KR101096056B1 - 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기 - Google Patents

엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기 Download PDF

Info

Publication number
KR101096056B1
KR101096056B1 KR1020090089360A KR20090089360A KR101096056B1 KR 101096056 B1 KR101096056 B1 KR 101096056B1 KR 1020090089360 A KR1020090089360 A KR 1020090089360A KR 20090089360 A KR20090089360 A KR 20090089360A KR 101096056 B1 KR101096056 B1 KR 101096056B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
evaporator
cooling
refrigerant
engine
Prior art date
Application number
KR1020090089360A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110032051A (ko
Inventor
장대준
김기홍
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020090089360A priority Critical patent/KR101096056B1/ko
Publication of KR20110032051A publication Critical patent/KR20110032051A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101096056B1 publication Critical patent/KR101096056B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/04Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being ammonia evaporated from aqueous solution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 엔진을 구동원으로 하는 구동체에 구비된 엔진의 폐열을 흡수식 냉동기의 열원으로 활용하는 흡수식 냉동기에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명은 엔진을 구동원으로 하는 구동체에 구비되는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기에 있어서, 적어도 하나 이상의 엔진 폐열을 열원으로 사용하고, 흡수제와 냉매가 혼합된 혼합물을 가열하여 상기 냉매와 상기 흡수제를 분리시켜 추출하는 재생기; 상기 재생기로부터 분리된 기상의 상기 냉매를 냉각수를 이용하여 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 액상의 상기 냉매를 저압에서 증발시켜 외부로부터 열에너지를 흡수하는 증발기; 상기 증발기에서 증발된 상기 냉매를 상기 흡수제로 흡수하여 상기 혼합물을 생성시키되, 상기 혼합물의 생성 반응에 적합한 온도를 유지하도록 상기 냉각수를 이용하여 냉각하며 상기 혼합물을 생성시키는 흡수기; 를 포함하여 이루어지며, 상기 증발기는 상기 증발기의 주변을 통과하는 냉각 대상체로부터 열에너지를 흡수하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020090089360
흡수식 냉동기, 엔진 폐열, 증발 가스, 재액화

Description

엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기{Absorption Refrigeration using Engine's Waste Heat}
본 발명은 엔진을 구동원으로 하는 구동체에 구비된 엔진의 폐열을 흡수식 냉동기의 열원으로 활용하는 흡수식 냉동기에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 흡수식 냉동기의 개략적인 구성을 나타낸 구조도를 나타낸다.
도 1 을 참조하면 종래의 일반적인 흡수식 냉동기(10)는 증발기(13)에서 냉매의 증발에 의해 발생하는 저온의 열원을 건물의 냉방 등 다양한 냉각 필요처에 사용하고, 재생기(11)에 필요한 열원은 지역 난방열이나 혹은 가스를 연소시켜 발생하는 열을 이용하였다. 또한, 흡수기(14)와 응축기(12)에서 발생하는 고온의 열을 냉각시키기 위해 냉각탑(15)에서 냉각수를 순환시키는 방식을 활용하였다.
도 2 는 종래의 액화석유가스(LPG) 운반선에서 가스 재액화 공정의 개략적인 구성을 나타낸 순서도이다.
도 2 를 참조하면 액화석유가스(LPG)의 재액화 공정은 저온저압의 화물창(20)에서 발생한 저온저압의 증발 가스는 저온 압축기(21)를 통해 압축되어 상온중압 증발가스가 된다. 이코노마이저(economizer)(22)에서 냉각된 증발 가스는 상기 저온 압축기(21)에서 다시 압축되며 응축기(23)를 통해 액화된다. 액화된 고온의 증발 가스는 상기 이코노마이저(economizer)(22)를 다시 통과하면서 냉각된다. 상기 이코노마이저(economizer)(22)의 냉각원은 상온고압 액화 화물의 일부를 냉각 플래쉬 밸브(24)를 통해 분사하여 액화시켜 얻게 된다.
종래의 문제점을 살펴보면,
첫째, 도 1 에서 도시한 종래의 흡수식 냉동기(10)는 상기 재생기(11)의 열원을 별도의 연소 장치에 의해 얻게 되므로 별도의 에너지를 소모해야 하는 단점이 있다.
둘째, 종래에 선박에서 사용하던 기계식 냉동기의 경우 엔진의 폐열을 직접 이용하지 못하고 디젤유를 소모하는 디젤 발전기로 전기를 생산한 후, 전기 에너지를 이용하여 냉각해야 한다. 이를 위해 디젤유를 선박에 적재해야 하고, 전기 생산을 위해 소모해야 하는 문제점이 있다.
셋째, 종래에 선박에서 엔진 폐열을 활용하는 경우 엔진 폐열을 직접 이용하지 않고 엔진의 배기가스 또는 배기가스를 이용하여 발생시킨 스팀으로 터빈(turbine)을 구동시켰다. 이 경우 엔진 폐열을 활용하기 위한 장비가 고가이며, 엔진의 다양한 폐열 중 엔진의 배기가스만을 활용하므로 효율이 떨어지며, 에너지 변환 과정에서 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.
넷째, 종래에 액화 가스의 재액화 과정의 경우 증발 가스는 엔진의 연료로 사용하거나 전기 에너지 등을 이용하여 압축기 동력을 얻어 액화시킨다. 이 경우 저온 압축기를 사용해야 하므로 비용 소모가 큰 단점이 있다. 또한, 저온 압축기를 통과시키기 위한 냉각을 위해 이코노마이저(economizer)를 활용하는데 이코노마이저(economizer)의 냉각원으로 냉각된 액화 가스의 일부를 사용하므로 액화 가스의 재액화 효율이 낮은 문제가 있다.
따라서, 엔진의 다양한 폐열을 효과적으로 활용하여 별도의 에너지 소모 없이 흡수식 냉동기를 구동시키고, 선박에 적재된 가스의 재액화에 활용하는 경우 상대적으로 비용이 저렴한 상온 압축기를 활용하며, 폐열의 활용 효율과 가스의 재액화 효율이 높은 흡수식 냉동기의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 흡수제와 냉매의 혼합물의 가열과 재생기의 구동에 엔진의 폐열을 활용하여 별도의 에너지나 장비가 불필요한 흡수식 냉동기를 제공하고자 한다.
