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KR102349675B1 - 에너지이동기술 - Google Patents

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KR102349675B1
KR102349675B1 KR1020200068677A KR20200068677A KR102349675B1 KR 102349675 B1 KR102349675 B1 KR 102349675B1 KR 1020200068677 A KR1020200068677 A KR 1020200068677A KR 20200068677 A KR20200068677 A KR 20200068677A KR 102349675 B1 KR102349675 B1 KR 102349675B1
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Abstract

본 발명은 화석연료를 사용한 보일러와 냉매를 이용한 냉동기술을 대체할 수 있는 에너지이동기술에 관한 것으로, 공기(또는 기체)를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워와; 압축된 공기를 팽창시키는 팽창밸브와; 압축 또는 팽창된 공기열원을 이동시키는 열교환기와; 수분 또는 분진 등을 배출시키는 수분리기와; 액체(물)를 증발시켜 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 압축시키는 스팀압축기와; 액체를 증발시키는 증발탱크와; 물을 정량으로 공급하는 유량제어밸브가; 포함되어 이루어지며. 더욱 상세하게는 공기(기체)를 압축시키면 온도가 상승되며, 팽창시키면 온도가 낮아지는데, 이러한 공기(기체)의 압축과 팽창을 이용하여 열을 흡수 또는 방출할 수 있으며, 흡수 열과 방출 열을 이용하여 공기에서 또는 폐열을 흡수하여 온수, 스팀, 과열공기 등을 생산할 수 있으며, 또는 액체를 증발 및 농축시킨 정제기술, 제습, 냉방, 냉장, 냉동 등에 이용할 수 있는 다양한 상태의 에너지원을 만들어 용도에 맞추어 사용할 수 있으므로 보일러와 냉동기술을 대체할 수 있는 에너지이동기술에 관한 것이다.

Description

에너지이동기술 {Energy movement technology}
본 발명은 화석연료를 사용한 보일러와 냉매를 이용한 냉동기술을 대체할 수 있는 에너지이동기술에 관한 것으로, 공기(또는 기체)를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워와; 압축된 공기열원을 이동시키는 열교환기와; 압축된 공기를 팽창시키는 팽창밸브가; 포함되어 이루어지며, 더욱 상세하게는 공기를 압축시키면 온도가 상승되며, 공기를 팽창시키면 온도가 내려간다. 즉, 공기의 압축과 팽창을 이용하여 열을 흡수 또는 방출할 수 있으며, 이러한 흡수 열과 방출 열을 이용하여 다양한 상태의 에너지원을 만들어 용도에 맞추어 사용할 수 있으므로 보일러와 냉동기를 대체할 수 있는 에너지이동기술에 관한 것이다.
보일러는 화석연료를 태워서 연료의 발열량을 물에 전달하여 온수 또는 스팀을 만들어 사용하며, 또한 공기를 가열하여 난방, 건조 등 다양한 분야에서 사용된다.
이러한 보일러에서 사용한 연료는 상태에 따라 고체연료, 액체연료, 기체연료가 있으며, 연료를 사용하기 위한 보일러의 종류도 다양하며, 발열량과 효율도 각각 다르다.
또한, 보일러는 연료를 태우기 위한 연료저장 또는 연료공급, 산소공급 장치가 요구되며, 연료의 완전연소와 효율을 높이기 위한 여러 가지 기술들이 요구되며, 연료를 사용한 후 발생된 발열량은 대기 또는 폐수로 배출되어 지구온난화, 미세먼지발생, 녹조발생 등 환경을 파괴하는 오염물질을 배출시키며, 폭발위험이 따르므로 안전교육 등 운전자의 자격이 요구되어 왔다.
또한, 냉동기술은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함하여 이루어진 것으로, 비등점이 낮은 냉매와 고온고압이 요구되므로 냉매압축기를 사용하며, 냉매의 상변화를 이용해 증발기에서 열을 흡수하고, 응축기에서 열을 방출한다. 즉, 증발기의 흡수 열은 제습, 냉방, 냉장, 냉동 등에 이용하며, 응축기의 방출 열은 온수생산, 물체의 가열, 건조 등에 이용한다.
또한, 냉매는 오존층을 파괴하는 물질이 함유되어 환경을 파괴하며, 고온고압을 이용한 기술이므로 상기 보일러와 같이 폭발위험에 따른 안전교육 등 운전자의 자격이 요구되어 왔다.
