KR0183567B1 - 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치를 개시한다.
본 발명은 응축기의 한쪽에 연결되는 냉각수 출구 배관에 설치되어 냉각수 출구 온도를 감지하는 온도 센서와;
온도 센서의 작동에 의해 출력되는 냉각수 출구 온도를 통하여 건물의 냉동부하 또는 외기 부하를 산정하는 제어부와;
제어부의 작동에 의해 건물의 냉동 부하에 따라 가열원의 최대 공급량이 제어되도록 고온 재생기의 한쪽에 연결되는 가열원 제어 밸브를 포함한다.
따라서, 냉각수 온도 변화에 따른 건물의 냉동 부하변동이 감지되어 가열원의 최대 공급량이 제어부의 작동에 의해 제어되므로, 연비가 절감되는 등 제품의 효율이 크게 향상되는 것이다.

Description

흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치
제1도는 종래의 흡수식 냉동기를 설명하기 위하여 나타낸 계통도.
제2도는 본 발명에 따른 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치를 설명하기 위하여 나타낸 계통도.
제3도는 본 발명에 따른 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치를 설명하기 위하여 나타낸 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
24 : 증발기 25 : 흡수기
26 : 저온 열교환기 27 : 고온 열교환기
28 : 고온 재생기 29 : 저온 재생기
30 : 응축기 40 : 냉각수 출구 파이프
41 : 온도 센서 42 : 제어부
43 : 가열원 제어 밸브
본 발명은 흡수식 냉동기(absorption refrigerating machine)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각수 온도(冷却水 溫度)에 의한 건물의 냉동부하를 산정하여 가열원의 최대 공급량이 제어되도록 한 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 흡수식 냉동기는 흡수제(吸收劑)인 브롬화리듐과 냉매(冷媒)인 물의 이원 혼합물(二元混合物), 즉 희석 용액(稀釋溶液)을 매체(媒體)로 사용한다.
이러한 흡수식 냉동기의 냉매는 증기(蒸氣)로 바뀌어 응축기(condenser)에 의해 응축되며, 응축된 냉매액은 증발기(evaporator)로 흘러들어가고, 흡수기(absorber)에서 흡수제의 작용에 의해 증발기에서 증발된 냉매를 흡수한다. 또한, 재생기(regenerator)는 희석 용액으로부터 흡수제와 냉매를 분리시켜 증발기와 흡수기로 공급시킨다.
이와 같은 흡수식 냉동기에 대한 하나의 예를 들어 제1도에 나타내어 설명한다.
제1도에 나타낸 바와 같이, 흡수식 냉동기는 증발기(10)와 흡수기(11)에서 냉매 증기가 흡수제에 흡수될 때, 증기상태에서 냉매로 변화하면서 응축잠열(凝縮潛熱)과 흡수제가 수분을 흡수하여 농도가 낮아지면서( 稀釋熱 )이 발생된다.
한편, 희석열은 흡수기(11)의 튜브(tube)로 공급되는 냉각수에 의해 제거되고, 냉수는 차가운 상태로 냉각된다. 또한, 수분을 흡수한 묽어진 흡수제, 즉 희석 용액은 재생기 펌프(12)의 구동에 의해 저온 및 고온 열교환기(13)(14)를 경유하여 고온 재생기(15)로 공급되며, 그 희석 용액은 고온 재생기(15)에서 가열원(증기가열 또는 버너연소가열)에 의해 가열되어 수분의 일부는 증발되고, 흡수제는 원래의 상태로 농축(濃縮)된다.
이처럼 농축된 흡수제는 흡수기(11)로 공급되어 다시 냉매증기를 흡수하는 과정을 반복하며, 고온 재생기(15)에서 증발된 냉매증기는 응축기(16)로 공급되어 냉각수에 의해 응축되어 액화 상태로 증발기(10)에 공급된다.
이러한 가열원의 제어는 냉수 출구온도를 설정치 대략 7℃정도에서 유지시키는 제어 방식으로, 냉수 출구온도가 설정치에 도달하지 않을 경우 가열원을 완전 개방(full open)하여 목표치에 도달시키는 방식을 취한다.