본 발명은 냉각 대상체를 압축하기 전 적정 온도로 변환하여 상온 압축기를 활용할 수 있는 흡수식 냉동기를 제공하고자 한다.
본 발명은 물(H2O)이나 암모니아(NH3)와 같은 자연 냉매를 활용하여 친환경적인 흡수식 냉동기를 제공하고자 한다.
본 발명은 엔진을 구동원으로 하는 구동체에 구비되는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기에 있어서, 적어도 하나 이상의 엔진 폐열(170)을 열원으로 사용하고, 흡수제(141)와 냉매(131)가 혼합된 혼합물(142)을 가열하여 상기 냉매(131)와 상기 흡수제(141)를 분리시켜 추출하는 재생기(110); 상기 재생기(110)로부터 분리된 기상의 상기 냉매(131)를 냉각수(151)를 이용하여 응축시키는 응축기(120); 상기 응축기(120)에서 응축된 액상의 상기 냉매(131)를 저압에서 증발시켜 외부로부터 열에너지를 흡수하는 증발기(130); 상기 증발기(130)에서 증발된 상기 냉매(131)를 상기 흡수제(141)로 흡수하여 상기 혼합물(142)을 생성시키되, 상기 혼합물(142)의 생성 반응에 적합한 온도를 유지하도록 상기 냉각수(151)를 이용하여 냉각하며 상기 혼합물(142)을 생성시키는 흡수기(140); 를 포함하여 이루어지며, 상기 증발기(130)는 상기 증발기(130)의 주변을 통과하는 냉각 대상체(160)로부터 열에너지를 흡수하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 엔진 폐열(170)은 제 1 엔진 폐열(171) 또는 제 2 엔진 폐열(172) 중 선택되는 어느 하나이고, 상기 제 1 엔진 폐열(171)은 엔진의 배기가스 또는 엔진의 배기가스를 이용하여 가열한 스팀 중 선택되는 어느 하나로부터 발생하는 열이며, 상기 제 2 엔진 폐열(172)은 엔진의 냉각에 사용된 냉각수로 부터 발생하는 열인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 응축기(120)에서 상기 증발기(130)로 이동하는 상기 냉매(131)와 상기 증발기(130)의 주변을 통과하는 상기 냉각 대상체(160)가 상호 열교환 되도록 상기 응축기(120)와 상기 증발기(130)간 유동 경로 상에 구비되는 제 1 열교환기(161); 상기 제 1 열교환기(161)에서 열교환 된 상기 냉각 대상체(160)를 압축하기 위해 상기 제 1 열교환기(161)를 통과한 상기 냉각 대상체(160)가 유동하는 경로 상에 구비되는 압축기(162); 를 포함하되, 상기 압축기(162)에서 압축된 상기 냉각 대상체(160)는 상기 증발기(130)의 주변으로 이송되어 상기 증발기(130)에 열에너지를 전달한 후 냉각되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 압축기(162)를 통과하여 상기 증발기(130)의 주변으로 이동하는 상기 냉각 대상체(160)와 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)이 상호 열교환 되도록 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 유동 경로 상에 구비되는 제 2 열교환기(163)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 재생기(110)에서 상기 흡수기(140)로 이동하는 상기 흡수 제(141)와 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)이 상호 열교환 되도록 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 유동 경로 상에 구비되는 제 3 열교환기(143)를 포함하되, 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)은 상기 제 3 열교환기(143)를 통과한 후 상기 제 2 열교환기(163)로 유입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제 2 엔진 폐열(172)을 열원으로 사용하여 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)을 가열하도록 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 유동 경로 상에 구비되는 제 4 열교환기(144)를 포함하되, 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)은 상기 제 2 열교환기(163)를 통과한 후 상기 제 4 열교환기(144)로 유입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제 2 열교환기(163)를 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 냉각을 보조하기 위해 상기 제 2 열교환기(163)와 상기 증발기(130)간 유동 경로 상에 제 1 보조 냉각기(164)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 흡수제(141)와 상기 냉매(131)는 상기 흡수제(141)로 물(H2O)을 사용하고 상기 냉매(131)로 암모니아(NH3)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 흡수제(141)와 상기 냉매(131)는 상기 흡수제(141)로 브롬화리튬(LiBr)을 사용하고 상기 냉매(131)로 물(H2O)을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 냉각 대상체(160)는 액화석유가스(LPG), 액화천연가스(LNG), 이산화탄소(CO2) 중 선택되는 어느 하나로부터 증발된 증발 가스인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 냉각수(151)는 해수인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 냉각수(151)가 유동되는 냉각 라인(150)에는 상기 흡수기(140)와 상기 응축기(120)에서 냉각에 사용된 상기 냉각수(151)의 열에너지를 이용하기 위한 제 5 열교환기(152)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 냉각 대상체(160)가 액화천연가스(LNG)인 경우, 상기 증발기(130)의 주변을 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 냉각을 보조하기 위해 상기 증발기(130)의 주변을 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 유동 경로에 제 2 보조 냉각기(165)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기는,
첫째, 엔진의 다양한 폐열을 활용하고, 별도의 장비나 에너지가 불필요하므로 에너지 활용과 경제적인 측면에서 유리하다.
둘째, 가스의 재액화 과정에서 저온 압축기를 사용하지 않고 상대적으로 비용이 저렴한 상온 압축기를 활용할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 자연 친화적인 냉매를 활용할 수 있으므로 친환경적이다.
넷째, 응축기와 흡수기에서 사용한 냉각수를 선박의 생활 용수와 난방을 위한 열원으로 재활용할 수 있어, 에너지를 효율적으로 활용할 수 있다.
다섯째, 냉각수로 해수(海水)를 활용할 수 있어 경제적이다. 다만, 고온의 매체를 해수(海水)로 냉각하는 경우 해수(海水)에 의한 염분 때문에 열전달 면에 스케일이 발생할 수 있다. 따라서, 고온의 매체 냉각을 위해 담수(淡水)를 사용하고 해수(海水)로 다시 이 담수(淡水)를 냉각하는 방법을 활용할 수 있다.
