KR100262718B1 - 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조 - Google Patents

암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR100262718B1
KR100262718B1 KR1019970065641A KR19970065641A KR100262718B1 KR 100262718 B1 KR100262718 B1 KR 100262718B1 KR 1019970065641 A KR1019970065641 A KR 1019970065641A KR 19970065641 A KR19970065641 A KR 19970065641A KR 100262718 B1 KR100262718 B1 KR 100262718B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solution
regenerator
heat exchange
heat
refrigerant vapor
Prior art date
Application number
KR1019970065641A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990047288A (ko
Inventor
조현철
Original Assignee
구자홍
엘지전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1019970065641A priority Critical patent/KR100262718B1/ko
Publication of KR19990047288A publication Critical patent/KR19990047288A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100262718B1 publication Critical patent/KR100262718B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/04—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being ammonia evaporated from aqueous solution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2315/00—Sorption refrigeration cycles or details thereof
    • F25B2315/005—Regeneration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기에 관한 것으로서, 특히 용액가열 재생기의 성능 향상 및 소형화를 가능하게 하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상부로부터 유입되는 강용액과, 재생기로부터 발생된 약용액 및 냉매증기와 열교환시켜 재생기의 부하를 줄이는 역할을 수행하며, 이를 위해 원통형의 쉘 내에 재생기로부터 발생된 약용액이 유입되어 유동하는 열교환 코일이 구비된 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기에 있어서, 상기 용액가열 재생기의 열교환 코일이 2중관식으로 구성된 것이다.

Description

암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조
본 발명은 암모니아 흡수식 시스템에 관한 것으로서, 특히 용액가열 재생기의 성능 향상 및 소형화를 위한 용액가열 재생기의 구조에 관한 것이다.
일반적인 암모니아 흡수식 시스템은 도 1 에 도시된 바와 같이, 열을 발생시키는 버너(1)와, 상기 버너(1)로부터 발생되는 열을 가해줌으로써 강용액(암모니아 농도가 강한 용액)으로부터 냉매증기와 약용액(암모니아 농도가 약한 용액)을 생성하는 재생기(2)와, 상기 재생기(2)에서 생성된 냉매증기와 함께 증발되는 물을 응축시켜 고농도의 냉매증기로 정류하는 정류기(3)와, 상기 정류기(3)로부터 전달된 고농도의 냉매증기를 냉각수(cooling water) 또는 브라인(Brine)등의 중간매체에 의해 냉각시켜 액체상태의 냉매로 응축시키는 응축기(4)와, 상기 응축기(4)로부터 응축된 액냉매를 더욱 과냉시키는 프리쿨러(5)와, 상기 프리쿨러(5)로부터 과냉된 액냉매를 냉방수(chilled water)를 사용하여 다시 증발시켜 2상 상태(액상+기상)의 냉매로 비등시키는 증발기(6)와, 상기 증발기(6)로 유입되는 액냉매를 팽창시키는 팽창밸브(7)와, 상기 증발기(6)에서 증발된 2상 상태의 냉매가 프리쿨러(5)를 지나면서 상대적으로 고온의 액냉매와 열교환을 실시한 후 더욱 비등하여 냉매증기 상태로 되고, 이 냉매증기 및 재생기(2)로부터 생성된 약용액이 유입되는 흡수기(8)와, 상기 흡수기(8)로 유입된 냉매증기와 약용액 간의 대향류(counter current) 접촉으로 흡수현상이 발생하여 원래의 재생기(2) 초기 농도의 강용액이 생성되어 흡수기(8)의 하부에 고이게 되고, 이 강용액을 정류기(3)로 펌핑하는 용액펌프(9)와, 상기 재생기(2)에서 흡수기(8)로 유입되는 약용액을 팽창시키는 팽창밸브(10)로 구성된다.
상기 흡수기(8)는 생성된 강용액이 정류기(3)를 거쳐 재생기(2)로 유입되면서 재생기(2)에서 생성된 약용액과 열교환이 이루어지도록 내부에 강용액이 흐르는 용액냉각흡수기(11)와, 상기 증발기(6)에서 흡수기(8)로 유입된 냉매증기가 상승하면서 열교환이 이루어지도록 내부에 냉각수가 흐르는 수냉각흡수기(12)와, 도 1 의 A부에서 분지된 용액과 약용액과의 열교환에 의해 냉매증기를 발생시켜 재생기에서의 필요열량을 감소시켜주는 GAX흡수기/재생기(13)로 구성된다.
그리고, 상기 재생기(2)와 정류기(3)의 사이에는 원통형의 쉘 내에 배플판(14)이 지그재그로 배치된 에널라이저(Analyzer)(15)가 위치하고, 상기 에널라이저(15)와 재생기(2)의 사이에는 상부로부터 유입되는 강용액과, 재생기(2)로부터 발생된 냉매증기 및 약용액을 열교환시켜 재생기(2)의 부하를 줄여주기 위한 용액가열 재생기(16)가 위치한다.
이를 위해 상기 용액가열 재생기(16)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 원통형의 쉘(17) 내에 열교환 코일(18)이 위치하며, 농도의 성층화와, 상부로부터 유입되는 강용액과 하부로부터 상승하는 냉매증기의 유로를 형성시켜주기 위한 배플판(19)이 지그재그로 배치된다.
이와같이 구성된 종래의 흡수식 시스템은 재생기(2)내에 있는 강용액이 연소부인 버너(1)에 의해 가열되어 냉매증기와 약용액이 발생되고, 이때 발생된 약용액은 비중이 강용액 보다 높아 재생기 하부로 가라앉게 되며, 용액가열 재생기(16)의 열교환 코일(18) 유입구로 유입되어 그 내부를 유동하고, 냉매증기는 상승하게 된다.
이때, 약용액은 시스템 내부에서 최고온이므로 열교환 코일(18) 내부를 유동하면서 열교환 코일(18) 외부의 강용액과 열교환작용을 하게 되며, 이에 의해 강용액에게 그 열을 빼앗기게 되어 온도가 저하된다.
이와 같이, 용액가열 재생기(16)는 열교환 코일(18) 내부의 약용액과 외부 강용액의 열교환을 통하여 재생기(2)에서의 재생열량을 감소시키는 역할을 하는 것이다.
여기서, 용액가열 재생기(16)의 배플판(19)은 상부로부터 떨어지는 강용액과, 하부로부터 상승하는 냉매증기의 유로를 형성하게 되며, 냉매증기가 이 유로를 따라 상승하여 에널라이저(15)로 유입된다.
에널라이저(15)는 그 내부에 배플판(14)이 지그재그로 배치되어 있는 구조로서, 에널라이저(15) 상부로부터 강용액이 유입되면 에널라이저(15) 내부의 배플판(14)을 따라 중력 방향으로 흐르게 되며, 재생기(2)로부터 발생된 냉매증기는 반대로 상승하면서 이 강용액과 접촉하여 흡수제 성분을 빼앗기고 냉매증기의 농도가 높아지게 된다.
이후, 냉매증기는 정류기(3)로 유입되며, 상기 정류기(3) 내로 유입된 냉매증기는 흡수기(8)로부터 용액펌프(9)의 펌핑을 통해 정류기(3)의 내부로 유입되는 강용액과 열교환을 한 후 증발되는 물과 함께 응축되어 고농도의 냉매증기로 정류되어 진다.
그리고, 용액가열 재생기(16)의 열교환 코일(18)을 따라 유동하는 약용액은 고압부인 재생기(2)와 저압부인 흡수기(8)간의 압력차에 의해 팽창밸브(10)에서 팽창된 후 흡수기(8)의 상부로 유입된다.
상기 정류기(3)에서 정류된 고농도의 냉매증기는 응축기(4)로 유입되어 응축기(4) 주위를 흐르는 저온의 냉각수와 열교환을 하여 액냉매 상태로 응축되고, 이 액냉매는 프리쿨러(5)를 지나면서 더욱 과냉 상태의 액냉매가 되고, 과냉된 액냉매는 팽창밸브(7)를 통해 팽창된 후 증발기(6)로 유입된다.
상기 증발기(6)내로 유입된 액냉매는 증발기(6) 주위를 흐르는 고온의 냉수와 열교환을 하여 2상 상태(액상+기상)의 냉매로 비등하고, 이 2상 상태의 냉매는 다시 프리쿨러(5)를 지나면서 상대적으로 고온인 액냉매와 열교환을 하고 더욱 비등하여 냉매증기가 되고, 이 냉매증기는 흡수기(8)의 하부로 유입된다.
상기 흡수기(8)로 유입된 냉매증기는 상승하면서 재생기(2)로부터 유입된 약용액과 대향류(counter current)로 접촉하면서 약용액에 흡수되어 강용액이 생성되고, 이때 발생되는 흡수열은 수냉각흡수기(12)내를 흐르는 냉각수와 용액냉각흡수기(11)내를 흐르는 저온의 강용액에 의해 상쇄된다.
여기서, 재생기(2)에서 생성된 약용액은 흡수기(8) 상부로 유입된 후 저온의 강용액이 흐르는 용액냉각흡수기(11)의 열교환코일 표면에 분산 낙하되면서 냉각되어 냉매증기의 흡수를 가속시킨다.
이때, 상기 흡수기(8)의 하부에 고인 강용액은 용액펌프(9)의 펌핑에 의하여 정류기(3)로 유입되었다가 용액냉각흡수기(11)로 유입되고, 이 강용액은 열교환코일 내부를 흐르면서 재생기(2)로부터 생성되어 유입되는 고온의 약용액과 열교환을 하여 온도가 상승된 후 다시 재생기(2)로 유입되어 상기와 같은 작동을 순차적으로 반복하게 된다.
이러한 흡수식 사이클은 냉방 및 난방 기능의 히트펌프(heat pump)로서, 냉방의 경우에는 증발기(6)에서 냉매의 증발잠열로부터 냉방수를 얻을 수 있고, 난방의 경우에는 응축기(4)의 응축잠열 및 수냉각흡수기(12)의 흡수열로부터 난방수를 얻을 수 있다.
이와 같은 동작은 시스템이 작동하는 동안 평형이 이루어진 상태에서 연속적으로 순환되면서 이루어 진다.
그러나 이러한 종래 암모니아 흡수식 시스템에 있어 용액가열 재생기는 용액속에 잠겨 있는 풀 보일링(pool boiling) 형상을 이루고 있어 용액의 충진량이 많아지게 되고, 농도의 성층화를 위해 열교환 코일의 사이 사이에 배치된 배플판으로 인해 높이가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 용액가열 재생기를 2중관식으로 구성하고, 하부로부터 상승하는 냉매증기의 속도를 높여주기 위한 내부쉘을 구비함으로써 용액가열 재생기의 성능 향상 및 소형화를 가능하게 하는 데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 암모니아 흡수식 시스템의 사이클도.
도 2 는 종래 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구성도.
도 3 은 본 발명에 의한 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구성도.
도 4 는 본 발명에 의한 용액가열 재생기의 열교환 코일 구성도.
도 5 는 본 발명에 의한 용액가열 재생기의 내부쉘 구성도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
101 : 쉘 102, 102' : 열교환 코일
103 : 냉매증기 입구 104 : 냉매증기 출구
105 : 강용액 입구 106 : 강용액 출구
107 : 분배판 108 : 약용액 입구
109 : 약용액 출구 110 : 내부쉘
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 의한 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구성도로서, 원통형의 쉘(101) 내에 열교환 코일(102, 102')이 구비된 구조이며, 재생기(도면상에 미도시)로부터 발생된 냉매증기의 입구(103) 및 출구(104)와, 상부로부터 유입되는 강용액의 입구(105) 및 출구(106)와, 상기 용액가열 재생기의 상단에는 상부로부터 유입되는 강용액을 고르게 분배하여 열교환 코일(102, 102')의 표면에 얇은 막 형태로 흐르게 하기 위한 분배판(107)이 구비된다.
그리고, 상기 열교환 코일(102, 102')은 도 4 와 같이 2중관식으로 구성되며, 이 열교환 코일(102, 102')에는 재생기(도면상에 미도시)로부터 발생된 약용액의 입구(108) 및 출구(109)가 형성된다.
또한, 도 5 와 같이 상기 용액가열 재생기의 내부에는 재생기로부터 발생되어 상승하는 냉매증기의 속도를 높여주기 위한 내부쉘(110)이 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 재생기 내부의 강용액이 가열되어 냉매증기와 약용액 상태로 분리되고, 약용액은 2중관식의 열교환 코일(102, 102') 약용액 입구(108)로 유입되어 열교환 코일(102, 102')의 내부를 유동하게 된다.
한편, 냉매증기는 상승하여 용액가열 재생기의 냉매증기 입구(103)로 유입되며, 상부의 강용액 입구(105)로는 강용액이 유입되어 분배판(107)에 의해 분배되며, 이를 통해 열교환 코일(102, 102')의 표면에 얇은 막 형태로 흐르게 된다.
이때, 열교환 코일(102, 102')의 표면에 얇은 막 형태로 흐르는 강용액은 열교환 코일(102, 102')의 내부를 유동하는 약용액과 열교환을 실시하는 동시에 냉매증기와 열전달 및 물질전달을 수행하게 되는데, 용액가열 재생기의 내부에 장착된 내부쉘(110)에 의해 하부로부터 상승하는 냉매증기의 속도가 높아져 축소된 공간에서 활발한 열전달 및 물질전달을 수행할 수 있는 것이다.
여기서, 열교환 코일(102, 102')을 2중관식으로 구성한 것은 종래의 용액가열 재생기에 비해 동등한 열량을 얻으면서 높이를 축소하기 위한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 재생기 하부로부터 상승하는 냉매증기와 용액가열 재생기 상부로부터 유입되는 강용액을 보다 컴팩트한 공간에서 활발히 접촉하게 하여 열 및 물질전달 성능을 향상시킬 수 있으며, 2중관식을 채용함으로써 높이를 감소시킴과 동시에 용액의 충진량 또한 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 상부로부터 유입되는 강용액과, 재생기로부터 발생된 약용액 및 냉매증기와 열교환시켜 재생기의 부하를 줄이는 역할을 수행하며, 이를 위해 원통형의 쉘 내에 재생기로부터 발생된 약용액이 유입되어 유동하는 열교환 코일이 구비된 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기에 있어서,
    상기 용액가열 재생기의 열교환 코일이 2중관식으로 구성된 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용액가열 재생기의 내부에는 하부로부터 상승하는 냉매증기의 속도를 높여주기 위한 내부 쉘이 구비된 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용액가열 재생기의 상단에는 상부로부터 유입되는 강용액을 고르게 분배하여 열교환 코일의 표면에 얇은 막 형태로 흐르게 하기 위한 분배판이 구비된 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조.
KR1019970065641A 1997-12-03 1997-12-03 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조 KR100262718B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970065641A KR100262718B1 (ko) 1997-12-03 1997-12-03 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970065641A KR100262718B1 (ko) 1997-12-03 1997-12-03 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990047288A KR19990047288A (ko) 1999-07-05
KR100262718B1 true KR100262718B1 (ko) 2000-08-01

Family

ID=19526352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970065641A KR100262718B1 (ko) 1997-12-03 1997-12-03 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100262718B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102524858B1 (ko) * 2020-08-24 2023-04-21 원철호 열교환기

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990047288A (ko) 1999-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3690121A (en) Absorption refrigeration system
KR100262718B1 (ko) 암모니아 흡수식 시스템의 용액가열 재생기 구조
JP2881593B2 (ja) 吸収式ヒートポンプ
KR100290709B1 (ko) 암모니아흡수식시스템의정류기칼럼구조
KR100334933B1 (ko) 흡수식냉난방기의플레이트열교환기형흡수기
KR100229318B1 (ko) 흡수식 시스템의 프리쿨러 구조
JPH0776653B2 (ja) 直接接触型凝縮器およびこれを用いた熱サイクル装置
KR100208181B1 (ko) 흡수식 사이클의 냉매증기와 약용액 동향유로 시스템
KR0147749B1 (ko) 흡수식 냉난방기의 재생기
KR19990008915A (ko) 암모니아 흡수식 시스템의 에널라이저 구조
US3514970A (en) Absorption refrigeration machine
KR0184216B1 (ko) 암모니아 흡수식 냉난방기
KR100240285B1 (ko) 급탕기능이 부가된 흡수식 시스템
JPH0517571Y2 (ko)
KR100213794B1 (ko) 암모니아흡수식 냉난방기
JPH08219575A (ja) 吸収式冷凍装置
KR100297053B1 (ko) 흡수식냉난방시스템
KR19990008916A (ko) 판형 열교환기를 갖는 흡수식 시스템
JP3236721B2 (ja) 吸収冷凍機用再生器
JP3236722B2 (ja) 吸収冷凍機用再生器
KR100307392B1 (ko) 암모니아흡수식히트펌프의재생기칼럼
JPS60599Y2 (ja) 低温発生器
JPH0743033A (ja) 二重効用吸収式冷凍機
CN117940721A (zh) 用于吸收式热机的冷冻剂蒸气发生器的精馏器以及包含这种精馏器的发生器
KR100314471B1 (ko) 암모니아를이용한흡수식열펌프의발생기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080319

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee