KR101095601B1 - Absorption refrigerating system using ship engine waste heat - Google Patents

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KR101095601B1
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이규태
도날드슨 스티븐
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써멀프로스트 인터내셔날 인크.
현대메카텍 (주)
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Abstract

PURPOSE: An absorption refrigeration system using the waste heat of a ship engine is provided to improve the refrigerant absorption efficiency and reduce the size of an apparatus by selecting an agitating assisting element. CONSTITUTION: An absorption refrigeration system using the waste heat of a ship engine comprises a generator(1), a condenser(2), an evaporator(3), an absorber(4) and a plurality of agitating assisting elements. The generator heats the solution in which the refrigerant is absorbed into the absorbent and divides the refrigerant into the vapor phase using the heat of the ship engine refrigerant. The condenser condenses the refrigerant of the vapor phase to the liquid phase. The evaporator evaporates the refrigerant of the liquid phase and heat-exchanges with the cold water. The absorber makes absorb the refrigerant in which the vapor phase to the absorber through the evaporator, generates the solution and offers the solution to the generator. The agitating assisting element is accepted to the absorber with the absorbent. The agitating assisting element comprises chassis and holes.

Description

선박 엔진의 폐열을 이용하는 흡수식 냉동시스템{ABSORPTION REFRIGERATING SYSTEM USING SHIP ENGINE WASTE HEAT}Absorption refrigeration system using waste heat of ship engine {ABSORPTION REFRIGERATING SYSTEM USING SHIP ENGINE WASTE HEAT}

본 발명은 흡수식 냉동시스템에 관한 것으로서, 특히 선박 엔진의 폐열을 이용하는 흡수식 냉동시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an absorption refrigeration system, and more particularly, to an absorption refrigeration system using waste heat of a ship engine.

최근에, 흡수식 냉동시스템이 다양한 분야에 적용되고 있다. 이는 과다한 에너지를 사용하여야 하는 압축식에 비해 상대적으로 저비용으로 유지될 수 있기 때문이다.Recently, absorption refrigeration systems have been applied to various fields. This is because it can be maintained at a relatively low cost compared to the compression type that requires the use of excessive energy.

압축기를 구동하여 냉매를 강제로 압축하고 압축된 냉매가 팽창될 때의 열의 이동을 이용하는 압축식과는 달리, 흡수식 냉동시스템은 액체상태의 냉매가 증발하면서 냉수(chilled water)를 냉각시킨다. 이렇게 증발된 냉매는 흡수제에 흡수됨으로써 안정화되고, 다시 냉매를 흡수한 희용액(weak solution)을 가열하여 냉매를 분리/응축하여 냉수와 열교환시키는 순환 냉각시스템이다.Unlike a compression type, which uses a compressor to force a refrigerant and uses the movement of heat when the compressed refrigerant is expanded, an absorption refrigeration system cools chilled water as the liquid refrigerant evaporates. The refrigerant evaporated as described above is stabilized by being absorbed by the absorbent, and is a circulating cooling system that heats a weak solution that absorbs the refrigerant to separate / condensate the refrigerant and exchange heat with cold water.

이러한 흡수식 냉동시스템은 주로 희용액의 가열에 대다수의 에너지원이 소요된다. 특히, 엔진, 제철소, 등에서 배출되는 냉각수와 같이 버려지는 폐열(waste heat)을 이용할 수 있기 때문에 대단히 활용도가 높다고 할 수 있다. 따라서 상대적으로 매우 저렴한 비용으로 가동될 수 있다.This absorption refrigeration system mainly requires the majority of energy sources for heating the rare solution. In particular, since the waste heat (waste heat), such as the cooling water discharged from the engine, steel mill, etc. can be used can be said that the utilization is very high. Therefore, it can be operated at a relatively very low cost.

상술한 흡수식 냉동시스템의 장점을 활용한 기술로서 어선의 어류 냉동을 위한 냉동시스템이 제시된 바 있다. 이는 선박 엔진 냉각수의 폐열을 활용하여 냉매가 흡수된 희용액을 가열하는 흡수식 냉동시스템이다.As a technology utilizing the advantages of the above-described absorption refrigeration system has been proposed a refrigeration system for fish freezing fish. This is an absorption type refrigeration system that uses the waste heat of the marine engine cooling water to heat the rare solution absorbed by the refrigerant.

