KR20160106944A - 효율적인 폐냉매 회수전용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐냉매의 회수율과 회수속도를 극대화하기 위하여, 냉각제품을 쉽게 가열하고, 냉매 회수탱크의 효율적인 활용을 통해 냉매 회수기의 부하를 줄여주며, 회수속도를 개선하는 것을 특징으로 하는 냉매 회수장치에 관한 것이다.

Description

효율적인 폐냉매 회수전용장치{Effective refrigerant recovery machine}

본 발명은 사용이 끝난 냉장고, 에어컨, 자동차 등의 제품에서 폐냉매를 회수함에 있어서, 잔류량을 최소화하고, 회수 속도를 높이는 기술에 관한 것이다. 이를 통하여 주요 온실가스인 CFC, HFC, HCFC 계열의 냉매를 최대한 효율적으로 회수하여 지구 온난화를 막으며, 냉매 자원을 재활용하며, 신품 냉매 생산을 최소화할 수 있는 기반 기술을 마련하고자 한다.

냉장고, 가정용 에어컨, 자동차 에어컨 등의 냉각제품은 대부분 CFC, HFC, HCFC 계열의 냉매를 활용하며 이들은 모두 온실가스 지수가 높거나, 오존층을 파괴하여 지구온난화의 주요원인이 되는 물질들이다. 냉각제품 내에서 냉매는 응축/액화/기화/팽창의 4단계를 반복하면서 온도변화를 거치게 되고, 기화/팽창 시 떨어진 온도로 주위의 열을 흡수하여 찬바람을 생성시키는 것이 공통적인 특징이다.

이들 냉각제품들을 사용이 끝나면 폐냉매를 냉매 회수기를 활용하여 적절히 회수해 주어야 온실가스의 대기방출을 막을 수 있고, 폐냉매 자원을 재활용할 수 있다.

냉매를 회수하는 과정에서 냉매회수기로 냉각제품의 고압부 (컴프레서, 컨덴서 및 주위 배관부위)와 저압부(기화기, 팽창기 및 주위 배관부위)에 회수기 호스를 연결하여 냉매의 자체 압력과 회수기의 컴프레서의 힘으로 냉매를 뽑아내게 된다.

그런데, 이 과정에서 [압력저하/기화열손실으로 인한 냉매 관로 내의 수분결빙], [관로 내의 오일응고], [드라이어, accumulator, thermostat 등의 밸브 막힘], [냉매 회수기의 컴프레서의 과부하], [냉매 회수탱크 내부의 압력과 온도상승] 등의 원인으로 인하여 냉매 회수 후반부로 갈수록 회수 속도가 떨어지고, 15분 이상의 충분한 시간을 가지지 않으면 적게는 5%, 많게는 20% 이상의 냉매가 냉각 제품에 잔류하게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 10분 회수, 5분 휴식, 5분 추가 회수 등의 방법을 활용하기도 하고, 고압부의 액상 냉매를 회수하면서 저압부 쪽으로는 기체상태의 냉매를 주입함으로써 냉각제품 내의 압력을 유지하여 온도저하로 인한 막힘을 억제하는 방법인 push-pull 회수방법을 쓰기도 한다.

그러나, 이러한 방법들도 냉각제품에서 소량의 냉매는 잔류하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 잔류량을 더욱 줄이며, 회수속도를 극대화하여 현장작업효율을 높이는 냉매 회수전용기를 제공하고자 한다.

본 발명은 냉매 회수율과 회수속도 극대화를 위하여, 냉매 회수작업 시 냉각제품 내의 압력과 온도저하를 막고, 냉매회수탱크 내의 압력 증가를 최소화하여 잔류냉매를 최소화한 냉매 회수장치를 제공하고자 함이다.

본 발명은 폐냉매의 회수율과 회수속도를 극대화하기 위하여, 냉각제품을 쉽게 가열하고, 냉매 회수탱크의 효율적인 활용을 통해 냉매 회수기의 부하를 줄여주며, 회수속도를 개선하는 것을 특징으로 하는 냉매 회수장치에 관한 것이다.

폐냉매 회수율이 낮아지는 것과 폐냉매 회수속도가 느려지는 것은 같은 원인들에 의해 발생하는 현상으로서,

- 냉매 회수 시 급격한 압력저하 및 기화열손실로 냉매 내의 수분이 결빙하거나, 냉동기유가 응고하여 관로가 막힘

- 리시버 드라이어, accumulator 등의 챔버류와, thermostat 등의 밸브 막힘

- 고압 및 저압 회수부로부터의 거리가 먼 부위의 냉매가 기화하지 않고 일부 액상으로 잔류

- 냉매 회수기의 컴프레서 용량 부족

- 폐냉매 내에 액상으로 응축되지 않는 공기의 불응축가스의 존재

- 냉매 회수탱크 내의 압력, 온도상승으로 점차 회수 속도가 느려짐

등으로 인하여 발생하는 현상이다.

이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 냉각제품 내의 온도와 압력 저하를 막기 위하여 금속배관이나 챔버류를 가열할 수 있는 고주파 유도가열장치로 냉각제품의 주요부위를 가열하는 기능과, 소량의 냉매를 고온으로 가열 후 주입하여 냉매 회수속도를 높이는 기능과, 냉매가열 시 발생하는 스팀으로 냉각제품의 컨덴서, 기화기 등을 가열하는 기능과, 냉매 회수기 탱크에 있어서 압력상승을 최소화하기 위해 불응축기체 및 기상(기체상태)냉매를 저장할 수 있는 보조탱크 기능 등을 구비하여 냉매 회수율과 회수속도를 획기적으로 개선하고자 한다.

