KR102633266B1 - 폐수열 회수 열교환시스템 - Google Patents

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KR102633266B1
KR102633266B1 KR1020230066663A KR20230066663A KR102633266B1 KR 102633266 B1 KR102633266 B1 KR 102633266B1 KR 1020230066663 A KR1020230066663 A KR 1020230066663A KR 20230066663 A KR20230066663 A KR 20230066663A KR 102633266 B1 KR102633266 B1 KR 102633266B1
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이승균
김인수
박승준
백정구
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주식회사 에코트라
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Abstract

폐수열 회수 열교환시스템(1000)이 개시된다. 개시된 폐수열 회수 열교환시스템(1000)은 고온의 폐수가 저장되는 폐수탱크(100);
저온의 청수가 저장되는 청수탱크(200);
열교환기(300)의 일측에 형성된 폐수 유입구(310) 및 폐수 유출구(320)를 연결하는 폐수 유동배관(330)과, 상기 폐수 유입구(310) 및 폐수 유출구(320)와 이격되어 열교환기(300)의 타측에 설치된 청수 유입구(340) 및 청수 유출구(350)를 연결하는 청수 유동배관이 구비된 열교환기(300);
상기 열교환기(300)를 통해 배출되는 온수가 저장되는 온수탱크(400);
상기 폐수탱크(100)와 상기 열교환기(300)의 폐수 유입구(310)를 연결하는 제1 배관(510);
상기 열교환기(300)의 폐수 유출구(320)와 배수구(560)를 연결하여 열교환된 폐수를 배출하는 제2 배관(520)
상기 청수탱크(200)와 상기 열교환기(300)의 청수 유입구(340)를 연결하는 제3 배관(530);
상기 열교환기(300)의 청수 유출구(350)를 상기 온수탱크(400)와 연결하는 제4 배관(540);
상기 제1 배관(510)에서 분기되어 상기 배수구(560)로 연결되는 분기관(550); 및
폐수열 회수 열교환시스템(1000)의 작동을 전반적으로 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐수열 회수 열교환시스템{Waste water heat collecting heat-exchanging system}
본 발명은 폐수열 회수 열교환시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 필터의 단면 형상을 폐수의 유동방향으로 볼록하게 돌출된 형상으로 형성함으로써 유속에 따라 이물질 포집면적을 증가시키는 한편, 필터 전후방의 폐수압력과 열교환기에서 배출되는 온수의 온도를 측정하여 정확한 역세척 시점을 판단함과 동시에, 필터에 설치된 복수 개의 진동자에 서로 다른 위상의 가진신호를 인가하여 이물질의 탈락효율을 높인 폐수열 회수 열교환시스템에 관한 것이다.
폐수 열교환기는 40℃~90℃ 정도의 폐수가 가지고 있는 열을 활용하여 청수(일례로 수돗물이나 공업용수)를 가열하여 보일러의 급수로 많이 사용하고 있다.
이러한 폐수 열교환기는 가스 연료 가격이 급등함에 따라 대량의 폐수가 발생하는 수영장과 염색공장 등을 중심으로 그 적용이 날로 늘어나고 있다.
그러나, 이러한 폐수 열교환기는 머리카락이나 섬유 보풀과 같은 이물질이 열교환기 내부의 폐수 유동배관에 적체됨으로 인해 폐수의 유동이 정체되어 열교환 효율을 떨어뜨리고 있다.
이러한 문제를 해결하고자 통상적으로 폐수 배관에 이물질을 걸러주는 필터가 설치된다.
폐수의 유동시간이 증가함에 따라 필터에는 이물질이 끼이게 된다. 통상적으로 필터에 끼인 이물질을 제거하기 위해 폐수를 역방향으로 유동하게 함으로써 필터에 끼인 이물질을 탈락시킨다.
이와 같은 역세척을 수행하는 시기는 주로 작업자의 경험에 의하거나, 별도의 계측 데이터에 근거하지 않고 주기적으로 이뤄진다.
