KR20130047567A - Heat exchanger unit having waste heat withdrawal apparatus - Google Patents

Heat exchanger unit having waste heat withdrawal apparatus Download PDF

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KR20130047567A
KR20130047567A KR1020120097217A KR20120097217A KR20130047567A KR 20130047567 A KR20130047567 A KR 20130047567A KR 1020120097217 A KR1020120097217 A KR 1020120097217A KR 20120097217 A KR20120097217 A KR 20120097217A KR 20130047567 A KR20130047567 A KR 20130047567A
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김경천
문용석
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주식회사 부성엔지니어링
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Abstract

PURPOSE: A heat exchange unit with a waste heat recovery device is provided to reduce energy consumption required to supply the high-temperature and large quantity of air to a drier and to improve dry efficiency. CONSTITUTION: A heat exchange unit comprises a fan blower(14), a discharge duct(18), a compressor(50), a heat source-generation heat exchanger(17), a refrigerant expansion device(60), and a waste heat recovery heat exchanger(41). The fan blower supplies filtered air into the heat exchange unit. The discharge duct supplies the air entered from the outside by the fan blower to a drier(30). The compressor compresses a low-temperature and low-pressure refrigerant to a high-temperature and high-pressure refrigerant. The waste heat recovery heat exchanger is formed in an exhaust duct(40) and heat-exchanges between the refrigerant transferred from the refrigerant expansion device and high-temperature waste heat discharged from the exhaust duct.

Description

폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛{HEAT EXCHANGER UNIT HAVING WASTE HEAT WITHDRAWAL APPARATUS}Heat exchange unit with waste heat recovery unit {HEAT EXCHANGER UNIT HAVING WASTE HEAT WITHDRAWAL APPARATUS}

본 발명은 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛에 관한 것으로서, 상세하게는 드라이어에서 통풍 건조시 배출되는 고온의 폐열을 회수하여 드라이어에 공급하는 공기를 가열하는 열원으로 재사용하는, 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated heat exchange unit having a waste heat recovery device, and more particularly, to recovering high-temperature waste heat discharged during ventilation drying in a dryer and reusing it as a heat source for heating air supplied to the dryer. Relates to a heat exchange unit.

드라이어(Dryer)란, 그라비어 인쇄기계, 합지기(Laminating Machine, Extrusion Machine), 산업용 코팅기 등 건조를 필요로 하는 기기에 열을 공급하는 급/배기 순환장치로서, 열풍을 공급해주는 급기부, 사용된 열풍을 배출시키는 배기부 및 사용된 열을 일부 재사용하도록 하는 열풍회수부로 구성된다. Dryer is an air supply / exhaust circulation device that supplies heat to a device that needs to be dried, such as a gravure printing machine, laminating machine, extrusion machine, industrial coating machine, etc. An exhaust part for discharging hot air and a hot air recovery part for reusing part of the used heat.

이러한 드라이어의 일 측에는 일체형 열교환 유닛이 구비된다. 일체형 열교환 유닛이란, 드라이어에 고온, 다량의 공기를 공급하기 위한 설비 기기로써, 설치가 용이하고 부피가 최소화되도록 독립된 설비 부품들을 하나의 몸체로 조합한 설비 기기이다. One side of such a dryer is provided with an integrated heat exchange unit. An integrated heat exchange unit is an equipment for supplying a high temperature and a large amount of air to a dryer. The integrated heat exchange unit is an equipment that combines independent equipment parts into one body so that installation is easy and volume is minimized.

이러한 일체형 열교환 유닛은 초기 설계에서부터 일체형으로 설계하기 때문에, 각 부품의 공기 이동이 원활히 이루어질 수 있도록 공기의 흐름을 배려한 덕트 설비들이 함께 설계된다. 그리고, 사용 목적과 종류에 따라 조합되는 구성품의 개수와 형태가 변경되기도 하는바, 이러한 일체형 열교환 유닛은 열교환기의 설치 위치에 따라 크게 2종류로 나누어진다. 즉, 일체형 열교환 유닛은 열교환기의 위치가 팬블로워의 흡입구에 위치하는 횡형(Horizental) 타입과, 열교환기의 위치가 팬블로워의 토출덕트에 위치한 입형(Vertical) 타입으로 분류할 수 있다. Since the integrated heat exchange unit is designed as an integrated unit from the initial design, the duct facilities are designed together with consideration of the flow of air so that air movement of each component can be smoothly performed. In addition, the number and shape of components to be combined may be changed according to the purpose and type of use, and such an integrated heat exchange unit is largely divided into two types according to the installation position of the heat exchanger. That is, the integrated heat exchange unit may be classified into a horizontal type in which the heat exchanger is positioned at the inlet of the fan blower, and a vertical type in which the heat exchanger is positioned in the discharge duct of the fan blower.

이와 같은 열교환기는 팬블로워에서 공급되는 저온 다량의 공기를 고온의 공기로 변환시켜 주는 장치로서, 1차 열원의 종류에 따라 스팀 히터식, 열매체 히터식, 전기 히터식으로 세분화된다. Such a heat exchanger is a device that converts a large amount of low temperature air supplied from a fan blower into high temperature air, and is divided into a steam heater type, a heat medium type heater, and an electric heater type according to the type of the primary heat source.

스팀 히터식 열교환기는 스팀을 열 교환기 내부로 통과시켜 열을 교환하는 방식으로, 스팀을 발생시키는 스팀 보일러와 보일러 구동을 위한 보일러실의 부대 설비를 필요로 한다. 또한, 열 교환기까지 스팀 이송 회수 배관을 설치하고, 열에너지의 일정한 유지를 위하여 열교환기의 입구 측에는 컨트롤 밸브 장치를 연결하며, 스팀의 손실분을 줄이기 위하여 배출구에는 대부분 트랩(TRAP)을 구비하고 있다. 이와 같은 스팀 히터식 열교환기에서는 스팀의 운반과정에서 사용되는 에너지원 이외에, 배관 및 부품 등의 노출로 인한 에너지 손실분이 발생하며, 열에너지가 소모되면 물로 변하는 스팀의 특성상, 물(응축수)을 배출시켜 주는 장치가 필요하다. 또한, 보일러 설치에 필요한 별도의 보일러실 면적이 필요하며 겨울철 동결, 동파로 인한 설비 부품의 손상에 대비하여야 한다. 이와 같은 스팀 히터식 열교환기에 주로 사용되는 연료로는 경유, 보일러 등유, LPG, LNG 등을 들 수 있다. The steam heater type heat exchanger exchanges heat by passing steam into the heat exchanger, and requires a steam boiler generating steam and an auxiliary facility of a boiler room for driving the boiler. In addition, a steam transfer and recovery pipe is installed to the heat exchanger, and a control valve device is connected to the inlet side of the heat exchanger to maintain a constant heat energy, and a trap (TRAP) is provided at the discharge port to reduce the loss of steam. In this steam heater type heat exchanger, in addition to the energy source used in the steam transportation process, energy loss occurs due to the exposure of pipes and components, and when heat energy is consumed, water (condensed water) is discharged due to the nature of steam that turns into water. A giving device is needed. In addition, a separate boiler room area is required for boiler installation, and it is necessary to prepare for damage of equipment parts due to freezing and freezing in winter. Fuel mainly used for such a steam heater type heat exchanger may include light oil, boiler kerosene, LPG, LNG and the like.

한편, 열매체 히터식 열교환기는 가열된 열매체 오일을 열 교환기 내부로 순환 시켜 열교환을 하는 방식으로, 온도 유지를 위해서 유량제어 밸브를 달아 사용하는 경우가 대부분이다. 스팀 보일러와 마찬가지로 보일러실과 보일러실의 부대 설비가 필요하다. 열매체 히터식 열교환기에서 사용되는 보일러는 스팀 보일러보다 보일러실의 설치 면적이 크고, 설비부품 및 설비비가 스팀 히터식에 비하여 약 2배 이상 소요된다. 스팀 보일러와 마찬가지로 배관 노출로 인한 에너지 손실분이 존재한다. 이러한 방식의 열매체 히터식 열교환기에 주로 사용되는 연료로는 경유, 보일러 등유, LPG, LNG 등이 있으며, 열량 소모량이 적을 경우 전기히터가 사용되는 경우도 있다.On the other hand, the heat medium heater type heat exchanger circulates the heated heat medium oil inside the heat exchanger to exchange heat, and in most cases, a flow control valve is attached to maintain the temperature. Like steam boilers, the boiler room and the auxiliary facilities of the boiler room are required. The boiler used in the heat medium heater type heat exchanger has a larger installation area in the boiler room than the steam boiler, and requires more than twice as much equipment and equipment cost as the steam heater type. As with steam boilers, there are energy losses from pipe exposure. Fuels mainly used in the heat medium heater type heat exchanger of this type include light oil, boiler kerosene, LPG, LNG, and the like, and electric heaters may be used when the heat consumption is low.

한편, 전기 히터식 열교환기에 주로 사용되는 히터는 전기 팬히터(Fan Heater)이다. 공기 순환시 열 발산 효율을 증대시키기 위해서 파이프 히터(Pipe Heater)에 방열핀을 부착시켜 제작한다. 청정 연료 중의 하나인 전기히터를 사용함으로써, 기기 가동시 환경오염의 문제가 없다. 다만 ㎾당 발열량(1㎾ 당 860kcal/h)이 제한적이어서 열량을 많이 필요로 할수록 용량이 커져야 한다.Meanwhile, a heater mainly used in an electric heater type heat exchanger is an electric fan heater. In order to increase heat dissipation efficiency during air circulation, it is manufactured by attaching a heat radiating fin to a pipe heater. By using an electric heater, which is one of the clean fuels, there is no problem of environmental pollution during operation of the equipment. However, the calorific value per ((860 kcal / h per ㎾) is limited, so the more heat required, the larger the capacity should be.

본 발명은 드라이어에서 통풍 건조시 배출되는 고온의 폐열을 회수하여 드라이어에 공급하는 공기를 가열하는 열원으로 재사용할 수 있는, 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide an integrated heat exchange unit having a waste heat recovery unit, which can recover high temperature waste heat discharged during ventilation drying in a dryer and reuse it as a heat source for heating air supplied to the dryer.

본 발명은 드라이어(30)의 내부로 열풍을 공급하는 일체형 열교환 유닛(10)에 있어서, 상기 일체형 열교환 유닛(10) 내로 외부의 공기를 공급하는 팬블로워(14); 상기 드라이어(30)와 연결되어 상기 팬블로워(14)에 의해 외부로부터 유입된 공기를 상기 드라이어(30)에 공급하는 토출덕트(18); 상기 토출덕트(18)의 일 측에 형성되고, 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축하는 압축기(50); 상기 토출덕트(18)의 일 측에 형성되고, 상기 압축기(50)로부터 전달된 냉매와 상기 토출덕트(18)를 통해 드라이어(30)에 공급되는 공기 사이에 제1 열교환이 수행되는 열원발생용 열교환기(17); 상기 제1 열교환이 수행되어 응축된 고온의 냉매를 저온 저압의 냉매로 변환하는 냉매 팽창장치(60); 및 상기 드라이어(30) 내의 폐열을 외부로 배기하는 배기부(32)와 연통된 배기덕트(40) 내에 형성되고, 상기 냉매 팽창장치(60)로부터 전달된 냉매와 상기 배기덕트(40)를 통해 배출되는 고온의 폐열 사이에 제2 열교환이 수행되는 폐열회수용 열교환기(41);를 포함하는 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛을 제공한다. The present invention provides an integrated heat exchange unit (10) for supplying hot air into a dryer (30), comprising: a fan blower (14) for supplying external air into the integrated heat exchange unit (10); A discharge duct (18) connected to the dryer (30) to supply air introduced from the outside by the fan blower (14) to the dryer (30); A compressor (50) formed at one side of the discharge duct (18) to compress the low temperature low pressure refrigerant into a high temperature high pressure refrigerant; Is formed on one side of the discharge duct 18, the heat source for generating a first heat exchange between the refrigerant delivered from the compressor 50 and the air supplied to the dryer 30 through the discharge duct 18 Heat exchanger 17; A refrigerant expansion device (60) for converting the condensed high temperature refrigerant into a low temperature low pressure refrigerant by performing the first heat exchange; And a refrigerant formed in the exhaust duct 40 in communication with the exhaust unit 32 for exhausting the waste heat in the dryer 30 to the outside, and the refrigerant transferred from the refrigerant expansion device 60 and the exhaust duct 40. It provides an integrated heat exchanger unit having a waste heat recovery device, comprising: a waste heat recovery heat exchanger (41) in which a second heat exchange is performed between discharged high temperature waste heat.

본 발명에 있어서, 상기 냉매는 물을 포함할 수 있다. In the present invention, the refrigerant may include water.

본 발명에 있어서, 상기 냉매는 상기 압축기(50), 상기 열원발생용 열교환기(17), 상기 냉매 팽창장치(60) 및 상기 폐열회수용 열교환기(41) 내부를 차례로 순환할 수 있다. In the present invention, the refrigerant may circulate in the compressor 50, the heat source heat exchanger 17, the refrigerant expansion device 60 and the waste heat recovery heat exchanger 41 in order.

본 발명에 있어서, 상기 배기덕트(40)는 상기 토출덕트(18)의 직상부에 형성될 수 있다. In the present invention, the exhaust duct 40 may be formed directly on the discharge duct 18.

본 발명에 있어서, 상기 냉매 팽창장치(60)는 상기 열원발생용 열교환기(17)로부터 전달된 고온의 냉매를 팽창시켜 저압의 냉매로 변환하는 팽창밸브(61)와, 상기 팽창밸브(61)에서 팽창된 저압의 냉매를 모아서 상기 폐열회수용 열교환기(41)로 공급하는 다수의 모세관(62)으로 분배하는 분배기(63)로 이루어질 수 있다. In the present invention, the refrigerant expansion device 60 is an expansion valve 61 for expanding the high-temperature refrigerant transferred from the heat exchanger for heat generation (17) to a low-pressure refrigerant, and the expansion valve 61 A distributor 63 may collect a low pressure refrigerant expanded at and distribute the refrigerant to a plurality of capillary tubes 62 which are supplied to the waste heat recovery heat exchanger 41.

본 발명에 있어서, 상기 제1 열교환은 상기 압축기(50)로부터 전달된 냉매에서 상기 토출덕트(18)를 통해 드라이어(30)에 공급되는 공기로 열이 전달될 수 있다. In the present invention, heat may be transferred from the refrigerant delivered from the compressor 50 to air supplied to the dryer 30 through the discharge duct 18.

본 발명에 있어서, 상기 제2 열교환은 상기 배기덕트(40)를 통해 배출되는 고온의 폐열에서 상기 냉매 팽창장치(60)로부터 전달된 냉매로 열이 전달될 수 있다. In the present invention, the second heat exchange may be heat is transferred to the refrigerant delivered from the refrigerant expansion device 60 in the high temperature waste heat discharged through the exhaust duct 40.

이와 같은 본 발명에 의해서, 드라이어에 고온, 다량의 공기를 공급하기 위한 에너지 소모가 절감되고 건조 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain the effect of reducing the energy consumption for supplying a large amount of air to the dryer and improving the drying efficiency.

도 1은 본 발명의 폐열회수기가 구비된 일체형 열교환 유닛과 드라이어가 연결된 모습을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 폐열회수기가 구비된 일체형 열교환 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 측단면도이다.
도 4는 도 1의 폐열회수기가 구비된 일체형 열교환 유닛의 냉동 사이클을 간략히 나타내는 도면이다.
1 is a cross-sectional view showing a state in which an integrated heat exchange unit and a dryer are equipped with a waste heat recovery device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an integrated heat exchange unit provided with the waste heat recovery unit of FIG. 1.
3 is a side cross-sectional view of Fig.
4 is a view briefly showing a refrigeration cycle of an integrated heat exchange unit equipped with the waste heat recovery device of FIG. 1.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 폐열회수기가 구비된 일체형 열교환 유닛과 드라이어가 연결된 모습을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 폐열회수기가 구비된 일체형 열교환 유닛을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state in which an integrated heat exchange unit and a dryer are equipped with a waste heat recovery unit of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an integrated heat exchange unit provided with a waste heat recovery unit of FIG. 1, and FIG. Is a side cross-sectional view of.

드라이어(Dryer)(30)는 건조를 필요로 하는 기기에 열을 공급하는 급/배기 순환장치이다. 이와 같은 드라이어(Dryer)(30)는 열풍을 공급해주는 급기부(31), 사용된 열풍을 배출시키는 배기부(32) 및 사용된 열을 일부 재사용하도록 하는 열풍회수부로 구성되며, 상기 열풍에 의해 그 내부에서 소정의 건조가 수행된다. Dryer (30) is a supply / exhaust circulation device for supplying heat to a device requiring drying. The dryer 30 is composed of an air supply unit 31 for supplying hot air, an exhaust unit 32 for discharging the used hot air, and a hot air recovery unit for reusing part of the used heat. Predetermined drying is performed therein.

한편, 일체형 열교환 유닛(10)은 드라이어(Dryer)(30)의 일 측에 배치되어, 드라이어(30)에 고온, 다량의 공기를 공급한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 일체형 열교환 유닛(10)은 열원발생용 열교환기(17)가 팬블로워(14)의 토출덕트(18) 측에 위치한 입형 타입의 일체형 열교환 유닛(10)을 도시하고 있다.On the other hand, the integrated heat exchange unit 10 is disposed on one side of the dryer (Dryer 30), to supply a high temperature, a large amount of air to the dryer (30). 1 to 3 shows an integrated heat exchange unit 10 of the vertical type in which the heat source heat exchanger 17 is located on the discharge duct 18 side of the fan blower 14. have.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 열교환 유닛(10)은 드라이어(30)에서 배출되는 고온의 공기로부터 열을 회수하여 드라이어(30)로 공급되는 저온의 공기에 열을 공급함으로써 에너지 효율을 극대화하는 것을 일 특징으로 하는바, 이하에서는 이에 대하여 상세히 살펴보도록 한다. Here, the integrated heat exchange unit 10 according to an embodiment of the present invention recovers heat from the hot air discharged from the dryer 30 to supply heat to the cold air supplied to the dryer 30 to improve energy efficiency. It is characterized by maximizing, which will be described below in detail.

일체형 열교환 유닛으로부터 공급되는 열풍에 의해 드라이어 내에서 건조되는 제품은, 석유화학 물질로 만들어진 필름류(PET, OPP, NYLON, CPP, LLDED, 증착 필름 등), 지류, 알루미늄 호일 등에 인쇄, 접착, 점착, 코팅된 제품들이다. 이때, 사용되는 잉크, 접착제, 코팅액 등은 크게 유기용제에 희석하여 사용하는 유용성 접착제, 점착제, 잉크 및 코팅액 등과, 물에 희석하여 사용하는 수용성 접착제, 잉크 및 코팅액으로 분류된다. The product dried in the dryer by the hot air supplied from the integrated heat exchange unit is printed, adhered to, adhered to, adhered to, films made of petrochemicals (PET, OPP, NYLON, CPP, LLDED, deposition film, etc.), paper, aluminum foil, etc. Coated products. At this time, the ink, adhesive, coating liquid, etc. to be used are largely classified into oil-soluble adhesives, pressure-sensitive adhesives, adhesives, inks and coating liquids diluted with organic solvents, and water-soluble adhesives, inks and coating liquids diluted with water.

이때, 유용성류와 수용성류 모두 생산성 증대를 위해서 속건성(속성건조)을 요하게 되는데, 속건성을 증대시키기 위해서는 되도록 많은 양의 바람을 일정한 온도로 상승시켜 제품을 건조시켜야 하며, 드라이어 내에서 통풍도 잘 이루어져야 한다. 또한, 유용성류의 제품들은 증발된 잔류 용제들이 제품과 섞이지 말아야 한다.
In this case, both oil-soluble and water-soluble streams require fast drying (property drying) to increase productivity.In order to increase the fast drying, the product should be dried by increasing the amount of wind to a certain temperature as much as possible, and the ventilation must be well-ventilated in the dryer. do. In addition, oil-soluble products should not mix evaporated residual solvents with the product.

이와 같이 속건성을 증대시키고 원활한 통풍건조 조건을 갖추기 위해서는, 많은 양의 공기를 짧은 시간에 발생시켜 가열하고, 이를 되도록 긴 밀폐 박스 공간에 강제적으로 급/배기시켜 주어야 하는데, 이때 제품의 품질을 안정시키기 위해서는 제품 표면에 가해지는 바람의 속도를 일정속도 이하로 낮추어야 한다.In order to increase the quick-drying and smooth ventilation drying conditions, it is necessary to generate a large amount of air in a short time and heat it, and to force it to the long sealed box space as much as possible. To do this, the wind speed on the surface of the product should be lowered below a certain speed.

이를 위해 상기 드라이어는 먼지를 여과시킨 대기 중의 공기를 짧은 시간에 고온 다량으로 생산하는 일체형 열교환 유닛으로부터 열풍을 공급받는다. 이와 같이 열풍은 일체형 열교환 유닛으로부터 급기 덕트를 거쳐 드라이어 내부의 밀폐된 드라이 박스(DRY BOX) 내로 이동되고, 드라이 박스(DRY BOX)의 내부에서 높은 풍속으로 이동된 공기는 여러 곳으로 분산되어 제품을 건조시킨다. 이와 같이 건조가 진행되는 과정에서, 잉크, 접착제, 코팅액 등의 성분이 기체 상태의 용제, 수분으로 변환되며, 이는 건조를 완료한 고온 다량의 공기와 함께 드라이 박스 내부의 배기구를 거쳐 드라이어 외부로 배출된다. To this end, the dryer is supplied with hot air from an integrated heat exchange unit that produces a large amount of high-temperature air in a short time to filter the dust. In this way, the hot air is moved from the integrated heat exchange unit through the air supply duct into the sealed dry box inside the dryer, and the air moved at a high wind speed inside the dry box is dispersed to various places. To dry. In this drying process, components such as ink, adhesive, coating liquid, etc. are converted into gaseous solvent and moisture, which are discharged to the outside of the dryer through an exhaust port inside the dry box together with a large amount of high temperature air which has been dried. do.

이때 배기구를 통해 배출되는 고온 다량의 공기는 용제와 수분이 함유되어 있기 때문에, 이를 재사용할 경우 강제적 통풍건조 조건이 이루어지지 않아 속건성이 현저히 저하된다. 또한, 비교적 오염이 덜된 드라이 박스 하부의 열원을 일부 재사용하기도 하지만, 이 경우에도 오염의 위험성을 배제할 수는 없다. 이와 같은 드라이어에 사용되는 풍량은 대체로 40㎥/min ~ 60㎥/min 이고, 온도는 50℃ ~ 80℃가 대부분(80% 정도)이나, 제품의 사양에 따라 풍량과 온도가 그 이상 되는 경우도 있다.At this time, since the high temperature and a large amount of air discharged through the exhaust port contains a solvent and water, when reusing it, forced dry air condition is not achieved, so quick drying is significantly reduced. In addition, although the heat source under the dry box, which is relatively less contaminated, is partially reused, the risk of contamination cannot be excluded even in this case. The amount of air used in such dryers is generally 40㎥ / min ~ 60㎥ / min, and the temperature is mostly 50 ℃ ~ 80 ℃ (about 80%). have.

한편, 상기 드라이어의 에너지 소비는 대부분 일체형 열교환 유닛에서 발생하는데, 이러한 에너지 소비에는 팬블로워의 모터 구동 에너지 및 열교환기의 열원 발생 에너지 등이 포함된다. 이때 전체 에너지 소비량 중 열교환기에서의 소비량이 90% 이상이다.On the other hand, the energy consumption of the dryer is mostly generated in the integral heat exchange unit, the energy consumption includes the motor drive energy of the fan blower, the heat source generated energy of the heat exchanger and the like. At this time, the consumption in the heat exchanger is more than 90% of the total energy consumption.

이와 같은 열교환기의 열에너지는 드라이어의 통풍건조 특성상 건조 후에는 드라이어 외부로 버려지는데, 통풍 건조 과정 중 실제로 건조에 소비되는 에너지는 15% ~ 20%로 일부분에 지나지 않으며, 나머지 80% ~ 85% 이상의 열에너지가 버려지고 있다. 특히 에너지원으로 가연성 연료를 사용하는 경우, 배출가스 발생으로 인하여 환경오염이 발생한다는 문제점이 존재한다. Due to the drying characteristics of the dryer, the heat energy of the heat exchanger is discarded to the outside of the dryer after drying. The energy consumed for drying during the ventilation drying process is only 15% to 20%, and the remaining energy is only 80% to 85%. Thermal energy is being thrown away. In particular, when using a flammable fuel as an energy source, there is a problem that environmental pollution occurs due to the generation of exhaust gas.

또한, 드라이어의 배기덕트가 일반적으로 작업장 내에 설치되어 있어, 80% ~ 85% 이상의 열에너지를 포함하고 있는 배기가스가 배기덕트를 통해 작업장 내에 배출되므로, 작업장 내의 온도가 상승하여 작업 환경이 열악해지고, 특히 더운 여름철에는 이를 냉각하기 위해 공기조화 설비를 가동해야 함에 따라 설비의 유지비용이 과다하게 소요되는 문제점이 존재한다. In addition, since the exhaust duct of the dryer is generally installed in the workplace, the exhaust gas containing 80% to 85% or more of thermal energy is discharged into the workplace through the exhaust duct, so that the temperature in the workplace rises and the working environment is poor. In particular, there is a problem in that the maintenance cost of the facility is excessively consumed since the air conditioning system must be operated to cool it during the hot summer season.

이와 같이 통풍건조 과정에서 버려지는 80% ~ 85% 이상의 열에너지를 재사용하고자 하는 시도가 있어왔으나, 드라이어에서 버려지는 열원을 직접적으로 재사용하는 것은 통풍건조 조건을 만족하지 못할 뿐만 아니라 제품의 품질 저하, 제품 불량 원인 제공 및 생산성 저하 등을 가져올 수 있다. 따라서 버려지는 폐열을 효과적으로 활용하기 위해서는 배출되는 배기 열원 중 순수한 열원만을 회수하여 사용해야 한다.As such, there have been attempts to reuse more than 80% to 85% of the thermal energy discarded during the ventilation drying process, but the direct reuse of the heat source discarded in the dryer does not satisfy the ventilation drying conditions, but also deteriorates the product quality. Providing the cause of the defect and lowering the productivity can be brought. Therefore, in order to effectively utilize the waste heat discarded, only the pure heat source of the exhaust heat source discharged should be recovered and used.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 열교환 유닛(10)은 드라이어(30)에서 배출되는 고온의 공기로부터 열을 회수하여 드라이어(30)로 공급되는 저온의 공기에 열을 공급함으로써 에너지 효율을 극대화하는 것을 일 특징으로 한다. 또한, 이와 같은 일체형 열교환 유닛(10)을 구동하기 위한 냉매로써 물과 같은 액체를 활용하는 것을 일 특징으로 한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. To this end, the integrated heat exchange unit 10 according to an embodiment of the present invention recovers heat from the high-temperature air discharged from the dryer 30 to supply heat to the low-temperature air supplied to the dryer 30 for energy efficiency. It is characterized by maximizing. In addition, it is characterized by using a liquid such as water as a refrigerant for driving the integrated heat exchange unit 10. This will be described in more detail as follows.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 일체형 열교환 유닛(10)은, 흡입구(11), 흡입챔버(12), 헤파필터(HEPA: High Efficiency Particulate Air)가 삽입된 제1 필터박스(미도시), 팬블로워(14), 구동장치(15), 덕트(16), 열원발생용 열교환기(응축기: 17), 제2 필터박스(미도시) 및 토출덕트(18)를 포함한다. Referring back to FIGS. 1 to 3, the integrated heat exchange unit 10 includes a first filter box (not shown) in which an inlet 11, a suction chamber 12, and a HEPA filter are inserted. , Fan blower 14, drive device 15, duct 16, heat source heat exchanger (condenser 17), second filter box (not shown) and discharge duct 18.

흡입구(11)는 일체형 열교환 유닛(10)의 하단 일 측에 형성되며, 흡입구(11)를 통해 외부로부터 공기가 유입된다. 흡입챔버(12)는 상기 흡입구(11)를 통해 흡입된 공기를 혼합하여 온도를 변화시킨다. 제1 필터박스(미도시)는 흡입챔버(12)의 일 측에 배치되며, 그 내부에는 흡입챔버(12) 내의 공기 중에 포함된 미세한 유해물질과 오염먼지까지도 걸러주는 공지된 특수 대전섬유인 석면 섬유로 제작된 여과지인 헤파필터(HEPA: High Efficiency Particulate Air)가 수용된다. The inlet 11 is formed at one side of the lower end of the integrated heat exchange unit 10, and air is introduced from the outside through the inlet 11. The suction chamber 12 changes the temperature by mixing the air sucked through the suction port 11. The first filter box (not shown) is disposed on one side of the suction chamber 12, and asbestos, which is a known special electrified fiber, which filters even minute harmful substances and contaminated dust contained in the air in the suction chamber 12 therein. High Efficiency Particulate Air (HEPA), a filter paper made of fibers, is accommodated.

팬블로워(14)는 외부의 공기가 상기 흡입구(11) 통해 일체형 열교환 유닛(10) 내부로 유입되고, 상기 필터박스(20) 내의 헤파필터(13)를 통과하여, 토출덕트(18) 측으로 유출되도록 블로윙하는 역할을 수행한다. 그리고, 이와 같은 팬블로워(14) 일 측에 배치된 구동장치(15)는 상기 팬블로워(14)를 구동시키기 위한 소정의 구동력을 제공한다. The fan blower 14 flows outside air into the integrated heat exchange unit 10 through the inlet 11, passes through the HEPA filter 13 in the filter box 20, and flows out to the discharge duct 18. Blow as much as possible. In addition, the driving device 15 disposed at one side of the fan blower 14 provides a predetermined driving force for driving the fan blower 14.

열원발생용 열교환기(17)는 상기 팬블로워(14)에 의해 토출덕트(18) 쪽으로 유동하는 저온의 공기를 고온의 공기로 열변환(가열)하는 역할을 수행한다. 한편, 제2 필터박스(미도시)는 상기 열원발생용 열교환기(17)의 일 측에 설치되며, 열원발생용 열교환기(17)를 통해 고온으로 변환된 공기를 재차 여과시켜 청정 공기가 되도록 하는 헤파필터가 삽입되어 있다. The heat source heat exchanger 17 performs a heat conversion (heating) of low temperature air flowing toward the discharge duct 18 by the fan blower 14 to high temperature air. On the other hand, the second filter box (not shown) is installed on one side of the heat source generating heat exchanger 17, the air converted to high temperature through the heat source generating heat exchanger 17 is filtered again to be clean air. The HEPA filter is inserted.

토출덕트(18)는 상기 열원발생용 열교환기(17) 및 제2 필터박스(미도시)의 일 측에 형성되며, 드라이어(30)와 연결되어 드라이어(30)로 고온 다량의 공기를 공급하는 역할을 수행한다. 상기 토출덕트(18)를 통해 드라이어(30) 내부로 열풍을 공급하여, 석유화학 물질로 만들어진 필름류(PET, OPP, NYLON, CPP, LLDED, 증착필름 등)와 지류, 알루미늄 호일 등에 인쇄, 접착, 점착, 코팅을 하게 되는 것이다.The discharge duct 18 is formed at one side of the heat source generator heat exchanger 17 and the second filter box (not shown), and is connected to the dryer 30 to supply a large amount of high temperature air to the dryer 30. Play a role. By supplying hot air into the dryer 30 through the discharge duct 18, printing, bonding, etc. to films (PET, OPP, NYLON, CPP, LLDED, deposition film, etc.), paper, aluminum foil made of petrochemicals It will be adhesive and coated.

한편, 풍압스위치(70)는 토출덕트(18)와 후술할 배기덕트(40)의 각각의 출구를 통과하는 공기의 흐름을 감지한다. On the other hand, the wind pressure switch 70 detects the flow of air passing through each outlet of the discharge duct 18 and the exhaust duct 40 to be described later.

한편, 상기 드라이어(30)의 내부에는 급기부(31)와 배기부(32)가 형성된다. 즉, 일체형 열교환 유닛(10)에서 급기부(31)를 거쳐 드라이어(30) 내부의 밀폐된 드라이 박스(Dry box)로 이동된 공기는, 드라이 박스(Dry box)의 내부에서 높은 풍속으로 이동하면서 여러 곳으로 분산되어 제품을 건조한다. 이때 제품의 건조가 진행되면, 인쇄 재료, 접착 재료, 점착 재료, 코팅 재료 등의 일부는 기체 상태의 용제 또는 수분으로 변환되며, 이와 같은 기체 상태의 용제, 수분은 드라이 박스 내부의 배기부(32)를 거쳐 드라이어(30)의 외부로 배출되는데, 이때 고온 다량의 공기도 함께 배출된다.Meanwhile, an air supply unit 31 and an exhaust unit 32 are formed inside the dryer 30. That is, the air moved from the integrated heat exchange unit 10 to the sealed dry box inside the dryer 30 via the air supply unit 31 moves at a high wind speed inside the dry box. It is dispersed in several places to dry the product. At this time, when the product is dried, a part of the printing material, the adhesive material, the adhesive material, the coating material and the like are converted into a gaseous solvent or moisture, and such a gaseous solvent and moisture are exhaust parts 32 inside the dry box. Discharge to the outside of the dryer (30), at this time, a large amount of high temperature air is also discharged together.

이때 드라이어(30) 외부로 고온 다량의 공기를 배출하는 배기부(32)와 연통되도록, 배기덕트(40)가 상기 일체형 열교환 유닛(10)의 토출덕트(18) 상부에 배치된다. 그리고, 상기 배기덕트(40) 내에는 상기 드라이어(30)의 배기부(32)를 통해 배출되는 고온 다량의 공기로부터 열을 회수하는 폐열회수용 열교환기(41)가 설치되어 있고, 이 폐열회수용 열교환기(41)는 상기 토출덕트(18) 내에 설치된 열원발생용 열교환기(17)와 연통되어 있다.At this time, the exhaust duct 40 is disposed above the discharge duct 18 of the integrated heat exchange unit 10 so as to communicate with the exhaust 32 to discharge a large amount of air to the outside of the dryer (30). In the exhaust duct 40, a waste heat recovery heat exchanger 41 for recovering heat from a large amount of high temperature air discharged through the exhaust unit 32 of the dryer 30 is provided. The accommodating heat exchanger 41 is in communication with a heat source generating heat exchanger 17 provided in the discharge duct 18.

상기 열원발생용 열교환기(17)는 냉매 흡입관(17a)과 냉매 토출관(17b)을 포함한다. 냉매 흡입관(17a)은 압축기(50)에서 토출되는 냉매를 흡입한다. 여기서, 상기 압축기(50)는 상기 흡입챔버(12)의 상부에 설치되어, 상기 폐열회수용 열교환기(41)로부터 토출되는 저온 저압의 기체 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축하여 상기 열원발생용 열교환기(17)로 토출시키는 역할을 수행한다. The heat source heat exchanger 17 includes a refrigerant suction pipe 17a and a refrigerant discharge pipe 17b. The refrigerant suction pipe 17a sucks the refrigerant discharged from the compressor 50. Here, the compressor 50 is installed in the upper portion of the suction chamber 12, compresses the low-temperature low-pressure gas refrigerant discharged from the waste heat recovery heat exchanger 41 into a high-temperature high-pressure refrigerant heat exchanger for heat generation Discharge to the unit 17.

상기 열원발생용 열교환기(17)에서 드라이어(30)로 공급되는 공기에 열을 제공한 냉매는, 냉매 토출관(17b)을 통과하여, 냉매 팽창장치(60)의 모세관(62)을 통과하면서 저온 저압의 기체로 변환되어 폐열회수용 열교환기(41)로 유입된다.The refrigerant that provides heat to the air supplied from the heat source heat exchanger 17 to the dryer 30 passes through the refrigerant discharge tube 17b and passes through the capillary tube 62 of the refrigerant expansion device 60. It is converted into a gas of low temperature and low pressure and flows into the waste heat recovery heat exchanger 41.

여기서, 상기 냉매 팽창장치(60)는 팽창밸브(61)와 다수의 모세관(62)과 분배기(63)를 포함한다. 상세히, 팽창밸브(61)는 상기 열원발생용 열교환기(17)의 냉매 토출관(17b)을 통해 배출되는 고온의 냉매를 팽창시켜 저압의 냉매로 변환한다. 그리고, 분배기(63)는 상기 팽창밸브(61)에서 팽창된 저압의 냉매를 모아서 상기 다수의 모세관(62)으로 분배한다. 상기 모세관(62)을 통과한 냉매는 상기 폐열회수용 열교환기(41)로 공급된다. Here, the refrigerant expansion device 60 includes an expansion valve 61, a plurality of capillaries 62 and the distributor 63. In detail, the expansion valve 61 expands the high temperature refrigerant discharged through the refrigerant discharge pipe 17b of the heat source heat exchanger 17 and converts the refrigerant into a low pressure refrigerant. The distributor 63 collects the low pressure refrigerant expanded by the expansion valve 61 and distributes the refrigerant to the plurality of capillaries 62. The refrigerant passing through the capillary tube 62 is supplied to the waste heat recovery heat exchanger 41.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 열원발생용 열교환기(17), 냉매 팽창장치(60), 폐열회수용 열교환기(41) 및 압축기(50)는 일종의 냉동 사이클을 구성한다. 그리고 냉매는 상기 열원발생용 열교환기(17), 냉매 팽창장치(60), 폐열회수용 열교환기(41) 및 압축기(50)를 차례로 순환하면서, 드라이어(30)에서 배출되는 고온의 공기로부터 열을 회수하여 드라이어(30)로 공급되는 저온의 공기에 열을 공급하는 것이다. That is, as shown in Figure 4, the heat source generation heat exchanger 17, the refrigerant expansion device 60, the waste heat recovery heat exchanger 41 and the compressor 50 constitute a kind of refrigeration cycle. And the refrigerant is heat from the hot air discharged from the dryer 30 while circulating the heat source generation heat exchanger 17, the refrigerant expansion device 60, the waste heat recovery heat exchanger 41 and the compressor 50 in sequence. To recover the heat is supplied to the low-temperature air supplied to the dryer (30).

즉, 열원발생용 열교환기(17)를 통과하면서 드라이어(30) 내로 공급되는 공기에 열을 제공하여 저온 상태의 냉매는, 냉매 팽창장치(60)를 통과할 때, 액체 냉매가 기체 상태로 변화되면서 극히 낮은 온도로 과냉각된다. 이와 같이 과냉각된 기체는 폐열회수용 열교환기(41)를 통과하면서 주변의 열을 흡수하여 주변온도를 낮추어 주며, 폐열회수용 열교환기(41)에서 주변의 열을 흡수한 기체 냉매는 압축기(50)를 거쳐 고온 고압으로 압축되어 고온의 액체 상태로 변환된다. 이와 같은 고온의 액체 냉매는 응축기의 역할을 수행하는 열원발생용 열교환기(17)로 이동하여, 팬블로워(14)에 의해 흡입되어 열원발생용 열교환기(17)를 통과하는 주변의 공기와 열교환하게 되고, 따라서 열원발생용 열교환기(17)를 통과한 공기는 고온의 공기로 변환된다. 이 고온의 공기는 토출덕트(18)를 통해 드라이어(30) 내로 공급된다. 한편, 고온의 액체 냉매는 열원발생용 열교환기(17)를 통과하면서 저온의 액체 냉매가 된다. That is, the coolant in the low temperature state is supplied to the air supplied into the dryer 30 while passing through the heat source heat exchanger 17 so that the coolant in the low temperature state changes to the gas state when the coolant passes through the coolant expansion device 60. This results in supercooling to extremely low temperatures. The supercooled gas passes through the waste heat recovery heat exchanger 41 and absorbs the surrounding heat, thereby lowering the ambient temperature. The gas refrigerant absorbing the surrounding heat in the waste heat recovery heat exchanger 41 is a compressor (50). It is compressed into a high temperature and high pressure through a) and converted into a high temperature liquid state. This high temperature liquid refrigerant moves to a heat source heat exchanger 17 serving as a condenser, and is exchanged with ambient air that is sucked by the fan blower 14 and passes through the heat source heat exchanger 17. Therefore, the air passing through the heat exchanger heat exchanger 17 is converted into hot air. This hot air is supplied into the dryer 30 through the discharge duct 18. On the other hand, the high temperature liquid refrigerant becomes the low temperature liquid refrigerant while passing through the heat source heat exchanger 17.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 열교환 유닛(10)은 냉매로써 기존의 R22, R407C, R410A 등을 사용하는 것이 아니라, 물과 같은 액체를 활용하는 것을 일 특징으로 한다. Here, the integrated heat exchange unit 10 according to an embodiment of the present invention is characterized by using a liquid such as water, rather than using conventional R22, R407C, R410A, or the like as a refrigerant.

상세히, 종래의 일체형 열교환 유닛에서는 일반적인 히트 펌프에서 사용되는 냉매가 그대로 사용되었다. 그런데 종래의 히트 펌프에서 사용되는 냉매의 경우, 실온과 같이 상대적으로 저온의 환경에서 작동할 것을 상정하였기 때문에, R22, R407C, R410A 등의 냉매가 사용되었다. 그러나 본 발명의 일체형 열교환 유닛에서는, 일반적인 히트 펌프에서보다 그 작동 환경이 상대적으로 고온이며, 따라서 R22, R407C, R410A 등의 냉매를 사용할 필요성이 적다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 열교환 유닛(10)에서는 냉매로써 물과 같은 액체를 적용하였으며, 이로 인해 360℃ 정도의 고온에서까지 작동이 가능하며, 소비 전력이 약 48%이하로 감소하는 효과를 얻을 수 있는 것이다. In detail, in the conventional integrated heat exchange unit, the refrigerant used in the general heat pump is used as it is. By the way, in the case of the refrigerant used in the conventional heat pump, since it is supposed to operate in a relatively low temperature environment such as room temperature, refrigerants such as R22, R407C, R410A and the like have been used. However, in the integrated heat exchange unit of the present invention, its operating environment is relatively high temperature than in a general heat pump, and therefore, there is less need to use refrigerants such as R22, R407C, R410A and the like. Therefore, in the integrated heat exchange unit 10 according to an embodiment of the present invention, a liquid such as water is applied as a refrigerant, and thus it is possible to operate up to a high temperature of about 360 ° C., which reduces power consumption to about 48% or less. You can get the effect.

이와 같은 본 발명의 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛(10)은 배기덕트(40) 내에 폐열회수용 열교환기(41)를 장착하여 드라이어(30)에 최대한 가까운 위치에 폐열회수기가 장착되기 때문에, 폐열이 배기부를 통과하면서 열손실이 발생하기 전에, 거의 100%에 가까운 폐열을 이용할 수 있다. 100%에 가까운 폐열이용 조건에서 최대한 많은 양의 폐열을 회수하기 위하여 냉동원리를 적용하여 폐열회수율을 극대화하였다. 또한, 열원발생용 열교환기(17)를 고온 발생 열교환 장치로 활용해 고온의 열을 생산하여, 드라이어(30)에 공급시키는 열공급원으로 활용하였다.
Since the integrated heat exchange unit 10 including the waste heat recovery device of the present invention is equipped with the waste heat recovery heat exchanger 41 in the exhaust duct 40, the waste heat recovery device is mounted as close as possible to the dryer 30. Nearly 100% of waste heat can be used before heat loss occurs as waste heat passes through the exhaust. In order to recover the maximum amount of waste heat under the condition of nearly 100% waste heat utilization, the freezing principle was applied to maximize the waste heat recovery rate. In addition, the heat source generating heat exchanger 17 was used as a high temperature generating heat exchanger to produce high temperature heat, and was used as a heat supply source for supplying the dryer 30.

본 발명의 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛(10)의 동력원은 전기이며, 대부분의 에너지가 소비되는 곳은 압축기(50)인데, 압축기(50)의 소비전력량은 폐열회수용 열교환기(41)에서 과냉각된 기체가 주변의 열에너지를 많이 흡수할수록 현저히 줄어든다.The power source of the integrated heat exchange unit 10 equipped with the waste heat recovery device of the present invention is electricity, and a place where most of the energy is consumed is the compressor 50, and the power consumption of the compressor 50 is the heat exchanger 41 for waste heat recovery. As the supercooled gas absorbs more of the surrounding thermal energy, it decreases significantly.

본 발명의 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛(10)에서 가장 중요한 점은, 드라이어(30)에서 발생한 폐열의 열원을 최대한 손실 없이 회수하여 재사용함으로써, 적은 양의 에너지 소비량으로 건조에 필요한 온도의 공기를 생산하는 것이다. 즉, 1차적으로 압축기(50)에서 압축된 고온 고압의 기체 냉매가 열원발생용 열교환기(17)를 통과하면서 공기를 가열하고, 상기 가열된 공기는 드라이어(30) 내부로 공급된다. 그리고, 드라이어(30) 내부에서 건조를 마친 공기는 외부로 배기되는데, 이때 배기덕트(40) 내에 폐열회수용 열교환기(41)를 장착하여 배기되는 폐열의 80% 이상을 냉매를 통해 회수하고 압축하여 순수한 열원만을 재사용하게 되는 것이다. The most important point in the integrated heat exchange unit 10 equipped with the waste heat recovery device of the present invention is to recover and reuse the heat source of waste heat generated in the dryer 30 without loss as much as possible, so that the air of temperature required for drying with a small amount of energy consumption is reduced. To produce. That is, the high-temperature, high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 50 primarily heats the air while passing through the heat exchanger 17 for heat source generation, and the heated air is supplied into the dryer 30. In addition, the air that has been dried in the dryer 30 is exhausted to the outside. At this time, the waste heat recovery heat exchanger 41 is installed in the exhaust duct 40 to recover 80% or more of the waste heat exhausted through the refrigerant and compress the air. Only the pure heat source will be reused.

따라서, 일 회의 사이클이 완료될 때마다 공기의 온도는 상승하며, 이때 에너지 소비량은 압축기를 운전하는데 필요한 동력만을 필요로 하기 때문에, 적은 동력의 사용만으로도 고온의 열을 생산할 수 있는 것이다. 즉 발생되는 폐열을 가장 가까운 곳에서 회수하여 가장 가까운 곳에서 사용하기 때문에, 노출로 인한 열 손실을 줄일 수 있고 효율이 상승되어 소비 에너지는 그만큼 적어지는 것이다.Thus, each time one cycle is completed, the temperature of the air rises, where energy consumption requires only the power needed to operate the compressor, so that only a small amount of power can be used to produce hot heat. That is, since the waste heat generated is recovered from the nearest place and used in the nearest place, the heat loss due to exposure can be reduced, and the efficiency is increased, so that the energy consumption is reduced.

본 발명의 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛(10)은 드라이어(30)에 필요한 열량을 계산하여 냉매의 각기 다른 임계온도 점을 고려하여 냉각장치가 아닌 고온 발생 열교환을 목적으로 설계하였다. 따라서, 종래의 냉각기나 에어컨과 다르게 고온의 열을 사용하기 때문에 압축기의 용량에 비례하여 열교환기의 전열 면적이 2배 내지 3배 정도로 제작된다.The integrated heat exchange unit 10 having the waste heat recovery device of the present invention is designed for high temperature heat exchange, not a cooling device, in consideration of different critical temperature points of the refrigerant by calculating the amount of heat required for the dryer 30. Therefore, the heat transfer area of the heat exchanger is produced about 2 to 3 times in proportion to the capacity of the compressor because it uses high temperature heat unlike the conventional cooler or air conditioner.

본 발명의 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛(10)에서 전기 에너지의 소비는 주로 압축기(50)에서 소비되는바, 이는 열원의 재이용 조건에 의하여 최소한의 동력만을 소비하며 종래 전기 히터 방식에 비하여 15% ~ 20% 밖에 동력이 소모되지 않는다.In the integrated heat exchange unit 10 having the waste heat recovery device of the present invention, the consumption of electrical energy is mainly consumed in the compressor 50, which consumes minimal power by the reuse condition of the heat source and is 15 compared with the conventional electric heater method. Only 20% to 20% power is consumed.

드라이어(30)의 사용 온도 조건에 맞추어 냉매의 각기 다른 압축비, 임계온도를 고려하여 저온에서 중 저온 또는 중 저온 이상의 열 발생장치(열 교환기)를 제작할 수 있다. 이는 새로운 냉매와 압축기의 발전성과 더불어 지속적으로 적용될 수 있는 핵심기술이다.In consideration of the different compression ratio and the critical temperature of the refrigerant in accordance with the operating temperature condition of the dryer 30, it is possible to manufacture a heat generator (heat exchanger) at low to medium or low temperature or more. This is a key technology that can be continuously applied with the development of new refrigerants and compressors.

본 발명의 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛(10)은, 종래의 히트펌프와는 다른 기술이다. 종래의 히트펌프 방식은 냉방과 난방의 두 가지 목적을 두고 제작되기 때문에 본 발명에 비하여 장착되는 부품의 수량이 증가되고, 또한 난방시 실외기를 외부에 설치함으로 인해 극히 낮은 영하권의 온도에서는 에너지 소비량이 많아지고, 정상적인 운전을 할 수 없지만, 본 발명은 영하권이 아닌 대부분의 산업 생산설비 공간에 설치되기 때문에 영하권에서의 운전이 없으며, 생산설비 가동시 발생되는 폐열을 항상 재이용하기 때문에 에너지 소비율이 일정하고 정상운전을 지속시킬 수 있다.The integrated heat exchange unit 10 provided with the waste heat recovery device of the present invention is a technique different from the conventional heat pump. Since the conventional heat pump method is manufactured for two purposes of cooling and heating, the number of parts to be mounted is increased compared to the present invention, and the energy consumption at an extremely low temperature of the subzero region is provided by installing the outdoor unit externally during heating. Increase in number, and normal operation is not possible, but the present invention is installed in most industrial production equipment spaces not in the sub-zero region, so there is no operation in the sub-zero region, and the energy consumption rate is always reused because the waste heat generated when the production equipment is operated is always reused. This can keep constant and normal operation.

본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.In the present specification, the present invention has been described with reference to limited embodiments, but various embodiments are possible within the scope of the present invention. In addition, although not described, equivalent means will also be referred to as incorporated in the present invention. Therefore, the true scope of the present invention will be defined by the claims below.

10: 일체형 열교환 유닛 11: 흡입구
12: 흡입챔버 13: 헤파필터
14: 팬블로워 15: 구동장치
16: 덕트 17: 열원발생용 열교환기
18: 토출덕트 40: 배기덕트
41: 폐열회수용 열교환기 50: 압축기
60: 냉매 팽창장치
10: integral heat exchange unit 11: inlet
12: suction chamber 13: HEPA filter
14: fan blower 15: drive unit
16: Duct 17: Heat exchanger for heat source generation
18: discharge duct 40: exhaust duct
41: heat exchanger for waste heat recovery 50: compressor
60: refrigerant expansion device

Claims (1)

드라이어(30)의 내부로 열풍을 공급하는 일체형 열교환 유닛(10)에 있어서,
외부로부터 유입되고 헤파필터(HEPA: High Efficiency Particulate Air)를 통과하면서 여과된 공기를 상기 일체형 열교환 유닛(10) 내로 공급하는 팬블로워(14);
상기 드라이어(30)와 연결되어 상기 팬블로워(14)에 의해 외부로부터 유입된 공기를 상기 드라이어(30)에 공급하는 토출덕트(18);
상기 토출덕트(18)의 일 측에 형성되고, 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축하는 압축기(50);
상기 토출덕트(18)의 일 측에 형성되고, 상기 압축기(50)로부터 전달된 냉매와 상기 토출덕트(18)를 통해 드라이어(30)에 공급되는 공기 사이에 제1 열교환이 수행되는 열원발생용 열교환기(17);
상기 열원발생용 열교환기(17)로부터 전달된 고온의 냉매를 팽창시켜 저압의 냉매로 변환하는 팽창밸브(61)와, 상기 팽창밸브(61)에서 팽창된 저압의 냉매를 모아서 상기 폐열회수용 열교환기(41)로 공급하는 다수의 모세관(62)으로 분배하는 분배기(63)를 포함하며, 상기 제1 열교환이 수행되어 응축된 고온의 냉매를 저온 저압의 냉매로 변환하는 냉매 팽창장치(60); 및
상기 드라이어(30) 내의 폐열을 외부로 배기하는 배기부(32)와 연통된 배기덕트(40) 내에 형성되고, 상기 냉매 팽창장치(60)로부터 전달된 냉매와 상기 배기덕트(40)를 통해 배출되는 고온의 폐열 사이에 제2 열교환이 수행되는 폐열회수용 열교환기(41);를 포함하고,
상기 냉매는 물이며, 상기 냉매는 상기 압축기(50), 상기 열원발생용 열교환기(17), 상기 냉매 팽창장치(60) 및 상기 폐열회수용 열교환기(41) 내부를 순환하고,
상기 제1 열교환은 상기 압축기(50)로부터 전달된 냉매에서 상기 토출덕트(18)를 통해 드라이어(30)에 공급되는 공기로 열이 전달되고,
상기 제2 열교환은 상기 배기덕트(40)를 통해 배출되는 고온의 폐열에서 상기 냉매 팽창장치(60)로부터 전달된 냉매로 열이 전달되고,
상기 제2 열교환은 50℃ 이상 360℃ 이하의 범위에서 수행되고,
상기 배기덕트(40)는 상기 토출덕트(18)의 직상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 폐열회수기를 구비한 일체형 열교환 유닛.
In the integrated heat exchange unit 10 for supplying hot air into the dryer 30,
A fan blower (14) flowing from the outside and passing the HEPA filter (HEPA: High Efficiency Particulate Air) to supply filtered air into the integrated heat exchange unit (10);
A discharge duct (18) connected to the dryer (30) to supply air introduced from the outside by the fan blower (14) to the dryer (30);
A compressor (50) formed at one side of the discharge duct (18) to compress the low temperature low pressure refrigerant into a high temperature high pressure refrigerant;
Is formed on one side of the discharge duct 18, the heat source for generating a first heat exchange between the refrigerant delivered from the compressor 50 and the air supplied to the dryer 30 through the discharge duct 18 Heat exchanger 17;
An expansion valve 61 for expanding a high temperature refrigerant transferred from the heat source heat exchanger 17 and converting the refrigerant into a low pressure refrigerant, and collecting the low pressure refrigerant expanded at the expansion valve 61 to collect the waste heat recovery heat exchanger; And a distributor (63) for distributing into a plurality of capillaries (62) for supplying to the group (41), wherein the first heat exchange is performed to convert the condensed high temperature refrigerant into a low temperature low pressure refrigerant. ; And
It is formed in the exhaust duct 40 in communication with the exhaust part 32 for exhausting the waste heat in the dryer 30 to the outside, and is discharged through the refrigerant delivered from the refrigerant expansion device 60 and the exhaust duct 40. And a waste heat recovery heat exchanger (41) in which a second heat exchange is performed between the waste heat of a high temperature.
The refrigerant is water, and the refrigerant circulates in the compressor 50, the heat source heat exchanger 17, the refrigerant expansion device 60, and the waste heat recovery heat exchanger 41,
In the first heat exchange, heat is transferred from the refrigerant delivered from the compressor 50 to the air supplied to the dryer 30 through the discharge duct 18.
The second heat exchange is heat is transferred to the refrigerant delivered from the refrigerant expansion device 60 in the high temperature waste heat discharged through the exhaust duct 40,
The second heat exchange is performed in a range of 50 ° C. or higher and 360 ° C. or lower,
The exhaust duct 40 is an integral heat exchange unit having a waste heat recovery unit, characterized in that formed in the upper portion of the discharge duct (18).
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KR20190110496A (en) 2019-09-10 2019-09-30 유지씨 주식회사 Repair unit for repairing leaks generated around the periphery of window frames and repair method using the repair unit

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