KR200276965Y1 - 흡수식 냉난방기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 흡수식 냉난방기에 관한 것으로, 저농도 흡수액인 리듐브로마이드(LiBr)용액을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열되는 가열실(12)을 가지고, 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하는 고온 재생기(1)와, 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온 재생기(2)와, 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 배설하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키는 증발기(4)와, 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)와, 상기 응축기(3)로 부터 공급된 액냉매를 증발기(4)의 증발용 열교환기(31)에 일정히 산포하고, 또 저온재생기(2)의 농용액을 흡수기(5)의 흡수용 열교환기(34)에 일정히 산포하기 의해 액냉매공급수단(100)이 구비되는 본체(10)와;

상기 본체(10)내의 냉난방 사이클에서 흡수열을 빼앗음과 아울러, 상기 응축기(3)에서 기화냉매를 냉각시켜 순환시키기 위한 냉각수단으로 응축기(3) 및 흡수기(5)에서 가열된 냉각수가 유입되어 팬(21)에 의해 공냉되는 냉각탑(20)과;

이 냉각탑(20) 및 본체(10)를 내부에 수용하는 케이스(30)로 된 것에 있어서;

상기 케이스(30) 내에 본체(10)와 냉각탑(20)을 상하로 수직 배열하여서 되는 것에 의해, 그 설치공간이 축소된다.

또, 기존의 공동주택에 마련된 보일러실에 배치변경 없이도 그대로 적용하여 설치할 수 있는 것이다.

Description

흡수식 냉난방기{Evaporative air conditioner}

본 고안은 흡수식 냉난방기에 관한 것으로, 더 상세하게는 설치공간이 축소되어, 기존의 공동주택 등에서도 쉽게 설치할 수 있도록 고안된 것이다.

흡수식 냉방은 일반적으로 LPG, LNG 등의 가스를 열원으로 하여 흡수용액 냉매로 이루어진 냉방사이클을 운전하는 것으로, 전기를 에너지원으로 하는 기존의 기체 압축식 냉방장치와는 달리, 일차적인 열에너지를 이용하기 때문에 하절기에 과다한 전력부하의 해소를 얻을 수 있다. 또, 폐열을 이용한 열병합 시스템에의 활용 등 다양한 이점을 가지고 있다.

이러한 흡수식 냉온수기는 도 1에서 도시한 바와 같이 저농도 흡수액인 리듐브로마이드(LiBr)용액을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열되는 가열실(12)을 가지고, 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하는 고온 재생기(1)와, 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온 재생기(2)와, 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 배설하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키는 증발기(4)와, 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)를 갖추고 있다.

그리고, 저온재생기(2)의 농용액을 흡수기(5)의 흡수용 열교환기(34)에 일정히 산포하기 의해 상측에 배치된 용액공급수단(100)으로 부터 흡수용 열교환기(34)위로 산포된다.

한편, 상기 응축기(3)로부터 공급된 액냉매를 증발기(4)의 증발용열교환기(31)에 용액공급수단(100)의 트레이노즐(120)로 일정히 산포하게 되는 데, 흡수용 열교환기(34)위에 산포된 액냉매(물)는 증발용 열교환기(31)내를 흐르는 열매체로부터 기화열을 빼앗아 증발한다.

이 결과, 증발용 열교환기(31)내를 흐르는 열매체(냉/온수)가 냉각되어 실내 열교환기(7)내로 유도되어 실내에 불기 시작하는 공기와 열교환해서 실내 냉방이 이루어지는 것이다.

이러한 흡수식 냉난방기의 사이클에서 흡수열을 빼앗음과 아울러, 상기 응축기(3)에서 기화냉매를 냉각시켜 순환시키기 위한 냉각수단으로 응축기(3) 및 흡수기(5)에서 가열된 냉각수가 유입되어 팬(21)에 의해 공냉되는 냉각탑(20)이 구비되어 있다.

이 냉각탑(20)은 흡수식 냉난방기가 중대형일 때는 상기한 고온재생기(1)와 저온재생기(2) 및 응축기(3)와 증발기(4), 그리고 흡수기(5) 등을 포함한 본체(10)와 냉각탑(20)이 분리되는 데, 일반 주택에 적용되는 소형의 경우 도 2에서와 같이 본체(10)의 일측에 나란하게 수평으로 설치되어 있었다.

종래, 상기한 바와 같이 케이스(30)내에 냉각탑(20)이 본체(10)와 나란하게 수평으로 배치되는 것에 의해 제품의 콤펙트화는 실현하였으나, 현재 널리 보급되어 있는 주택에는 설치하는 데 많은 제약이 있었다.

즉, 대부분의 주택에서 난방용으로 사용되고 있는 보일러를 제거하고, 흡수식 냉난방기를 설치하는 경우가 일반적이므로, 종래 수평으로 배치된 흡수식 냉난방기 본체(10)를 그대로 옮겨서 설치하는 것이 불가능하다.

따라서, 기존의 냉난방기의 설치 조건에 적합하지 않아 많은 어려움과 문제점이 대두되었던 것이다.

그리고, 아파트와 같은 공동주택의 경우 기존 보일러실을 활용하여 냉난방기를 흡수식 냉난방기와 교체할 때 그 면적이 협소하여 정상적인 설치가 이루어 지지 못하는 등의 폐단이 있었던 것이다.

본 고안의 목적은 기존의 냉난방기의 설치위치에 설계변경이나 장소의 확장없이도 그대로 교체 설치할 수 있도록 된 흡수식 냉난방기를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 좁은 공간에서도 설치가 가능하여 설비 작업자 및 이용자로 하여금 편리함을 줄 수 있도록 된 흡수식 냉난방기를 제공하는 데 있다.

도 1은 이중 효용 직렬식 흡수식 냉방기의 장치도

도 2는 종래 흡수식 냉난방기의 사시도

도 3은 본 고안의 흡수식 냉난방기의 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 고온재생기 2 - 저온재생기

3 - 응축기 4 - 증발기

5 - 흡수기 10 - 본체

20 - 냉각탑 30 - 케이스

이러한 본 고안의 목적은 저농도 흡수액인 리듐브로마이드(LiBr)용액을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열되는 가열실(12)을 가지고, 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하는 고온 재생기(1)와, 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온 재생기(2)와, 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 배설하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와,응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키는 증발기(4)와, 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)와, 상기 응축기(3)로 부터 공급된 액냉매를 증발기(4)의 증발용 열교환기(31)에 일정히 산포하고, 또 저온재생기(2)의 농용액을 흡수기(5)의 흡수용 열교환기(34)에 일정히 산포하기 의해 액냉매공급수단(100)이 구비되는 본체(10)와;

상기 본체(10)내의 냉난방 사이클에서 흡수열을 빼앗음과 아울러, 상기 응축기(3)에서 기화냉매를 냉각시켜 순환시키기 위한 냉각수단으로 응축기(3) 및 흡수기(5)에서 가열된 냉각수가 유입되어 팬(21)에 의해 공냉되는 냉각탑(20)과;

이 냉각탑(20) 및 본체(10)를 내부에 수용하는 케이스(30)로 된 것에 있어서;

상기 케이스(30) 내에 본체(10)와 냉각탑(20)을 상하로 수직 배열하여서 되는 것에 의해 달성된다.

따라서, 그 설치공간이 축소된다.

또, 기존의 공동주택에 마련된 보일러실에 배치변경 없이도 그대로 적용하여 설치할 수 있는 것이다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 1도는 흡수식 냉난방기의 장치도를 도시하고 있다.

도 3은 본 고안의 본체(10)와 냉각탑(20)이 케이스(30) 내에 배치되는 상태를 사시도 도시하고 있다.

도 1에서 보는 흡수식 냉난방기의 구성에 의하면, 가열실(12)은 저농도 흡수액(본 실시예에서는 브롬화 리튬 수용액)을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열된다.

상기 고온재생기(1)는 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하게 된다.

그리고, 저온재생기(2)는 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액이 생성되도록 한다.

상기 응축기(3)는 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 구비하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매로 되돌리게 된다.

그리고, 증발기(4)는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키게 된다.

상기, 흡수기(5)는 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키게 된다.

따라서, 증발기(4)에서 액화냉매(물)가 증발하는 것에 의해 증발기(4)를 통과하는 열매체(냉/온수)가 냉각되고, 냉각된 열매체는 실내에 배치된 실내열교환기(7)에서 실내로 불기 시작하는 공기와 열교환해서 실내를 냉방한다. 열교환 후 온도가 상승한 열매체는 다시 증발기(4)에서 냉각된다.

증발기(4)에서 증발한 기화 냉매(수증기)는 흡수기(5)에서 고농도 흡수액에흡수된다.

이때, 흡수열이 발생하고 흡수액의 온도가 상승한다.

그래서, 흡수열을 빼앗아 흡수기(5)에 공급되는 고농도 흡수액의 흡수능력을 높이기 위해 흡수기(5)에는 흡수용 열 교환기(34)가 설치되고 냉각수가 공급된다.

응축기(3)에는 저온 재생기(2)에서 발생한 기화 냉매(수증기)를 액화하기 위한 응축용 열교환기(31)가 코일형식으로 감겨지고 흡수용 열교환기(34)를 지나간 냉각수가 통과한다.

그리고, 흡수기(5)와 응축기(3)를 통과해서 온도가 상승한 냉각수는 수냉, 또는 공냉의 방식으로 냉각되고 다시 흡수기(5) 및 응축기(3)에 공급되며, 가스 버너(11)의 가스 연소열에 의해 저농도 흡수액을 가열한다.

가열실(12)내에서 비등하는 저농도 흡수액은 기화 냉매(수증기)와 함께 고온재생기(1)로 이동되기 시작한다.

이 고온재생기(1)내로 이동하기 시작한 고온의 저농도 흡수액은 농축되어 중농도 흡수액이 된다.

상기 저온열교환기(21)는 저온재생기(2)에서 흡수기(5)로 흐르는 고농도 흡수액과, 흡수기(5)에서 가열실(12)로 흐르는 저농도 흡수액이 열교환 하는 것으로, 저온재생기(2)에서 흡수기(5)로 흐르는 고농도 흡수용액을 냉각하고, 역으로 흡수기(5)에서 가열실(12)로 흐르는 저농도 흡수액을 가열하는 것이다.

그리고, 이 저온열교환기(21)와는 직렬로 고온열교환기(15)가 설치된다.

한편, 저온재생기(2)는 중농도 흡수액을 고온재생기(1)의 상부를 향해 주입하는 것이다.

저온재생용기(2)내의 온도는 고온재생기(1)의 온도에 비해서 낮기 때문에 저온재생기(2)내의 압력은 고온재생기(1)의 압력에 비해서 낮다.

이 때문에 저온재생용기(2)내에 공급된 중농도 흡수액은 증발하기 쉽고, 또한 중농도 흡수액이 저온재생용기(2)의 상부에 주입되는 것에 의해, 중농도 흡수액은 저온재생기(2)의 주위벽에 의해 가열되고 액냉매(물)가 증발하므로 중농도 흡수액이 고농도 흡수액으로 된다.

이때 저온재생기(2)내에서 증발한 기화 냉매(수증기)는 응축기(3)내로 공급된다.

한편, 고농도 흡수액은 저온재생기(2)의 하부로 낙하하고, 저온재생기(2)의 하부에 접속된 고농도 흡수액관을 통해 흡수기(5)로 공급된다.

응축기(3)의 내부에는 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액화하는 응축용 열교환기(31)가 설치되어 있다.

이 응축용 열교환기(31)는 환상의 코일이고, 관내에는 냉각수가 흐른다.

그리고, 저온재생기(2)로부터 응축기(3) 내에 공급된 기화냉매(수증기)는 응축용 열교환기(31)에 의해 냉각되어 액냉매(물)로 된다.

응축기(3)내에는 고온재생기(1)에서 배관을 통해 액냉매가 압력차(응축기내는 70 ㎜Hg의 저압임)로 재 비등하고 응축기(3) 내에서는 기화 냉매(수증기)와 액냉매(물)가 흔재하는 상태가 된다.

또한, 응축기(3)에는 액냉매를 증발기(4)로 이끌기 위한 냉매 배관이 접속되어 밸브가 열려 있는 동안 응축기(3)로부터 액냉매(물)가 증발기(4)로 공급된다.

증발기(4)는, 흡수기(5)와 함께 응축기(3)의 하부에 설치되고 재생기(2)의 주변에 배치된 환상용기 형상의 증발흡수용기(50)를 갖추고 있다.

증발흡수용기(50)의 내부의 외측에는 응축기(3)에서 공급된 액냉매(물)를 증발시키는 증발용 열교환기(31)가 배치되어 있다. 이 증발용 열교환기(31)는 환상의 코일이고 관내에는 내부열교환기(7)에 공급되는 열매체(냉/온수)가 흐른다.

그리고, 응축기(3)로 부터 냉매배관을 매개로 해서 공급된 액냉매(물)는 증발용 열교환기(31)의 상측에 배치된 액냉매공급수단(100)으로 부터 증발용 열교환기(31)위로 산포된다.

증발흡수용기(50)내에는 거의 진공(약 6.5㎜Hg)으로 유지되기 때문에 비점이 낮아서 증발용 열교환기(31)위에 산포된 액냉매(물)는 매우 증발하기 쉬운 상태가 된다.

그리고, 증발용 열교환기(31)위에 산포된 액냉매(물)는 증발용 열교환기(31)내를 흐르는 열매체로부터 기화열을 빼앗아 증발한다. 이 결과, 증발용 열교환기(31)내를 흐르는 열매체(냉/온수)가 냉각된다.

그리고, 냉각된 열매체는 실내 열교환기(7)내로 유도되어 실내에 불기 시작하는 공기와 열교환해서 실내를 냉방하는 것이며, 저온재생기(2)의 농용액을 흡수기(5)의 흡수용 열교환기(34)에 일정히 산포하기 의해 상측에 배치된 용액공급수단(100)으로 부터 흡수용 열교환기(34)에 산포하게 되는 것이며, 이 장치들이 흡수식 냉난방기의 본체(10)를 이루고 있다.

이러한 흡수식 냉동사이클에는, 흡수기(5)에서 기화냉매에 의한 증발잠열과 이 기화냉매가 흡수액에 흡수될 때 발생하는 반응열을 흡수함과 아울러 응축기에서 기화냉매를 냉각시켜 액화 응축시키는데 냉각수가 이용된다. 이 냉각수는 흡수식 냉동사이클의 본체(10) 외부에 설치된 냉각탑(20)에서 냉각되어 재이용 된다.

즉, 냉각수는 흡수식 냉동사이클에서 가열되어 냉각탑(20)에서 냉각되는 냉각수회로를 흐르고 있다. 냉각수를 냉각시키는 냉각탑(20)으로서는 냉각수를 외기와 직접 접촉시켜, 냉각수의 열전달 및 증발열을 이용하여 냉각을 실시하는 증발형이 주로 사용된다.

본 고안에서는 도 3에서와 같이 본체(10)의 상부로 냉각탑(20)이 수직하게 배치되도록 하고, 외부를 케이스(30)로 감싸게 한다.

따라서, 지면에 설치될 때 그 설치면적이 적어도 되므로 대부분의 좁은 보일러실과 같은 내부 공간에 쉽게 설치될 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 구성에 의하면, 그 설치공간이 축소된다.

또, 기존의 공동주택에 마련된 보일러실에 배치변경 없이도 그대로 적용하여 설치할 수 있는 등의 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 저농도 흡수액인 리듐브로마이드(LiBr)용액을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열되는 가열실(12)을 가지고, 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하는 고온 재생기(1)와, 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온 재생기(2)와, 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 배설하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키는 증발기(4)와, 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)와, 상기 응축기(3)로 부터 공급된 액냉매를 증발기(4)의 증발용 열교환기(31)에 일정히 산포하고, 또 저온재생기(2)의 농용액을 흡수기(5)의 흡수용 열교환기(34)에 일정히 산포하기 의해 액냉매공급수단(100)이 구비되는 본체(10)와;

   상기 본체(10)내의 냉난방 사이클에서 흡수열을 빼앗음과 아울러, 상기 응축기(3)에서 기화냉매를 냉각시켜 순환시키기 위한 냉각수단으로 응축기(3) 및 흡수기(5)에서 가열된 냉각수가 유입되어 팬(21)에 의해 공냉되는 냉각탑(20)과;

   이 냉각탑(20) 및 본체(10)를 내부에 수용하는 케이스(30)로 된 것에 있어서;

   상기 케이스(30) 내에 본체(10)와 냉각탑(20)을 상하로 수직 배열하여서 되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.