KR0145972B1

KR0145972B1 - 저온흡수냉동기

Info

Publication number: KR0145972B1
Application number: KR1019950005210A
Authority: KR
Inventors: 우희영
Original assignee: 우희영
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1998-08-17
Also published as: KR960034934A

Abstract

본 발명은 동력 확산 흡수식 냉동기를 구성함에 있어 용액 펌프등을 제거한 새로운 냉동 싸이클을 구성한것이며 발명의 요지는 흡수기(A)와 증발기(E)는 응축기(C)보다 낮은 위치에, 발생기(A)보다는 높은 위치에 설치하여 응축기(C)의 액냉매(NH₃)가 중력에 의하여 순환관(2)를 통하여 증발기(E)에 이르게하고 흡수기(A)의 강용액(NH₄OH)이 중력에 의하여 순환관(6)을 통하여 발생기(G)에 이르게하며 발생기(G)의 약용액(NH₄OH)은 순환관(5)에 설치된 용액펌프(F)의 작동으로 흡수기(A)에 분출토록하고 증발기(E)의 저압의 냉매 증기(NH₃)는 같이 충진된 수소와 같이 순환관(3)에 설치된 송풍기(F)의 작동으로 순환관(4)를 통하여 순환토록한 동력 확산 흡수식 냉동기에 관한 것이다.

Description

저온 흡수 냉동기

첨부 도면은 본 발명의 실시예시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A:흡수기 C:응축기

E:증발기 G:발생기

D,D',D:액시루 F:펌프

F':펜 H:용액 열교환기

H':가스 열교환기 1,2,3,3',3,4,4',5,6,7:순환관

8:가열관 9,10:냉각관

11:부라인관 12:균압관

흡수 냉동기는 증발온도가 0℃ 이상의 고온 용과 0℃ 이하의 저온용으로 분류되여 각기 많은 종류의 냉매와 흡수제의 조합이 개발되여 있지만 지금 실용화된 냉매와 흡수제의 조합은 고온용은 H₂O+Libr저온용은 NH₃+H₂O 이며 본발명의 냉동기는 저온용 임으로 공지의 저온 흡수 냉동기와 같이 냉매와 흡수제는 NH₃+H₂O이다.

이 냉동기는 이상적으로 제작 되였을때 증발기에서 -15℃ 의 저온으로 1Kcal의 냉동력을 얻고져 할 때는 발생기에 약 2Kcal의 열량을 공급하고 증발기에서 -43,5℃의 저온으로 1Kcal의 냉동력을 얻고져 할때는 발생기에 약 3Kcal의 열량을 공급하면 되고 본 발명의 냉동기와 같은 1단 냉동기는 포화증기압 2Kgf/Cm²G (약120℃) 의 열원에 냉각수 온도가 30℃일 때 최저-23℃의 증발 온도를 얻을수 있으며 그 이하의 저온이 필요할때는 2단 흡수 냉동기를 택하면 되고 발생기 가열 열원은 90~170℃의 고온수 증기 및 소각로 폐열등 여러 가지 배기가스도 냉동 에너지로 활용이 됨으로 냉방과 냉동을 위하여 값비싼 전력이나 연료에 의하지 않고 주위의 값싼 폐열등을 냉동 에너지로 횔용하면 에너지 절약에 많이 기여할 수 있으나 공지의 저온 흡수 냉동기는 쉽게 구할수 없는 고가의 정교한 고압 (NH₃의 응축압력) 의 용액(NH₄OH) 펌프와 액냉매 (NH₃) 팽창변 용액 (NH₄OH) 감압변등이 설치되여 작동해야 냉동이 됨으로 주위의 값싼 폐열등을 쉽게 냉동 에너지로 활용할 수 없었지만 본 발명의 냉동기는 이상의 작동 부품없이 특출하지 않은 장치를 설치하여 가열량에 비례하는 냉동력을 얻을 수 있음으로 주위의 값싼 폐열등을 쉽게 냉동 에너지로 활용 함으로서 에너지 절약에 기여하는 것이다.

공지의 저온 흡수 냉동기와 본발명의 냉공기를 비교 설명하면 다음과 같다.

공지의 저온 흡수 냉동기는 산업용 (중, 대형)과 가정용 (극 소형)으로 분류되며 산업용 (중, 대형)은 아래 도면과 같이 발생기, 응축기, 증발기, 흡수기, 용액펌프 강압변, 팽창변등으로 구성되여

냉동 작용을 할때는 용액펌프 감압변 팽창변에 의하여 발생기 응축기는 고압 (NH₃의 응축압력) 이 되고 흡수기 증발기는 저압 (NH₃의 증발압력) 이 되여 용액 펌프는 흡수기의 저압의 강용액 (NH₄OH)을 고압인 발생기에 적정량 보내야 하고 감압변은 발생기의고온 고압의약용액 (NH₄OH) 을 감압시켜 용액열교환기를 통하여 저압인 흡수기에 적정량 보내고 팽창변은 응축기의 고압의 액냉매 (NH₃) 를 저압인 증발기에 가스열교환기를 통하여 적정량 보내야 냉동이 되는 결함이 있고 가정용 (극소형) 냉동기는 냉매와 흡수제 (NH₃+H₂O) 외 제3의 수소 (H₂) 를 충전함으로서 이상의작동부품 없이도 냉동은 되지만 아래 그림과 같은 구조로 되여 냉동력이 극히 제한되여 실용성이 희박한 것이다.

냉동 작용은 발생기 내의 강용액 (NH₄OH) 이 가열되어 적정 온도가 되면 냉매 (NH₃) 는 용액에서 분리되고 냉매 (NH₃) 가 분리되여 농도가 낮아진 약용액(NH₄OH)은 냉매 (NH₃) 와 같이 기포펌프에 의하여 분리기에 보내지고 이곳에서 냉매 (NH₃) 는 응축기에 이르러 냉각 액화되여 충력에 의하여 증발기에 보내져 증발함으로서 냉동 작용이 되고 분리기에 보내진 약용액 (NH₄OH) 은 중력에 의하여 흡수기에 이르러 이곳에서 증발기에서 증발한냉매 (NH₃) 를 흡수하여 강용액(NH₄OH)이 되여 중력에 의하여 발생기에 다시 돌아와 냉동작용이 계속되지만 장치내에 충전된수소 (H₂) 는 가벼워 발생기에서 계속 보내지는 냉매 (NH₃) 에 밀려 증발기 흡수기 회로에 모이게되여 발생기 응축기 회로에는 순수냉매 (NH₃) 만 있게 되고 증발기 흡수기 회로에는 냉매 (NH₃) 와 수소 (H₂) 가 혼합되여 있으며 이때 냉매 (NH₃) 의 증발압력에 수소 (H₂) 압력을 합한 압력은 발생기 응축기 회로의 순수 냉매 (NH₃) 의 응축 압력과 같은 것이며 응축기 출구및 분리기 출구의 액 시루는 증발기 흡수기 회로의 수소 (H₂) 가 발생기 응축기 회로에 들어가지 못하게 하는 것이며 수소 (H₂) 는 증발기, 흡수기, 회로에서 냉매 (NH₃) 와 비중의 차로 순환 하는 과정에서 증발기에서 증발한 냉매 (NH₃) 를 흡수기에 운반하게 되여 냉동 작용이 되는 것이다.

본발명의 냉동기는 공지의 산업용 (중, 대형) 저온 흡수 냉동기와 같이 발생기, 응축기, 증발기, 흡수기등으로 구성되여 있지만 냉매와 흡수제 (NH₃+H₂O)외 제3의 수소 (H₂) 가 충전되여 감압변, 팽창변, 고압펌프의 설치 없이 가정용 (극소형) 냉동기의 냉동원리에 의하여 냉동이되지만 냉동력은 간단히 제작되는 차압이 없는 용액 (NH₄OH) 펌프와 혼합가스 (NH₃+H₂) 팬이 설치되여 극히 적은 전력으로 발생기에 가열되는 열량에 비례하여 제한없이 얻어지는 것이다.

본발명의 구성과 작용효과를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본발명의 냉동기는 공지의 산업용 (중, 대형) 저온 흡수 냉동기와 같이 발생기 (G) 응축기 (C) 증발기 (E) 흡수기 (A) 로 구성되여 있으나 냉매와 흡수제(NH₃+H₂O) 외 제3의 수소 (H₂) 를 충전하여 공지의 감압변 팽창변 용액펌프의 설치 없이 냉동 작용이 되며 이를 위하여 흡수기 (A) 증발기 (E) 는 응축기 (C) 보다 낮은 위치에 발생기 (G) 보다는 높은 위치에 설치하여 응축기 (C) 의 액냉매 (NH₃)는 중력에 의하여 순환관 (2) 를 통하여 증발기 (E) 에 보내지고 흡수기 (A) 의 강용액 (NH₄OH )은 중력에 의하여 순환관 (6) 을 통하여 발생기 (G) 에 보내지도록 구성되여 있으며 냉동력은 발생기 (G) 을 가열하는 열량에 비례하여 제한없이 얻어지도록 간단히 제작되는 차압이 없는 용액 (NH₄OH) 펌프 (F) 와 혼합가스(NH₃+H₂) 팬 (F') 이 설치되고 냉동효율 (성적계수) 를 높이기 위하여 용액((NH₄OH) 열교환기 (H) 와 가스열교환기 (H') 가 설치되여 있으며 냉동 작용은 발생기 (G) 에 적정량 충전된 냉매 (HN₃) 농도가 높은 강용액 (NH₄OH) 이 가열관 (8)에 의하여 적정 온도로 가열되면 냉매 (NH₃) 는 고압 (NH₃의 응축압력) 으로 증발하여 순환관 (1) 을 통하여 응축기 (C) 에 이르러 냉각관 (9) 에 의하여 냉각 응축된 액냉매 ((NH₃)는 중력에 의하여 순환관 (2) 를 통하여 증발기 (E) 에 이르러 증발함으로서 냉동 작용이 되고 발생기 (G) 와 응축기 (C) 에 있든 냉매((NH₃) 와 혼합된 수소 (H₂) 는 발생기 (G) 에서 증발하는 순수냉매 (NH₃) 보다 가벼워 계속 증발하는 냉매 (NH₃) 에 의하여 위로 밀려 올라가 응축기 (C) 의 윗부분에 설치한 균압관 (12) 를 통하여 흡수기 (A) 와 증발기 (E) 에 보내져 발생기 (G) 와 응축기 (C) 에는순수 냉매 (NH₃) 만 있게되고 발생기 (G) 에서 냉매 (NH₃) 가 많이 증발함으로서 냉매 (NH₃) 농도가 낮아진 약용액 (NH₄OH) 은 순환관 (5) 에 설치된 용액펌프 (F) 의 작동으로용액열교환기 (H) 를 통하여 흡수기(A)에 분출되여 냉각관 (10) 에 냉각되여 증발기 (E) 에서 증발한 냉매 (NH₃) 를 많이 흡수함으로서 냉매 (NH₃) 농도가 높아진 강용액 (NH₄OH) 은 중력에 의하여 순환관 (6) 을 통하여 발생기 (G) 에 되돌아 오고 증발기 ( (E) 에서 증발한 냉매(NH₃) 는 증발기 (E)-순환관 (3' ) -가스령교환기 (H' ) -순환관 (3) -펜(F ') -순환관 (3 ) - 흡수기 (A) -순환관 (4) -가스열교환기 (H' )-순환관(4' )-증발기(E)로 순환회로가 구성되여 순환관 (3) 에 설치된 펜 (F' ) 의 작동에 의하여 증발기 (E) 와 흡수기 (A) 를 순환하는 혼합가스(NH₃+H₂) 에 확산되여흡수기 (A)에 이르러 이곳에서 발생기 (G) 에서 보내지는 약용액 (NH₄OH) 에 흡수되여증발기 (E) 에서 계속 냉동작용이 되며 냉매 (NH₃) 를 많이 흡수한 강용액 (NH₄OH)은 중력에 의하여 순환관 (6) 을 통하여 발생기 (G) 에 돌아 옴으로서 냉동 작용은 계속 되는 것이다.

증발기 (E) 의 증발온도는 NH₃, H₂O, H₂의 용적비에 의하여 얻어지며 발생기 (G) 와 응축기 (C) 의 순수냉매 (NH₃) 의 고압의 응축압력은흡수기 (A) 와 증발기 (E) 의 냉매 (NH₃) 의 저압의 증발압력에 같이 충전된 수소 (H₂) 의 압력을 합한것과 같으므로 용액펌프 (F) 와 혼합가스 (NH₃+H₂) 팬 (F' ) 은 차압이 없는 상태에서 작동이 됨으로 적은 전력으로 많은 냉동력이 얻어지며 액시루D에는 흡수기 (A) 의 강용액 (NH₄OH) (D' ) 에 증발기 (E) 에서 증발하지 못하는 잔류물(D) 는 응축기 (C) 에서 액화된 냉매 (NH₃) 가 들어있어 증발기 (E) 와 흡수기 (A) 회로의 수소 ( H₂) 가 발생기 (G) 와 응축기 (C) 회로에 들어가지 못하게 작용하며 균압관 (12) 은 냉동작용을 시작할때는 발생기 (G) 와응축기 (C) 회로에 있든 수소 (H₂)를 흡수기 (A) 와 증발기 (E) 회로에 보내는 역할을 하고 냉동 작동을 할 때는 발생기 (G) 와 응축기 (C) 회로의 순순냉매 (NH₃) 압력과 흡수기(A) 와 증발기 (E) 회로의 혼합가스 (NH₃+H₂) 압력이같아지도록 균합 작용도 하며 용액 열교환기 (H) 는 발생기 (G) 에서 흡수기 (A) 에 보내지는 고온의 약용액(NH₄OH) 을 흡수기 (A) 에서발생기 (G) 에 보내지는 저온의 강용액 (NH₄OH) 과 열교환 시켜 발생기 (G) 의 가열 열량과 흡수기 (A) 의 냉각 열량을 덜어주고 가스 열교환기 (H' )는 증발기 (E) 에서 증발한 저온의 냉매 (NH₃) 를 응축기 (C)에서 증발기 (E) 에 보내지는 액냉매 (NH₃) 와증발기 (E) 와 흡수기 (A) 를 순환하는 혼합가스 (NH₃+H₂) 를 열교환시켜 냉동 효율을 증대시키며 공지의 산업용 저온 흡수냉동기의 용액 (NH₄OH) 펌프는 흡수기의 저압 (NH₃의 증발압력) 의강용액(NH₄OH) 을 고압 (NH₃의 응축압력) 의 발생기에 보내야냉동이 됨으로 고압과 저압의 차압이 크기 때문에전력 소비를 많이하지만 본발명의 저온 흡수 냉동기의 용액 (NH₄OH) 펌프 (F) 는 발생기 (G) 의 약용액 (NH₄OH) 을 같은 압렵의 흡수기 (A) 에 보냄으로서 차압이 없어 극히 적은 전력으로 많은 냉동력이 얻어지는 것이다.

Claims

냉매와 흡수제 (NH₃+H₂O =NH₄OH)외 제3의 수소 (H₂) 를 충전 하며 흡수기 (A) 와 증발기 (E) 는 응축기 (C) 보다 낮은 위치에 발생기 (G) 보다 높은 위치에 설치하여 응축기 (C) 의 액냉매 (NH₃)가 중력에 의하여 순환관 (2) 를 통하여 가스열교환기 (H' ) 에서 냉각되어 증발기 (E) 에 이르게 하고 흡수기 (A) 의 강용액 (NH₄OH) 은 용액 열교환기 (H) 에서 가열되여 순환관 (6) 을 통하여 발생기 (G) 에 이르게 하며 냉동 작용은 발생기 (G) 에 충전된 강용액 (NH₄OH)이 가열관 (8) 에 의하여 가열되면 냉매 (NH₃) 가스가 증발하고 이때 같이 충전된 수소 (H₂) 는 냉매 (NH₃) 가스보다 가벼워 발생기 (G) 응축기 (C) 에 있든 수소(H₂) 는 계속 증발되는 냉매 (NH₃) 가스에 밀려 올려가 균압관 (12) 를 통하여 흡수기 (A) 증발기 (E) 회로에 전부 보내져 발생기 (G) 와 응축기 (C) 에는 순수 냉매 (NH₃) 만 있게 되고 발생기 (G) 에서 냉매 (NH₃) 가 많이 증발한 약용액 (NH₄OH) 은 순환관 (5) 에 설치된 용액 펌프 (F) 의 작동으로 용액열교환기 (H)에서 냉각되여 흡수기 (A) 에 분출되고 증발기 (E) 에서 증발한 냉매 (NH₃) 가스는 같이충전된 수소 (H₂) 가 냉매와혼합되어 증발기(E) -순환관 (3' ) -가스열교환기 (H' )-순환관 (3) -팬 (F' )-순환관 (3 )흡수기 (A) -순환관 (4) 가스열교환기 (H' )-순환관 (4' ) -증발기 (E) 에 이르는 순환회로의 순환관 (3) 에 설치된 팬 (F' ) 의 작동에 의하여 순환하는 혼합가스 (NH₃+H₂) 에 확산되여 흡수기 (A) 에 이르러 발생기 (G) 에서 보내진 약용액 (NH₄OH) 에 흡수되여 냉동 작용이 계속되며액시루 (D) 는 강용액 (NH₄OH) (D' ) 는 증발 잔류물 (D ) 는 액냉매 (NH₃) 등의 액체가 고여있어 증발기 (E) 흡수기 (A) 회로의 혼합가스(NH₃+H₂)가 발생기 (G) 응축기 (C) 회로에 들어가지 못하게 작용하며 균압관(12) 는 냉동 작용을 할 때 발생기 (G) 응축기 (C) 의 순수냉매 (NH₃) 의 응축 압력과 흡수기 (A) 증발기 (E) 의 냉매 (NH₃) 증발압력에 같이 충전된 수소(H₂)압력을 합한 압력이 같도록 균압 작용을 하며 발생기 (G) 에서 흡수기 (A) 에 분출된 약용액 (NH₄OH) 이 증발기 (E) 에서 증발한 냉매 (NH₃) 를 흡수하여강용액(NH₄OH) 이 되어 중력에 의하여 용액 열교환기 (H) 에서 가열되여 순환관 (6) 을 통하여 발생기 (G) 에 보내져 냉동이 되는 저온 흡수 냉동기.