KR101341790B1 - 울트라 e.s형 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기 - Google Patents

울트라 e.s형 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지를 절약하는 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 냉수 생산 에너지를 절약할 수 있고, 외기냉각 냉수의 오염방지와 열교환 효율을 향상할 수 있으며, 외기냉각 냉수운전 기간의 감소를 방지 할수 있고, 설치 및 유지관리를 간편하게 할 수 있으며, 초기투자비 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 울트라 E.S형 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 관한 것으로, 하나의 유닛프레임(110)상에 어셈블리되며, 열교환영역(25)에 배치되어 유입되는 냉매증기를 냉각 열교환하여 액상의 냉매로 응축하는 응축기, 외기냉각 냉수 운전모드에서 유입되는 리턴냉수를 냉각 열교환하여 생산된 저온의 냉수를 냉열부하부(36)로 공급하는 외기냉각 냉수열교환기, 응축기 및 외기냉각 냉수열교환기의 외표면상에 냉각수를 살수하는 살수부, 외기냉각 냉수열교환기의 하부에 배치되며, 살수부로부터 살수되어 응축기 또는 외기냉각 냉수열교환기 중 어느 하나와 냉각 열교환을 이루고 온도가 상승되어 낙하되는 고온의 냉각수를 냉각하여 냉각효율을 향상하는 개방형 열교환부(40), 급기구(12)를 통해 급기를 흡인하고 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하는 송풍팬부, 살수부로부터 낙하된 냉각수를 집수하는 집수조(17), 집수조(17)로부터 살수부로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관 (81) 및 살수펌프(74)를 갖는 냉각부; 칠러 냉수운전모드에서 증발냉각을 통해 냉수를 생산하는 증발기(32a, 32b)를 갖는 칠러부(30a, 30b); 외기냉각 냉수열교환기에 연결된 냉수리턴관(95b) 또는 증발기(32a, 32b)에 연결된 냉수리턴관(95a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수의 유로를 전환하는 유로 제어밸브; 설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도 신호에 따라 냉각부, 칠러부 (30a, 30b) 및 제어밸브를 운전하는 제어를 포함하는 제어부(70); 설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도를 검출하여 제어부(70)로 출력하는 온도검출기(76)를 포함하는 것을 특징으로한다.

Description

울트라 E.S형 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기{Ultra energy saving type compression chiller and absorption chiller-heater}
본 발명은 에너지를 절약하는 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외기 온도가 낮은 동계나 동계와 하계사이의 중간계절(초봄 또는 늦가을 등)에 저온 외기를 냉각매체로 이용하여 냉수를 생산하는 외기냉각 냉수열교환기 및 냉매증기를 냉각 응축하는 응축기를 갖는 냉각부와 냉매를 증발시키어 냉수를 생산하는 칠러부가 인접하게 구성되어 효율적으로 작용되도록 하나의 유닛으로 구성하고, 냉수 생산 에너지를 절약할 수 있으며, 외기냉각 냉수의 오염방지와 열교환 효율을 향상할 수 있고, 외기냉각 냉수운전 기간의 감소를 방지 할수 있으며, 설치 및 유지관리를 간편하게 할 수 있고, 초기투자비 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 울트라 E.S형 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기에 관한 것이다.
일반적으로 냉방장치, 냉장 및 냉동장치 등에 이용되는 냉매 압축식 냉동기(Vapor compression type chiller)의 냉동 사이클(Refrigerating cycle)은 냉매증기의 압축(Compression), 냉매증기의 응축(Condensation), 냉매액의 팽창 (Expansion), 냉매액의 증발(Evaporation) 단계로 사이클을 형성한다.
그리고 냉매 압축식 냉동기에 있어, 압축기(Compressor)는 저온. 저압의 냉매증기(Refrigerant vapor)를 흡입하여 상온에서 쉽게 응축되도록 고온.고압으로 압축하여 응축기(Condenser)로 유출시키고, 응축기는 유입되는 고온.고압의 냉매증기를 냉각매체를 통해 응축 열교환하여 응축열은 대기로 방출하고 액상으로 상변화된 냉매액(refrigerant liquid)을 팽창장치(Expansion device)로 유출시키며, 팽창장치는 응축기로부터 유입된 냉매액이 증발기에서 쉽게 증발 되도록 압력강하 (Pressure drop)하여 저압의 냉매액을 증발기(Evaporator)로 유출시키고, 증발기는 유입되는 저압의 냉매액을 기체 상태로 증발시키면서 증발에 필요한 증발잠열 (Latent heat of vaporization)을 피냉각매체(냉수 또는 공기)로부터 흡수함과 동시에 냉각시키어 냉방 또는 냉동 작용을 수행한다.
또한, 전기 에너지로 구동되는 냉매 압축식 냉동기는, 왕복동식 압축기 (Reciprocating type Compressor)를 갖는 왕복동식 냉동기, 스크루 압축기(Screw type Compressor)를 갖는 스크루 냉동기, 로터리식 압축기(Rotary type Compressor)로터리식 냉동기, 스크롤식 압축기(Scroll type Compressor)를 갖는 스크롤식 냉동기 및 원심식 압축기(Centrifugal type Compressor)를 갖는 원심식 냉동기로 분류된다.
그리고 냉매 압축식 냉동기에 구성되는 팽창장치는, 팽창밸브 (Expansion valve), 모세관(Capillary tube) 및 오리피스(Orifice)로 분류된다.
다음으로, 냉방장치 등에 이용되는 흡수식 냉동기(Absorption type chiller) 및 흡수식 냉온수기(Absorption type chiller-Heater)의 운전 사이클(Operating cycle)은, 희석흡수액(Dilute solution)을 농축흡수액 (Concentrated solution)으로 재생, 냉매증기(Refrigerant vapor)의 응축 (Condensation), 냉매액(Refrigerant liquid)의 증발(Evaporation), 냉매증기의 흡수(Absorption) 단계로 사이클을 형성한다.
그리고 가스 등의 연료, 열원 플랜트로부터 공급받는 고온수 또는 중온수의 열원을 이용하여 냉수를 생산하는 흡수식 냉동기(또는 흡수식 냉온수기)에 있어, 재생기(Generator)는 흡수기(Absorber)에서 유입되는 희석흡수액을 가열하여 생산된 농축흡수액을 흡수기로 유출시키고, 응축기는 재생기에서 유입되는 냉매증기를 냉각매체를 통해 응축 열교환하여 응축열은 대기로 방출하고 액상으로 상변화된 냉매액을 증발기로 유출하며, 증발기는 유입되는 냉매액을 산포시키어 기체 상태로 증발시키면서 증발에 필요한 증발잠열을 피냉각매체(냉수)로부터 흡수함과 동시에 냉각시키어 냉방 작용을 수행한다.
또한, 흡수식 냉온수기에 있어 증발기를 이용하는 난방사이클은, 재생기에서 고온의 냉매증기가 증발기로 유입되고, 냉매증기는 전열관 내측에 유동하는 온수(리턴 온수)와 열교환하여 응축되면서 응축잠열을 이용하여 고온의 온수를 생산하 며, 냉매증기가 가열 열교환을 마치고 응축된 냉매액은 흡수기로 유입되는 농축흡수액에 흡수되어 희석흡수액으로 재생기에 유입되는 단계로 형성된다.
그리고 냉방과 난방을 동시(또는 1대 1)할 수 있는 흡수식 냉온수기의 난방사이클은, 재생기에서 고온의 냉매증기가 온수기(Hot water heat exchanger)로 유입되고, 냉매증기는 전열관 내측에 유동하는 온수(리턴온수)와 열교환하여 응축되면서 응축잠열을 이용하여 고온의 온수를 생산하며, 냉매증기가 가열 열교환을 마치고 응축된 냉매액은 재생기로 유입되는 단계로 형성된다.
다음으로, 인터넷 데이터 센터(IDC:internet data center), 이동통신 교환국, 전산센터, 대형백화점, 항온.항습이 요구되는 시설 등, 4계절 내내 냉방부하가 발생하여 냉방하는 건물이 증가되는 추세이고, 그에 따라 외기 온도가 낮은 동계나 동계와 하계사이의 중간계절에도 냉방하는 수요가 증가하고 있다.
그러나 건물내에서 발생되는 냉방부하는 외기 온도가 낮은 계절로 갈수록 감소될 수 있고, 하계의 냉방부하로 설계된 냉동기와 냉각탑의 냉각부하율도 감소될 수 있기 때문에 저온 외기 계절에는 하계에 냉열부하부로 공급되는 통상의 냉수온도(7℃) 보다 높은 온도(개략 8~10 ℃)의 냉수를 공급하더라도 냉방을 할 수 있을 것이다.
이와 같은 저온외기 계절의 냉방운전 환경에서는 외기냉각 냉수시스템(Free cooling chilled water system)이 가장 경제적이고 효용적인 냉수 생산시스템이 될 수 있다.
저온외기 계절에 칠러(Chiller)의 냉수 생산을 대체함과 동시에, 저온 외기를 냉각매체로 이용하여 생산되는 냉수를 냉방에 사용하는 외기냉각 냉수시스템의 기술이 미국 냉동공조공학회(ASHRAE: American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers)가 발행한 인용 문헌 "2000 ASHRAE Handbook / Systems and Equipment(SI) / CHAPTER 36 COOLING TOWERS / Free cooling(page 36.9,36.10)"에서 개시하고 있다.
상기 인용 문헌에서 개시한 Fig. 19(Free Cooling by Use of Auxiliary Heat Exchanger)에 대하여 대비가 용이하도록 도면 5.에 구체적으로 도시하였고, Fig. 20(Free Cooling by Interconnection of Water Circuits)은 도면 6.에 구체적으로 도시하였다.
그리고 도 7.에서는 인용 문헌에서 개시하는 개방형 열교환부(Fillers)를 통해 냉수로 이용하는 냉각수와 공기가 직접 접촉하여 냉각 열교환하는 직접 외기 냉각 냉수시스템(Direct Free cooling system)의 문제점을 개선한 종래기술로서, 칠러용 개방형 냉각탑과 외기냉각 냉수용 밀폐형 냉각탑을 구비하여 외기냉각 냉수 생산을 독립적으로 수행하고 생산되는 냉수를 냉방에 사용하는 간접 외기 냉각 냉수시스템 (Indirect Free Cooling by Close Circuit Cooling tower)을 도시하고 있다.
다음은, 첨부 도 5 내지 도면 7을 참조하여 종래기술의 외기 냉각 냉수시스템에 대하여 설명하기로 한다.
