KR100509775B1 - 흡수 냉각기의 고단 발생기를 위한 열교환기 - Google Patents

흡수 냉각기의 고단 발생기를 위한 열교환기 Download PDF

Info

Publication number
KR100509775B1
KR100509775B1 KR10-2002-0032717A KR20020032717A KR100509775B1 KR 100509775 B1 KR100509775 B1 KR 100509775B1 KR 20020032717 A KR20020032717 A KR 20020032717A KR 100509775 B1 KR100509775 B1 KR 100509775B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fgr
solution
leaving
cooling system
heat exchanger
Prior art date
Application number
KR10-2002-0032717A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030001257A (ko
Inventor
굽테닐칸쓰에스
Original Assignee
캐리어 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐리어 코포레이션 filed Critical 캐리어 코포레이션
Publication of KR20030001257A publication Critical patent/KR20030001257A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100509775B1 publication Critical patent/KR100509775B1/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/06Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/008Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type with multi-stage operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B33/00Boilers; Analysers; Rectifiers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2333/00Details of boilers; Analysers; Rectifiers
    • F25B2333/003Details of boilers; Analysers; Rectifiers the generator or boiler is heated by combustion gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems
    • Y02B30/625Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 냉매 및 흡수제를 사용하고 고단 발생기, 흡수기, 응축기, 열교환기, 증발기 및 폐쇄 흡수 냉각 시스템을 형성하도록 부품을 서로 결합시키기 위한 수단을 포함하는 유형의 흡수 냉각기에 관한 것이다. 고단 발생기의 용액쪽 부분은 구획 판에 의하여 두 개의 섹션으로 유체유동이 차단되도록 분리하며, 이에 의하여 대체로 고온으로 제1 섹션을 떠나는 가스가 전체적인 버너 효율을 향상시키기 위하여 배기 가스 열회수 장치(flue gas recuperator, FGR)라 불리는 제2 섹션 내에서 더 냉각된다.