본 발명을 활용하면 주요 온실가스인 폐냉매를 잔류량을 최소화하면서, 최대한 빨리 회수할 수 있다. 냉매의 적절한 회수 및 처리는 전세계적으로 규제가 강화되는 분야로서, 국내에도 ‘전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률’, ‘대기환경보전법’ 등에서 이를 강화하고 있으므로, 관련 법규 준수에도 활용할 수 있는 장점이 있다.

도 1 : 본 발명에 따른 냉매회수기의 구성
도 2 : 냉각장치 배관 등의 가열을 위한 고주파 유도가열장치의 구성
도 3 : 냉매 가열과 스팀 생산을 동시에 실시할 수 있는 냉매가열 장치
도 4 : 냉매회수탱크와 기상보조탱크의 구성

본 발명에서는 냉각제품 내의 온도와 압력 저하를 막기 위하여 금속배관이나 챔버류를 가열할 수 있는 고주파 유도가열장치로 냉각제품의 주요부위를 가열하는 기능과, 소량의 냉매를 고온으로 가열 후 주입하여 냉매 회수속도를 높이는 기능과, 냉매가열 시 발생하는 스팀으로 냉각제품의 컨덴서, 기화기 등을 가열하는 기능과, 냉매 회수기 탱크에 있어서 압력상승을 최소화하기 위해 불응축기체 및 기상(기체상태)냉매를 저장할 수 있는 보조탱크 기능 등을 구비하여 냉매 회수율과 회수속도를 획기적으로 개선하고자 한다.

이를 위하여 [도 1]과 같이 고주파 유도가열장치를 냉매 회수기 내에 장착하고, [도 2]와 같이 집게 형태의 터미널 코일을 이용하여 냉각제품의 금속배관이나, 드라이어 탱크 등의 금속 챔버류를 가열하면 그 내부에서 급속히 기화가 일어나서, 냉매회수 시 발생하는 압력저하를 최소화하여 냉매 회수속도를 높여준다.

또한 [도 3]과 같이 히팅챔버에 체크밸브를 통하여 물을 채우고 이 물을 끓여서 챔버내의 냉매탱크를 가열하여 고온고압의 냉매를 냉각제품으로 주입할 수 있도록 한다. 이 경우 기존의 push-pull 식 냉매 회수에 비해 소량의 냉매를 주입하여 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 과정에서 발생하는 고온의 증기는 냉각제품의 컨덴서, 기화기 등에 분출하여 냉각제품의 온도를 상승시켜 냉매 회수율을 3중으로 촉진하는 효과를 얻는 것이 본 발명의 특징 중의 하나이다.

냉매를 회수함에 있어서 다른 중요한 요소는 냉매 회수탱크의 구성이다. 냉매 회수가 진행될수록 냉매 회수탱크의 상부에는 냉각제품과 냉매회수기에 소량 잔류하던 불응축기체(주로 공기임)가 누적되고 이는 압력이 높아져도 액화되지 않으므로, 냉매회수탱크 내의 압력을 높여서, 냉매회수기로부터 냉매가 더 넘어오는 것을 막아, 회수속도를 늦추며, 냉매 회수기 컴프레서의 과부하를 초래한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 기존 냉매 회수기들은 냉매회수탱크의 상부 밸브로 불응축가스를 제거하는 ‘에어퍼지’를 실시한다. 그런데, 이 과정에서 불응축 기체 뿐만아니라, 기체상태의 냉매도 같이 배출되므로, 폐냉매 회수의 원래 취지를 희석하는 문제가 있다.

본 발명에서는 [도 4]와 같이 기상 보조탱크를 냉매회수탱크 상부에 거꾸로 위치시키고 밸브-호스를 통해 서로 개방하여 연결함으로써, 냉매 충전이 계속되더라도 불응축기체가 머무를 수 있는 공간을 제공하여, 냉매회수탱크에 최대한 많은 양의 냉매를 빨리 충전할 수 있는 효과를 제공하고자 한다. 이때, 보조탱크를 거꾸로 설치하는 것은 보조탱크 내부에서 압력으로 인해 기체상태 냉매가 액화되면 이 액화 냉매가 중력에 의해 하부의 냉매회수탱크로 되돌아 가도록 하기 위함이다. 이러한 냉매회수탱크 체계를 이용하면 동일 기능이 없는 냉매 회수기에 비해 회수탱크에 많은 양의 액상 냉매를 회수/이송할 수 있으며, 에어퍼지와 함께 냉매가 대기중으로 방출되는 것을 막을 수 있다.

이러한 기능들을 복합적으로 활용하면 폐제품의 냉매를 짧은 시간 내에 회수기 구성부품류의 부하를 최소화하여 최대한 많은 양의 냉매를 회수할 수 있다.

Claims (3)

1. 고주파가열장치와 냉매가열 겸 스팀발생장치와 기상보조탱크를 추가로 구성하여 냉매회수율과 회수속도를 최대화하는 것을 특징으로 하는 냉매 회수장치
2. 상기 1항에 있어서 히팅챔버와 체크밸브 급수관과 냉매탱크와 스팀배출구 등으로 구성되어, 고온의 냉매를 냉각제품에 주입할 수 있으며, 고온고압의 증기를 냉각제품에 분사하여 냉각제품을 효율적으로 데워 줄 수 있는 것을 특징으로 하는 냉매가열장치
3. 상기 1항에 있어서 하부에 위치한 냉매회수탱크와 연결호스와 상부에 위치한 기상 보조탱크로 구성되는 냉매 회수탱크 체계

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