KR100364717B1

KR100364717B1 - expansion valve of ammonia absorption-type heat punp

Info

Publication number: KR100364717B1
Application number: KR1019990033960A
Authority: KR
Inventors: 고철수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2002-12-16
Also published as: KR20010018139A

Abstract

본 발명은 암모니아 흡수식 히트펌프에서 냉각수와 냉수라인에 설치되어 열팽창으로 인한 열응력을 방지하는 역할을 하는 팽창탱크에 관한 것으로, 하나의 팽창탱크로 냉각수 라인과 냉수 라인에 공용으로 연결하여 사용할 수 있게 함으로서 시스템의 소형화가 가능해지도록 한 것이다.The present invention relates to an expansion tank installed in the cooling water and the cold water line in the ammonia absorption heat pump to prevent thermal stress due to thermal expansion, so that the expansion tank can be connected to the cooling water line and the cold water line in common. By doing so, the system can be miniaturized.

본 발명은 재생기, 응축기, 증발기, 용액가열 재생기, 아너라이저, 정류기, 수냉흡수기, 용액냉각 흡수기, 지에이엑스 재생 및 흡수기, 냉매 열교환기, 냉각수 및 냉수라인등으로 구성된 암모니아 흡수식 히트펌프에 있어서, 상기 냉각수 라인과 연결된 냉각수 탱크와 상기 냉수 라인과 연결된 냉수 탱크 사이에 각 탱크의 체적이 가변될 수 있는 완충재를 설치하여서 된 암모니아 흡수식 히트펌프의 팽창탱크이다.The present invention is an ammonia absorption heat pump composed of a regenerator, a condenser, an evaporator, a solution heating regenerator, an analyzer, a rectifier, a water cooling absorber, a solution cooling absorber, a GS regeneration and absorber, a refrigerant heat exchanger, a cooling water and a cold water line, and the like. An expansion tank of an ammonia absorption heat pump, which is provided between a cooling water tank connected to a cooling water line and a cold water tank connected to the cold water line, and a buffer material capable of varying the volume of each tank.

Description

Expansion valve of ammonia absorption-type heat punp

본 발명은 암모니아 흡수식 히트펌프에 관한 것으로, 특히 냉각수와 냉수 라인에 설치되어 열팽창으로 인한 열응력을 방지하는 역할을 하는 팽창탱크에 관한 것이다.The present invention relates to an ammonia absorption heat pump, and more particularly, to an expansion tank installed in cooling water and cold water lines to prevent thermal stress due to thermal expansion.

일반적으로 암모니아 지에이엑스(GAX : Generator Absorber Heat Exchanger)흡수식 히트펌프는 도 1과 같이 크게 나누어 재생기(1), 응축기(2), 증발기(3), 용액가열 재생기(4), 아너라이저(Analyzer)(5), 수냉흡수기(6), 용액냉각 흡수기(7), GAX흡수 및 재생기(8), 냉매 열교환기(9)등으로 구성되어 있다.Generally, GAX (Generator Absorber Heat Exchanger) absorption heat pump is divided into regenerator (1), condenser (2), evaporator (3), solution heating regenerator (4), analyzer as shown in FIG. (5), a water cooling absorber 6, a solution cooling absorber 7, a GAX absorption and regenerator 8, a refrigerant heat exchanger 9, and the like.

상기에서 재생기(1)는 냉매인 암모니아를 분리시키는 역할을 하는데, 버너 (10)에서 열을 가해주면 암모니아 농도가 강한 용액(이하"약용액"이라함)이 얻어지고 이 용액은 GAX흡수 및 재생기(8)의 상단으로 보내지기 전에 용액가열 재생기(4)를 지나면서 일부가 발생하게 되고 이러한 과정을 통해 재생기(1)에서 재생과정에 필요한 열량이 감소하게 된다.The regenerator 1 serves to separate ammonia, which is a refrigerant, and when the burner 10 is heated, a solution having a high ammonia concentration (hereinafter referred to as "medical solution") is obtained and the solution is a GAX absorber and regenerator. Before being sent to the top of (8), a portion is generated while passing through the solution heating regenerator 4 and through this process, the amount of heat required for the regeneration process in the regenerator 1 is reduced.

이때 암모니아와 물의 비등점차가 크지 않기 때문에 재생기(1)에서 발생된 냉매증기에는 수분이 상당량 포함되어 있게 되며, 이 냉매증기는 용액가열 재생기 (4)와 아너라이저(5)를 통과하는 동안 재생기(1) 칼럼 상부로 부터 떨어지는 강용액과 접촉하면서 1차적으로 냉매의 순도가 높아지고 정류기(11)에서 암모니아 냉매증기의 농도를 보다 증가시켜 응축기(2)로 보낸다.At this time, since the boiling point difference between ammonia and water is not large, the refrigerant vapor generated from the regenerator 1 contains a considerable amount of water, and the refrigerant vapor is supplied to the regenerator 1 while passing through the solution heating regenerator 4 and the analyzer 5. In contact with the strong solution falling from the top of the column, the purity of the refrigerant is first increased, and the concentration of the ammonia refrigerant vapor is further increased in the rectifier 11 and sent to the condenser 2.

상기와 같이 응축기(2)로 보내진 냉매증기는 응축기(2)에서 냉각수에 의해 응축되어 액냉매로 된다.As described above, the refrigerant vapor sent to the condenser 2 is condensed by the cooling water in the condenser 2 to become a liquid refrigerant.

또한 응축기(2)로 부터 냉매 열교환기(9)를 지난 액냉매는 증발기(3)에서 다시 증발되어 냉매증기를 생성하는데, 이때 필요한 열량은 실내기(도시는 생략함)로 부터 냉방을 수행하고 온도가 상승되어 들어오는 냉수로 부터 공급받게 된다.In addition, the liquid refrigerant passing through the refrigerant heat exchanger (9) from the condenser (2) is evaporated again in the evaporator (3) to generate refrigerant steam, in which the required amount of heat is cooled from the indoor unit (not shown) and temperature Is fed from the incoming cold water.

그리고 열량을 빼앗긴 냉수는 다시 온도가 떨어진 후 실내기로 보내져 냉방을 수행하게 된다.The cold water deprived of heat is sent back to the indoor unit after cooling to perform cooling.

한편 증발된 냉매증기는 냉매 열교환기(9)를 거쳐 수냉 흡수기(6) 하부로 유입된 후 상부로 부터 액막을 이루면서 떨어지는 약용액에 흡수된다.Meanwhile, the evaporated refrigerant vapor is introduced into the lower portion of the water cooling absorber 6 through the refrigerant heat exchanger 9 and then absorbed by the falling chemical solution as a liquid film from the upper portion.

상기 흡수기중 수냉 흡수기(6)는 냉각수에 의해 약용액에 흡수되면서 발생하는 흡수열을 외부로 방출하며, 용액냉각 흡수기(7)는 재생기(1)로 부터 보내져 온 약용액과 열교환을 하여 재생기로 유입되는 강용액의 온도를 높여준다.The water-cooled absorber (6) of the absorber releases the heat of absorption generated while being absorbed by the medicinal solution by the cooling water to the outside, the solution cooling absorber (7) exchanges heat with the chemical solution sent from the regenerator (1) to the regenerator Increase the temperature of the incoming river solution.

또한 GAX흡수 및 재생기(8)는 분지기(12)에서 분지된 용액과 약용액과의 열교환에 의해 냉매증기를 일부 발생시켜 재생기(1)에서 냉매 발생에 필요한 열량을 감소시켜 준다.In addition, the GAX absorption and regenerator 8 generates a portion of the refrigerant vapor by heat exchange between the solution branched in the branch 12 and the medicinal solution to reduce the amount of heat required to generate the refrigerant in the regenerator 1.

그리고 흡수기 하단부에서 흡수가 완료된 강용액은 용액탱크(13)로 보내지며, 용액펌프(14)에 의해 다시 펌핑되어 정류기(11)로 보내진다.And the absorbent steel solution is absorbed at the lower end of the absorber is sent to the solution tank 13, pumped again by the solution pump 14 is sent to the rectifier (11).

상기 냉매 열교환기(9)는 응축기(2)로 부터 나온 액냉매와 증발기(3)로 부터 나온 냉매증기와의 열교환을 통하여 액냉매를 증발기(3)내의 증발온도에 가깝게 내려주고 냉매증기의 온도는 흡수기의 포화온도 가까이 올려주어 흡수현상을 원활하게 하여준다.The refrigerant heat exchanger (9) lowers the liquid refrigerant close to the evaporation temperature in the evaporator (3) through heat exchange with the liquid refrigerant from the condenser (2) and the refrigerant vapor from the evaporator (3) and the temperature of the refrigerant vapor. The temperature increases near the saturation temperature of the absorber to facilitate absorption.

한편 상기와 같은 흡수식 시스템의 냉난방을 위해서는 냉,난방용 냉각수 및 냉수(온수)의 유로를 전환시키는 2개의 사방변(15)(16)이 필요하다.On the other hand, the cooling and heating of the absorption system as described above requires two sides 15, 16 to switch the flow path of cooling, heating cooling water and cold water (hot water).

또한 실내기(17)의 코일 내부는 냉방시 증발기(3)와 열교환을 한 냉수가 유입되고 난방시에는 응축기(2)와 흡수기에서 열교환을 한 온수가 유입되며, 실외기 (18)의 코일 내부는 냉방시 응축기(2)와 흡수기에서 열교환을 한 냉각수가 유입되고 난방시에는 증발기(3)에서 열교환을 한 냉각수가 유입된다.In addition, inside the coil of the indoor unit 17, the cold water that exchanges heat with the evaporator 3 is introduced during cooling, and when the heating is performed, hot water that is exchanged with the condenser 2 and the absorber is introduced, and the inside of the coil of the outdoor unit 18 is cooled. Cooling water heat exchanged in the condenser (2) and the absorber during the inflow, and the cooling water heat exchanged in the evaporator (3) during the heating.

즉, 냉방시에는 사방변(15)(16)의 실선을 따라 유로가 형성되고, 난방시에는 사방변의 점선을 따라 유로가 형성된다.That is, when cooling, the flow path is formed along the solid line of the four sides 15 and 16, and when heating, the flow path is formed along the dotted line of the four sides.

상기와 같은 흡수식 시스템에서 여름철에 냉방을 위한 냉각수는 입구 및 출구의 평균온도가 약 50도 근방에서 작동하므로 동배관 내부에서 열팽창을 하게되며 , 이러한 열에 의한 물의 부피 팽창으로 발생되는 동배관의 열팽창 응력을 방지하기 위해 펌프(19)의 입구측에 팽창탱크(20)를 설치하게 된다.In the absorption system, the cooling water for cooling in the summer is thermal expansion inside the copper pipe because the average temperature of the inlet and the outlet operates at about 50 degrees, and the thermal expansion stress of the copper pipe caused by the volume expansion of the water by the heat. In order to prevent the installation of the expansion tank 20 on the inlet side of the pump (19).

그러나 상기와 같은 종래의 암모니아 흡수식 히트펌프에서는 냉각수 라인과 냉수 라인에 각각 팽창탱크(20)가 설치되어 2개의 팽창탱크가 필요해 지는데, 상기 팽창탱크(20)의 부피는 증발기와 같은 하나의 플레이트 열교환기의 부피와 거의 비슷할 정도로 크기 때문에 시스템의 소형화에 제약요인으로 작용하는 문제가 있다.However, in the conventional ammonia absorption heat pump as described above, expansion tanks 20 are installed in the cooling water line and the cold water line, respectively, and two expansion tanks are required, and the volume of the expansion tank 20 is one plate heat exchanger such as an evaporator. Since it is large enough to be similar to the volume of the group, there is a problem that it is a limiting factor in the miniaturization of the system.

본 발명의 목적은 하나의 팽창탱크를 냉각수 라인과 냉수 라인에 공용으로 연결하여 사용할 수 있는 암모니아 흡수식 히트펌프의 팽창탱크를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an expansion tank of an ammonia absorption heat pump that can be used by connecting one expansion tank to the cooling water line and the cold water line in common.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 재생기, 응축기, 증발기, 용액가열 재생기, 아너라이저, 정류기, 수냉흡수기, 용액냉각 흡수기, 지에이엑스 재생 및 흡수기, 냉매 열교환기, 냉각수 및 냉수라인등으로 구성된 암모니아 흡수식 히트펌프에 있어서, 상기 냉각수 라인과 연결된 냉각수 탱크와 상기 냉수 라인과 연결된 냉수 탱크 사이에 각 탱크의 체적이 가변될 수 있는 완충재를 설치하여서 된 암모니아 흡수식 히트펌프의 팽창탱크가 제공된다.In accordance with an embodiment of the present invention for achieving the above object, a regenerator, a condenser, an evaporator, a solution heating regenerator, an analyzer, a rectifier, a water cooling absorber, a solution cooling absorber, a GS regeneration and absorber, a refrigerant heat exchanger, a cooling water and a cold water line, etc. An ammonia absorption heat pump comprising: an expansion tank of an ammonia absorption heat pump provided by a buffer material having a variable volume of each tank between a cooling water tank connected to the cooling water line and a cold water tank connected to the cold water line. .

도 1은 일반적인 암모니아 흡수식 히트펌프의 구성도1 is a block diagram of a general ammonia absorption heat pump

도 2는 본 발명에 따른 팽창탱크의 일 실시예를 나타낸 사시도Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of an expansion tank according to the present invention

도 3은 본 발명 팽창탱크의 작동을 나타낸 정면도Figure 3 is a front view showing the operation of the expansion tank of the present invention

도 4는 본 발명에 따른 팽창탱크의 다른 실시예를 나타년 정면도Figure 4 is a front view showing another embodiment of the expansion tank according to the present invention

도 5는 본 발명 팽창탱크의 설치상태도5 is an installation state of the expansion tank of the present invention

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 재생기 2 : 응축기1: regenerator 2: condenser

3 : 증발기 101 : 냉각수 탱크3: evaporator 101: cooling water tank

102 : 냉수 탱크 103 : 완충재102: cold water tank 103: buffer material

본 발명에 따른 팽창탱크는 도 2 와 도 3 및 도 4와 같이 냉각수 탱크(101)와 냉수 탱크(102) 및 상기 각 탱크 사이에 설치된 완충재(103), 그리고 냉각수 탱크(101)의 하단에 연결된 냉각수라인 연결관(104)과 냉수탱크(102)의 하단에 연결된 냉수라인 연결관(105)으로 구성되어 있다.Expansion tank according to the present invention is connected to the cooling water tank 101 and the cold water tank 102 and the buffer material 103 installed between each tank, and the lower end of the cooling water tank 101, as shown in Figures 2 and 3 and 4 The cooling water line connection pipe 104 and the cold water tank 102 is composed of a cold water line connection pipe 105 connected to the lower end.

상기 완충재(103)는 양쪽 냉각수 탱크(101)와 냉수 탱크(102)사이에 설치되어 물의 누설이 없으면서 각 탱크의 체적이 변화될 수 있도록 일정 두께를 가진 가변성이 있는 재질, 예를들어 스폰지와 같은 쿠션이 있는 재질로 되어 있으며, 이 재료의 표면은 양쪽 물탱크의 물끼리 서로 섞이지 않음은 물론 누수가 되지 않도록 표면처리가 되어있다.The buffer material 103 is installed between both cooling water tanks 101 and the cold water tanks 102 so that the volume of each tank can be changed without leakage of water, for example, a material having a predetermined thickness, such as a sponge. It is made of cushioned material, and the surface of this material is surface treated to prevent water from mixing with each other and to prevent leakage.

상기 완충재(103)는 일반 고무 재질로서 재료 간의 구멍이 없도록 한 쿠션이 있는 재질이어도 된다.The cushioning material 103 may be a general rubber material and a material having a cushion such that there are no holes between materials.

도 5는 본 발명에 따른 팽창탱크의 설치상태도로서, 냉각수라인 연결관(104)은 냉각수 라인에 연결되어 있고 냉수라인 연결관(105)은 냉수 라인에 연결되어 있다.5 is an installation state of the expansion tank according to the present invention, the cooling water line connecting pipe 104 is connected to the cooling water line and the cold water line connecting pipe 105 is connected to the cold water line.

상기와 같이 본 발명의 팽창탱크가 설치된 암모니아 흡수식 히트펌프는 냉방 또는 난방작동에 따라 완충재(103)의 위치가 가변되면서 냉각수 라인과 냉수 라인의 열팽창을 감당하게 된다.As described above, the ammonia absorption heat pump provided with the expansion tank according to the present invention can handle the thermal expansion of the cooling water line and the cold water line while the buffer 103 is changed in position according to cooling or heating operation.

도 3은 냉방중인 상태를 나타낸 팽창탱크의 정면도로서, 증발기에서 열교환을 하고 차가워진 냉수는 실선을 따라 사방변(15)에 이른 후 실선을 거쳐 냉수라인 연결관(105)의 연결부분을 지나 실내기(17)에서 실내의 냉방을 하게 되며 되돌아 나온 냉수는 사방변(16)의 실선을 거쳐 다시 증발기로 돌아가 순환을 하게 된다.3 is a front view of the expansion tank showing the cooling state, the heat exchange in the evaporator, the cold water is cooled to the four sides along the solid line 15 after passing through the connection line of the cold water line connecting pipe 105 through the solid line At (17), the room is cooled, and the returned cold water is circulated back to the evaporator through the solid line of the four sides (16).

또한 응축기와 흡수기에서 열교환을 하고 더워진 냉각수(파선부분)는 사방병(15)의 실선을 거쳐 냉각수라인 연결관(104)의 연결부분을 지나고 실외기(18)에서 외부로 응축열과 흡수열이 방출된다.In addition, the heat exchanger in the condenser and the absorber and the heated coolant (dashed line part) passes through the connection line of the cooling water line connecting pipe 104 through the solid line of the four-sided bottle 15, and the heat of condensation and absorption are discharged from the outdoor unit 18 to the outside. do.

또한 열의 방출로 인해 온도가 내려간 냉각수는 사방변(16)의 실선을 거쳐 응축기와 흡수기로 분지되어 유입된다.In addition, the coolant having a temperature lowered due to the release of heat is introduced into the condenser and the absorber through the solid line of the four sides.

이때 냉각수는 주변온도에서 입출구 평균온도인 약50도 근방까지 상승했다가 시스템의 운전 정지시 다시 실외온도까지 내려가는 등 열에 의한 부피팽창을 반복하며, 이러한 현상에 의해 도 3과 같이 완충재(103)가 도면상 오른쪽으로 휘어지는 경향을 보이면서 충격을 완화시키는 한편 냉방시 냉수 탱크(102)는 온도가 감소되기 때문에 정지시의 상태 보다 약간 수축을 하게된다.At this time, the cooling water rises from the ambient temperature to about 50 degrees, which is the average temperature of the inlet and outlet, and then repeats the volume expansion by heat, such as lowering to the outdoor temperature again when the system stops operating. As a result, the buffer 103 as shown in FIG. While reducing the impact while showing a tendency to bend to the right in the figure, the cold water tank 102 during cooling is slightly contracted than the state at rest because the temperature is reduced.

이상은 냉방시의 작동을 설명하였으나, 난방시에는 냉방작동과 반대의 작동이 일어나 도 3을 기준으로 할 때 완충재(103)가 왼쪽으로 휘어지게 된다.As described above, the operation at the time of cooling has been described, but at the time of heating, the operation opposite to the cooling operation occurs, and the shock absorbing material 103 is bent to the left side based on FIG. 3.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 팽창탱크의 정면도로서, 냉각수 탱크(101)와 냉수 탱크(102)의 사이에 설치되는 완충재(103)가 일정 두께를 가진 스폰지나 고무로 되는 상기 실시예와는 달리 완충재(103)가 테프론등의 고무재질의 막으로 된 튜브와 그 내부에 충진된 질소등의 기체로 이루어져 있다.Figure 4 is a front view of the expansion tank showing another embodiment of the present invention, wherein the cushioning material 103 provided between the cooling water tank 101 and the cold water tank 102 is a sponge or rubber having a predetermined thickness Unlike the buffer 103 is made of a tube of rubber material such as Teflon and the gas such as nitrogen filled therein.

상기 질소는 밸브(106)를 통해 0.7-0.8bar 의 압력으로 충진되어 있으며, 이기체의 압축성으로 인해 완충작용을 할 수 있다.The nitrogen is charged to a pressure of 0.7-0.8 bar through the valve 106, and may be buffered due to the compressibility of the gas.

본 발명은 냉각수 탱크와 냉수 탱크 사이에 완충재를 설치하는 수단에 의해냉각수 라인과 냉수 라인에 각각 하나씩 모두 2개의 팽창탱크를 설치하는 종래 시스템과는 달리 하나의 팽창탱크만으로 두 라인의 열팽창을 감당할 수 있으므로 시스템의 소형화를 실현시킬 수 있게된다.According to the present invention, unlike the conventional system in which two expansion tanks, one in each of the cooling water line and the cold water line, are installed by means of installing a buffer material between the cooling water tank and the cold water tank, only one expansion tank can afford thermal expansion of two lines. Therefore, the miniaturization of the system can be realized.

Claims

In the ammonia absorption heat pump composed of a regenerator, condenser, evaporator, solution heating regenerator, analyzer, rectifier, water cooling absorber, solution cooling absorber, G-EX regeneration and absorber, refrigerant heat exchanger, cooling water and cold water line,

It is a plate-shaped cushion body having a constant thickness so that the volume of each tank is variable between the cooling water tank connected to the cooling water line and the cold water tank connected to the cold water line, and the surface-treated cushioning material is installed closely to prevent leakage Expansion tank for ammonia absorption heat pump.

delete

The expansion tank of claim 1, wherein the buffer member is made of a rubber tube filled with gas.

The expansion tank of claim 1, wherein the cushion member is a sponge.

4. The expansion tank of claim 3, wherein the tube is made of Teflon.