Description

흡수 냉각기의 고단 발생기를 위한 열교환기{HEAT EXCHANGER FOR HIGH STAGE GENERATOR OF ABSORPTION CHILLER}
본 발명은 흡수 냉각 시스템, 특히 흡수 냉각기의 고단 발생기를 위한 개선된 열교환기에 관한 것이다.
집적 가열, 이중 효과, 흡수 냉각기/가열기는 증발기, 흡수기, 응축기, 고단 및 저단 발생기, 분리기, 용액 열 교환기, 냉매/용액 펌프, 버너 및 가스 트레인 조립체, 정화기, 제어기 및 보조기를 포함한다. 물은 낮은 절대 압력(진공)으로 유지되는 용기 내에서 냉매로 사용된다. 냉각 모드에서, 냉각기는 진공 하에서 물은 낮은 온도에서 끓는다는 원리로 작동하고, 이로써 증발기 관을 순환하는 냉각된 물을 냉각시킨다. 냉매 펌프는 열전달을 향상시키기 위하여 냉매 물을 증발기 관으로 순환시키는데 사용된다.
냉각 공정을 연속적으로 하기 위하여, 냉매 증기는 생성시에 제거되어야 한다. 이를 달성하기 위하여, 리튬 브롬화 용액(물과 매우 유사함)이 수증기를 흡수하기 위하여 사용된다. 이러한 공정이 계속될수록, 리튬 브롬화물은 희석되고 흡수 용량을 감소시킨다. 이어서 용액 펌프가 전에 흡수된 물을 증발시키기 위하여 두 개의 단계에서 용액이 재집중되는 발생기로 이러한 약한(희석된) 용액을 전달한다.
고단 발생기에서 많은 양의 에너지가 배출 가스로 손실된다. 흡수 냉각기를 작동하는 분야에서 향상된 효율에 대한 계속적인 필요가 항상 존재했다.
그러므로, 본 발명의 다른 목적은 향상된 효율을 갖는 흡수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 흡수 냉각기를 위한 개선된 고단 발생기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 배기 가스 열회수 장치를 사용하는 시스템을 통하여 배기 가스 내의 손실된 에너지를 활용하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 고단 발생기의 배출 가스에 남아있는 에너지를 회수하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 표준 액상 튜브 형 고단 발생기에서, 구획 판이 삼중 또는 이중 효과 흡수 냉각 사이클의 고단 및 저단의 고압 및 저압을 분리하면서 열 교환기의 단부를 향하여 위치된다. 연소 튜브로부터 구획 판까지의 섹션은 배기 온도를 삼중 효과 사이클에 있어서 약 650F까지, 이중 효과 사이클에 있어서 약 400F까지 하강시킨다. 배기 가스에 많은 양의 에너지가 남게 되는데, 이는 배기 통로의 잔여 섹션 내의 낮은 압력에서 사전 가열 또는 비등 용액에 의하여 회복되며 배기 가스 열회수 장치(FGR)이라 불린다. FGR은 침수된 유형의 열 교환기이다. 고단 발생기 및 FGR 섹션 모두의 액상 튜브가 같은 높이를 갖는 것으로 보이지만, FGR의 튜브는 용액 대전을 감소시키기 위하여 보다 길 수도 있다. 포화된(혹은 가열된) 용액 또는 용액 증기 혼합물은 진보된 흡수 사이클의 효과가 고단 발생기 내에서 발생된 고압 증기를 사용하여 보다 많은 증기를 발생시킴으로써 실현되는 종래의 저단 발생기로 향한다. 본 발명의 주된 목적은 삼중 효과 시스템을 위하여 특정 톤수의 이중 효과 냉각기의 종래의 고단 발생기를 변형하는 것이다. 삼중 효과 냉각기가 낮은 가스 연소율(높은 COP 때문)을 가질 것이기 때문에, 실질적으로 배기 측면 유동 길이에는 변화가 없고, 따라서 순수 압력 강하는 작을 것이다(낮은 유동율 때문). 구획 판의 추가는 발생기에 단지 약간의 비용만을 추가시킴으로써 발생기를 경제적이고 작게 만든다.
도1은 작동 유체로서 LiBr-물을 사용하고 냉각 모드에서 작동하는 전형적인 직렬 흡수 냉각기 사이클을 도시한다. 도2는 도1의 사이클에 대한 T-X 다이어그램이다.
흡수 사이클은 다음과 같이 설명될 수 있다. 저단 발생기(G2)를 떠나는 강한 용액이 지점 8에서 지점 9까지 냉각되는 동안, 흡수기(A)를 떠나는 약한 LiBr-물은 지점 1에서 지점 2까지 가열된다. H2를 떠나는 약한 용액은 강한 용액을 지점 5에서 지점 6까지 냉각시키기 위한 열을 사용하여 높은 온도에서 지점 3으로 가열된다. H1을 떠나는 약한 용액은 지점 4로 미리 가열되며 이어서 G1 내에서 지점 5에 용액 농도를 증가시키기도록 스팀이 생성된다. G1에서 생성된 스팀은 G2 쉘 측면 내에서 보다 낮은 압력의 스팀을 생성하는 동안 G2 튜브 내에서 농축되며, 따라서 지점 7로부터 지점 8까지의 용액 농도를 증가시킨다. 공정 6-7 및 9-10은 과열 용액이 보다 낮은 압력 환경으로 들어오는 플래싱 공정이므로 등엔탈피 팽창의 결과로서 스팀을 생성한다. 이상적으로는, H1 및 H2는 플래싱이 발생하지 않도록 설계되어야 한다. 도2는 고려 중인 흡수 사이클의 다양한 상태 지점의 공칭 온도를 도시한다.
