KR0184214B1 - Ammonia absorptive type refrigerator - Google Patents
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Abstract
재생기로부터 유입된 고온의 냉매 증기를 흡수기로부터 유입된 저온의 강용액과 열교환하여 상기 강용액이 고온의 냉매 증기를 냉각시켜주어 냉매증기 중에 포함되어 있는 수분을 정류시키는 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기에 있어서, 상기 강용액이 흐르는 강용액 유로관이, 강용액 유입이 되는 유입관에서 분지되어 강용액이 유출되는 유출관에서 합쳐지는 복수의 세관으로 구성된 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기.In the rectifier of the ammonia absorption type air conditioner in which the high temperature refrigerant vapor introduced from the regenerator exchanges heat with the low temperature steel solution introduced from the absorber to cool the high temperature refrigerant vapor to rectify the moisture contained in the refrigerant vapor. The rectifier of the ammonia absorption type air conditioner comprising a plurality of tubules in which the strong solution flow pipe through which the strong solution flows is branched from an inflow pipe into which the strong solution flows and is combined in an outlet pipe from which the strong solution flows.
Description
제1도는 종래의 암모니아 흡수식 사이클도.1 is a conventional ammonia absorption cycle diagram.
제2도는 종래의 암모니아 흡수식 사이클의 정류기의 구성도.2 is a block diagram of a rectifier of a conventional ammonia absorption cycle.
제3도는 본 발명에 따른 암모니아 흡수식 사이클의 정류기의 구성도.3 is a block diagram of a rectifier of the ammonia absorption cycle according to the present invention.
제4도는 제3도의 A-A' 선에 따른 단면상세도.4 is a cross-sectional detail along the line A-A 'of FIG.
제5도는 본 발명에 따른 정류기의 유로세관의 분지형태의 상세도.5 is a detailed view of the branched form of the flow path of the rectifier according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
9 : 정류기 91 :쉘9: rectifier 91: shell
92' : 강용액 유입관 93' : 강용액 유출관92 ': Strong solution inlet tube 93': Strong solution outlet tube
94' : 배플 95' : 유로코일94 ': baffle 95': eurocoil
본 발명은 암모니아 흡수식 냉난방기에 관한 것으로, 특히 재생기로부터 증발된 냉매증기에 포함되어 있는 수분을 효률적으로 정류시켜주며 소형화 할 수 있도록 한 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기에 관한 것이다.The present invention relates to an ammonia absorption type air conditioner, and more particularly to a rectifier of the ammonia absorption type air conditioner to efficiently rectify and miniaturize the water contained in the refrigerant vapor evaporated from the regenerator.
암모니아 흡수식 냉난방 사이클은, 제1도에 도시된 바와 같이, 재생기(10)은 열원(8)으로부터 열을 받아 농도가 강한 작동용액(암모니아 수용액, 이하 강용액)으로부터 냉매인 암모니아를 증발시켜 암모니아 냉매 증기를 얻음과 동시에 일부 암모니아 증발에 의해 생긴 농도가 약한 암모니아 수용액(이하 약용액이라 함)을 만들어 주고,In the ammonia absorption type air-conditioning cycle, as shown in FIG. 1, the regenerator 10 receives heat from the heat source 8 and evaporates ammonia, which is a refrigerant, from a highly concentrated working solution (ammonia aqueous solution, hereinafter, a strong solution). At the same time as the steam is obtained, a weak aqueous solution of ammonia (hereinafter referred to as medicinal solution) produced by evaporation of some ammonia is produced.
응축기(1)은 재생기로부터 보내져온 냉매 증기를 응축하여 액냉매로 만들어 주는데 이때 냉매 증기로부터 열량을 빼앗아 응축시키기 위해 실내기(11)로부터 난방을 수행하고 온도가 떨어져 들어온 냉각수를 사용하게 되는데, 이 냉각수는 응축기를 거쳐 다시 흡수기(12)로 보내진다.The condenser 1 condenses the refrigerant vapor sent from the regenerator to form a liquid refrigerant. At this time, in order to take heat from the refrigerant vapor and condense it, the condenser 1 heats the indoor unit 11 and uses cooling water that has fallen in temperature. Is sent back to the absorber 12 via a condenser.
