KR101102827B1

KR101102827B1 - 승온식 백연방지시스템

Info

Publication number: KR101102827B1
Application number: KR1020110078667A
Authority: KR
Inventors: 김성현
Original assignee: 주식회사 성지공조기술
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2012-01-05

Abstract

본 발명은 급기영역 및 배기영역과 열교환영역을 형성하는 케이싱과, 상기 급기영역과 면하는 케이싱의 측부에 마련되는 급기구와, 상기 배기영역과 면하는 케이싱의 상부면 또는 측면 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구와, 상기 열교환영역에 배치되는 열교환부와, 상기 열교환부의 상부에 마련되는 살수부와, 송풍팬과 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 구성하는 송풍팬부와, 상기 열교환부의 하부에 구성되는 집수조를 갖는 냉각탑에 있어서, 열공급원에 연결된 열원공급관 및 열원리턴관과 연결되고, 고온냉각수공급관 및 승온온수유입관이 각각 연결되며, 유동하는 고온냉각수를 가열하여 승온시키는 승온열교환기; 상기 승온온수유입관과 상기 살수부로 온수를 안내하는 승온온수유출관이 연결되고, 상기 배기구에 배치되어 상기 배기구를 통해 배출되는 배기를 가열 및 감습하여 백연을 방지하며, 핀튜브와 상기 핀튜브의 일측 단부에 구성되는 유입헤더와 타측에 구성되는 유출헤더와, 상기 핀튜브를 수용하며 상기 핀튜브를 유동하는 배기의 저항을 감소시키는 확대부를 형성하는 하우징과, 상기 하우징의 배기흡입 측 단부에 마련되는 플랜지로 구성되는 감습열교환기; 상기 열원공급관 또는 열원리턴관 중 어느 한곳에 배치되어 열원 공급을 조절하는 제1조절밸브; 상기 고온냉각수공급관 및 살수부에 연결되는 고온냉각수유입관에 각각 배치되어 유로를 제어하는 제2,3조절밸브; 및 외기검출기의 검출신호에 따라 상기 제1,2,3조절밸브를 제어하는 제어부;를 포함하는 승온식 백연방지시스템을 제공한다.

Description

승온식 백연방지시스템{System for preventing generation of white plume}

본 발명은 백연방지시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉난방설비로부터 살수부로 유동하는 고온의 냉각수를 승온열교환기로 우회시키고 승온열교환기를 유동하면서 승온된 고온의 냉각수를 감습열교환기 측으로 유동시켜 상기 승온된 고온의 냉각수를 이용하여 감습열교환기로 유동하여 외부로 배출되는 배기(포화습공기)를 가열 및 감습시킴으로써 백연 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 감습열교환기의 핀튜브 배치 열을 줄여 배기 유동저항을 줄일 수 있는 승온식 백연방지시스템에 관한 것이다.

냉각탑은 통상 공조장치의 실내기에 사용되는 냉각수를 재차 사용하기 위하여 실외공기와 직접 또는 간접 접촉시켜 냉각수를 냉각하는 일종의 열교환장치이다. 이러한 냉각탑은 공조공간의 냉난방에 사용되는 실내기와 냉각수라인을 통해 연결되어 순환되면서 실내기에서 냉난방을 위한 열교환을 수행한 후 상기 냉각수라인을 따라 냉각탑으로 이동되어 실외공기와의 열교환을 통해 다시 냉각되게 된다.

이렇게 냉각수를 냉각한 공기는 냉각수로부터 수분을 받아들여 수증기가 포화된 고온다습한 공기가 되어 냉각탑 외부로 방출되는데, 이때 고온 다습한 공기가 저온의 외부공기와 만나서 공기 중의 습기가 응축되어 다량의 미세한 수적이 발생하면서 백연을 일으키게 된다.

통상적으로 냉각탑은 사람들이 생활하는 공간과 가까운 장소에 설치되기 때문에 외관상 오염물질로 오인되어 혐오감을 일으키고, 화재로 오인되어 소란을 일으키기도 하고, 냉각수가 오염된 경우 환경오염을 초래하며, 필러의 청소 상태가 불량한 경우 인체에 해로운 물질을 배출하게 된다.

이와 같이 냉각탑의 가동시 발생되는 백연을 방지하기 위하여 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 다양한 종류의 백연방지시스템이 제안되고 있다. 이러한 시도 중 냉각탑의 상부에 열교환기를 설치하여 백연이 발생되기 전에 포화상태인 고온다습한 냉각탑 출구 공기를 가열시켜 줌으로써 백연의 발생을 방지하는 방식이 많이 제안되고 있다.

이러한 방식은 포화된 냉각탑 출구 공기를 가열하기 위해서 열교환기 측으로 열원을 공급해 주어야 한다. 이를 위해 전기나 폐열 등을 상기 열교환기 측으로 공급하여 열원을 공급하기 위한 다양한 방식이 제시되고 있다.

이 중 열원 비용을 절감시키기 위하여 상대적으로 고온인 냉각수 자체를 이용하여 백연을 감소시키는 방식이 도 6에 도시되어 있다. 즉, 냉각탑(50a)의 상부에 열교환기(90)를 설치하고 상기 열교환기(90)와 냉난방설비(60)를 냉각수유출관(57) 및 고온냉각수유입관(58)을 통해 직접 연결시킴으로써 냉난방설비(60)에서 열교환을 통해 승온된 냉각수가 살수부(52a) 측으로 이송되지 않고 열교환기(90) 측으로 직접 이송되도록 한다.

이로 인해 냉난방설비(60)에서 승온된 냉각수는 고온냉각수유입관(58)을 따라 열교환기(90) 측으로 이송된 후 냉각과정에서 발생되는 고온다습한 포화공기를 승온시킨 후 살수부(52a)측으로 이동되어 살수노즐(52)을 통해 열교환부(80a)에 분사되고 냉각탑 하부의 집수조(55)에 수집되어 다시 냉난방설비(60)로 순환되는 과정을 거치게 된다.

그러나 이러한 종래의 냉각탑은 냉난방설비에서 열교환을 통해 얻은 열원만을 이용하기 때문에 냉난방설비에서 열교환된 냉각수가 36~38℃의 낮은 온도이다. 이로 인해 고온냉각수유입관(58)을 통해 상기 열교환기(90) 측으로 이송된 냉각수가 냉각탑(50a)에서 배출되는 공기를 일정 온도 승온시킬 수는 있지만 백연을 저감시킬 수 있는 충분한 열원을 제공하지는 못하여 백연감쇄 효과가 30~80% 정도로 미약한 실정이다.

따라서, 백연감쇄효과를 높이기 위해서는 냉각탑의 상부에 설치되는 열교환기(90)의 용량 및 크기가 대형화될 수밖에 없어서 백연감쇄효과가 그다지 높지도 않으면서 설치가 어렵고 열교환기 자체의 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 상대적으로 저온인 냉각수로부터 백연을 방지하기 위한 충분한 열원을 획득하기 위해서는 냉난방설비와 열교환기를 연결하는 배관의 크기가 커지게 되어 설치비용을 증가시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉난방설비로부터 살수부로 유동하는 고온의 냉각수를 승온열교환기로 우회시키고 승온열교환기를 유동하면서 승온된 고온의 냉각수를 감습열교환기 측으로 유동시켜 상기 승온된 고온의 냉각수를 이용하여 외부로 배출되는 배기를 가열 및 감습시킴으로써 백연 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 감습열교환기의 핀튜브 배치 열을 줄여 배기 유동저항을 줄일 수 있는 승온식 백연방지시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 급기영역 및 배기영역과 열교환영역을 형성하는 케이싱과, 상기 급기영역과 면하는 케이싱의 측부에 마련되는 급기구와, 상기 배기영역과 면하는 케이싱의 상부면 또는 측면 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구와, 상기 열교환영역에 배치되는 열교환부와, 상기 열교환부의 상부에 마련되는 살수부와, 송풍팬과 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 구성하는 송풍팬부와, 상기 열교환부의 하부에 구성되는 집수조를 갖는 냉각탑에 있어서, 열공급원에 연결된 열원공급관 및 열원리턴관과 연결되고, 고온냉각수공급관 및 승온온수유입관이 각각 연결되며, 유동하는 고온냉각수를 가열하여 승온시키는 승온열교환기; 상기 승온온수유입관과 상기 살수부로 온수를 안내하는 승온온수유출관이 연결되고, 상기 배기구에 배치되어 상기 배기구를 통해 배출되는 배기를 가열 및 감습하여 백연을 방지하며, 핀튜브와 상기 핀튜브의 일측 단부에 구성되는 유입헤더와 타측에 구성되는 유출헤더와, 상기 핀튜브를 수용하며 상기 핀튜브를 유동하는 배기의 저항을 감소시키는 확대부를 형성하는 하우징과, 상기 하우징의 배기흡입 측 단부에 마련되는 플랜지로 구성되는 감습열교환기; 상기 열원공급관 또는 열원리턴관 중 어느 한곳에 배치되어 열원 공급을 조절하는 제1조절밸브; 상기 고온냉각수공급관 및 살수부에 연결되는 고온냉각수유입관에 각각 배치되어 유로를 제어하는 제2,3조절밸브; 및 외기검출기의 검출신호에 따라 상기 제1,2,3조절밸브를 제어하는 제어부;를 포함하는 승온식 백연방지시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 냉각탑은 흡입통풍식 냉각탑 또는 압입통풍식 냉각탑 중 어느 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 열교환부는 필러 또는 밀폐식 전열관 중 어느 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 살수부는 살수수조와 상기 살수수조에 배치되는 다수의 살수노즐로 구성되는 중력식 살수부이거나 살수분배관과 상기 살수분배관에 배치되는 다수의 살수노즐로 구성되는 압력식 살수부 중 어느 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징에는 상기 핀튜브를 유동하는 배기의 저항을 감소시키는 확대부를 더 포함하여 형성할 수 있다.

바람직하게는, 상기 외기검출기는 외기온도를 검출하는 온도검출기이거나 외기온도와 습도를 검출하는 온습도검출기 중 어느 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 감습열교환기로부터 유출되는 승온온수의 온도는 상기 고온냉각수유입관을 통해 유입되는 고온냉각수의 온도와 같거나 낮을 수 있다.

바람직하게는, 상기 열공급원은 지역난방시설, 발전시설, 소각로 시설 또는 난방용 보일러 시설 중 어느 하나일 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 냉난방설비로부터 살수부로 유동하는 고온의 냉각수를 승온열교환기로 우회시키고 승온열교환기를 유동하면서 승온된 고온의 냉각수를 감습열교환기 측으로 유동시켜 상기 승온된 고온의 냉각수를 이용하여 감습열교환기로 유동하여 외부로 배출되는 배기(포화습공기)를 가열 및 감습시킴으로써 백연 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 감습열교환기의 핀튜브 배치 열을 줄여 배기 유동저항을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각수 승온식 백연방지시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 요부확대도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각수 승온식 백연방지시스템을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각수 승온식 백연방지시스템을 나태낸 개략도.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 냉각수 승온식 백연방지시스템을 나타낸 개략도.
도 6은 종래의 백연방지시스템을 나타낸 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

이하에서 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 승온식 백연방지시스템(100a,100b,100c,100d)은 냉난방설비(60)를 구동시킨 후 배관(57,58)을 따라 순환되어 재사용되는 냉각수의 일부를 별도의 라인(131)을 통하여 우회시킨 후 승온열교환기(110)에서 승온시켜 냉각탑(50a,50b,50c,50d)에 구비된 감습열교환기(120) 측으로 이송시킴으로써 가열된 냉각수의 열을 이용하여 백연 발생을 방지하는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 냉각탑(50a,50b,50c,50d)은 공기조화 설비 및 냉난방 설비(60)와 냉각수유출관(57) 및 고온냉각수유입관(58)을 통해 연결되어 냉각수가 냉난방 설비(60)를 지나며 냉방에 사용되면서 온도가 상승한 냉각수의 온도를 낮추어 재사용되도록 하는 한편, 냉각수의 냉각과정에서 발생되는 백연을 방지하는 역할을 하는 것으로, 통상적인 냉각탑의 기본 구성에 따르며, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 구비될 수 있으며, 바람직하게는 흡입통풍식 냉각탑이거나 압입통풍식 냉각탑으로 구비된다.

즉, 상기 냉각탑(50a,50b,50c,50d)은 통상적인 냉각탑과 같이 급기영역 및 배기영역과 열교환영역을 형성하여 외형을 이루는 케이싱(51), 상기 급기영역과 면하는 케이싱(51)의 측부에 마련되는 급기구(53), 상기 배기영역과 면하는 케이싱의 상부면 또는 측면 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(54), 상기 열교환영역에 배치되는 열교환부(80a), 상기 열교환부의 상부에 마련되는 살수부(52a), 케이싱(51)의 내부로 외기를 흡인하는 송풍팬(70a) 및 상기 살수부(52a)에서 분사된 냉각수와 열교환 된 후 외부로 배출되는 공기를 가열시켜 백연을 저감시키는 감습열교환기(120)로 구성된다.

상기 케이싱(51)은 원통형 또는 직육면체형으로 형성되고 측면에 외기 급기구(53)가 개방되고, 송풍팬(70a)에 의해 흡입된 외기가 배출되는 배기구(54)가 개방되어 있다. 또한, 케이싱(51)의 바닥에는 집수조(55)가 설치되어 열교환부(80a)에서 낙하하는 냉각수를 모은 후 집수조(55)와 연결된 냉각수유출관(57)을 통해 순환펌프(40a)에 의해 순환되도록 되어 있다.

상기 송풍팬(70a)은 케이싱(51)의 배기구(54)내에 설치되어 급기구(53)를 통해 케이싱(51) 내부로 외기를 흡인하여 배기구(54)를 통해 외부로 배출시키는 역할을 한다. 또한, 상기 살수부(52a)는 열교환부(80a)와 엘리미네이터(56) 사이에 설치되어 냉난방설비(60)에서 고온냉각수유입관(58)을 통해 살수부(52a)로 유입된 고온의 냉각수를 열교환부(80a) 위에 균일하게 분사하도록 되어 있다.

여기서, 상기 살수부(52a)는 도 1, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 고온냉각수유입관(58)과 연결되는 살수분배관에 다수개의 살수노즐이 배치되는 압력식 살수부로 구성될 수도 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 일정공간을 갖는 살수수조에 다수개의 살수노즐이 배치되는 중력식 살수부로 구성될 수도 있다.

상기 열교환부(80a)는 살수부(52a)와 급기구(53) 사이에 배치되도록 케이싱(51)의 내부에 설치되어 살수부(52a)에서 분사된 고온의 냉각수를 분산시켜 낙하를 방해하거나 외기와의 접촉면을 최대로 늘려 냉각수가 쉽게 열을 방출할 수 있도록 해준다.

따라서, 냉난방설비(60)에서 고온냉각수유입관(58)을 따라 이송된 냉각수가 살수부(52a)로 유입된 후 살수노즐을 통해 열교환부(80a)로 분사되어 열교환부(80a)를 하향 통과하는 동안, 급기구(53)를 통해 유입되어 열교환부(80a)를 상향 통과하는 상대적으로 온도가 낮은 외기에 의해 저온화된 후 집수조(55)로 낙하하여 모인 뒤냉각수유출관(57)을 통해 다시 냉난방 설비(60)로 되돌아가 재사용된다.

여기서, 상기 열교환부(80a)는 도 1과 같이 필러 타입 또는 도 3과 같이 밀폐식 전열관 중 어느 하나의 형태로 구비될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 열교환부(80b)는 상기 냉난방설비(60)와 고온냉각수유입관(58') 및냉각수유출관(57')을 통해 직접연결되는 형태로 구비될 수도 있다. 이와 같은 경우 상기 냉난방설비(60)는냉각수유출관(57) 상에 연결되지 않으며, 상기 집수조(55)에 집수된 냉각수는 상기냉각수유출관(57)을 통해 살수부(52a)로 직접연결되거나 고온냉각수공급관(131)을 통해 후술할 승온열교환기(110)에 연결되게 된다.

한편, 상기 열교환부(80a)를 통과하면서 냉각수를 저온화시킨 외기는 엘리미네이터(56)를 거쳐 배기구(54)를 통해 대기 중으로 배출되는데, 상기 외기는 열교환부(80a)의 열교환 과정을 거치면서 상대적으로 고온 다습한 상태로 변하게 되어 배기구(54)를 통해 상대적으로 저온인 외기와 만나게 되면 배기에 함유된 수분이 응축하면서 백연이 발생하게 된다.

이러한 백연의 발생을 방지하기 위하여 케이싱(51) 내부의 열교환부(80a)를 통해 냉각수와 열교환 된 공기가 배기구(54)를 통해 대기중으로 배출되기 전에 가열될 수 있도록 케이싱(51)에 구비되는 송풍팬(70)의 위쪽으로 감습열교환기(120)가 설치된다.

즉, 냉각수의 온도를 떨어뜨리기 위해 열교환에 사용된 케이싱(51) 내부의 공기가 송풍팬(70a)이 설치된 케이싱(51)의 배기구(54)를 통해 배출되는데, 이때 상기 송풍팬(70a)의 상측에 설치된 감습열교환기(120)를 통해 배기가 가열되어 상대습도를 떨어뜨림으로써 백연이 발생되는 것을 방지하는 것이다.

이에 따라, 상기 감습열교환기(120)에서 열교환된 후 승온온수유출관(133)으로 유출되는 냉각수의 온도(t2)는 상기 고온냉각수유입관(58, 58')을 통해 유입되는 냉각수의 온도(t1)와 같거나 낮은 온도를 갖게 된다.

여기서, 상기 감습열교환기(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 핀튜브(121)와, 상기 핀튜브(121)의 일측 단부에 구성되는 유입헤더(122)와 타측에 구성되는 유출헤더(123)와, 상기 핀튜브(121)를 수용하며 상기 핀튜브(121)를 유동하는 배기의 저항을 감소시키는 확대부(125)를 형성하는 하우징(124)으로 구성되며, 상기 하우징(124)의 하부측에 플랜지(126)가 구비되어 상기 케이싱(51)의 상부에 연결된다. 이와 같이 상기 하우징(124)에 상향으로 갈수록 단면적이 넓어지는 확대부(125)가 구비됨으로써 감습열교환기(120)의 핀튜브 배치 열(row)을 줄여 배기의 유동저항을 감소시킬 수 있게 된다.

이때, 본 발명의 승온식 백연방지시스템(100)은 상기 감습열교환기(120) 측으로 이동되는 냉각수의 일부를 우회시켜 별도의 열원을 이용하여 승온시킨 후 감습열교환기(120)에 승온된 냉각수를 공급할 수 있도록 승온열교환기(110)가 구비된다.

이러한 승온열교환기(110)는 고온냉각수공급관(131)을 통하여 상기 고온냉각수유입관(58)과 연결되고 승온온수유입관(132)을 통하여 상기 감습열교환기(120)와 연결된다. 또한, 상기 승온열교환기(110)는 열공급원(10)과 열원공급관(141) 및 열원리턴관(142)과 각각 연결되어 상기 열공급원(10)으로 공급되는 고온의 온수 중 일부가 상기 승온열교환기(110) 측으로 우회되어 통과될 수 있도록 한다.

이에 따라, 상기 고온냉각수유입관(58)을 따라 유동되는 고온의 냉각수는 상기 감습열교환기(120) 측으로 곧바로 이송되지 않고, 상기 승온열교환기(110)를 거치면서 상기 열원공급관(141) 및 열원리턴관(142)에 의해 우회된 고온의 온수를 통해 승온된 후 감습열교환기(120) 측으로 이송되게 된다.

즉, 본 발명에서 상기냉각수유출관(57), 고온냉각수유입관(58), 살수부(52a) 및 집수조(55)를 따라 순환되어 재사용되는 냉각수는 그 일부가 상기 고온냉각수공급관(131)을 통해 승온열교환기(110) 측으로 우회되어 열교환을 통해 더욱 높은 온도로 승온된 후 감습열교환기(120) 측으로 이송됨으로써 감습열교환기(120)에서 외부로 배출되는 공기를 가열시켜 백연을 저감시킨 후 승온온수유출관(133)을 통해 살수부(52a)로 유입되어 열교환부(80a) 측으로 분사되는 냉각과정을 거치게 된다.

그리고, 상기 승온열교환기(110) 측으로 우회되지 않은 냉각수의 나머지는 승온열교환기(110)를 거치지 않고 곧바로 살수부(52a)로 유입되어 열교환부(80a) 측으로 분사됨으로써 냉각되게 된다.

이때, 상기 고온냉각수공급관(131) 및 승온온수유입관(132)은 상기 고온냉각수유입관(58)에 사용되는 것보다 직경이 작은 배관을 사용하도록 한다. 이는 고온냉각수공급관(131)을 통하여 승온열교환기(110) 측으로 이송된 후 승온되는 냉각수의 유량이 감습열교환기(120)를 거치지 않고 살수부(52a) 측으로 바로 유입되는 냉각수의 유량보다 적은 양이 되도록 하기 위함이다.

이는, 상술한 바와 같이 감습열교환기(120) 측으로 우회되는 냉각수와 감습열교환기 측으로 우회되지 않고 살수부(52a)로 유입되는 냉각수 모두 재사용을 위하여 살수부(52a)를 통해 분사되어 냉각되는 과정을 거치게 되는데, 고온냉각수공급관(131)을 통하여 우회된 후 승온되는 냉각수의 양이 승온되지 않는 냉각수의 양보다 적은 양이 되도록 함으로써 냉각수의 일부가 승온된다 하더라도 냉각탑(50)의 전체적인 냉각효율을 유지하기 위함이다.

이처럼, 본 발명의 냉각수 승온식 백연방지시스템(100)은 냉난방설비(60)에서 열교환을 통해 승온된 냉각수 자체의 열을 활용하여 감습열교환기(120)에서 백연 발생을 방지하기 때문에 버려지는 폐열을 재사용함으로써 에너지활용을 극대화할 수 있게 된다.

더욱이 감습열교환기(120)로 우회되는 냉각수가 승온열교환기(110)를 통해 가열된 후 감습열교환기(120) 측으로 유입되도록 함으로써 백연 방지 효과를 높일 수 있음은 물론, 냉각탑(50)에 설치되는 감습열교환기(120)의 크기를 줄이고 저용량의 열교환기를 사용할 수 있음으로써 원가절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 승온열교환기(110) 측으로 우회되는 냉각수를 승온시키기 위하여 사용되는 열공급원(10)으로는 지역난방시설이나 발전시설에서 공급되는 온수, 소각로 시설 또는 난방용 보일러에서 순환되는 온수 등과 같이 배관을 따라 순환되는 구동열원을 사용한다.

일예로, 지역난방에서는 발전소에서 고온의 구동온수를 생산한 후 공급관(22)을 통해 열원사용설비(30)로 상기 구동온수를 공급한 후 리턴관(21)을 통해 다시 발전소로 회수하게 된다. 이때, 상기 공급관(22)으로 유동되는 구동온수의 일부가 상기 승온열교환기(110) 측으로 우회된 후 리턴관(21)으로 다시 회수될 수 있도록 상기 공급관(22) 및 리턴관(21)과 승온열교환기(110)를 각각 상호 연결하는 열원공급관(142) 및 열원리턴관(141)이 구비된다.

즉, 발전소에서 생산된 후 상기 공급관(22)을 통해 열원사용설비(30)로 공급된 후 회수되는 구동온수 중 일부가 상기 열원공급관(142)을 통해 승온열교환기(110) 측으로 우회되어 고온냉각수공급관(131)을 통해 승온열교환기(110) 측으로 우회된 냉각수와 열교환이 일어난 후 다시 열원리턴관(141)을 통해 상기 리턴관(21)으로 회수되도록 하는 것이다.

이로 인해, 상기 고온냉각수공급관(131)을 통해 우회된 냉각수는 상기 열원공급관(142)을 통해 유입된 고온의 구동온수로부터 열을 획득하여 승온된 후 승온온수유입관(132)을 통해 감습열교환기(120) 측으로 이동되어 냉각탑(50a,50b,50c,50d)의 내부에서 외부로 배출되는 공기와의 열교환을 통해 백연의 발생을 방지하게 되는 것이다.

여기서, 열공급원으로 난방용 보일러가 사용되는 경우 지역난방의 경우와 마찬가지 방법으로 열원공급관(142) 및 열원리턴관(141)을 난방용 보일러에서 고온의 온수가 순환되는 순환배관에 연결함으로써 난방용 보일러에서 순환되는 고온의 온수가 상기 승온열교환기(110) 측으로 우회되도록 할 수도 있음을 밝혀둔다.

이처럼, 본 발명의 승온식 백연방지시스템(100)은 열공급원(10)으로부터 고온의 온수를 열원공급관(142) 및 열원리턴관(141)을 통해 승온열교환기(110) 측으로 우회시키는 한편, 고온냉각수공급관(131)을 통해 감습열교환부(120)로 유입되는 냉각수의 일부를 승온열교환기(110) 측으로 우회시켜 승온열교환기(110)에서 우회된 냉각수를 승온시킨 후 감습열교환기(120) 측으로 이송시킴으로써 백연발생을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 지역난방에 사용되는 고온의 온수를 감습열교환기(120)에서 외부로 배출되는 공기를 승온시키기 위한 열원으로 사용함으로써 열원비용을 저감할 수 있음은 물론, 버려지는 폐열을 활용하여 냉각수의 일부를 우회시켜 가열함으로써 에너지 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 승온식 백연방지시스템(100a,100b,100c,100d)은 열공급원(10)으로부터 승온열교환기(110) 측으로 열원을 우회시키는 열원공급관(142) 및 열원리턴관(141) 중 어느 일측과, 고온냉각수공급관(131), 살수부(52a)에 연결되는 고온냉각수유입관(58) 상에는 관로를 개폐시키는 제1,2,3조절밸브(151,152,153)가 각각 구비되어 유로를 제어하도록 한다.

이러한 제1,2,3조절밸브(151,152,153)는 별도로 마련되는 제어부(150)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부(150)의 신호에 의해 작동이 제어되도록 한다. 이때, 상기 제어부(150)는 외기의 온도를 검출하거나 외기의 온도 및 습도를 검출하는 외기검출기(155)와 서로 전기적으로 연결된다.

이에 따라, 상기 제어부(150)는 상기 외기검출기(155)에서 수집된 데이터, 즉 외기의 온도 및 습도를 기입력된 백연발생 온도 및 습도와 비교하여 상황에 맞게 상기 제1,2,3조절밸브(151,152,153)를 자동적으로 제어하게 된다.

여기서, 상기 외기검출기(155)는 온도만을 검출하는 온도검출기일 수도 있지만, 외기의 온도 및 습도를 동시에 검출하는 온습도검출기일 수도 있다.

즉, 외기 온도가 높아 냉각탑(50a,50b,50c,50d)에서 백연이 발생될 우려가 적은 경우에는 상기 제1조절밸브(151) 및 제2조절밸브(152)를 작동시켜 열원공급관(142) 및 고온냉각수공급관(131)을 폐쇄하여 냉각수가 살수부(52a)로 직접 유입되도록 함으로써 승온열교환기(110)에서 불필요한 열교환이 일어나지 않도록 한다. 또한, 외기의 온도 및 습도가 백연이 발생될 조건이지만 고온냉각수유입관(58)을 유동하는 냉각수 자체만으로 백연의 발생을 충분히 방지할 수 있는 경우에는 상기 제1조절밸브(151) 및 제3조절밸브(153)를 작동시켜 고온냉각수유입관(58)을 유동하는 냉각수가 감습열교환기(120) 측으로 우회하여 별도의 가열없이 냉각수 자체의 열원으로 배기구(54)를 통해 배출되는 공기를 가열하여 백연을 방지하도록 한다.

그리고, 외기의 온도가 낮아 냉각탑(50a,50b,50c,50d)에서 백연이 발생될 우려가 높은 경우에는 상기 제1조절밸브(151) 및 제2조절밸브(152)를 작동시켜 승온열교환기(110) 측으로 냉각수와 열공급원의 온수를 각각 우회시켜 냉각수가 온수와의 열교환을 통해 승온된 후 감습열교환기(120) 측으로 이동되도록 하여 백연의 발생을 효과적으로 방지하는 것이다.

상기에서 본 발명의 특정 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만 본 발명의 권리범위를 이에 한정하는 것은 아니며 당업자가 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경할 수 있으며 그러한 변형은 명백히 본 발명의 권리범위에 속함을 밝혀둔다.

10 : 열공급원 21 : 리턴관
22 : 공급관 30 : 열원사용설비
50a,50b,50c,50d : 냉각탑
51 : 케이싱 52a,52b : 살수부
53 : 급기구 54 : 배기구
55 : 집수조 56 : 엘리미네이터
57,57' :냉각수유출관 58,58' : 고온냉각수유입관
59 : 연결관 60 : 냉난방설비
70a,70b : 송풍팬 80a,80b : 열교환부
90 : 열교환기
100a,100b,100c,100d : 승온식 백연방지시스템
110 : 승온열교환기 120 : 감습열교환기
121 : 핀튜브(전열관) 122 : 유입헤더
123 : 유출헤더 124 : 하우징
125 : 확대부 126 : 플랜지
131 : 고온냉각수공급관 132 : 승온온수유입관
133 : 승온온수유출관 141 : 열원리턴관
142 : 열원공급관 150 : 제어부
151, 152, 153 : 제1,2,3조절밸브
155 : 외기검출기

Claims

급기영역 및 배기영역과 열교환영역을 형성하는 케이싱(51)과, 상기 급기영역에 형성된 급기구(53)와, 상기 배기영역에 형성된 배기구(54)와, 상기 열교환영역에 배치되는 열교환부(80a, 80b, 80a')와, 상기 열교환부(80a, 80b, 80a')의 상부에 마련되는 살수부(52a, 52b)와, 송풍팬(70a)과 상기 송풍팬(70a)을 구동하는 모터를 구성하는 송풍팬부와, 상기 열교환부(80a)의 하부에 구성되는 집수조(55)를 포함하는 냉각탑(50a, 50b, 50c, 50d);
상기 배기구에 설치된 감습열교환기(120);
상기 집수조(55)와 냉난방설비(60)를 연결하여, 상기 집수조(55)에 집수된 냉각수를 상기 냉난방설비(60)에 공급하는 냉각수유출관(57);
상기 냉난방설비(60)와 상기 살수부(52a, 52b)를 연결하여, 상기 냉난방설비(60)에서 토출된 냉각수를 상기 살수부(52a, 52b)로 공급하는 고온냉각수유입관(58);
상기 고온냉각수유입관(58)에서 분기된 고온냉각수공급관(131);
상기 고온냉각수공급관(131)에 공급된 냉각수에 열을 가하기 위해, 별도의 열공급원(10)과 열교환을 하도록 하는 승온열교환기(110);
상기 승온열교환기(110)와 상기 감습열교환기(120)를 연결하는 승온온수유입관(132); 및
상기 승온온수유입관(132)과 상기 살수부(52a, 52b)를 연결하는 승온온수유출관(133);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 승온식 백연방지시스템.
제 1항에 있어서,
상기 고온냉각수공급관(131)에 설치된 제2조절밸브(152);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승온식 백연방지시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 고온냉각수유입관(58)과 상기 살수부(52a, 52b) 사이에 설치된 제 3 조절밸브(153);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승온식 백연방지시스템.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 조절밸브(152)를 제어하는 제어부(150);
를 더 포함하고,
상기 제어부(150)는, 상기 감습열교환기(120)로부터 유출되는 승온온수의 온도(t2)가 상기 고온냉각수유입관(58)을 통해 유입되는 고온냉각수의 온도(t1)와 같거나 낮도록 제어하는 것을 특징으로 하는 승온식 백연방지시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감습열교환기(120)는,
상기 승온온수유입관(132)과 상기 승온온수유출관(133)이 연결된 핀튜브(121); 및
상기 핀튜브(121)가 고정되며, 상기 배기구에 결합되는 플랜지(126)가 형성된 하우징(124);
을 포함하고,
상기 하우징(124)은 상기 플랜지(126)에서 상기 핀튜브(121)가 결합된 부위로 갈수록, 면적이 넓어지는 확대부(125)를 구비하여, 상기 핀튜브(121)에 유동하는 배기 저항을 감소시킨 것을 특징으로 하는 승온식 백연방지시스템.