KR101136723B1 - Apparatus and method of absorption chiller heater that has a intermediate heat exchanger for summer operation - Google Patents
Apparatus and method of absorption chiller heater that has a intermediate heat exchanger for summer operation Download PDFInfo
- Publication number
- KR101136723B1 KR101136723B1 KR1020110128778A KR20110128778A KR101136723B1 KR 101136723 B1 KR101136723 B1 KR 101136723B1 KR 1020110128778 A KR1020110128778 A KR 1020110128778A KR 20110128778 A KR20110128778 A KR 20110128778A KR 101136723 B1 KR101136723 B1 KR 101136723B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat exchange
- heat exchanger
- hot water
- heat
- absorbent liquid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
- F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B33/00—Boilers; Analysers; Rectifiers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B35/00—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
- F25B35/02—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption using a liquid as sorbent, e.g. brine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2315/00—Sorption refrigeration cycles or details thereof
- F25B2315/005—Regeneration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2507—Flow-diverting valves
Abstract
Description
본 발명은 냉난방부하가 매우 큰 반면에 급탕부하가 상대적으로 적은 대형 상업건물 등에 적용되는 흡수식 냉온수기에 관한 것으로 여름철 가혹조건에서의 운전시에 초과 발생되는 다량의 재생열 및 재생기 배기열을 효과적으로 처리하기 위한 중간열교환 장치 및 이를 탑재한 흡수식 냉온수기의 운전방법에 관한 것이다.The present invention relates to an absorption type hot and cold water heater which is applied to a large commercial building with a relatively high heating and cooling load but a relatively low hot water load, and is effective for effectively treating a large amount of regeneration heat and regenerator exhaust heat generated during operation in harsh summer conditions. It relates to an intermediate heat exchange device and a method of operating an absorption cold / hot water heater equipped with the same.
리튬브로마이드(LiBr) 수용액의 흡수사이클과 재생 및 응축 사이클을 이용해서 냉수와 온수를 모두 생산할 수 있는 흡수식 냉온수기는 단순히 흡수사이클만 이용해 왔던 이전의 흡수식 냉동기와 비교하여 냉방, 난방이 모두 가능하고 에너지 효율도 높아 대형 건물의 사계절 냉난방 공조장치로서 갈수록 그 수요가 늘어나고 있다.Absorption chiller that can produce both cold water and hot water by using absorption cycle of lithium bromide (LiBr) solution and regeneration and condensation cycle can be cooled and heated compared to the previous absorption chiller which used only absorption cycle. The demand is increasing as the air conditioning and air-conditioning system for large buildings is high.
대략 12℃의 물을 7℃로 냉각시키는 물의 증발(LiBr농용액의 수증기 흡수)작용과 대략 55℃의 물을 60℃로 가열할 수 있는 흡수액의 재생과 응축(Libr희석액의 수증기 증발 후 재농축)작용에 의해, 흡수식 냉온수기는 하나의 설비로 냉풍과 온풍 모두를 대량으로 생산할 수 있으며 대형 건물에 적용될수록 설비의 효율성이 높아진다.Water evaporation (steam absorption of LiBr concentrate) to cool water at about 12 ° C to 7 ° C, and regeneration and condensation of absorbents that can heat water at approximately 55 ° C to 60 ° C (concentration after vapor evaporation of libr diluent) As a result, the absorption chiller can produce both cold and warm air in one facility, and the efficiency of the facility increases as it is applied to large buildings.
흡수식 냉온수기에서 전기를 이용하여 냉매, 냉온수, 냉각수 등을 순환시키는 과정에는 상대적으로 미미한 에너지 비용이 소요되며, 보통 고온재생기를 가열하는 화석연료의 비용이 실질적으로 에너지 비용의 대부분을 차지하게 된다.The process of circulating the refrigerant, cold / hot water, cooling water, etc. using electricity in the absorption chiller takes relatively little energy cost, and the cost of fossil fuel for heating the hot regenerator usually accounts for most of the energy cost.
따라서 고온재생기 가열에 필요한 열량을 줄이기 위해서, 고온 열교환기와 저온 열교환기 사이에 중간 열교환기를 추가 배치하여 회수된 재생기 배기열을 재활용하는 구성 등이 사용되고 있다.Therefore, in order to reduce the amount of heat required for heating the high temperature regenerator, a configuration for recycling the recovered heat of the regenerator exhaust by using an intermediate heat exchanger between the high temperature heat exchanger and the low temperature heat exchanger is used.
아래 소개한 선행기술문헌(1)에 의하면 고온재생기를 가열한 배기가스열을 회수하여 이를 저온열교환기를 통과한 흡수액과 먼저 열교환시켜 온도를 한 단계 높인 다음, 고온열교환기로 보내는 중간 열교환기 구성이 개시되어 있다. 이는 결과적으로 고온재생기로 투입되는 흡수액의 온도를 좀 더 높여주므로 고온재생기 가열에 투입되는 화석연료를 절약할 수 있다.According to the prior art document (1) introduced below, the construction of an intermediate heat exchanger which recovers exhaust gas heat heated to a high temperature regenerator and heat exchanges it with the absorbent liquid which has passed through the low temperature heat exchanger first raises the temperature, and then sends it to the high temperature heat exchanger. It is. This consequently increases the temperature of the absorbent liquid introduced into the high temperature regenerator, thus saving fossil fuel input to the high temperature regenerator heating.
