KR100314470B1 - 암모니아를이용한흡수식열펌프의정류기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암모니아를 이용한 흡수식 열펌프의 정류기에 관한 것으로, 연소가스의 통과로 용액을 재생하는 발생기(10)와;

고순도를 갖는 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기(40)와;

이 정류기(40)에서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기(110);

상기 응축기(110)에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기(30)로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기(100)로 이동하고, 상기 증발기(30)의 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기(30)와;

상기 흡수기(100)로 이동한 냉매증기는 발생기(10)에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기(100)로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하여 농도가 높아진 암모니아 수용액을 발생기(10)로 보내어져 냉방사이클을 이루는 용액펌프(70)와;

암모니아 가스가 용액과 접촉하여 이동시키는 정류단(700)으로 구성된 것에 있어서;

상기 정류단(700)은 원판형으로 내측과 외측을 접어 올려, 암모니아 용액의 흐름 공간을 마련하고, 한쪽 면에 암모니아 용액이 다음 정류단으로 흘러가도록 용액이동통로(701)를 만들고 이 용액이동통로(701)는 일정 수위의 암모니아 용액 흐름이 정류단(700)에서 이루어지도록 용액이동통로(701) 원주에 턱(702)을 구비하고, 용액 이동 통로의 하부 길이가 다음 하면의 정류단의 암모니아 가스의 이동구멍(703)을 다수개 구비하여, 하면에서 올라오는 암모니아 가스가 일정 수위를 유지하는 암모니아 용액과 접촉하고 이동하도록 구성되는 것에 의해, 소형 암모니아 흡수식 열펌프의 적용 외에도 소형의 정류기에 적용이 가능하며, 대형의 암모니아 흡수식 열펌프에도 사용 할 수 있으며, 본 발명에서와 같이 GAX 사이클을 이용한 것 외의 모든 암모니아 흡수식 열펌프에 적용 가능하는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

암모니아를 이용한 흡수식 열펌프의 정류기

본 발명은 암모니아를 이용한 흡수식 열펌프의 정류기에 관한 것으로, 더 상세하게는 암모니아를 냉매로 하는 소형 흡수식 열펌프에서 암모니아 가스의 생성 순도를 높이고, 그 크기를 소형화하며, 조립작업이 용이하도록 발명된 것이다.

흡수식 냉방은 일반적으로 LPG, LNG 등의 가스를 열원으로 하여 흡수용액 냉매로 이루어진 냉방사이클을 운전하는 것으로, 전기를 에너지원으로 하는 기존의 기체 압축식 냉방장치와는 달리, 일차적인 열에너지를 이용하기 때문에 하절기에 과다한 전력부하의 해소를 얻을 수 있다. 또, 폐열을 이용한 열병합 시스템에의 활용등 다양한 잇점을 가지고 있다.

한편, 암모니아를 냉매로 이용하고 물을 흡수액으로 이용한 흡수식 공조장치는 냉매증기(암모니아 증기)를 발생시키는 발생기와 이를 99.8% 이상의 순도를 갖는 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기, 정류기에서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기로 이동하고, 상기 증발기 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기, 이 증발기에서 팽창 기화된 암모니아 가스(냉매증기)는 흡수기로 이동하고, 발생기에서 암모니아 가스를 기화하여 농도가 낮아진 암모니아 용액은 흡수기 상부로 유입된 후 흡수기 코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하여 농도가 높아진 암모니아 수용액은 용액펌프에 의해 발생기로 보내어져 냉방사이클을 형성하여 냉방을 실시한다.

이러한 암모니아 흡수식 사이클은 효율을 향상시키고 성능을 높이기 위해 용액열교환기와 냉매열교환기를 사용하며, 사이클상에서 흡수식 열펌프의 성적계수를 향상시키기 위해 여러방법이 발명되었으며, 그중에서도 GAX-Generator Abosorber Heat Exchange-를 사용하는방법이 가장 일반화되어 있고 가장 우수한 방법으로 알려져 있다.

GAX 사이클은 일중효용형과 비슷한 구성으로 높은 성능을 구현할 수 있는 사이클이다.