그리고, 증발기(2)는 응축기로부터 보내져온 액냉매를 다시 증발시켜 주어 냉매 증기로만들어 주고 또 이때 액냉매를 증발시켜 주는데 필요한 열량은 실내기로부터 냉방을 마치고 온도가 상승되어 들어온 냉수로부터 공급하여 준다. 그리고 열량을 빼앗긴 냉수는 다시 온도가 떨어진 후 실내기로 다시 보내져 냉방을 수행하게 된다.Then, the evaporator 2 again evaporates the liquid refrigerant sent from the condenser to make the refrigerant vapor, and at this time, the amount of heat required to evaporate the liquid refrigerant is cooled from the indoor unit and supplied from the cold water whose temperature is raised. The cold water deprived of heat is sent back to the indoor unit after cooling down to perform cooling.
흡수기(12)은 증발기로부터 보내져 온 냉매 증기를 재생기로부터 보내져 온 약용액이 흡수하도록 하여 원래의 재생기의 초기 농도의 강용액을 만들어 주는 역할을 한다.The absorber 12 serves to absorb the refrigerant vapor sent from the evaporator to absorb the medicinal solution sent from the regenerator to make a strong solution of the initial concentration of the original regenerator.
이때 흡수를 촉진하기 위해 열량을 제거하여 주어야하고, 이 열량 제거를 위해 응축기를 거친 냉각수를 이용한다. 열량을 얻은 이 냉각수는 다시 실내기로 난방을 위해 보내진다. 즉, 냉방시에는 증발기에서 온도가 떨어진 냉수를 실내기로 보내 냉방을 수행하게 되며, 응축기와 흡수기를 냉각한 냉각수는 온도가 높아져 실외기로 보내져 다시 냉각된다. 또한, 난방시에는 반대로 응축기와 흡수기를 거치면서 온도가 높아진 냉각수가실내기로 보내져 난방을 수행하게 되며, 증발기를 거친 냉수는 실외기로 보내져 온도가 상승한 후 다시 증발기에 유입 된다.At this time, the heat should be removed to promote the absorption, and the cooling water through the condenser is used to remove this heat. The calorific water is then sent back to the indoor unit for heating. That is, during cooling, cooling is performed by sending cold water whose temperature has fallen from the evaporator to the indoor unit, and the cooling water that cools the condenser and the absorber is cooled to be sent again to the outdoor unit. In addition, during heating, condensers and absorbers go through the condenser and the absorber, and the temperature is sent to the room to perform heating. The cold water passing through the evaporator is sent to the outdoor unit and the temperature rises and then flows back into the evaporator.
한편, 이상과 같은 흡수식 사이클의 효율을 높이기 위해 부가적인 장치가 설치되는데, 특히, 용액 분리기(7)는 재생기로부터 증발된 냉매 증기에서 함께 유입되는 액적을 분리시켜주며, 정류기(9)는 용액 분리기에서 유입되는 냉매 증기로부터 함께 증발된 수분을 응축시켜 고농도의 암모니아 증기를 얻는 역할을 한다. 이때 수분을 응축시켜 주는 매체는 용액 펌프(13)로부터 보내져 온 저온의 강용액으로 정류기 내에 감겨진 코일내를 흐르는 동안 고온의 냉매증기와 열교환을 통하여 냉매 증기에 포함되어 있는 수분을 응축시켜 준다.On the other hand, an additional device is installed to increase the efficiency of the absorption cycle as described above. In particular, the solution separator 7 separates the droplets flowing together in the refrigerant vapor evaporated from the regenerator, and the rectifier 9 is the solution separator. It condenses the water evaporated together from the refrigerant vapor flowing in to obtain a high concentration of ammonia vapor. At this time, the medium for condensing water condenses the moisture contained in the refrigerant vapor through heat exchange with the high temperature refrigerant steam while flowing in a coil wound in the rectifier as a low temperature steel solution sent from the solution pump 13.
그런데, 정류기(9)의 경우, 재생기(10)에서 가열되어 용액 분리기(7)를 거쳐 유입된 냉매 증기를 용액 펌프(13)에 의해 보내져온 흡수기의 강용액과 열교환하여 온도가 낮은 강용액이 고온의 냉매 증기를 냉각시켜주므로서 냉매 증기 중에 포함되어 있는 이슬점이 낮은 수분을 정류시켜 고순도의 냉매 증기를 얻게 되어 있다.However, in the case of the rectifier 9, the refrigerant vapor heated in the regenerator 10 and introduced through the solution separator 7 is exchanged with the steel solution of the absorber sent by the solution pump 13 to obtain a low temperature solution. By cooling the high temperature refrigerant vapor, high-density refrigerant vapor is obtained by rectifying moisture having a low dew point included in the refrigerant vapor.
즉 제2도는 이러한 기존의 정류기의 구성을 나타 낸 것으로, 용액 분리기(7) 후단에 설치되어 있으며, 원통형 쉘(91)의 형태로, 내부에 강용액 유로관(95)이 코일 형태로 감겨져 있다. 즉, 코일유로관(95) 내부로 용액 펌프(13)로부터 보내져 온 강용액이 강용액 유입관(92)을 통해 유입되어 상기 유로관(95)의 상단에서 하단으로 흘러 강용액유출관(93)을 통해 유출되고, 유로관의 외부로는 재생기(10)로부터 증발된 냉매 증기가 냉매증기유입관(97)을 통해 유입되어 상기 유로관(95)을 흐르는 강용액과 열교환을 행하게 된다. 상호 열교환을 수행하면서 저온의 강용액은 온도가 상승되어 정류기에서 유출되며, 냉매 증기는 자체내에 포함되어 있는 일부 수분을 응축하게 되고 발생된 응축수는 응축수배출관(98)을 통해 배출된다.That is, FIG. 2 shows the structure of such a conventional rectifier, which is installed at the rear end of the solution separator 7, in the form of a cylindrical shell 91, in which a steel solution flow passage 95 is wound in a coil form. . That is, the steel solution sent from the solution pump 13 into the coil flow pipe 95 flows in through the steel solution inflow pipe 92 and flows from the upper end of the flow path pipe 95 to the bottom of the steel solution outlet pipe 93. And flows out through the refrigerant vapor inflow pipe (97) to the outside of the flow path tube and the refrigerant vapor evaporated from the regenerator (10). While performing mutual heat exchange, the low temperature steel solution rises in temperature and flows out of the rectifier. The refrigerant vapor condenses some moisture contained in itself, and the generated condensate is discharged through the condensate discharge tube 98.
이러한 종래의 정류기의 경우 일반적으로 쉘/튜브형 열교환기로 원통형 쉘의 내부에 1개 내지는 2개의 튜브가 코일 형태로 꼬여져 있으므로 기체 상태인 냉매 증기와의 열교환시 전열면적에 있어서 한계가 있을 뿐만 아니라 코일 형태로 만들 수 있는 한계 코일링 직경이 필요하여 코일 내부와 같은 무의미한 영역(deadzone)이 생기기 때문에 필요이상으로 정류기의 크기가 커진다는 문제점이 있었다.In the case of the conventional rectifier, a shell / tube type heat exchanger generally has one or two tubes twisted in the form of a coil in a cylindrical shell, so there is a limitation in the heat transfer area when exchanging gas with refrigerant vapor in a gaseous state. There is a problem in that the size of the rectifier is larger than necessary because a limiting coiling diameter that can be formed is required to create a dead zone such as the inside of the coil.
본 발명의 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크기를 작게 하면서도 열교환면적을 증대하여 열교환성능을 향상시킬 수 있는 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a rectifier for an ammonia absorption type air conditioner that can improve heat exchange performance by increasing the heat exchange area while reducing the size thereof.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기는,In order to achieve the above object, the rectifier of the ammonia absorption type air conditioner of the present invention,
재생기로부터 유입된 고온의 냉매 증기를 흡수기의 저온의 강용액과 열교환하여 강용액이 고온의 냉매 증기를 냉각시켜주어 냉매 증기 중에 포함되어 있는 수분을 정류시키는 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기에 있어서, 상기 강용액이 흐르는 강용액 유로관이, 강용액유입관에서 분지되어 강용액유출관에서 합쳐지는 복수의 세관으로 구성된 것을 특징으로 한다.In the rectifier of the ammonia absorption type air conditioner in which the high temperature refrigerant vapor introduced from the regenerator exchanges heat with the low temperature strong solution of the absorber to cool the high temperature refrigerant vapor to rectify the moisture contained in the refrigerant vapor. The flowing river solution flow pipe is characterized by consisting of a plurality of tubules branched from the river solution inflow pipe and joined together in the river solution flow pipe.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 흡수식 사이클을 상세히 설명한다.Hereinafter, the absorption cycle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기는 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이,원통형 쉘(91)의 형태로 그내부에 강용액이 흐르는 복수의 강용액세관(95')가 설치되어 있다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the rectifier of the ammonia absorption type air conditioner of the present invention is provided with a plurality of steel liquid tubules 95 'in the form of a cylindrical shell 91 through which a strong solution flows. .
한편, 상기 복수의 강용액세관(95')은 흡수기로부터의 저온의 강용액이 유입되는 강용액유입관(92')에서 분지되어 수평으로 쉘(91) 내부 벽면 근처까지 이른 뒤 하부 방향으로 180° 벤딩되어 반대편 쉘 벽면까지 이르고 다시 하부 방향으로 180° 벤딩되어 다시 반대편 쉘 벽면까지 이르는데 이와 같은 방법으로 쉘 하단 근처까지 이르러 강용액을 유출하는 강용액 유출관(93')과 이어진다.Meanwhile, the plurality of steel liquid tubules 95 'are branched from the steel solution inlet tube 92' into which the low temperature steel solution from the absorber flows, and horizontally reaches near the inner wall of the shell 91, and then 180 degrees in the downward direction. ° bend to the opposite shell wall and back downward 180 ° to the opposite shell wall, in this way, near the bottom of the shell, leading to the steel solution outlet tube 93 'which drains the strong solution.
상기 강용액 유로 세관의 관직경은 약 1mm 정도가 적당하며, 이 세관들을 강용액 유입관에서분지될 때 제5도에 도시된 바와같이 직각으로 이어지지 않고 완만하게 이어져 분지되는 지점에서 압력손실을 작게하고 있다.The pipe diameter of the steel solution flow path tubing is about 1mm is appropriate, and when the tubules are branched from the steel solution inlet pipe, as shown in FIG. have.
한편, 상기 강용액 유로 세관(95')의 벤딩으로 인한 상단의 세관군과 하단의 세관군 사이의 틈새에는 배플(94')이 쉘의 단면의 1/2영역까지 쉘의 상단부에서 하단부까지 지그재그로 설치되어 있는데 이 배플의 역할은 냉매 증기의 유속을 늦추어주므로서 강용액과 충분한 열교환 시간을 벌어줌과 동시에 용액 분리기에서 덜 분리된 냉매증기에 포함되어 있는 액적을 걸러주는 역할을 한다. 상기 배플(94')은 응축수의 유로를 형성시켜주기 위하여 약간 하단으로 경사가 있도록 설치된다.On the other hand, in the gap between the upper customs group and the lower customs group due to the bending of the steel solution flow path customs 95 ', the baffle 94' is zigzag from the upper end to the lower end of the shell to a half of the cross section of the shell. The role of this baffle is to slow down the flow rate of the refrigerant vapor, thereby providing sufficient heat exchange time with the strong solution, and at the same time filtering the droplets contained in the refrigerant vapor less separated from the solution separator. The baffle 94 'is installed to be inclined slightly to the bottom to form a condensate flow path.
이하, 본 발명의 암모니아 흡수식 냉난방기의 정류기의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the rectifier of the ammonia absorption type air conditioner of the present invention will be described.
흡수기(12)로부터 용액 펌프(13)로부터 보내진 저온의 강용액은 정류기의 강용액 유입관(92)을 통해 정류기로 유입되는데, 유입된 강용액은 곧 다수개의 강용액 유로 세관(95')으로 분지되어 상부에서 하부로 흐른 뒤 다시 합쳐져 강용액 유출관(93')을 통하여 정류기에서 유출된다. 동시에 강용액 유로와는 별개로 격리된 쉘(91) 내부로는 재생기 (10)에서 증발한 냉매 증기가 정류기 하단 냉매 증기 유입관(96)을 통하여 정류기로 유입한 후 하부에서 상부로 흐르면서 강용액 유로세관(95')을 흐르는 강용액과 열교환을 수행하게 된다. 열교환을 수행하면서 냉매 증기 내에 포함되어 있던 수분은 응축되어 정류기 하단으로 떨어져 응축수 유출관(98)을 통해 다시 재생기로 회수된다.The low temperature steel solution sent from the absorber 12 from the solution pump 13 flows into the rectifier through the steel solution inlet tube 92 of the rectifier, which is immediately transferred to the plurality of steel solution flow passages 95 '. It is branched, flows from the top to the bottom and then merges again and flows out of the rectifier through the strong solution outlet pipe 93 '. At the same time, the refrigerant vapor evaporated from the regenerator 10 flows into the rectifier through the lower refrigerant vapor inlet tube 96 of the rectifier and then flows from the bottom to the upper portion inside the shell 91 that is separated from the steel solution passage. Heat exchange with the strong solution flowing through the flow path tube 95 '. During the heat exchange, the moisture contained in the refrigerant vapor condenses, falls to the bottom of the rectifier, and is returned to the regenerator through the condensate outlet pipe 98.