역세척이 이뤄지는 동안에는 폐열의 회수가 중단되므로, 보다 과학적인 방법으로 역세척 시기를 판단할 필요가 있다.
한편, 폐수의 이물질을 걸러주는 필터는 보통 평판 형상의 메쉬 필터가 사용된다.
즉, 유동 단면적 당 동일한 필터링 면적이 할당되는 것이다.
그런데, 저속으로 흐르는 폐수 배관은 층류 유동을 하게 되며, 유동 속도는 유동 단면적에 대해 대략 포물선의 형태를 보이면서 중앙부위의 유속이 가장자리 보다 빠른 형태를 보이고 있다.
질량유량은 유속에 비례하므로, 폐수에 포함된 이물질의 양도 배관의 중앙 부위에서 보다 많은 양이 유동하게 되는 것이다.
이물질이 많이 유동하는 부위에 필터링 면적을 증가시키게 되면 필터링 효율이 증가될 것이다.
따라서, 보다 과학적인 방법으로 역세척 시기를 판단할 수 있으며, 폐수의 유동 속도 분포에 부합되는 구조의 필터가 구비된 폐수열 회수 열교환시스템의 개발이 절실히 요청된다.
한국공개특허공보 10-2017-0112175호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 과학적인 방법으로 역세척 시기를 판단하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 폐수의 유동 속도 분포에 부합되는 구조의 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 필터에 설치된 복수 개의 진동자에 서로 다른 위상의 가진신호를 인가하여 이물질의 탈락효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고온의 폐수에서 폐수열을 회수하여 저온의 청수를 가열하는 폐수열 회수 열교환시스템에 있어서,
고온의 폐수가 저장되는 폐수탱크;
저온의 청수가 저장되는 청수탱크;
열교환기의 일측에 형성된 폐수 유입구 및 폐수 유출구를 연결하는 폐수 유동배관과, 상기 폐수 유입구 및 폐수 유출구와 이격되어 열교환기의 타측에 형성된 청수 유입구 및 청수 유출구가 구비된 열교환기;
상기 열교환기를 통해 배출되는 온수가 저장되는 온수탱크;
상기 폐수탱크와 상기 열교환기의 폐수 유입구를 연결하는 제1 배관;
상기 열교환기의 폐수 유출구와 배수구를 연결하여 열교환된 폐수를 배출하는 제2 배관
상기 청수탱크와 상기 열교환기의 청수 유입구를 연결하는 제3 배관;
상기 열교환기의 청수 유출구를 상기 온수탱크와 연결하는 제4 배관;
상기 제1 배관에서 분기되어 상기 배수구로 연결되는 분기관; 및
폐수열 회수 열교환시스템의 작동을 전반적으로 제어하는 제어기;를 포함하는, 폐수열 회수 열교환시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제1 배관의 내측에 설치되어 상기 폐수탱크에서 상기 열교환기의 폐수 유입구로 유동하는 폐수에 포함된 이물질을 걸러주는 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 필터의 가장자리는 상기 제1 배관의 내측면에 고정되며, 상기 폐수의 유동방향으로의 상기 필터의 단면 형상은 폐수의 유동방향으로 볼록하게 돌출된 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 폐수탱크와 상기 필터 사이에서 상기 제1 배관에 설치되는 제1 밸브;
상기 제2 배관의 일측에 설치되는 제2 밸브;
상기 분기관의 일측에 설치되는 제3 밸브;
상기 폐수탱크와 상기 필터 사이에서 상기 제1 배관의 내측에 설치되어 압력을 측정하여 상기 제어기로 전송하는 제1 압력센서;를 더 포함하며,
상기 제1 압력센서에 의해 측정된 현재 압력 P1과 상기 제1 압력센서에 의해 측정된 장비설치 초기압력 P1s 와의 압력차가 기설정된 제1 압력증가 기준량 보다 커진 경우, 상기 제어기는 제1 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브와 제2 밸브를 폐쇄하고 제3 밸브를 개방하여 상기 필터에 대한 역세척을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 필터와 상기 열교환기 사이에서 상기 제1 배관의 내측에 설치되어 압력을 측정하여 상기 제어기로 전송하는 제2 압력센서;를 더 포함하며,
