KR101580797B1 - 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템 - Google Patents

태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템 Download PDF

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강용혁
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Abstract

본 발명은, 태양열을 이용하여 주간에는 증기를 생성하여 흡수식 냉동기의 열원으로 사용하고, 야간에는 주간에 저장해둔 온수를 이용하여 흡수식 냉동기의 열원으로 사용함으로써, 24시간 냉방이 가능해질 수 있다. 또한, 태양열을 이용하여 증기를 생성하기 위해 집광형 태양열 집열기를 사용함으로써, 평판형이나 진공관형 집광기에 비해 보다 높은 온도와 보다 많은 양의 온수를 얻을 수 있으므로, 24시간 냉방에 보다 용이한 이점이 있다. 또한, 태양열로부터 얻은 열로 전기를 생산하지 않고 직접 냉방에 이용함으로써, 효율이 높은 이점이 있다. 또한, 주간 온수저장조에 저장된 온수의 온도에 따라 증기드럼에서 분리된 온수를 주간 온수저장조로 바이패스함으로써, 주간 온수저장조내 온수의 온도를 설정온도 이상으로 유지하여 야간에 효율적으로 이용할 수 있다.

Description

태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템{Solar hybrid absorption cooling system}
본 발명은 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양열에 의해 생산된 증기와 온수를 흡수식 냉동기의 열원으로 이용하여 24시간 냉방이 가능한 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 흡수식 냉동기는, 각종 열원을 이용하여 냉열을 얻기 위한 시스템으로서, 흡수제에 의해 냉매를 흡수하는 흡수기와, 흡수된 냉매를 가열하여 냉매를 재생하는 재생기와, 냉매를 응축하는 응축기와, 냉매를 증발시키는 증발기를 포함한다.
최근에는 흡수식 냉동기의 열원으로 태양열을 이용하는 하이브리드 흡수식 냉방 시스템에 대한 관심과 연구가 증대되고 있다.
그러나, 종래의 태양열을 이용한 하이브리드 흡수식 냉방 시스템은, 야간이나 비가 오거나 흐린 날씨에 태양열을 공급받지 못하므로, 흡수식 냉동기를 작동시키는 데 한계가 따르는 문제점이 있다.
일본공개특허 제2010-14328호
본 발명의 목적은, 태양열을 이용하여 24시간 냉방이 가능한 태양열 하이브리드 냉방 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템은, 흡수식 냉동기와, 태양열을 이용하여 증기를 생성하는 태양열 증기생성부와, 주간에 상기 태양열 증기생성부에서 생성된 증기를 상기 흡수식 냉동기의 열원으로 공급하는 주간용 증기공급부와, 주간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하는 주간용 온수저장조와, 야간에 상기 주간용 온수저장조에 저장된 온수를 상기 흡수식 냉동기의 열원으로 공급하는 야간용 온수공급부와, 야간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하는 야간용 온수저장조와, 주간에 상기 야간용 온수저장조에 저장된 온수를 상기 태양열 증기 생성부로 공급하는 주간용 온수공급부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템은, 흡수식 냉동기와, 태양열을 집열하고 온수와의 열교환을 통해 습증기를 생성하는 집광형 태양열 집열기와, 상기 집광형 태양열 집열기에서 생성된 습증기를 건증기와 물로 분리하는 증기드럼을 포함하는 태양열 증기생성부와, 주간에 상기 태양열 증기생성부에서 생성된 건증기를 상기 흡수식 냉동기의 열원으로 공급하는 주간용 증기공급부와, 주간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하는 주간용 온수저장조와, 상기 주간용 온수저장조와 상기 흡수식 냉동기를 연결하여, 야간에 상기 주간용 온수저장조의 온수를 상기 흡수식 냉동기로 안내하는 야간 온수공급유로와, 상기 야간 온수공급유로상에 설치되어, 야간에 작동하는 야간용 온수펌프와, 야간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하는 야간용 온수저장조와, 상기 야간용 온수저장조와 상기 태양열 증기생성부를 연결하여, 주간에 상기 야간용 온수저장조의 온수를 상기 태양열 증기생성부로 안내하는 주간 온수공급유로와, 상기 주간 온수공급유로상에 설치되어, 주간에 작동하는 주간용 가압 온수펌프와, 상기 주간용 온수저장조에 설치된 온도 센서와, 상기 온도 센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 미만일 경우, 상기 증기드럼에서 분리된 온수 중 적어도 일부를 상기 주간용 온수저장조로 바이패스하는 바이패스유로를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템은, 흡수식 냉동기와, 태양열을 집열하고 온수와의 열교환을 통해 습증기를 생성하는 집광형 태양열 집열기와, 상기 집광형 태양열 집열기에서 생성된 습증기를 건증기와 물로 분리하는 증기드럼을 포함하는 태양열 증기생성부와, 주간에 상기 태양열 증기생성부에서 생성된 건증기를 상기 흡수식 냉동기의 열원으로 공급하는 주간용 증기공급부와, 주간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하는 주간용 온수저장조와, 상기 주간용 온수저장조와 상기 흡수식 냉동기를 연결하여, 야간에 상기 주간용 온수저장조의 온수를 상기 흡수식 냉동기로 안내하는 야간 온수공급유로와, 상기 야간 온수공급유로상에 설치되어, 야간에 작동하는 야간용 온수펌프와, 야간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하는 야간용 온수저장조와, 상기 야간용 온수저장조와 상기 태양열 증기생성부를 연결하여, 주간에 상기 야간용 온수저장조의 온수를 상기 태양열 증기생성부로 안내하는 주간 온수공급유로와, 상기 주간 온수공급유로상에 설치되어, 주간에 작동하는 주간용 가압 온수펌프와, 상기 주간용 온수저장조에 설치된 온도 센서와, 상기 온도 센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 미만일 경우, 상기 주간용 온수저장조에 저장된 온수를 가열하는 보조 히터를 포함한다.
본 발명은, 태양열을 이용하여 주간에는 증기를 생성하여 흡수식 냉동기의 열원으로 사용하고, 야간에는 주간에 저장해둔 온수를 이용하여 흡수식 냉동기의 열원으로 사용함으로써, 24시간 냉방이 가능해질 수 있다.
또한, 태양열을 이용하여 증기를 생성하기 위해 집광형 태양열 집열기를 사용함으로써, 평판형이나 진공관형 집광기에 비해 보다 높은 온도와 보다 많은 양의 온수를 얻을 수 있으므로, 24시간 냉방에 보다 용이한 이점이 있다.
또한, 태양열로부터 얻은 열로 전기를 생산하지 않고 직접 냉방에 이용함으로써, 효율이 높은 이점이 있다.
또한, 주간 온수저장조에 저장된 온수의 온도에 따라 증기드럼에서 분리된 온수를 주간 온수저장조로 바이패스함으로써, 주간 온수저장조내 온수의 온도를 설정온도 이상으로 유지하여 야간에 효율적으로 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 주간 작동상태가 도시된 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 주간용 온수저장조와 야간용 온수저장조의 수위 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 야간 작동상태가 도시된 도면이다.
도 5는 도 도 4에 도시된 주간용 온수저장조와 야간용 온수저장조의 수위 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 주간 작동상태가 도시된 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 주간 작동시 증기드럼에서 분리된 온수를 주간용 온수저장조로 바이패스하는 상태가 도시된 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 야간 작동 상태가 도시된 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템은, 흡수식 냉동기(10), 태양열 증기생성부(20), 주간용 증기공급부(30), 주간용 온수저장조(40), 야간용 온수공급부(50), 야간용 온수저장조(60) 및 주간용 온수공급부(70)를 포함한다.
상기 흡수식 냉동기(10)는, 흡수기, 재생기, 응축기, 증발기, 냉각탑 및 실내기를 포함한다. 상기 흡수기(미도시)는 상기 증발기에서 증발된 냉매 증기를 유입하여 냉매-흡수제 혼합물에 흡수시킨다. 상기 재생기(미도시)는 상기 흡수기로부터 토출된 냉매-흡수제 혼합물로부터 냉매를 일부 증발시킨다. 상기 재생기(미도시)는 상기 태양열 증기생성부(20)로부터 생성된 증기로부터 열원을 공급받는다. 상기 응축기(미도시)는 상기 재생기에서 나온 냉매 증기를 냉각수와 열교환시켜, 냉매를 응축한다. 상기 증발기(미도시)는 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발시킨다.
