KR100597285B1

KR100597285B1 - 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매주입장치 및 주입방법

Info

Publication number: KR100597285B1
Application number: KR1020040085592A
Authority: KR
Inventors: 정의갑
Original assignee: 한국생산기술연구원; 유일시스템 주식회사
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-07-05
Also published as: KR20060036580A

Abstract

본 발명은 진공펌프와 유압장치를 포함하는 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입방법에 관한 것으로, 이러한 방법은, 상기 진공펌프를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -0.5 내지 1.5kg/㎠로 만드는 단계와, 냉매인 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스를 조금씩 주입하면서 상기 냉각 시스템의 관로내 잔존하는 공기를 제거하는 단계와, 상기 진공펌프를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -1.5kg/㎠로 만드는 단계와, 상기 암모니아 가스 및 암모니아 수용액을 설정된 농도로 충전시키는 단계와, 상기 충전 단계 후 상기 냉각 시스템 내부의 압력과 온도가 안정화 될 때까지 기다리는 단계와, 상기 헬륨 가스를 설정된 압력까지 충전하는 단계와, 상기 충전 후 상기 유압장치에 의해 추기관을 차단하는 단계, 및 상기 추기관이 차단된 후 상기 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스탱크와 연결된 유입관을 분리하여 상기 냉각 시스템부의 유입관 단부를 용접하는 단계를 포함한다. 본 발명의 상기와 같은 방법에 따라, 본 발명에 따른 확산형 흡수식 냉각기가 갖고 있는 특장점을 활용하여 완전 무진동 무소음의 냉각 시스템을 마련하고 친환경적인 냉매인 암모니아 가스, 보조가스인 헬륨 및 흡수제인 물을 시스템의 최적인 상태로 설정하여 주입하므로써 시스템의 냉각 효율을 최대로 증대시키고 내구성을 향상시키게 되는 효과가 발생된다.

확산형 흡수식, 진공펌프, 냉각수단, 유압장치, 냉매,

Description

확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매주입장치 및 주입방법{injection device and method of refrigerant for diffusion absorption refrigeration system}

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 확산형 흡수식 냉각 시스템의 개략적인 구성도.

도 2 는 도 1 에 따른 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입장치의 구성을 설명하는 개략적인 블록도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 냉매주입장치, 11 : 헬륨가스탱크,

12 : 유압장치, 13 : 암모니아 가스탱크,

14 : 암모니아 회수통, 15 : 암모니아 수용액 탱크,

16 : 진공펌프, 18 : 제어기,

22 : 증발기, 24 : 응축기,

26 : 기포펌프, 28 : 히터,

30 : 직화식 버너 및 연소촉매 버너, 34 : 용액 저장탱크,

36 : 흡수기

본 발명은 확산형 흡수식 냉각 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 냉매인 암모니아 가스, 보조가스인 헬륨 및 흡수제인 물을 냉각 시스템의 최적인 상태로 설정하여 주입하므로써 시스템의 냉각 효율을 최대로 증대시키고 내구성을 향상시키게 되는 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매주입장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 압축기식을 이용한 냉장고의 냉각 사이클은 압축기의 작동에 따라 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축한 후 응축기로 유입시키고 응축기에서는 유입된 냉매가 갖는 열을 대기중으로 방열하여 액화 시킨 다음 모세관에서 유입된 액화 냉매를 저온 저압의 기체 액체 혼합 냉매로 변환시켜 증발기로 전달하며, 이 증발기에서는 액체 상태의 냉매를 증발시키면서 주위의 열을 빼앗아 수납공간 내의 온도를 낮추게 된다.

그러나 이와 같은 냉장고는 작동시에 기계적인 소음이나 진동을 수반하므로 사용자의 편의성이 저감하고 특히 프레온계 냉매를 사용함으로써 환경오염의 원인이 되고 있는 문제점을 내포한다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 본 발명의 목적은 확산형 흡수식 냉각기가 갖고 있는 특장점을 활용하여 완전 무진동 무소음의 냉각 시스템을 마련하고 친환경적인 냉매인 암모니아 가스, 보조가스인 헬륨 및 흡수제인 물을 시스템의 최적인 상태로 설정하여 주입하므로써 시스템의 냉각 효율을 최대로 증대시키고 내구성을 향상시키게 되는 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매주입장치 및 주입방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적은 본 발명에 의하여 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입장치는, 헬륨가스 탱크, 암모니아가스 탱크, 암모니아수용액 탱크와 각각 연결되어 상기 시스템으로 유입되는 상기 냉매의 양을 각각 제어하는 제어기와, 상기 헬륨가스 탱크, 암모니아가스 탱크, 암모니아수용액 탱크와 연결되어 상기 시스템에 추기를 부여하는 진공펌프와, 상기 진공펌프에 의해 상기 냉매를 상기 시스템에 정확한 양을 주입시킨 후 추기관을 차단하는 유압장치와, 상기 시스템에 연결되어 상기 시스템에서 순환된 상기 암모니아 가스를 회수하는 암모니아 가스 회수통을 포함한다.

