KR0132391B1 - 흡수식 냉방기 - Google Patents

흡수식 냉방기

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KR0132391B1 KR1019940003517A KR19940003517A KR0132391B1 KR 0132391 B1 KR0132391 B1 KR 0132391B1 KR 1019940003517 A KR1019940003517 A KR 1019940003517A KR 19940003517 A KR19940003517 A KR 19940003517A KR 0132391 B1 KR0132391 B1 KR 0132391B1
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Abstract

본 발명은 흡수식 냉방기에 관한 것으로서, 가열에 의해 흡수용액에서 냉매가스를 분리시키는 발생기와 , 상기 발생기로부터 공급된 냉매가스가 냉매액으로 응축되는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매액이 팽창밸브를 거친후 냉매가스로 증발되는 증발기와, 상기 증발기에서 나온 냉매가스가 상기 발생기에서 나온 분리 용액에 흡수되어서 흡수용액으로 변환되도록 상기 발생기와 응축기 사이에 배설된 흡수기와, 상기 흡수기에서 상기 발생기로 흡수용액을 유동시키도록 동력을 발생시키는 펌프수단과, 상기 발생기에서 흡수기로 유동하는 고온의 분리용액과 상기 흡수기에서 상기 발생기로 유동하는 저온의 흡수용액을 서로 열교환시키는 열교환기로 이루어진 흡수식 냉방기에 있어서, 상기 발생기(10)에서 상기 응축기(12)로 유동하는 냉매가스와 상기 흡수기(15)에서 상기 열교환기(18)로 유동하는 흡수용액을 서로 열교환시키도록 이 냉매가스 및 흡수용액의 관로 중간부에 배설된 예냉열교환기(30)와, 상기 발생기(10)에서 나온 냉매가스중 일부가 상기 예냉열교환기(30)를 거치면서 액화되어 생기는 냉매액을 상기 증발기(14)로 바로 유동시키도록 상기 예냉열교환기(30)와 상기 증발기(14)를 연통시키는 냉매액관로(47)를 구비한 것을 특징으로 하며, 이와같이 구성되어 있으므로, 크기를 콤팩트화 시키고 냉방출력을 보다 향상시킬수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

흡수식 냉방기
제1도는 종래예에 적용되는 흡수식 냉방기의 시스템을 개략적으로 도시한 구성도.
제2도는 본 발명에 적용되는 흡수식 냉방기의 시스템을 개략적으로 도시한 구성도.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 발생기 12 : 응축기
14 : 증발기 15 : 흡수기
18 : 열교환기 30 : 예냉열교환기
51 : 펌프수단
본 발명은 흡수식 냉방기에 관한 것으로서, 특히 흡수식 냉방기의 냉방 효율을 향상 시키고 크기를 콤팩트화 시킬수 있는 흡수식 냉방기에 관한 것이다.
흡수식 냉방기는 암모니아용액이나 리튬브로마이드용액등을 이용하여 냉매가스를 흡수/발생시켜서 저온을 얻는 냉방기이다.
리튬브로마이드수용액(Lithum Bromide Solution)을 이용하여서 냉방출력을 출력시키는 흡수식 냉방기의 일예로서, 본 출원인에 의해서 대한민국에 1992년 11월 3일자로 특허출원된 출원번호 92-20549호가 있다.
종래의 특허 출원 92-20549호에 의한 흡수식 냉방기는 제1도에 도시한 바와 같이, 냉매증기와 농용액을 분리시키는 발생기(10')와, 상기 발생기(10')로부터 공급된 냉매증기를 냉매액으로 응축시키는 응축기(12')와, 상기 응축기(12')에서 응축된 냉매액이 증발작용되어 냉방출력을 출력시키는 증발기(14')로 이루어진 흡수식 냉방기에 있어서, 상기 증발기(14')에서 증발작용된 냉매증기와 상기 발생기(10')에서 생성된 농용액을 공급받아 냉매 증기와 농용액이 상승되면서 냉매증기가 농용액에 흡수되어서 희용액으로 변환되도록 상기 발생기(10')와 상기 증발기(14')사이에 배설된 흡수기(15')의 하부챔버(16')로 공급된 냉매증기와 농용액이 상승되도록 동력을 발생시키는 펌프수단(22')과, 상기 희용액과 농용액을 서로 열교환시키도록 상기 발생기(10')와 상기 흡수기(15')사이에 배설된 열교환기(18')로 이루어져 있다.
