KR20130036471A - 냉동 고추 건조를 위한 냉풍 제습 건조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동 고추 건조를 위한 냉풍 제습 건조기를 제공한다. 상기 냉풍 제습 건조기는 냉매를 압축하는 압축기를 구비하여 냉기를 생성하는 냉동 사이클 갖추며; 압축열을 열원으로 하여 공기를 일정 온도로 가열 후 냉각시켜 제습하며; 밀폐된 구조로 외기의 유입이 없어 외부의 습도가 높아도 영향을 받지 않으며; 냉동 고추 건조 초기 냉기가 직접 증발기에 닿지 않도록 냉기를 가열하는 보조 응축기를 증발기 앞에 위치시키며; 증발기를 지나가는 공기의 온도 조건에 따라 전자밸브를 개폐하여 액햄머 방지 및 제상 방지 기능을 갖추며; 고추가 냉동된 상태에서부터 건조를 진행하면서 전기 히터를 사용이 없어; 본 발명은 건조실 내부에 공급되는 공기를 제습하기 위하여 사용되는 열원을 압축기의 폐열을 사용하여; 소비 전력 낭비를 효율적으로 줄일 수 있고, 건조실 내부로 공급되는 제습된 냉기의 온도를 선택적인 기준 온도 값에 이르도록 제어할 수 있다.

Description

냉동 고추 건조를 위한 냉풍 제습 건조기 {Cool dehumidifying dryer for Frozen pepper}
본 발명은 냉동 고추 건조를 위한 냉풍 제습 건조기에 관한 것으로서, 상세하게는 건조실 내부에 피 건조물을 건조하기 위하여 건조기 작동 초기 영하의 건조실 내의 냉동 고추를 전열히터 없이 건조 가능하도록 함으로써, 소비 전력 낭비를 효율적으로 줄일 수 있는 냉풍 제습 건조기에 관한 것이다.
전형적으로 피 건조물에 따른 건조 방식 및 경제성 그리고 경험에 의하여, 열풍 건조, 동결 진공 건조, 냉풍 건조 등으로 구분될 수 있다.
이 중, 열풍 건조의 경우 유류 및 전기를 에너지원으로 사용하여 70도 이상의 고온을 사용하여 건조물에 열을 가하고 그로 인해 포화증기가 된 건조기 내 공기를 외부의 공기와 교환하며 건조를 진행한다.
이는 건조에 요구되는 고온이 필요함에 따라 고열을 발생시키기 위한 에너지 소모가 크고 가열된 공기도 대기중으로 방출함으로 에너지 손실도 높은 문제점이 있다.
또한, 동결 진공 건조의 경우 우수한 건조물을 얻을 수 있으나 고가의 대형 설비가 필요하며 그 크기에 비해 얻을 수 있는 건조물의 양은 매우 적은 문제점이 있다.
그리고, 종래의 냉풍 건조의 경우 기본적으로 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 갖추어 건조기 내 응축기와 증발기의 기온차를 이용해 수분을 배출하고, 건조실 내 온도 조절을 위하여 댐퍼를 이용하여 건조실 내 공기를 외부와 열교환 하며 초기 건조기 가동시 해동 및 압축기 가동 가능 온도까지 전기 히터를 사용하여 건조기 내 온도를 상승시킴으로 에너지 소모가 크고 식품이 갖는 맛, 향, 품질, 기능성이 좋은 장점이 있으나 고비용과 에너지 소비율이 높은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 건조실 내부의 제습을 위하여 압축기의 압축일을 이용하는 것으로 냉매를 압축함으로 인해 발생 된 열을 내부에 배치된 응축기를 이용하여 열을 배출함으로 건조기 내 공기를 가열하고 이송 팬을 이용하여 건조기 내 공기를 강제 이송시킬 때 응축기를 통과한 냉매가 팽창밸브로 저온의 가스가 증발기로 유입되어 증발기의 온도가 주변 온도 대비 급감하여 응축기로 가열된 공기가 증발기의 핀과 접촉시 증발기의 핀에 응결되고 이를 건조실 외부로 배출함으로 건조가 진행된다.
본 발명은 상기 건조 과정 중 냉동 고추를 건조시에 해동 및 압축기가 기동 가능한 온도까지 건조기 내 온도를 상승시키는 과정에서 전열 히터의 사용하지 않음으로 전기 소비 효율을 높인 냉풍 제습 건조기를 제공함에 있다.
본 발명은 냉동 고추 건조를 위한 초기 가열 및 건조과정을 효율적으로 제어 가능하게 함으로서 선택적으로 온도 설정이 가능한 기술을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 건조기 내부와 외부의 공기를 교환함으로 온도를 유지하는 시스템에서 벗어나 내부와 외부 공기의 교환을 차단함으로 불필요한 에너지 낭비를 막고 과도한 열 공급으로 인한 건조기 내 과열증기 포화 현상을 방지함으로 우수한 품질의 건조물을 생산하는 냉풍 제습 건조기를 제공함에 있다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 냉동 고추 건조를 위한 냉풍 제습 건조기를 제공한다.
상기 냉풍 건조 장치는 냉매를 압축하는 압축기를 구비하여 열기와 냉기를 생성하는 냉동 사이클 유닛을 구비하며 기존 사이클에 추가적인 응축기가 건조실 외부와 건조실 내부의 증발기 앞에 위치한다.
여기서, 상기 냉동 사이클은 압축기 유닛은 압축기,팽창밸브,증발기,3개의 응축기를 구비하며 응축기 유닛은 3개 부분으로 , 각기 건조기 내 보조 응축기는 증발기 앞에 위치하며 응축기는 증발기 뒤에 위치하며 외부 보조 응축기는 실외에 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명은 건조실 내부에서 발생 되는 수분을 제습하는 과정에서 전기 히터를 사용하지 않고 압축기에서 발생 되는 압축열을 이용함으로써, 소비 전력 낭비를 효율적으로 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 밀폐된 구조를 갖으며 냉동된 고추 건조시에 초기 해동 과정에서 전기히터 없이 압축기 손상을 막으며 건조 시스템을 운용하며 건조기 내부에 과열된 습기가 발생 되지 않도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 냉풍 건조 장치와 제어 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따르는 증발코일 과냉 방지 배치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여, 본 발명의 냉동 고추 건조를 위한 냉풍 건조 장치를 설명하도록 한다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 냉풍 건조 장치는 냉각 유닛(100)과, 가열 유닛(200)으로 구비한다.
상기 냉각 유닛(100)은 압축기(110)와 응축기(120)와 내부 보조 응축기(121)와 외부 보조 응축기(122)와 팽창밸브(130) 및 증발기(140)가 관로(1)를 이루어진 전체 사이클 중 팽창밸브(130)와 증발기(140)로 이루어진다.
상기 가열 유닛(200)은 압축기(110)와 응축기(120)와 내부 보조 응축기(121)와 외부 보조 응축기(122)로 이루어진다.
압축기(110)는 냉매를 고온 고압의 상태로 형성하고, 상기 압축기(110)를 통과한 고온 고압의 냉매는 응축기(120)를 통하며 발열과정을 통해 저온의 액체 냉매로 응축된다.
상기 저온의 액체 냉매는 팽창 밸브(130)를 통하여 저압, 저온의 액체 냉매로 형성된다. 이러한 상기 저압 저온의 액체 냉매는 증발기(140)로 유동 된다. 그리고, 증발기(140)로 유동 된 저압 저온이 액체 냉매는 주변의 열을 흡수하여 기화를 일으키고 이에 따라, 증발기(140) 주변의 온도를 하강시킬 수 있다. 이와 같은 과정에서, 상기 저장 저온의 액체 냉매는 저압 고온의 액체 냉매로 형성된다.
따라서, 상기 증발기(140) 주변의 공기는 일정 온도로 하강 되며 온도 차로 인한 응결현상이 증발기 핀에서 발생 되고 이를 모아 외부로 배출함으로 건조가 진행된다.
본 발명에 따르는 가열 유닛(200)은 압축기(110)의 압축열을 제공받아 상기 냉기를 일정 온도로 가열하여 제습할 수 있다.
본 발명에서는 내부 보조 응축기(121)를 이용하여 냉동 고추 초기 건조시 발생 되는 냉기가 직접 증발기에 닿지 않게 하여 압축기(110)가 액햄머 같은 증발기 급속 냉각에 의한 손상을 방지하며 내부 보조 응축기(121)를 통화하는 냉기를 가열한다.
내부 보조 응축기(121)가 동작 되는 조건은 증발기(140) 내 온도 센서를 설치하여 증발기(140)를 통과하는 공기의 온도가 30도 이하일 때 동작하도록 하며 설정 온도 이상일 때에는 내부 보조 응축기(121)로 통과하는 냉매 관로를 전자 밸브를 사용하여 내부 응축기(120)로 흐르게 하여 고 내 온도 상승과 효율적인 제습을 유도한다.
추가적인 압축기(110) 보호 및 제습 효율 상승을 위하여 증발기(140) 내 제상 방지 역할을 위한 온도센서의 설치로 설정온도 15도 이하 시에는 냉각 유닛(100)의 팽창밸브(130) 증발기(140)의 사이에 전자밸브와 저압보상장치를 장착하여 증발기(140) 내로 냉각된 냉매와 고온의 냉매가 섞여서 유입되도록 유도한다.
상기 가열 유닛(200)은, 상기 냉기에 노출되는 내부 보조 응축기(121)와 내부 응축기(120)가 외부 보조 응축기로 연결되며, 필요에 의해 동시 작동되거나 개별 작동되며 이를 위한 냉매 관로 제어를 위한 외부로부터 전기적 신호를 전송받아 상기 관로를 개폐하는 전자 밸브를 갖는다.
여기서, 상기 냉매 관로를 통과하는 냉매는 R-134a이며, 상기 전자밸브는 핫 가스 전자밸브인 것이 좋다. 상기 냉매는 임계온도 107℃로 냉동 고추 건조를 위한 건조에 유리하며 이를 이용하여 건조실 내 온도는 55도로 유지한다.
상기 가열 유닛(200)은 건조과정 중 초기 냉동고추 해동 과정 시에는 내부 보조 응축기(121)와 내부 응축기(120)로 고열 상태의 냉매가 통과하도록 전자밸브를 연다. 이때 열리는 전자밸브 3번과 전자밸브 4번이 열린다. 내부 응축기(120)를 통한 냉매는 추가적인 응축을 위해 외부 응축기(122) 입구 측과 연결되고 외부 응축기(122) 코일을 지나 수액기, 드라이어, 액면계, 전자밸브를 거쳐 냉각 유닛(100)인 팽창밸브(130)로 연결된다. 상기 내부 보조 응축기(121) 코일을 지난 냉매는 실외 보조 응축기(122)의 출구와 연결되어 상기 액관을 통과하여 팽창밸브(130)에 도달한다.
냉각 유닛(100) 중 팽창밸브(130)에 도달한 냉매는 팽창되어 저온 저압의 가스 상태가 되어 증발기(140)로 유입되어 증발기(140) 주변 온도를 급감시켜 내부 응축기(120) 및 내부 보조 응축기(121)를 통과하며 가열된 공기가 피 건조물 사이를 지나며 가져온 수분을 증발기(140) 핀 표면에 응결시킨다. 상기 증발기(140)를 통과한 냉매는 압축기(110)로 유입되어 상기 냉매 순환 과정을 반복한다.
여기서, 상기 증발기는 200m2의 전열면적을 갖는 열 교환 장치인 것이 좋다. 내부 보조 응축기(121)의 경우 상기 증발기(140) 전열면적의 30%정도가 좋으며 내부 응축기(120)의 경우는 상기 증발기(140)와 동일한 전열면적을 갖추는 것이 좋다. 또한 외부 보조 응축기(122)는 상기 증발기(140)의 전열면적의 50% 정도를 갖추어 시스템을 구성하여야 고 내 온도 상승 및 압력 상승시에 효율적으로 온도 및 압력을 낮출 수 있다. 이때 외부 응축기에 작동되는 휀은 크기 직경 400mm 1800rpm 인 것이 좋다.
이에 따라, 냉매 관로 내 냉매의 압력은 외부 온도 25℃ 기준 저압 측은 5kpa/cm2 정도 고압 측은 19kpa/cm2 정도가 고내 온도 55℃ 기준 고 내 온도 상승과 건조 효율 측면에서 유리하다.
상기 가열유닛(200)은 건조실 내 온도에 따라 기동 부위가 달라지며 초기 냉동 고추의 해동이 끝나면 내부 보조 응축기(121)로 흐르던 냉매는 전자밸브 3번이 차단되어 내부 응축기(120)로 흐르게 되며 내부 응축기(120)만 이용하여 건조실 내 온도를 상승시킨다. 이후 건조실 내 온도가 설정 온도까지 가열되면 전자 밸브 4번이 차단되어 건조실 내 온도 상승을 막으며 외부 보조 응축기로 열을 발산하여 온도를 조절한다.
이에 따라, 가열 유닛과 냉각 유닛이 동시에 작동되는 과정에서 가열 온도를 제공하고, 상기 가열 온도에 노출된 공기는 가열되어 상대적으로 건조되며 건조실 내 이송휀으로 강제 이송되어 피 건조물을 스치며 수분을 흡수하고 수분을 흡수한 공기가 증발기(140)를 통해 급속 냉각된 공기는 수분을 증발기 표면에 응결시켜 건조실내 습기가 제습될 수 있다.
따라서, 본 발명은 냉동 사이클이 진행되면서 얻어지는 압축기(110)의 압축열을 가열 유닛(200)의 열원으로써 사용함으로써, 낮은 온도에서 건조가 가능하며 종래 냉풍 건조기의 건조시간을 15%가량 단축하고 전열 히터를 사용하지 않아 종래 냉풍 건조기 보다 전기 소모량을 50%정도 절감시킬 수 있다.
즉, 본 발명은 건조 진행에 있어서 건조시 응축기를 통해 폐기에만 치중하였던 압축기(110)를 통해 발생 되는 압축열을 건조실 내 응축코일과 보조 응축코일을 이용하여 건조실 내 가열에 이용하고 증발기의 제상 및 액햄머 방지에 활용함으로 종래와 같이 별도의 전기 히터를 열원으로 투입하는 것과는 달리 폐열을 재활용할 수 있다.
또한 본 발명은 밀폐된 구조의 건조기 외형을 갖춘 상태에서도 제습과 온도 조절이 용이하여 하절기 온도 조절을 위해 댐퍼를 열어 외부 공기와 내부 공기를 혼합시키는 과정이 없음으로 건조실 내부가 외부보다 건조한 상태에서 외부 공기 유입으로 인한 추가적인 건조 과정을 진핼 할 필요가 없다.
또한 본 발명은 특히 상온 하에서 건조하는 최상의 건조물을 만드는 것에 적합하고 건조실 공기를 적정한 온도와 습도로 유지시키며 건조하여 건조 시 에너지 소비효율을 줄이고 건조시간도 단축하여 건조효율을 증대시키면서 운전비용을 대폭 절감시킬 수 있다.
한편, 상기 제습 사이클은 외부로부터 전기적 신호를 전송받아 구동되는 장치로서, 외부로부터 상시 신호를 받아 구동될 수도 있지만, 외부 조건에 의하여 선택적으로 구동될 수도 있다.
즉, 도 1 을 참조하면, 본 발명의 냉풍 건조 장치는 온도 제어 유닛(600)을 더 구비할 수 있다.
상기 온도 제어 유닛(600)은 제습된 냉기의 온도 값을 측정하는 온도센서(610)와, 상기 온도 센서(610)와 전기적으로 연결되어 상기 측정되는 온도 값을 전송받는 제어부(620)와, 상기 제어부(620)와 전기적으로 연결되며, 기준 온도 값을 상기 제어부(620)에 입력하여 설정시키는 입력부(630)를 갖는다.
여기서, 상기 제어부(620)는 상기 측정되는 온도 값이 상기 입력부(630) 부터 입력되는 기준 온도 값에 이르도록 전자 밸브 1번, 전자 밸브 2번, 전자 밸브 3번, 전자 밸브 4번, 전자 밸브 5번으로 전기적 신호를 전송하여 냉매 유로를 개폐할 수 있다..
따라서, 본 발명은 압축기(110)에서 발생 되는 폐열을 가열 유닛(200)의 열원으로써 사용하고, 열원 이상의 열은 외부 보조 응축기(122)를 통하여 배출되도록 함으로, 안정적인 작동과 낮은 온도에서의 건조를 이룰 수 있다.
또한, 건조 온도를 높일 경우에는, 전자 밸브 3번과 전자 밸브 4번을 열고 전자밸브 5번을 닫아줌으로 내부 응축기(120)와 내부 보조 응축기(121)로 우선적으로 고온의 냉매가 내부로 흐르게 하여 건조실 내 온도를 상승시키며, 건조 온도를 낮추는 경우에는 전자 밸브 3번(153)과 전자 밸브 4번(154)을 닫고 전자 밸브 5번(155)을 열어 외부로 열을 방출하여 고 내 온도가 서서히 하강 되도록 한다.
도 1을 참조하면, 입력부(630)를 사용하여 기준 온도 값을 제어부(620)에 입력시킨다. 따라서, 상기 제어부(620)에는 기준 온도 값이 설정된다. 그리고, 온도 센서(610)는 건조실에서의 온도 값을 실시간으로 측정하여 제어부(620)로 전송한다.
따라서, 상기 제어부(620)는 상기 측정된 온도 값이 기준 온도 값에 도달했는지 판단한다. 만일, 상기 측정된 온도 값이 기준 온도 값과 동일하면, 제어부(620)
는 전자 밸브 3번(153)과 전자 밸브 4번(154)을 닫고 전자 밸브 5번(155)을 열어 냉매 유로를 변경하여 열을 외부로 방출하여 냉매가 내부 응축기(120)로 유동 되지 않도록 하고, 상기 측정된 온도 값이 기준 온도 값이 이르지 못한 경우, 제어부(620)는 전자밸브 3번과 4번을 열고 5번을 닫아 압축열을 건조실 내 응축기(120)로 전달하여 가열유닛(200)이 작동 되도록 한다.
여기서, 전자 밸브 1번은 펌프다운 용도로서 압력 제어로 인해 작동되며, 전자 밸브 2번은 핫 가스 제상의 용도로서 온도센서를 통해 증발기에 지나치게 차가운 온도의 공기가 통과할 경우 작동된다.
마지막으로, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정된다.
101 : 액분리기
102 : 유분리기 103 : 체크밸브
104 : 액면계 105 : 드라이어
106 : 수액기 110 : 압축기
120 : 응축기 121 : 내부 보조 응축기
122 : 외부 보조 응축기 130 : 팽창 밸브
140 : 증발기 151 : 전자 밸브 1번
152 : 전자 밸브 2번 153 : 전자 밸브 3번
154 : 전자 밸브 4번 155 : 전자 밸브 5번
600 : 온도 제어 유닛 610 : 온도 센서
620 : 제어부 630 : 입력부

Claims (1)

  1. 냉매를 압축하는 압축기를 구비하여 냉기를 생성하는 냉동 사이클 유닛; 외부로부터 열을 제공받는 열전달 유체를 열원으로 하여 가열된 공기를 일정 온도로 냉각하여 제습하는 냉각 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉풍 제습 건조기.
    상기 냉각 유닛의 증발기에 직접적인 냉동 고추의 냉기가 닿지 않도록 보조 응축기를 이용하여 냉기를 가열하는 가열 유닛을 갖으며, 상기 증발기의 제상을 위한 저압보상장치가 있으며, 상기 보조 응축기양단과 연결되며, 실외로 열을 방출하기 위한 외부 보조응축기가 있으며, 고 내 온도를 높이기 위한 응축기가 내부에 배치되며, 가열유닛 및 냉각유닛으로 냉매를 순환시키는 순환 유로와, 상기 순환 유로 상에 설치되며, 외부로부터 전기적 신호를 전송받아 상기 열전달 유체가 흐르는 관로를 온도 조건에 맞추어 개폐 가능한 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉풍 제습 건조기.
    상기 냉풍 건조 장치는 온도 제어 유닛을 더 구비하되,상기 온도 제어 유닛은, 제습된 공기의 온도 값을 측정하는 온도 센서와, 상기 온도 센서와 전기적으로 연결되어 상기 측정되는 온도 값을 전송받는 제어부와, 상기 제어부와 전기적으로 연결되며, 기준 온도 값을 상기 제어부에 입력하여 설정시키는 입력 부를 구비하되, 상기 제어부는, 상기 측정되는 온도 값이 상기 입력부로부터 입력되는 기준 온도 값에 이르도록 상기 전자밸브로 전기적 신호를 전송하여 상기 전자밸브를 개폐하는 것을 특징으로 하는 냉풍 제습 건조기.
    외관이 밀폐형으로 제작되어 외부의 공기가 건조실 내부로 유입되지 않는 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 냉풍 제습 건조기.
    상기 열전달 유체는 R-134a이고, 상기 전자밸브는 핫 가스 용인 것을 특징으로 하는 냉풍 제습 건조기.
    냉동 상태의 고추 건조를 전기 히터를 사용하지 않고 건조하는 것을 특징으로 하는 냉풍 제습 건조기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106642791A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 翁立波 一种容积式双工况多功能水风冷机组
CN106839607A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 浙江海洋大学 一种新型船舶无霜冷库制冷装置
KR102133974B1 (ko) * 2020-04-24 2020-07-15 (주)대성마리프 식재료 건조 시스템

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