KR20110112955A - Liquid distributor and absorption chiller including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡수식 냉온수기의 액분배 장치에 관한 것으로서, 전열관의 상부에 배치되어 냉매액 또는 흡수액을 상기 전열관에 산포하도록 복수 개의 분배구가 형성되는 1단 이상의 트레이를 포함한다. 여기서, 상기 트레이 간의 교차영역 또는 상기 트레이와 상기 전열관 간의 교차영역을 타겟 영역이라고 하고, 상기 타겟 영역 내에 위치하는 상기 분배구의 평균직경의 절반만큼 상기 타겟 영역보다 작은 영역을 유효 영역이라고 정의할 때, 상기 분배구는 상기 타겟 영역 내에 위치하고, 상기 타겟 영역 내의 최외곽에 위치하는 분배구를 연결하는 면적은 상기 유효 영역의 50%이상을 차지한다. 또한, 상기 분배구의 위치 및 면적 조건을 만족하는 분배구는 상기 흡수식 냉온수기의 전체 트레이에서 85% 이상을 차지한다.The present invention relates to a liquid distribution device of an absorption type cold and hot water machine, and includes one or more trays disposed on an upper portion of a heat transfer tube and having a plurality of distribution ports formed to distribute a refrigerant liquid or an absorption liquid to the heat transfer tube. Here, the crossing area between the trays or the crossing area between the trays and the heat pipes is called a target area, and an area smaller than the target area by half of the average diameter of the distribution port located in the target area is defined as an effective area. The distribution port is located in the target area, and the area connecting the distribution port located at the outermost part of the target area occupies 50% or more of the effective area. In addition, the distribution port that satisfies the position and area conditions of the distribution port occupies more than 85% of the entire tray of the absorption chiller.

Description

액분배 장치 및 이를 포함하는 흡수식 냉온수기{LIQUID DISTRIBUTOR AND ABSORPTION CHILLER INCLUDING THE SAME}Liquid dispensing device and absorption cold and hot water heater including the same {LIQUID DISTRIBUTOR AND ABSORPTION CHILLER INCLUDING THE SAME}

본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 증발기 및 흡수기 등에 설치되는 전열관에 냉매액 또는 흡수액을 산포시키는 액분배 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an absorption type cold and hot water machine, and more particularly, to a liquid distribution device for dispersing a refrigerant liquid or an absorption liquid in heat transfer tubes installed in an evaporator and an absorber.

흡수식 냉온수기는 리튬브로마이드(LiBr) 수용액의 증기 흡수 특성을 이용하여 냉ㆍ난방을 구현하는 시스템으로서, 그 성능 확보를 위해 기내 고진공 상태를 유지한다. 또한, 흡수식 냉온수기는 전기를 에너지원으로 사용하는 냉온수기와는 다르게 LPG, LNG 등과 같은 가스를 열원으로 사용하기 때문에 하절기에 과다한 전력부하를 해소하고, 폐열을 이용한 열병합 시스템의 활용 등과 같은 다양한 장점을 가지고 있다.Absorption chiller is a system that implements cooling and heating by using the vapor absorption characteristics of lithium bromide (LiBr) aqueous solution, to maintain a high vacuum in the cabin to ensure the performance. In addition, unlike cold and hot water that uses electricity as an energy source, absorption type cold and hot water uses gas such as LPG and LNG as a heat source, thereby eliminating excessive power loads in summer, and having various advantages such as utilizing a cogeneration system using waste heat. have.

도 1은 일반적인 흡수식 냉온수기를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a general absorption chiller.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 흡수식 냉온수기(1)는 증발기(31)와 흡수기(32)를 일체로 구비하는 증발 및 흡수 본체(30) 및 버너(11)가 수용되는 고온 재생기(10)를 구비한다. 상기 흡수기(32)에서 상기 고온 재생기(10)로 연장된 희박용액 배관(83)에는 흡수액 펌프(72), 저온 열교환기(40) 및 고온 열교환기(50)가 순서대로 설치된다.As shown in FIG. 1, the conventional absorption cold / hot water heater 1 includes a high temperature regenerator 10 in which an evaporation and absorption body 30 and a burner 11 are integrally provided with an evaporator 31 and an absorber 32. Equipped. In the lean solution pipe 83 extending from the absorber 32 to the high temperature regenerator 10, an absorbent liquid pump 72, a low temperature heat exchanger 40, and a high temperature heat exchanger 50 are sequentially installed.

또한, 종래 흡수식 냉온수기(1)는 응축기(21)와 저온 재생기(23)를 일체로 구비하는 재생 및 응축 본체(20)를 포함한다.In addition, the conventional absorption cold and hot water heater 1 includes a regeneration and condensation main body 20 having a condenser 21 and a low temperature regenerator 23 integrally.