본 발명의 다른 일면에 따라, 진공펌프와 유압장치를 포함하는 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입방법은, 상기 진공펌프를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -0.5 내지 1.5kg/㎠로 만드는 단계와, 냉매인 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스를 조금씩 주입하면서 상기 냉각 시스템의 관로내 잔존하는 공기를 제거하는 단계와, 상기 진공펌프를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -1.5kg/㎠로 만드는 단계와, 상기 암모니아 가스 및 암모니아 수용액을 설정된 농도로 충전시키는 단계와, 상기 충전 단계 후 상기 냉각 시스템 내부의 압력과 온도가 안정화 될 때까지 기다리는 단계와, 상기 헬륨 가스를 설정된 압력까지 충전하는 단계와, 상기 충전 후 상기 유압장치에 의해 추기관을 차단하는 단계; 및 상기 추기관이 차단된 후 상기 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스탱크와 연결된 유입관을 분리하여 상기 냉각 시스템부의 유입관 단부를 용접하는 단계를 포함하여 이루어 진다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하며, 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 확산형 흡수식 냉각 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2 는 도 1 에 따른 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입장치의 구성을 설명하는 개략적인 블록도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 확산형 흡수식 냉각 시스템은 냉매인 암모니아 가스와 흡수제인 물 및 헬름인 보조가스로 이루어진 용액을 저장하는 용액저장탱크(34), 암모니아 증기를 발생시키는 기포 펌프(26), 이 기포펌프(26)에서 증기로된 암모니아만 응축기(24)로 유입시키는 기체 액체 분리기, 상기 응축기(24)를 통과한 암모니아가 유입되고 이를 증발시키는 증발기(22), 및 상기 증발기(22)를 거쳐 증발한 냉매증기를 흡수하여 상기 용액 저장탱크(34)로 보내는 흡수기(36) 등으로 이루어진다.

그리고, 확산형 흡수식 냉각수단의 발생기 즉 기포펌프(26)를 이루는 양액관 측면에 있는 히터(28)에 교류전원이 인가된 경우 그 히터(28) 내의 열로서 발생기 의 기포펌프(26)를 구동하게 함으로서 냉각 사이클을 지속적으로 형성 할 수 있는 전력 공급 장치를 포함하여 구성한다.

게다가 교류전원을 대체하여 직류전원을 인가할 경우에도 직류용 히터(28)에 의하여 발생기의 기포펌프(26)를 지속적으로 구동하게 할 수 있도록 하는 직류전원용 전력공급 장치를 별도로 구비하여 냉각 사이클을 지속적으로 형성 할 수 있다.

상기 냉매인 암모니아는 일반적인 냉동기에서의 냉매와 마찬가지로 열을 저온부에서 고온부로 이동시키는 열매체의 역할을 하며, 흡수제인 물은 저온·저압부(암모니아 분압)에서 기체상태인 냉매를 흡수한 후 고온·고압부(암모니아 분압)에서 다시 냉매를 흡수용액으로부터 분리시키는 역할을 한다.

상기 보조가스인 헬륨은 상기 냉각 시스템 내의 압력(암모니아 분압과 보조가스 분압의 합)을 전체적으로 일정하게 유지시켜 주는 역할을 하며, 이로 인해 저양정의 기포펌프(26)로도 암모니아 분압이 낮은 흡수기(36)에서 암모니아 분압이 높은 발생기로로의 암모니아 수용액 순환이 가능하게 된다.

도 2 는 도 1 에 따른 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입장치의 구성을 설명하는 개략적인 구성도로 , 도면 부호 10 으로 도시된 본 발명에 따른 냉매 주입장치는 제어기(18), 진공펌프(16) 및 유압장치(12) 등으로 구성된다.

상기 제어기(18)는 헬륨가스 탱크(11), 암모니아가스 탱크(13) 및 암모니아수용액 탱크(15)와 각각 연결되어 상기 냉각 시스템으로 유입되는 상기 냉매의 양을 각각 제어하게 된다.

상기 진공펌프(16)는 상기 헬륨가스 탱크, 암모니아가스 탱크, 암모니아수용 액 탱크와 연결되어 상기 냉각 시스템에 추기를 부여하는 기능을 수행하며, 상기 유압장치(12)는 상기 진공펌프(16)에 의해 상기 헬륨가스, 암모니아가스 및 암모니아 수용액을 상기 냉각 시스템에 정확한 양을 주입시킨 후 추기관을 차단하는 기능을 수행하는데 일반적으로 유압실린더를 이용하는 것이 바람직하다.

그리고 암모니아 가스 회수통(14)이 상기 냉각 시스템에 연결되어 상기 냉각 시스템에서 순환된 상기 암모니아 가스를 회수하게 된다.

본 발명의 상기와 같은 구성에 따른 냉매의 주입방법을 보면 다음과 같다.

우선적으로 상기 진공펌프(16)를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -0.5 내지 1.5kg/㎠로 만든 후 냉매인 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스를 조금씩 주입하면서 상기 냉각 시스템의 관로내 잔존하는 공기를 제거하게 된다.

그후 상기 진공펌프(16)를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -1.5kg/㎠로 만든 후 상기 암모니아 가스 및 암모니아 수용액을 설정된 농도로 충전시키게 된다.

상기 충전 단계 후 상기 냉각 시스템 내부의 압력과 온도가 안정화 될 때까지 기다린 후 상기 헬륨 가스를 설정된 압력까지 충전하고 충전 후 유압실린더가 바람직 한 상기 유압장치(12)에 의해 추기관을 차단한다.

마지막으로 상기 추기관이 차단된 후 상기 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스탱크(13,15,11)와 연결된 유입관을 분리하여 상기 냉각 시스템부의 유입관 단부를 용접하므로써 냉매를 상기 냉각 시스템에 용이하게 주입시킬 수 있다.

본 발명의 상기와 같은 구성 및 방법에 따라, 본 발명에 따른 확산형 흡수식 냉각기가 갖고 있는 특장점을 활용하여 완전 무진동 무소음의 냉각 시스템을 마련하고 친환경적인 냉매인 암모니아 가스, 보조가스인 헬륨 및 흡수제인 물을 시스템의 최적인 상태로 설정하여 주입하므로써 시스템의 냉각 효율을 최대로 증대시키고 내구성을 향상시키게 되는 효과가 발생된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims

확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입장치에 있어서,

헬륨가스 탱크, 암모니아가스 탱크, 암모니아수용액 탱크와 각각 연결되어 상기 시스템으로 유입되는 상기 냉매의 양을 각각 제어하는 제어기;

상기 헬륨가스 탱크, 암모니아가스 탱크, 암모니아수용액 탱크와 연결되어 상기 시스템에 추기를 부여하는 진공펌프;

상기 진공펌프에 의해 상기 냉매를 상기 시스템에 정확한 양을 주입시킨 후 추기관을 차단하는 유압장치;

상기 시스템에 연결되어 상기 시스템에서 순환된 상기 암모니아 가스를 회수하는 암모니아 가스 회수통을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입장치.
진공펌프와 유압장치를 포함하는 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입방법에 있어서,

상기 진공펌프를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -0.5 내지 1.5kg/㎠로 만드는 단계;

냉매인 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스를 조금씩 주입하면서 상기 냉각 시스템의 관로내 잔존하는 공기를 제거하는 단계;

상기 진공펌프를 작동하여 상기 냉각 시스템의 구동부의 압력을 -1.5kg/㎠로 만드는 단계;

상기 암모니아 가스 및 암모니아 수용액을 설정된 농도로 충전시키는 단계;

상기 충전 단계 후 상기 냉각 시스템 내부의 압력과 온도가 안정화 될 때까지 기다리는 단계;

상기 헬륨 가스를 설정된 압력까지 충전하는 단계;

상기 충전 후 상기 유압장치에 의해 추기관을 차단하는 단계; 및

상기 추기관이 차단된 후 상기 암모니아 가스, 암모니아 수용액, 헬륨 가스탱크와 연결된 유입관을 분리하여 상기 냉각 시스템부의 유입관 단부를 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산형 흡수식 냉각 시스템의 냉매 주입방법.