또한 아래 소개한 선행기술문헌(2)에 따르면, 여름철 냉풍 생산 시 맹렬한 흡수사이클을 유지하기 위해 고 부하 운전이 불가피한 고온재생기로부터 발생되는 다량의 배기열을 활용하여 급탕용 온수가열 에너지로 활용하는 구성이 개시되어 있다.In addition, according to the prior art document (2) introduced below, in order to maintain a fierce absorption cycle during the cold wind production in summer, a configuration that utilizes a large amount of exhaust heat generated from a high temperature regenerator inevitable high load operation is utilized as hot water heating energy for hot water supply Is disclosed.
한편, 본 발명자의 선출원 발명인 선행기술문헌(3)에 따르면, 여름철에 상대적으로 소비가 줄어드는 급탕온수 사용량을 감안하여 급탕용 스팀보일러의 운전량을 줄이고 재생기 배기열의 열교환량을 늘리는 방식으로 급탕온수 가열구조를 유기적으로 구성한 연료 절감식 복합가열 구성이 개시되어 있다.On the other hand, according to the prior art document (3) of the present invention of the present inventors, the hot water supply hot water heating in a manner to reduce the operation amount of the hot water steam boiler and increase the heat exchange amount of the exhaust heat of the regenerator in consideration of the consumption of hot water supply hot water is relatively reduced in summer A fuel-saving combined heating configuration in which the structure is organically disclosed is disclosed.
상기 문헌(1)~(3)에 개시된 기술은 재생기의 배기열을 재활용하기 위해 적절하며 유력하게 사용되는 기술이나, 기본적으로 여름철에 넘쳐나서 처치가 곤란한 여분의 열(여열)을 처리하는 기술개념은 담고 있지 않다.The technique disclosed in the above-mentioned documents (1) to (3) is a technique that is appropriate and powerfully used to recycle exhaust heat of a regenerator, but basically includes a technical concept of treating excess heat (excess heat) that is difficult to treat due to overflowing in summer. Not.
대량의 냉풍이 필요한 여름철에는 전체 시스템이 냉매용 물을 증발시키는 증발기에 초점을 맞추어 운전되며, 농후한 흡수액이 매우 많이, 지속적으로 필요하므로 흡수액을 재농축(재생)시키는 재생기와 응축기에서는 많은 여분의 열, 즉 여열(餘熱)이 발생한다. 이 여열은 여름에도 급탕온수를 많이 소비하는 병원이나 호텔 등에서는 급탕온수 가열에 적극적으로 활용하여 처리 가능하나(문헌(1)~(3) 참조), 대형 오피스빌딩이나 대형 할인점 등 여름철 냉방수요에 비해 여름철 온수소비가 극히 적은 건물에서는 매우 처치 곤란한 존재이다.In summer, when a large amount of cold air is required, the entire system is operated with an evaporator that evaporates the refrigerant water, and in the regenerator and condenser that re-concentrates the absorbent as there is a lot of rich absorbent and continuously needed. Heat, that is, fever, develops. This heat can be used in hospitals and hotels where hot hot water is consumed even in summer to actively use hot water for heating hot water (see literature (1) to (3)). Compared to buildings with very low hot water consumption in summer, it is very difficult to treat.
이같이 남은 여열은 단순히 냉각수로 냉각할 경우에는 냉각탑의 운전부하를 크게 상승시킴은 물론, 냉각 없이 그대로 방출한다 하여도 지나치게 고온인 배기가스로 인해 배기열 흡수장치의 과열문제를 야기할 뿐더러 또한 도심의 여름철 습도와 온도를 더욱 악화시키는 주범이기도 하다.This remaining heat will not only raise the operating load of the cooling tower, but will also cause overheating of the exhaust heat absorber due to excessively high temperature exhaust gas even if it is released without cooling. It is also a major culprit of worsening humidity and temperature.
본 발명의 해결과제는 상술한 바와 같은 여름철 여열(餘熱)을 재활용하거나 외부로 방출하는 과정에서, 흡수식 냉온수기와 냉각탑을 포함한 전체 냉난방시스템에 가해지는 부하를 최소화하며, 또한 고온 다습의 여열이 건물 주위로 급속도로 과도하게 방출되는 것을 억제하여 설비의 수명과 운전효율을 향상시킴은 물론 도심 환경개선에도 도움을 주는 흡수식 냉온수기를 구현하는 것이다.The problem to be solved of the present invention is to minimize the load applied to the entire air-conditioning system including the absorption chiller and the cooling tower in the process of recycling or discharging the summer heat to the outside as described above. By suppressing the excessive excessive discharge of the furnace, it improves the service life and operation efficiency of the facility as well as implements the absorption type cold and hot water machine which helps to improve the urban environment.
상술한 목적에 비추어볼 때, 본 발명이 통상의 배기열회수식 중간열교환기를 장착한 종래의 흡수식 냉온수기와 비교하여 기술적으로 차별화되는 창작의 요점 및 그 해결수단은 다음과 같다.In view of the above object, the present invention is a technically differentiated point of the present invention and its solving means compared with the conventional absorption chiller and water heater equipped with a conventional exhaust heat recovery intermediate heat exchanger.
먼저, 대다수의 흡수식 냉온수기에서와 같이 배기 회수열에 의한 중간열교환기는 저온열교환기와 고온열교환기의 사이(중간경로)에 배치되는 것은 본 발명에서도 동일하다. 중간열교환기의 설치목적은 회수되는 배기열이 고온재생기 내부온도보다는 낮고, 저온재생기 내부온도 보다는 높다는 기초적 사실에서 출발하는 것이다. 즉, 중간열교환기는 기본적으로 고온열교환기로 유입되는 흡수액의 온도를 조금이라도 더 높여주기 위한 것이다.First, as in most absorption chillers, it is the same in the present invention that the intermediate heat exchanger by the exhaust recovery heat is disposed between the low temperature heat exchanger and the high temperature heat exchanger (intermediate path). The purpose of the installation of the intermediate heat exchanger starts from the basic fact that the exhaust heat recovered is lower than the internal temperature of the high temperature regenerator and higher than the internal temperature of the low temperature regenerator. That is, the intermediate heat exchanger is basically to increase the temperature of the absorbent liquid flowing into the high temperature heat exchanger even a little more.
본 발명에서는 여름철 가혹 부하 운전시에 배기열을 무리하게 재생사이클 내부 경로로 되돌리는 것이 득보다 실이 많을 수 있다는 점에서 착안되었다. 열교환기가 밀집되어 있는 냉온수기 설비모듈에서 배기열까지 합세하여 여름철에 설비전체 온도가 과도하게 상승하는 것은 오히려 응축효율을 떨어뜨리고 냉각탑의 비효율적인 운전을 유발한다. 여름철에는 응축기의 운전이 매우 활발하므로 응축기와 인접한 저온재생기의 온도는 충분히 높고, 그에 따라 저온열교환기의 온도도 높다. 이러한 조건에서 배기열의 열교환 순환관로까지 흡수액 가열로 돌리는 것은 자칫하면 설비 내부에서 외부로 열이 빠져나가지 못하고 맴도는 열축적현상을 일으킬 수 있으며, 이는 일차적으로 응축효율을 떨어뜨리고 나아가서 설비전체의 수명과 효율을 떨어뜨린다.In the present invention, it was conceived that it may be more substantial than returning the exhaust heat to the internal path of the regeneration cycle by force in the summer during severe load operation. Excessive rise in the temperature of the entire plant in summer, combined with the exhaust heat from the cold / hot water equipment module where the heat exchanger is concentrated, will reduce the condensation efficiency and cause inefficient operation of the cooling tower. In summer, the operation of the condenser is very active, so the temperature of the low temperature regenerator adjacent to the condenser is high enough, and thus the temperature of the low temperature heat exchanger is high. Under these conditions, turning the absorbent heating up to the heat exchange circulation pipe of the exhaust heat can cause heat accumulation phenomenon that does not escape heat from the inside to the outside of the facility, which in turn lowers the condensation efficiency and further extends the life and efficiency of the entire facility. Drop.
따라서 본 발명에서는 여름철의 외기 조건, 구체적으로 여름철의 냉각탑 운전조건과 배기온도와 건물 외부온도의 차이를 고려한 배기가스 방출조건을 고려하여 중간열교환기의 열교환매질이 섞이지 않는 환경에서 열교환경로를 바꾸는 것을 착안하였다.Therefore, in the present invention, it is necessary to change the heat exchange path in an environment where the heat exchange medium of the intermediate heat exchanger is not mixed in consideration of the summer outdoor air condition, in particular, the summer cooling tower operating condition and the exhaust gas emission condition considering the difference between the exhaust temperature and the external temperature of the building. I thought about it.
구체적으로 여름철의 외기조건을 저온조건(밤), 중온조건(아침저녁 또는 우천시), 고온조건(낮)의 3가지 경우로 나누어서 저온조건에서는 급탕/난방용 온수를 가열하는 데 배기열을 활용하고, 중온조건에서는 재생기 효율을 증가시키는 데 배기열을 이용하며, 고온조건에서는 고부하운전에 따른 과다한 여열의 신속한 방출과 설비수명의 향상을 위해 배기열을 효과적으로 버리는 것이다.Specifically, the outdoor air condition in summer is divided into three cases of low temperature condition (night), medium temperature condition (morning evening or rainy day), and high temperature condition (daytime) .In low temperature conditions, exhaust heat is used to heat hot water for heating / heating. Under the conditions, exhaust heat is used to increase regenerator efficiency, and under high temperature conditions, the exhaust heat is effectively discarded to expedite excessive heat discharge due to high load operation and to improve equipment life.
즉 종래기술과 차별화되는 본 발명의 기술적 특징은 여름철 고온(낮) 조건에서 발휘되며, 배기열의 활용보다는 배기열의 효과적 방출(소산)에 초점을 맞추고 있다. 이를 위해서 본 발명의 중간열교환기는 3개 구획이 밀집되어 적층된 판형 열교환기 형태로 구성되며 각 구획별로 선택적 열교환 또는 동시 중첩식 열교환이 가능하도록 전자제어식 밸브로 제어된다. 이때 3개 열교환 구획 중 하나의 열교환 구획은 배기열을 냉각탑의 냉각수와 열교환시키는 여열처리 구획이며 열교환판의 개수를 조절하여 열교환용량을 쉽게 조절할 수 있는 특징이다.In other words, the technical characteristics of the present invention, which are differentiated from the prior art, are exhibited at high temperature (day) conditions in summer, and focus on effective emission (dissipation) of exhaust heat rather than utilization of exhaust heat. To this end, the intermediate heat exchanger of the present invention is configured as a plate heat exchanger in which three compartments are densely stacked and controlled by an electronically controlled valve to enable selective heat exchange or simultaneous overlapping heat exchange for each compartment. In this case, one of the three heat exchange compartments is a heat treatment section for exchanging exhaust heat with the cooling water of the cooling tower, and the heat exchange capacity can be easily adjusted by controlling the number of heat exchange plates.
덧붙여, 본 발명에서 중간 열교환기의 여열처리 구획은 냉각탑의 용량과 운전부하에 따라 조절될 수 있으며 이때 간단히 판형열교환기의 열교환판 개수만 가감시키면 되므로 기존의 흡수식 냉온수기의 구조를 크게 바꾸지 않고 간단히 적용 가능하다.In addition, the heat treatment section of the intermediate heat exchanger in the present invention can be adjusted according to the capacity and operating load of the cooling tower, and at this time, simply by adding or subtracting the number of heat exchanger plates of the plate heat exchanger, it is simply applied without greatly changing the structure of the existing absorption type cold and hot water heater. It is possible.
통상의 흡수식 냉온수기에서 중간열교환기를 단순히 3관로 전환밸브식으로 구성할 경우 냉각탑 냉각수와 온수탱크용 가열수 그리고 저온재생기의 열교환수 등, 작동온도와 불순물특성, 그리고 교체주기가 전혀 다른 3가지 열매체가 서로 섞일 수 밖에 없어 현실적으로 시도가 불가능하였다. 그러나 본 발명은 단순한 셸 앤드 튜브 방식의 열교환기가 아닌 판형 열교환기를 사용하여 단위체적 대비 열교환효율이 높은 밀집 적층구조로 중간열교환기를 구성하게 되므로 열매체의 특성에 상관없이 3방향 열교환관로를 밀집 배치하면서 필요에 따라 독립적으로, 또는 복합적으로 다양한 열 배분을 수행할 수 있는 효과가 있다.When the intermediate heat exchanger is simply configured as a three-pipe switching valve in a conventional absorption chiller and water heater, three heat mediums having completely different operating temperatures, impurity characteristics, and replacement cycles, such as cooling tower cooling water, hot water for a hot water tank, and heat exchange water for a low temperature regenerator, There was no choice but to mix with each other. However, the present invention uses a plate heat exchanger instead of a simple shell-and-tube heat exchanger to form an intermediate heat exchanger in a densely stacked structure with a high heat exchange efficiency compared to a unit volume, so that three-way heat exchanger pipes are densely arranged regardless of the characteristics of the heat medium. Independently or in combination, there is an effect that can be performed a variety of heat distribution.
도 1은 본 발명이 적용된 상태의 전형적인 흡수식 냉온수의 각 사이클을 도시한 그림.
도 2는 본 발명에서 여름철에 주어진 운전조건 별로 각부 구성요소의 가동상태를 정리한 도표.
도 3은 본 발명의 저온조건(냉방부하 저)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 그림.
도 4는 본 발명의 중온조건(냉방부하 중)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 그림.
도 5는 본 발명의 고온조건(냉방부하 고)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 그림.
도 6은 본 발명의 중저온조건(냉방부하 중저)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 그림.
도 7은 본 발명에서 핵심이 되는 중간 열교환기의 구조와 적용조건별 열교환구획 설정을 예시한 그림.1 is a diagram showing each cycle of typical absorption cold and hot water in the state of the present invention is applied.
Figure 2 is a table summarizing the operating state of the components of each part given the operating conditions in the summer in the present invention.
Figure 3 is a view showing the heat exchange structure and the operating state of each part of the whole system under low temperature conditions (cooling load low) of the present invention.
Figure 4 is a view showing the heat exchange structure and the operating state of each part of the whole system in the medium temperature conditions (cooling load) of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the heat exchange structure and the operating state of each part of the whole system under high temperature conditions (cooling load) of the present invention.
Figure 6 is a view showing the heat exchange structure and the operating state of each part of the whole system in the low and low temperature conditions (cooling load medium low) of the present invention.
7 is a diagram illustrating a heat exchange compartment setting according to the structure and application conditions of the intermediate heat exchanger that is the core of the present invention.
상기 본 발명의 주된 기술적 특징을 보다 구체적으로 표현하기 위하여 도면에 포함된 본 발명의 일 예를 참조하여 아래에 보다 상세히 설명한다.In order to more specifically represent the main technical features of the present invention will be described in more detail below with reference to an example of the present invention included in the drawings.
다만 아래의 실시예(specific example)에서 특정 용어를 포함한 구성요소들과 그것들이 결합된 구조가 본 발명에 포괄적으로 내재된 사상을 제한하는 것은 아니다.However, in the specific examples below, components including specific terms and structures in which they are combined do not limit the spirit inherent in the present disclosure.
도 1은 본 발명이 적용된 상태의 전형적인 흡수식 냉온수의 각 사이클을 도시한 것이다.Figure 1 shows each cycle of typical absorption cold and hot water with the present invention applied.
본 발명에서 대부분의 구성, 예컨대 흡수액 재생과정에서 저온재생기로부터의 발생열을 흡수액에 전달하는 저온열교환기(20)와, 고온재생기로부터의 발생열을 흡수액에 전달하는 고온열교환기(30)와, 상기 저온열교환기(20)와 상기 고온열교환기(30) 사이에 배치되어 중간열교환을 수행하는 중간열교환기(10), 그리고 급탕온수를 저장하는 온수탱크와, 응축기를 냉각하는 냉각탑 등의 배치구성과 각 순환사이클은 종래의 흡수식 냉온수기와 실질적으로 동일하며 당업자가 용이하게 실시할 수 있다. 그러므로 이하의 본 발명 중 종래기술과 겹치는 부분에 대한 자세한 설명은 생략한다.In the present invention, the low
참고로 도 1에서 녹색 관로부분은 흡수액의 경로이며, 고온을 의미하는 빨간색 관로부분은 흡수액이 가열된 희박기체이거나 또는 난방수관로이고, 저온을 의미하는 파란색 관로부분은 냉매용 물이 증발과 액화를 반복하는 증발수 경로이거나 또는 냉방수 관로이다.For reference, in FIG. 1, the green pipe part is a path of the absorbent liquid, and the red pipe part, which means high temperature, is a lean gas or a heating water pipe in which the absorbent liquid is heated. It is an evaporated water path or a cooling water pipe repeating.
본 발명에서 종래기술과 차별화 되는 부분은 중간열교환기(10)가 통상적인 쉘 앤드 튜브(Shell and tube) 방식(저온, 고온 열교환기를 참조한다)으로 되어 있지 않고 판형열교환기로 되어 있는 점과, 서로 다른 3개의 열교환구획을 배기열로 한꺼번에 열교환할수 있는 적층식 구성으로 된 점이다.The differentiation from the prior art in the present invention is that the
또한 급탕온수를 순환시키는 온수탱크 열교환펌프(P1)와, 상기 흡수액을 순환시키는 흡수액 순환펌프(P2), 및 상기 냉각수를 순환시키는 냉각탑 열교환펌프(P3) 등이 종래기술과 다르게 새롭게 포함되거나 또는 기존 펌프와 다른 동작을 구현한다. 한편 본 발명에서 핵심적 특징중 하나인 전환밸브(40)와 제어부(50)는 설정된 열교환구획들 중 배기열을 흡수액에 전달하는 열교환구획을 바이패스(bypass)시킬 수 있는 유기적인 관로제어를 수행하는데 이하에 설명되는 각 사례를 참조하면 명확히 이해될 수 있다.In addition, the hot water tank heat exchange pump (P1) for circulating hot water and hot water, the absorption liquid circulation pump (P2) for circulating the absorbent liquid, and the cooling tower heat exchange pump (P3) for circulating the cooling water, etc. Implement different operations than the pump. Meanwhile, the switching
도 2는 본 발명에서 여름철에 주어진 운전조건 별로 각부 구성요소의 가동상태를 정리한 도표이다. 기본적으로 여름철 운전을 3~4가지 상황으로 상정하고 있는데, 크게 나누어서 외기온도 기준으로 저온, (중저온), 중온, 고온이다.2 is a table summarizing the operating states of the components of each part given the operating conditions in the summer in the present invention. Basically, summer operation is assumed in three to four situations, which are divided into low temperature, (low temperature), medium temperature, and high temperature based on the outside temperature.
상기 외기온도는 운전조건, 즉 흡수식 냉온수기의 운전시간대 별로 구분될 수 있는데, 여름철 밤이 저온조건이며, 여름철 아침,저녁이나 우천시의 여름철 낮이 중온 조건이다. 물론 중저온 조건은 그 중간적인 외기온도 상황이다.The outside temperature may be classified according to the operating conditions, that is, the operating time of the absorption type cold water heater, the summer night is a low temperature condition, the summer morning, evening or rainy weather, the summer day is a medium temperature condition. Of course, low and low temperature conditions are the intermediate outdoor temperature conditions.
또한 여름철 낮은 고온조건에 해당한다.It also corresponds to low temperature conditions in summer.
(1) 먼저, 저온조건(냉방부하 저)인 여름철 야간에는 건물의 냉방부하가 적으므로 배기열의 효과적인 활용이 중요하다. 따라서 이 구간에서는 중간열교환기(10)는 회수한 배기열을 급탕온수에 집중적으로 전달할 수 있다. 참고로 본 발명에서는 급탕용 온수탱크에만 열교환하는 것으로 되어 있는데 난방용 온수탱크를 보유한 건물에서는 난방용 온수탱크와도 열교환할수 있을 것이다.(1) First of all, it is important to use the exhaust heat effectively because the building's cooling load is small at night during low temperature conditions (low cooling load). Therefore, in this section, the
도 3은 본 발명의 저온조건(냉방부하 저)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 것이다. 제어부(50)에 의해 온수탱크 열교환펌프(P1)가 작동되며, 중간열교환기(10)의 열교환구획 중 흡수액과 열교환하는 열교환구획은 제어부(50)의 지령에 의한 전환밸브(40)의 동작으로 우회, 즉 바이패스(bypass)된다. 다시 말해서 저온조건에서 고온재생기에 유입되는 희박흡수액의 온도는 바이패스되지 않은 경우보다 약간 낮으며 이에 따른 손해는 상대적으로 낮은 냉방부하와 온수가열 에너지의 절약으로 보상된다.Figure 3 shows the heat exchange structure and the driving state of each part of the whole system in the low temperature conditions (cooling load low) of the present invention. The hot water tank heat exchange pump P1 is operated by the