도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 종래기술의 외기 냉각 냉수시스템은, 열교환영역(225)과 급기구(212) 및 배기구(218)를 형성하는 케이싱(211), 상기 열교환영역(225)에 배치되며, 살수되는 냉각수와 냉각공기가 상호 접촉하며 증발냉각 열교환하는 개방형 열교환부(240), 상기 개방형 열교환부(240)의 급기측에 구비되는 루버(213) 및 배기측에 구비되는 엘리미네이터(216), 상기 개방형 열교환부(240)의 상부영역에 배치되어 상기 개방형 열교환부(240)로 냉각수를 살수하며, 다수의 살수공을 갖는 통형상의 살수조로 이루어지는 살수부(214b), 상기 배기구(218)에 설치되어 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하는 송풍팬부(215), 상기 개방형 열교환부(240)를 통해 냉각된 냉각수를 집수하여 유출하는 집수조(217), 상기 집수조(217)로 보충수를 공급하는 보충수공급부(277)로 구성되는 개방형 냉각탑(210b);
유입되는 저온. 저압의 냉매증기를 고온.고압으로 압축하여 유출하는 압축기(231), 냉매증기관(291a)을 통해 유입되는 고온.고압의 냉매증기를 냉각수를 통해 응축열교환하고 응축된 냉매액을 유출하는 응축기(250), 냉매액관(292a)을 통해 유입되는 냉매액을 압력강하하여 저압의 냉매액을 유출하는 팽창장치(233), 유입되는 저압의 냉매액을 기체 상태로 증발시키면서 증발에 필요한 증발잠열을 냉수환수관(295a)을 통해 전열관내를 유동하는 리턴냉수로부터 흡수함과 동시에 냉각시키어 냉수를 생산하고 냉수공급관(294a, 294c)을 통해 냉열부하부(236)로 안내하는 증발기(232), 냉동기의 운전 및 정지, 안전 등을 제어하는 제어부(270)를 갖는 압축식 냉동기(230);
냉각탑(210b)으로부터 냉각수공급관(282, 285)를 통해 유입되는 저온의 냉각수를 냉각매체로 하여 냉열부하부(236)로부터 냉수리턴관(295b, 295c)를 통해 유입되는 리턴냉수와 간접열교환을 통해 냉수를 생산하는 냉수 열교환기(235);
상기 집수조(217)로부터 냉각된 냉각수를 유출하는 냉각수공급관(282)에 구비되어 냉각수를 순환시키는 냉각수순환펌프(278), 상기 냉각수순환펌프(278)에서 냉각수 유동방향으로 이격되게 상기 냉각수공급관(282)에 "A"방향의 결합부가 연결되고, "B"방향 결합부는 상기 냉수 열교환기(235)로 저온의 냉각수를 안내하는 냉각수공급관(285)에 연결되며, "C"방향 결합부는 상기 응축기(250)로 냉각수를 안내하는 냉각수공급관(283)에 연결되는 제어밸브(275a), 상기 응축기(250)와 상기 살수부(214b) 사이에 구성되어 리턴냉각수(Cooling water return)를 안내하는 냉각수리턴관(284, 287), 상기 냉각수리턴관(287)에 구비되어 냉각이 필요하지 아니할 때 리턴냉각수를 상기 집수조(217)로 우회유동(By-pass)시키는 제어밸브(275e), 상기 제어밸브(275e)의 "C"방향 결합부와 상기 집수조(217)사이에 구성되는 우회유동관(288), 상기 냉수 열교환기(235)와 상기 냉열부하부(236)사이에 구성되어 냉수를 안내하는 냉수공급관(294b, 294c), 상기 증발기(232)와 상기 냉수공급관(294c) 사이에 구성되어 냉수를 안내하는 냉수공급관(294a), 상기 냉수공급관(294c)에 구비되어 냉수를 순환시키는 냉수순환펌프(271), 상기 냉열부하부(236)와 상기 냉각수리턴관(286') 사이에 구성되어 리턴냉수(Chilled water return) 또는 리턴냉각수를 안내하는 냉수리턴관(295c), 상기 냉수리턴관(295c)에 구비되어 리턴냉수의 유로를 상기 냉수 열교환기(235) 또는 상기 증발기(232) 중 어느 하나로 전환하며, "A", "B" 방향 결합부는 상기 냉수리턴관(295c)에 연결되고, "C" 방향의 결합부는 리턴냉수를 상기 냉수 열교환기(235)로 안내하는 상기 냉수리턴관(295b)에 연결되는 제어밸브(275c), 상기 냉수리턴관(295c)과 상기 냉수 열교환기(235) 사이에 구성되어 리턴냉각수를 안내하는 냉각수리턴관(286), 상기 냉수리턴관(295c)에 구비되어 리턴냉각수 및 리턴냉수의 유로를 전환하며, "A" 방향의 결합부는 상기 냉수리턴관(295c)에 연결되고 "B" 방향의 결합부는 상기 냉각수리턴관(287)으로 냉각수를 안내하는 냉각수리턴관(286')에 연결되며, "C"방향 결합부는 상기 증발기(232)로 리턴냉수를 안내하는 냉수리턴관(295a)에 연결되는 제어밸브(275d)를 구성하고 있다.
이와 같은 구성에 의하여 칠러 냉수운전 모드에서는, 도면에 적색 긴 점선으로 냉각수 유로를 도시하고 있는 바와 같이, 제어밸브(275a)는 "A", "C"방향의 밸브가 개방되고 "B"방향의 밸브는 폐쇄되어, 냉각수순환펌프(278)에 의하여 유동되는 냉각수는 냉각수공급관(283)을 통해 응축기(250)을 거치면서 냉매증기를 응축하고 응축열을 흡수한 리턴냉각수는 냉각수리턴관(284, 287)을 통해 냉각탑(210b)으로 안내되며, 증발기(232)에서 생산된 냉수는 냉수공급관(294a, 294c)과 냉수순환펌프(271)를 통해 냉열부하부(236)로 안내되고, 제어밸브(275c)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브는 폐쇄, 제어밸브(275d)의 "A", "C"방향의 밸브가 개방되고 "B"방향의 밸브는 폐쇄되어 상기 냉열부하부(236)에서 냉각열을 흡수한 리턴냉수는 상기 냉수리턴관(295a, 295c)을 통해 상기 증발기(232)로 안내됨으로서 칠러 냉수운전을 이루게 된다.
그리고 외기냉각냉수 운전모드에서는, 도면에 청색 점선으로 저온의 냉각수 유로를 도시하고 있는 바와 같이, 상기 제어밸브(275a)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브가 폐쇄되어, 냉각수순환펌프(278)에 의하여 유동되는 저온의 냉각수는 상기 냉각수공급관(285)을 통해 상기 냉수 열교환기(235)로 안내되고, 상기 냉수 열교환기(235)에서 리턴냉수와 냉각 열교환을 마친 냉각수는 제어밸브(275d)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브는 폐쇄되어 냉수리턴관(295c)과 냉각수리턴관(286, 286')을 통해 상기 냉각탑(210b)으로 안내되며, 상기 냉수 열교환기(235)로부터 상기 냉수공급관(294b, 294c)과 냉수순환펌프(271)를 통해 안내되는 냉수는 상기 냉열부하부(236)에서 냉각 열교환을 이루고 열교환을 마친 리턴냉수는 상기 제어밸브(275c)의 "A", "C"방향의 밸브가 개방되고 "B"방향의 밸브는 폐쇄되어 상기 냉수리턴관(295b, 295c)을 통해 상기 냉수 열교환기(235)로 안내됨으로서 외기냉각 냉수운전을 이루게 된다.
이상과 같이 하나의 개방형 냉각탑(210b)으로 칠러 냉수운전모드에서는 냉매증기를 응축하는 상온의 냉각수를 생산하여 이용하고, 외기냉각냉수 운전모드에서는 냉각열을 흡수한 리턴냉수를 냉각하는 저온의 냉각수를 생산하여 이용하는 기능을 겸비하고, 외기를 직접 접촉하며 냉각수를 냉각하는 개방형 냉각탑의 특성상 대기 오염물질로부터 오염되는 냉각수로 인해 냉열부하부(236)에 속하는 공기조화기들의 열교환 저하(냉각수로부터 열교환기의 오염 등)를 방지하는 수단으로서, 냉수 열교환기(235)를 통해 간접냉각 열교환방식으로 냉수를 생산하는 것이다.
도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 종래기술의 다른 외기냉각 냉수시스템은, 도면 5의 외기냉각 냉수시스템과는 달리, 집수조(217)와 냉각수공급관(282) 사이에 우회유동관(289)이 구성되고, 상기 우회유동관(288)에는 여과펌프(278)와 집수조(217)내에 저수된 냉각수 일부를 순환시키며 오염물질을 여과하는 집수조(217)용 여과기(262)가 구비되며, 상기 집수조(217)와 제어밸브(275a) 사이에 구성된 냉각수공급관(282)에는 유동하는 냉각수 전량의 오염물질을 여과하는 여과기(261)를 구비하고 있다.
그리고 칠러 냉수운전 모드에서는 도면에 적색 긴 점선으로 냉각수 유로를 도시하고 있는 바와 같이, 제어밸브(275a)는 "A", "C"방향의 밸브가 개방되고 "B"방향의 밸브는 폐쇄되어, 냉각수순환펌프(278)에 의하여 유동되는 냉각수는 냉각수공급관(283)을 통해 응축기(250)를 거치면서 냉매증기를 응축하고 응축열을 흡수한 리턴냉각수는 냉각수리턴관(284, 287)을 통해 냉각탑(210b)으로 안내되며, 증발기(232)에서 생산된 냉수는 제어밸브(275b)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브는 폐쇄되어 냉수순환펌프(271)와 냉수공급관(294a, 294a', 294c)을 통해 냉열부하부(236)로 안내되며, 상기 냉열부하부(236)에서 열교환을 이루고 냉각열을 흡수한 리턴냉수는 제어밸브(275c)의 "A", "C"방향의 밸브가 개방되고 "B"방향의 밸브는 폐쇄되어 상기 냉수리턴관(295a, 295c)을 통해 증발기(232)로 안내됨으로서 칠러 냉수운전을 이루게 된다.
그리고 외기냉각냉수 운전모드에서는 도면에 청색 점선으로 저온의 냉각수 유로를 도시하고 있는 바와 같이, 상기 제어밸브(275a)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브가 폐쇄됨과 동시에 제어밸브(275b)의 "A"방향의 밸브가 폐쇄되고 "B", "C"방향의 밸브가 개방되어 냉각수순환펌프(278)에 의하여 유동되는 저온의 냉각수는 냉각수공급관(282, 285, 285') 및 냉수공급관(294c)을 통해 냉열부하부(236)로 안내되고, 상기 냉열부하부(236)에서 열교환을 마친 리턴냉각수는 제어밸브(275c)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브는 폐쇄되어 냉수리턴관(295c)과 냉각수리턴관(286')을 통해 냉각탑(210b)으로 안내됨으로서 외기냉각 냉수 운전을 이루게 된다.
이상과 같이 하나의 개방형 냉각탑(210b)으로 칠러 냉수운전모드에서는 냉매증기를 응축하는 상온의 냉각수를 생산하여 이용하고, 외기냉각냉수 운전모드에서는 냉각열을 흡수한 리턴냉수를 냉각하는 저온의 냉각수를 생산하여 이용하는 기능을 겸비하고, 외기를 직접 접촉하며 냉각수를 냉각하는 개방형 냉각탑의 특성상 대기 오염물질로부터 오염되는 냉각수로 인해 냉열부하부(236)에 속하는 공기조화기들의 열교환 저하(냉각수로부터 열교환기의 오염 등)를 방지하는 수단으로서, 냉각수의 오염물질을 여과하는 여과기(261, 262)를 구성하고, 여과된 저온의 냉각수가 상기 냉열부하부(236)에서 직접 열교환하는 냉각방식을 이루게 한 것이다.
도 7에 도시하고 있는 바와 같이, 종래기술의 또 다른 외기냉각 냉수시스템은, 도면 5, 도면 6의 외기냉각 냉수시스템과는 달리, 응축기(250)의 냉매증기를 냉각 응축하는 개방형 냉각탑(210b);
열교환영역(225)과 급기구(212) 및 배기구(218)를 형성하는 케이싱(211), 상기 열교환영역(225)에 배치되며, 살수되는 냉각수와 냉각공기가 상호 접촉하며 증발냉각 열교환하는 외기냉각 냉수열교환기(220), 상기 외기냉각 냉수열교환기(220)의 상부영역에 배치되어 상기 외기냉각 냉수열교환기(220)로 냉각수를 살수하며, 냉각수분배주관, 상기 냉각수분배주관에 구성되는 다수의 냉각수분배분기관, 상기 냉각수분배분기관에 구성되는 다수의 살수노즐로 이루어지는 살수부(214a), 상기 살수부(214a) 상부에 배치되어 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(216), 상기 배기구(218)에 설치되어 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하는 송풍팬부(215), 상기 외기냉각 냉수열교환기(220)를 통해 냉각열교환을 이루고 낙하되는 냉각수를 집수하는 집수조(217), 상기 살수부(214a)와 상기 집수조(217) 사이에 구성된 냉각수공급관(281), 상기 냉각수공급관(281)에 구성되는 살수펌프(274), 상기 집수조(217)로 보충수를 공급하는 보충수공급부(277)로 구성되며 외기냉각냉수를 생산하는 밀폐형 냉각탑(210a);
압축식 냉동기(230);
상기 외기냉각 냉수열교환기(220)로부터 냉열부하부(236)로 냉각된 저온의 냉수를 안내하는 냉수공급관(294b, 294c), "A" 방향의 결합부는 상기 냉수공급관(294b)에 연결되고 "B" 방향의 결합부는 상기 냉수공급관(294c)에 연결되며, "C"방향의 결합부는 증발기(232)에 연결된 냉수공급관(294a)에 연결되는 제어밸브(275a), 상기 냉수공급관(294c)에 구비되는 냉수순환펌프(271), 상기 냉열부하부(236)로부터 상기 외기냉각 냉수열교환기(220)로 리턴냉수를 안내하는 냉수리턴관(295b, 295c), "A" 방향의 결합부는 상기 냉수리턴관(295c)에 연결되고 "B" 방향의 결합부는 상기 냉수리턴관(295b)에 연결되며, "C"방향의 결합부는 증발기(232)에 연결된 냉수리턴관(295a)에 연결되는 제어밸브(275d)를 구성하고 있다.
그리고 외기냉각냉수 운전모드에서는 도면에 청색 점선으로 냉수 유로를 도시하고 있는 바와 같이, 상기 제어밸브(275a)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브가 폐쇄됨과 동시에 상기 제어밸브(275d)의 "A", "B"방향의 밸브가 개방되고 "C"방향의 밸브가 폐쇄되어 냉수순환펌프(271)에 의하여 유동되는 저온의 냉수는 냉수공급관(294b, 294c)를 통해 냉열부하부(236)로 안내되고, 상기 냉열부하부(236)에서 열교환을 마친 리턴냉수는 냉수리턴관(295b, 295c)을 통해 상기 외기냉각 냉수열교환기(220)로 안내됨으로서 외기냉각냉수 운전을 이루게 된다.
이상과 같이 칠러 냉수운전모드에서는 개방형 냉각탑(210b)으로 냉매증기를 응축하는 상온의 냉각수를 생산하여 이용하고, 외기냉각냉수 운전모드에서는 밀폐형 냉각탑(210a)으로 저온의 냉각수를 생산하여 이용하는 냉각탑((210a, 210b) 각각의 독립적 기능 가지며, 외기냉각 냉수열교환기(220)에서 생산된 저온의 냉수가 상기 냉열부하부(236)에서 직접 열교환하는 냉각방식을 이루게 한 것이다.
그런데, 상기와 같은 종래기술들은 다음과 같은 문제점이 있다.
도 5에서 나타내고 있는 종래기술의 외기 냉각 냉수시스템은, 냉각탑(210)으로부터 냉각수공급관(282, 285)를 통해 유입되는 저온의 냉각수를 냉각매체로 하여 냉열부하부(236)으로부터 냉수리턴관(295b, 295c)를 통해 유입되는 리턴냉수를 냉수 열교환기(235)의 간접열교환을 통해 냉수를 생산하는 구조로서, 리턴냉수의 냉각열교환 특성상 냉각매체인 저온의 냉각수 온도보다 더 높은 온도(대략 3℃ 이상/ 저온 냉각수 온도와 냉수온도 차가 작을수록 열교환기의 크기는 증가됨)의 냉수가 생산되는 것이므로, 저온의 냉각수가 냉열부하부(236)에서 직접 냉각 열교환하는 것과 대비 냉수의 열교환 효과가 저하되고, 이에 따라 냉열부하부(236)의 열교환기 크기가 증가될수 있는 문제점이 있으며, 냉열부하부(236)의 열교환기 크기를 증가시키지 아니할 경우 외기냉각 냉수운전 온도를 보다 더 낮은 외기 온도로 설정하여야 함으로 외기냉각 냉수운전 기간이 감소될 수 있는 문제점이 따른다.
그리고 냉각수와 냉수의 유로를 전환하는 제어밸브(275a, 275c, 275d)와 냉각수 및 냉수배관이 증가되는 문제점이 있었다.
다음으로, 도 6에서 나타내고 있는 종래기술의 다른 외기 냉각 냉수시스템은, 저온의 냉각수가 냉열부하부(236)의 열교환기에서 직접냉각 열교환하는 구조로서, 도 5의 외기 냉각 냉수시스템 대비 냉각효율이 향상되지만, 냉각수의 오염물질을 여과하는 설비{여과기(261, 262), 여과펌프(278)} 설치 비용과 여과설비를 유지관리 비용이 추가되는 문제점이 있었다.
그리고 여과기(261)의 운전에 따른 냉각수 유동저항이 증가됨에 따라 냉각수순환펌프(275)의 소비동력이 증가될 수 있고, 여과기(262) 운전에 따른 여과펌프(278)의 소비동력이 추가적으로 발생된다.
또한, 냉각수와 냉수의 유로를 전환하는 제어밸브(275a, 275b, 275c)와 냉각수 및 냉수배관이 증가되는 문제점이 있었다.
다음으로, 도 7에서 나타내고 있는 종래기술의 또 다른 외기 냉각 냉수시스템은, 칠러 냉수운전모드에서 냉매증기를 응축하는 상온의 냉각수를 생산하는 개방형 냉각탑(210b)과 외기냉각냉수 운전모드에서 저온의 냉수를 생산하는 밀폐형 냉각탑(210a)을 겸비한 구조로서, 도 5 및 도 6의 외기 냉각 냉수시스템에 존재하는 문제점을 개선한 기술이지만, 2 종류의 냉각탑을 설치함에 따른 설치면적, 초기투자비 및 유지관리비용이 증가되는 문제점이 있었다.
그리고 개방형 냉각탑(210b)은 냉동기(230) 운전시만 운전되고 밀폐형 냉각탑(210a)은 외기냉각 냉수열교환기(220) 운전시만 운전됨으로 양자 냉각탑(210a, 210b)은 냉수생산 전환 운전에 따라 장기 휴지(Shutdown) 기간이 발생됨으로 장기 휴지에 따른 관리(동파예방, 화재예방 등)가 요구된다.
다음으로, 전술한 종래기술의 외기 냉각 냉수시스템 모두는, 냉각탑(210a, 210b)과 압축식 냉동기(230)가 상당한 거리(옥상에서 기계실)를 두고 이격되게 설치됨으로 점검 및 보수, 돌발 고장에 대처 및 유지관리에 접근성, 편리성 및 신속성 모두가 저하된다.
그리고 냉각탑(210a, 210b)과 압축식 냉동기(230)를 개별적으로 설치함에 따라 설치의 복잡성과 설치비가 증가될 수 있다.
2000 ASHRAE Handbook / Systems and Equipment(SI) / CHAPTER 36 COOLING TOWERS / Free cooling(page 36.9,36.10)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은,
냉수를 생산하는 외기냉각 냉수열교환기 및 냉매증기를 냉각 응축하는 응축기를 갖는 냉각부와 냉매를 증발시키어 냉수를 생산하는 칠러부가 인접하게 구성되어 효율적으로 작용되도록 하나의 유닛으로 구성하고, 냉수 생산 에너지를 절약할 수 있으며, 외기냉각 냉수의 오염방지와 열교환 효율을 향상할 수 있고, 외기냉각 냉수운전 기간의 감소를 방지 할수 있으며, 냉수의 유로를 전환하는 제어밸브와 냉각수 및 냉수배관을 유닛내에 간편하게 구성할수 있고, 설치 및 유지관리를 간편하게 할 수 있으며, 초기투자비 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 울트라 E.S형 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적은, 본 발명에 따라, 하나의 유닛프레임(110)상에 어셈블리 (Assembly)되며, 열교환영역(25)과 급기구(12) 및 배기구(18a,18b)를 형성하는 케이싱(11), 상기 열교환영역(25)에 배치되며, 유입되는 냉매증기를 냉각 열교환하여 액상의 냉매로 응축하는 응축기, 외기냉각 냉수운전모드에서 냉수리턴관 (95b, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 냉각 열교환하여 생산된 저온의 냉수를 냉수공급관(94b, 94c)을 통해 냉열부하부(36)로 공급하는 외기냉각 냉수열교환기, 상기 응축기 및 외기냉각 냉수열교환기의 외표면상에 냉각수를 살수하는 살수부, 상기 외기냉각 냉수열교환기의 하부에 배치되며, 상기 살수부로부터 살수되어 상기 응축기 또는 상기 외기냉각 냉수열교환기 중 어느 하나와 냉각 열교환을 이루고 온도가 상승되어 낙하되는 고온의 냉각수를 냉각하여 냉각효율을 향상하는 개방형 열교환부(40), 상기 급기구(12)를 통해 급기를 흡인하고 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하는 송풍팬 부, 상기 살수부로부터 낙하된 냉각수를 집수하는 집수조(17), 상기 집수조(17)로부터 상기 살수부로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관(81) 및 살수펌프(74)를 갖는 냉각부;
칠러 냉수운전모드에서 유입되는 냉매증기를 압축하여 냉매증기관(91a)을 통해 상기 응축기로 공급하는 압축기(31), 상기 응축기로부터 냉매액를 유입하는 냉매액관(92a)에 연결되어 냉매액의 압력과 온도를 강하하는 팽창장치(33), 상기 팽창장치(33)로부터 유입되는 냉매액를 증발 열교환시키어 냉수리턴관(95a, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 저온의 냉수로 생산하여 냉수공급관(94a, 95c)을 통해 상기 냉열부하부(36)로 공급하고, 냉매액의 증발과정에서 생성된 냉매증기를 상기 압축기(31)로 공급하는 증발기(32a)를 갖는 칠러부(30a);
상기 외기냉각 냉수열교환기에 연결된 냉수리턴관(95b) 또는 상기 증발기(32a)에 연결된 냉수리턴관(95a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수의 유로를 전환하는 유로 제어밸브;
설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도 신호에 따라 상기 냉각부, 칠러부(30a) 및 제어밸브를 운전하는 제어를 포함하는 제어부(70);
설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도를 검출하여 상기 제어부(70)로 출력하는 온도검출기(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 압축식 냉동기에 의해 달성된다.
그리고 상기 응축기는, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형(Serpentine type)의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기(50a)인 것이 바람직하나,
직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관에 구비되어 냉각효율을 향상하는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기(50b),
직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기(50c) 또는,
직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기 중 어느 하나로도 구성할 수 있다.
또한, 상기 외기냉각 냉수열교환기는, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20a)인 것이 바람직하나,
직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관에 구비되어 냉각효율을 향상하는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20b),
직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20c) 또는,
직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기 중 어느 하나로도 구성할 수 있다.
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여기서 상기 개방형 열교환부(40)는 필름형 충진재(Film type filler) 또는 비말형 충진재(Splash type filler) 중 어느 하나일 수 있다.
그리고 상기 살수부는, 대향류형 냉각부에서는, 냉각수분배주관, 상기 냉각수분배주관에 연결되는 다수의 냉각수분배관, 상기 냉각수분배관에 구성되는 다수의 살수노즐로 구성되는 압력살수식 살수부(14a)가 적용되는 것이 바람직하고, 직교류형 냉각부에서는, 상부는 개방되고 저부에 다수의 살수공이 형성된 통형상의 살수수조로 이루어지는 중력살수식 살수부(14b)로 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 송풍팬부는, 상기 냉각부 케이싱(11)의 높이 및 체적 감소와 미관향상을 위해 상기 배기구(18) 내측에 배치되는 내장형 흡입통풍식 송풍팬부(15a) 또는 상기 급기구(12)의 내측에 배치되는 압입통풍식 송풍팬부(15b) 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 흡입통풍식 송풍팬부(15a)는 축류형 팬(Axial type fan)인 것이 바람직하고, 상기 압입통풍식 송풍팬부(15b)는 원심형 팬(Centrifugal type fan)이 구성되는 것이 바람직하다.
상기 냉각부는, 냉각수는 수직하향으로 유동되고 냉각공기는 수직상향으로 유동되는 대향류형 냉각부(10a, 10b)인 것이 바람직하나, 냉각수는 수직하향으로 유동되고 냉각공기는 수평으로 유동되는 직교류형 냉각부(10c)로도 적용할 수 있다.
그리고 상기 집수조(17)에는 냉각수의 증발 , 비산 등으로 소모되는 용수를 보충하는 보충수공급부(77)를 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 보충수공급부는 집수조의 수위 증감에 부력으로 작동하는 플로우트밸브(Float valve) 또는 전극봉으로 집수조의 수위를 감지하여 작동되는 전자밸브(Solenoid valve) 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
또한, 상기 냉열부하부(36)로부터 리턴냉수를 안내하는 냉수리턴관(95c)에는, 상기 외기냉각 냉수열교환기 또는 상기 증발기(32a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수를 안내하는 냉수순환펌프(71)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 냉수순환펌프(71)는, 상기 유닛프레임(110) 상에 배치되는 것이 유지관리상 바람직하나 상기 유닛프레임(110)과 이격되는 냉열부하부(36)와 인접한 기계실에 배치할 수도 있다.
그리고 상기 압축기(31)는, 스크루 압축기(Screw Compressor), 원심 압축기(Centrifugal Compressor), 왕복동 압축기(Reciprocating Compressor), 스크롤 압축기(Scroll Compressor) 또는 로터리 압축기(Rotary Compressor) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 제어밸브는, 상기 냉수리턴관(95a, 95b)에 각각 설치되며, 상기 증발기(32a)가 운전될 때에는 상기 증발기(32a)로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브(75b)가 개방됨과 동시에 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브(75a)는 폐쇄되고, 상기 외기냉각 냉수열교환기가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브(75a)가 개방됨과 동시에 증발기(32a)로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브(75b)가 폐쇄되는 2방(2-Way)의 제어밸브(75a, 75b)인 것이 바람직하나,
"A" 방향 접속구에 냉수리턴관(95c)을 연결하고 "B" 방향 접속구에 상기 증발기(32a)로 향하는 냉수리턴관(95a)을 연결하며, "C" 방향 접속구에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 향하는 냉수리턴관(95b)을 연결하여, 상기 증발기(32a)가 운전될 때에는 상기 증발기(32a)로 리턴냉수를 유동시키는 "B" 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 "C" 방향의 밸브는 폐쇄되고,
상기 외기냉각 냉수열교환기가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 "C" 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 증발기(32a)로 리턴냉수를 유동시키는 "B" 방향의 밸브가 폐쇄되는 3방(3-Way)의 제어밸브(75c)로도 적용할 수 있다.
상기 냉열부하부(36)는, 공기조화기(Air handling unit), 항온항습기(Thermohygrostat), 팬코일 유닛(Fan coil unit) 또는 수냉식 냉각기(Water cooled cooler) 중 어느 한 종류의 장비 또는 복수 종류의 장비일 수 있다.
그리고 상기 제어부(70)에는, 통상의 것이어서 도면에는 도시하지 아니하였지만, 공지 압축식 냉동기 및 냉각탑에 대한 운전과 안전 등에 대한 필수 제어를 포함한다.
또한, 상기 제어부(70)에는, 냉각부(외기냉각 냉수열교환기 운전), 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브의 개방, 냉수순환펌프(71)가 운전되는 외기냉각 냉수운전모드와,
냉각부(응축기 운전), 증발기(32a, 32b)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브의 개방, 칠러부(30a, 30b)가 운전되는 칠러 냉수운전모드의 제어를 포함한다.
상기 온도검출기(76)는, 외기와 접하는 상기 급기구(12)에 배치되어 외기온도를 검출하는 것이 바람직하나, 냉수공급관에 구비되어 냉수온도를 검출하는 온도검출기로도 적용될 수 있다.
여기서, 상기 온도검출기(76)는, 고장 및 검출 오류등에 대비하여 복수로 구성할 수 있다.
그리고 상기 제어부(70)에는, 상기 응축기 운전에 용수와 전기에너지 절약을 위하여 상기 온도검출기(76)의 설정된 습식운전 또는 건식운전 전환 온도 검출신호에 따라, 상기 살수펌프(74)가 작동되어 유동되는 냉각공기와 살수 냉각수의 접촉에 의하여 증발 냉각하는 습식운전, 상기 살수펌프(74)가 작동이 정지되고 유동되는 냉각공기에 의해 현열 냉각하는 건식운전으로 전환 운전되는 제어를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 습식운전 또는 건식운전 전환 온도는 응축기의 특성(응축 온도 등) 등에 따라 그 설정이 다변적이 겠지만, 상기 습식운전 설정 습구 온도는 18 ℃ 이상, 상기 건식운전 설정 건구 온도는 15 ℃ 이하 범위에서 설정될 수 있다.
또한, 상기 제어부(70)에는, 상기 외기냉각 냉수열교환기 운전에 용수와 전기에너지 절약을 위하여 상기 온도검출기(76)의 설정된 습식운전 또는 건식운전 전환 온도 검출신호에 따라 상기 살수펌프(74)가 작동되어 유동되는 냉각공기와 살수 냉각수의 접촉에 의하여 증발 냉각하는 습식운전, 상기 살수펌프(74)가 작동이 정지되고 유동되는 냉각공기에 의해 현열 냉각하는 건식운전으로 전환 운전되는 제어를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 습식운전 또는 건식운전 전환 온도는 외기냉각 냉수열교환기의 특성(설정 냉수 온도 등) 등에 따라 그 설정이 다변적이 겠지만, 상기 습식운전 설정 습구 온도는 8 ℃ 이하, 상기 건식운전 설정 건구 온도는 5 ℃ 이하 범위에서 설정될 수 있다.
상기 압축식 냉동기가 옥외에 설치되는 경우, 기후(Weather)로부터 상기 칠러부(30a)를 보호하고 칠러부(30a)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 수단으로서, 상기 유닛프레임(110)의 상부에는, 상기 냉각부의 케이싱(11)과 일체하게 구성하며 출입문(111)과 환기창(112)을 갖는 유닛하우징(100)을 더 포함하여 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유닛하우징(100)은 콘테이너형(Container type)인 것이 바람직하다.
그리고 상기 냉각부와 상기 칠러부(30a)는, 상기 유닛프레임(110)의 상부에 수평하게 배치하는 것이 바람직하지만, 설치면적에 제약이 있는 경우 상기 유닛프레임(110)의 상부에 상기 칠러부(30a)가 배치되고 상기 칠러부(30a) 상부에 상기 냉각부가 수직하게 배치할 수도 있다.
