온도ㆍ습도따라 건조속도 결정…국내 설치량 90%
열풍건조기는 가열공기와 피건조물이 접촉하여 수분을 증발시키는 대류건조 방식이다.
전도전열이나 복사전열을 이용하는 건조기에 비해 그 사용범위가 상당히 넓다. 국내에 설치되어 있는 건조기의 약 90%이상을 차지하고 있다.
열풍건조기는 가열공기의 온도와 습도에 따라 건조속도가 결정된다. 보유열량의 대부분을 피건조물의 온도상승과 수분증발에 사용한 후, 배기로 배출된다.
가열공기의 체류시간이 짧고 배기가스가 갖고 나가는 열량(건조기의 현열과 수증기의 잠열)이 크다. 이를 효과적으로 회수 이용함으로써 에너지절약에 크게 기여할 수 있다.
하지만 국내 건조기 사용업체의 경우 배기가스의 온도가 비교적 낮고 습기가 많다는 이유로 대부분 대기로 방출하고 있다. 또 배기가스를 회수 이용하는 경우는 26% 정도로 선진국에 비해 낮은 수준이다.
일반적으로 열풍건조기에서 배출되는 습배기 가스중의 습기를 제거하는 제습공정은 응축열교환기, 열펌프 및 흡착식 탈습방법 등이 이용되고 있다. 건조공정에서 배출되는 배기가스 중의 수분을 제거하여 일정량의 낮은 이슬점을 갖는 마른 공기를 순환시켜 가열 열원으로 재이용하는 배기가스 순환이용 시스템은 대부분의 열풍건조기에 적용이 가능하다. 적용분야는 밴드식, 터널식, 기류식, 회전식, 분무식, 유동층식 등 대부분의 열풍건조 분야이다.
이 시스템은 배기가스를 효과적으로 회수 이용함으로써 시스템의 최적화에 따라 열효율을 약 70~80%까지 향상시킬 수 있다. 또 고정밀도의 온습도 제어가 용이하고 배기순환시스템을 적용함으로써 에너지절약뿐만 아니라 대기오염절감에도 기여한다.
이 시스템은 동일한 운전조건에서 기존 건조기에 비해 용량 및 크기를 크게 줄일 수 있다. 배기가스를 전량회수 이용하는 Airless 건조시스템은 미국과 영국 등에서 개발됐다. 배기가스 제습과 재가열 건조시스템의 최적 설계 및 제작기술도 이미 상용화됐다.
미국의 DUPPS사의 경우 회전건조기에서 배출되는 배기가스를 특수하게 고안된 재가열장치에 의해 전량 과열습공기로 이용하는 건조시스템을 실용화, 보급하고 있다. 배기가스를 효과적으로 회수 이용하기 위한 열교환 기술은 일부 출연연구소 대학및 기업을 중심으로 히트파이프 열교환기, 판형열교환기 등의 개발이 추진됐다.
국내에선 공조용 제습기에 대한 연구는 활발하게 이뤄지고 있다. 흡습제를 이용한 로터 개발, 로터리 드럼 제습·냉방 시스템 개발 등이 추진됐다. 하지만 배기가스를 순환이용하기 위한 최적 시스템 설계기술 등에 대한 연구는 미미한 수준이다. 배기가스의 제습과 가열이용 시스템에 대한 연구사례는 거의 없는 것으로 조사됐다.
배기가스를 회수하는 방법도 대부분 배기가스와 외기 공기의 열교환에 의해 가열공기의 예열용으로 이용되고 있다. 그러나 배기가스를 직접 제습하여 재가열에 의한 열원으로 이용되는 경우는 적용 사례가 거의 없는 것으로 알려졌다.