KR102019769B1 - Mixed refrigerant separating and recovering apparatus for recovering refrigerant residue in non-condensating gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 서로 다른 비점을 가지는 냉매가 혼합된 혼합냉매로부터 각각의 냉매를 분리하여 회수하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리되는 혼합냉매의 순도에 따라 재순환되어 접촉에 의해 열교환되는 액상 및 기상 냉매의 공급량을 제어하고, 분리된 냉매에 잔존하는 불순물인 불응축가스를 제거함과 동시에 잔존하는 미량의 냉매를 회수함으로써, 혼합냉매를 보다 효율적으로 고순도로 분리정제하여 회수할 수 있는 혼합냉매 분리 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for separating and recovering each refrigerant from a mixed refrigerant in which refrigerants having different boiling points are mixed, and more particularly, a liquid phase and a gaseous phase which are recycled according to the purity of the separated mixed refrigerant and heat exchanged by contact. By controlling the supply amount of the refrigerant, removing the non-condensable gas, which is an impurity remaining in the separated refrigerant, and recovering the remaining amount of the refrigerant, the mixed refrigerant separation and recovery can be recovered by separating and purifying the mixed refrigerant with high purity more efficiently. Relates to a device.
냉장고, 가정용 에어컨, 자동차 에어컨 등의 냉각제품은 대부분 CFC, HFC, HCFC 계열의 냉매를 활용하며 이들은 모두 온실가스 지수가 높거나, 오존층을 파괴하여 지구온난화의 주요원인이 되는 물질로, 사용된 폐냉매를 회수하여 재사용하는 것이 환경보호를 위하여 중요하다. Cooling products such as refrigerators, home air conditioners, and car air conditioners mostly use refrigerants of the CFC, HFC, and HCFC series, all of which have high greenhouse gas index or are the main causes of global warming by destroying the ozone layer. Recovery and reuse of refrigerant is important for environmental protection.
회수된 냉매를 재사용하기 위해서는, 회수된 폐냉매에 포함된 냉동기유(윤활유), 수분, 산분, 잔분, 불응축 기체 등의 불순물을 제거하는 과정이 필요한데, 필터를 이용하여 불순물을 제거하는 기술이 대한민국 등록특허 제1500394호에 개시되어 있고, 분리막을 이용하여 불순물을 제거하는 기술이 대한민국 공개특허 제2015-0119711호에 개시되어 있는 등 냉매로부터 불순물을 제거하기 위하여 다양한 기술이 개발되고 있다.In order to reuse the recovered refrigerant, a process of removing impurities such as freezer oil (lubricating oil), moisture, acid, residue, and non-condensable gas contained in the recovered waste refrigerant is required. As disclosed in Republic of Korea Patent No. 1500394, a technique for removing impurities using a separator is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 2015-0119711, and various technologies have been developed to remove impurities from a refrigerant.
한편, 다양한 냉동설비로 서로 다른 계열의 폐냉매가 혼합되어 회수되는 경우가 많아, 폐냉매 회수시 불순물 제거 이전에 각각의 냉매로 분리가 필요하다. 이와 같이 서로 다른 냉매가 혼합되어 있는 경우 비점의 차이를 이용한 분별증류법을 사용되고 있는데(아래 특허문헌 3,4), 분별증류법은 비점이 냉매 간 비점 차이를 이용하여 끓는 점이 낮은 물질이 먼저 기화되도록 한 후, 기화가스를 냉각하여 액상으로 회수하는 방법이다. Meanwhile, different types of waste refrigerants are mixed and recovered by various refrigeration facilities, and it is necessary to separate them into respective refrigerants before removing impurities during waste refrigerant recovery. As such, when different refrigerants are mixed, a fractional distillation method using a difference in boiling point is used (Patent Documents 3 and 4 below), and the fractional distillation method uses a boiling point difference between refrigerants so that a material having a low boiling point is vaporized first. Thereafter, the vaporized gas is cooled and recovered in the liquid phase.
하지만, 이와 같은 분별증류법을 이용한 혼합냉매를 회수하는 경우, 회수 과정에서 서로 다른 냉매가 혼합되어 순도가 저하되는 등 단일 냉매의 회수 과정과 같이 각각의 냉매를 분리하여 고순도로 정제가 필요하고, 또한 냉매 회수 과정에서 소모되는 에너지를 최소화할 수 있는 기술이 요구되고 있다. However, when recovering the mixed refrigerant using the fractional distillation method, different refrigerants are mixed in the recovery process to reduce the purity, and thus, each refrigerant must be separated and purified with high purity as in the recovery process of a single refrigerant. There is a demand for a technology capable of minimizing energy consumed in the refrigerant recovery process.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점은 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 서로 다른 냉매가 혼합된 혼합냉매를 각각의 냉매로 분리시 순도에 따라 재순환되어 열교환되는 각각의 액상 및 기상 냉매의 공급량을 제어하고, 분리된 각각의 냉매에 잔존하는 불순물인 불응축가스를 제거함과 동시에 잔존하는 미량의 냉매를 회수함으로써, 혼합냉매를 보다 효율적으로 고순도로 분리정제하여 회수할 수 있는 혼합냉매 분리 회수장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is that each of the liquid phase and the gaseous phase are recycled and exchanged according to the purity when separating the mixed refrigerant mixed with different refrigerants into the respective refrigerants. By controlling the supply amount of the refrigerant, removing the non-condensable gas, which is an impurity remaining in each of the separated refrigerant, and recovering the remaining amount of the refrigerant, the mixed refrigerant capable of separating and recovering the mixed refrigerant with high purity more efficiently It is to provide a separate recovery device.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비점이 서로 다른 혼합냉매를 회수하여 공급하는 혼합냉매 공급부, 소정 높이로 형성되어 혼합냉매 공급부로부터 공급되는 혼합냉매를 액상 및 기상의 냉매로 분리하는 혼합냉매 분리부, 혼합냉매 분리부에 의해 분리되는 기상의 냉매를 응축하여 액상의 냉매를 혼합냉매 분리부의 상단에 순환공급하는 응축부, 혼합냉매 분리부에 의해 분리되는 액상의 냉매를 기화시켜 기상의 냉매를 혼합냉매 분리부의 하단에 순환공급하는 기화기, 응축부 및 기화기에 의해 분리된 냉매의 순도를 측정하는 냉매순도 측정센서, 및 냉매순도 측정센서에 의해 측정된 냉매의 순도에 따라 응축부 및 기화기에 의해 분리부로 순환공급되는 액상 및 기상의 냉매유량을 제어하는 순환냉매 제어부, 및 혼합냉매 분리부에서 분리되는 냉매에 존재하는 불응축가스를 제거하고 불응축가스에 잔존하는 냉매를 회수하는 잔존냉매 회수부를 구비하는 혼합냉매 분리 회수장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mixed refrigerant supply unit for recovering and supplying a mixed refrigerant having different boiling points, and mixed refrigerant separation for separating the mixed refrigerant supplied from the mixed refrigerant supply unit into liquid and gaseous refrigerants having a predetermined height. The condensation unit of the gaseous phase separated by the mixed refrigerant separation unit is condensed to circulate and supply the liquid phase refrigerant to the upper end of the mixed refrigerant separation unit. The refrigerant purity measuring sensor for measuring the purity of the refrigerant separated by the vaporizer, the condenser and the vaporizer, which is circulated and supplied to the lower end of the mixed refrigerant separator, and the condenser and vaporizer according to the purity of the refrigerant measured by the refrigerant purity measurement sensor. Circulating refrigerant control unit for controlling the flow rate of the liquid and gaseous refrigerant circulated to the separation unit, and separated from the mixed refrigerant separation unit The present invention provides a mixed refrigerant separation and recovery apparatus including a residual refrigerant recovery unit for removing non-condensable gas present in the refrigerant and recovering the refrigerant remaining in the non-condensed gas.
또한 본 발명에 있어서, 상기 잔존냉매 회수부는, 응축부에 의해 응축되는 냉매가 저장되는 제1 냉매 저장탱크, 기화기에 의해 분리되는 냉매가 응축되어 저장되는 제2 냉매 저장탱크, 및 제1,2 냉매 저장탱크에 연결되어 제1,2 냉매 저장탱크내에서 응축되지 않은 가스에 잔존하는 냉매를 재응축하여 저장하는 잔존냉매 저장탱크를 구비하는 것이 바람직하다.In the present invention, the remaining refrigerant recovery unit, the first refrigerant storage tank in which the refrigerant condensed by the condensation unit is stored, the second refrigerant storage tank in which the refrigerant separated by the vaporizer is condensed and stored, and the first and second It is preferable to have a residual refrigerant storage tank connected to the refrigerant storage tank for recondensing and storing the refrigerant remaining in the uncondensed gas in the first and second refrigerant storage tanks.
또한 본 발명에 있어서, 상기 잔존냉매 저장탱크는 재응축되어 저장되는 잔존냉매의 유량을 측정하는 레벨센서를 구비하는 것이 바람직하다.In the present invention, the residual refrigerant storage tank is preferably provided with a level sensor for measuring the flow rate of the residual refrigerant to be recondensed and stored.
또한 본 발명에 있어서, 상기 잔존냉매 저장탱크는 응축되지 않은 가스를 배출하는 배출밸브를 구비하는 것이 바람직하다.In the present invention, the residual refrigerant storage tank is preferably provided with a discharge valve for discharging the gas that is not condensed.
또한 본 발명에 있어서, 상기 순환냉매 제어부는, 응축부에서 분리부으로 공급되는 액상의 냉매 유량을 조절하는 유량제어 밸브, 기화기의 내부에 설치되며 온수가 순환되는 내부 가열관과, 기화기의 외부 둘레를 감싸도록 설치되어 냉매가 소정 유량의 이하인 기화기를 가열하는 외부 가열수단을 구비하는 기화기 가열부, 및냉매순도 측정센서에 의해 측정된 냉매의 순도에 따라 유량제어 밸브의 개폐와 상기 기화기 가열부의 가열온도를 제어하는 유량제어부를 구비하는 것이 바람직하다.In the present invention, the circulating refrigerant control unit, a flow control valve for controlling the flow rate of the liquid refrigerant supplied from the condenser to the separation unit, an internal heating tube installed inside the vaporizer and the hot water circulated, the outer circumference of the vaporizer A vaporizer heating unit having an external heating means installed to surround the vaporizer, the refrigerant being below a predetermined flow rate, and the opening and closing of the flow control valve and the heating of the vaporizer heating unit according to the purity of the refrigerant measured by the refrigerant purity measurement sensor. It is preferable to have a flow control part which controls temperature.
또한 본 발명에 있어서, 상기 외부가열수단은, 직물로 형성되는 내피층과, 금속재질로 이루어져 온수가 순환되는 가열관을 둘러싸며 내피층의 외측에 형성되는 열전도층, 및 열전도층의 외측에 고무재질로 형성되는 단열층으로 이루어져, 기화기의 외부 둘레를 감싸도록 결합띠를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the outer heating means, the inner layer is formed of a fabric, the heat conductive layer formed of a metallic material surrounding the heating tube circulating the hot water is formed on the outside of the inner layer, and the rubber outside the thermal conductive layer It is preferably made of a heat insulating layer formed of a material, it is preferably provided with a coupling band to surround the outer periphery of the vaporizer.
본 발명에 따르면 서로 다른 냉매가 혼합된 혼합냉매로부터 반복적으로 순환하여 분리 정제되는 각각의 액상 및 기상 냉매의 순도를 실시간으로 측정하여 냉매 순도에 따라 재순환공급되는 각각의 냉매 공급량을 제어하고, 분리된 냉매에 잔존하는 불순물인 불응축가스를 제거함과 동시에 잔존하는 미량의 냉매를 회수함으로써, 냉매 재순환에 따른 에너지를 효율적으로 절감할 수 있음은 물론, 혼합냉매를 보다 고순도로 분리 정제하여 회수할 수 있다. According to the present invention, the purity of each of the liquid and gaseous refrigerants which are repeatedly circulated and purified from a mixed refrigerant in which different refrigerants are mixed is measured in real time to control the amount of each refrigerant supplied to be recycled and supplied according to the refrigerant purity. By removing the non-condensable gas, which is an impurity remaining in the refrigerant, and recovering the remaining amount of the refrigerant, the energy of the refrigerant recycle can be efficiently saved, and the mixed refrigerant can be separated and recovered with higher purity. .
도 1은 본 발명에 따른 혼합냉매 분리 회수장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 순환냉매 제어부의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 기화기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기화기 외측에 구비되는 외부 가열수단을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 기화기 내부를 도시한 단면도이다.1 is an overall configuration diagram showing a mixed refrigerant separation recovery apparatus according to the present invention.
2 is a view showing the functional configuration of the circulating refrigerant control unit according to the present invention.
3 is a perspective view showing a vaporizer according to the present invention.
4 is a view showing an external heating means provided on the outside of the vaporizer according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the interior of the vaporizer according to the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, the shape of the elements in the drawings, the size of the elements, the distance between the elements and the like to emphasize more clear description. It may be exaggerated or reduced.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "형성되어", "구비되어", "결합되어", "고정되어" 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 형성, 구비, 결합 또는 고정되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the embodiments, when a component is described as being “formed”, “equipped”, “coupled”, or “fixed” to another component, it is directly formed on the other component, It may be provided, coupled or fixed, but it will be understood that other components may be present in between.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.In addition, in describing the embodiments, in the case where it is determined that the technical features of the present invention may be unnecessarily obscured as a matter already known to those skilled in the art, such as known functions or known configurations, the details of the embodiments will be described in detail. The description will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 혼합냉매 분리 회수장치를 도시한 전체 구성도로, 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 혼합냉매 분리장치(100)는 혼합냉매 공급부(10), 혼합냉매 분리부(20), 응축부(30), 기화기(40), 순환냉매 제어부(50), 잔존냉매 회수부(60)를 포함하여 이루어진다. 1 is an overall configuration diagram showing a mixed refrigerant separation and recovery apparatus according to the present invention, referring to FIG. 1, the mixed refrigerant separation apparatus 100 according to the present invention is a mixed refrigerant supply unit 10 and a mixed
혼합냉매 공급부(10)는 에어컨, 냉동기 등으로부터 회수된 냉매를 공급하는 구성으로, 회수된 냉매는 비점이 서로 다른 액상의 냉매와 기상의 냉매가 혼합되어 후술하는 혼합냉매 분리부(20)로 공급된다.The mixed refrigerant supply unit 10 is configured to supply the refrigerant recovered from an air conditioner, a freezer, etc., and the recovered refrigerant is supplied to the mixed
혼합냉매 분리부(20)은 혼합냉매 공급부(10)로부터 공급받은 액상과 기상의 혼합냉매를 분리하는 구성으로, 수직방향으로 소정 높이로 형성되어 분리부(20)의 내부로 공급된 액상의 냉매는 중력에 의해 하강하여 이송펌프에 의해 후술하는 기화기(40)로 공급되며, 기상의 냉매는 분리부(20)의 상부로 상승하여 응축부(30)로 공급된다. 기화기(40)로 공급된 액상의 냉매는 기화되어 분리부(20)의 하단에 기상상태로 순환되어 공급되고, 응축부(30)로 공급된 기상의 냉매는 응축되어 분리부(20)의 상단에 액상상태로 순환되어 공급된다. 이와 같이 혼합냉매 분리부(20)의 상단으로 재공급되는 액상냉매는 하강하고, 분리부(20)의 하단으로 재공급되는 기상냉매는 상승함에 따라 기상 및 액상 냉매는 분리부(20)의 내부에서 열교환에 따른 재정제가 이루어져 혼합냉매의 분리효율이 향상된다. The mixed
혼합냉매 분리부(20)의 하단 및 상단으로 재공급되는 기상 및 액상냉매가 분리부(20)의 내부에서 효율적으로 확산 및 접촉하도록, 분리부(20)은 하단에서 상단방향으로 기체배분기(21), 액체수집기(22), 액체배분기(23)가 구비된다. 기체배분기(21)는 하단에서 재공급되는 기상의 냉매가 분리부(20) 내부에 골고루 분배되기 위하여 구비되는 것으로, 하부의 반이 열린 형태의 파이프로서 파이프 중간에는 기체가 일정한 양만 지나갈 수 있도록 일정한 간격마다 거름막이 배치되어 있다. 액체배분기(22)는 상단에서 재공급되는 액체를 분리부(20) 내부에 골고루 분배하여 채널링을 방지하기 위하여 구비되는 것으로, 서로 교차되는 다수의 배관으로 구성되며, 각 배관에 일정한 간격으로 액상의 냉매가 배출될 수 있는 배출구가 형성된다. 액체배분기(22)로 공급된 액상의 냉매가 분리부(20)의 하부방향으로 원활하게 이송될 수 있도록 하단으로 갈수록 지름이 작아지는 원뿔 형태의 통로가 형성되며, 액체배분기(23) 사이에는 기상의 냉매와 액상의 냉매가 넓은 면적에서 접촉하게 하도록 패킹(24)이 마련되어 있어 혼합냉매의 분리효율을 보다 향상된다.In order to efficiently diffuse and contact the gaseous phase and the liquid refrigerant re-supplied to the bottom and the top of the mixed
응축부(30)는 혼합냉매 공급부(10)에서 공급되어 분리부(20)의 상단으로 배출된 기상의 냉매를 응축하여 분리부(20)의 상단으로 순환공급하는 구성으로, 기상의 냉매를 응축하는 응축기(31)와, 응축된 액상이 냉매를 저장하는 제1냉매 저장탱크(32)를 구비한다. 제1냉매 저장탱크(32)에는 냉매의 순도를 측정하는 냉매순도 측정센서(33)가 구비되는데, 측정된 냉매 순도에 따라 후술하는 유량제어 밸브(51)에 의해 공급량이 제어된다. 또한, 제1냉매 저장탱크(32)에 저장된 냉매가 소정 순도이상으로 측정되면 잔존냉매 회수부(60)에 의해 제1냉매 저장탱크(32) 내에 응축되지 않은 가스가 후술하는 잔존냉매 저장탱크(61)로 이동된다. The condensation unit 30 condenses the refrigerant in the gaseous phase supplied from the mixed refrigerant supply unit 10 and discharged to the upper end of the
기화기(40)는 혼합냉매 공급부(10)에서 공급되어 분리부(20)의 하단으로 배출된 액상의 냉매를 기화하여 분리부(20)의 하단으로 순환공급하는 구성으로, 기화기(40)에는 저장된 냉매의 순도를 측정하는 냉매순도 측정센서(41)가 구비된다. 이와 같이, 냉매순도 측정센서(33,41)에 의해 측정된 제1냉매 저장탱크(32) 및 기화기(40)의 냉매 순도는 순환냉매 제어부(50)로 전달되며, 측정된 냉매 순도에 따라 순환냉매 제어부(50)가 기화기(40)의 가열온도를 제어함으로써 혼합냉매 분리부(20)로 공급되는 기상 냉매의 공급량이 조절된다. 기화기(40)의 저장된 냉매가 소정 순도이상으로 측정되면 순환냉매 제어부(50)는 기화기(40)의 냉매를 응축하여 제2냉매 저장탱크(42)로 저장하고, 제2냉매 저장탱크(42)에 저장된 냉매가 소정 순도이상으로 측정되면 잔존냉매 회수부(60)에 의해 제2냉매 저장탱크(32) 내에 응축되지 않은 가스가 후술하는 잔존냉매 저장탱크(61)로 이동된다. The
순환냉매 제어부(50)는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매순도 측정센서(33,41)에 의해 측정된 냉매 순도에 따라 기화기(40) 및 응축부(30)에 의해 분리부(20)의 내부로 순환공급되는 액상 및 기상의 냉매유량을 제어한다. 이와 같은 순환냉매 제어부(50)의 기능적 구성이 도 2에 도시되어 있는데, 도 2를 참조하면 순환냉매 제어부(50)는 제1냉매 저장탱크(32)와 혼합냉매 분리부(20)사이의 배관에 설치되는 유량제어 밸브(51), 기화기(40)를 가열하는 기화기 가열부(52), 기화기(40)에 설치되는 온도센서(53), 및 냉매순도 측정센서(33,41)에 의해 측정된 냉매의 순도에 따라 유량제어 밸브(51)의 개폐정도와 기화기 가열부(52)의 가열온도를 제어하는 유량 제어부(54)로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the circulating
혼합냉매의 분리초기에는 분리부(20)에서 분리되어 저장되는 냉매는 유량도 작고 순도도 낮다. 따라서, 응축기(31) 및 기화기(40)로부터 분리부(20)로 많은 양의 냉매를 재순환시켜 냉매의 분리속도를 증가시켜야 함에 따라, 유량 제어부(54)는 유량제어 밸브(51)를 최대한 개방하여 분리부(20)의 상단으로 많은 양의 액상냉매를 공급하고, 또한 기화기 가열부(53)를 고온으로 가열하여 기화된 많은 양의 냉매를 분리부(20)의 상단으로 공급한다. 이와 같이 상당한 유량의 액상 및 기상의 냉매가 분리부(20)으로 반복적으로 재순환 공급됨에 따라 냉매의 분리속도가 증가하고, 액상 및 기상 냉매의 순도가 점차 높게 정제된다. 저장된 냉매의 순도가 높아지면 유량 제어부(54)가 혼합냉매 분리부(20)로 재순환 공급되는 혼합냉매의 유량을 점차 감소시킴으로써, 장치의 냉매 재순환을 위한 에너지를 절감하면서도 안정적으로 일정순도이상의 고품질의 냉매를 분리하여 회수할 수 있다. In the initial stage of separating the mixed refrigerant, the refrigerant separated and stored in the
기화기 가열부(52)는 기화기(40)를 가열하는 구성으로, 본 발명에 따른 기화기(40)가 도 3에 도시되어 있고, 도 4에는 기화기 외측에 구비되는 외부 가열수단을 도시되어 있으며, 도 5에는 기화기 내부가 도시되어 있다. 도 3 내지 5를 참조하면, 기화기(40)의 내부 및 외부를 함께 가열하도록 기화기 가열부(52)가 마련되어, 기화기(40) 내부에 정제되는 냉매의 유량에 관계없이 가열이 가능하게 된다. 이를 위해 기화기 가열부(52)는 기화기(40)의 내부에 설치되며 온수가 순환되는 내부 가열관(43), 기화기(40)의 외부 둘레를 감싸도록 설치되는 외부 가열수단(44)을 구비한다. 즉, 혼합냉매 초기와 같이 정제된 냉매 유량이 많지 않아 내부 가열관(43) 설치 구간 이하에 냉매가 저장된 경우에는 외부 가열수단(44)을 통해 기화기(40) 내부의 냉매를 효과적으로 가열할 수 있다.The
외부 가열수단(44)은 기화기(40) 외부 둘레를 감싸도록 일정한 두께를 지니는 평면을 갖도록 형성되어, 양단에는 기화기(40)을 감싸 고정하도록 결합띠(45)가 구비된다. 그리고, 외부 가열수단(44)은 도 4에 도시된 바와 같이 내피층(46), 가열관(47), 열전도층(48), 단열층(49)이 순차적으로 적층된 다층구조로 형성된다. 내피층(46)은 내측에 마찰돌기가 형성된 고무재질로 이루어져 기화기(40)의 외면에 면접하여 소정의 마찰력으로 외부 가열수단(44)이 이동하지 않고 고정된다. 가열관(47)은 외부에서 공급되는 온수가 순환되도록 단면이 원형인 관로로, 평면상에 고르게 분포될 수 있도록 일정간격으로 휘어지게 배치된다. 열전도층(48)는 열전도율이 높고 휘어질 수 있는 알루미늄 재질로 이루어져 가열관(47)을 둘러싸며 내피층(46)의 외측에 구비되어 온수로 전도되는 열을 평면에 고르게 전달할 수 있다. 단열층(49)은 기화기(40) 외부로 열이 분산되는 것을 막아 열효율을 높이기 위해 구성되는 것으로 단열율이 높고 휘어질 수 있는 고무재질로 이루어진다.The external heating means 44 is formed to have a plane having a predetermined thickness so as to surround the outer periphery of the
잔존냉매 회수부(60)는 혼합냉매 분리부(20)에서 분리되는 냉매에 존재하는 불응축가스를 제거하고 불응축가스에 잔존하는 냉매를 회수하는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이 제1,2 냉매 저장탱크(32,42)내에서 응축되지 않은 가스가 이송되어 저장되는 잔존냉매 저장탱크(61), 잔존냉매 저장탱크(61)로 이송된 냉매를 재응축하는 재응축기(62)를 구비한다. 따라서, 제1,2 냉매 저장탱크(32,42)로의 저장을 위해 1차 응축시 응축되지 않은 가스를 잔존냉매 저장탱크(61)로 이송하여 재응축함으로써 응축되지 않은 가스에 잔존하는 냉매를 효과적으로 회수할 수 있다. 잔존냉매 저장탱크(61)에는 재응축되어 저장되는 잔존냉매의 유량을 측정하는 레벨센서(63)가 마련되어, 저장된 냉매유량이 일정수위 이상이면 잔존냉매 저장탱크(61)의 냉매가 제1,2 냉매 저장탱크(32,42)로 이송되며, 잔존냉매 저장탱크(61)에 재응축에도 응축되지 않은 가스는 배출밸브(64)를 통해 대기로 방출된다.The remaining refrigerant recovery unit 60 is configured to remove the non-condensable gas present in the refrigerant separated in the mixed
이와 같이 구성된 본 발명의 혼합냉매 분리장치는 반복적으로 순환하여 분리 정제되는 혼합냉매의 순도를 실시간으로 측정하여 분리되는 냉매 순도에 따라 분리부로 재순환공급되는 액상 및 기상 냉매의 공급량을 제어하고, 분리된 냉매에 잔존하는 불순물인 불응축가스를 제거함과 동시에 잔존하는 미량의 냉매를 회수함으로써, 냉매 재순환에 따른 에너지를 절감할 수 있음은 물론 혼합냉매를 보다 효율적으로 고순도로 분리 정제하여 회수할 수 있다. The mixed refrigerant separating apparatus of the present invention configured as described above measures the purity of the mixed refrigerant that is repeatedly circulated and purified in real time to control the amount of liquid and gaseous refrigerant that is recycled and supplied to the separator according to the separated refrigerant purity, By removing the non-condensable gas, which is an impurity remaining in the refrigerant, and recovering the residual amount of the refrigerant, energy of the refrigerant recycle can be saved, and the mixed refrigerant can be separated and recovered with high purity more efficiently.
이상과 같이 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention described above is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
10: 혼합냉매 공급부 20: 혼합냉매 분리부
21: 기체배분기 22: 액체수집기
23: 액체배분기 30: 응축부
31,34: 응축기 32: 제1냉매 저장탱크
33,41: 냉매순도 측정센서 40: 기화기
42: 제2냉매 저장탱크 43: 내부가열관
44: 외부가열수단 45: 결합띠
46: 내피층 47: 가열관
48: 열전도층 49: 단열층
50: 순환냉매 제어부 51: 유량제어 밸브
52: 기화기 가열부 53: 온도센서
54: 유량제어부 60: 잔존냉매 회수부
61: 잔존냉매 저장탱크 62: 재응축기
63: 레벨센서 64: 배출밸브10: mixed refrigerant supply unit 20: mixed refrigerant separation unit
21: gas distributor 22: liquid collector
23: liquid distributor 30: condensation unit
31, 34: condenser 32: first refrigerant storage tank
33,41: refrigerant purity measuring sensor 40: vaporizer
42: second refrigerant storage tank 43: internal heating tube
44: external heating means 45: bonding band
46: inner layer 47: heating tube
48: heat conductive layer 49: heat insulating layer
50: circulating refrigerant control unit 51: flow control valve
52: carburetor heating unit 53: temperature sensor
54: flow rate control unit 60: residual refrigerant recovery unit
61: remaining refrigerant storage tank 62: recondenser
63: level sensor 64: discharge valve
Claims (6)
회수된 상기 혼합냉매를 공급하는 혼합냉매 공급부;
소정 높이로 형성되어 상기 혼합냉매 공급부로부터 공급되는 혼합냉매를 액상 및 기상의 냉매로 분리하는 혼합냉매 분리부;
상기 혼합냉매 분리부에 의해 분리되는 기상의 냉매를 응축하여 액상의 냉매를 상기 혼합냉매 분리부의 상단에 순환공급하는 응축부;
상기 혼합냉매 분리부에 의해 분리되는 액상의 오일을 기화시켜 기상의 냉매를 상기 혼합냉매 분리부의 하단에 순환공급하는 기화기;
상기 응축부 및 기화기에 의해 응축 및 기화되는 냉매의 순도를 측정하는 냉매순도 측정센서;
상기 응축부에서 상기 혼합냉매 분리부로 공급되는 액상의 냉매 유량을 조절하는 유량제어 밸브와, 상기 기화기의 내부에 설치되며 온수가 순환되는 내부 가열관과, 상기 기화기의 외부 둘레를 감싸도록 설치되어 냉매가 소정 유량의 이하인 기화기를 가열하도록 내측에 마찰돌기가 형성되어 기화기 표면에 면접하는 내피층과, 금속재질로 이루어져 온수가 순환되는 가열관을 둘러싸며 상기 내피층의 외측에 형성되는 열전도층과, 상기 열전도층의 외측에 고무재질로 형성되는 단열층으로 이루어져, 상기 기화기의 외부 둘레를 감싸도록 결합띠를 포함하는 외부 가열수단을 구비하는 기화기 가열부와, 상기 냉매순도 측정센서에 의해 측정되는 냉매의 순도에 따라 상기 유량제어 밸브의 개폐와 상기 기화기 가열부의 가열온도를 제어하는 유량제어부를 구비하는 순환냉매 제어부; 및
상기 혼합냉매 분리부에서 분리되는 냉매에 존재하는 불응축가스를 제거하고 상기 불응축가스에 잔존하는 냉매를 회수하는 잔존냉매 회수부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 혼합냉매 분리 회수장치.In the apparatus for separating and recovering with high purity by removing impurities contained in mixed refrigerants having different boiling points,
A mixed refrigerant supply unit supplying the recovered mixed refrigerant;
A mixed refrigerant separation unit formed at a predetermined height and separating the mixed refrigerant supplied from the mixed refrigerant supply unit into a liquid phase and a gaseous phase refrigerant;
A condenser for condensing the refrigerant in the gas phase separated by the mixed refrigerant separator and circulating the liquid refrigerant to an upper end of the mixed refrigerant separator;
A vaporizer for vaporizing the liquid oil separated by the mixed refrigerant separator and circulating and supplying a gaseous refrigerant to the lower end of the mixed refrigerant separator;
A refrigerant purity measurement sensor for measuring purity of the refrigerant condensed and vaporized by the condenser and the vaporizer;
Flow rate control valve for adjusting the flow rate of the liquid refrigerant supplied from the condensation unit to the mixed refrigerant separator, an internal heating tube installed inside the vaporizer and circulating hot water, and is installed to surround the outer circumference of the vaporizer A friction protrusion is formed on the inside so as to heat the vaporizer having a predetermined flow rate or less, and the heat conduction layer is formed on the outside of the endothelial layer and surrounds a heating tube made of metal and circulating hot water. A vaporizer heating unit comprising an insulating layer formed of a rubber material on an outer side of the thermal conductive layer and having an outer heating unit including a coupling band to surround the outer circumference of the vaporizer, and the refrigerant measured by the refrigerant purity measurement sensor. Flow control unit for controlling the opening and closing of the flow control valve and the heating temperature of the vaporizer heating unit according to the purity Refrigerant circulation control comprising; And
And a residual refrigerant recovery unit which removes the non-condensable gas present in the refrigerant separated by the mixed refrigerant separation unit and recovers the refrigerant remaining in the non-condensed gas.
상기 잔존냉매 회수부는,
상기 응축부에 의해 응축되는 냉매가 저장되는 제1 냉매 저장탱크와 상기 기화기에 의해 기화되는 냉매가 응축되어 저장되는 제2 냉매 저장탱크에 연결되어, 상기 제1,2 냉매 저장탱크내에서 응축되지 않은 가스가 이송되어 저장되는 잔존냉매 저장탱크; 및
상기 잔존냉매 저장탱크 내부로 이송된 냉매를 재응축하는 재응축기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 혼합냉매 분리 회수장치.The method of claim 1,
The remaining refrigerant recovery unit,
The first refrigerant storage tank in which the refrigerant condensed by the condenser is stored and the second refrigerant storage tank in which the refrigerant vaporized by the vaporizer are condensed and stored are not condensed in the first and second refrigerant storage tanks. Refrigerant storage tank in which undesired gas is transferred and stored; And
And a recondenser for recondensing the refrigerant transferred into the remaining refrigerant storage tank.
상기 잔존냉매 저장탱크는 재응축되어 저장되는 잔존냉매의 유량을 측정하는 레벨센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 혼합냉매 분리 회수장치.The method of claim 2,
The remaining refrigerant storage tank is mixed refrigerant separation recovery device characterized in that it comprises a level sensor for measuring the flow rate of the residual refrigerant to be recondensed and stored.
상기 잔존냉매 저장탱크는 응축되지 않은 가스를 배출하는 배출밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 혼합냉매 분리 회수장치.The method of claim 3,
The remaining refrigerant storage tank is mixed refrigerant separation recovery device characterized in that it comprises a discharge valve for discharging the uncondensed gas.
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