그러나, 이와 같은 흡수식 냉동기의 연비 제어는 건물의 냉동 부하변동에 따라 변동 제어되는 것이 아니라, 단지 냉수 설정온도 7℃이하에서는 비례 제어를 통한 경부하 운전을 하며, 설정치에 도달하지 않으면 건물의 냉도부하에 관계없이 연비를 완전 개방함에 따라 실제 부하에 비하여 연료가 과대하게 소모되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수 온도 변화에 따른 건물의 냉동 부하변동이 감지되어 가열원의 최대 공급량이 제어되므로, 연비가 절감되는 등 제품의 효율이 크게 향상되도록 한 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 냉매 증기가 응축되는 응축기와, 응축기로부터 냉매가 유입되어 증발되는 증발기와, 증발기에서 증발되는 냉매 증기가 흡수제에 의해 흡수되는 흡수기와, 흡수기의 희석 용액으로부터 냉매와 흡수제를 분리시켜 응축기와 흡수기로 공급하는 재생기를 구비하는 흡수식 냉동기에 있어서, 응축기의 한쪽에 연결되는 냉각수 출구 배관에 설치되어 냉각수 출구 온도를 감지하는 온도 센서와;
온도 센서의 작동에 의해 출력되는 냉각수 출구 온도를 통하여 건물의 냉동부하 또는 외기 부하를 산정하는 제어부와;
제어부의 작동에 의해 건물의 냉동 부하에 따라 가열원의 최대 공급량이 제어되도록 고온 재생기의 한쪽에 연결되는 가열원 제어 밸브를 포함하는 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치에 있다.
이하, 본 발명에 따른 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치에 대한 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
제2도 및 제3도는 본 발명에 따른 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
제2도에 나타낸 바와 같이, 흡수식 냉동기는 운전 신호에 따라 냉수 펌프(20)와 재생기 펌프(21)가 구동된 다음에, 냉각수 펌프(22)와 냉매 펌프(23)가 구동되어 정상 사이클(cycle)이 형성된다.
그리고, 흡수식 냉동기의 희석 운전시간이 경과되어 증발기(24)와 흡수기(25)에서 냉매 증기가 흡수제에 흡수될 때, 증기상태에서 냉매로 변화하면서 응축잠열과 흡수제가 수분을 흡수하여 농도가 낮아지면서 희석열이 발생된다.
즉, 증발기(24)와 흡수기(25)의 하부쉘은 대략 6㎜Hg 정도의 고진공으로 되어 있다. 따라서, 냉매는 그 압력에 대응하는 포화 온도에서 끓어 증발기(24)의 튜브를 흐르는 냉수로부터 열을 빼앗아 증발된다.
이때, 열교환의 향상을 위해서 증발기(24)의 튜브에 냉매펌프(23)의 구동에 의해 냉매가 분무되고, 희석열은 흡수기(25)의 튜브로 공급되는 냉각수에 의해 제거되며, 냉수는 차가운 상태로 냉각된다.
한편, 수분을 흡수한 묽어진 흡수제, 즉 희석 용액은 재생기 펌프(21)에 의해 저온 및 고온 열교환기(26)(27)를 경유하여 고온 재생기(28)로 공급된다.
희석 용액은 고온 재생기(28)에서 가열원(증기가열 또는 버너연소가열)에 의해 가열되고, 그 수분의 일부는 증발되면서 저온 재생기(29)로 공급되어 흡수제를 가열한 다음에 응축기(30)로 공급된다.
또한, 저온 재생기(29)에서 증발한 수분은 응축기(30)의 튜브를 흐르는 냉각수에 의해 냉각되어 냉매로 된다. 응축기(30)의 상부쉘은 대략 60㎜Hg 정도의 진공이므로, 그 하부쉘과의 압력차와 중력에 의해 냉매는 증발기(24)로 흘러 들어가 분무된다.
그리고, 고온 재생기(28)의 가열에 의해 농축된 흡수제는 고온 열교환기(27)를 경유하여 저온 재생기(29)로 공급되어 다시 농축된다.
한편, 흡수제는 저온 열교환기(26)를 통하여 흡수기 펌프(31)의 구동에 의해 희석 용액과 희석되어 흡수기(25)에 분무되면서 냉매 증기가 흡수된다.
이처럼 흡수제는 흡수기(25)로 공급되어 다시 냉매 증기를 흡수하는 과정을 반복하며, 고온 재생기(28)에서 증발된 냉매 증기는 응축기(30)로 공급되어 냉각수에 의해 냉각 응축되어 액화 상태로 증발기(24)에 공급된다.
그리고, 증발기(24)의 튜브에 뿌려진 냉매는 도시하지 않은 냉매 박스에 모여져 냉매 펌프(23)에 의해 증발기(24)의 튜브로 분사되는 과정을 반복하게 된다.
한편, 상기한 응축기(30)의 한쪽에 연결되는 냉각수 출구배관(40)에 온도 센서(41)가 설치되고, 온도 센서(41)는 냉각수 출구 온도를 감지하게 된다.
또한, 온도 센서(41)는 제어부(control part : 42)에 연결되며, 제어부(42)는 온도 센서(41)의 작동에 의해 출력되는 냉각수 온도를 통하여 건물의 냉동부하 또는 외기 부하를 산정하게 된다.
여기에서, 상기한 제어부(42)는 일반적인 마이크로프로세서(microprossor)에 의해 구성할 수 있다.
그리고, 제어부(42)의 외기 부하 및 건물 부하를 산정하여 가열원 제어 밸브(43)의 작동을 제어하게 되고, 가열원 제어 밸브(43)는 고온 재생기(28)의 한쪽에 개폐가능하게 연결된다.
제3도에 나타낸 바와 같이, 냉각수 출구 배관(40)의 냉각수 출구 온도는 온도 센서(41)의 작동에 의해 감지되어 제어부(42)로 출력된다.
제어부(42)는 온도 센서(41)의 감지에 의해 출력되는 냉각수 온도 변화에 대한 건물의 냉동부하 또는 외기 부하로 산정하며, 이것을 건물의 냉동 부하에 맞게 가열원 제어 밸브(43)를 개폐하여 가열원의 최대 공급량을 제어하게 된다.
즉, 냉각수 온도 변화에 따른 건물의 냉도 부하변동을 온도 센서(41)의 작동에 의해 감지하여 가열원의 최대 공급량을 제어부(42)의 작동에 의해 제어하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 건물의 냉동부하에 신속히 대응되어 가열원 제어 밸브(43)가 효율적으로 개폐되므로, 연비가 절감되는 등 제품의 효율이 크게 향상된다.
한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일사상의 범주내에서 적절하게 변경가능한 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 흡수식 냉동기의 부하변동 제어장치에 의하면, 냉각수 온도 변화에 따른 건물의 냉동 부하변동이 감지되어 가열원이 최대 공급량이 제어부의 작동에 의해 제어되므로, 연비가 절감되는 등 제품의 효율이 크게 향상 되는 것이다.

Claims (1)

  1. 냉매 증기가 응축되는 응축기와, 상기 응축기로부터 냉매가 유입되어 증발되는 증발기와, 상기 증발기에서 증발되는 냉매 증기가 흡수제에 의해 흡수되는 흡수기와, 상기 흡수기의 희석 용액으로부터 냉매와 흡수제를 분리시켜 상기 응축기와 흡수기로 공급하는 재생기를 구비하는 흡수식 냉동기에 있어서, 상기 응축기(30)의 한쪽에 연결되는 냉각수 출구 배관(40)에 설치되어 냉각수 출구 온도를 감지하는 온도 센서(41)와; 상기 온도 센서(41)의 작동에 의해 출력되는 냉각수 출구 온도를 통하여 건물의 냉동부하 또는 외기 부하를 산정하는제어부(42)와; 상기 제어부(42)의 작동에 의해 건물의 냉동 부하에 따라 가열원의 최대 공급량이 제어되도록 상기 고온 재생기(28)의 한쪽에 연결되는 가열원 제어 밸브(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 변동부하 제어장치.
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