KR0184200B1 - 암모니아 흡수식 시스템 및 냉매 누설 검사 방법 - Google Patents

Abstract

암모니아 흡수식 시스템의 암모니아 냉매가 흐르는 각 구성요소와 각 구성요소 간의 연결배관의 표면에 동계열의 박막을 형성하고, 상기 시스템에 암모니아 냉매를 충진하여 운전, 또는 반복운전하여 상기 박막의 남청색으로의 변색부위를 확인하는 암모니아 흡수식시스템의 냉매 누설 검사 방법.

Description

암모니아 흡수식 시스템의 냉매 누설 검사 방법

도면은 일반적인 암모니아 흡수식 사이클도이다.

본 발명은 암모니아 흡수식 시스템에 관한 것으로, 특히 냉매의 누설을 간단하면서 확실하게 검사할 수 있는 암모니아 흡수식 시스템의 냉매 누설 검사방법에 관한 것이다.

암모니아 흡수식 사이클은 제1도에 도시된 바와 같이, 재생기(1), 흡수기(2), 응축기(3), 증발기(4), 각 연결배관 등으로 구성되고, 일반적인 작동 원리는 다음과 같다.

재생기(1)에서는 버너(8)의 열을 가해주면 암모니아 농도가 강한 용액(이하 강용액이라 함)으로부터 비등점이 낮은 암모니아 냉매가 증발하며, 암모니아 농도가 약한 용액(이하 약용액이라 함)이 얻어진다. 재생기(1)에서 발생된 냉매증기는 정류기(7)에서 암모니아 농도를 보다 증가시켜 응축기(3)로 보내진다. 이 냉매증기는 응축기(3)에서 응축하여 액냉매로 되는데 이때 열량을 빼앗아 응축시키기 위해 냉각수를 사용하게 된다.

한편, 응축기로부터 보내져 온 액냉매는 증발기(4)에서 다시 증발되어 냉매증기를 생성하는데 이때 액냉매를 증발시켜 주는데, 이 때 필요한 열량은 실내기(미도시)로부터 냉방을 마치고 온도가 상승되어 들어온 냉수로 부터 공급하여 준다. 그리고 열량을 빼앗긴 냉수는 다시 온도가 떨어진 후 실내기로 다시 보내져 냉방을 수행하게 해주는 역할을 한다. 증발된 냉매증기는 냉매열교환기(11)를 거쳐 흡수기(2)로 유입되어 흡수기 상부로부터 액막을 이루면서 떨어지는 약용액에 흡수된다.

그리고 흡수기에서 흡수된 강용액은 용액펌프(12)에 의해 정류기로 보내어진다. 또한 냉매 열교환기(11)는 응축기로부터 나온 액냉매와 증발기로부터 나온 냉매 증기와의 열교환을 통하여 액냉매를 증발기 내의 증발온도에 가깝게 내려주고 냉매 증기의 온도는 흡수기의 포화온도 가까이 온도를 올려주어 흡수 현상을 원활하게 해준다. 또한 증발기에서 증발하지 않는 미소량의 냉매도 증발시켜 준다.

이와 같이 암모니아 흡수식 시스템은 성능을 향상시키기 위해 각 구성요소에 추가로 열교환기를 설계하여 부착하고 유로 등을 변경하곤 한다.

이때 제품을 가공 용접 제작시 아르곤 용접(시스템 각 요소), 산소용접(이때는 물배관) 등을 하게 되고 후에 각 부의 누설 테스트를 하게 된다. 누설테스트는 가압 테스트 혹은 진공 테스트 등을 하게 되는데 제품 생산 라인에서는 공압테스트 즉 공기를 가압하여 누설여부를 테스트하게 된다. 또한 수압 테스트도 하게 된다.

이 때는 보통 시스템 사이클 상의 최고 압력의 약 1.5배 정도의 누설테스트를 하게 된다.

누설테스트방법에는 여러 가지가 있지만 보통 사용되는 누설테스트를 열거하면 다음과 같다.

우선 하나의 방법은 공압을 걸어둔 시스템 외곽 표면에 표면장력이 작은 액체를 뿌리면서 누설검사를 하는 것이다. 시스템 부위마다 누설이 있는지 없는지 액체를 뿌린 후에 약 5분 이상이 지나야 아주 작은 거품같은 것이 일어나 알 수 있는데, 1시간 이상이 경과하여도 감지하기가 어려운 경우도 있다. 따라서 보통 사용되는 방법이 가압을 건 시스템을 물이 수용된 수조에 담근 후 누설 여부를 검사한다. 누설이 된 부위에서는 거품이 발생하게 됨으로써 누설의 식별이 가능하게 된다. 그러나 이와 같은 누설테스트 작업을 하게 되면 아주 미세하게 누설되거나 각 구성요소의 재질에 크랙이 점점 커지면서 또한 부실이 일어나면서 생기는 누설등은 누설테스트 당시에는 감지하기가 힘들다.

이와 같이 종래의 경우, 종래의 제품 생산시 라인에서 용접되어 나온 시스템의 누설테스트로 보통의 경우 가압테스트로는 오랜 시간의 누설테스트가 아니기 때문에 또한 방치테스트도 24시간 정도 이상 방치를 해 두어야 하기 때문에 생산성이 떨어지게 된다.

