KR100981672B1 - 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 흡수식 냉동기의 재생기를 2단으로 구성하여 냉매를 증발시키는데 사용되는 온수의 온도차를 높여주므로 흡수식 냉동기에서 사용되는 온수의 유량을 감소시켜 온수의 유량이 적은 장소에서도 이용가능하게 하는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기에 관한 것으로서, 중간에 설치되는 엘리미네이터, 엘리미네이터를 기준으로 좌측에 설치되는 증발기, 엘리미네이터의 우측에 설치되는 흡수기로 구성되는 제1 쉘 및 고온재생기, 고온재생기의 좌측 상부에 설치되는 저온재생기 및 고온재생기의 상부 우측에 설치되는 응축기, 저온재생기와 응축기 사이에 설치되는 엘리미네이터로 구성되는 제2 쉘;로 실현 가능하고, 고온재생기와 저온재생기로 온수라인이 연결되고 온수가 고온재생기를 거쳐 저온재생기로 공급됨으로 인해 흡수액이 2차에 걸쳐 냉매를 분리함으로 온수의 에너지 이용률을 높이는 효과가 있다.
흡수식 냉동기, 고온재생기, 저온재생기, 고온열교환기, 저온열교환기, 냉매

Description

2단 재생 저온수 흡수식 냉동기{TWO-STAGE DRIVEN HOT WATER ABSORPTION CHILLER}
본원 발명은 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡수식 냉동기의 재생기를 2단으로 구성하여 냉매를 증발시키는데 사용되는 온수의 온도차를 높여주므로 흡수식 냉동기에서 사용되는 온수의 유량을 감소시켜 온수의 유량이 적은 장소에서도 이용가능하게 하는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기에 관한 것이다.
흡수식 냉동기는 물을 냉매로 사용하여 냉매인 물이 증발될 때 주변에서 흡수하는 열인 기화열을 이용하는 것으로서, 냉매가 증발되는 증발기에 냉수라인을 위치시켜 증발되는 냉매에 의해 냉수가 냉각되게 하는 장치이다. 따라서 냉수라인의 냉수는 열에너지를 빼앗겨 온도가 내려가게 되고 냉매는 냉수로부터 기화열을 흡수함으로 증발된다.
이러한 흡수식 냉동기는 냉매가 증발될 때의 기화열로 냉수라인을 흐르는 냉수는 냉각시키고, 기화열에 의해 증발된 냉매는 다시 외부의 냉각수로 응축시켜 액 화시킨 뒤 다시금 증발기로 공급하는 반복 사이클을 갖게 된다.
이와 같은 흡수식 냉동기는 주로 물을 냉매로 사용하는 제품으로서, 환경적으로는 무공해이며, 사용되는 에너지 측면에서는 열에너지를 구동원으로 사용함으로 하절기 전력집중을 방지할 수 있다. 또한, 운전상으로는 진공상태에서 운전되어 안전하게 운전할 수 있는 효과가 있다.
도 1과 도 2를 참조하여 종래에 사용되던 흡수식 냉동기의 구조를 살펴보면 종래의 흡수식 냉동기의 구조는 증발기(11), 흡수기(12) 및 증발기(11)와 흡수기(12)의 사이에 설치되는 엘리미네이터(13)로 구성된 제1 쉘(10)과 제1 쉘(10)의 상부에 위치되되 재생기(21)와 재생기(21) 상부에 위치하는 응축기(22) 및 응축기(22)의 측면에 구비되는 엘리미네이터(24)로 구성된 제2 쉘(20)로 구성된다.
이와 같이 1 쉘(10)과 제2 쉘(20)로 구성된 흡수식 냉동기에는 냉매(53)가 흐르는 냉매라인(33) 및 흡수액이 흐르는 희용액라인(31)과 농용액라인(32)이 구비되는데, 냉매라인(33)은 응축기(22)에서 증발기(11)로 연결되고 희용액라인(31)은 흡수기(12)에서 재생기(21)로 연결되며 농용액라인(32)은 재생기(21)에서 흡수기(12)로 연결된다.
