KR100882713B1

KR100882713B1 - 흡수식 냉온수기

Info

Publication number: KR100882713B1
Application number: KR1020080021280A
Authority: KR
Inventors: 최형선
Original assignee: 최형선
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-02-06

Abstract

본 발명은 난방 운전시 흡수기에서의 열교환을 이용하여 겨울철에 온수를 생성할 수 있도록 함과 아울러 유지관리의 편의성을 증대시키는 흡수식 냉온수기에 관한 것으로서, 열교환기로 분기되는 온수배관 및 조절밸브를 흡수기배관 냉각수 입구측과, 증발기배관 냉각수 출구측 또는 흡수기배관과 증발기배관 사이에 형성시키고, 고온재생기로부터 공급되는 고온의 냉매증기로 가열된 흡수기배관 내부의 냉각수를 온수배관으로 순환시켜 열교환기에서 온수탱크에 저장된 물과의 열교환을 수행함으로써 온수를 생성시킨다. 이에 따라, 난방 운전에 따라 그 구조상 흡수기배관이 가열되는 상황을 이용하여 온수를 생성시킴으로써 겨울철에 온수를 사용하기 위해 별도의 보일러를 설치하지 않아도 되는 장점이 있다. 또한, 기존 장비에 용이하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 기존 운전 방식에 의해 발생되는 흡수기배관 내부의 부식 문제도 해결할 수 있다.

흡수식 냉온수기

Description

흡수식 냉온수기{ABSORPTION CHILLER-HEATER}

본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방 운전시 흡수기로 공급되는 고온의 냉매증기를 이용하여 흡수기 및 응축기에 냉각수를 충징시켜 온수배관을 통해 순환시킴으로써 겨울철에 온수를 이용할 수 있도록 한 흡수식 냉온수기에 관한 것이다.

통상의 흡수식 냉온수기는 고온재생기, 저온재생기, 응축기, 증발기, 흡수기로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 통상의 흡수식 냉온수기는, 묽은용액을 흡수기로부터 용액펌프를 통하여 고온재생기와 저온재생기로 이송하고, 고온재생기에서 버너에 의해 가열되어 분리된 냉매증기는 저온재생기로 유입되고 농축용액은 열교환기로 피드백된다. 저온재생기로 유입된 냉매증기는 냉각수에 의하여 추가로 용액을 가열하고 냉매액으로 변하여 응축기로 피드-백된다. 응축기로 유입된 냉매증기는 냉각수에 의하여 응축되어 증발기로 이동하고, 증발기는 저진공 상태이므로 특수 트레이에 의해 냉매액이 전열관위에서 고르게 산포되어 증발하고 그 증발잠열에 의해 냉수를 제조한다. 흡수기에서는 증발기에서 증발한 냉매증기를 흡수하여 저온재생기와 고 온재생기에서의 농축용액이 묽은용액으로 된다. 이와 같이, 통상의 흡수식 냉온수기는 리튬브로마이드(LiBr) 이라는 물질의 흡수성을 이용하여 물이 증발할 때 온도가 내려가는 성질로 냉방을 수행하는 장비이다.

또한, 이 통상의 흡수식 냉온수기는 겨울철 난방에도 이용되는데, 난방 운전시에는 흡수기, 응축기 및 냉각탑을 경유하는 냉각수를 순환시키지 않으므로 흡수기, 응축기 및 냉각탑을 사용하지 않게 된다. 특히, 흡수기는 농축용액을 묽은용액으로 만드는 원래의 기능만을 수행할 뿐이다.

그런데, 흡수식 냉온수기는 고온재생기로부터 전달된 냉매증기가 흡수기를 거쳐 증발기로 공급되는 구조를 하고 있다. 즉, 흡수기를 거친 후, 증발기에 공급된 고온의 냉매증기를 이용한 열교환을 통해 공조기 등에 따뜻한 공기 등을 제공할 수 있도록 한 구조를 가지고 있는 것이다.

이와 같이, 난방 운전시 응축기배관 및 흡수기배관 내부에 냉각수가 충징되어 있지 않는 상태를 유지함으로 인해, 난방 운전시 냉매증기의 통로가 되는 흡수기배관 내부에 물방울이 맺쳐 부식이 진행되는 문제점이 있었다. 이로 인해, 난방운전 전에는 반드시 흡수기배관을 비롯한 그 주변배관을 청소해야 하므로 유지관리에 어려움이 있었다.

또한, 겨울철에는 흡수식 냉온수기와 별개로 보일러를 설치하여 온수를 이용하여야 하므로 설비 비용을 증가하는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 난방 운전시 흡수기로 공급되는 고온의 냉매증기를 이용하여 겨울철에 온수를 제공할 수 있도록 함과 아울러 유지관리의 편의성을 증대시키기 위해, 열교환기로 분기되는 온수배관 및 조절밸브를 흡수기배관 냉각수 입구측과, 증발기배관 냉각수 출구측 또는 흡수기배관과 증발기배관 사이에 형성시키고, 고온재생기로부터 공급되는 고온의 냉매증기로 가열된 흡수기배관 내부의 냉각수를 온수배관으로 순환시켜 열교환기에서 온수탱크에 저장된 물과의 열교환을 수행함으로써 온수를 생성시키는 흡수식 냉온수기를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 하나의 양상은, 가열원인 버너; 공급된 물과 흡수액이 상기 버너에 의해 가열되어 고온의 냉매증기를 생성시켜 운전모드 선택에 대응하여 저온재생기 또는 흡수기로 전달하는 고온재생기; 상기 냉매증기와 흡수액의 포함열을 이용하여 저온의 물과 흡수액을 분리시키는 저온재생기; 냉각수가 흐르는 응축기배관과의 열교환을 통해 상기 냉매증기를 응축 액화시키는 응축기; 물이 흐르는 증발기배관 외부에서 냉매와의 열교환을 통해 증기를 발생시키거나, 고온재생기로부터 공급된 냉매증기와 증발기배관 내부의 물과의 열교환을 수행하는 증발기; 냉각탑을 거친 냉각수가 입수되는 흡수기배관이 형성되며, 상기 증발기에서 발생된 증기와 흡수액이 결합된 묽은용액을 상기 고온재생기로 전달하는 흡수기; 상기 응축기배관의 냉각수 출구측의 분기점(D1)과 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측의 분기점(D2)에서 각각 분기되어 순환로를 형성시키는 온수배관; 상 기 응축기배관의 냉각수 출구측에서 연장되는 상기 분기점(D1) 이후에 형성되며, 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측에서 연장되는 상기 분기점(D2) 이후에 형성되며, 상기 분기점(D1,D2) 근처의 온수배관에 각각 형성되는 조절밸브; 및 상기 온수배관에 형성되며, 온수탱크에 저장된 물과의 열교환을 수행하는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기에 관계한다.

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 하나의 양상은, 가열원인 버너; 공급된 물과 흡수액이 상기 버너에 의해 가열되어 고온의 냉매증기를 생성시켜 운전모드 선택에 대응하여 저온재생기 또는 흡수기로 전달하는 고온재생기; 상기 냉매증기와 흡수액의 포함열을 이용하여 저온의 물과 흡수액을 분리시키는 저온재생기; 냉각수가 흐르는 응축기배관과의 열교환을 통해 상기 냉매증기를 응축 액화시키는 응축기; 물이 흐르는 증발기배관 외부에서 냉매와의 열교환을 통해 증기를 발생시키거나, 고온재생기로부터 공급된 냉매증기와 증발기배관 내부의 물과의 열교환을 수행하는 증발기; 냉각탑을 거친 냉각수가 입수되는 흡수기배관이 형성되며, 상기 증발기에서 발생된 증기와 흡수액이 결합된 묽은용액을 상기 고온재생기로 전달하는 흡수기; 상기 응축기배관과 흡수기배관 사이의 분기점(D1')과 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측의 분기점(D2)에서 각각 분기되어 순환로를 형성시키는 온수배관; 상기 분기점(D1')과 응축기배관 사이에 형성되며, 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측에서 연장되는 상기 분기점(D2) 이후에 형성되며, 상기 분기점(D1',D2) 근처의 온수배관에 각각 형성되는 조절밸브; 및 상기 온수배관에 형성되며, 온수탱크에 저장된 물과의 열교환을 수행하는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기에 관계한다.