물/암모니아 흡수식 열펌프의 경우 큰 농도 차이로 인해 흡수기와 발생기 입출구에서의 온도차가 상당히 크고, 웅축기와 발생기 사이의 온도차가 작을 경우 흡수기의 고온측 온도가 발생기의 저온측 온도보다 높게된다. 이를 온도중첩이라 하며 이러한 유용한 열을 냉매 재생 열원으로 이용하는 것을 말한다.

상기 암모니아 이용 흡수식 열펌프의 발생기는 파이프버너를 수직으로 세워 판형의 열교환기핀으로 외부가 둘러싸인 발생기 측벽을 가열하여 암모니아가스와 암모니아 농도가 낮은 약용액으로 분리하거나, 실린더 돔형태의 발생기를 하부에서 가열하여 연소된 고온의 연소가스가 돔내부를 순환하여 돔 외부로 유도되어 전열 경로를 길게하여 열효율을 높인 형태가 있다.

한편, 이와같이 암모니아를 냉매로 하는 흡수식 열펌프의 효율은 암모니아 가스의 생성 순도가 크게 좌우하는데 암모니아 가스의 순도를 높이기 위해 사용되는 정류기의 성능이 중요하다.

이러한 종래의 정류기는 화학 플랜트 상에서의 대형은 보편화 되어 있고, 그 기술도 다양하나, 특히 소형 흡수식 열펌프에서는 크기를 소형화 해야하는 것 이외에도 정류 효율을 높이기 위한 구조가 필요하다.

기존 대형의 정류기는 크기가 대형이어서, 작업자가 정류기를 제작 할 때 작업공간이 충분하여, 조립작업 등의 용접작업이 가능하였다. 하지만 소형에서는 용접부위에 용접 도구가 진입하기 어려워, 작업이 거의 불가능하고, 용접작업공수가 많아, 제작이 곤란하였던 것이다.

본 발명의 목적은 암모니아를 냉매로 하는 소형 흡수식 열펌프에서 암모니아 가스의 생성 순도를 높이고, 그 크기를 소형화 하고, 조립작업이 용이한 정류기를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 흡수식 열펌프에 대한 전체 장치도

도 2는 기존의 종래 흡수식 열펌프의 발생기 정류단 구성을 보인 일부 사시도

도 3은 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 정류단을 보인 사시도

도 4a는 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 정류기가 조립된 상태의 사시도

도 4b는 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 정류기가 조립된 상태의 종단면도

도 5는 본 발명의 흡수식 열펌프의 GAX사이클 발생기 정류기의 조립상태를 보인 사시도

도 6은 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 정류기에서의 용액 흐름상태를 예시한 이해도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 - 발생기 30 - 증발기

40 - 정류기 50 - GAX 흡수기

70 - 용액펌프 80 - 냉매열교환기

90 - GAX 발생기 100 - 흡수기

110 - 응축기 320 - 외통

321 - 내통 340 - 정류단

380 - 층류부 350 - 배기구

520 - 응축정류기 600 - 용액공급단

700 - 정류단 701 - 용액이동통로

이러한 본 발명의 목적은 연소가스의 통과로 용액을 재생하는 발생기(10)와;

고순도를 갖는 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기(40)와;

이 정류기(40)에서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기(110);

상기 응축기(110)에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기(30)로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기(100)로 이동하고, 상기 증발기(30)의 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기(30)와;

상기 흡수기(100)로 이동한 냉매증기는 발생기(10)에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기(100)로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하여 농도가 높아진 암모니아 수용액을 발생기(10)로 보내어져 냉방사이클을 이루는 용액펌프(70)와;

암모니아 가스가 용액과 접촉하여 이동시키는 정류단(700)으로 구성된 것에 있어서;

상기 정류단(700)은 원판형으로 내측과 외측을 접어 올려, 암모니아 용액의 흐름 공간을 마련하고, 어느 치우친 일측에 암모니아 용액이 다음 정류단으로 흘러가도록 용액이동통로(701)를 만들고 이 용액이동통로(701)는 일정 수위의 암모니아 용액 흐름이 정류단(700)에서 이루어지도록 용액이동통로(701) 원주에 턱(702)을 구비하고, 용액이동통로(701)의 하부 끝단(704)이 다음 하면에 있는 정류단(700) 바닦 윗면과 일치하도록 하여, 용액이동통로(701)의 하부는 정류단(700)에 일정 수위를 유지하고 있는 용액 중에 잠기도록 하며, 정류단(700)에는 암모니아 가스의 이동구멍(703)을 다수개 구비하여, 하면에서 올라오는 암모니아 가스가 일정 수위를 유지하는 암모니아 용액과 접촉하고 이동하도록 구성되는 것에 의해 달성된다.