또한 암모니아/ 물계 작동유체를 충전 후와 시스템 운전 중 반복운전 등으로 열응력에 의한 크랙, 암모니아/ 물의 부식성 등으로 발생되는 것은 쉽게 확인할 수 없다. 또한 실외기내에 안전장치로 센서 등을 설치하여 감지한 후 암모니아 가스가 누설시 안전처리하도록 하는데 이러한 것은 시스템 내부에서 응축기와 흡수기의 방열부를 담당하고 있는 팬과 또한 재생기로 들어가는 연소가스 라인, 배기가스 배출용 연통, 실내기와 연결되는 물배관 입출구라인등과 암모니아/물계의 작동유체가 작동되고 있는 구성요소와 연결배관의 고밀폐를 요하게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉매의 누설을 육안으로 쉽게 확인할 수 있은 암모니아 흡수식 시스템의 냉매 누설 검사 방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 암모니아 흡수식 시스템의 냉매누설 검사방법은 암모니아 흡수식 시스템의 암모니아 냉매가 흐르는 각 구성요소와, 상기 각 구성요소간의 연결배관의 표면에 동계열의 박막을 형성하고 상기 시스템에 암모니아 냉매를 충전한 후 밀폐된 챔버 내에 암모니아 냉매를 중화하는 장치를 별도로 설치하고 누설을 검사하여 표면에서 남청색으로 변색되는 곳을 찾아내어 반복검사를 수행하며 이때 누설검사를 하면서 사용된 암모니아 냉매는 방출하면서 물과 혼합시켜 나중에 시스템이 충전될 농도의 암모니아/물 용액을 만들어 두어 누설검사 완료 후 시스템에 주입이 편리하게 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 암모니아 흡수식 시스템의 냉매 누설 검사 방법을 상세히 설명한다.

암모니아 흡수식 시스템은 재생기(GENERATOR), 응축기(CONDENSER), 증발기(EVAPORATOR), 흡수기(ABSORBER), 용액펌프(SOLUTION PUMP) 등과 같은 각 구성요소와 각 구성요소를 연결하는 연결배관으로 구성되며 이 구간에서만 암모니아 냉매가 유동이 있게 된다. 암모니아/물 흡수식 시스템의 암모니아 냉매는 철 및 알루미늄은 그다지 부식시키지 않지만 일반적으로 동 및 동합금은 부식시키는 성질을 갖고 있다. 동과 동합금과의 반응시 남청색으로 변색된다. 그리고 부식율은 일반적으로 초기에 높고 부식물 필림이 형성된 때 감소한다. 암모니아/ 물 흡수식 시스템은 고압(약 20bar)에서 운전되고 온도도 높고 저압부라 하더라도 높은 압(약 4bar)에서 운전을 하며 이와 같은 운전이 온/오프되면서 반복운전을 하게 된다. 따라서 반복 운전을 하게 되면 열응력을 받아 구성요소 간의 용접에 의한 연결부 및 배관과의 용접부 등에서 부식율이 심하게 된다.

이러한 점을 이용하여 암모니아 냉매가 흐르는 각 구성요소와 각 연결배관 표면에 동(Cu) 계열로 박막을 입힌 후 시스템 내부에 용액을 충전하여 운전을 한다.

만약 반복운전중에 약간이라도 누설이 있게 되면 암모니아 때문에 동계열의 박막이 남청색으로 변색이 되게 된다. 이렇게 함으로써 외형적으로 눈으로 쉽게 누설이 되고 있다는 사실을 알고 그 누설되는 부위를 쉽게 조치할 수 있게 된다.

따라서 누설테스트가 간편하게 되고 또한 각 구성요소의 표면 즉 용접부위이외의 부위에서 재료상의 크랙이 발생된 경우 누설되는 현상도 쉽게 눈으로도 식별할 수 있다.

한편, 가압테스트 또는 수압테스트를 하는 그 단계에서 암모니아가 흐르는 구성요소와 각 연결배관 표면에 동(Cu) 계열로 얇게 입힌 후 시스템 내부에 직접 암모니아 냉매를 충전하고 그때 표면에서 남청색으로 변색된 곳을 찾아 누설검사를 한다. 단 이 때 누설테스트는 밀폐된 챔버(chamber)를 두고 챔버(chamber)에 암모니아 냉매를 중화하는 장치를 별도로 설치하고 그곳에서만 하도록 한다. 누설검사를 하면서 사용된 암모니아 냉매는 방출하면서 물과 혼합시켜 나중에 시스템에 충전될 농도의 암모니아/ 물 용액을 만들어 둔다. 그래서 후에 누설테스트가 완료된 시스템에 주입이 편리하게 한다. 또한 한 번 변색된 곳은 재 테스트할 때 그 표면에 다시금 동계열의 박막을 형성시켜 준다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 암모니아 냉매가 흐르는 시스템의 구성요소들과 각 연결배관 표면에 동계열의 얇은 박막을 형성시켜줌으로써 누설테스트를 완료한 시스템에 용액을 충전한 후 반복운전 중 아주 미세하게 누설되는 부위와 재료 표면에서 크랙이 진전되면서 생기는 누설 그리고 부식이 진전되면서 발생되는 누설 등을 고가의 센서 없이도 식별부위를 쉽게 찾아 조치를 취할 수 있고 또한 누설테스트 단계에서 바로 테스트하게 되면 생산라인에서 쉽게 누설검사를 할 수 있게 됨으로써 생산시간과 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (1)

1. 암모니아 흡수식 시스템의 암모니아 냉매가 흐르는 각 구성요소와 상기 각 구성요소간의 연결배관의 표면에 동계열의 박막을 형성하고, 상기 시스템에 암모니아 냉매를 충전한 후 밀폐된 챔버 내에 암모니아 냉매를 중화하는 장치를 별도로 설치하고 누설을 검사하여 표면에서 남청색으로 변색되는 곳을 찾아내어 반복검사를 수행하며 이때 누설검사를 하면서 사용된 암모니아 냉매는 방출하면서 물과 혼합시켜 나중에 시스템에 충전될 농도의 암모니아/물 용액을 만들어 두어 누설검사 완료 후 시스템에 주입이 편리하게 하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 시스템의 냉매 누설 검사방법.