일반적으로 흡수식 냉동기는 냉매가 증발되는 증발기, 흡수제에 의해 냉매가 흡수되는 흡수기, 흡수된 냉매를 가열하여 냉매를 재생하는 재생기, 냉매를 응축하는 응축기를 배관 접속하여 구성될 수 있다. 이러한 흡수식 냉동기는 상기 흡수기에서 흡수제가 냉매를 흡수하는 경우 발생되는 열을 제거하고, 증발된 냉매를 응축시킬 수 있도록 냉각 장치가 구비된다.
또한, 액화천연가스(LNG)나 액화석유가스(LPG)를 비롯한 탄화수소 가스는 일반적으로 대형가스 운반선(Bulk Gas Carrier)을 이용하여 운반한다. 이 경우 고압을 피하기 위해 1기압 부근의 상압 조건에서 운반하며, 이를 위해 온도를 저온으로 유지해야 한다. 액화천연가스(LNG)의 경우 섭씨 -160°부근에서, 프로판 액화석유가스(LPG)의 경우 섭씨 -45°부근에서 저장하여 운반하게 된다. 따라서 상온보다 매우 낮은 저온 조건을 유지해야 하므로 단열 설비를 하더라도 외부로부터의 열 침투가 발생하게 된다. 이러한 열의 침투에 의해 액화 화물가스의 증발을 유발하게 되는데 이를 증발 가스(Boil-off Gas)라 한다. 이러한 증발 가스(Boil-off Gas)는 선박 엔진의 연료로 활용하거나 재액화 설비에 의해 액화하여 보관하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다. 도 3 은 본 발명에 의한 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기의 개략적인 구성을 나타내는 구조도를 나타낸다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수식 냉동기(100)는 재생기(110), 응축기(120), 증발기(130), 흡수기(140)를 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 흡수식 냉동기(100)에서의 냉매(131)의 흐름에 따라 먼저 설명한 후, 냉각 대상체(160)의 흐름에 따라 설명하기로 한다.
상기 흡수식 냉동기(100)의 열원은 엔진을 구동원으로 하는 구동체에 구비되는 엔진 폐열(170)이다. 상기 구동체는 선박, 자동차 등 엔진을 탑재한 다양한 구동체일 수 있다. 상기 엔진 폐열(170)은 제 1 엔진 폐열(171)과 제 2 엔진 폐열(172)로 구분될 수 있다. 상기 제 1 엔진 폐열(171)은 엔진의 배기가스 열 또는 엔진의 배기가스 열을 이용하여 가열한 스팀으로부터 발생되는 열이다. 상기 제 2 엔진 폐열(172)은 엔진의 냉각에 사용된 고온의 냉각수로부터 발생하는 열이다. 상기 엔진 폐열(170)은 상술한 열을 포함하여 엔진을 구동함에 있어 발생되는 다양한 종류의 열을 포함할 수 있다.
도 3 을 참조하면 상기 재생기(110)는 적어도 하나 이상의 상기 엔진 폐열(170)을 열원으로 사용할 수 있다. 상기 재생기(110)는 흡수제(141)와 상기 냉매(131)가 혼합된 혼합물(142)을 가열하여 상기 냉매(131)와 상기 흡수제(141)를 분리시켜 추출하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 재생기(110)는 상기 냉매(131)를 흡 수하여 농도가 묽어져 흡수 능력이 저하된 상기 혼합물(142)을 가열하여 상기 흡수제(141)를 진한 농도의 흡수제 용액으로 만드는 곳이다. 상기 재생기(110)의 내부에는 상기 엔진 폐열(170)을 열원으로 활용하여 상기 혼합물(142)을 가열할 수 있는 재생기 내부 열교환기(도면번호 미부여)가 구비될 수 있다. 상기 재생기 내부 열교환기(도면번호 미부여)에는 상기 엔진 폐열(170)의 종류에 따라 온수 또는 고온의 가스나 스팀이 유입 및 유출될 수 있도록 배관이 각각 연결될 수 있다. 상기 재생기(110)의 상부에는 상기 혼합물(142)을 가열하여 분리된 상기 냉매(131)가 유동될 수 있도록 냉매 배관(도면번호 미부여)이 연결될 수 있고, 상기 냉매 배관(도면번호 미부여)을 통해 분리된 상기 냉매(131)는 상기 응축기(120)로 이동하게 된다. 상기 재생기(110)에는 상기 혼합물(142)을 가열하여 분리된 상기 흡수제(141)를 상기 흡수제(141)로 이송시키기 위한 흡수제 배관(도면번호 미부여)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 재생기(110)에는 상기 흡수기(140)에서 이송되는 상기 혼합물(142)이 유입될 수 있도록 혼합물 배관(도면번호 미부여)이 연결될 수 있다.
도 3 을 참조하면 상기 응축기(120)는 상기 재생기(110)에서 가열에 의해 분리된 기체 상태의 상기 냉매(131)를 냉각수(151)를 이용하여 응축시키는 장치이다. 상기 냉매(131)는 냉매의 종류에 따라 다르나 상기 재생기(110)에서 가열에 의해 증발시켜 분리된 것으로 고온 고압의 상태인 것이 일반적이다. 상기 응축기(120)의 하단에는 응축된 액체 상태의 상기 냉매(131)를 상기 증발기(130)로 유동시킬 수 있도록 냉매 배관(도면번호 미부여)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 응축기(120)의 내부에는 상기 냉각수(151)가 유동할 수 있도록 응축기 내부 열교환기(도면번호 미 부여)가 구비될 수 있다. 상기 응축기(120)내에서 상기 냉각수(151)의 유동에 대한 설명은 후술하기로 한다. 그 밖에 상기 응축기(120)에 대한 내용은 일반적인 흡수식 냉동기에서의 응축기와 동일하므로 생략한다.