상기 흡수식 냉동기(10)는, 실내를 냉방하기 위한 실내기(80)와 냉방 유로(81)로 연결되어, 상기 증발기를 통과하면서 냉각된 저온의 냉각수를 상기 증발기로 공급하여 실내를 냉방시킬 수 있다.
상기 태양열 증기생성부(20)는, 태양열을 집열하여 증기를 생성하는 장치이다. 상기 태양열 증기생성부(20)는, 태양열을 집열하여 상기 야간용 온수저장조(60)로부터 공급된 온수를 1차로 예열하는 예열기(21)와, 태양열을 집열하여 상기 예열기(21)에서 나온 온수를 2차로 가열하여 증발시키는 가열기(22)와, 상기 가열기(22)에서 생성된 습증기를 건증기와 온수로 분리하여, 건증기는 상기 주간용 증기공급부(30)로 공급하고, 온수는 상기 가열기(22)로 순환하도록 하는 증기드럼(23)을 포함한다.
상기 예열기(21)와 상기 가열기(22)는 각각 집광형 태양열 집열기를 사용한다. 상기 집광형 태양열 집열기는 리니어 플레넬 리플렉터(Linear Fresnel Reflector, LFR), 파라볼릭 트라우프 콜렉터(Parabolic Trough Concentrator, PTC) 등을 포함하고, 본 실시예에서는 리니어 플레넬 리플렉터를 사용하는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 증기드럼(23)은 일측에는 분리된 온수를 상기 가열기(22)의 입구측으로 순환시키는 온수 순환유로(24)가 연결되고, 타측에는 분리된 건증기를 상기 흡수식 냉동기(10)로 공급하기 위해 상기 주간용 증기공급부(30)가 연결된다. 본 실시예에서는 상기 증기드럼(23)을 사용하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 가열기(22)에서 생성된 습증기를 액체와 기체로 분리할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용가능하다.
상기 온수 순환유로(24)에는 온수 순환펌프(25)가 설치된다.
본 실시예에서는, 상기 야간용 온수저장조(60)로부터 공급된 온수를 상기 예열기(21)와 상기 가열기(22)에서 2번 가열하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 한 개의 가열기만 구비하는 것도 물론 가능하며, 한 개의 가열기만을 구비할 경우 증기드럼에서 분리된 온수는 상기 가열기의 중간지점으로 순환시키는 것이 바람직하다.
상기 주간용 증기공급부(30)는, 상기 증기드럼(23)과 상기 흡수식 냉동기(10)를 연결하는 주간용 증기공급유로(31)와, 상기 주간용 증기공급유로(31)상에 설치되어 주간시 개방되고 야간시 차폐되는 주간용 증기공급밸브(32)가 설치된다. 상기 주간용 증기공급부(30)는 상기 증기드럼(23)에서 분리된 건증기를 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급한다.
상기 주간용 온수저장조(40)는, 주간에 상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수를 저장하는 탱크이다. 상기 주간용 온수저장조(40)와 상기 흡수식 냉동기(10)는 주간용 온수저장유로(41)로 연결된다. 상기 주간용 온수저장조(40)는 주간에 온수를 저장하고, 저장된 온수는 상기 야간용 온수공급부(50)를 통해 야간시 상기 흡수시 냉동기(10)의 열원으로 공급한다.
상기 주간용 온수저장조(40)에는 저장된 온수의 온도를 측정하는 온도 센서(42)와, 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수를 가열하는 보조 히터(43)가 설치된다. 상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나와 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장되는 온수의 온도는 약 80℃ 정도이나, 상기 흡수식 냉동기(10)의 냉동 부하가 높을수록 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장되는 온수의 온도가 낮아지게 된다. 따라서, 상기 온도 센서(42)에서 측정된 온도가 미리 설정된 설정온도 미만일 경우, 상기 보조 히터(43)가 가동되어 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수를 가열할 수 있다. 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수의 온도가 상기 설정온도 미만일 경우, 야간시 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급하는데 한계가 따르므로 상기 보조 히터(43)를 이용하여 상기 설정온도 이상으로 가열할 수 있다.
