KR20240011206A - White smoke reduction device using solar power - Google Patents
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Abstract
본 발명인 태양광을 이용한 백연저감장치는 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기가 배출되는 배출구, 상기 배출구의 후단에 설치되는 열교환기, 상기 열교환기에 고온의 유체를 공급하는 제1배관 및 상기 제1배관에 연결되어 고온의 유체를 발생시키고 공급하는 태양광패널을 포함하여 구성되어, 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기를 태양광에너지를 활용하여 상대습도를 감소시키고 에너지 효율적으로 백연발생을 저감하는 효과를 가진다.The present inventor's white smoke reduction device using sunlight includes an outlet through which high-humidity discharge air generated from a cooling tower is discharged, a heat exchanger installed at the rear end of the outlet, a first pipe that supplies high-temperature fluid to the heat exchanger, and the first pipe. It is composed of a solar panel that is connected to a solar panel to generate and supply high-temperature fluid, and utilizes solar energy to use high-humidity discharge air from the cooling tower to reduce relative humidity and energy-efficiently reduce white smoke. have
Description
본 발명은 태양광을 이용한 백연저감장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 태양광 에너지를 활용하여 백연발생을 저감시키는 태양광을 이용한 백연저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a white smoke reduction device using sunlight, and more specifically, to a white smoke reduction device using sunlight that reduces white smoke generation by utilizing solar energy.
현재 에너지 생산에 필요한 석탄이나 석유 등과 같은 화석 연료는 그 사용에 따라 배출되는 이산화탄소가 지구온난화의 주요 원인이 되고 있고, 또한, 화석 연료의 연소로 배출되는 일산화탄소, 질소산화물이나 황산화물 등이 사람의 건강을 해치거나, 삼림을 파괴하는 산성비를 내리게 하는 원인도 되고 있다. 나아가,화석 연료는 그 매장량에 한계가 있고, 인류의 무분멸한 사용에 의해 곧 고갈될 수있다는 보다 근본적인 문제도 존재한다.Currently, carbon dioxide emitted from fossil fuels such as coal and oil, which are required for energy production, is a major cause of global warming. Additionally, carbon monoxide, nitrogen oxides, and sulfur oxides emitted from the combustion of fossil fuels are harmful to human health. It is also the cause of acid rain that harms health and destroys forests. Furthermore, there is a more fundamental problem that fossil fuels have limited reserves and may soon be depleted due to mankind's indiscriminate use.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 화석 연료의 소비를 줄여 지구온난화 위험을 감소시키고, 화석 연료를 대체할 수 있는 자연 에너지를 이용하기 위한 새로운 기술개발이 요구되고 있다. 화석 연료를 대체하기 위한 자연 에너지로서는 태양광 에너지, 풍력에너지, 수력에너지 등이 있다. 특히, 태양광 에너지는 온실가스의 저감이 크고 에너지 효율의 측면에서 다른 자연 에너지 보다 우수하여 각광을 받고 있다.In order to solve these problems, the development of new technologies is required to reduce the consumption of fossil fuels, reduce the risk of global warming, and use natural energy that can replace fossil fuels. Natural energy to replace fossil fuels includes solar energy, wind energy, and hydroelectric energy. In particular, solar energy is attracting attention because it reduces greenhouse gases and is superior to other natural energies in terms of energy efficiency.
냉각탑은 물의 증발잠열을 이용하여 데워진 물을 냉각시켜 재사용케 하는 열교환기기로서 대형건물이나 반도체 클린룸 설비, 데이터센터의 냉각열을 최종적으로 대기에 방출시키는 기기이다. 냉각 순환수 자체의 증발잠열을 이용함으로서 공랭식응축기보다 효율이 좋은 장점이 있지만 냉각탑의 사용에 있어서 토출공기의 수증기가 응축되어 가시화된 백연은 환경문제를 일으키고 민원의 대상이 된다. 환경문제를 일으키는 냉각탑 백연을 줄이려는 노력이 계속되어왔는데 백연저감냉각탑은 설비비가 증가하고 에너지 소모가 큰 단점을 가지고 있다. 따라서 에너지 효율이 우수한 백연저감방안에 대한 전반적인 검토가 필요하다.A cooling tower is a heat exchange device that uses the latent heat of evaporation of water to cool and reuse heated water. It is a device that ultimately releases the cooling heat from large buildings, semiconductor clean room facilities, and data centers into the atmosphere. It has the advantage of being more efficient than an air-cooled condenser by using the latent heat of evaporation of the cooling circulating water itself, but when using a cooling tower, water vapor in the discharged air condenses and visible white smoke causes environmental problems and becomes the subject of civil complaints. Efforts have been made to reduce cooling tower plume, which causes environmental problems, but plume reduction cooling towers have the disadvantages of increased facility costs and large energy consumption. Therefore, an overall review of energy-efficient white smoke reduction measures is necessary.
백연(白煙)을 직역하면 "하얀 연기"이나 냉각탑의 출구공기가 높은 온도의 포화습공기이므로 대기와 혼합냉각 되면서 수증기가 응축되어 작은 물방울로 가시화된 상태를 말한다. 즉, 수증기는 액체인 물이 증발하여 기체화 된 것을 의미하므로 실제로 눈에 보이지 않는다. 그러므로 육안으로 보이는 것은 기체상태의 수증기가 아니라 액체인 작은 물방울로 이루어 진 것이며 이것을 백연이라 한다. 냉각탑의 백연은 대기의 온도가 낮고 습도가 높을수록 수증기가 냉각 응축 되어 작은 물방울로 가시화된 백연의 발생량이 많고 재증발이 늦게 되어 백연 길이도 길어진다. 백연의 발생여부 예측은 습공기선도에서 냉각탑토출공기 상태점과 대기 상태점을 연결한 냉각선이 포화습도선 위로 이어지면 백연이 발생하는 것으로 예측할 수 있다.The literal translation of white smoke is “white smoke,” or because the outlet air of the cooling tower is high-temperature saturated moist air, it is cooled by mixing with the atmosphere, and water vapor condenses and becomes visible as small water droplets. In other words, water vapor is liquid water that has evaporated and turned into gas, so it is virtually invisible. Therefore, what is visible to the naked eye is not gaseous water vapor, but is made up of small liquid water droplets, which are called white smoke. As the temperature of the cooling tower is lower and the humidity is higher, the water vapor cools and condenses, producing more white smoke that is visualized as small water droplets, and re-evaporation is delayed, so the length of the plume becomes longer. White smoke can be predicted to occur when the cooling line connecting the cooling tower discharge air state point and the atmospheric state point on the humidity air diagram continues above the saturation humidity line.
일반적으로 우려되는 문제점은 백연에 대한 민원으로 인접 주민뿐 아니라 넓은 범위의 지역민들에게 반감을 갖게 하는 경우가 많은 것이다. 백연이 눈에 보이는 수증기(물방울)라는 것을 잘 알지 못하거나 아는 경우에도 백연이 공해물질로서 피해를 주지 않을까 하는 의식을 갖게 되며 이것이 사업장의 허가나 운영하는데 직접적으로 또는 잠재적으로 민원의 요소가 되고 있다. 냉각탑을 운영하는 사업장에서 백연이 발생하는 경우, 환경오염으로 인식되는 사업장 이미지 저하가 예상되므로 추가적인 비용이 지출되는 백연저감냉각탑의 도입을 검토해야 한다. 냉각탑에서 토출되는 포화습공기는 냉각되는 순간부터 수증기의 응축이 시작되어 가시화 되는데, 응축의 시작을 늦추어 제한하거나 응축된 물방울이 다시 증발하여 수증기가 된다면 백연은 보이지 않게 된다. 이렇게 응축을 제한하거나 재증발 속도를 빠르게 하는 것은 공기 중에 포함될 수 있는 여력의 수증기량과 비례한다. 따라서 토출공기의 상대습도가 낮을수록, 온도가 높을수록 수증기 포함 가능량이 많아지므로 백연이 감소한다. 가장 보편적인 방법은 냉각탑 출구공기를 포화 습공기가 아닌 불포화된 습공기의 상태로 토출시키는 것이다. 즉, 대부분의 냉각탑 출구공기는 상대습도가 100% 가까운 상태인데 이를 80~85% 등 수증기가 더 포함될 수 있는 여유를 갖는 상태로 만들어 내보내는 것이다. A problem of general concern is that complaints about white smoke often arouse animosity not only from nearby residents but also from a wide range of local residents. Even if they do not know or know that white smoke is a visible water vapor (water droplet), they are aware that white smoke may cause damage as a pollutant, and this becomes a direct or potential element of civil complaints in permitting or operating a business. . If white smoke is generated at a business operating a cooling tower, the image of the business will be perceived as environmental pollution, so the introduction of a plume reduction cooling tower, which incurs additional costs, should be considered. The saturated moist air discharged from the cooling tower begins to condense and becomes visible from the moment it is cooled. However, if the start of condensation is delayed and limited, or if the condensed water droplets evaporate again to become water vapor, the white smoke becomes invisible. Limiting condensation or speeding up the re-evaporation rate in this way is proportional to the amount of water vapor that can be contained in the air. Therefore, the lower the relative humidity of the discharged air and the higher the temperature, the more water vapor it can contain, and thus the white smoke decreases. The most common method is to discharge the cooling tower outlet air as unsaturated humid air rather than saturated humid air. In other words, most cooling tower outlet air has a relative humidity close to 100%, but it is discharged at a level that allows room for more water vapor to be contained, such as 80-85%.
다만, 냉각탑 출구공기를 상대습도가 100% 가까운 상태에서 80~85%의 상대습도를 가지도록 만들기 위해서는 별도의 에너지가 필요하고 경제성에 문제가 발생할 수 있으므로, 에너지 효율이 우수한 태양광을 이용하여 냉각탑 출구공기를 상대습도가 100% 가까운 상태에서 80~85%의 상대습도를 가지도록 만들고 백연저감장치를 구성할 필요성이 있다.However, in order to make the cooling tower outlet air have a relative humidity of 80 to 85% when the relative humidity is close to 100%, additional energy is required and economic problems may arise, so the cooling tower is made using solar energy, which has excellent energy efficiency. It is necessary to make the outlet air have a relative humidity of 80-85% with a relative humidity close to 100% and to configure a plume reduction device.
전술한 문제점을 해소함에 있어서, 본 발명의 목적은 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기를 태양광에너지를 활용하여 상대습도를 감소시키고 에너지 효율적으로 백연발생을 저감하는 태양광을 이용한 백연저감장치를 제공하는 것이다.In solving the above-described problems, the purpose of the present invention is to provide a white smoke reduction device using sunlight that reduces the relative humidity of high-humidity discharge air generated from a cooling tower by utilizing solar energy and energy-efficiently reduces white smoke generation. It is done.
본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 백연저감장치는 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기가 배출되는 배출구, 상기 배출구의 후단에 설치되는 열교환기, 상기 열교환기에 고온의 유체를 공급하는 제1배관 및 상기 제1배관에 연결되어 고온의 유체를 발생시키고 공급하는 태양광패널을 포함하여 구성된다.A plume reduction device using sunlight according to an embodiment of the present invention includes an outlet through which high-humidity discharge air generated from a cooling tower is discharged, a heat exchanger installed at the rear of the outlet, and a first pipe that supplies high-temperature fluid to the heat exchanger. and a solar panel connected to the first pipe to generate and supply high-temperature fluid.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 태양광을 이용한 백연저감장치는 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기를 태양광에너지를 활용하여 상대습도를 감소시키고 에너지 효율적으로 백연발생을 저감하는 효과를 가진다.As described above, the white smoke reduction device using sunlight according to the present invention has the effect of reducing the relative humidity of the high humidity discharged air generated from the cooling tower by utilizing solar energy and reducing white smoke generation in an energy efficient manner.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.In the present invention, the accompanying drawings may be shown in exaggerated expressions for differentiation and clarity from the prior art and for convenience in understanding the technology. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so definitions of these terms should be made based on the technical content throughout the present specification. will be. Meanwhile, the examples are merely illustrative of the components presented in the claims of the present invention and do not limit the scope of the present invention, and the scope of the rights should be interpreted based on the technical idea throughout the specification of the present invention. .
나아가 본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.Furthermore, before explaining the present invention, it should be noted that matters that are not necessary to reveal the gist of the present invention, that is, known configurations that can be easily added by a person skilled in the art, are not shown or described in detail. Let it be revealed.
본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 백연저감장치는 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기가 배출되는 배출구, 상기 배출구의 후단에 설치되는 열교환기, 상기 열교환기에 고온의 유체를 공급하는 제1배관 및 상기 제1배관에 연결되어 고온의 유체를 발생시키고 공급하는 태양광패널을 포함하여 구성된다.A plume reduction device using sunlight according to an embodiment of the present invention includes an outlet through which high-humidity discharge air generated from a cooling tower is discharged, a heat exchanger installed at the rear of the outlet, and a first pipe that supplies high-temperature fluid to the heat exchanger. and a solar panel connected to the first pipe to generate and supply high-temperature fluid.
본 발명에서 냉각탑은 물의 증발잠열을 이용하여 데워진 물을 냉각시켜 재사용케 하는 열교환기기로서 대형건물이나 반도체 클린룸 설비, 데이터센터의 냉각열을 최종적으로 대기에 방출시키는 기기이며, 냉각열을 최종적으로 대기에 방출시키는 기능을 수행하는 한 그 구성이나 형태에 특별한 제한이 존재하는 것이 아니다.In the present invention, the cooling tower is a heat exchange device that cools and reuses heated water using the latent heat of evaporation of water. It is a device that finally releases the cooling heat of large buildings, semiconductor clean room facilities, and data centers to the atmosphere, and ultimately releases the cooling heat into the atmosphere. As long as it performs the function of releasing it into the atmosphere, there are no special restrictions on its composition or form.
본 발명에서 토출구는 냉각탑에서 발생하는 냉각열을 최종적으로 대기에 방출시키기 위해서 고습도의 토출공기가 배출되는 통로를 의미하며, 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기가 배출되는 기능을 수행하는 한 그 구성이나 형태에 특별한 제한이 존재하는 것이 아니다.In the present invention, the discharge port refers to a passage through which high-humidity discharge air is discharged in order to finally release the cooling heat generated from the cooling tower to the atmosphere. As long as it performs the function of discharging the high-humidity discharge air generated from the cooling tower, its structure or There are no special restrictions on the form.
본 발명에서 열교환기는 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기와 열교환을 수행하여 고습도의 토출공기의 온도를 상승시키고 상대 습도를 낮추고 에너지 효율적으로 백연발생을 저감하는 구성으로서, 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기와 열교환을 수행하여 고습도의 토출공기의 온도를 상승시키는 기능을 수행하는 한 그 구성이나 형태에 특별한 제한이 존재하는 것이 아니다.In the present invention, the heat exchanger performs heat exchange with the high-humidity discharge air generated from the cooling tower to raise the temperature of the high-humidity discharge air, lower the relative humidity, and energy-efficiently reduce white smoke generation. As long as it performs the function of raising the temperature of high-humidity discharge air by performing heat exchange with the air, there are no special restrictions on its composition or form.
본 발명에서 제1배관은 상기 열교환기에 고온의 유체를 공급하여 냉각탑에서 발생하는 고습도의 토출공기와 상기 열교환기에서 열교환을 수행하여 고습도의 토출공기의 온도를 상승시키고 상대 습도를 낮추고 에너지 효율적으로 백연발생을 저감하는 구성으로서, 상기 열교환기에 고온의 유체를 공급하는 기능을 수행하는 한 그 구성이나 형태에 특별한 제한이 존재하는 것이 아니다.In the present invention, the first pipe supplies a high-temperature fluid to the heat exchanger and performs heat exchange with the high-humidity discharge air generated from the cooling tower in the heat exchanger, thereby raising the temperature of the high-humidity discharge air, lowering the relative humidity, and producing energy-efficient white smoke. As a configuration to reduce generation, there are no particular restrictions on its configuration or form as long as it performs the function of supplying high-temperature fluid to the heat exchanger.
본 발명에서 태양광패널은 상기 제1배관에 연결되어 고온의 유체를 발생시키고 공급하는 기능을 수행하며, 태양광패널의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 태양광을 받아 전류를 생산하거나 에너지를 생산하는 어떠한 수단도 태양광패널에 해당할 수 있다. 나아가 상기 제1배관에 연결되어 고온의 유체를 발생시키고 공급하는 기능을 수행하는 한 태양광패널의 구성이나 형태에 특별한 제한이 존재하는 것이 아니다. In the present invention, the solar panel is connected to the first pipe and performs the function of generating and supplying high temperature fluid. There is no particular limitation on the type of solar panel, and it receives sunlight to produce current or energy. Any means can be considered a solar panel. Furthermore, there are no special restrictions on the structure or form of the solar panel as long as it is connected to the first pipe and performs the function of generating and supplying high-temperature fluid.
상술한 바와 같이, 본 발명은 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to examples, but it should be understood that these are merely illustrative examples, and that various modifications and equivalent other embodiments are possible based on common knowledge in the field to which the technology pertains. Therefore, the true technical protection scope of the present invention is based on the claims described below and should be determined based on the specific details of the invention described above.
본 발명은 태양광을 이용한 백연저감장치에 관한 것으로, 냉각탑을 활용한 산업 분야에 이용 가능하다.The present invention relates to a white smoke reduction device using solar energy, and can be used in industrial fields using cooling towers.
Claims (1)
상기 배출구의 후단에 설치되는 열교환기;
상기 열교환기에 고온의 유체를 공급하는 제1배관; 및
상기 제1배관에 연결되어 고온의 유체를 발생시키고 공급하는 태양광패널;
을 포함하는 태양광을 이용한 백연저감장치.An outlet through which high-humidity discharge air generated from the cooling tower is discharged;
A heat exchanger installed at the rear end of the outlet;
a first pipe supplying high-temperature fluid to the heat exchanger; and
A solar panel connected to the first pipe to generate and supply high-temperature fluid;
A white smoke reduction device using solar power including.
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| KR1020240002835A KR20240011206A (en) | 2024-01-08 | 2024-01-08 | White smoke reduction device using solar power |
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Family
ID=89722020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020240002835A KR20240011206A (en) | 2024-01-08 | 2024-01-08 | White smoke reduction device using solar power |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR20240011206A (en) |
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2024
- 2024-01-08 KR KR1020240002835A patent/KR20240011206A/en unknown
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