이와 같이 어선의 어류를 흡수식 냉동시스템으로 냉동하는 방식은 매우 바람직하다고 할 수 있다. 통상 어선의 경우에는 포획한 어류를 즉각 냉동시켜야 하며, 그 상태로 장시간 유지하여야 하기 때문에 그에 따른 비용이 적지 않은 비중을 차지한다. 특히 최근과 같이 유류비용이 높은 상황에서는 기존의 압축식 냉동시스템은 경쟁력이 많이 떨어진다고 할 수 있다.As such, the method of freezing the fish of the fishing vessel in the absorption refrigeration system is very desirable. In general, fishing boats must be immediately frozen and the fish must be kept for a long time. In particular, in the situation where the oil cost is high, the conventional compression refrigeration system can be said to be much less competitive.

다만, 흡수식 냉동시스템이 어선에서 포획한 어류를 냉동하는 냉동시스템에 신뢰성있게 적용되기 위해서는 여전히 개선되어야 할 부분이 많이 있다.
However, there are still many areas to be improved in order for the absorption refrigeration system to be reliably applied to the refrigeration system for freezing fish caught on fishing vessels.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동작신뢰성이 높은 선박 엔진의 폐열을 이용한 흡수식 냉동시스템을 제공한다.The present invention is to solve the above-described problems, and provides an absorption refrigeration system using waste heat of a ship engine with high operational reliability.

본 발명은 또한 전체 크기를 줄일 수 있는 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템을 제공한다.The present invention also provides a refrigeration system using the waste heat of the ship engine that can reduce the overall size.

본 발명은 또한 효과적으로 냉매를 흡수제에 흡수할 수 있는 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템을 제공한다.The present invention also provides a refrigeration system using the waste heat of the ship engine that can effectively absorb the refrigerant in the absorbent.

본 발명은 또한 저렴한 비용으로 유지될 수 있는 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템을 제공한다.
The present invention also provides a refrigeration system using waste heat of a ship engine that can be maintained at low cost.

본 발명은 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템을 제공하며, 이 시스템은: 선박 엔진 냉각수의 열을 이용하여 흡수제에 냉매가 흡수된 희용액을 가열하여 냉매를 증기상태로 분리하는 발생기; 발생기로부터 전달되는 증기상태의 냉매를 액체상태로 응축하는 응축기; 액체상태의 냉매의 증발을 통한 냉수와의 열교환을 발생시키는 증발기; 및 증발기에 의해 증기상태가된 냉매를 전달받아 흡수제에 흡수시켜서 희용액을 생성하고 희용액을 발생기로 제공하는 흡수기;를 포함하고, 흡수기는 흡수제와 함께 다수개의 교반보조요소를 수용한다.The present invention provides a refrigerating system using waste heat of a ship engine, the system comprising: a generator for separating a refrigerant in a vapor state by heating a rare solution in which a refrigerant is absorbed into an absorbent using heat of the ship engine cooling water; A condenser for condensing the vapor refrigerant delivered from the generator into a liquid state; An evaporator for generating heat exchange with cold water through evaporation of the liquid refrigerant; And an absorber that receives the refrigerant vaporized by the evaporator and absorbs the absorbent into the absorbent to generate a rare solution and provides the rare solution to the generator. The absorber accommodates a plurality of stirring auxiliary elements together with the absorbent.

냉매와 흡수제는 각각 NH3와 NaSCN이다.The refrigerant and the absorbent are NH 3 and NaSCN, respectively.

발생기는 증기상태로 되어 응축기로 전달되기 전의 냉매의 온도를 낮추는 방열부를 포함한다.The generator includes a heat dissipation unit for lowering the temperature of the refrigerant before it is vaporized and transferred to the condenser.

방열부는 증기상태의 냉매가 통과하는 적어도 하나 이상의 관과, 적어도 하나 이상의 관의 외둘레에 관의 길이방향을 따라 배치되어 외기와 접하는 다수개의 방열판을 포함한다.The heat dissipation part includes at least one or more pipes through which the refrigerant in a vapor state passes, and a plurality of heat dissipation plates disposed along the lengthwise direction of the pipes on the outer circumference of the at least one pipe and in contact with the outside air.

다수개의 교반보조요소는 전체 형상이 구형 또는 원통형을 이루도록 배치되는 뼈대와 뼈대에 의해 형성되는 구멍들을 포함한다.
The plurality of stirring aids includes a skeleton and holes formed by the skeleton, the entire shape of which is arranged to be spherical or cylindrical.

본 발명은 선박의 엔진 냉각수와 같은 폐열을 활용하는 냉동시스템을 제공한다. 특히 본 발명의 냉동시스템은 동작신뢰성이 높다. 이를테면, 본 발명에 채용되는 발생기의 방열구성은 전체 시스템의 신속하고 신뢰성있는 동작을 보장한다. 또한 교반보조요소와 같은 요소를 채택함으로 냉매의 흡수효율이 높고 결과적으로 장치 전체의 크기를 줄일 수 있다. 이러한 시스템은 유지비용이 낮고 특히 어선과 같이 포획한 어류를 장시간 안전하게 이송할 수 있게 된다. 특히 본 발명의 냉동시스템은 NH3-NaSCN의 냉매-흡수제 조합으로 채택함으로써 성능계수가 높은 흡수식 냉동시스템이 구현된다. 이상과 같은 본 발명의 흡수식 냉동시스템은 전체적으로 작은 사이즈로 구현될 수 있기 때문에, 선박과 같이 제한된 공간에서 더욱 효과적으로 적용될 수 있다. 특히 어선과 같이 포획어류의 장시간의 냉동이송을 해야 하는 설비에에서 저렴한 비용으로 유지될 수 있기 때문에 원가의 절감이 대폭으로 이루어질 수 있다.
The present invention provides a refrigeration system that utilizes waste heat, such as engine coolant of a ship. In particular, the refrigeration system of the present invention has high operation reliability. For example, the heat dissipation of the generator employed in the present invention ensures fast and reliable operation of the entire system. In addition, by adopting an element such as a stirring auxiliary element, the absorption efficiency of the refrigerant is high, and consequently, the size of the entire apparatus can be reduced. Such a system is low in maintenance costs and is able to safely transport captured fish, especially fishing vessels, for a long time. In particular, the refrigeration system of the present invention adopts a refrigerant-absorbent combination of NH 3 -NaSCN to realize a high absorption coefficient refrigeration system. Since the absorption refrigeration system of the present invention as described above can be implemented in a small size as a whole, it can be applied more effectively in a limited space such as a ship. In particular, since it can be maintained at a low cost in facilities that require long-term freezing and transport of captured fish, such as fishing boats, the cost can be significantly reduced.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 본 발명의 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템에 채용된 발생기를 도시한 도면으로서, 도 2a는 정면도, 도 2b는 도 2a의 A-A선에 따른 단면도, 그리고 도 2c는 도 1의 발생기의 상부구조를 나타낸다.
도 3은 도 1의 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템에 채용된 흡수기를 도시한 도면이다.
도 4, 도 5a 및 5b는 도 1의 본 발명의 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템에 채용된 교반보조요소를 나타낸다.1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration system using waste heat of a ship engine according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing the generator employed in the refrigeration system using the waste heat of the ship engine of the present invention of Figure 1, Figure 2a is a front view, Figure 2b is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2a, Figure 2c 1 shows the superstructure of the generator.
3 is a view illustrating an absorber employed in a refrigeration system using waste heat of the ship engine of FIG. 1.
4, 5a and 5b shows the stirring aid element employed in the refrigeration system using the waste heat of the ship engine of the present invention of FIG.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템은 발생기(1), 응축기(2), 증발기(3), 및 흡수기(4)를 포함한다. 흡수제에 포함된 냉매가 발생기(1)에서 분리되어 응축기(2)에서 응축된 후, 증발기(3)에서 냉각대상물질과 열교환을 수행하고 흡수기(4)에서 흡수제에 흡수된다. 본 발명의 냉동시스템은 이러한 과정을 반복하는 순환 과정이다.Referring to the drawings, the refrigeration system using the waste heat of the ship engine according to a preferred embodiment of the present invention includes a generator (1), a condenser (2), an evaporator (3), and an absorber (4). After the refrigerant contained in the absorbent is separated from the generator 1 and condensed in the condenser 2, the refrigerant is exchanged with the cooling target material in the evaporator 3 and absorbed by the absorbent in the absorber 4. The refrigeration system of the present invention is a cyclic process that repeats this process.

구체적으로 설명하면, 먼저 발생기(1)에서 희용액(weak solution)으로부터 냉매가 증기상태로 분리된다. 희용액은 냉매가 흡수제에 흡수된 희용액으로부터 흡수기(4)로부터 라인 L1을 통해 제공된다. 이렇게 희용액이 발생기(1)에서 선박 엔진 냉각수와 열교환을 함으로써, 냉매가 흡수제로부터 분리된다.Specifically, first, the refrigerant is separated from the weak solution in the generator 1 in a vapor state. The rare solution is provided via line L1 from absorber 4 from the rare solution in which the refrigerant is absorbed in the absorbent. In this way, the rare solution exchanges heat with the ship engine cooling water in the generator 1, whereby the refrigerant is separated from the absorbent.

발생기(1)는, 도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 통형 몸체(11)와 통형 몸체(11) 내에 배치되는 다수개의 세관(12)을 포함한다. 통형 몸체(11)는 하부구조(112)와 상부구조(111)로 이루어지며, 다수개의 세관(12)은 하부구조에 배치된다.The generator 1 includes a tubular body 11 and a plurality of tubules 12 arranged in the tubular body 11, as shown in FIGS. 2A and 2B. The cylindrical body 11 is composed of a lower structure 112 and the upper structure 111, a plurality of customs tube 12 is disposed in the lower structure.

흡수기(4)로부터 제공되는 희용액은 통형 몸체(11)의 하부로 유입되어 다수개의 세관(12) 내부로 채워진다. 선박 엔진을 냉각하고 배출된 엔진 냉각수는 라인 L3를 따라 통형 몸체(11) 상부로 유입되어 몸체 내부를 흐른 후 하부에 연결된 라인 L4를 통해 배출된다. 도 2b에서 잘 보이는 바와 같이, 희용액은 다수개의 세관(12) 내부를 흐르고 엔진 냉각수는 통형 몸체(11) 내에서 다수개의 세관(12)의 외부 공간을 따라 흐르게 된다. 이와 같이 희용액과 엔진 냉각수는 발생기(1)의 통형 몸체(11) 내에서 열교환을 하게 된다. 본 발명에서 이용되는 선박 엔진 냉각수는 대략 80℃ 내지 95℃이며, 이와 같은 선박 엔진 냉각수에 의해 흡수제에 흡수된 냉매가 증기상태로 분리된다. 여기에서 이용되는 냉매와 흡수제는 각각 NH3와 NaSCN이며, 이들에 대해서는 아래에서 보다 상세하게 설명된다.The rare solution provided from the absorber 4 flows into the lower portion of the cylindrical body 11 and is filled into the plurality of tubules 12. The engine coolant discharged after cooling the ship engine flows into the upper portion of the cylindrical body 11 along the line L3, flows through the body, and is discharged through the line L4 connected to the lower portion. As shown in FIG. 2B, the rare solution flows inside the plurality of tubules 12 and the engine coolant flows along the outer space of the plurality of tubules 12 in the tubular body 11. As such, the rare solution and the engine coolant are heat-exchanged in the cylindrical body 11 of the generator 1. The ship engine cooling water used in the present invention is approximately 80 ° C to 95 ° C, and the refrigerant absorbed into the absorbent by the ship engine cooling water is separated in a vapor state. The refrigerant and the absorbent used herein are NH 3 and NaSCN, respectively, which are described in more detail below.

본 발명의 냉동시스템에 채용된 발생기(1)는 이렇게 분리된 증기상태의 냉매를 응축기(2)로 전달하기 이전에 발생기(1)에서 선제적으로 냉매의 온도를 하강시킨다. 이는 발생기(1)의 상부구조(111)인 방열부에 의해 구현되며, 이는 도 2c에 구체적으로 도시되었다.The generator 1 employed in the refrigeration system of the present invention preemptively lowers the temperature of the refrigerant in the generator 1 before delivering the separated refrigerant in the vapor state to the condenser 2. This is realized by the heat dissipation unit which is the superstructure 111 of the generator 1, which is shown in detail in FIG. 2C.

본 발명의 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템에 채용된 발생기(1)의 상부구조(111)는 증기상태의 냉매가 통과하는 적어도 하나 이상의 방열관(1111)을 포함한다. 방열관(1111)은 외둘레에 다수개의 방열요소(1112)가 길이방향으로 배치되어 있다. 예를 들어, 도시한 바와 같이, 방열요소(1112)는 원판형일 수 있고, 또한 핀형과 같은 다른 형태를 가질 수 있다. 도시한 실시예에서는, 이러한 방열관(1111)이 4개가 배치되었으나, 주위환경과 시스템의 전체 크기를 고려하여 적절하게 배치할 수 있을 것이다. 바람직하게는 통형 몸체(11)에 있어서 상부구조(111)에 해당되는 부위에는 적어도 하나 이상의 방열공(1113)이 구비된다. 이러한 방열공(1113)을 통해 효과적으로 공냉이 이루어질 수 있다. 이와 같은 방열요소(1112)의 구성은 증기상태의 냉매를 응축기(2)에 전달되기 이전에 미리 온도를 내림으로써 응축기(2)에서 신속한 응축이 일어날 수 있도록 한다. 이는 순환공정의 효율을 높일 뿐만 아니라, 증기상태로 분리되면서 과팽창되는 냉매의 온도를 적정한 수준으로 유지하기 때문에 장치의 전체 크기를 줄일 수 있게 된다.The upper structure 111 of the generator 1 employed in the refrigeration system using the waste heat of the ship engine of the present invention includes at least one heat dissipation tube 1111 through which the refrigerant in the vapor state passes. In the heat dissipation tube 1111, a plurality of heat dissipation elements 1112 are disposed in the longitudinal direction at the outer circumference thereof. For example, as shown, the heat dissipation element 1112 may be disc-shaped, and may also have other shapes such as fins. In the illustrated embodiment, four such heat dissipation tubes 1111 are arranged, but may be appropriately disposed in consideration of the surrounding environment and the overall size of the system. Preferably, at least one heat dissipation hole 1113 is provided at a portion corresponding to the upper structure 111 in the cylindrical body 11. Through this heat dissipation hole 1113, air cooling can be effectively performed. Such a configuration of the heat dissipation element 1112 allows the rapid condensation to occur in the condenser 2 by lowering the temperature before the refrigerant in the vapor state is transferred to the condenser 2. This not only increases the efficiency of the circulation process but also reduces the overall size of the device because it maintains the temperature of the refrigerant that is overexpanded while being separated in the vapor state.

다시 도 1로 돌아와서, 증기상태의 냉매는 라인 L5를 따라 응축기(2)로 전달되고, 응축기(2)에서 냉각되어 액상 냉매가 된다.Returning to FIG. 1 again, the vaporized refrigerant is transferred to the condenser 2 along the line L5 and cooled in the condenser 2 to become a liquid refrigerant.

응축기(2)에서 이용되는 냉각수는, 예를 들어 해수일 수 있으며, 이는 라인 L6를 따라 응축기로 유입된다. The cooling water used in the condenser 2 may, for example, be sea water, which enters the condenser along line L6.

응축기(2)에서 액화된 냉매는 라인 L7을 따라 냉매통(수액기)(5)을 거치고 라인 L9를 따라 팽창밸브(6)를 거쳐서 증발기(3)로 유입된다. 액상 냉매는 증발기(3)에서 글리콜과 같은 냉동매체와 열교환을 하면서 다시 증기상태로 된다. 팽창밸브(6)은 응축기(2)로부터 온 고온고압의 냉매액을 냉동장치에서 요구되는 증발압력까지 압력을 감소시켜 증발기(3)로 냉매액을 보내고 또 냉매액의 유량을 조절하는 것이다. The refrigerant liquefied in the condenser (2) is introduced into the evaporator (3) through the refrigerant container (receptor) (5) along the line L7 and through the expansion valve (6) along the line (L9). The liquid refrigerant is vaporized again while exchanging heat with a freezing medium such as glycol in the evaporator (3). The expansion valve 6 sends the refrigerant liquid to the evaporator 3 by reducing the pressure of the high temperature and high pressure refrigerant liquid from the condenser 2 to the evaporation pressure required by the refrigerating device, and controls the flow rate of the refrigerant liquid.

냉동매체는 라인 L15을 따라 증발기(3)로 유입되어 액상 냉매와 열교환을 수행한 후 다시 L16을 따라 냉동장치로 돌아간다. 본 발명에서 냉동매체는 냉장시설의 온도를 대략 -30℃까지 하강시켜서 유지할 수 있게 된다. 본 실시예의 경우에 대략 -5℃로 유지하게 된다.The freezing medium flows into the evaporator 3 along the line L15 to perform heat exchange with the liquid refrigerant and then back to the freezing device along the L16. In the present invention, the freezing medium can be maintained by lowering the temperature of the refrigerating facility to approximately -30 ° C. In the case of this embodiment, it is maintained at approximately -5 ℃.

증발기(3)에서 다시 증기상태가 된 냉매는 라인 L11을 따라 흡수기(4)로 유입된다. 흡수기(4)에서 냉매가 흡수제에 흡수되며, 이를 상술한 바와 같이 희용액이라고 한다.The refrigerant, which has become vapor again in the evaporator 3, flows into the absorber 4 along the line L11. In the absorber 4, the refrigerant is absorbed by the absorbent, which is referred to as a rare solution as described above.

여기에서 이용되는 흡수제는 바람직하게는 NaSCN이다. 따라서, 본 발명의 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템에서는 냉매-흡수제 조합이 NH3-NaSCN이 된다. 이러한 냉매-흡수제 조합은 냉동시스템을 본 발명과 같이 선박의 엔진 냉각수를 이용하는 시스템으로 적용될 때 효과적이도록 한다. The absorbent used here is preferably NaSCN. Therefore, in the refrigeration system using waste heat of the ship engine of the present invention, the refrigerant-absorbent combination is NH 3 -NaSCN. This refrigerant-absorbent combination makes it effective when the refrigeration system is applied to a system using the engine cooling water of a ship as in the present invention.

기존에 사용되고 있는 흡수식 냉동기의 냉매-흡수제로는 H2O(물)-LiBr(리튬브로마이드) 조합과 NH3(암모니아)-H2O(물) 조합이 있지만, 이 둘은 선박에 적용하기에는 부족함이 있다. 이를테면 대형 공조용 시스템으로 널리 쓰이고 있는 H2O-LiBr 조합은 물의 우수한 열역학적 특성과 무독성, 장치의 안정성 등의 장점이 있으나 증발온도가 0℃ 이하로는 불가능하며 결정화 문제로 인해 공랭화가 불가능하다. 또한 물의 비체적이 크기 때문에 시스템의 용적이 상대적으로 커진다는 단점이 있다. 이에 비해 NH3-H2O 조합은 암모니아 자체의 독성과 작동압력이 고압이라는 약점이 있으나 환경친화적 자연냉매이며 결정화 문제가 없어 공랭화가 가능해 소형으로 만들 수 있다는 점과, 최대 -70℃까지 증발온도를 얻을 수 있어 저온획득이 용이하다는 장점이 있지만, 냉동기 효율이 본 발명의 냉매-흡수제 조합보다 낮다는 문제점이 있다. 더욱이, 기존의 물을 흡수제로 사용하는 시스템의 경우에는 발생기의 상부에 물의 증발을 막기 위한 정류기가 구비되어야 한다. 이러한 정류기는 고비용 장치이기도 하고, 발생되는 소음이 매우 크다.Refrigerant-absorbers of conventional absorption chillers include H 2 O (water) -LiBr (lithium bromide) and NH 3 (ammonia) -H 2 O (water) combinations, but these are insufficient for ship application. There is this. For example, the H 2 O-LiBr combination, which is widely used as a large air conditioning system, has the advantages of excellent thermodynamic properties, nontoxicity, and stability of water, but it is impossible for the evaporation temperature to be below 0 ℃ and air cooling is impossible due to crystallization problem. In addition, there is a disadvantage that the volume of the system is relatively large due to the large specific volume of water. In comparison, the NH 3 -H 2 O combination has the weakness that the ammonia itself is toxic and the operating pressure is high, but it is an environmentally friendly natural refrigerant and can be made air-cooled due to no crystallization problem. There is an advantage in that it is possible to obtain a low temperature is easy to obtain, but there is a problem that the refrigerator efficiency is lower than the refrigerant-absorbent combination of the present invention. Moreover, in the case of systems using existing water as an absorbent, a rectifier must be provided at the top of the generator to prevent evaporation of water. Such rectifiers are also expensive devices and generate very high noise.

반면에, 본 발명에 채용되는 NH3-NaSCN 조합은 기존의 H2O-LiBr 조합 보다 냉각할 수 있는 온도가 더 낮으며, NH3-H2O의 방식보다 냉동기 효율을 나타내는 성능계수(COP : Coefficient Of Performance)가 30% 정도 더 높다. 또한 상술한 바와 같이 물을 흡수제로 사용할 경우에 발생기(1) 상부에 물의 증발을 막기 위해 정류기가 설치되어야 하지만 본 시스템은 흡수제로서 NaSCN을 사용하므로 정류기 설치가 필요 없어 비용도 줄이며 소음도 줄일 수 있다는 것이 장점이 있다.On the other hand, the NH 3 -NaSCN combination employed in the present invention has a lower cooling temperature than the conventional H 2 O-LiBr combination, and has a coefficient of performance (COP) indicating a refrigerator efficiency than the NH 3 -H 2 O method. Coefficient Of Performance is about 30% higher. In addition, when water is used as an absorbent as described above, a rectifier must be installed on the top of the generator 1 to prevent evaporation of water. However, since the system uses NaSCN as an absorbent, it does not require the installation of a rectifier, thereby reducing costs and reducing noise. There is an advantage.

다시 도 1로 돌아와서, 증발기(3)에서 증기상태로 된 냉매는 라인 L11을 따라 흡수기(4)로 전달되고, 흡수기(4)에 수용되어 있는 흡수제 NaSCN에 흡수된다.Returning to FIG. 1 again, the vaporized refrigerant in the evaporator 3 is transferred to the absorber 4 along the line L11, and is absorbed by the absorbent NaSCN contained in the absorber 4.

도 3을 참조하여, 본 발명의 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템에 채용된 흡수기(4)는 역 "T"자형 몸체(41)를 가지며 내부에 흡수제를 수용하고 있다. 몸체(41) 내에는 또한 다수개의 교반보조요소(42)를 포함한다.Referring to Fig. 3, the absorber 4 employed in the refrigeration system using the waste heat of the ship engine of the present invention has an inverted " T " body 41 and accommodates the absorbent therein. The body 41 also includes a plurality of stirring aids 42.

교반보조요소(42)는 바람직하게는 도 3, 그리고 도 4a 및 4b에 도시한 형태를 가질 수 있다.The stirring aid element 42 may preferably have the form shown in FIGS. 3 and 4A and 4B.

도 3에 도시한 교반보조요소는 다공성 볼(42a)로서, 전체적으로 구형을 띄면서 다수개의 구멍(421a)을 구비한다. 실질적으로 구형을 유지하기 위한 뼈대(422a) 부분 외에는 모두 구멍(421a)으로 이루어진다.The stirring aid shown in FIG. 3 is a porous ball 42a, which has a plurality of holes 421a while being generally spherical. The holes 421a are all formed except for the portion of the armature 422a for substantially maintaining a spherical shape.

또한 바람직하게는 도 4에 도시한 교반보조요소는 원통형 구조(42b)로서, 전체적으로 원통형을 띄면서 다수개의 구멍(421b)을 구비한다. 마찬가지로, 실질적으로 원통형을 유지하기 위한 뼈대(422b) 부분 외에는 모두 구멍(421b)으로 이루어진다.Also preferably, the stirring aid shown in FIG. 4 is a cylindrical structure 42b, and has a plurality of holes 421b while being generally cylindrical. Similarly, all but the portion of the armature 422b for maintaining the substantially cylindrical shape is made of a hole 421b.

이들 교반보조요소는 흡수기(4) 내의 흡수제에 잠긴 상태에서 흡수제를 분산시키면서 냉매가 흡수제에 더 많이 흡수되도록 하는 요소이다. 따라서 흡수제의 분산의 효과를 높이기 위해서 뼈대(422a, 422b)와 구멍(421a, 421b)들로 이루어져서 흡수제가 구멍을 통과하면서 분산된다.These stirring aid elements are elements that allow the refrigerant to be absorbed more by the absorbent while dispersing the absorbent in the state absorbed by the absorbent in the absorber 4. Therefore, in order to enhance the effect of dispersion of the absorbent is composed of the skeleton (422a, 422b) and the holes (421a, 421b), the absorbent is dispersed while passing through the hole.

흡수기(4) 내에서 흡수제는 실제 상층부위가 냉매를 흡수하고 나면, 그 아래 부분은 냉매와 접촉이 차단되기 때문에 상술한 바와 같은 교반보조요소가 흡수제를 분산시킴과 동시에 교반보조요소의 부피만큼 흡수제를 위로 끌어 올리게 되어 냉매와 접촉면적을 넓히게 된다. 이러한 교반보조요소는 PE나 PVC로 제조될 수 있다.Since the absorbent in the absorber 4 actually absorbs the coolant, the lower part of the absorber blocks contact with the coolant, so that the stirring aid as described above disperses the absorbent and at the same time absorbs the absorbent by the volume of the stirring aid. Is pulled upward to increase the contact area with the refrigerant. This stirring auxiliary element may be made of PE or PVC.

특히, 선박과 같이 흔들림이 있는 상태에서는 자연스럽게 본 발명의 선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템이 흔들리기 때문에, 교반보조요소들은 요동하면서 서로 충돌하여 흡수제를 교반하기 때문에 효과가 배가될 수 있다. 결과적으로 상술한 교반보조요소는 전체 시스템의 크기를 줄일 수 있도록 해준다.In particular, since the refrigeration system using the waste heat of the ship engine of the present invention is naturally shaken in a state of shaking such as a ship, the stirring auxiliary elements collide with each other while swinging to agitate the absorbent. As a result, the stirring aid described above can reduce the size of the whole system.

이렇게 흡수기(4)에서 냉매가 흡수제에 흡수되어 희용액이 되고, 희용액은 다시 라인 L1을 따라 발생기(1)로 전달된다. 발생기(1)에서 상술한 바와 같이 냉매가 분리된 후에는 흡수제가 라인 L2를 따라서 흡수기(4)로 복귀한다.Thus, in the absorber 4, the refrigerant is absorbed by the absorbent to form a rare solution, and the rare solution is transferred to the generator 1 along the line L1 again. After the refrigerant is separated as described above in the generator 1, the absorbent returns to the absorber 4 along the line L2.

라인 L8 및 L10은 응축기(2)에서 사용되어 승온된 냉각수가 흡수기(4)로부터 라인 L13 및 L14를 따라 순환되는 흡수제와 열교환을 수행하는 열교환기(7)이다.Lines L8 and L10 are heat exchangers 7 which are used in the condenser 2 to conduct heat exchange with the absorbent circulated from the absorber 4 along the lines L13 and L14 from the absorber 4.

또한, 용액열교환기(8)은 흡수기(4)에서 발생기(1)로 가는 상대적으로 저온의 용액과 발생기(1)에서 흡수기(4)로 가는 상대적으로 고온의 용액을 열교환 시킴으로써 내부열 회수 효과로 열효율을 높여주는 요소이다.In addition, the solution heat exchanger 8 heat-exchanges the relatively low temperature solution from the absorber 4 to the generator 1 and the relatively high temperature solution from the generator 1 to the absorber 4, thereby improving thermal efficiency. It is a factor that raises.

또한 라인 L12는 흡수기(4)로 냉매를 보충하기 위한 라인이다.In addition, the line L12 is a line for replenishing the refrigerant to the absorber (4).

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
In the foregoing detailed description of the present invention, specific embodiments have been described. However, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1: 발생기, 2: 응축기, 3: 증발기, 4: 흡수기, 5: 냉매통,
6: 팽창밸브, 7: 열교환기, 8: 용액열교환기, 41: 몸체,
42: 교반보조요소, 42a: 다공성 볼, 42b: 원통형 구조,
421b: 다수개의 구멍, 422a, 422b: 뼈대1: generator, 2: condenser, 3: evaporator, 4: absorber, 5: refrigerant bottle,
6: expansion valve, 7: heat exchanger, 8: solution heat exchanger, 41: body,
42: stirring aid, 42a: porous ball, 42b: cylindrical structure,
421b: multiple holes, 422a, 422b: skeleton

Claims (5)

선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템으로서:
선박 엔진 냉각수의 열을 이용하여 흡수제에 냉매가 흡수된 희용액을 가열하여 냉매를 증기상태로 분리하는 발생기;
상기 발생기로부터 전달되는 증기상태의 냉매를 액체상태로 응축하는 응축기;
상기 액체상태의 냉매의 증발을 통한 냉수와의 열교환을 발생시키는 증발기;
상기 증발기에 의해 증기상태가된 냉매를 전달받아 흡수제에 흡수시켜서 희용액을 생성하고 상기 희용액을 상기 발생기로 제공하는 흡수기; 및
상기 흡수기에 상기 흡수제와 함께 수용된 다수개의 교반보조요소를 포함하고,
상기 다수개의 교반보조요소는 전체 형상이 구형 또는 원통형을 이루도록 배치되는 뼈대와 상기 뼈대에 의해 형성되는 구멍들을 포함하는 것인,
선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템.As refrigeration system using waste heat from ship engine:
A generator for heating the rare solution in which the refrigerant is absorbed into the absorbent using heat of the ship engine cooling water to separate the refrigerant into a vapor state;
A condenser for condensing the vapor refrigerant delivered from the generator into a liquid state;
An evaporator for generating heat exchange with cold water through evaporation of the liquid refrigerant;
An absorber that receives the refrigerant vaporized by the evaporator and absorbs the absorbent in the absorbent to generate a rare solution and provide the rare solution to the generator; And
The absorber comprises a plurality of stirring aids housed together with the absorbent,
Wherein the plurality of stirring auxiliary elements is a skeleton that is formed so as to form a spherical or cylindrical shape, and the holes formed by the skeleton,
Refrigeration system using waste heat of ship engine. 청구항 1에 있어서,
상기 냉매와 흡수제는 각각 NH3와 NaSCN인 것인,
선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템.
The method according to claim 1,
The refrigerant and the absorbent are NH 3 and NaSCN, respectively
Refrigeration system using waste heat of ship engine.
청구항 1에 있어서,
상기 발생기는 증기상태로 되어 상기 응축기로 전달되기 전의 냉매의 온도를 낮추는 방열부를 포함하는 것인,
선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템.
The method according to claim 1,
The generator includes a heat dissipation unit for lowering the temperature of the refrigerant before being transferred to the condenser in a vapor state,
Refrigeration system using waste heat of ship engine.
청구항 3에 있어서,
상기 방열부는 상기 발생기 상부에 위치되고, 상기 증기상태의 냉매가 통과하는 적어도 하나 이상의 관과, 상기 적어도 하나 이상의 관의 외둘레에 상기 관의 길이방향을 따라 배치되어 외기와 접하는 다수개의 방열요소를 포함하는 것인,
선박 엔진의 폐열을 이용한 냉동시스템. The method according to claim 3,
The heat dissipation unit is positioned above the generator, and includes at least one or more tubes through which the refrigerant in the vapor state passes, and a plurality of heat dissipating elements disposed along the lengthwise direction of the tube at the outer circumference of the at least one tube to contact the outside air. To include,
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