KR100522197B1 - High desorber - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡수식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 사용되는 고온재생기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 예혼합 표면 연소 방식을 적용하여 화염온도를 상승시키고, 다수의 연관식 전열관 다발로 이루어진 복수의 전열부가 직렬(상하)이나 병렬(좌우)로 연결되어 배치됨으로서, 전열면적을 극대화하여 열전달 향상 및 연료소비 감소로 인한 효율 증대와 고온재생기 자체의 크기를 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a high temperature regenerator used in absorption chillers and absorption chillers, more specifically, to increase the flame temperature by applying a pre-mixed surface combustion method, a plurality of heat transfer unit consisting of a plurality of associated heat pipe bundles in series ( Up and down) or in parallel (left and right) is arranged to maximize the heat transfer area, it is characterized in that it is possible to increase the efficiency due to improved heat transfer and fuel consumption and to reduce the size of the high temperature regenerator itself.

Description

고온재생기{HIGH DESORBER} High Temperature Regenerator {HIGH DESORBER}

본 발명은 흡수식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 사용되는 고온재생기에 관한 것으로, 특히, 예혼합 표면 연소 방식을 적용하여 연소 공간을 최소화하고, 다수의 연관식 전열관 다발로 이루어진 복수의 전열부를 직렬이나 병렬로 선택적으로 배치함으로서, 소형화 및 고효율화를 실현한 고온재생기에 관한 것이다.The present invention relates to a high temperature regenerator used in absorption chillers and absorption chillers, in particular, to minimize the combustion space by applying a pre-mixed surface combustion method, and select a plurality of heat transfer unit consisting of a plurality of associated heat pipe bundles in series or parallel The present invention relates to a high temperature regenerator that realizes miniaturization and high efficiency.

일반적으로 흡수식 냉동기는 물을 냉매로 사용하고 리튬브로마이드를 흡수제로 사용하며, 연소장치나 고온유체를 가열원으로 사용하여 냉수를 만드는 장치이며, 고온재생기는 상기 흡수식 냉동기 또는 흡수식 냉온수기에 수용되어, 농도가 묽은 흡수액(리튬브로마이드 수용액)을 농도가 진한 흡수액으로 연속적으로 재생시키는 가열장치이다.Generally, the absorption chiller uses water as a refrigerant and lithium bromide as an absorbent, and is a device for making cold water using a combustion device or a high temperature fluid as a heating source, and the high temperature regenerator is housed in the absorption chiller or absorption cold / hot water It is a heating apparatus that continuously regenerates a thin absorbent liquid (lithium bromide aqueous solution) into a concentrated absorbent liquid.

도 1은 일반적인 흡수식 냉동기의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a general absorption chiller.

도시된 바와 같이, 상기 흡수식 냉동기는 흡수기(3), 고온재생기(7) 및 이에 구비된 버너(71), 저온재생기(6), 응축기(5), 증발기(2), 저온용액열교환기(8), 고온용액열교환기(9), 흡수액순환펌프(32), 냉매펌프(23) 및 배관으로 이루어져 있다.As shown, the absorption chiller is an absorber (3), a high temperature regenerator (7) and a burner (71) provided therein, a low temperature regenerator (6), a condenser (5), an evaporator (2), a low temperature solution heat exchanger (8). ), A high temperature solution heat exchanger (9), an absorption liquid circulation pump (32), a refrigerant pump (23) and piping.

상기 흡수기(3)와 증발기(2)는 일체형으로 하부동체(1)를 이루고, 상기 저온재생기(6)와 응축기(5)는 일체형으로 상부동체(4)를 이루며, 상기 하부동체(1) 위에 상기 상부동체(4)가 위치하고, 하부동체(4) 아래에 상기 저온용액열교환기(8)와 고온용액열교환기(9)가 위치하게 된다.The absorber 3 and the evaporator 2 integrally form the lower body 1, and the cryogenic regenerator 6 and the condenser 5 integrally form the upper body 4, and on the lower body 1 The upper body 4 is located, and the low temperature solution heat exchanger 8 and the high temperature solution heat exchanger 9 are positioned below the lower body 4.

상기한 구성을 갖는 흡수식 냉동기의 작동을 간략하게 설명하면, 흡수액이 흡수기(3) 상부의 트레이(31)로부터 흡수기(3) 내의 냉각수전열관(33) 위로 떨어지면서 엘리미네이터(34) 사이로 넘어온 냉매를 흡수하여 흡수기(3) 바닥에 모이게 된다.Briefly describing the operation of the absorption type refrigerator having the above-described configuration, the absorbent liquid falls from the tray 31 on the upper side of the absorber 3 onto the cooling water heat pipe 33 in the absorber 3 and passes between the eliminators 34. Absorbs and collects at the bottom of the absorber (3).

이때는 흡수액이 트레이(31)로 흐르기 전보다 훨씬 묽은 상태로 농도가 약 58 % 가량 되는데, 모여진 희액(묽은 농도)의 흡수액은 흡수기(3)에서 흡수액순환펌프(32)에 의해 저온용액열교환기(8)와 고온 용액열교환기(9)를 거쳐 온도가 약 120~130℃의 높은 상태로 열교환되어 고온재생기(7)로 올라가게 되고, 고온재생기(7)에서 열원에 의해 더욱 가열이 되면 희액(묽은 농도에서의 흡수액)에서 냉매가 증발하며, 농도가 올라가게 된다.At this time, the absorbent liquid is much thinner than before it flows into the tray 31, and the concentration is about 58%. The absorbed liquid of the collected rare liquid (dilute concentration) is absorbed by the absorbent liquid circulation pump 32 in the absorber 3 and the low temperature solution heat exchanger 8 ) And the high temperature solution heat exchanger (9) is heat exchanged to a high temperature of about 120 ~ 130 ℃ to rise to the high temperature regenerator (7), when heated further by the heat source in the high temperature regenerator (7) Absorption liquid at the concentration) evaporates, and the concentration rises.

한편, 농도가 약 61% 가량 올라간 중간액(중간 농도의 흡수액)은 다시 고온용액열교환기(9)를 거치면서 온도가 약 84℃로 낮아져 저온재생기(6)로 올라간다.On the other hand, the intermediate liquid (medium liquid absorbing liquid) whose concentration is increased by about 61% is passed through the high temperature solution heat exchanger 9 and the temperature is lowered to about 84 ° C., thereby rising to the low temperature regenerator 6.

흡수기(3)에서 고온재생기(7)까지는 흡수액순환펌프(32)의 토출력에 의해 흡수액이 운반되나, 고온재생기(7)에서 저온재생기(6)까지는 고온재생기와 저온재생기 간의 압력차에 의해 운반된다. The absorber is transported from the absorber 3 to the high temperature regenerator 7 by the earth output of the absorption liquid circulation pump 32, but from the high temperature regenerator 7 to the low temperature regenerator 6 due to the pressure difference between the high temperature regenerator and the low temperature regenerator. do.

즉, 고온재생기(7)의 압력은 약 700~710 mmHg 이고, 저온재생기(6)의 압력은 약 56 mmHg 이기 때문에, 이 압력차에 의해 고온재생기(7)에서 농도가 진해진 흡수액은 저온재생기(6)로 운반된다.That is, since the pressure of the high temperature regenerator 7 is about 700 to 710 mmHg, and the temperature of the low temperature regenerator 6 is about 56 mmHg, the absorbent liquid whose concentration is increased in the high temperature regenerator 7 by this pressure difference is the low temperature regenerator. Is transported to (6).

그리고, 저온재생기(6)에서는 고온재생기(7)에서 분리되어 증기로 변한 뜨거운 냉매증기가 저온재생기(6) 내의 전열관(14)을 통과하면서 중간액을 한번 더 가열하여, 중간액을 농도가 더 진한, 약 63%의 흡수액으로 만든다.In the low temperature regenerator (6), the hot liquid vapor separated from the high temperature regenerator (7) and turned into steam passes through the heat transfer pipe (14) in the low temperature regenerator (6), thereby heating the intermediate liquid once more, thereby increasing the concentration of the intermediate liquid. Concentrate to approximately 63% absorption liquid.

이때, 흡수액의 농도는 가장 진하게 되며, 저온재생기(6)에서 농액(진한 농도의 흡수액)은 저온용액열교환기(8)를 거치면서 온도가 약 52~55 ℃의 더 낮은 상태로 다시 흡수기(3)로 되돌아가게 되는데, 이때는 저온재생기(6)와 흡수기(3)의 높이차와 저온재생기(6)와 흡수기(3)의 압력차에 의해 흡수액은 흡수기로 흐르게 된다.At this time, the concentration of the absorbent liquid is the strongest, and in the cryogenic regenerator 6, the concentrate (the concentrated absorbent liquid) passes through the low temperature solution heat exchanger 8 and the absorber (3) is lowered again at a lower temperature of about 52 to 55 ° C. In this case, the absorption liquid flows to the absorber due to the height difference between the low temperature regenerator 6 and the absorber 3 and the pressure difference between the low temperature regenerator 6 and the absorber 3.

이와 같은 과정을 거쳐 흡수액은 다시 냉매를 흡수하여 같은 방식으로 계속 순환한다.Through this process, the absorbent liquid absorbs the refrigerant again and continues to circulate in the same manner.

또한, 냉매는 증발기(2)에서 증발하면서 냉수전열관(22) 내의 물을 차가운 냉수로 만드는데, 증기 형태가 된 냉매는 흡수액에 의해 흡수되어져 고온재생기(7)까지 흡수액과 함께 섞여 운반되고, 고온재생기(7)에서 열원에 의해 가열되면 고온재생기(7) 상부에서 흡수액과 분리되어 증발된 냉매증기는 냉매증기배관을 따라 저온재생기(6)로 간다.In addition, the refrigerant evaporates in the evaporator 2 to make the water in the cold water heat pipe 22 into cold cold water. The refrigerant in the form of vapor is absorbed by the absorbent liquid and mixed with the absorbent liquid to the high temperature regenerator 7 and transported. When heated by the heat source at (7), the refrigerant vapor separated from the absorbing liquid at the upper part of the high temperature regenerator 7 and evaporated goes to the low temperature regenerator 6 along the refrigerant vapor pipe.

그리고, 저온재생기(6)로 이동한 냉매증기는 저온재생기(6) 내의 전열관(14)으로 흐르면서 중간액을 한번 더 가열한다.Then, the refrigerant vapor moved to the low temperature regenerator (6) flows to the heat transfer tube (14) in the low temperature regenerator (6) to heat the intermediate liquid once more.

저온재생기(6)를 지나온 냉매증기는 저온재생기에서 흡수액을 가열함과 동시에 냉매인 물로 응축되고, 응축된 냉매는 응축기(5)로 이동하여 증발기(2)로 회수되는데, 저온재생기(6)에서 응축되지 못하고 남은 냉매증기는 응축기(5)의 냉각수에 의해 응축된다.The refrigerant vapor passing through the low temperature regenerator 6 is condensed with water, which is a refrigerant at the same time as the absorption liquid is heated in the low temperature regenerator, and the condensed refrigerant moves to the condenser 5 and is recovered to the evaporator 2. Refrigerant vapor remaining without condensation is condensed by the cooling water of the condenser (5).

이러한, 응축기의 냉매는 증발기(2)로 회수되어 다시 위와 같은 순서로 순환한다.The refrigerant in the condenser is recovered to the evaporator 2 and circulated in the same order as above.

도 2a는 종래 고온재생기를 나타내는 일부 절개사시도이고, 도 2b는 도 2a의 종단면도, 도 2c는 도 2a의 A-A 횡단면도, 도 2d는 도 2a의 B-B 횡단면도이다.Figure 2a is a partial cutaway perspective view showing a conventional high temperature regenerator, Figure 2b is a longitudinal cross-sectional view of Figure 2a, Figure 2c is a cross-sectional view A-A of Figure 2a, Figure 2d is a B-B cross-sectional view of Figure 2a.

도시된 바와 같이 종래의 고온재생기(7)는 버너(71), 연소실(74), 연관식 전열관(76), 연소실과 전열관을 연결하는 연결공간(75), 배기구(77)와 외통(78)으로 이루어진다.As shown in the drawing, the conventional high temperature regenerator 7 includes a burner 71, a combustion chamber 74, an associated heat transfer tube 76, a connection space 75 connecting the combustion chamber and the heat transfer tube, an exhaust port 77 and an outer cylinder 78. Is done.

상기 버너(71)는 연료 가스를 제어, 공급하는 연료공급부(72) 및 공기를 제어, 공급하는 공기공급부(73)와 연결되어 있으며, 일측은 상기 고온재생기의 외통(78)과 연결되어 있다.The burner 71 is connected to a fuel supply unit 72 for controlling and supplying fuel gas and an air supply unit 73 for controlling and supplying air, and one side is connected to an outer cylinder 78 of the high temperature regenerator.

상기 연소실(74)은 버너(71)와 연결되어 있으며, 일측은 연결공간(75)과 연결되어 있다.The combustion chamber 74 is connected to the burner 71, one side is connected to the connection space (75).

상기 연관식 전열관(76)들은 연소실(74)의 상부에 위치하여 상기 연결공간(75)과 연결되어 있으며, 일측은 외통(78)과 연결되어 있다.The associated heat transfer pipes 76 are located at the upper portion of the combustion chamber 74 and are connected to the connection space 75, and one side is connected to the outer cylinder 78.

상기 배기구(77)는 고온재생기의 외통(78)과 연결되어 연관식 전열관(76)의 일측을 포함하고 있다.The exhaust port 77 is connected to the outer cylinder 78 of the high temperature regenerator and includes one side of the associated heat transfer tube 76.

상기 외통(78)은 희액입구(701), 중간액출구(702) 그리고 냉매증기출구(703)를 각각 포함하고 있고, 냉매증기출구에는 엘리미네이터(704)가 연결되어 있다.The outer cylinder 78 includes a rare liquid inlet 701, an intermediate liquid outlet 702, and a refrigerant vapor outlet 703, and an eliminator 704 is connected to the refrigerant vapor outlet.

상기한 구성을 갖는 고온재생기의 작동을 자세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the high temperature regenerator having the above configuration in detail as follows.

상기 연료공급부(72)에서 공급하는 연료가스와 상기 공기공급부(73)에서 공급하는 공기는 버너(71)를 통과하여 연소실(74)로 각각 공급된다.The fuel gas supplied from the fuel supply unit 72 and the air supplied from the air supply unit 73 pass through the burner 71 and are respectively supplied to the combustion chamber 74.

연소실(74)에 공급된 연료가스와 공기는 연소실에서 혼합되고, 버너(71)의 점화에 의하여 연소를 시작하게 된다.The fuel gas and air supplied to the combustion chamber 74 are mixed in the combustion chamber, and combustion starts by ignition of the burner 71.

일단 연소가 시작되면, 연소 발열 반응 에 의하여 더 이상의 점화 과정이 없이도, 연료가스와 공기는 연소 과정을 계속하게 되는데, 연소실(74) 내부에서는 연료가스와 공기의 혼합과 연소가 동시에 일어나게 된다.Once combustion is started, the fuel gas and air continue the combustion process without further ignition by the combustion exothermic reaction, and the mixing and combustion of the fuel gas and air occur simultaneously in the combustion chamber 74.

이러한 방식을 확산연소방식이라고 하며, 연소가 진행되는 영역을 화염이라 한다. 확산연소방식의 화염은 연료가스와 공기의 혼합을 위해서 일정 공간을 필요로 하게 되므로. 비교적 화염이 크며, 안정된 화염 형성을 위하여 일정 공간의 연소실을 필요로 한다.This method is called diffusion combustion, and the area where combustion proceeds is called flame. Diffusion combustion type flame requires a certain space for mixing fuel gas and air. The flame is relatively large and requires a combustion chamber of a certain space to form a stable flame.

한편, 연소실(72) 내부에서 연소가 완료된 고온의 연소가스는 연소실과 연결공간(75)을 지나면서 열의 일부를 연소실 내벽과 연결공간 내벽으로 전달하며, 연관식 전열관(76)으로 들어간다.On the other hand, the high-temperature combustion gas after the combustion is completed in the combustion chamber 72 passes a portion of heat to the combustion chamber inner wall and the connection space inner wall while passing through the combustion chamber and the connection space 75, and enters the associated heat transfer tube 76.

그 후, 고온의 연소 가스는 연관식 전열관 내부에서 열의 많은 부분을 연관식 전열관 내벽으로 전달하며, 배기구(77)로 들어가서 바깥으로 배출된다.The hot combustion gas then transfers much of the heat inside the associated heat pipe to the inside wall of the heat pipe, and enters the exhaust port 77 and is discharged outward.

반면, 희액은 외통(78)의 일측에 연통된 희액입구(701)를 통해서 액실로 들어와서, 연소실 내벽, 연결공간 내벽 그리고 연관식 전열관 내벽에서 열을 전달받아 가열된 후 냉매증기와 중간액으로 분리된다.On the other hand, the rare liquid enters into the liquid chamber through the rare liquid inlet 701 connected to one side of the outer cylinder 78, and is heated by receiving heat from the inner wall of the combustion chamber, the inner wall of the connection space, and the inner wall of the associated heat pipe, and then into the refrigerant vapor and the intermediate liquid. Are separated.

그리고, 분리된 냉매증기와 중간액은 외통의 일측에 연통된 냉매증기출구(703)와 중간액출구(702)로 각각 나가게 된다.Then, the separated refrigerant vapor and the intermediate liquid respectively exit to the refrigerant vapor outlet 703 and the intermediate liquid outlet 702 communicated with one side of the outer cylinder.

따라서, 종래의 고온재생기는 연료가스와 공기가 연소실 내부에서 혼합하면서 연소하는데, 연소실이 연소가스와 공기의 적정한 혼합과 안정된 화염을 형성할 수 있도록 상대적으로 큰 일정공간의 크기를 가지게 되고, 연관식 전열관 다발인 전열부는 적절한 고온재생기 길이를 갖도록 연소실 위에 배치하게 되며, 연소실과 전열부를 연결공간으로 연결하게 된다.Therefore, the conventional high temperature regenerator burns while the fuel gas and air are mixed inside the combustion chamber, and the combustion chamber has a relatively large constant space so that the combustion chamber can form a proper flame and a stable flame. The heat transfer portion, which is a bundle of heat transfer tubes, is disposed on the combustion chamber to have an appropriate hot regenerator length, and connects the combustion chamber and the heat transfer portion to the connection space.

그러나, 상기한 고온재생기는 다음과 같은 문제점이 도출된다. However, the above-described high temperature regenerator has the following problems.

첫째, 연소실은 전열부에 비하여 열전달 효과가 크게 떨어지는 반면, 전열부에 비하여 크기는 더 크기 때문에, 상기 구조에서는 고온재생기의 크기가 커지게 되어 설치면적의 비효율성이 증대된다.First, while the combustion chamber has a significantly lower heat transfer effect than the heat transfer unit, while the size of the combustion chamber is larger than that of the heat transfer unit, the size of the high temperature regenerator increases in the structure, thereby increasing the inefficiency of the installation area.

둘째, 열전달 효과는 전열부의 전열면적 뿐만 아니라, 전열부의 전열길이에도 영향을 받는데, 같은 전열면적 이라도 전열길이가 길수록 열전달 효과가 좋지만, 상기의 구조에서는 전열부가 연소실 위에 배치되므로, 전열부의 최대 길이는 연소실의 길이보다 짧게 된다.Second, the heat transfer effect is affected not only by the heat transfer area of the heat transfer part, but also by the heat transfer length of the heat transfer part, but the heat transfer effect is better as the heat transfer length is longer even in the same heat transfer area. Shorter than the length of the combustion chamber.

이와 같은 전열관 길이의 제한에 의하여, 열전달 효과의 비효율성이 증대하게 된다.Due to the limitation of the length of the heat transfer tube, the inefficiency of the heat transfer effect is increased.

셋째, 상기의 구조에서는 연료가스와 공기가 버너 쪽에서 연결공간 쪽으로 흐르면서 연소가 순차적으로 발생하게 되는데 이에 따라 연소 반응열이 연소실 내부에서 순차적으로 발생하게 된다.Third, in the above structure, combustion occurs sequentially as fuel gas and air flow from the burner side to the connection space, and thus combustion reaction heat is sequentially generated in the combustion chamber.

하지만, 이와 같이 순차적으로 연소하는 화염(확산화염)의 온도는 집중적으로 연소하는 화염(예혼합화염)의 최고 온도보다 낮게 된다.However, the temperature of the flame (diffusion flame) which burns sequentially is lower than the maximum temperature of the flame (premixed flame) which burns intensively.

즉, 열전달의 효과는 온도차에 영향을 받고 그 온도차가 클수록 좋은데, 상기의 구조에서는 순차적으로 연소하는 화염이 형성되며, 화염의 최고 온도가 집중적으로 연소하는 화염의 온도보다 낮게 되기 때문에, 연소가스와 흡수액의 온도차가 줄어들어 열전달효과의 효율성이 저감된다.In other words, the effect of heat transfer is affected by the temperature difference and the larger the temperature difference is, the higher the flame structure is formed in the above-described structure, since the maximum temperature of the flame is lower than the temperature of the flame intensively burned, the combustion gas and The temperature difference of the absorbent liquid is reduced, which reduces the efficiency of the heat transfer effect.

따라서, 상기에 언급한 바와 같이 기존의 고온재생기는 크기와 열전달 성능에 있어서 비효율성을 갖고 있다.Therefore, as mentioned above, the existing high temperature regenerator has inefficiencies in size and heat transfer performance.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명은 연관식 전열관 다발을 구비한 전열부가 하나 이상 포함하는 전열수단이 직렬 또는 병렬구조로 배열되어 전열관의 길이 증가에 따른 열효율을 극대화하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is a heat transfer means comprising one or more heat transfer unit having an associated heat transfer tube bundle is arranged in series or parallel structure heat efficiency according to the increase in the length of the heat transfer tube The aim is to maximize.

또한, 본 발명은 연소시 예혼합화염이 되도록 하여 화염의 최고온도를 증대시켜 줌으로서, 열전달 효과을 향상시키는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention aims to improve the heat transfer effect by increasing the maximum temperature of the flame to become a premixed flame during combustion.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료공급부와 공기공급부를 통해 유입되는 연료를 연소시켜 연관식 전열관에 전달시키고, 이러한 열에 의해 희액이 냉매증기와 중간액으로 분리되는 흡수식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 구비되는 고온재생기에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention combusts fuel flowing through a fuel supply unit and an air supply unit, and transfers the fuel to an associated heat exchanger tube. In the high temperature regenerator provided,

상기 고온재생기는 공급되는 연료를 혼합시키는 예혼합수단과; 상기 예혼합수단에 구비된 표면연소판의 일측과 연결된 연소부와; 상기 연소부와 연결되고 연소가스가 내부로 지나가는 다수의 연관식 전열관으로 이루어진 전열부가 하나 이상 구비되는 전열수단과; 상기 전열부를 연결하는 전열연결부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고온재생기를 제공한다.The high temperature regenerator and premixing means for mixing the fuel supplied; A combustion unit connected to one side of a surface combustion plate provided in the premixing means; A heat transfer means connected to the combustion unit and having at least one heat transfer unit including a plurality of associated heat transfer tubes through which combustion gas passes; It provides a high temperature regenerator comprising a heat transfer connecting portion for connecting the heat transfer unit.

상기한 구성을 통해 본 발명의 고온재생기는 크기를 축소시키지 않고 축소할 수 있는 공간에 전열관를 더 배치하여 극단적으로 성능 향상을 도모하거나, 축소할 수 있는 공간의 일부에만 전열관을 배치하여 성능 향상과 크기 축소를 동시에 도모할 수 있게 된다.Through the above configuration, the high temperature regenerator according to the present invention further improves performance by arranging heat transfer tubes in a space that can be reduced without reducing the size, or by arranging heat transfer tubes only in a portion of the space that can be reduced, thereby improving performance and size. At the same time, it can be reduced.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시된 것이며, 본 기술사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention but is merely presented as an example, and there may be various embodiments implemented through the technical idea.

도 3a는 본 발명에 따른 고온재생기를 나타내는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 종단면도이며, 도 3c는 도 3b의 A-A 단면도이고, 도 3d는 도 3b의 B-B 단면도이며, 도 3e는 연료혼합수단을 나타내는 도면이고, 도 3f는 도 3e의 횡단면도이다.Figure 3a is a perspective view showing a high temperature regenerator according to the present invention, Figure 3b is a longitudinal sectional view of Figure 3a, Figure 3c is a sectional view AA of Figure 3b, Figure 3d is a sectional view BB of Figure 3b, Figure 3e is a fuel mixing means 3F is a cross sectional view of FIG. 3E.

도시한 바와 같이, 본 발명의 고온재생기(100)는 개략적으로 유입된 공기와 연료를 혼합하는 예혼합수단(101), 상기 예혼합수단(101)과 연통되어 혼합연료를 연소시키는 연소부(201), 상기 연소부(201)와 연통되어 연소가스 및 열이 이동하는 복수의 전열부를 구비한 전열수단(301), 상기 전열부를 서로 연결하여 연소가스가 전열수단을 순차적으로 이동하게 하는 전열연결부(302), 희액이 일시 저장되기 위한 공간인 액실(402), 상기한 구성요소가 내재되도록 하는 외통(401)으로 이루어진다.As shown, the high temperature regenerator 100 of the present invention is a pre-mixing means 101 for mixing the air and fuel introduced roughly, the combustion unit 201 in communication with the pre-mixing means 101 to burn the mixed fuel ), A heat transfer means 301 having a plurality of heat transfer parts in communication with the combustion unit 201 and moving the combustion gas and heat, and a heat transfer connection portion connecting the heat transfer parts to each other so that the combustion gas moves the heat transfer means sequentially. 302, a liquid chamber 402, which is a space for temporarily storing the leachate, and an outer cylinder 401 for allowing the above-mentioned components to be embedded.

이를 구체적으로 설명하면, 상기 예혼합수단(101)은 연료가스가 제어 및 공급되는 연료공급부(102)와 연통하고, 일측에는 공기가 제어 및 공급되는 공기공급부(103)와 연결된다.Specifically, the premixing means 101 is in communication with the fuel supply unit 102 in which fuel gas is controlled and supplied, and is connected to the air supply unit 103 in which air is controlled and supplied.

그리고, 상기 예혼합수단(101)의 내부는 연료와 공기를 혼합하는 혼합부(108)와 혼합연료의 유동을 균일한 압력과 속도를 갖도록 하는 균일분배부(106)로 구획될 수 있다.In addition, the interior of the pre-mixing means 101 may be divided into a mixing unit 108 for mixing fuel and air, and a uniform distribution unit 106 to have a uniform pressure and speed of the flow of the mixed fuel.

이때, 상기 혼합부(108)는 공급되는 공기와 연료를 혼합하는 확산혼합판(104)이 구비되고, 상기 균일분배부(106)는 상기 확산혼합판(104)에서 일정거리 이격되고 혼합연료를 균일한 압력과 속도로 유지하도록 다수의 구멍이 형성되는 다공판(105) 및 상기 다공판(105)에서 일정거리 이격되어 연소부(201)와 접하는 위치에 혼합연료를 분출하는 표면연소판(107)이 구비된다.At this time, the mixing unit 108 is provided with a diffusion mixing plate 104 for mixing the air and fuel supplied, the uniform distribution unit 106 is spaced apart from the diffusion mixing plate 104 by a predetermined distance and mixed fuel A porous plate 105 in which a plurality of holes are formed to maintain a uniform pressure and speed, and a surface burner plate 107 which ejects the mixed fuel at a position spaced apart from the porous plate 105 by contact with the combustion unit 201. ) Is provided.

상기 연소부(201)는 일측에 상기 예혼합수단(101)과 연통하며, 혼합가스의 화염이 형성되기 위한 일정 공간을 형성한다.The combustion unit 201 communicates with the premixing means 101 on one side and forms a predetermined space for forming a flame of the mixed gas.

한편, 상기 예혼합수단(101)과 연통되는 연소부(201)와 연결되고, 연소가스가 내부로 지나가는 다발의 연관식 전열관으로 이루어진 전열부가 하나 이상 구비된 전열수단(301)이 형성되며, 상기 복수의 전열부를 연결하여 연소가스가 순차적으로 이동하도록 전열연결부(302)가 구비된다.On the other hand, it is connected to the combustion unit 201 in communication with the pre-mixing means 101, the heat transfer means 301 is provided with at least one heat transfer unit consisting of a bundle of associated heat transfer tube passing the combustion gas therein, The heat transfer connector 302 is provided to connect the plurality of heat transfer units to sequentially move the combustion gas.

이때, 상기 복수의 전열수단(301)은 수직(상하)방향으로 배열되게 하여, 연소가스가 순차적으로 이동하게 할 수 되는데, 본 발명에서 상기 전열수단은 연소가스가 순차적으로 이동하도록 연소부(201)와 연통되는 제1전열부(301a) 및 상기 제1전열부(301b)와 연통되어 제1전열부(301a)의 상방에 형성되는 제2전열부(301b)로 이루어진다.At this time, the plurality of heat transfer means 301 is arranged in a vertical (up and down) direction, the combustion gas can be moved sequentially, in the present invention, the heat transfer means is a combustion unit 201 to move the combustion gas in sequence ) And a second heat transfer part 301b communicating with the first heat transfer part 301b and formed above the first heat transfer part 301a.

상기 제1전열부(301a)와 제2전열부(301b)는 전열연결부(302)를 매개로 서로 연통되어 있고, 각각의 전열부는 다수의 연관식 전열관 다발로 이루어진다.The first heat transfer part 301a and the second heat transfer part 301b communicate with each other through the heat transfer connection part 302, and each heat transfer part is composed of a plurality of associated heat pipe bundles.

상기 외통(401)은 연소부(201), 전열수단(301), 전열연결부(302)를 일정 간격을 가지고 내부에 포함하며, 흡수액 농용액출구(404), 흡수액 희용액입구(403), 냉매 증기출구(405)와 연통하여 연결되도록 이루어진다.The outer cylinder 401 includes the combustion unit 201, the heat transfer means 301, the heat transfer connection portion 302 therein at a predetermined interval, the absorbent liquid concentrate outlet 404, the absorbent liquid solution inlet 403, the refrigerant It is made to be connected in communication with the steam outlet (405).

또한, 상기 액실(402)은 연소부(201), 전열수단(301), 전열연결부(302)와 외통(401) 사이의 일정 공간으로 이루어진다.In addition, the liquid chamber 402 is composed of a predetermined space between the combustion unit 201, the heat transfer means 301, the heat transfer connection portion 302 and the outer cylinder 401.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 작동을 도시된 도 3a 내지 3f를 통해 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 3A to 3F.

상기 연료공급부(102)에서 공급하는 연료가스와 상기 공기공급부(103)에서 공급하는 공기는 확산혼합판(104)를 포함하는 혼합부(108)에서 혼합연료로 혼합되고, 이러한 혼합연료는 다공판(105)을 포함하는 균일분배부(106)에서 균일한 압력과 속도의 유동을 갖다가 표면연소판(107)을 지나서 연소부(201)로 분출된다.The fuel gas supplied from the fuel supply unit 102 and the air supplied from the air supply unit 103 are mixed into the mixed fuel in the mixing unit 108 including the diffusion mixing plate 104, and the mixed fuel is a porous plate. The uniform distribution part 106 including the 105 has a uniform pressure and velocity flow, and is ejected to the combustion part 201 through the surface burning plate 107.

