KR102212585B1 - 믹싱 밸브와 사이클론이 부착된 히트 펌프를 이용하는 해수 담수화 시스템 및 그의 동작 방법 - Google Patents

믹싱 밸브와 사이클론이 부착된 히트 펌프를 이용하는 해수 담수화 시스템 및 그의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 믹싱 밸브와 사이클론이 부착된 히트 펌프를 이용하는 해수 담수화 시스템 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 열 교환기가 해수를 가열하고, 믹싱 밸브가 열 교환기의 출구로부터 해수를 검출하고, 해수의 온도가 정해진 온도 미만이면, 믹싱 밸브가 상기 해수를 상기 열 교환기의 상기 입구로 순환시키고, 해수의 온도가 정해진 온도 이상이면, 믹싱 밸브가 해수를 사이클론으로 유입시키고, 사이클론이 해수의 증기에서 불순물을 제거하고, 히트 펌프의 증발기가 증기로부터 담수를 회수하도록 구성될 수 있다.

Description

믹싱 밸브와 사이클론이 부착된 히트 펌프를 이용하는 해수 담수화 시스템 및 그의 동작 방법{SEAWATER DESALINATION SYSTEM USING HEAT PUMP WITH MIXING VALVE AND CYCLONE, AND OPERATING METHOD THEREOF}
다양한 실시예들은 믹싱 밸브와 사이클론이 부착된 히트 펌프를 이용하는 해수 담수화 시스템 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 해수 담수화 방법으로는 크게 증발법, 역삼투막법, 전기투석법, 냉동법 등이 있다. 역삼투막법은 삼투현상과 반대로 고농도의 용액에서 순수한 물이 저농도 용액으로 흘러 들어가는 원리를 이용한 방식으로 최근 들어 가장 많이 사용되고 있는 방법이다. 이 때 역삼투막법은, 담수생산비용이 낮고 수요량 변화에 대한 탄력성이 높은 장점이 있는 반면, 유입되는 해수의 수질에 큰 영향을 받기 때문에 고도의 전처리 시설이 요구되고, 전처리시설, 역삼투시설, 후처리시설 등 대규모 설비가 필요하므로 넓은 부지와 복잡한 기계시설이 필요하다는 단점이 있다. 한편, 증발법은 해수 담수화 방법 중에서 가장 오래된 기술로서, 현재까지 사용되고 있는 방법이다. 증발법은 해수를 증발시켜 담수를 얻으며, 증발기의 형상과 열원의 이용방법에 따라 다단플래쉬(MSF; Multi-Stage Flash), 다중효용(MED; Multiple-Effect), 증기압축식(MVC; Mechanical Vapor Compression) 등으로 분류될 수 있다. 이 중 가장 많이 사용되고 있는 다단플래쉬는, 가열된 해수(90 ℃~110 ℃)가 오리피스를 통해 감압상태에 놓여져 있는 격실로 분출되면서 자체적으로 증발하여 수증기를 발생시키고, 발생한 수증기가 격실 상단부의 배관으로 유입되는 해수와 열교환되어 담수를 생산함과 동시에 유입되는 해수의 가열원으로 사용되는 방법을 말한다.
그런데, 상기와 같은 증발법은 해수를 높은 온도까지 가열하는데 소비되는 에너지가 크기 때문에, 석유와 같은 에너지 자원이 풍부한 중동지역을 제외하고는 사용되기 어렵다는 단점이 있으며, 높은 온도의 해수로 인하여 배관 내부에 스케일이 쉽게 발생할 수 있다는 문제점이 존재한다.
다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템은, 해수를 가열하도록 구성되는 열 교환기, 상기 해수의 증기에서 불순물을 제거하도록 구성되는 사이클론, 및 상기 증기로부터 담수를 회수하도록 구성되는 증발기를 포함하는 히트 펌프를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 해수 담수화 시스템은, 상기 열 교환기와 사이클론 사이에 배치되고, 상기 열 교환기의 출구와 입구 및 상기 사이클론에 연결되는 믹싱 밸브를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템의 동작 방법은, 열 교환기가 해수를 가열하는 동작, 사이클론이 상기 해수의 증기로부터, 불순물을 제거하는 동작, 및 히트 펌프의 증발기가 상기 증기로부터 담수를 회수하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 믹싱 밸브가 상기 열 교환기와 사이클론 사이에 배치되고, 상기 열 교환기의 출구와 입구 및 상기 사이클론에 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 해수 담수화 시스템에서 진공압을 형성함으로 인해 해수의 증발 온도를 정해진 온도로 낮출 수 있으며, 히트펌프의 높은 효율을 통해 해수를 증발시키는 데 필요한 에너지가 절약될 수 있다. 아울러, 열 교환기가 히트 펌프와 함께 동작하여, 해수를 가열함에 따라, 해수로 인하여 히트 펌프에 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이 때 해수가 증발하여 증기 상태로 사이클론을 통과하면서, 사이클론이 높은 원심력에 의해 효과적으로 잔류 염류 등의 불순물을 분리시킬 수 있다. 그리고 믹싱 밸브가, 정해진 온도에 도달할 때까지 해수를 열 교환기에서 순환시킴으로써, 해수가 단시간에 가열될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 해수 담수화 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템의 동작 방법을 도시하는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템(100)을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템(100)은, 해수조(110), 순환 펌프(circulation pump; 120), 체크 밸브(check valve; 130), 히트 펌프(heat pump; 140), 열 교환기(heat exchanger; 150), 믹싱 밸브(mixing valve; 160), 사이클론(cyclone; 170), 진공 펌프(vacuum pump; 180) 또는 담수조(190) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
해수조(110)는 해수를 저장할 수 있다. 이 때 해수는 비교적 깊은 수심에서 유입되며, 낮은 온도, 예컨대 대략 4 ℃일 수 있다.
순환 펌프(120)는 해수조(110)와 열 교환기(150) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 순환 펌프(120)는 열 교환기(150)에 대하여, 해수를 순환시킬 수 있다. 이를 위해, 순환 펌프(120)는 열 교환기(150)의 입구(151)에 연결될 수 있다. 이 때 순환 펌프(120)는 해수조(110)로부터 열 교환기(150)의 입구(151)로 해수를 유입시킬 수 있다. 또한 순환 펌프(120)는 열 교환기(150)의 출구(153)로부터 토출되는 해수를 열 교환기(150)의 입구(151)로 유입시킬 수 있다.
체크 밸브(130)는 해수조(110)와 열 교환기(150) 사이에 배치될 수 있다. 이 때 체크 밸브(130)는 해수조(110)와 순환 펌프(120) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 체크 밸브(130)는 해수조(110)로부터 열 교환기(150)에 대향하여, 해수를 흐르게 할 수 있다. 이 때 체크 밸브(130)는 해수조(110)로부터 열 교환기(150)의 입구(151)에 대향하여, 해수를 흐르게 할 수 있다. 여기서, 체크 밸브(130)는 열 교환기(150)에 반대되는 방향으로 해수를 흐르지 못하게 할 수 있다.
히트 펌프(140)는 냉매의 냉동 사이클을 이루면서 응축열 및 증발열을 제공할 수 있다. 이 때 히트 펌프(140)는 응축기(141)와 증발기(143)를 포함할 수 있다. 응축기(141)는 냉매를 응축시키면서 고온의 온열을 발생시킬 수 있다. 여기서, 응축기(141)의 온열이 열 교환기(150)에 제공될 수 있다. 증발기(143)는 냉매를 증발시키면서 저온의 냉열을 발생시킬 수 있다. 그리고 증발기(143)는 증발기(143)의 냉열을 이용하여, 증발기(143)로 유입되는 증기로부터 담수를 회수할 수 있다.
열 교환기(150)는 해수를 가열할 수 있다. 이를 위해, 열 교환기(150)는, 히트 펌프(140)의 응축기(141)와 열 교환이 가능하게, 배치될 수 있다. 이 때 열 교환기(150)는 입구(151)로 유입되는 해수를 순환시킬 수 있다. 이를 통해, 열 교환기(150)는 응축기(141)의 온열을 이용하여, 해수를 가열할 수 있다. 여기서, 열 교환기(150)는 출구(153)를 통하여, 해수를 배출할 수 있다.
믹싱 밸브(160)는 열 교환기(150)와 사이클론(170) 사이에 배치될 수 있다. 이 때 믹싱 밸브(160)는 열 교환기(150)의 출구(153)와 열 교환기(150)의 입구(151) 및 사이클론(170)에 연결될 수 있다. 여기서, 믹싱 밸브(160)는 열 교환기(150)의 출구(153)를 열 교환기(150)의 입구(151) 또는 사이클론(170)에 연결할 수 있다. 그리고 믹싱 밸브(160)는 열 교환기(150)의 출구(153)로부터 해수를 검출할 수 있다. 이 때 믹싱 밸브(160)는 해수의 온도에 기반하여, 해수를 열 교환기(150)의 입구(151) 또는 사이클론(170)으로 유입시킬 수 있다.
해수의 온도가 정해진 온도 미만이면, 믹싱 밸브(160)는 해수를 열 교환기(150)의 입구(151)로 순환시킬 수 있다. 해수의 온도가 정해진 온도 이상이면, 믹싱 밸브(160)는 해수를 사이클론(170)으로 유입시킬 수 있다. 예를 들면, 정해진 온도는 70 ℃ 또는 80 ℃일 수 있다. 즉 해수의 온도가 정해진 온도에 도달할 때까지, 믹싱 밸브(160)가 열 교환기(150)로 해수를 순환시킬 수 있다. 이를 통해, 단시간에, 해수의 온도가 정해진 온도에 도달할 수 있다. 이 후 해수의 온도가 정해진 온도에 도달하면, 믹싱 밸브(160)가 해수를 사이클론(170)으로 유입시킬 수 있다.
사이클론(170)은 해수의 불순물을 제거할 수 있다. 이 때 사이클론(170)의 내부는 진공 펌프(180)에 의해 진공압 상태로 유지될 수 있다. 이를 통해, 믹싱 밸브(160)를 통해 가열된 해수가 사이클론(170)으로 유입되면서, 진공압으로 인해 증발이 되며, 사이클론(170)이 해수의 불순물을 제거할 수 있다. 여기서, 사이클론(170)은 증기와 불순물을 분리할 수 있다. 예를 들면, 사이클론(170)은 해수의 증기에 강력한 선회 흐름을 발생시키고 원심력에 의해 증기와 불순물을 분리할 수 있다. 예를 들면, 불순물은 염분을 포함할 수 있다. 이를 통해, 사이클론(170)이 히트 펌프(140)의 증발기(143)로 증기를 유입시킬 수 있다.
진공 펌프(180)는 히트 펌프(140)의 증발기(143) 쪽에 연결될 수 있다. 그리고 진공 펌프(180)는 진공 압력을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 해수가 100℃ 보다 낮은 온도에서 증발될 수 있도록 하며 사이클론(170)을 거치고 나온 증기를 증발기(143)쪽으로 유도하여 낮은 온도에서 응축이 되어 담수가 생산되게 한다.
담수조(190)는 히트 펌프(140)의 증발기(143)쪽에 연결될 수 있다. 이 때 담수조(190)는 진공 펌프(180)와 증발기(143) 사이에 연결될 수 있다. 그리고 담수조(190)는 증발기(143)로부터 배출되는 담수를 저장할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 해수 담수화 시스템(200)을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 해수 담수화 시스템(200)은, 해수조(210), 순환 펌프(220), 체크 밸브(230), 히트 펌프(240), 열 교환기(250), 믹싱 밸브(260), 사이클론(270), 필터(275), 진공 펌프(280) 또는 담수조(290) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 히트 펌프(240)는 응축기(241)와 증발기(243)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 해수 담수화 시스템(200)의 구성 요소는 도 1의 해수 담수화 시스템(100)의 구성 요소와 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 일 실시예에 따른 해수 담수화 시스템(200)은 필터(275)를 더 포함할 수 있다.