이러한 종래의 보일러와 냉동기술은 환경오염 및 폭발위험으로 인한 안전교육이 요구되며, 친환경적인 시스템을 구축하는 데에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 장치의 구성이 복잡하여 제작 및 유지보수가 어렵고, 하나의 기본 구성에 의해 다양한 상태의 에너지원을 만들 수 없으므로 구조에 한계가 있는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 환경오염 또는 폭발위험에 따른 보일러와 냉동기술을 대체할 수 있는 에너지이동기술이 제공된다. 더욱 상세하게는 공기(또는 기체)를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워와; 압축된 기체를 팽창시키는 팽창밸브와; 압축 또는 팽창된 기체의 열을 이동시키는 열교환기와; 물(액체)를 증발시켜 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 압축시키는 스팀압축기와; 액체를 증발시키는 증발탱크와; 유량을 정량으로 공급하는 유량제어밸브와; 응축수를 분리하여 배출시키는 수분리기로; 구성되어 다양한 열원을 흡수 또는 방출할 수 있으며, 이러한 여러 가지 기본 구성에 의해 공기에서 온수생산, 온수에서 스팀생산, 사용 후 배출된 폐열을 흡수하여 과열공기 또는 스팀생산, 액체를 증발 및 응축시키는 정제기술, 제습, 냉방, 냉장, 냉동 등에 이용할 수 있는 다양한 상태의 에너지원을 생성 및 공급할 수 있는 새로운 구조의 에너지이동기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 공기(또는 기체)를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(40)와; 공기열원을 흡수하는 저온용열교환기(60)와; 온수 또는 뜨거운 공기를 생산하는 고온용열교환기(61)와; 압축된 공기를 팽창시키는 팽창밸브(100)를; 포함하여 이루어지며, 상기 터보부로워(40)의 가동으로 실외공기는 상기 저온용열교환기(60)에서 열원을 공급하고, 상기 고온용열교환기(61)에서 온수 또는 뜨거운 공기를 생산하는 공기에서 온수를 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 공기에서 온수를 생산하는 기술에서, 밀폐된 초저온냉동고(140)가; 포함되어 이루어지며, 상기 터보부로워(40)의 가동으로 초저온냉동고(140)의 차가운 내부공기는 저온용열교환기(60)를 통과하여 저압상태에서 열원을 공급하고, 고온용열교환기(61)에서 압축된 열을 방출하여 -100도 이하까지 내릴 수 있는 초저온냉동고(140)가 되는 에너지이동기술이 제공된다.
또한, 이러한 초저온냉동고(140)와 같이 하나의 기본 구성으로, 환경을 파괴하는 냉매를 사용하지 않고, 제습, 냉방, 냉장, 냉동, 온수생산, 난방 등 다양한 상태의 에너지원을 생성 및 공급할 수 있는 에너지이동기술이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 공기에서 온수를 생산하는 기술에서, 생산된 온수의 열을 빼앗아 스팀을 만드는 스팀압축기(50)와; 열교환기(62)에 정량의 물을 공급하는 유량제어밸브(110)가; 포함되어 이루어지며, 상기 열교환기(62)에 열원을 공급하기 위해서 온수가 공급(82)하여 배출(83)되며, 별도의 라인에 장착된 스팀압축기(50)의 가동으로 유량제어밸브(110)에서 정량의 물(84)이 공급되며, 저압상태에서 공급된 물은 증발잠열을 흡수하여 저온의 스팀이 되며, 상기 저온의 스팀을 스팀압축기(50)가 압축하므로 고온의 스팀을 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 건조기 등에서 발생된 폐열을 흡수하여 과열공기 또는 스팀생산기술에서, 상기 과열공기생산은 폐열(72)을 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(41)와; 압축된 폐열을 이동시키는 열교환기(63)와; 고압상태에서 폐열에 함유된 수분 또는 분진 등을 배출시키는 수분리기(130)와; 상기 열교환기(63)를 통과한 온도가 내려간 폐열을 팽창시키는 팽창밸브(101)와; 상기 팽창밸브(101)를 통과하여 온도가 내려간 폐열(73)을 상기 열교환기(63)의 별도의 라인에 공급(74)할 수 있으며, 배출라인에 장착된 터보부로워(42)의 가동으로 저압상태에서 압축된 폐열을 흡수하여 과열공기가 생산되어 다시 건조기에 공급(75)할 수 있는 폐열을 흡수하여 과열공기를 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
