KR102373185B1 - Energy saving duplex air dryer - Google Patents

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KR102373185B1
KR102373185B1 KR1020210047952A KR20210047952A KR102373185B1 KR 102373185 B1 KR102373185 B1 KR 102373185B1 KR 1020210047952 A KR1020210047952 A KR 1020210047952A KR 20210047952 A KR20210047952 A KR 20210047952A KR 102373185 B1 KR102373185 B1 KR 102373185B1
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김충현
김경희
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김경희
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Abstract

The present invention relates to an energy saving duplex air dryer, and more specifically to an energy saving duplex air dryer, in which a frozen-type air dryer (100) to cool, condense, and dry compressed air by heat exchange between air and refrigerant is installed in parallel to an adsorption-type air dryer (200) including left and right towers (31, 32) for drying the compressed air by absorbing and regenerating the compressed air, in which a part of dry air is circulated to a regeneration tower so as to be regenerated. A heat exchanger (50) is installed at a reverse circulation line for circulating dry air from the left and right towers (31, 32) and heats regeneration air so that regeneration efficiency of the regeneration tower is improved. Since a screw type compressor (300) for generating refrigerant gas and compressed air of high temperature generated during a refrigerant gas compressing procedure in a refrigeration compressor (21) of the frozen air dryer (100) circulates and heats compressed air of high temperature or oil of an oil cooler generated during air compression based on a heat source of the heat exchanger, a used amount of the dry air is reduced and energy is saved without using a separate heater to improve a tower regeneration efficiency. Further, the size of the tower is reduced by 30 to 40% so that manufacturing and operation costs are reduced and space usability of mechanical equipment is excellent.

Description

에너지 절약형 듀플렉스 에어드라이어{Energy saving duplex air dryer}Energy saving duplex air dryer

본 발명은 냉동식과 흡착식 에어 드라이어를 결합 구성하여 콤프레샤에서 생성한 고온 다습한 압축 공기를 건조 처리하는 듀플렉스 에어드라이어에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 흡착식 에어 드라이어의 타워 재생시 사용하는 건조 공기를 냉동식 에어드라이어나 콤프레샤에서 발생하는 폐열을 이용하여 가열하므로 건조 공기의 사용량 및 에너지 사용을 절약하면서 타워 재생 효율을 향상시키는 에너지 절약형 듀플렉스 에어드라이어에 관한 것이다.The present invention relates to a duplex air dryer for drying hot and humid compressed air generated by a compressor by combining a refrigeration type and an adsorption type air dryer. It relates to an energy-saving duplex air dryer that improves tower regeneration efficiency while saving dry air usage and energy consumption by heating using waste heat generated from an air dryer or compressor.

일반적으로 공기 압축기(Air Compressor)에서 생성되는 압축 공기 속에는 대기 중의 수분, 먼지, 공해 물질, 윤활유 등이 농축 및 혼합되어 있어 이를 그대로 사용하면 각종 설비의 고장을 유발하게 되는 문제점이 있었다.In general, moisture, dust, pollutants, lubricating oil, etc. in the atmosphere are concentrated and mixed in compressed air generated by an air compressor.

이 때문에 상기 압축 공기의 먼지, 공해 물질, 윤활유 등의 고형물은 필터를 통해 제거하도록 하고, 상기 압축 공기의 수분은 에어드라이어에 의해 제거하도록 하고 있다.For this reason, solids such as dust, pollutants, and lubricants in the compressed air are removed through a filter, and moisture in the compressed air is removed by an air dryer.

상기 에어드라이는 압축공기 중의 수분을 제거하는 방식에 따라, 냉동식과 흡수식 및 흡착식 등으로 구분되는데, 냉동식은 압축공기를 냉매 등에 의해 열교환 하여 온도를 노점(이슬점)까지 낮추어 수분을 응축시켜 제거하는 방식이고, 흡수식은 염화리튬, 브롬화리툼 등의 액상의 수용성 흡수제를 이용하여 수분을 흡수하여 제거하는 방식이며, 흡착식은 수분을 흡착하는 성질을 가진 실리카겔, 활성 알루미나 등의 흡착제로 충전(充塡)된 건조챔버 속에 압축공기를 유입시켜 수분을 제거하는 방식으로 산업용으로 가장 많이 사용되는 방식이다.The air dryer is divided into a refrigeration type, an absorption type, and an adsorption type according to a method of removing moisture from the compressed air. The absorption type is a method of absorbing and removing moisture using a liquid water-soluble absorbent such as lithium chloride or lithium bromide, and the absorption type is a method of adsorbing moisture filled with an adsorbent such as silica gel or activated alumina. This is the most used method for industrial purposes as it removes moisture by introducing compressed air into the drying chamber.

상기한 흡착식 에어드라이는 흡착제가 충전된 두 개의 좌우 챔버로 운영되는데, 정상시에는 두 개의 좌우 챔버로 압축공기를 동시에 주입하여 건조한 후 배출하고, 재생시에는 두 개의 좌우 챔버 중 어느 하나만 압축공기가 주입되어 건조하고 나머지 챔버에는 건조 공기의 일부를 순환시켜 내부 흡착제를 재생시키도록 하는 과정을 교대로 행하도록 하는 것이다.The above-mentioned adsorption air dryer is operated with two left and right chambers filled with adsorbent. Under normal conditions, compressed air is simultaneously injected into the two left and right chambers to be dried and then discharged. During regeneration, only one of the two left and right chambers is injected with compressed air. The process is alternately performed to regenerate the internal adsorbent by circulating a part of the dry air in the remaining chamber.

이때, 상기 좌우 챔버의 재생시 챔버 재생을 위해 공급되는 건조 공기는 비 가열식의 경우 정상 가동 챔버에서 건조되는 압축 공기의 15% 정도를 재생 용도로 사용하기 때문에 퍼지 공기량이 많아 압축기의 용량이 부족할 수 있게 되는 문제점이 있었다.At this time, when the left and right chambers are regenerated, the dry air supplied for chamber regeneration uses about 15% of the compressed air dried in the normal operation chamber for regeneration purposes in the case of the non-heating type, so the capacity of the compressor may be insufficient due to the large amount of purge air. There was a problem that existed.

또한, 상기 좌우 챔버의 재생시 챔버 재생을 위해 공급되는 건조 공기는 히터 또는 히터 블로워에 의해 가열하는 경우 정상 가동 챔버에서 건조되는 압축 공기의 7~10%, 5~7%를 소모함과 함께 히터, 히티와 브로워 가동을 위한 에너지가 소모되기 때문에 상기 비 가열식에 비해 퍼지 공기량을 다소 줄일 수 있으나 여전히 퍼지 공기량이 많고 특히 에너지 소모가 많은 문제점이 있었다.In addition, when the dry air supplied for chamber regeneration during regeneration of the left and right chambers is heated by a heater or a heater blower, 7 to 10%, 5 to 7% of the compressed air dried in the normal operation chamber is consumed and the heater Since energy is consumed for the operation of the heater and the blower, the amount of purge air can be somewhat reduced compared to the non-heating type, but there is a problem in that the amount of purge air is still large and, in particular, energy consumption is high.

등록특허 제10-1906529호(2018년10월11일)Registered Patent No. 10-1906529 (October 11, 2018) 등록특허 제10-1334144호(2013년11월22일)Registered Patent No. 10-1334144 (November 22, 2013) 등록특허 제10-1081821호(2011년11월03일)Registered Patent No. 10-1081821 (November 03, 2011)

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 냉동식과 흡착식 에어 드라이어를 결합 구성하여 콤프레샤에서 생성한 고온 다습한 압축 공기를 건조 처리하되, 상기 흡착식 에어 드라이어의 타워 재생시 사용하는 건조 공기를 냉동식 에어드라이어나 콤프레샤에서 발생하는 폐열을 이용하여 가열하므로 건조 공기의 사용량 및 에너지 사용을 절약하면서 타워 재생 효율을 향상시키도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve all the problems of the prior art, and a combination of a refrigeration type and an adsorption type air dryer is used to dry the high temperature and high humidity compressed air generated by the compressor, but is used for tower regeneration of the adsorption type air dryer The purpose of this is to improve tower regeneration efficiency while saving dry air and energy consumption by heating dry air using waste heat generated from refrigeration air dryers or compressors.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콤프레샤에서 생성한 고온 다습한 압축 공기를 공기 및 냉매와의 열 교환에 의해 냉각 응축시키는 증발기와, 상기 증발기에 열 교환한 냉매를 냉각시켜 순환 공급하는 냉매 냉각 순환부로 구성된 냉동식 에어드라이어; 및
내부에 흡착재가 충진되는 좌,우 타워에 의해 압축 공기를 건조시키되, 상기 좌우 타워는 공급 관로와 배출 관로에 설치되는 셔틀 밸브에 의해 압축 공기의 공급 및 배출을 전환시켜 좌우 타워가 흡착 및 재생을 번갈아 수행하고 상기 배출관로에는 역 순환 관로를 좌우 타워에 연결하여 타워 재생시 건조 공기의 일부를 좌우 타워로 순환 공급하면서 좌우 타워 내부의 흡착재를 재생시키는 흡착식 에어드라이어에 의해 콤프레샤에서 생성된 압축 공기를 건조시켜 공급하는 듀플렉스 에어드라이어에 있어서,
상기 역 순환 관로에는 역 순환 관로로 공급되는 재생 공기를 열 교환으로 가열하여 공급하기 위해 열 교환기를 설치하되,
상기 열 교환기의 열원은 상기 냉동식 에어드라이어의 냉동 콤프레샤에서 냉매 가스 압축 과정 중에 발생하는 고온의 냉매 가스를 열 교환기로 순환시켜 역 순환 관로를 지나는 건조 공기를 가열시키도록 구성되고,
상기 증발기는 공기와의 열 교환에 의해 1차 냉각시키는 제1 열교환부와 냉매와의 열 교환에 의해 2차 냉각시키는 제2 열교환부로 구성하되, 상기 제2 열교환부는 내부에 지그 재그 형태의 유로를 통해 압축 공기를 통과시키면서 유로를 지나는 냉매관과 상변화 물질이 내장되는 스토리지를 설치하여 상기 냉매관의 냉매 가스와 상변화 물질의 축냉에 의해 열 교환하도록 구성하며, 상기 열 교환에 의한 냉각 응축 과정에서 발생하는 응축수는 별도의 오토 트랩에서 수거하도록 구성되고,
상기 냉매 냉각순환부는 냉동 콤프레샤와 에어 쿨링 콘덴서 및 드라이어 필터로 구성하되, 상기 에어 쿨링 콘덴서는 팬 모터에 의한 팬 구동으로 바람을 강제 순환시켜 에어 쿨링 콘덴서의 냉각 성능을 유지하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the present invention provides an evaporator for cooling and condensing high-temperature and high-humidity compressed air generated by a compressor by heat exchange with air and a refrigerant, and a refrigerant cooling cycle that cools and circulates and supplies the refrigerant heat-exchanged to the evaporator. Refrigeration air dryer consisting of parts; and
The compressed air is dried by the left and right towers filled with adsorbents inside, and the left and right towers switch the supply and discharge of compressed air by shuttle valves installed in the supply and discharge lines, so that the left and right towers perform adsorption and regeneration. The compressed air generated in the compressor by an adsorption-type air dryer that regenerates the adsorbent inside the left and right towers while circulating and supplying a part of the dry air to the left and right towers during tower regeneration by connecting a reverse circulation pipe to the left and right towers in the discharge pipe In the duplex air dryer supplied by drying,
A heat exchanger is installed in the reverse circulation pipe to heat and supply the regeneration air supplied to the reverse circulation pipe by heat exchange,
The heat source of the heat exchanger is configured to circulate the high-temperature refrigerant gas generated during the refrigerant gas compression process in the refrigeration compressor of the refrigerating air dryer to the heat exchanger to heat the dry air passing through the reverse circulation pipe,
The evaporator consists of a first heat exchange part for primary cooling by heat exchange with air and a second heat exchange part for secondary cooling by heat exchange with a refrigerant, wherein the second heat exchange part has a zigzag flow path therein A refrigerant pipe passing through a flow path while passing compressed air through a flow path and a storage having a built-in phase change material are installed to exchange heat by accumulating the refrigerant gas and the phase change material in the refrigerant pipe, and the cooling and condensation process by the heat exchange The condensate from the is configured to be collected in a separate auto trap,
The refrigerant cooling circulation unit consists of a refrigeration compressor, an air cooling condenser and a dryer filter, wherein the air cooling condenser is configured to forcibly circulate wind by driving a fan by a fan motor to maintain the cooling performance of the air cooling condenser. .

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이러한 본 발명은 공기 및 냉매와의 열 교환에 의한 압축 공기를 냉각 응축하여 건조시키는 냉동식 에어드라이어와, 좌,우 타워가 흡착 및 재생을 하면서 압축 공기를 건조시키고, 재생시 건조 공기의 일부가 재생 타워로 순환되어 재생시키는 흡착식 에어드라이어를 병렬 구성하고, 상기 좌우 타워의 건조 공기를 재생 타워로 순환시키는 역 순환 관로에 열 교환기를 설치하여 재생 공기를 가열 공급하므로 재생 타워의 재생 효율을 향상시키도록 하되, 상기 열 교환기의 열원을 냉동식 에어드라이어의 냉동 콤프레샤에서 냉매 가스 압축 과정 중에 발생하는 고온의 냉매 가스, 압축 공기를 발생시키는 스크류 타입의 콤프레샤에서 공기 압축시 발생되는 고온의 압축 공기 또는 오일 쿨러의 오일을 순환시켜 가열하므로 건조 공기의 사용량 절감은 물론 별도의 히터 사용이 없어 에너지를 절약하면서 타워 재생 효율을 향상시키고, 상기 타워의 크기를 30-40% 작게 사용할 수 있어 제조, 운영 비용 절감, 기계 설비의 공간 활용성도 우수하게 제공되는 효과를 갖게 되는 것이다.The present invention provides a refrigeration air dryer that cools and condenses compressed air by heat exchange with air and a refrigerant to dry it, and the left and right towers dry the compressed air while adsorbing and regenerating, and a part of the dry air is An adsorption-type air dryer that circulates and regenerates the regeneration tower is configured in parallel, and a heat exchanger is installed in a reverse circulation pipe that circulates the dry air from the left and right towers to the regeneration tower to heat and supply regeneration air, thereby improving the regeneration efficiency of the regeneration tower. However, the heat source of the heat exchanger is the high-temperature refrigerant gas generated during the refrigerant gas compression process in the refrigeration compressor of the refrigeration air dryer, and the high-temperature compressed air or oil generated when air is compressed in the screw-type compressor that generates compressed air. Heating by circulating the oil in the cooler reduces the use of dry air, as well as saving energy by not using a separate heater, improving tower regeneration efficiency, and reducing manufacturing and operating costs because the size of the tower can be reduced by 30-40% , it will have the effect of providing excellent space utilization of mechanical equipment.

또한, 상기 스크류 타입의 콤프레샤에서 오일 쿨러의 오일 온도를 낮추어 주게 되어 상기 콤프레샤의 효율도 상승시키는 효과를 갖게 되는 것이다.In addition, in the screw-type compressor, the oil temperature of the oil cooler is lowered, and thus the efficiency of the compressor is increased.

도 1은 본 발명 에어드라이어의 일 실시 예를 보여주는 구성도.
도 2는 도 1의 냉동식 에어드라이어의 증발기를 보여주는 요부 구성도.
도 3은 도 1의 흡착식 에어드라이어를 보여주는 요부 구성도.
도 4는 본 발명 에어드라이어의 다른 실시 예를 보여주는 구성도.1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention air dryer.
Figure 2 is a block diagram showing the main part of the evaporator of the refrigeration air dryer of Figure 1;
3 is a block diagram showing the main part of the adsorption-type air dryer of FIG.
Figure 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention air dryer.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 에너지 절약형 듀플렉스 에어드라이어는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 냉동식 에어드라이어(100), 흡착식 에어드라이어(200) 및 에어 필터(400)로 구성하여 이루어지는 것이다.The energy-saving duplex air dryer of the present invention is composed of a refrigeration air dryer 100 , an adsorption-type air dryer 200 and an air filter 400 as shown in FIGS. 1 to 4 .

상기 냉동식 에어드라이어(100)는 콤프레샤에서 생성한 고온 다습한 압축 공기를 공기 및 냉매와의 열 교환에 의해 냉각 응축시키는 증발기(10)와, 상기 증발기에 열 교환한 냉매를 냉각시켜 순환 공급하는 냉매 냉각 순환부(20)로 구성한다.The refrigeration air dryer 100 is an evaporator 10 for cooling and condensing the high-temperature and humid compressed air generated by the compressor by heat exchange with air and refrigerant, and cooling the heat-exchanged refrigerant to the evaporator to circulate and supply Consists of a refrigerant cooling circulation unit (20).

이때, 상기 증발기(10)는 공기와의 열 교환에 의해 1차 냉각시키는 제1 열교환부(11)와 냉매와의 열 교환에 의해 2차 냉각시키는 제2 열교환부(12)로 구성하되, 상기 제2 열교환부(12)는 내부에 지그 재그 형태의 유로를 통해 압축 공기를 통과시키면서 유로를 지나는 냉매관(13)과 상변화 물질(PCM)이 내장되는 스토리지(14)를 설치하여 상기 냉매관의 냉매 가스와 상변화 물질(PCM)의 축냉에 의해 열 교환하도록 구성하고, 상기 열 교환에 의한 냉각 응축 과정에서 발생하는 응축수는 별도의 오토 트랩(15)에서 수거하도록 구성한다.At this time, the evaporator 10 consists of a first heat exchange part 11 for primary cooling by heat exchange with air and a second heat exchange part 12 for secondary cooling by heat exchange with a refrigerant, The second heat exchange unit 12 has a refrigerant pipe 13 passing through the flow passage while passing compressed air through a zigzag flow passage therein, and a storage 14 in which a phase change material (PCM) is built in, the refrigerant tube The refrigerant gas and the phase change material (PCM) are configured to exchange heat by storage cooling, and condensed water generated in the cooling and condensation process by the heat exchange is configured to be collected in a separate auto trap (15).

또한, 상기 냉매 냉각순환부(20)는 냉동 콤프레샤(21)와 에어 쿨링 콘덴서(22) 및 드라이어 필터(23)로 구성한다. 여기서 상기 에어 쿨링 콘덴서(22)는 팬 모터에 의한 팬(22a) 구동으로 바람을 강제 순환시켜 에어 쿨링 콘덴서(22)의 냉각 성능을 유지하도록 구성하는 것이다. In addition, the refrigerant cooling circulation unit 20 includes a refrigeration compressor 21 , an air cooling condenser 22 , and a dryer filter 23 . Here, the air cooling condenser 22 is configured to maintain the cooling performance of the air cooling condenser 22 by forcibly circulating wind by driving the fan 22a by a fan motor.

상기 흡착식 에어드라이어(200)는 내부에 흡착재가 충진되는 좌,우 타워(31)(32)를 병렬 형성하여 냉동식 에어드라이어에 의해 1차 건조 처리된 압축 공기를 좌,우 타워를 통해 2차 건조 처리하되, 좌우 타워(31)(32)는 공급 관로(34)와 배출 관로(35)의 셔틀 밸브(33a)(33b)에 의해 압축 공기의 공급 및 배출을 전환시켜 타워 재생시 좌우 타워가 흡착 및 재생을 번갈아 수행하도록 구성한다.The adsorption-type air dryer 200 forms the left and right towers 31 and 32 in parallel with the adsorbent filled therein, and the compressed air first dried by the refrigeration air dryer is secondarily dried through the left and right towers. Dry treatment, but the left and right towers 31 and 32 switch the supply and discharge of compressed air by the shuttle valves 33a and 33b of the supply pipe 34 and the discharge pipe 35, so that the left and right towers are It is configured to alternately perform adsorption and regeneration.

그리고 상기 좌우 타워(31)(32)는 타워 재생시 정상 작동 타원에서 건조 처리하여 배출 관로(35)로 배출되는 압축 공기의 일부를 역 순환 관로(36)를 통해 재생 타워로 순환시키되, 좌우 타워로 순환 공급하면서 좌우 타워 내부의 흡착재를 재생시키도록 구성한다.In addition, the left and right towers 31 and 32 circulate a part of the compressed air discharged to the discharge pipe 35 through the reverse circulation pipe 36 to the regeneration tower through the reverse circulation pipe 36 after drying in the normal operating ellipse when the tower is regenerated. It is configured to regenerate the adsorbent inside the left and right towers while circulating to the furnace.

즉, 상기 좌측 타워(31)가 건조 과정을 수행할 때 상기 좌측 타워에서 건조된 압축 공기의 일부를 우측 타워(32)로 공급하여 흡착재를 재생시키고, 상기 우측 타워(32)가 건조 과정을 수행할 때 우측 타워에서 건조된 압축 공기의 일부를 좌측 타원(31)로 공급하여 흡착재를 재생시키도록 구성하는 것이다.That is, when the left tower 31 performs the drying process, a part of the compressed air dried in the left tower is supplied to the right tower 32 to regenerate the adsorbent, and the right tower 32 performs the drying process When doing this, a part of the compressed air dried in the right tower is supplied to the left oval 31 to regenerate the adsorbent.

특히, 본 발명은 상기 역 순환 관로(36)에 열 교환기(50)를 설치하여 건조 공기를 가열 공급하면서 흡착재의 재생 효율을 향상시키도록 구성하는 것이다.In particular, the present invention is configured to improve the regeneration efficiency of the adsorbent while heating and supplying dry air by installing the heat exchanger 50 in the reverse circulation pipe 36 .

이때, 상기 열 교환기(50)의 열원은 도 1에서와 같이 냉동식 에어드라이어(100)의 냉동 콤프레샤(21)에서 냉매 가스 압축 과정 중에 발생하는 고온의 냉매 가스를 열 교환기로 순환시켜 역 순환 관로(36)를 지나는 건조 공기를 가열시키는 열원으로 사용하도록 구성하는 것이다.At this time, the heat source of the heat exchanger 50 circulates the high-temperature refrigerant gas generated during the refrigerant gas compression process in the refrigeration compressor 21 of the refrigeration air dryer 100 to the heat exchanger as shown in FIG. It is configured to use the dry air passing through (36) as a heat source for heating.

즉, 상기 열 교환기(50)에서 별도 히터 구성없이 냉동식 에어드라이어(100)에서 발생하는 폐열을 열원으로 사용하면서 추가 에너지 소모없이 건조 공기를 가열시켜 재생 타워의 재생 효율을 향상시키도록 하므로 종래 비 가열식의 경우 건조 타워에서 건조 처리되는 건조 공기의 15% 정도를 재생 타워의 재생 과정에 사용하는 것에 비해 건조 공기의 3% 정도를 재생 타워의 재생 과정에 사용하게 되고, 상기 좌우 타워의 용량도 30-40% 정도를 축소 구성할 수 있게 되는 것이다.That is, the heat exchanger 50 uses waste heat generated from the refrigeration air dryer 100 as a heat source without a separate heater configuration and heats the dry air without additional energy consumption to improve the regeneration efficiency of the regeneration tower. In the case of the heating type, about 3% of the dry air is used in the regeneration process of the regeneration tower, compared to about 15% of the dry air being dried in the drying tower is used in the regeneration process of the regeneration tower, and the capacity of the left and right towers is also 30 It will be possible to reduce the configuration by about -40%.

또한, 상기 열 교환기(50)의 열원은 도 4에서와 같이 압축 공기를 발생시키는 스크류 타입의 콤프레샤(300)에서 공기 압축시 발생되는 고온의 압축 공기를 열 교환기로 순환시켜 열원으로 사용하거나 상기 스크류 타입의 콤프레샤(300)에서 공기 압축시 온도가 상승되는 오일 쿨러의 오일을 열 교환기로 순환시켜 열원으로 사용하도록 구성할 수 있으며, 그 밖에 상기 콤프레샤 또는 에어드라이어에서 폐열이 발생되는 열원을 이용할 수 있는 것이다.In addition, the heat source of the heat exchanger 50 is used as a heat source by circulating high-temperature compressed air generated when air is compressed in the screw-type compressor 300 that generates compressed air as shown in FIG. 4 to the heat exchanger, or the screw In the compressor 300 of the type compressor 300, the oil of the oil cooler, whose temperature rises during air compression, can be circulated to a heat exchanger to be used as a heat source, and other heat sources that generate waste heat from the compressor or air dryer can be used. will be.

상기 스크류 타입의 콤프레샤(300)는 워터 쿨 타입(WATER COOLE TYPE) 또는 에어 쿨 타입(AIR COOLD TYPE)이 적용된다.The screw type compressor 300 is a water cool type (WATER COOL TYPE) or an air cool type (AIR COLD TYPE) is applied.

상기 에어 필터(400)는 압축 공기의 이물질을 필터에 의해 여과하도록 구성하되, 냉동식 에어드라이어(100) 전방, 냉동식 에어드라이어(100)와 흡착식 에어드라이어(200) 사이 및 흡착식 에어드라이어(200) 후방 위치로 설치 구성한다.The air filter 400 is configured to filter foreign substances in the compressed air by the filter, in front of the refrigeration air dryer 100 , between the refrigeration air dryer 100 and the adsorption air dryer 200 and the adsorption air dryer 200 . ) to be installed in the rear position.

그리고 상기 냉동식 에어드라이어(100) 전방에는 아프터 쿨러(AFTER COOLER)(70)를 더 설치 구성한다.And an after cooler (AFTER COOLER) 70 is further installed in front of the refrigeration air dryer 100 .

미 설명 부호로서, 33c는 개폐 밸브, 38은 퍼지 밸브를 나타내는 것이다As a non-explanatory reference numeral, 33c denotes an on-off valve and 38 denotes a purge valve.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.Next, we will look at the operation and operation of the present invention configured as described above.

먼저, 콤프레샤에서 생성한 고온 다습한 압축 공기를 냉동식 에어드라이어(100) 전방의 아프터 쿨러(70)를 통해 1차 냉각하여 프리 필터에 의해 이물질 여과 처리한 후 증발기(10)로 공급한다.First, the high-temperature and humid compressed air generated by the compressor is first cooled through the after-cooler 70 in front of the refrigeration air dryer 100 , filtered by a pre-filter, and then supplied to the evaporator 10 .

그리고 상기 증발기(10)의 제1 열교환부(11)에서 공기와 열 교환후 제2 열교환부(12)에서 지그 재그 형태의 유로를 통과하면서 냉매관(13)과 스토리지(14) 내부의 상변화 물질(PCM) 축냉에 의한 열 교환으로 압축 공기를 냉각 응축하여 건조처리하는 것이다.And after heat exchange with air in the first heat exchange unit 11 of the evaporator 10, the second heat exchange unit 12 passes through a zigzag flow path while changing the internal phase of the refrigerant pipe 13 and the storage 14 It is a drying process by cooling and condensing compressed air through heat exchange by cooling the material (PCM).

이때, 상기 압축 공기의 냉각 응축과정에서 발생하는 응축수는 오토트랩(15)으로 수거하게 되는 것이다.At this time, the condensed water generated in the cooling and condensing process of the compressed air is collected by the auto trap (15).

또한, 상기 냉매관(13)에서 열 교환을 행한 냉매 가스는 다시 냉매 냉각순환부(20)의 냉동 콤프레샤(21)와 에어 쿨링 콘덴서(22) 및 드라이어 필터(23)를 거쳐 냉각 및 여과 과정을 수행한 후 다시 냉매관(13)으로 재 순환 공급되어 압축 공기의 냉각 응축을 계속 행하게 되는 것이다.In addition, the refrigerant gas that has undergone heat exchange in the refrigerant pipe 13 is again cooled and filtered through the refrigerant compressor 21, the air cooling condenser 22, and the dryer filter 23 of the refrigerant cooling circulation unit 20. After performing, it is recirculated and supplied to the refrigerant pipe 13 to continue cooling and condensing the compressed air.

이와 같이 상기 냉동식 에어드라이어(100)에서 1차 건조 처리된 압축 공기는 라인 필터에서 다시 여과 과정을 거친 후 흡착식 에어드라이어(200)의 좌,우 타워(31)(32)로 공급되어 타워 내부의 흡착재에 의한 흡착으로 2차 건조 처리를 수행하게 되는 것이다.As such, the compressed air that has been primarily dried in the refrigeration air dryer 100 is supplied to the left and right towers 31 and 32 of the adsorption air dryer 200 after being filtered again in the line filter and supplied to the inside of the tower. Secondary drying treatment is performed by adsorption by the adsorbent of

이때, 상기 좌,우 타워(31)(32)는 재생시 좌,우 타워를 교대로 건조 및 재생 하게 되는 것이다.At this time, the left and right towers 31 and 32 alternately dry and regenerate the left and right towers during regeneration.

즉, 상기 우측 타워 재생시는 압축 공기가 좌측 타워(31)로 공급되어 건조 과정을 거친 후 배출 관로(35)를 통해 배출되되, 상기 배출 관로에서 배출되는 건조 공기의 일부, 약 3%는 역 순환 관로(36)를 거쳐 우측 타워(31)로 공급되어 우측 타워 내부의 흡착재를 건조 재생시키도록 하는 것이다.That is, when the right tower is regenerated, compressed air is supplied to the left tower 31 and subjected to a drying process and then discharged through the discharge pipe 35, and a part of the dry air discharged from the discharge pipe, about 3%, is reversely circulated. It is supplied to the right tower 31 through the pipeline 36 to dry and regenerate the adsorbent inside the right tower.

특히, 상기 역 순환 관로(36)로 공급되는 건조 공기는 열 교환기(50)를 경유하면서 열 교환에 의해 가열 공급하기 때문에 타워의 흡착재를 더 효과적으로 재생시키게 되는 것이다.In particular, since the dry air supplied to the reverse circulation pipe 36 is heated and supplied by heat exchange while passing through the heat exchanger 50, the adsorbent of the tower is more effectively regenerated.

더우기, 상기 열 교환기(50)에서 건조 공기를 열 교환에 의해 가열시키는 열원은 냉동식 에어드라이어(100) 또는 스크류 타입의 콤프레샤(300)에서 발생하는 폐열을 이용하기 때문에 에너지를 절약하면서 타워의 재생 효율을 높이게 되는 것이다.Furthermore, since the heat source for heating the dry air by heat exchange in the heat exchanger 50 uses waste heat generated from the refrigeration air dryer 100 or the screw-type compressor 300, energy is saved and the tower is regenerated. it will increase efficiency.

즉, 도 1에서와 같이 상기 냉동식 에어드라이어(100)의 냉동 콤프레샤(21)에서 냉매 가스 압축 과정 중에 발생하는 고온의 냉매 가스를 열 교환기로 순환시켜 열원으로 사용하는 것이다.That is, as shown in FIG. 1 , the high-temperature refrigerant gas generated during the refrigerant gas compression process in the refrigeration compressor 21 of the refrigeration air dryer 100 is circulated to a heat exchanger and used as a heat source.

또한, 도 4에서와 같이 압축 공기를 발생시키는 스크류 타입의 콤프레샤(300)에서 공기 압축시 발생되는 고온의 압축 공기를 열 교환기로 순환시켜 열원으로 사용하거나 상기 스크류 타입의 콤프레샤(300)에서 공기 압축시 온도가 상승되는 오일 쿨러의 오일을 열 교환기로 순환시켜 열원으로 사용하는 것이다.In addition, as shown in FIG. 4 , high-temperature compressed air generated during air compression in the screw-type compressor 300 that generates compressed air is circulated to a heat exchanger to be used as a heat source or compressed air in the screw-type compressor 300 . It circulates the oil of the oil cooler, whose temperature rises at the time, to the heat exchanger and uses it as a heat source.

이때, 상기 오일 쿨러의 오일을 열 교환시켜 열원으로 사용하기 때문에 오일 온도를 낮추어 오일 쿨러의 성능도 향상시키게 되는 것이다.At this time, since the oil of the oil cooler is used as a heat source by heat exchange, the oil temperature is lowered to improve the performance of the oil cooler.

또한, 상기 좌측 타워 재생시는 우측 타워에서 건조 처리된 압축 공기의 일부가 역 순환 관로(36)를 통해 좌측 타워로 공급되어 재생시키되, 상기 압축 공기는 전술한 바와 같이 열 교환기(50)에서 가열된 상태로 공급되어 재생 효율을 더 높이게 되는 것이다.In addition, when the left tower is regenerated, a part of the compressed air dried in the right tower is supplied to the left tower through the reverse circulation pipe 36 to be regenerated, and the compressed air is heated in the heat exchanger 50 as described above. It will be supplied as a state to further increase the regeneration efficiency.

따라서, 본 발명은 냉동식 에어드라이어(100)와 좌우 타워(31)(32)를 갖는 흡착식 에어드라이어(200)를 병렬 구성하여 상기 냉동식 에어드라이어와 상기 흡착식 에어드라이어의 좌우 타워(31)(32)에 의해 압축 공기를 건조 처리하는 것이다. 특히 상기 흡착식 에어드라이어의 타워 재생시 건조 공기의 일부를 열 교환기(50)에서 열 교환에 의해 가열하여 재생 효율을 향상시키되, 상기 열 교환기의 열원을 냉동식 에어드라이어(100)의 냉동 콤프레샤(21)에서 냉매 가스 압축 과정 중에 발생하는 고온의 냉매 가스, 스크류 타입의 콤프레샤(300)에서 공기 압축시 발생되는 고온의 압축 공기 또는 오일 쿨러의 오일이 갖는 폐열을 이용하므로 에너지 절감 효과가 우수하게 제공되는 것이다.Therefore, the present invention comprises a refrigeration air dryer 100 and an adsorption air dryer 200 having left and right towers 31 and 32 in parallel, and the left and right towers 31 (31) ( 32) by drying compressed air. In particular, at the time of tower regeneration of the adsorption type air dryer, a part of the dry air is heated by heat exchange in the heat exchanger 50 to improve the regeneration efficiency, but the heat source of the heat exchanger is converted to the refrigeration compressor 21 of the refrigeration air dryer 100. ), high-temperature refrigerant gas generated during the refrigerant gas compression process, high-temperature compressed air generated during air compression in the screw-type compressor 300, or waste heat of the oil of the oil cooler is used, so the energy saving effect is excellent. will be.

10: 증발기 11: 제1 열교환부
12: 제2 열교환부 13: 냉매관
14: 스토리지 15: 드레인 수단
20: 냉매 냉각 순환부 21: 냉동 콤프레샤
22: 에어 쿨링 콘덴서 31,32: 좌우 타워
33a,33b,33c: 셔틀 밸브 34: 공급 관로
35: 배출 관로 50: 열 교환기
60: 콤프레샤 100: 냉동식 에어드라이어
200: 흡착식 에어드라이어 300: 콤프레샤10: evaporator 11: first heat exchange unit
12: second heat exchange unit 13: refrigerant pipe
14: storage 15: drain means
20: refrigerant cooling circulation unit 21: refrigeration compressor
22: air cooling condenser 31, 32: left and right tower
33a, 33b, 33c: shuttle valve 34: supply line
35: exhaust pipe 50: heat exchanger
60: compressor 100: refrigeration air dryer
200: adsorption type air dryer 300: compressor

Claims (3)

콤프레샤에서 생성한 고온 다습한 압축 공기를 공기 및 냉매와의 열 교환에 의해 냉각 응축시키는 증발기(10)와, 상기 증발기에 열 교환한 냉매를 냉각시켜 순환 공급하는 냉매 냉각 순환부(20)로 구성된 냉동식 에어드라이어(100); 및
내부에 흡착재가 충진되는 좌,우 타워(31)(32)에 의해 압축 공기를 건조시키되, 상기 좌우 타워(31)(32)는 공급 관로(34)와 배출 관로(35)에 설치되는 셔틀 밸브(33a)(33b)에 의해 압축 공기의 공급 및 배출을 전환시켜 좌우 타워가 흡착 및 재생을 번갈아 수행하고 상기 배출관로(35)에는 역 순환 관로(36)를 좌우 타워에 연결하여 타워 재생시 건조 공기의 일부를 좌우 타워(31)(32)로 순환 공급하면서 좌우 타워 내부의 흡착재를 재생시키는 흡착식 에어드라이어(200)에 의해 콤프레샤에서 생성된 압축 공기를 건조시켜 공급하는 듀플렉스 에어드라이어에 있어서,
상기 역 순환 관로(36)에는 역 순환 관로로 공급되는 재생 공기를 열 교환으로 가열하여 공급하기 위해 열 교환기(50)를 설치하되,
상기 열 교환기(50)의 열원은 상기 냉동식 에어드라이어(100)의 냉동 콤프레샤(21)에서 냉매 가스 압축 과정 중에 발생하는 고온의 냉매 가스를 열 교환기로 순환시켜 역 순환 관로(36)를 지나는 건조 공기를 가열시키도록 구성되고,
상기 증발기(10)는 공기와의 열 교환에 의해 1차 냉각시키는 제1 열교환부(11)와 냉매와의 열 교환에 의해 2차 냉각시키는 제2 열교환부(12)로 구성하되, 상기 제2 열교환부(12)는 내부에 지그 재그 형태의 유로를 통해 압축 공기를 통과시키면서 유로를 지나는 냉매관(13)과 상변화 물질(PCM)이 내장되는 스토리지(14)를 설치하여 상기 냉매관의 냉매 가스와 상변화 물질(PCM)의 축냉에 의해 열 교환하도록 구성하며, 상기 열 교환에 의한 냉각 응축 과정에서 발생하는 응축수는 별도의 오토 트랩(15)에서 수거하도록 구성되고,
상기 냉매 냉각순환부(20)는 냉동 콤프레샤(21)와 에어 쿨링 콘덴서(22) 및 드라이어 필터(23)로 구성하되, 상기 에어 쿨링 콘덴서(22)는 팬 모터에 의한 팬(22a) 구동으로 바람을 강제 순환시켜 에어 쿨링 콘덴서(22)의 냉각 성능을 유지하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 듀플렉스 에어드라이어.The evaporator 10 for cooling and condensing the high-temperature and high-humidity compressed air generated by the compressor by heat exchange with air and refrigerant, and a refrigerant cooling circulation unit 20 for cooling and circulating the refrigerant heat-exchanged to the evaporator. refrigeration air dryer 100; and
The compressed air is dried by the left and right towers 31 and 32 filled with an adsorbent therein, and the left and right towers 31 and 32 are shuttle valves installed in the supply pipe 34 and the discharge pipe 35 . By switching the supply and discharge of compressed air by (33a) and (33b), the left and right towers alternately perform adsorption and regeneration, and in the discharge pipe 35, a reverse circulation pipe 36 is connected to the left and right towers to dry when the tower is regenerated In the duplex air dryer for drying and supplying compressed air generated in the compressor by an adsorption-type air dryer 200 that regenerates the adsorbent inside the left and right towers while circulating and supplying a part of the air to the left and right towers 31 and 32,
A heat exchanger 50 is installed in the reverse circulation pipe 36 to heat and supply the regeneration air supplied to the reverse circulation pipe by heat exchange,
The heat source of the heat exchanger 50 circulates the high-temperature refrigerant gas generated during the refrigerant gas compression process in the refrigeration compressor 21 of the refrigeration type air dryer 100 to the heat exchanger and passes through the reverse circulation pipe 36 for drying. configured to heat air;
The evaporator 10 is composed of a first heat exchange part 11 for primary cooling by heat exchange with air and a second heat exchange part 12 for secondary cooling by heat exchange with a refrigerant, The heat exchange unit 12 installs a refrigerant pipe 13 passing through the flow path and a storage 14 in which a phase change material (PCM) is built in while passing compressed air through a zigzag flow path, and the refrigerant in the refrigerant pipe. It is configured to exchange heat by storing the gas and the phase change material (PCM), and the condensed water generated in the cooling and condensation process by the heat exchange is configured to be collected in a separate auto trap 15,
The refrigerant cooling circulation unit 20 is composed of a refrigeration compressor 21, an air cooling condenser 22, and a dryer filter 23, wherein the air cooling condenser 22 is driven by a fan 22a by a fan motor. Energy-saving duplex air dryer, characterized in that configured to maintain the cooling performance of the air cooling condenser (22) by forced circulation. 삭제delete 삭제delete
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