H1 및 H2의 열 교환기 효율은 이론적인 최대 에너지 전달율에 대한 실제 에너지 전달율의 비로서 정의된다. 이는 강한 용액 및 약한 용액의 입구 온도 사이의 차이에 대한 낮은 m.cp(m은 질량 유동율이며 cp는 비열) 값을 갖는 액체 유동의 온도 차이의 비로서 계산된다. 예컨대, 특정한 경우, 강한 용액의 m.cp는 약한 용액의 m.cp보다 낮다. 그러므로, H1의 효율은 ε= (155-92)/(155-72) = 75.9%로 계산된다. H2의 효율은 ε= (92-52)/(92-38) = 74.1%로 계산된다. 이들 열교환기의 효율은 흡수 사이클의 전체 COP를 결정하는데 주된 역할을 한다.
G1의 사이클에 외부 에너지가 가해지는데, 이 에너지는 지점 3에서 지점 4로 용액을 미리 가열하는데 사용되며 이어서 지점 4에서 지점 5로 스팀을 생성한다. 만일 H1 및 H2의 효율이 상승된다면, 지점 3에서 지점 4까지 용액을 미리 가열하는데 사용되는 에너지의 양이 최소화될 것이다. 그러나, 그렇게 하는데 있어서, 지점 9의 온도가 강한 용액을 결정화할 위험이 생길 정도의 수준으로 크게 감소될 수 있다. 예컨대, 64% 용액의 결정화 온도는 38.2℃이다. 만일 H2가 95%의 효율을 갖는다면, 지점 9를 떠나는 온도는 40.7℃가 될 것이다. H2의 효율을 향상시킴으로써 H2에서 강한 용액을 결정화할 위험이 생긴다.
직접 연소 흡수 냉각기에서, G1을 떠나는 배기 가스는 대체로 높은 온도(약 190℃)를 갖는다. 효율적으로 사용된다면 이러한 배기 가스로부터 많은 양의 에너지가 회수될 수 있다. 도5는 이러한 에너지 회수를 허용하는 변형 G1 설계를 도시한다.
도3 및 도4에 도시된 흡수 사이클은 다음과 같이 설명된다. 흡수기(A)를 떠나는 약한 용액은 두 개의 유동으로 분리된다. 저단 발생기(G2)를 떠나는 강한 용액을 지점 7에서 지점 8까지 냉각시키는 동안, 하나의 유동은 저온 열교환기(H2) 내에서 지점 1에서 지점 2까지 가열된다. 고단 발생기(G1)을 떠나는 강한 용액을 지점 5에서 지점 6까지 냉각시키는 동안, 흡수기를 떠나는 다른 유동은 고온 열교환기(H1) 내에서 지점 3까지 가열된다. H1을 떠나는 약한 용액은 지점 4까지 미리 가열되고 이어서 G1 내의 지점 5에 대한 용액 농도를 증가시키기 위하여 스팀이 생성된다. G2 쉘 측면 내에서 보다 낮은 압력의 스팀을 생성하는 동안, G1 내에서 생성된 스팀은 G2 튜브 내에 농축되고, 따라서 지점 2로부터 지점 7까지 용액의 농도를 증가시킨다. 도1은 고려 중인 흡수 사이클의 다양한 상태 지점의 공칭 온도를 도시한다.
외부 에너지는 G1 내의 사이클에 제공되며, 이는 지점 3에서 지점 4까지 용액을 미리 가열하는데 사용되고, 이어서 지점 4에서 지점 5까지 스팀을 생성한다. 만일 H1 및 H2의 효율이 증가된다면, 지점 3에서 지점 4까지 용액을 미리 가열하는데 사용되는 에너지 양이 최소화 될 수 있다. 그러나, 그렇게 함으로써 지점 8의 온도는 강한 용액의 결정화가 발생할 위험이 생길 수 있는 수준까지 크게 낮아질 수 있다. 예컨대, 64% 용액의 결정화 온도는 38.2℃이다. 만일 95%의 효율을 갖는 H2가 사용된다면, 지점 9를 떠나는 온도는 40.7℃가 될 것이다. H2의 효율을 향상시키는 것은 H2 내에서 강한 용액이 결정화되는 위험을 감소시킬 것이다.
도5는 발생기의 용액쪽 부분이 구획 판(16)에 의하여 두 개의 섹션(12, 14)으로 나뉘어진 본 발명의 고단 발생기(G1)의 측면 단면도이다. 버너(18)는 연소 섹션(20) 내부로 화염을 공급하고, 연기 섹션은 22로 표시된다. 도5의 구획 판의 좌측면 상의 섹션은 G1의 전형적인 구성이다. 배기 가스는 G1을 대체로 높은 온도(190℃)에서 떠난다. 이는 저온 용액을 위한 공급원에 따라서 보다 낮은 온도로 더 냉각될 수 있다. 이 섹션은 이하에서 배기 가스 열회수 장치(FGR)이라고 불릴 것이다. 전형적인 G1은 80-82%의 버너 효율을 갖는데, 이는 연료 내의 가용 에너지의 18-20%가 고온 배기 가스의 형태로 낭비된다는 것을 의미한다. 만일 이렇게 낭비되는 에너지의 반만이라도 사이클에서 사용된다면, 사이클의 COP는 크게 향상될 수 있다. 본 발명의 다음의 실시예는 이러한 변형 설계의 사용을 설명한다.