도 3 을 참조하면 상기 증발기(130)는 상기 응축기(120)에서 응축된 액체 상태의 상기 냉매(131)를 저압에서 증발시켜 외부로부터 열에너지를 흡수하는 장치이다. 상기 증발기(130)는 설계에 따라 상기 흡수기(140)와 함께 단일의 동체 내부에 구비될 수 있다. 상기 증발기(130)의 내부에는 증발기 내부 열교환기(도면번호 미부여)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 증발기(130)는 저압의 상태를 유지하여 상대적으로 낮은 온도에서 상기 냉매(131)가 증발하도록 유도한다. 상기 냉매(131)가 증발하면서 상기 증발기(130)의 주변을 통과하는 상기 냉각 대상체(160)로부터 열에너지를 흡수하여 상기 냉각 대상체(160)를 냉각시키는 역할을 한다. 상기 증발기 내부 열교환기(도면번호 미부여)는 상기 응축기(120)를 통과한 액체 상태의 상기 냉매(131)를 계속적으로 증발시켜 냉각 작용을 하며, 증발된 기체 상태의 상기 냉매(131)는 상기 흡수기(140)로 이송된다. 상기 냉각 대상체(160)에 대해서는 후술하기로 한다. 그 밖에 상기 증발기(130)에 대한 내용은 일반적인 흡수식 냉동기에서의 증발기와 동일하므로 생략한다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수기(140)는 상기 증발기(130)에서 증발된 상기 냉매(131)를 상기 흡수제(141)로 흡수하여 상기 혼합물(142)을 생성시키는 장치이다. 상기 흡수제(141)가 상기 냉매(131)를 흡수하는 과정은 일반적으로 발열 과정이므로, 상기 흡수제(141)가 상기 냉매(131)를 지속적으로 흡수할 수 있도록 적정 온도 를 유지해야 한다. 이를 위해 상기 흡수기(140)의 내부에는 흡수기 내부 열교환기(도면번호 미부여)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 흡수기 내부 열교환기(도면번호 미부여)는 상기 흡수제(141)가 상기 냉매(131)를 흡수할 때 발생하는 열을 상기 냉각수(151)를 이용하여 상쇄하는 역할을 한다. 따라서 상기 흡수기(140)는 상기 혼합물(142)의 생성 반응에 적합한 온도를 유지하도록 상기 냉각수(151)를 이용하여 냉각하며 상기 혼합물(142)을 생성시킨다. 상기 흡수기(140)내를 유동하는 상기 냉각수(151)의 유동에 대한 설명은 후술하기로 한다. 상기 흡수기(140)의 상부에는 고농도의 상기 흡수제(141) 용액이 상기 재생기(110)로부터 유입될 수 있도록 상기 흡수제 배관(도면번호 미부여)이 연결될 수 있다. 상기 흡수기(140)의 하부에는 기체 상태로 증발된 상기 냉매(131)를 흡수하여 농도가 묽어진 흡수제 용액인 상기 혼합물(142)을 상기 재생기(110)로 유동시키도록 상기 혼합물 배관(도면번호 미부여)이 연결되는 것이 바람직하다. 상기 혼합물 배관(도면번호 미부여)에는 설계에 따라 상기 혼합물(142)을 상기 재생기(110)로 이송시키기 위한 펌프(도면 미도시)가 포함될 수 있다. 그 밖에 상기 흡수기(140)에 대한 내용은 일반적인 흡수식 냉동기에서의 흡수기와 동일하므로 생략한다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수식 냉동기(100)는 제 1 열교환기(161), 압축기(162)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 제 1 열교환기(161)는 상기 응축기(120)에서 상기 증발기(130)로 이동하는 상기 냉매(131)와 상기 증발기(130)의 주변을 통과하도록 이송되는 상기 냉각 대상체(160)를 상호 열교환 시키는 장치이다. 상기 제 1 열교환기(161)는 상기 냉매(131)의 유동 경로에서 상기 응축기(120) 와 상기 증발기(130)간 유동 경로 상에 구비되는 것이 바람직하다. 이하 상기 냉각 대상체(160)가 저온저압의 증발 가스(Boil-off Gas)인 경우를 예를 들어 설명한다. 저온저압의 증발 가스(Boil-off Gas)는 재액화 과정을 위해 상기 압축기(162)를 통과해야 한다. 이 경우 종래와 같이 저온 압축기를 사용하는 경우 비용 소모가 큰 문제가 있었다. 본 발명의 경우 상기 제 1 열교환기(161)에서 상기 응축기(120)를 통과한 액체 상태의 상기 냉매(131)와 상기 냉각 대상체(160)를 상호 열교환 시키면, 저온저압의 증발 가스(Boil-off Gas)인 상기 냉각 대상체(160)는 열에너지를 흡수하여 상온저압의 증발 가스(Boil-off Gas)가 될 수 있다. 따라서 고가의 저온 압축기가 아닌 상온 압축기를 활용할 수 있는 장점이 있다. 이와 동시에 상기 제 1 열교환기(161)에서의 열교환을 통해 열에너지를 발생한 상기 냉매(131)는 보다 낮은 온도로 하강하여 상기 증발기(130)로 유입되므로 상기 증발기 내부 열교환기(도면번호 미부여)에서의 냉각 과정에 필요한 에너지와 시간을 줄일 수 있는 장점도 있다.
도 3 을 참조하면 상기 압축기(162)는 상기 제 1 열교환기(161)에서 열교환 된 상기 냉각 대상체(160)를 압축하기 위해 상기 제 1 열교환기(161)를 통과한 상기 냉각 대상체(160)가 유동하는 경로에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 압축기(162)는 상대적으로 저렴한 비용인 상온 압축기를 활용할 수 있음은 상술한 바와 같다. 상기 냉각 대상체(160)가 증발 가스인 경우, 상온저압의 증발 가스(Boil-off Gas)가 상기 압축기(162)로 유입되고, 상기 압축기(162)에서의 압축에 의해 고온고압의 증발 가스(Boil-off Gas)가 되어 방출된다. 상기 압축기(162)에서 압축된 상 기 냉각 대상체(160)는 상기 증발기(130)의 주변으로 이송되어 상기 증발기(130)에 열에너지를 전달한 후 냉각된다. 상기 증발기(130)에서 상기 냉매(131)와 상기 냉각 대상체(160)의 열교환 과정은 이미 상술한 바와 같다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수식 냉동기(100)는 제 2 열교환기(163)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 제 2 열교환기(163)는 상기 압축기(162)를 통과하여 상기 증발기(130)의 주변으로 이동하는 상기 냉각 대상체(160)와 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)을 상호 열교환 시키는 장치이다. 따라서, 상기 제 2 열교환기(163)는 상기 냉매(131)의 유동 경로에서 보면 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 상기 냉매(131)가 포함된 상기 혼합물(142)의 유동 경로 상에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 냉각 대상체(160)의 유동 경로에서 보면 상기 압축기(162)를 통과하여 상기 증발기(130)의 주변으로 이동하는 유동 경로 상에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 냉각 대상체(160)가 증발 가스인 경우, 상기 압축기(162)를 통과한 고온고압의 증발 가스(Boil-off Gas)는 상기 제 2 열교환기(163)를 통과하면서 1차적으로 냉각된다. 상기 증발기(130)에는 상기 냉각 대상체(160)의 액화를 위해 상온저압의 증발 가스(Boil-off Gas)가 유입되는 것이 좋으므로, 상기 냉각 대상체(160)가 상온 상태로 냉각되는 것이 바람직하다.
도 3 을 참조하면 상기 제 2 열교환기(163)에서의 열교환에 의해 상기 냉각 대상체(160)가 상온으로 충분히 냉각되지 않은 경우, 상기 흡수식 냉동기(100)에는 설계에 따라 제 1 보조 냉각기(164)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 제 1 보조 냉각기(164)는 상기 제 2 열교환기(163)를 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 냉각을 보 조하기 위해 구비될 수 있다. 상기 제 1 보조 냉각기(164)는 상기 제 2 열교환기(163)와 상기 증발기(130)간에 상기 냉각 대상체(160)의 유동 경로 상에 선택적으로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 냉각 대상체(160)가 증발 가스인 경우, 상기 냉각 대상체(160)는 상기 제 1 보조 냉각기(164)를 통과하여 상온고압의 증발 가스(Boil-off Gas)가 되어 상기 증발기(130)로 유입되게 된다.
도 3 을 참조하면 상기 제 2 열교환기(163)는 상기 흡수기(140)에서 상기 냉매(131)와 상기 흡수제(141)가 혼합된 상기 혼합물(142)을 열교환한다. 상기 혼합물(142)은 상대적으로 온도가 낮으므로, 상기 제 2 열교환기(163)를 통과하는 고온의 상기 냉각 대상체(160)와 열교환하며 1차적으로 가열될 수 있다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수식 냉동기(100)는 제 4 열교환기(144)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 제 4 열교환기(144)는 상기 제 2 열교환기(163)를 통과하여 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)을 상기 제 2 엔진 폐열(172)을 이용하여 가열하는 장치이다. 따라서, 상기 제 4 열교환기(144)는 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 상기 혼합물(142)이 유동하는 경로 상에 구비되되, 상기 혼합물(142)이 상기 제 2 열교환기(163)를 통과한 후에 상기 제 4 열교환기(144)로 유입되는 것이 바람직하다. 열효율의 측면에서 상기 혼합물(142)을 가열하기 위해 저온의 열원부터 고온의 열원을 순서대로 활용하는 것이 유리하다. 상기 제 2 열교환기(163) 주변을 통과하는 상기 냉각 대상체(160)보다 상기 제 4 열교환기(144)의 열원으로 활용되는 상기 제 2 엔진 폐열(172)이 상대적으로 고온인 것이 일반적이다. 따라서, 상기 혼합물(142)이 상기 제 2 열교환기(163)에서 1차적으로 가열된 후, 상기 제 4 열교환기(144)에서 2차적으로 가열되도록 설계되는 것이 열효율의 측면에서 바람직하다. 상기 제 2 엔진 폐열(172)이 엔진의 냉각에 사용된 고온의 냉각수로부터 발생하는 열을 비롯하여 엔진을 구동함에 있어 발생되는 다양한 종류의 열을 포함함은 상술한 바와 같다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수식 냉동기(100)는 제 3 열교환기(143)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 제 3 열교환기(143)는 상기 재생기(110)에서 분리되어 상기 흡수제(141)로 돌아가는 상기 흡수제(141)와 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이송되는 상기 혼합물(142)을 상호 열교환 시키는 장치이다. 즉, 상기 재생기(110)에서 가열에 의해 분리된 상기 흡수제(141)에 포함된 열에너지를 상기 흡수기(140)에서 혼합된 상기 혼합물(142)로 전달시켜 상기 혼합물(142)을 가열하는 과정이다. 따라서, 상기 제 3 열교환기(143)는 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 상기 흡수제(141)와 상기 혼합물(142)의 유동 경로 상에 구비되는 것이 바람직하다. 다만 상술한 바와 같이 열효율의 측면을 고려할 때, 상기 제 2 열교환기(163)를 통과하는 상기 냉각 대상체(160)보다 상기 제 3 열교환기(143)를 통과하는 상기 흡수제(141)가 상대적으로 고온인 것이 일반적이므로, 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이송되는 상기 혼합물(142)은 상기 제 3 열교환기(143)에서 예비적으로 가열된 후, 상기 제 2 열교환기(163)로 유입되어 1차적으로 가열되는 것이 바람직하다.
상기 흡수식 냉동기(100)에 사용되는 상기 냉매(131)와 상기 흡수제(141)는 다양할 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 냉각 대상체(160)의 종류에 따라 상기 냉 매(131)와 흡수제(141)가 달라질 수 있다. 다만, 환경 친화적 요소를 고려하여 상기 흡수제(141)로 물(H20)을 사용하는 경우 상기 냉매(131)로 암모니아(NH3)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 흡수제(141)로 브롬화리튬(LiBr)을 사용하는 경우 상기 냉매(131)로 물(H2O)을 사용할 수 있다.