상기 제1 압력센서에 의해 측정된 현재 압력 P1과 상기 제2 압력센서에 의해 측정된 현재압력 P2 와의 압력차가 기설정된 제2 압력증가 기준량 보다 커진 경우, 상기 제어기는 제2 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브와 제2 밸브를 폐쇄하고 제3 밸브를 개방하여 상기 필터에 대한 역세척을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제4 배관의 내측에 설치되어 온수의 온도를 측정하여 상기 제어기로 전송하는 온도센서;를 더 포함하며,
상기 온도센서에 의해 측정된 현재온도 T와 상기 온도센서에 의해 측정된 장비설치 초기온도 Ts 와의 온도차가 기설정된 온도감소 기준량 보다 커진 경우, 상기 제어기는 제3 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브와 제2 밸브를 폐쇄하고 제3 밸브를 개방하여 상기 필터에 대한 역세척을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제3 역세조건에 해당하여 역세척을 수행한 회수가 기설정된 역세 기준량을 초과할 때, 상기 제어기는 열교환기 내부의 폐수 유동배관에 대한 세관작업을 수행하도록 경고하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 필터의 일측에 부착되는 복수 개의 진동자;를 더 포함하며,
제1 역세조건 내지 제3 역세조건 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 제어기는 상기 진동자에 가진신호를 전송하여 상기 필터에 끼인 이물질이 탈락되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 복수 개의 진동자에 인가되는 진동신호는 서로 위상이 상이하여 상기 필터에서 이물질이 탈락되는 효율을 높이는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폐수열 회수 열교환시스템은 과학적인 방법으로 역세척 시기를 판단함으로써 폐수열 회수 효율을 높이는 효과가 있다.
또한 본 발명은 폐수의 유동 속도 분포에 부합되는 구조의 필터를 제공함으로써 이물질 포집효율을 높이는 효과가 있다.
또한 본 발명은 필터에 설치된 복수 개의 진동자에 서로 다른 위상의 가진신호를 인가하여 이물질의 탈락효율을 높이는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 폐수열 회수 열교환시스템의 구성도이다.
도 2는 2차원 층류유동에 대한 유동속도 프로파일이다.
도 3은 본 발명에 따른 필터의 단면도이다.
도 4는 진동자가 부착된 본 발명에 따른 필터의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 폐수열 회수 열교환시스템의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 폐수열 회수 열교환시스템(1000)의 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 폐수열 회수 열교환시스템(1000)은 고온의 폐수에서 폐수열을 회수하여 저온의 청수를 가열하는 시스템으로서, 폐수탱크(100), 청수탱크(200), 열교환기(300), 온수탱크(400), 제1 배관(510), 제2 배관(520), 제3 배관(530), 제4 배관(540), 분기관(550), 그리고 제어기를 포함한다.
폐수탱크(100)는 고온의 폐수가 저장되는 구성이다.
청수탱크(200)는 저온의 청수가 저장되는 구성이다.
열교환기(300)의 일측에는 폐수 유입구(310)와 폐수 유출구(320)가 형성되며, 타측에는 청수 유입구(340)와 청수 유출구(350)가 형성된다.
폐수 유입구(310)와 폐수 유출구(320)는 폐수 유동배관(330)(도면 미도시)으로 연결되며, 청수 유입구(340)와 청수 유출구(350)는 청수 유동배관(도면 미도시)으로 연결된다.
온수탱크(400)는 열교환기(300)를 통해 배출되는 온수가 저장되는 구성이다.
제1 배관(510)은 폐수탱크(100)와 상기 열교환기(300)의 폐수 유입구(310)를 연결하는 구성이다.
폐수펌프(110)는 제1 배관(510)에 설치되어 폐수가 열교환기(300)의 폐수 유입구(310)로 유동하도록 펌핑한다.
제2 배관(520)은 열교환기(300)의 폐수 유출구(320)와 배수구(560)를 연결하여 열교환된 폐수를 배출하는 구성이다.
제3 배관(530)은 청수탱크(200)와 상기 열교환기(300)의 청수 유입구(340)를 연결하는 구성이다.
청수펌프(210)는 제3 배관(530)에 설치되어 청수가 열교환기(300)의 청수 유입구(340)로 유동하도록 펌핑한다.
제4 배관(540)은 열교환기(300)의 청수 유출구(350)를 상기 온수탱크(400)와 연결하는 구성이다.
분기관(550)은 제1 배관(510)에서 분기되어 상기 배수구(560)로 연결되는 구성이다.
제어기는 폐수열 회수 열교환시스템(1000)의 작동을 전반적으로 제어하는 구성이다.
도 2는 2차원 층류유동에 대한 유동속도 프로파일이고, 도 3은 본 발명에 따른 필터(600)의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
필터(600)는 제1 배관(510)의 내측에 설치되어 폐수탱크(100)에서 열교환기(300)의 폐수 유입구(310)로 유동하는 폐수에 포함된 이물질을 걸러준다.
통상적으로 폐수는 저속으로 흐르며, 이는 열교환기(300)에서 청수와 열교환이 충분히 이뤄지기 위한 시간을 제공하기 위함이다.
저속으로 흐르는 폐수는 층류 유동을 하게 되며, 유동속도 프로파일은 유동 단면적에 대해 대략 포물선을 그리게 된다.
즉, 유동 단면적의 중앙 부위가 관벽쪽 보다 빠른 속도로 유동하는 것이다.
질량유량은 유속에 비례하므로, 폐수에 포함된 이물질의 양도 배관의 중앙 부위에서 보다 많은 양이 유동하게 되는 것이다.
이물질이 많이 유동하는 부위에서 필터(600)링 면적을 증가시키게 되면 필터(600)링 효율이 증가될 것이다.
이에, 본 발명에서는 도 3과 같은 구조로 필터(600)를 설계하였다.
필터(600)의 가장자리는 제1 배관(510)의 내측면에 고정되며, 폐수의 유동방향으로의 필터(600)의 단면 형상은 폐수의 유동방향으로 볼록하게 돌출된 포물면과 같은 형상으로 형성된다.
필터(600)의 재질로는 강도 및 부식을 고려하여 SUS 316을 채택함이 바람직하다.
도 4는 진동자(610)가 부착된 본 발명에 따른 필터(600)의 사시도이다.
본 발명에서는 필터(600)의 이물질 탈락 효율을 높이기 위해 필터(600)의 일측에 진동자(610)를 복수 개 부착하였다.
제어기는 진동자(610)에 가진신호를 전송하여 필터(600)에 끼인 이물질이 탈락되도록 유도한다.
이 때, 이웃하여 설치된 진동자(610)에 인가되는 진동신호는 서로 위상이 상이하도록 하였다.
이는 진동자(610)에 인가되는 진동신호의 위상을 달리하게 되면 필터(600)를 비틀면서 털어주는 것과 같은 효과를 주기 위함이다. 이를 통해 필터(600)에서 이물질이 탈락되는 효율을 한층 높일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 폐수열 회수 열교환시스템(1000)의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하여 설명한다.
종래의 경험 또는 일정한 주기로 역세척을 수행하던 것에서 탈피하여, 본 발명에서는 센서에 의해 측정된 값에 근거하여 역세척 시기를 판단하도록 하였다.
제1 밸브(710)는 폐수탱크(100)와 필터(600) 사이에서 제1 배관(510)에 설치되며, 제2 밸브(720)는 제2 배관(520)의 일측에 설치되고, 제3 밸브(730)는 분기관(550)의 일측에 설치된다.
제1 압력센서(810)는 폐수탱크(100)와 필터(600) 사이에서 제1 배관(510)의 내측에 설치되어 압력을 측정하여 제어기로 전송한다.
제2 압력센서(820)는 필터(600)와 열교환기(300) 사이에서 제1 배관(510)의 내측에 설치되어 압력을 측정하여 제어기로 전송한다.
온도센서(830)는 제4 배관(540)의 내측에 설치되어 온수의 온도를 측정하여 제어기로 전송한다.
본 발명에서는 세 가지의 역세척 조건을 제시하였다.
우선 장비를 설치한 초기에 제1 압력센서(810), 제2 압력센서(820), 온도센서(830)를 사용하여 장비설치 초기압력 P1s, 장비설치 초기압력 P2s, 장비설치 초기온도 Ts를 각각 측정한다.
이 때는 필터(600)에 이물질이 끼이지 않은 상태이다.
폐수가 유동하면서 소정 시간 간격으로 제1 압력센서(810), 제2 압력센서(820), 온도센서(830)를 사용하여 현재 압력 P1, 현재압력 P2, 현재온도 T를 각각 측정한다.
큰 이물질은 필터(600)에 걸리게 되며, 필터(600)를 통과한 작은 이물질은 필터(600) 후방의 제1 배관(510) 내부에 적층되거나 열교환기(300) 내부의 폐수 유동배관(330)에 적층될 것이다.
제1 압력센서(810)에 의해 측정된 현재 압력 P1과 제1 압력센서(810)에 의해 측정된 장비설치 초기압력 P1s 와의 압력차가 기설정된 제1 압력증가 기준량 보다 커진 경우, 제어기는 제1 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브(710)와 제2 밸브(720)를 폐쇄하고 제3 밸브(730)를 개방하여 필터(600)에 대한 역세척을 수행한다.
일례로 제1 압력증가 기준량은 1.2*P1s 로 정할 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않고 제1 압력증가 기준량은 장치의 설치 환경에 따라 다양하게 변경가능함은 물론이다.
제1 역세조건은 필터(600)에 걸러진 큰 이물질과 필터(600)를 통과하여 필터(600) 후방에 적층된 작은 이물질이 모두 증가한 경우에 해당된다.
이 때는 현재 압력 P1과 장비설치 초기압력 P1s 와의 압력차가 기설정된 제1 압력증가 기준량 보다 크게 되면 제1 역세조건에 도달한 것으로 판단한다.
다음으로, 제1 압력센서(810)에 의해 측정된 현재 압력 P1과 제2 압력센서(820)에 의해 측정된 현재압력 P2 와의 압력차가 기설정된 제2 압력증가 기준량 보다 커진 경우, 제어기는 제2 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브(710)와 제2 밸브(720)를 폐쇄하고 제3 밸브(730)를 개방하여 필터(600)에 대한 역세척을 수행한다.
제2 역세조건은 필터(600)에 걸러진 큰 이물질은 많이 증가하고, 필터(600)를 통과하여 필터(600) 후방에 적층된 작은 이물질은 조금 증가한 경우에 해당된다. 즉 P1-P2가 증가한 경우이다.
마지막으로, 온도센서(830)에 의해 측정된 현재온도 T와 온도센서(830)에 의해 측정된 장비설치 초기온도 Ts 와의 온도차가 기설정된 온도감소 기준량 보다 커진 경우, 제어기는 제3 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브(710)와 제2 밸브(720)를 폐쇄하고 제3 밸브(730)를 개방하여 상기 필터(600)에 대한 역세척을 수행한다.
제3 역세조건은 필터(600)를 통과한 작은 이물질이 열교환기(300) 내부의 폐수 유동배관(330) 내부에 적층되어 열교환 효율이 떨어진 경우이다. 결과적으로 열교환기(300)에서 배출되는 온수의 온도가 낮아진 경우이다.
열교환기(300) 내부의 폐수 유동배관(330) 내부에 이물질이 장시간 적층되면 고착되어 물리적인 방법으로 세관작업을 해주어야 한다.
이러한 점을 고려하여, 본 발명에서는 제3 역세조건에 해당하여 역세척을 수행한 회수가 기설정된 역세 기준회수를 초과할 때, 제어기는 열교환기(300) 내부의 폐수 유동배관(330)에 대한 세관작업을 수행하도록 자동으로 경고하도록 하였다.
이를 통해 고착된 이물질을 제거하기 위해 불필요하게 역세척을 반복하지 않고 적절한 세관작업 시기을 알려주기 위함이다.
본 발명은 폐수열 회수 열교환시스템(1000)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 필터(600)의 단면 형상을 폐수의 유동방향으로 볼록하게 돌출된 형상으로 형성함으로써 유속에 따라 이물질 포집면적을 증가시키는 한편, 필터(600) 전후방의 폐수압력과 열교환기(300)에서 배출되는 온수의 온도를 측정하여 정확한 역세척 시점을 판단함과 동시에, 필터(600)에 설치된 복수 개의 진동자(610)에 서로 다른 위상의 가진신호를 인가하여 이물질의 탈락효율을 높인 폐수열 회수 열교환시스템(1000)에 관한 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
1000 : 폐수열 회수 열교환시스템
100 : 폐수탱크
110 : 폐수펌프
200 ; 청수탱크
210 : 청수펌프
300 : 열교환기
310 : 폐수 유입구
320 : 폐수 유출구
330 : 폐수 유동배관
340 : 청수 유입구
350 : 청수 유출구
400 : 온수탱크
510 : 제1 배관
520 : 제2 배관
530 : 제3 배관
540 : 제4 배관
550 : 분기관
560 : 배수구
600 : 필터
610 : 진동자
710 : 제1 밸브
720 : 제2 밸브
730 : 제3 밸브
810 : 제1 압력센서
820 : 제2 압력센서
830 : 온도센서

Claims (9)

  1. 고온의 폐수에서 폐수열을 회수하여 저온의 청수를 가열하는 폐수열 회수 열교환시스템(1000)에 있어서,
    고온의 폐수가 저장되는 폐수탱크(100);
    저온의 청수가 저장되는 청수탱크(200);
    열교환기(300)의 일측에 형성된 폐수 유입구(310) 및 폐수 유출구(320)를 연결하는 폐수 유동배관(330)과, 상기 폐수 유입구(310) 및 폐수 유출구(320)와 이격되어 열교환기(300)의 타측에 설치된 청수 유입구(340) 및 청수 유출구(350)를 연결하는 청수 유동배관이 구비된 열교환기(300);
    상기 열교환기(300)를 통해 배출되는 온수가 저장되는 온수탱크(400);
    상기 폐수탱크(100)와 상기 열교환기(300)의 폐수 유입구(310)를 연결하는 제1 배관(510);
    상기 열교환기(300)의 폐수 유출구(320)와 배수구(560)를 연결하여 열교환된 폐수를 배출하는 제2 배관(520)
    상기 청수탱크(200)와 상기 열교환기(300)의 청수 유입구(340)를 연결하는 제3 배관(530);
    상기 열교환기(300)의 청수 유출구(350)를 상기 온수탱크(400)와 연결하는 제4 배관(540);
    상기 제1 배관(510)에서 분기되는 분기관(550); 및
    폐수열 회수 열교환시스템(1000)의 작동을 전반적으로 제어하는 제어기;를 포함하며,
    상기 제1 배관(510)의 내측에 설치되어 상기 폐수탱크(100)에서 상기 열교환기(300)의 폐수 유입구(310)로 유동하는 폐수에 포함된 이물질을 걸러주는 필터(600);를 더 포함하며,
    상기 폐수탱크(100)와 상기 필터(600) 사이에서 상기 제1 배관(510)에 설치되는 제1 밸브(710);
    상기 제2 배관(520)의 일측에 설치되는 제2 밸브(720);
    상기 분기관(550)의 일측에 설치되는 제3 밸브(730);
    상기 폐수탱크(100)와 상기 필터(600) 사이에서 상기 제1 배관(510)의 내측에 설치되어 압력을 측정하여 상기 제어기로 전송하는 제1 압력센서(810);를 더 포함하며,
    상기 분기관(550)은 상기 제1 밸브(710)와 상기 필터(600) 사이에서 분기되어 상기 배수구(560)과 제2 밸브(720) 사이로 연결되며,
    상기 제1 압력센서(810)에 의해 측정된 현재 압력 P1과 상기 제1 압력센서(810)에 의해 측정된 장비설치 초기압력 P1s 와의 압력차가 기설정된 제1 압력증가 기준량 보다 커진 경우, 상기 제어기는 제1 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브(710)와 제2 밸브(720)를 폐쇄하고 제3 밸브(730)를 개방하여 상기 필터(600)에 대한 역세척을 수행하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제4 배관(540)의 내측에 설치되어 온수의 온도를 측정하여 상기 제어기로 전송하는 온도센서(830);를 더 포함하며,
    상기 온도센서(830)에 의해 측정된 현재온도 T와 상기 온도센서(830)에 의해 측정된 장비설치 초기온도 Ts 와의 온도차가 기설정된 온도감소 기준량 보다 커진 경우, 상기 제어기는 제3 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브(710)와 제2 밸브(720)를 폐쇄하고 제3 밸브(730)를 개방하여 상기 필터(600)에 대한 역세척을 수행하는 것을 특징으로 하며,
    상기 제3 역세조건에 해당하여 역세척을 수행한 회수가 기설정된 역세 기준회수를 초과할 때, 상기 제어기는 열교환기(300) 내부의 폐수 유동배관(330)에 대한 세관작업을 수행하도록 경고하는 것을 특징으로 하는, 폐수열 회수 열교환시스템
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터(600)의 가장자리는 상기 제1 배관(510)의 내측면에 고정되며, 상기 폐수의 유동방향으로의 상기 필터(600)의 단면 형상은 폐수의 유동방향으로 볼록하게 돌출된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는, 폐수열 회수 열교환시스템
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터(600)와 상기 열교환기(300) 사이에서 상기 제1 배관(510)의 내측에 설치되어 압력을 측정하여 상기 제어기로 전송하는 제2 압력센서(820);를 더 포함하며,
    상기 제1 압력센서(810)에 의해 측정된 현재 압력 P1과 상기 제2 압력센서(820)에 의해 측정된 현재압력 P2 와의 압력차가 기설정된 제2 압력증가 기준량 보다 커진 경우, 상기 제어기는 제2 역세조건에 도달한 것으로 판단하여 제1 밸브(710)와 제2 밸브(720)를 폐쇄하고 제3 밸브(730)를 개방하여 상기 필터(600)에 대한 역세척을 수행하는 것을 특징으로 하는, 폐수열 회수 열교환시스템
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 필터(600)의 일측에 부착되는 복수 개의 진동자(610);를 더 포함하며,
    제1 역세조건 내지 제3 역세조건 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 제어기는 상기 진동자(610)에 가진신호를 전송하여 상기 필터(600)에 끼인 이물질이 탈락되도록 유도하는 것을 특징으로 하는, 폐수열 회수 열교환시스템
  9. 제8항에 있어서,
    이웃하여 설치된 진동자(610)에 인가되는 진동신호는 서로 위상이 상이하여 상기 필터(600)에서 이물질이 탈락되는 효율을 높이는 것을 특징으로 하는, 폐수열 회수 열교환시스템
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