KR100195934B1

KR100195934B1 - 암모니아 흡수식 사이클의 응축기

Info

Publication number: KR100195934B1
Application number: KR1019960029979A
Authority: KR
Inventors: 고철수
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR980008272A

Abstract

재생기로부터 유입된 냉매증기를 냉각매체와 열교환시키어 액냉매로 증발기에 배출하는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기에 있어서, 냉각매체가 유입, 유출되는 판형의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되고, 재생기로부터의 냉매가스가 유입되어 상기 냉각매체와 열교환하여 유출되는 판형의 냉매전열판을 구비하는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기.

Description

암모니아 흡수식 사이클의 응축기

제1도는 암모니아 흡수식 시스템의 사이클도.

제2도는 종래의 암모니아 흡수식 사이클의 응축기의 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 암모니아 흡수식 사이클의 응축기의 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 암모니아 흡수식 사이클의 케이스제거상태의 응축기구성도.

제5도(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 내부삽입판의 평면도, 정면도, 측면도.

제6도(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 외부삽입판의 평면도, 정면도, 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 재생기 3 : 정류기

6 : 증발기 9 : 흡수기

40, 50 : 응축기 51 : 케이스

52 : 전열판 53 : 냉각수사이드

54 : 냉매증기헤더 55 : 액냉매헤더

56 : 내부삽입판 57 : 외부삽입판

본 발명은 암모니아 흡수식 사이클에 관한 것으로, 특히 가공성이 양호하고 소형화 할 수 있는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기에 관한 것이다.

제1도는 암모니아 흡수식 시스템을 나타낸 것으로, 재생기[1], 아날라이저[2], 정류기[3], 응축기[4], 증발기[6], 흡수기[9] 즉 물냉각흡수기(Hydronically-Cooled Absorber)[7], 용액냉각흡수기(Solution-Coole dAbsorber)[8] 그리고 용액펌프(Solution Pump)[10] 등으로 구성된다.

이러한 시스템의 작동은, 먼저 흡수기[9]부분에서 계속적인 흡수작용으로 의해 암모니아의 농도가 진한 강용액으로 변하여 이 강용액은 용액펌프[10]에 의해 재생기[1]로 압송된다. 이 강용액은 재생기[1]의 연소부인 버너[11]로 가열되어 암모니아냉매가 증발됨으로써 약용액으로 변하며 저압부의 흡수기[9] 상부로 약용액유로[12]상에 있는 리스트릭터[13]를 거쳐 유입된다. 한편 증발된 암모니아 냉매증기는 아날라이저[2]와 정류기[3]를 거치면서 보다 순도가 높고 온도가 강하된 암모니아 증기로 되어 냉매증기유로[15]를 거쳐 응축기[4]로 들어가 냉각수입구(20)를 통해 유입된 냉각수 등의 중간매체에 의해 냉각되어 액체상태의 냉매[16]로 변화하여 액냉매유로(16)로 유출되고, 냉각수는 냉각수출구(21)를 통하여 유출된다. 암모니아 액냉매는 프리쿨러[5]의 외부관속을 흐르며 이때 내부관 속을 흐르는 저온의 증기냉매(증발기[6])사이에 상호열교환이 이루어져 액냉매는 과냉되고 증기냉매는 과열됨으로써 효율을 증대시킨다. 프리쿨러[5]를 통과한 과냉된 액냉매는 리스트릭터[17]에서 압력강하가 이루어지고 증발기[6]로 유입된다. 이때 냉수는 증발기 상부에서 유입되어 냉매를 증발시키게 된다. 증발기[6]에서 증발된 증기냉매는 프리쿨러[5]의 내부로 들어가 외부관 속에 흐르는 액냉매를 과냉시킨 후 흡수기로 유입되어 상부에서 오는 약용액에 흡수되면서 약간의 저압을 형성시켜 계속적인 흐름이 가능하도록 한다. 재생기[1]에서 넘어오는 고온의 약용액은 흡수기[9] 상부의 분사판에 유입된 후 저온의 강용액이 흐르는 용액냉각흡수기[8]의 열교환코일 표면에 분산 낙하되면서 냉각되어 증기냉매의 흡수를 가속시킴과 동시에 흡수율을 높여 효율을 증대시킨다. 또한 용액냉각흡수기[7]에서 계속 흡수가 진행되어 강용액으로 된다. 이때 냉각수[18]에 의해 용액냉각흡수기[7]의 열교환코일 표면위로 분산 낙하되는 용액과 열교환을 하여 온도가 상승되고 이는 팬코일유니트(미도시)에서 외기와 열교환하게 된다. 이 강용액은 비교적 저온으로 용액펌프[10]에 의해 강용액유로[14]를 통해 정류기[3]로 유입되면서 고온의 증기냉매와 열교환을 하고 또 다시 용액냉각흡수기[8]의 열교환일 내부측으로 흐르면서 고온의 약용액과 열교환을 하여 온도가 상승된 후 아날라이저[2] 상부로 공급된다. 이와같은 강용액의 온도상승의 예열효과로 인하여 시스템의 효율을 증대시키는 역할을 하게된다. 재생기[1]로 유입된 강용액은 전술한 작동들을 순차적으로 반복함으로서 운전이 계속 유지되게 한다.

제2도는 기존 응축기의 구조를 나타낸 것으로, 응축기는 쉘(41), 냉매가 흐르는 전열관[42], 더미쉘[43], 냉각수 유로[44], 냉매증기입구[45], 액냉매출구[46], 냉각수 입구[47], 냉각수출구[48]로 구성된다. 재생기[1]에서 순도가 높고 고온인 냉매증기는 냉매증기입구(45)를 통하여 유입되어 냉각수입구(47)를 통하여 유입된 냉각수와 열교환하여 냉각된다.

이러한 기존의 응축기는 전열관을 제외한 쉘 내부의 공간의 면적을 고려하여 더미 쉘[43]을 삽입하여 더미쉘과 쉘의 내표면 사이로 냉각매체가 흐르게 하여 전열효과를 고려하여 대칭적으로 설계 제작하고 있다. 그러나 전열관[42]과 쉘(41)과의 간격과 전열관과 더미쉘과의 간격을 정확히 설계한 상태로 제작하기란 어려운 일이고 또한 더미쉘은 응축기를 쉘의 형태로 제작하였기 때문에 필요한 것이 된다. 그리고 전열관 역시 코일 벤딩 때문에 컴팩트하기에는 최소 코일경에 의한 한계가 있다. 또한 냉각수의 유로를 2경로 이상으로 할 때에는 코일들간의 간격도 일정하게 하기 힘들고 제작시에도 간격을 맞추는 일도 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 형상을 판형으로 하여 가공성이 양호하고, 소형화할 수 있는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 암모니아 흡수식 사이클의 응축기는, 재생기로부터 유입된 냉매증기를 냉각매체와 열교환 시키어 액냉매로 증발기에 배출하는 암모니아 흡수식 나이클의 응축기에 있어서, 냉각매체가 유입, 유출되는 판형의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되고, 재생기로부터의 냉매가스가 유입되어 상기 냉각매체와 열교환하여 유출되는 판형의 냉매전열판을 구비한 것을 특징으로 한다.

한편, 냉매전열판의 내부에 연속 v자형의 내부삽입판이 전열판의 내면과 접촉되도록 설치되고, 상기 전열판의 외부에 간격을 두고 연속된 핀을 갖는 외부삽입판이 절연판의 외면에 끼워맞춰 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 암모니아 흡수식 사이클의 응축기를 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 암모니아 흡수식 사이클의 응축기의 구조를 나타낸 것으로, 상기 응축기(50)는, 냉각수가 유입, 유출되도록 냉각수 입구[58], 냉각수 출구[59]가 형성된 판형의 케이스(51)와, 상기 케이스의 내부에 설치되고, 재생기로부터의 냉매가스가 유입되어 상기 냉각수와 열교환하여 유출되도록 냉매증기 입구[52a], 액냉매 출구[52b]가 형성된 냉매측 전열판[52]와, 냉매측 전열판 외부로 흐르는 냉각수측 유로[53]로 구성된다.

냉매측 전열판[52]은 그 내부에 응축전열효과를 향상시키기 위한 연속 v자형의 내부삽입판[제5도의 56]이 전열판의 내면과 접촉되도록 설치되고, 또한 그 외부에 간격을 두고 연속된 분기판(57b)을 갖는 외부삽입판(57)이 전열판의 외면에 끼워맞춰 설치되고, 그 상부에는 냉매증기헤더[54], 그 하부에는 액냉매 헤더[55]가 형성된다.

상기 전열판(52), 내부삽입판(56) 및 외부삽입판(57)은 그 재질을 철계통을 사용한다.

상기 내부 삽입판(56)은 냉매증기와 액냉매의 유로에 방해를 주지 않는 높이로 냉매증기헤드(54)와 액냉매 헤드(55)사이에 스폿 용접하여 삽입한다. 또한 외부 삽입판(57)은 윗판(57a)과, 윗판에 간격을 두고 연속된 분기판(57b)들을 용접하여 냉매측 전열판(52) 외표면에 끼워맞춤을 한다.

그리고 판의 폭은 냉각수측의 유로의 거리와 같도록 하여 외부삽입판의 윗판에 용접되는 판들이 냉각수측유로를 여러 경로로 나누는 역할을 하도록 한다.

이하, 본 발명의 응축기의 작용을 설명한다.

냉각수는 냉각수입구[58]을 통해 케이스(51)내로 유입되어 냉매측전열판(52)하부로 들어오고 그 곳에서부터 외부삽입판(57)의 분기판(57b)에 의해 여러 경로로 분지되어 위로 이동하고, 냉매증기는 냉매증기입구(52a)를 통해 냉매측전열판(52)내로 유입되어 아래로 이동한다. 냉매측 전열판(52) 외부로 흐르는 냉각수측 유로[53]를 따라 아래에서 위로 이동하는 냉각수는 냉매측전열판(53)내에서 위에서 아래도 이동하는 냉매증기와 열교환 한 후 온도가 상승되어 상부에서 다시 모여 냉각수출구[59]통하여 유출되고, 열교환되어 냉각된 액냉매는 액냉매출구(52b)를 통하여 증발기쪽으로 유출된다.

한편, 냉각수측 유로를 포위하고 있는 케이스를 재질이 가벼운 아크린 등을 사용하여 냉매증기유로와 액냉매유로를 지지하는 역할을 하고 또한 아크릴 등의 투명한 재질로 가공하면 외부에서 냉각수측 유로의 오염도를 확인가능할 수 있어 쉽게 세척할 시기를 알 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 응축기를 판형으로 하게 되면 카운터크로스흐름(countercross flow)방식을 얻을 수 있고, 종래의 쉘/튜브방식보다 열교환접촉 면적을 용이하게 증대시킬 수 있고, 종래의 쉘/튜브 방식에서는 코일 가공시 튜브경에 대한 제작가능한 코일경의 크기에 한계가 있으나, 판형으로 가공하게 되면 자유자재로 길이방향폭 등을 조절하여 제작할 수 있다. 따라서 가공성이 좋고 컴팩트하게 제작할 수 있다.

Claims

재생기로부터 유입된 냉매증기를 냉각매체와 열교환시키어 액냉매로 증발기에 배출하는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기에 있어서 냉각매체가 유입, 유출되는 판형의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되고, 재생기로부터의 냉매가스가 유입되어 상기 냉각매체와 열교환하여 유출되는 판형의 냉매전열판을 구비한 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기.
제1항에 있어서, 한편, 냉매전열판의 내부에 연속 v자형의 내부삽입판이 전열판의 내면과 접촉되도록 설치되고, 상기 전열판의 외부에 간역을 두고 연속된 분기판을 갖는 외부삽입판이 전열판의 외면에 끼워맞춰 설치된 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기.
제1항에 있어서, 상기 전열판, 내부삽입판, 외부삽입판은 철재로 형성되고, 상기 케이스는 투명재질로 형성된 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉매매체의 유동방향과, 상기 냉매의 유동방향은 서로 반대인 것을 특징으로 하는 암모니아 흡수식 사이클의 응축기.