따라서, 본 발명은 암모니아 용액이 정류단(700) 지그 재그식으로 한쪽 면에서 다른 쪽에 엇갈리게 설치한 용액 이동 통로(701)로 이동함으로써 용액 흐름 경로가 결정되어 용액 흐름과 암모니아 가스의 흐름이 반대가 되어 정류되고, 생성된 암모니아 가스는 상부로 이동하면서 일정 수위의 액중을 통과하여 순도가 높아지면서 이동하게 되어 순도 높은 암모니아 가스를 생성할 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 바람 직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위한 대한 흡수식 열펌프 시스템(A-흡수식 공조장치) 전체 장치를 개략도로 도시하고 있다.

도 3은 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 정류단을 사시도로 도시하고, 도 4a는 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 정류기가 조립된 상태를 사시도로 도 4b는 종단면도로 각각 도시하고 있다.

도 5는 본 발명의 흡수식 열펌프의 GAX사이클 발생기 정류기의 조립상태를 사시도로 도시하며, 도 6은 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 정류기에서의 용액 흐름상태를 이해도로 도시하고 있다.

일반적으로 알려진 암모니아 흡수식 열펌프의 작동원리는 냉매(암모니아)가 증발할 때 발생되는 증발열을 흡수용액(물 또는 희용액)에 흡수시켜 열을 빼앗고, 흡수된 열을 적절한 냉각수단(쿨링 타워 또는 공랭냉각장치)을 이용하여 그 열을 외부로 방출하여 냉매가 증발할 때 열을 빼앗겨 냉각된 증발기(30)에 적절한 열교환을 시켜 냉방 또는 냉동에 이용하고, 냉매(암모니아) 흡수을 통해 암모니아 농도가 높아진 흡수용액은 적절한 가열수단을 통해 재생하도록 한다.

암모니아를 냉매로 이용하고 물을 흡수액으로 이용한 흡수액으로 이용한 흡수식 공조장치는 냉매증기(암모니아 증기)를 발생시키는 발생기(10)와, 이를 순도 높은 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기(40)서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기(110), 상기 응축기(110)에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기(30)로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기(100)로 이동하고, 상기 증발기(30)의 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기(30), 이 흡수기(100)로 이동한 냉매증기는 발생기(10)에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기(100)로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며, 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하는 흡수기(100) 및 농도가 높아진 암모니아 수용액을 발생기(10)로 보내는 용액펌프(70)로 구성된다.

본 발명의 흡수식 열펌프는 발생기(10)에서 가스연소에 의해 가열되어 비등점이 낮은 냉매인 암모니아는 증발하고 암모니아 농도가 감소한 용액(약용액)이 얻어진다.

이 용액은 흡수기로 보내어지고 발생기에서 발생된 냉매 증기는 암모니아 외에 수증기를 상당히 함유하고 있으므로 정류기(40)에서 암모니아 순도를 보다 증가시켜 응축기(110)로 보낸다. 농도가 99.8%정도로 증가된 암모니아 증기는 응축기(110)에서 응축이 되며, 응축된 냉매는 팽창밸브를 통하여 증발기(30)로 보내어져 증발기 전열관에서 증발하며 냉각 효과를 얻게 된다.

증발된 암모니아 냉매는 냉매 열교환기를 거쳐 흡수기(100)로 유입되어 흡수기에 공급된 흡수용액(약용액)에 흡수된다. 흡수기에서 흡수된 흡수열은 열교환장치에 의해 대기에 방출된다. 흡수기에서 농도가 높아진 흡수용액(강용액)은 용액펌프에 의해 발생기(10)로 유입되어 재생과정을 반복 수행하도록 사이클이 구성되고 이러한 사이클을 통해 냉방이 유지된다.