그리고, 예혼합수단(101)에서 점화로 연소부(201)의 혼합연료는 표면연소판(107)에서 50~150 ㎜ 길이의 화염으로 연소되고, 연소가 완료된 고온의 연소가스는 제1전열부(301a) 내부에서 열교환을 한 후 약 357~365 ℃로 전열연결부(302)로 들어가며, 제2전열부(301b) 내부에서 열교환 한 후 185~189 ℃ 로 배기부(501)를 통해 바깥으로 배출된다.Then, the mixed fuel of the combustion unit 201 by the ignition by the pre-mixing means 101 is burned in a flame of 50 ~ 150 mm length in the surface burner plate 107, the combustion gas of the high temperature combustion is completed, the first heat transfer unit After heat exchange in the interior 301a, the heat transfer part 302 enters the heat transfer connection part 302 at about 357 ~ 365 ° C, and after heat exchange in the second heat transfer part 301b, it is discharged outward through the exhaust part 501 at 185 ~ 189 ° C. do.

한편, 희액은 외통(401)의 일측에 연통된 희액입구(403)를 통해서 액실로 들어와서, 연소부(201), 전열수단(301) 및 전열연결부(302)로부터 열을 전달받아 가열되어, 냉매증기와 중간액으로 분리되는데, 분리된 냉매 증기와 중간액은 외통(401)의 일측에 연통된 냉매증기출구(405)와 중간액출구(404)로 각각 나가게 된다.Meanwhile, the rare liquid enters into the liquid chamber through the rare liquid inlet 403 communicated with one side of the outer cylinder 401, and receives the heat from the combustion unit 201, the heat transfer means 301, and the heat transfer connection unit 302, and heats it. The refrigerant vapor and the intermediate liquid are separated, and the separated refrigerant vapor and the intermediate liquid exit to the refrigerant vapor outlet 405 and the intermediate liquid outlet 404 respectively connected to one side of the outer cylinder 401.

상기 발명의 구조에서는 다음과 같은 효과가 있다.The structure of the present invention has the following effects.

첫째, 연관식 전열부를 상하 수직방향으로 배치할 수 있으므로, 종래의 고온재생기와 동일 전열면적의 전열관을 갖더라도, 폭이 줄어들게 된다.First, since the associated heating element can be arranged in the vertical direction, even if the heat transfer tube having the same heat transfer area as the conventional high temperature regenerator, the width is reduced.

따라서, 상기의 구조에서는 고온재생기의 크기가 작아지게 되며, 특히, 폭이 작아지게 되어 컴팩트 고온재생기 및 슬림형 고온재생기를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 설치 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, in the above structure, the size of the high temperature regenerator becomes small, and in particular, the width becomes smaller, thereby realizing a compact high temperature regenerator and a slim type high temperature regenerator and reducing the installation area.

둘째, 종래의 고온재생기와 동일 전열면적의 전열관을 갖더라도, 전열수단을 연소가스에 대해 직렬로 배치할 수 있어, 전열길이를 고온재생기의 길이보다 길게 할 수 있다.Second, even if it has a heat exchanger tube of the same heat transfer area as a conventional high temperature regenerator, heat transfer means can be arrange | positioned in series with respect to combustion gas, and heat transfer length can be made longer than the length of a high temperature regenerator.

따라서, 이에 따른 열전달 향상의 효과를 가져오게 된다.Therefore, the effect of heat transfer improvement is brought.

셋째, 연소가 표면연소판 상에서 시작하여 좁은 연소부 공간에서 순간적으로 완료되므로, 화염의 온도가 종래 고온재생기의 화염 온도보다 높게 되어, 화염과 흡수액 간의 온도차를 높일 수 있다.Third, since combustion starts on the surface burner plate and is instantaneously completed in a narrow combustion section space, the temperature of the flame is higher than the flame temperature of the conventional high temperature regenerator, so that the temperature difference between the flame and the absorbing liquid can be increased.

따라서, 이에 따른 열전달 향상의 효과를 가져오게 된다.Therefore, the effect of heat transfer improvement is brought.

도 4a는 본 발명에 따른 고온재생기의 일실시예를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 종단면도이며, 도 4c는 도 4b의 A-A 횡단면도이고, 도 4d는 도 4b의 B-B 횡단면도이다.Figure 4a is a perspective view showing an embodiment of a high temperature regenerator according to the present invention, Figure 4b is a longitudinal cross-sectional view of Figure 4a, Figure 4c is a cross-sectional view A-A of Figure 4b, Figure 4d is a cross-sectional view B-B of Figure 4b.

도시된 바와 같이, 제1전열부(301a)의 연소가스 유로 단면적이 제2전열부의 연소가스 유로 단면적 보다 크게 한다.As shown, the cross section of the combustion gas flow path of the first heat transfer unit 301a is larger than the cross section of the combustion gas flow path of the second heat transfer unit.

왜냐하면, 제1전열부(301a)에서의 연소가스 온도는 1150 ℃로 들어와 365 ℃로 나가고, 제2전열부(301b)에서는 365 ℃로 들어와 190 ℃로 나가게 되는데, 제1전열부와 제2전열부에 동일한 연소가스 질량유량이 지나가도 온도에 따라 밀도가 달라서 연소가스의 속도가 다르게 된다.Because the combustion gas temperature in the first heat transfer unit 301a enters 1150 ° C. and goes out at 365 ° C., and in the second heat transfer unit 301b enters 365 ° C. and exits at 190 ° C., the first heat transfer part and the second heat transfer. Even if the same flue gas mass flow rate passes through the part, the density of the flue gas varies depending on the temperature, and thus the velocity of the flue gas is different.

즉, 제1전열부(301a)와 제2전열부(301b)가 동일한 유로 면적을 갖게되면, 온도가 높은 제1전열부에서는 연소가스의 속도가 빠르게 되고, 온도가 낮은 제2전열부에서는 연소가스의 속도가 느리게 되는데, 제1전열부에서 필요 이상으로 연소가스의 속도가 빨라지면 필요 이상의 차압 손실을 가져온다.That is, when the first heat transfer part 301a and the second heat transfer part 301b have the same flow path area, the velocity of the combustion gas is increased in the first heat transfer unit having a high temperature, and combustion is performed in the second heat transfer unit having a low temperature. The speed of the gas is slowed down. If the speed of the combustion gas is faster than necessary in the first heat transfer unit, the pressure difference is more than necessary.

따라서, 제1전열부(301a)에서 연소가스의 이동속도가 제2전열부(301b)에서 연소가스의 이동속도 보다 느려지게 할 목적으로 제1전열부의 유로 면적이 제2전열부의 유로 면적보다 크게 한다.Therefore, the flow path area of the first heat transfer part is larger than the flow path area of the second heat transfer part in order to lower the moving speed of the combustion gas in the first heat transfer part 301a than the moving speed of the combustion gas in the second heat transfer part 301b. do.

이를 이론적으로 계산하면 다음과 같다.Theoretically calculating this is as follows.

이상 기체의 상태방정식에서 P V = m R T (1)P V = m R T (1) in the state equation of an ideal gas

이때, P는 절대압력, V는 부피, m은 질량, R은 가스상수, T는 절대온도를 각각 나타낸다.Where P is absolute pressure, V is volume, m is mass, R is gas constant, and T is absolute temperature.

한편, 제1전열부와 제2전열부의 입구 및 출구 압력이 그 차압보다 훨씬 크므로 절대 압력 P 는 일정하다고 볼 수 있고, 가스상수 R은 제1전열부와 제2전열부의 연소가스 성분이 거의 같다고 생각할 수 있으므로 일정하다고 볼 수 있으며, 절대온도 T 는 근사 계산을 위해서 제1전열부와 제2전열부의 입구 및 출구 온도의 평균온도를 사용한다.On the other hand, since the inlet and outlet pressures of the first heat transfer part and the second heat transfer part are much larger than the differential pressure, the absolute pressure P can be regarded as constant, and the gas constant R has almost no combustion gas components in the first heat transfer part and the second heat transfer part. Since it can be considered as the same, it can be seen as a constant, the absolute temperature T uses the average temperature of the inlet and outlet temperature of the first heat transfer section and the second heat transfer section for approximate calculation.

따라서 (1)을 시간에 대해서 미분하면 다음과 같다.Therefore, differentiating (1) with respect to time is as follows.

P dV/dt = dm/dt R T (2)P dV / dt = dm / dt R T (2)

여기서 dV/dt는 체적유량, dm/dt은 질량유량을 각각 나타낸다.Where dV / dt represents volume flow rate and dm / dt represents mass flow rate, respectively.

질량유량 dm/dt은 제1전열부에서 나온 연소가스가 모두 제2전열부로 들어가므로 일정하게 된다.The mass flow rate dm / dt becomes constant because all the combustion gas from the first heat transfer unit enters the second heat transfer unit.

하지만, 체적유량 dV/dt는 온도에 따라 부피 및 밀도가 변하므로 일정하지 않게 되고, 이를 속도 v와 유로면적 A로 나누어서 나타내면 다음과 같다.However, the volume flow rate dV / dt is not constant because the volume and density change with temperature, and this is divided by the velocity v and the flow path area A as follows.

P v A = dm/dt R T (3)P v A = dm / dt R T (3)

속도 v를 일정하게 하도록 유로면적 A를 결정해야 하므로 속도 v를 일정하다고 보고, 이를 간단히 하기 위해서 상수들을 생략하여 표현하면 다음과 같다.Since the flow path area A must be determined to make the velocity v constant, the velocity v is considered to be constant.

A ∝ T (4)A ∝ T (4)

즉, 연소가스의 속도를 일정하게 하기 위해서, 제1전열부와 제2전열부의 유로면적비는 평균 절대온도비와 같아지도록 설계하면 된다.That is, in order to make the velocity of combustion gas constant, what is necessary is just to design so that the flow path area ratio of a 1st heat exchange part and a 2nd heat transfer part may be equal to an average absolute temperature ratio.

이때, 제1전열부와 제2전열부의 유로단면적비는 1.4:1 ~ 2.8:1인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the ratio of the cross-sectional area of the flow path of the first heat transfer part and the second heat transfer part is 1.4: 1 to 2.8: 1.

도 5a는 전열수단이 수직으로 3단 배열된 고온재생기를 나타내는 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 횡단면도이다.5A is a perspective view showing a high temperature regenerator in which heat transfer means are vertically arranged in three stages, and FIG. 5B is a cross-sectional view of FIG. 5A.

연소가스의 유로가 길어질수록 향상되므로, 도시된 바와 같이, 전열수단(301)을 3단 직렬 또는 그 이상으로 배치시켜 열전달 향상의 효과를 가져올 수 있다.Since the flow path of the combustion gas is longer, as shown in the drawing, the heat transfer means 301 may be arranged in three stages or more, resulting in an effect of improving heat transfer.

즉, 제1,제2,제3전열부(301a,301b,301c)가 순차적으로 수직으로 설치되며, 제1,제2전열부는 제1전열연결부(302a)를 매개로 연결되고, 제2,제3전열부는 제2전열연결부(302b)를 매개로 연결된다.That is, the first, second, and third heat transfer parts 301a, 301b, and 301c are sequentially installed vertically, and the first and second heat transfer parts are connected to each other by the first heat connection part 302a. The third heat transfer part is connected via the second heat connection part 302b.

이 때, 고온재생기의 크기를 작게 하기 위해서, 특히, 폭은 줄이고 높이는 키우지 않기 위해서, 연관식 전열관의 높이를 더 작은 것으로 하고, 그 수를 늘려줌으로써, 전체적인 전열면적을 확보할 수 있다,At this time, in order to reduce the size of the high temperature regenerator, in particular, in order to reduce the width and not increase the height, the height of the associated heat exchanger tube is made smaller and the number thereof is increased, thereby securing the overall heat transfer area.

도 6a는 전열수단이 수직 및 수평으로 배열된 고온재생기를 나타내는 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 횡단면도이다.6A is a perspective view showing a high temperature regenerator in which heat transfer means are arranged vertically and horizontally, and FIG. 6B is a cross-sectional view of FIG. 6A.

상기 실시예는 제1,제2,제3,제4전열부(301a,301b,301c,301d)가 순차적으로 수직 및 수평으로 설치되며, 제1,제2전열부는 제1전열연결부(302a)를 매개로 연결되고, 제2,제3전열부는 제2전열연결부(302b)를 매개로 연결되며, 제3,제4전열부는 제3전열연결부(302c)를 매개로 연결된다.In the above embodiment, the first, second, third, and fourth heat transfer parts 301a, 301b, 301c, and 301d are sequentially installed vertically and horizontally, and the first and second heat transfer parts include the first heat connection part 302a. The second and third heat transfer units are connected via the second heat connection unit 302b, and the third and fourth heat transfer units are connected via the third heat connection unit 302c.

즉, 연소가스의 유로를 더욱 더 확장시키기 위해서 연관식 전열부를 상하 직렬로 연결할 뿐만 아니라 좌우 직렬로도 연결할 수 있다.That is, in order to further expand the flow path of the combustion gas, the associated heating element may be connected not only in a vertical series but also in a left and right series.

한편, 본 발명에서 고온재생기의 크기를 축소시키지 않고, 축소할 수 있는 공간에 전열수단을 더 배치하여 극단적으로 성능 향상을 도모하거나, 축소할 수 있는 공간의 일부에만 전열수단을 배치하여 성능 향상과 크기 축소를 동시에 도모할 수 있다.On the other hand, in the present invention, without further reducing the size of the high temperature regenerator, the heat transfer means is further arranged in the space that can be reduced to achieve an extreme performance improvement, or by placing the heat transfer means only in a part of the space that can be reduced performance improvement and The size can be reduced at the same time.

<실험 1>Experiment 1

종래의 고온재생기보다 크기는 작고(종래 고온재생기의 60% 에 해당), 전열면적은 거의 동일한(종래 고온재생기의 95% 에 해당) 고온재생기를 설계 제작하고 흡수식 냉동기에 부착하여 성능 실험.Design and manufacture a high temperature regenerator which is smaller than the conventional high temperature regenerator (60% of the conventional high temperature regenerator) and the heat transfer area is almost the same (95% of the conventional high temperature regenerator), and attaches it to the absorption type freezer.

외통은 길이 1500㎜, 높이 1440㎜, 폭 424㎜로, 희액 입구, 중간액 출구, 냉매증기 출구를 적정한 위치에 배치하여 제작.The outer cylinder is 1500mm long, 1440mm high and 424mm wide, and is produced by placing the rare liquid inlet, the intermediate liquid outlet, and the refrigerant vapor outlet at appropriate positions.

전열수단은 2단 직렬 방식을 채택하여, 전열면적 12.87 ㎡로, 제1전열부와 제2전열부의 유로면적이 서로 다르게 제작.The heat transfer means adopts the two-stage series method, and the heat transfer area is 12.87 ㎡, and the flow path areas of the first and second heat transfer parts are different.

하부의 제1전열부는 전열면적 7.56 ㎡로, 길이 1074㎜, 높이 180㎜, 폭 32㎜ 의 연관식 전열관 12개와 길이 1074㎜, 높이 150㎜, 폭 32㎜의 연관식 전열관 6개로 구성되었고, 상부의 제2전열부는 전열면적 5.30 ㎡로, 길이 1074㎜, 높이 180㎜, 폭 32㎜의 연관식 전열관 12개로 구성.The lower portion of the first heat transfer section was formed with a heat transfer area of 7.56 m 2, and consisted of 12 associated heat exchangers 1074 mm long, 180 mm high and 32 mm wide, and 6 associated heat pipes 1074 mm long, 150 mm high and 32 mm wide. The second heat transfer part of the heat transfer area is 5.30 m 2, and consists of twelve associated heat exchanger tubes having a length of 1074 mm, a height of 180 mm, and a width of 32 mm.

연료혼합수단은 예혼합 표면 연소 방식을 채택하여, 가로 360mm, 높이 400mm, 폭 200mm로 제작하고, 가로 360mm, 높이 250mm의 표면연소판 및 회전 분사 방식의 혼합부와 1,2차 분배판을 갖는 균일분배부로 구성.The fuel mixing means adopts pre-mixed surface combustion method, which is made of 360mm in width, 400mm in height and 200mm in width, and has a mixing part and a primary and secondary distribution plate of 360mm in width and 250mm in height. Consist of uniform distribution.

상기 실험 1의 고온재생기를 부착한 흡수식 냉동기는 현재 생산되고 있는 BUW 모델을 사용.Absorption refrigerator equipped with the high temperature regenerator of Experiment 1 uses the BUW model currently being produced.

실험결과, 냉수 입구 온도 12℃, 냉각수 입구 32℃, 냉동부하 161.71±1.0 usRT 일때, 상기 고온재생기에서는 가스소모량 24.3㎡/h, 화염 온도 1180℃, 전열연결부 364℃, 배기가스온도 185℃, 액실온도 155±2℃, 효율 81.6% 가 측정되었다.As a result of the experiment, when the cold water inlet temperature is 12 ℃, the cooling water inlet is 32 ℃, and the refrigeration load is 161.71 ± 1.0 usRT, the gas regenerator consumes 24.3㎡ / h, flame temperature 1180 ℃, heat transfer connection 364 ℃, exhaust gas temperature 185 ℃, liquid The room temperature was also 155 ± 2 ° C. and an efficiency of 81.6%.

<실험 2>Experiment 2

종래의 고온재생기보다 크기는 작고(종래 고온재생기의 60% 에 해당), 전열면적은 더 큰(종래 고온재생기의 111% 에 해당) 고온재생기를 설계 제작하여 흡수식 냉동기에 부착하여 성능 실험.Design and manufacture a high temperature regenerator which is smaller in size than conventional high temperature regenerators (60% of conventional high temperature regenerators) and larger heat transfer area (111% of conventional high temperature regenerators).

외통은 길이 1500㎜, 높이 1440㎜, 폭 424㎜ 로, 희액 입구, 중간액 출구, 냉매증기 출구를 적정한 위치에 배치하여 제작.The outer cylinder is 1500mm long, 1440mm high and 424mm wide, and is prepared by placing the rare liquid inlet, the intermediate liquid outlet, and the refrigerant vapor outlet at appropriate positions.

전열수단은 2단 직렬 방식을 채택하여, 전열면적 15.00㎡ 로, 제1전열부와 제2전열부의 유로면적이 서로 다르게 제작.The heat transfer means adopts a two-stage series method, and the heat transfer area is 15.00㎡, and the flow path areas of the first and second heat transfer parts are different.

하부의 제1전열부는 전열면적 8.82㎡ 로, 길이 1074㎜, 높이 180㎜, 폭 32㎜ 의 연관식 전열관 14개와 길이 1074㎜, 높이 150㎜, 폭 32㎜의 연관식 전열관 7개로 구성되었고, 상부의 제2전열부는 전열면적 6.18㎡ 로, 길이 1074㎜, 높이 180㎜, 폭 32㎜의 연관식 전열관 14개로 구성.The lower part of the first heat exchanger was 8.82m2 of heat transfer area, and was composed of 14 associative heat pipes of 1074mm in length, 180mm in height and 32mm in width, and 7 heat pipes of 1074mm in length, 150mm in height and 32mm in width. The second heat transfer part has a heat transfer area of 6.18 m2, and is composed of 14 associated heat exchanger tubes having a length of 1074 mm, a height of 180 mm, and a width of 32 mm.

연료혼합수단은 예혼합 표면 연소 방식을 채택하여, 가로 360mm, 높이 400mm, 폭 200mm 로 제작하고, 가로 360mm, 높이 250mm 의 표면연소판, 회전 분사 방식의 혼합부와 1,2차 분배판을 갖는 균일분배부로 구성.The fuel mixing means adopts the premixed surface combustion method, which is made of 360mm in width, 400mm in height and 200mm in width, and has 360mm in width, 250mm in height of surface burning plate, mixing part of rotary injection method, and 1st and 2nd distribution plate. Consist of uniform distribution.

상기 실험 2 고온재생기를 부착한 흡수식 냉동기는, 상기 실험 1과 마찬가지로 현재 생산되고 있는 BUW 모델을 사용하여 성능 실험.Experiment 2 The absorption chiller equipped with a high temperature regenerator is a performance test using a BUW model currently produced as in Experiment 1.

실험결과, 냉수 입구 온도 12℃, 냉각수 입구 32℃, 냉동부하 161.7±1.0 usRT 일때, 상기 고온재생기에서는 가스소모량 23.5㎡/h, 화염 온도 1221℃, 전열연결부 323℃, 배기가스온도 180℃, 액실 온도 155±2℃, 효율 85.2% 가 측정되었다.As a result of the experiment, when the cold water inlet temperature is 12 ℃, the cooling water inlet is 32 ℃, and the refrigeration load is 161.7 ± 1.0 usRT, the gas regenerator consumes 23.5㎡ / h, flame temperature 1221 ℃, heat transfer connection 323 ℃, exhaust gas temperature 180 ℃, and liquid chamber. A temperature of 155 ± 2 ° C. and an efficiency of 85.2% were measured.

<실험 3>Experiment 3

종래의 고온재생기 제작하여 흡수식 냉동기(현재 생산되고 있는 BUW 모델)에 부착하여 성능 실험.Produced a conventional high temperature regenerator and attached it to an absorption chiller (currently produced BUW model).

외통은 길이 1500㎜, 높이 1435㎜, 폭 720㎜ 로, 현재 생산되고 있는 BUW 모델의 고온재생기.The outer cylinder is 1500mm long, 1435mm high and 720mm wide, and is a high temperature regenerator of the BUW model currently being produced.

전열수단은 연소실 위에만 위치한 1단 방식으로, 전열면적 13.50㎡, 연관식 전열관을 이용하여 제작.The heat transfer means is a one-stage system located only on the combustion chamber. The heat transfer area is 13.50㎡, and it is manufactured using an associated heat transfer tube.

연료혼합수단은 강제 직화식 확산 연소 방식으로 제작.Fuel mixing means are manufactured by forced direct diffusion combustion method.

실험결과, 냉수 입구 온도 12℃, 냉각수 입구 32℃, 냉동부하 161.7±1.0 usRT 일때, 상기 고온재생기에서는 가스소모량 25.0㎡/h, 연소실 출구 683℃, 배기가스온도 231℃, 액실 온도 155±2℃, 효율79.9% 가 측정되었다.As a result of the experiment, when the cold water inlet temperature is 12 ° C, the cooling water inlet is 32 ° C, and the freezer load is 161.7 ± 1.0 usRT, the gas regenerator consumes 25.0㎡ / h, combustion chamber outlet 683 ° C, exhaust gas temperature 231 ° C, liquid chamber temperature 155 ± 2 ° C. The efficiency 79.9% was measured.

아래의 표 1은 상기 실험 1,2,3의 결과를 비교 정리한 것이다.Table 1 below summarizes the results of the experiments 1,2,3.

<표 1>TABLE 1

외통부피 (㎥)External volume (㎥) 전열면적 (㎡)Heat transfer area (㎡) 연료량 (㎡/h)Fuel amount (㎡ / h) 배기온도 (℃)Exhaust temperature (℃) 효율(%)efficiency(%) 실험 1Experiment 1 0.920.92 12.8712.87 24.324.3 185185 81.681.6 실험 2Experiment 2 0.920.92 15.0015.00 23.523.5 180180 85.285.2 실험3Experiment 3 1.551.55 13.5013.50 25.025.0 231231 79.979.9

상기 표 1을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 기술 내용을 적용한 고온재생기의 외통 부피는 줄었으나, 연료량 및 배기온도는 감소하여, 결과적으로 효율이 증대되었음을 알 수 있다.As can be seen from Table 1, the outer cylinder volume of the high temperature regenerator to which the technical content according to the present invention is applied is reduced, but the fuel amount and the exhaust temperature are reduced, and as a result, the efficiency is increased.

도 7은 상기 실험 1, 2, 3의 결과를 비교하여 정리한 그래프이다.7 is a graph summarizing the results of Experiments 1, 2, and 3 above.

그래프에서 종래의 고온재생기(실험 3)의 외통부피, 전열면적, 연료량을 100%로 보았을 때, 본 발명에 따른 기술내용을 적용한 고온재생기(실험 1,2)의 상대적인 비교 값이 나타나 있다.In the graph, when the external cylinder volume, heat transfer area, and fuel amount of the conventional high temperature regenerator (Experiment 3) are 100%, the relative comparison value of the high temperature regenerator (Experiment 1,2) to which the technical details according to the present invention are applied is shown.

상기한 그래프에서 볼 수 있듯이, 실험 1의 고온재생기 적용시, 크기 40% 축소, 연료량 2.8% 절감, 효율 1.7% 증가되었음을 알 수 있다.As can be seen from the graph, it can be seen that when the high temperature regenerator of Experiment 1 is applied, the size is reduced by 40%, the fuel amount is reduced by 2.8%, and the efficiency is increased by 1.7%.

실험 2의 고온재생기 적용시, 크기 40% 축소, 연료량 6% 절감, 효율 5.3% 증가되었음을 알 수 있다.When applying the high temperature regenerator of Experiment 2, it can be seen that the size was reduced by 40%, the fuel amount was reduced by 6% and the efficiency was increased by 5.3%.

따라서, 상기한 실험결과에서 나타나듯이, 본 발명에 따른 고온재생기는 종래의 고온재생기에 비해서 높은 효율을 가짐과 동시에, 고온재생기 자체의 크기도 작아질 수 있다.Therefore, as shown in the above experimental results, the high temperature regenerator according to the present invention has higher efficiency than the conventional high temperature regenerator, and the size of the high temperature regenerator itself can be reduced.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 고온재생기는 연관식 전열관을 다수 구비한 전열부를 상하 수직(직렬) 또는 좌우 수평(병렬)방향으로 선택적으로 배치하거나 혼합하여 배치할 수 있으므로, 종래의 고온재생기와 동일 전열면적의 전열관을 갖더라도, 폭이 줄어들게 되어 고온재생기 자체의 크기를 줄여줄 수 있는 이점이 있다. As described above, the high temperature regenerator according to the present invention may be arranged in a vertically or vertically (vertically) or horizontally (parallel) direction in a vertical direction or a mixture of heat transfer units having a plurality of associated heat transfer tubes, and thus the same as the conventional high temperature regenerator. Even if the heat transfer area has a heat pipe, the width is reduced, thereby reducing the size of the high temperature regenerator itself.

그리고, 상기 수직 또는 수평배열 방식에 의해 전열길이를 증대시킬 수 있어 열전달률이 증대되는 효과가 있다.In addition, the heat transfer length can be increased by the vertical or horizontal arrangement, thereby increasing the heat transfer rate.

또한, 연소가 표면연소판 상에서 시작하여 좁은 연소부 공간에서 순간적으로 완료되는 예혼합 표면 연소 방식을 채택하여 화염의 온도가 종래 고온재생기의 화염 온도보다 높게 되어 화염과 흡수액 간의 온도차를 높여 줌으로서, 열전달률을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, by adopting a premixed surface combustion method in which combustion starts on a surface burner plate and is instantaneously completed in a narrow combustion section space, the temperature of the flame is higher than that of a conventional high temperature regenerator, thereby increasing the temperature difference between the flame and the absorbing liquid. There is an advantage that can increase the heat transfer rate.

도 1은 일반적인 흡수식 냉동기의 구성을 나타내는 도면.1 is a view showing the configuration of a general absorption chiller.

도 2a는 종래 고온재생기를 나타내는 일부 절개사시도.Figure 2a is a partial cutaway perspective view showing a conventional high temperature regenerator.

도 2b는 도 2a의 종단면도.FIG. 2B is a longitudinal sectional view of FIG. 2A;

도 2c는 도 2a의 A-A 횡단면도.FIG. 2C is a cross-sectional view A-A of FIG. 2A; FIG.

도 2d는 도 2a의 B-B 횡단면도.FIG. 2D is a B-B cross sectional view of FIG. 2A;

도 3a는 본 발명에 따른 고온재생기를 나타내는 사시도.Figure 3a is a perspective view showing a high temperature regenerator according to the present invention.

도 3b는 도 3a의 종단면도.3B is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 3A.

도 3c는 도 3b의 A-A 단면도.3C is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3B.

도 3d는 도 3b의 B-B 단면도.3D is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 3B.

도 3e는 연료혼합수단을 나타내는 도면.3E shows a fuel mixing means.

도 3f는 도 3e의 횡단면도.3F is a cross sectional view of FIG. 3E;

도 4a는 본 발명에 따른 고온재생기의 일실시예를 나타내는 사시도.Figure 4a is a perspective view showing an embodiment of a high temperature regenerator according to the present invention.

도 4b는 도 4a의 종단면도.4B is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 4A.

도 4c는 도 4b의 A-A 횡단면도.4C is a cross-sectional view A-A of FIG. 4B.

도 4d는 도 4b의 B-B 횡단면도.4D is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 4B.

도 5a는 전열수단이 수직으로 3단 배열된 고온재생기를 나타내는 사시도.5A is a perspective view of a high temperature regenerator in which heat transfer means are vertically arranged in three stages.

도 5b는 도 5a의 횡단면도.5B is a cross-sectional view of FIG. 5A.

도 6a는 전열수단이 수직 및 수평으로 배열된 고온재생기를 나타내는 사시도.6A is a perspective view of a high temperature regenerator in which heat transfer means are arranged vertically and horizontally;

도 6b는 도 6a의 횡단면도.6B is a cross-sectional view of FIG. 6A.

도 7은 실험 1, 2, 3의 결과를 비교하여 정리한 그래프.7 is a graph summarizing the results of Experiments 1, 2, and 3.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

101 : 예혼합수단 201 : 연소부101: premixing means 201: combustion part

301 : 전열수단 401 : 외통301: heat transfer means 401: outer cylinder

402 : 액실402: liquid chamber

Claims (4)

연료공급부와 공기공급부를 통해 유입되는 연료를 연소시켜 연관식 전열관에 전달시키고, 이러한 열에 의해 희액이 냉매증기와 중간액으로 분리되는 흡수식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 구비되는 고온재생기에 있어서,In the high temperature regenerator provided with the absorption chiller and the absorption cold and hot water in which the fuel flowing through the fuel supply unit and the air supply unit burns and delivers the fuel to the associated heat transfer tube, whereby the heat is separated into the refrigerant vapor and the intermediate liquid. 상기 고온재생기는 공급되는 연료를 혼합시키는 예혼합수단과;The high temperature regenerator and premixing means for mixing the fuel supplied; 상기 예혼합수단에 구비된 표면연소판의 일측과 연결된 연소부와;A combustion unit connected to one side of a surface combustion plate provided in the premixing means; 상기 연소부와 연결되고 연소가스가 내부로 지나가는 다수의 연관식 전열관으로 이루어진 전열부가 하나 이상 구비되고, 이러한 전열부가 상하 또는 좌우 방향으로 선택적으로 배열되어 연소가스가 순차적으로 이동하는 전열수단과;A heating unit connected to the combustion unit and having at least one heat transfer unit including a plurality of associated heat transfer tubes through which combustion gas passes, and the heat transfer unit is selectively arranged in up and down or left and right directions to sequentially move the combustion gas; 상기 전열부를 연결하는 전열연결부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고온재생기.The high temperature regenerator comprising a heat transfer connecting portion connecting the heat transfer unit. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 전열부의 연소가스 유로 단면적은 연소가스의 통과 순서에 따라 점차적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 고온재생기.The high temperature regenerator according to claim 1, wherein the cross section of the combustion gas flow path of the heat transfer unit is gradually reduced in accordance with the passage sequence of the combustion gas. 제 1항에 있어서, 상기 예혼합수단은 공급되는 공기와 연료를 혼합하는 확산혼합판과;The method of claim 1, wherein the premixing means comprises: a diffusion mixing plate for mixing the air and fuel supplied; 상기 확산혼합판에서 일정거리 이격되어 혼합연료를 균일한 압력과 속도로 유지하도록 다수의 구멍이 형성되는 다공판과;A perforated plate spaced apart from the diffusion mixture plate by a plurality of holes to maintain the mixed fuel at a uniform pressure and speed; 상기 다공판에서 일정거리 이격되어 연소부로 혼합연료를 분출하는 표면연소판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고온재생기.A high temperature regenerator comprising a surface combustion plate spaced apart from the porous plate by a predetermined distance to eject the mixed fuel to the combustion unit.
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