다음으로, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 본 발명에 따라, 하나의 유닛프레임(110)상에 어셈블리되며, 열교환영역(25)과 급기구(12) 및 배기구(18a,18b)를 형성하는 케이싱(11), 상기 열교환영역(25)에 배치되며, 유입되는 냉매증기를 냉각 열교환하여 액상의 냉매로 응축하는 응축기, 연결관(98)을 통해 유입되는 냉매증기를 농축흡수액에 흡수시키어 희석흡수액을 생성하고 흡수과정에서 발생된 흡수열을 냉각 열교환하는 흡수기(60), 외기냉각 냉수운전모드에서 냉수리턴관(95b, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 냉각 열교환하여 생산된 저온의 냉수를 냉수공급관(94b, 94c)을 통해 냉열부하부(36)로 공급하는 외기냉각 냉수열교환기, 상기 응축기, 흡수기(60) 및 외기냉각 냉수열교환기의 외표면상에 냉각수를 살수하는 살수부, 상기 급기구(12)를 통해 급기를 흡인하고 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하는 송풍팬부, 상기 살수부로부터 낙하된 냉각수를 집수하는 집수조(17), 상기 집수조(17)로부터 상기 살수부로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관(81) 및 살수펌프 (74)를 갖는 냉각부;
칠러 냉수운전모드에서, 상기 흡수기(60)로부터 희석흡수액관(96)과 흡수액펌프(73)를 통해 유입되는 희석흡수액을 가열장치(35)로 가열 비등시켜 냉매증기와 농축흡수액으로 분리하고, 냉매증기는 냉매증기관(91b)을 통해 상기 응축기로, 농축흡수액은 농축흡수액관(97)을 통해 상기 흡수기(60)로 안내하는 재생기(34), 냉수가 유동하는 전열관 및 상기 전열관 상에 냉매를 산포시키는 산포장치를 갖으며, 상기 응축기로부터 냉매액관(92b)을 통해 공급된 냉매액을 냉매액공급관(93)과 냉매펌프(72)를 통해 상기 산포장치로 안내 및 증발시키어 냉수를 생산하고 냉수공급관(94a, 95c)을 통해 상기 냉열부하부(36)로 공급하며, 증발과정에서 생성된 냉매증기를 냉매증기관(91c)을 통해 상기 흡수기(60)로 안내하는 증발기(32b), 상기 농축흡수액관(97)을 통해 상기 흡수기(60)로 유동하는 고온의 농축흡수액을 가열열원으로 하여 상기 희석흡수액관(96)을 통해 상기 재생기(34)로 유동되는 희석흡수액을 가열 열교환하는 흡수액열교환기(78)를 갖는 칠러부(30b);
상기 외기냉각 냉수열교환기에 연결된 냉수리턴관(95b) 또는 상기 증발기(32b)에 연결된 냉수리턴관(95a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수의 유로를 전환하는 유로 제어밸브;
설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도 신호에 따라 상기 냉각부, 칠러부(30b) 및 제어밸브를 운전하는 제어를 포함하는 제어부(70);
설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도를 검출하여 상기 제어부(70)로 출력하는 온도검출기(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기에 의해서도 달성된다.
여기서, 재생(Generation), 응축(Condensation), 증발(Evaporation) 및 흡수(Absorption) 사이클을 필수로 하는 다양한 흡수식 냉동기류 중 본 발명에서는 흡수식 냉온수기를 대표적으로 적용하여 도면에서 1중 효용 흡수식 냉온수기를 도시하고 있으나, 2중 효용 흡수식 냉온수기, 3중 효용 흡수식 냉온수기도 본 발명이 적용될 뿐이 아니라, 상기 흡수식 냉온수기와 동일한 작용으로 냉수를 생산 흡수식 냉동기에도 본 발명이 적용된다.
그리고 상기 응축기는, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기인 것이 바람직하나,
직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관에 구비되어 냉각효율을 향상하는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기,
직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기(50c) 또는,
직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기 중 어느 하나로도 구성할 수 있다.
또한, 상기 흡수기는, 직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기(60)인 것이 바람직하나,
직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기,
직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구를 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구를 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기 또는,
직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구를 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구를 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기 중 어느 하나로도 구성할 수 있다.
상기 외기냉각 냉수열교환기는, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기인 것이 바람직하나,
직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기,
직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20c) 또는,
직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기 중 어느 하나로도 구성할 수 있다.
그리고 상기 열교환영역(25)에는, 상기 살수부(14a)로부터 살수되어 상기 응축기와 흡수기 또는 상기 외기냉각 냉수열교환기 중 어느 하나와 냉각 열교환을 이루고 온도가 상승되어 낙하되는 고온의 냉각수를 냉각하여 냉각효율을 향상하는 개방형 열교환부(40)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 개방형 열교환부(40)는 필름형 충진재(Film type filler) 또는 비말형 충진재(Splash type filler) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 살수부는, 대향류 냉각부에서는, 냉각수분배주관, 상기 냉각수분배주관에 연결되는 다수의 냉각수분배관, 상기 냉각수분배관에 구성되는 다수의 살수노즐로 구성되는 압력살수식 살수부(14a)가 적용되는 것이 바람직하고, 직교류형 냉각부에서는, 상부는 개방되고 저부에 다수의 살수공이 형성된 통형상의 살수수조로 이루어지는 중력살수식 살수부(14b)로 적용되는 것이 바람직하다.
상기 송풍팬부는, 상기 냉각부 케이싱(11)의 높이 및 체적 감소와 미관향상을 위해 상기 배기구(18) 내측에 배치되는 내장형 흡입통풍식 송풍팬부(15a) 또는 상기 급기구(12)의 내측에 배치되는 압입통풍식 송풍팬부(15b) 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 흡입통풍식 송풍팬부(15a)는 축류형 팬(Axial type fan)인 것이 바람직하고, 상기 압입통풍식 송풍팬부(15b)는 원심형 팬(Centrifugal type fan)이 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 냉각부는, 냉각수는 수직하향으로 유동되고 냉각공기는 수직상향으로 유동되는 대향류형 냉각부인 것이 바람직하나, 냉각수는 수직하향으로 유동되고 냉각공기는 수평으로 유동되는 직교류형 냉각부로도 적용할 수 있다.
또한, 상기 집수조(17)에는 냉각수의 증발 , 비산 등으로 소모되는 용수를 보충하는 보충수공급부(77)를 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 보충수공급부는 집수조의 수위 증감에 부력으로 작동하는 플로우트밸브(Float valve) 또는 전극봉으로 집수조의 수위를 감지하여 작동되는 전자밸브(Solenoid valve) 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
상기 냉열부하부(36)로부터 리턴냉수를 안내하는 상기 냉수리턴관(95c)에는,상기 외기냉각 냉수열교환기 또는 상기 증발기(32b) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수를 안내하는 냉수순환펌프(71)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 냉수순환펌프(71)는, 상기 유닛프레임(110) 상에 배치되는 것이 유지관리상 바람직하나, 상기 유닛프레임(110)과 이격되는 냉열부하부(36)와 인접한 기계실에 배치할 수도 있다.
또한, 상기 제어밸브는, 상기 냉수리턴관(95a, 95b)에 각각 설치되며, 상기 증발기(32b)가 운전될 때에는 상기 증발기(32b)로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브가 개방됨과 동시에 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브는 폐쇄되고, 상기 외기냉각 냉수열교환기가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브가 개방됨과 동시에 증발기(32b)로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브가 폐쇄되는 2방(2-Way)의 제어밸브인 것이 바람직하나,
“A”방향 접속구에 냉수리턴관(95c)을 연결하고 “B” 방향 접속구에 상기 증발기(32b)로 향하는 냉수리턴관(95a)을 연결하며, “C” 방향 접속구에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 향하는 냉수리턴관(95b)을 연결하여, 상기 증발기(32b)가 운전될 때에는 상기 증발기(32b)로 리턴냉수를 유동시키는 “B” 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는“C” 방향의 밸브는 폐쇄되며, 상기 외기냉각 냉수열교환기가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는“C” 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 증발기(32b)로 리턴냉수를 유동시키는“B” 방향의 밸브가 폐쇄되는 3방(3-Way)의 제어밸브(75c)로도 적용할 수 있다.
상기 가열장치(35)는, 가스 등의 연료를 사용하는 직화식 버너인 것이 바람직하나, 열병합발전소 및 지역난방 등의 열원 플랜트로부터 공급받는 고온수 또는 중온수의 열원장치로도 적용할 수 있다.
그리고 상기 냉열부하부(36)는, 공기조화기(Air handling unit), 항온항습기(Thermohygrostat), 팬코일 유닛(Fan coil unit) 또는 수냉식 냉각기(Water cooled cooler) 중 어느 한 종류의 장비 또는 복수 종류의 장비일 수 있다.
또한, 상기 제어부(70)에는, 통상의 것이어서 도면에는 도시하지 아니하였지만, 공지 흡수식 냉온수기 및 냉각탑에 대한 운전과 안전 등에 대한 필수 제어를 포함한다.
상기 제어부(70)에는, 냉각부(외기냉각 냉수열교환기 운전), 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브의 개방, 냉수순환펌프(71)가 운전되는 외기냉각 냉수운전모드와,
냉각부(응축기 운전), 증발기(32a, 32b)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브의 개방, 칠러부(30a, 30b)가 운전되는 칠러 냉수운전모드의 제어를 포함한다.
그리고 상기 온도검출기(76)는, 외기와 접하는 상기 급기구(12)에 배치되어 외기온도를 검출하는 것이 바람직하나, 냉수공급관에 구비되어 냉수온도를 검출하는 온도검출기로도 적용될 수 있다.
여기서, 상기 온도검출기(76)는, 고장 및 검출 오류등에 대비하여 복수로 구성할 수 있다.
또한, 상기 제어부(70)에는, 상기 응축기 운전에 용수와 전기에너지 절약을 위하여 상기 온도검출기(76)의 설정된 습식운전 또는 건식운전 전환 온도 검출신호에 따라, 상기 살수펌프(74)가 작동되어 유동되는 냉각공기와 살수 냉각수의 접촉에 의하여 증발 냉각하는 습식운전,
상기 살수펌프(74)가 작동이 정지되고 유동되는 냉각공기에 의해 현열 냉각하는 건식운전으로 전환 운전되는 제어를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 습식운전 또는 건식운전 전환 온도는 응축기의 특성(응축 온도 등) 등에 따라 그 설정이 다변적이 겠지만, 상기 습식운전 설정 습구 온도는 18 ℃ 이상, 상기 건식운전 설정 건구 온도는 15 ℃ 이하 범위에서 설정될 수 있다.