실시예 1 : 흡수기를 떠나는(지점 1) 용액의 가열
본 실시예는 도6a 및 도6b에 도시된다. 용액은 흡수기를 38℃에서 떠난다. 도6a에서 알 수 있듯이, 이 지점은 사이클에서 가장 온도가 낮은 지점이다. 만일 낭비되는 열의 반이 사용된다면, 용액의 온도는 FGR 내에서 38℃로부터 48℃까지 상승될 수 있다. 차가운 쪽의 온도가 언제나 용액의 결정화 온도보다 높을 것이기 때문에, 이는 결정화의 위험 없이 매우 높은 효율로 H2의 사용을 가능케 할 것이다.
실시예 2 : 흡수기를 떠나는 용액 유동의 분리
도7b에서 알 수 있듯이, 흡수기를 떠나는 전체 용액 유동의 일부는 FGR을 통과한다. 만일 전체 에너지 입력의 10%가 FGR에서 회수되고, 흡수기를 떠나는 용액 유동율의 10%가 FGR에서 우회된다면, 도7b에서 도시된 바와 같은 온도가 달성될 수 있다. 지점 1'에서 지점 3'는 FGR과 함께 용액을 가열한 것이라는 것을 인지하여야 한다. 이러한 경우에서, 결정화의 위험은 도1의 기준선의 경우와 같다.
실시예 3 : H2를 떠나는 약한 용액 유동의 분리
본 실시예는 도8a 및 도8b에서 도시된다. 흡수기를 떠나는 용액 유동을 분리하는 것 대신에 H2를 떠나는 약한 용액의 유동이 분리된다는 것을 제외하면, 본 실시예는 실시예 2와 유사하다. 이 경우에, H2를 떠나는 용액의 온도는 여전히 72℃이지만, 분리된 유동은 FGR과 함께 145℃까지 가열되고, 나머지 용액은 H1 내에서 145℃까지 가열된다. 본 실시예에서, 지점 2에서 지점 3까지는 H1 내에서 수행되는 가열과정이고, 지점 2'에서 지점 3'까지는 FGR 내에서의 가열과정이다.
실시예 2 및 실시예 3에서, 저온 열교환기(H2) 또는 고온 열교환기(H1)로 유입되는 약한 용액은 FGR에서 가열된다. FGR을 떠나는 가열된 약한 용액은 H2를 떠나는 약한 용액과 H1을 떠나는 약한 용액 중 하나와 혼합된다. FGR을 떠나는 가열된 용액의 온도를 혼합 손실을 피하고 흡수 사이클의 열역학 효율을 향상시키도록 혼합되는 용액의 온도에 근접하게 맞추는 것이 중요하다. 이는 두 가지 방법에 의하여 달성될 수 있다. 제1 방법은 고정된 오리피스 또는 필드 적용가능 밸브(field adjustable valve)와 같은 기계적 장치를 사용하는 것이다. 제2 방법은 전자적으로 제어되는 밸브를 사용하는 것이다.
도6c는 실시예 2를 위한 개략도를 도시하는데, 여기서 FGR로부터 가열된 용액은 H1을 떠나는 가열된 약한 용액과 혼합된다. 전부하(full load) 시, 고단 발생기를 떠나는 배기 가스는 통상적으로 고단 발생기의 효율에 따라서 190-210℃이다. 흡수기를 떠나는 약한 용액은 통상적으로 38℃이다. 고단 발생기를 떠나는 배기 가스의 온도가 200℃라고 가정하고, FGR의 효율이 80%라고 가정하면, FGR을 떠나는 배기 가스의 온도는 70℃가 될 것이다. 20% 초과 공기를 갖는 자연 가스에서, 순수 버너 효율은 82.4%로부터 88%까지 향상될 수 있다. FGR에서 회수될 수 있는 에너지의 양을 알면 FGR을 떠나는 용액의 온도와 H1을 떠나는 용액의 온도가 같도록 FGR로 유입되는 유동의 비율이 계산될 수 있다. 이어서 FGR은 FGR 내의 계산된 용액 유동율로 원하는 열을 회수하도록 설계된다. 이어서 약한 용액 유동 내의 압력 강하가 FGR을 통과하고 H2 및 H1을 통과하는 병렬 유동 경로를 위하여 계산된다. 두 개의 병렬 유동 경로에서의 압력 강하가 같도록 보다 낮은 압력 강하를 갖는 용액 라인 내에 오리피스가 추가된다. 전자적으로 제어되는 밸브의 경우, 두 개의 온도 센서가 두 개의 혼합 유동의 온도를 감지하기 위하여 사용된다. 밸브 위치는 두 개의 혼합 유동의 온도가 같도록 제어기를 사용하여 밸브를 개방하거나 폐쇄함으로써 결정된다.
실시예 4 : G2 내에서 스팀을 생성하기 위한 배기 가스의 사용
용액 온도가 87℃ 내지 92℃인 G2 내에서 스팀을 생성하기 위하여 190℃ 배기 가스를 사용하는 것이 가능하다. 도9는 요소 16, 18, 20 및 22가 도5에 도시된 요소와 같도록 이러한 구성을 도시한다.
도10에서 개략적으로 도시된 바와 같이, G2로 유입되는 용액의 일부는 FGR로 우회된다. FGR은 설계에 따라 열사이펀 리보일러(thermosiphon reboiler) 또는 침수된 증발기로서 G1에 유사하게 작동한다. 이의 증기 측면은 종래의 G2의 증기 측면에 연결되어 G2 및 FGR은 같은 압력에서 작동한다. 이러한 FGR은 "열회수 장치-G2" 또는 "보조 G2"로 불린다.