또한, 폐열을 흡수하여 스팀생산기술은 상기 터보부로워(42) 대신 스팀압축기(50)가; 장착되고 상기 열교환기(63)에 정량의 물을 공급하는 유량제어밸브(111)가; 포함되어 이루어지며, 상기 유량제어밸브(111)에서 공급된 정량의 물은 상기 열교환기(63)에서 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 저온의 스팀이 되며, 이러한 저온의 스팀을 상기 스팀압축기(50)가 압축하므로 고온의 스팀을 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 폐열을 흡수하여 또 다른 과열공기생산기술에서, 터보부로워(43)는 건조기 등에서 배출된 폐열을 1차열교환기(65)를 통과하여 2차열교환기(66)에 공급하며, 상기 2차열교환기(66)의 타단에 냉각수를 공급(88) 및 배출(89)하여 폐열의 온도를 더욱 냉각시키며, 온도가 내려간 폐열에 포함된 수분 및 분진 등은 응축수로 배출(91)시키고, 불 응축공기는 팽창밸브(102)에서 팽창시켜 상기 1차열교환기(65)의 타단에 다시 공급하여 또 다른 터보부로워(44)의 가동으로 저압상태에서 압축된 폐열을 흡수하여 과열공기를 생산하며, 상기 과열공기를 건조기에 다시 공급하는 에너지이동기술이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 바닷물을 민물로 만드는 담수화기술에서, 바닷물(86)의 온도를 높이는 열교환기(67)와; 상기 열교환기를 통과하여 바닷물을 증발시키는 증발탱크(120)와; 상기 증발탱크(120)의 수위를 조절하는 수면계(121)와; 증발된 수증기를 압축 또는 팽창시키는 스팀압축기(51)와; 압축된 스팀을 냉각시켜 정량으로 배출하는 유량제어밸브(112)를; 포함하여 이루어지며, 바닷물(86)은 상기 열교환기(67)를 통과하여 수위를 조절하는 증발탱크(120)에 공급하며, 상기 스팀압축기(51)의 가동으로 저압상태가 된 증발탱크(120)에서 액체(물)는 수증기로 증발되며, 증발된 수증기를 상기 스팀압축기(51)가 압축하며, 압축된 스팀은 차가운 바닷물과 열교환하므로 바닷물은 온도가 상승되어 증발탱크에 공급되며, 압축된 수증기는 낮은 온도로 응축되어 민물이 생산(87)되며, 바닷물에 녹아 있는 소금은 증발되지 않으므로 더욱 농축되어 농축수(92)로 배출하는 바닷물을 증발 및 응축시켜 민물(증류수)을 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
삭제
또한, 상기 바닷물을 증발 및 응축시켜 민물을 생산하는 에너지이동기술에서, 바닷물 대신 다양한 종류의 산업폐수를 공급하여 증류수로 정제하여 다시 공정에서 사용할 수 있으므로 물을 절약할 수 있는 에너지이동기술이 제공된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보일러와 냉동기술을 대체할 수 있는 에너지이동기술이 제공된다.
더욱 상세하게는 공기(기체)를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워와; 압축된 공기를 팽창시키는 팽창밸브와; 압축 또는 팽창된 공기의 열을 이동시키는 열교환기와; 액체(물)를 증발시켜 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 압축시키는 스팀압축기와; 액체(물)를 증발시키는 증발탱크와; 유량을 정량으로 공급하는 유량제어밸브와; 응축수를 분리시켜 배출시키는 수분리기로; 구성되어, 공기에서 온수생산, 온수에서 스팀생산, 배출된 폐열을 흡수하여 과열공기 또는 스팀생산, 액체를 증발 및 응축시키는 정제기술, 제습, 냉방, 냉장, 냉동 등에 이용할 수 있는 새로운 구조의 에너지이동기술이 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 환경을 파괴하는 화석연료와 오존층을 파괴하는 냉매를 사용하지 않아도, 공기 또는 폐열을 흡수하여 다양한 상태의 에너지원을 생성 및 공급할 수 있으므로, 지구온난화, 미세먼지발생, 환경오염을 줄이며, 친환경적이며, 화석연료의 고갈문제와 물 부족 문제까지 해결하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 대표도이며, 공기에서 온수생산기술을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 초저온냉동기술을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 온수에서 스팀생산기술을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 폐열을 흡수하여 과열공기 또는 스팀생산기술을 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 폐열을 흡수하여 또 다른 과열공기생산기술을 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 바닷물을 증발시켜 민물생산기술을 도시한 개략도.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명에서 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 다양한 실시 예를 도시한 것으로, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 공기(기체)를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워와; 압축된 공기(기체)를 팽창시키는 팽창밸브와; 압축 또는 팽창된 공기열원을 이동시키는 열교환기와; 액체(물)를 증발시켜 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 압축 또는 팽창시키는 스팀압축기와; 액체(물)가 증발되는 증발탱크와; 유량을 정량으로 공급하는 유량제어밸브와; 수분 및 분진을 배출시키는 수분리기로; 구성되어, 다양한 열원을 흡수 또는 방출할 수 있으며, 이러한 여러 가지 기본 구성에 의해 공기에서 온수생산, 온수에서 스팀생산, 배출된 폐열을 흡수하여 과열공기 또는 스팀생산, 액체(물)를 증발 및 응축시키는 정제기술, 제습, 냉방, 냉장, 냉동 등에 이용할 수 있는 다양한 상태의 에너지원을 생성 및 공급할 수 있는 새로운 구조의 에너지이동기술을 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 구체적인 구성과 작동상태 등을 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 공기에서 온수생산기술을 도시한 것으로, 공기를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(40)와; 공기열원을 흡수하는 저온용열교환기(60)와; 온수 또는 뜨거운 공기를 생산하는 고온용열교환기(61)와; 압축된 공기를 팽창시키는 팽창밸브(100)를; 포함하여 이루어지며, 상기 터보부로워(40)의 가동으로 실외공기는 상기 저온용열교환기(60)에서 열원을 흡수하고, 상기 고온용열교환기(61)에서 온수 또는 뜨거운 공기를 생산하는 공기에서 온수생산 또는 과열공기를 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
더욱 상세하게 설명하기 위해서 실외공기(70)의 온도를 0℃(1)로 가정하여 설명하면, 상기 0℃(1)의 실외공기는 저압상태가 된 저온용열교환기(60)를 통과하면서 약30℃(2)가 되어 터보부로워(40)에 공급되고, 상기 터보부로워(40)는 팽창밸브(100)의 작용으로 0.6Kg/㎠ 의 압력을 높이면 압축된 공기의 온도는 약90℃(3)의 온도가 되어 고온용열교환기(61)에 공급되며, 상기 고온용열교환기(61)에서 별도의 라인으로 냉수가 공급(80)되어 온수를 약80℃까지 생산(81)하여 사용할 수 있으며, 이때 상기 고온용열교환기(61)를 통과한 실외공기는 0.6Kg/㎠의 압력과 약40℃(4)가 되어 실외공기 0℃(1)와 열교환(60)하여 약10℃(5)가 되어 팽창밸브(100)에 공급되며, 상기 팽창밸브(100)에서 0기압(대기압)까지 팽창시켜(0.6Kg/cm2에서 0기압까지 단열팽창하면 약30도 하강) 약-20℃(6)가 되어 실외로 배출(71)하는 공기에서 온수생산기술이 제공된다.
또한, 상기 고온용열교환기(61)에 별도의 라인으로 연결된 냉수(80) 대신 실내공기를 공급(80)하여 가열한 후 다시 실내로 공급(81)하면 난방이 될 수 있으며, 습이 포함된 포화공기를 공급(80)하면 과열공기가 생산(81)되는 공기에서 과열공기생산기술이 제공된다.
도 2는 본 발명의 공기에서 온수생산기술에서, 밀폐된 초저온냉동고(140)가; 포함되어 이루어지며, 상기 터보부로워(40)의 가동으로 초저온냉동고(140)의 차가운 내부공기를 저온용열교환기(60)를 통과하여 저압상태에서 열원을 흡수하고, 고온용열교환기(61)에서 열을 방출하여 -100℃ 이하까지 내릴 수 있는 초저온냉동고(140)가 되는 에너지이동기술이 제공된다.
더욱 상세하게 설명하기 위해서, 초저온냉동고(140)의 내부온도를 -100℃(1)라고 가정하여 설명하면, 상기 -100℃(1)의 차가운 공기는 저압상태가 된 저온용열교환기(60)를 통과하면서 약30℃(2)가 되어 터보부로워(40)에 공급되고, 상기 터보부로워(40)는 팽창밸브(100)의 작용으로 0.8Kg/㎠ 의 압력을 높이면 약110℃(3)의 높은 온도가 되어 고온용열교환기(61)에 공급되며, 상기 고온용열교환기(61)에서 별도의 라인으로 된 냉수(80)가 공급되어 온수(81)를 생산하여 사용할 수 있으며, 또한, 생산된 온수(81)의 열을 냉각탑에 공급하여 열을 방출할 수도 있다.
이때 상기 고온용열교환기(61)를 통과한 공기는 0.8Kg/㎠ 의 압력과 약40℃(4)의 낮은 온도가 되어 저온용열교환기(60)에 공급되어 차가운 초저온냉동고(140)의 -100℃(1)와 열 교환하여 약-90℃(5)가 되어 팽창밸브(100)에 공급되며, 상기 초저온냉동고(140)의 실내에 장착된 상기 팽창밸브(100)에서 0기압(대기압)까지 팽창하면 약-130℃(6)가 되어 다시 초저온냉동고(140)에 공급(71)하며, 이때 공기가 흐르는 관로 상에 -100℃보다 더 낮은 온도가 없으므로 응축수가 생성되지 않으며, 상기 팽창밸브(100)에서 약-130℃의 차가운 공기를 실내에 직접 공급하므로 제상이 없는 초저온냉동고(140)가 되는 에너지이동기술이 제공된다. 또한, 상기 저온용열교환기(60)에 공급한 온도는 사용하는 용도에 따라 각각 다르며, 이러한 초저온냉동고(140)와 같이 하나의 기본 시스템으로 구성되어 제습, 냉방, 냉장, 냉동, 온수생산, 난방, 건조 등에 이용할 수 있는 다양한 상태의 에너지원을 생성하여 공급할 수 있는 에너지이동기술이 제공된다.
도 3은 본 발명의 공기에서 온수생산기술에서, 생산된 온수의 열을 빼앗아 스팀을 만드는 스팀압축기(50)와; 열교환기(62)에 정량의 물(84)을 공급하는 유량제어밸브(110)가; 포함되어 이루어지며, 상기 열교환기(62)에 스팀을 만들기 위한 열원을 공급하기 위해서, 별도의 라인으로 온수(82)를 공급하여 열원을 공급하므로 온수(82)는 낮은 온도가 되어 배출(83)되며, 상기 스팀압축기(50)의 가동으로 유량제어밸브(110)를 통과한 정량의 물(84)은 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 저온의 스팀이 되며, 저온의 스팀을 상기 스팀압축기(50)가 압축하여 고온의 스팀(85)을 생산하는 온수에서 스팀을 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
도 4는 본 발명의 폐열을 흡수하여 과열공기 또는 스팀생산기술에서, 건조기 등에서 배출된 폐열(72)을 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(41)와; 압축된 폐열을 이동시키는 열교환기(63)와; 상기 열교환기(63)에서 열을 방출한 후 온도가 내려간 폐열을 팽창시키는 팽창밸브(101)와; 고압상태에서 폐열에 함유된 수분 또는 분진 등을 배출시키는 수 분리기(130)와; 저온저압의 스팀을 압축 또는 팽창시키는 스팀압축기(50)와; 상기 열교환기(63)에 정량의 물(74)을 공급하는 유량제어밸브(111)가; 포함되어 이루어지며,
상기 과열공기생산에서, 터보부로워(41)는 건조기 등에서 배출된 폐열(72)을 압축하여 열교환기(63)에 공급하며, 상기 열교환기(63)의 타단에 별도의 라인으로 온도가 낮은 실외공기(또는 포화공기)(74)를 공급하여 열 교환하므로 폐열은 온도가 내려가며, 온도가 낮은 실외공기(또는 포화공기)(74)는 온도가 높은 과열공기가 된다. 이때 온도가 내려간 폐열 속에 포함된 수분과 분진 등은 수 분리기(130)에서 응축수로 배출(90)시키며, 불 응축공기는 팽창밸브(101)에서 대기압까지 팽창시켜 낮은 온도로 대기 중에 배출(73)할 수 있으며, 또는 상기 열교환기(63)의 타단에 다시 공급(74)하여 또 다른 터보부로워(42)의 가동으로 저압상태에서 폐열을 흡수하므로 과열공기(75)가 되어 건조기에 다시 공급하는 에너지이동기술이 제공된다. 또한, 스팀생산에서, 상기 터보부로워(42) 대신 스팀압축기(50)가; 장착되고 상기 열교환기(63)에 정량의 물(74)을 공급하는 유량제어밸브(111)가; 포함되어 이루어지며, 상기 정량의 물(74)은 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 저온의 스팀이 되며, 상기 저온의 스팀을 스팀압축기(50)가 압축하므로 고온의 스팀을 생산(85)하는 폐열을 흡수하여 스팀을 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
더욱 상세하게 설명하기 위해서, 건조기에서 배출된 폐열(72)의 온도가 100℃라고 가정하여 설명하면, 상기 100℃의 폐열을 터보부로워(41)는 0.3Kg/㎠의 압력으로 높이면 약130℃의 온도가 되어 열교환기(63)에 공급되며, 상기 열교환기(63)의 타단에 별도의 공급라인으로 온도가 낮은 실외공기(또는 포화공기)(74)와 열 교환하므로 건조기에서 배출된 폐열은 약 40℃가 되며, 폐열에 포함된 수분 및 분진 등은 수 분리기(130)에서 응축수로 배출(90)하며, 불 응축공기는 상기 팽창밸브(102)에서 팽창시켜 더 낮은 약30℃가 되어 대기 중에 배출(73)할 수 있으며, 또는 상기 열교환기(63)의 타단에 다시 공급(74)하여 또 다른 터보부로워(42)의 가동으로 저압상태에서 폐열을 흡수하므로 약120℃의 과열공기(75)가 되어 건조기에 다시 공급하는 에너지이동기술이 제공된다.
또한, 건조기 등에서 배출된 100℃의 폐열을 흡수하여 스팀생산기술은 상기 터보부로워(42) 대신 스팀압축기(50)가 장착되며, 정량의 물(74)이 유량제어밸브(111)를 통과하여 상기 열교환기(63)에 공급되며 상기 스팀압축기(50)의 가동으로 저압이 되어 압축된 130℃의 폐열과 열 교환하여 정량의 물(74)은 증발잠열을 흡수하여 약120℃의 저온저압의 스팀이 되며, 상기 저온저압의 스팀을 상기 스팀압축기(50)가 압축하여 토출압력에 따라 150℃이상 고온의 스팀이 생산된다. 즉, 건조기 등에서 배출된 100℃의 폐열을 흡수하여 과열공기 또는 고온의 스팀을 만드는 에너지이동기술이 제공된 것이다.
도 5는 본 발명의 폐열을 흡수하여 또 다른 과열공기생산 기술을 도시한 것으로, 폐열(76)을 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(43, 44)와; 압축된 폐열을 냉각 또는 과열공기를 생산하는 판형열교환기(판형열교환기는 3-WAY타입으로 폐열, 냉각수, 과열공기를 일체형으로 조립가능)인 1차열교환기(65) 및 2차열교환기(66)와; 폐열에 포함된 수분 및 분진을 응축수로 배출(91)시키는 수 분리기(131)와; 수분 및 분진 등이 제거된 불 응축공기를 팽창시키는 팽창밸브(102)를; 포함하여 이루어지며,
상기 터보부로워(43)는 건조기 등에서 배출된 폐열을 1차열교환기(65)를 통과하여 2차열교환기(66)에 공급하며, 상기 2차열교환기(66)의 타단에 냉각수를 공급(88) 및 배출(89)하여 폐열의 온도를 더욱 냉각시키며, 온도가 내려간 폐열에 포함된 수분 및 분진 등은 응축수로 배출(91)시키고, 불 응축공기는 팽창밸브(102)에서 팽창시켜 상기 1차열교환기(65)의 타단에 다시 공급하여 또 다른 터보부로워(44)의 가동으로 저압상태에서 압축된 폐열을 흡수하여 과열공기를 생산하며, 상기 과열공기를 건조기에 다시 공급하는 에너지이동기술이 제공된다.
더욱 상세하게 설명하기 위해서, 건조기에서 배출된 폐열(76)의 온도를 100℃라고 가정하여 설명하면, 상기 100℃(17)의 폐열을 상기 터보부로워(43)는 0.3Kg/㎠의 압력으로 높이면 약130℃(18)의 온도가 되어 상기 1차열교환기(65)에 공급되며, 2차열교환기(66)에서 냉각수의 냉각으로 폐열의 온도를 약40℃까지 내릴 수 있으며, 이때 폐열에 포함된 수분 및 분진 등은 수 분리기(131)에서 응축수로 배출(91)하고, 온도가 내려간 폐열을 팽창밸브(102)에서 팽창시켜 저압상태인 폐열은 상기 1차열교환기(65)에서 압축된 열원을 흡수하여 약120℃(20)의 과열공기가 되어 건조기에 다시 공급(21)할 수 있으므로, 건조실의 온도가 100℃이상 유지할 수 있는 에너지이동기술이 제공된다.
도 6은 본 발명의 바닷물을 민물로 만드는 담수화기술을 도시한 것으로. 바닷물(86)의 온도를 높이는 열교환기(67)와; 상기 열교환기(67)를 통과하여 바닷물을 증발시키는 증발탱크(120)와; 상기 증발탱크(120)의 수위를 조절하는 수면계(121)와; 증발된 수증기를 압축 또는 팽창시키는 스팀압축기(51)와; 압축된 스팀을 냉각시켜 정량으로 배출하는 유량제어밸브(112)를; 포함하여 이루어지며, 바닷물(86)은 상기 열교환기(67)를 통과하여 수위를 조절하는 증발탱크(120)에 공급하며, 상기 스팀압축기(51)의 가동으로 저압상태가 된 증발탱크(120)에서 물은 수증기로 증발되며, 증발된 수증기를 상기 스팀압축기(51)가 압축하며, 압축된 수증기는 차가운 바닷물과 열교환하므로 바닷물은 온도가 상승되어 증발탱크에 공급되며, 압축된 수증기는 응축되어 낮은 온도의 민물이 되어 배출(87)되는 바닷물을 증발 및 응축시켜 민물(증류수)을 생산하는 에너지이동기술이 제공된다.
또한, 상기 바닷물을 증발 및 응축시켜 민물을 생산하는 에너지이동기술에서, 바닷물 대신 다양한 종류의 산업폐수 또는 제품(원료)을 공급하여 증류수로 정제 또는 농도를 조정할 수 있는 에너지이동기술이 제공된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1~28 : 온도계 30~31 : 트랩
40~44 : 터보부로워 50~51 : 스팀압축기
60~67 : 열교환기 70~77 : 공기(기체)입출구
80~89 : 물 입출구 90~ 92 : 응축수(농축수)
100~102 : 팽창변 110~112 : 정량유량제어밸브
120 : 증발탱크 121 : 수면계
130~131 : 수분리기 140 : 초저온냉동고

Claims (8)

  1. 공기(또는 기체)를 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(40)와; 공기열원을 흡수하는 저온용열교환기(60)와; 온수 또는 뜨거운 공기를 생산하는 고온용열교환기(61)와; 압축된 공기를 팽창시키는 팽창밸브(100)를; 포함하여 이루어지며, 상기 터보부로워(40)의 가동으로 저압상태인 상기 저온용열교환기(60)에서 공기열원을 흡수하고, 상기 고온용열교환기(61)에서, 별도의 라인으로 연결된 냉수 또는 낮은 온도의 포화공기를 공급(80)하여 온수 또는 뜨거운 과열공기를 생산(81)하는 에너지이동장치
  2. 제1항에 있어서, 밀폐된 초저온냉동고(140)가; 포함되어 이루어지며, 상기 초저온냉동고(140)의 내부공기(70)는 저압상태에서 저온용열교환기(60)를 통과하여 터보부로워(40)에 공급되며, 터보부로워(40)는 고온고압의 공기를 만들어 고온용열교환기(61)에 공급하며, 상기 고온용열교환기(61)는 별도의 외부라인으로 연결된 냉수(80)를 공급하여 온수(81)생산 또는 생산된 온수(81)를 냉각탑에 공급하여 열을 대기 중에 배출할 수 있으며, 상기 고온용열교환기(61)를 통과한 공기는 상기 저온용열교환기(60)의 타단에 다시 공급하여 초저온냉동고(140)의 내부공기(70)와 열 교환하여 초저온냉동고(140)의 내부(실내)에 장착된 팽창밸브(100)에서 대기압까지 팽창(100)시켜 공급하므로 관로 상에 응축수가 생성되지 않으며, 제상 없이 -100도 이하까지 내릴 수 있는 에너지이동장치
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 저온용열교환기(60)에 공급하는 공기의 온도(1)가 용도에 따라 각각 다르며, 초저온냉동고(140)를; 포함하여 하나의 기본 시스템으로 이루어지며, 저온용열교환기(60)를 통과한 후 팽창밸브(100)에서 배출된 차가운 공기의 온도(6)는 용도에 따라 냉방, 냉장, 냉동, 초저온냉동에 이용될 수 있으며, 또한, 고온용열교환기(61)에 냉수(80) 또는 온도가 낮은 포화공기를 공급하여 온수(81) 또는 과열공기를 생산하는 에너지이동장치
  4. 온수 열(82)을 저압의 스팀으로 이동시키는 열교환기(62)와; 정량의 물(84)을 공급하는 유량제어밸브(110)와; 저온저압의 스팀을 압축시키는 스팀압축기(50)가; 포함되어 이루어지며, 상기 열교환기(62)에 온수(82)를 공급하여 배출(83)시키며, 상기 열교환기(62)의 타단에 정량의 물(84)을 공급하는 유량제어밸브(110)가 장착되며, 상기 열교환기(62)에서 온수(82)와 정량의 물(84)이 열 교환하여 정량의 물(84)은 온도가 낮은 저온저압의 스팀이 되며, 상기 저온저압의 스팀을 스팀압축기(50)가 압축하여 고온고압의 스팀(85)을 생산하는 에너지이동장치
  5. 건조기 등에서 배출된 폐열(72)을 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(41)와; 압축된 폐열을 이동시키는 열교환기(63)와; 상기 열교환기(63)를 통과하여 온도가 내려간 폐열을 팽창시키는 팽창밸브(101)와; 고압상태에서 폐열에 함유된 수분과 분진 등을 배출시키는 수 분리기(130)를; 포함하여 이루어지며, 상기 터보부로워(41)는 상기 팽창밸브(101)의 작용으로, 건조기 등에서 배출된 폐열(72)을 압축하여 상기 열교환기(63)에 공급하며, 상기 열교환기(63)를 통과하여 온도가 내려간 폐열에 포함된 수분과 분진 등은 수 분리기(130)에서 응축수로 배출(90)하며, 상기 수 분리기(130)를 통과한 폐열은 팽창밸브(101)에서 대기압까지 팽창시켜 더욱 낮은 온도로 대기 중에 배출(73)할 수 있으며, 또는, 상기 배출(73)된 폐열을 상기 열교환기(63)의 타단에 다시 공급(74)하여 배출라인에 장착된 터보부로워(42)의 기능으로 저압상태에서 폐열을 흡수하므로 과열공기가 되어 건조기에 다시 공급하는 에너지이동장치
  6. 제4항에 있어서, 터보부로워(42) 대신 스팀압축기(50)가; 장착되고, 열교환기(63)에 정량의 물(84)을 공급하는 유량제어밸브(111)가; 포함되어 이루어지며, 상기 유량제어밸브(111)는 정량의 물(84)을 상기 열교환기(63)에 공급하며, 상기 물(84)은 저압상태에서 증발잠열을 흡수하여 저온의 스팀이 되며, 저온의 스팀을 스팀압축기(50)가 압축하여 고온의 스팀(85)을 생산하는 에너지이동장치
  7. 건조기 등에서 배출된 폐열을 압축 또는 팽창시키는 터보부로워(43)는 폐열(76)을 공급받아 팽창밸브(102)의 기능으로 압축되어 1차열교환기(65)를 통과하여 2차열교환기(66)에 공급되며, 상기 2차열교환기(66)는 별도의 외부라인으로 연결된 차가운 냉각수를 공급(88) 및 배출(89)하여 폐열을 더욱 냉각시키며, 수 분리기(131)에서 수분과 분진 등은 응축수로 배출(91)하고, 온도가 내려간 불 응축공기(폐열)는 상기 팽창밸브(102)에서 팽창시켜 상기 1차열교환기(65)의 타단에 다시 공급하며, 상기 1차열교환기의 토출 측에 장착된 또 다른 터보부로워(44)는 저압상태에서 1차열교환기(65)의 폐열을 흡수하여 과열공기(77)가 되며, 상기 과열공기를 건조기에 다시 공급하는 에너지이동장치
  8. 바닷물을 민물로 만드는 담수화기술에서, 바닷물(86)의 온도를 높이는 열교환기(67)와; 상기 열교환기(67)를 통과하여 바닷물을 증발시키는 증발탱크(120)와; 상기 증발탱크(120)의 수위를 조절하는 수면계(121)와; 증발된 수증기를 압축 또는 팽창시키는 스팀압축기(51)와; 압축된 스팀을 냉각시켜 정량으로 배출하는 유량제어밸브(112)를; 포함하여 이루어지며, 바닷물(86)은 상기 열교환기(67)를 통과하여 수위를 조절하는 증발탱크(120)에 공급하며, 스팀압축기(51)의 가동으로 저압상태가 된 증발탱크(120)에서 물은 수증기로 증발되며, 증발된 수증기를 상기 스팀압축기(51)가 압축하며, 압축된 스팀은 차가운 바닷물과 열교환하여 바닷물은 온도가 상승되어 증발탱크에 공급되며, 압축된 수증기는 낮은 온도로 응축되어 배출(87)되는 바닷물을 증발 및 응축시켜 민물(증류수)을 생산하며, 또는 상기 바닷물 대신 다양한 종류의 산업폐수 또는 제품(원료) 등을 공급하여 증류수로 정제 또는 제품의 농도를 조정하는 에너지이동장치
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