상기 고온 재생기(10)에서 저온 재생기(23)로는 냉매 증기관(81)이 연장되고, 상기 응축기(21)에서 상기 증발기(31)로는 냉매액 유하(流下)관(82)이 연장된다. 상기 흡수기(32)로 유입되어 나가는 관은 온수관(86)이고, 상기 응축기(21)로 유입되어 나가는 관은 냉각수관(88)이다.The refrigerant vapor pipe 81 extends from the high temperature regenerator 10 to the low temperature regenerator 23, and the refrigerant liquid dripping pipe 82 extends from the condenser 21 to the evaporator 31. The pipe flowing into the absorber 32 is a hot water pipe 86, and the pipe flowing into the condenser 21 is a cooling water pipe 88.

상기와 같은 구성의 흡수식 냉온수기(1)의 운전 시, 상기 고온 재생기(10)의 버너(11)에서 연료가스(LPG, LNG)가 연소되면, 상기 흡수기(32)에서 흘러온 리튬브로마이드 수용액(계면활성제 포함)과 같은 희박용액이 가열되어 냉매증기가 희박용액에서 분리된다. 희박용액이 가열됨에 따라, 희박용액은 농축되어 농도가 보다 진한 중간용액으로 된다. 한편, 냉매증기는 냉매 증기관(81)을 따라 이동하여 상기 저온 재생기(23)로 유입된다. 그리고, 상기 고온 재생기(10)에서 저온 재생기(23)로 들어온 중간용액은 저온 재생기(23)에서 재가열된다. 상기 응축기(21)에서는 상기 저온 재생기(23)로부터 흘러들어온 냉매증기가 응축된 후 냉매액이 되어 상기 증발기(31)로 이동한다.During operation of the absorption type cold / hot water machine 1 having the above-described configuration, when the fuel gas LPG or LNG is burned in the burner 11 of the high temperature regenerator 10, the aqueous lithium bromide solution (surfactant) flowing from the absorber 32 Lean solution, such as, is heated to separate the refrigerant vapor from the lean solution. As the lean solution is heated, the lean solution is concentrated to a more concentrated intermediate solution. Meanwhile, the refrigerant vapor moves along the refrigerant vapor pipe 81 and flows into the low temperature regenerator 23. The intermediate solution entering the low temperature regenerator 23 from the high temperature regenerator 10 is reheated in the low temperature regenerator 23. In the condenser 21, the refrigerant vapor flowing from the low temperature regenerator 23 is condensed, and then moves to the evaporator 31 as a refrigerant liquid.

상기 증발기(31)에서는 냉매펌프(71)의 작동에 의해서 냉매액이 상부로 이송된 후, 증발기 분배장치(36)에 의해 전열관인 냉각수관(88)으로 산포된다. 상기 증발기(31)에서 기화한 냉매증기는 상기 흡수기(32)로 흘러 산포되는 흡수액에 흡수된다. 한편, 상기 고온 재생기(10)에서 냉매증기가 분리되어 농도가 상승한 중간용액은 중간용액 배관(84), 고온 열교환기(50)를 거쳐서 상기 저온 재생기(23)로 흐른다.In the evaporator 31, the coolant liquid is transferred upward by the operation of the coolant pump 71, and is then distributed by the evaporator distribution device 36 to the coolant pipe 88, which is a heat transfer pipe. The refrigerant vapor evaporated in the evaporator 31 is absorbed by the absorbed liquid that flows into the absorber 32. Meanwhile, the intermediate solution in which the refrigerant vapor is separated from the high temperature regenerator 10 and the concentration is increased flows through the intermediate solution pipe 84 and the high temperature heat exchanger 50 to the low temperature regenerator 23.

상기 중간용액은, 상기 고온 재생기(10)로부터 유입된 냉매증기가 내부에 흐르고 있는 가열기(25)에 의해서 가열된다. 그리고, 상기 중간용액으로부터 냉매증기가 분리되어 흡수액의 농도는 더욱 상승한다. 상기 저온 재생기(23)에서 가열된 농후용액은 농후용액 배관(85)에 유입되고 상기 저온 열교환기(40)를 거쳐서 상기 흡수기(32)로 흘러 흡수기 분배장치(35)에서 상기 온수관(86)에 적하된다.The intermediate solution is heated by a heater 25 through which refrigerant vapor flowing from the high temperature regenerator 10 flows. Then, the refrigerant vapor is separated from the intermediate solution to further increase the concentration of the absorbing liquid. The concentrated solution heated in the low temperature regenerator 23 flows into the rich solution pipe 85 and flows through the low temperature heat exchanger 40 to the absorber 32 and the hot water pipe 86 in the absorber distribution device 35. Is dropped in.

