KR100542461B1

KR100542461B1 - 흡수식 냉동기

Info

Publication number: KR100542461B1
Application number: KR1019990021297A
Authority: KR
Inventors: 이시구로가츠스케; 마루야마아키라; 가미야히로시
Original assignee: 파로마 고교 가부시키 가이샤
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2006-01-12
Also published as: CN1125296C; TW400427B; ES2169959A1; US6062038A; IT1312271B1; JP4279917B2; JPH11351691A; ITMI990921A1; KR20000006027A; ES2169959B1; CN1238441A

Abstract

본 발명은 흡수식 냉동기를 대형화하는 일 없이 운전정지 후의 흡수액의 희석운전을 제한하지 않고 필요한 때 언제라도 행할 수 있게 하는 것이다.

이를 위하여 흡수식 냉동기의 운전후에 희석운전을 행할 때에는, 희석밸브(VD)에 의해 희석액 순환관(KD)의 관로를 개방함으로써 용액펌프(P1)와 흡수기(A)를 순환관(K6)을 거쳐 직접 연결할 수 있고, 용액펌프의 운전에 의해 저농도 용액을 순환시켜 고농도 용액을 용이하게 저농도로 희석시킬 수 있다. 이 경우 경로의 압력차는 관계없기 때문에 필요한 때 언제라도 희석운전을 행할 수 있다. 또 압력손실에 대한 대응도 불필요하기 때문에 장치의 높이를 높게 할 필요도 없다. 그 때문에 냉동기의 대형화에 의한 설치공간의 증대와 장치의 비용상승을 초래하는 일도 없다. 또한 통상운전시에 사용하는 용액펌프를 희석운전에 사용할 수 있기 때문에 새로이 전용펌프를 설치할 필요가 없어 저비용으로 희석운전을 행할 수 있다.

Description

흡수식 냉동기{ABSORPTIVE REFRIGERATOR}

도 1은 본 발명의 일 실시형태인 흡수식 냉동기를 개략적으로 나타내는 구성도,

도 2는 흡수식 냉동기의 전기적 동작을 제어하는 제어장치의 개략 회로 구성을 나타내는 블록도,

도 3은 종래예인 흡수식 공조기의 개략 구성을 나타내는 구성도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 고온재생기 12 : 버너

13 : 열교환기 14 : 고온분리기

15a : 하한 플로트 스위치 15b : 상한 플로트 스위치

16 : 액온센서 17 : 고온 열교환기

18 : 오리피스 20 : 저온 재생기

22 : 열교환기 23 : 저온 분리기

25 : 액온 센서 26 : 저온 열교환기

30 : 응축기 31 : 액매 탱크

40 : 이중관 유닛 41 : 냉수관

41a : 증발관부 41b : 내측 관부

42 : 외관 43 : 증발 흡수실

44 : 물받이 접시 45 : 분배기

46 : 물 산포관 47 : 용액 받이접시

48 : 분배기 49 : 용액 산포관

50 : 냉각팬 51 : 액온 센서

52 : 유량 센서 60 : 제어장치

K1, K2, K4, K5, K6, K8, K10, K11 : 순환관

K3, K7 : 오버 플로우 방지관

KD : 희석액 순환관 V1 : 플로트 연동밸브

V2, V5 : 오버 플로우밸브 V3 : 밸브

V4, V6 : 전자밸브 VD : 희석밸브

P1 : 용액펌프 P2 : 냉매 펌프

PW : 냉수순환 펌프 A : 흡수기

E : 증발기

본 발명은 흡수식 공조기의 옥외기로서 사용되며, 옥내에 설치한 공조기 본체의 냉방작동에 이용되는 열매체를 냉각하는 흡수식 냉동기에 관한 것이다.

종래 흡수식 냉동기로서는 예를 들어 일본국 특개평10-26437호 공보에 나타 낸 흡수식 공조기에 적용한 것이 알려져 있다. 이 흡수식 냉동기는 냉매에 물, 흡수제로서 브롬화 리튬을 이용하고 있으며, 도 3에 나타내는 바와 같이 용액펌프(150)로부터 공급된 저농도의 흡수액인 브롬화 리튬수용액(이하, 브롬화 리튬의 농도에 따라 단순히 저농도 용액, 중간농도 용액, 고농도 용액이라 함)을 버너(111)의 연소열에 의해 가열하는 핀튜브형 열교환기(112)를 가지는 고온 재생기(110)와, 고온 재생기(110)에 의해 가열된 저농도 용액을 수증기와 중간농도 용액으로 분리하는 고온 재생기 기액분리기(113)(이하, 단순히 고온 분리기라 함)와, 핀튜브식 열교환기(121)에 보내지는 중간농도 용액을 고온 분리기(113)로 분리된 수증기에 의해 가열하는 저온 재생기(120)와 가열된 중간농도 용액을 수증기와 고농도 용액으로 분리하는 저온 재생기 기액분리기(122)(이하, 단순히 저온 분리기라 함)와, 저온 분리기(122)로 부터의 수증기를 냉각하여 액화시키는 응축기(130)와, 응축기(130) 및 저온 재생기(120)에 의해 응축된 물을 증발시키는 증발기(141)와, 증발기(141)로 부터의 수증기를 고농도 용액에 의해 흡수하는 흡수기(142)를 구비하고 있다.

증발기(141)와 흡수기(142)는 도시 생략한 옥내 냉방기로부터 연장된 냉수관(160)의 바깥쪽에 동축적으로 설치되는 외관(l40)에 의해 형성되는 이중관의 냉수관(160)과 외관(140)의 사이에 형성되는 증발 흡수실(143)에 일체화하여 설치된다. 흡수기(142)로부터 고온 재생기(110)에 대한 용액 순환로(K)에는 저농도 용액을 고온 재생기(110)에 순환공급하는 상기 용액펌프(150)와 저온 분리기(122)로부터 보내지는 고농도 용액과 열교환하는 저온 열교환기(151)와 고온 분리기(113) 로부터 보내지는 중간농도 용액을 열교환하기 위한 고온 열교환기(152)가 설치된다. 또 고온 열교환기(152)로부터 저온 재생기(120)에 대한 용액순환로에는 감압밸브(114)가 설치된다.

다음에 이 흡수식 공조기의 냉각동작에 관하여 설명한다. 용액펌프(150)가 작동을 개시하여 버너(111)의 점화에 의해 고온 재생기(110)의 핀튜브식 열교환기내를 흐르는 저농도 용액이 가열되어 수증기가 발생하고, 고온 분리기(113)에 의해 수증기와 중간농도 용액으로 분리된다. 중간농도 용액은 고온 열교환기(152)에 의해 온도가 내려진 후, 저온 재생기(120)에 공급되어 핀튜브식 열교환기내를 흐를 때 고온 분리기(113)로부터의 수증기에 의해 재가열되어 저온 분리기(122)에 의해 수증기와 고농도 용액으로 분리된다. 고농도 용액은 저온 열교환기(151)에 의해 온도가 내려진 후 외관(140)의 내면으로 적하된다. 또 수증기는 응축기(130)에 의해 냉각되어 응축하고, 증발흡수실(143)의 냉수관(160)의 외면에 적하된다. 적하된 물은 증발흡수실(143)내가 저압이기 때문에 증발하고, 냉수관(160)을 흐르는 물로부터 기화열에 상당하는 열을 빼앗아 냉각되고, 이에 의하여 냉수관(160)을 순환하는 냉수가 실내기로 유도되어 냉방운전이 행하여진다. 고농도 용액은 증발한 수증기를 흡수하여 저농도 용액이 되고, 용액펌프(150)에 의해 저온 열교환기(151), 고온 열교환기(152)를 거쳐 온도를 올린 후, 고온 재생기(110)에 보내어진다.

그런데 상기 흡수식 냉동기에 대해서는 운전정지후에 특히 저온 분리기(122)로부터 흡수기(142)의 선단에 걸쳐 고농도용액이 체류하고 있기 때문에 외기온이나 용액온도의 저하에 의해 브롬화 리튬이 결정되어 내부를 막히게 할 우려가 있다. 이러한 브롬화 리튬의 결정을 방지하기 위해서 브롬화리튬 수용액의 유통경로에 저농도 용액을 순환시키는 희석운전을 행할 필요가 있으나, 저농도 용액을 순환시키려면 경로내에 압력차가 있어야 하므로 그 때문에 운전정지 직후에 행하는 것이 바람직하다. 그러나 운전직후에 희석운전을 행함으로써 다시 운전을 개시할 때, 경로내에서 용액이 소정의 농도분포로 배치되고 또한 소정의 압력차인 정상운전상태로 될 때까지 시간을 요한다는 문제가 있다.

이에 대하여 용액의 자중에 의해 저농도 용액을 순환시켜 희석운전을 행하는 것도 가능하나, 이 경우에는 흡수식 냉동기의 높이를 높게 함으로써 경로내에 설치한 드로틀 등에 의한 압력손실에 견디어 내도록 하지 않으면 기체의 통로에 브롬화 리튬수용액이 흘러 들어가 냉동기의 기능을 다할 수 없게 될 우려가 있다. 그 때문에 냉동기의 높이를 높게 하고 전체를 대형화할 필요가 있으나, 냉동기 설치공간의 증대에 의한 설치의 번잡함과, 냉동기의 대형화에 의한 가격 상승을 초래하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하고자 하는 것으로 운전정지후의 흡수액의 희석운전을 필요한 때에 행할 수 있음과 동시에 재운전 개시를 원활하게 행할 수 있으며, 또한 장치의 대형화를 수반하지 않는 흡수식 냉동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 상기 청구항 1에 관한 발명의 구성상 특징은 냉매비율이 높은 흡수액을 가열하여 흡수액 보다 냉매비율이 낮은 흡수액과 냉매증기로 분리하는 재생부와, 냉매증기가 액화된 냉매액을 증발시킴으로써 열매체를 냉각하는 냉각부와, 재생부로부터 공급된 냉매비율이 낮은 흡수액을 산포(散布)하여 냉각부에서 증발한 냉매증기를 흡수하는 흡수부와, 흡수부에서 냉매증기를 흡수한 냉매 비율이 높은 흡수액을 재생부로 보내는 펌프를 구비한 흡수식 냉동기에 있어서, 펌프 하류측의 흡수액 유로와 흡수부에 대한 흡수액 공급로를 직접 연결하는 희석유로와, 희석유로를 개폐하는 개폐수단을 설치한 것에 있다.

상기와 같이 청구항 1의 발명을 구성한 것에 의해 운전후에 희석운전을 행할 때는 개폐수단에 의해 희석유로를 개방함으로써, 펌프 하류측의 흡수액 유로와 흡수부에 대한 흡수액 공급로를 직접 연결할 수 있어 펌프의 운전에 의해 저농도 용액을 순환시켜 고농도 용액을 용이하게 저농도로 희석시킬 수 있다. 이 경우 경로의 압력차는 관계없기 때문에 운전정지후에 희석운전을 행할 필요가 없고, 필요한 때에 희석운전을 행할 수 있다. 또 압력손실에 대한 대응도 불필요하기 때문에 냉동기의 높이를 높게 할 필요도 없다.

(발명의 실시 형태)

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명하면, 도 1은 상기 실시형태인 실내 냉방장치의 열매체를 냉각하는 흡수식 냉동기의 개략 구성을 나타낸 것이다.

이 흡수식 냉동기는 버너(12)의 연소열에 의해 저농도의 흡수액인 브롬화 리튬수용액을 가열하는 고온 재생기(10)와, 고온 재생기(10)로 가열된 저농도 용액을 수증기와 중간농도 용액으로 분리하는 고온 분리기(14)와 고온 분리기(14)로부터 고온 열교환기(17)를 거쳐 보내지는 중간농도 용액을 고온 분리기(14)로부터 보내지는 수증기에 의해 재가열하는 저온 재생기(20)와, 저온 재생기(20)에 의해 가열된 중간농도 용액을 수증기와 고농도 용액으로 분리하는 저온 분리기(23)와, 저온 분리기(23)에서 보내지는 수증기를 냉각하여 액화시키는 응축기(30)와 응축기(30)로부터 보내지는 물을 증발시킴으로써 냉방용 열매체를 냉각함과 동시에 저온 분리기(23)로부터 저온 열교환기(26)를 거쳐 보내지는 고농도 용액에 의해 그 수증기를 흡수시키는 이중관 유닛(40)과, 이중관 유닛(40) 및 응축기(30)를 냉각하는 냉각팬(50)과, 이중관 유닛(40)으로부터 저농도 용액을 저온 열교환기(26) 및 고온 열교환기(17)에 있어서 열교환에 의해 온도를 올려 고온 재생기(10)로 보내는 용액 펌프(P1)를 기본적 요소로서 구비하고 있고, 그들 사이는 각각 배관에 의해 접속되어 있다. 각 요소에 대하여 이하에 더욱 구체적으로 설명한다.

고온 재생기(10)는 하우징(11)내에 수용되어 버너(12)에 의해 가열되는 핀튜브식 열교환기(13)(이하, 열교환기라 함)를 가지고 있고, 튜브내를 흐는 브롬화 리튬수용액을 효율좋게 가열할 수 있게 되어 있다. 고온 재생기(10)에 순환관(K1)을 거쳐 접속된 고온 분리기(14)에는 액면의 하한을 검지하는 하한 플로트 스위치(15a)와, 액면의 상한을 검지하는 상한 플로트 스위치(15b)와, 상한 플로트 스위치(15b)의 위에 설치되어 한계 액면을 검지하는 정지 플로트 스위치(15c)가 설치되어 있다. 이 정지 플로트 스위치(15c)가 온함으로써 버너(12)의 가열이 자동적으로 정지되어 운전이 정지하게 되어 있다. 또 고온 분리기(14)내에는 저류된 중간농도 용액의 온도를 검출하는 액온 센서(16)가 설치되어 있다.

고온 분리기(14)로부터의 용액을 순환시키는 순환관(K2)은 고온 열교환기(17)를 거쳐 저온 재생기(20)의 후기하는 핀튜브식 열교환기(22)(이하, 열교환기라 함)에 접속된다. 고온 열교환기(17)는 (도면상의) 바깥쪽을 흐르는 고온 분리기(14)로부터의 고온 용액과, (도면상의) 안쪽을 흐르는 상기 용액펌프(P1)로부터 공급되는 저온의 저농도 용액의 열교환을 행하는 것이다. 고온 열교환기(17)와 저온 재생기(20) 사이의 순환관(K2)에는 오리피스(18)와 플로트 연동밸브(V1)가 병렬로 설치되어 있다. 오리피스(18)는 통과하는 용액의 압력을 감압하여 고온 분리기(14)의 액면을 액밀봉할 수 있도록 적정한 높이로 유지하는 것이다. 플로트 연동밸브(V1)는 고온 분리기(14)내의 플로트 스위치(15a, 15b)와 연동한 전자밸브이고, 내부의 중간농도 용액의 액면이 하한에 달하여 하한 플로트 스위치(15a)가 오프가 되었을 때 폐쇄되고, 액면이 상한에 달하여 상한 플로트 스위치(15b)가 온되었을 때 개방되도록 되어 있다.

순환관(K2)의 고온 열교환기(17)의 상류측(이하, 용액이 흘러나오는 쪽을 상류측, 용액이 흘러가는 쪽을 하류측이라 함)에서는 순환관(K2)으로부터 분기하여 후기하는 순환관(K8)에 합류 접속하는 오버 플로우 방지관(K3)이 설치되어 있다. 오버 플로우 방지관(K3)에는 관로를 개폐하는 오버 플로우밸브(V2)가 설치되어 있고, 오버 플로우밸브(V2)의 개방에 의해 고온 분리기(14)내의 용액의 오버 플로우상태를 해소할 수 있게 되어 있다.

저온 재생기(20)는 하우징(21)내에 수용된 핀튜브식 열교환기(22)를 가지고, 하우징(21)에는 고온 분리기(14)로부터의 수증기의 경로인 유통관(Q1)이 접속되어 있다. 그리고 열교환기(22)내를 흐르는 브롬화 리튬수용액이 고온 분리기(14)로부터 유통관(Q1)을 통해서 공급되는 수증기에 의해 가열됨과 더불어 수증기가 브롬화 리튬수용액과의 열교환에 의해 액화하여 하우징(21)의 바닥부에 고이도록 되어 있다. 하우징(21)의 바닥부에는 하우징(21)내부에 고인 수분을 응축기(30)의 바닥부로 보내는 유통관(Q2)이 설치되어 있고, 유통관(Q2)에는 저온 재생기(20)와 응축기(30) 사이에 차압을 가지게 하기 위한 오리피스 기능을 가지는 밸브(V3)가 설치되어 있다.

저온 분리기(23)는 순환관(K4)을 거쳐 열교환기(22)의 하류측에 접속되어 있다. 저온 분리기(23)에도 하한 플로트 스위치(24a)와, 상한 플로트 스위치(24b)와, 정지 플로트 스위치(24c)가 설치되어 있고, 각각 액면 제어에 사용된다. 또 저온 분리기(23)내에는 저류된 고농도 용액의 온도를 검출하는 액온 센서(25)가 설치되어 있다. 저온 분리기(23)로부터의 용액을 순환시키는 순환관(K5)에는 저온 열교환기(26)와, 관로를 개폐하는 전자밸브(V4)가 차례로 장치되어 있고, 순환관(K5)은 전자밸브(V4)의 하류측에서 순환관(K6)에 합류하여, 후기하는 흡수기(A)에 접속된다. 저온 열교환기(26)는 바깥쪽을 흐르는 저온 분리기(23)로부터의 고온용액과 안쪽을 흐르는 상기 용액펌프(P1)로부터 공급되는 저온의 저농도 용액과의 열교환을 행하는 것이다.

순환관(K5)의 저온 열교환기(26)의 상류측에서는 순환관(K5)으로부터 분기하여 후기하는 순환관(K8)에 합류접속하는 오버 플로우 방지관(K7)이 설치되어 있다. 오버 플로우 방지관(K7)에는 관로를 개폐하는 오버 플로우 밸브(V5)가 설치되어 있고, 오버 플로우 밸브(V5)의 개방에 의해 저온 분리기(23)내의 용액의 오버 플로우 상태를 해소할 수 있게 되어 있다.

응축기(30)는 수직으로 세워설치한 복수의 원통 파이프에 의해 복수매의 핀을 관통하여 형성되어 있고, 상단부가 유통관(Q3)에 의해서 저온 분리기(23)와 접속되고, 저온 분리기(23)로부터 보내지는 수증기를 냉각팬(50)에 의한 송풍에 의해 냉각하여 물로 응축시킨다. 또 응축기(30)에는 저온 재생기(20)로 액화한 물이 바닥부에 접속된 상기 유통관(Q2)을 통하여 유입하여 응축기(30)내에서 응축된 물과 합류한다. 응축기(30)의 하부에는 냉매탱크(31)가 접속되어 있고, 응축기(30)로 응축된 물이 유입하여 일시적으로 고이게 되어 있다. 냉매탱크(31)내에는 액면의 하한을 검지하는 하한 플로트 스위치(32a)와 액면의 상한을 검지하는 상한 플로트 스위치(32b)가 설치되어 있다. 냉매탱크(31)의 하단부로부터는 유통관(Q4)이 연장 설치되어 있고, 후기하는 증발기(E)에 접속되어 있다. 유통관(Q4)에는 냉매펌프 (P2)가 장치되어 있고, 냉매펌프(P2)는 냉매탱크(31)의 액면이 상한에 달하여 상한 플로트 스위치(32b)가 온함으로써 운전을 개시하고, 액면이 하한에 달하여 하한 플로트 스위치(32a)가 오프가 됨으로써 운전을 정지하는 것으로, 유통관(Q4)내에의 기체의 혼입을 방지함과 동시에 시스템 전체의 농도의 관리를 행하고 있다.

이중관 유닛(40)은 도시 생략한 실내 냉방기에서 사용하는 열매체의 유로가 되는 냉수관(41)과 그 바깥 둘레에 동축적으로 배치된 외관(42)을 구비하여 수직으로 세워져 설치되어 있다. 냉수관(41)은 실내 냉방기측으로부터 열매체가 유입하는 유입관(W1)에 일체로 접속되어 그 하단이 밀봉된 증발관부(41a)와, 증발관부(41a)의 내부에 동축적으로 배치된 내측 관부(41b)에 의해 이중관 구조로 구성되어 있다. 내측 관부(41b)는 그 하단이 증발관부(41a)의 하단 근방에서 개구함과 동시에 상단이 증발관부(41a)의 상단을 관통하여 돌출한 상태로 증발관부(41a)에 액밀(液密)하게 고정되고, 선단이 실내 냉방기로 열매체가 유출하는 유출관(W2)에 일체로 접속되어 있다. 또한 유입관(W1)에는 냉수 순환펌프(Pw)가 설치되어 있고, 유출관(W2)에는 관내를 순환하는 열매체의 온도를 검출하는 수온센서(Tw)가 설치되어 있다.

외관(42)은 상하단이 밀봉되어 있고, 바깥 둘레면에 냉각용 다수의 핀(42a)이 동축적으로 설치되어 있다. 그리고 상기 냉수관(41)은 외관(42)의 상단면을 관통하여 하단이 외관(42)의 하단으로부터 소정거리 떨어진 위치에 배치된 상태로 외관(42)상단면에 액밀하게 고정되어 설치된다. 이에 따라 이중관 유닛(40)이 형성되어 증발관부(41a)와 외관(42)의 사이에 증발 흡수실(d3)이 설치된다.

냉수관(41)의 증발관부(41a)에는 증발 흡수실(43)내의 상단 근방위치에 바깥 둘레면을 둘러싸 고리형상의 물받이 접시(44)가 설치되어 있고, 물받이 접시(44)의 안 둘레 위치에는 증발관부(41a)를 따라 물을 산포하기 위한 복수의 산포구멍(도시 생략함)이 설치되어 있다. 물받이 접시(44)의 상부에는 냉매탱크(31)로부터 연장된 상기 유통관(Q4)의 선단에 설치한 분배기(45)를 거쳐 분배된 물산포관(46)이 외관(42) 상면을 관통하여 배치되어 있다. 이들 물산포관(46), 물받이 접시(44) 및 증발관부(41a) 바깥 둘레면에 의해 증발기(E)가 구성되어 있다. 또 증발관부(41a)에는 바깥 둘레면에 종횡으로 홈을 형성한 홈설치 파이프가 사용되고 있다. 이에 따라 바깥 둘레면에 물이 침투하기 쉽게 하여 그 낙하속도를 느리게 함과 동시에 확산되기 쉽게 하여 바깥 둘레면을 흐르는 물의 증발을 효율좋게 행하게 하는 것이다.

또 외관(42)의 내주면에는 물받이 접시(44)의 약간 아래쪽에 안 둘레면을 따라 고리형상의 용액받이 접시(47)가 설치되어 있고, 용액받이 접시(47)의 바깥 둘레위치에는 외관(42)의 안 둘레면을 따라 용액을 산포하기 위한 복수의 산포구멍(도시 생략)이 설치되어 있다. 용액받이 접시(47)의 상부에는 연장된 상기 순환관 (K6)의 선단에 설치한 분배기(48)를 거쳐 분배된 용액 산포관(49)이 외관(42) 상면을 관통하여 배치되어 있다. 이들 용액 산포관(49), 용액받이 접시(47) 및 외관(42)의 안 둘레면에 의해 흡수기(A)가 구성되어 있다. 외관(42)의 안 둘레면에도 쇼트 블러스트가공 등이 실시되어 면이 거칠어져 용액이 안 둘레면에 침투하기 쉽게 하여 그 낙하속도를 느리게 함과 동시에 확산되기 쉽게 하고 있다. 또한 안 둘레면에 라스망 등의 판재를 설치하여도 된다. 여기서 도시 생략하였으나, 이중관 유닛(40)은 상기 분배기(45)에 의해 분배된 물산포관(46) 및 분배기(48)에 의해 분배된 용액 산포관(49)을 따라 복수개 병렬하여 설치되어 있다.

이중관 유닛(40)의 바닥벽으로부터는 저농도 용액을 고온 재생기(10)에 공급하는 용액 순환로를 형성하는 순환관(K8)이 연장되어 있고, 순환관(KB)의 도중에는 용액펌프(P1)가 설치되어 있다. 순환관(K8)의 용액펌프(P1)의 상류측에서는 상기 오버 플로우 방지관(K7, K3)이 차례로 합류 접속되어 있다. 순환관(K0)에는 용액펌프(P1)를 끼워 바이패스관(K9)이 설치되어 있고, 바이패스관(K9)에는 바이패스 밸브(V)가 설치되어 용액의 유량을 조절할 수 있게 되어 있다. 또 순환관(K8)에는 용액의 온도를 검출하는 액온센서(51)가 설치되어 있고, 희석운전 제어 등에 사용된다. 순환관(K8)의 용액펌프(P1) 하류측에는 유량센서(52)가 장치되어 있고, 버너(12)의 점화제어나, 저농도 용액의 유량에 의해 버너(12)에 대한 가스 공급량 등을 제어하기 위해서 사용된다. 또 저온 열교환기(26)의 입구 근방에는 관로를 개폐하는 전자밸브(V6)가 설치되어 있다. 저온 열교환기(26)의 내관과 고온 열교환기(17)의 내관의 사이는 순환관(K10)으로 접속되어 있고, 또 고온 열교환기(17)의 내관은 순환관(K11)에 의해서 고온 재생기(10)의 열교환기(13)에 접속되어 있다.

그리고 순환관(K8)의 전자밸브(V6)의 약간 상류측에서 순환관(K8)으로부터 분기하여 순환관(K6)에 합류하는 희석액 순환관(KD)이 설치되어 있다. 희석액 순환관(KD)에는 관로를 개폐하는 개폐수단인 희석밸브(VD)가 설치되어 있다. 희석액 순환관(KD)은 희석밸브(VD)의 개방에 의해 순환관(K6)을 통하여 용액펌프(P1)가 설치된 순환관(K8)을 직접 흡수기(A)에 접속할 수 있게 되어 있다.

다음에 흡수식 냉동기의 동작을 전기적으로 제어하는 제어장치에 대하여 설명한다. 제어장치(60)는 예를 들어 CPU, ROM, RAM, 타이머, I/O 등으로 이루어지는 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 상기 각 구성요소내의 브롬화 리튬용액의 순환을 제어하여 이중관 유닛(40)에 있어서의 열매체의 냉각동작을 제어하는 것이다. 제어장치(60)는 도 2에 나타내는 바와 같이 입력측에 상기 하한 플로트 스위치(15a), 상한 플로트 스위치(15b), 정지 플로트 스위치(15c), 액온센서(16), 액온센서(25), 하한 플로트 스위치(32a), 상한 플로트 스위치(32b), 액온센서(51), 유량센서(52)가 접속됨과 동시에 외기온을 검출하는 외기온 센서(TG), 수온을 검출하는 수온센서(TW) 및 운전 스위치(SW)가 접속되어 있다. 또 출력측에는 상기 플로트 연동밸브(V1), 오버 플로우밸브(V2, V5), 전자밸브(V4, V6), 희석밸브(VD), 용액펌프(P1), 냉매펌프(P2), 냉수 순환펌프(PW), 버너의 연소 제어장치(12A), 냉각팬(50)이 접속되어 있다.

다음에 상기한 바와 같이 구성한 실시형태의 동작을 열매체를 냉각하기 위한 통상운전과, 통상운전 정지시에 고농도 용액의 희석을 행하는 희석운전으로 나누어 설명한다.

(1)통상운전

실내 냉방기의 운전 스위치(SW)를 온으로 함으로써 냉수 순환펌프(PW)가 열매체를 이중관 유닛(40)에 공급개시하나, 냉수온도가 설정온도(예를 들어 7℃) 이하의 경우, 냉동기의 운전은 행하여지지 않는다. 냉수온도가 설정온도 이상으로 되면, 전자밸브(V4, V6) 및 오버 플로우밸브(V2)가 개방되고, 또한 용액펌프(P1)가 동작을 개시한다. 유량센서(52)에 의해 용액의 흐름이 확인되면, 버너(12)의 연소가 개시되고, 저농도 용액의 가열이 행하여진다. 또한 냉각팬(50)의 운전도 개시된다. 이에 따라 고온 재생기(10)로 가열된 저농도의 브롬화 리튬용액은 수분이 증발하여 고온 분리기(14)에 의해 수증기와 중간농도 용액으로 분리된다. 그리고 순환관(K1, K2), 오버 플로우 방지관(K3), 순환관(K8, K10, K11)을 연결하는 짧은 경로를 통하여 용액이 순환하여, 급속하게 그 온도상승이 행하여진다.

그리고 고온 분리기(14)내의 액온이 설정온도(예를 들어 70℃) 이상으로 된 것이 액온센서(16)에 의해서 검지되면 오버 플로우밸브(V2)가 폐쇄되고, 오버 플로우밸브(V5)가 개방된다. 이에 따라 고온 분리기(14)의 중간농도 용액은 고온 열교환기(17)에 의해 냉각된 후 저온 재생기(20)의 열교환기(22)로 가열되어 저온 분리기(23)에 의해 수증기와 고농도 용액으로 분리된다. 그리고 순환관(Kl, K2, K4, K5), 오버 플로우 방지관(K7), 순환관(K8, K10, K11)을 연결하는 짧은 경로를 통해서 용액의 온도상승이 급속하게 행하여진다. 여기서는 하한 상한 플로트 스위치(15a, 15b)와 플로트 연동밸브(V1)에 의해 고온 분리기(14)의 액면제어가 행하여져 수증기와 용액의 혼합이 방지된다.

저온 분리기(23)내의 액온이 설정온도(예를 들어 70℃)이상으로 된 것이 액온센서(25)에 의해서 검지되면 오버 플로우밸브(V5)가 폐쇄된다. 이에 따라 저온분리기(23)의 고농도 용액은 저온 열교환기(26)를 통과하여 냉각되고, 순환관(K5, K6)을 거쳐 흡수기(A)의 분배기(48)에 의해 분배되어 각 용액 산포관(49)의 산포구멍으로부터 용액받이 접시(47)로 적하되어 외관(42)내벽을 타고 유하한다. 이에 따라 열매체인 수증기가 고농도 용액에 흡수될 때 발생하는 열이 냉각팬(50)에 의해 효율좋게 냉각된다.

한편 저온 분리기(23)의 유통관(Q3)으로부터의 수증기가 응축기(30)에 의해 응축되어 액화하고, 냉매탱크(31)를 거쳐 냉매펌프(P2)에 의해 증발기(E)의 분배기(45)에 공급된다. 분배기(45)로 분배된 물은 물산포관(46)으로부터 물받이 접시(44)에 적하되고, 물받이 접시(44)의 산포구멍으로부터 증발관부(41a)의 바깥 둘레면을 타고 유하한다. 이 때, 증발흡수실(43)내는 저압으로 유지되어 있기 때문에 유하하는 물은 증발하고, 그 증발열에 의해 증발관부(41a)가 냉각되어 증발관부(41a)로 유입한 열매체가 냉각되어 안쪽 관부(41b)를 거쳐 실내 냉방기로 환류된다. 이 열매체에 의해 실내 냉방기의 냉각 운전이 행하여진다. 그리고 증발한 물은 외관(42) 내벽을 유하하는 고농도 용액에 흡수되고, 이에 따라 고농도 용액이 저농도로 희석되어 외관(42) 바닥부로부터 순환관(K8)으로 배출된다. 상기 동작이 연속적으로 행하여짐으로써 냉수관(41)을 순환하는 열매체의 냉각이 효율좋게 행하여져 실내 냉방기의 냉방운전을 유지할 수 있다.

운전정지는 요구능력이 설정을 하회한 경우 또는 운전스위치(SW)를 오프시킴으로써 행하여져 버너(12)에 대한 가스 공급로가 차단되고, 또한 냉각팬(50)이 정지됨과 함께 제어장치(60)의 제어에 의해 용액펌프(P1)에 의한 용액공급량이 감소한다. 그리고 저온 분리기(23)의 액온이 설정온도 이하로 되면 용액펌프(P1)가 정지되고, 또 실내 냉방기의 냉수 순환펌프(PW)도 정지되어 흡수식 냉동기는 운전을 정지한다.

(2) 희석운전

운전정지 후에 순환관(K8)에서의 용액온도가 저하하고 혹은 외기온이 저하함으로써 경로내의 고농도 용액으로부터 브롬화 리튬이 결정될 우려가 생기면 희석운전을 행하여 결정을 방지할 필요가 있다. 이 경우 제어장치(60)의 제어에 의해 먼저 플로트 연동밸브(V1), 오버 플로우밸브(V2, V5)가 개방되고, 그 상태로 소정시간 방치되어 고온 분리기(14) 및 저온 분리기(23)내의 중간농도 및 고농도 용액의 배출이 행하여진다. 그 후 다시 희석밸브(VD)가 개방되어 전자밸브(V4 및 V6)가 폐쇄되고, 용액펌프(P1)의 운전이 개시된다. 이에 따라 희석액 순환관(KD)을 거쳐 순환관(K8 와 K6)이 직접 연결되고, 순환관(K8)내의 저농도 용액이 차압을 받는 일 없이 흡수기(A)의 용액 산포관(49)에 보내져 순환관(K6) 및 흡수기(A) 내의 고농도용액을 배출하고, 이 부분을 저농도 용액으로 채울 수 있다. 그 때문에 다시 온도가 저하하여도 고농도 용액으로부터의 브롬화 리튬의 결정을 확실하게 방지할 수 있다. 희석운전은 중간농도 용액 및 고농도 용액의 배출이 충분하게 행하여지는 소정시간의 경과후, 용액펌프(P1)를 정지하고, 오버플로우밸브(V2, V5)를 폐쇄하여 플로트 연동밸브(V1), 희석밸브(VD)를 폐쇄함으로써 종료하여 냉동기는 초기상태로 되돌려진다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 흡수식 냉동기에 있어서는 운전정지 후에 희석운전을 행할 때는 희석밸브(VD)에 의해 희석액 순환관(KD)의 관로를 개방함으로써 용액펌프(P1)와 흡수기(A)를 순환관(K6)을 거쳐 직접 연결할 수 있어 용액펌프(P1)의 운전에 의해 용이하게 저농도 용액을 순환시켜 고농도 용액을 희석시킬 수 있다. 이 경우 경로의 압력차는 무관하게 되기 때문에 운전 직후에 희석운전을 행할 필요가 없고, 필요한 때에 희석운전을 행할 수 있다. 그 때문에 재운전 개시시에 있어서 냉동기의 운전상태를 단시간으로 정상운전상태로 복귀시키는 것이 가능하다. 또 압력손실에 대한 대응도 불필요하기 때문에 장치의 높이를 높게 할 필요도 없다. 그 때문에 냉동기의 설치공간이 커지는 일도 없어 장치의 대형화에 의한 비용상승을 발생하는 일도 없다.

또한 용액 산포관(49)의 선단에 노즐이 형성되어 있으나, 용액펌프(P1)에 의해서 저농도 용액을 강제적으로 보내는 구성으로 되어 있음으로써, 고농도 용액이 표면장력 등으로 노즐로부터 다 뽑아내어 남는 것을 확실하게 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또 정상운전시에 이중관 유닛(40)으로부터 고온 재생기(10)에 저농도 용액을 보내는 용액펌프(P1)를 이용하여 희석운전시의 용액 순환동력을 얻는 구성으로 되어 있기 때문에 새로이 희석운전 전용 펌프를 설치할 필요가 없어 저비용으로 희석운전을 행할 수 있다.

또 본 실시형태에 있어서는 고온 재생기(10) 및 고온 분리기(14)에 더하여 저온 재생기(20) 및 저온 분리기(23)를 설치하고 있으나, 저온 재생기 및 저온 분리기를 생략할 수도 있다. 또 상기 실시형태에 나타낸 냉동기에 대해서는 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 액면의 검출에 플로우 스위치 이외의 센서를 이용하는 것, 이중관 유닛의 구성을 변경하는 것, 증발기와 흡수기를 분리하는 것 등, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면 운전정지 직후에 희석운전을 행할 필요가 없고, 필요한 때에 희석운전을 행할 수 있기 때문에 재운전 개시시에 있어서, 단시간으로 정상운전 상태로 복귀할 수 있다. 또 압력손실에 대한 대응도 불필요하기 때문에 장치의 높이를 높게 할 필요가 없고, 냉동기의 대형화에 의한 설치공간의 증대와 장치의 비용상승을 초래하는 일도 없다. 또한 통상운전시에 흡수기로부터 재생부에 용액을 보내는 펌프를 이용하여 희석운전시의 용액순환 동력을 얻는 구성으로 되어 있어 새로이 전용펌프를 설치할 필요가 없어 저비용으로 희석운전을 행할 수 있다.

Claims

냉매비율이 높은 흡수액을 가열하여 상기 흡수액보다 냉매비율이 낮은 흡수액과 냉매증기로 분리하는 재생부와,

상기 냉매증기가 액화된 냉매액을 증발시킴으로써 열매체를 냉각하는 냉각부와,

상기 재생부에서 공급된 냉매비율이 낮은 흡수액을 산포하여 상기 냉각부에 서 증발한 냉매증기를 흡수하는 흡수부와,

상기 흡수부에서 냉매증기를 흡수한 냉매비율이 높은 흡수액을 상기 재생부로 보내는 펌프를 구비한 흡수식 냉동기에 있어서,

상기 펌프의 하류측 흡수액 유로와 상기 흡수부에 대한 흡수액 공급로를 직 접 연결하는 희석유로와,

상기 희석유로를 개폐하는 개폐수단을 설치한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기.