상기 제어부(70)에는, 상기 외기냉각 냉수열교환기 운전에 용수와 전기에너지 절약을 위하여 상기 온도검출기(76)의 설정된 습식운전 또는 건식운전 전환 온도 검출신호에 따라 상기 살수펌프(74)가 작동되어 유동되는 냉각공기와 살수 냉각수의 접촉에 의하여 증발 냉각하는 습식운전,
상기 살수펌프(74)가 작동이 정지되고 유동되는 냉각공기에 의해 현열 냉각하는 건식운전으로 전환 운전되는 제어를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 습식운전 또는 건식운전 전환 온도는 외기냉각 냉수열교환기의 특성(냉수 온도 등) 등에 따라 그 설정이 다변적이 겠지만, 상기 습식운전 설정 습구 온도는 8 ℃ 이하, 상기 건식운전 설정 건구 온도는 5 ℃ 이하 범위에서 설정될 수 있다.
그리고 상기 흡수식 냉온수기가 옥외에 설치되는 경우, 기후로부터 상기 칠러부(30b)를 보호하고 칠러부(30b)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 수단으로서, 상기 유닛프레임(110)의 상부에는, 상기 냉각부의 케이싱(11)과 일체하게 구성하며 출입문(111)과 환기창(112)을 갖는 유닛하우징(100)을 더 포함하여 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유닛하우징(100)은 콘테이너형(Container type)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉각부와 상기 칠러부(30b)는, 상기 유닛프레임(110)의 상부에 수평하게 배치하는 것이 바람직하지만, 설치면적에 제약이 있는 경우 상기 유닛프레임(110)의 상부에 상기 칠러부(30a)가 배치되고 상기 칠러부(30a) 상부에 상기 냉각부가 수직하게 배치할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 냉수를 생산하는 외기냉각 냉수열교환기 및 냉매증기를 냉각 응축하는 응축기를 갖는 냉각부와 냉매를 증발시키어 냉수를 생산하는 칠러부를 하나의 유닛으로 구성하여 효율적으로 작용할 수 있고, 냉수 생산 에너지를 절약할 수 있으며, 외기냉각 냉수의 오염방지와 열교환 효율을 향상할 수 있고, 외기냉각 냉수운전 기간의 감소를 방지 할수 있으며, 냉수의 유로를 전환하는 제어밸브와 냉각수 및 냉수배관을 간편하게 구성할수 있고, 설치 및 유지관리를 간편하게 할 수 있으며, 초기투자비 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기에 대한 개략적인 계통도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기에 대한 개략적인 계통도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시 예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기에 대한 개략적인 계통도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시 예에 따른 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기에 대한 개략적인 계통도이다.
도 5는 종래기술의 외기 냉수 냉방시스템에 대한개략적인 계통도이다.
도 6은 종래기술의 다른 외기 냉수 냉방시스템에 대한개략적인 계통도이다.
도 7은 종래기술의 또 다른 외기 냉수 냉방시스템에 대한개략적인 계통도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 공지 구성 및 그 기능에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
그리고 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 적용하여 대표적으로 일실시 예에서만 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 일실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기에 대한 개략적인 계통도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기(1a)는, 유닛프레임(110), 상기 유닛프레임(110)상에 어셈블리되며, 열교환영역(25)과 급기구(12) 및 배기구(18a)를 형성하는 케이싱(11), 상기 열교환영역(25)에 배치되며, 유입되는 냉매증기를 냉각 열교환하여 액상의 냉매로 응축하며, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기 (50a), 외기냉각 냉수운전모드에서 냉수리턴관(95b, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 냉각 열교환하여 생산된 저온의 냉수를 냉수공급관(94b, 94c)을 통해 냉열부하부(36)로 공급하며, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20a), 상기 응축기(50a) 및 외기냉각 냉수열교환기(20a)의 외표면상에 냉각수를 살수하며, 냉각수분배주관, 상기 냉각수분배주관에 연결되는 다수의 냉각수분배관, 상기 냉각수분배관에 구비되는 다수의 살수노즐로 구성되는 압력살수식 살수부(14a), 상기 외기냉각 냉수열교환기(20b)의 하부에 배치되며, 상기 살수부 (14a)로부터 살수되어 상기 응축기(50a) 또는 상기 외기냉각 냉수열교환기(20a) 중 어느 하나와 냉각 열교환을 이루고 온도가 상승되어 낙하되는 고온의 냉각수를 냉각하여 냉각효율을 향상하는 개방형 열교환부(40), 상기 급기구(12)를 통해 급기를 흡인하고 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하며, 상기 배기구(18a) 내측에 매립되게 배치되는 내장형 흡입통풍식 송풍팬부(15a), 상기 살수부(14a)로부터 낙하된 냉각수를 집수하는 집수조(17), 상기 집수조(17)로부터 상기 살수부(14a)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관(81) 및 살수펌프(74)를 갖는 대향류형 냉각부(10a);
칠러 냉수운전모드에서, 유입되는 냉매증기를 압축하여 냉매증기관(91a)을 통해 상기 응축기(50a)로 공급하는 압축기(31), 상기 응축기(50a)로부터 냉매액를 유입하는 냉매액관(92a)에 연결되어 냉매액의 압력과 온도를 강하하는 팽창장치(33), 상기 팽창장치(33)로부터 유입되는 냉매액를 증발 열교환시키어 냉수리턴관(95a, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 저온의 냉수로 생산하여 냉수공급관(94a, 95c)을 통해 상기 냉열부하부(36)로 공급하고, 냉매액의 증발과정에서 생성된 냉매증기를 상기 압축기(31)로 공급하는 증발기(32a)를 갖는 칠러부(30a);
상기 외기냉각 냉수열교환기(20a) 또는 상기 증발기(32a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수의 유로를 전환하며, 상기 냉수리턴관(95a)에 구성되는 유로 제어밸브(75b) 및 상기 냉수리턴관(95b)에 구성되는 유로 제어밸브(75a);
상기 냉열부하부(36)로부터 리턴냉수를 안내하는 상기 냉수리턴관(95c)에 구비되어 상기 외기냉각 냉수열교환기(20a) 또는 상기 증발기(32a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수를 안내하는 냉수순환펌프(71);
공지 압축식 냉동기 및 냉각탑의 통상의 필수 제어, 설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도 신호에 따라 상기 냉각부(10a)와 칠러부(30a)의 전환운전 및 제어밸브(75a, 75b)를 운전하는 제어를 포함하는 제어부(70);
설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도를 검출하여 상기 제어부(70)로 출력하며 외기와 접하는 상기 급기구(12)에 배치되는 온도검출기(76)를 포함하여 구성하고 있다.
그리고 상기 냉각부와 상기 칠러부(30a)는, 상기 유닛프레임(110)의 상부에 수평하게 배치하고 있다.
또한, 상기 유닛프레임(110)의 상부에는, 기후로부터 상기 칠러부(30a)를 보호하고 칠러부(30a)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 수단으로서, 상기 냉각부의 케이싱(11)과 일체하게 구성하며 출입문(111)과 환기창(112)을 갖는 유닛하우징(100)을 더 포함하여 구비하고 있다.
상기 냉수순환펌프(71)는, 도면에 점선으로 도시하고 있는 바와 같이, 냉열부하부(36)와 인접한 기계실 내의 냉수리턴관(95c)에 구성할 수도 있다.
다음은, 본 발명의 제1 실시예의 구성에 따른 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 외기냉각냉수 운전모드와 칠러냉수 운전모드는 온도검출기(76)의 검출온도 신호에 따라 전환된다.
전환된 외기냉각 냉수운전모드에서 작용은, 칠러부(30a)는 운전정지(Off) 되고, 냉각부(외기냉각 냉수열교환기 냉각) 및 냉수순환펌프(71)가 운전되며, 증발기(32a)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75b)는 폐쇄와 동시에 외기냉각 냉수열교환기(20a)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75a)는 개방된다.
그리고 외기냉각 냉수열교환기(20a)의 전열관내로 유동하는 냉수(리턴냉수)는 유동하는 공기와 살수 냉각수가 전열관의 외표면에서 냉각 열교환을 이루고, 생산된 냉수는 냉수순환펌프(71)를 통해 냉열부하부(36)로 공급되고 냉열부하부(36)에서 열교환을 마치고 냉각열을 흡수한 리턴냉수는 냉각을 위하여 외기냉각 냉수열교환기(20a)로 재순환된다.
다음으로, 전환된 칠러냉수 운전모드에서 작용은, 칠러부(30a), 냉각부(응축기 냉각), 냉수순환펌프(71)가 운전되고 증발기(32a)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75b)는 개방됨과 동시에 외기냉각 냉수열교환기(20a)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75a)는 폐쇄된다.
그리고 압축기(31)에서 압축된 냉매증기는 응축기(50a)로 안내되고 응축기(50a)의 전열관내로 유동하는 냉매증기는 공기와 살수 냉각수가 전열관의 외표면에서 냉각 열교환이루어 응축되고, 응축된 냉매액은 팽창장치(33)를 거쳐 증발기(32a)로 안내되며, 증발기(32a)에서 증발 열교환을 마친 냉매증기는 압축기(31)로 재순환된다.
한편, 증발기(32a)에서 증발 열교환을 통해 생산된 냉수는 냉수순환펌프(71)를 통해 냉열부하부(36)로 공급되고 냉열부하부(36)에서 열교환을 마치고 냉각열을 흡수한 리턴냉수는 냉각을 위하여 증발기(32a)로 재순환된다.
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기에 대한 개략적인 계통도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기(1b)는, 전술한 실시예와는 달리, 유닛프레임 (110)상에 어셈블리되며, 열교환영역(25)과 급기구(12) 및 배기구(18b)를 형성하는 케이싱(11), 상기 열교환영역(25)에 배치되며, 유입되는 냉매증기를 냉각 열교환하여 액상의 냉매로 응축하며, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 냉각효율을 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기(50b), 외기냉각 냉수운전모드에서 냉수리턴관(95b, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 냉각 열교환하여 생산된 저온의 냉수를 냉수공급관(94b, 94c)을 통해 냉열부하부(36)로 공급하며, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 냉각효율을 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20b), 상기 응축기(50b) 및 외기냉각 냉수열교환기(20b)의 외표면상에 냉각수를 살수하며, 냉각수분배주관, 상기 냉각수분배주관에 연결되는 다수의 냉각수분배관, 상기 냉각수분배관에 구비되는 다수의 살수노즐로 구성되는 압력살수식 살수부(14a), 상기 외기냉각 냉수열교환기(20b)의 하부에 배치되며, 상기 살수부 (14a)로부터 살수되어 상기 응축기 (50b) 또는 상기 외기냉각 냉수열교환기(20b) 중 어느 하나와 냉각 열교환을 이루고 온도가 상승되어 낙하되는 고온의 냉각수를 냉각하여 냉각효율을 향상하는 개방형 열교환부(40), 상기 급기구(12)를 통해 급기를 흡인하고 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하며, 상기 급기구(12) 내측에 매립되게 배치되는 내장형 압입통풍식 송풍팬부(15b)를 갖는 대향류형 냉각부(10b);
증발기(32a)를 통해 냉수를 생산하는 압축식 냉동기(30a);
"A" 방향 접속구에 냉수리턴관(95c)이 연결되고 "B" 방향 접속구에 상기 증발기(32a)로 향하는 냉수리턴관(95a)을 연결되며, "C" 방향 접속구에는 상기 외기냉각 냉수열교환기(20b)로 향하는 냉수리턴관(95b)이 연결되어, 상기 증발기(32a)가 운전될 때에는 상기 증발기(32a)로 리턴냉수를 유동시키는 "B" 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 외기냉각 냉수열교환기(20b)로 리턴냉수를 유동시키는 "C" 방향의 밸브는 폐쇄되고, 상기 외기냉각 냉수열교환기(20b)가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기(20b)로 리턴냉수를 유동시키는 "C" 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 증발기(32a)로 리턴냉수를 유동시키는 "B" 방향의 밸브가 폐쇄되는 3방(3-Way)의 제어밸브(75c)를 포함하여 건물(100)의 실내에 구성하고 있다.
그리고 상기 급기구(12)에는 건물의 외부로부터 냉각공기를 흡인하는 급기 덕트(19a)가 구성되고, 배기구(18b)에는 열교환을 마친 고온의 공기를 외부로 배기하는 배기 덕트(19b)가 구성되어 있다.
또한, 상기 급기 덕트(19a)에는 온도검출기(76)가 설치되어 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예의 구성에 따른 작용은, 전술한 1실시예의 작용과 대등한 것이라서 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제3실시 예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기에 대한 개략적인 계통도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기(1c)는, 전술한 실시예와는 달리, 유닛프레임 (110)상에 어셈블리되며, 열교환영역(25)과 급기구(12) 및 배기구(18a)를 형성하는 케이싱(11), 상기 열교환영역(25)에 배치되는 응축기(50a), 외기냉각 냉수열교환기(20b) 및 개방형 열교환부(40), 상기 응축기(50a) 및 외기냉각 냉수열교환기 (20b)의 외표면상에 냉각수를 살수하며, 상부는 개방되고 저부에는 다수의 살수공을 형성하며 통형상의 살수조로 이루어지는 중력식 살수부(14b), 상기 급기구(12)에 배치되어 외부로 비산되는 물방울을 회수하고 급기유입을 안내하는 루버(13), 배기에 편승되어 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(16)를 갖는 직교류형 냉각부(10c);
증발기(32a)를 통해 냉수를 생산하는 압축식 냉동기(30a);
냉수리턴관(95a)에 구성되는 유로 제어밸브(75b) 및 냉수리턴관(95b)에 구성되는 유로 제어밸브(75a)를 포함하여 구성하고 있다.
그리고 상기 유닛프레임(110)의 상부에는 칠러부(30a)가 배치되고 상기 칠러부(30a) 상부에 냉각부(10c)가 수직으로 배치하고 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예의 구성에 따른 작용은, 전술한 1실시예의 작용과 대등한 것이라서 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 제4실시 예에 따른 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기에 대한 개략적인 계통도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기(1d)는, 전술한 실시예와는 달리, 하나의 유닛프레임(110)상에 어셈블리되며, 열교환영역(25)과 급기구(12) 및 배기구(18a)를 형성하는 케이싱(11), 상기 열교환영역(25)에 배치되며, 유입되는 냉매증기를 냉각 열교환하여 액상의 냉매로 응축하며 직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기(50c), 헤더(79)와 연결관(98)을 통해 유입되는 냉매증기를 농축흡수액에 흡수시키어 희석흡수액을 생성하고 흡수과정에서 발생된 흡수열을 냉각 열교환하며, 직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기(60), 외기냉각 냉수운전모드에서 냉수리턴관(95b, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 냉각 열교환하여 생산된 저온의 냉수를 냉수공급관(94b, 94c)을 통해 냉열부하부(36)로 공급하며, 직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20c), 상기 응축기(50c)와 흡수기(60) 및 외기냉각 냉수열교환기(20c)의 외표면상에 냉각수를 살수하며, 냉각수분배주관, 상기 냉각수분배주관에 연결되는 다수의 냉각수분배관, 상기 냉각수분배관에 구비되는 다수의 살수노즐로 구성되는 압력살수식 살수부(14a), 상기 급기구(12)를 통해 급기를 흡인하고 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하며 상기 배기구(18a) 내측에 매립되게 배치되는 내장형 흡입통풍식 송풍팬부(15a)를 갖는 냉각부(10d);
칠러 냉수운전모드에서 상기 흡수기(60)로부터 희석흡수액관(96)과 흡수액펌프(73)를 통해 유입되는 희석흡수액을 가열장치(35)로 가열 비등시켜 냉매증기와 농축흡수액으로 분리하고, 냉매증기는 냉매증기관(91b)을 통해 상기 응축기(50c)로, 농축흡수액은 농축흡수액관(97)을 통해 상기 헤더(79)로 안내하는 재생기(34), 냉수가 유동하는 전열관 및 상기 전열관 상에 냉매를 산포시키는 산포장치를 갖으며, 상기 응축기로부터 냉매액관(92b)을 통해 공급된 냉매액을 냉매액공급관(93)과 냉매펌프(72)를 통해 상기 산포장치로 안내 및 증발시키어 냉수를 생산하고 냉수공급관(94a, 95c)을 통해 상기 냉열부하부(36)로 공급하며, 증발과정에서 생성된 냉매증기를 냉매증기관(91c)을 통해 상기 헤더(79)로 안내하는 증발기(32b), 상기 헤더(79)로 유입되는 냉매증기가 농축흡수액에 흡수되어 생성된 희석흡수액을 상기 흡수기(60)로 안내하는 연결관(98), 상기 농축흡수액관(97)을 통해 상기 흡수기(60)로 유동하는 고온의 농축흡수액을 가열열원으로 하여 상기 희석흡수액관(96)을 통해 상기 재생기(34)로 유동되는 희석흡수액을 가열 열교환하는 흡수액열교환기(78)를 갖는 칠러부(30b);
상기 외기냉각 냉수열교환기(20c)에 연결된 냉수리턴관(95b) 또는 상기 증발기(32b)에 연결된 냉수리턴관(95a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수의 유로를 전환하며, "A" 방향 접속구에 냉수리턴관(95c)이 연결되고 "B" 방향 접속구에 증발기(32b)로 향하는 냉수리턴관(95a)을 연결되며, "C" 방향 접속구에는 상기 외기냉각 냉수열교환기(20c)로 향하는 냉수리턴관(95b)이 연결되어, 상기 증발기(32b)가 운전될 때에는 상기 증발기(32b)로 리턴냉수를 유동시키는 "B" 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 외기냉각 냉수열교환기(20c)로 리턴냉수를 유동시키는 "C" 방향의 밸브는 폐쇄되고, 상기 외기냉각 냉수열교환기(20c)가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기(20c)로 리턴냉수를 유동시키는 "C" 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 증발기(32b)로 리턴냉수를 유동시키는 "B" 방향의 밸브가 폐쇄되는 3방(3-Way)의 제어밸브(75c);
상기 냉열부하부(36)로부터 리턴냉수를 안내하는 상기 냉수리턴관(95c)에 구비되어 상기 외기냉각 냉수열교환기(20a) 또는 상기 증발기(32a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수를 안내하는 냉수순환펌프(71);
공지 흡수식 냉온수기 및 냉각탑의 통상의 필수 제어, 설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도 신호에 따라 상기 냉각부(10d)와 칠러부(30b)의 전환운전 및 제어밸브(75c)를 운전하는 제어를 포함하는 제어부(70);
설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도를 검출하여 상기 제어부(70)로 출력하며 외기와 접하는 상기 급기구(12)에 배치되는 온도검출기(76)를 포함하여 구성하고 있다.
그리고 도면에 점선으로 도시한 바와 같이, 상기 재생기(34)에서 발생되는 냉매증기를 가열 열원으로 하는 온수기(37)를 구성할 수 있고, 이 온수기에서 생산된 온수를 난방 온수로 이용할 수 있다.
다음은, 본 발명의 제4 실시예의 구성에 따른 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 외기냉각냉수 운전모드와 칠러냉수 운전모드는 온도검출기(76)의 검출온도 신호에 따라 전환된다.
전환된 외기냉각 냉수운전모드에서 작용은, 전환된 외기냉각 냉수운전모드에서 작용은, 칠러부(30b)는 운전정지(Off)되고, 냉각부(외기냉각 냉수열교환기 냉각) 및 냉수순환펌프(71)가 운전되며, 증발기(32b)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75c)의 "B"방향 밸브가 폐쇄됨과 동시에 외기냉각 냉수열교환기(20c)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75a)의 "C"방향 밸브는 개방된다.
그리고 외기냉각 냉수열교환기(20c)의 전열관내로 유동하는 냉수(리턴냉수)는 유동하는 공기와 살수 냉각수가 전열관의 외표면에서 냉각 열교환을 이루어 생산된 냉수는 냉수순환펌프(71)를 통해 냉열부하부(36)로 공급되고 냉열부하부(36)에서 열교환을 마치고 냉각열을 흡수한 리턴냉수는 냉각을 위하여 외기냉각 냉수열교환기(20c)로 재순환된다.
다음으로, 전환된 칠러냉수 운전모드에서 작용은, 칠러부(30b), 냉각부(응축기 및 흡수기 냉각), 냉수순환펌프(71)가 운전되고, 증발기(32b)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75c)의 "B"방향 밸브가 개방됨과 동시에 외기냉각 냉수열교환기(20c)로 리턴냉수를 안내하는 제어밸브(75c)의 "C"방향 밸브는 폐쇄된다.
그리고 재생기(34)에서 희석흡수액을 가열하여 생산된 농축흡수액은 흡수기(60)로 안내되고, 응축기(50c)에서 냉매증기를 냉각 열교환하여 응축된 냉매액은 증발기(32b)로 안내되며, 증발기(32b)에서 전열관내를 유동하는 냉수(리턴냉수)를 증발 냉각하여 냉수를 생산하는 과정에서 생성된 냉매증기는 흡수기(60)로 안내된다.
한편, 증발기(32b)에서 증발 열교환을 통해 생산된 냉수는 냉수순환펌프(71)를 통해 냉열부하부(36)로 공급되고 냉열부하부(36)에서 열교환을 마치고 냉각열을 흡수한 리턴냉수는 냉각을 위하여 증발기(32b)로 재순환된다.
이상에서 본 발명은, 바람직한 실시예로서 만 설명되고 도시되었지만, 이들 바람직한 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 치환, 변형 및 변경할 수 있음이 자명한 것이므로, 본 발명의 권리범위는 본 발명의 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 따른 울트라 E.S형 압축식 냉동기 및 흡수식 냉온수기는, 냉수를 생산하는 외기냉각 냉수열교환기 및 냉매증기를 냉각 응축하는 응축기를 갖는 냉각부와 냉매를 증발시키어 냉수를 생산하는 칠러부를 하나의 유닛으로 구성하여 효율적으로 작용할 수 있고, 냉수 생산 에너지를 절약할 수 있으며, 외기냉각 냉수의 오염방지와 열교환 효율을 향상할 수 있고, 외기냉각 냉수운전 기간의 감소를 방지 할수 있으며, 냉수의 유로를 전환하는 제어밸브와 냉각수 및 냉수배관을 간편하게 구성할수 있고, 설치 및 유지관리를 간편하게 할 수 있으며, 초기투자비 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 효과가 있으므로 산업상 이용가능성이 크다.
1a, 1b, 1c : 압축식 냉동기 1d : 흡수식 냉온수기
10a, 10b,10c,10d : 냉각부 11a, 11b : 케이싱
12 : 급기구 13 : 루버
14a, 14b : 살수부 15a, 15b : 송풍팬부
16 : 엘리미네이터 17 : 집수조
18a, 18b : 배기구 19a, 19b : 덕트
20a, 20b, 20c : 외기냉각 냉수열교환기 25 : 열교환영역
30a, 30b : 칠러부 31 : 압축기
32a, 32b : 증발기 33 : 팽창부재
34 : 재생기 35 : 가열장치
36 : 냉열부하부 37 : 온수기
40 : 개방형 열교환부 50a, 50b, 50c : 응축기
60 : 흡수기 70 : 제어부
71 : 냉수순환펌프 72 : 냉매펌프
73 : 흡수액펌프 74 : 살수펌프
75a, 75b, 75c : 제어밸브 76 : 온도검출기
77 : 보충수공급부 78 : 흡수액열교환기
79 : 혼합헤더 81 : 냉각수공급관
91a, 91b, 91c : 냉매증기관 92a, 92b : 냉매액관
93 : 냉매공급관 94a, 94b, 94c : 냉수공급관
95a, 95b, 95c : 냉수리턴관 96 : 희석흡수액관
97 : 농축흡수액관 98 : 연결관(혼합관)
100 : 유닛하우징 110 : 유닛프레임
111 : 출입문 112 ; 환기창
150 : 건물

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  11. 하나의 유닛프레임(110)상에 어셈블리되며,
    열교환영역(25)과 급기구(12) 및 배기구(18a,18b)를 형성하는 케이싱(11), 상기 열교환영역(25)에 배치되며, 유입되는 냉매증기를 냉각 열교환하여 액상의 냉매로 응축하는 응축기, 유입되는 냉매증기를 농축흡수액에 흡수시키어 희석흡수액을 생성하고 흡수과정에서 발생된 흡수열을 냉각 열교환하는 흡수기(60), 외기냉각 냉수운전모드에서 냉수리턴관(95b, 95c)을 통해 유입되는 리턴냉수를 냉각 열교환하여 생산된 저온의 냉수를 냉수공급관(94b, 94c)을 통해 냉열부하부(36)로 공급하는 외기냉각 냉수열교환기, 상기 응축기, 흡수기(60) 및 외기냉각 냉수열교환기의 외표면상에 냉각수를 살수하는 살수부, 상기 급기구(12)를 통해 급기를 흡인하고 열교환을 마친 공기를 외부로 배기하는 송풍팬부, 상기 살수부로부터 낙하된 냉각수를 집수하는 집수조(17), 상기 집수조(17)로부터 상기 살수부로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관(81) 및 살수펌프(74)를 갖는 냉각부;
    칠러 냉수운전모드에서 상기 흡수기(60)로부터 희석흡수액관(96)과 흡수액펌프(73)를 통해 유입되는 희석흡수액을 가열장치(35)로 가열 비등시켜 냉매증기와 농축흡수액으로 분리하고, 냉매증기는 냉매증기관(91b)을 통해 상기 응축기로, 농축흡수액은 농축흡수액관(97)을 통해 상기 흡수기(60)로 안내하는 재생기(34), 냉수가 유동하는 증발 전열관 및 상기 증발 전열관 상에 냉매를 산포시키는 산포장치를 갖으며, 상기 응축기로부터 냉매액관(92b)을 통해 공급된 냉매액을 냉매액공급관(93)과 냉매펌프(72)를 통해 상기 산포장치로 안내 및 증발시키어 냉수를 생산하고 냉수공급관(94a, 95c)을 통해 상기 냉열부하부(36)로 공급하며, 증발과정에서 생성된 냉매증기를 냉매증기관(91c)을 통해 상기 흡수기(60)로 안내하는 증발기(32b), 상기 농축흡수액관(97)을 통해 상기 흡수기(60)로 유동하는 고온의 농축흡수액을 가열열원으로 하여 상기 희석흡수액관(96)을 통해 상기 재생기(34)로 유동되는 희석흡수액을 가열 열교환하는 흡수액열교환기(78)를 갖는 칠러부(30b);
    상기 외기냉각 냉수열교환기에 연결된 냉수리턴관(95b) 또는 상기 증발기(32b)에 연결된 냉수리턴관(95a) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수의 유로를 전환하는 유로 제어밸브;
    설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도 신호에 따라 상기 냉각부, 칠러부(30b) 및 제어밸브를 운전하는 제어를 포함하는 제어부(70);
    설정된 외기냉각 냉수운전모드 및 칠러 냉수운전모드의 전환 운전 온도를 검출하여 상기 제어부(70)로 출력하는 온도검출기(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 응축기는, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기,
    직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구를 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구를 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기,
    직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기(50c) 또는,
    직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매증기유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉매액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉매액유출헤더로 구성되는 응축기 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 흡수기는, 직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기(60),
    직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기,
    직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구를 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구를 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기 또는,
    직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 냉매증기와 농축흡수액이 유입되는 유입구를 갖는 유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 희석흡수액유출구를 갖는 유출헤더로 구성되는 흡수기 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 외기냉각 냉수열교환기는, 직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기,
    직관부와 곡관부가 연속되는 사형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구를 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구를 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기,
    직관형의 전열관, 냉각효율 향상을 위해 상기 전열관에 구비되는 다수의 전열핀, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기(20c) 또는,
    직관형의 전열관, 상기 전열관의 일측단부가 연결되며 리턴냉수유입구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 리턴냉수유입헤더, 상기 전열관의 타측단부가 연결되며 냉수유출구와 유로를 구획하는 격판을 갖는 냉수유출헤더로 구성되는 외기냉각 냉수열교환기 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 열교환영역(25)에는, 상기 살수부(14a)로부터 살수되어 상기 응축기와 흡수기 또는 상기 외기냉각 냉수열교환기 중 어느 하나와 냉각 열교환을 이루고 온도가 상승되어 낙하되는 고온의 냉각수를 냉각하여 냉각효율을 향상하는 개방형 열교환부(40)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 살수부는, 냉각수분배주관, 상기 냉각수분배주관에 연결되는 다수의 냉각수분배관, 상기 냉각수분배관에 구성되는 다수의 살수노즐로 구성되는 압력살수식 살수부(14a) 또는 상부는 개방되고 저부에 다수의 살수공이 형성된 통형상의 살수수조로 이루어지는 중력살수식 살수부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 냉수리턴관(95c)에는, 상기 외기냉각 냉수열교환기 또는 상기 증발기(32b) 중 어느 한 곳으로 리턴냉수를 안내하는 냉수순환펌프(71)를 더 포함하고,
    상기 냉수순환펌프(71)는, 상기 유닛프레임(110) 상에 배치 또는 상기 유닛프레임(110)과 이격되는 냉열부하부(36)와 인접한 기계실에 배치되는 것 중 어느 한 곳에 배치되는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제어밸브는, 상기 냉수리턴관(95a, 95b)에 각각 설치되며, 상기 증발기(32b)가 운전될 때에는 상기 증발기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브가 개방됨과 동시에 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브는 폐쇄되고, 상기 외기냉각 냉수열교환기가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브가 개방됨과 동시에 증발기로 리턴냉수를 유동시키는 제어밸브가 폐쇄되는 2방(2-Way)의 제어밸브 또는,
    “A”방향 접속구에 냉수리턴관(95c)을 연결하고 “B” 방향 접속구에 상기 증발기(32b)로 향하는 냉수리턴관(95a)을 연결하며, “C” 방향 접속구에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 향하는 냉수리턴관(95b)을 연결하여, 상기 증발기(32a)가 운전될 때에는 상기 증발기로 리턴냉수를 유동시키는 “B” 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는“C” 방향의 밸브는 폐쇄되며, 상기 외기냉각 냉수열교환기가 운전될 때에는 상기 외기냉각 냉수열교환기로 리턴냉수를 유동시키는“C” 방향의 밸브가 개방됨과 동시에 상기 증발기로 리턴냉수를 유동시키는“B” 방향의 밸브가 폐쇄되는 3방(3-Way)의 제어밸브(75c) 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 응축기, 흡수기 및 외기냉각 냉수열교환기는, 상기 온도검출기(76)의 설정된 습식운전 또는 건식운전 전환 온도 검출신호에 따라, 상기 살수펌프(74)가 작동되어 유동되는 냉각공기와 살수 냉각수의 접촉에 의하여 증발 냉각하는 습식운전, 상기 살수펌프(74)가 작동이 정지되고 유동되는 냉각공기에 의해 현열 냉각하는 건식운전으로 전환 운전되는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 유닛프레임(110)의 상부에는, 기후로부터 상기 칠러부(30b)를 보호하고 칠러부(30b)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 수단으로서, 상기 냉각부의 케이싱(11)과 일체하게 구성하며 출입문(111)과 환기창(112)을 갖는 유닛하우징(100)을 더 포함하여 구비하는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 냉각부와 상기 칠러부(30b)는, 상기 유닛프레임(110)의 상부에 수평하게 배치 또는 상기 유닛프레임(110)의 상부에 상기 칠러부(30b)가 배치되고 상기 칠러부(30b) 상부에 상기 냉각부가 수직하게 배치되는 것 중 어느 하나로 배치되는 것을 특징으로 하는 울트라 E.S형 흡수식 냉온수기.
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