KR100345089B1 - 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치 및 그방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매와 흡수제를 혼합하여 희석 용액을 만드는 흡수기와, 상기 희석 용액을 압송하여 순환시키는 용액 펌프와, 상기 희석 용액을 예열하는 열교환기와, 상기 열교환기를 통해 공급된 희석 용액을 가열하여 분리하고 저온 재생기를 거쳐 흡수기로 공급하는 고온 재생기를 포함하는 흡수식 냉온수기에 있어서, 용액 펌프의 운전을 정지하지 않고 인버터 방식으로 회전수를 조정하여 고온 재생기의 액면 수위를 제어함으로써, 액면 수위를 최적의 상태로 유지하고 전력 및 버너 연료의 소모를 최소할 수 있도록 하기 위하여, 상기 고온 재생기에 설치된 전극봉을 이용하여 농축 용액의 액면 수위를 측정하고, 상기 전극봉에 의해 측정된 시그널과 제어부의 설정값을 비교 판단하여 인버터부를 제어하며, 상기 인버터부를 통해 용액 펌프의 회전수를 모터 동기 속도의 10∼100%까지 변속 제어하여 흡수기에서 토출되어 고온 재생기로 보내지는 희석 용액의 공급량을 제어하는 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치 및 방법을 제안한다.

Description

흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치 및 그 방법{liquid level control system of regenerator for absorption system cooling heating water unit and method for controling the same}

본 발명은 고온 재생기의 액면 수위를 감지하여 용액 펌프의 회전수를 인버터 방식으로 제어하므로, 액면 수위를 적절히 유지하고 그에 따라 전력 및 버너 연료의 사용을 최소할 수 있도록 하는 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

흡수식 냉온수기는 물을 냉매로 사용하고 리튬브로마이드(Lithium Bromide)를 흡수제로 사용하며, 버너나 고온의 물 또는 가스 등을 가열원으로 사용하여 냉수를 만드는 장치로서, 종래 공지된 구성이 대한민국 등록특허공보 10-193185에 개시되어 있다.

도 1은 종래 공지된 흡수식 냉온수기의 개략적인 구성을 보여준다.

도시한 바와 같이 흡수식 냉온수기의 구성은 냉수와의 열교환에 의해 냉매를 증발시키는 증발기(1)와, 상기 증발기(1)에서 발생된 냉매 증기를 흡수제로 흡수시켜 희석 용액을 만드는 흡수기(2)와, 흡수기(2)에서 발생한 희석 용액을 예열하는 저온 열교환기(3) 및 고온 열교환기(4)와, 상기 저온 및 고온 열교환기를 거쳐 공급되는 희석 용액을 농축 용액과 증기로 만드는 고온 재생기(5) 및 저온 재생기(6)로 이루어진다.

여기서 고온 재생기(5)는 고온 열교환기(4)에서 예열된 희석 용액을 버너(7)로 재가열시켜 고온 증기와 농축 용액으로 분리하고, 이때 발생된 고온 증기를 저온 재생기(6)로 보내며, 농축 용액은 고온 열교환기(4)를 통과하면서 저온 열교환기(3)에서 올라오는 묽은 용액을 가열하고 냉각되어져 저온 재생기(6)로 보내진다.

저온 재생기(6)는 고온 열교환기(4)에서 예열된 희석 용액을 고온 재생기(5)로부터 공급된 냉매 고온 증기에 의해 재가열하고, 이때 발생한 증기를 응축기(8)로 보내며, 또한 농축 용액을 저온 열교환기(3)로 보낸다. 저온 열교환기(3)로 보내진 농축 용액은 흡수기(2)에서 올라오는 묽은 용액을 가열하고 진한 용액으로 농축되어져 다시 흡수기(2)로 뿌려지고 증발기(1)에서 발생한 냉매 증기를 흡수하여 희석 용액으로 되므로 반복 순환되어진다.

응축기(8)는 저온 및 고온 재생기(6)(5)로부터 공급된 냉매 증기를 튜브내를 흐르는 냉각수를 이용하여 응축시켜 증발기(1)로 공급하므로 반복 순환되도록 한다. 냉매를 순환시키기 위해 증발기(1)로 공급되는 배관에는 냉매 펌프(9)를 설치하고, 농축(희석) 용액을 순환시키기 위해 흡수기(2) 배관에는 용액 펌프(10)를 설치한다.

이와 같이 구성된 종래의 흡수식 냉온수기에서는 고온 재생기(5) 내부의 농축 용액의 액면 수위를 제어하기 위해, 레벨을 감지하는 전극봉(11)에 의해 용액 제어변(12)을 개폐하고, 그에 따라 용액 펌프(10)의 운전 및 정지를 실행하여 수위를 제어한다.

그러나 종래의 고온 재생기(5)의 수위 조절방법은 수위 변화에 따라 용액 펌프(10)의 잦은 운전 및 정지를 반복 실행함에 따라, 구동부의 탄소 카본 베어링의 마모가 빠르게 진행되어 수명이 단축되고 운전 특성이 저하되는 문제점이 있다.

또한 용액 펌프의 운전 및 정지에 따라 큰 기동 전력을 소모하게 되고, 마찬가지의 이유로 고온 재생기(5) 버너의 연료 소모가 증가하는 문제점이 있다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 용액 펌프의 운전을 정지하지 않고 인버터 방식으로 회전수를 조정하여 고온 재생기의 액면 수위를 제어함으로써, 액면 수위를 최적의 상태로 유지하고 전력 및 버너 연료의 소모를 최소할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 냉매와 흡수제를 혼합하여 희석 용액을 만드는 흡수기와, 상기 희석 용액을 압송하여 순환시키는 용액 펌프와, 상기 희석 용액을 예열하는 열교환기와, 상기 열교환기를 통해 공급된 희석 용액을 가열하여 분리하고 저온 재생기를 거쳐 흡수기로 공급하는 고온 재생기를 포함하는 흡수식 냉온수기에 있어서, 상기 고온 재생기에서 분리된 농축 용액의 액면 수위를 측정하는 전극봉과, 상기 전극봉에 의해 측정된 수위와 설정값을 비교 판단하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 제어되어 용액 펌프의 모터 회전수를 변속 제어하는 인버터부를 포함하는 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치를 제안한다.

또한 본 발명에서는 상기 고온 재생기에 설치된 전극봉을 이용하여 농축 용액의 액면 수위를 측정하는 단계와, 상기 전극봉에 의해 측정된 시그널과 제어부의 설정값을 비교 판단하는 단계와, 상기 제어부의 제어 시그널을 받는 인버터부를 이용하여 용액 펌프의 회전수를 모터 동기 속도의 10∼100%까지 변속 제어하여 흡수기에서 토출되어 고온 재생기로 보내지는 희석 용액의 공급량을 제어하는 단계를 포함하는 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어방법을 제안한다.

도 1은 일반적인 흡수식 냉온수기를 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치를 도시한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2-흡수기 3-저온 열교환기

4-고온 연교환기 5-고온 재생기

10-용액 펌프 11-전극봉

13-제어부 14-인버터부

이하 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어 종래 기술의 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 흡수식 냉온수기를 보여주고 있다.

도시한 바와 같이 본 발명의 흡수식 냉온수기는 흡수기(2)를 통해 증발기(1)에서 발생한 냉매 증기와 흡수제를 혼합하여 희석 용액을 만들고, 상기 희석 용액을 용액 펌프(10)를 이용하여 압송 순환하며, 상기 희석 용액을 저온 열교환기(3)로 보내 저온 재생기(6)로부터 공급된 농축 용액에 의해 예열하고, 다시 상기 희석 용액을 고온 열교환기(4)로 보내 고온 재생기(5)에서 내려온 중간 용액에 의해 가열한 후 고온 재생기(5)로 이송한다.

고온 재생기(5)에서는 상기 희석 용액을 버너(7)의 연소열로 가열하여 분리하고, 여기서 발생된 냉매 증기는 저온 재생기(6)를 거쳐 증발기(1) 상부로 분사되어 냉수로부터 열을 빼앗아 증발하고 흡수기(2)에서 흡수제와 혼합되어진다.

또 고온 재생기(5)에서 발생된 농축 용액은 고온 열교환기(4)를 통과하면서 저온 열교환기(3)에서 올라오는 묽은 용액을 가열하고 냉각되어져 저온 재생기(6)로 보내지고, 저온 열교환기(3)를 통하면서 흡수기(2)에서 올라오는 묽은 용액을 가열하고 진한 용액으로 농축되어져 흡수기(2)로 분사되므로 증발기(1)에서 발생한 냉매 증기를 흡수하여 희석 용액으로 된다.

이렇게 구성된 흡수식 냉온수기에서 본 발명의 고온 재생기 수위 제어장치 및 방법은 고온 재생기(5)의 농축 용액의 액면 수위를 조절하는 방안으로, 용액 펌프(10)의 운전을 정지시키므로 발생하였던 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 용액 펌프(10)의 모터 회전수를 변속 제어하는 방법을 제안한다.

이를 위하여 본 발명의 고온 재생기 수위 제어장치는 고온 재생기(5)에 5본(high-high, high, low, low-low, common)의 전극봉(11)을 설치하여 농축 용액의 액면 수위를 측정하고, 상기 전극봉(11)에 의해 측정된 수위와 설정값을 비교 판단하는 제어부(13)를 설치하며, 상기 제어부(13)의 시그널에 의해 동작하고 용액 펌프(10)의 모터 회전수를 변속 제어하는 인버터부(14)를 설치하여 이루어진다.

인버터부(14)는 상용 전원의 교류를 컨버터에서 직류로 변환하여 이것을 급전하여 모터의 회전수를 제어하는 것으로서, 모터 회전수를 자유 자재로 변화시켜 용액 펌프(10)의 능력을 무단계로 제어할 수 있다.

이에 따라 본 발명의 고온 재생기 수위 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 고온 재생기(5)에 설치된 5본 전극봉(11)을 이용하여 농축 용액의 액면 수위를 high-high, high, low, low-low, common 레벨로 측정한다.

제어부(13)는 상기 전극봉(11)에 의해 측정된 값을 미리 정해진 설정값과 비교 판단하고 그 제어 시그널을 인버터부(14)로 보낸다.

인버터부(14)에서는 상기 제어부(13)의 제어 시그널에 따라 용액 펌프(10)의 회전수를 모터 동기 속도의 10∼100%까지 변속 제어한다. 이에 따라 흡수기(2)에서 토출되어 고온 재생기(5)로 보내지는 희석 용액의 공급량을 자동 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 인버터부에 의한 제어방식을 채용하므로 용액 펌프의 운전을 정지시키지 않은 상태에서 고온 재생기의 액면 수위를 최적의 상태로 조절 및 유지하는 효과를 얻을 수 있다.

또 본 발명에 의하면 용액 펌프의 운전을 정지시키지 않으므로 전력의 소모와 버너 연료의 소모를 최소화하여 운전비용을 절감할 수 있으며, 펌프의 내구 수명을 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 냉매와 흡수제를 혼합하여 희석 용액을 만드는 흡수기, 상기 희석 용액을 예열하는 열교환기, 상기 열교환기를 통해 공급된 희석 용액을 가열하여 분리하고 저온 재생기를 거쳐 흡수기로 공급하는 고온 재생기를 포함하는 흡수식 냉온수기에서 상기 고온 재생기에서 분리된 농축 용액의 액면 수위를 측정하는 전극봉과, 상기 전극봉에 의해 측정된 수위와 설정값을 비교 판단하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 희석 용액을 압송하여 순환시키는 용액 펌프가 구비된 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치에 있어서,

   상기 용액 펌프의 운전을 정지하지 않고 인버터 방식으로 회전수를 조정 가능하도록 용액 펌프의 모터 회전수를 변속하는 인버터부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치.
2. 냉매와 흡수제를 혼합하여 희석 용액을 만드는 흡수기, 상기 희석 용액을 예열하는 열교환기, 상기 열교환기를 통해 공급된 희석 용액을 가열하여 분리하고 저온 재생기를 거쳐 흡수기로 공급하는 고온 재생기를 포함하는 흡수식 냉온수기에서 상기 고온 재생기에 설치된 전극봉을 이용하여 농축 용액의 액면 수위를 측정하고, 상기 전극봉에 의해 측정된 시그널과 제어부의 설정값을 비교 판단하여 용액펌프를 작동시킴으로써 고온 재생기의 수위를 제어하도록 된 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어방법에 있어서,

   상기 용액 펌프의 모터 회전수를 변속하는 인버터부를 구성하고, 상기 인버터부에서 상기 제어부의 제어 시그널을 받아 용액 펌프의 회전수를 모터 동기 속도의 10∼100%까지 변속 제어하여 흡수기에서 토출되어 고온 재생기로 보내지는 희석 용액의 공급량을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어방법.