KR100554061B1 - 흡수식 냉동기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 흡수액이 냉매를 복수회에 걸쳐서 흡수하도록 하여 냉동 효율을 높였을 때에도, 설치의 용이성을 유지하기 위해 하부 몸통이 대형화되지 않도록 하는 데 있다.

상부 몸통(4)의 하방에 증발기(5A)와 흡수기(6A)를 내장한 하부 몸통(7A)과, 증발기(5B)와 흡수기(6B)를 내장한 하부 몸통(7B)을 높이를 맞추어 설치하고, 응축기(3)의 하부측과 증발기(5B)는 냉매관(19)으로 접속하고, 증발기(5A, 5B)의 하부측끼리는 냉매관(17)에 의해 접속하고, 증발기(5B)의 하부측과 살포기(5A1, 5B1)는 냉매 펌프(10)가 개재하는 냉매관(20)에 의해 접속하고, 흡수기(6A)의 하부측과 흡수기(6B)의 살포기(6B1)는 흡수액 펌프(11)가 개재하는 흡수액관(13)에 의해 접속하고, 흡수기(6B)의 하부측과 고온 재생기(1)는 흡수액 펌프(12), 저온 열교환기(8), 고온 열교환기(9)가 개재하는 흡수액관(14)에 의해 접속하고, 저온 재생기(2)의 하부측과 흡수기(6A)의 살포기(6A1)는 저온 열교환기(8)가 개재하는 흡수액관(16)에 의해 접속하도록 하였다.

상부 몸통, 흡수기, 하부 몸통, 냉매관, 증발기, 살포기, 열교환기

Description

흡수식 냉동기 {ABSORPTION TYPE REFRIGERATOR}

도1은 본 발명의 실시 형태를 나타내는 설명도.

도2는 종래 기술을 나타내는 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고온 재생기

2 : 저온 재생기

3 : 응축기

4 : 상부 몸통

5A, 5B : 증발기

6A, 6B : 흡수기

7A, 7B : 하부 몸통

8 : 저온 열교환기

9 : 고온 열교환기

10 : 냉매 펌프

11, 12 : 흡수액 펌프

13 내지 16 : 흡수액관

17 내지 20 : 냉매관

21 : 냉각수관

22 : 브라인관

100, 100X : 흡수식 냉동기

본 발명은 흡수식 냉동기(흡수식 냉온수기를 포함함)에 관한 것이다.

이러한 종류의 흡수식 냉동기로서는, 예를 들어 도2에 도시한 바와 같이 제1 증발기(5A)와 제1 흡수기(6A)를 상하에 갖는 제1 블럭(A)과, 제2 증발기(5B)와 제2 흡수기(6B)를 갖는 제2 블럭(B)을 단일의 하부 몸통(7) 내에 구획벽(41)을 사이에 두어 병설하고, 제1 블럭(A)의 제1 증발기(5A)에서 증발한 냉매 증기를 제1 흡수기(6A)로 흡수액에 흡수시키고, 그 제1 흡수기(6A)로 냉매를 흡수한 흡수액이 제2 블럭(B)의 제2 증발기(5B)에서 증발한 냉매 증기를 제2 흡수기(6B)로 흡수하도록 구성한 흡수식 냉동기(100X)가 이미 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

상기 종래의 흡수식 냉동기(100X)에 있어서는, 냉수와 열교환하는 냉매의 증발 온도 레벨을 2단계로 나누는 것이 가능하므로, 제2 블럭(B)에 있어서의 흡수액의 제2 흡수기(6B)에서의 포화 증기 온도를 제1 블럭(A)에 있어서의 그것 보다도 높게 할 수 있다. 그로 인해, 흡수액 농도를 그 만큼 옅게 할 수 있다.

따라서, 상기 구성의 흡수식 냉동기(100X)에 있어서는 흡수액을 가열하는 열 원으로서 지금까지는 이용할 수 없었던 저온도 영역의 이용이 가능해지고, 그 결과 흡수액의 순환량이 저감되어 열원의 유효 이용이 촉진되어 냉동 효율이 향상되는 등의 이점이 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 2000-266422호 공보(도1)

그러나, 상기 종래의 흡수식 냉동기는 제1 증발기와 제1 흡수기를 상하에 갖는 제1 블럭과, 제2 증발기와 제2 흡수기를 갖는 제2 블럭을 단일의 하부 몸통 내에 설치하는 구조였으므로, 그 하부 몸통이 대형화되어 설치할 때의 통로의 확보나 설치 장소의 선정에서 제약을 받는 경우가 있었다. 또한, 그 하부 몸통의 내부 구조가 복잡화되어 보수 점검할 때에나 수리할 때에 충분한 공간을 확보할 수 없는 등의 문제점도 있어, 이들의 해결이 과제로 남아 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 응축기와 재생기를 내장한 상부 몸통의 하방에 증발기와 흡수기를 내장한 하부 몸통이 복수개 동일한 높이로 설치되는 흡수식 냉동기에 있어서, 응축기의 하부측과 적어도 하나의 증발기는 관로에 의해 접속하고, 증발기끼리는 관로에 의해 서로 하부측이 연통하여 하나의 증발기의 냉매액을 모든 증발기 내에서 살포 가능하게 펌프를 구비하여 일단부가 하나의 증발기의 하부측에 접속된 관로의 타단부를 분기하여 모든 증발기의 상부측에 접속하고, 하나의 흡수기의 흡수액을 다른 흡수기 내에 살포 가능하게 펌프를 구비하여 일단부가 하나의 흡수기의 하부측에 접속된 관로의 타단부를 다른 흡수기의 상부측에 접속하고, 그 흡수기의 흡수액을 또 다른 흡수기 내에 살포 가능하게 펌프를 구비하여 일단부가 그 흡수기의 하부측에 접속된 관로의 타단부를 또 다른 흡수기의 상부측에 차례로 접속하고, 그 마지막으로 접속된 흡수기의 하부측에 열교환기가 개재하는 관로를 접속하도록 한 흡수식 냉동기를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도1을 기초로 하여 설명한다. 또한, 이해를 쉽게 하기 위해, 이 도1에 있어서도 상기 도2에 있어서 설명한 부분과 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 붙였다.

도1에 예시한 본 발명의 흡수식 냉동기(100)에 있어서는, 예를 들어 가스 버너(1A)를 가열 수단으로서 구비한 고온 재생기(1)와, 저온 재생기(2), 응축기(3)를 내장한 상부 몸통(4)과, 증발기(5A), 흡수기(6A)를 내장한 하부 몸통(7A)과, 증발기(5B), 흡수기(6B)를 내장한 하부 몸통(7B)을 구비하고 있다.

하부 몸통(7A, 7B)은 동일한 크기로, 높이를 맞추어 상부 몸통(4)의 하방에 설치되고, 하부 몸통(7A)의 증발기(5A)와 하부 몸통(7B)의 증발기(5B)는 냉매관(17)에 의해 서로의 하부측이 접속되어 각각의 하부측에 저장된 냉매액의 왕래를 가능하게 하고 있다.

그리고, 상부 몸통(4)의 응축기(3)의 하부측과, 하부 몸통(7B)의 증발기(5B)는 U자형부를 구비한 냉매관(19)을 거쳐서 접속되고, 중력의 작용에 의해 냉매관(19)을 거쳐서 흘러 내리는 응축기(3) 내의 냉매액이 증발기(5B)로 유입하도록 구성되어 있다.

또한, 하부 몸통(7B)의 증발기(5B)의 하부측과, 증발기(5B) 내측 상부에 설치된 살포기(5B1) 및 하부 몸통(7A)의 증발기(5A) 내측 상부에 설치된 살포기(5A)는 냉매 펌프(10)가 개재하여 종단부측이 분기된 냉매관(20)에 의해 접속되어, 증발기(5B)의 하부에 저장된 냉매액을 증발기(5A) 내와 증발기(5B) 내에 있어서 냉매 펌프(10)의 운전에 의해 브라인관(22) 상에 살포 가능하게 구성되어 있다.

또한, 하부 몸통(7A)의 흡수기(6A) 하부측과 하부 몸통(7B)의 흡수기(6B) 내측 상부에 설치된 살포기(6B1)는 흡수액 펌프(11)가 개재하는 흡수액관(13)에 의해 접속되어, 흡수기(6A)의 하부에 저장된 흡수액을 흡수액 펌프(11)의 운전에 의해 흡수기(6B) 내에 있어서 냉각수관(21) 상에 살포 가능하게 구성되어 있다.

그리고, 하부 몸통(7B)의 흡수기(6B) 하부측과 고온 재생기(1)는 흡수액 펌프(12), 저온 열교환기(8), 고온 열교환기(9)가 개재하는 흡수액관(14)에 의해 접속되어, 흡수기(6B)의 하부에 저장된 흡수액을 흡수액 펌프(12)의 운전에 의해 고온 재생기(1)로 반송 가능하게 구성되어 있다.

또한, 고온 재생기(1)와 상부 몸통(4)의 저온 재생기(2)는 고온 열교환기(9)가 개재하는 흡수액관(15)에 의해 접속되어, 고온 재생기(1)로 냉매를 증발 분리하여 흡수액 농도가 높아진 중간 흡수액을 저온 재생기(2)로 이송할 수 있도록 되어 있다.

또한, 고온 재생기(1)와 상부 몸통(4)의 응축기(3)는 저온 재생기(2)의 내부를 경유하여 설치된 냉매관(18)에 의해 접속되어, 고온 재생기(1)로 가스 버너(1A)에 의해 가열되어 흡수액으로부터 증발 분리하여 공급되는 냉매가 저온 재생기(2) 를 경유하여 상부 몸통(4)의 응축기(3)로 유입 가능하게 구성되어 있다.

또한, 상부 몸통(4)의 저온 재생기(2)의 하부측과, 하부 몸통(7A)의 흡수기(6A) 내측 상부에 설치된 살포기(6A1)는 저온 열교환기(8)가 개재하는 흡수액관(16)에 의해 접속되어, 저온 재생기(2)로 냉매의 흡수가 가능하게 재생된 농축 흡수액이 저온 열교환기(8)에서 희박 흡수액으로 방열하여 흡수기(6A)로 유입 가능하게 구성되어 있다.

상기 구성이 되는 본 발명의 흡수식 냉동기(100)에 있어서는, 가스 버너(1A)에 점화되면 고온 재생기(1) 내의 희박 흡수액은 연소열에 의해 가열되고, 비등하여 희박 흡수액으로부터 증발 분리된 냉매 증기와, 냉매를 증발 분리하여 흡수액의 농도가 높아진 중간 흡수액을 얻을 수 있다.

고온 재생기(1)에서 생성된 고온의 냉매 증기는 냉매관(18)을 통해 상부 몸통(4)의 저온 재생기(2)로 들어가, 고온 재생기(1)에서 생성되어 흡수액관(15)에 의해 고온 열교환기(9)를 경유하여 희박 흡수액으로 방열하여 저온 재생기(2)로 들어간 중간 흡수액을 가열하고 방열 응축하여 응축기(3)로 들어간다.

또한, 상부 몸통(4)의 저온 재생기(2)에서 가열되어 중간 흡수액으로부터 증발 분리된 냉매는 일리미네이터를 거쳐서 인접하는 응축기(3)로 들어가 냉각수관(21) 내를 흐르는 냉각수와 열교환하여 응축 액화되고, 냉매관(18)으로부터 응축하여 공급되는 냉매와 하나가 되어 냉매관(19)을 통해 한 쪽의 하부 몸통(7B)의 증발기(5B)로 들어간다.

증발기(5B)로 들어가 하부에 저장된 냉매액은 냉매 펌프(10)에 의해 증발기(5B)의 살포기(5B1)와, 증발기(5A)의 살포기(5A1)로부터 브라인관(22) 상에 살포되고, 브라인관(22)을 거쳐서 공급되는 물 등의 브라인으로부터 열을 빼앗아 증발하여 브라인관(22)의 내부를 흐르는 브라인을 냉각한다.

하부 몸통(7A)의 증발기(5A)에서 증발된 냉매는 일리미네이터를 거쳐서 인접하는 흡수기(6A)로 들어가, 저온 재생기(2)에 있어서 냉매를 증발 분리하여 농축 재생된 흡수액, 즉 흡수액관(16)에 의해 저온 열교환기(8)를 경유하여 공급되고, 냉각수관(21) 상에 살포기(6A1)로부터 살포되어 있는 농축 흡수액에 흡수된다.

또한, 하부 몸통(7B)의 증발기(5B)에서 증발된 냉매는 일리미네이터를 거쳐서 인접된 흡수기(6B)로 들어가, 하부 몸통(7A)의 흡수기(6A)에서 냉매를 흡수하여 흡수액 농도가 조금 저하되어 흡수액 펌프(11)의 운전에 의해 흡수액관(13)을 거쳐서 공급되고, 살포기(6B1)로부터 냉각수관(21) 상에 살포되어 있는 흡수액에 흡수된다.

그리고, 하부 몸통(7B)의 흡수기(6B)에서 냉매를 흡수하여 농도가 옅어진 흡수액, 즉 희박 흡수액은 흡수액 펌프(12)의 운전에 의해 흡수액관(14)을 거쳐서 저온 열교환기(8), 고온 열교환기(9) 각각에 있어서 가열되어 고온 재생기(1)로 이송된다.

냉매와 흡수액이 상기한 바와 같이 순환함으로써, 하부 몸통(7B) 내의 증발기(5B)와, 하부 몸통(7A) 내의 증발기(5A)의 내부를 경유하여 설치된 브라인관(22) 내에서 냉매의 기화열에 의해 냉각된 물 등의 브라인이 브라인관(22)을 거쳐서 도시하지 않은 공기 조절 부하 등에 순환 공급할 수 있으므로, 냉방 등의 냉각 운전 을 행할 수 있다.

그리고, 흡수액이 두개의 하부 몸통(7A, 7B)에 있어서 냉매를 차례로 흡수하는 구성이 되고, 따라서 도2에 도시한 종래의 흡수식 냉동기(100)와 마찬가지로 흡수액을 가열하는 열원으로서 지금까지는 이용할 수 없었던 저온도 영역의 이용이 가능해지고, 그 결과 흡수액의 순환량을 저감할 수 있어 열원의 유효 이용이 촉진되어 냉동 효율을 향상시키는 것은 가능해졌지만, 본 발명의 흡수식 냉동기(100) 있어서는 저온 재생기(2), 응축기(3)를 내장한 상부 몸통(4)의 하방에 증발기(5A), 흡수기(6A)를 내장한 하부 몸통(7A)과, 증발기(5B), 흡수기(6B)를 내장한 하부 몸통(7B)을 높이를 맞추어 설치하고 있으므로, 하부 몸통(7A, 7B)이 단일 부재로서 대형화되는 일은 없다.

따라서, 하부 몸통(7A, 7B)을 설치할 때에 통로의 확보나 설치 장소의 선정에서 제약을 받는 정도가 감소한다. 또한, 그 하부 몸통(7A, 7B)은 종래와 마찬가지로 증발기와 흡수기를 병설한 것이므로, 내부 구조가 복잡화되지 않으며, 보수 점검할 때나 수리할 때에도 종래와 동일한 공간을 확보할 수 있다.

게다가, 하부 몸통(7A)의 증발기(5A)와 하부 몸통(7B)의 증발기(5B)는 동일한 높이로 설치되고, 하부측끼리가 냉매관(17)에 의해 접속되어 냉매액의 왕래가 가능하게 설치되어 있으므로, 상부 몸통(4)의 응축기(3)로부터 흘러 내려 하부 몸통(7A)의 증발기(5A)로 들어간 냉매액은 하부 몸통(7A)의 증발기(5A)에도 냉매관(17)을 통해 유입한다.

또한, 증발기(5A) 내의 살포기(5A1)와 증발기(5B) 내의 살포기(5B1)로부터 살포된 냉매가 브라인관(22) 내를 흐르는 물 등의 브라인으로부터 증발열을 빼앗아 증발하는 증발량에 큰 차가 생기는 경우가 있어도, 하부 몸통(7A)의 증발기(5A)와 하부 몸통(7B)의 증발기(5B)는 냉매관(17)에 의해 연통되어 있으므로 증발기(5A, 5B) 사이에서 냉매액에 과부족이 생기는 일은 없고, 1대의 냉매 펌프(10)에 의해 증발기(5A, 5B) 내에 냉매액이 균등하게 살포된다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니므로, 특허 청구의 범위에 기재한 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 각종 변형 실시가 가능하다.

예를 들어, 상부 몸통(4)의 하방에 증발기와 흡수기를 내장하여 설치되는 하부 몸통은 높이를 맞추어 3개 이상이 병설되어도 좋다. 또한, 상부 몸통(4)의 하방에 설치되는 하부 몸통은 서로 멀리 떨어져 설치되어도 냉매관과 흡수액관으로 접속할 수 있으므로, 설치 장소의 선정에 제약을 받기 어렵다.

또한, 고온 재생기(1)에서 흡수액을 가열하기 위한 열원으로서는, 코제네레이션 시스템 등으로부터 공급되는 고온 증기 등의 배열 등이라도 좋다. 또한, 고온 재생기(1)를 구비하지 않고, 따라서 하부 몸통(7B)의 흡수기(6B)에서 냉매를 흡수한 흡수액이 저온 열교환기(8)를 경유하여 저온 재생기(2)로 도입되어 적절한 열원에 의해 흡수액이 가열 재생되도록 흡수액관(14)을 접속하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 흡수식 냉동기에 있어서는, 냉동 효율을 향상시키기 위해 흡수액이 복수의 하부 몸통에 있어서 차례로 냉매를 흡수하는 구성으로 하였지만, 재생기와 응축기를 내장한 상부 몸통의 하방에 증발기와 흡수기 를 내장한 복수의 하부 몸통을 높이를 맞추어 설치하는 것이므로, 하부 몸통이 단일 부재로서 대형화되는 일은 없다.

따라서, 하부 몸통 등을 설치할 때에 통로의 확보나 설치 장소의 선정에서 제약을 받는 정도가 감소된다. 또한, 그 하부 몸통은 종래와 마찬가지로 증발기와 흡수기를 병설한 것이므로, 내부 구조가 복잡화되는 일은 없고, 보수 점검할 때나 수리할 때에도 종래와 같은 공간을 확보할 수 있다.

게다가, 하부 몸통은 동일한 높이로 설치되고, 그 하부 몸통 내의 증발기는 하부측끼리가 냉매관에 의해 접속되어 냉매액의 왕래가 가능하게 설치되어 있으므로, 증발기끼리의 사이에서 냉매액에 과부족이 생기는 일은 없어 1대의 냉매 펌프에 의해 모든 증발기 내에 냉매액을 균등하게 살포할 수 있다.

Claims (1)

1. 응축기와 재생기를 내장한 상부 몸통의 하방에 증발기와 흡수기를 내장한 하부 몸통이 복수개 동일한 높이로 설치되는 흡수식 냉동기에 있어서,

   응축기의 하부측과 적어도 하나의 증발기는 관로에 의해 접속되고, 증발기끼리는 관로에 의해 서로 하부측이 연통되어 하나의 증발기의 냉매액을 모든 증발기 내에서 살포 가능하게 펌프를 구비하여 일단부가 하나의 증발기의 하부측에 접속된 관로의 타단부가 분기되어 모든 증발기의 상부측에 접속되고, 제1 흡수기의 흡수액을 제2 흡수기 내에 살포 가능하게 펌프를 구비하여 일단부가 제1 흡수기의 하부측에 접속된 관로의 타단부가 제2 흡수기의 상부측에 접속되고, 제2 흡수기의 흡수액을 제3 흡수기 내에 살포 가능하게 펌프를 구비하여 일단부가 제2 흡수기의 하부측에 접속된 관로의 타단부가 제3 흡수기의 상부측에 차례로 접속되고, 제3 흡수기의 하부측에 열교환기가 개재하는 관로가 접속된 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기.

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