필터(275)는 사이클론(270)과 히트 펌프(240)의 증발기(243) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 필터(275)는 사이클론(270)으로부터 배출되는 증기를 필터링할 수 있다. 이 때 사이클론(270)에서 해수의 불순물 중 적어도 일부가 제거되고, 필터(275)가 해수의 불순물 중 나머지를 제거할 수 있다. 이를 통해, 필터(275)가 히트 펌프(240)의 증발기(243)로 증기를 유입시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템(100, 200)은, 해수를 가열하도록 구성되는 열 교환기(150, 250), 상기 해수의 증기로부터, 불순물을 제거하도록 구성되는 사이클론(170, 270), 및 상기 증기로부터 담수를 회수하도록 구성되는 증발기(143, 243)를 포함하는 히트 펌프(140, 240)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 해수 담수화 시스템(100, 200)은, 상기 열 교환기(150, 250)와 사이클론(170, 270) 사이에 배치되고, 상기 열 교환기(150, 250)의 출구(153, 253)와 입구(151, 251) 및 상기 사이클론(170, 270)에 연결되는 믹싱 밸브(160, 260)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 믹싱 밸브(160, 260)는, 상기 열 교환기(150, 250)의 상기 출구(153, 253)로부터 상기 해수를 검출하고, 상기 해수의 온도가 정해진 온도 미만이면, 상기 해수를 상기 열 교환기(150, 250)의 상기 입구(151, 251)로 순환시키고, 상기 해수의 온도가 상기 정해진 온도 이상이면, 상기 해수를 상기 사이클론(170, 270)으로 유입시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 해수 담수화 시스템(200)은, 상기 사이클론(270)과 증발기(243) 사이에 배치되며, 상기 증기를 필터링하도록 구성되는 필터(275)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 해수 담수화 시스템(100, 200)은, 진공 압력을 발생시켜, 상기 증발기(143, 243)로부터 상기 담수를 배출시키도록 구성되는 진공 펌프(180, 280)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 히트 펌프(140, 240)는 응축기(141, 241)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 열 교환기(150, 250)는, 상기 응축기(141, 241)와 열 교환을 통하여, 상기 해수를 가열하도록 구성될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템(100, 200)의 동작 방법을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 열 교환기(150, 250)가 310 동작에서 해수를 가열할 수 있다. 이 때 열 교환기(150, 250)는 입구(151, 251)로 유입되는 해수를 순환시킬 수 있다. 예를 들면, 해수조(110, 210)에 저장된 해수가 열 교환기(150, 250)의 입구(151, 251)로 유입될 수 있으며, 열 교환기(150, 250)의 출구(153, 253)로 배출되는 해수가 열 교환기(150, 250)의 입구(151, 251)로 유입될 수도 있다. 이를 통해, 열 교환기(150, 250) 히트 펌프(140, 240)의 응축기(141, 241)에서 발생되는 온열을 이용하여, 해수를 가열할 수 있다. 여기서, 열 교환기(150, 250)는 출구(153, 253)를 통하여, 해수를 배출할 수 있다.
믹싱 밸브(160, 260)가 320 동작에서 해수의 온도와 정해진 온도를 비교할 수 있다. 여기서, 믹싱 밸브(160, 260)는 열 교환기(150, 250)의 출구(153, 253)와 열 교환기(150, 250)의 입구(151, 251) 및 사이클론(170, 270)에 연결될 수 있다. 이 때 믹싱 밸브(160, 260)는 열 교환기(150, 250)의 출구(153, 253)로부터 해수를 검출할 수 있다. 그리고 믹싱 밸브(160, 260)는, 해수의 온도가 정해진 온도 이상인지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 정해진 온도는 70 ℃ 또는 80 ℃일 수 있다.
320 동작에서 해수의 온도가 정해진 온도 미만이면, 믹싱 밸브(160, 260)가 325 동작에서 열 교환기(150, 250)로 해수를 순환시킬 수 있다. 이 때 믹싱 밸브(160, 260)는 해수를 열 교환기(150, 250)의 입구(151, 251)로 순환시킬 수 있다. 이를 위해, 믹싱 밸브(160, 260)가 열 교환기(150, 250)의 출구(153, 253)를 열 교환기(150, 250)의 입구(151, 251)로 연결할 수 있다. 이 후 310 동작 및 320 동작이 반복하여 수행될 수 있다. 즉 해수의 온도가 정해진 온도에 도달할 때까지, 믹싱 밸브(160, 260)가 열 교환기(150, 250)로 해수를 순환시킬 수 있다. 이를 통해, 단시간에, 해수의 온도가 정해진 온도에 도달할 수 있다.
320 동작에서 해수의 온도가 정해진 온도 이상이면, 믹싱 밸브(160, 260)가 330 동작에서 사이클론(170, 270)으로 해수를 유입시킬 수 있다. 이를 위해, 믹싱 밸브(160, 260)가 열 교환기(150, 250)의 출구(153, 253)를 사이클론(170, 270)으로 연결할 수 있다. 즉 해수의 온도가 정해진 온도에 도달하면, 믹싱 밸브(160, 260)가 해수를 사이클론(170, 270)으로 유입시킬 수 있다.
사이클론(170, 270)이 340 동작에서 해수의 증기로부터, 불순물을 분리시킬 수 있다. 이 때 사이클론(170, 270)의 내부는 진공 펌프(180, 280)에 의해 진공압 상태로 유지될 수 있다. 이를 통해, 믹싱 밸브(160, 260)를 통해 가열된 해수가 사이클론(170, 270)으로 유입되면서, 진공압으로 인해 증발이 되며, 사이클론(170, 270)이 해수의 불순물을 제거할 수 있다. 예를 들면, 사이클론(170, 270)은 해수의 증기에 강력한 선회 흐름을 발생시켜, 원심력을 통해 증기와 불순물을 분리할 수 있다. 예를 들면, 불순물은 염분을 포함할 수 있다. 이를 통해, 사이클론(170, 270)이 히트 펌프(140, 240)의 증발기(143, 243)로 증기를 유입시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 필터(275)가 사이클론(270)가 히트 펌프(240)의 증발기(243) 사이에서 사이클론(270)으로부터 배출되는 증기를 필터링할 수 있다. 이 때 사이클론(270)에서 해수의 불순물 중 적어도 일부가 제거되고, 필터(275)가 해수의 불순물 중 나머지를 제거할 수 있다. 이를 통해, 필터(275)가 히트 펌프(240)의 증발기(243)로 증기를 유입시킬 수 있다.
히트 펌프(140, 240)의 증발기(143, 243)가 350 동작에서 증기로부터 담수를 회수할 수 있다. 이 때 증발기(143, 243)는 냉매를 증발시키면서 저온의 냉열을 발생시킬 수 있다. 그리고 증발기(143, 243)는 증발기(143, 243)의 냉열을 이용하여, 증발기(143, 243)로 유입되는 증기로부터 담수를 회수할 수 있다. 또한 히트 펌프(140, 240)의 외부에서 진공 펌프(180, 280)가 진공 압력을 발생시킴에 따라 해수의 증발을 용이하게 하고 해수 증기를 증발기(143, 243)쪽으로 유도하여 증발기(143, 243)와의 열교환을 통해 냉각 응축되어 담수가 생성될 수 있도록 하며 생성된 담수는 담수조(190, 290)에 저장될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 해수 담수화 시스템(100, 200)의 동작 방법은, 열 교환기(150, 250)가 해수를 가열하는 동작, 진공 펌프(180, 280)에 의해 진공압으로 가열된 해수가 쉽게 증발하는 동작, 사이클론(170, 270)이 상기 해수 증기로부터 불순물을 제거하는 동작, 및 히트 펌프(140, 240)의 증발기(143, 243)가 상기 증기로부터 담수를 회수하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 믹싱 밸브(160, 260)가 상기 열 교환기(150, 250)와 사이클론(170, 270) 사이에 배치되고, 상기 열 교환기(150, 250)의 출구(153, 253)와 입구(151, 251) 및 상기 사이클론(170, 270)에 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 믹싱 밸브(160, 260)가 상기 열 교환기(150, 250)의 상기 출구(153, 253)로부터 상기 해수를 검출하는 동작, 및 상기 해수의 온도가 정해진 온도 미만이면, 상기 믹싱 밸브(160, 260)가 상기 해수를 상기 열 교환기(150, 250)의 상기 입구(151, 251)로 순환시키는 동작 또는 상기 해수의 온도가 상기 정해진 온도 이상이면, 상기 믹싱 밸브(160, 260)가 상기 해수를 상기 사이클론(170, 270)으로 유입시키는 동작 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 필터(275)가 상기 사이클론(270)과 증발기(243) 사이에서, 상기 증기를 필터링하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 해수 담수화 시스템(100, 200)에서 진공압을 형성함으로 인해 해수의 증발 온도를 정해진 온도로 낮출 수 있으며, 히트 펌프의 높은 효율을 통해 해수를 증발시키는 데 필요한 에너지가 절약될 수 있다. 아울러, 열 교환기(150, 250)가 히트 펌프(140, 240)와 함께 동작하여, 해수를 가열함에 따라, 해수로 인하여 히트 펌프(140, 240)에 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이 때 해수가 증발하여 증기 상태로 사이클론(170, 270)을 통과하면서, 사이클론(170, 270)이 높은 원심력에 의해 효과적으로 잔류 염류 등의 불순물을 분리시킬 수 있다. 그리고 믹싱 밸브(160, 260)가, 정해진 온도에 도달할 때까지 해수를 열 교환기(150, 250)에서 순환시킴으로써, 해수가 단시간에 가열될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 관해 설명되었으나, 본 문서의 다양한 실시예들의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 문서의 다양한 실시예들의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위 뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (10)

  1. 해수 담수화 시스템에 있어서,
    해수를 가열하도록 구성되는 열 교환기;
    상기 해수의 증기에서 불순물을 제거하도록 구성되는 사이클론;
    상기 증기로부터 담수를 회수하도록 구성되는 증발기를 포함하는 히트 펌프; 및
    상기 열 교환기와 사이클론 사이에 배치되고, 상기 열 교환기의 출구와 입구 및 상기 사이클론에 연결되는 믹싱 밸브를 포함하고,
    상기 믹싱 밸브는,
    상기 열 교환기의 상기 출구로부터 상기 해수를 검출하고,
    상기 해수의 온도가 정해진 온도 미만이면, 상기 해수를 상기 열 교환기의 상기 입구로 순환시키고,
    상기 해수의 온도가 상기 정해진 온도 이상이면, 상기 해수를 상기 사이클론으로 유입시키도록 구성되는 해수 담수화 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이클론과 증발기 사이에 배치되며, 상기 증기를 필터링하도록 구성되는 필터를 더 포함하는 해수 담수화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서
    진공 압력을 발생시켜 상기 해수의 증발을 용이하게 하며, 상기 증발기로부터 상기 담수를 생성할 수 있도록 구성되는 진공 펌프를 더 포함하는 해수 담수화 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 펌프는 응축기를 더 포함하고,
    상기 열 교환기는,
    상기 응축기와 열 교환을 통하여, 상기 해수를 가열하도록 구성되는 해수 담수화 시스템.
  7. 해수 담수화 시스템의 동작 방법에 있어서,
    열 교환기가 해수를 가열하는 동작;
    사이클론이 상기 해수의 증기로부터, 불순물을 제거하는 동작; 및
    히트 펌프의 증발기가 상기 증기로부터 담수를 회수하는 동작을 포함하고,
    믹싱 밸브가 상기 열 교환기와 사이클론 사이에 배치되고, 상기 열 교환기의 출구와 입구 및 상기 사이클론에 연결되고,
    상기 믹싱 밸브가 상기 열 교환기의 상기 출구로부터 상기 해수를 검출하는 동작; 및
    상기 해수의 온도가 정해진 온도 미만이면, 상기 믹싱 밸브가 상기 해수를 상기 열 교환기의 상기 입구로 순환시키는 동작; 또는
    상기 해수의 온도가 상기 정해진 온도 이상이면, 상기 믹싱 밸브가 상기 해수를 상기 사이클론으로 유입시키는 동작 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    필터가 상기 사이클론과 증발기 사이에서, 상기 증기를 필터링하는 동작을 더 포함하는 방법.
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