KR101622045B1 - Absorption Heat Pump - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 흡수식 히트펌프에 관한 것이다.The present invention relates to an absorption type heat pump.
흡수식 히트펌프는 전기로 구동하는 압축식과는 달리 연소열, 증기열, 온수열 등의 열에너지에 의해 구동되며 사이클 형성을 위한 약간의 전기가 필요한 장치이다.Absorption type heat pump is driven by heat energy such as combustion heat, steam heat, hot water heat, unlike compression type which is driven by electric power, and it requires a little electricity for cycle formation.
이러한 흡수식 히트펌프는 하절기 전력 피크부하 억제 및 버려지는 폐열을 회수할 수 있는 효과적인 수단이 될 수 있다.Such an absorption heat pump can be an effective means of recovering the summer heat power peak load suppression and waste heat.
도 1은 일반적인 흡수식 히트펌프에 대해 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a general absorption type heat pump.
도 1과 같이, 일반적인 흡수식 히트펌프는 증발기 냉수에서 공급된 열에 의하여 발생된 냉매증기가 흡수기에서 흡수되며, 이때 발생된 흡수열은 냉각수를 통하여 제거된다.1, in a general absorption type heat pump, the refrigerant vapor generated by the heat supplied from the evaporator cold water is absorbed in the absorber, and the generated absorption heat is removed through the cooling water.
흡수기에서 농도가 묽어진 희용액은 순환펌프에 의해서 재생기로 이동하게 된다.The diluted solution in the absorber is moved to the regenerator by the circulation pump.
재생기로 공급되는 용액은 리턴 되는 고온, 고농도의 용액에 의하여 승온 되며 재생기로 공급된 용액은 가열원에 의하여 농축되게 된다.The solution supplied to the regenerator is heated by the returning high temperature and high concentration solution, and the solution supplied to the regenerator is concentrated by the heating source.
농축된 용액은 다시 열교환기를 거쳐 저온, 고농도의 상태로 흡수기로 공급되며 사이클을 형성하게 된다. 재생기에서 발생된 냉매증기는 응축기에서 냉각수에 의하여 액상으로 응축하게 되며 응축된 냉매는 팽창장치를 거쳐 증발기로 공급된다.The concentrated solution is supplied through the heat exchanger to the absorber at a low temperature and high concentration to form a cycle. The refrigerant vapor generated in the regenerator is condensed into liquid phase by the cooling water in the condenser, and the condensed refrigerant is supplied to the evaporator through the expansion device.
도 2는 흡수식 히트펌프 냉난방 듀링선도이다.2 is an absorption type heat pump heating and cooling duing line.
도 2를 살펴보면, 흡수식 히트펌프의 냉방운전과 난방운전에서 변화되는 온도, 압력, 농도 조건을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, temperature, pressure, and concentration conditions varying in the cooling operation and the heating operation of the absorption type heat pump can be known.
도 2와 같이, 흡수식 히트펌프에서 난방운전으로 변경 시 냉매의 농도는 묽어지고 온도, 압력은 상승하게 된다. 난방운전 기준으로 용액, 냉매를 초기 봉입하였을 경우 냉방운전으로 절환 시 원하는 설계조건을 만족시킬 수가 없어 성능의 감소가 된다.As shown in FIG. 2, when the absorption type heat pump is changed to the heating operation, the concentration of the refrigerant becomes thin and the temperature and the pressure increase. When the solution and the coolant are initially sealed based on the heating operation standard, the desired design conditions can not be satisfied when switching to the cooling operation, so that the performance is reduced.
이러한 이유로 종전에는 한 대의 기기로 냉방, 난방운전을 동시에 수행하는 기기가 상용화 되지 못하였다.For this reason, devices that simultaneously perform cooling and heating operations with a single device have not been commercialized.
본 발명은 한 대가 기기로 냉방운전 및 난방운전을 모두 효과적으로 수행할 수 있는 흡수식 히트펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an absorption type heat pump capable of effectively performing both cooling operation and heating operation as a single unit.
본 발명에 따른 흡수식 히트펌프는 냉매액을 가열해서 냉매 증기를 분리하는 재생기, 상기 재생기로부터 이송되는 냉매 증기를 응축시켜 액화시키는 응축기, 상기 응축기로부터 이송되는 냉매액을 증발시키는 증발기, 상기 냉매액의 공급량을 조절하는 냉매액 조절부, 상기 증발기로부터 이송되는 냉매 증기를 흡수하고, 상기 재생기로 상기 냉매액을 공급하는 흡수기를 포함할 수 있다.The absorption type heat pump according to the present invention includes a regenerator for separating the refrigerant vapor by heating the refrigerant liquid, a condenser for condensing and liquefying the refrigerant vapor transferred from the regenerator, an evaporator for evaporating the refrigerant liquid transferred from the condenser, And an absorber for absorbing the refrigerant vapor transferred from the evaporator and supplying the refrigerant to the regenerator.
또한, 상기 냉매액 조절부는 상기 응축기로부터 상기 냉매액이 이송된 이후부터 상기 증발기에서 상기 냉매액이 분사되기 이전까지의 과정에서 상기 냉매액의 공급량을 조절할 수 있다.Also, the refrigerant liquid controller may adjust the supply amount of the refrigerant in the process from the transfer of the refrigerant liquid from the condenser to the discharge of the refrigerant liquid from the evaporator.