종래의 정류기의 경우 강용액 유입관과 같은 직경의 관이 계속해서 정류기내부에서 코일 형태로 감겨져 있는데, 만약 강용액 유입관경이 약 20mm 라 가정하면 유로관 표면적, Aold다음과같다.There is the case of the conventional rectifier tube having a diameter such as river solution inlet pipe continuously wound around a coil form inside the rectifier, if the river solution Assuming the inlet pipe diameter is about 20mm as the flow pipe surface area, A, and then old.
여기서, D는 강용액 유로 관경이고, L은 유로길이이다.D is a steel solution flow path diameter, and L is a flow path length.
만약 본 발명에 따른 정류기와 같이 강용액 유로 세관인 경우, 세관의 관경을 1mm로 하면 총 새관군의 표면적, Anew는If the steel solution flow path customs, such as the rectifier according to the present invention, the surface area of the total new pipe group, A new is
과 같은데 여기서 d는 세관의 관경, n은 세관의 수이다. 즉, 유로길이, L이 양쪽다 같다면, Anew/Aold의 비는 n/20이 된다.Where d is the diameter of the customs and n is the number of customs. That is, if the path length and L are both the same, the ratio of A new / A old is n / 20.
여기서 20mm 관경을 갖는 강용액 유로관 단면적, CA 는Where the cross section area of the steel solution flow path with a 20 mm diameter, CA
과 같고, 세관의 경우 세관간의 간격을 2mm로 한다 하더라도, 세관 하나가 차지하는 면적, SA 는 다음과 같다.In the case of customs, even if the distance between customs is 2mm, the area occupied by one customs, SA is as follows.
즉, 식(3)을 식(4)로 나누게 되면, 20mm 직경의 강용액 유입관 단면에 분지할 수 있는 세관의 수를 얻을 수 있는데 대략 44개 정도가 되고 적어도 40개 정도로 보면Anew/Aold의 비는 2 정도로 세관군의 총 표면적이 강용액 유입관의 표면적보다 약 2배가 된다는 계산이 나온다. 그러므로 본 정류기의 경우가 기존의 정류기의 경우보다 냉매 증기와 강용액 내부의 대류 열교환도 활발하여 열교환 성능을 높여 줄 수 있음을 알 수 있다.That is, when the share of the formula (3) in equation (4), In may obtain the number of Customs to branch to the river solution inlet pipe section of 20mm in diameter and approximately 44 approximately at least about 40 gae A new / A The ratio of old calculates that the total surface area of the customs group is about 2 times that of the steel inlet pipe. Therefore, it can be seen that the case of the present rectifier is more convective heat exchange between the refrigerant vapor and the steel solution than the conventional rectifier can increase the heat exchange performance.
이것은 곧 기존의 정류기보다 전열면적을 작게 해 줄 수 있다는 것을 의미하며, 정류기의 크기 또한 따라 작아진다. 또한, 전술한 바와 같이 기존의 정류기에서 강용액 유로관의 코일링 내부와 같은 무의미한 영역(dead zone)또한 없애 줄 수 있으므로 정류기의 크기를 역시 더불어 줄여 줄수 있다.This means that the heat transfer area can be made smaller than that of the conventional rectifier, and the size of the rectifier is also small. In addition, as described above, the dead zone, such as the coiling inside of the steel solution flow path tube, may also be eliminated in the existing rectifier, thereby reducing the size of the rectifier.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 강용액을 복수의 세관으로 흐르게하여 열교환성능을 향상시켜 정류기의 크기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the steel solution flows through a plurality of capillaries, thereby improving heat exchange performance and reducing the size of the rectifier.
Claims (1)
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20070918 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |