KR20230047752A - Agricultural water purification equipment for reclaimed land - Google Patents

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KR20230047752A
KR20230047752A KR1020210130965A KR20210130965A KR20230047752A KR 20230047752 A KR20230047752 A KR 20230047752A KR 1020210130965 A KR1020210130965 A KR 1020210130965A KR 20210130965 A KR20210130965 A KR 20210130965A KR 20230047752 A KR20230047752 A KR 20230047752A
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heat exchange
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KR1020210130965A
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박민정
유영선
문종필
이태석
강태경
오성식
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대한민국(농촌진흥청장)
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Abstract

The present invention relates to an agricultural water purification device which comprises: a concentrated water storage unit that stores concentrated water; a heat exchange unit that heats the concentrated water provided from the concentrated water storage unit; a hot air unit that vaporizes the concentrated water provided from the heat exchange unit by applying hot air; and a salt collection unit that collects salt in salt water vapor provided from the hot air unit. The heat exchange unit liquefies the water vapor provided from the salt collection unit.

Description

간척지의 농업용수 정수 장치{AGRICULTURAL WATER PURIFICATION EQUIPMENT FOR RECLAIMED LAND}Reclaimed agricultural water purification equipment {AGRICULTURAL WATER PURIFICATION EQUIPMENT FOR RECLAIMED LAND}

본 발명은 간척지의 농업용수를 정수하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for purifying agricultural water in reclaimed land.

최근 우리나라는 기후변화로 인한 지속적인 가뭄, 집중호우 등으로 인해 농업용수 부족이 심각한 수준으로 농업용수의 안정적인 확보가 필요하다.Recently, Korea is experiencing a serious shortage of agricultural water due to continuous droughts and torrential rains caused by climate change, and it is necessary to secure stable agricultural water.

특히, 간척지의 시설원예단지는 농업용수의 확보가 어려워 농업용수를 확보할 수 있는 기술이 필요하다.In particular, it is difficult to secure water for agricultural use in facility horticultural complexes in reclaimed land, so technology to secure agricultural water is required.

일반적으로 담수를 획득하기 위해서는 사용하고자 하는 물에 용존되어 있거나 부유하는 성분들을 용수 및 음용수 기준에 적합하도록 제거해야 하며, 담수화 방법에는 특수한 막을 이용하는 역 삼투법, 전기투석법, 증발법, 냉동법, 및 태양열 이용법 등이 있다. 이 중 주로 증발법, 역 삼투법, 또는 전기투석법 등이 사용되고 있다.In general, in order to obtain fresh water, components dissolved or suspended in the water to be used must be removed to meet standards for water and drinking water. Desalination methods include reverse osmosis using a special membrane, electrodialysis, evaporation, freezing, and solar energy, etc. Among them, evaporation, reverse osmosis, or electrodialysis are mainly used.

역 삼투법은 반투막과 삼투압을 이용하여 물에 용해되어 있는 용질을 제거하여 순도가 높은 담수를 얻는 과정을 말하며, 현재 상용화된 담수화 설비에서 MSF 및 MED와 함께 가장 많이 적용되는 담수화 기술이다.Reverse osmosis refers to a process of obtaining high-purity fresh water by removing solutes dissolved in water using a semi-permeable membrane and osmotic pressure, and is the most widely used desalination technology along with MSF and MED in commercial desalination facilities.

증발법은 용매인 물을 증발시키고 용질인 소금은 잔류하는 성질을 이용하여 담수를 분리하는 방법으로, 그 증발 방법과 증기 재활용 방법에 따라 다단프래쉬법, 다중효용법, 증기압축법 등으로 세분화될 수 있다.The evaporation method is a method of separating fresh water by evaporating water as a solvent and using the property that salt, the solute, remains. can

그러나, 역 삼투법은 가압에 필요한 압축일을 받기 위한 역 삼투막의 비용이 상당히 고가이고, 유지/보수 비용이 많이 드는 단점이 있어 주로 대규모 담수화 설비에 채택되는데, 이에 따라 소형 담수화 장치를 필요로 하는 경우에는 사용하기 어렵다는 단점이 있다.However, the reverse osmosis method has disadvantages in that the cost of the reverse osmosis membrane to receive the compression work required for pressurization is quite high and maintenance / repair costs are high, so it is mainly adopted for large-scale desalination facilities. The downside is that it is difficult to use.

또한, 증발법은 가열하기 위한 별도의 열원이 따로 필요하여 생산에 투입되는 비용에 비해 얻어지는 담수의 양이 적어 경제적이지 못한 단점이 있다.In addition, the evaporation method has a disadvantage in that it is not economical because the amount of fresh water obtained is small compared to the cost of production because a separate heat source for heating is required.

본 발명의 목적은 간척지의 농축수를 농업용수로 정수하는 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus for purifying concentrated water from reclaimed land into agricultural water.

본 발명은 농업용수 정수 장치에 관한 것으로, 농축수를 저장하는 농축수 저장부; 상기 농축수 저장부로부터 제공된 상기 농축수를 가열하는 열교환부; 열풍을 가하여 상기 열교환부로부터 제공받은 상기 농축수를 기화하는 열풍부; 상기 열풍부로부터 제공받은 염수증기의 염분을 포집하는 염분 포집부;를 포함하고, 상기 열교환부는 상기 염분 포집부로부터 제공받은 수증기를 액화한다.The present invention relates to an agricultural water purification device, comprising: a concentrated water storage unit for storing concentrated water; a heat exchange unit for heating the concentrated water supplied from the concentrated water storage unit; a hot air unit for vaporizing the concentrated water provided from the heat exchange unit by applying hot air; and a salt collecting unit that collects salt from the salt steam supplied from the hot air unit, and the heat exchange unit liquefies the water vapor supplied from the salt collecting unit.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 수증기가 액화되어 생성된 담수를 저장하는 담수 저장부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a fresh water storage unit for storing fresh water generated by liquefying the water vapor may be further included.

본 발명은 농업용수 정수 장치에 관한 것으로, 농축수를 가열하고, 수증기를 액화하여 담수를 생성하는 열교환부; 열풍을 가하여 상기 열교환부로부터 제공받은 상기 농축수를 기화하는 열풍부; 상기 열풍부로부터 제공받은 염수증기의 염분을 포집하는 염분 포집부; 및 상기 열교환부로부터 제공받은 상기 담수를 저장하는 담수 저장부;를 포함하고, 상기 열교환부는 상기 염분포집부로부터 상기 수증기를 제공받고, 기울어진 구조로 형성되어 상기 담수를 집수한다.The present invention relates to an agricultural water purifying apparatus, comprising: a heat exchange unit for generating fresh water by heating concentrated water and liquefying water vapor; a hot air unit for vaporizing the concentrated water provided from the heat exchange unit by applying hot air; a salt collection unit for collecting salt in the salt water vapor supplied from the hot air unit; and a fresh water storage unit configured to store the fresh water supplied from the heat exchange unit, wherein the heat exchange unit receives the water vapor from the salt collection unit and is formed in an inclined structure to collect the fresh water.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 열풍부는 상기 농축수를 미립화시키는 미립화 장치를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hot air unit may further include an atomization device for atomizing the concentrated water.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 열교환부, 상기 열풍부, 및 상기 염분 포집부에 전력을 제공하는 동력부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a power unit for providing power to the heat exchange unit, the hot air unit, and the salt collecting unit may be further included.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 동력부는 태양광 패널 및 ESS(Energy Storage System)일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power unit may be a solar panel and an energy storage system (ESS).

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 농축수 저장부는 펌프를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the concentrated water storage unit may further include a pump.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 염분 포집부는 초음파 처리를 통해 염분을 포집할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the salt collecting unit may collect salt through ultrasonic treatment.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 열풍부는 50℃ 내지 120℃의 열풍을 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hot air unit may generate hot air of 50 ℃ to 120 ℃.