본 발명은 엔진 폐열을 이용한 상기 흡수식 냉동기(100)는 다양한 분야에 활용할 수 있음은 물론이다. 상기 흡수식 냉동기(100)의 활용예로는 액화 이산화탄소의 냉각, 선박용 냉동 창고, 화물 가스 운반선에서의 가스의 재액화, 공조용 등 다양하게 활용될 수 있다. 이하에서는 상기 냉각 대상체(160)가 액화석유가스(LPG), 액화천연가스(LNG), 이산화탄소(CO2) 중 선택되는 어느 하나로부터 증발된 증발 가스(Boil-off Gas)인 경우 실시예에 대해 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 화물 가스를 운반하는 대형 선박에서 증발 가스(Boil-off Gas)를 재액화하기 위한 장비가 요구된다. 여기에 상기 흡수식 냉동기(100)를 적용하는 경우, 상기 냉각 대상체(160)는 액화석유가스(LPG), 액화천연가스(LNG), 이산화탄소(CO2) 중 선택되는 어느 하나로부터 증발된 증발 가스(Boil-off Gas)일 수 있다. 다만 살펴본 바와 같이 액화석유가스(LPG)와 액화천연가스(LNG)의 저장 온도는 차이가 있으며 상기 냉각 대상체(160)가 액화천연가스(LNG)인 경우 보다 낮은 온도를 유지해야 한다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수식 냉동기(100)는 제 2 보조 냉각기(165)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 제 2 보조 냉각기(165)는 상기 증발기(130)의 주변을 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 냉각을 보조하기 위해, 상기 증발기(130)의 주변 을 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 유동 경로 상에 구비되는 것이 바람직하다. 특히, 상술한 바와 같이 상기 냉각 대상체(160)는 상기 증발기(130)에서 액화되어 냉각 대상물 탱크(166)로 이송되어 수용되어야 한다. 상기 냉각 대상체(160)가 액화천연가스(LNG)인 경우 상기 증발기(130)에서의 냉각 과정을 거치더라도 충분히 액화되지 않는 경우가 발생할 수 있는데, 이를 대비하여 상기 제 2 보조 냉각기(165)에서 상기 냉각 대상체(160)를 추가적으로 냉각하여 액화시킬 수 있다.
도 3 을 참조하면 상기 응축기(120)와 상기 흡수기(140)에서는 냉각을 위한 상기 냉각수(151)가 유동하게 된다. 상기 냉각수(151)가 유동되는 냉각 라인(150)을 살펴보면, 냉각수 탱크(155)에 수용된 상기 냉각수(151)는 상기 응축기(120)와 상기 흡수기(140)에 구비된 각각의 상기 응축기 내부 열교환기(도면번호 미부여)와 상기 흡수기 내부 열교환기(도면번호 미부여)로 이송된다. 상기 응축기 내부 열교환기(도면번호 미부여)와 상기 흡수기 내부 열교환기(도면번호 미부여)에서 냉각에 활용된 상기 냉각수(151)는 열에너지를 흡수한다. 이러한 상기 냉각수(151)의 열에너지를 활용하기 위해 제 5 열교환기(152)가 구비될 수 있다.
도 3 을 참조하면 상기 흡수식 냉동기(100)는 상기 제 5 열교환기(152)를 선택적으로 구비할 수 있다. 상기 제 5 열교환기(152)는 상기 냉각수(151)가 유동되는 상기 냉각 라인(150)에 구비되며, 상기 흡수기(140)와 상기 응축기(120)에서 냉각에 사용되며 열에너지를 흡수한 상기 냉각수(151)의 열에너지를 이용하기 위해 구비될 수 있다. 상기 제 5 열교환기(152)에서 얻은 열에너지를 활용하여 난방을 위한 난방열로 활용할 수 있다. 또한, 선박 등 엔진을 구동원으로 하는 구동체에 생명체가 탑승하는 경우 이들을 위한 생활용수(온수)로 활용할 수 있다. 또한, 선박 등에 탑재된 화물을 가열하기 위해 활용되는 실시예도 고려할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예에 상기 제 5 열교환기(152)에서 얻은 열에너지를 활용할 수 있음은 물론이다.
상기 흡수식 냉동기(100)가 선박에서 활용되는 경우 상기 냉각수(151)는 해수(海水)일 수 있다. 상기 냉각수(151)로 해수(海水)를 이용하는 경우 별도의 냉각수를 적재할 필요가 없이 활용할 수 있는 장점이 있다. 다만, 고온의 매체를 해수(海水)로 냉각하는 경우 해수(海水)에 의한 염분 때문에 열전달 면에 스케일이 발생할 수 있다. 따라서, 고온의 매체 냉각을 위해 담수(淡水)를 사용하고 해수(海水)로 다시 이 담수(淡水)를 냉각하는 방법을 고려할 수 있다. 또한, 상기 제 5 열교환기(152)를 통해 온도 상승된 상기 냉각수(151)의 열에너지를 충분히 활용하므로 상기 냉각수(151)를 다시 냉각시켜 상기 냉각 라인(150)으로 다시 순환시키거나, 바다로 방류할 수 있다. 상기 제 5 열교환기(152)를 통해 상기 냉각수(151)는 열에너지를 방출하므로 해수(海水)의 온도 상승으로 인한 해양 생태계의 파괴를 방지할 수 있다.
상기 흡수식 냉동기(100)를 가스의 재액화 과정에 활용하는 경우, 상기 냉각 대상체(160)는 증발 가스뿐만 아니라 순환 가스일 수 있다. 즉, 화물 공간의 전체 냉각을 위한 순환형 간접 냉각 방식을 사용하는 경우, 상기 흡수식 냉동기(100)를 활용하고 순환 가스를 상기 냉각 대상체(160)로 하여 활용하는 실시예도 고려할 수 있다.
본 발명에 의한 상기 흡수식 냉동기(100)의 냉동 과정을 순차적으로 다시 정리하면 다음과 같다.
(a) 저압 상태로 유지되는 상기 증발기(130)에서 상기 냉매(131)의 지속적인 증발에 의해 상기 냉각 대상체(160)를 냉각시켜 액화시킨다. 냉각된 상기 냉각 대상체(160)는 선택적으로 상기 제 2 보조 냉각기(165)를 통과하며 충분히 액화된 후, 상기 냉각 대상물 탱크(166)로 이송된다. 증발된 기체 상태의 상기 냉매(131)는 상기 흡수기(140)로 이송된다.
(b) 상기 흡수기(140)에서 상기 흡수제(141)가 상기 냉매(131)를 흡수하여 상기 혼합물(142)이 생성된다. 이러한 흡수 과정에서 적정 온도를 유지하기 위해 상기 냉각수(151)를 활용할 수 있다.
(c) 상기 흡수기(140)에서 생성된 상기 혼합물(142)은 선택적으로 상기 제 3 열교환기(143), 상기 제 2 열교환기(163), 상기 제 4 열교환기(144)를 차례로 거치며 가열된 후 상기 재생기(110)로 이송된다. 상기 재생기(110)에서는 상기 엔진 폐열(170)을 열원으로 활용하여 상기 혼합물(142)을 가열하고 상기 냉매(131)와 상기 흡수제(141)를 분리시켜 추출한다.
(d) 상기 재생기(110)에서 분리된 고온고압의 상기 냉매(131)는 상기 응축기(120)로 이송되어 응축된다. 상기 재생기(110)에서 분리된 상기 흡수제(141)는 선택적으로 상기 제 3 열교환기(143)를 거쳐 열교환된 후 상기 흡수기(140)로 되돌아간다.
(e) 상기 응축기(120)에서 응축된 상기 냉매(131)는 선택적으로 상기 제 1 열교환기(161)를 거쳐 열에너지를 방출하고 상기 증발기(130)로 돌아간다. 상기 냉매(131)는 이와 같이 (a) ~ (e) 과정을 순환하게 된다.
(f) 상기 냉각 대상물 탱크(166)에서 발생한 상기 냉각 대상체(160)는 상기 제 1 열교환기(161)를 선택적으로 거쳐 열에너지를 흡수한다. 상온의 상태로 변환된 상기 냉각 대상체(160)는 상기 압축기(162)를 통과하며 압축되고, 고온고압 상태의 상기 냉각 대상체(160)는 선택적으로 제 2 열교환기(163)와 상기 제 1 보조 냉각기(164)를 거쳐 온도 하강하게 된다. 상기 냉각 대상체(160)는 상기 증발기(130)에서의 열교환을 통해 액화되며, 상기 냉각 대상체(160)의 종류에 따라 액화에 필요한 경우 상기 제 2 보조 냉각기(165)를 추가로 거치게 된다. 액화된 상기 냉각 대상체(160)는 상기 냉각 대상물 탱크(166)로 되돌아간다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1 은 종래의 흡수식 냉동기의 개략적인 구성을 나타낸 구조도.
도 2 는 종래의 액화석유가스(LPG) 운반선에서 가스 재액화 공정의 개략적인 구성을 나타낸 순서도.
도 3 은 본 발명에 의한 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기의 개략적인 구성을 나타내는 구조도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 흡수식 냉동기 11 : 재생기
12 : 응축기 13 : 증발기
14 : 흡수기 15 : 냉각탑
20 : 화물창 21 : 저온 압축기
22 : 이코노마이저 23 : 응축기
24 : 냉각 플래쉬 밸브
100 : 흡수식 냉동기
110 : 재생기 120 : 응축기
130 : 증발기 131 : 냉매
140 : 흡수기 141 : 흡수제
142 : 혼합물 143 : 제 3 열교환기
144 : 제 4 열교환기 150 : 냉각 라인
151 : 냉각수 152 : 제 5 열교환기
155 : 냉각수 탱크 160 : 냉각 대상체
161 : 제 1 열교환기 162 : 압축기
163 : 제 2 열교환기 164 : 제 1 보조 냉각기
165 : 제 2 보조 냉각기 166 : 냉각 대상물 탱크
170 : 엔진 폐열 171 : 제 1 엔진 폐열
172 : 제 2 엔진 폐열

Claims (13)

  1. 엔진을 구동원으로 하는 구동체에 구비되는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기에 있어서,
    적어도 하나 이상의 엔진 폐열(170)을 열원으로 사용하고, 흡수제(141)와 냉매(131)가 혼합된 혼합물(142)을 가열하여 상기 냉매(131)와 상기 흡수제(141)를 분리시켜 추출하는 재생기(110);
    상기 재생기(110)로부터 분리된 기상의 상기 냉매(131)를 냉각수(151)를 이용하여 응축시키는 응축기(120);
    상기 응축기(120)에서 응축된 액상의 상기 냉매(131)를 저압에서 증발시켜 외부로부터 열에너지를 흡수하는 증발기(130);
    상기 증발기(130)에서 증발된 상기 냉매(131)를 상기 흡수제(141)로 흡수하여 상기 혼합물(142)을 생성시키되, 상기 혼합물(142)의 생성 반응에 적합한 온도를 유지하도록 상기 냉각수(151)를 이용하여 냉각하며 상기 혼합물(142)을 생성시키는 흡수기(140);
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 응축기(120)에서 상기 증발기(130)로 이동하는 상기 냉매(131)와 상기 증발기(130)의 주변을 통과하는 상기 냉각 대상체(160)가 상호 열교환 되도록 상기 응축기(120)와 상기 증발기(130)간 유동 경로 상에 구비되는 제 1 열교환기(161);
    상기 제 1 열교환기(161)에서 열교환된 상기 냉각 대상체(160)를 압축하기 위해 상기 제 1 열교환기(161)를 통과한 상기 냉각 대상체(160)가 유동하는 경로 상에 구비되는 압축기(162);
    를 포함하되,
    상기 압축기(162)에서 압축된 상기 냉각 대상체(160)는 상기 증발기(130)의 주변으로 이송되어 상기 증발기(130)에 열에너지를 전달한 후 냉각되고,
    상기 증발기(130)는 상기 증발기(130)의 주변을 통과하는 냉각 대상체(160)로부터 열에너지를 흡수하는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 폐열(170)은 제 1 엔진 폐열(171) 또는 제 2 엔진 폐열(172) 중 선택되는 어느 하나이고,
    상기 제 1 엔진 폐열(171)은 엔진의 배기가스 또는 엔진의 배기가스를 이용하여 가열한 스팀 중 선택되는 어느 하나로부터 발생하는 열이며,
    상기 제 2 엔진 폐열(172)은 엔진의 냉각에 사용된 냉각수로 부터 발생하는 열인 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 압축기(162)를 통과하여 상기 증발기(130)의 주변으로 이동하는 상기 냉각 대상체(160)와 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)이 상호 열교환 되도록 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 유동 경로 상에 구비되는 제 2 열교환기(163)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 재생기(110)에서 상기 흡수기(140)로 이동하는 상기 흡수제(141)와 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)이 상호 열교환 되도록 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 유동 경로 상에 구비되는 제 3 열교환기(143)를 포함하되,
    상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)은 상기 제 3 열교환기(143)를 통과한 후 상기 제 2 열교환기(163)로 유입되는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 엔진 폐열(172)을 열원으로 사용하여 상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)을 가열하도록 상기 흡수기(140)와 상기 재생기(110)간 유동 경로 상에 구비되는 제 4 열교환기(144)를 포함하되,
    상기 흡수기(140)에서 상기 재생기(110)로 이동하는 상기 혼합물(142)은 상기 제 2 열교환기(163)를 통과한 후 상기 제 4 열교환기(144)로 유입되는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기(163)를 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 냉각을 보조하기 위해 상기 제 2 열교환기(163)와 상기 증발기(130)간 유동 경로 상에 제 1 보조 냉각기(164)가 구비되는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 흡수제(141)와 상기 냉매(131)는
    상기 흡수제(141)로 물(H2O)을 사용하고 상기 냉매(131)로 암모니아(NH3)를 사용하는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 흡수제(141)와 상기 냉매(131)는
    상기 흡수제(141)로 브롬화리튬(LiBr)을 사용하고 상기 냉매(131)로 물(H2O)을 사용하는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제4항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 대상체(160)는 액화석유가스(LPG), 액화천연가스(LNG), 이산화탄소(CO2) 중 선택되는 어느 하나로부터 증발된 증발 가스인 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 냉각수(151)는 해수인 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각수(151)가 유동되는 냉각 라인(150)에는 상기 흡수기(140)와 상기 응축기(120)에서 냉각에 사용된 상기 냉각수(151)의 열에너지를 이용하기 위한 제 5 열교환기(152)가 구비되는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉각 대상체(160)가 액화천연가스(LNG)인 경우,
    상기 증발기(130)의 주변을 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 냉각을 보조하기 위해 상기 증발기(130)의 주변을 통과한 상기 냉각 대상체(160)의 유동 경로에 제 2 보조 냉각기(165)가 구비되는 것을 특징으로 하는 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기.
KR1020090089360A 2009-09-22 2009-09-22 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기 KR101096056B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090089360A KR101096056B1 (ko) 2009-09-22 2009-09-22 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090089360A KR101096056B1 (ko) 2009-09-22 2009-09-22 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110032051A KR20110032051A (ko) 2011-03-30
KR101096056B1 true KR101096056B1 (ko) 2011-12-19

Family

ID=43936853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090089360A KR101096056B1 (ko) 2009-09-22 2009-09-22 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101096056B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160047858A (ko) * 2014-10-23 2016-05-03 현대중공업 주식회사 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101486957B1 (ko) * 2013-04-08 2015-01-29 신한열기 주식회사 연료전지의 배출가스를 이용한 스팀 생산장치
KR102110891B1 (ko) * 2018-10-23 2020-05-18 한국기계연구원 수분 제거 구조를 가지는 4중 발전 시스템 및 운용 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000046435A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Osaka Gas Co Ltd 吸収式冷凍機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000046435A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Osaka Gas Co Ltd 吸収式冷凍機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160047858A (ko) * 2014-10-23 2016-05-03 현대중공업 주식회사 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110032051A (ko) 2011-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109386316B (zh) 一种lng冷能和bog燃烧能联合利用系统及方法
CN104748280A (zh) 一种lng动力船空调制冷/供热系统
KR101544806B1 (ko) 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템
KR20130000222A (ko) 원유 운반선의 휘발성 유기 화합물 배출 감소 장치
JP2012241604A (ja) 複合発電システム
KR20110069548A (ko) 폐열과 흡수식 냉동기를 이용한 증발가스 재액화장치를 갖는 선박
CN204555150U (zh) 一种lng动力船空调制冷/供热系统
KR101096056B1 (ko) 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉동기
CN103884130B (zh) 一种吸收余热辅助制冷的船舶冷库系统
KR101567858B1 (ko) 선박용 쿨링 장치의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템
KR101623092B1 (ko) 냉열발전을 이용한 증발가스 재액화 방법 및 장치
CN105365527A (zh) 一种给冷藏运输工具提供动力和冷源的装置和方法
KR101103337B1 (ko) 흡수식 냉동기를 이용한 천연가스 액화를 위한 가스 예비냉각 장치
CN109458554B (zh) 一种船用lng气化及冷量回收换热系统及方法
KR101556907B1 (ko) 부유식 구조물
KR101358309B1 (ko) 랭킨 사이클 시스템 및 이를 구비한 선박
KR101271189B1 (ko) 선박의 흡입공기 냉각시스템
CN205185791U (zh) 一种给冷藏运输工具提供动力和冷源的装置
KR101686509B1 (ko) 액체화물 운반선의 재액화 시스템
CN217673095U (zh) 一种降低液化气体储舱自然蒸发气体的船舶维护系统
KR20190056737A (ko) 부유식 발전플랜트의 액화가스 기화열을 이용한 냉동 컨테이너 냉각시스템, 냉각방법, 및 그 냉동 컨테이너 냉각시스템을 구비하는 부유식 발전플랜트
KR102496145B1 (ko) 액화수소 운송 차량
KR102528537B1 (ko) 선박의 암모니아가스 재액화시스템
KR20220154293A (ko) 액화수소 운반선
KR20230098410A (ko) 선박의 배기가스 폐열회수시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150420

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee