be staggered at the upper portion and the lower portion. Since the high-temperature fluid inlet 332 and the low-temperature fluid inlet 334 are staggered and the corrugated portion 331 is staggered between adjacent plate portions 300, the heat exchange efficiency through the plate portion 330 Is maximized.

도 11에서 고온 유체 유입구와 유출구(332, 333)이 플레이트부(330)의 좌측에서 고온 유체 유입구(332)가 플레이트부(330)의 좌측 상부에 설치되고, 저온 유체 유입구와 유출구(334, 335)가 플레이트부(330)의 우측에서 저온 유체 유입구(334)가 플레이트부(330)의 우측 하부에 설치된 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 상술한 바와 같이 서로 엇갈리는 형태 등을 만족하는 범위에서 변형될 수 있다.In Figure 11, the hot fluid inlet and outlet 332 and 333 are located on the left side of the plate portion 330 and the hot fluid inlet 332 is on the left side of the plate portion 330 and the cold fluid inlet and outlet 334 and 335 The low temperature fluid inflow port 334 is shown on the right side of the plate portion 330 and the low temperature fluid inflow port 334 is disposed on the lower right side of the plate portion 330. However, the present invention is not limited thereto. And the like.

또한, 플레이브부(330)에는 가스켓이 결합되어 유체가 외부로 유출되는 것을 완벽하게 방지한다.In addition, the gasket is coupled to the plate portion 330 to completely prevent the fluid from flowing out to the outside.

제1 고정 프레임부(310)와 제2 고정 프레임부(320)와 마주하면서 평행하면서 제2 고정 프레임부(320)와 소정 간격 이격되도록 지지 프레임부(360)가 설치된다. 이러한 지지 프레임부(36)와 제2 고정 프레임부(320)는 상부 가이드바(340)와 하부 가이드바(350)에 의해 결합 설치된다. 지지 프레임부(360)와 상부 가이드바(340)와 하부 가이드바(350)에 의해 플레이트부(330)가 견고하게 지지되어 내구성을 유지할 수 있다.The support frame part 360 is installed so as to be parallel to the first fixed frame part 310 and the second fixed frame part 320 and spaced apart from the second fixed frame part 320 by a predetermined distance. The support frame portion 36 and the second fixed frame portion 320 are coupled by the upper guide bar 340 and the lower guide bar 350. The plate portion 330 can be firmly supported by the support frame portion 360, the upper guide bar 340 and the lower guide bar 350 to maintain durability.

체결볼트(370)는 상술한 제1 고정 프레임부(310)와 제2 고정 프레임부(320)에 다수개가 설치되어 제1 고정 프레임부(310)와 제2 고정 프레임부(320)를 결합 고정한다.A plurality of fastening bolts 370 are provided on the first and second fastening frame portions 310 and 320 to fasten the first fastening frame portion 310 and the second fastening frame portion 320 together, do.

따라서, 본 발명에 의한 패키지형 바이오가스 수분 제거장치가 설치된 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템은 폐열회수 열교환부(30)가 판형 열교환기의 형태로 형성되면서 파형부와 고온 유체 유입구와 유출구, 저온 유체 유입구와 유출구의 배치 형태에 의해 열교환 효율을 극대화함에 따라 전체적인 열병합발전 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the cogeneration system using the biogas provided with the packaged biogas moisture removing device according to the present invention, the waste heat recovery heat exchanger 30 is formed in the form of a plate heat exchanger, and the wave part, the high temperature fluid inlet and outlet, The efficiency of the overall cogeneration system can be improved by maximizing the heat exchange efficiency by the arrangement of the inlet and outlet.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