본 발명은 농업용수 정수 장치의 동작 방법에 관한 것으로, 농축수 탱크에서 제공된 농축수가 펌프를 통해 열교환 장치로 제공되는 단계; 상기 농축수가 열교환되어 가열되는 단계; 상기 가열된 농축수가 미립화 장치로 제공되는 단계; 상기 가열된 농축수가 미립화되는 단계; 상기 미립화된 농축수가 열풍에 의해, 기화되어 염수증기가 되고 염분 포집 장치로 제공되는 단계; 상기 염수증기가 염분 포집 장치에서 염분이 포집되어 수증기가 되는 단계; 상기 수증기가 상기 열교환 장치로 제공되는 단계; 상기 수증기가 열교환으로 액화되어 담수가 되는 단계; 및 상기 담수가 담수 탱크로 제공되는 단계;를 포함한다.The present invention relates to an operation method of an agricultural water purification device, comprising: supplying concentrated water from a concentrated water tank to a heat exchanger through a pump; Heating the concentrated water through heat exchange; providing the heated concentrated water to an atomization device; atomizing the heated concentrated water; The atomized concentrated water is vaporized by hot air to become brine vapor and provided to a salt collecting device; a step in which the salt water vapor is converted into water vapor by collecting salt in a salt collecting device; supplying the water vapor to the heat exchanger; liquefying the water vapor through heat exchange to become fresh water; and providing the fresh water to the fresh water tank.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 열풍은 50℃ 내지 120℃로 제공될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hot air may be provided at 50 ℃ to 120 ℃.

본 발명에 따른 농업용수 정수 장치는 간척지의 농축수를 농업용수로 정수할 수 있으므로, 담수를 구하기 어려운 장소에서 담수를 생성할 수 있다.Since the agricultural water purification apparatus according to the present invention can purify concentrated water from reclaimed land into agricultural water, fresh water can be generated in a place where fresh water is difficult to obtain.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 담수 저장부 및 동력부를 더 포함하는 농업용수 정수 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치를 더 자세히 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 농업용수 정수 장치를 본 발명의 일 실시 예에 따라 실시한 농업용수 정수 장치의 동작 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치를 간략하게 나타낸 그림이다.1 is a view showing an agricultural water purification device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an agricultural water purification device further including a fresh water storage unit and a power unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing the agricultural water purification apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 in more detail.
FIG. 4 is a flowchart of an operation method of the agricultural water purification device shown in FIG. 3 implemented according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of an agricultural water purification device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 간척지의 농업용수 정수 장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus for purifying agricultural water in reclaimed land according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in this specification and claims should not be construed as limited in a dictionary sense, and based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best explain his/her invention. , It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

상세한 설명, 도면들, 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다.The illustrative embodiments set forth in the detailed description, drawings, and claims are not intended to be limiting, and other embodiments may be utilized, and other changes may be made without departing from the spirit or scope of the technology disclosed herein. .

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can replace them at the time of this application. It should be understood that water and variations may exist.

당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 및 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.One skilled in the art may arrange, construct, combine, and design the components of the present disclosure, i.e., the components generally described herein and illustrated in the drawings, in a variety of different configurations, all of which are expressly contrived, and the present disclosure It will be readily understood that it forms part of the

본 발명은 열교환부, 열풍부, 및 염분 포집부를 이용하여 간척지의 농축수를 농업용수로 정수하는 장치 및 농업용수 정수 장치의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for purifying concentrated water from reclaimed land into agricultural water by using a heat exchanger, a hot air receiver, and a salt collector, and an operating method of the agricultural water purifier.

열교환기는 두 개 또는 그 이상의 유체 사이에서 열을 교환할 수 있게 고안된 장치를 열교환기라고 한다. 열교환기는 유체의 냉각 또는 유체의 온도를 높이는 난방의 목적으로 서로 다른 유체의 열을 교환할 수 있도록 사용된다.A heat exchanger is a device designed to exchange heat between two or more fluids. A heat exchanger is used to exchange heat between different fluids for the purpose of cooling a fluid or heating a fluid to increase its temperature.

열교환기는 두 개의 유체가 분리되어 유체 사이의 혼합을 방지한다. 열교환기는 열만 교환하는 장치이기 때문에, 유체끼리의 혼합을 방지하는 것이 원칙이다. 대부분 커다란 유체 탱크에 유체가 들어가고 나갈 수 있도록 입구와 출구가 있으며, 이와 독립적으로 관 등이 탱크의 유체 안에 있는 구조로 튜브의 입구와 출구가 있다. 탱크 내부의 유체와 탱크 내부의 유체는 서로 다른 온도로 인해, 온도가 높은 유체에서 낮은 유체로 열이 전달되어 교환하는 원리이다.The heat exchanger separates the two fluids and prevents mixing between the fluids. Since a heat exchanger is a device that exchanges only heat, it is a principle to prevent mixing of fluids. In most large fluid tanks, there are inlets and outlets for fluid to enter and exit, and independently of this, there are inlets and outlets of tubes in a structure in which a pipe or the like is in the fluid of the tank. Due to the different temperatures between the fluid inside the tank and the fluid inside the tank, heat is transferred and exchanged from a fluid with a higher temperature to a fluid with a lower temperature.

일반적으로 열교환기는 효율을 높이기 위해 두 개의 서로 다른 유체가 만나는 표면적을 넓혀야 하는데, 이는 튜브의 표면적을 늘려주는 구조로 설계하면 가능하다. 또한, 유체가 잘 흐를 수 있도록 유체의 흐름 경로를 설계하는 것도 열교환기의 효율을 높이는 중요한 방법이다.In general, heat exchangers need to increase the surface area where two different fluids meet in order to increase efficiency, which can be achieved by designing a structure that increases the surface area of a tube. In addition, designing a flow path of the fluid so that the fluid flows well is an important method of increasing the efficiency of the heat exchanger.

해수담수화란 생활용수, 공업용수, 또는 농업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수, 생활용수, 공업용수, 및 농업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 말한다. 해수탈염이라 하기도 하며, 해수를 담수로 생산하는데 사용되는 설비를 해수담수화 설비 또는 해수담수화 플랜트라고 한다.Seawater desalination refers to a series of water treatment processes that obtain high-purity drinking water, living water, industrial water, and agricultural water by removing dissolved substances including salt from seawater that is difficult to use directly as living water, industrial water, or agricultural water. It is also called seawater desalination, and the equipment used to produce seawater into fresh water is called a seawater desalination plant or a seawater desalination plant.

해수 담수화 방법에는 특수한 막을 이용하는 역삼투압법 및 전기투석법, 해수를 증기로 변화시켜 담수화하는 증발법, 그 외에 냉동법, 태양열 이용법 등이 있다.Seawater desalination methods include a reverse osmosis method and an electrodialysis method using a special membrane, an evaporation method in which seawater is desalinated by changing it into steam, a freezing method, and a solar heat utilization method.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an agricultural water purification device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치(1)는 농축수 저장부(10), 열교환부(20), 열풍부(30), 및 염분 포집부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , an agricultural water purification device 1 according to an embodiment of the present invention includes a concentrated water storage unit 10, a heat exchange unit 20, a hot air unit 30, and a salt collection unit 40. include

농축수 저장부(10)는 일반적으로 염분이 포함된 물을 저장하고 있는 탱크를 의미하며, 특히 간척지의 농축수를 저장하고 있는 탱크를 지칭한다. 농축수 저장부(10)는 간척지의 농축수를 저장하고 있다가 열교환부(20)로 농축수를 공급할 수 있다.The concentrated water storage unit 10 generally refers to a tank that stores salt-containing water, and particularly refers to a tank that stores concentrated water from reclaimed land. The concentrated water storage unit 10 may store concentrated water of reclaimed land and then supply the concentrated water to the heat exchange unit 20 .

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 농축수 저장부(10)는 농축수를 보관하는 농축수 탱크 및 농축수를 열교환부(20)로 보내는 펌프를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the concentrated water storage unit 10 may include a concentrated water tank for storing the concentrated water and a pump for sending the concentrated water to the heat exchange unit 20 .

열교환부(20)는 농축수 저장부(10)로부터 농축수를 제공받고, 제공받은 농축수를 가열하는 장치이다. 또한, 염분 포집부(40)를 거쳐 염분이 제거된 염수증기(이하, 수증기)를 액화하는 장치이다.The heat exchange unit 20 is a device that receives concentrated water from the concentrated water storage unit 10 and heats the supplied concentrated water. In addition, it is a device for liquefying salt water vapor (hereinafter referred to as water vapor) from which salt has been removed through the salt collecting unit 40.

즉, 열교환부(20)는 농축수의 열과 수증기의 열을 교환하여, 농축수는 열을 얻어 가열될 수 있고 수증기는 열을 빼앗겨 액화할 수 있도록 제공된다. 다만, 열교환만으로는 제공받은 열 에너지가 부족할 수 있으므로, 가열 수단을 더 포함하여 농축수에 열 에너지를 더 공급할 수 있다.That is, the heat exchange unit 20 exchanges the heat of the concentrated water with the heat of the steam, so that the concentrated water can be heated by obtaining heat and the steam can be liquefied by taking away the heat. However, since the provided heat energy may be insufficient only by heat exchange, a heating means may be further included to further supply heat energy to the concentrated water.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열교환이 이루어지는 열교환 장치 및 농축수를 가열하는 가열 장치를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a heat exchanger in which heat is exchanged and a heating device for heating concentrated water may be included.

열풍부(30)는 열교환부(20)로부터 농축수를 제공받고, 제공받은 농축수를 기화하고 염분 포집부(40) 및 열교환부(20)로 제공하는 장치이다. 더 자세하게, 열풍부(30)는 고온의 열풍을 생성하여, 열교환부(20)로부터 제공받은 고온의 농축수를 기화하고 기화된 농축수(염분이 포함된 수증기; 이하, 염수증기)를 열교환부(20)로 제공할 수 있다.The hot air unit 30 is a device that receives concentrated water from the heat exchange unit 20, vaporizes the supplied concentrated water, and provides it to the salt collection unit 40 and the heat exchange unit 20. In more detail, the hot air unit 30 generates high-temperature hot air, vaporizes the high-temperature concentrated water provided from the heat exchange unit 20, and transfers the vaporized concentrated water (salt-containing water vapor; hereinafter, salt water steam) to the heat exchange unit. (20) can be provided.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열풍부(30)는 열교환부(20)로부터 제공받은 농축수를 기화하고 염수증기를 이송시키는 열풍 생성 장치 및 농축수를 미립화하는 미립화 장치를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hot air unit 30 may include a hot air generating device for vaporizing the concentrated water provided from the heat exchange unit 20 and transporting salt water vapor, and an atomization device for atomizing the concentrated water.

또한, 열풍부(30)는 열풍의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 열풍부(30)는 열풍의 온도를 40℃ 내지 200℃로 조절할 수 있다. 또한, 예를 들어, 열풍부(30)는 열풍의 온도를 50℃ 내지 150℃로 조절할 수 있다.In addition, the hot air unit 30 may adjust the temperature of the hot air. For example, the hot air unit 30 may adjust the temperature of the hot air to 40°C to 200°C. Also, for example, the hot air unit 30 may adjust the temperature of the hot air to 50°C to 150°C.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열풍부(30)는 열풍의 온도를 55℃ 내지 130℃로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열풍부(30)는 열풍의 온도를 60℃ 내지 100℃로 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hot air unit 30 may adjust the temperature of the hot air to 55 ℃ to 130 ℃. In addition, in one embodiment of the present invention, the hot air unit 30 may adjust the temperature of the hot air to 60 ℃ to 100 ℃.

열풍은 농축수가 기화할 수 있도록 충분한 열에너지를 공급한다. 이에 따라, 열풍의 온도가 높을수록 바람직하지만, 열풍의 온도가 지나치게 높을 경우 열교환부(20)에서 액화가 제대로 이루어지지 않을 뿐만 아니라 장치를 가동하는데 들어가는 에너지 소비량이 커질 수 있으므로, 열풍의 온도를 적당한 온도로 조절하는 것은 중요하다.The hot air supplies enough heat energy to vaporize the concentrated water. Accordingly, the higher the temperature of the hot air is preferable, but if the temperature of the hot air is too high, not only does the liquefaction in the heat exchange unit 20 not work properly, but also the energy consumption required to operate the device may increase. Controlling the temperature is important.

염분 포집부(40)는 열풍부(30)로부터 기화되어 제공된 염수증기의 염분을 포집하는 장치이다.The salt collection unit 40 is a device for collecting salt in the salt water vapor vaporized from the hot air unit 30 and provided.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 염분 포집부(40)는 염분을 포집할 수 있는 염분 포집 장치 및 결정화된 염분을 저장하는 염분 탱크를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the salt collecting unit 40 may include a salt collecting device capable of collecting salt and a salt tank storing crystallized salt.

본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예에 있어서, 농업용수 정수 장치(1)는 열교환부(20), 열풍부(30), 및 염분 포집부(40)를 통해 농축수를 이용하여 담수를 생성할 수 있다.In an embodiment according to the technical concept of the present invention, the agricultural water purification device 1 generates fresh water using concentrated water through the heat exchange unit 20, the hot air unit 30, and the salt collection unit 40. can

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 담수 저장부 및 동력부를 더 포함하는 농업용수 정수 장치를 나타낸 도면이다. 도 2의 농업용수 정수 장치(1_1)는 도 1의 농업용수 정수 장치(1)와 일부 유사하다.2 is a view showing an agricultural water purification device further including a fresh water storage unit and a power unit according to an embodiment of the present invention. The agricultural water purification device 1_1 of FIG. 2 is partially similar to the agricultural water purification device 1 of FIG. 1 .

따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 이용하여 표기되었으며, 동일하거나 반복되는 내용은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.Therefore, the same or similar elements are denoted using the same or similar reference numerals, and the same or repeated contents will be omitted below for brevity.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예 따른 농업용수 정수 장치(1_1)는 도 1의 농업용수 정수 장치(1)에 비하여 담수 저장부(50) 및 동력부(60)를 더 포함한다.Referring to FIG. 2 , an agricultural water purification apparatus 1_1 according to an embodiment of the present invention further includes a fresh water storage unit 50 and a power unit 60 compared to the agricultural water purification apparatus 1 of FIG. 1 .

담수 저장부(50)는 열교환부(20)에 의해 생성된 담수를 저장하는 장치이다.The fresh water storage unit 50 is a device for storing fresh water generated by the heat exchange unit 20 .

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 담수 저장부(50)는 열교환부(20)로부터 제공받은 담수를 저장하는 탱크를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the fresh water storage unit 50 may include a tank for storing the fresh water provided from the heat exchange unit 20 .

동력부(60)는 농업용수 정수 장치(1_1)에 전력을 공급하는 장치이다. 더 자세하게, 동력부(60)는 열교환부(20), 열풍부(30), 및 염분 포집부(40)에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 동력부(60)는 전력을 필요로 하는 대상에 전력을 공급할 수 있도록 구비될 수 있으므로, 열교환부(20), 열풍부(30), 및 염분 포집부(40) 외에 농축수 저장부(10) 및 담수 저장부(50)에도 전력을 공급할 수 있다.The power unit 60 is a device that supplies power to the agricultural water purification device 1_1. In more detail, the power unit 60 may supply power to the heat exchange unit 20 , the hot air unit 30 , and the salt collection unit 40 . In addition, since the power unit 60 may be provided to supply power to a target requiring power, in addition to the heat exchange unit 20, the hot air unit 30, and the salt collection unit 40, the concentrated water storage unit ( 10) and the fresh water storage unit 50 may also be supplied with power.

또한, 동력부(60)는 농업용수 정수 장치(1_1)에 추가로 포함되는 장치에도 전력을 용이하게 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동력부(60)는 농업용수 정수 장치(1_1)에 포함되는 구성이라면 전력 공급할 대상을 제한하지 않는다.In addition, the power unit 60 can easily supply power to devices additionally included in the agricultural water purification device 1_1. Accordingly, if the power unit 60 according to an embodiment of the present invention is included in the agricultural water purification device 1_1, it does not limit the object to which power is supplied.

또한, 동력부(60)는 다양한 에너지를 이용하여 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 동력부(60)는 풍력, 화력, 태양광, 및 수력 등 다양한 에너지를 이용하여 전력을 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 동력부(60)는 태양광 패널 또는 태양광 발전기를 포함하여 태양광으로 에너지를 생성할 수 있다.In addition, the power unit 60 may generate power using various energies. For example, the power unit 60 may generate power using various energies such as wind power, thermal power, sunlight, and water power. In one embodiment of the present invention, the power unit 60 may generate energy with sunlight by including a solar panel or a solar generator.

또한, 동력부(60)는 생성된 에너지를 저장할 수 있는 장치를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 동력부(60)는 충전 배터리 또는 ESS(Energy Storage System)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 동력부(60)는 생성된 에너지 중 사용하고 남은 에너지를 저장할 수 있고, 추후 추가 전력이 필요하거나 에너지를 생산이 어려울 때 저장된 에너지를 사용할 수 있다.In addition, the power unit 60 may further include a device capable of storing the generated energy. For example, the power unit 60 may further include a rechargeable battery or an energy storage system (ESS). Accordingly, the power unit 60 may store energy remaining after use among the generated energy, and may use the stored energy when additional power is needed later or when it is difficult to produce energy.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 동력부(60)는 태양광으로 에너지를 생성하는 태양광 패널 및 생성된 에너지를 저장할 수 있는 ESS(Energy Storage System)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power unit 60 may include a solar panel that generates energy from sunlight and an energy storage system (ESS) that can store the generated energy.

태양광 발전은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법으로, 태양광 발전은 여러 개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용한다. 재생 가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양 전지의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이다. 태양광 발전은 화력 발전보다는 환경친화적인 전기 발전이 가능하고, 정비 요소가 적어 유지비가 저렴한 편이다. 또한, 화력, 원자력, 수력, 및 풍력 발전기와 달리 큰 화재 및 재해가 발생할 확률이 현저히 적고, 빛을 받을 수 있는 장소라면 어디에서든 사용할 수 있다는 장점이 있다.Photovoltaic power generation is a power generation method that generates electricity by converting sunlight into direct current electricity, and solar power generation uses a solar panel in which several solar cells are attached. As the demand for renewable energy increases, the production of solar cells is also increasing significantly. Solar power generation is more environmentally friendly than thermal power generation, and maintenance costs are low due to fewer maintenance factors. In addition, unlike thermal power, nuclear power, water power, and wind power generators, there is an advantage that the probability of occurrence of large fires and disasters is remarkably low, and that it can be used anywhere where light can be received.

또한, 농업용수 정수 장치(1_1)는 농축수 저장부(10), 열교환부(20), 열풍부(30), 염분 포집부(40), 및 담수 저장부(50)를 연결하는 배관(70, 도면 미도시)을 포함한다.In addition, the agricultural water purification device 1_1 includes a pipe 70 connecting the concentrated water storage unit 10, the heat exchange unit 20, the hot air unit 30, the salt collection unit 40, and the fresh water storage unit 50. , not shown).

배관(70)은 농축수 저장부(10), 열교환부(20), 열풍부(30), 염분 포집부(40), 및 담수 저장부(50)를 연결하여 기체 또는 유체가 이동할 수 있는 통로를 제공한다. 예를 들어, 배관(70)은 농축수 저장부(10), 열교환부(20), 열풍부(30), 염분 포집부(40), 및 담수 저장부(50)를 유기적으로 연결할 수 있다.The pipe 70 connects the concentrated water storage unit 10, the heat exchange unit 20, the hot air unit 30, the salt collection unit 40, and the fresh water storage unit 50 to a passage through which gas or fluid can move. provides For example, the pipe 70 may organically connect the concentrated water storage unit 10 , the heat exchange unit 20 , the hot air unit 30 , the salt collection unit 40 , and the fresh water storage unit 50 .

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 배관(70)은 농축수 저장부(10)와 열교환부(20)를 연결하고, 열교환부(20)와 담수 저장부(50)를 연결할 수 있다. 뿐만 아니라 하나의 배관 내에 열교환부(20), 열풍부(30), 및 염분 포집부(40)를 배치하여 순환 구조를 구성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pipe 70 may connect the concentrated water storage unit 10 and the heat exchange unit 20, and connect the heat exchange unit 20 and the fresh water storage unit 50. In addition, a circulation structure may be configured by arranging the heat exchange unit 20, the hot air unit 30, and the salt collection unit 40 in one pipe.

또한, 농업용수 정수 장치(1_1)는 농축수 저장부(10), 열교환부(20), 열풍부(30), 염분 포집부(40), 담수 저장부(50), 및 동력부(60)에 제공되는 센서부(80)를 더 포함할 수 있다.In addition, the agricultural water purification device 1_1 includes a concentrated water storage unit 10, a heat exchange unit 20, a hot air unit 30, a salt collection unit 40, a fresh water storage unit 50, and a power unit 60. A sensor unit 80 provided in may be further included.

센서부(80_1, 80_2, 80_3, 80_4, 80_5, 80_6)는 농축수 저장부(10), 열교환부(20), 열풍부(30), 염분 포집부(40), 담수 저장부(50), 및 동력부(60)에 제공되어 온도, 수위, 압력(세기), 전력, 및 무게 등을 감지할 수 있다.The sensor units 80_1, 80_2, 80_3, 80_4, 80_5, and 80_6 include a concentrated water storage unit 10, a heat exchange unit 20, a hot air unit 30, a salt collection unit 40, a fresh water storage unit 50, And it is provided to the power unit 60 to sense temperature, water level, pressure (strength), power, and weight.

예를 들어, 센서부(80_1, 80_2, 80_4, 80_5)는 농축수 저장부(10), 열교환부(20), 염분 포집부(40), 및 담수 저장부(50)에 제공되어 액체 또는 고체의 무게를 측정할 수 있다.For example, the sensor units 80_1, 80_2, 80_4, and 80_5 are provided in the concentrated water storage unit 10, the heat exchange unit 20, the salt collection unit 40, and the fresh water storage unit 50 to be liquid or solid. can measure the weight of

또한, 예를 들어, 센서부(80_2, 80_3)는 열교환부(20) 및 열풍부(30)에 제공되어 기체, 액체, 또는 고체의 온도를 측정할 수 있다. 특히, 센서부(80)는 열풍부(30)에 제공되어 생성되는 열풍의 온도를 측정할 수 있다.Also, for example, the sensor units 80_2 and 80_3 may be provided to the heat exchange unit 20 and the hot air unit 30 to measure the temperature of gas, liquid, or solid. In particular, the sensor unit 80 may measure the temperature of hot air generated by being provided to the hot air unit 30 .

또한, 예를 들어, 센서부(80_6)는 동력부(60)에 제공되어 생성된 에너지, 잔여 에너지, 또는 충전된 에너지의 양을 측정할 수 있다.Also, for example, the sensor unit 80_6 may measure the amount of energy generated by being provided to the power unit 60, residual energy, or charged energy.

앞서 언급한 바와 같이, 센서부(80)에 의해 다양한 측정 대상의 정도 또는 양을 측정할 수 있고, 이를 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치를 원하는 목적에 따라 제어할 수 있다.As mentioned above, the sensor unit 80 can measure the degree or amount of various measurement objects, and through this, the agricultural water purifying device according to an embodiment of the present invention can be controlled according to a desired purpose.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치를 더 자세히 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view showing the agricultural water purification apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 in more detail.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치(2)는 농축수 탱크(110), 펌프(120), 열교환 장치(210), 열풍 생성 장치(310), 미립화 장치(320), 염분 포집 장치(410), 염분 탱크(420), 담수 탱크(510), 태양광 패널(610), ESS(620), 및 복수 개의 배관들(710, 720, 730, 740, 및 750)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the agricultural water purification device 2 according to an embodiment of the present invention includes a concentrated water tank 110, a pump 120, a heat exchange device 210, a hot air generating device 310, an atomization device ( 320), salt collection device 410, salt tank 420, fresh water tank 510, solar panel 610, ESS 620, and a plurality of pipes 710, 720, 730, 740, and 750 ).

농축수 탱크(110)는 농축수를 저장할 수 있다. 예를 들어, 농축수 탱크(110)는 간척지로부터 제공된 농축수를 저장할 수 있다.The concentrated water tank 110 may store concentrated water. For example, the concentrated water tank 110 may store concentrated water provided from reclaimed land.

펌프(120)는 농축수 탱크(110)로부터 제공받은 농축수를 열교환 장치(210)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 펌프(120)는 농축수 탱크(110)로부터 제1 배관(710)을 거쳐 제공받은 농축수를 제2 배관(720)을 거쳐 열교환 장치(210)로 제공할 수 있다.The pump 120 may provide the concentrated water received from the concentrated water tank 110 to the heat exchange device 210 . For example, the pump 120 may provide concentrated water received from the concentrated water tank 110 through the first pipe 710 to the heat exchange device 210 through the second pipe 720 .

또한, 펌프(120)는 열교환 장치(210)로 제공하는 농축수의 양을 조절할 수 있다. 열교환 장치(210) 내부로 지나치게 많은 양 또는 지나치게 적은 양의 농축수가 제공된다면 본 발명의 담수 생산이 원활하게 되지 않을 뿐만 아니라, 각 장치에 문제가 생길 가능성이 높다. 이에 따라, 펌프(120)는 적정한 양으로 농축수를 제공할 수 있다.In addition, the pump 120 may adjust the amount of concentrated water provided to the heat exchange device 210 . If an excessively large amount or an excessively small amount of concentrated water is supplied into the heat exchange device 210, not only the fresh water production of the present invention is not smooth, but also there is a high possibility that problems may occur in each device. Accordingly, the pump 120 may provide concentrated water in an appropriate amount.

열교환 장치(210)는 펌프(120)로부터 제공받은 농축수를 가열할 수 있다. 예를 들어, 펌프(120)로부터 제2 배관(720)을 거쳐 제공받은 농축수를 가열할 수 있다.The heat exchanger 210 may heat the concentrated water provided from the pump 120 . For example, concentrated water provided from the pump 120 through the second pipe 720 may be heated.

또한, 열교환 장치(210)는 열풍 생성 장치(310)로부터 제공받은 수증기를 액화할 수 있다. 예를 들어, 제3 배관(730) 내부의 열풍 생성 장치(310)로부터 염분 포집 장치(410)를 거쳐 제공받은 수증기를 액화할 수 있다.In addition, the heat exchanging device 210 may liquefy the water vapor provided from the hot air generating device 310 . For example, water vapor provided from the hot air generating device 310 inside the third pipe 730 through the salt collecting device 410 may be liquefied.

수증기가 열교환 장치(210)를 통과하게 되면, 열교환 장치(220) 내부의 농축수에게 열을 빼앗기게 된다. 열을 잃어버린 수증기는 열교환 장치(210) 외부에 액화되어 담수가 될 수 있다.When the steam passes through the heat exchanger 210, the heat is lost to the concentrated water inside the heat exchanger 220. Water vapor that has lost heat may be liquefied outside the heat exchanger 210 and become fresh water.

또한, 열교환 장치(210)는 수증기가 액화되어 형성된 담수를 집수하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 다만, 담수를 집수하기 위한 수단은 열교환 장치(210)뿐만 아니라 제3 배관(730)에 구성될 수 있고, 제3 배관(730)에만 구성되어 담수를 집수할 수도 있다.In addition, the heat exchanging device 210 may further include means for collecting fresh water formed by liquefying water vapor. However, the means for collecting fresh water may be configured in the third pipe 730 as well as the heat exchange device 210, and may be configured only in the third pipe 730 to collect fresh water.

예를 들어, 열교환 장치(210) 및/또는 제3 배관(730)은 경사로 판을 더 포함하여 담수를 집수할 수 있다. 또한, 예를 들어, 열교환 장치(210) 및/또는 제3 배관(730)은 제5 배관(750) 및/또는 담수 탱크(510) 방향으로 기울어진 구조로 형성되어 담수를 집수할 수 있다. 또한, 예를 들어, 열교환 장치(210) 및/또는 제3 배관(730)은 오목한 형상 또는 깔때기 형상의 판을 더 포함하여 담수를 집수할 수 있다.For example, the heat exchanger 210 and/or the third pipe 730 may further include a ramp plate to collect fresh water. Also, for example, the heat exchange device 210 and/or the third pipe 730 may be formed in a structure inclined toward the fifth pipe 750 and/or the fresh water tank 510 to collect fresh water. Also, for example, the heat exchanger 210 and/or the third pipe 730 may further include a concave or funnel-shaped plate to collect fresh water.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 제3 배관(730)은 제5 배관(750) 및/또는 담수 탱크(510) 방향으로 기울어진 구조로 형성되어 담수를 집수할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the third pipe 730 is formed in a structure inclined toward the fifth pipe 750 and/or the fresh water tank 510 to collect fresh water.

또한, 열교환 장치(210)는 열교환의 효율을 높이기 위해 표면적이 넓은 구조로 제조될 수 있다. 예를 들어, 열교환 장치(210)는 열교환이 이루어지는 부분의 표면적이 넓도록 판, 스프링, 복수 개의 막대 등의 형상으로 제조될 수 있다.In addition, the heat exchange device 210 may be manufactured with a structure having a large surface area to increase heat exchange efficiency. For example, the heat exchanging device 210 may be manufactured in the shape of a plate, a spring, or a plurality of rods so that the surface area of the portion where the heat exchange occurs is wide.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열교환 장치(210)는 열교환이 이루어지는 부분의 표면적이 넓도록 스프링 형상으로 제조될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the heat exchanging device 210 may be manufactured in a spring shape so that the surface area of the part where the heat exchange takes place is wide.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열교환 장치(210)는 제2 배관(720) 및 제4 배관(740)과 이어진, 하나의 연속된 배관으로 구성될 수 있고, 열교환 장치(210)에 해당하는 배관은 넓은 표면적을 갖도록 다른 형상으로 제조될 수 있다. 상기 열교환 장치(210)에 해당하는 배관은, 제2 배관(720) 및 제4 배관(740)과 하나의 연속된 배관을 형성할 수 있다면 이를 제한하지 않으므로, 다양한 형상을 가질 수 있다. 이 때, 열교환 장치(210)에 해당하는 배관은, 복수 개의 배관이 결합한 형상일 수 있고, 단일의 배관일 수도 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the heat exchange device 210 may be composed of one continuous pipe connected to the second pipe 720 and the fourth pipe 740, and the heat exchange device 210 Corresponding tubing can be manufactured in other shapes to have a large surface area. The pipe corresponding to the heat exchange device 210 is not limited as long as it can form one continuous pipe with the second pipe 720 and the fourth pipe 740, so it may have various shapes. At this time, the pipe corresponding to the heat exchange device 210 may be a shape in which a plurality of pipes are coupled, or may be a single pipe.

열풍 생성 장치(310)는 열풍을 생성하여, 열교환 장치(210)로부터 제공받은 고온의 농축수를 기화할 수 있다. 예를 들어, 열풍 생성 장치(310)는 열교환 장치(210)로부터 제4 배관(740)을 거쳐 제공받은 고온의 농축수를 기화할 수 있다. 기화된 농축수(염분이 포함된 수증기; 염수증기)가 포함된 공기는 열풍 생성 장치(310)를 통해 제3 배관(730) 내부를 순환할 수 있다.The hot air generating device 310 may generate hot air and vaporize the high-temperature concentrated water provided from the heat exchange device 210 . For example, the hot air generator 310 may vaporize high-temperature concentrated water provided from the heat exchanger 210 through the fourth pipe 740 . Air containing vaporized concentrated water (water vapor containing salt; salt water vapor) may circulate inside the third pipe 730 through the hot air generating device 310 .

또한, 열풍 생성 장치(310)는 열풍의 온도를 40℃ 내지 200℃로 조절할 수 있다. 또한, 예를 들어, 열풍 생성 장치(310)는 열풍의 온도를 50℃ 내지 150℃로 조절할 수 있다.In addition, the hot air generating device 310 may adjust the temperature of the hot air to 40°C to 200°C. Also, for example, the hot air generating device 310 may adjust the temperature of the hot air to 50°C to 150°C.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열풍 생성 장치(310)는 열풍의 온도를 55℃ 내지 130℃로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 열풍 생성 장치(310)는 열풍의 온도를 60℃ 내지 100℃로 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hot air generating device 310 may adjust the temperature of the hot air to 55 ℃ to 130 ℃. In addition, in one embodiment of the present invention, the hot air generating device 310 may adjust the temperature of the hot air to 60 ℃ to 100 ℃.

미립화 장치(320)는 열교환 장치(210)로부터 제공받은 고온의 농축수를 미립화하는 장치이다. 예를 들어, 미립화 장치(320)는 열교환 장치(210)로부터 제4 배관(740)을 거쳐 제공받은 고온의 농축수를 미립화하여, 고온의 농축수가 기화되기 용이하도록 열풍 발생 장치(310)에 제공할 수 있다.The atomization device 320 is a device that atomizes the high-temperature concentrated water supplied from the heat exchange device 210 . For example, the atomization device 320 atomizes the high-temperature concentrated water supplied from the heat exchange device 210 through the fourth pipe 740 and provides the hot air generating device 310 to facilitate vaporization of the high-temperature concentrated water. can do.

염분 포집 장치(410)는 열풍 생성 장치(310)로부터 제공받은 염수증기의 염분을 포집하는 장치이다. 예를 들어, 염분 포집 장치(410)는 열풍 생성 장치(310)에 의해 순환하는 염수증기 내부에 포함된 염분을 포집할 수 있다.The salt collecting device 410 is a device that collects salt from the brine steam supplied from the hot air generating device 310 . For example, the salt collecting device 410 may collect salt contained in the brine steam circulating by the hot air generating device 310 .

본 발명에 따른 염분 포집 장치(410)는 염수증기 내부에 포함된 염분을 포집할 수 있는 장치라면 이를 제한하지 않으므로 이미 공지된 염분 포집 장치를 사용할 수도 있다.The salt collecting device 410 according to the present invention is not limited as long as it is a device capable of collecting salt contained in the brine steam, and thus, a known salt collecting device may be used.

본 발명의 일 실시 예에 따른 염분 포집 장치(410)는 초음파 처리 또는 마이크로웨이브 처리를 통해 염분을 포집하는 장치일 수 있다.The salt collecting device 410 according to an embodiment of the present invention may be a device that collects salt through ultrasonic treatment or microwave treatment.

염분 탱크(420)는 염분 포집 장치(410)에 의해 결정화된 염분 결정을 저장하는 장치이다. 예를 들어, 염분 탱크(420)는 염분 포집 장치(410)에 의해 결정화된 염분 결정을 제6 배관(760)을 통해 제공받아 이를 저장할 수 있다. 다만, 염분 포집 장치(410)와 염분 탱크(420)가 별도로 구분되지 않는 경우, 제6 배관(760)은 생략될 수 있다.The salt tank 420 is a device for storing salt crystals crystallized by the salt collecting device 410 . For example, the salt tank 420 may receive salt crystals crystallized by the salt collecting device 410 through the sixth pipe 760 and store them. However, when the salt collecting device 410 and the salt tank 420 are not separately distinguished, the sixth pipe 760 may be omitted.

담수 탱크(510)는 열교환 장치(210)에 의해 생성된 담수를 제공받고 이를 저장할 수 있다. 예를 들어, 담수 탱크(510)는 열교환 장치(210)에 의해 생성된 담수를 제5 배관(750)을 통해 제공받고, 이를 저장할 수 있다.The fresh water tank 510 may receive and store fresh water generated by the heat exchanger 210 . For example, the fresh water tank 510 may receive fresh water generated by the heat exchanger 210 through the fifth pipe 750 and store it.

태양광 패널(610)은 태양광을 받아 전기 에너지를 생성할 수 있는 장치이다. 본 발명의 일 실시 예에서는 동력부(60)로 태양광 패널(610)을 사용하였지만, 농업용수 정수 장치(2)에 전기를 공급할 수 있는 장치라면 이를 제한하지 않는다.The solar panel 610 is a device capable of generating electrical energy by receiving sunlight. In one embodiment of the present invention, although the solar panel 610 is used as the power unit 60, any device capable of supplying electricity to the agricultural water purification device 2 is not limited thereto.

본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 패널(610)은 펌프(120), 열풍 생성 장치(310), 미립화 장치(320), 및 염분 포집 장치(410)에 전력을 공급하여 본 발명의 농업용수 정수 장치(2)가 가동하도록 할 수 있다.The solar panel 610 according to an embodiment of the present invention supplies power to the pump 120, the hot air generating device 310, the atomization device 320, and the salt collecting device 410 to provide agricultural water according to the present invention. The water purifying device 2 can be made to operate.

또한, 태양광 패널(610)은 앞서 펌프(120), 열풍 생성 장치(310), 미립화 장치(320), 및 염분 포집 장치(410)를 대상으로 전력을 공급한다고 개시하였으나, 농업용수 정수 장치(2)의 구성 요소라면 이를 제한하지 않는다.In addition, although the solar panel 610 has previously been disclosed to supply power to the pump 120, the hot air generator 310, the atomizer 320, and the salt collector 410, the agricultural water purification device ( If it is a component of 2), it is not limited.

따라서, 농축수 탱크(110), 염분 탱크(420), 및 담수 탱크(510)에 전력을 사용할 수 있는 장치가 포함되거나 새로운 구성 요소가 농업용수 정수 장치(2)에 포함되는 경우에도, 태양광 패널(610)에 의해 생성되는 전력을 공급받을 수 있다.Therefore, even when a device capable of using power is included in the concentrated water tank 110, the salt tank 420, and the fresh water tank 510, or a new component is included in the agricultural water purification device 2, sunlight Power generated by the panel 610 may be supplied.

ESS(620)는 태양광 패널(610)에 의해 생성되는 전력 에너지를 저장할 수 있다. ESS(620)는 익히 알려진 바와 같이, 장치 혹은 물리적 매체를 이용하여 에너지를 저장하는 장치 또는 더 넓은 범위의 시스템 전체를 의미한다.The ESS 620 may store power energy generated by the solar panel 610 . As is well known, the ESS 620 means a device that stores energy using a device or a physical medium, or a broader system as a whole.

일반적으로 ESS(Energy Storage System)는 소규모 전력저장장치가 아닌 수백 kWh 이상의 전력을 저장하는 단독 시스템을 지칭하지만, 본 발명의 일 실시 예에 있어서, ESS는 본 발명의 일부에 속하는 규모로, 단순히 에너지를 저장할 수 있는 수단을 의미한다.In general, ESS (Energy Storage System) refers to a single system that stores hundreds of kWh or more of power rather than a small-scale power storage device, but in an embodiment of the present invention, ESS is a scale belonging to a part of the present invention, means a means to store

또한, ESS는 에너지 저장 방식에 따라 물리적 에너지 저장 방식인 양수발전, 압축공기저장, 플라이휠 등 또는 화학적 에너지 저장 방식인 리튬이온배터리, 납축전지, NaS 전지 등으로 구분될 수 있으나, 본 발명의 ESS는 에너지를 저장할 수 있다면 이를 제한하지 않는다.In addition, depending on the energy storage method, ESS can be classified into physical energy storage methods such as pumped storage power generation, compressed air storage, flywheel, etc. or chemical energy storage methods such as lithium ion batteries, lead storage batteries, NaS batteries, etc., but the ESS of the present invention There is no limit to this as long as it can store energy.

본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치(2)를 사용하면, 간척지의 농축수를 이용하여 담수를 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 친환경 에너지로 전력을 생산하고 이를 활용하여 장치를 가동하므로, 별도의 전력 공급 없이 장치를 가동할 수 있다. 이에 따라, 장치가 설치된 이후 전력을 공급하기 위한 비용을 최소화할 수 있다.When the agricultural water purification device 2 according to an embodiment of the present invention is used, fresh water can be generated using concentrated water from reclaimed land, and power is generated with eco-friendly energy and the device is operated using it. The device can operate without a separate power supply. Accordingly, it is possible to minimize costs for supplying power after the device is installed.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치(2)는 제2 배관(720), 열교환 장치(210), 및 제4 배관(740)이 이어진, 하나의 연속된 배관으로 구성될 수 있으므로 복잡하지 않아 제조 비용 및/또는 설치 비용을 절감할 수 있다.In addition, the agricultural water purification device 2 according to an embodiment of the present invention may be composed of one continuous pipe in which the second pipe 720, the heat exchange device 210, and the fourth pipe 740 are connected. Because it is not complicated, it can reduce manufacturing cost and/or installation cost.

도 4는 도 3에 도시된 농업용수 정수 장치를 본 발명의 일 실시 예에 따라 실시한 농업용수 정수 장치의 동작 방법의 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart of an operating method of the agricultural water purification device shown in FIG. 3 implemented according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치(2)는 농축수 탱크에서 제공된 농축수가 펌프를 통해 열교환 장치로 제공되고(S100), 농축수가 열교환을 통해 가열되고(S200), 가열된 농축수가 미립화 장치로 제공되고(S300), 가열된 농축수가 미립화되고(S400), 미립화된 농축수가 열풍에 의해 염수증기가 되고 염분 포집 장치로 제공되고(S500), 염수증기가 염분을 잃어 수증기가 되고(S600), 수증기가 열교환 장치로 제공되고(S700), 수증기가 열교환으로 액화되어 담수가 되고(S800), 담수가 담수 탱크로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4, in the agricultural water purification device 2 according to an embodiment of the present invention, concentrated water provided from a concentrated water tank is provided to a heat exchange device through a pump (S100), and the concentrated water is heated through heat exchange (S200). ), the heated concentrated water is provided to the atomization device (S300), the heated concentrated water is atomized (S400), the atomized concentrated water is converted into brine steam by hot air and provided to the salt collection device (S500), and the brine vapor is salt is lost to become water vapor (S600), the water vapor is provided to the heat exchange device (S700), the water vapor is liquefied through heat exchange to become fresh water (S800), and the fresh water may be provided to the fresh water tank.

S100에서는 농축수 탱크(110)에서 제공된 농축수가 펌프(120)를 통해 열교환 장치(210)로 제공된다. 이때, 펌프(120)는 열교환 장치(210)에서 열교환이 원활하게 이루어지도록 제공되는 농축수의 양을 조절할 수 있다. 이는 관리자의 제어에 따라 조절될 수 있고, 열교환 장치 내부 물의 양 증감 등 특정 조건을 만족했을 때 조절될 수 있다.In S100, the concentrated water provided in the concentrated water tank 110 is provided to the heat exchanger 210 through the pump 120. At this time, the pump 120 may adjust the amount of concentrated water provided so that heat exchange is smoothly performed in the heat exchange device 210 . This can be controlled under the manager's control, and can be adjusted when specific conditions such as an increase or decrease in the amount of water inside the heat exchanger are satisfied.

예를 들어, 열교환 장치(210)에 물의 양이 부족한 경우, 펌프(120)는 제공되는 농축수의 양을 늘릴 수 있다.For example, when the amount of water in the heat exchanger 210 is insufficient, the pump 120 may increase the amount of concentrated water provided.

S200에서는 농축수가 열교환 장치(210)에서 열교환을 통해 가열된다. 외부에서 열교환 장치(210)를 지나는 수증기 및 열풍이 농축수와 열교환하게 되고, 농축수는 수증기와 열풍으로부터 열 에너지를 제공받을 수 있다.In S200, the concentrated water is heated through heat exchange in the heat exchanger 210. Steam and hot air passing through the heat exchanger 210 from the outside exchange heat with concentrated water, and the concentrated water may receive heat energy from the steam and hot air.

S300에서는 열교환 장치(210)에서 가열된 농축수가 미립화 장치(320)로 제공된다.In S300, the concentrated water heated in the heat exchanger 210 is supplied to the atomization device 320.

S400에서는 가열된 농축수가 미립화 장치(320)에서 미립화된다. 이때, 미립화 장치(320)에 의해 미립화되는 농축수의 크기는 작을수록 추후 과정에서 기화되기 쉬우므로, 가능한 작게 미립화할 수 있는 미립화 장치(320)를 사용하는 것이 바람직하다.In S400, the heated concentrated water is atomized in the atomization device 320. At this time, the smaller the size of the concentrated water atomized by the atomization device 320, the easier it is to vaporize in a later process. Therefore, it is preferable to use the atomization device 320 capable of atomizing the water as small as possible.

S500에서는 미립화된 농축수가 열풍 생성 장치(310)에서 생성된 열풍에 의해 기화되어 염수증기가 되고 염분 포집 장치(410)로 제공된다.In S500, the atomized concentrated water is vaporized by the hot air generated by the hot air generating device 310 to become brine vapor and is provided to the salt collecting device 410.

이때, 충분한 열 에너지를 공급하기 위해 열풍의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 열풍의 온도를 40℃ 내지 200℃로 조절할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 열풍의 온도를 50℃ 내지 150℃로 조절할 수 있다.At this time, the temperature of the hot air may be adjusted to supply sufficient heat energy. For example, the temperature of the hot air may be adjusted to 40°C to 200°C. Also, for example, the temperature of the hot air may be adjusted to 50°C to 150°C.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 열풍의 온도를 55℃ 내지 130℃로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 열풍의 온도를 60℃ 내지 100℃로 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the temperature of the hot air can be adjusted to 55 ℃ to 130 ℃. In addition, in one embodiment of the present invention, the temperature of the hot air can be adjusted to 60 ℃ to 100 ℃.

S600에서는 염수증기가 염분을 잃어 수증기가 된다. 염분 포집 장치(410)로 제공된 염수증기는 초음파 처리 또는 마이크로웨이브 처리에 의해 염분이 제거된다. 염수증기의 제거된 염분은 결정화되어 염분 탱크에 저장된다.In S600, salt water vapor loses salt and becomes water vapor. The salt water vapor provided to the salt collecting device 410 is desalinated by ultrasonic treatment or microwave treatment. The salt removed from the brine steam is crystallized and stored in the salt tank.

S700에서는 수증기가 열교환 장치(210)로 제공된다. 염분 포집 장치(410)에서 염분을 잃어버린 수증기는 열풍에 의해 열교환 장치(210)로 제공된다.In S700, steam is provided to the heat exchanger 210. Water vapor that has lost salt in the salt collecting device 410 is provided to the heat exchange device 210 by hot air.

S800에서는 수증기가 열교환 장치(210)에서 액화되어 담수가 된다. 열교환 장치(210)를 지나는 수증기 및 열풍은 열교환 장치(210) 내부의 농축수와 열교환을 하여 열 에너지를 잃는다. 열 에너지를 잃어 수증기는 열교환 장치(210) 외부에 액화되어 담수가 된다. 담수는 제3 배관(730)의 경사도를 따라 집수될 수 있다.In S800, water vapor is liquefied in the heat exchanger 210 to become fresh water. Steam and hot air passing through the heat exchanger 210 exchange heat with concentrated water inside the heat exchanger 210 to lose thermal energy. Losing thermal energy, water vapor is liquefied outside the heat exchanger 210 and becomes fresh water. Fresh water may be collected along the slope of the third pipe 730 .

S810에서는 수분을 잃어버려 건조한 공기가 열풍 생성 장치(310)로 제공된다. 이에 따라, 열풍 생성 장치(310)에 의해 염수증기가 염분 포집 장치(410)로 제공되고, 염분 포집 장치에서(410) 나온 수증기가 열교환 장치(210)로 제공되며, 열교환 장치(210)에서 나온 건조한 공기가 열풍 생성 장치(310)로 제공되므로, 제3 배관(730)의 내부에서는 염수증기, 수증기, 및 건조한 공기가 순환될 수 있다.In S810, dry air that loses moisture is provided to the hot air generating device 310. Accordingly, the salt water vapor is provided to the salt collecting device 410 by the hot air generating device 310, the water vapor from the salt collecting device 410 is provided to the heat exchange device 210, and the water vapor from the heat exchange device 210 is provided. Since dry air is provided to the hot air generating device 310 , salt water vapor, water vapor, and dry air may circulate inside the third pipe 730 .

S900에서는 열교환 장치(210)에서 생성된 담수가 담수 탱크(510)로 제공된다. 앞서 제3 배관(730)의 경사도를 따라 집수된 담수는 제5 배관(750)을 통해 담수 탱크로 제공된다.In S900, fresh water generated in the heat exchanger 210 is supplied to the fresh water tank 510. The fresh water previously collected along the gradient of the third pipe 730 is supplied to the fresh water tank through the fifth pipe 750 .

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치를 간략하게 나타낸 그림이다.5 is a schematic diagram of an agricultural water purification device according to an embodiment of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 열교환 장치, 열풍 발생 장치, 및 염분 포집 장치를 사용하여 농업용수 정수 장치를 구성함으로써, 염분이 포함된 물을 담수화할 수 있고, 종래의 장치에 비해 효율적이므로 비용 절감이 용이하다.As described above, in the present invention, by constructing an agricultural water purification device using a heat exchange device, a hot air generator, and a salt collection device, it is possible to desalinate water containing salt and reduce costs because it is more efficient than conventional devices. this is easy

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치는 친환경에너지를 생성하여 사용하도록 구성되어 전력 소비를 최소화할 수 있다. 장치를 가동하기 위해 필요한 비용이 거의 요구되지 않으므로, 종래의 발명에 비해 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있다. 심지어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농업용수 정수 장치는 공기를 순환시킬 수 있는 배관 구조 및 스프링 형상인 배관 형상의 열교환 장치를 갖는 간단한 구조로 구성되어, 복잡하지 않고 각 구성의 취합이 용이하여 제조 비용 및/또는 설치 비용을 절감할 수 있다.In addition, the agricultural water purification apparatus according to an embodiment of the present invention is configured to generate and use eco-friendly energy, thereby minimizing power consumption. Since very little cost is required to operate the device, significant cost savings can be obtained compared to prior art inventions. Even, the agricultural water purification device according to an embodiment of the present invention is composed of a simple structure having a pipe structure capable of circulating air and a heat exchange device in the form of a spring-shaped pipe, so that it is not complicated and the assembly of each component is easy. Manufacturing and/or installation costs may be reduced.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니며 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Through the above description, those skilled in the art will know that various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the detailed description of the specification and should be defined by the claims.

1, 1_1, 2: 농업용수 정수 장치
10: 농축수 저장부 20: 열교환부
30: 열풍부 40: 염분 포집부
50: 담수 저장부 60: 동력부
80_1: 농축수 저장부의 센서부
80_2: 열교환부의 센서부
80_3: 열풍부의 센서부
80_4: 염분 포집부의 센서부
80_5: 담수 저장부의 센서부
80_6: 동력부의 센서부
110: 농축수 탱크 120: 펌프
210: 열교환 장치 310: 열풍 생성 장치
320: 미립화 장치 410: 염분 포집 장치
420: 염분 탱크 510: 담수 탱크
610: 태양광 패널 620: ESS
710: 제1 배관 720: 제2 배관
730: 제3 배관 740: 제4 배관
750: 제5 배관 760: 제6 배관1, 1_1, 2: Agricultural water purification device
10: concentrated water storage unit 20: heat exchange unit
30: hot air unit 40: salt collection unit
50: fresh water storage unit 60: power unit
80_1: sensor unit of concentrated water storage unit
80_2: sensor unit of heat exchange unit
80_3: sensor unit of hot air section
80_4: sensor unit of salt collection unit
80_5: sensor unit of fresh water storage unit
80_6: sensor unit of power unit
110: concentrated water tank 120: pump
210: heat exchange device 310: hot air generating device
320: atomization device 410: salt collection device
420: salt tank 510: fresh water tank
610: solar panel 620: ESS
710: first pipe 720: second pipe
730: third pipe 740: fourth pipe
750: fifth pipe 760: sixth pipe

Claims (11)

농축수를 저장하는 농축수 저장부;
상기 농축수 저장부로부터 제공된 상기 농축수를 가열하는 열교환부;
열풍을 가하여 상기 열교환부로부터 제공받은 상기 농축수를 기화하는 열풍부; 및
상기 열풍부로부터 제공받은 염수증기의 염분을 포집하는 염분 포집부;를 포함하고,
상기 열교환부는 상기 염분 포집부로부터 제공받은 수증기를 액화하는 농업용수 정수 장치.Concentrated water storage unit for storing concentrated water;
a heat exchange unit for heating the concentrated water supplied from the concentrated water storage unit;
a hot air unit for vaporizing the concentrated water provided from the heat exchange unit by applying hot air; and
Including; salt collection unit for collecting the salt of the salt steam provided from the hot air unit,
The heat exchange unit liquefies the water vapor provided from the salt collection unit. 농축수를 가열하고, 수증기를 액화하여 담수를 생성하는 열교환부;
열풍을 가하여 상기 열교환부로부터 제공받은 상기 농축수를 기화하는 열풍부;
상기 열풍부로부터 제공받은 염수증기의 염분을 포집하는 염분 포집부; 및
상기 열교환부로부터 제공받은 상기 담수를 저장하는 담수 저장부;를 포함하고,
상기 열교환부는 상기 염분 포집부로부터 상기 수증기를 제공받고, 기울어진 구조로 형성되어 상기 담수를 집수하는 농업용수 정수 장치.a heat exchange unit that heats the concentrated water and liquefies the water vapor to generate fresh water;
a hot air unit for vaporizing the concentrated water provided from the heat exchange unit by applying hot air;
a salt collection unit for collecting salt in the salt water vapor supplied from the hot air unit; and
Including; fresh water storage unit for storing the fresh water supplied from the heat exchange unit,
The heat exchange unit receives the water vapor from the salt collection unit and is formed in an inclined structure to collect the fresh water. 제1 항에 있어서,
상기 수증기가 액화되어 생성된 담수를 저장하는 담수 저장부를 더 포함하는 농업용수 정수 장치.According to claim 1,
Agricultural water purification apparatus further comprising a fresh water storage unit for storing fresh water generated by liquefying the water vapor. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 열풍부는 상기 농축수를 미립화시키는 미립화 장치를 더 포함하는 농업용수 정수 장치.According to claim 1 or 2,
The hot air unit further comprises an atomization device for atomizing the concentrated water. 제4 항에 있어서,
상기 열교환부, 상기 열풍부, 및 상기 염분 포집부에 전력을 제공하는 동력부를 더 포함하는 농업용수 정수 장치.According to claim 4,
Agricultural water purification device further comprising a power unit for providing power to the heat exchange unit, the hot air unit, and the salt collecting unit. 제5 항에 있어서,
상기 동력부는 태양광 패널 및 ESS(Energy Storage System)인 농업용수 정수 장치.According to claim 5,
The power unit is a solar panel and an ESS (Energy Storage System) agricultural water purification device. 제1 항에 있어서,
상기 농축수 저장부는 펌프를 더 포함하는 농업용수 정수 장치.According to claim 1,
The concentrated water storage unit further comprises a pump agricultural water purification device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 염분 포집부는 초음파 처리를 통해 염분을 포집하는 농업용수 정수 장치.According to claim 1 or 2,
The salt collecting unit agricultural water purification device for collecting salt through ultrasonic treatment. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 열풍부는 50℃ 내지 120℃의 열풍을 생성하는 농업용수 정수 장치.According to claim 1 or 2,
The hot air unit generates a hot air of 50 ℃ to 120 ℃ agricultural water purification device. 농축수 탱크에서 제공된 농축수가 펌프를 통해 열교환 장치로 제공되는 단계;
상기 농축수가 열교환되어 가열되는 단계;
상기 가열된 농축수가 미립화 장치로 제공되는 단계;
상기 가열된 농축수가 미립화되는 단계;
상기 미립화된 농축수가 열풍에 의해, 기화되어 염수증기가 되고 염분 포집 장치로 제공되는 단계;
상기 염수증기가 염분 포집 장치에서 염분이 포집되어 수증기가 되는 단계;
상기 수증기가 상기 열교환 장치로 제공되는 단계;
상기 수증기가 열교환으로 액화되어 담수가 되는 단계; 및
상기 담수가 담수 탱크로 제공되는 단계;를 포함하는 농업용수 정수 장치의 동작 방법.providing the concentrated water from the concentrated water tank to a heat exchanger through a pump;
Heating the concentrated water through heat exchange;
providing the heated concentrated water to an atomization device;
atomizing the heated concentrated water;
The atomized concentrated water is vaporized by hot air to become brine vapor and provided to a salt collecting device;
a step in which the salt water vapor is converted into water vapor by collecting salt in a salt collecting device;
supplying the water vapor to the heat exchanger;
liquefying the water vapor through heat exchange to become fresh water; and
A method of operating an agricultural water purification device comprising the step of providing the fresh water to a fresh water tank. 제10 항에 있어서,
상기 열풍은 50℃ 내지 120℃로 제공되는 농업용수 정수 장치의 동작 방법.According to claim 10,
The hot air is provided at 50 ° C to 120 ° C. Method of operating an agricultural water purification device.
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