또한, 상기 응축기와 상기 재생기가 설치되는 제 1 몸체 및 상기 증발기와 상기 흡수기가 설치되는 제 2 몸체를 더 포함하고, 상기 제 1 몸체는 응축공간과 재생공간을 구획하는 제 1 구획부 및 상기 제 2 몸체는 증발공간과 흡수공간을 구획하는 제 2 구획부를 포함할 수 있다.The apparatus may further include a first body on which the condenser and the regenerator are installed, and a second body on which the evaporator and the absorber are installed, wherein the first body includes a first compartment dividing a condensation space and a regeneration space, The two bodies may include a second compartment for partitioning the evaporation space and the absorption space.
또한, 상기 증발기는 상기 증발공간에 설치되며 상기 냉매액을 분사하는 제 1 분사기를 포함하고, 상기 흡수기는 상기 흡수공간에 설치되며 상기 냉매액을 분사하는 제 2 분사기를 포함하고, 상기 냉매액 조절부는 상기 제 1 분사기로 공급되는 상기 냉매액의 공급량을 조절할 수 있다.Further, the evaporator may include a first injector installed in the evaporation space and injecting the refrigerant liquid, and the absorber may include a second injector installed in the absorption space and injecting the refrigerant liquid, May adjust the supply amount of the refrigerant supplied to the first injector.
또한, 상기 냉매액 조절부는 난방운전 모드에서는 상기 냉매액의 공급량을 증가시키고, 냉방운전 모드에서는 상기 냉매액의 공급량을 감소시킬 수 있다.Further, the refrigerant liquid control unit may increase the supply amount of the refrigerant liquid in the heating operation mode and decrease the supply amount of the refrigerant liquid in the cooling operation mode.
또한, 상기 냉매액 조절부는 냉매저장격실, 상기 냉매저장격실에 설치되는 플로트 부분(Float Part) 및 상기 플로트 부분의 유동을 방지하는 격판을 포함하고, 상기 냉매액의 유량을 조절하기 위한 조절밸브 및 상기 플로트 부분의 위치에 따라 상기 조절밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The refrigerant liquid control unit may include a refrigerant storage compartment, a float part installed in the refrigerant storage compartment, and a diaphragm to prevent the float part from flowing, a control valve for controlling the flow rate of the refrigerant liquid, And a control unit for controlling the control valve according to the position of the float part.
또한, 상기 응축기로부터 상기 증발기로 상기 냉매액을 공급하는 냉매공급관을 더 포함하고, 상기 냉매공급관은 일측이 상기 증발공간에 연결되는 공통부분 및 상기 공통부분의 타측 끝단에서 분할되는 제 1 부분과 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 각각 상기 응축공간에 연결될 수 있다.The refrigerant supply device according to
또한, 상기 응축공간 내에서 상기 제 1 부분의 입구의 높이와 상기 제 2 부분의 입구의 높이는 서로 다를 수 있다.In addition, the height of the inlet of the first portion and the height of the inlet of the second portion in the condensing space may be different from each other.
또한, 운전모드에 따라 상기 제 1 부분 또는 상기 제 2 부분 중 하나를 선택하여 활성화시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a controller for selectively activating one of the first portion and the second portion in accordance with the operation mode.
또한, 제 1 부분이 활성화된 상태에서 상기 응축공간에 저장될 수 있는 상기 냉매액의 최대량은 상기 제 2 부분이 활성화된 상태에서 상기 응축공간에 저장될 수 있는 상기 냉매액의 최대량과 다를 수 있다.Further, the maximum amount of the refrigerant liquid that can be stored in the condensing space in the state where the first portion is activated may be different from the maximum amount of the refrigerant liquid that can be stored in the condensing space in the activated state of the second portion .
본 발명에 따른 흡수식 히트펌프는 난방운전 모드에서는 상기 냉매액의 공급량을 증가시키고 냉방운전 모드에서는 상기 냉매액의 공급량을 감소시킴으로써, 냉방운전 및 난방운전을 모두 효과적으로 수행할 수 있으며, 냉방운전 및 난방운전의 효율을 충분히 높게 유지할 수 있는 효과가 있다.The absorption type heat pump according to the present invention can effectively perform both the cooling operation and the heating operation by increasing the supply amount of the refrigerant liquid in the heating operation mode and decreasing the supply amount of the refrigerant liquid in the cooling operation mode, There is an effect that the efficiency of operation can be kept sufficiently high.
도 1은 일반적인 흡수식 히트펌프에 대해 설명하기 위한 도면;
도 2는 흡수식 히트펌프 냉난방 듀링선도;
도 3은 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프의 구성에 대해 설명하기 위한 도면;
도 4는 냉매액 조절부의 기능을 개략적으로 설명하기 위한 도면;
도 5는 냉매액 조절부의 구성에 대해 설명하기 위한 도면;
도 6 내지 도 8은 냉매액 조절부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면; 및
도 9 내지 도 11은 냉매액의 양을 조절하는 또 다른 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a general absorption type heat pump;
FIG. 2 is an absorption type heat pump cooling / heating duing line; FIG.
3 is a view for explaining a configuration of an absorption type heat pump according to the present invention;
4 is a schematic view for explaining the function of the refrigerant liquid control unit;
5 is a view for explaining a configuration of a refrigerant liquid control unit;
FIGS. 6 to 8 are views for explaining the operation of the coolant liquid control unit; FIG. And
9 to 11 are views for explaining another method of controlling the amount of refrigerant liquid.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an absorption type heat pump according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a configuration of an absorption type heat pump according to the present invention.
도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프(10)는 냉매액을 가열해서 냉매 증기를 분리하는 재생기(120), 재생기(120)로부터 이송되는 냉매 증기를 응축시켜 액화시키는 응축기(110), 응축기(110)로부터 이송되는 냉매액을 증발시키는 증발기(210), 냉매액의 공급량을 조절하는 냉매액 조절부(400), 증발기(210)로부터 이송되는 냉매 증기를 흡수하고, 재생기(120)로 냉매액을 공급하는 흡수기(220)를 포함할 수 있다.3, the absorption
여기서, 냉매액으로는 브롬화리튬(LiBr) 수용액이 사용될 수 있다. 브롬화리튬(LiBr)이 수분을 흡수하면 냉매액에서 브롬화리튬의 농도가 낮아지는데, 이처럼 브롬화리튬의 농도가 상대적으로 낮은 냉매액을 희용액이라 할 수 있다. 한편, 냉매액을 가열하면 냉매액에서 수분이 증발하여 브롬화리튬의 농도가 높아질 수 있는데, 이처럼 브롬화리튬의 농도가 상대적으로 높은 냉매액을 농용액이라 할 수 있다.Here, as the refrigerant liquid, an aqueous solution of lithium bromide (LiBr) may be used. When lithium bromide (LiBr) absorbs moisture, the concentration of lithium bromide in the refrigerant liquid is lowered. Thus, a refrigerant liquid having a relatively low concentration of lithium bromide can be referred to as a dilute solution. On the other hand, if the refrigerant liquid is heated, moisture may evaporate from the refrigerant liquid to increase the concentration of lithium bromide. Thus, the refrigerant liquid having a relatively high concentration of lithium bromide can be referred to as a concentrated liquid.
응축기(110)와 재생기(120)는 제 1 몸체(100)에 설치되고, 증발기(210)와 흡수기(220)는 제 2 몸체(200)에 설치될 수 있다.The
제 1 몸체(100)와 제 2 몸체(200)는 별개로 구비될 수 있다. 물론, 제 1 몸체(100)와 제 2 몸체(200)가 일체형으로 구성되는 것도 가능할 수 있다.The
제 1 몸체(100)는 응축기(110)를 위한 응축공간과 재생기(120)를 위한 재생공간을 구획하는 제 1 구획부(130)를 포함하고, 제 2 몸체(200)는 증발기(210)를 위한 증발공간과 흡수기(220)를 위한 흡수공간을 구획하는 제 2 구획부(250)를 포함할 수 있다.The
즉, 제 1 몸체(100)는 제 1 구획부(130)에 의해 응축공간과 재생공간이 구획되고, 제 2 몸체(200)는 제 2 구획부(250)에 의해 증발공간과 흡수공간이 구획될 수 있다.That is, the
증발기(210)는 증발공간에 설치되며 냉매액을 분사하는 제 1 분사기(230)를 더 포함할 수 있다. 분사효율을 위해 제 1 분사기(230)는 증발공간의 상부에 설치될 수 있다.The
흡수기(220)는 흡수공간에 설치되며 냉매액을 분사하는 제 2 분사기(240)를 더 포함할 수 있다. 분사효율을 위해 제 2 분사기(240)는 흡수공간의 상부에 설치될 수 있다.The
재생기(120)에는 제 1 배관(710)이 통과할 수 있다. 제 1 배관(710)의 일측은 온수입구이며, 제 1 배관(710)의 타측은 온수출구이다.The
난방운전 모드에서, 제 1 배관(710)을 통해 재생기(120)로 공급되는 온수는 구동열원(주열원)이 공급할 수 있다. 구동열원으로는 보일러 또는 엔진 등을 예로 들 수 있다. 즉, 재생기(120)는 보일러, 엔진 등에서 배출되는 수증기나 온수 등을 이용할 수 있는 것이다.In the heating operation mode, hot water supplied to the
이하에서는 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프가 난방운전 모드에서 동작하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프는 냉방운전 모드로 동작하는 경우도 가능할 수 있다.Hereinafter, the absorption type heat pump according to the present invention will be described as an example of operating in the heating operation mode, but the absorption type heat pump according to the present invention may also be operated in the cooling operation mode.
재생기(120)에서는 흡수기(220)로부터 제 2 펌프(520) 및 제 4 배관(740)을 거쳐서 공급되는 냉매액, 자세하게는 저농도의 냉매액(희용액)이 제 1 배관(710)을 통해 공급되는 온수에 의해 가열될 수 있다. 이에 따라, 재생기(120)에서는 냉매액으로부터 냉매 증기가 분리될 수 있다. 즉, 냉매액에서 수분이 분리될 수 있다.In the
재생기(120)에서 저농도의 냉매액으로부터 분리된 냉매 증기는 응축기(110)에 유입되어 냉각/응축될 수 있다. 그러면, 냉매 증기는 액화되어 응축기(110)의 하부부분에 저류될 수 있다.The refrigerant vapor separated from the low-concentration refrigerant liquid in the
응축기(110)에는 제 3 배관(730)이 통과할 수 있다. 제 3 배관(730)은 흡수기(220)를 먼저 통과한 이후에 응축기(110)를 통과할 수 있다. 이에 따라, 제 3 배관(730)의 일측으로부터 공급되는 냉각수는 흡수기(220)와 응축기(110)를 차례로 통과할 수 있다.The
응축기(110)의 하부부분에 저류되는 냉매액은 냉매공급관(700)을 통해 증발기(210)에 공급될 수 있다.The refrigerant liquid stored in the lower portion of the
냉매공급관(700)을 통해 증발기(210)에 공급된 냉매액은 증발기(210)의 하부부분에 저류되며, 이와 함께 제 1 펌프(510)에 의해 제 8 배관(780)을 통해 증발공간에 설치된 제 1 분사기(230)에 공급되어 증발공간 내에 살포될 수 있다.The refrigerant supplied to the
증발기(210)에는 제 2 배관(720)이 통과할 수 있다.The
제 2 배관(720)의 일측으로부터 공급되는 냉수는 증발기(210)를 통과하여 제 2 배관(720)의 타측으로 배출될 수 있다.The cold water supplied from one side of the
한편, 재생기(120)에 의해 냉매 증기가 분리되어서 농도가 짙어진 냉매액(농용액)은 제 6 배관(760)과 제 3 펌프(530)를 통해 흡수기(220)에 공급될 수 있다.On the other hand, the refrigerant liquid (concentrated solution) in which the refrigerant vapor is separated by the
흡수기(220)에 공급된 냉매액은 흡수공간에 설치된 제 2 분사기(240)에 공급되어 흡수공간 내에 살포될 수 있다.The refrigerant liquid supplied to the
제 6 배관(760)에는 열교환기(300)가 설치될 수 있다.A
열교환기(300) 내에서는 희용액이 지나는 제 4 배관(740)이 통과할 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 고온의 농용액과 상대적으로 저온의 희용액 사이에서 열교환이 이루어질 수 있다.In the
이로 인해, 농용액이 온도가 낮아진 상태로 흡수기(220)로 공급될 수 있는 것이다. 따라서, 농용액이 제 2 분사기(240)에 의해 분사되면 증발기(210)로부터 냉매 증기의 흡수 효율이 향상될 수 있다. 아울러, 희용액은 온도가 높아진 상태에서 재생기(120)에 공급될 수 있기 때문에, 냉매 증기를 보다 용이하게 분리할 수 있다.As a result, the concentrated solution can be supplied to the
이러한 구성의 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프의 난방 운전 모드에서의 동작을 정리해서 설명하면 아래와 같다.The operation of the absorption type heat pump according to the present invention having such a structure in the heating operation mode will be summarized as follows.
난방운전 모드에서 제 1 배관(710)에는 구동 열원으로서 예를 들면 보일러 혹은 엔진으로부터 배출된 수증기가 공급되고, 제 2 배관(720)에는 열원수(냉방운전 시 냉수)를 공급될 수 있다.In the heating operation mode, for example, water vapor discharged from a boiler or an engine is supplied to the
난방 운전 시에 있어서, 전술한 바와 같이 제 1 배관(710)에 공급한 수증기에 의해 재생기(120) 내의 희용액이 가열됨으로써, 희용액으로부터 냉매 증기가 분리될 수 있다.During the heating operation, the dilution solution in the
재생기(120)에서 분리된 냉매 증기는 이웃하는 응축기(110) 내에 유입되고, 응축기(110) 내의 제 3 배관(730)을 흐르는 온수(냉방운전 시 냉각수)에 방열하여, 냉매액으로 되어서 응축기(110)의 밑부분에 저류될 수 있다.The refrigerant vapor separated from the
응축기(110)의 밑부분에 저류된 냉매액은, 냉매공급관(700)을 통해 증발기(210)에 공급되는며, 제 1 펌프(510)에 의해 제 8 배관(780)을 거쳐서 제 1 분사기(230)에 이송되어 제 2 배관(720)을 향해서 살포될 수 있다.The refrigerant liquid stored in the lower part of the
살포된 냉매액은 제 2 배관(720) 내를 흐르는 열원수로부터 열을 빼앗아 증발하여, 냉매 증기로 되어서 이웃하는 흡수기(220) 내에 유입될 수 있다.The sprayed refrigerant liquid can take the heat from the heat source water flowing in the
흡수기(220) 내에 유입된 냉매 증기는, 제 2 분사기(240)로부터 분사되는 농용액에 흡수될 수 있다. 이에 따라, 냉매 증기를 흡수하여 희용액이 되어버린 냉매액은 흡수기(220)의 밑부분에 저류될 수 있다.The refrigerant vapor introduced into the
아울러, 흡수기(220)의 밑부분에 저류된 희용액은, 제 2 펌프(520)에 의해 제 4 배관(740)을 통해 재생기(120)로 공급될 수 있다. 희용액이 흡수기(220)로부터 재생기(120)로 공급되는 과정에서 열교환기(300)에서 이루어지는 열교환에 의해 따뜻해져서 재생기(120)로 되돌려질 수 있다.The diluted solution stored in the lower part of the
이러한 과정으로, 냉매액 및 물이 순환하고, 제 3 배관(730)을 통과하는 온수는 흡수기(220)를 통과하는 과정에서 농용액에 흡수되는 냉매 증기와 열교환해서 온도가 높아질 수 있다. 이어서 응축기(110)를 통과하는 과정에서 재생기(120)로부터 공급되는 냉매 증기와 열교환해서 온도가 더욱 상승하여 도시하지 않은 실내기 등의 부하에 공급되어서 난방열원으로서 사용될 수 있다.In this process, the refrigerant liquid and the water circulate, and the hot water passing through the
부하에 의해 열교환해서 온도 저하된 온수는, 부하로부터 배출되는 동시에 도시하지 않은 순환 회로를 거쳐서 다시 제 3 배관(730)의 입구측으로 되돌려질 수 있다.The hot water that has undergone the heat exchange by the load and is lowered in temperature can be discharged from the load and returned to the inlet side of the
이러한 흡수식 히트펌프에 적용된 사이클 원리는 난방운전의 경우와 냉방운전의 경우가 동일하지만, 냉방운전의 경우에는 난방운전과 비교하여 증발기, 흡수기, 응축기의 온도 조건을 낮추어 폐수를 냉수로, 난방수를 냉각수로 사용하게 된다. 공급되는 열원은 냉방 및 난방 조건에서 동일할 수 있다.The cycle principle applied to this absorption type heat pump is the same as the case of the heating operation and the cooling operation. However, in the cooling operation, the temperature condition of the evaporator, the absorber and the condenser is lowered compared with the heating operation, It is used as cooling water. The supplied heat source may be the same under cooling and heating conditions.
제어부(Controller, 600)는 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 제 1 펌프(510), 제 2 펌프(520) 및 제 3 펌프(530) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.The
아울러, 제어부(600)는 제 1~9 밸브(V1~V9) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. 제 1~9 밸브(V1~V9)는 온/오프(On/Off) 동작을 통해 냉매액 혹은 물의 공급을 제어할 수 있다.In addition, the
한편, 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프(10)는 냉매액 조절부(400)를 더 포함할 수 있다. 이러한 냉매액 조절부(400)는 응축기(110)로부터 냉매액이 이송된 이후부터 증발기(210)에서 냉매액이 증발공간에 분사되기 이전까지의 과정에서 냉매액의 공급량을 조절할 수 있다.Meanwhile, the absorption
냉매액 조절부(400)는 증발공간에 설치된 제 1 분사기(230)로 공급되는 냉매액의 공급량을 조절할 수 있다.The coolant
다르게 표현하면, 냉매액 조절부(400)는 증발공간에 저류되는 냉매액의 양을 조절할 수 있다.In other words, the refrigerant
또 다르게 표현하면, 냉매액 조절부(400)는 증발기(210)의 냉매액 레벨을 조절할 수 있다.In other words, the refrigerant
냉매액 조절부에 대해 보다 상세히 설명하면 아래아 같다.The refrigerant liquid control unit will be described in more detail below.
도 4는 냉매액 조절부의 기능을 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 냉매액 조절부의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이고, 도 6 내지 도 8은 냉매액 조절부의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분의 설명은 생략할 수 있다.FIG. 4 is a schematic view for explaining the function of the refrigerant liquid control unit, FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the refrigerant liquid control unit, and FIGS. 6 to 8 are views for explaining the operation of the refrigerant liquid control unit to be. In the following, the description of the parts described above can be omitted.
도 4를 살펴보면, 냉매액 조절부(400)는 난방운전 모드에서는 냉매액의 공급량을 증가시키고, 냉방운전 모드에서는 냉매액의 공급량을 감소시킬 수 있다.4, the
이에 따라, 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프(10)를 냉방운전 모드 및 난방운전 모드에서 각각 효과적으로 동작시킬 수 있으며, 냉방 및 난방운전 효율을 충분히 높은 수준으로 유지할 수 있다.Accordingly, the
이처럼, 난방운전 모드에서 냉매액의 공급량을 늘리고 냉방운전 모드에서 냉매액의 공급량을 줄이게 되면, 난방 및 냉방 운전이 모두 효과적일 수 있는 이유는 앞선 도 2를 통해 설명될 수 있다.As described above, if the supply amount of the refrigerant liquid in the heating operation mode is increased and the supply amount of the refrigerant liquid in the cooling operation mode is reduced, the heating and cooling operation can all be effective.
앞선, 도 2의 듀링선도를 참조하면, 흡수식 히트펌프에서 난방운전으로 변경 시 묽은 농도의 냉매가 필요하고, 반면에 냉방운전 시에는 진한 농도의 냉매가 필요할 수 있다.Referring to the prior art diagram of FIG. 2, when changing from an absorption type heat pump to heating operation, a dilute concentration refrigerant is required, while a dark concentration refrigerant may be required during cooling operation.
이처럼, 본 발명에 따른 흡수식 히트펌프(10)가 난방운전 및 냉방운전에서 각각 충분히 높은 효율을 획득하기 위해, 냉매액 조절부(400)는 냉매저장격실(410), 냉매저장격실(400)에 설치되는 플로트 부분(Float Part, 420) 및 플로트 부분(420)의 유동을 방지하는 격판(430)을 포함할 수 있다.The refrigerant
아울러, 냉매액 조절부(400)는 플로트 부분(420)의 이탈을 방지하기 위한 가이드부(440)를 더 포함할 수 있다. 플로트 부분(420)은 가이드부(440)를 따라 상하로 이동할 수 있다.In addition, the
제어부(600)는 플로트 부분(420)의 위치에 따라 냉매액의 유량을 조절하기 위한 조절밸브를 제어할 수 있다. 여기서, 조절밸브는 앞선 도 3에서 제 9 밸브(V9)일 수 있다.The
플로트 부분(420)의 부식을 방지하기 위하여 냉매저장격실(410)에는 질소가 충전될 수 있다. 아울러, 플로트 부분(420)의 육안검사가 가능하도록 냉매저장격실(410)의 적어도 일부는 투명재질로 구성될 수 있다.To prevent corrosion of the
냉매액의 공급량을 증가시킬 필요가 있을 경우, 예컨대 난방운전 모드에서는, 도 6a의 경우와 같이 플로트 부분(420)이 냉매저장격실(410) 내에서 하부에 위치하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 제 9 밸브(V9)를 최대한 개방하여 냉매저장격실(410)에 저장되는 냉매액을 감소시킬 수 있다.When it is necessary to increase the supply amount of the refrigerant liquid, for example, in the heating operation mode, the
이러한 경우에는, 도 7의 경우와 같이, 제 2 몸체(200)의 증발공간에 저류되어 머무르는 냉매액의 양이 상대적으로 적을 수 있다. 도 7에서 냉매액의 양을 붉은색 점선으로 표시하였다.In this case, as in the case of FIG. 7, the amount of refrigerant remaining in the evaporation space of the
다르게 표현하면, 난방모드에서, 제어부(600)는 냉매액 조절부(400)를 제어하여 증발공간에 저류되어 머무르는 냉매액의 양을 줄여서 순환되는 냉매액의 양을 증가시킬 수 있다.In other words, in the heating mode, the
반면에, 냉매액의 공급량을 감소시킬 필요가 있을 경우, 예컨대 냉방운전 모드에서는, 도 6b의 경우와 같이 플로트 부분(420)이 냉매저장격실(410) 내에서 상부에 위치하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 제 9 밸브(V9)의 개구율을 줄여 냉매저장격실(410)에 충분히 많은 양의 냉매액이 저장될 수 있도록 할 수 있다.On the other hand, when it is necessary to reduce the supply amount of the refrigerant liquid, for example, in the cooling operation mode, it is possible to control the
이러한 경우에는, 도 8의 경우와 같이, 제 2 몸체(200)의 증발공간에 저류되어 머무르는 냉매액의 양이 상대적으로 많을 수 있다. 도 8에서 냉매액의 양을 붉은색 점선으로 표시하였다.In this case, as in the case of FIG. 8, the amount of refrigerant remaining in the evaporation space of the
다르게 표현하면, 냉방모드에서, 제어부(600)는 냉매액 조절부(400)를 제어하여 증발공간에 저류되어 머무르는 냉매액의 양을 증가시켜 순환되는 냉매액의 양을 감소시킬 수 있다.In other words, in the cooling mode, the
이러한 동작을 위해, 냉매액 조절부(400)는 제어부(600)로 플로트 부분(420)의 위치에 대한 정보를 전송할 수 있다.For this operation, the coolant
냉매액 조절부(400)는 플로트 부분(420)의 위치에 대한 정보를 획득하기 위해 가이드부(440)와 플로트 부분(420)을 이용할 수 있다. 예를 들면, 가이드부(440)의 소정 부분(예컨대, 상, 중, 하 부분)에 스위치를 설치하고, 플로트 부분(420)이 이동함에 따라 가이드부(440)에 설치된 스위치가 플로트 부분(420)에 위해 온/오프되는 것이 가능하다.The
또는, 냉매저장격실(410)의 상부 및/또는 하부에 스위치를 설치할 수 있다. 이러한 경우, 냉매저장격실(410)에 냉매액이 채워져서 플로트 부분(420)이 상부로 이동하게 되면, 냉매저장격실(410)의 상부에 설치된 스위치와 플로트 부분(420)이 접촉하여 제어신호를 발생시킬 수 있다. 또는, 냉매저자격실(410)에 저장되는 냉매액이 감소하여 냉매저장격실(410)의 하부에 설치된 스위치와 플로트 부분(420)이 접속하여 제어신호를 발생시키는 것도 가능할 수 있다.Alternatively, a switch may be provided at the top and / or bottom of the
플로트 부분(420)의 위치에 대한 정보를 제어부(600)로 전송하는 방법은 위의 설명에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들면, 플로트 부분(420)이 자이로 센서 등의 센서를 포함하여, 자신의 위치 변화에 따라 위치 정보를 제어부(600)로 전송하는 것이 가능할 수 있다.The method of transmitting information on the position of the
또는, 냉매액 조절부(400)는 증발공간에 저류되는 냉매액의 양을 일정 수준으로 유지하기 위해 사용되는 것도 가능하다.Alternatively, the refrigerant
예를 들어, 플로트 부분(420)의 최저 위치를 '0', 최고 위치를 '100'이라고 가정하여 보자. 여기서, 증발공간에 저류되는 냉매액의 양을 조절하여 플로트 부분(420)의 위치가 '40'에서 '60' 사이에 머무르도록 하고자 하는 경우를 추가로 가정하여 보자.For example, suppose that the lowest position of the
이러한 경우, 플로트 부분(420)의 위치가 '40'이하로 하강하면, 제어부(600)는 제 9 밸브(V9)의 개구율을 줄여 증발공간을 빠져나가는 냉매액의 양을 줄여 플로트 부분(420)의 위치가 '40'이상이 되도록 할 수 있다. 반면에, 플로트 부분(420)의 위치가 '60'보다 높아지면, 제어부(600)는 제 9 밸브(V9)의 개구율을 높여 증발공간을 빠져나가는 냉매액의 양을 증가시킴으로써 플로트 부분(420)의 위치가 '60'이하가 되도록 할 수 있다.In this case, when the position of the
도 9 내지 도 11은 냉매액의 양을 조절하는 또 다른 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분의 설명은 생략될 수 있다.9 to 11 are views for explaining another method of controlling the amount of refrigerant liquid. In the following, the description of the parts described above may be omitted.
도 9를 살펴보면, 응축기(110)로부터 증발기(210)로 냉매액을 공급하는 냉매공급관(700)은 일측이 증발기(210)의 증발공간에 연결되는 공통부분(700C), 공통부분(700C)의 타측 끝단에서 분할되는 제 1 부분(700A)과 제 2 부분(700B)을 포함할 수 있다.9, the
여기서, 제 1 부분(700A)과 제 2 부분(700B)은 각각 응축기(110)에 대응되는 응축공간에 연결될 수 있다.Here, the
도 9에서는 공통부분(700C)의 일측 끝단이 증발기(210)에 연결된 구성은 도시되어 있지 않다. 그러나, 앞선 도 3에서 냉매공급관(700)의 일측 끝단이 증발기(210)에 연결되고, 타측 끝단은 응축기(110)에 연결된 구성으로서 공통부분(700C)의 일측 끝단이 증발기(210)에 연결된 구성을 추론할 수 있다.In FIG. 9, a configuration in which one end of the
제 1 몸체(100)에 마련된 응축공간 내에서 제 1 부분(700A)의 입구의 높이와 제 2 부분(700B)의 입구의 높이는 서로 다를 수 있다.The height of the inlet of the
예를 들면, 제 1 부분(700A)의 입구에는 웨어(Weir, 700D)가 설치될 수 있다. 웨어(700D)가 제 1 부분(700A)의 입구가 될 수 있다. 웨어(700D)의 제 1 몸체(100)의 응축공간의 내부에 설치될 수 있다.For example,
응축공간에 저류된 냉매액이 제 1 부분(700A)을 통해 증발기(210)로 공급되기 위해서는, 냉매액이 제 1 부분(700A)의 일구에 설치된 웨어(700D)를 타고 넘어야 한다. 다르게 표현하면, 응축공간 내에 저류되는 냉매액의 높이가 웨어(700D)의 높이보다 더 높아야만 냉매액이 제 1 부분(700A)을 통해 증발기(210)로 공급될 수 있다.In order for the refrigerant liquid stored in the condensing space to be supplied to the
응축공간에 저류된 냉매액이 제 2 부분(700B)을 통해 증발기(210)로 공급되는 경우에는, 제 2 부분(700B)의 입구의 높이가 상대적으로 낮기 때문에, 응축공간에 저류된 냉매액의 양이 상대적으로 적은 경우에는 가능하다.When the refrigerant liquid stored in the condensing space is supplied to the
응축공간에 저류된 냉매액을 제 1 부분(700A)을 통해 증발기(210)로 공급할 것인지 혹은 제 2 부분(700B)을 통해 증발기(210)로 공급할 것인지를 선택하기 위해 제 2 부분(700B)에 제 10 밸브(V10)를 설치할 수 있다.A
제 10 밸브(V10)는 제어부(600)의 제어에 의해 동작할 수 있다.The tenth valve (V10) may be operated under the control of the control unit (600).
제어부(600)의 제어에 의해 제 10 밸브(V10)가 잠기게 되면, 즉 비활성화되면, 도 10a의 경우와 같이, 제 2 부분(700B)이 막히게 되고, 이에 따라 응축공간에 저류된 냉매액은 제 1 부분(700A)을 통해서만 증발기(210)로 공급될 수 있다.When the tenth valve V10 is locked or deactivated under the control of the
이러한 경우, 응축공간 내에 저류되는 냉매액의 높이가 웨어(700D)의 높이보다 더 높아야만 냉매액이 제 1 부분(700A)을 통해 증발기(210)로 공급될 수 있기 때문에 응축공간 내에는 웨어(700D)의 높이만큼의 충분한 양의 냉매액이 저류된 상태를 유지할 수 있다.In this case, since the height of the refrigerant liquid stored in the condensing space is higher than the height of the
이러한 경우는, 순환되는 냉매액의 양이 상대적으로 적은 경우에 해당될 수 있으며, 냉방운전 모드에 해당될 수 있다.This case corresponds to a case where the amount of circulating refrigerant liquid is relatively small, and may correspond to the cooling operation mode.
제 10 밸브(V10)가 잠기는 경우(비활성되는 경우)는 제 2 부분(700B)이 잠기는 경우(비활성화되는 경우)로서 제 1 부분(700A)이 활성화되는 경우라고 볼 수 있다.When the tenth valve V10 is locked (inactivated), it can be considered that the
제어부(600)의 제어에 의해 제 10 밸브(V10)가 열리게 되면, 즉 활성화되면, 도 10b의 경우와 같이, 제 1 부분(700A)이 열리게 되고, 이에 따라 응축공간에 저류된 냉매액은 제 2 부분(700B)을 통해서 증발기(210)로 공급될 수 있다. 이러한 경우에는, 충분한 양의 냉매액이 응축공간에 저류된 경우라면 냉매액이 제 2 부분(700B) 뿐만 아니라 제 1 부분(700A)을 통해서도 증발공간에 공급될 수 있다.When the tenth valve V10 is opened or activated under the control of the
이러한 경우, 응축공간 내에 저류되는 냉매액의 상대적으로 높이가 낮은 제 2 부분(700B)의 입구를 통해 증발기(210)로 공급될 수 있기 때문에 응축공간 내에는 상대적으로 적은 양의 냉매액이 저류된 상태를 유지할 수 있다.In this case, since the refrigerant liquid stored in the condensing space can be supplied to the
이러한 경우는, 순환되는 냉매액의 양이 상대적으로 많은 경우에 해당될 수 있으며, 난방운전 모드에 해당될 수 있다.Such a case may correspond to a case where the amount of circulating refrigerant liquid is relatively large, and may correspond to a heating operation mode.
이처럼, 제 1 부분(700A)이 활성화되고 제 2 부분(700B)이 차단된 상태에서 응축공간에 저장될 수 있는 냉매액의 최대량은 제 2 부분(700B)이 활성화된 상태에서 응축공간에 저장될 수 있는 냉매액의 최대량과 다른 수 있다. 바람직하게는, 제 1 부분(700A)이 활성화된 상태에서 응축공간에 저장될 수 있는 냉매액의 최대량은 제 2 부분(700B)이 활성화된 상태에서 응축공간에 저장될 수 있는 냉매액의 최대량보다 많을 수 있다.As such, the maximum amount of refrigerant liquid that can be stored in the condensing space in the state where the
제 10 밸브(V10)가 열리는 경우(활성되는 경우)는 제 2 부분(700B)이 열리는 경우(활성화되는 경우)이다. 이러한 경우는, 비록 제 1 부분(700A)이 닫히지는 않지만 제 1 부분(700A)이 비활성화되는 경우라고 볼 수 있다.When the tenth valve V10 is opened (when activated), the
이를 고려할 때, 제어부(600)는 운전모드에 따라 제 1 부분(700A) 또는 제 2 부분(700B) 중 하나를 선택하여 활성화시키는 것으로 볼 수 있다.In consideration of this, the
운전모드에 따른 제 10 밸브(V10)의 동작을 살펴보면, 도 11과 같이, 제 10 밸브(V10)는 난방모드에서 온(On)되고, 냉방모드에서 오프(Off)되는 것이 가능하다.Referring to the operation of the tenth valve V10 according to the operation mode, the tenth valve V10 can be turned on in the heating mode and off in the cooling mode as shown in FIG.
이상에서 설명한 바와 같이, 냉매액 조절부(400), 제 1 부분(700A), 제 2 부분(700B) 및 웨어(700D)를 이용하여 순환되는 냉매액의 양을 조절할 수 있다. 다르게 표현하면, 사용되지 않는 냉매액의 양을 조절할 수 있다.As described above, the amount of the refrigerant circulated through the
이에 따라, 난방 및 냉방운전을 모두 효과적으로 수행하는 것이 가능하며, 그 효율도 충분히 높은 수준을 유지할 수 있다.Accordingly, it is possible to effectively perform both the heating and cooling operation, and the efficiency thereof can be maintained at a sufficiently high level.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
Claims (7)
상기 냉매액 조절부는 난방운전 모드에서는 상기 냉매액의 공급량을 증가시키고, 냉방운전 모드에서는 상기 냉매액의 공급량을 감소시키고,
상기 냉매액 조절부는 상기 증발기의 하부에 구비된 냉매액 저류 부분에 연결되도록 상기 제 2 몸체에 설치된 냉매저장격실과; 상기 냉매저장격실에 설치되는 플로트 부분(Float Part)과; 상기 플로트 부분의 유동을 방지하는 격판과; 상기 냉매액의 유량을 조절하기 위한 조절밸브; 및 상기 플로트 부분의 위치에 따라 상기 조절밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 응축기로부터 상기 증발기로 상기 냉매액을 공급하는 냉매공급관을 더 포함하고, 상기 냉매공급관은 일측이 상기 증발기 내부의 증발공간에 연결되는 공통부분; 및 상기 공통부분의 타측 끝단에서 분할되는 제 1 부분과 제 2 부분;을 포함하되, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 각각 상기 응축기 내부의 응축공간에 연결되고,
상기 응축공간 내에서 상기 제 1 부분의 입구의 높이와 상기 제 2 부분의 입구의 높이는 서로 다르고,
상기 제어부는 운전모드에 따라 상기 제 1 부분 또는 상기 제 2 부분 중 하나를 선택하여 활성화시키며,
상기 제 1 부분이 활성화된 상태에서 상기 응축공간에 저장될 수 있는 상기 냉매액의 최대량은 상기 제 2 부분이 활성화된 상태에서 상기 응축공간에 저장될 수 있는 상기 냉매액의 최대량과 다른 흡수식 히트펌프.A regenerator for separating the refrigerant vapor by heating the refrigerant liquid; A condenser for condensing and liquefying the refrigerant vapor delivered from the regenerator; An evaporator for evaporating the refrigerant liquid transferred from the condenser; A refrigerant liquid adjusting unit for adjusting a supply amount of the refrigerant liquid; An absorber for absorbing the refrigerant vapor transferred from the evaporator and supplying the refrigerant to the regenerator; A first body on which the condenser and the regenerator are installed; And a second body on which the evaporator and the absorber are installed, the first body including a first compartment for partitioning a condensation space and a regeneration space; And the second body includes a second compartment for partitioning the evaporation space and the absorption space, wherein the evaporator includes a first injector installed in the evaporation space and injecting the refrigerant liquid, And a second injector installed in the space for spraying the refrigerant liquid, wherein the coolant liquid controller adjusts a supply amount of the coolant supplied to the first injector,
Wherein the refrigerant liquid control unit increases the supply amount of the refrigerant liquid in the heating operation mode, decreases the supply amount of the refrigerant liquid in the cooling operation mode,
A refrigerant storage compartment provided in the second body, the refrigerant storage compartment being connected to a refrigerant storage part provided at a lower portion of the evaporator; A float part installed in the refrigerant storage compartment; A diaphragm for preventing the float portion from flowing; A regulating valve for regulating a flow rate of the refrigerant liquid; And a control unit for controlling the control valve according to a position of the float portion,
Further comprising: a refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant liquid from the condenser to the evaporator, wherein the refrigerant supply pipe has a common portion, one side of which is connected to an evaporation space inside the evaporator; And a first portion and a second portion that are divided at the other end of the common portion, wherein the first portion and the second portion are each connected to a condensation space inside the condenser,
The height of the inlet of the first part and the height of the inlet of the second part in the condensing space are different from each other,
Wherein the controller selectively activates one of the first portion and the second portion according to an operation mode,
The maximum amount of the refrigerant liquid that can be stored in the condensing space in the activated state of the first portion is different from the maximum amount of the refrigerant liquid that can be stored in the condensing space in the activated state of the second portion, .
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