KR0156396B1

KR0156396B1 - 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스 제거장치 및 방법

Info

Publication number: KR0156396B1
Application number: KR1019950036378A
Authority: KR
Inventors: 고철수
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR970022069A

Abstract

본 발명은 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스제거장치 및 방법에 관한 것으로서, 가연성이고 독성이 강한 암모니아 가스의 누설을 감지하여 물을 분사시켜 암모니아 가스를 물이 흡수하여 암모니아 수용액으로 만들어 암모니아 가스를 제거함으로써 안전성을 확보하도록 한 것이다.

이와같이 본 발명의 목적은 밀폐용기내에서 누설되는 암모니아 가스를 감지하는 암모니아 감지센서에서 발생된 신호를 받은 액츄에이터에서 신호를 받아 저장탱크의 물을 펑핑하는 펌프를 구비하고, 상기 펌프에 의해서 순환되는 물을 살수하는 분사장치를 구비하고, 상기 분사장치에 의해서 분사된 물이 암모니아 가스를 흡수하고 암모니아 수용액으로 형성되고, 암모니아 수용액의 농도가 높아지면 배출구밸브를 작동시켜 배출구로 배출하고 배출된 물과 교환되도록 저장탱크내로 물이 주입되도록 주입구밸브를 작동시켜 물을 주입하는 주입구를 구비함으로서 상기의 목적을 이룰 수 있도록 하였다.

Description

암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스 제거장치 및 방법

제1도는 본 발명의 암모니아 흡수식 냉난방기의 사이클도.

제2도는 본 발명의 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아가스 제거장치 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 재생기 102 : 에너라이저

103 : 정류기 104 : 응축기

105 : 냉매2중열교환기 106 : 증발기

107 : 설루션 쿨 업서버 108 : 흡수기

110 : 용액펌프 121 : 버너

123 : 밀폐용기 124 : 저장탱크

125 : 펌프 126 : 암모니아 감지센서

127 : 액츄에이터 128 : 주입구

129 : 배출구 130 : 분사장치

131 : 주입구밸브 132 : 배출구밸브

본 발명은 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스 제거장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 가연성이고 독성이 강한 암모니아 가스의 누설을 감지하여 물을 분사시켜 암모니아 가스를 물이 흡수하여 암모니아 수용액으로 만들어 암모니아가스를 제거함으로서 안전성을 확보하도록 한 것이다.

종래의 암모니아 흡수식 냉난방기에서 암모니아 냉매는 강한 독성이 있어 공기중의 농도가 0.5-1.0%일 때는 30분 정도 노출될 경우에 인명에까지 심각한 손상을 가져온다.

그리고 암모니아 냉매는 가연성이라 공기와 혼합시 17-29%(Vol%)일 때는 폭발할 위험성이 있다.

그러나 환기가 좋은 공간일 경우에는 상기와 같은 농도를 이룬다는 것은 거의 불가능하다고 볼 수 있다.

그래서 상기와 같은 현상이 일어나지 않도록 하기 위해서 암모니아 흡수식 냉난방기에 안전장치인 스프링쿨러 등의 살수장치 및 충분한 환기장치 등을 구비하였다.

그러나 암모니아 흡수식 냉난방기는 고압에서 운전되어 온도가 높고 또한 저압부라 하더라도 대기보다 높은 압력에서 운전되기 때문에 구성요소간의 용접에 의한 연결부가 부식되는 문제점이 있었다.

이때 암모니아 가스는 철 및 알루미늄은 그다지 부식시키지 않지만 일반적으로 동 및 동합금은 부식시키는 성질을 가지고 있다.

그러나 밀폐용기내에서 작동되는 스프링쿨러에서 분사되는 물에 의해서 누전되거나 시스템 구성요소의 부식을 유발시켜 암모니아 가스가 누설되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 밀폐용기내에서 누설되는 암모니아 가스를 감지하는 암모니아 감지 센서에서 발생된 신호를 받은 엑츄에이터에서 신호를 받아 저장탱크에 있는 물을 펌핑하는 펌프를 구비하고, 상기 펌프에 의해서 순환되는 물을 살수하는 분사장치를 구비하고, 상기 분사장치에 의해서 분사된 물이 암모니아 가스를 흡수하여 암모니아 수용액으로 형성되고, 암모니아 수용액의 농도가 높아지면 배출구로 배출되고, 배출된 물과 교환되도록 저장탱크내로 물을 주입하는 주입구를 구비하여 암모니아 가스를 물이 흡수하여 암모니아 수용액으로 만들어 암모니아 가스를 제거함으로서 안전성을 확보하도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스 제거장치 및 방법과 그 주변부의 구성은 제1도와 제2도에서와 같이 설명한다.

제1도와 제2도에서와 같이 버너(121)에서 발생되는 열을 가해주어 농도가 강한 작동용액(암모니아수용액)으로부터 암모니아를 증발시켜 암모니아 냉매증기를 얻음과 동시에 일부 암모니아 증발에 의해 생긴 농도가 약한 암모니아 수용액(이하 약용액이라 함)을 만드는 재생기(101)와, 상기 재생기(101)에서 발생되는 냉매증기가 에너라이저(Analyzer, 102)를 통과한 후, 냉매증기유로(111)를 지나서 유입되어 냉매증기와 함께 증발된 물을 응축시켜 고농도의 암모니아 냉매증기를 얻도록 하는 정류기(103)와, 상기 정류기(103)에서 보내지는 냉매증기를 냉각매체유로(119)를 통해 유입되는 냉각매체를 이용해서 냉매증기의 열량을 빼앗아 응축시키는 응축기(104)와, 상기 응축기(104)에서 발생된 액냉매가 액냉매유로(112)를 통해 레스트렉터(Restrictor, 109)를 거치면서 압력강하된 상태로 유입되어 열을 교환하도록 형성된 냉매2중열교환기(105)와, 상기 냉매2중열교환기(105)에서 열교환된 액냉매는 액냉매유로(113)를 흐르면서 재차압력강하가 이루어져서 유입되어 액냉매를 다시 증발시켜 냉매증기로 만드는 증발기(106)와, 상기 증발기(106)로 유입되어 냉각된 후 순환펌프에 의해 실내기로 공급되는 냉수가 유입되는 냉수선(114)과, 상기 증발기(106)에서 발생된 냉매증기가 냉매증기유로(115)를 지나 냉매2중열교환기(105)를 거친 후, 냉매증기유로(116)을 지나 냉매증기가 유입되는 설루션 쿨 업서버(Solution Cooled Absorber, 107)와, 상기 증발기(106)에서 발생된 냉매증기는 설루션 쿨 업서버(107) 내에서 재생기(101)에서 생성된 약용액에 흡수되어 약용액 유로(117)를 통해 유입되어 원래의 재생기(101)의 초기농도의 강용액을 만들어주는 흡수기(108)와, 상기 흡수기(108) 내로 유입된 불완전한 강용액을 냉각공기에 의해서 냉각되도록 냉각공기가 유입되는 냉각매체유로(118)와, 상기 흡수기(108)에 생성된 강용액을 강용액유로(120)를 통해 정류기(103)로 보내주도록 형성된 용액펌프(110)과 상기 버너(121)에서 연소된 배기가스를 토출하도록 형성된 배기가스유로(122)와, 상기 구성요소들을 포함하여 실외와 밀봉되도록 형성된 밀폐용기(123)와, 상기 밀폐용기(123)의 상부측면에 형성된 안전장치로 구성한다.

상기 안전장치는 제2도에서와 같이 밀폐용기(123) 내에서 누설된 암모니아 가스를 감지하는 암모니아 감지센서(126)와, 상기 암모니아감지센서(126)로부터 신호를 받아 펌프(125)로 동작신호를 보내주는 액츄에이터(127)와, 상기 밀폐용기(123)의 상부 측면에 누설되는 암모니아가스의 유로로 연결되어 내부에 물을 저장해 둔 저장탱크(124)와, 상기 엑츄에이터(127)로부터 신호를 받아 저장탱크(124) 내에 있는 물을 순환시키는 펌프(125)와, 상기 저장탱크(124)의 상부에서 물을 살수하는 분사장치(130)와 상기 저장탱크(124)로 주입구밸브(131)를 열어 물을 주입하는 주입구(128)와, 상기 저장탱크(124)에서 배출구밸브(132)를 열어 물을 배출하는 배출구(129)로 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 제1도와 제2도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도와 제2도에서 도시한 바와 같이 흡수기(108)에서 계속적인 흡수작용으로 인하여 암모니아의 농도가 진한 강용액으로 변하며, 이 강용액은 용액펌프(110)에 의해 재생기(101)로 보내진다.

그리고 재생기(101)로 보내진 강용액은 재생기(101)의 외부에 있는 버너(121)에 의해서 가열되어 암모니아 냉매(냉매증기)가 증발됨으로써 약용액으로 변하며 저압부의 설루션 쿨업서버(107)로 유입된다.

한편 증발된 냉매증기는 에너라이저(102)를 통과한 후 냉매증기유로(111)를 따라 흐르면서 정류기(103)를 거치면서 보다 순도가 높고 온도가 강하된 냉매증기로 응축기(104)로 들어가 냉각매체유로(119)를 통해 유입된 냉각공기 또는 염류용액 등의 냉각매체에 의해 냉각되어 액체상태의 냉매로 변화된다.

이때 액냉매는 레스트릭터(109)를 거치면서 압력강하되어 냉매2중열교환기(105)의 외부관속을 흐르는데, 이때 내부관속을 흐르는 저온의 냉매증기(증발기 (106)에서 증발한 냉매증기) 사이에 상호열교환이 이루어져 액냉매는 과냉되고 냉매증기는 과열되어 효율을 증대시킨다.

그리고 냉매2중열교환기(105)를 통과한 과냉된 액냉매는 액냉매유로1(13)를 흐르면서 재차 압력강하가 이루어지고 냉수분사관에서 분무되는 냉방순환수로부터 열을 흡수하여 증발할 때 냉수선(114)를 통해 유입된 냉수를 5∼7℃까지 냉각시킨다.

이때 냉수는 순환펌프에 의해 실내기에 공급된다.

그리고 증발기(106)에서 증발된 냉매증기는 냉매2중열교환기(105)의 냉매증기유로(115)를 통해 내부로 들어가 외부관속에 흐르는 액냉매를 과냉시킨 후 설루션 쿨 업서버(107)로 냉매증기유로(116)을 통해 유입된다.

그래서 증발기(106)에서 생성된 냉매증기는 설루션 쿨 업서버(107) 내에서 재생기(101)에서 생성된 약용액에 흡수되면서 약간의 저압이 형성되어 계속적인 흐름이 가능하도록 하였다.

상기 재생기(101)에서 생성된 고온의 약용액의 분사판에 유입된 후 저온의 강용액이 흐르는 열교환코일의 표면에 분산 낙하되면서 냉각되어 냉매증기의 흡수를 가속시킴과 동시에 흡수율을 높여 효율을 증대시킨다.

이때 냉매증기가 완전히 흡수된 상태가 아닌 불완전한 상태로 약용액유로(17)를 통해 흡수기(108)로 들어가 냉각매체유로(118)를 통해 유입된 냉각공기에 의해 냉각되면서 흡수가 계속 진행되어 강용액으로 된다.

그리고 강용액은 비교적 저온으로 용액펌프(110)에 의해 강용액유로(120)를 통해 정류기(103)로 유입되면서 고온의 냉매증기와 열교환을 하고 또다시 설루션 쿨 업서버(107)의 열교환코일을 통과하면서 고온의 약용액과 열교환을 하여 온도가 상승된 후 재생기(101)의 상부로 공급된다.

이와같은 강용액의 온도상승은 예열효과로 인하여 시스템의 효율을 증대시키는 역할을 하게된다.

그리고 재생기(101)로 유입된 강용액은 전술한 작동들을 순차적으로 반복함으로써 냉동작용을 계속 유지하게 된다.

그리고 밀폐용기(123) 내에서 암모니아 냉매를 함유하는 요소들 즉, 강용액을 가열하여 냉매를 재생하는 재생기(101), 에너라이저(102), 정류기(103)와 재생기(101)에서 분리된 냉매증기가 응축되는 응축기(104)와 응축된 냉매액을 증발시켜 냉매증기를 약용액에 흡수시키는 흡수기(108)로 보내는 증발기(106), 설루션 쿨 업서버(107), 냉매2중열교환기(105) 그밖에 용액펌프(110) 및 연결배관 등이 포함된다.

또한 응축기(104)와 흡수기(108)는 냉각매체유로(118)(119)를 통해 간접냉각방식을 이용하여 실외열교환기로 냉각한다.

이때 증발기(106)는 냉수선(114)를 통해 실내열교환기와 연결되어 있으며, 밀폐용기(123)는 실내 및 실외 열교환기를 제외하고 밀봉되어 있다.

제2도에서 도시한 바와 같이 암모니아 가스 제거장치의 작동은 밀폐용기(123) 내에 암모니아 냉매가 구성요소간의 연결용 용접부의 부식과 배관부의 부식등으로 누설되는 암모니아 가스는 공기보다 비중이 작아 밀폐용기(123) 상부로 모이게 되고, 이를 암모니아 감지센서(126)가 감지한다.

상기 암모니아 감지센서(126)에서 감지된 신호를 받는 액츄에이터(127)에서 펌프(125)로 작동신호를 보내면 펌프(125)는 저장탱크(124) 내에 있는 물을 순환시켜 저장탱크(124)상부에 있는 분사장치(13)을 통해 물이 살수된다.

이때 분사된 물은 누설되는 암모니아 증기를 흡수하여 암모니아 수용액이 된다.

그리고 암모니아 가스를 흡수함으로서 저장탱크(124) 내에 있는 암모니아 수용액의 농도가 높아지면 배출구밸브(132)를 작동시켜 배출구(129)를 통해 외부로 내보낸다.

이때 배출구(129)를 통해 배출된 물과 교환되도록 주입구밸브(131)를 작동시켜 주입구(128)를 통해 저장탱크(124) 내로 물을 주입시켜 계속적으로 암모니아 가스를 흡수하도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 밀폐용기내에서 구성요소간의 연결용 용접부의 부식과 배관부의 부식 등에 의해서 누설되는 가연성이고 독성이 강한 암모니아 가스를 감지한 암모니아 감지센서의 신호에 의해서 분사장치는 물을 분사하여 암모니아 가스를 물이 흡수하도록 암모니아 수용액으로 만들어 암모니아 가스를 제거함으로서 안전성을 확보하는 효과가 있다.

Claims

밀폐용기내에서 누설되는 암모니아 가스를 감지하는 누설감지 수단과, 상기 누설감지 수단에 의해 감지된 신호를 받는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터에서 보내지는 신호에 의해서 저장탱크 내에 있는 물이 순환되도록 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프에 의해 순환되는 물이 암모니아 가스를 흡수하여 암모니아 수용액으로 형성되도록 물을 살수하는 분사수단으로 구성되는 흡수수단과, 암모니아 수용액의 농도가 높아진 저장탱크내에 있는 물을 배출하는 배출구와, 상기 배출구의 개폐를 조절하는 배출구밸브와, 상기 배출구로 배출된 물과 교환되도록 저장탱크내로 물을 주입하는 주입구와, 상기 주입구의 개폐를 조절하는 주입구밸브로 구성되는 물교환수단을 형성한 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스제거장치.
제1항에 있어서, 상기 누설감지수단은 센서로 형성한 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 분사수단은 저장탱크 상부에 구비되어 물을 살수하는 노즐로 형성한 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스 제거장치.
밀폐용기내에서 누설되는 암모니아 가스를 센서로 감지하는 누설감지단계와, 상기 누설감지단계에서 발생된 신호를 받은 액츄에이터에서 신호를 받아서 저장탱크내에 있는 물을 펌프로 순환시키는 펌핑단계와, 상기 펌핑단계에서 순환되는 물이 분사장치에 의해 살수되어 암모니아 가스를 흡수하여 형성된 암모니아 수용액을 저장탱크 내에 저장하는 흡수단계와, 상기 흡수단계에서 형성된 암모니아 수용액의 농도가 높아지면 저장탱크내에 있는 물을 배출구를 통해 배출하는 배출단계와, 상기 배출단계에서 배출된 물과 교환되도록 주입구를 통해 저장탱크내로 물을 주입하는 주입단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 냉난방기의 암모니아 가스 제거방법.