KR0124499B1 - 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡수효율을 더욱 향상시킨 공냉식 흡수 시스템에 관한 것으로써, 흡수용액에 리듐 브로마이드 수용액을 냉매에 물을 사용하는 것으로 흡수용액을 가스의 연소열에 의해 가열하여 냉매증기와 농용액으로 분리하는 발생기와, 상기 발생기에서 분리된 고온고압의 냉매증기를 받아 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 증발하는 증발기와, 상기 증발기에서 증발된 냉매증기를 농용액으로 흡수시키는 흡수기로 이루어진 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템에 있어서, 상기 흡수기(15)의 상부챔버(19)를 희용액 배출구로 하여 발생기(10)와 연결하고, 하부챔버(16)를 냉매증기가 유입될 수 있도록 증발기(14)와 연결함과 동시에 발생기(10)의 농용액 배출관(18a)을 하부챔버(16)에 연결시켜 상기 하부챔버(16)로 부터 농용액과 냉매증기가 전열관(24)을 통하여 상부챔버(19)로 유입되면서 냉매증기인 수증기를 농용액에 흡수시켜서 희용액이 되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템

제1도는 본 발명에 의한 공냉식 흡수 시스템의 개략도,

제2도는 본 발명에 관련한 흡수기의 제1실시예를 나타내는 측단면도,

제3도는 본 발명에 관련하는 흡수기의 제2실시예를 나타내는 측단면도,

제4도는 종래의 공냉식 흡수 시스템의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 발생기12: 응축기

14 : 증발기15 : 흡수기

16 : 하부챔버19 : 상부챔버

20 : 바이패스관26 : 분배기

본 발명은 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡수기에서 냉매가스의 흡수효율을 높일 수 있도록 한 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템에 관한 것이다.

종래의 가스의 연소열을 열원으로 하는 시스템에서는 실제로 가열에 의하여 생긴 열량은 발생기내에 들어있는 용액의 온도를 상승시켜, 수증기를 발생시킴으로서 농용액으로 만들고, 흡수기내에서 증발기로부터 오는 냉매증기인 수증기를 흡수하여 희용액이 되어 발생기로 되돌아간다.

한편, 발생기에서 발생된 수증기는 응축기에서 응축되고, 증발기로 유입된다. 이것이 용액열교환기를 거쳐 흡수기로 유동되고, 증발기내에서 냉매증기의 증발작용을 일으킴으로서 소기의 냉수를 얻도록 하는 목적을 달성시키고, 흡수기와 발생기를 거치는 사이클을 완성시킨다.

냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템은 흡수성이 강한 리듬 브로마이드(LITHIUM BROMIDE) 수용액을 흡수용액으로 사용하고 있고, 냉매증기는 수증기이다.

제4도는 종래의 공냉식 흡수 시스템을 나타내는 도면으로서, 가스의 연소열에 의해 용액을 가열시켜 증기를 발생시키는 발생기(1)와, 이 발생기(1)에서 발생된 증기를 관(2)를 통해서 받아 응축 하는 응축기(3)와, 이 응축기(3)에서 액화된 냉매를 관(4)을 통하여 받아 더운 물을 찬물로 열교환시키는 증발기(5)와, 이 증발기(5)를 통과한 냉매증기를 관(6)을 통해 받아서 흡수하는 흡수기(7)로 구성되어 있다.

한편, 응축기(3)와 증발기(5)를 통과하면서 응축 및 증발된 냉매증기는, 상기 열교환기(8)의 A배관(8a)을 통과하여 발생기(1)로부터 도입되는 농용액에 흡수되어 전열관(11)을 통과하면서 하용액이 되어 하부챔버(10)를 통해서 펌프(f)에 의해 펌핑되어 용액열교환기(8)의 B배관(8b)을 통해서 발생기(1)로 피이드백되도록 되어 있다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 공냉식 흡수 시스템에 있어서의 흡수기(7)는 상부챔버(9)와 하부챔버(10)를 연결하는 전열관(11)이 단순히 통로만을 이루고 있기 때문에 전열관(11)을 통과하는 흡수용액의 액막이 자연낙하만을 하게 되므로 냉매증기와 농용액의 접촉에 제한이 있게되므로, 전체시스템의 효율을 좌우하는 냉매증기의 흡수량이 적게되며, 결과적으로 흡수기(7)내로 들어온 농용액은 1회의 흡수작용을 통하여 용액열교환기(8)를 거쳐 다시 발생기(1)로 돌아가도록 되어 있기 때문에 흡수기(7)에서 냉매증기의 충분한 흡수를 못하게 되므로, 충분한 농도변화를 이루지 못하고 발생기(1)로 그대로 되돌아 가는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기를 통하여 들어오는 냉매증기의 수증기를 완전히 흡수하여 발생기로 희용액만을 보낼 수 있도록 하는 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 냉매용액을 가스열에 의해 가열하여 증기와 농용액으로 분리하는 발생기와, 상기 발생기에서 분리된 고온고압의 냉매증기를 받아 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 증발하는 증발기와, 상기 증발기에서 증발되어 차게 열교환된 냉매증기인 수증기를 농용액으로 흡수하는 흡수기로 이루어진 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템에 있어서, 상기 흡수기의 상부챔버를 희용액 배출구로 하여 발생기와 연결하고, 하부챔버를 냉매증기가 유입될 수 있도록 증발기와 연결함과 동시에 발생기의 농용액 배출관을 하부챔버와 연결시켜 상기 하부챔버로부터 농용액과 냉매증기가 전열관을 통하여 상부챔버로 유동하면서 냉매증기인 수증기를 농용액에 흡수시켜서 희용액이 되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템의 개략도로서, 도면에 도시한 바와 같이 발생기(10)에서 발생된 증기가 관(11)을 통해서 응축기(12)로 유입되도록 되어 있으며, 이 응축기(12)는 관(13)을 통해서 증발기(14)에 도입되어서 상기 응축기(12)에서 응축되어 액화된 냉매를 증발시켜서 냉매가스로된 후, 흡수기(15)의 하부챔버(16)에 펌핑수단(23)을 개재해서 도입되도록 되어있다.

그리고, 발생기(10)에서 분리된 농용액은 열교환기(18)의 배관 A(18a)을 통해서 흡수기(15)의 하부챔버(16)로 유입되도록 연결되어 있으며, 희용액을 발생기(10)로 되돌려 보낼 수 있는 배관 B(18b)가 흡수기(15)의 상부챔버(19)와 연결되어 있다.

그리고 상부챔버(19)에는 바이패스 되는 바이패스관(20)은 펌핑수단(23)의 입력측, 즉 증발기(14)와 흡수기(15)를 연결하고 있는 관(21)에 연결되어 합치되는 구조를 이루고 있다.

이러한 구성에 의해 증발기(14)에서 토출되어서 제1의 펌핑수단(23)을 통하여 흡수기(15)의 하부챔버(16)로 유입된 냉매증기는 흡수기(15)의 하부로부터 상부로 유동하면서 발생기(10)로부터 온 농용액에 흡수되며, 수증기를 흡수하여 희용액이 된 흡수용액은 상부챔버(19)를 통하여 발생기(10)로 되돌아가도록 본 발명에서는 관(18)에 제2의 펌핑수단(22)을 설치하고 있으며, 상부챔버(19)내의 흡수되지 못한 잔여수증기를 다시 흡수기(15)로 되돌리기 위하여 바이패스관(20)을 설치하고 있다.

제2도는 본 발명에 관련하는 흡수기(15)의 제1실시예를 나타내는 측단면도로서, 상부챔버(19)와 하부챔버(16)를 연결하고 있는 전열관(24)의 외주에는 수증기를 흡수할때 발생되는 열을 외부로 발산시키도록 방열핀(25)이 다수개 고착되어 있으며, 전열관(24)의 하측단부와 하부챔버(16) 사이에 미세한 기포를 발생하여 열교환접촉 면적을 넓히도록 벌집형상의 구멍이 무수히 형성되어 있는 분배기(26)가 설치되어 있다.

또한, 상부챔버(19)에는 상부챔버(19)로부터 희용액을 배출시키도록 배출구(27)가 상부챔버(19)의 바닥부보다는 낮은 위치에 형성되어 있으며, 하부챔버(16)에 농용액 유입구(28) 및 냉매가스 유입구(29)가 각가 개별적으로 설치되어 있다.

제3도는 본 발명에 관한 흡수기(15)의 제2실시예를 나타낸 도면으로서, 제2도와 다른 점은 상부챔버(19)에서 바이패스 관(20)을 제1의 펌핑수단(23)의 유입측에 연결하여 전열관(24)을 통과하면서 농용액에 미흡수된 잔여 수증기인 냉매가스가 하부챔버(16)로 통하도록 한 것이다.

이와 같은 시스템을 이루고 있는 본 발명의 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템의 작용효과를 설명한다.

제1도에서 알 수 있는 바와 같이 발생기(10)에서 가스열에 의해 가열된 고온고압의 냉매가 증기화되어 이 증기는 관(11)을 통해서 응축기(12)에 유입되며,응축기(12)에서는 고온 고압의 냉매증기를 액화되고, 상기 응축기에서 액화된 냉매증기는 관(13)을 따라 증발기(14)로 들어가 증발하면서 냉수관으로부터 증발열을 얻게 되므로 냉수관을 통한 소기의 냉각목적이 이루어진다.

이와 같이 증발기(14)에서 증발된 냉매증기는 관(12)을 통하여 펌핑수단(23)의 작동에 의해 흡수기(15)의 하부챔버(16)로 유입된다.

한편, 발생기(10)에서 수증기가 발생되고 남은 농용액은 배관 A(18a)을 통해서 열교환기(18)를 경유하여 흡수기(15)의 하부챔버(16)내로 유입되고 관(21)을 통해서 증발기(14)로부터 유입되는 냉매증기와 흡수기(15)의 하부챔버(16)에서 농용액과 혼합된다. 이 하부챔버(16)에서 만난 수증기와 농용액은 전열관(24)을 따라 유동한다.

이때 농용액은 흡수성이 강한 리듐 브로마이드 용액이 사용되고 있기 때문에, 냉매증기에 포함되어 있는 수증기는 농용액에 모두 흡수된다.

그런데 전열관(24)을 따라 유동하는 수증기는 미세기포일수록 농용액과 접촉하는 면적이 커져서 흡수가 촉진되므로, 수증기를 미세화할 수 있는 장치인 분배기(26)가 하부챔버(16)에 설치되어 있기 때문에 분배기(26)의 벌집형상의 미세구멍을 통과하는 수증기는 용액중에 기포를 생성시키게 되므로, 전열관(24)을 통과하는 농용액은 미세기포로 된 냉매가스와 접촉면적이 증대되어 흡수가 촉진된다. 농용액이 수증기 흡수작용으로 발생되는 흡수열은 전열관(24)의 외주에 형성된 핀(25)을 통하여 대기로 방출된다.

제3도에 도시한 흡수기의 제2실시예는 상기한 작용과 동일한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 전열관(24)을 통하여 흐르는 동안 흡수작용이 안된 수증기를 바이패스 관(20)을 통하여 다시 흡수기(15)의 하부챔버(16)로 유입시켜 상기한 바와 같은 흡수작용을 반복시킴으로서 완전한 흡수작용을 실현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 냉매가스분사 공냉식 흡수 시스템은, 발생기의 농용액을 흡수기의 하부챔버로 유입시킴과 동시에 증발기를 통하여 나오는 냉매증기를 이 농용액과 함께 하부챔버로 유입시켜 혼합되도록 한 후, 냉매증기는 분배기의 미세구멍을 통과하면서 미세기포를 형성토록 하고 있기 때문에 냉매증기와 농용액의 접촉면적을 증대시켜 흡수율을 높일 수 있다.

그리고 상부챔버에 희용액과 함께 나오는 미흡수 냉매증기를 흡수기의 하부챔버에 바이패스시켜 재 흡수작용이 일어나도록 하고 있기 때문에 종래의 흡수기에 비하여 탁월한 흡수능력을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 흡수용액을 가스의 연소열에 의해 가열하여 냉매증기와 농용액으로 분리하는 발생기와, 상기 발생기에서 분리된 고온고압의 냉매증기를 받아 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 증발하는 증발기와, 상기 증발기에서 증발되어 차게 열교환된 냉매증기인 수증기를 농용액으로 흡수시키는 흡수기로 이루어진 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템에 있어서, 상기 흡수기(15)의 상부챔버(19)를 희용액 배출구로 하여 발생기(10)와 연결하고, 하부챔버(16)를 냉매증기가 유입될 수 있도록 증발기(14)와 연결함과 동시에 발생기(10)의 농용액 배출관(18a)을 하부챔버(16)에 연결시켜 상기 하부챔버(16)로부터 농용액 냉매증기가 전열관(24)을 통하여 상부챔버(19)로 유입되면서 냉매증기인 수증기를 농용액에 흡수시켜서 희용액이 되도록 한 것을 특징으로 하는 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡수기(15)의 상부챔버(19)는 상기 증발기(14)로부터 유입되어오는 냉매증기인 수증기중 미흡수된 수증기를 재흡수하도록 증발기(14)와 흡수기(15)가 연결되는 냉매증기 유입관(21)에 바이패스 관(20)을 연결한 것을 특징으로 하는 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡수기(15)의 하부챔버(16)에는 농용액과 냉매증기에 기포를 형성하도록 분배기(26)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 분배기(26)에는 벌집형상의 무수한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 흡수기(15)의 상부챔버(19)에 형성된 희용액을 배출하는 배출구(27)는 상부챔버(19)의 바닥보다 높은 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 전열관(24)에는 그 외주에 냉매증기를 농용액에 흡수시킬때 발생하는 흡수열을 발산하도록 방열핀(25)이 다수개 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매가스 분사 공냉식 흡수 시스템.