KR101773864B1 - Absorption chiller-heater integrated fuel cell having sub-cycle - Google Patents

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Abstract

The provides an absorption type cold and hot water dispenser integrated with a fuel cell and including an auxiliary cycle, capable of independent system operation. The absorption type cold and hot water dispenser integrated with the fuel cell and including the auxiliary cycle includes: a first container including an evaporator, a main absorber, and an auxiliary absorber; a high temperature generator connected to the main absorber by a first pipe and forming first coolant vapor and a middle absorption liquid by heating a dilution absorption liquid flowing inside; a low temperature generator forming a concentration absorption liquid, a coolant liquid, and second coolant vapor as the middle absorption liquid flowing inside through a 2-1 pipe connected to the high temperature generator is heat-exchanged with the first coolant vapor flowing inside through a 2-2 pipe connected to the high-temperature generator; an auxiliary generator connected to the auxiliary absorber by a third pipe and forming auxiliary coolant vapor and auxiliary middle absorption liquid by heating an auxiliary dilution absorption liquid flowing inside; a second container individually connected to the low temperature generator and the auxiliary generator and including a condenser condensing the second coolant vapor and the auxiliary coolant vapor; and a fuel cell module providing waste heat hot water heat-exchanging with hot water flowing outside from a cold water heat exchanger in a heating mode and heat-exchanging with the auxiliary dilution absorption liquid by drawing the auxiliary dilution absorption liquid into the auxiliary generator in a cooling mode. The first container includes: the evaporator cooling the cold water heat exchanger located inside by the coolant while the coolant is evaporating; the main absorber connected to the evaporator and generating the dilution absorption liquid by absorbing the coolant evaporated; and the auxiliary absorber connected to the evaporator and generating the auxiliary dilution absorption liquid by absorbing the coolant evaporated.

Description

보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기{ABSORPTION CHILLER-HEATER INTEGRATED FUEL CELL HAVING SUB-CYCLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fuel cell integrated absorption type cold / hot water heater having an auxiliary cycle,

본 발명은 냉온수를 공급하여 냉난방을 하는 흡수식 냉온수기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an absorption type cold and hot water heater for cooling and heating by supplying cold and hot water.

흡수식 냉온수기는 흡수식 냉동기와 그 원리가 유사하다. 즉, 흡수식 냉온수기는 희석흡수액(Dilute solution)을 농축흡수액(Concentrated solution)으로 재생하는 재생기, 냉매증기(Refrigerant vapor)를 응축(Condensation)하는 응축기, 냉매액(Refrigerant liquid)을 증발(Evaporation)하는 증발기 등을 포함하며, 열원으로부터 공급받는 고온수 또는 중온수의 열원을 이용하여 냉수 등을 생산한다.Absorption chillers are similar in principle to absorption chillers. That is, the absorption type cold / hot water heater is composed of a regenerator for regenerating the dilute solution with a concentrated solution, a condenser for condensing the refrigerant vapor, an evaporator for evaporating the refrigerant liquid, And generates cold water by using the hot water supplied from the heat source or the heat source of the mesophilic water.

냉방과 난방을 동시에 할 수 있는 흡수식 냉온수기의 난방 사이클은 재생기에서 고온의 냉매증기가 온수기로 유입되고, 냉매증기는 전열관 내측에 유동하는 온수와 열 교환하여 응축되면서 발생하는 응축 잠열을 이용하여 고온의 온수를 생산한다.In the heating cycle of the absorption type cold / hot water heater which can simultaneously perform cooling and heating, high temperature refrigerant vapor is introduced into the water heater in the regenerator, and the refrigerant vapor is condensed by heat exchange with hot water flowing inside the heat transfer pipe, Produce hot water.

이런 흡수식 냉온수기는 운전을 위해 외부로부터 공급되는 전원이 필요하다. 따라서, 갑작스럽게 전원이 차단되면, 그 운전이 중단될 수 밖에 없다. 따라서, 흡수식 냉온수기는 독립적인 자체 전원을 통해 안정적인 운전이 요청된다. 또한, 종래 흡수식 냉온수기는 재생기로 유입되는 냉각된 희석흡수액에 대한 예열과 재생기에서 유출되는 고온의 농축흡수액에 대한 냉각 등이 미흡하여 성적 계수가 낮다는 문제점이 있었다. 또한, 종래 흡수식 냉온수기는 흡수액이 단일 경로를 통해 순환되는 구조에 의해 성적 계수가 낮다는 문제점이 있었다.Such an absorption chiller requires an external power supply for operation. Therefore, if the power is suddenly cut off, the operation must be stopped. Therefore, the absorption-type cold / hot water heater is required to operate stably through independent independent power source. In addition, in the conventional absorption type cold and hot water generating machine, there is a problem that the pre-heating of the cooled diluted absorbing liquid flowing into the regenerator and the cooling of the concentrated absorbing liquid at high temperature flowing out from the regenerator are insufficient and the coefficient of performance is low. Also, the conventional absorption-type cold / hot water generator has a problem that the coefficient of performance is low due to the structure in which the absorption liquid is circulated through a single path.

대한민국 등록특허 제10-0466773호Korean Patent No. 10-0466773 대한민국 등록특허 제10-1341790호Korean Patent No. 10-1341790 대한민국 등록특허 제10-1082792호Korean Patent No. 10-1082792 일본 등록특허 제4081737호Japanese Patent No. 4081737

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자체적인 전원을 통해 독립적인 시스템 운영이 가능한 흡수식 냉온수기를 제공하고자 한다. 냉온수기의 성적 계수를 향상시키고자 한다. 또한, 건물 내 기계실의 면적을 최소화하여 건축비 등을 절감하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an absorption type cold and hot water heater capable of operating an independent system through its own power source. We want to improve the coefficient of performance of the cold and hot water heater. In addition, we want to reduce the construction cost by minimizing the area of the machine room in the building.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 냉매가 증발되면서 내부에 위치한 냉수열교환기을 냉각시키는 증발기와, 상기 증발기와 연통되며 증발된 상기 냉매를 흡수하여 희흡수액을 발생시키는 주흡수기와, 상기 증발기와 연통되며 증발된 상기 냉매를 흡수하여 보조희흡수액을 발생시키는 보조흡수기를 포함하는 제1용기; 상기 주흡수기와 제1배관으로 연결되며, 유입되는 상기 희흡수액을 가열하여 중간흡수액과 제1냉매증기를 형성시키는 고온재생기; 상기 고온재생기와 연결되는 제2-1배관을 통해 유입되는 상기 중간흡수액과 상기 고온재생기와 연결되는 제2-2배관을 통해 유입되는 상기 제1냉매증기가 서로 열 교환되어 농흡수액과 냉매액과 제2냉매증기를 형성시키는 저온재생기;와 상기 보조흡수기와 제3배관으로 연결되며, 유입되는 상기 보조희흡수액을 가열하여 보조중간흡수액과 보조냉매증기를 형성시키는 보조재생기;와, 상기 저온재생기 및 상기 보조재생기와 각각 연통되며 상기 제2냉매증기와 상기 보조냉매증기를 응축하는 응축기를 포함하는 제2용기; 냉방 모드에서 상기 보조재생기로 유입하여 상기 보조희흡수액과 열 교환을 하고, 난방 모드에서 상기 냉수열교환기에서 유출되는 온수와 열 교환을 하는 폐열온수를 제공하는 연료전지모듈;을 포함하는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, an embodiment of the present invention provides an evaporator for a refrigerator, including: an evaporator for cooling a cold water heat exchanger located inside the evaporator when a refrigerant is evaporated; a main absorber communicating with the evaporator, And a second absorber communicating with the evaporator and absorbing the evaporated refrigerant to generate a secondary adsorption liquid; A high temperature regenerator connected to the main absorber by a first pipe and heating the introduced absorption liquid to form an intermediate absorption liquid and a first refrigerant vapor; The intermediate absorption liquid flowing through the second-1 piping connected to the high-temperature regenerator and the first refrigerant vapor flowing through the second-second piping connected to the high-temperature regenerator are heat-exchanged with each other, An auxiliary regenerator connected to the auxiliary absorber by a third pipe and heating the auxiliary auxiliary absorbent to flow into the auxiliary intermediate absorbent and the auxiliary refrigerant vapor; A second container communicating with the auxiliary regenerator and including a condenser for condensing the second refrigerant vapor and the auxiliary refrigerant vapor; And a fuel cell module for supplying heat to the auxiliary regenerator in the cooling mode and performing heat exchange with the auxiliary recovering liquid and performing heat exchange with the hot water discharged from the cold water heat exchanger in the heating mode, A fuel cell integrated type absorption-type cold and hot water generating machine.

상기 제1배관은 어느 일 분기점에서 양 갈래로 분기되어, 상기 저온재생기로부터 상기 냉매액이 유입되어 상기 희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 냉매열교환기;와, 상기 냉매열교환기에서 열 교환이 이루어진 상기 희흡수액과 상기 고온재생기로부터 유입되는 배기가스 사이에 열 교환이 이루어지는 배기열교환기;가 설치되는 제1분기배관과, 상기 저온재생기로부터 상기 농흡수액이 유입되어 상기 희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 저온열교환기;가 설치되는 제2분기배관으로 분리되고, 상기 제1분기배관과 상기 제2분기배관은 어느 일 합류점에서 합류되어, 합류된 상기 제1배관에는 상기 제1분기배관과 상기 제2분기배관을 통해 각각 열 교환이 이루어진 상기 희흡수액과 상기 고온재생기로부터 유입되는 상기 중간흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 고온열교환기;가 설치되는 것이 바람직하다.The refrigerant heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the first pipe is divided into two branches at a certain point, and the refrigerant is introduced from the low temperature regenerator and heat exchange is performed between the first and second absorption pipes An exhaust heat exchanger for exchanging heat between the absorption liquid and the exhaust gas flowing from the high temperature regenerator; and a low-temperature heat exchanger for exchanging heat between the absorption liquid and the absorption liquid, Wherein the first branch pipe and the second branch pipe are joined at a confluence point to which the first branch pipe and the second branch pipe are connected, Exchanged heat exchanger and the intermediate absorbent introduced from the high temperature regenerator, High-temperature heat exchanger made; it is to be installed is preferred.

상기 주흡수기에는 상기 저온열교환기에서 열 교환이 이루어진 상기 농흡수액이 유입되어 분사되는 주흡수기스프레이;가 배치될 수 있다.The main absorber may be provided with a main absorber sprayer through which the concentrated absorber liquid having been heat-exchanged in the low temperature heat exchanger is injected and injected.

상기 보조재생기에는 상기 냉방 모드에서 상기 폐열온수가 유입되어 상기 보조희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 제1온수열교환기;가 배치될 수 있다.The auxiliary regenerator may include a first hot water heat exchanger in which the waste heat and hot water are introduced into the auxiliary regenerator in the cooling mode.

상기 냉수열교환기의 출구와 연결되는 냉온수배관에는 상기 난방 모드에서 상기 폐열온수가 유입되어 상기 냉수열교환기에서 배출되는 온수 사이에 열 교환이 이루어지는 제2온수열교환기;가 설치될 수 있다.And a second hot water heat exchanger installed in the cold / hot water pipe connected to the outlet of the cold water heat exchanger for exchanging heat between the hot water discharged from the cold water heat exchanger and the waste hot water flowing in the heating mode.

상기 제3배관에는 상기 보조재생기로부터 상기 보조중간흡수액이 유입되어 상기 보조희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 보조열교환기;가 설치될 수 있다.And an auxiliary heat exchanger in which the auxiliary intermediate absorption liquid flows in from the auxiliary regenerator to the third piping and heat exchange is performed between the auxiliary secondary absorption liquids.

상기 제2-2배관은 어느 일 지점에서 분기되어 상기 주흡수기와 연결되며 제1밸브가 설치되는 제2-3배관;을 더 포함하고, 상기 고온재생기와 상기 주흡수기 사이에는 제2밸브가 설치되는 제4배관;이 더 연결될 수 있다.And a second pipe connected to the main absorber and provided with a first valve, wherein the second pipe is connected to the main absorber at a certain point, and a second valve is installed between the high temperature regenerator and the main absorber The fourth pipe being connected to the second pipe.

냉각탑에서 냉각된 냉각수는 분기되어 상기 주흡수기 내부에 배치되는 주냉각열교환기와, 상기 보조흡수기 내부에 배치되는 보조냉각열교환기를 거친 이후, 상기 응축기 내부에 배치되는 응축열교환기를 거쳐 다시 상기 냉각탑으로 유입될 수 있다.The cooling water cooled in the cooling tower flows through the main cooling heat exchanger branched in the main absorber and the auxiliary cooling heat exchanger disposed inside the auxiliary absorber and then through the condensation heat exchanger disposed inside the condenser again into the cooling tower .

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As described above, according to the present invention, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not necessarily achieve the following effects.

연료전지모듈이라는 자체적인 전력 공급원을 통해 독립적인 시스템 운영이 가능하다. 또한, 연료전지모듈에서 발생하는 열을 활용하여 냉온수기의 성적 계수를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 흡수식 냉온수기는 냉방 모드에서 희흡수액에 대한 보조 사이클을 더 포함하여, 연료전지모듈에서 공급되는 폐열온수를 제1온수열교환기를 통해 열 교환하여 냉온수기의 성적 계수를 향상시킬 수 있다. 또한, 난방 모드에서 연료전지모듈에서 공급되는 폐열온수를 제2온수열교환기로 송출하여 냉온수기의 난방 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 배기열교환기를 통해 버려지는 배기가스를 활용하여 냉온수기의 성적 계수를 향상시킬 수 있다.Independent system operation is possible through its own power source called fuel cell module. In addition, the coefficient of performance of the cold / hot water heater can be improved by utilizing the heat generated from the fuel cell module. Specifically, the absorption type cold / hot water generating machine further includes an auxiliary cycle for the desorbing liquid in the cooling mode, so that waste heat and hot water supplied from the fuel cell module can be heat exchanged through the first hot water heat exchanger to improve the coefficient of performance of the cold / hot water generating machine. Also, in the heating mode, the waste heat water supplied from the fuel cell module can be sent to the second hot water heat exchanger to improve the heating efficiency of the cold / hot water heater. Further, the exhaust gas discharged through the exhaust heat exchanger can be utilized to improve the coefficient of performance of the cold / hot water generator.

또한, 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기는 일체형으로 형성되어 건물 내 기계실의 면적이 줄어들고, 건축비가 크게 절감되는 효과를 갖는다.In addition, the absorption-type cold / hot water generating machine according to one embodiment is integrally formed to reduce the area of the machine room in the building and greatly reduce the construction cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기의 계통도.
도 2는 냉방 모드에서 도 1의 작동 관계를 보여주는 계통도.
도 3은 도 2에 대한 흡수액의 순환 흐름을 보여주는 계통도.
도 4는 도 2에 대한 냉매의 순환 흐름을 보여주는 계통도.
도 5는 난방 모드에서 도 1의 작동 관계를 보여주는 계통도.
도 6은 폐열온수의 순환 흐름을 보여주는 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a fuel cell integrated type absorption chiller having an auxiliary cycle according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a schematic diagram showing the operating relationship of FIG. 1 in cooling mode;
3 is a systematic view showing the circulation flow of the absorption liquid for Fig.
4 is a systematic diagram showing the circulation flow of refrigerant for FIG. 2;
5 is a schematic diagram showing the operating relationship of FIG. 1 in a heating mode;
6 is a flow chart showing the circulation flow of waste heat and hot water;

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기의 계통도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기는 증발기(110), 주흡수기(120), 보조흡수기(130), 고온재생기(200), 저온재생기(310), 보조재생기(320), 응축기(330), 연료전지모듈(400), 냉매열교환기(610), 배기열교환기(620), 저온열교환기(630), 고온열교환기(640), 제1온수열교환기(710), 제2온수열교환기(720), 보조열교환기(650), 냉각탑(500) 등을 포함한다.1 is a block diagram of a fuel cell integrated absorption refrigerator having an auxiliary cycle according to an embodiment of the present invention. 1, the fuel cell integrated absorption chiller having an auxiliary cycle according to an embodiment includes an evaporator 110, a main absorber 120, a secondary absorber 130, a high temperature regenerator 200, a low temperature regenerator 310, An auxiliary regenerator 320, a condenser 330, a fuel cell module 400, a refrigerant heat exchanger 610, an exhaust heat exchanger 620, a low temperature heat exchanger 630, a high temperature heat exchanger 640, A second hot water heat exchanger 720, an auxiliary heat exchanger 650, a cooling tower 500, and the like.

도면에는 증발기(110), 주흡수기(120), 보조흡수기(130)가 단일 밀폐용기인 제1용기(100) 내에 연통되도록 배치되는 것이 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Although the evaporator 110, the main absorber 120 and the auxiliary absorber 130 are illustrated as being disposed in the first container 100 as a single hermetically sealed container, the present invention is not limited thereto.

증발기(110)는 그 내부에 폐열온수열교환기(112)가 위치한다. 냉수열교환기(112)는 부하 측에 연결된다. 냉수열교환기(112)와 연결되는 냉온수배관에는 냉수펌프가 설치되고 특히, 냉수열교환기(112)의 출구 측에 연결되는 냉온수배관에는 제2온수열교환기(720)가 설치되어 있다. 제2온수열교환기(720)는 냉온수기가 난방 모드에서 작동될 때, 연료전지모듈(400)에서 송출되는 폐열온수가 유입되도록 하여 냉수열교환기(112)에서 유출되는 온수 사이에 열 교환이 이루어지도록 한다. 이는, 난방시 난방 효율을 향상시킨다.The evaporator 110 has a waste heat and water heat exchanger 112 therein. The cold water heat exchanger 112 is connected to the load side. A cold water pump is provided in the cold / hot water pipe connected to the cold water heat exchanger (112), and a second hot water heat exchanger (720) is installed in the cold / hot water pipe connected to the outlet side of the cold water heat exchanger (112). The second hot water heat exchanger 720 may be configured such that when the cold / hot water heater is operated in the heating mode, the waste heat water discharged from the fuel cell module 400 flows into the hot water discharged from the cold water heat exchanger 112, do. This improves the heating efficiency in heating.

증발기(110)는 액체 상태의 냉매를 저수하는 증발기저수조와, 냉수열교환기(112)에 냉매를 분사하는 증발기스프레이와, 증발기저수조에 저수된 냉매를 증발기(110) 내부에 위치한 증발기스프레이에 공급하는 냉매순환파이프와 냉매순환파이프 상에 설치되어 냉매를 강제 순환시키는 냉매펌프를 포함한다.The evaporator 110 is provided with an evaporator water tank for storing refrigerant in a liquid state, an evaporator spray for spraying the refrigerant to the cold water heat exchanger 112, and a refrigerant stored in the evaporator water tank to the evaporator spray located inside the evaporator 110 And a refrigerant pump provided on the refrigerant circulation pipe and the refrigerant circulation pipe for forcibly circulating the refrigerant.

증발기(110)는 진공으로 유지되며, 진공 상태에서 냉매가 증발하게 되고 그 증발열에 의해 냉수열교환기(112)를 흐르는 냉수는 냉각된다. 증발기(110)에서 증발이 계속되면 증기 분압이 점점 높아져 증발 온도가 상승하게 되면 적정 냉방용량을 얻을 수 없게 된다. 이 때, 주흡수기(120)와 보조흡수기(130)에서는 흡수액이 증발된 냉매를 흡수하여, 증발기(110) 내의 증발 압력과 중발 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 한다.The evaporator 110 is kept in vacuum, and the refrigerant evaporates in a vacuum state, and the cold water flowing through the cold water heat exchanger 112 is cooled by the evaporation heat. If the evaporation is continued in the evaporator 110, if the vapor partial pressure becomes higher and the evaporation temperature rises, the proper cooling capacity can not be obtained. At this time, in the main absorber 120 and the auxiliary absorber 130, the absorbing liquid absorbs the evaporated refrigerant, so that the evaporation pressure and the medium temperature in the evaporator 110 can be kept constant.

주흡수기(120)는 증발기(110)와 연통되며 증발된 냉매를 흡수하여 희흡수액을 발생시킨다. 희흡수액은 주흡수기(120)의 하부에 저수된다. 보조흡수기(130)는 증발기(110)와 연통되며 증발된 냉매를 흡수하여 보조희흡수액을 발생시킨다. 보조희흡수액은 보조흡수기(130)의 하부에 저수된다. 이런 희흡수액과 보조흡수액은 증발된 냉매를 다량 함유하여 흡수 작용을 지속할 수 없다.The main absorber 120 communicates with the evaporator 110 and absorbs the evaporated refrigerant to generate a desorbed liquid. The absorption liquid is stored in the lower portion of the main absorber 120. The auxiliary absorber 130 communicates with the evaporator 110 and absorbs the evaporated refrigerant to generate auxiliary auxiliary liquid. The auxiliary absorbent is stored in the lower portion of the auxiliary absorber 130. Such absorption liquid and auxiliary absorption liquid contain a large amount of vaporized refrigerant and can not sustain the absorption action.

따라서, 희흡수액과 보조흡수액은 재생기(200)(310)(320) 측으로 전송되어 가열을 통해 농축되는 과정을 거친다. 이 때, 희흡수액과 보조흡수액은 서로 다른 순환 사이클을 갖는다. 한편, 희흡수액은 고온재생기(200)로 유입되기 전에 열 교환을 통해 예열 과정을 갖고, 고온재생기(200)에서 저온재생기(310)를 거쳐 주흡수기(120)로 유입되기 전에 열 교환을 통해 냉각 과정을 갖는다. Accordingly, the absorption liquid and the auxiliary absorption liquid are transferred to the regenerators 200, 310, and 320 and are concentrated through heating. At this time, the absorption liquid and the auxiliary absorption liquid have different circulation cycles. On the other hand, the absorption liquid has a preheating process through heat exchange before being introduced into the high temperature regenerator 200, and is cooled (cooled) by heat exchange before being introduced into the main absorber 120 through the low temperature regenerator 310 in the high temperature regenerator 200. Process.

또한, 보조희흡수액 역시 보조재생기(320)로 유입되기 전에 열 교환을 통해 예열 과정을 갖고, 보조재생기(320)에서 보조흡수기(130)로 유입되기 전에 열 교환을 통해 냉각 과정을 갖는다. 이런 예열 및 냉각 과정은 냉온수기의 성적 계수 향상을 위해 요구된다.In addition, the auxiliary absorbent has a preheating process through heat exchange before being introduced into the auxiliary regenerator 320, and has a cooling process through heat exchange before being introduced into the auxiliary absorber 130 in the auxiliary regenerator 320. This preheating and cooling process is required to improve the coefficient of performance of the hot and cold water heater.

흡수액은 주흡수기(120)의 상측에 배치되는 주흡수기스프레이(125)와, 보조흡수기(130)의 상측에 배치되는 보조흡수기스프레이(135)를 통해 각각 분사된다. 이 때, 주흡수기스프레이(125)를 통해 분사되는 흡수액은 농흡수액 상태이다. 그리고, 보조흡수기스프레이(135)를 통해 분사되는 흡수액은 중간흡수액 상태이다. 이런 중간흡수액은 보조희흡수액이 보조재생기(320), 보조열교환기(650)를 거치면서 열 교환이 이루어진 결과 형성된다.The absorption liquid is injected through the main absorber spray 125 disposed on the upper side of the main absorber 120 and the auxiliary absorber spray 135 disposed on the upper side of the auxiliary absorber 130, respectively. At this time, the absorption liquid sprayed through the main absorber spray 125 is in a concentrated absorption state. The absorption liquid sprayed through the auxiliary absorber spray 135 is in an intermediate absorption state. Such an intermediate absorbent is formed as a result of the heat exchange of the auxiliary absorbent solution through the auxiliary regenerator 320 and the auxiliary heat exchanger 650.

주흡수기(120) 내부에는 주냉각열교환기(121)가 배치되고, 보조흡수기(130) 내부에는 보조냉각열교환기(131)가 배치된다. 이는, 증발된 냉매를 흡수할 때 발생하는 흡수열을 제거한다. 이를 위해, 냉각탑(500)에서 냉각된 냉각수는 분기되어 주냉각열교환기(121)와 보조냉각열교환기(131)로 각각 유입된다.A main cooling heat exchanger 121 is disposed in the main absorber 120 and an auxiliary cooling heat exchanger 131 is disposed in the auxiliary absorber 130. This removes the heat of absorption that occurs when the evaporated refrigerant is absorbed. To this end, the cooling water cooled in the cooling tower 500 branches and flows into the main cooling heat exchanger 121 and the auxiliary cooling heat exchanger 131, respectively.

고온재생기(200)는 주흡수기(120)와 제1배관(10)으로 연결되며 유입되는 희흡수액을 가열하여 중간흡수액과 제1냉매증기를 형성시킨다. 고온재생기(200)를 가열하기 위해 버너(220) 등이 사용된다. 그 결과, 고온재생기(200)에는 배기가스가 더 형성될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 희흡수액의 열 교환을 통한 예열을 위해 제1배관(10)에는 냉매열교환기(610), 배기열교환기(620), 저온열교환기(630), 고온열교환기(640)가 설치된다.The high temperature regenerator 200 is connected to the main absorber 120 through the first pipe 10 and heats the incoming absorption liquid to form the intermediate absorption liquid and the first refrigerant vapor. A burner 220 or the like is used to heat the high temperature regenerator 200. As a result, exhaust gas can be further formed in the high temperature regenerator 200. As described above, the refrigerant heat exchanger 610, the exhaust heat exchanger 620, the low temperature heat exchanger 630, the high temperature heat exchanger 640, and the high temperature heat exchanger 640 are installed in the first pipe 10 for preheating by heat exchange of the desiccant liquid. Respectively.

구체적으로, 제1배관(10)은 어느 일 분기점에서 양 갈래로 분기되어 제1분기배관(11)과 제2분기배관(12)으로 분리되고, 어느 일 합류점에서 다시 합류된다. 먼저, 제1분기배관(11)에는 희흡수액의 송출 방향으로 냉매열교환기(610)와 배기열교환기(620)가 순차적으로 설치된다. 냉매열교환기(610)는 저온재생기(310)로부터 냉매액이 유입되어 희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지도록 한다. 또한, 배기열교환기(620)는 냉매열교환기(610)에서 열 교환이 이루어진 희흡수액과 고온재생기(200)로부터 유입되는 배기가스 사이에 열 교환이 이루어지도록 한다. 그 결과, 희흡수액은 단계적으로 예열될 수 있다.Specifically, the first pipe 10 is branched into two branches at a certain branch point, separated into the first branch pipe 11 and the second branch pipe 12, and merged again at a certain junction point. First, the refrigerant heat exchanger 610 and the exhaust heat exchanger 620 are sequentially installed in the first branch pipe 11 in the dispensing direction of the absorption liquid. The refrigerant heat exchanger (610) allows the refrigerant liquid to flow from the low temperature regenerator (310) to perform heat exchange between the desorbing liquids. In addition, the exhaust heat exchanger 620 allows heat exchange between the desiccant exchanged in the refrigerant heat exchanger 610 and the exhaust gas flowing from the high temperature regenerator 200. As a result, the desorbed liquid can be preheated stepwise.

그리고, 제2분기배관(12)에는 저온재생기(310)로부터 농흡수액이 유입되어 희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 저온열교환기(630)가 설치된다. 그 결과, 희흡수액은 예열될 수 있다. The second branch pipe (12) is provided with a low-temperature heat exchanger (630) through which the concentrated absorption liquid flows in from the low-temperature regenerator (310) and heat exchange occurs between the superabsorbent liquids. As a result, the desorption liquid can be preheated.

합류된 제1배관(10)에는 제1분기배관(11)과 제2분기배관(12)을 통해 각각 열 교환이 이루어진 희흡수액과 고온재생기(200)로부터 유입되는 중간흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 고온열교환기(640)가 설치된다. 그 결과, 희흡수액의 온도는 더욱 상승한다. 이와 같이 제1배관(10)에 복수 개의 열교환기를 설치하고, 제1배관(10)을 분기하여 희흡수액을 양 갈래로 전송시키면 예열 효과가 보다 향상되어 냉온수기의 성적 계수를 극대화시킬 수 있다.Heat exchange is carried out between the diluting absorbing liquid subjected to heat exchange through the first branching pipe 11 and the intermediate absorbing liquid flowing from the high temperature regenerator 200 through the first branching pipe 11 and the second branching pipe 12, Temperature heat exchanger 640 is installed. As a result, the temperature of the desorption liquid is further increased. By providing a plurality of heat exchangers in the first pipe 10 and branching the first pipe 10 and transferring the absorbent liquid in both directions, the preheating effect is further improved, and the coefficient of performance of the cold / hot water heater can be maximized.

도면에는 저온재생기(310), 보조재생기(320), 응축기(330)가 단일 밀폐용기인 제2용기(200) 내에 연통되도록 배치되는 것이 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the figure, the low temperature regenerator 310, the auxiliary regenerator 320, and the condenser 330 are shown to be disposed in communication with the second container 200, which is a single hermetically sealed container, but is not limited thereto.

저온재생기(310)는 고온재생기(200)와 연결되는 제2-1배관(21)을 통해 유입되는 중간흡수액과 고온재생기(200)와 연결되는 제2-2배관(22)을 통해 유입되는 제1냉매증기가 서로 열 교환되어 농흡수액, 냉매액 및 제2냉매증기를 형성시킨다. 구체적으로, 중간흡수액은 전술한 고온열교환기(640)에서 열 교환이 이루어진 후 유입되어 저온재생기스프레이를 통해 분사된다. 그리고, 제1냉매증기는 저온재생기열교환기(311)로 유입되고, 상측에서 분사되는 중간흡수액과 열 교환을 하여 액상의 냉매액으로 변한다. 이 때, 중간흡수액은 농흡수액과 제2냉매증기로 변한다.The low-temperature regenerator 310 is connected to the high-temperature regenerator 200 through the second-1 pipe 21 connected to the high-temperature regenerator 200 and the second- 1 refrigerant vapor are exchanged with each other to form a dewatering liquid, a refrigerant liquid and a second refrigerant vapor. Specifically, the intermediate absorption liquid is introduced after the heat exchange in the high temperature heat exchanger 640 described above, and is injected through the low temperature regenerator spray. The first refrigerant vapor flows into the low-temperature regenerator heat exchanger 311, and is heat-exchanged with the intermediate absorption liquid sprayed from the upper side, and becomes a liquid refrigerant liquid. At this time, the intermediate absorption liquid changes into the concentrated absorption liquid and the second refrigerant vapor.

보조재생기(320)는 보조흡수기(130)와 제3배관(30)으로 연결되며, 유입되는 보조희흡수액을 가열하여 보조중간흡수액과 보조냉매증기를 형성시킨다. 구체적으로, 보조희흡수액은 보조열교환기(650)에서 열 교환을 통해 예열된 후, 보조재생기스프레이로 유입되어 분사된다. 이 때, 보조재생기(320)에는 연료전지모듈(400)에서 송출되는 폐열온수가 유입되어 보조희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지도록 하는 제1온수열교환기(710)가 배치된다. 이와 같이 연료전지모듈(400)에서 발생하는 폐열온수를 사용하면 냉온수기의 성적 계수가 향상된다. 이 때, 보조중간흡수액은 다시 보조열교환기(650)로 전송되어 열 교환을 통해 방열된 후 보조흡수기(130) 내에 설치되는 보조흡수기스프레이(135)로 유입된다.The auxiliary regenerator 320 is connected to the auxiliary absorber 130 through the third pipe 30 and heats the auxiliary auxiliary absorption liquid to form the auxiliary intermediate absorption liquid and the auxiliary refrigerant vapor. Specifically, the auxiliary dilution liquid is preheated through heat exchange in the auxiliary heat exchanger 650, and then injected into the auxiliary regenerant spray and injected. At this time, the auxiliary regenerator 320 is provided with a first hot water heat exchanger 710 through which the waste heat water sent out from the fuel cell module 400 flows and heat exchange is performed between the auxiliary absorbents. The use of the waste heat generated in the fuel cell module 400 improves the coefficient of performance of the cold / hot water generator. At this time, the auxiliary intermediate absorption liquid is again transferred to the auxiliary heat exchanger 650, is radiated through heat exchange, and then flows into the auxiliary absorber spray 135 installed in the auxiliary absorber 130.

응축기(330)는 저온재생기(310) 및 보조재생기(320)와 각각 연통되며 제2냉매증기와 보조냉매증기를 응축한다. 이를 위해, 응축기(330) 내부에는 응축열교환기(331)가 배치된다. 또한, 응축기(330)에는 냉매열교환기(610)에서 열 교환이 이루어진 냉매액이 분사되는 응축기스프레이(335)가 배치된다. 응축열교환기(331)에는 전술한 주냉각열교환기(121)와 보조냉각열교환기(131)를 거친 냉각수가 유입되며, 냉각수는 제2냉매증기, 보조냉매증기 및 분사되는 냉매액과 열 교환을 한 후 다시 냉각탑(500)으로 유입되어 냉각되는 순환 사이클을 갖는다. 그 결과, 응축기(330)의 하부에는 응축 상태의 냉매액이 저수된다.The condenser 330 is in communication with the low temperature regenerator 310 and the auxiliary regenerator 320, respectively, and condenses the second refrigerant vapor and the auxiliary refrigerant vapor. To this end, a condensation heat exchanger 331 is disposed inside the condenser 330. In addition, the condenser 330 is provided with a condenser spray 335 through which the refrigerant liquid having undergone heat exchange in the refrigerant heat exchanger 610 is injected. The cooling water passing through the main cooling heat exchanger 121 and the auxiliary cooling heat exchanger 131 flows into the condensing heat exchanger 331 and the cooling water is heat-exchanged with the second refrigerant vapor, the auxiliary refrigerant vapor, And then flows into the cooling tower 500 again to be cooled. As a result, the condensed refrigerant liquid is stored in the lower portion of the condenser 330.

연료전지모듈(400)은 냉온수기에 전기 및 폐열온수를 제공한다. 구체적으로, 연료전지모듈(400)은 모듈케이싱, 개질기(410), 스택부(420), 버퍼탱그(440), 폐열온수펌프, 인버터부(430) 등을 포함한다.The fuel cell module 400 provides electricity and waste heat to the water heater. Specifically, the fuel cell module 400 includes a module casing, a reformer 410, a stack unit 420, a buffer tank 440, a waste heat pump, an inverter unit 430, and the like.

모듈케이싱은 예를 들어, 금속 재질로 형성되는 직육면체 형상을 갖는다. 모듈케이싱은 양 측면에 외기가 유출입되는 통공이 각각 형성된다. 개질기(410)는 공급되는 화석 연료 예를 들어, 천연가스 등으로부터 수소를 발생시키는 장치이다. 그 결과, 화석 연료에서 수소가 추출된다.The module casing has, for example, a rectangular parallelepiped shape formed of a metal material. The module casing is formed with through holes through which the outside air flows on both sides. The reformer 410 is a device for generating hydrogen from the supplied fossil fuel, for example, natural gas or the like. As a result, hydrogen is extracted from the fossil fuel.

스택부(420)는 전기를 얻기 위해 복수 개의 단위 전지가 적층되는 구조를 갖는다 스택부(420)에서는 개질기(410)에서 공급되는 수소와 공기 중의 산소가 화학 반응을 하여 전기와 열이 형성된다. 스택부(420)는 외부에서 공급되는 상온수에 열을 제공하여 상온수를 폐열온수로 전환시킨다. 이는 연료전지모듈(400) 내에 배치되는 모듈열교환기(미도시)를 통해 이루어질 수 있다. 이 때, 폐열온수는 냉온수기의 각 모드에 따라 서로 다른 순환 경로를 향해 송출된다.The stack portion 420 has a structure in which a plurality of unit cells are stacked to obtain electricity. In the stack portion 420, hydrogen supplied from the reformer 410 and oxygen in the air are chemically reacted to form electricity and heat. The stack unit 420 provides heat to the hot and cold water supplied from the outside to convert the hot and cold water into the waste heat and hot water. This may be accomplished through a module heat exchanger (not shown) disposed within the fuel cell module 400. At this time, the waste heat water is sent toward different circulation paths depending on the mode of the cold / hot water machine.

한편, 폐열온수가 송출되는 배관에는 버퍼탱크(440)와 폐열온수펌프가 설치될 수 있다. 버퍼탱크(440)는 밀폐형 탱크 구조를 갖는다. 버퍼탱크(440)는 시간대 별로 스택부(420)를 통해 공급되는 폐열온수의 온도나 그 공급량이 일정하지 않다는 점을 고려하여 폐열온수를 혼합 저장하는 용도를 갖는다. 이와 같이 버퍼탱크(440)를 통해 폐열온수를 혼합시키면 폐열온수는 비교적 일정한 온도를 갖게 되며, 버퍼탱크(440)에 충분하게 저장되어 있는 폐열온수를 폐열온수펌프를 통해 송출함에 있어 그 송출량을 일정하게 유지할 수 있다.On the other hand, a buffer tank 440 and a waste heat / hot water pump may be installed in the piping through which the waste heat and hot water is delivered. The buffer tank 440 has a closed tank structure. The buffer tank 440 has a function to mix and store the waste heat in consideration of the fact that the temperature of the waste heat and the supply amount of the waste heat supplied through the stack unit 420 are not constant over time. When the waste heat of the waste heat is mixed through the buffer tank 440, the waste heat of the waste heat has a relatively constant temperature. When the waste heat is stored in the buffer tank 440 through the waste heat pump, .

인버터부(430)는 스택부(420)에서 발생하는 전기 즉, 직류 전기를 교류 전기로 변환시킨다. 이런 교류 전기는 냉온수기의 전원으로 사용된다. 구체적으로, 교류 전기는 냉온수기의 제어시스템(900), 냉각탑(500) 내의 송풍유닛(520) 등에 공급될 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 냉온수기는 연료전지모듈(400)이라는 자체적인 전력 공급원을 통해 독립적인 시스템 운영이 가능하다.The inverter unit 430 converts electricity generated in the stack unit 420, that is, DC electricity into AC electricity. This alternating current is used as a power source for the cold / hot water heater. Specifically, the AC electric power can be supplied to the control system 900 of the cold / hot water heater, the air blowing unit 520 in the cooling tower 500, and the like. That is, the cold / hot water heater according to one embodiment can operate independently through a power supply source of the fuel cell module 400 itself.

냉각탑(500)은 케이싱, 충진재(510), 송풍유닛(520) 등을 포함한다. 충진재(510)는 분사되는 냉각수를 냉각시키는 부재로 이를 통해 냉각수는 함유하고 있던 열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 충진재(510)는 전열 면적을 증가시키기 위해 일정 모양의 각도를 갖는 주름이 형성된 얇은 플레이트가 복수 개 적층되어 형성된다. 그 결과, 냉각수는 충진재(510)의 표면에 접촉된 상태에서 외기와 열 교환을 통해 냉각될 수 있다.The cooling tower 500 includes a casing, a filler material 510, a blowing unit 520, and the like. The filler material 510 is a member that cools the injected cooling water, through which the cooling water can release heat contained in the air. The filling material 510 is formed by laminating a plurality of wrinkled thin plates having a certain angle to increase the heat transfer area. As a result, the cooling water can be cooled through heat exchange with the outside air while being in contact with the surface of the filler material 510.

한편, 충진재(510)의 상측에는 냉각수를 살수시키는 냉각수스프레이가 설치된다. 냉각수스프레이에는 응축기(330)로부터 유출되는 냉각수와 연료전지모듈(400)에서 제공되는 폐열온수가 유입될 수 있다. 이를 통해, 냉각수와 폐열온수는 각각 방열될 수 있다.On the other hand, a cooling water spray for spraying cooling water is provided on the upper side of the filler material 510. The cooling water spray may be supplied with the cooling water flowing out of the condenser 330 and the waste heat water supplied from the fuel cell module 400. As a result, the cooling water and the waste heat can each be dissipated.

또한, 케이싱의 바닥면에는 수조가 구비되어 충진재(510)에서 냉각이 이루어진 후에 낙하하는 냉각수가 저수된다. 그리고, 저수된 냉각수는 배관을 따라 송출되며 어느 일 지점에서 분기되어 주냉각열교환기(121)와 보조냉각열교환기(131)로 각각 유입된다. 송풍유닛(520)은 케이싱 내부의 외기를 강제 송풍하여 외기의 흐름을 원활하게 한다.In addition, a water tank is provided on the bottom surface of the casing, and cooling water falling down after cooling in the filling material 510 is stored. The stored cooling water is sent along the pipe, branched at a certain point, and introduced into the main cooling heat exchanger 121 and the auxiliary cooling heat exchanger 131, respectively. The air blowing unit 520 blows the outside air inside the casing forcibly so as to smooth the flow of the outside air.

태양광발전유닛(800)은 연료전지모듈(400)과 더불어 전기를 일 실시예에 따른 냉온수기에 공급한다. 태양광발전유닛(800)은 예를 들어, 냉각탑(500)의 상부면에 배치될 수 있다.The photovoltaic power generation unit 800 supplies electricity with the fuel cell module 400 to the cold / hot water generator according to an embodiment. The solar power generation unit 800 may be disposed on the upper surface of the cooling tower 500, for example.

한편, 제2-2배관(22)은 어느 일 지점에서 분기되어, 주흡수기(120)와 연결되며 어느 일 지점에 제1밸브(61)가 설치되는 제2-3배관(23)을 더 포함한다. 그리고, 고온재생기(200)와 주흡수기(120) 사이에는 어느 일 지점에 제2밸브(62)가 설치되는 제4배관(40)이 더 연결된다. 다만, 제1밸브(61)와 제2밸브(62)는 냉온수기가 난방 모드로 설정될 때에 한해 열린다.The second-2 pipe 22 further includes a second-third pipe 23 branched at a certain point and connected to the main absorber 120 and having a first valve 61 installed at a certain point do. A fourth pipe 40 is further connected between the high temperature regenerator 200 and the main absorber 120 at a certain point. However, the first valve 61 and the second valve 62 are opened only when the cold / hot water heater is set to the heating mode.

도 2는 냉방 모드에서 도 1의 작동 관계를 보여주는 계통도이고, 도 3은 도 2에 대한 흡수액의 순환 흐름을 보여주는 계통도이며, 도 4는 도 2에 대한 냉매의 순환 흐름을 보여주는 계통도이다.FIG. 2 is a systematic view showing the operation relationship of FIG. 1 in the cooling mode, FIG. 3 is a systematic diagram showing a circulation flow of the absorption liquid in FIG. 2, and FIG. 4 is a systematic diagram showing circulation flow of the refrigerant in FIG.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉온수기는 냉방 모드에서 흡수액이 주사이클과 보조사이클의 각 순환 경로 갖도록 설계된다. 주사이클에 대한 경로에서 먼저 주흡수기(120) 내의 희흡수액은 용액펌프에 의해 송출되어 제1배관(10)을 따라 고온재생기(200) 측으로 이동하게 된다. 다만, 그 과정에서 희흡수액은 주흡수기(120) 내에 배치되는 용액열교환기(122)를 통해 예열된 후, 어느 일 지점에서 분기되어 일부는 제1분기배관(11)을 따라 이동하면서 냉매열교환기(610), 배기열교환기(620)와 순차적으로 열 교환을 하여 단계적으로 가열되고, 나머지는 제2분기배관(12)을 따라 이동하면서 저온열교환기(630)와 열 교환을 하여 더 가열된다.2 to 4, in the cooling / heating mode according to an embodiment, the absorption liquid is designed to have circulation paths of the main cycle and the auxiliary cycle. In the path for the main cycle, the initial absorption liquid in the main absorber 120 is first sent out by the solution pump and moved along the first piping 10 to the high temperature regenerator 200 side. However, in the process, the absorption liquid is preheated through the solution heat exchanger 122 disposed in the main absorber 120, and then is branched at a certain point to move along the first branch pipe 11, The second heat exchanger 620 and the exhaust heat exchanger 620. The remaining heat is exchanged with the low temperature heat exchanger 630 while moving along the second branch pipe 12 to be further heated.

그리고, 용액열교환기(122)와 각 분기배관을 통해 가열되어 예열이 된 흡수액은 어느 일 합류점에서 합류되어 고온열교환기(640)로 유입된다. 그 과정에서 흡수액은 보다 높은 온도로 예열된다. 충분하게 예열된 희흡수액은 고온재생기(200)로 유입되고 버너(220)에 의해 가열된다. 그 결과, 희흡수액은 중간흡수액으로 그 상태가 변화된다. 이런, 중간흡수액은 고온열교환기(640)를 거쳐 저온재생기(310)로 유입되어 열 교환이 이루어진다. 그 결과, 중간흡수액은 농흡수액으로 그 상태가 변화된다. 그리고, 농흡수액은 용액펌프에 의해 송출되어 저온열교환기(630)를 거쳐 다시 주흡수기(120)로 유입된다.The absorption liquid heated by the solution heat exchanger (122) and the branch pipes is combined at a certain junction point and introduced into the high temperature heat exchanger (640). In the process, the absorption liquid is preheated to a higher temperature. The sufficiently absorbed pre-heated absorbent flows into the hot regenerator 200 and is heated by the burner 220. As a result, the absorption liquid is changed into the intermediate absorption liquid. The intermediate absorption liquid flows into the low-temperature regenerator 310 through the high-temperature heat exchanger 640 to perform heat exchange. As a result, the state of the intermediate absorption liquid is changed to the concentrated absorption liquid. The concentrated absorption liquid is sent to the main absorber 120 through the low temperature heat exchanger 630 by the solution pump.

다음으로, 보조사이클에 대한 경로에서 먼저 보조흡수기(130) 내의 보조희흡수액은 보조용액펌프에 의해 송출되어 제3배관(30)을 따라 보조재생기(320) 측으로 이동하게 된다. 다만 그 과정에서 보조희흡수액은 보조흡수기(130) 내에 배치되는 보조용액열교환기(132)를 통해 예열된 후, 보조열교환기(650)로 유입되어 열 교환을 통해 더욱 예열된 후 보조재생기(320)로 유입된다. 보조희흡수액은 보조재생기(320)에서 연료전지모듈(400)에서 제공되는 폐열온수와 열 교환을 하여 보조중간흡수액으로 그 상태가 변화된다. 그 후, 보조중간흡수액은 보조열교환기(650)를 거쳐 다시 보조흡수기(130)로 유입된다.Next, in the path to the auxiliary cycle, the auxiliary dilution liquid in the auxiliary absorber 130 is first sent out by the auxiliary solution pump and moved to the auxiliary regenerator 320 side along the third line 30. In this process, the auxiliary absorbent solution is preheated through the auxiliary solution heat exchanger 132 disposed in the auxiliary absorber 130, and then flows into the auxiliary heat exchanger 650 to be further preheated through heat exchange, ). The auxiliary absorption liquid undergoes heat exchange with the waste heat and water supplied from the fuel cell module 400 in the auxiliary regenerator 320, and the state thereof is changed to the auxiliary intermediate absorption liquid. Subsequently, the auxiliary intermediate absorption liquid flows into the auxiliary absorber 130 again through the auxiliary heat exchanger 650. [

한편, 냉방 모드에서 냉매는 증발기(110) 내의 증발기스프레이를 통해 분사되고, 일부 증발된 냉매는 증발기(110)와 연통되는 주흡수기(120)로 유입되어 증발된 냉매를 흡수한 희흡수액과 동일한 순환 사이클을 갖는다. 또한, 나머지 증발된 냉매는 증발기(110)와 연통되는 보조흡수기(130)로 유입되어 증발된 냉매를 흡수한 보조희흡수액과 동일한 순환 사이클을 갖는다.Meanwhile, in the cooling mode, the refrigerant is injected through the evaporator spray in the evaporator 110, and some evaporated refrigerant flows into the main absorber 120 communicating with the evaporator 110, Cycle. In addition, the remaining evaporated refrigerant has the same circulation cycle as the auxiliary desorption liquid which has flowed into the auxiliary absorber 130 communicating with the evaporator 110 and absorbed the evaporated refrigerant.

먼저, 냉매에 대한 주사이클 경로는 희흡수액이 주흡수기(120)에서 고온재생기(200)까지 이동하는 경로를 포함한다. 그리고, 고온재생기(200)에서 희흡수액이 가열되면 이에 포함되어 있던 냉매 중 일부는 제1냉매증기로 형성된다. 이 때, 제1냉매증기는 제2-2배관(22)을 통해 저온재생기(310)로 유입된다. 제1냉매증기는 저온재생기(310)에서 열 교환되어 냉매액으로 그 상태가 변화되고, 냉매열교환기(610) 및 응축기(330)를 거쳐 다시 증발기(110)로 유입된다. 또한, 제2-1배관(21)을 통해 저온재생기(310)로 유입되는 중간흡수액에 포함되어 있던 냉매는 제2냉매증기로 형성되고, 제2냉매증기는 저온재생기(310)와 연통되는 응축기(330)에서 웅축되어 냉매액으로 그 상태가 변화된 후, 다시 증발기(110)로 유입된다.First, the main cycle path for the refrigerant includes a path where the desorbed liquid travels from the main absorber 120 to the hot regenerator 200. When the absorption liquid is heated in the high temperature regenerator 200, a part of the refrigerant contained in the absorption liquid is formed of the first refrigerant vapor. At this time, the first refrigerant vapor flows into the low-temperature regenerator 310 through the second-2 pipe 22. The first refrigerant vapor is heat exchanged in the low-temperature regenerator 310 to change its state to a refrigerant liquid, and then flows into the evaporator 110 via the refrigerant heat exchanger 610 and the condenser 330. Also, the refrigerant contained in the intermediate absorption liquid flowing into the low temperature regenerator 310 through the second-1 pipe 21 is formed of the second refrigerant vapor, and the second refrigerant vapor is supplied to the condenser (330), the state of the refrigerant is changed to the refrigerant liquid, and then the refrigerant flows into the evaporator (110) again.

다음으로, 냉매에 대한 보조사이클 경로는 보조희흡수액이 보조흡수기(130)에서 보조재생기(320)까지 이동하는 경로를 포함한다. 보조재생기(320)에서 보조희흡수액이 가열되면 이에 포함되어 있던 냉매는 보조냉매증기로 형성되고, 보조냉매증기는 보조재생기(320)와 연통되는 응축기(330)에서 응축되어 냉매액으로 그 상태가 변화된 후, 다시 증발기(110)로 유입된다.Next, the auxiliary cycle path for the refrigerant includes a path through which the auxiliary auxiliary absorbent moves from the auxiliary absorber 130 to the auxiliary regenerator 320. When the auxiliary recovery fluid is heated in the auxiliary regenerator 320, the refrigerant contained therein is formed into auxiliary refrigerant vapor, and the auxiliary refrigerant vapor is condensed in the condenser 330 communicating with the auxiliary regenerator 320, And then flows into the evaporator 110 again.

도 5는 난방 모드에서 도 1의 작동 관계를 보여주는 계통도이다.Figure 5 is a schematic diagram showing the operating relationship of Figure 1 in the heating mode.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉온수기는 난방 모드에서 흡수액이 단지 주사이클의 순환 경로만을 갖도록 설계된다. 즉, 난방 모드에서 보조사이클의 순환 경로는 포함되지 않는다. 다만, 난방 모드에서 주사이클에 대한 순환 경로는 냉방 모드의 그것과 대부분 동일하다. 즉, 주흡수기(120) 내의 희흡수액은 용액펌프에 의해 송출되어 제1배관(10)을 따라 고온재생기(200) 측으로 이동하게 된다. 이 때, 그 과정에서 발생하는 예열 과정은 냉방 모드에서 설명한 바와 동일한 바, 이하 구체적 설명은 생략한다. Referring to FIG. 5, in the heating / cooling system according to the embodiment, the absorption liquid is designed to have only the circulation path of the main cycle. That is, the circulation path of the auxiliary cycle in the heating mode is not included. However, the circulation path for the main cycle in the heating mode is almost the same as that in the cooling mode. That is, the absorption liquid in the main absorber 120 is sent out by the solution pump and moved to the high temperature regenerator 200 side along the first pipe 10. At this time, the preheating process occurring in the process is the same as that described in the cooling mode, and a detailed description thereof will be omitted.

희흡수액은 고온재생기(200)에서 버너(220)에 의해 가열되어 중간흡수액으로 그 상태가 변화된다. 그리고, 중간흡수액은 제4배관(40)을 따라 다시 주흡수기(120)로 유입된다. 이 때, 제4배관(40) 상에 설치된 제2밸브(62)가 열린다. 이 때, 중간흡수액은 가열에 의해 고온이 되고, 냉수열교환기(112)를 가열할 수 있다.The desorbed liquid is heated by the burner 220 in the high temperature regenerator 200 and its state is changed to the intermediate absorbent liquid. Then, the intermediate absorption liquid flows into the main absorber 120 again along the fourth pipe 40. At this time, the second valve 62 provided on the fourth pipe 40 is opened. At this time, the intermediate absorption liquid is heated to a high temperature, and the cold water heat exchanger 112 can be heated.

한편, 난방 모드에서 냉매 역시 주사이클의 순환 경로만을 갖는다. 구체적으로, 냉매는 증발기(110) 내의 증발기스프레이를 통해 분사되고, 증발된 냉매는 증발기(110)와 연통되는 주흡수기(120)로 유입되어 증발된 냉매를 흡수한 희흡수액과 동일한 순환 경로를 갖는다.On the other hand, in the heating mode, the refrigerant also has only the circulation path of the main cycle. Specifically, the refrigerant is injected through the evaporator spray in the evaporator 110, and the evaporated refrigerant has the same circulation path as that of the desorbed liquid which is introduced into the main absorber 120 communicating with the evaporator 110 to absorb the evaporated refrigerant .

즉, 주흡수기(120) 내의 냉매는 용액펌프에 의해 송출되어 제1배관(10)을 따라 고온재생기(200) 측으로 이동하게 된다. 이 때, 예열 과정은 전술한 바와 동일한 바, 이하 구체적 설명은 생략한다. 고온재생기(200)에서 희흡수액이 가열되면 이에 포함되어 있던 냉매는 고온의 냉매증기로 형성된다. 한편, 냉매증기는 제2-2배관(22)과 제2-3배관(23)을 따라 다시 제1용기(100) 내로 유입되고 증발기(110)로 이동한다. 이를 위해, 제1밸브(61)가 열린다. 고온의 냉매증기는 냉수열교환기(112)를 가열한다.That is, the refrigerant in the main absorber 120 is sent out by the solution pump and moved to the high temperature regenerator 200 side along the first pipe 10. In this case, the preheating process is the same as described above, and a detailed description thereof will be omitted. When the absorption liquid is heated in the high temperature regenerator 200, the refrigerant contained therein is formed as a high-temperature refrigerant vapor. On the other hand, the refrigerant vapor flows into the first vessel 100 again along the second-2 pipe 22 and the second-third pipe 23 and moves to the evaporator 110. To this end, the first valve 61 is opened. The hot refrigerant vapor heats the cold water heat exchanger (112).

도 6은 폐열온수의 순환 흐름을 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 냉온수기는 방열 모드, 냉방 모드, 난방 모드 등을 포함할 수 있다. 방열 모드에서 폐열온수는 냉각탑(500)에서 방열된다. 냉방 모드에서 폐열온수는 보조재생기(320) 내의 제1온수열교환기(710)로 유입되어 보조희흡수액과 열 교환을 한다. 난방 모드에서 폐열온수는 제2온수열교환기(720)로 유입되어 냉수열교환기(112)에서 배출되는 온수와 열 교환을 한다.6 is a flow chart showing the circulation flow of waste heat and hot water. Referring to FIG. 6, the cold / hot water heater may include a heat dissipation mode, a cooling mode, a heating mode, and the like. In the heat dissipation mode, the waste heat is discharged from the cooling tower 500. In the cooling mode, the waste heat water flows into the first hot water heat exchanger 710 in the auxiliary regenerator 320 and performs heat exchange with the auxiliary heat absorbent. In the heating mode, the waste heat water flows into the second hot water heat exchanger 720 and performs heat exchange with the hot water discharged from the cold water heat exchanger 112.

이를 위해, 각 모드에서 폐열온수가 흐르는 배관에는 제3밸브(63), 제4밸브(64), 제5밸브(65)가 설치된다. 예를 들어, 냉방 모드에 대한 작동 관계를 설명하면 제3밸브(63)와 제5밸브(65)는 닫히고, 제4밸브(64)는 열리도록 제어된다. 그 결과, 폐열온수는 열려 있는 제4밸브(64)가 설치된 배관을 따라 보조재생기(320)에서 열 교환을 한 후 다시 연료전지모듈(400)로 유입되는 사이클을 갖는다. 또한, 방열 모드에서 제4밸브(64)와 제5밸브(65)가 닫히고, 제3밸브(63)와 제6밸브(66)가 열리도록 제어된다. 그 결과, 폐열온수는 설치된 배관을 따라 냉각탑(500)에서 열 교환을 한 후 제6밸브(66)가 설치된 배관을 통해 다시 연료전지모듈(400)로 유입되는 사이클을 갖는다.To this end, the third valve 63, the fourth valve 64, and the fifth valve 65 are installed in the pipe through which the waste heat and hot water flows in each mode. For example, to describe the operating relationship for the cooling mode, the third valve 63 and the fifth valve 65 are closed, and the fourth valve 64 is controlled to open. As a result, the waste heat and hot water has a cycle in which heat is exchanged in the auxiliary regenerator 320 along the pipe provided with the open fourth valve 64, and then flows into the fuel cell module 400 again. In the heat dissipation mode, the fourth valve 64 and the fifth valve 65 are closed, and the third valve 63 and the sixth valve 66 are controlled to be opened. As a result, the waste heat and hot water has a cycle in which heat is exchanged in the cooling tower 500 along the installed pipe, and then flows into the fuel cell module 400 again through the pipe provided with the sixth valve 66.

이와 달리, 제3밸브(63) 내지 제5밸브(65)는 전술한 각 모드와 관계없이 폐열온수의 필요 유량에 따라 그 개도량이 제어될 수 있다. 이와 같이, 연료전지모듈(400)에서 공급되는 폐열온수를 각 모드에 맞게 사용하면 냉온수기의 성적 계수를 향상시킬 수 있다.Alternatively, the third valve 63 to the fifth valve 65 can be controlled in opening amount according to the required flow rate of the waste heat, irrespective of the respective modes described above. As described above, if the waste heat and hot water supplied from the fuel cell module 400 is used in accordance with each mode, the coefficient of performance of the cold / hot water heater can be improved.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

110: 증발기 120: 주흡수기
130: 보조흡수기 200: 고온재생기
310: 저온재생기 320: 보조재생기
330: 응축기 400: 연료전지모듈
500: 냉각탑 10: 제1배관
11: 제1분기배관 12: 제2분기배관
21: 제2-1배관 22: 제2-2배관
23: 제2-3배관 30: 제3배관
40: 제4배관110: Evaporator 120: Main absorber
130: auxiliary absorber 200: high temperature regenerator
310: low temperature regenerator 320: secondary regenerator
330: condenser 400: fuel cell module
500: cooling tower 10: first piping
11: first branch piping 12: second branch piping
21: 2-1 piping 22: 2-2 piping
23: 2-3 piping 30: 3rd piping
40: fourth piping

Claims (8)

냉매가 증발되면서 내부에 위치한 냉수열교환기을 냉각시키는 증발기와, 상기 증발기와 연통되며 증발된 상기 냉매를 흡수하여 희흡수액을 발생시키는 주흡수기와, 상기 증발기와 연통되며 증발된 상기 냉매를 흡수하여 보조희흡수액을 발생시키는 보조흡수기를 포함하는 제1용기;
상기 주흡수기와 제1배관으로 연결되며, 유입되는 상기 희흡수액을 가열하여 중간흡수액과 제1냉매증기를 형성시키는 고온재생기;
상기 고온재생기와 연결되는 제2-1배관을 통해 유입되는 상기 중간흡수액과 상기 고온재생기와 연결되는 제2-2배관을 통해 유입되는 상기 제1냉매증기가 서로 열 교환되어 농흡수액과 냉매액과 제2냉매증기를 형성시키는 저온재생기;와 상기 보조흡수기와 제3배관으로 연결되며, 유입되는 상기 보조희흡수액을 가열하여 보조중간흡수액과 보조냉매증기를 형성시키는 보조재생기;와, 상기 저온재생기 및 상기 보조재생기와 각각 연통되며 상기 제2냉매증기와 상기 보조냉매증기를 응축하는 응축기를 포함하는 제2용기;
냉방 모드에서 상기 보조재생기로 유입하여 상기 보조희흡수액과 열 교환을 하고, 난방 모드에서 상기 냉수열교환기에서 유출되는 온수와 열 교환을 하는 폐열온수를 제공하는 연료전지모듈;을 포함하며,
상기 제1배관은 어느 일 분기점에서 양 갈래로 분기되어,
상기 저온재생기로부터 상기 냉매액이 유입되어 상기 희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 냉매열교환기;와, 상기 냉매열교환기에서 열 교환이 이루어진 상기 희흡수액과 상기 고온재생기로부터 유입되는 배기가스 사이에 열 교환이 이루어지는 배기열교환기;가 설치되는 제1분기배관과,
상기 저온재생기로부터 상기 농흡수액이 유입되어 상기 희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 저온열교환기;가 설치되는 제2분기배관으로 분리되고,
상기 제1분기배관과 상기 제2분기배관은 어느 일 합류점에서 합류되어,
합류된 상기 제1배관에는 상기 제1분기배관과 상기 제2분기배관을 통해 각각 열 교환이 이루어진 상기 희흡수액과 상기 고온재생기로부터 유입되는 상기 중간흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 고온열교환기;가 설치되며,
상기 연료전지모듈로부터 상기 폐열온수가 유출되는 배관에는 상기 폐열온수를 혼합하여 저장시키는 버퍼탱크가 설치되는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기.
A main absorber communicating with the evaporator and absorbing the evaporated refrigerant to generate a desorbed liquid; and a main absorber communicating with the evaporator and absorbing the evaporated refrigerant, A first container including a secondary absorber for generating an absorption liquid;
A high temperature regenerator connected to the main absorber by a first pipe and heating the introduced absorption liquid to form an intermediate absorption liquid and a first refrigerant vapor;
The intermediate absorption liquid flowing through the second-1 piping connected to the high-temperature regenerator and the first refrigerant vapor flowing through the second-second piping connected to the high-temperature regenerator are heat-exchanged with each other, An auxiliary regenerator connected to the auxiliary absorber by a third pipe and heating the auxiliary auxiliary absorbent to flow into the auxiliary intermediate absorbent and the auxiliary refrigerant vapor; A second container communicating with the auxiliary regenerator and including a condenser for condensing the second refrigerant vapor and the auxiliary refrigerant vapor;
And a fuel cell module for supplying heat to the auxiliary regenerator in the cooling mode and performing heat exchange with the auxiliary recovering liquid, and for performing heat exchange with the hot water discharged from the cold water heat exchanger in the heating mode,
Wherein the first pipe branches in two branches at a certain point,
A refrigerant heat exchanger in which the refrigerant liquid flows from the low-temperature regenerator and heat exchange is performed between the scavenging liquids, heat exchange between the refrigerant heat exchanged in the refrigerant heat exchanger and the exhaust gas flowing in from the high- A first branch pipe provided with an exhaust heat exchanger,
And a low-temperature heat exchanger for introducing the concentrated absorption liquid from the low-temperature regenerator and performing heat exchange between the diluted absorption liquid,
Wherein the first branch pipe and the second branch pipe are joined at a joint point,
And a high-temperature heat exchanger in which heat exchange is carried out between the superabsorbent liquid heat-exchanged through the first branch pipe and the intermediate absorption liquid introduced from the high-temperature regenerator, and the high-temperature heat exchanger And,
And an auxiliary cycle in which a buffer tank for mixing and storing the waste heat and hot water is provided in a pipe through which the waste heat is discharged from the fuel cell module.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 주흡수기에는 상기 저온열교환기에서 열 교환이 이루어진 상기 농흡수액이 유입되어 분사되는 주흡수기스프레이;가 배치되는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기.
The method according to claim 1,
Wherein the main absorber has an auxiliary cycle in which a main absorber spray in which the concentrated absorber that has undergone heat exchange in the low temperature heat exchanger is injected and injected is disposed in the auxiliary absorber.
제 1항에 있어서,
상기 보조재생기에는 상기 냉방 모드에서 상기 폐열온수가 유입되어 상기 보조희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 제1온수열교환기;가 배치되는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기.
The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary regenerator includes a first hot water heat exchanger in which the waste heat and hot water flows in the cooling mode to perform heat exchange among the auxiliary absorbents.
제 1항에 있어서,
상기 냉수열교환기의 출구와 연결되는 냉온수배관에는 상기 난방 모드에서 상기 폐열온수가 유입되어 상기 냉수열교환기에서 배출되는 온수 사이에 열 교환이 이루어지는 제2온수열교환기;가 설치되는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기.
The method according to claim 1,
And a second hot water heat exchanger installed in the cold / hot water pipe connected to the outlet of the cold water heat exchanger, the second hot water heat exchanger being connected to the hot water discharged from the cold water heat exchanger, Battery integrated type absorption chiller.
제 1항에 있어서,
상기 제3배관에는 상기 보조재생기로부터 상기 보조중간흡수액이 유입되어 상기 보조희흡수액 사이에 열 교환이 이루어지는 보조열교환기;가 설치되는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기.
The method according to claim 1,
And an auxiliary heat exchanger in which the auxiliary intermediate absorption liquid flows in from the auxiliary regenerator to the third piping and heat exchange is performed between the auxiliary secondary absorption liquids.
제 1항에 있어서,
상기 제2-2배관은 어느 일 지점에서 분기되어 상기 주흡수기와 연결되며 제1밸브가 설치되는 제2-3배관;을 더 포함하고,
상기 고온재생기와 상기 주흡수기 사이에는 제2밸브가 설치되는 제4배관;이 더 연결되는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기.
The method according to claim 1,
And a second 2-3 piping branching at a certain point and being connected to the main absorber and having a first valve,
And a fourth pipe provided with a second valve between the high temperature regenerator and the main absorber.
제 1항에 있어서,
냉각탑에서 냉각된 냉각수는
분기되어 상기 주흡수기 내부에 배치되는 주냉각열교환기와, 상기 보조흡수기 내부에 배치되는 보조냉각열교환기를 거친 이후,
상기 응축기 내부에 배치되는 응축열교환기를 거쳐 다시 상기 냉각탑으로 유입되는 순환 사이클을 갖는 보조 사이클을 갖는 연료 전지 일체형 흡수식 냉온수기.The method according to claim 1,
The cooling water cooled in the cooling tower
After passing through a main cooling heat exchanger branched and disposed in the main absorber and an auxiliary cooling heat exchanger disposed inside the auxiliary absorber,
And an auxiliary cycle having a circulation cycle that flows into the cooling tower again through a condensation heat exchanger disposed inside the condenser.
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