KR101163065B1 - 흡수식 냉난방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증발기에서 냉매가 증발할 때 발생되는 증발열로 냉방 또는 난방을 하고 냉매증기를 흡수기에서 흡수하도록 이루어진 흡수식 냉난방장치에 관한 것이다. 본 발명 흡수식 냉난방장치는, 증발기에 설치되어 냉수 또는 온수가 흐르며, 양단이 상기 증발기의 일단에 구비된 튜브시트에 고정되도록 절곡 형성된 제1전열관; 및 흡수기에 설치되어 냉각수가 흐르며, 양단이 상기 흡수기의 일단에 구비된 튜브시트에 고정되도록 절곡 형성된 제2전열관;을 포함한다. 본 발명 흡수식 냉난방장치에 따르면, 냉매증기로 인한 전열관 가열시 전열관이 측방향으로 변형되지 않고 길이방향으로 원활하게 팽창하게 되며, 튜브시트를 증발기 및 흡수기의 일단부에만 구비해도 되기 때문에 구조가 간단하고 제작비용을 절감할 수 있다.

Description

흡수식 냉난방장치{ABSORPTIVE REFRIGERATOR}
본 발명은 실내를 냉난방하는 냉난방장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증발기에서 냉매가 증발할 때 발생되는 증발열로 냉방 또는 난방을 하고 냉매증기를 흡수기에서 흡수하도록 이루어진 흡수식 냉난방장치에 관한 것이다.
흡수식 냉난방은 냉매가스의 액체 용해도가 온도, 압력에 따라 달라지는 것을 이용한 것으로, 통상 LPG, LNG 등의 가스를 열원으로 하여 흡수용액과 냉매를 이용한 냉난방사이클에 의해 달성된다. 이와 같은 흡수식 냉난방은 전기를 에너지원으로 하는 기존 증기 압축식 냉방장치의 압축기 대신 흡수기와 재생기를 갖추고 일차적인 열에너지를 이용함으로써 하절기에 전력부하를 낮추어 과다한 전력소모를 방지할 수 있게 된다. 또한, 흡수식 냉난방은 폐열을 이용한 열병합 시스템에도 적용할 수 있는 등 다양한 장점이 있어 최근 널리 이용되고 있다.
통상적인 흡수식 냉난방장치가 도 1에 도시되어 있다.
흡수식 냉난방장치(1)는 흡수액을 1차 가열 농축하고 냉매증기를 발생시키는 고온재생기(10), 고온재생기(10)로부터 배출되는 냉매증기를 이용해 흡수액을 2차 가열 농축시키는 저온재생기(20), 저온재생기(20)로부터 유입되는 냉매증기를 냉각 응축시켜 냉매액을 생성하는 응축기(30), 냉매액의 분산 증발로 냉수로부터 열을 흡수하는 증발기(40), 증발기(40)로부터 증발된 냉매증기를 농축된 흡수액에 흡수시키고 묽어진 흡수액을 고온재생기(10)로 회수하는 흡수기(50) 및 흡수기(50)에서 냉각된 저온의 흡수액과 각 재생기(10)(20)에서 가열된 고온의 흡수액을 열교환시키는 열교환기(60)(70)를 포함한다.
이때, 증발기(40) 및 흡수기(50)에는 냉수 및 냉각수가 흐르는 직관으로 되고 동관으로 만들어진 전열관이 각각 설치된다. 이때, 각 전열관의 양단은 튜브시트(미도시)에 형성된 고정홀에 각각 삽입된 후 확관기로 확관되어 고정됨으로써 증발기(40) 및 흡수기(50) 내부가 고진공에 가까운 상태를 유지한다.
이와 같은 구성을 갖는 종래의 흡수식 냉난방장치의 경우 증발기 및 흡수기에서는 온도의 변화가 발생하게 되는데, 동관으로 된 전열관이 직관으로 형성되고 양단이 튜브시트에 각각 고정된 상태이기 때문에 온도가 변화할 때 전열관이 휘어지며 확관부위가 변형되는 등의 염려가 있다.
이와 같이 전열관에 변형이 발생하게 되면 튜브시트의 고정홀과 전열관의 단부 사이의 기밀이 깨어지게 되고, 외부의 공기가 증발기 및 흡수기 내로 유입되어 증발기 및 흡수기 내의 압력이 일정하게 유지되지 못하며 진공이 파괴된다. 이처럼 증발기 및 흡수기 내의 압력이 일정하게 유지되지 못하고 진공이 파괴되면 냉난방의 효과는 얻을 수 없다.
이에, 증발기 및 흡수기를 ∩ 형태로 만들고 그 내부에 설치되는 전열관 또한 직관이 아닌 ∩ 형태로 만든 흡수식 냉난방장치가 대한민국 공개특허공보(제2000-0030707호, 이하 ‘선행문헌’이라 한다)에 개시되어 있다.
선행문헌에 따른 흡수식 냉난방장치에 따르면 전열관을 직관형태가 아닌 ∩ 형태로 만들어 열에 의한 변형의 우려를 최소화하도록 하였다. 그러나, 전열관뿐만 아니라 증발기 및 흡수기 또한 ∩ 형태로 만들고 그 내측으로 고온재생기를 설치하도록 이루어짐으로써, 여전히 증발기 및 흡수기의 양단부에 튜브시트를 각각 구비해야 하므로 구조가 복잡하고 전열관의 단부에 관로를 연결할 때 관로의 연결상태가 복잡한 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 전열관의 변형에 따른 증발기 및 흡수기 내의 압력변화(누설)를 방지할 수 있고 간단한 구조로 제작할 수 있는 흡수식 냉난방장치를 제공하는데 있다.
본 발명 흡수식 냉난방장치는, 증발기에 설치되어 냉수 또는 온수가 흐르며, 양단이 상기 증발기의 일단에 구비된 튜브시트에 고정되도록 절곡 형성된 제1전열관; 흡수기에 설치되어 냉각수가 흐르며, 양단이 상기 흡수기의 일단에 구비된 튜브시트에 고정되도록 절곡 형성된 제2전열관; 및 증발기와 흡수기 사이에 설치되어 증발기와 흡수기를 구획하고 흡수기의 흡수액이 상기 증발기로 유입되는 것을 방지하는 엘리미네이터;를 포함하며, 증발기 및 흡수기의 각 튜브시트는 동일방향에 위치되며, 제1,2전열관은 수평으로 배열된다.
증발기 및 흡수기는 내부에 각 전열관이 설치되는 직선경로가 형성된다.
제1,2전열관은 ∩ 형태로 절곡 형성된다.
증발기와 흡수기 사이에 설치되는 엘리미네이터는, 증발기와 흡수기를 분리하고 증발기에서 발생되는 냉매증기를 흡수기로 이송시키기 위한 이송홀이 형성된 분리막; 및 분리막의 양측면 중 흡수기 측에 연장 형성되어 흡수기의 흡수액이 증발기로 유입되는 것을 방지하는 흡수액 유입방지부;를 포함한다.
흡수액 유입방지부는 분리막과 별도로 형성되어 분리막에 접합되거나, 분리막과 일체로 형성된 상태에서 이송홀을 형성하기 위한 펀칭가공에 의해 일부가 분리막과 분리된 후 절곡되어 형성된다.
본 발명은 증발기의 냉매 및 흡수기의 흡수액이 순환되는 경로에 마련된 유체 저장공간에 설치되어 유체 저장공간의 유량을 측정하는 유량계;를 더 포함한다.
유량계는 유체에 부양하는 플로트의 부양 위치에 따라 유량을 측정하도록 이루어진다.
유량계는, 유체 저장공간의 측벽에 수직으로 마련되고, 유체 저장공간과 연통되어 유체가 유출입되는 유체관; 유체관의 상단에 수직으로 연결되는 연결관; 유체관의 상단을 관통하여 연결관 내에서 승강되는 승강로드; 유체관 내에서 승강로드의 하단에 결합되어 유체에 부양하는 플로트; 및 승강로드와 연결관에 구비되어 플로트의 위치변화를 감지하는 감지센서;를 포함한다.
감지센서는 마그네틱 센서이다.
마그네틱 센서는, 승강로드에 구비되는 자석; 및 연결관에 간격을 두고 구비되는 복수 개의 리드스위치;이다.
본 발명 흡수식 냉난방장치에 따르면 다음과 같은 효과들이 있다.
첫째, 전열관을 절곡시켜 양단이 증발기 및 흡수기의 일단부에 마련된 튜브시트에 각각 고정되도록 이루어짐으로써, 냉매증기로 인한 전열관 가열시 전열관이 측방향으로 변형되지 않고 길이방향으로 원활하게 팽창하게 된다. 이렇게 전열관이 길이방향으로 팽창하게 되면 전열관의 양단부와 각 튜브시트 사이의 고정상태가 깨지지 않기 때문에 증발기 및 흡수기 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 냉난방효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 증발기 및 흡수기의 타단을 폐쇄하고 일단에 구비된 튜브시트에 전열관의 양단을 각각 고정하도록 이루어짐으로써, 종래에 증발기 및 흡수기의 양단에 각각 튜브시트를 구비하는 것과 비교할 때 다양한 효과를 얻을 수 있다. 먼저, 튜브시트를 한쪽에만 구비해도 되기 때문에 구조가 간단하고 제작비용을 절감할 수 있다. 그리고, 튜브시트를 양단에 구비하고 각 튜브시트에 전열관의 양단을 각각 고정하는 경우 증발기 및 흡수기의 양단에서 전열관에 연결되는 관로를 연결해야 했기 때문에 관로연결이 복잡하였으나, 본원발명에서는 튜브시트가 증발기 및 흡수기의 한쪽에서만 전열관에 관로를 연결하기 때문에 관로의 연결이 복잡하지 않게 된다.
셋째, 엘리미네이터에 의해 흡수기 내의 흡수액이 증발기로 유입되지 못하기 때문에 증발기의 냉매가 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 냉난방효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
넷째, 엘리미네이터가 펀칭가공에 의해 이송홀을 형성하면서 흡수액 유입방지부도 동시에 형성하기 때문에 제작이 용이하고 구조가 간단하기 때문에 제작비용을 절감할 수 있다.
다섯째, 증발기의 냉매액과 흡수기의 흡수액이 순환하는 이송로 상의 유체 저장공간에 플로트를 이용한 유량계를 구비하여 유량을 측정하도록 이루어짐으로써, 유량계가 부식할 염려가 없기 때문에 고장날 염려가 없고 수리를 위해 교체할 염려가 없기 때문에 유체 저장공간의 기밀을 유지할 수 있다.
여섯째, 저온재생기로 공급되는 열원 즉, 증기 또는 온수를 고온재생기로부터 공급받지 않고 다른 열공급원인 태양열이나 지역난방 등을 통해 공급받음으로써 열공급원을 다각화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 통상적인 흡수식 냉난방장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 흡수식 냉난방장치를 나타낸 개략도.
도 3은 도 2의 증발기 및 흡수기에 전열관이 설치된 모습을 나타내 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 각 전열관이 튜브시트에 고정된 모습을 나타낸 사시도.
도 5는 도 2에 도시된 엘리미네이터의 사시도.
도 6은 엘리미네이터를 통해 냉매증기가 이송되고 흡수액이 증발기로 유입되는 것을 방지하는 모습을 나타낸 도면.
도 7은 유량계가 설치된 모습을 나타낸 사시도.
도 8은 유량계가 설치된 모습을 나타낸 횡단면도.
도 9는 도 2에 도시된 저온재생기로부터 응축기로 냉매증기가 이송되는 모습을 나타낸 도면.
도 10은 도 9에 도시된 분리막의 일 예를 나타낸 사시도.
도 11은 도 9에 도시된 분리막의 다른 예를 개략적으로 나타낸 횡단면도.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 흡수식 냉난방장치를 나타낸 개략도.
이하에서는 본 발명 흡수식 냉난방장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 흡수식 냉난방장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명에 따른 흡수식 냉난방장치(100)는 증발기(110), 흡수기(120), 엘리미네이터(130), 고온재생기(140), 저온재생기(150), 응축기(160) 및 열교환기(170)(180)를 포함한다.
증발기(110)는 냉매의 증발시 발생되는 증발열로 냉수를 냉각시키거나 물을 가열하여 온수를 만든다. 냉매로는 물이 사용될 수 있다. 이러한 증발기(110)는 냉매를 넣은 밀폐된 용기로서 내부에 냉수 또는 온수가 흐르는 제1전열관(111)이 설치된다. 제1전열관(111)을 통해 흐르는 냉수 또는 온수는 실내의 냉난방에 이용된다. 예컨대, 증발기(110) 내부를 6mmHg 정도의 진공으로 유지하면 냉매인 물은 4℃에서 증발하고 그 증발열에 의해 제1전열관(111) 내부의 냉수가 냉각되므로 냉각된 냉수를 이용해 실내를 냉방하게 된다.
흡수기(120)는 증발기(110)에서 발생된 냉매증기를 흡수한다. 이러한 흡수기(120) 내에는 냉매증기를 흡수할 때 발생하는 흡수열을 제거하기 위하여 냉각수가 흐르는 제2전열관(121)이 설치된다. 흡수기(120)에서 사용되는 흡수액으로는 리튬브로마이드(LiBr)가 주로 사용되나 이에 한정되지 않고 다른 흡수액이 사용될 수 있다. 증발기(110)에서 증발이 계속되면 수증기 분압이 점차 높아져 증발온도가 상승하므로 흡수기(120)를 통해 증발기(110)의 냉매증기를 흡수해야 한다. 냉매증기가 흡수기(120)로 흡수되면 증발기(110)에서의 증발압력 및 온도가 일정하게 유지된다. 흡수기(120)로 흡수된 냉매증기는 제2전열관(121)을 흐르는 냉각수에 의해 냉각되어 액화된 후 흡수액과 섞이게 되고, 흡수액의 농도는 묽어진다.
엘리미네이터(130)는 증발기(110)와 흡수기(120) 사이에 설치되어 증발기(110)에서 발생되는 냉매증기가 흡수기(120)로 이송되는 경로가 된다. 엘리미네이터(130)는 냉매증기가 흡수기(120)로 이송되는 과정에서 흡수기(120)에 있는 흡수액이 증발기(110)로 유입되는 것을 방지해준다.
고온재생기(140)는 흡수기(120)로부터 묽어진 흡수액을 유입하여 버너를 이용해 가열함으로써 고온의 냉매증기를 발생시키고 흡수액을 농축시킨다. 즉, 흡수기(120)의 흡수액이 계속해서 묽게 되면 흡수작용을 계속할 수 없기 때문에 농축과정이 필요하게 되며, 이 농축과정이 고온재생기(140) 및 저온재생기(150)를 통해 이루어진다.
저온재생기(150)는 고온재생기(140)에서 유입된 고온의 냉매증기를 이용하여 저온재생기(150)로 보내진 묽은 흡수액을 가열 농축한다. 저온재생기(150)에는 고온재생기(140)로부터 이송되는 냉매증기가 흐르는 제3전열관(151)이 설치된다.
고온재생기(140) 및 저온재생기(150)에서 가열 농축된 흡수액은 흡수기(120)로 이송된다.
응축기(160)는 저온재생기(150)에서 발생된 냉매증기와 저온재생기(150)의 제3전열관(151) 내부에서 응축된 냉매를 유입하여 냉각수를 이용해 냉각 응축시킨 후 증발기(110)로 이송시킨다. 응축기(160) 내에는 냉각수가 흐르는 제4전열관(161)이 설치된다. 응축기(160)를 통해 증발기(110)로 돌아온 냉매는 다시 증발하여 냉동작용을 계속한다.
열교환기(170)(180)는 증발기(110)로부터 증발된 냉매증기를 농축된 흡수액에 흡수시키고 묽어진 흡수액을 고온재생기(140)로 회수하는 과정에서 각 재생기(140)(150)에서 가열된 고온의 흡수액과 열교환시킴으로써 고온재생기(140)로 공급되는 묽어진 흡수액을 온도를 상승시킨다.
한편, 증발기(110)의 냉매 및 흡수기(120)의 흡수액이 순환되는 경로에 마련된 유체 저장공간에는 유량을 측정하기 위한 후술할 유량계(190)가 각각 설치된다.
도 3은 도 2의 증발기 및 흡수기에 전열관이 설치된 모습을 나타내 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 각 전열관이 튜브시트에 고정된 모습을 나타낸 사시도이다.
증발기(110)와 흡수기(120)는 내부에 제 1,2전열관(111)(121)이 각각 설치되는 직선경로가 형성되도록 직관형 타입으로 형성된다. 이러한 증발기(110) 및 흡수기(120)의 일단에는 제 1,2전열관(111)(121)이 고정되는 튜브시트(112)(122)가 각각 구비되며, 증발기(110) 및 흡수기(120)의 타단은 폐쇄된 형태를 갖는다. 증발기(110) 및 흡수기(120)의 튜브시트(112)(122)는 동일방향으로 위치된다.
증발기(110)에 설치되며 동관으로 제작된 제1전열관(111)은 ∩ 형태로 절곡되어 있으며 그 양단이 증발기(110)의 일단에 구비되는 튜브시트(112)에 고정된다. 흡수기(120)에 설치되며 동관으로 제작된 제2전열관(121)도 ∩ 형태로 절곡되어 있으며 그 양단이 흡수기(120)의 일단에 구비되는 튜브시트(122)에 고정된다. 제1,2전열관(111)(121)은 수평으로 배열된다.
제1,2전열관(111)(121)의 양단은 튜브시트(112)(122)에 형성된 고정홀(미도시)에 각각 삽입된 후 확관기로 확관되어 고정됨으로써, 증발기(110) 및 흡수기(120) 내부가 압력변동 없이 진공에 가까운 상태를 유지하게 된다.
증발기(110) 및 흡수기(120) 내부에는 제1,2전열관(111)(121)을 각각 관통시키면서 제1,2전열관(111)(121)을 지지하는 지지부재(113)(123)가 이격 설치된다. 이 때, 제1,2전열관(111)(121)이 관통되는 관통홀(미도시)은 제1,2전열관(111)(121)의 길이방향 팽창을 고려하여 제1,2전열관(111)(121)의 직경보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 증발기(110) 및 흡수기(120)는 ∩ 형태로 된 제1,2전열관(111)(121)의 양단부로부터 중심부까지의 거리보다 길게 형성되어 제1,2전열관(111)(121)의 길이팽창이 가능하도록 한다.
상기와 같이 증발기(110) 및 흡수기(120)를 내부에 직선경로가 형성되도록 직관 타입으로 만들고 제1,2전열관(111)(121)을 ∩ 형태로 만듦으로써, 냉매증기로 인한 제1,2전열관(111)(121) 가열시 제1,2전열관(111)(121)의 양단부가 고정된 상태에서 중심부가 길이방향으로 원활하게 팽창하게 된다. 이렇게 제1,2전열관(111)(121)이 길이방향으로 팽창하게 되면 제1,2전열관(111)(121)의 양단부와 각 튜브시트(112)(122) 사이의 고정상태(확관부위)가 깨지지 않기 때문에 증발기(110) 및 흡수기(120) 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 증발기(110) 및 흡수기(120) 내의 진공상태가 깨지지 않는다. 따라서 냉난방효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 증발기(110) 및 흡수기(120)의 타단을 폐쇄하고 일단에 구비된 튜브시트(112)(122)에 제1,2전열관(111)(121)의 양단을 각각 고정하도록 이루어짐으로써, 종래에 증발기(110) 및 흡수기(120)의 양단에 각각 튜브시트를 구비하는 것과 비교할 때 다양한 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 튜브시트를 한쪽에만 구비해도 되기 때문에 구조가 간단하고 제작비용을 절감할 수 있다. 둘째, 튜브시트를 양단에 구비하고 각 튜브시트에 전열관의 양단을 각각 고정하는 경우 증발기 및 흡수기의 양단에서 전열관에 연결되는 관로를 연결해야 했기 때문에 관로연결이 복잡하였으나, 본원발명에서는 튜브시트가 증발기(110) 및 흡수기(120)의 한쪽에서만 제 1,2전열관(111)(121)에 관로를 연결하기 때문에 관로의 연결이 복잡하지 않게 된다.
도 5는 도 2에 도시된 엘리미네이터의 사시도이고, 도 6은 엘리미네이터를 통해 냉매증기가 이송되고 흡수액이 증발기로 유입되는 것을 방지하는 모습을 나타낸 도면이다.
엘리미네이터(130)는 분리막(131)과 흡수액 유입방지부(132)로 구성된다. 분리막(131)은 증발기(110)와 흡수기(120) 사이에 설치되어 증발기(110)와 흡수기(120)를 분리한다.
분리막(131)에는 증발기(110)에서 발생된 냉매증기를 흡수기(120)로 이송시키기 위한 다수의 이송홀(131a)이 형성된다.
흡수액 유입방지부(132)는 분리막(131)의 양면 중 흡수기(120) 측에 연장 형성되어 흡수기(120)의 흡수액이 증발기(110)로 유입되는 것을 방지한다. 흡수액 유입방지부(132)는 분리막(131)과 일체로 형성된 상태에서 이송홀(131a)을 형성하기 위한 펀칭가공에 의해 일부가 분리막(131)과 분리된 후 절곡되어 형성된다. 이러한 흡수액 유입방지부(132)는 분리막(131)과 별도로 형성된 후 분리막(131)에 접합될 수도 있다.
흡수액 유입방지부(132)는 이송홀(131a)의 출구측(흡수기 측)으로부터 하방으로 연장되어 이송홀(131a)을 통해 이송되는 냉매증기가 하방을 향하도록 이송방향을 전환시킨다. 이때, 흡수액 유입방지부(132)는 이송홀(131a)을 커버링한다.
상기와 같은 구성을 갖는 엘리미네이터(130)에 의해 흡수기(120) 내의 흡수액이 증발기(110)로 유입되지 못한다. 즉, 흡수기(120)의 내측 상부에서는 흡수액이 하방으로 분사되며, 분사되는 흡수액은 제2전열관(121)에 부딪히게 된다. 제2전열관(121)에 부딪히는 흡수액은 사방으로 분산되면서 분리막(131) 쪽으로도 분산되는바, 흡수액 유입방지부(132)가 없다면 분산되는 흡수액이 이송홀(131a)을 통해 증발기(110) 내로 유입되게 된다. 만일, 흡수액이 증발기(110) 내로 유입되어 냉매와 섞이게 되면 냉매가 오염되어 원하는 압력에서 냉매의 증발이 원활하게 이루어질 수 없다. 이러한 문제점을 엘리미네이터(130)에 흡수액 유입방지부(132)를 구비하여 해소할 수 있다.
또한, 펀칭가공에 의해 이송홀(131a)을 형성하면서 흡수액 유입방지부(132)도 동시에 형성하기 때문에 제작이 용이하고 구조가 간단하기 때문에 제작비용을 절감할 수 있다.
도 7은 유량계가 설치된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 8은 유량계가 설치된 모습을 나타낸 횡단면도이다.
유량계(190)는 유체관(191), 결합부(192), 연결관(193), 승강로드(194), 플로트(195) 및 감지센서(196)를 포함한다.
유체관(191)은 측정하고자 하는 유체가 담긴 유체 저장공간(s)의 외부에서 측벽에 수직으로 장착되고, 유체 저장공간(s)과 연통되어 유체가 자유롭게 유출입된다. 이러한 유체관(191)의 상,하단은 막혀 있으며, 하단부 및 상단부의 측부에는 유체 및 공기의 소통이 가능하도록 각각 유체소통홀(191a)과 공기소통홀(191b)이 형성된다. 따라서, 유체 저장공간(s)의 유체가 증감함에 따라 유체관(191) 내의 유체도 증감된다.
유체관(191)의 내부 하측에는 플로트(195)가 더 이상 하강하는 것을 방지함으로써, 승강로드(194)가 연결관(193)으로부터 빠지지 않도록 하는 받침대(197)가 구비된다.
결합부(192)는 유체관(191)의 상단을 수직으로 관통하면서 나사 결합된다.
연결관(193)은 유체관(191)의 외부에서 결합부(192)의 중심에 수직으로 연결된다. 즉, 연결관(193)은 결합부(192)를 통해 유체관(191)의 상단에 수직으로 연결된다. 이러한 연결관(193)의 하단은 결합부(192)에 밀착되며 상단은 밀폐된 형태로 형성된다. 따라서, 연결관(193)을 통해서는 유체관(191) 내로 공기의 소통이 이루어지지 않는다.
승강로드(194)는 결합부(192)를 관통하여 연결관(193) 내에 승강 가능하게 구비된다.
플로트(195)는 연결관(193) 내에서 승강로드(194) 하단에 결합되어 유체의 표면에서 부유한다.
감지센서(196)는 승강로드(194)와 연결관(193)에 구비되어 플로트(195)의 위치변화를 감지한 후, 냉매와 흡수액 등을 순환시키기 위해 구비되는 펌프 등의 작동을 제어하는 제어부(미도시)로 감지신호를 전송한다. 이러한 감지센서(196)는 마그네틱 센서로서, 승강로드(194)에 구비되는 자석(미도시), 및 연결관(193)에 간격을 두고 구비되어 자석과의 상호작용에 의해 제어부로 신호를 전송하는 복수 개의 리드스위치(미도시)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 유량계(190)에 따르면 유체의 표면에 부유하는 플로트(195)와 플로트(195)의 위치변화를 감지하는 감지센서(196)를 이용해 유체의 양을 측정하도록 이루어짐으로써, 종래에 전극봉을 이용해 유량을 감지하는 것과 비교해 볼 때 부식되는 현상을 없애줌으로써 수명을 늘릴 수 있고 동일한 성능을 장시간 유지할 수 있으며, 정밀한 유량조절이 가능하다. 또한, 유체 저장공간에서 유체가 오버플로우되는 것도 방지할 수 있다.
이와 같은 유량계(190)에 따르면 도 8에 도시된 바와 같이 유체가 저수위(h1)일 때 냉매 및 흡수액의 순환이 모두 정지되며, 유체가 적정수위(h2)일 때는 냉매 및 흡수액의 순환이 계속해서 이루어지고, 유체가 고수위(h3)일 때는 유체공간 내로 유체의 유입을 방지하기 위해 펌프를 오프시키게 된다. 펌프를 오프시켜 유체공간 내의 유체가 적정수위로 떨어지게 되면 다시 펌프가 작동하여 냉매 및 흡수액의 순환이 계속된다.
도 9는 도 2에 도시된 저온재생기로부터 응축기로 냉매증기가 이송되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9에 도시된 분리막의 일 예를 나타낸 사시도이며, 도 11은 도 9에 도시된 분리막의 다른 예를 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.
저온재생기(150)에는 제3전열관(151)을 통과하는 냉매증기로 인해 묽은 흡수액이 가열되면서 발생되는 냉매증기와 함께 흡수액이 같이 상승할 때 냉매증기와 흡수액을 분리해주는 복수 개의 기액 분리벽(152)이 지그재그로 형성된다. 따라서, 냉매증기와 함께 흡수액이 지그재그로 된 경로를 따라 상승할 때 냉매증기에 비해 무게가 무거운 흡수액은 기액 분리벽(152)에 걸려 더 이상 상승하지 못하고 걸러진다.
저온재생기(150)와 응축기(160)는 분리막(153)으로 구획되며, 도 10에 도시된 바와 같이 분리막(153)의 상부에는 저온재생기(150) 내에서 기액 분리벽(152)을 통과한 냉매증기가 응축기(160)로 이송되는 다수의 이송홈(153a)이 이격 형성된다.
또한, 분리막(153)은 상부에 도 11에서와 같이 저온재생기(150) 및 응축기(160) 쪽으로 하향 경사지게 형성된 절곡판(153b)을 각각 구비하는 형태로 형성될 수도 있다. 이 때, 저온재생기(150) 쪽으로 형성된 절곡판(153b)에는 흡수액을 걸러주기 위한 흡수액 걸름돌부(153c)가 돌출 형성된다. 도 11과 같은 분리막(153)을 사용할 경우 기액 분리벽(152)을 사용하지 않을 수도 있다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 흡수식 냉난방장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉난방장치(100)는 제1실시예에 구비되는 고온재생기(140)를 구비하지 않고 저온재생기(150)로 공급되는 냉매증기 또는 온수를 외부의 열공급원으로부터 공급받을 수 있다. 즉, 지역난방이나 태양열을 이용하여 생성된 증기나 온수를 저온재생기(150)로 공급하여 흡수액을 농축할 수도 있다. 이 때, 외부의 열공급원은 지역난방이나 태양열에 국한되지 않고 다양한 열공급원이 이용될 수 있다. 이와 같은 구조에서는 흡수기(120)의 묽어진 흡수액이 직접 저온재생기(150)로 공급된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 얼마든지 변경할 수 있다.
100 : 흡수식 냉난방장치 110 : 증발기
111 : 제1전열관 112 : 튜브시트
113 : 지지부재 120 : 흡수기
121 : 제2전열관 122 : 튜브시트
123 : 지지부재 130 : 엘리미네이터
131 : 분리막 132 : 흡수액 유입방지부
140 : 고온재생기 150 : 저온재생기
151 : 제3전열관 152 : 기액 분리벽
153 : 분리막 160 : 응축기
161 : 제4전열관 170, 180 : 열교환기
190 : 유량계 191 : 유체관
192 : 결합부 193 : 연결관
194 : 승강로드 195 : 플로트
196 : 감지센서 197 : 받침대

Claims (10)

  1. 증발기에 설치되어 냉수 또는 온수가 흐르며, 양단이 상기 증발기의 일단에 구비된 튜브시트에 고정되도록 ∩ 형태로 절곡 형성된 제1전열관;
    흡수기에 설치되어 냉각수가 흐르며, 양단이 상기 흡수기의 일단에 구비된 튜브시트에 고정되도록 ∩ 형태로 절곡 형성된 제2전열관;
    상기 증발기와 흡수기 사이에 설치되어 증발기와 흡수기를 구획하고, 상기 흡수기의 흡수액이 상기 증발기로 유입되는 것을 방지하도록 분리막에 흡수기측으로 돌출하여 연장된 흡수액 유입방지부를 형성된 엘리미네이터;
    상기 흡수기로부터 묽어진 흡수액을 유입하여 버너를 이용해 가열하는 고온재생기 또는 외부에서 열원을 공급하는 태양열/지역난방;
    상기 고온재생기 또는 외부에서 열원을 공급하는 태양열/지역난방에서 제3전열관을 통해 유입된 고온의 냉매증기를 이용하여 묽은 흡수액을 가열하면서 발생하는 냉매증기와 흡수액을 분리해주는 복수 개의 기액 분리벽이 지그재그로 형성된 저온재생기; 및
    상기 저온재생기에서 발생된 냉매증기와 저온재생기의 제3전열관 내부에서 응축된 냉매를 유입하여 냉각수를 이용해 냉각 응축시킨 후 증발기로 이송시키도록 저온재생기와 분리막에 의해 분리되어 냉각수가 흐르는 제4전열관이 형성된 응축기;를 포함하여 이루어짐과 동시에,
    상기 흡수액 유입방지부는 상기 분리막과 별도로 형성되어 분리막에 접합되거나, 상기 분리막과 일체로 형성된 상태에서 이송홀을 형성하기 위한 펀칭가공에 의해 일부가 분리막과 분리된 후 절곡되게 형성하고,
    상기 증발기 및 흡수기의 각 튜브시트는 동일방향에 위치되며, 상기 제1,2전열관은 수평으로 배열되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방장치.
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 증발기의 냉매 및 흡수기의 흡수액이 순환되는 경로에 마련된 유체 저장공간에 설치되어 상기 유체 저장공간의 유량을 측정하는 유량계는,
    상기 유체 저장공간의 측벽에 수직으로 마련되고, 상기 유체 저장공간과 연통되어 유체가 유출입되는 유체관;
    상기 유체관의 상단에 수직으로 연결되는 연결관;
    상기 유체관의 상단을 관통하여 상기 연결관 내에서 승강되는 승강로드;
    상기 유체관 내에서 상기 승강로드의 하단에 결합되어 상기 유체에 부양하는 플로트; 및
    상기 승강로드와 상기 연결관에 구비되어 상기 플로트의 위치변화를 감지하는 감지센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방장치.
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