이 냉방사이클을 본 발명에서는 다음과 같이 실시한다.

내통과 외통으로 구성되는 발생기(10)에서 암모니아 용액은 가스 버너에 의해 내통이 가열되면서 용액의 온도가 상승하는데 암모니아 용액은 농도의 차이에 의해 상부측에 위치한 암모니아 용액은 농도가 높아져 강용액이 되고, 하측으로의 암모니아 용액 농도가 희박해져 각 층류단은 각기 다른 농도로 변화하게 되며, 층류단 최하단에는 가장 암모니아 농도가 희박한 약용액이 위치하게 되며, 이 약용액은 층류단에 구비한 발생기 코일 하부에 구비한 약용액입구를 통해 발생기내의 압력으로 흡수기로 이동된다.

상기 발생기(10)에서 가스 버너 열에 의해 증기화한 암모니아 가스는 상승하여 발생기(10) 상부에 위치한 용액 공급부(600)에 이르러 용액 공급단 외부면에 구비한 암모니아 가스 통로를 통해 정류단(700)에 구비한 암모니아 가스 통로를 통해 정류단에 흐르는 용액을 통과하면서 상승하고 이를 반복하여 정류되면서 상승한다.

한편, 정류단(700)에 공급되는 암모니아 용액의 순환경로를 보면, 우선 응축 정류기(520)에서 응축된 암모니아 용액과 정류단 상부와 배관에서 일부 응축된 것과, 용액펌프에서 주로 공급되는 것으로 나눌 수 있다.

여기서, 각각의 정류단(700) 별로 암모니아 용액의 농도 차이가 있으므로, 정류단 별로 공급농도가 같아야 한다.

본 발명에서와 같이 정류단(700)이 3개로 구성되는 경우, 정류단 상부와 배관에서 흘러 내리는 일부 용액은 정류단(700) 최상부에, 응축 정류기(520)에서 들어오는 것은 위에서 2번째 정류단(700)에 들어오도록 하고, 용액펌프에서 공급되는 것은 용액 공급단(600)으로 들어 오도록 구성한다.

물론, 용액펌프에서 공급되는 암모니아용액의 양이 가장 크다.

정류단에 흐르는 용액을 통과하면서 상승하고 이를 반복하여 정류되면서 상승한 암모니아 가스는 발생기(10) 상부에 구비한 파이프를 통해 응축정류기(520)로 이동하고, 응축정류기(520) 외측 내벽면으로 이동한 암모니아 가스는 방향을 반대로 바꾸어 응축정류기(520) 내통에 위치한 환형태의 응축코일(521)과 충진재를 통과하면서 일부 수증기를 함유한 암모니아 가스의 수증기를 응축하여 순도 높게 증류되고 공냉 냉각 응축기(100) 또는 응축기로 이동한다.

상기 응축정류기(520)에서 응축한 수증기는 액화되어 응축정류기(520) 하부에 모이고 이 액상의 용액은 정류기 상부로 공급되어 재차 정류된다.

응축기(110)로 이동한 암모니아 가스는 응축기에서 응축하여 액 상태의 냉매가 되어 냉매열교환기(80)로 이동하면서, 증발한 냉매와 열교환을 하고 팽창밸브(99)를 통과하면서 증발기로 들어가 증발기코일 내에서 증발한다.

냉매가 증발하면서 증발코일은 냉각되고 이 냉각코일 위해 실내기에서 유입한 매체를 증발기 코일과 열교환을 통해 냉각된 매체를 실내기로 보내어 실내기의 열교환기를 통해 냉방을 실시한다.

증발기(30)에서 증발한 암모니아 가스는 흡수기(100)로 이동하여 흡수기(100)에 공급된 약용액에 흡수되어 습수기 하면에 모이게 되고, 암모니아 가스를 함유한 약용액은 흡수기 공냉 냉각코일(104)로 이동하여 냉각되면서 암모니아가스가 약용액에 용해되면서 암모니아 농도가 높은 강용액이 된다. 상기한 과정은 흡수기(100)에서 흡수한 열을 공냉 냉각코일(104)의 열교환을 통해 대기중으로 열을 방출하게 된다.

상기 강용액은 용액펌프(70) 가압력에 의해 응축정류기의 응축코일(521)를 통과해 암모니아 가스의 수증기를 응축하고 흡수기 열교환코일로 이동하고 열을 흡수하여 정류부 상부로 공급된다.

정류부(340) 상부에 공급된 강용액은 용액공급단(600)에 공급되고 공급단에 구비한 용액공급구멍(601) 또는 공급노즐을 통해 환형의 GAX발생기(90) 코일위에 뿌려지면서 GAX발생기 코일과 열교환을 거쳐 하강하고 재생과정을 이룬다.

발생기(10) 하부에 위치한 버너는 발생기 하부를 가열하고 연소가스는 내통을 따라 상승하면서 배기구를 통해 배기된다.

여기에서 정류부(340)라 함은 여러개의 정류단(700)으로 구성된 정류기가 위치한 부분을 말한다.

응축정류기(520)는 일체형 발생기 상단에 배관으로 연결된 원통형의 열교환(응축)장치이다.

주지한 바와같이 암모니아 흡수식 열펌프의 효율은 매우 순도가 높은 암모니아 가스를 발생시켜야 만족된다.

따라서, 발생기 하부에서부터 발생기 위쪽 방향으로 갈수록 높은 순도의 암모니아 가스가 상승하도록 하고, 특히 정류단(700)에 이르러 하향으로 흐르는 암모니아 용액과 접촉하여 더 순도 높은 암모니아 가스가 상승하도록 함, 이 암모니아 가스는 응축정류기(520)로 들어가서 암모니아 가스 성분중에 일부 함유된 수증기를 응축시켜 다시 정류단(700)상부로 흐르도록 하여 암모니아 순도가 99.8%이상이 되도록 하는 것이다.

이러한 과정을 순환하는 본 발명의 정류단(700)은 도 3 내지 도 4b에서와 같이 원판형으로 다수개가 중첩되게 구성되며, 그 설치 위치는 일체형 발생기로 제작하는 경우 최하단에 발생기(10), 중상단에 위치된 GAX 코일, 일체형 발생기 상단부에 위치시키게 된다.

즉, 원판형으로 내측과 외측을 접어 올려 상부가 트여진 접시형으로, 내부에서 암모니아 용액의 흐름 공간을 마련하고, 한쪽 면에 암모니아 용액이 다음 정류단으로 흘러가도록 용액이동통로(701)를 만들게 된다.

이 용액이동통로(701)는 일정 수위의 암모니아 용액 흐름이 정류단(700)에서 이루어지도록 용액이동통로(701) 원주에 턱(702)을 구비하고, 용액 이동통로의 하부 길이가 다음 하면의 정류단의 암모니아 가스의 이동구멍(703)을 다수개 뚫게 된다.

이 암모니아 가스의 이동구멍(703)들은 하면에서 올라오는 암모니아 가스가 일정 수위를 유지하는 암모니아 용액과 접촉하며 이동시키는 것이다.

따라서, 암모니아 용액이 한쪽 면에서 다른 쪽에 설치한 용액이동통로(701)로 이동함으로써 용액 흐름 경로가 결정되어 용액 흐름과 암모니아 가스의 흐름이 반대가 되어 정류된다.

생성된 암모니아 가스는 상부로 이동하면서 일정 수위의 액중을 통과하여 순도가 높아지면서 이동하게 되어 순도 높은 암모니아 가스를 생성할 수 있다.

한편, 각각의 정류단(700)은 내측과 외측의 원주에 따라 턱(705)을 두어 정류단(700)들이 일정한 간격으로 끼워져 다수개가 중첩되며 조립되도록 하고, 니켈브레이징 방법에 의해 접촉부가 결합되도록 함으로써, 정류단(700) 간격이 일정하고, 이미 조립된 정류기를 발생기 또는 정류기 내부에 조립함으로써 조립이 용이하게 되는 것이다.

이와 같이 니켈에 의한 브레이징 방법에 의해 정류기가 성형되면 내부와 외부가 반 밀폐형 구조를 갖게 되어 암모니아 순도를 높이는 수단을 제공한다.

니켈 브레이징은, 각 정류단(340)과 용액공급통로(701) 및 용액공급단(600)을 대충 끼워서 가 조립한 상태에서 각 틈새에 용재로써 니켈 브레이징 필러를 공급하게 된다.

니켈 브레이징 필러는 재질이 Ni-5을 사용하고 페이스트상의 경우는 바르고 와이어를 사용하는 경우에는 상부에 고정, 위치시킨다.

그리고, 진공로에 넣어 가열하면 니켈 브레이징 필러가 녹아서 결합 틈새에 스며들어 용접되는 것이다.

니켈 브레이징의 특징은 부식현상이 없다.

동은 암모니아와 반응되어 부식되는 현상이 심하므로 니켈을 용재로 이용하게 된다.

한편, 각각의 정류단(700) 용액통로부에 통로부를 암모니아 용액이 일정 수위를 유지하는 턱과, 다음 정류단의 암모니아 용액 수위까지 길이가 되도록 프레스 가공 등의 소성가공에 의해 통로부를 성형하기 위해서는 소성 변형량이 과다하여 가공이 어렵고, 용접들에 의한 일반적인 조립 방법 또한 변형량이 커서 형상이 변형되기 쉽다.

하지만 마디가 있는 튜브 형태로 가공하여 억지 끼움이나, 니켈 브레이징 방법에 의해 접촉부가 결합되도록 성형하면, 우선 마디가 있는 튜브를 가공하는 것은 금형에 의한 성형으로 가공이 일단 용이하고 이를 정류단에 프레스 가공에 의해 자리를 마련한 곳에 억지 끼움에 의한 조립이 가능하고, 정류기 브레이징 조립시 같이 브레이징 하여 조립이 간단하다.

또한, 상기한 정류단(700)을 프레스 가공에 의해 가공하여 일정 규격의 제품생산이 가능하고, GAX 사이클을 이용한 경우 정류단 하단에 프레스 가공에 의해 성형된 용액 공급단(600)이 정류기 브레이징 조립시 동시에 조립되도록 하여 조립공정이 간단하다.

그리고, 상기 용액공급단(600)은 정류단(700)과 같이 내측과 외측을 접어 올려, 암모니아 용액의 보유 공간을 마련하고, 용액 공급단 밑면 원주 상에 구멍(601)을 여러개 두어 암모니아 용액을 하부의 GAX 발생기 코일에 고루 공급하도록 구비하여 용액 유량이 공급구의 직경과 개수에 의해 결정되고, 조립 턱을 두어 정류단과 조립이 용이하다.

여기서, 정류단(700)에 형성된 암모니아 가스 이동구멍(703)에 의해 암모니아 용액이 누설되어 정류단에 용액이 일정 수위를 유지할 수 있는 이유와, 암모니아 가스가 이동경로를 통과하여 순환될 수 있는 이유를 살펴보면 다음과 같다.

우선, 발생기(10) 또는 일체형 발생기에서 암모니아 가스의 흐름은 위쪽 방향으로 이동하게 되는데, 이는 발생기(고압부)와 흡수기(저압부)의 압력차이(약 1.2-1.3 Mpa)로 이동하게 된다.

발생기(10) 하부에서부터 상부로 이동하는 암모니아 가스는 정류단(700)에 이르게 된다.

한편, 본 발명의 정류단(700)의 구성을 살펴보면 용액이동통로(701)의 하부끝단(704)이 다음 하면에 있는 정류단(700) 바닦 윗면과 일치하도록 하여, 용액이동통로(701)의 하부는 정류단(700)에 일정 수위를 유지하고 있는 용액 중에 잠기도록 구성되어 있다.

따라서, 각 정류단(700) 내부가 압력의 차이를 갖도록 구성되어 있으므로, 위로 갈수록 정류단의 압력은 떨어진다.

하나의 정류단(700)에서 보면 정류단 내부는 동(同압)력으로 암모니아 수용액은 중력에 의해 아래에 위치하며, 용액이동통로(701)에 의해 일정한 수위를 유지하는 암모니아 용액은 이에 넘쳐 위치수두가 하부 정류단 압력수두보다 크게 될 때 하면으로 이동하게 된다.

암모니아 가스는 정류단(700)과의 압력 차이로 인해 상면 정류단으로 이동하는데, 여기서 이동하는 통로가 되는 가스의 이동구멍(703)을 통해 암모니아 용액을 통해 암모니아 용액을 밀고 올라간다.

이때, 이동구멍(703)의 크기의 개수를 가스 이동이 가능한 조건에 맞추어 적절히 조절하는 것이 중요하다.

그 조건으로, 상기 이동구멍(703)의이 지나치게 되면 정류단 별로 압력의 차이가 작아져서 효과가 없으며, 도리어 용액의 이동통로가 되기 쉽게 되는 것이다.

이동가스는 용액과 접촉하여 그 순도가 높아져야 하며, 그 크기와 개수가 작게 되면 용액이동통로를 통해 정류단의 압력이 암모니아 용액의 수면을 밀어 내리고 상부의 정류단으로 용액과 암모니아 가스를 밀어 올리게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 소형 암모니아 흡수식 열펌프의 적용 외에도 소형의 정류기에 적용이 가능하며, 대형의 암모니아 흡수식 열펌프에도 사용 할 수 있으며, 본 발명에서와 같이 GAX 사이클을 이용한 것 외의 모든 암모니아 흡수식 열펌프에 적용 가능하는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 연소가스의 통과로 용액을 재생하는 발생기(10)와;

   고순도를 갖는 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기(40)와;

   이 정류기(40)에서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기(110);

   상기 응축기(110)에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기(30)로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기(100)로 이동하고, 상기 증발기(30)의 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기(30)와;

   상기 흡수기(100)로 이동한 냉매증기는 발생기(10)에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기(100)로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하여 농도가 높아진 암모니아 수용액을 발생기(10)로 보내어져 냉방사이클을 이루는 용액펌프(70)와;

   암모니아 가스가 용액과 접촉하여 이동시키는 정류단(700)으로 구성된 것에 있어서;

   상기 정류단(700)은 원판형으로 내측과 외측을 접어 올려, 암모니아 용액의 흐름 공간을 마련하고, 어느 치우친 일측에 암모니아 용액이 다음 정류단으로 흘러 가도록 용액이동통로(701)로 만들고 이 용액이동통로(701)는 일정 수위의 암모니아 용액 흐름이 정류단(700)에서 이루어지도록 용액이동통로(701) 원주에 턱(702)을 구비하고, 용액이동통로(701)의 하부 끝단(704)이 다음 하면에 있는 정류단(700) 바닦 윗면과 일치하도록 하여, 용액이동통로(701)의 하부는 정류단(700)에 일정 수위를 유지하고 있는 용액 중에 잠기도록 하며, 정류단(700)에는 암모니아 가스의 이동구멍(703)을 다수개 구비하여, 하면에서 올라오는 암모니아 가스가 일정 수위를 유지하는 암모니아 용액과 접촉하고 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 암모니아를 이용한 흡수식 열펌프 정류기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 정류단(700)에 내측과 외측의 원주에 따라 턱(705)을 두어 정류단(700)들이 일정한 간격으로 끼워져 조립이 되도록 하고, 그 접촉부는 니켈 브레이징에 의해 결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 암모니아를 이용한 흡수식 열펌프의 정류기.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 정류단(700)은 용액 이동 통로를 마디가 있는 튜브 형태성형하여 억지 끼움으로 결합부가 상호 결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 암모니아를 이용한 흡수식 열펌프의 정류기.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 정류단(700)은 프레스로 성형되어, 용액 공급단이 정류기의 브레이징 조립시에 동시 조립되도록 구성됨을 특징으로 하는 암모니아를 이용한 흡수식 열펌프의 정류기.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 정류단(700)은 외주면상에 다수의 구멍을 두어 암모니아 가스 통로(601)를 구성하여 용액공급단(600)으로 설치됨을 특징으로 하는 암모니아를 이용한 흡수식 열펌프의 정류기.