(2) 다음으로 중온조건(냉방부하 중)인 여름철 아침저녁 또는 우천시의 여름철 낮을 살펴본다. 이 시점에는 재생기, 특히 고온재생기의 효율적운전을 통한 연료비절감이 중요하다. 따라서 중온조건에서 중간열교환기(10)는 저온열교환기(20)와 고온열교환기(30) 사이에서 통상적인 운전에 의하여 저온열교환기를 막 통과한 흡수액(증발수를 포함한 희박흡수용액)에 배기열을 전달하여 낮은 흡수액 온도를 일차적으로 끌어올리는 데에 사용된다.(2) Next, look at the summer morning and evening at mid-temperature conditions (cooling load) or the summer day during rainy weather. At this point, it is important to reduce fuel costs through efficient operation of regenerators, especially high temperature regenerators. Therefore, in the medium temperature condition, the
도 4는 본 발명의 중온조건(냉방부하 중)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 것이다. 제어부(50)는 전환밸브(40)를 작동시켜 저온열교환기(20)와 고온열교환기(30)사이에 중간열교환 구간을 형성시키며 이때 흡수액 순환펌프(P2)는 바이패스될 때보다 증가된 관로저항을 맞추기 위하여 부하를 높일 수 있다. 다시 말하면 상기 전환밸브(40)가 3개의 열교환구획들 중 상기 흡수액과 열교환하는 열교환구획을 바이패스시키지 않는 경우에, 제어부는 상기 흡수액 순환펌프(P2)의 펌프부하를 적절히 증가시킬 수 있다는 것을 의미한다.Figure 4 shows the heat exchange structure and the operating state of each part of the whole system in the medium temperature conditions (cooling load) of the present invention. The
(3) 고온조건(냉방부하 고)인 여름철 낮을 살펴본다. 이 부분이 본 발명의 핵심적 부분이라고도 할 수 있는데, 이 때에는 무리하게 에너지 효율을 높이기 보다는 여열의 효과적인 방출에 따른 재생기, 배기관 등의 안전성확보와 주위 도심환경의 열섬현상을 억제하는 것이 중요하다.(3) Examine the daytime in summer under high temperature conditions (high cooling load). This part can also be said to be a key part of the present invention. At this time, it is important to secure the safety of the regenerator, the exhaust pipe and the like and to suppress the heat island phenomenon of the surrounding urban environment rather than excessively increasing energy efficiency.
도 5는 본 발명의 고온조건(냉방부하 고)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the heat exchange structure and the operating state of each part of the entire system under high temperature conditions (cooling load) of the present invention.
기본적으로 고온조건시 중간열교환기는 회수된 배기열을 냉각탑의 냉각수로 냉각시키며 전환밸브(40)는 열교환구획들 중 상기 흡수액과 열교환하는 열교환구획을 바이패스시켜 저온열교환기를 고온열교환기와 직접 연결시킨다.Basically, under high temperature conditions, the intermediate heat exchanger cools the recovered exhaust heat with the cooling water of the cooling tower, and the
또한 제어부(50)는 전환밸브(40)의 작동 외에 냉각탑 열교환펌프(P3)를 작동시켜 회수된 배기열을 냉각탑에서 냉각되는 냉각수 쪽으로 전달하게 된다. 이것의 기술적 의미는 여름 낮시간 동안 냉각탑의 냉각수 온도를 약간 더 높이는 대신 배기열회수기의 과열과 고온재생기의 과열을 막아주는 것이며, 아주 뜨거운 연기가 도심 낮시간에 급속도로 퍼지는 것 대신에 냉각탑의 온도를 일시적으로 높였다가 저녁 시간대까지 서서히 떨어뜨리는 것을 말한다. 이는 흡수액의 온도를 끌어올려 고온재생기의 가열량을 줄이는 것과 비교하여 볼 때 일견 전체적인 효율은 떨어진다고 생각될 수 있으나, 전체 시스템의 운전온도가 약간 낮아지므로 응축기 온도도 약간 낮아지는 효과를 고려하면 재생기 효율저하는 미미하며 시스템 전체의 안정성확보와 건물외기온도의 급상승을 억제하므로 전반적으로 보면 실보다 득이 많은 구성이다.In addition, the
(4) 중저온조건(냉방부하 중저)을 살펴본다. 중저온 조건은 굳이 구별하자면 저온과 중온의 사이로 볼 수도 있겠으나, 기본적으로 제어부(50)에 입력되는 T1,T2,T3 온도정보와, P1,P2,P3 펌프부하정보를 고려하여 정의되는 것이 더 바람직하다. 도 6은 본 발명의 중저온조건(냉방부하 중저)에서 전체 시스템의 열교환구조 및 각부 구동상태를 나타낸 것인데, 중간열교환기(10)는 흡수액의 온도를 높임과 동시에 온수탱크로도 여열을 보내고 있다.(4) Look at the low and medium temperature conditions (cooling load medium low). The low and medium temperature conditions may be regarded as between the low temperature and the medium temperature, but are basically defined in consideration of T1, T2, and T3 temperature information and P1, P2, and P3 pump load information input to the
도 7은 본 발명에서 핵심이 되는 중간 열교환기의 구조와 적용조건별 열교환구획 설정을 예를 들어 나타낸 것이다.Figure 7 shows an example of the heat exchange compartment setting according to the structure and application conditions of the intermediate heat exchanger that is the core of the present invention.
도시된 중간열교환기(10)는 다수의 열교환판이 적층된 판형열교환기 방식으로 구성되되, 적어도 3구획의 열교환구획 들로 나누어질 수 있으며 이때 상기 열교환구획 들은 고온재생기로부터의 배기열을 각각 급탕온수, 흡수액 및 냉각수와 열교환하도록 구성된다. 구체적으로 중간열교환기(10)는, 다수의 열교환판 중, 각각의 열교환구획별로 열교환판 적층수를 산술적으로 조절함으로써 전체 시스템의 사양을 바꾸지 않고 각 열교환구획별 열교환량을 간단히 조절할 수 있다. 예컨대 도 7의 하단에 도시한 바와 같이 여름철 온수사용량의 많고 적음에 따라 여열처리의 곤란한 정도를 결정짓고, 그에 따라 냉각탑과의 열교환구획을 늘리는 방식으로 적층패턴을 바꿀 수 있다.The illustrated
이상 본 발명이 구체화된 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에만 국한되는 것은 아니다.While the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the technical spirit of the present invention is not limited to the above embodiments.
다시 말해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 명세서 및 도면이 내포하고 있는 기술적 사상을 활용하여 필요에 따라 본 발명의 명세서 및 도면에 미처 포함되지 않은 단순한 변경 및 간단한 확장 사례를 추가로 구현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명이 고유하게 보유하는 기술적 사상의 범위에 자명하게 포함된다.In other words, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may utilize the technical spirit contained in the specification and drawings of the present invention, and as necessary, simple modifications and simple changes that are not included in the specification and drawings of the present invention. An extended example may be further implemented, but this is also obviously included in the scope of the technical idea uniquely possessed by the present invention.
본 발명은 냉난방부하가 매우 큰 반면에 급탕부하가 상대적으로 적어 여름철 여열의 처리가 곤란한 대형 상업건물 등에 적용될 때 매우 효과적이며, 여열의 냉각과정에서 발생하는 미소한 열효율저하를 능가하는 시스템의 컨디션 향상효과가 있어 설비의 안정성과 수명증가에 기여하므로 초기투자비가 높은 대규모 흡수식 냉온수 설비일수록 적용가치가 높다.The present invention is very effective when applied to large commercial buildings that are difficult to process the summer heat due to the relatively high heating and cooling load while the hot water load is relatively low, and improves the condition of the system that surpasses the slight thermal efficiency decrease generated during the cooling process. As it contributes to the stability and longevity of the facility, the application value is higher for large absorption cold and hot water facilities with high initial investment.
10 : 중간열교환기
20 : 저온열교환기
30 : 고온열교환기
40 : 전환밸브
50 : 제어부
P1 : 온수탱크 열교환펌프
P2 : 흡수액 순환펌프
P3 : 냉각탑 열교환펌프10: intermediate heat exchanger
20: low temperature heat exchanger
30: high temperature heat exchanger
40: switching valve
50:
P1: Hot Water Tank Heat Exchange Pump
P2: Absorbent Circulation Pump
P3: Cooling Tower Heat Exchange Pump
Claims (6)
상기 중간열교환기(10)는 다수의 열교환판이 적층된 판형열교환기 방식으로 구성되되, 적어도 3구획의 열교환구획 들로 나누어지며;
상기 열교환구획 들은 상기 고온재생기로부터의 배기열을 상기 온수탱크의 급탕온수와 상기 저온재생기의 흡수액, 그리고 상기 냉각탑의 냉각수에 각각 전달하도록 구성된 것;을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.The low temperature heat exchanger 20 which transfers the heat generated from the low temperature regenerator to the absorbent liquid in the absorption liquid regeneration process of the absorption chiller, the high temperature heat exchanger 30 which transfers the generated heat from the high temperature regenerator to the absorbent liquid, and a hot water tank storing hot water supply water. And a cooling tower for cooling a condenser and an intermediate heat exchanger (10) disposed between the low temperature heat exchanger (20) and the high temperature heat exchanger (30) to perform intermediate heat exchange.
The intermediate heat exchanger (10) is composed of a plate heat exchanger method in which a plurality of heat exchange plates are stacked, and is divided into at least three compartments of heat exchange compartments;
And the heat exchange compartments are configured to transfer the exhaust heat from the high temperature regenerator to the hot water supply water of the hot water tank, the absorbent liquid of the low temperature regenerator, and the cooling water of the cooling tower, respectively.
상기 다수의 열교환판 중, 각각의 열교환구획별로 열교환판 적층수를 조절함으로써 상기 각각의 열교환구획별로 열교환량을 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.According to claim 1, wherein the intermediate heat exchanger 10,
Absorption-type cold and hot water heater, characterized in that configured to adjust the amount of heat exchange for each of the heat exchange section by adjusting the number of heat exchange plate stacked by each heat exchange section of the plurality of heat exchange plates.
상기 중간열교환기(10)의 상기 열교환구획들 중 상기 흡수액과 열교환하는 열교환구획을 바이패스(bypass)시킬 수 있는 전환밸브(40);를 더 구비한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.The method of claim 2, wherein the absorption cold and hot water machine,
And a switching valve (40) capable of bypassing a heat exchange section for exchanging heat with the absorbent liquid among the heat exchange sections of the intermediate heat exchanger (10).
상기 급탕온수를 순환시키는 온수탱크 열교환펌프(P1)와, 상기 흡수액을 순환시키는 흡수액 순환펌프(P2), 및 상기 냉각수를 순환시키는 냉각탑 열교환펌프(P3)를 포함하여 구성되며;
상기 전환밸브(40)를 제어하는 제어부(50);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.According to claim 3, The absorption cold and hot water machine,
A hot water tank heat exchange pump (P1) circulating the hot water supply hot water, an absorbent liquid circulation pump (P2) circulating the absorbent liquid, and a cooling tower heat exchange pump (P3) circulating the cooling water;
Control unit 50 for controlling the switching valve 40; absorption cold and hot water heater, characterized in that it further comprises.
상기 전환밸브(40)가 상기 열교환구획들 중 상기 흡수액과 열교환하는 열교환구획을 바이패스(bypass)시키는 경우에 상기 온수탱크 열교환펌프(P1) 또는 상기 냉각탑 열교환펌프(P3)를 작동시키는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.The method of claim 4, wherein the control unit 50,
The hot water tank heat exchange pump P1 or the cooling tower heat exchange pump P3 is operated when the switching valve 40 bypasses the heat exchange compartment that exchanges heat with the absorbent liquid among the heat exchange compartments. Absorption chiller.
상기 전환밸브(40)가 상기 열교환구획들 중 상기 흡수액과 열교환하는 열교환구획을 바이패스(bypass)시키지 않는 경우에 상기 흡수액 순환펌프(P2)의 펌프부하를 증가시키는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.The method of claim 5, wherein the control unit 50,
Absorption cold water heater, characterized in that for increasing the pump load of the absorbent liquid circulation pump (P2) when the switching valve (40) does not bypass the heat exchange compartment that exchanges heat with the absorbent liquid of the heat exchange compartment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110128778A KR101136723B1 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Apparatus and method of absorption chiller heater that has a intermediate heat exchanger for summer operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110128778A KR101136723B1 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Apparatus and method of absorption chiller heater that has a intermediate heat exchanger for summer operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101136723B1 true KR101136723B1 (en) | 2012-04-17 |
Family
ID=46143731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110128778A KR101136723B1 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Apparatus and method of absorption chiller heater that has a intermediate heat exchanger for summer operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101136723B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103528258A (en) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 宁波工程学院 | Mixed working medium variable concentration volume adjusting absorption heat pump system |
KR101660706B1 (en) * | 2016-01-13 | 2016-09-28 | 삼중테크 주식회사 | Apparatus for Heat Recovery of Exhaust Gas in High Efficiency Absorption Chiller-Heater |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004239558A (en) | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Yazaki Corp | Absorption type cooling and heating machine |
JP2005300047A (en) | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Heat exchanger system and absorption refrigerating machine using the same |
KR100971179B1 (en) | 2010-04-19 | 2010-07-20 | 주식회사 수성이엔지 | Hot water supply system using both waste heat from generator of absorption chiller-heater and steam boiler |
KR20100112832A (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-20 | 주식회사 센추리 | Low temperature water absorbtion type refrigerator having two-stage |
-
2011
- 2011-12-05 KR KR1020110128778A patent/KR101136723B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004239558A (en) | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Yazaki Corp | Absorption type cooling and heating machine |
JP2005300047A (en) | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Heat exchanger system and absorption refrigerating machine using the same |
KR20100112832A (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-20 | 주식회사 센추리 | Low temperature water absorbtion type refrigerator having two-stage |
KR100971179B1 (en) | 2010-04-19 | 2010-07-20 | 주식회사 수성이엔지 | Hot water supply system using both waste heat from generator of absorption chiller-heater and steam boiler |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103528258A (en) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 宁波工程学院 | Mixed working medium variable concentration volume adjusting absorption heat pump system |
KR101660706B1 (en) * | 2016-01-13 | 2016-09-28 | 삼중테크 주식회사 | Apparatus for Heat Recovery of Exhaust Gas in High Efficiency Absorption Chiller-Heater |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101434908B1 (en) | System for producing hot heat source or electric power using waste heat, and method for controlling therof | |
KR100619444B1 (en) | Chilled water storage type hybrid heating and cooling system using a solar heat system | |
CN101701737B (en) | Heat-pump-driven solution dehumidifying air-conditioning device | |
CN202182589U (en) | Energy balancing system capable of recycling afterheat and waste heat | |
CN102155772B (en) | Cascaded ice-storage air conditioning system and method utilizing same to supply cold air for air conditioner | |
JP6886214B1 (en) | Various energy complementary heat pump drying equipment suitable for low temperature conditions | |
CN110319617B (en) | Gas heat pump device based on heat source tower | |
CN102022858B (en) | Heat recovery type air cooling heat pump unit | |
CN101509716A (en) | Electric power plant cooling system for enhancing cooling efficiency by utilizing residual heat refrigeration manner | |
JP2008202853A (en) | Absorption type heat pump system | |
JP2011112272A (en) | Method and device for heating and cooling | |
JP2011089722A (en) | Method and device for refrigeration/air conditioning | |
KR101078165B1 (en) | Heat-pump system | |
KR101136723B1 (en) | Apparatus and method of absorption chiller heater that has a intermediate heat exchanger for summer operation | |
JP5528903B2 (en) | Absorption type air conditioning and hot water supply system | |
TWI444579B (en) | Heat recovered cooling system | |
KR20110126880A (en) | Heat-pump system | |
KR101188651B1 (en) | Integrated energy recycling system for cogeneration | |
KR101363492B1 (en) | High efficiency hybrid cooling/heating water apparatus with absorption type | |
JP2009236369A (en) | Absorption chiller/heater | |
JP5902955B2 (en) | Absorption type hot and cold water system | |
JP2009236368A (en) | Absorption chiller/heater | |
KR101342378B1 (en) | Absorption type chiller-heater | |
KR100779555B1 (en) | Heat pump system having curcuit for compensating temperature of heat source or sink | |
KR20120010671A (en) | Heat-pump system with counter-flow |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated 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: 20150114 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160201 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180118 Year of fee payment: 7 |