또한, 흡수기(12)와 응축기(22)에는 외부에서 공급되는 냉각수가 이동되는 냉각수라인(42)이 흡수기(12)와 응축기(22) 순으로 연결되고, 증발기(11)에는 냉수라인(43)이 구비되며 재생기(21)에는 흡수액을 가열하는데 사용되는 온수가 유입된 뒤 배출되는 온수라인(41)이 구비된다.
이와 같이 구성된 저온수 흡수식 냉동기의 구동을 살펴보면 먼저, 냉동기가 구동되기 위해서는 온수라인(41)과 냉각수라인(42)에 각각 온수와 냉각수가 공급되어야 한다. 이러한 조건 하에서 재생기(21)에 위치하는 흡수액인 희용액(51)은 온수라인(41)에 공급되는 온수에 의해 가열된다. 온수에 의해 가열된 희용액(51)은 내부의 수용된 냉매(53)가 증발되어 분리됨으로 농용액(52)이 되며 농용액(52)은 농용액라인(32)을 통해 흡수기(12)로 공급되고, 증발된 냉매(53)는 응축기(22)로 공급된다.
응축기(22)에서는 외부에서 냉각수라인(42)을 통해 공급되는 냉각수에 의해 기체상태인 냉매(이하, 냉매증기라 함)가 응축되어 다시금 액체 상태의 냉매(53)가 된다. 응축기(22)에서 액화된 냉매(53)는 냉매라인(33)을 통해 증발기(11)로 공급되고 증발기(11)의 상부에서 냉수라인(43)으로 산포된다.
냉수라인(43)에 산포된 냉매(53)는 냉수라인(43)을 흐르는 냉수로부터 기화열을 흡수해 증발되고 냉매(53)에 열을 빼앗긴 냉수는 증발기(11)로 유입될 때보다 낮은 온도로 냉각되어 배출된다. 이때, 증발기(11)에 산포되었지만 증발되지 않은 냉매(53)는 증발기(11)의 하부에 모인 뒤 다시금 냉매펌프(33a)에 의해 증발기(11) 상부로 공급되어 산포된다.
증발기(11)에서 증발된 냉매(53)증기는 흡수기(12)로 이동되고, 흡수기(12)는 상부에 농용액라인(32)이 연결되어 있으므로 재생기(21)로부터 공급되는 농용액(52)은 흡수기(12)의 상부에서 냉각관으로 산포된다. 이때, 흡수기(12)의 내부에서는 산포되는 농용액(52)은 냉매(53)증기를 흡수하게 되고, 이 과정에서 농용액(52)은 희용액(51)이 되며 냉매(53)증기를 흡수하는 과정에서 흡수열이 발생하게 된다. 이러한 흡수열은 흡수기(12)의 내부에 구비되는 냉각수라인(42)을 통해 냉각수에 공급한다.
이와 같이 흡수기(12)에서 냉매(53)가 혼합된 흡수액인 희용액(51)은 희액펌프(31a)에 의해 가압되어 희용액라인(51)을 통해 재생기(21)로 공급되고, 재생기(21)에서는 외부의 열로 희용액(51)을 가열하여 농용액(52)과 냉매(53)로 분리시키게 된다.
따라서 종래의 저온수 흡수식 냉동기는 흡수액이 재생기(21)와 흡수기(12)를 반복해서 순환되고 냉매(53)가 재생기(21), 응축기(22), 증발기(11) 및 흡수기(12)를 반복해서 순환되어 연속운전되며 냉수를 냉각시키는 구조를 가지게 된다.
그러나 이와 같이 작동되는 저온수 흡수식 냉동기는 냉방을 증가하기 위해서는 냉수의 유량을 증가시키는 한편, 냉수의 냉각속도를 증가시켜야만 한다. 이를 위해서는 증발기(11) 내부에서 냉수라인(43)으로 산포되는 냉매(53)의 양을 증가시켜야만 한다.
그러나 증발기(11)에서 산포되는 냉매(53)의 양을 증가시키기 위해서는 재생기(21)에서 증발되는 냉매(53)증기의 양을 증가시키는 한편, 재생기(21)에서 증발된 냉매(53)증기를 응축기(22)에서도 신속하게 액화시켜야 한다. 따라서 전체 시스템에 공급되는 온수와 냉각수의 유량을 증가시켜야만 한다.
이를 위해 상온으로 공급되는 냉각수의 유량을 증가시키는 데에는 큰 어려움이 없으나, 재생기(21)에 공급되는 온수의 경우에는 유량에 한계가 있으므로 냉각수와 달리 공급량을 증가시키는데 어려움이 있다.
또한, 온수를 일정량 이상 확보할 수 없는 경우에도 일정 유량의 냉수만을 냉각시킬 수 있기 때문에 필요한 만큼의 냉수를 충분히 공급할 수 없는 문제가 있다.
본원 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 재생기를 2단으로 구성하여 적은 유량의 온수만으로도 충분한 양의 냉매증기를 발생시킬 수 있도록 하여 냉각성능을 향상시킬 수 있는 흡수식 냉동기를 제공하는 것이 목적이다.
또한, 라인을 단순화하는 한편 라인 내부를 흐르는 유체가 가급적 수두차에 의해 이동될 수 있도록 하여 유체를 이동시키는데 필요한 펌프를 줄임으로 냉동기의 제조비용을 절감하는데 목적이 있다.
또한, 흡수기와 재생기들 사이를 연결하는 각각의 라인들을 열교환기로 연결시켜 열효율이 향상된 흡수식 냉동기를 제공하는 것이 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 본원 발명에 따른 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 응축기, 고온재생기, 저온재생기, 저온열교환기 및 고온열교환기와 이들을 연결하는 냉매라인, 희용액라인, 중간액라인, 농용액라인, 냉수라인, 냉각수라인 및 온수라인으로 구성되고 상기 구성품들의 사이를 순환하는 냉매와 흡수액을 이용하여 구동되는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기에 있어서, 상부 중간에 설치되는 엘리미네이터, 상기 엘리미네이터를 기준으로 우측에 설치되는 응축기로부터 냉매라인을 통해 공급된 냉매를 냉수라인에 산포시켜 냉수라인 내부의 냉수를 냉각시키는 증발기, 상기 엘리미네이터의 우측에 설치되고 상기 증발기에서 증발된 냉매와 농용액라인을 통해 저온재생기에서 공급된 뒤 산포된 농 용액을 냉각수라인의 냉각수로 냉각시켜 냉매가 농용액에 혼합되어 희용액이 되도록 하는 흡수기로 구성되는 제1 쉘; 및 상기 흡수기에서 희용액라인을 통해 공급되는 희용액을 온수라인을 통해 공급되는 온수의 열로 가열하여 냉매를 증발시킴으로 중간액이 되게 하는 고온재생기, 상기 고온재생기의 좌측 상부에 설치되며 상기 고온재생기에서 중간액라인을 통해 공급되는 중간액을 상기 온수라인의 온수의 열로 가열하여 중간액으로부터 냉매를 증발시킴으로 농용액이 되게 하는 저온재생기 및 상기 고온재생기의 상부 우측에 설치되고 상기 냉수라인의 냉수로 고온재생기와 저온재생기에서 증발된 냉매를 응축시켜 액화시키는 응축기 및 상기 응축기의 좌측에 설치되는 엘리미네이터로 구성되되, 상기 제1 쉘의 상부에 설치되고, 상기 온수라인의 온수는 상기 고온재생기를 경유하여 저온재생기로 공급되며 상기 저온재생기에서는 중간액이 온수라인으로 산포되는 것을 특징으로 하는 제2 쉘;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농용액라인과 희용액라인은 저온열교환기에서 열교환되게 연결되되, 상기 저온열교환기는 상기 농용액라인의 농용액은 냉각시키고 상기 희용액라인의 희용액은 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 희용액라인과 중간액라인은 고온열교환기에 의해 열교환되게 연결되되, 상기 희용액라인은 상기 저온열교환기를 지난 뒤 상기 고온열교환기에 연결되고, 상기 고온열교환기는 상기 중간액라인의 중간액은 냉각시키고 상기 희용액라인의 희용액은 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저온재생기에서 흡수기로 연결되는 농용액관은 농용액이 수두차 에 의한 자연압으로 인해 저온재생기에서 흡수기로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본원 발명에 따른 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기는 재생기가 고온재생기와 저온재생기로 2단으로 구성되는 한편, 상기 고온재생기와 저온재생기로 온수라인이 연결되고 온수가 고온재생기를 거쳐 저온재생기로 공급됨으로 인해 흡수액으로부터 2차에 걸쳐 냉매를 분리함으로 온수의 에너지 이용률을 높이는 효과가 있다.
또한, 저온재생기에서는 흡수액을 온수라인으로 산포시킴으로 인해 흡수액과 냉매를 더욱 효과적으로 분리시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 흡수기, 고온재생기 및 저온재생기에 연결된 라인들 사이에 열교환기를 구비시킴으로 인해 열효율이 향상되는 효과가 있다.
첨부된 도면을 설명하면, 도 3은 본원 발명에 따른 저온수 2단 재생 흡수식 냉동기를 도시한 구성도이고, 도 4는 본원 발명에 따른 저온수 2단 재생 흡수식 냉동기의 작동을 설명하는 구성도이다.
이하, 상기의 도면을 참조하여 본원 발명의 실시예에 따른 저온수 2단 재생 흡수식 냉동기에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 3를 참조하면, 본원 발명의 실시예에 따른 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기는 제1 쉘(100)과 제1 쉘(100)의 상부에 설치되는 제2 쉘(200)로 구성된다. 상기에서 제1 쉘(100)은 증발기(110), 흡수기(120), 엘리미네이터(130)로 구성되며 제2 쉘(200)은 고온재생기(210), 저온재생기(220), 응축기(230), 엘리미네이터(240)로 구성된다.
먼저, 제1 쉘(100)을 설명하면, 제1 쉘(100)의 내부 중앙에는 엘리미네이터(130)가 설치되고, 상기 엘리미네이터(130)를 기준으로 좌측에는 증발기(110)가 설치되며 우측에는 흡수기(120)가 설치된다.
제2 쉘(200)은 저면에 고온재생기(210)가 구비되며 고온재생기(210)의 좌측 상부에는 저온재생기(220)가 구비되고 고온재생기(210)의 우측 상부에는 응축기(230)가 구비되며, 응축기(230)의 좌측에는 엘리미네이터(240)가 구비된다.
상기와 같이 구성된 제1 쉘(100)과 제2 쉘(200)의 사이에는 흡수액이 이동되는 희용액라인(310), 중간액라인(320), 농용액라인(330)과 냉매(540)가 이동되는 냉매라인(340)과 냉수가 이동되는 냉수라인(430)과 냉각수가 이동되는 냉각수라인(420)과 온수가 이동되는 온수라인(410) 등이 구비된다.
상기와 같이 구비되는 각각의 라인들 중에 흡수액이 이동되는 라인들을 상세히 살펴보면, 희용액라인(310)은 흡수기(120)로부터 고온재생기(210)로 연결되는 것으로서, 흡수기(120)의 하부에 모이는 흡수액인 희용액(510)을 고온재생기(210)로 이동시킨다. 이때, 희용액라인(310)에는 흡수기(120)보다 상부에 위치하는 고온재생기(210)로 희용액(510)을 이동시킬 수 있는 희액펌프(311)가 구비된다.
상기 중간액라인(320)은 고온재생기(210)에서 냉매(540)가 일부 증발된 상태의 흡수액인 중간액(520)을 저온재생기(220)에 공급시킬 수 있도록 고온재생기(210)와 저온재생기(220)의 사이에 연결되는 것으로서, 고온재생기(210)보다 상 부에 위치하는 저온재생기(220)로 중간액(520)을 이송시킬 수 있도록 중간액펌프(321)가 구비된다.
