KR100261545B1

KR100261545B1 - 흡수식 냉동기

Info

Publication number: KR100261545B1
Application number: KR1019970054160A
Authority: KR
Inventors: 전종인
Original assignee: 황한규; 만도공조주식회사
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2000-07-15
Also published as: KR19990032945A

Abstract

본 발명은 흡수식 냉동기에 관한 것이다. 본 발명은 흡수기 내부의 희석용액을 저온 및 고온 열교환기를 거쳐 고온 재생기로 공급하는 재생기 펌프와, 상기 고온 재생기에 의해 분리된 고온의 냉매증기와 응축용액을 열교환시키는 저온재생기와, 상기 저온재생기에서 열교환된 냉매증기를 응축시키는 응축기를 구비하는 흡수식 냉동기에 있어서, 상기 재생기 펌프에 의해 펌핑된 상기 흡수기 내부의 희석용액 일부를 상기 저온재생기에서 열교환된 후 상기 응축기로 공급되는 냉매증기와 열교환시키는 냉매증기 열교환기와, 상기 냉매증기와 열교환된 희석용액을 상기 저온재생기로 공급하는 배관을 포함하는 점에 특징이 있다. 따라서 응축기의 전열면적과 고온재생기에서의 연료소비량을 줄일 수 있게 된다.

Description

흡수식 냉동기

본 발명은 흡수식 냉동기(ABSORPTION LIQUID CHILLER)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축기의 전열면적과 고온재생기의 연료소비량을 줄일 수 있도록 한 흡수식 냉동기에 관한 것이다.

일반적으로 흡수식 냉동기는 흡수제(吸收劑)인 리튬브로마이드(LiBr)와 냉매인 물의 혼합물(混合物), 즉 희석용액(稀釋溶液)을 매체로 사용한다.

이러한 흡수식 냉동기의 냉매는 수증기(水蒸氣)로 전환되고 응축기(condenser)에 의해서 응축되며, 이는 증발기(evaporator)로 유입되어 기화된 다음, 흡수기(absorber)에서 흡수제와 반응하여 희석용액을 만든다. 또한, 이는 두 개의 열교환기(heat exchanger)와 열회수기를 거치며 예열(豫熱)되고, 고·저온 재생기(regenerator)에서 농축된다.

도 1 은 이러한 종래 흡수식 냉동기의 구조를 개략적으로 도시한 것으로서, 냉매 펌프(17)와 배관으로 연결되는 하부 쉘(shell : 1)은 대략 6㎜Hg 정도의 고진공을 유지한다. 이 하부 쉘(1)에는 배관을 통해 냉매인 물이 노즐을 통해 증발기(2)에 분무되고, 이 증발기(2) 내부에는 냉수가 흐르는 제 1 튜브(3)가 설치되어 냉매가 그 압력에 대응하는 포화온도에서 끓어 냉수에서 열을 빼앗아 증발하므로 냉수는 차가운 상태로 되어 냉각을 필요로 하는 다른 장치에 이용된다.

그리고 증발기(2)의 하부에 위치하는 흡수기(4)에서는 증발된 증기가 흡수제인 리튬브로마이드에 의해 흡수되고, 이때 응축잠열이 발생하며 흡수제가 수분을 흡수하여 농도가 낮아짐과 동시에 희석열이 발생한다. 이러한 희석열은 냉각수가 흐르는 흡수기(4)내에 설치된 제 2 튜브(5)에 의해 제거된다.

한편, 수분을 흡수한 묽어진 흡수제, 즉 희석용액은 흡수기(4) 하부에 설치되는 재생기 펌프(6)에 의해 저온 열교환기(7) 및 고온 열교환기(8)를 경유하면서 온도가 상승되어 고온 재생기(9)로 공급된다.

그리고 희석용액은 고온 재생기(9)에서 버너(9a)에 의해 재가열되어 고온의 냉매증기와 농축(濃縮)된 흡수제로 분리되고, 이중 고온(약 153℃)의 냉매증기는 냉매증기 배관(10)을 통해 저온 재생기(13) 내부의 제 3 튜브(14)로 보내지고, 농축용액은 고온 열교환기(8)에서 열교환된 후에 저온 재생기(13)로 보내지게 된다.

그리고 저온재생기(13)의 제 3 튜브(14) 내부를 통과하는 고온(약 153℃)의 냉매증기는 농축용액 즉, 고온재생기(9)에서 분리되고 고온열교환기(8)에서 열교환된 후 저온재생℃(13)로 보내진 농축용액(약 105℃)과 열교환하여 응축되고, 응축된 냉매증기(약 99℃)는 응축기(11)로 보내진다.

그리고 응축기(11)로 공급된 냉매증기는 흡수기(4)에서 희석열을 흡수한 냉각수에 의해 냉각 응축되어 액화 상태로 증발기(2)에 공급되고, 저온 재생기(13)에서 농축된 용액은 저온 열교환기(7)로 유입된 후 재생기 펌프(6)에 의해 펌핑된 희석용액과 함께 에덕트(15)의 노즐에 의해 흡수기(4)로 분무되면서 흡수된다.

그러나 이와같이 구성된 종래의 흡수식 냉동기는, 고온재생기(9)에서 분리되어 저온재생기(13)의 제 3 튜브(14) 내부를 통과하는 고온(약 153℃)의 냉매증기가 고온재생기(9)에서 분리되고 고온열교환기(8)에서 열교환된 후 저온재생기(13)로 보내진 농축용액(약 105℃)과의 열교환을 거쳐 응축된 상태로 응축기(11)로 공급되도록 구성되어 있으므로, 응축기(11)로 공급되는 냉매증기의 온도가 높아(약 99℃) 상대적으로 응축기(11)에서의 응축열량을 많이 필요로 하게 된다.

따라서 응축기(11)에서 응축열량을 많이 필요로 하는 만큼 응축기(11) 튜브의 전열면적이 커져야 하므로 응축기의 제조비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 흡수식 냉동기는, 재생기 펌프(6)에 의해 펌핑된 흡수기(4) 내의 희석용액이 전부 고온재생기(9)로 공급되고 고온재생기(9)의 버너(9a)에 의해 가열되어 응축된 상태로 저온재생기(13)로 공급되도록 되어 있으므로, 고온 재생기로 공급되는 희석용액의 양이 많아 이를 가열하는데 소요되는 연료양의 증가로 인해 연료비가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 응축기로 공급되는 냉매증기의 온도를 낮춤으로써 응축기의 전열면적을 줄일 수 있고, 또한 고온재생기로 공급되는 희석용액의 양을 줄임으로써 소요되는 연료비를 줄일 수 있는 흡수식 냉동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 흡수기 내부의 희석용액을 저온 및 고온 열교환기를 거쳐 고온 재생기로 공급하는 재생기 펌프와, 상기 고온 재생기에 의해 분리된 고온의 냉매증기와 응축용액을 열교환시키는 저온재생기와, 상기 저온재생기에서 열교환된 냉매증기를 응축시키는 응축기를 구비하는 흡수식 냉동기에 있어서,

상기 재생기 펌프에 의해 펌핑된 상기 흡수기 내부의 희석용액 일부를 상기 저온재생기에서 열교환된 후 상기 응축기로 공급되는 냉매증기와 열교환시키는 냉매증기 열교환기와, 상기 냉매증기와 열교환된 희석용액을 상기 저온재생기로 공급하는 배관을 포함하는 흡수식 냉동기를 제공하는데 그 특징이 있다.

도 1은 종래의 흡수식 냉동기의 구성을 보인 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 흡수식 냉동기의 구성을 보인 개략도.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ＞

2 : 증발기 4 : 흡수기

6 : 재생기 펌프 7 : 저온 열교환기

8 : 고온 열교환기 9 : 고온 재생기

11 ; 응축기 13 : 저온 재생기

20 : 냉매증기 열교환기 21 : 배관

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 흡수식 냉동기를 도시한 개략도로서, 흡수기(4) 내부의 희석용액을 저온 열교환기(7)와 고온 열교환기(8)를 거쳐 고온 재생기(9)로 공급하는 재생기 펌프(6)와, 고온 재생기(9)에 의해 분리된 고온의 냉매증기와 응축용액을 열교환시키는 저온재생기(13)와, 저온재생기(13)에서 열교환된 냉매증기를 응축시키는 응축기(11)를 구비한다.

그리고 본 발명의 특징에 따라 재생기 펌프(6)에 의해 펌핑된 흡수기(4) 내부의 희석용액 일부를 바이패스시켜 바로 저온재생기(13)에서 열교환된 후 상기 응축기(11)로 공급되는 냉매증기와 열교환시켜 냉매증기의 온도를 낮추기 위한 냉매증기 열교환기(20)와, 냉매증기 열교환기(20)에서 냉매증기와 열교환된 후 온도가 상승된 희석용액을 저온재생기(13)로 공급하는 배관(21)을 구비한다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 흡수식 냉동기는 다음과 같이 작동된다.

먼저, 종래와 마찬가지로 냉매펌프에 의해 냉매인 물이 노즐을 통해 증발기(2)로 분무되고, 증발기(2) 내에 설치된 냉수가 흐르는 제 1 튜브(3)와 열교환작용을 거쳐 증발된다.

그리고 증발기(2)의 하부에 위치하는 흡수기(4)에서는 증발된 증기가 흡수제인 리튬브로마이드에 의해 흡수되고, 이때 응축잠열이 발생하며 흡수제가 수분을 흡수하여 농도가 낮아짐과 동시에 희석열이 발생한다. 이러한 희석열은 냉수가 흐르는 흡수기(4)내에 설치된 제 2 튜브(5)에 의해 제거된다.

그리고 수분을 흡수하여 묽어진 흡수제, 즉 희석용액은 흡수기(4) 하부에 설치되는 재생기 펌프(6)에 의해 저온 열교환기(7) 및 고온 열교환기(8)를 경유하면서 온도가 상승되어 고온 재생기(9)로 공급된다.

그리고 희석용액은 고온 재생기(9)에서 버너(9a)에 의해 재가열되어 고온의 냉매증기와 농축(濃縮)된 흡수제로 분리되고, 이중 고온(약 140℃)의 냉매증기는 냉매증기 배관(10)을 통해 저온 재생기(13) 내부의 제 3 튜브(14)로 보내지고, 농축용액은 고온 열교환기(8)에서 열교환된 후에 저온 재생기(13)로 보내지게 된다.

그리고 저온재생기(13)의 제 3 튜브(14) 내부를 통과하는 고온(약 140℃)의 냉매증기는 농축용액 즉, 고온재생기(9)에서 분리되고 고온열교환기(8)에서 열교환된 후 저온재생기(13)로 보내진 농축용액(약 105℃)과 열교환하여 응축되고, 응축된 냉매증기(약 99℃)는 응축기(11)로 보내진다.

이때 본 발명의 특징에 따라 재생기 펌프(6)에 의해 펌핑된 저온(약 39℃)의 희석용액 일부가 저온열교환기(7)를 거치지 않고 바로 냉매가스 열교환기(20)로 공급되어, 저온재생기(13)를 통과하여 응축기(11)로 공급되는 냉매가스와 열교환 됨으로써 응축기(11)로 공급되는 냉매가스의 온도가 낮아지게 된다.

즉, 재생기 펌프(6)에 의해 펌핑된 저온(약 39℃)의 희석용액 일부가 저온재생기(13)내의 농축용액(약 105℃)과의 열교환을 통해 응축되어 온도가 약 99℃ 정도로 낮아진 냉매가스와 열교환되어 냉매가스의 온도가 약 40∼50℃ 정도로 낮아지게 된다.

따라서 응축기(11)로 공급되는 냉매가스의 온도가 종래 약 99℃ 정도에서 약 40∼50℃ 정도로 낮아지게 되므로 그만큼 응축기(11)에서의 응축열량이 작아지기 때문에 응축기(11)의 전열면적을 그만큼 줄일 수 있게 된다.

그리고 냉매가스 열교환기(20)에서 냉매가스와 열교환된 희석용액은 그 온도가 약 40∼50℃ 정도로 높아진 상태로 배관(21)을 통해 저온재생기(13)로 공급되어 저온재생기(13) 내부의 응축용액과 함께 저온 열교환기(7)로 유입된 후 재생기 펌프(6)에 의해 펌핑된 희석용액의 일부와 함께 에덕트(15)의 노즐에 의해 흡수기(4)로 분무되게 된다.

따라서 본 발명에서는 재생기 펌프(6)에 의해 펌핑된 희석용액의 일부가 고온재생기(13)로 공급되지 않고 바로 냉매가스 열교환기(20)를 거쳐 저온재생기(13)로 공급되도록 되어 있으므로, 종래 방식에 비하여 고온재생기로 공급되는 희석용액의 양을 줄일 수 있기 때문에 그 만큼 고온재생기에서의 희석용액 가열에 소요되는 연료비를 줄일 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명 흡수식 냉동기에 의하면, 증발기로 공급되는 냉매가스의 온도를 낮춤으로써 응축기 튜브의 전열면적을 줄일 수 있어 응축기의 제조비용을 낮출 수 있고, 또한 고온재생기로 공급되는 희석용액의 양을 줄임으로써 그 만큼 고온재생기에서의 희석용액 가열에 소요되는 연료비를 줄일 수 있게 되는 등의 효과를 제공한다.

Claims

흡수기 내부의 희석용액을 저온 및 고온 열교환기를 거쳐 고온 재생기로 공급하는 재생기 펌프와, 상기 고온 재생기에 의해 분리된 고온의 냉매증기와 응축용액을 열교환시키는 저온재생기와, 상기 저온재생기에서 열교환된 냉매증기를 응축시키는 응축기를 구비하는 흡수식 냉동기에 있어서,

상기 재생기 펌프에 의해 펌핑된 상기 흡수기 내부의 희석용액 일부를 상기 저온재생기에서 열교환된 후 상기 응축기로 공급되는 냉매증기와 열교환시키는 냉매증기 열교환기와, 상기 냉매증기와 열교환된 희석용액을 상기 저온재생기로 공급하는 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기.