이때, 상기 온수배관에는 순환펌프 및 온도센서를 더 형성시키는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 흡수식 냉온수기는 다음과 같은 장점이 있다.

1. 겨울철에 온수를 사용하기 위해 별도의 보일러를 설치하지 않아도 되므로 온수 사용을 위한 추가 설치 비용을 최소화할 수 있다.

2. 열교환기, 가열된 물을 열교환기로 순환시키는 온수배관 및 물의 흐름을 조절하는 밸브들의 구성을 기존 흡수식 냉온수기에도 용이하게 적용할 수 있으므로 기존 흡수식 냉온수기 장비의 교체를 최소화할 수 있다.

3. 난방 운전시에도 흡수기배관에 냉각수를 충징하여 계절에 관계없이 계속 순환시키므로 흡수기배관 내부의 부식을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 흡수식 냉온수기의 구성 개념도이다.

이하에서 설명되는 "배관" 에 주어지는 명칭은 설명의 편의를 위해 해당 기능 또는 위치를 기준으로 부여되며, 실질적으로 이들 배관은 일체형일 수도 있고 또한 유지 관리의 편의성을 위해 분리된 것일 수도 있다. 한편, 설명의 편의성을 위해 본 발명을 설명하기 위한 필수구성만을 도면에 표시하지만 흡수식 냉온수기의 기본구성은 바탕으로 하고 있음은 당연할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 흡수식 냉온수기는 크게 버너(1), 고온재생기(2), 저온재생기(3), 응축기(4), 증발기(5), 흡수기(6), 열교환기(7) 및 온수탱크(8)로 구성되어 있다.

고온재생기(2)와 저온재생기(3)는 제1증기배관(L1)을 통해 연결되어 있으며, 이 제1증기배관(L1)은 저온재생기(3)에 내설된 저온재생기배관(31)과 연결되어 있다. 또한, 이 저온재생기배관(31)은 응축기(4)와 연결되어 있다. 이 제1증기배관(L1) 및 저온재생기배관(31)은 고온재생기(2)에서 생성된 냉매증기의 전달 경로로서의 기능을 수행하게 된다.

고온재생기(2)와 흡수기(6)는 제2증기배관(L2)을 통해 연결되어 있으며, 이 제2증기배관(L2)은 고온재생기(2)에서 생성된 냉매증기를 흡수기(6)로 전달하는 기능을 수행한다.

제2증기배관(L2)은 제1증기배관(L1)의 임의의 위치에서 분기되며, 제1증기배관(L1)과 제2증기배관(L2)은 서로 연통되어 있다. 제1증기배관(L1)과 제2증기배관(L2)이 분기되는 위치 근처에는 냉난방선택밸브(V1)가 설치되어 있는데, 제2증기배관(L2) 상에 설치되어 있다. 이 냉난방선택밸브(V1)는 2WAY 방식의 밸브로서 제1증기배관(L1) 또는 제2증기배관(L2) 중의 어느 일방향으로만 냉매증기를 유도하는 기능을 수행하게 된다. 더 구체적으로는 냉매증기가 가지는 자중에 의해 하강하는 원리와 냉난방선택밸브(V1)의 조절을 통해 냉매증기의 흐름을 제어하게 된다.

이와 같이, 고온재생기(2)는 공급된 물과 흡수액을 버너(1)로 가열하여 고온의 냉매증기를 생성시키고, 이를 제1증기배관(L1) 또는 제2증기배관(L2)으로 공급하는 기능을 수행하며, 저온재생기(3)는 냉매증기와 흡수액의 포함열을 이용하여 저온의 물과 흡수액을 분리시켜 흡수액은 고온열교환기(미도시) 및 저온열교환기(미도시)를 통해 흡수기(6)로 전달하고 물은 응축기(4)로 전달하는 기능을 수행한다.

응축기(4)에는 응축기배관(41)이 내설되어 있으며, 이 응축기배관(41)은 외부의 냉각탑(9) 및 흡수기(6)의 흡수기배관(61)과 연통되어 있다. 이 응축기(4)는 응축기배관(41) 외부에서 냉매증기가 물로 응축된 후, 증발기(5)로 분사하는 기능을 수행한다. 즉, 저온재생기배관(31)을 통해 유입되는 냉매증기가 물로 응축되며, 이 발생된 물을 증발기(5)로 분사하기 위해 응축기(4)와 증발기(5)를 잇는 물분사배관(L3)이 형성되어 있다. 이 응축은, 응축기배관(41) 및 흡수기배관(61) 내부에는 냉각수가 채워져 있으며, 동작시 일정한 냉각수의 흐름을 유지시키게 되는데, 즉 흡수기배관(61)을 통해 냉각수가 입수되어 응축기배관(41), 냉각탑(9)을 경유하여 흡수기배관(61)으로 복귀되는 흐름을 갖는데, 이 냉각탑(9)을 경유하는 과정에서 온도가 하강된 냉각수가 응축기배관(41) 내부를 흐르면서 상대적으로 높은 온도를 갖는 냉매증기를 응축시키는 원리를 이용한 것이다.

증발기(5)에는 증발기배관(51)이 내설되어 있으며, 이 증발기배관(51)은 공조기(10)와 연결되어 있다. 이 공조기(10)는 통상 가정 또는 사무실에 위치하여 공조를 수행하는 장비이다. 그리고, 증발기(5)에는 냉매펌프(P1) 및 샤워장비(52)가 마련되어 증발기배관(51)에 대한 자체적인 샤워를 수행하여 증발기배관(51) 내부를 흐르는 물의 온도를 낮춘다. 이와 동시에 증발기배관(51) 내부의 물의 온도보다 상대적으로 낮은 온도를 갖는 냉매는 끓는 현상이 발생하여 증기가 발생된다. 한편, 증발기(5)와 흡수기(6) 사이에는 증발기(5)에서 발생된 물을 흡수기(6) 쪽으로 보내기 위한 흡수기증발기 연결밸브(V2)를 형성시키고 있다.

흡수기(6)에는 흡수기배관(61)이 내설되어 있으며, 증발기(5)에서 생성된 증기가 흡수액과 결합되어 비교적 희액상태의 흡수액을 고온재생기(2)로 전송하여 흡수액의 농도를 조절하는 기능을 수행한다. 이를 위해 흡수기(6)와 고온재생기(2)는 흡수액조절배관(L4)으로 연결되어 있으며, 이 흡수액조절배관(L4)에는 흡수액조절펌프(P2)가 설치되어 있다.

한편, 본 발명의 특징부로서, 응축기배관(41)과 냉각탑(9) 사이의 배관 임의의 지점(제1분기점;D1)에서 분기되는 제1온수배관(M1)이 열교환기(7)와 연결되어 있다. 제1온수배관(M1)에 제3밸브(V3)가 형성되어 있으며, 제1분기점(D1)과 냉각탑(9) 사이에 제4밸브(V4)가 형성되어 있다. 또한 흡수기배관(61)과 냉각탑(9) 사이의 배관 임의의 지점(제2분기점;D2)에서 분기되는 제2온수배관(M2)이 열교환기(7)와 연결되어 있다. 제2온수배관(M2)에 제5밸브(V5)가 형성되어 있으며, 제2분기점(D2)과 냉각탑(9) 사이에 제6밸브(V6)가 형성되어 있다. 이때, 제2분기점(D2)과 열교환기(7) 사이에는 순환펌프(P3)를 마련하여, 이를 이용하여 제2온수배관(M2), 흡수기배관(61), 응축기배관(41), 제1온수배관(M1), 열교환기(7)로 냉각수를 순환시킨다. 그리고, 열교환기(7)와 순환펌프(P3) 사이에는 온도센서(Th)를 마련하는 것 이 바람직하다.

제3밸브(V3) 내지 제6밸브(V6)의 조절을 통해, 열교환기(7)는 제1온수배관(M1)을 통해 전달된 냉각수를 이용하여 열교환을 수행하며, 이 열교환에 의해 온수탱크(8)에 저장된 물의 온도를 높인다.

여기서, 제2온수배관(M2), 흡수기배관(61), 응축기배관(41), 제1온수배관(M1), 열교환기(7)를 순환시키는 물을 "냉각수" 라 정의한 것은 냉방시 사용하는 용어와의 통일성을 위해 사용한 것이며, 그리고 설명의 중복을 피하기 위해 상기한 흡수식 냉온수기 구성들의 기능을 설명함에 있어 냉방 운전시 수행하는 기능을 중심으로 설명한 것이다.

제2실시예

도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 흡수식 냉온수기의 구성 개념도이다.

제2실시예의 설명에 있어 제1실시예와 실질적으로 동일한 구성 및 그들 구성간 결합관계에 대해서는 중복설명을 생략하기로 한다. 물론, 제2실시예 역시 제1실시예에서 제안한 구성요소를 거의 대부분 포함하고 있다. 한편, 제2실시예의 도면에 참조부호를 부여함에 있어, 제1실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.

제2실시예에서 제안하는 흡수식 냉온수기의 구조는 제1실시예와 실질적으로 거의 유사하다. 다만, 제2실시예에서는 제1실시예에서 제안한 제3밸브(V3) 및 제4밸브(V4)의 위치를 변경하였다는 것이다.

즉, 본 발명의 제2실시예에서 흡수기배관(61)과 응축기배관(41) 사이의 임의 의 지점(제1'분기점;D1')에서 분기되는 제1'온수배관(M1')이 열교환기(7)와 연결되어 있다. 제1'온수배관(M1')에 제3'밸브(V3')가 형성되어 있으며, 제1'분기점(D1')과 응축기배관(41) 사이에 제4'밸브(V4')가 형성되어 있다.

상기한 제1실시예와 대비하여, 제3'밸브(V3') 및 제4'밸브(V4')를 제2실시예에서 제안하는 위치에 형성시킬 경우에, 난방시에 냉매증기에 의해 가열된 흡수기배관(61) 내부의 냉각수가 응축기배관(41)을 거치지 않고 제1'온수배관(M1')으로 직접 전달되므로 열손실을 최소화시킬 수 있을 것이다.

제2실시예에 의한 흡수식 냉온수기 운전시 제3'밸브(V3') 및 제4'밸브(V4') 조절은 제1실시예의 제3밸브(V3) 및 제4밸브(V4) 조절과 대응된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 흡수식 냉온수기의 동작에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 계절별 사용상황을 고려하여 냉방이 이루어지는 경우와 난방이 이루어지는 경우로 각각 분리하여 설명하기로 한다. 그리고, 상기한 제1실시예 및 제2실시예에서 제안하는 구조는 실질적으로 동일한 동작을 수행하므로 제1실시예를 기준으로 그 동작을 설명하기로 한다.

냉방

냉방을 수행하기 위해서는 먼저, 냉난방선택밸브(V1), 흡수기증발기 연결밸브(V2), 제3밸브(V3) 내지 제6밸브(V6)를 조절하여야 한다. 즉, 냉난방선택밸브(V1) 냉방 선택, 흡수기증발기 연결밸브(V2) 폐쇄, 제3밸브(V3) 개방, 제4밸브(V4) 폐쇄, 제5밸브(V5) 개방, 제6밸브(V6) 폐쇄로 조절한다.

이와 같이, 밸브들을 조절한 후에 흡수식 냉온수기가 가동되면 버너(1)에 의한 고온재생기(2) 가열을 통해 일방향으로만 냉매증기의 흐름이 형성되게 된다. 즉, 냉방의 경우에는 제1증기배관(L1)로에 증기 흐름이 형성되게 된다. 이 상태에서 고온재생기(2)에서 발생된 증기는 제1증기배관(L1)를 통해 응축기배관(41)으로 전달되게 된다. 응축기배관(41)을 통해 전달된 냉매증기는 물로 응축이 이루어지게 되며, 상대적으로 냉매증기에 의해 가열된 응축기배관(41) 내부의 냉각수의 온도는 39℃ 정도로 상승하게 된다. 응축기배관(41) 내부의 냉각수는 냉각탑(9)으로 전달되면서 37℃ 정도로 하강되면서 냉각탑(9)을 거치게 되며, 냉각탑(9)을 거친 이후에는 32℃ 정도로 하강하여 흡수기배관(61)으로 입력되게 된다. 그리고, 응축기(4)로 냉매증기가 공급됨에 따라 증기 공급량에 비례하여 물이 발생되어 응축기(4) 바닥에는 물이 고이게 되는데, 발생된 물은 물분사배관(L3)을 통해 증발기(5)로 분사된다.

한편, 여름철에는 공조기(10)에 의해 가정, 사무실 등의 공조를 수행하게 되는데, 공조 수행의 결과로 12℃ 정도의 물이 증발기배관(51)에 공급되고 있는 상태에서 증발기(5)에 마련된 냉매펌프(P1)에 의해 4℃ 정도의 냉매로 증발기배관(51)을 샤워시키면 열교환에 의해 증발기배관(51) 내부의 물이 7℃ 정도로 낮아진 상태로 공조기(10)로 공급되게 되며, 이에 공조기(10)는 열교환을 통해 시원한 공기를 생성하여 가정, 사무실 등으로 공급하게 된다. 한편, 냉매펌프(P1)에 의해 증발기배관(51)을 샤워시킨 4℃ 냉매는 12℃ 증발기배관(51) 내부의 물과의 상대적인 온도차로 인해 4℃ 물이 끓는 현상이 발생하게 된다. 이 끓는 현상에 의해 증발기(5) 에서 증기가 발생하게 된다. 이러한 상태는 계속 유지가 된다.

증발기(5)에서 발생된 증기는 흡수기(6)로 전달되게 되며, 흡수기(6)에서 흡수액에 의해 증기가 흡수되어 묽은용액이 된다. 이 묽은용액 즉, 증기를 흡수한 흡수액은 흡수액조절펌프(P2)에 의해 고온재생기(2)로 공급되게 되어 농축용액 상태의 고온재생기를 비롯한 전체 흡수액의 균형을 유지시키게 된다.

여기서, 흡수액 농도의 상태에 대해 간략하게 설명한다. 고온재생기(2)에서 냉매증기가 응축기(4)로 보내짐에 따라 냉매증기를 빼앗긴 흡수액은 상대적으로 농축용액 상태로 변화된다. 반면, 흡수기(6)에서 흡수액이 증기를 흡수함으로 인해 상대적으로 희액 상태로 변화된다. 계속 운전을 위해서는 고온재생기(2)에서의 농축용액 상태, 흡수기(6)에서의 희액 상태가 계속 유지되면 안되므로, 증기를 흡수한 희액 상태의 흡수액을 갖는 흡수기(6)에서 흡수액조절펌프(P2)를 이용하여 희액 상태의 흡수액을 고온재생기(2)로 공급함으로써 흡수액 농도의 균형을 유지시키는 것이다.

이와 같이 냉방을 위한 운전의 경우에는 고온재생기(2), 응축기(4), 증발기(5), 흡수기(6)에 물이 충진된 상태에서 운전됨에 따라 응축기배관(41), 증발기배관(51), 흡수기배관(61)의 내부에 부식이 발생하는 상황은 최소화된다. 이와 같이 밸브(V1∼V6)의 조절을 통해 기존 냉방 운전시의 과정을 그대로 유지한다.

그런데, 기존의 문제점에서와 같이, 난방 운전시에는 응축기(4) 및 흡수기(6)를 사용하지 않게 되는데, 이로 인해 응축기배관(41) 및 흡수기배관(61) 내부에는 냉각수가 충징되어 있지 않는 상태를 유지하게 됨으로 인해, 난방 운전시 증기 의 통로가 되는 흡수기배관(61) 내부에 물방울이 맺쳐 부식이 진행되는 문제점을 해결하고 있다. 이하에서 설명하는 난방 운전의 과정을 통해 그 문제점 해결 방법이 명확히 드러날 것이다.

난방

난방을 수행하기 위해서는 먼저, 냉난방선택밸브(V1), 흡수기증발기 연결밸브(V2), 제3밸브(V3) 내지 제6밸브(V6)를 조절하여야 한다. 즉, 냉난방선택밸브(V1) 난방 선택, 흡수기증발기 연결밸브(V2) 개방, 제3밸브(V3) 폐쇄, 제4밸브(V4) 개방, 제5밸브(V5) 폐쇄, 제6밸브(V6) 개방으로 조절한다.

한편, 기존과 달리, 난방 운전시에 응축기배관(41) 및 흡수기배관(61) 내부에 냉각수를 충진시킨 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서, 상기한 바와 같이 밸브들을 조절한 후에 흡수식 냉온수기가 가동되면 버너(1)에 의한 고온재생기(2) 가열을 통해 일방향으로만 냉매증기의 흐름이 형성되게 된다. 즉, 난방 운전의 경우에는 제2증기배관(L2)으로의 냉매증기의 흐름이 형성되게 된다. 이 상태에서 고온재생기(2)에서 발생된 냉매증기는 제2증기배관(L2)를 통해 흡수기(6)를 거쳐 증발기(5)로 전달되게 된다. 이에 냉매증기에 의해 증발기배관(51) 자체가 가열됨에 따라 증발기배관(51) 내부에 충징된 물이 가열된다.

한편, 겨울철에는 공조기(10)에 의해 가정, 사무실 등의 공조를 수행하게 되는데, 공조 수행의 결과로 차가운 물이 증발기배관(51)에 공급되고 있는 상태에서 100℃ 정도의 냉매증기에 의해 가열되어 55℃∼60℃ 정도의 증발기배관(51) 내부의 물이 공조기(10)로 공급되게 된다. 이에 공조기(10)에서는 열교환을 통해 따뜻한 공기를 생성하여 가정, 사무실 등에 공급한다.

한편, 본 발명의 특징부로서, 고온재생기(2)에 의해 생성된 냉매증기가 흡수기(6)를 거치게 되므로 자연스럽게 냉매증기에 의해 흡수기배관(61) 자체가 가열된다. 이에 따라, 흡수기배관(61) 내부에 충징된 냉각수도 가열되게 된다. 통상 흡수기배관(61) 내부의 냉각수의 온도는 60℃∼70℃ 정도를 유지시키게 된다. 흡수기배관(61) 내부의 냉각수는 응축기배관(41), 제3밸브(V3)를 거쳐 열교환기(7)로 전달되게 된다.

열교환기(7)에서의 열교환에 의해 온수탱크(8)의 물이 일정한 온도를 유지하게 한다. 한편, 온도센서(Th)에 의해 체크된 온도가 설정범위, 예를 들어 45℃ 이상일 경우에는 순환펌프(P3)를 동작시키기 않고, 30℃ 미만일 경우에는 순환펌프(P3)를 동작시켜 온수탱크(8) 물의 온도를 일정하게 유지시킨다. 이 순환펌프(P3) 동작 범위는 사용자가 임의로 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 버너 2 : 고온재생기

3 : 저온재생기 4 : 응축기

5 : 증발기 6 : 흡수기

7 : 열교환기 8 : 온수탱크

9 : 냉각탑 10 : 공조기

M1 : 제1온수배관 M2 : 제2온수배관

V3 : 제3밸브 V4 : 제4밸브

V5 : 제5밸브 V6 : 제6밸브

P3 : 순환펌프 Th : 온도센서

Claims

가열원인 버너;

공급된 물과 흡수액이 상기 버너에 의해 가열되어 고온의 냉매증기를 생성시켜 운전모드 선택에 대응하여 저온재생기 또는 흡수기로 전달하는 고온재생기;

상기 냉매증기와 흡수액의 포함열을 이용하여 저온의 물과 흡수액을 분리시키는 저온재생기;

냉각수가 흐르는 응축기배관과의 열교환을 통해 상기 냉매증기를 응축 액화시키는 응축기;

물이 흐르는 증발기배관 외부에서 냉매와의 열교환을 통해 증기를 발생시키거나, 고온재생기로부터 공급된 냉매증기와 증발기배관 내부의 물과의 열교환을 수행하는 증발기;

냉각탑을 거친 냉각수가 입수되는 흡수기배관이 형성되며, 상기 증발기에서 발생된 증기와 흡수액이 결합된 묽은용액을 상기 고온재생기로 전달하는 흡수기;

상기 응축기배관의 냉각수 출구측의 분기점(D1)과 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측의 분기점(D2)에서 각각 분기되어 순환로를 형성시키는 온수배관;

상기 응축기배관의 냉각수 출구측에서 연장되는 상기 분기점(D1) 이후에 형성되며, 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측에서 연장되는 상기 분기점(D2) 이후에 형성되며, 상기 분기점(D1,D2) 근처의 온수배관에 각각 형성되는 조절밸브; 및

상기 온수배관에 형성되며, 온수탱크에 저장된 물과의 열교환을 수행하는 열 교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.
가열원인 버너;

공급된 물과 흡수액이 상기 버너에 의해 가열되어 고온의 냉매증기를 생성시켜 운전모드 선택에 대응하여 저온재생기 또는 흡수기로 전달하는 고온재생기;

상기 냉매증기와 흡수액의 포함열을 이용하여 저온의 물과 흡수액을 분리시키는 저온재생기;

냉각수가 흐르는 응축기배관과의 열교환을 통해 상기 냉매증기를 응축 액화시키는 응축기;

물이 흐르는 증발기배관 외부에서 냉매와의 열교환을 통해 증기를 발생시키거나, 고온재생기로부터 공급된 냉매증기와 증발기배관 내부의 물과의 열교환을 수행하는 증발기;

냉각탑을 거친 냉각수가 입수되는 흡수기배관이 형성되며, 상기 증발기에서 발생된 증기와 흡수액이 결합된 묽은용액을 상기 고온재생기로 전달하는 흡수기;

상기 응축기배관과 흡수기배관 사이의 분기점(D1')과 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측의 분기점(D2)에서 각각 분기되어 순환로를 형성시키는 온수배관;

상기 분기점(D1')과 응축기배관 사이에 형성되며, 상기 흡수기배관의 냉각수 입구측에서 연장되는 상기 분기점(D2) 이후에 형성되며, 상기 분기점(D1',D2) 근처의 온수배관에 각각 형성되는 조절밸브; 및

상기 온수배관에 형성되며, 온수탱크에 저장된 물과의 열교환을 수행하는 열 교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 온수배관에는 순환펌프를 더 형성시킨 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.
제3항에 있어서, 상기 온수배관에는 온도센서를 더 형성시킨 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.