1 : 바이오가스 공급라인, 2 : 배기가스 배출라인,
3 : 과급부, 4 : 에어필터부,
5 : 가스혼합부, 6 : 인터쿨러부,
7 : 엔진부, 8 : 발전부,
9 : 제어부, 10 : 수분 제거장치,
11 : 역화방지부, 12 : 가스필터부,
13 : 가스압력조절부, 14 : 비상밸브부,
20 : 제1 냉각부, 21 : 제1 냉각라인,
22 : 제1 순환펌프부, 30 : 폐열회수 열교환부,
31 : SCR, 32 : 배기가스 열교환부,
33 : 소음저감부, 34 : 배기팬,
40 : 제2 냉각부, 41 : 제2 냉각라인,
42 : 제2 순환펌프부, 50 : 밸브부,
51 : 중온수 공급라인, 52 : 중온수 회수라인,
53 : 중온수 온도감지부, 54 : 바이패스라인,
1100 : 하우징유닛, 1110 : 하우징부,
1120 : 바이오가스 유입관, 1130 : 바이오가스 유출관,
1200 : 냉각유닛, 1210 : 열교환부,
1211 : 냉매 유입부, 1212 : 냉매 유출부,
1213 : 튜브부, 1220 : 압축부,
1230 : 응축부, 1240 : 유동부,
1250 : 냉매 순환라인, 1260 : 팬부,
1300 : 기수분리유닛, 1310 : 본체부,
1320 : 저장부, 1330 : 응축수 배출부,
1340 : 바이오가스 배출부, 1400 : 필터유닛,
1410, 1420, 1430 : 제1, 2, 3 필터부,
1500 : 제어유닛.1: biogas supply line, 2: exhaust gas discharge line,
3: supercharger, 4: air filter,
5: gas mixing part, 6: intercooler part,
7: engine section, 8: power generating section,
9: control unit, 10: moisture removal device,
11: reverse side branch portion, 12: gas filter portion,
13: gas pressure regulating part, 14: emergency valve part,
20: first cooling section, 21: first cooling line,
22: first circulation pump unit, 30: waste heat recovery heat exchange unit,
31: SCR, 32: exhaust gas heat exchanger,
33: Noise reduction section, 34: Exhaust fan,
40: second cooling section, 41: second cooling line,
42: second circulation pump unit, 50: valve unit,
51: medium-temperature water supply line, 52: medium-temperature water recovery line,
53: Heavy water temperature detection unit, 54: Bypass line,
1100: housing unit, 1110: housing part,
1120: a biogas inlet pipe, 1130: a biogas outlet pipe,
1200: cooling unit, 1210: heat exchange unit,
1211: refrigerant inlet portion, 1212: refrigerant outlet portion,
1213: tube portion, 1220: compression portion,
1230: condensing part, 1240: moving part,
1250: refrigerant circulation line, 1260: pan,
1300: nose separation unit, 1310: main body part,
1320: storage unit, 1330: condensate discharge unit,
1340: Biogas outlet part, 1400: Filter unit,
1410, 1420, 1430: first, second and third filter portions,
1500: Control unit.

Claims (7)

하우징부와 바이오가스 유입관과 바이오가스 유출관을 구비하고, 상기 바이오가스 유입관과 상기 바이오가스 유출관은 서로 평행하면서 마주하도록 상기 하우징부의 상하로 설치되고, 바이오가스 공급라인 상에 설치되는 하우징유닛;
상기 하우징유닛의 내부에서 수평방향으로 연장 설치되고, 상기 바이오가스를 냉각하여 상기 바이오가스에 포함된 수분을 응축시켜 응축수로 변환하는 냉각유닛;
상기 하우징유닛의 내부에서 상기 냉각유닛과 직교하면서 일부가 상기 냉각유닛보다 하부에 위치하도록 설치되고, 상기 냉각유닛으로부터 응축된 응축수와 냉각된 상기 바이오가스를 분리하는 기수분리유닛;
상기 바이오가스의 불순물을 제거하는 필터유닛; 및
상기 냉각유닛과 상기 기수분리유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
상기 냉각유닛은,
상기 바이오가스 유입관을 통해 유입된 바이오가스를 냉매와 직접 열교환을 통해 냉각하고 상기 바이오가스에 포함된 수분을 응축하여 응축수를 생성하기 위한 냉매 유입부와 냉매 유출부를 구비하고 바이오가스를 냉각하는 열교환부;
상기 열교환부에서 배출된 냉매를 압축하는 압축부; 및
상기 압축부와 상기 열교환부 사이에 설치되어 상기 압축부를 통과한 냉매를 응축하는 응축부;를 포함하고,
상기 냉각유닛의 상기 열교환부는 상기 열교환부의 내부를 유동하는 냉매의 유동방향과 직교하도록 상기 바이오가스 유입관을 통해 유입된 바이오가스가 유동하도록 상기 열교환부 내부를 관통하여 형성되는 복수의 튜브부;를 더 포함하고,
상기 냉각유닛은 상기 튜브부를 통과한 바이오가스와 상기 열교환부에서 형성된 응축수를 상기 기수분리유닛으로 유동시키기 위한 유동부;를 더 포함하며,
상기 냉각유닛은 방폭구조로 형성되어 상기 바이오가스를 냉매에 의한 직접 열교환방식으로 냉각하고,
상기 열교환부 내부에서 상기 냉매는 상기 열교환부의 일측 하부의 냉매 유입부를 통해 유입되어 상기 열교환부의 일측 상부의 냉매 유출부를 통해 유출되도록 상기 열교환부의 내부에서 수직방향으로 유동하며,
상기 기수분리유닛은,
상기 하우징유닛의 수직방향을 따라 연장 형성되는 본체부;
상기 본체부의 하부에 형성되어 유동부를 통해 유입된 응축수를 저장하는 저장부;
상기 저장부의 하부에 연결설치되어 상기 저장부의 응축수를 배출하는 응축수 배출부; 및
상기 본체부의 상부에 형성되어 상기 유동부를 통해 유입된 바이오가스를 배출하도록 상기 바이오가스 유출관과 연결 설치되는 바이오가스 배출부;를 포함하고,
상기 필터유닛은,
상기 바이오가스 유입관에 설치되어 상기 바이오가스 유입관을 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거하는 제1 필터부;
상기 유동부에 설치되어 상기 튜브부를 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거하는 제2 필터부; 및
상기 바이오가스 유출관에 설치되어 상기 바이오가스 배출부를 통해 유입된 바이오가스를 통과시켜 불순물을 제거하는 제3 필터부;를 포함하며,
상기 제어유닛은,
열병합발전 시스템의 운영데이터, 냉각유닛의 동력, 압력손실, 입구온도, 출구온도, 유량, 수분잔유량, 장비 중량, 효율, 바이오가스의 압력, 바이오가스의 유입관과 바이오가스 유출관의 기준 온도, 냉매 유입부와 냉매 유출부의 기준 온도, 저장부 수위, 저장부 내부 압력, 바이오가스 배출부의 기준 압력과 온도, 엔진부 데이터가 저장되는 기본 데이터 저장부;
열병합발전 시스템이 가동 중일때에 실시간으로 엔진부의 출력, 효율, 바이오가스의 압력, 바이오가스의 유입관과 바이오가스 유출관의 온도, 냉매 유입부와 냉매 유출부의 온도, 저장부의 수위, 저장부 내부 압력, 바이오가스 배출부의 압력과 온도가 저장되는 실시간 운영데이터 저장부;
상기 저장부의 수위와 레벨을 센싱하여 센싱된 데이터를 실시간으로 실시간 운영데이터 저장부로 전송하는 센싱부;
상기 센싱부에서 센싱된 데이터와 상기 실시간 운영데이터 저장부에 저장된 데이터 및 상기 기본 데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하는 비교부;
상기 비교부의 비교결과가 허용범위 내인지를 판단하는 판단하는 판단부; 및
상기 판단부의 판단결과가 허용범위를 20% 이상 초과한 경우에 상기 냉각유닛과 상기 기수분리유닛의 작동을 정지하고 알람을 발생시키고, 상기 판단부의 판단결과가 허용범위 미만이거나 허용범위를 20% 미만으로 초과하는 경우에 상기 냉각유닛과 상기 기수분리 유닛의 작동을 유지하고 냉매 공급량과 바이오가스 공급량을 조절하는 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지형 바이오가스 수분 제거장치.


The biogas inflow pipe and the biogas outflow pipe are installed on the upper and lower sides of the housing part so as to face each other in parallel to each other, and the housing part, the biogas inflow pipe and the biogas outflow pipe are provided. unit;
A cooling unit extending horizontally in the housing unit for cooling the biogas to condense moisture contained in the biogas to convert it into condensed water;
A water separation unit installed inside the housing unit so as to be perpendicular to the cooling unit and partially located below the cooling unit, for separating the condensed water condensed from the cooling unit and the cooled biogas;
A filter unit for removing impurities of the biogas; And
And a control unit for controlling the operation of the cooling unit and the water separation unit,
The cooling unit includes:
A refrigerator having a refrigerant inlet and a refrigerant outlet for cooling the biogas introduced through the biogas inlet pipe through direct heat exchange with the refrigerant and condensing water contained in the biogas to generate condensed water, part;
A compression unit for compressing the refrigerant discharged from the heat exchange unit; And
And a condenser installed between the compressing unit and the heat exchanging unit for condensing the refrigerant passing through the compressing unit,
Wherein the heat exchanging portion of the cooling unit includes a plurality of tube portions formed through the inside of the heat exchange portion so that the biogas introduced through the biogas inflow tube flows so as to be orthogonal to a flow direction of the refrigerant flowing in the heat exchange portion Further included,
The cooling unit further includes a flow unit for flowing the biogas passing through the tube unit and the condensed water formed in the heat exchange unit to the water separation unit,
Wherein the cooling unit is formed in an explosion-proof structure to cool the biogas by a direct heat exchange method using a coolant,
The refrigerant flows in a vertical direction inside the heat exchanger so that the refrigerant flows into the heat exchanger through the refrigerant inlet of the lower portion of one side of the heat exchanger and flows out through the refrigerant outlet of the upper side of the heat exchanger,
Wherein the water separation unit comprises:
A main body extending along a vertical direction of the housing unit;
A storage unit formed at a lower portion of the main body and storing condensed water introduced through the flow unit;
A condensed water discharge unit connected to a lower portion of the storage unit to discharge condensed water from the storage unit; And
And a biogas outlet formed at an upper portion of the main body and connected to the biogas outlet pipe to discharge the biogas introduced through the flow portion,
The filter unit includes:
A first filter unit installed in the biogas inlet pipe and passing the biogas introduced through the biogas inlet pipe to remove impurities;
A second filter unit installed in the flow unit and passing the biogas introduced through the tube unit to remove impurities; And
And a third filter unit installed in the biogas outlet pipe and passing the biogas introduced through the biogas discharge unit to remove impurities,
Wherein the control unit comprises:
The efficiency of the biogas, the reference temperature of the inlet of the biogas and the reference temperature of the outlet of the biogas, the temperature of the inlet of the refrigeration unit, the pressure of the cooling unit, the inlet temperature, the outlet temperature, A basic data storage unit for storing a reference temperature of the refrigerant inflow portion and the refrigerant outflow portion, a storage portion water level, a storage portion internal pressure, a reference pressure and temperature of the biogas discharge portion, and engine part data;
When the cogeneration system is in operation, the output of the engine part, the efficiency, the pressure of the biogas, the temperature of the inflow tube of the biogas and the temperature of the outflow tube of the biogas, the temperature of the refrigerant inflow part and the refrigerant outflow part, A real-time operating data storage unit for storing pressure and temperature of the biogas discharge unit;
A sensing unit sensing the level and the level of the storage unit and transmitting the sensed data to the real-time operating data storage unit in real time;
A comparison unit comparing data sensed by the sensing unit with data stored in the real-time operating data storage unit and data stored in the basic data storage unit;
A determination unit for determining whether the comparison result of the comparison unit is within an allowable range; And
When the result of the determination by the determination unit exceeds the allowable range by more than 20%, the operation of the cooling unit and the water separation unit is stopped to generate an alarm, and when the determination result of the determination unit is less than the allowable range or less than 20% And a control unit for maintaining the operation of the cooling unit and the water separator unit and regulating the coolant supply amount and the biogas supply amount when the temperature of the biogas water exceeds the predetermined temperature.


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