실시예 5
도11a 및 도11b가 본 실시예를 도시한다. 이러한 선택 사양에서, H2를 떠나는 약한 용액이 FGR을 통과한다. H2를 떠나는 약한 용액의 온도는 H2의 효율에 따라 일반적으로 최소 부하시 55℃에서 전부하시 72℃ 내지 78℃까지이다. 예컨대, 직렬 사이클에서, H2를 떠나는 약한 용액을 FGR 내에서 72℃부터 78℃까지 가열하는 것은 배기 가스로부터 낭비되는 열을 회수하는데 도움이 된다. 이러한 열을 효과적으로 사용하기 위하여, 보다 높은 효율의 H1 열교환기를 사용하여 H1을 떠나는 강한 용액이 이러한 FGR이 없는 상태의 온도로 충분히 냉각되도록 하는 것이 중요하다. 이렇게 하는 이유는 저단 발생기로 유입되는 강한 용액의 과도한 플래싱(flashing) 및 배기 가스 열회수를 위한 FGR의 사용의 목적을 무위로 돌릴 수 있는 상황을 방지하기 위해서이다. 이러한 방법의 주된 장점은 배기 가스와 접촉하는 FGR의 열전달 표면의 온도가 배기 가스의 이슬점 이상으로 유지된다는 것이다. 그러므로, 열교환기 표면 상의 습기의 농축을 막을 수 있다. 이는 배기 가스 농축을 갖는 열전달 표면의 부식을 피하기 위하여 중요하며, 탄소 강 같은 통상적인 재료가 사용될 수 있다. 부분 1 또는 부분 2의 경우에서, 배기 가스 농축이 가능하므로, 저 탄소 스테인레스 강 같은 부식 저항 합금 재료가 필요하다. 따라서, 선택 사양 5는 배기 가스 열회수를 위한 저비용 방법을 제공한다.
실시예 6
도12a 및 도12b는 본 실시예를 도시한다. 이는 실시예 2와 유사하다. 이러한 선택 사양에서, 흡수 사이클을 순환하는 용액 유동은 두 개의 부분으로 나뉜다. 하나의 부분은 H2 내에서 강한 용액과 열을 교환하고, 다른 부분은 FGR 내에서 배기 가스와 열을 교환한다. FGR을 떠나는 약한 용액 및 H2를 떠나는 약한 용액의 온도가 거의 같도록 부분이 결정된다. 이들 두 개의 용액 유동은 혼합되고 이어서 혼합된 유동은 고온 열교환기로 유입된다.
본 발명이 도면에 도시된 바와 같이 양호한 실시예를 참조하여 특히 개시되고 기술되었지만, 당해 기술 분야의 숙련자는 청구의 범위에 의하여 한정된 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 세부 사항에 있어서의 다양한 변경이 이루어질 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
고단 발생기의 용액쪽 부분을 구획 판에 의하여 두 개의 섹션으로 유체유동이 차단되도록 분리하고, 대체로 고온으로 제1 섹션을 떠나는 가스를 배기 가스 열회수 장치(FGR)로서 기능하는 제2 섹션 내에서 더 냉각함으로써 고단 발생기에서 배출 가스로 손실되는 에너지가 회수되어 전체적인 버너 효율이 향상된다.
본 발명의 특징 및 목적을 더욱 잘 이해하기 위하여, 첨부 도면과 함께 후술하는 발명의 상세한 설명이 참조될 것이다.
도1은 직렬 흡수 냉각기 사이클의 개략도.
도2는 LiBr-물을 갖는 전형적인 직렬 흡수 냉각 사이클을 도시하는 도면.
도3은 병렬 흡수 냉각기 사이클의 개략도.
도4는 LiBr-물을 갖는 전형적인 병렬 흡수 냉각 사이클을 도시하는 도면.
도5는 본 발명의 고단 발생기 변형 설계를 도시하는 단면도.
도6a 및 도6b는 본 발명의 배기 가스 열회수 장치 내의 흡수기를 떠나는 가열 용액을 추적한 개략도 및 상응하는 T-X 다이어그램.
도6c는 제2 실시예를 위한 선택 사양을 도시한 개략도.
도7a 및 도7b는 우회 용액을 가열하기 위한 배기 가스 열회수 장치를 도시하는 개략도 및 상응하는 T-X 다이어그램.
도8a 및 도8b는 열교환기(2)를 떠나는 우회된 약한 용액을 가열하는 것을 도시하는 개략도 및 상응하는 T-X 다이어그램.
도9는 보조 생성기로서의 배기 가스 열회수 장치를 도시하는 단면도.
도10은 보조 생성기로서 배기 가스 열회수 장치를 사용하는 사이클의 개략도.
도11a 및 도11b는 FGR 내의 H2를 떠나는 가열 용액을 추적한 개략도 및 상응하는 T-X 다이어그램.
도12a 및 도12b는 H2와 평행하게 FGR 내의 흡수기를 떠나는 가열 용액을 추적한 개략도 및 상응하는 T-X 다이어그램.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A : 흡수기
H1 : 고온 열교환기
H2 : 저온 열교환기
G1 : 고단 발생기
G2 : 저단 발생기

Claims (9)

  1. 냉매 및 흡수제를 사용하고 고단 발생기, 저단 발생기, 흡수기, 응축기, 고온 또는 저온 열교환기, 증발기 및 폐쇄 흡수 냉각 시스템을 형성하도록 상기 부품을 서로 결합시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 고단 발생기의 용액쪽 부분은 구획 판에 의하여 두 개의 섹션으로 유체유동이 차단되도록 분리되고, 이에 의하여 대체로 고온으로 제1 섹션을 떠나는 가스가 전체적인 버너 효율을 향상시키기 위하여 배기 가스 열회수 장치(FGR)로서 기능하는 제2 섹션 내에서 더 냉각되는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 흡수기를 떠나는 전체 용액이 FGR을 통과하는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 흡수기를 떠나는 용액의 일부가 FGR을 통과하는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 저온 열교환기를 떠나는 약한 용액의 유동이 FGR 내에서 가열되는 상기 용액의 일부와 함께 분리되는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 저단 발생기로 유입되는 용액의 일부가 FGR로 우회되는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 흡수 사이클 내에서 순환되는 전체 약한 용액이 저온 열교환기 내의 강한 용액의 결정화의 위험을 제거하기 위하여 고단 발생기를 떠나는 배기 가스와 열을 교환하도록 저온 열교환기로 유입되기 전에 FGR을 통과하는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 흡수 사이클 내에서 순환되는 약한 용액의 일부가 고단 발생기 섹션을 떠나는 배기 가스와 열을 교환하도록 FGR을 통과하는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  8. 제7항에 있어서, FGR을 떠나는 용액이 고온 열교환기를 떠나는 가열된 약한 용액과 혼합되는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
  9. 제7항에 있어서, FGR을 떠나는 용액이 저온 열교환기를 떠나는 가열된 약한 용액과 혼합되는 것을 특징으로 하는 흡수 냉각 시스템.
KR10-2002-0032717A 2001-06-26 2002-06-12 흡수 냉각기의 고단 발생기를 위한 열교환기 KR100509775B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/891,721 2001-06-26
US09/891,721 US6598420B2 (en) 2001-06-26 2001-06-26 Heat exchanger for high stage generator of absorption chiller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030001257A KR20030001257A (ko) 2003-01-06
KR100509775B1 true KR100509775B1 (ko) 2005-08-24

Family

ID=25398707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0032717A KR100509775B1 (ko) 2001-06-26 2002-06-12 흡수 냉각기의 고단 발생기를 위한 열교환기

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6598420B2 (ko)
EP (1) EP1271072B1 (ko)
JP (1) JP3966770B2 (ko)
KR (1) KR100509775B1 (ko)
CN (1) CN1205000C (ko)
BR (1) BR0202394A (ko)
CA (1) CA2390275C (ko)
DE (1) DE60230361D1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100978646B1 (ko) * 2005-10-17 2010-08-27 위에 장 리튬 브로마이드 기계의 무진공 펌프 자동 배기장치 및방법
CN100383471C (zh) * 2006-04-13 2008-04-23 大连海事大学 溴冷机火管群冷剂蒸汽再生方法和装置
CN100394122C (zh) * 2006-04-13 2008-06-11 大连海事大学 空气预热溴冷机火管群冷剂蒸汽再生方法和装置
EP2018736A4 (en) * 2006-05-12 2012-04-25 Carrier Corp DOUBLE GAS AND HOT LIQUID ABSORPTION COOLER ASSEMBLY
WO2010014878A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Georgia Tech Research Corporation Microscale heat or heat and mass transfer system
US20110226004A1 (en) * 2008-11-26 2011-09-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Absorption cycle system having dual absorption circuits
US20110126563A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 General Electric Company Absorption chiller and system incorporating the same
US20120009075A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-12 General Electric Company Systems for compressing a gas
US9250002B2 (en) 2011-02-28 2016-02-02 Carrier Corporation System and method for controlling an absorption chiller configured to simultaneously produce cooling and heating
JP6111094B2 (ja) * 2012-04-06 2017-04-05 荏原冷熱システム株式会社 吸収ヒートポンプ
US8881539B1 (en) * 2013-12-20 2014-11-11 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Hybrid storage absorption refrigeration system
CN107490209A (zh) * 2017-07-04 2017-12-19 天津城建大学 一种燃气机结合吸收式热泵的冷热电供应系统
CN107677002B (zh) * 2017-09-18 2020-02-18 东南大学 低品位热驱动吸收式化学反应制冷热泵循环装置及方法
KR102292398B1 (ko) * 2020-01-15 2021-08-20 엘지전자 주식회사 냉동기

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4548048A (en) * 1984-11-13 1985-10-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Direct fired absorption machine flue gas recuperator
US5067330A (en) * 1990-02-09 1991-11-26 Columbia Gas System Service Corporation Heat transfer apparatus for heat pumps
US5255528A (en) * 1992-06-03 1993-10-26 Kim Dao Method and apparatus for recuperating waste heat in absorption systems
JPH10185345A (ja) * 1996-12-25 1998-07-14 Yazaki Corp 吸収冷温水機
US6003331A (en) * 1998-03-02 1999-12-21 York International Corporation Recovery of flue gas energy in a triple-effect absorption refrigeration system
US5941094A (en) * 1998-05-18 1999-08-24 York International Corporation Triple-effect absorption refrigeration system having a combustion chamber cooled with a sub-ambient pressure solution stream
JP2001133067A (ja) * 1999-11-01 2001-05-18 Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd 吸収冷凍機

Also Published As

Publication number Publication date
EP1271072B1 (en) 2008-12-17
US6877338B2 (en) 2005-04-12
CA2390275C (en) 2008-01-22
CN1205000C (zh) 2005-06-08
US20020194863A1 (en) 2002-12-26
US20040261446A1 (en) 2004-12-30
CA2390275A1 (en) 2002-12-26
DE60230361D1 (de) 2009-01-29
JP2003021429A (ja) 2003-01-24
BR0202394A (pt) 2003-04-29
EP1271072A3 (en) 2003-07-02
EP1271072A2 (en) 2003-01-02
US6598420B2 (en) 2003-07-29
CN1395072A (zh) 2003-02-05
JP3966770B2 (ja) 2007-08-29
KR20030001257A (ko) 2003-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4542628A (en) Coupled dual loop absorption heat pump
KR100509775B1 (ko) 흡수 냉각기의 고단 발생기를 위한 열교환기
US5727397A (en) Triple effect absorption refrigeration system
JP4885467B2 (ja) 吸収ヒートポンプ
GB2166534A (en) Absorption refrigeration system
US7827821B2 (en) Absorption refrigerating machine
JP4315854B2 (ja) 吸収冷凍機
US5216891A (en) Solution flows in direct expansion lithium bromide air conditioner/heater
JP2000154946A (ja) 三重効用吸収冷凍機
WO2000022357A1 (fr) Machine frigorifique a absorption
JPH05280825A (ja) 吸収式ヒートポンプ
JP4540086B2 (ja) 排ガス駆動吸収冷温水機
JP2000088391A (ja) 吸収冷凍機
JP2003121021A (ja) 二重効用吸収冷凍機
JP2004011928A (ja) 吸収式冷凍装置
JP2002372329A (ja) 吸収冷温水装置とその制御方法
JP2002372337A (ja) コジェネシステムとその制御方法
JPS60117065A (ja) 吸収冷温水機の熱回収装置
JPH06108804A (ja) 発電システム
JPS6148065B2 (ko)
JPS6125987B2 (ko)
JPH04327765A (ja) 吸収式ヒートポンプ装置
JPS5844302B2 (ja) ハイブリツド型吸収式ヒ−トポンプ
JPH1047806A (ja) 吸収冷凍機
JPH05280826A (ja) 吸収式ヒートポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110719

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120727

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee