KR100912353B1 - 흡수식 냉온수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로서, 흡수기 내에서 자유낙하하는 흡수액의 쏠림현상을 방지하여 열교환의 효율을 향상시킬 수 있게 구성한 흡수식 냉온수기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흡수식 냉온수기는 저온재생기에서 배출된 농용액이 상부로 유입되어 산포되며 전열관이 산포되는 농용액과 접하여 열교환하도록 복수 열로 굴곡되어 위치하는 흡수기를 구비한 흡수식 냉온수기에 있어서, 상기 흡수기의 내부 상단에 위치하는 제1 트레이와, 상기 흡수기의 내부 중간에 위치하는 제2 트레이를 포함하며, 상기 전열관의 일부는 상기 제2 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되고, 나머지 일부는 상기 제1 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되어 위치하는 것을 기술적 특징으로 한다.
흡수식 냉온수기, 흡수기, 용액냉각흡수기, 트레이, 냉각수관, 분기관

Description

흡수식 냉온수기{Absorption Chiller}
본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로서, 특히 흡수기 내에서 자유낙하하는 흡수액의 쏠림현상을 방지하여 열교환의 효율을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.
도면에서, 도 1은 종래의 기술에 따른 흡수식 냉온수기의 개념도이고, 도 2는 용액냉각흡수기가 장착된 흡수식 냉온수기의 개념도이며, 도 3은 트레이 아래에 위치한 전열관의 젖음상태를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 흡수식 냉온수기(1)는 LPG, LNG 등과 같은 가스를 열원으로 사용하여 흡수액 냉매로 이루어진 냉방사이클을 운전하는 것으로서, 전기를 에너지원으로 사용하는 냉온수기와는 다르게 일차적으로 열에너지를 이용하기 때문에 하절기에 과다한 전력부하를 해소하고, 또한 폐열을 이용한 열병합시스템의 활용 등과 같이 다양한 장점을 가지고 있다.
이와 같은 흡수식 냉온수기의 구성을 살펴보면, 흡수식 냉온수기를 구성하는 증발기흡수기동체(30)는 증발기(31) 및 흡수기(32)를 함께 구비하며, 고온재생기(10)에는 버너(11)가 수용된다.
상기 흡수기(32)에서 상기 고온재생기(10)로 연장된 희용액배관(83)에는 흡수액펌프(72), 저온열교환기(40) 및 고온열교환기(50)가 순서대로 설치된다. 그리고 저온재생기응축기동체(20)는 저온재생기(23)와 응축기(21)가 함께 구비되어 있다.
그리고 상기 고온재생기(10)에서 저온재생기(23)로 연장된 관은 냉매증기관(81)이고, 상기 응축기(21)에서 상기 증발기(31)로 연장된 관은 냉매액 유하관(82)이며, 상기 흡수기(32)로 유입되는 관은 냉각수관(86)이다.
상기와 같이 구성한 흡수식 냉온수기의 운전 시, 상기 고온재생기(10)의 버너(11)에서 연료가스(LPG, LNG)가 연소하면, 상기 흡수기(32)에서 흘러온 리튬브로마이드 수용액(계면활성제 포함)과 같은 희용액이 가열되어 비등하고, 냉매증기가 희용액에서 분리된다. 이와 같이 가열되면서 희용액은 분리되어 농축되면서 농도가 보다 진한 중간용액으로 된다. 한편 냉매증기는 냉매증기관(81)을 따라 이동하여 상기 저온재생기(23)로 유입된다. 그리고 상기 고온재생기(10)에서 저온재생기(23)로 들어온 중간용액은 저온재생기(23)에서 가열되어 냉매액으로 응축되고, 응축된 냉매액은 상기 응축기(21)로 흐른다. 상기 응축기(21)에서는 상기 저온재생기(23)로부터 흘러들어온 냉매증기가 응축하여, 냉매액과 함께 상기 증발기(31)로 이동한다.
상기 증발기(31)에서는 냉매펌프(71)의 작동에 의해서 냉매액이 산포된다. 그리고 상기 증발기(31)에서 기화한 냉매증기는 상기 흡수기(32)로 흘러 산포된 흡수액에 흡수된다. 한편, 상기 고온재생기(10)에서 냉매증기가 분리되어 농도가 상 승한 중간용액은 중간용액배관(84), 고온열교환기(50)를 거쳐서 상기 저온재생기(23)로 흐른다.
상기 중간용액은 상기 고온재생기(10)로부터 유입된 냉매증기가 내부에 흐르고 있는 가열기(25)에 의해서 가열된다. 그리고 상기 중간용액으로부터 냉매증기가 분리되어 흡수액의 농도는 더욱 상승한다. 상기 저온재생기(23)에서 가열된 농용액은 농용액배관(85)에 유입되고 상기 저온열교환기(40)를 거쳐서 상기 흡수기(32)로 흘러, 트레이(35)에서 상기 냉각수관(86)에 적하된다.
그리고, 흡수액은 상기 증발기(31)를 경유하여 들어오는 냉매증기를 흡수하여 농도가 낮아진다. 농도가 낮아진 흡수액은 상기 흡수액펌프(72)의 구동력에 의하여 저온열교환기(40) 및 고온열교환기(50)에서 예열되어 고온재생기(10)로 유입된다. 도면에 미설명된 도면부호 13은 버너에 연료를 공급하는 연료탱크이며, 15는 버너로 연소공기를 공급하는 송풍기이다.
한편, 도 2에 도시된 흡수식 냉온수기(1')는 용액냉각흡수기(90)를 더 포함하며, 희용액배관(83)에서 분기된 분기관(91)이 용액냉각흡수기(90)를 지난 저온열교환기(40)로 연장된다.
도 1 및 도 2에 도시된 흡수식 냉온수기의 흡수기에 대해 구체적으로 살펴보면, 흡수기(32) 내부의 상단에 트레이(35)가 위치하고, 트레이(35) 아래에는 냉각수관(86)이 위치하며, 트레이(35)를 통해 산포된 흡수액(농용액)은 냉각수관(86)을 따라 흘러내리면서, 냉매의 증발과 취화리튬의 냉각 및 흡수 현상이 발생된다.
하지만 도 3에 도시된 바와 같이 냉각수관(86)은 복수 열로 굴곡된 번들 구 조로 배치되며, 트레이의 아래에 위치한 첫 번째의 냉각수관(86a)은 약 82.2%의 젖음율을 갖게 되지만, 맨 하단의 13번째의 냉각수관(86z)은 약 23.3%의 젖음율을 갖는다.
이와 같은 결과는 1개의 트레이에서 흡수액이 산포되기 때문에 아래로 갈수록 흡수액의 쏠림현상이 발생하게 되며, 흡수액의 쏠림현상은 냉매의 증발과 취화리튬의 냉각 및 흡수를 악화시켜 제품의 성능을 떨어뜨린다.
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 흡수기 내에서 자유낙하하는 흡수액의 쏠림현상을 방지하여 냉매의 증발과 취화리튬의 냉각 및 흡수를 증가시킴으로서 성능을 향상시킬 수 있게 구성한 흡수식 냉온수기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흡수식 냉온수기는 저온재생기에서 배출된 농용액이 상부로 유입되어 산포되며 전열관이 산포되는 농용액과 접하여 열교환하도록 복수 열로 굴곡되어 위치하는 흡수기를 구비한 흡수식 냉온수기에 있어서, 상기 흡수기의 내부 상단에 위치하는 제1 트레이와, 상기 흡수기의 내부 중간에 위치하는 제2 트레이를 포함하며, 상기 전열관의 일부는 상기 제2 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되고, 나머지 일부는 상기 제1 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되어 위치하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전열관은 냉각수관으로서, 상기 제2 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되고, 상기 제1 트레이 아래로 연장된 후 제1 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되며, 상기 흡수기를 나와 응축기로 연장된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 트레이와 제2 트레이 사이에 위치하는 전열관은, 상기 흡수기에서 연장된 희용액배관에서 분기된 분기관으로 상기 전열관을 통해 상기 흡수기에서 배출되는 희용액상태의 흡수액이 지나가 며, 상기 제2 트레이의 아래 위치한 전열관은 냉각수관으로서, 상기 제2 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되며, 상기 흡수기를 나와 응축기로 연장된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2 트레이의 아래에 위치한 냉각수관의 사이에는 제3 트레이가 위치한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 흡수식 냉온수기는 산포되는 흡수액에 의한 전열관의 젖음율을 높임으로써, 냉매의 증발과 취화리튬의 냉각 및 흡수를 증가시킴으로서 흡수식 냉온수기의 성능을 향상시킨다는 장점이 있다.
아래에서는 본 발명에 따른 흡수식 냉온수기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 흡수기를 나타낸 개념도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 흡수기를 나타낸 개념도이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 흡수기를 나타낸 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 흡수기(100)의 내부 상단에는 제1 트레이(111)가 위치하고, 내부 중간에는 제2 트레이(112)가 위치한다. 그리고 흡수기(100)로 진입한 냉각수관(186)은 제2 트레이(112) 아래에서 복수 열의 번들 형태로 배치된 후에 제2 트레이(112)의 상부로 연장되어 제1 트레이(111) 아래에서 복수 열의 번들 형태로 배치된 후 흡수기(100) 외부로 진출한 후 응축기(21)로 진행한다.
이와 같이 구성된 흡수기(100)에 있어서, 제1 트레이(111)로 유입된 흡수액(농용액)은 제1 트레이(111)에 의해 하부로 균일하게 산포된다. 산포된 흡수액은 제1 트레이(111)와 제2 트레이(112)의 사이에 위치한 냉각수관(186)을 적신 후에 제2 트레이(112)에 집수되며, 제2 트레이(112)에 의해 하부로 균일하게 산포된다. 트레이(111, 112)는 전체적으로 균일한 구멍이 천공된 플레이트 구조로서, 상부에 집수된 흡수액이 넓게 분포되며 구멍을 통해 하부로 균일하게 배출된다.
제2 트레이(112)에서 배출된 흡수액은 제2 트레이(112) 아래에 위치한 냉각수관(186)을 적신 후에 흡수기(100) 외부로 배출된다.
이와 같이 구성된 흡수기(100)에 있어서, 각 트레이(111, 112)에서 맨 하단 열의 냉각수관까지의 열수가 종래 기술에 따른 냉각수관의 열수보다 작다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 전체적인 냉각수관(186)의 젖음율은 종래 기술에 따른 냉각수관(86)의 젖음율 보다 높으며, 그에 따라 냉매의 증발과 취화리튬의 냉각 및 흡수를 증가시켜 제품의 성능을 향상시킨다.
도 5에 도시된 흡수기는 용액냉각흡수기(100)를 더 포함하고 있으며, 용액냉각흡수기(100) 내부 상단에 제1 트레이(111)가 위치하고, 흡수기(100) 내부 상단에 제2 트레이(112)가 위치한다.
그리고 희용액배관(83)에서 분기된 분기관(191)이 용액냉각흡수기(100)로 유입되어 제1 트레이(111) 아래에서 복수 열의 번들 형태로 배치되며 용액냉각흡수기(100)를 나와 저온열교환기(40)로 연장된다. 또한 흡수기(100)의 제2 트레이(112) 아래에는 냉각수관(186)이 복수 열의 번들 형태로 배치되며 응축기(21)로 진행한다.
이와 같이 구성된 흡수기(100) 및 용액냉각흡수기(100)에 있어서, 제1 트레이(111)로 흡수액(농용액)이 유입되고, 제1 트레이(111)로 유입된 흡수액(농용액)은 제1 트레이(111)에 의해 하부로 균일하게 산포된다. 산포된 흡수액은 용액냉각흡수기(100)의 내부에 위치한 분기관(191)을 적신 후에 제2 트레이(112)에 집수되며, 제2 트레이(112)에 의해 하부에 위치한 냉각수관(186)으로 균일하게 산포된다.
이와 같이 분기관(191) 및 냉각수관(186)을 농용액의 흡수액으로 균일하게 적심으로써, 제품의 성능을 향상시킨다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 도 5에 도시된 흡수기(100)에 트레이를 한 개 더 위치할 수 있다. 즉 용액냉각흡수기(100)의 내부 상단에 제1 트레이(111)가 위치하고, 흡수기(100)의 내부 상단에 제2 트레이(112)가 위치하며 흡수기(100)의 내부 중간에 제3 트레이(113)를 위치함으로써, 제3 트레이(113)에 의해 하부에 위치한 냉각수관(186)의 젖음율을 도 5에 도시된 냉각수관 보다 더 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 흡수식 냉온수기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1은 종래의 기술에 따른 흡수식 냉온수기의 개념도이고,
도 2는 용액냉각흡수기가 장착된 흡수식 냉온수기의 개념도이며,
도 3은 트레이 아래에 위치한 전열관의 젖음상태를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 흡수기를 나타낸 개념도이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 흡수기를 나타낸 개념도이며,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 흡수기를 나타낸 개념도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 고온재생기 21 : 응축기
31 : 증발기 32 : 흡수기
40 : 저온열교환기 50 : 고온열교환기
90, 190 : 용액냉각흡수기 91, 191 : 분기관
100 : 흡수기 111, 112, 113 : 트레이
186 : 냉각수관

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 저온재생기에서 배출된 농용액이 상부로 유입되어 산포되며 전열관이 산포되는 농용액과 접하여 열교환하도록 복수 열로 굴곡되어 위치하는 흡수기를 구비한 흡수식 냉온수기에 있어서,
    상기 흡수기(100)의 내부 상단에 위치하는 제1 트레이(111)와,
    상기 흡수기(100)의 내부 중간에 위치하는 제2 트레이(112)를 포함하며,
    상기 전열관의 일부는 상기 제2 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되어 배치되고, 나머지 일부는 상기 제1 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되어 배치되고,
    상기 전열관은 냉각수관(186)으로서, 상기 제2 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되고, 상기 제1 트레이 아래로 연장된 후 제1 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되며, 상기 흡수기를 나와 응축기(21)로 연장되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 트레이와 제2 트레이 사이에 위치하는 전열관은,
    상기 흡수기에서 연장된 희용액배관(83)에서 분기된 분기관(191)으로 상기 전열관을 통해 상기 흡수기(100)에서 배출되는 희용액상태의 흡수액이 지나가며,
    상기 제2 트레이의 아래 위치한 전열관은 냉각수관(186)으로서, 상기 제2 트레이 아래에서 복수 열로 굴곡되며, 상기 흡수기를 나와 응축기(21)로 연장되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 트레이의 아래에 위치한 냉각수관(186)의 사이에는 제3 트레이(113)가 위치하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.
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