한편, 상기 증발기(14')를 통과한 냉매증기는 흡수식 냉방기(15')에서 저온의 농용액에 더욱 잘 흡수된다.
따라서, 상기 종래의 흡수식 냉방기는 , 상기 흡수기(15')에서 보다 많은 냉매증기가 농용액에 흡수되므로 상기 흡수기(15')의 흡수효율이 향상되어 냉방효율을 향상시킬수 있다는 효과가 있다.
그런데, 상기 흡수기(15')에서 보다 많은 냉매증기가 흡수되므로써 상기 발생기(10')에서는 보다 많은 냉매 증기가 분리되었다. 상기 발생기(10')에서 분리된 보다 많은 냉매증기는 상기 응축기(12')에서 응축되어야 하므로 상기 응축기(12')의 크기가 대형화 되어야 했다.
즉, 종래의 흡수식 냉방기는 보다 많은 냉매증기를 응축시키기위해 서는 응축기의 크기가 대형화 되므로써 시스템이 대형화되는 것은 물론이고 응축기의 응축효율을 보다 향상시키지 못한다는등의 여러 가지 문제점들이 있었다.
본 발명은 상술한 여러 가지 문제점들을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 응축효율을 보다 향상시켜서 냉방출력을 보다 향상시킴과 동시에 크기를 콤팩트(COMPACT)화 시킬수 있는 흡수식 냉방기를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 흡수식 냉방기는, 가열에 의해 흡수용액에서 냉매가스를 분리시키는 발생기와, 상기 발생기로부터 공급된 냉매가스가 냉매액으로 응축되는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매액이 팽창밸브를 거친후 냉매가스로 증발되는 증발기와, 상기 증발기에서 나온 냉매가스가 상기 발생기에서 나온 분리용액에 흡수되어서 흡수용액으로 변환되도록 상기 발생기와 응축기 사이에 배설된 흡수기와, 상기 흡수기에서 상기 발생기로 흡수용액을 유동시키도록 동력을 발생시키는 펌프수단과, 상기 발생기에서 흡수기로 유동하는 고온의 분리용액과 상기 흡수기에서 상기 발생기로 유동하는 저온의 흡수용액을 서로 열교환시키는 열교환기로 이루어진 흡수식 냉방기에 있어서, 상기 발생기에서 상기 응축기로 유동하는 냉매가스와 상기 흡수기에서 상기 열교환기로 유동하는 흡수용액을 서로 열교환시키도록 이 냉매가스 및 흡수용액의 관로 중간부에 배설된 예냉열교환기와, 상기 발생기에서 나온 냉매가스중 일부가 상기 예냉열교환기를 거치면서 액화되어 생기는 냉매액을 상기 증발기로 바로 유동시키도록 상기 예냉열교환기와 상기 증발기를 연통시키는 냉매액관로를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 흡수식 냉방기의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에서는 물이 증발하여 냉매로 작용하는 리튬브로마이드용액을 이용한 흡수식 냉방기에 대해 예를 들어 설명한다.
본 실시예의 리튬브로마이드 용액은 물과 브롬화리튬이 혼함된 용액으로서, 상기 흡수용액은 리튬브로마이드용액이 냉매가스(수증기, 냉매증기)를 흡수하여 브롬화리튬의 농도가 감소한 희용액이고, 상기 분리용액은 리튬브로마이드용액에서 냉매가스(수증기, 냉매증기)가 발생하여 브롬화리튬의 농도가 증가한 농용액이다.
제2도는 본 발명에 적용되는 흡수식 냉방기의 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
제2도에 있어서, (10)은 발생기로서, 후술하는 흡수기를 통과한 희용액을 도시되지 않은 버너수단의 열에 의해서 농용액과 냉매증기로 분리시킨다.
또, (12)는 상기 발생기(10)에서 분리된 냉매증기를 응축시켜 냉매액으로 변환시키는 응축기이고, (15)는 냉매증기가 농용액에 흡수되도록하여 희용액으로 변환시키는 흡수기다.
또한, 상기 흡수기(15)와 상기 발생기(10)와의 사이에는 열교환기(18)가 배설되어서 상기 발생기(10)에서 분리된 농용액의 열과 상기 흡수기(15)에서 변환된 희용액의 열이 교환되도록한다.
즉, 상기 발생기(10)와 상기 열교환기(18)사이에는 상기 발생기(10)에서 분리된 농용액의 흐름을 가이드하는 제1배관부재(41; 분리용액관로)와 상기 흡수기(15)에서 변환된 희용액의 흐름을 가이드하는 제2배관부재(42; 흡수용액관로)가 배설되고, 상기 흡수기(15)와 상기 열교환기(18)사이에는 상기 제1배관부재(41; 분리용액관로)를 통과한 농용액의 흐름을 가이드하는 제4배관부재(44; 분리용액관로)와 상기 흡수기(15)에서 변환된 희용액의 흐름을 가이드하는 제5 및 제6배관부재(45; 흡수용액관로)(46; 흡수용액관로)가 배설되므로써, 상기 열교환기(18)에서는 상기 발생기(10)에서 분리된 고온의 농용액과 상기 흡수기(15)에서 변환된 저온의 희용액의 열이 교환된다.
또, 상기 제6배관부재(46;흡수용액관로)와 상기 제5배관부재(45;흡수용액관로)의 단부는 예냉열교환기(30)에서 접속되어 하나의 관로로 되어 있다. 즉, 상기 예냉열교환기(30)의 내부에는 상기 흡수기(15)의 흡수용액출구와 상기 열교환기(18)의 흡수용액출구를 연결하는 관로가 관통하게 되어 있다.
또한, 상기 예냉열교환기(30)에는, 상기 발생기(10)에서 분리된 냉매 증기의 흐름을 가이드하는 제3배관부재(43;냉매가스과로)와, 상기 응축기(12)로 미응축된 냉매증기가 상기 응축기(12)로 공급되도록 가이드하는 제8배관부재(48;냉매가스관로)와, 응축된 냉매액이 후술하는 증발기로 공급되도록 가이드하는 제7배관부재(47;냉매액관로)가 접속되어있다. 즉, 상기 발생기(10)에 연통하는 냉매가스관로(43)는 상기 예냉열교환기(30)의 상단부(31a)에 접속되어 있고, 상기 응축기(12)에 연통하는 냉매가스관로(48)는 상기 예냉열교환기(30)의 중간측부(31b)에 접속되어 있으며, 상기 증발기(14)에 연통하는 냉매액관로(47)는 상기 예냉열교환기(30)의 하단부(31c)에 접속되어 있다.
상기 예냉열교환기(30)에서는 상기 발생기(10)에서 분리된 고온의 냉매증기와 상기 흡수기(15)에서 변환된 저온의 희용액의 열이 열교환되므로, 상기 발생기(10)에서 분리된 일부의 냉매증기가 응축되어 냉매액으로 변환된다.
한편, 그림에서 (14)는 증발기로써, 상기 응축기(12)에서 응축된 냉매액과 상기 예냉열교환기(30)에서 응축된 냉매액이 증발작용되도록하여 냉방출력을 출력시킨다.
또, 상기 증발기(14)와 상기 응축기(12)와의 사이에는 상기 응축기(12)에서 응축된 냉매액이 상기 증발기(14)로 공급되도록 냉매액의 흐름을 가이드하는 제9배관부재(49;냉매액관로)가 배설되고, 상기 증발기(14)와 상기 예냉열교환기(30)와의 사이에는 상기 예냉열교환기(30)에서 응축된 일부의 냉매액이 상기 증발기(14)로 공급되도록 냉매액의 흐름을 가이드하는 상기 제7배관부재(47;냉매액관로)가 배설되며, 상기 증발기(14)와 상기 흡수기(15)와의 사이에는 상기 증발기(14)에서 증발작용되어 변환한 냉매증기가 상기 흡수기(15)로 공급되도록 냉매증기의 흐름을 가이드하는 제10배관부재(50;냉매액관로)가 배설되어있다.
상기 냉매액관로(49)에는 도시하지 않은 팽창밸브가 설치되어 있다.
한편, 그림에서 (51)은 상기 흡수기(15)에서 변환된 희용액이 상기 발생기(10)로 공급되도록 동력을 발생시키는 펌프수단이다.
다음은, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 흡수식 냉방기의 작용효과를 설명한다.
시스템이 가동되면 상기 발생기(10)로 공급된 희용액이 도시되지 않은 버너수단의 열에 의해서 가열되어 냉매증기와 농용액으로 분리된다.
또, 상기 발생기(10)에서 분리된 농용액은 상기 제1배관부재(41)에 가이드되어 상기 열교환기(18)를 통해 상기 제4배관부재(44)에 가이드되어서 상기 흡수기(15)로 공급되고, 상기 발생기(10)에서 분리된 냉매증기는 제3배관부재(43)에 가이드되어서 상기 예냉열교환기(30)를 통과한다.
한편, 상기 흡수기(15)에서 변환된 희용액은 상기 펌프수단(51)의 동력에 의해서 상기 제6배관부재(46)에 가이드되어서 상기 예냉열교환기(30)를 통과한후 상기 제5배관부재(45)에 가이드되어 상기 열교환기(18)를 거쳐 상기 열교환기(18)를 거쳐 상기 제2배관부재(45)에 가이드되어 상기 발생기(10)로 공급된다.
이때, 상기 제6배관부재(46)에 가이드되어서 상기 예냉열교환기(30)를 통과하는 저온의 희용액과 상기 제3배관부재(43)에 가이드되어서 상기 예냉열교환기(30)를 통과하는 고온의 냉매증기가 상기 예냉열교환기(30)에서 열교환된다.
즉, 상기 예냉열교환기(30)에서 희용액과 냉매증기가 열교환되므로 상기 제3배관부재(43)에 가이드되어서 상기 예냉열교환기(30)로 공급된 냉매증기의 일부는 응축되어 냉매액으로 변환된다.
또, 상기 예냉열교환기(30)에서 응축된 냉매액은 상기 제7배관부재(47)에 가이드되어서 상기 증발기(14)로 공급되고, 상기 예냉열교환기(30)에서 응축되지 못한 냉매증기는 상기 제8배관부재(48)에 가이드되어 상기 응축기(12)로 공급된다.
또한, 상기 응축기(12)로 공급된 냉매증기는 상기 응축기(12)에서 응축되어 냉매액으로 변환된후 상기 제9배관부재(49)에 가이드되어 상기 증발기(14)로 공급된다.
즉, 상기 발생기(10)에서 분리된 냉매증기는 상기 예냉열교환기(30)에서 1차적으로 응축되어서 일부의 냉매증기가 냉매액으로 변환되어 상기 증발기(14)로 공급되고, 상기 예냉열교환기(30)에서 응축되지 않은 다른 일부의 냉매증기는 상기 응축기(12)로 공급되어 상기 응축기(12)에서 응축된 후 상기 증발기(14)로 공급되는 것이다.
이로 인해서, 상기 응축기(12)의 부하가 경감되어 상기 응축기(12)의 용량을 저감시킬수 있어 시스템의 크기를 콤팩트화 시킬수 있음과 동시에 냉매증기를 효율적으로 응축시켜 응축효율을 보다 향상시킬수 있다.
또, 상기 응축기(12)에서 응축된 냉매액은 상기 제9배관부재(49)에 가이드 되어 상기 증발기(14)로 공급되고 상기 예냉열교환기(30)에서 응축된 냉매액은 상기 제7배관부재(47)에 가이드되어서 상기 증발기(14)로 공급되므로써, 상기 증발기(14)로 공급되므로서, 상기 증발기(14)로 보다 많은 냉매액이 공급되어 상기 증발기(14)에서 보다 향상된 냉방출력을 출력 시킬 있는 것이다.