상기 야간용 온수공급부(50)는, 야간용 온수공급유로(51)와 야간용 온수펌프(52)를 포함한다. 상기 야간용 온수공급유로(51)는, 상기 주간용 온수저장조(40)와 상기 흡수식 냉동기(10)를 연결하여, 야간에 상기 주간용 온수저장조(40)의 온수를 상기 흡수식 냉동기(10)로 공급한다. 상기 야간용 온수펌프(52)는 상기 야간용 온수공급유로(51)상에 설치되고, 야간시 작동하여 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수를 펌핑한다.
상기 야간용 온수저장조(60)는, 야간에 상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수를 저장하는 탱크이다. 상기 야간용 온수저장조(60)와 상기 흡수식 냉동기(10)는 야간용 온수저장유로(61)로 연결된다. 상기 야간용 온수저장조(60)는 야간에 온수를 저장하고, 저장된 온수는 상기 주간용 온수공급부(70)를 통해 주간시 상기 예열기(21)로 다시 순환된다.
상기 주간용 온수공급부(70)는, 주간용 온수공급유로(71)와 주간용 가압 온수펌프(72)를 포함한다. 상기 주간용 온수공급유로(71)는, 상기 야간용 온수저장조(60)와 상기 예열기(21)를 연결하여, 주간시 상기 야간용 온수저장조(60)에 저장된 온수를 상기 예열기(21)로 공급한다. 상기 주간용 가압 온수펌프(72)는 상기 주간용 온수공급유로(71)상에 설치되고, 주간시 작동하여 상기 야간용 온수저장조(60)에 저장된 온수를 펌핑한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 주간 작동상태가 도시된 도면이다.
도 2를 참조하면, 주간에 상기 주간용 가압 온수펌프(72)가 작동되면, 상기 야간용 온수저장조(60)에 저장된 온수를 상기 예열기(21)로 공급한다.
상기 예열기(21)는, 태양열을 집열하고 집열된 태양열을 이용하여 상기 주간용 온수공급유로(71)로부터 공급된 온수를 예열한다.
상기 예열기(21)에서 예열된 온수는 상기 가열기(22)로 공급된다. 상기 가열기(22)는, 태양열을 집열하고 집열된 태양열을 이용하여 상기 예열기(21)에서 나온 온수를 가열한다. 상기 예열기(21)로부터 공급된 온수는 상기 가열기(22)에서 가열되어 습증기가 된다. 상기 가열기(22)에서 나온 습증기의 온도는 냉동기 공급 증기압의 포화온도이다.
상기 가열기(22)에서 생성된 습증기는 상기 증기드럼(23)으로 공급된다. 상기 증기드럼(23)은, 상기 습증기를 건증기와 물로 분리한다. 상기 증기드럼(23)에서 분리된 건증기는 상기 주간용 증기공급유로(31)를 통해 상기 흡수식 냉동기(10)로 공급되고, 분리된 물은 상기 온수 순환유로(24)를 통해 상기 가열기(22)의 입구측으로 순환된다.
상기 증기드럼(23)에서 분리된 고온의 건증기는 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급된다.
즉, 주간에는 상기 태양열 증기생성부(20)로부터 생성된 고온의 건증기가 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급된다. 상기 고온의 건증기는 상기 흡수식 냉동기(10)의 재생기를 작동시키는 데 사용되어, 상기 흡수식 냉동기(10)는 흡수식 냉동사이클을 통해 저온의 냉각수를 생성한다.
상기 흡수식 냉동기(10)의 작동에 의해 생성된 냉각수는 상기 실내기(80)를 냉방하는데 사용된다.
상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수는 상기 주간용 온수저장유로(41)를 통해 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된다. 상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수의 온도는 약 80℃이다.
상기와 같이, 상기 태양열 증기생성부(20)로부터 생성된 건증기는 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 계속해서 공급되고, 상기 흡수식 냉동기(10)에서 나온 온수는 상기 주간용 온수저장조(40)에 계속해서 저장된다. 따라서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 주간동안에는 상기 주간용 온수저장조(40)의 수위는 점차 높아지게 된다.
한편, 주간동안에는 상기 야간용 온수저장조(60)에 저장된 온수가 계속해서 상기 태양열 증기생성부(20)로 공급된다. 따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 주간동안에는 상기 야간용 온수저장조(60)에 저장된 온수의 수위는 점차 낮아지게 된다.
한편, 도 4는 도 1에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 야간 작동상태가 도시된 도면이다.
도 4를 참조하면, 태양광이 없는 야간에는 태양열이 집열되지 않으므로, 상기 주간용 증기공급밸브(32)가 차폐되고, 상기 주간용 가압 온수펌프(72)의 작동은 중지되고, 상기 야간용 온수펌프(52)가 작동된다.
상기 야간용 온수펌프(52)가 작동되면, 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수가 상기 야간용 온수공급유로(51)를 통해 상기 흡수식 냉동기(10)로 공급된다. 즉, 야간에는 주간동안 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수를 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급한다.
상기 흡수식 냉동기(10)는 상기 주간용 온수저장조(40)로부터 공급된 온수를 열원으로 이용하여, 흡수식 냉동사이클을 가동하여 저온의 냉각수를 생성하고, 생성된 냉각수는 상기 실내기(80)를 냉방하는 데 사용된다.
따라서, 주간뿐만 아니라 야간에도 상기 흡수식 냉동기(10)로 열원 공급이 가능함으로써, 상기 흡수식 냉동기(10)의 24시간 냉방이 가능해질 수 있다.
상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수는 상기 야간용 온수저장유로(61)를 통해 상기 야간용 온수저장조(60)에 저장된다.
상기와 같이, 야간에는 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수가 상기 흡수식 냉동기(10)에 계속해서 공급된다. 따라서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 야간동안에는 상기 주간용 온수저장조(40)의 수위는 점차 낮아지게 된다.
한편, 야간에는 상기 흡수식 냉동기(10)에서 나온 온수가 상기 야간용 온수저장조(60)에 계속해서 저장된다. 따라서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 야간동안에는 상기 야간용 온수저장조(60)의 수위가 점차 높아지게 된다.
본 실시예에서는, 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수는, 야간에도 기온이 높은 곳에서 냉방을 위해 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로만 공급되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 야간에 기온이 급감하는 지역이나 환경에서는 상기 온수를 난방이나 급탕에 사용하는 것도 물론 가능하다.
또한, 상기 예열기(21)와 상기 가열기(22)로 집광형 태양열 집열기를 사용함으로써, 평판형이나 진공관형 집열기에 비해 보다 높은 온도의 온수를 얻을 수 있으며, 보다 많은 양의 온수를 얻을 수 있으므로, 24시간 냉방에 보다 용이한 이점이 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 태양열 하이브리드 흡수식 냉방시스템은, 증기드럼(23)에서 분리된 온수 중 적어도 일부를 주간용 온수저장조(40)로 바이패스하는 바이패스유로(100)를 더 포함하는 것이 상기 제1실시예와 상이하므로 상이한 점을 중심으로 상세히 설명하고, 그 외 구성 및 작용은 유사하므로, 유사 구성에 대해 동일 부호를 사용하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.
상기 바이패스유로(100)는 온수 순환유로(24)에서 분기되어 상기 주간용 온수저장조(40)에 연결된다. 상기 바이패스유로(100)에는 상기 바이패스유로(100)를 개폐하는 바이패스밸브(101)가 설치된다.
상기 바이패스밸브(101)는, 상기 주간용 온수저장조(40)에 설치된 상기 온도센서(42)에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 미만일 경우, 상기 바이패스 유로(100)를 개방하여 상기 증기드럼(23)에서 분리된 온수 중 적어도 일부를 상기 주간용 온수저장조(40)로 바이패스시킨다. 상기 증기드럼(23)에서 분리된 온수의 온도가 상기 흡수식 냉동기(10)에서 나와 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장되는 온수의 온도보다 높으므로, 상기 주간용 온수저장조(40)의 온수의 온도를 높일 수 있다. 상기 바이패스밸브(101)는, 상기 주간용 온수저장조(40)의 온도에 따라 바이패스되는 온수의 유량을 제어할 수 있도록 유량제어밸브가 사용될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 작동을 설명하면, 다음과 같다.
도 7은 도 6에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 주간 작동상태가 도시된 도면이다.
도 7을 참조하면, 주간에 상기 주간용 가압 온수펌프(72)가 작동되면, 상기 야간용 온수 저장조(60)에 저장된 온수가 상기 예열기(21)로 공급된다.
상기 예열기(21)는, 태양열을 집열하고 집열된 태양열을 이용하여 상기 주간용 온수공급유로(71)로부터 공급된 온수를 예열한다.
상기 예열기(21)에서 예열된 온수는 상기 가열기(22)로 공급된다. 상기 가열기(22)는, 태양열을 집열하고 집열된 태양열을 이용하여 상기 예열기(21)에서 나온 온수를 가열한다. 상기 예열기(21)로부터 공급된 온수는 상기 가열기(22)에서 가열되어 습증기가 된다. 상기 가열기(22)에서 나온 습증기의 온도는 냉동기 공급 증기압의 포화온도이다.
상기 가열기(22)에서 생성된 습증기는 상기 증기드럼(23)으로 공급된다. 상기 증기드럼(23)은, 상기 습증기를 건증기와 물로 분리한다.
상기 증기드럼(23)에서 분리된 물은 상기 온수 순환유로(24)를 통해 상기 가열기(22)의 입구측으로 순환된다. 이 때, 상기 온도센서(42)에서 감지된 온도가 상기 설정온도 이상이면, 상기 바이패스 밸브(101)가 차폐된다. 따라서, 상기 증기드럼(23)에서 분리된 물은 전부 상기 가열기(22)의 입구측으로 순환된다.
상기 증기드럼(23)에서 분리된 고온의 건증기는 상기 주간용 증기공급유로(31)를 통해 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급된다.
즉, 주간에는 상기 태양열 증기생성부(20)로부터 생성된 고온의 건증기가 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급된다. 상기 고온의 건증기는 상기 흡수식 냉동기(10)의 재생기를 작동시키는 데 사용되어, 상기 흡수식 냉동기(10)는 흡수식 냉동사이클을 통해 저온의 냉각수를 생성한다.
상기 흡수식 냉동기(10)의 작동에 의해 생성된 냉각수는 상기 실내기(80)를 냉방하는데 사용된다.
상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수는 상기 주간용 온수저장유로(41)를 통해 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된다. 상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수의 온도는 약 80℃이다.
한편, 도 8은 주간 작동시 증기드럼에서 분리된 온수를 주간용 온수저장조로 바이패스하는 상태가 도시된 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 온도센서(42)에서 감지된 상기 주간용 온수저장조(40)의 온수의 온도가 상기 설정온도 미만이면, 상기 바이패스 밸브(101)를 개방한다. 상기 흡수식 냉동기(10)의 냉방 부하가 높으면, 상기 흡수식 냉동기(10)에서 나온 온수의 온도가 낮아지게 되어 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수의 온도가 상기 설정온도 미만으로 낮아지게 된다. 상기 주간용 온수저장조(40)내에 저장된 온수의 온도가 상기 설정온도 미만으로 낮을 경우, 야간시 상기 주간용 온수저장조(40)의 온수를 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 이용할 수 없다. 따라서, 상기 바이패스 밸브(101)를 개방하여, 상기 증기드럼(23)에서 생성된 온수를 상기 주간용 온수저장조(40)로 바이패스시킴으로써, 상기 주간용 온수저장조(40)내의 온수의 온도를 높일 수 있다. 이 때, 상기 주간용 온수저장조(40)의 온도에 따라 상기 바이패스되는 온수의 유량을 조절할 수 있다.
한편, 도 9는 도 6에 도시된 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템의 야간 작동 상태가 도시된 도면이다.
도 9를 참조하면, 태양광이 없는 야간에는 태양열이 집열되지 않으므로, 상기 주간용 증기공급밸브(32)가 차폐되고, 상기 주간용 가압 온수펌프(72)의 작동은 중지되고, 상기 야간용 온수펌프(52)가 작동된다. 또한, 상기 바이패스 밸브(101)도 차폐된다.
상기 야간용 온수펌프(52)가 작동되면, 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수가 상기 야간용 온수공급유로(51)를 통해 상기 흡수식 냉동기(10)로 공급된다. 즉, 야간에는 주간동안 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수를 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로 공급한다.
상기 흡수식 냉동기(10)는 상기 주간용 온수저장조(40)로부터 공급된 온수를 열원으로 이용하여, 흡수식 냉동사이클을 가동하여 저온의 냉각수를 생성하고, 생성된 냉각수는 상기 실내기(80)를 냉방하는 데 사용된다.
따라서, 주간뿐만 아니라 야간에도 상기 흡수식 냉동기(10)로 열원 공급이 가능함으로써, 상기 흡수식 냉동기(10)의 24시간 냉방이 가능해질 수 있다.
상기 흡수식 냉동기(10)에 열원을 공급하고 나온 온수는 상기 야간용 온수저장유로(61)를 통해 상기 야간용 온수저장조(60)에 저장된다.
본 실시예에서는, 상기 주간용 온수저장조(40)에 저장된 온수는, 야간시 상기 흡수식 냉동기(10)의 열원으로만 공급되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 온수를 난방이나 급탕에 사용하는 것도 물론 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 흡수식 냉동기 20: 태양열 증기생성부
21: 예열기 22: 가열기
23: 증기드럼 24: 온수 순환유로
30: 주간용 증기공급부 40: 주간용 온수저장조
42: 온도센서 43: 보조히터
51: 야간용 온수공급유로 52: 야간용 온수펌프
60: 야간용 온수저장조 71: 주간용 온수공급유로
72: 주간용 가압 온수펌프 80: 실내기
100: 바이패스유로 101: 바이패스 밸브

Claims (15)

  1. 흡수식 냉동기와;
    주간에 태양열을 집열하여 온수를 1차로 예열하는 예열기와, 주간에 태양열을 집열하여 상기 예열기에서 나온 온수를 2차로 가열하여 증발시키는 가열기와, 상기 가열기에서 생성된 습증기를 건증기와 온수로 분리하는 증기드럼과, 상기 증기드럼에서 분리된 온수를 상기 가열기의 입구측으로 순환시키는 온수 순환유로를 포함하는 태양열 증기생성부와;
    주간에 상기 증기드럼에서 생성된 건증기를 상기 흡수식 냉동기의 열원으로 공급하는 주간용 증기공급부와;
    주간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하고, 태양광이 없는 야간에는 저장된 온수를 상기 흡수식 냉동기의 열원으로 공급하기 위한 주간용 온수저장조와;
    야간에 상기 주간용 온수저장조에 저장된 온수를 상기 흡수식 냉동기의 열원으로 공급하는 야간용 온수공급부와;
    야간에 상기 흡수식 냉동기에서 나온 온수를 저장하고, 주간에는 저장된 온수를 상기 예열기로 공급하기 위한 야간용 온수저장조와;
    주간에 상기 야간용 온수저장조에 저장된 온수를 상기 태양열 증기 생성부로 공급하는 주간용 온수공급부를 포함하고,
    상기 주간용 증기공급부는, 상기 증기드럼과 상기 흡수식 냉동기를 연결하는 주간용 증기공급유로와, 상기 주간용 증기공급유로상에 설치되어 주간시 개방되고 야간시 차폐되는 주간용 증기공급밸브를 포함하고,
    상기 야간용 온수공급부는, 상기 주간용 온수저장조와 상기 흡수식 냉동기를 연결하여, 야간에 상기 주간용 온수저장조의 온수를 상기 흡수식 냉동기로 안내하는 야간 온수공급유로와, 상기 야간 온수공급유로상에 설치되어 야간시 작동하여 상기 주간용 온수저장조에 저장된 온수를 펌핑하는 야간용 온수펌프를 포함하고,
    상기 주간용 온수공급부는, 상기 야간용 온수저장조와 상기 예열기를 연결하여, 주간에 상기 야간용 온수저장조의 온수를 상기 예열기로 안내하는 주간 온수공급유로와, 상기 주간 온수공급유로상에 설치되고 주간시 작동하여 상기 야간용 온수저장조에 저장된 온수를 펌핑하는 주간용 가압 온수펌프를 포함하는 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 주간용 온수저장조에 설치된 온도 센서와;
    상기 온도 센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 미만일 경우, 상기 증기드럼에서 분리된 온수 중 적어도 일부를 상기 주간용 온수저장조로 바이패스하는 바이패스유로를 더 포함하는 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 바이패스유로를 개폐하는 바이패스 밸브를 더 포함하는 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 예열기와 상기 가열기 중 적어도 하나는 집광형 태양열 집열기를 사용하는 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 주간용 온수저장조에 설치된 온도 센서와;
    상기 온도 센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 미만일 경우, 상기 주간용 온수저장조에 저장된 온수를 가열하는 보조 히터를 더 포함하는 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템.
  14. 삭제
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