그리고, 흡수액은 상기 증발기(31)를 경유하여 들어오는 냉매증기를 흡수하여 농도가 낮아진다. 농도가 낮아진 흡수액은 상기 흡수액 펌프(72)의 구동력에 의하여 저온 열교환기(40) 및 고온 열교환기(50)에서 예열되어 고온 재생기(10)로 유입된다. 도면에 미설명된 도면부호 13은 버너에 연료를 공급하는 연료탱크이며, 15는 버너로 연소공기를 공급하는 송풍기이다.In addition, the absorption liquid absorbs the refrigerant vapor that enters through the evaporator 31, and the concentration thereof is lowered. The absorbed liquid having a lower concentration is preheated by the low temperature heat exchanger 40 and the high temperature heat exchanger 50 by the driving force of the absorbent liquid pump 72, and flows into the high temperature regenerator 10. Reference numeral 13, which is not described in the drawing, is a fuel tank for supplying fuel to the burner, and 15 is a blower for supplying combustion air to the burner.

상기와 같은 종래 흡수식 냉온수기(1)의 분배장치(35, 36)는 전열관 위로 냉매액 또는 흡수액을 산포시키도록 하부에 복수 개의 구멍이 형성된 트레이를 구비한다. 그런데, 종래 흡수식 냉온수기(1)의 분배장치(35, 36)는 냉매액 또는 흡수액을 일정한 유량으로 골고루 전열관에 산포할 수 있도록 트레이 구멍의 위치 및 크기가 설계되지 않아 열전달 성능을 저하시키는 문제점이 있다.The distribution devices 35 and 36 of the conventional absorption type cold and hot water heater 1 are provided with trays having a plurality of holes formed in the lower portion so as to disperse the refrigerant liquid or the absorption liquid over the heat transfer pipe. By the way, the distribution device (35, 36) of the conventional absorption type cold and hot water heater (1) has a problem that the position and size of the tray hole is not designed so that the coolant liquid or the absorbent liquid can be evenly distributed in the heat transfer tube at a constant flow rate, thereby degrading heat transfer performance. .

또한, 종래 흡수식 냉온수기(1)의 분배장치(35, 36)는 트레이로 유입되는 냉매액 또는 흡수액이 트레이에서 넘쳐 흐르거나, 튀어 외부로 빠져나가 열전달 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
In addition, the distribution device (35, 36) of the conventional absorption type cold and hot water heater (1) has a problem that the refrigerant liquid or the absorbent liquid flowing into the tray overflows or splashes out of the tray to reduce the heat transfer performance.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 트레이에 유입되는 액체가 넘치지 않고 일정한 유량으로 정확하게 전열관으로 적하되어 전열관과 액체 사이의 열전달 성능을 최적화할 수 있는 트레이를 구비하는 흡수식 냉온수기의 액분배 장치를 제공함에 있다.
The present invention is to solve the above problems, the liquid flowing into the tray is not dripping into the heat transfer tube accurately at a constant flow rate, the liquid distribution of the absorption type cold and hot water heater having a tray that can optimize the heat transfer performance between the heat transfer tube and the liquid. In providing a device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 흡수식 냉온수기의 액분배 장치로서, 전열관의 상부에 배치되어 냉매액 또는 흡수액을 상기 전열관에 산포하도록 복수 개의 분배구가 형성되는 1단 이상의 트레이를 포함한다. 여기서, 상기 트레이 간의 교차영역 또는 상기 트레이와 상기 전열관 간의 교차영역을 타겟 영역이라고 하고, 상기 타겟 영역 내에 위치하는 상기 분배구의 평균직경의 절반만큼 상기 타겟 영역보다 작은 영역을 유효 영역이라고 정의할 때, 상기 분배구는 상기 타겟 영역 내에 위치하고, 상기 타겟 영역 내의 최외곽에 위치하는 분배구를 연결하는 면적은 상기 유효 영역의 50%이상을 차지한다. 또한, 상기 분배구의 위치 및 면적 조건을 만족하는 분배구는 상기 흡수식 냉온수기의 전체 트레이에서 85% 이상을 차지한다.In order to achieve the above object, the present invention is a liquid distribution device of the absorption type cold and hot water machine, comprising a one or more trays are arranged on the upper portion of the heat transfer tube is formed with a plurality of distribution ports to distribute the refrigerant liquid or absorbent liquid in the heat transfer tube. . Here, the crossing area between the trays or the crossing area between the trays and the heat pipes is called a target area, and an area smaller than the target area by half of the average diameter of the distribution port located in the target area is defined as an effective area. The distribution port is located in the target area, and the area connecting the distribution port located at the outermost part of the target area occupies 50% or more of the effective area. In addition, the distribution port that satisfies the position and area conditions of the distribution port occupies more than 85% of the entire tray of the absorption chiller.

또한, 상기 트레이의 높이를 H(m), 상기 분배구의 면적을 A(m2), 상기 트레이의 개수를 N, 상기 흡수식 냉온수기의 냉동 능력을 RT(usRT)라고 할 때, 상기 흡수식 냉온수기의 액분배 장치는 하기의 식(1)을 만족할 수 있다.Further, when the height of the tray is H (m), the area of the distribution port is A (m 2 ), the number of trays is N, and the freezing capacity of the absorption chiller is RT (usRT). The liquid distribution device may satisfy the following equation (1).

H ＞ 2.8×10-12×RT2/(A2×N2) .............(1)H> 2.8 × 10 -12 × RT 2 / (A 2 × N 2 ) ............. (1)

또한, 상기 트레이는 상부 트레이 및 상기 상부 트레이와 교차하는 하부 트레이를 포함할 수 있다. 이때, 상기 하부 트레이의 높이를 H2(m), 상기 하부 트레이의 분배구의 면적을 A2(m2), 상기 흡수식 냉온수기의 냉동 능력을 RT(usRT), 상기 상부 트레이의 분배구의 면적을 A1(m2), 상기 트레이의 개수를 N이라고 할 때, 상기 흡수식 냉온수기의 액분배 장치는 하기의 식(2)를 만족할 수 있다.In addition, the tray may include an upper tray and a lower tray crossing the upper tray. At this time, the height of the lower tray H2 (m), the area of the distribution port of the lower tray A2 (m 2 ), the freezing capacity of the absorption cold and hot water heater RT (usRT), the area of the distribution port of the upper tray A1 (m 2 ) When the number of trays is N, the liquid distribution device of the absorption type cold and hot water machine may satisfy the following equation (2).

H2 ＞ (1 + 4.8×10-6×RT/(A1×N))0.5×1.2×10-12×RT2/(A22×N2) .....(2)H2> (1 + 4.8 × 10 -6 × RT / (A1 × N)) 0.5 × 1.2 × 10 -12 × RT 2 / (A2 2 × N 2 ) ..... (2)

또한, 상기 분배구의 직경을 D(mm), 상기 트레이의 높이를 H(mm)라고 할 때, 상기 흡수식 냉온수기의 액분배 장치는 하기의 식(3)을 만족할 수 있다.Further, when the diameter of the distribution port is D (mm) and the height of the tray is H (mm), the liquid distribution device of the absorption type cold and hot water machine may satisfy the following equation (3).

0.9 ＜ D ＜ 0.45×H ....................(3)0.9 <D <0.45 x H ... (3)

또한, 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상기와 같은 구성을 갖는 액분배 장치를 포함하는 흡수식 냉온수기를 제공한다.
In addition, the present invention provides an absorption cold and hot water machine including a liquid distribution device having the above configuration in order to achieve the above object.

본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 액분배 장치는 분배구의 위치 및 크기 및 트레이의 높이를 최적으로 설계함으로써, 트레이로 유입된 액체를 넘치지 않고 일정한 유량으로 전열관에 적하시켜 전열관의 젖음율을 상승시키고, 그에 따른 열전달 성능도 향상시킨다.
In the liquid distribution apparatus of the absorption type cold and hot water heater according to the embodiment of the present invention, by optimally designing the position and size of the distribution port and the height of the tray, the wetness of the heat transfer tube is dropped by dropping the heat transfer tube at a constant flow rate without overflowing the liquid introduced into the tray. Raise, and thus improve heat transfer performance.

도 1은 일반적인 흡수식 냉온수기를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 액분배 장치의 부분 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 다양한 분배구의 배열을 나타낸 도면이다.
도 6은 분배구의 크기에 따른 액체의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7은 분배구의 크기에 따른 유량의 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing a general absorption chiller.
Figure 2 is a partial perspective view of the liquid distribution device of the absorption chiller according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are views illustrating the arrangement of various distribution ports.
6 is a view showing the flow of the liquid according to the size of the distribution port.
7 is a graph showing the change in flow rate according to the size of the distribution port.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 액분배 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid distribution device of an absorption cold / hot water heater according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 액분배 장치의 부분 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 다양한 분배구의 배열을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a partial perspective view of the liquid distribution device of the absorption chiller according to an embodiment of the present invention, Figures 3 to 5 is a view showing the arrangement of the various distribution ports.

도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 액분배 장치(90)는 상부가 개방되는 장방형의 트레이(91)를 구비한다. 트레이(91)의 바닥면에는 하부에 배열되는 전열관(92)으로 액체를 흘려보내기 위한 복수 개의 분배구(93)가 간격을 두고 형성된다. 분배구(93)의 형상은 원형, 다각형 등 다양하게 변형될 수 있으나, 원형이 바람직하다.2, the liquid distribution apparatus 90 according to the embodiment of the present invention has a rectangular tray 91 of which the top is open. The bottom surface of the tray 91 is provided with a plurality of distribution ports 93 spaced apart from each other for flowing the liquid to the heat transfer tube 92 arranged below. The shape of the distribution port 93 may be variously modified, such as a circle, a polygon, but a circle is preferable.

트레이(91)는 액체가 1차적으로 유입되는 상부 트레이(911) 및 이 상부 트레이(911)의 하부에 교차하도록 배열되는 하부 트레이(912)로 이루어진다. 따라서, 상부 트레이(911)에 유입된 액체는 하부 트레이(912)로 전달된 후 전열관(92)에 산포된다. 본 발명의 실시예에서는 트레이가 2단으로 배열되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 그 단수는 다양하게 증감될 수 있다.The tray 91 is composed of an upper tray 911 into which liquid is primarily introduced and a lower tray 912 arranged to intersect a lower portion of the upper tray 911. Accordingly, the liquid introduced into the upper tray 911 is transferred to the lower tray 912 and then dispersed in the heat transfer tube 92. In the embodiment of the present invention, the tray is arranged in two stages, but the present invention is not limited thereto, and the number of stages may be variously increased or decreased.

본 발명의 실시예에 따른 액분배 장치(90)가 흡수식 냉온수기의 증발기에 적용되면 트레이(91)에는 냉매액이 유입되고, 흡수기에 적용되면 트레이(91)에는 흡수액이 유입된다. 본 발명의 실시예에 따른 액분배 장치(90)는 흡수식 냉온수기 뿐만 아니라 액체를 분배 및 산포하는 모든 곳에 적용될 수 있다.When the liquid distribution apparatus 90 according to the embodiment of the present invention is applied to the evaporator of the absorption type cold and hot water machine, the refrigerant liquid flows into the tray 91, and the absorption liquid flows into the tray 91 when applied to the absorber. The liquid distribution device 90 according to the embodiment of the present invention may be applied to not only an absorption chiller but also to distribute and distribute liquids.

상기와 같이, 트레이(91)에는 복수 개의 분배구(93)가 소정 영역에 걸쳐 분포하는데, 이 분배구(93)의 위치에 따라 액체가 전열관(92)을 적시는 비율이 달라져 전열관(92)의 열전달 성능에 많은 영향을 미친다. 따라서, 분배구(93)는 전열관(92)을 충분히 적시면서 열전달 성능을 최적으로 유지할 수 있는 위치에 형성되어야 한다.As described above, a plurality of distribution ports 93 are distributed in the tray 91 over a predetermined area, and the ratio of the liquid to wet the heat transfer tubes 92 varies according to the position of the distribution ports 93, so that the heat transfer tubes 92 are provided. Has a large impact on heat transfer performance. Therefore, the distribution port 93 should be formed at a position capable of optimally maintaining the heat transfer performance while sufficiently wetting the heat transfer tube 92.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 트레이(911, 912) 간의 교차 영역 및 트레이(91)와 전열관(92) 간의 교차 영역을 타겟 영역(S1)이라고 정의하면, 분배구(93)는 타겟 영역(S1) 내에 위치한다. 또한, 타겟 영역(S1) 내에 위치하는 분배구(93)의 평균직경을 D라고 할 때, 타겟 영역(S1)보다 D/2만큼 작은 영역을 유효 영역(S2)이라고 정의할 수 있다. 여기서, 타겟 영역(S1) 내의 최외곽에 위치하는 분배구(93)를 서로 연결하는 영역(S3)은 적어도 유효 영역(S2)의 50% 이상을 차지한다.Referring to FIGS. 3 to 5, when the crossing area between the trays 911 and 912 and the crossing area between the tray 91 and the heat pipe 92 are defined as the target area S1, the distribution hole 93 may be a target area ( Located in S1). In addition, when the average diameter of the distribution port 93 located in the target area S1 is D, the area | region smaller by D / 2 than the target area S1 can be defined as the effective area S2. Here, the area S3 connecting the distribution ports 93 located at the outermost part of the target area S1 to each other occupies at least 50% or more of the effective area S2.

상기와 같은 분배구(93)의 위치 및 면적 조건을 만족하는 분배구(93)가 전체 트레이(91)에서 85%이상을 차지하면, 트레이(91)에서 산포되는 액체와 전열관(92) 간의 충분한 접촉이 이루어져 전열관(92)의 열전달 성능을 확보할 수 있다.If the distribution port 93 that satisfies the position and area conditions of the distribution port 93 as described above occupies 85% or more of the entire tray 91, the liquid dispersed in the tray 91 and the heat transfer tube 92 are sufficient. Contact is made to ensure the heat transfer performance of the heat transfer tube (92).

그리고, 액체를 전열관(92)으로 산포하는 트레이(91)는 액체를 분배구(93)만을 통하여 하부로 전달해야 하며, 유입되는 액체를 넘치게해서는 안된다. 액체가 트레이(91)에서 넘치는 경우에는, 트레이(91) 아래의 전열관(92) 또는 다른 트레이(91)로 설계 유량을 보낼 수 없어 전열관의 열전달 성능 저하를 일으키고, 넘친 액체가 전열관(92) 또는 다른 트레이(91)로 원하지 않게 유입되어 액체의 흐름을 방해하여 전열관의 열전달 성능 저하를 일으킨다. 따라서, 트레이(91)는 유입되는 액체를 넘치지 않게 하는 최소의 높이를 가져한다.In addition, the tray 91 that distributes the liquid to the heat transfer tube 92 must deliver the liquid to the lower portion through the distribution port 93 only, and should not overflow the incoming liquid. If the liquid overflows from the tray 91, the design flow rate cannot be sent to the heat transfer tube 92 or the other tray 91 under the tray 91, resulting in a decrease in heat transfer performance of the heat transfer tube, and the overflowed liquid causes the heat transfer tube 92 or Undesirably flows into the other tray 91 to disturb the flow of the liquid, causing the heat transfer performance of the heat transfer pipe. Thus, the tray 91 has a minimum height that does not overflow the incoming liquid.

출원인은 트레이(91)의 높이가 트레이(91)의 개수, 분배구(93)의 면적 및 흡수식 냉온수기의 냉동능력에 관계되는 것에 착안하여, 다음과 같이 트레이(91)의 최소 높이를 산정하였다.Applicant noticed that the height of the tray 91 is related to the number of trays 91, the area of the distribution port 93 and the freezing capacity of the absorption chiller, and calculated the minimum height of the tray 91 as follows.

상기 트레이(91)의 높이를 H(m), 상기 분배구(93)의 총 면적을 A(m2), 상기 트레이(91)의 개수를 N, 흡수식 냉온수기의 냉동 능력을 RT(usRT)라고 할 때, 액분배 장치(90)는 하기의 식(1)을 만족한다.The height of the tray 91 is H (m), the total area of the distribution port 93 is A (m 2 ), the number of the tray 91 is N, the freezing capacity of the absorption chiller is RT (usRT). In doing so, the liquid distribution device 90 satisfies the following equation (1).

H ＞ 2.8×10-12×RT2/(A2×N2) .............(1)H> 2.8 × 10 -12 × RT 2 / (A 2 × N 2 ) ............. (1)

즉, 상기 식(1)을 만족하는 액분배 장치(90)는 유입되는 액체를 넘치지 않게 하부로 분배할 수 있다. 상기 식(1)은 상부 트레이(911) 및 하부 트레이(912)에 모두 적용될 수 있다. 여기서, 트레이(91)의 개수(N)는 각 단에서의 트레이 개수를 의미한다. 예를 들어, 도 2에서와 같이, 트레이가 2단으로 이루어져 있는 경우, 상부 트레이(911)는 2개가 있으므로 N은 2가 되고, 하부 트레이(912)는 8개가 있으므로 N은 8이 된다.That is, the liquid distribution device 90 that satisfies Equation (1) can distribute the incoming liquid to the lower portion without overflowing. Equation (1) may be applied to both the upper tray 911 and the lower tray 912. Here, the number N of trays 91 means the number of trays in each stage. For example, as shown in FIG. 2, when the tray is composed of two stages, since there are two upper trays 911, N becomes 2, and since there are eight lower trays 912, N becomes 8.

또한, 상부 트레이(911)에서 하부 트레이(912)로 액체가 흐를 때, 하부 트레이(912)로 떨어지는 액체가 하부 트레이(912) 밖으로 튀어 나가면, 앞서 설명한 바와 같이, 액체가 전열관(92)으로 원하지 않게 유입되어 액체의 흐름을 방해하여 전열관의 열전달 성능 저하를 일으킨다. 따라서, 하부 트레이(912)는 떨어지는 액체가 외부 튀어나가지 않게 하는 최소의 높이를 가져한다.In addition, when liquid flows from the upper tray 911 to the lower tray 912, when the liquid falling into the lower tray 912 sticks out of the lower tray 912, as described above, the liquid is desired as the heat transfer tube 92. It does not flow in and hinders the flow of liquid, causing the heat transfer performance of the heat pipe. Thus, the lower tray 912 has a minimum height that prevents the falling liquid from protruding outside.

상기 하부 트레이(912)의 높이를 H2(m), 상기 하부 트레이(912)의 분배구(93)의 면적을 A2(m2), 흡수식 냉온수기의 냉동 능력을 RT(usRT), 상부 트레이(911)의 분배구(93)의 면적을 A1(m2), 상기 트레이(91)의 개수를 N이라고 할 때, 액분배 장치는 하기의 식(2)를 만족한다.The height of the lower tray 912 is H2 (m), the area of the distribution port 93 of the lower tray 912 is A2 (m 2 ), the refrigeration capacity of the absorption cold and hot water heater RT (usRT), the upper tray 911 When the area of the dispensing port 93 of A) is A1 (m 2 ) and the number of the trays 91 is N, the liquid dispensing device satisfies the following equation (2).

H2 ＞ (1 + 4.8×10-6×RT/(A1×N))0.5×1.2×10-12×RT2/(A22×N2) .....(2)H2> (1 + 4.8 × 10 -6 × RT / (A1 × N)) 0.5 × 1.2 × 10 -12 × RT 2 / (A2 2 × N 2 ) ..... (2)

즉, 상기 식(2)를 만족하는 하부 트레이(912)는 떨어지는 액체가 트레이 외부로 튀어나가는 것을 방지한다. 여기서, 트레이(91)의 개수(N)는 각 단에서의 트레이 개수를 의미한다.That is, the lower tray 912 that satisfies Equation (2) prevents the falling liquid from splashing out of the tray. Here, the number N of trays 91 means the number of trays in each stage.

그리고, 트레이(91)는 액체를 다음 트레이(91) 또는 전열관(92)으로 산포시킬 때, 원하는 유량으로 일정하게 보내줄 수 있어야 한다. 이는 트레이(91)의 분배구(93)의 크기와 관련이 있으며, 트레이(91)의 분배구(93)의 크기는 일정한 조건을 만족해야 한다.In addition, the tray 91 should be able to consistently deliver the desired flow rate when the liquid is distributed to the next tray 91 or the heat pipe 92. This is related to the size of the distribution port 93 of the tray 91, the size of the distribution port 93 of the tray 91 must satisfy certain conditions.

도 6은 분배구의 크기에 따른 액체의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 7은 분배구의 크기에 따른 유량의 변화를 나타낸 그래프이다.6 is a view showing the flow of the liquid according to the size of the distribution port, Figure 7 is a graph showing the change in flow rate according to the size of the distribution port.

도 6에 도시된 바와 같이, 분배구(93)의 직경(D)이 너무 작으면 액체가 방울 형태로 나오게 되면서 연속적인 흐름이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 방울의 생성시간차가 커서 원하는 유량을 얻기 어렵고(도 6의 (a)), 분배구(93)의 직경(D)이 너무 크면, 액체가 분배구(3)를 전부 채워서 나오지 않기 때문에 분배구(93)가 복수 개로 형성된 경우 분배구(93)마다 균일하게 액체를 보내지 못하고 한쪽의 분배구(93)에 더 많은 액체가 산포되어 분배구(93)마다 액체의 분포량이 불균일해진다(도 6의 (b)). 따라서, 분배구(93)의 직경(D)을 적절하게 설계하여 모든 분배구(93)마다 균일하게 일정한 유량으로 액체를 산포시킬 필요가 있다(도 6의 (c)).As shown in FIG. 6, when the diameter D of the distribution port 93 is too small, the liquid does not come out in the form of droplets, and the continuous flow is not achieved, and the difference in the generation time of the droplets is difficult to obtain a desired flow rate ( (A) of FIG. 6, when the diameter D of the distribution port 93 is too large, since the liquid does not come out to fill all the distribution ports 3, when the distribution port 93 is formed in plural, the distribution port 93 Even if the liquid is not uniformly sent every time, more liquid is scattered in one distribution port 93, and the distribution amount of the liquid becomes uneven in each distribution port 93 (Fig. 6 (b)). Therefore, it is necessary to appropriately design the diameter D of the distribution port 93 so as to disperse the liquid at a uniformly constant flow rate for all the distribution ports 93 (Fig. 6 (c)).

출원인은 트레이(91)의 높이를 H(mm)라고 할 때, 분배구(93)의 직경(D, mm)이 하기의 식(3)을 만족하는 경우에 분배구(93)마다 균일하게 일정한 유량으로 액체를 보낼 수 있다는 것을 발견하였다.Applicant, when the height of the tray 91 is called H (mm), uniformly constant for each distribution port 93 when the diameter (D, mm) of the distribution port 93 satisfies the following equation (3) It was found that the liquid can be sent at a flow rate.

0.9 ＜ D ＜ 0.45×H ....................(3)0.9 <D <0.45 x H ... (3)

도 7에 도시된 바와 같이, 분배구(93)의 직경(D)이 0.9 mm보다 작으면 액체의 유량(Q)이 급격히 감소하여 전열관(92)을 충분히 적시지 못하고, 분배구(93)의 직경(D)이 0.45×H mm보다 크면 유량이 너무 증가하여 전열관 상의 액막두께가 두꺼워져 전열관의 열전달 성능을 저하시킨다. 따라서, 트레이(91)의 높이(H)는 식(3)을 만족하는 범위를 갖는 것이 전열관(92)의 최고의 성능을 유지시킨다.As shown in FIG. 7, when the diameter D of the distribution port 93 is smaller than 0.9 mm, the flow rate Q of the liquid decreases rapidly to sufficiently wet the heat transfer tube 92, If the diameter (D) is larger than 0.45 × H mm, the flow rate increases too much, resulting in a thick liquid film on the heat transfer pipe, which degrades the heat transfer performance of the heat transfer pipe. Therefore, the height H of the tray 91 has a range satisfying Expression (3) to maintain the best performance of the heat transfer pipe 92.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the preferred embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

Claims (5)

흡수식 냉온수기의 액분배 장치로서,
전열관의 상부에 배치되어 냉매액 또는 흡수액을 상기 전열관에 산포하도록 복수 개의 분배구가 형성되는 1단 이상의 트레이를 포함하고,
상기 트레이 간의 교차영역 또는 상기 트레이와 상기 전열관 간의 교차영역을 타겟 영역이라고 하고, 상기 타겟 영역 내에 위치하는 상기 분배구의 평균직경의 절반만큼 상기 타겟 영역보다 작은 영역을 유효 영역이라고 정의하며,
상기 분배구는 상기 타겟 영역 내에 위치하고,
상기 타겟 영역 내의 최외곽에 위치하는 분배구를 연결하는 면적이 상기 유효 영역의 50%이상을 차지하며,
상기 분배구의 위치 및 면적 조건을 만족하는 분배구가 상기 흡수식 냉온수기의 전체 트레이에서 85% 이상을 차지하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 액분배 장치.As a liquid distribution device of absorption cold / hot water machine,
At least one tray disposed on an upper portion of the heat transfer tube and having a plurality of distribution ports formed therein to distribute the coolant liquid or the absorbent liquid to the heat transfer tube;
An intersection area between the trays or an intersection area between the tray and the heat transfer pipe is called a target area, and an area smaller than the target area by half of the average diameter of the distribution opening located in the target area is defined as an effective area,
The distribution port is located in the target area,
An area connecting the distribution port located at the outermost part of the target area occupies more than 50% of the effective area,
Dispensing port that satisfies the position and area conditions of the distribution port occupies more than 85% of the entire tray of the absorption cold / hot water dispenser. 제1항에 있어서,
상기 트레이의 높이를 H(m), 상기 분배구의 면적을 A(m2), 상기 트레이의 개수를 N, 상기 흡수식 냉온수기의 냉동 능력을 RT(usRT)라고 할 때, 하기의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 액분배 장치.
H ＞ 2.8×10-12×RT2/(A2×N2)The method of claim 1,
When the height of the tray is H (m), the area of the distribution port is A (m 2 ), the number of trays is N, and the freezing capacity of the absorption chiller is RT (usRT), the following equation is satisfied. Liquid distribution device of the absorption type cold and hot water machine, characterized in that.
H> 2.8 × 10 -12 × RT 2 / (A 2 × N 2 ) 제1항에 있어서,
상기 트레이는 상부 트레이 및 상기 상부 트레이와 교차하는 하부 트레이를 포함하고,
상기 하부 트레이의 높이를 H2(m), 상기 하부 트레이의 분배구의 면적을 A2(m2), 상기 흡수식 냉온수기의 냉동 능력을 RT(usRT), 상기 상부 트레이의 분배구의 면적을 A1(m2), 상기 트레이의 개수를 N이라고 할 때, 하기의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 액분배 장치.
H2 ＞ (1 + 4.8×10-6×RT/(A1×N))0.5×1.2×10-12×RT2/(A22×N2)The method of claim 1,
The tray includes an upper tray and a lower tray intersecting the upper tray,
The height of the lower tray is H2 (m), the area of the distribution port of the lower tray A2 (m 2 ), the freezing capacity of the absorption chiller is RT (usRT), the area of the distribution port of the upper tray A1 (m 2 ), When the number of the tray is N, the following formula satisfies the liquid distribution device of the absorption type cold and hot water machine.
H2> (1 + 4.8 × 10 -6 × RT / (A1 × N)) 0.5 × 1.2 × 10 -12 × RT 2 / (A2 2 × N 2 ) 제1항에 있어서,
상기 분배구의 직경을 D(mm), 상기 트레이의 높이를 H(mm)라고 할 때, 하기의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 액분배 장치.
0.9 ＜ D ＜ 0.45×HThe method of claim 1,
When the diameter of the distribution port is D (mm), the height of the tray is H (mm), the liquid distribution device of the absorption type cold and hot water machine, characterized in that the following formula is satisfied.
0.9 <D <0.45 x H 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 액분배 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.Absorption cold water heater comprising a liquid distribution device according to any one of claims 1 to 4.
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