또한, 상기 증발기(14)로 공급되어 증발작용된 냉매액은 냉매증기로 변환되고, 이 변환된 냉매증기는 상기 제10배관부재(50)에 가이드되어 상기 흡수기(15)로 공급된다.
또, 상기 흡수기(15)에는 상기 열교환기(18)를 통과한 농용액이 상기 제10배관부재(50)에 가이드되어 공급된다.
즉, 상기 흡수기(15)에서는 상기 제10배관부재(50)에 가이드되어서 공급된 냉매증기가 상기 제4배관부재(44)에 가이드되어서 공급된 농용액에 흡수되어 희용액으로 변환된다.
또, 상기 흡수기(15)에서 변환된 희용액은 상기 펌프수단(51)의 동력에 의해 상기 발생기(10)로 공급되어 상술한 싸이클을 반복하게 되는 것이다.
한편, 본 발명은 암모니아가 증발하여 냉매로 작용하는 암모니아 용액을 이용한 흡수식 냉방기에 적용될 수 있음은 물론이다. 암모니아용액을 이용한 흡수식 냉방기에서 암모니아 용액은 물과 암모니아가 혼합된 용액으로서, 상기 흡수용액은 암모니아용액이 냉매가스(암모니아가스)를 흡수하여 암모니아가 농도가 증가한 농용액이고, 상기 분리용액은 암모니아가 용액에서 냉매가스(암모니아가스)가 발생하여 암모니아의 농도가 감소한 희용액이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 흡수식 냉방기에 의하면 발생기에서 분리된 냉매증기를 예냉열교환기와 응축기에서 응축시켜 냉매액으로 변환시키므로써 응축기의 용량이 경감되어 시스템의 크기를 콤팩트화 시킬수 있음과 동시에 냉매증기의 응축효율을 보다 향상시켜 냉방효율을 보다 향상시킬수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 가열에 의해 흡수용액에서 냉매가스를 분리시키는 발생기와, 상기 발생기로부터 공급된 냉매가스가 냉매액으로 응축되는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매액이 팽창밸브를 거친후 냉매가스로 증발되는 증발기와, 상기 증발기에서 나온 냉매가스가 상기 발생기에서 나온 분리용액에 흡수되어서 흡수용액으로 변환되도록 상기 발생기와 응축기 사이에 배설된 흡수기와, 상기 발생기에서 흡수기로 유동하는 고온의 분리용액과 상기 흡수기에서 상기 발생기로 유동하는 저온의 흡수용액을 서로 열교환시키는 열교환기로 이루어진 흡수식 냉방기에 있어서, 상기 발생기(10)에서 상기 응축기(12)로 유동하는 냉매가스와 상기 흡수기(15)에서 상기 열교환기(18)로 유동하는 흡수용액을 서로 열교환시키도록 이 냉매가스 및 흡수용액의 관로 중간부에 배설된 예냉열교환기(30)와, 상기 발생기(10)에서 나온 냉매가스중 일부가 상기 예냉열교환기(30)를 거치면서 액화되어 생기는 냉매액을 상기 증발기(14)로 바로 유동시키도록 상기 예냉열교환기(30)와 상기 증발기(14)를 연통시키는 냉매액관로(47)를 구비한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉방기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 예냉열교환기(30)의 내부에는 상기 흡수기(15)의 흡수용액출구와 상기 열교환기(18)의 흡수용액입구를 연결하는 관로(45)(46)가 통과하고, 상기 발생기(10)에 연통하는 냉매가스관로(43)는 상기 예냉열교환기(30)의 상단부(31a)에 접속되며, 상기 응축기(12)에 연통하는 냉매가스관로(48)는 상기 예냉열교환기(30)의 중간측부(31b)에 접속되고, 상기 증발기(14)에 연통하는 냉매액관로(47)는 상기 예냉열교환기(30)의 하단부(31c)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉방기.
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