상기 농용액라인(330)은 저온재생기(220)에서 냉매(540)가 증발된 상태의 흡수액인 농용액(530)을 저온재생기(220)로부터 흡수기(120)에 공급시킬 수 있도록 저온재생기(220)와 흡수기(120)의 사이에 연결되는 것으로서, 저온재생기(220)가 흡수기(120)의 상부에 위치함으로 인해 별도의 가압펌프가 설치되지 않고 자연적인 수두차로 인해 발생되는 자연압으로 농용액(530)이 흡수기(120)로 공급되도록 구성된다.
또한, 상기의 희용액라인(310)은 농용액라인(330) 및 중간액라인(320)과 저온열교환기(360) 및 고온열교환기(350)에 의해 열교환되게 설치된다.
상기 냉매(540)가 이동되는 냉매라인(340)을 살펴보면, 냉매라인(340)은 응축기(230)에서 증발기(110)로 연결되고, 냉매(540)가 증발기(110)의 상부에서 산포되도록 구성되는 한편, 증발기(110)의 하부에 모인 냉매(540)를 다시금 증발기(110)의 상부로 이동시켜 산포시킬 수 있도록 증발기(110)의 하부에 냉매펌프(341)가 구비된다.
상기 냉수가 이동되는 냉수라인(430)을 살펴보면, 냉수라인(430)은 제1 쉘(100)의 증발기(110)의 외부에서 증발기(110)의 내부로 순환되게 설치되는 것으로서, 냉수라인(430)의 냉수는 증발기(110)의 내부로 유입된 뒤 외부로 유출되게 구성된다.
상기 온수가 이동되는 온수라인(410)을 살펴보면, 온수라인(410)은 제2 쉘(200)의 외부에서 내부로 온수가 유입된 뒤 배출되도록 설치되는 것으로서, 고온재생기(210)와 저온재생기(220)를 경유하도록 설치된다.
상기와 같이 구성된 본원 발명의 실시예에 따른 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기의 작동을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4을 참조하면, 본원 발명에 따른 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기가 작동하기 위해서는 온수라인(410)에 온수가 공급되고 냉각수라인(420)에는 냉각수가 공급되어야만 한다. 이때, 온수는 고온재생기(210)에 먼저 유입된 뒤 고온재생기(210)를 경유하여 저온재생기(220)로 유입된다.
냉각수는 먼저 흡수기(120)에 유입된 뒤 응축기(230)로 유입되고 응축기(230)에서 배출된 냉각수는 외부에 구비된 냉각탑(미 도시됨)으로 보내져 대기중으로 열을 방출한 뒤 다시 흡수기(120)로 유입된다. 상기와 같이 온수와 냉각수가 유입되면 제1 쉘(100)과 제2 쉘(200)의 사이에서는 냉매(540)와 흡수액은 냉각과 가열이 반복되면서 유동 된다.
냉매(540)와 흡수액이 유동되는 과정을 살펴보면, 희용액라인(310)을 통해 흡수기(120)로부터 고온재생기(210)로 공급된 희용액(510)은 고온재생기(210) 내부로 유입되는 온수에 의해 가열되고, 이와 같이 온수에 의해 가열된 희용액(510)은 내부에 수용되어 있던 냉매(540)를 냉매증기로 배출하게 된다. 이때, 희용액(510)에 포함된 냉매(540)는 모두 증발되지는 못하고 일부 흡수액에 남아 있게 된다.
상기와 같이 냉매(540)가 남아 있는 상태의 흡수액은 중간액(520)이라 하며, 이러한 중간액(520)은 중간액라인(320)을 통해 저온재생기(220)로 이동된다. 이때, 고온재생기(210)가 저온재생기(220)의 하부에 위치함으로 중간액(520)은 자연적으로는 저온재생기(220)로 공급될 수 없다. 따라서 중간액라인(320)에는 중간액(520)을 고온재생기(210)로부터 저온재생기(220)로 공급하는데 사용되는 중간액펌프(321)가 구비된다.
또한, 중간액라인(320)은 희용액라인(310)과 고온열교환기(350)에 의해 서로 열교환되도록 구성된다. 따라서 희용액라인(310)의 희용액(510)은 고온열교환기(350)를 지나면서 더욱 가열되고 중간액라인(320)의 중간액(520)은 고온열교환기(350)에서 상기 희용액(510)에 열을 빼앗기므로 고온열교환기(350)를 거치면서 희용액(510)이 가열된 만큼 냉각된다.
상기 고온열교환기(350)에서 냉각되어 저온재생기(220)로 공급되는 중간액(520)은 저온재생기(220)의 상부에서 저온재생기(220)의 내부를 지나는 온수라인(410)에 산포된다. 또한 온수라인(410)의 온수 역시 고온재생기(210)를 경유하면서 희용액(510)을 가열하는데 열량이 소비되었기 때문에 소비된 열량만큼 온도가 낮아진 상태에서 저온재생기(220)에 유입된다.
그러나 저온재생기(220)의 상부에서 중간액(520)이 산포됨으로 인해 중간액(520)에 포함된 냉매(540)는 온수의 열에 의해 용이하게 증발된다. 따라서 저온재생기(220)에서 냉매(540)가 증발된 흡수액인 중간액(520)은 농용액(530)이 되고, 냉매증기는 엘리미네이터(240)를 거쳐 응축기(230)로 이동된다.
상기와 같이 저온재생기(220)를 거쳐 농용액(530)이 된 흡수액은 농용액라인(330)을 통해 흡수기(120)로 전달되며, 이 과정에서 저온열교환기(360)를 거치게 된다. 이때, 저온열교환기(360)는 농용액라인(330)과 희용액라인(310)의 열을 서로 교환시키는데, 농용액라인(330)의 농용액(530)은 냉각시켜 배출하고 희용액라인(310)의 희용액(510)은 가열시킨 뒤 배출한다.
상기 저온열교환기(360)에서 냉각된 농용액(530)은 흡수기(120)의 상부로 이동되어 산포된다. 이때, 흡수기(120) 내부에서는 상기 산포되는 농용액(530)에 후술될 증발기(110)에 의해 증발된 냉매증기가 흡수되며, 냉각수라인(420)을 통해 외부에서 유입되는 냉각수는 냉매(540)증기가 농용액(530)에 흡수되면서 발생되는 열을 흡수하게 된다. 따라서 흡수기(120)의 하부에 모이는 흡수액은 냉매(540)가 충분히 포함된 희용액(510)이 된다.
상기와 같이 일련의 순환작용을 거치면서 흡수액은 냉매(540)의 흡수된 상태에 따라 희용액(510), 중간액(520) 및 농용액(530)의 순으로의 변환이 반복적으로 이루어진다.
상기와 같이 흡수액이 변환되는 과정과 동시에 냉매(540)도 액체와 기체 및 흡수액에 포함된 상태로 순환하게 된다. 이러한 냉매(540)의 순환되는 과정을 살펴보면, 흡수기(120)에서 흡수액인 희용액(510)에 수용된 상태로 고온재생기(210)에 공급되는 냉매(540)는 고온재생기(210)에 공급되는 온수에 의해 기화되어 희용액(510)에서 분리된다. 이때, 희용액(510)은 고온열교환기(350)에 공급되기 전에 저온열교환기(360)와 고온열교환기(350)에 의해 가열되어 공급됨으로 온수로부터 많은 열량을 공급받지 않아도 쉽게 냉매(540)가 분리되는 특성을 지니게된다. 이와 같이 고온재생기(210)에서 냉매(540)가 분리된 상태의 흡수액을 중간액(520)이라 하며, 상기 중간액(520)에는 여전히 액체상태의 냉매(540)가 수용된 상태이다.
상기 중간액(520)이 저온재생기(220)로 이동될 때 저온열교환기(360)에 의해 냉각된 뒤 저온재생기(220) 상부에서 온수라인(410)으로 산포된다. 이때, 중간액(520)에 포함된 냉매(540)는 저온재생기(220)에서 다시금 온수라인(410)의 온수에 의해 가열되어 증발되게 된다.
따라서 제2 쉘(200)의 내부에는 고온재생기(210)에서 발생된 냉매증기와 저온재생기(220)에서 발생된 냉매증기가 함께 분포하게 되고, 이들 냉매증기는 응축기(230)의 좌측에 설치된 엘리미네이터(240)를 통해 응축기(230)로 공급된다. 이때, 대부분의 냉매증기는 고온재생기(210)에서 발생되고 저온재생기(220)에서 발생되는 냉매증기는 고온재생기(210)에서 발생된 냉매증기의 양에 미치지는 못하는 양이지만 온수라인(410)의 온수를 2회에 걸쳐 사용함으로 인해 종래보다 온수에서 많은 열량을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 이는 곳 상대적으로 적은 유량의 온수로도 다량의 냉매증기를 발생시킬 수 있는 것을 의미하며, 전체적인 운전비 차원에서는 운전비용을 절감하는 효과를 충분히 기대할 수 있다.
상기와 같이 고온재생기(210)와 저온재생기(220)에서 발생된 냉매증기는 응축기(230)로 공급된다. 이와 같이 응축기(230)로 공급된 냉매증기는 응축기(230) 내부에서 흡수기(120)를 경유해 공급되는 냉각수라인(420)의 냉수에 의해 응축되어 냉각된다. 이때, 사용된 냉각수는 외부의 냉각탑으로 공급되어 대기와 열교환 된 뒤 다시금 흡수기(120)와 응축기(230) 순으로 순환되며 공급된다.
상기 응축기(230)에서 액화된 냉매(540)는 제1 쉘(100)의 증발기(110)로 공 급되어 증발기(110) 내부에 설치된 냉수라인(430)에 산포되어 냉수라인(430)을 흐르는 냉수로부터 열을 흡수하여 증발된다. 따라서 냉수라인(430)의 냉수는 냉매(540)에 열을 빼앗기게 되므로 냉각되게 된다. 이때, 냉수의 냉각되는 온도는 통상 5도 정도이다.
상기에서 증발기(110)에서 증발된 냉매증기는 다시금 엘리미네이터(130)를 거쳐 흡수기(120)로 공급되고, 흡수기(120)에서는 다시금 농용액(530)이 냉매증기를 수용하여 희용액(510)이 된다. 상기와 같이 흡수액과 냉매(540)의 순환에 의해 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기는 연속적인 운전이 가능하게 된다.
또한, 저온열교환기(360)와 고온열교환기(350)에서 흡수액인 희용액(510), 중간액(520) 및 농용액(530)의 온도를 제어함으로 인해 열효율을 증가시키는 효과가 있으며, 제2 쉘(200)의 고온재생기(210)와 저온재생기(220)에서 온수라인(410)의 온수를 순차적으로 사용함으로 인해 온수의 열에너지를 종래보다 더 많이 흡수할 수 있는 구조를 가지게 된다.
따라서 온수의 사용량을 최소화하면서도 충분한 냉방성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다. 또한, 저온재생기(220)에 흡수기(120)로 공급되는 농용액(530)이 수두차에 의해 공급되도록 구성됨으로 인해 별도로 농용액(530)을 이송시키는데 사용되는 펌프를 설치하지 않아도 되므로 냉방기를 제작하는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이는 즉, 냉방수요가 높은 하절기에 공급되는 온수의 유량에 한계가 있을 경우 또는 냉방기의 설치지역의 환경적인 요인으로 온수의 공급량이 적은 경우에도 충분한 냉방능력을 제공할 수 있다는 정점으로 나타난다.
상기와 같이 본원 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하였다. 그러나 본원 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 도면과 본원 발명의 특허청구범위의 사상 및 그 범위를 벗어나지 않으면서도 본원 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하고, 그러한 모든 변경 및 수정에 의한 균등물들은 모두 본원 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야만 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기를 도시한 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기의 작동을 설명하는 구성도,
도 3는 본원 발명에 따른 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기를 도시한 구성도,
도 4은 본원 발명에 따른 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기의 작동을 설명하는 구성도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 제1 쉘 110: 증발기
120: 흡수기 130: 엘리미네이터
200: 제2 쉘 210: 고온재생기
220: 저온재생기 230: 응축기
240: 엘리미네이터 310: 희용액라인
311: 희액펌프 320: 중간액라인
321: 중간액펌프 330: 농용액라인
340: 냉매라인 341: 냉매펌프
350: 고온열교환기 360: 저온열교환기
410: 온수라인 420: 냉각수라인
430: 냉수라인 510: 희용액
520: 중간액 530: 농용액
540: 냉매

Claims (4)

  1. 증발기, 흡수기, 응축기, 고온재생기, 저온재생기, 저온열교환기 및 고온열교환기와 이들을 연결하는 냉매라인, 희용액라인, 중간액라인, 농용액라인, 냉수라인, 냉각수라인 및 온수라인으로 구성되고 상기 구성품들의 사이를 순환하는 냉매와 흡수액을 이용하여 구동되는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기에 있어서,
    상부 중간에 설치되는 엘리미네이터, 상기 엘리미네이터를 기준으로 우측에 설치되는 응축기로부터 냉매라인을 통해 공급된 냉매를 냉수라인에 산포시켜 냉수라인 내부의 냉수를 냉각시키는 증발기, 상기 엘리미네이터의 우측에 설치되고 상기 증발기에서 증발된 냉매와 농용액라인을 통해 저온재생기에서 공급된 뒤 산포된 농용액을 냉각수라인의 냉각수로 냉각시켜 냉매가 농용액에 혼합되어 희용액이 되도록 하는 흡수기로 구성되는 제1 쉘; 및
    상기 흡수기에서 희용액라인을 통해 공급되는 희용액을 온수라인을 통해 공급되는 온수의 열로 가열하여 냉매를 증발시킴으로 중간액이 되게 하는 고온재생기, 상기 고온재생기의 좌측 상부에 설치되며 상기 고온재생기에서 중간액라인을 통해 공급되는 중간액을 상기 온수라인의 온수의 열로 가열하여 중간액으로부터 냉매를 증발시킴으로 농용액이 되게 하는 저온재생기 및 상기 고온재생기의 상부 우측에 설치되고 상기 냉각수라인의 냉각수로 고온재생기와 저온재생기에서 증발된 냉매를 응축시켜 액화시키는 응축기 및 상기 응축기의 좌측에 설치되는 엘리미네이터로 구성되되, 상기 제1 쉘의 상부에 설치되고, 상기 온수라인의 온수는 상기 고 온재생기를 경유하여 저온재생기로 공급되며 상기 저온재생기에서는 중간액이 온수라인으로 산포되는 것을 특징으로 하는 제2 쉘;로 구성되는 것을 특징으로 하는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 농용액라인과 희용액라인은 저온열교환기에서 열교환되게 연결되되, 상기 저온열교환기는 상기 농용액라인의 농용액은 냉각시키고 상기 희용액라인의 희용액은 가열하는 것을 특징으로 하는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 희용액라인과 중간액라인은 고온열교환기에 의해 열교환되게 연결되되, 상기 희용액라인은 상기 저온열교환기를 지난 뒤 상기 고온열교환기에 연결되고, 상기 고온열교환기는 상기 중간액라인의 중간액은 냉각시키고 상기 희용액라인의 희용액은 가열하는 것을 특징으로 하는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저온재생기에서 흡수기로 연결되는 농용액관은 농용액이 수두차에 의한 자연압으로 인해 저온재생기에서 흡수기로 공급되는 것을 특징으로 하는 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기.
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