KR20160095741A

KR20160095741A - 제습 건조기

Info

Publication number: KR20160095741A
Application number: KR1020150017084A
Authority: KR
Inventors: 오제욱
Original assignee: (주)오성
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-12
Also published as: KR101760331B1

Abstract

본 발명은 제습 건조기에 관한 것으로, 상세하게는 상측면에 배기통로(50)가 구비되며, 좌,우 양측면에 온,냉방 순환통로(20)(40)가 각각 배치되는 건조실(80)과, 상기 건조실(80)의 내부 공기를 순환시키는 순환팬(51)과, 냉매가 압축되는 제1압축기(10)와, 상기 제1압축기(10)에서 압축된 냉매가 응축되는 제1응축기(21)와, 상기 온방 순환통로(20) 내부에 설치되어 상기 제1응축기(21)로부터 응축된 냉매가 재응축되는 제2응축기(22)와, 제2 응축기(22)의 냉매가 팽창되는 팽창기(30)와, 상기 냉방 순환통로(40) 내에 설치되며 상기 팽창기(30)를 통해 팽창된 냉매가 증발되는 제1증발기(41)와, 상기 제1 증발기(41)에서 증발된 냉매가 재증발되는 제2 증발기(42)와, 상기 제2 응축기(22)의 후단에서 제2 증발기(42)의 전단으로 연결되며, 상기 건조실(80)의 온도가 과열일 때 상기 제2 응축기(22)에서 응축된 냉매를 상기 제2 증발기(42)로 유입시키는 과열제어용 배관(70)을 포함하여 구성한다.
본 발명은 건조 운전과 제습 운전을 연속으로 진행하여 건조실 내의 순환공기의 온도를 조절함으로써 효율적인 운전이 가능함은 물론 제습 및 건조 효율이 향상되고, 건조기 내측과 외측에 응축기 및 증발기를 각각 설치하여 선택적으로 가동함으로써 건조실 내부의 순환공기의 온도를 저온에서 고온의 범위까지 원활히 조절이 가능하여 건조물을 적절한 온도로 건조시킬 수 있다.

Description

제습 건조기{Dehumidification Dryer}

본 발명은 건조기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 냉온 사이클에서의 발열과 흡열을 이용하는 제습 건조기에 관한 것이다.

일반적으로 고추, 미역, 김, 생선 등의 농수산물은 판매 또는 유통과정에서 변질을 방지하고, 장기간 보존하기 위하여 대부분 건조과정을 거치며, 이들 농수산물의 건조방법으로는 햇빛 또는 그늘에 의존하여 자연 건조하는 방법과, 또는 버너나 전기히터가 설치된 건조기를 이용하여 인위적으로 건조하는 방법이 있다.

상기 햇빛 또는 그늘에 의존하여 자연 건조하는 방법은 상품성을 고려할 때 가장 바람직한 건조방법이나, 날씨 변화에 영향을 많이 받고 건조시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 작업이 번거롭고 인력이 많이 소요되는 문제가 있었다.

또한 최근에 사용되고 있는 건조기를 이용한 방법은 전기히터나 또는 버너를 이용하여 고온의 열풍을 만들고, 농수산물이 적치된 건조실에 열풍을 공급하여 순환시키므로 농수산물에 함유된 수분을 증발시켜 건조하도록 구성되어 있으나, 건조과정에서 발생한 수증기가 완전히 제거되지 못하고 열풍에 혼합되어 순환됨에 따라 순환공기가 고온다습하여 건조효율이 떨어지며, 열손실도 증가하는 문제점들이 있었다.

즉, 종래의 건조기를 이용한 건조방법은 전기히터나 또는 버너로 가열된 열풍이 건조실로 공급되어 순환하면서 농수산물에 함유된 수분을 증발시켜 건조한 후, 다시 가열된 다음 건조실로 재순환됨에 따라 건조과정에서 발생한 수증기가 재순환되어 습도가 상승하므로 건조효율이 저하되고, 수증기가 혼합된 열풍을 외부로 배기할 경우 상대적으로 온도가 낮은 외부공기가 흡입되므로 열손실이 발생하는 한편 건조비용이 증가하는 문제점들이 있었다.

또한 종래의 건조기에 등유 버너를 채용하는 경우 등유의 연소가스에 의한 환경오염과 배출공기에 의한 에너지 소비가 많아 에너지 효율이 떨어지는 것은 물론 농수산물을 고온에서 장시간 건조하기 때문에 건조된 농수산물의 품질이 저하될 수 있는 문제점이 있었다.

따라서 최근에는 건조비용을 절감하고 농수산물의 상품성을 높이고자 히트펌프(Heat pump) 시스템을 적용한 제습식 건조기가 제안 되었으며, 상기 제습식 건조기는 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브를 주요 구성으로 하는 히트펌프 방식으로, 응축기에서 냉매의 열을 방출하여 건조실로 순환되는 공기를 가온하고, 건조실에서 건조과정으로 발생한 수증기를 증발기에서 액화시켜 수분을 제거하는 기술로서, 국내 등록특허 제10-0386295호(농수산물용 상온제습 건조기) 및 등록특허 제10-0869425호(제습식 건조기)가 제안되어 있다.

상기 선행기술로 제안된 제습식 건조기는 히트펌프의 응축기에서 방출되는 냉매의 열을 이용하여 건조실로 순환되는 내부공기를 가온시켜 농수산물을 건조하고, 건조실에서 건조과정으로 발생하는 수증기를 히트펌프의 증발기에서 냉각 액화시켜 수분을 제거한 다음, 다시 응축기에서 내부공기를 가온시켜 열풍을 건조실로 재순환시킴으로써, 습도가 낮은 열풍이 건조실로 재 순환되므로 건조효율이 높고, 유지관리 및 건조비용이 비교적 저렴하다.

그러나 상기의 선행기술은 건조실로 순환되는 열풍을 가온시키는 열원으로 응축기에서 방출되는 냉매의 열을 이용하므로 열풍의 온도가 비교적 낮아 수분이 다량 함유된 농수산물의 경우 건조시간이 오래 걸리는 실정이며, 또한 내부공기가 응축기와 건조실 및 증발기를 거치면서 지속적으로 순환됨에 따라 내부공기가 부드럽지 못하고 거칠어지는 한편 각종 중금속 및 세균이 잔존하여 건조환경이 최적으로 유지되지 못하는 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 냉방 사이클에서 발생하는 발열반응과 흡열반응에 따른 열을 이용하여 건조실의 온도를 조절함에 있어서, 하나의 냉동 사이클에 제1,제2 응축기 및 제1,제2 증발기로 세분화하여 구성하여 사용 용도에 따라 운전함으로써 건조 및 제습 효율을 향상시키는 제습 건조기를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 건조실의 내부온도가 설정온도 이상으로 과열되는 경우 제2 응축기를 통과한 냉매를 제1 증발기가 아닌 제2 증발기로 직접 유통시킴으로써 과열 현상을 제거함은 물론 압축기의 부하를 줄여 건조기의 전체 성능 및 내구성을 증대시킬 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 건조기에 있어서,

냉매가 압축되는 제1압축기와, 상기 제1압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 제1응축기와, 상기 제1응축기로부터 응축된 냉매가 재응축되는 제2응축기와, 제2 응축기의 냉매가 팽창되는 팽창기와, 상기 팽창기를 통해 팽창된 냉매가 증발되는 제1증발기와, 상기 제1 증발기에서 증발된 냉매가 재증발되는 제2 증발기로 이루어진 냉방시스템;

상측면에 배기통로가 구비되며, 흡입구가 천공된 좌,우 양측면의 외부에 냉,온방 순환통로가 각각 배치되는 건조실;

상기 건조실 일측면에 설치된 배기통로 내부에 장착되는 순환팬; 및

상기 제2 응축기의 후단에서 제2 증발기의 전단으로 연결되며, 건조실의 온도가 과열일 때 상기 제2 응축기의 냉매를 상기 제2 증발기의 전단으로 유입시키는 과열방지용 배관을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 건조실은 온방 순환통로에 제2 응축기가 장착되고, 냉방 순환통로에 제1 증발기가 장착되어, 내부로 유입된 고온 및 저온의 공기가 혼합되어 순환, 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 제1 응축기와 제2 증발기에 병렬로 각각 순환배관을 장착하여 과열 또는 저냉 시에 냉매를 다음 단으로 유입시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 건조실의 온도 및 습도를 감지하는 온도 및 습도 센서; 및 상기 온도 및 습도 감지부의 감지데이터를 판독하여 상기 냉방시스템의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 과열방지용 배관 및 유로변경용 배관의 결합부위에 각각 솔레노이드 밸브를 장착하여, 컨트롤러가 설정온도와 측정온도를 비교, 분석함에 따라 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하여 건조실의 내부온도가 설정온도를 유지하도록 함이 바람직하다.

상기에서 설명한 본 발명의 제습 건조기는 다음과 같은 효과를 발휘한다.

첫째, 건조 운전과 제습 운전을 연속으로 진행하여 건조실 내의 순환공기의 온도를 조절함으로써 효율적인 운전이 가능함은 물론 제습 및 건조 효율이 향상된다.

둘째, 건조기 내측과 외측에 응축기 및 증발기를 각각 설치하여 선택적으로 가동함으로써 건조실 내부의 순환공기의 온도를 저온에서 고온의 범위까지 원활히 조절이 가능하여 건조물을 적절한 온도로 건조할 수 있다.

셋째, 건조기 본체의 외부에 장착된 응축기 및 증발기에 병렬로 유로변경용 배관을 설치하여 냉매의 흐름을 변경함으로써 압축기 및 응축기로 흡입되는 고압의 냉매의 온도 및 압력을 낮추어 부하를 줄임으로써 건조기의 전체 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에서 제습 건조기의 개략적 구성도.
도 2는 도 1에서 건조실의 내부구조를 보인 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에서 제습 건조기의 외관을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에서 제습 건조기의 단면도.

이하 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 명료히 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 공지된 기술에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는 구체적인 구성에 따라 몇 가지로 구분될 수도 있지만, 각각의 실시 예를 설명함에 있어서, 공통적인 부분은 편의상 동일 부호를 사용함과 아울러 상세 설명은 기설명한 부분으로 대체하기로 하며, 대별되는 차이점을 중점적으로 부각 설명함으로써 불필요한 설명의 중복을 피하기로 한다.

본 발명의 실시 예에서 제습 건조기는 도 1 및 도 2의 구성도에 도시한 바와 같이, 상측면에 배기통로(50)가 구비되며, 흡입구(81)(82)가 각기 천공된 좌,우 양측면의 외부에 온,냉방 순환통로(20)(40)가 각각 배치되는 건조실(80)과, 상기 건조실(80)의 상측면에 설치된 배기통로(50) 내부에 장착되어 상기 건조실(80) 내부의 공기를 순환시키는 순환팬(51)과, 냉매가 압축되는 제1압축기(10)와, 상기 제1압축기(10)에서 압축된 냉매가 응축되는 제1응축기(21)와, 상기 온방 순환통로(20) 내부에 설치되어 상기 제1응축기(21)로부터 응축된 냉매가 재응축되는 제2응축기(22)와, 제2 응축기(22)의 냉매가 팽창되는 팽창기(30)와, 상기 냉방 순환통로(40) 내에 설치되며 상기 팽창기(30)를 통해 팽창된 냉매가 증발되는 제1증발기(41)와, 상기 제1 증발기(41)에서 증발된 냉매가 재증발되는 제2 증발기(42)와, 상기 압축기(10)에서의 냉매를 제2 응축기(22)로 바로 유입시키는 제1 유로변경용 배관(61)과, 상기 제1 증발기(41)에서의 냉매를 상기 압축기(10)로 바로 유입시키는 제2 유로변경용 배관(62)과, 상기 제2 응축기(22)의 후단에서 제2 증발기(42)의 전단으로 연결되며, 상기 건조실(80)의 온도가 과열일 때 상기 제2 응축기(22)에서 응축된 냉매를 상기 제2 증발기(42)로 유입시키는 과열제어용 배관(70)을 포함하여 구성한다.

상기 유로변경용 배관(61)(62) 및 과열제어용 배관(70)의 연결부위에는 솔레노이드 밸브(91-1, 91-2)(92-1, 92-2)(93-1, 93-2)가 결합된다.

상기 압축기(10), 제1 응축기(21), 과열제어용 배관(70), 제2 증발기(42) 및 유로변경용 배관(61)(62)은 건조실(80)이 장착되는 건조기 본체의 외부에 장착되는데, 본 발명의 실시 예에서는 도 4의 단면도에 도시한 바와 같이, 제습 건조기의 본체 상부에 압축기(10), 제1 응축기(21)를 설치함과 아울러 송풍팬(51) 조립체를 장착하여 구성하였으나, 구성 방식은 건조기 설계에 따라 다양하게 변경이 가능하다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 제습 건조기는 도 3과 같은 독립체로 구성하는데, 건조실(80)의 내부 온도, 습도를 측정하기 위한 온도 및/또는 습도 센서(도면 미도시)와, 사용자의 설정조건 및 상기 센서의 측정치를 파악하여 냉매 사이클 운전을 제어하기 위한 컨트롤러(도면 미도시)를 더 구비하며, 냉매 사이클 운전 시에 설정온도, 측정온도 및 측정습도에 따라 솔레노이드 밸브(91-1, 91-2)(92-1, 92-2)(93-1, 93-2)를 선택적으로 작동시켜 냉매의 흐름을 제어하도록 구성한다. 상기 컨트롤러(도면 미도시)는 제습 건조기의 본체(100)에 장착된 도어(101)의 정면에 외부에 노출되도록 구성될 수 있으며, 설정조건을 표시하기 위한 디스플레이를 포함하여 구성할 수 있다.

여기서, 상기 습도 및/또는 온도 센서는 공지의 센서를 적용할 수 있으며, 상기 센서와 컨트롤러 간의 신호 전송 방법은 통상적으로 알려져 있는 방법을 채택하여 적용할 수도 있다.

본 발명의 실시 예에서는 사용자의 설정조건 및 건조실(80)의 내부 조건에 따라 솔레노이드 밸브(91-1,91-2)(92-1,92-2)(93-1,93-2)의 개폐를 실시간으로 제어하여 압축기(10), 응축기(21)(22), 팽창기(30) 및 증발기(41)(42)를 통한 냉매 사이클을 최적으로 작동시킴으로써 현재의 설정조건과 상기 건조실(80)의 내부 조건이 일치되도록 하며, 각각의 상황에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 압축기(10)는 냉매를 순환시키는 펌프 역할을 하는 부분으로서, 증발기(41,42)에서 증발한 저온, 저압의 기체 냉매를 흡입하여 응축기(21,22)에서 응축 액화할 수 있도록 응축 온도가 될 때까지 압력을 증대시키게 된다.

상기 제1 응축기(21)는 압축기(10)에서 토출된 고온, 고압의 기체 냉매를 건조기 외부의 공기와 열 교환시켜 기체 냉매의 열을 방출시킴으로써, 고온, 고압의 액체 냉매로 응축 액화시키는 부분으로서, 건조실(80)에 유입될 공기의 온도가 과열되지 않도록 한다.

상기 제2 응축기(22)는 제1 응축기(21)를 통과한 냉매 또는 압축기(10)에서 토출되어 유로변경용 배관(61)을 통해 유입된 냉매를 온방 순환통로(20) 내의 공기와 열교환시켜 건조실(80)로 유입될 공기를 가열하게 된다.

또한, 상기 팽창기(30)는 제2 응축기(22)에서 액화된 고온 고압의 냉매 가스를 팽창시켜 저온 저압의 냉매로 변환시키게 된다.

상기 증발기(41)는 팽창기(30)를 통과한 저온 저압의 액체 냉매가 저온 저압의 기체 냉매로 변화하면서 냉방 순환통로(40) 내의 공기가 갖고 있는 열을 흡수하는 부분으로서, 상기 냉방 순환통로(40) 내의 공기를 냉각시켜 습기를 제거하는 것과 아울러 냉각된 저온의 공기가 건조실(80)에 유입되도록 한다.

상기 제2 증발기(42)는 제1 증발기(41)를 통과한 냉매가스 또는 과열제어용 배관(70)을 통해 유입된 제2 응축기(22)에서의 냉매가 주변의 공기로부터 열을 흡수하여 저온 저압의 액체 냉매가스를 저온 저압의 기체 냉매가스로 변화시키게 된다.

따라서 온방 순환통로(20)에 장착된 제2 응축기(22)의 열교환에 의해 고온의 공기가 흡입구(81)을 통해 건조실(80)로 유입되고 냉방 순환통로(40)에 장착된 제1 증발기(41)의 열교환에 의해 저온의 공기가 흡입구(82)를 통해 상기 건조실(80) 내로 유입되면 상기 고온의 공기와 저온의 공기가 혼합되어 저온의 건조한 공기가 상기 건조실(80) 내를 순환하게 된다. 이때, 배기통로(50)에 장착된 순환팬(51)의 동작으로 건조실(80) 내로 고온의 공기와 저온의 공기가 원활히 유입되어 혼합되고 그 혼합된 공기가 순환됨에 따라 상기 건조실(80) 내에 적재된 농수산물이 건조되게 된다.

한편 상기와 같은 냉매 사이클을 작동시켜 건조실(80)의 내부온도를 설정온도로 조절함에 있어서, 강제적으로 온도조절이 필요하다고 판단되는 경우 컨트롤러(도면 미도시)는 솔레노이드 밸브(91-1,91-2)(92-1,92-2)(93-1,93-2)를 작동시켜 냉매의 유로를 변경함으로써 상기 건조실(80)의 내부온도가 설정온도를 유지하도록 한다.

즉 냉매 사이클을 운전함에 있어서, 제1 응축기(21)에서 외부 공기와의 열교환을 통해 냉매의 온도가 충분히 낮춰지지 않은 경우 컨트롤러(도면 미도시)가 솔레노이드 밸브(92-1)(92-2)를 작동시켜 제2 응축기(22)를 통과한 냉매를 과열제어용 배관(70)을 통해 제2 증발기(42)로 바로 유입시키게 된다.

또한 건조실(80)의 내부온도를 조절함에 있어서, 상기 유로변경용 배관(61)을 통해 냉매를 제2 응축기(22)로 유입시키는 경우는 압축기(10)에서 토출된 냉매가 상기 제2 응축기(22)에 유입되어 열교환을 통해 상기 건조실(80)의 내부온도를 조절함에 충분하다고 판단되었을 때 솔레노이드 밸브(91-1)(91-2)를 컨트롤러(도면 미도시)의 작동시킴에 의해 이루어진다.

또한 건조실(80)의 내부온도를 조절함에 있어서, 상기 유로변경용 배관(62)을 통해 증발기(41)에서의 냉매를 압축기(10)로 바로 유입시켜도 충분하다고 판단되는 경우 컨트롤러(도면 미도시)는 솔레노이드 밸브(93-1)(93-2)를 작동시키게 된다.

따라서 컨트롤러(도면 미도시)가 설정온도 및 측정온도를 분석하여 상기와 같이 솔레노이드 밸브(91-1,91-2)(92-1,92-2)(93-1,93-2)의 작동을 제어함에 의해 건조실(80)의 내부온도를 설정온도로 유지시키게 된다.

상기에서 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태로 구현할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 압축기 20, 40 : 순환통로
21, 22 : 응축기 30 : 팽창기
41, 42 : 증발기 50 : 배기통로
61, 62, 70 : 배관 80 : 건조실
81, 82 : 흡입구 100 : 본체

Claims

냉매가 압축되는 제1압축기와, 상기 제1압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 제1응축기와, 상기 제1응축기로부터 응축된 냉매가 재응축되는 제2응축기와, 제2 응축기의 냉매가 팽창되는 팽창기와, 상기 팽창기를 통해 팽창된 냉매가 증발되는 제1증발기와, 상기 제1 증발기에서 증발된 냉매가 재증발되는 제2 증발기로 이루어진 냉방시스템;
좌,우 양측면에 냉,온방 순환통로가 각각 배치되는 건조실;
상기 건조실 일측면에 설치된 배기통로 내부에 장착되는 순환팬; 및
건조실의 온도가 과열일 때 상기 제2 응축기의 냉매를 상기 제2 증발기의 전단으로 유입시키는 과열방지용 배관을 포함하는 제습 건조기.
제1항에 있어서, 온방 순환통로에 제2 응축기가 장착되고, 냉방 순환통로에 제1 증발기가 장착되어, 건조실의 내부로 유입된 고온의 공기와 저온의 공기가 혼합되어 순환되는 것을 특징으로 하는 제습 건조기.
제1항에 있어서, 제1 응축기와 제2 증발기에 병렬로 각각 유로변경용 배관을 장착하여 과열 또는 저냉 시에 냉매를 다음 단으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 제습 건조기.
제1항에 있어서, 상기 건조실의 온도 및 습도를 감지하는 온도 및 습도 센서; 및 상기 온도 및 습도 감지부의 감지데이터를 판독하여 상기 냉방시스템의 동작을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 제습 건조기.