KR100220790B1 - 공냉 흡수식 공조기 - Google Patents

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고바야시 도시히로
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Abstract

[과제]
핀 사이에 드랜이나 우수가 고이는 것을 방지한다.
[해결 수단]
응축기(30)와 이중관부(40)를 각각의 핀 31,41과 수직이 되도록 구비한다. 외관(43)과 병렬관(81)과의 사이에 형성되는 증발 흡수실(44)에는 병렬관(81)의 외면을 따라서 그 길이 방향과 평행으로 제1살포관(71)이 구비되며, 또 외관(43)의 내면을 따라서 그 길이 방향과 평형으로 2개의 제2살포관(72, 72)이 구비되어 있다.

Description

공냉 흡수식 공조기
본 발명은 이중관에 증발기와 흡수기를 일체로 형성한 공냉 흡수식 공조기에 관한 것이다.
이 종류의 공냉 흡수식 공조기의 종래의 기술로서 예를 들면 특공평 6-21743에 개시되어 있는 것이 있다. 이 기술에 의하면 실내 공조기의 냉매가 되는 냉온수의 순환로의 일부에 제1냉온수 열교환기를 형성하고, 그 외주에 일정한 간격을 가지고 둘러싼 외관을 구비하고, 또 제1냉온수 열 교환기의 외면에 액체 냉매 혹은 농용액을 살포하기 위한 제1살포 기구와 외관의 내면에 액체 냉매 혹은 농용액을 살포하기 위한 제2살포 기구를 구비한다. 냉방 운전시에는 저온 재생기로부터 응축기로 보내져서 응축된 액체 냉매를 제1살포 기구에 의해 제1냉온수 열교환기의 외면에 살포하고, 저온 재생기에서 분리한 농용액을 제2살포 기구에 의하여 외관의 내면에 살포하여, 액체 냉매의 증발에 의해 제1냉온수 열교환기내의 냉온수를 식히고, 외관의 내면에 살포한 농용액에 의해 냉매 증기를 흡수한다. 농용액이 냉매를 흡수 할 때에 발생하는 흡수열은 외관의 외면으로부터 공기에 의하여 냉각된다.
또, 난방 운전시에는 고온 재생기로 가열하여 분리기에서 분리한 냉매 증기를 온수기로서 냉온수의 순환로의 일부에서 이루어진 제2냉온수 열교환기내를 흐르는 냉온수와 열 교환하고, 액체로된 냉매를 제2살포 기구에 의해 외관의 내면에 살포한다. 또 고온 재생기에서 가열하여 분리기에서 분리한 농용액을 제1살포 기구에 의해 제1냉온수 열 교환기의 외면에 살포한다. 액체 냉매는 외관의 외면의 공기의 열을 흡수하여 증발하고 제1냉온수 열 교환기의 외면에 살포한 농용액에 의해 흡수하여 그때에 발생하는 흡수열에 의해 냉온수를 따뜻하게 한다.
그러나 핀이 수평 방향으로 구비되어 있기 때문에 핀 사이에 드랜이나 우수 등의 수적이 고이기 쉽다는 문제가 있다. 예를 들어 난방 운전시에는 외관의 내면에서 액체 냉매를 증발시키기 때문에 외관이 냉하여져서 핀 사이에 드랜이 발생하고, 드랜이 그대로 핀 사이에 고여 버리고, 혹은 드랜이 빙결하여 서리 형상이 되고, 팬으로부터의 송풍에 의한 열교환이 효율적으로 행할 수 없게 되고 만다. 또, 핀이나 외관이 부식하기 쉽게 되고 내구성도 나쁘게 되고 만다.
본 발명의 공냉 흡수식 공조기는 상기 과제를 해결하고 핀 사이에 드랜이나 우수가 고이게 되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항 1 기재의 공냉 흡수식 공조기는 공기를 조온하기 위한 열 매체를 순환하는 순환관과, 상기 순환관의 일부의 외주에 동축에 구비되고 외측에 핀을 구비한 외관과, 상기 외관에 송풍하는 팬과, 상기 순환관과 상기 외관과의 사이에 형성되는 실내에서 이 순환 관로의 외면에 액체 냉매를 살포하는 제1살포 수단과, 상기 실내에서 상기 외관의 내면에 상기 액체 냉매를 흡수하는 흡수액을 살포하는 제2살포 수단을 구비한 공냉 흡수식 공조기에 있어서, 상기 외관은 상기 핀이 수직 방향으로 되도록 구비되는 것을 요지로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항 2 기재의 공냉 흡수식 공조기는 청구항 1 기재의 공냉 흡수식 공조기예 있어서, 상기 제1살포 수단은 상기 실내의 상기 순환관의 상면에 길이 방향을 따라서 배설하고, 상기 제2살포 수단은 상기 실내의 상기 외관 내면의 중심 위치보다 상측의 좌우 양측으로 길이 방향을 따라서 배설한 것을 요지로 한다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 청구항 1 기재의 공냉 흡수식 공조기는 순환관과 외관과의 사이에 형성되는 실내에서 순환관의 외면에 액체 냉매를 살포하고 외관의 내면에 흡수액을 살포한다. 액체 냉매는 순환관의 외면에서 증발하고 그때에 주위로부터 기화열에 상당하는 열을 빼앗아 순환관을 냉각한다. 그 때문에 순환관을 순환하는 열 매체는 냉각된다. 증발한 수증기는 외관의 내면에 살포된 흡수액에 의해 흡수된다. 흡수액은 수증기를 흡수할 때에 흡수열을 발생하지만 팬에 의한 송풍에 의해 냉각된다. 여기서 핀 사이에 드랜이나 우수가 고이고 혹은 드랜이나 우수가 결빙하여 서리 형상으로 되며 팬으로부터의 송풍이 충분히 닫지 않게 되기 때문에 열교환이 효율적으로 행할 수 없게 되며, 또 부식되기 쉽게 되고 말지만, 핀이 수직으로 구비되어 있기 때문에 드랜 등이 발생하여도 빠르게 아래로 낙하되기 때문에 열교환을 항상 효율적으로 행할 수 있게 되며, 또 부식도 방지할 수 있다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 청구항 2 기재의 공냉 흡수식 공조기는 순환관과 외관과의 사이에 형성되는 실내의 순환관의 상명에 길이 방향을 따라서 배설한 제1살포 수단에 의해 순환관의 외면에 액체 냉매를 살포하기 때문에 실내의 순환관의 외면 전역에 액체 냉매를 살포할 수가 있기 때문에 증발 효율이 좋다. 또 실내의 외관 내면의 중심 위치보다 상측의 좌우 양측에 길이 방향을 따라서 배설한 제2살포 수단에 의해 외관의 내면에 흡수액을 살포하기 때문에 실내의 외관의 내면의 절반 이상의 부분에 흡수액을 살포할 수 있기 때문에 흡수 효율이 좋다.
제1도는 1 실시예로서의 공냉 흡수식 공조기의 개략 구성도이다.
제2도는 응축기와 이중관부와의 사시도이다.
제3도는 응축기의 설명도이다.
제4도는 이중관 유니트의 사시도이다.
제5도는 이중관 유니트의 단면도이다.
제6도는 이중관 유니트의 설명도이다.
제7도는 이중관부의 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 고온 재생기 11 : 고온 재생기 기액 분리기
20 : 저온 재생기 21 : 저온 재생기 기액 분리기
30 : 응축기 31 : 핀
40 : 이중관부 41 : 핀
44 : 증발 흡수실 46 : 순환 펌프
47 : 저온 열교환기 48 : 고온 열교환기
50 : 팬 51 : 케이스
63 : 제1삼방밸브 64 : 제2삼방밸브
71 : 제1살포관 72 : 제2살포관
이상 설명한 본 발명의 구성, 작용을 한층 명백하게 하기 위하여 이하 본 발명의 공냉 흡수식 공조기의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
제1도는 본 발명의 1실시예로서의 공냉 흡수식 공조기의 개략 구성도이다. 이 공냉 흡수식 공조기는 버너(1)의 연소열에 의하여 핀 튜브식 열교환기(10a)내를 흐르는 저농도의 취화리튬수용액(이하, 취하리튬의 농도에 따라서 다만 저농도용액, 중간농도용액, 고농도용액이라 칭함)을 가열하는 고온 재생기(10)와 고온 재생기(10)에 의해 가열된 저 농도용액을 수증기와 중간농도용액으로 분리하는 고온 재생기 기액 분리기(이하 다만, 고온 분리기라 칭함)(11)와 핀 튜브식 열교환기(20a)내를 흐르는 중간농도용액을 고온 분리기(11)로부터의 수증기에 의하여 재 가열하는 저온 재생기(20)와, 저온 재생기(20)에 의하여 가열된 중간농도용액을 수증기와 고농도용액으로 분리하는 저은 재생기 기액 분리기(이하 다만, 저온 분리기라 칭함)(21)와 저온 분리기(21)로부터의 수증기를 냉각하여 액화시키는 응축기(30)와, 증발기와 흡수기를 일체로 형성한 이중관부(40)와 응축기(30)와 이중관부(40)에 송풍하기 위한 팬(50)을 구비한다. 또, 응축기(30)와 이중관부(40)와 팬(50)들은 케이스(51)내에 팬 통풍로 순으로 수납되고, 케이스(51)의 응축기(30)측과 팬(50)측과의 측면에는 각각 통기 구멍 51a, 51b가 구비된다. 응축기(30)와 이중관부(40)는 제2도에 나타내는 바와 같이 그 외면에 팬(70)으로부터의 송풍에 의한 냉각 효율을 올리기 위한 핀 (31, 41)을 각각 구비하고 그것들은 수직 방향으로 구비된다. 이들은 케이스(51)에 기밀 하게 구비되며, 팬(50)이 화살표 A 의 방향으로 송풍되고 있을 경우에는 통기 구멍(51b)으로부터 케이스(51)내에 흡입된 외기는 핀(41,31)을 지나서 통기 구멍(51a)으로부터 밖으로 배출된다. 반대로 팬(50)이 화살표 B 의 방향으로 송풍되고 있을 경우에는 통기 구멍(51a)으로부터 흡입된 외기는 핀(31,41)을 지나서 통기 구멍(51b)으로부터 밖으로 배출된다.
또 도시되지 않은 실내기의 냉매인 물을 순환하는 냉수관(80)을 구비하고, 실내기에서는 냉수관(80)에 의하여 순환되는 물의 온도에 의해 공기를 조온하여 뿜어내고 냉방 운전 또는 난방 운전을 행한다. 냉수관(80)은 이중관부(40)의 바로 앞에서 복수의 병렬관(81, 81 ‥‥)으로 분기하고, 병렬관(81, 81‥‥)은 각각 이중관부(40)를 지나서 다시 합류한다.
응축기(30)는 수증기를 냉각하여 액화시키는 통로가 되는 복수의 응축관(32,32‥‥)을 구비한다. 응축관(32)은 제3도에 나타내는 바와 같이 응축된 물을 유연하게 흐르게 하기 위하여 경사가 지게 하여 구비된다.
다음에 이중관부(40)에 대하여 설명한다. 이중관부(40)는 복수의 이중관 유니트(42, 42‥‥)와 핀(41)으로서 구성된다. 이 이중관 유니트(42)는 제4도에 나타내는 바와 같이 병렬관(81)과 병렬관(81)의 외측에 동축에 구비되는 외관(43)에 의하여 형성된다.
또 병렬관(81)과 외관(43)과의 사이에는, 증발 흡수실(44)이 형성된다. 증발 흡수실(44)에는 병렬관(81)의 외면을 따라서 그 길이 방향과 평행으로 제1살포관(71)이 구비되며, 또 외관(43)의 내면을 따라서 그 길이 방향과 평행으로 2개의 제2살포관(72,72)이 구비된다. 제1살포관(71)은 제5도에 나타내는 바와 같이, 병렬관(81)의 상명 근방에 구비되며 제1살포관(71)의 하면에 구비된 살포 구멍(71a)으로 부터 병렬관(81)의 외면에 물 쪽은 고농도용액을 살포한다. 또 제2살포관(72)은 외관(43)의 중심으로부터 상방에서 외관(43)의 내면 근방에 구비되며, 제2살포관의 외관측의 면에 구비된 살포 구멍(72a)으로부터 외관(43)내면에 물 혹은 고농도용액을 살포한다. 외관(43)내면에는 미세한 홈 형상 혹은 그물코 형상의 특수 가공이 되어 있으며, 살포 구멍(72a)으로부터 살포한 물 혹은 고농도응액은 아래쪽으로 흐를 뿐 아니라 표면 장력에 의해 외관(43)내면의 위쪽으로도 퍼진다. 또 제6도에 나타내는 바와 같이 제1살포관(71) 및 제2살포관(72)에는 복수의 살포 구멍(71a), (72a)이 각각 구비되며 증발 흡수실(44)의 길이 방향 전역에 걸쳐서 살포한다. 또한 이중관 유니트(42)는 경사지게 만들어 구비되고, 증발 흡수실(44)의 하부에 고여 있는 저 농도용액을 유연하게 흐르게 하고, 외관(43)내면의 면적을 유효하게 이용하고 있다.
증발 흡수실(44)로부터 고온 재생기(10)에의 용액 순환로(45)에는 저농도용액을 고온 재생기(10)로 순환하는 순환 펌프(46)와 저온 분리기(21)로부터 보내지는 고농도용액과 열 교환하기 위한 저온 열교환기(47)와 고온 분리기(11)로부터 보내지는 중간농도용액과 열 교환하기 위한 고온 열교환기(48)가 구비된다.
또 제7도에 나타내는 바와 같이 응축기(30)로부터 증발 흡수실(44)에의 수류로(61)와 저온 열교환기(47)로부터 증발 흡수실(44)에의 고농도용액의 유로(62)는 각각 두 개의 유로로 분기된 후 각각 제1삼방밸브(63)와 제2삼방밸브(64)를 거처서 접속된다. 제1삼방밸브(63)는 각각의 이중관 유니트(42,42‥‥)의 제1살포관(71,71‥‥)에 접속되며, 제1삼방밸브(63)를 화살표 a 측으로 절환하므로서 제1살포관(71)으로부터 병렬관(81)의 외면에 물을 살포하고 화살표 b 촉으로 절환하므로서 고농도용액을 살포한다. 또 제2삼방밸브(64)는 각각의 이중관 유니트(42,42‥‥)의 제2살포관(72,72‥‥)에 접속되고, 제2삼방밸브(64)를 화살표 c 측으로 절환하므로서 제2살포관(72)으로부터 외관(43)의 내면에 고농도용액을 살포하고, 화살표 d 측으로 절환하므로서 물을 살포한다.
다음에 이 공냉 흡수식 공조기의 동작에 대하여 설명한다. 냉방 운전시에는 제1삼방밸브(63)를 화살표 a 측, 제2삼방밸브(64)를 화살표 c 측으로 절환한다. 또, 팬(50)에 의해 이중관부(40)로부터 응축기(30)의 방향(화살표A)으로 송풍하여 냉각한다. 고온 재생기(10)의 핀 튜브식 열교환기(10a)내를 흐르는 저 농도용액을 버너(1)의 연소열에 의해 가열하여 수증기를 발생시키면 고온 분리기(11)에서 수증기와 중간농도용액으로서 분리된다. 중간농동용액은 고온 열교환기(48)에서 온도를 내리게 한 후 저온 재생기(20)에 공급되며 핀 튜브식 열교환기(20c)내를 흐를 때에 고온 분리기(11)로부터의 수증기에 의해 재 가열되고, 저온 분리기(21)에서 수증기와 고농도용액으로 분리된다. 고농도용액은 저온 열교환기(47)에서 온도를 내리게 한 후 외관(43)의 내면에 살포된다. 또 수증기는 응축기(30)에서 냉각되어서 응축하고, 증발 흡수실(44)의 병렬관(81)의 외면에 살포된다. 살포된 물은 저압 때문에 증발하고 병렬관(81)을 흐르는 물로부터 기화열에 상당하는 열을 빼앗아 냉각하고, 실내기에서는 냉수관(80)에 순환하는 냉수에 의하여 냉방 운전을 행한다. 또 증발한 수증기는 즉시 고농도용액으로 흡수된다. 그때 외관(43)의 내면에서 고농도용액이 흡수열을 발생하지만 팬(50)으로부터의 송풍에 의해 냉각된다. 고농도용액은 수증기를 흡수하여 저 농도용액으로 되고 순환 펌프(46)에 의해 저온 열교환기(47), 고온 열교환기(48)로 보내져서 온도를 올라가게 한 후, 고온 재생기(10)에서 가열된다.
다음에 난방 운전에 대하여 설명한다. 난방 운전시에는 제1삼방밸브(63)를 화살표 b 측, 제2삼방밸브(64)를 화살표 d 측으로 절환한다. 또 팬(50)을 냉방 운전시와는 역회전으로 하여 응축기(30)로부터 외관의 방향(화살표B)으로 송풍한다. 응축기(30)로부터의 물은 증발 흡수실(44)의 외관(43)의 내면에 살포되고, 저압 때문에 증발하고 병렬관(81)을 흐르는 물로부터 기화열에 상당하는 열을 빼앗는다. 그 때문에 외관(43)이 냉각되지만 팬(50)에 의해 응축기(30)에서 발생하는 열을 외관(43)으로 보내기 때문에 외관(43)이 과도하게 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 그때 응축기(30)로부터의 온풍이 핀(41)에 의해 냉해지기 때문에 드랜이 발생되기 쉬어지지만 핀(41)이 수직으로 구비되어 있기 때문에 드랜은 재빨리 아래로 흘러내린다. 또 증발한 수증기는 즉시로 병렬관(81)외면의 고농도용액으로 흡수되고, 이때 고농도용액이 발생하는 흡수열에 의해 병렬관(81)을 흐르는 물을 가열하고, 실내기에서는 냉수관(80)에 순환하는 온수에 의하여 난방 운전을 행한다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 공냉 흡수식 공조기에 의하면 아래와 같은 효과를 발생한다.
1. 핀(31,41)을 각각 수직으로 구비하므로서 핀 사이에 드랜이나 우수 등이 고이는 것을 방지할 수 있기 때문에 열교환을 항상 효율적으로 행할 수가 있고, 또 부식이 잘 되지 않기 때문에 내구성도 향상된다.
2. 제1살포관(71)을 병렬관(81)의 상면 근방에 구비하고, 길이 방향 전역에서 물 혹은 고농도용액을 살포하므로서 병렬관(81)의 외면 전면을 이용할 수 있고, 또 제2살포관(72)을 외관(43)의 중심으로부터 위쪽의 양측에 구비하고 길이 방향 전역에서 물 혹은 고농도용액을 살포하므로서 외관(43)내면의 절반 이상의 부분을 이용할 수 있기 때문에 공조 능력이 높다. 또한 외관(43)내면을 특수 가공하므로서 제2살포관(72)으로부터 살포된 물 혹은 고농도용액이 위쪽에도 퍼지고 아울러 이중관 유니트(42)를 기울여서 구비하므로서 증발 흡수실(44)에 고이는 저농도용액을 적게 하기 때문에 외관(43)내면의 거의 전체 둘레를 이용할 수 가 있다. 따라서, 외관(43)내면의 물 혹은 고농도용액이 살포되지 않은 부분도 팬(50)으로부터의 송풍에 의해 냉각 혹은 가열되고, 열교환에 이용되기 때문에 효율이 좋다.
3. 냉방 운전시에는 팬(50)에 의해 이중관부(40)로부터 응축기(30)의 방향으로 송풍하므로서 외관(43)을 우선하여 냉각할 수가 있고, 난방 운전시에는 응축기(30)로부터 이중관부(40)의 방향으로 송풍하므로서 응축기(30)에서 발생하는 열을 외관(43)으로 보내기 때문에 외관(43)이 과도하게 냉각되어서 동결하는 것을 방지할 수 있다.
4. 응축기(30)와 이중관부(40)를 케이스(51)에 기밀하게 구비하고, 팬에 의한 송풍이 각각의 핀(31,41)을 지나도록 형성하고 있으므로서 난방 운전시에 팬(50)의 송풍 방향을 절환하였을 경우에도 통기 구멍(51a)으로부터 흡입된 외기는 응축기 (30)의 핀(31)으로부터 이중관부(40)의 핀(41)의 방향으로 확실하게 송풍되기 때문에 효율이 좋다. 또 팬(50)의 회전 방향을 변경한다고 하는 간단한 구성에 의해 비용을 절감할 수가 있다.
5. 병렬관(81)과 외관(43)과의 사이에 형성되는 증발 흡수실(44)에서 증발 및 흡수를 행한다고 하는 간단한 구성에 의해 구조를 간단하게 할 수가 있기 때문에 장치를 작게 하여 중량을 적게 할 수가 있고, 비용을 절감시킬수가 있다.
6. 증발 흡수실(44)의 대향한 면에서 증발과 흡수를 행하므로서 수증기가 고농도용액에 의해 유연하게 흡수되고 또한 병렬관(81)을 둘레에서 냉각 혹은 가열하기 때문에 효율적이다.
7. 복수의 증발 흡수실(44)을 각각 독립시켜 구비하므로서 각각의 실내의 용적을 작게 할 수 있기 때문에, 저압에 견디기 위한 벽두께를 얇게 할 수가 있다.
8. 고온 재생기(10)와 저온 재생기(20)에 핀 튜브식 열교환기(10a, 20a)를 구비하므로서 보일러 구조에 비하여 장치 내에 필요한 취화리튬용액의 양을 감소시킬 수가 있기 때문에 운전개시의 입상 시간을 단축할 수가 있으며, 또 기구의 중량을 줄일수가 있다.
9. 핀 튜브식 열교환기에 의하여 용액을 가열할 때의 열효율이 양호하며, 또 고온 재생기(10), 저온 재생기(20)의 각각의 핀 튜브식 열교환기(10a, 20a)나 고온 분리기(11), 저온 분리기(21)를 공통화 할 수 있기 때문에 제조 비용을 절감시킬 수가 있다.
그리고, 본 실시예에서는 재생기를 이중 효용으로 하고 있으나, 단호용이라도 무방하다. 또 재생기는 저액형의 보일러 구조라도 무방하다. 또 이중관의 형상은 원형의 관에 한정된 것은 아니며, 예를 들어 다각형의 지름이 다른 동축관에 의해 이중관을 형성하여도 된다. 또 냉매와 흡수제는 물과 취화리튬에 한정된 것은 아니다.
이상 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 하등 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 형태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명의 청구항 1 기재의 공냉 흡수식 공조기에 의하면, 핀이 수직으로 구비되어 있일으므로서 핀 사이에 드랜이나 우수 등이 고이는 것을 방지할 수 있기 때문에, 열교환을 항상 효율적으로 행할 수 있다. 또 부식을 방지할 수 있기 때문에 내구성이 향상된다.
또한 본 발명의 청구항 2 기재의 공냉 흡수식 공조기에 의하면 순환관과 외관과의 사이에 형성되는 실내의 순환관 외면관 외관 내면을 유효하게 이용할 수 가 있기 때문에 공조 능력이 높다.

Claims (2)

  1. 공기를 조온하기 위한 열 매체를 순환하는 순환관과, 상기 순환관 일부의 외주에 동축이 구비되고, 외측에 핀을 구비한 외관과, 상기 외관으로 송풍하는 팬과, 상기 순환관과 상기 외관과의 사이에 형성되는 실내에서 이 순환관의 외면에 액체 냉매를 살포하는 제1살포 수단과, 상기 실내에서 상기 외관의 내면에 상기 액체 냉매를 흡수하는 흡수액을 살포하는 제2살포 수단을 구비한 공냉 흡수식 공조기에 있어서, 상기 외관은 상기 핀이 수직 방향이 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 공냉 흡수식 공조기.
  2. 상기 제1살포 수단은 상기 실내의 상기 순환관의 상면에 길이 방향을 따라서 배설하고, 상기 제2살포 수단은 상기 실내의 상기 외관 내면의 중심 위치보다 상측의 좌우양측에 길이 방향에 따라서 배설한 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 공냉 흡수식 공조기.
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