KR101796559B1 - 펌프 내장형 흡수식 냉동기 시스템 - Google Patents

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Abstract

증발에 의해 냉매증기가 발생되는 증발기와, 상기 증발기와 연통되며 상기 냉매증기를 흡수하는 흡수기를 포함하는 제1동체; 상기 흡수기와 배관으로 연결되어, 상기 냉매증기를 흡수한 희흡수액이 유입되고, 상기 희흡수액을 가열하여 중간흡수액으로 변화시키는 제1재생기를 포함하는 제2동체; 및 상기 제1재생기와 배관으로 연결되어 상기 중간흡수액이 유입되고, 상기 중간흡수액을 가열하여 농흡수액으로 변화시키는 제2재생기를 포함하는 제3동체;를 포함하며, 상기 제1동체 내지 상기 제3동체는 단층으로 배치되며, 상기 제1동체 내지 상기 제3동체의 하측공간에는 냉각수펌프와 냉수펌프가 각각 배치되는 펌프 내장형 흡수식 냉동기 시스템을 제공한다.

Description

펌프 내장형 흡수식 냉동기 시스템{ABSORPTION CHILLER SYSTEM}
본 발명은 냉방용 냉수나 난방용 온수를 생산하여 부하 측을 냉난방하는 흡수식 냉동기 시스템에 관한 것이다.
냉동기 시스템이란 냉동기를 이용하여 냉방이 필요한 부하 측에 공급되는 냉수를 냉각하여 공급함으로써, 부하 측을 냉방하는 시스템을 말한다. 흡수식 냉동기란 희흡수액을 농흡수액으로 재생하는 재생기, 냉매의 증기를 응축하는 응축기, 액상의 냉매를 증발하는 증발기를 포함하는 것으로서, 열원으로부터 공급받는 고온수, 중온수 또는 저온수의 열원을 이용하여 냉수를 생산하는 냉동기이다. 다만, 냉동기 시스템은 그 종류에 따라 일부 구성 요소를 추가하여 부하 측을 난방할 수도 있다.
재생기는 흡수기에서 유입되는 희흡수액을 가열하여 생산된 농흡수액을 흡수기로 유출시키고, 응축기는 재생기에서 유입되는 냉매의 증기를 냉각 매체를 통해 열 교환하여 응축열은 대기로 방출하고 액상으로 상 변화된 냉매를 증발기로 유출하며, 증발기는 유입되는 냉매를 산포시키어 기체 상태로 증발시키면서 증발에 필요한 증발 잠열을 냉수로부터 흡수함과 동시에 냉수를 냉각시키어 냉방 작용을 수행한다.
한편, 다수의 구성 요소를 포함하는 흡수식 냉동기 시스템은 예를 들어, 2층으로 적재하는 등의 방법으로 설계되었다. 그러나, 2층 또는 그 이상의 다층 구조의 적재 방법은 흡수식 냉동기 시스템의 전체 높이를 높이는 결과를 초래하였다. 그리고, 이는 건축물의 고도 제한과 관련된 법령 위반이나, 또는 건축물에 존재하는 기계실 높이를 증가시켜 건축 비용을 증가시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래 흡수식 냉동기 시스템 내에 사용되는 냉각수펌프나 냉수펌프 등의 각 종 펌프류 등은 냉동기 시스템의 외측 공간에 배치되어 소요되는 배관량이 증가되는 문제점과, 설치되는 장소에 필요한 면적을 증가시키는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0466773호 대한민국 등록특허 제10-1341790호 대한민국 등록특허 제10-1082792호 일본 등록특허 제4081737호
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지상고를 최소화하며 동시에 적층 가능한 구조를 포함하여 설치 면적을 감소시킬 수 있는 흡수식 냉동기 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 성적 계수가 높은 효율적인 흡수식 냉동기 시스템을 제공하고자 한다. 또한, 조립성을 향상시켜 운반 등이 용이한 흡수식 냉동기 시스템을 제공하고자 한다. 또한, 운전 비용, 설치 비용, 유지 관리 비용 등 소요 비용을 절감할 수 있는 흡수식 냉동기 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 증발에 의해 냉매증기가 발생되는 증발기와, 상기 증발기와 연통되며 상기 냉매증기를 흡수하는 흡수기를 포함하는 제1동체; 상기 흡수기와 배관으로 연결되어, 상기 냉매증기를 흡수한 희흡수액이 유입되고, 상기 희흡수액을 가열하여 중간흡수액으로 변화시키는 제1재생기를 포함하는 제2동체; 및 상기 제1재생기와 배관으로 연결되어 상기 중간흡수액이 유입되고, 상기 중간흡수액을 가열하여 농흡수액으로 변화시키는 제2재생기를 포함하는 제3동체;를 포함하며, 상기 제1동체 내지 상기 제3동체는 단층으로 배치되며, 상기 제1동체 내지 상기 제3동체의 하측공간에는 냉각수펌프와 냉수펌프가 각각 배치되는 펌프 내장형 흡수식 냉동기 시스템을 제공한다.
상기 제3동체는, 상기 제2재생기와 연통되며 상기 제2재생기에서 발생하는 보조냉매증기를 흡수하는 보조흡수기;를 더 포함하고,
상기 제2동체는, 상기 제1재생기와 연통되며 상기 보조흡수기와 배관으로 연결되어, 상기 보조냉매증기를 흡수한 희보조흡수액이 유입되고, 상기 희보조흡수액을 가열하여 중간보조흡수액으로 변화시키는 보조재생기;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2동체는, 상기 제1재생기 및 상기 보조재생기와 연통되며 가열에 의해 상기 제1재생기에서 발생하는 냉매증기와, 가열에 의해 상기 보조재생기에서 발생하는 보조냉매증기를 응축하는 응축기를 더 포함할 수 있다.
상기 제3동체는, 상기 제2재생기와 연통되며 상기 제2재생기에서 발생하는 상기 냉매증기를 응축하는 응축기를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수펌프는 유량고정식펌프 1대 및 유량가변식펌프 1대로 구성되고, 상기 냉수펌프는 유량고정식펌프 1대 및 유량가변식펌프 1대로 구성될 수 있다.
상기 냉각수펌프와 상기 냉수펌프를 각각 반출입시키는 레일부가 배치될 수 있다.
상기 제1동체 내지 상기 제3동체 중 어느 하나는 적어도 다른 하나와 체결구에 의해 인접하여 결합될 수 있다.
상기 제1동체 내지 상기 제3동체 중 적어도 하나 이상의 하단에는 상기 제1동체 내지 상기 제3동체의 하측에 배치되는 사각 프레임 구조의 하중지지부재가 배치될 수 있다.
상기 제1동체 내지 제3동체의 상부면에는 적층을 위한 복수 개의 베이스부재가 배치될 수 있다.
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.
제1 실시예에 따르면, 흡수식 냉동기 시스템의 높이가 낮아져 안정성이 확보된다. 특히, 건축물의 옥상에 설치할 경우 고도 제한 등의 규정에 효과적으로 대응할 수 있다. 또한, 흡수식 냉동기 시스템을 2단으로 적층 배치할 수 있고, 그 결과 건축물의 실내에 설치할 경우 기계실 등의 설치 면적을 줄일 수 있어 건축 비용을 절감할 수 있다.
또한, 흡수식 냉동기 시스템은 지역 난방용으로 공급되는 온수 및 지역 난방 배관을 그대로 사용하기 때문에 상당히 경제적이고, 가스 폭발 등의 위험이 없다. 특히, 흡수식 냉동기 시스템은 보조사이클을 갖고 있어 부분 부하에 대한 성적 계수가 높고 상당히 효율적이다.
또한, 제1 실시예에 따른 3개의 동체는 일체형 또는 분해 상태로 반입되어 운반이 용이하며, 볼트 등의 체결구를 통해 쉽게 조립될 수 있다. 또한, 냉각수펌프와 냉수펌프는 각각 인버터 등에 의한 유량 제어가 가능한 펌프를 더 포함하여 운전 비용을 절감할 수 있다.
또한, 냉각수펌프와 냉수펌프는 흡수식 냉동시 시스템 외부로 쉽게 반출입할 수 있어 유지, 관리 등이 용이하다. 또한, 제1동체 내지 제3동체의 하단에는 전열관에 직접 하중이 전달되는 것을 방지하는 하중지지부재가 배치되어 전열관의 파손 등에 효과적으로 대응할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 흡수식 냉동기 시스템은 전술한 효과 이외에 난방 기능을 추가적으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉동기 시스템에 대한 개략적인 정면도.
도 2는 도 1에 대한 계통도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 방향 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중지지부재를 도시한 개략도.
도 5는 도 1에서 흡수액이 순환하는 흐름을 나타내는 계통도.
도 6은 도 1에서 보조흡수액이 순환하는 흐름을 나타내는 계통도.
도 7은 도 1의 흡수식 냉동기 시스템을 2단으로 적층한 개략도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흡수식 냉동기 시스템에 대한 개략적인 정면도.
도 9는 도 8에 대한 계통도.
도 10은 도 9의 난방시 계통도.
도 11은 도 8의 흡수식 냉동기 시스템을 2단으로 적층한 개략도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡수식 냉동기 시스템에 대한 개략적인 정면도이고, 도 2는 도 1에 대한 계통도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 흡수식 냉동기 시스템에서 제1동체(100) 내지 제3동체(300)는 단층으로 배치된다. 즉, 제1동체(100) 내지 제3동체(300)는 상하 방향으로 적층되는 배치 관계가 아닌 좌우 방향으로 나열되는 배치 관계를 갖는다. 또한, 제1동체(100) 내지 제3동체(300) 중 어느 하나는 적어도 다른 하나와 체결구에 의해 인접하여 결합되는 구조를 갖는다. 여기서, 제1동체(100) 내지 제3동체(300)는 견고한 금속 재질로 형성되는 서브 케이스의 형태를 갖고, 각 서브 케이스는 흡수식 냉동기의 서로 다른 각 구성 요소를 포함한다.
한편, 제1동체(100) 내지 제3동체(300)는 바닥면에서 소정 높이에 위치하며, 해당 높이에서 제1동체(100) 내지 제3동체(300)는 순번(제1동체, 제2동체 및 제3동체 순서)으로 일렬 배열되거나, 순번과 상관없이 배열될 수 있다. 이 때, 어느 하나의 동체는 적어도 다른 동체와 측면끼리 서로 접하거나 또는 소정 간격 이격되어 인접하도록 결합된다. 이를 위해, 볼트 등의 체결구가 사용될 수 있다.
또한, 제1동체(100) 내지 제3동체(300) 사이에는 냉매, 흡수액 등이 사이클(cycle)을 갖고 순환할 수 있도록 배관 등이 용접으로 연결되어 있다. 이에 따라, 흡수식 냉동기 시스템은 차지하는 배치 면적과 높이를 최소화하면서 해당 장소에 설치될 수 있다. 그 결과, 흡수식 냉동기 시스템은 설치되는 점유 공간을 최소화할 수 있고 건축 비용을 절감할 수 있다.
제1 실시예에 따른 흡수식 냉동기 시스템은 지역 난방용으로 공급되고 있는 온수를 이용하여 냉방용 냉수를 생산한다. 이 때, 흡수식 냉동기 시스템은 95℃에서 80℃의 중온수를 이용하는 일중효용 방식뿐만 아니라, 95℃에서 55℃의 저온수를 이용하는 이중효용 방식으로 구성될 수 있다. 이중효용 방식은 일중효용 방식에 비해 온수의 사용량을 60% 가량 더 절감하면서도 동일 수준의 냉방이 가능하도록 하여 경제성이 매우 높다는 장점을 갖는다.
제1동체(100)는 증발기(110)와 흡수기(120)를 포함한다. 증발기(110)는 냉매가 증발되면서 내부에 위치한 냉수코일(111)을 냉각시킨다. 그리고, 증발로 인해 증발기(110) 내부에는 냉매증기가 발생된다. 냉수코일(111)은 부하 측에 연결되며, 증발기(110)에서 냉각된 냉수가 냉수코일(111)을 통해 부하 측에 공급되어 부하 측을 냉방하게 된다. 냉수코일(111) 상에는 냉수펌프(420)가 설치되어 냉수가 강제 순환된다.
구체적으로, 증발기(110)는 액상의 냉매가 저수되는 증발기저수조(112)와, 냉수코일(111)에 냉매를 분사하는 증발스프레이(113)와, 증발기저수조(112)와 증발스프레이(113) 사이를 연결하는 냉매제1순환파이프(114)와 냉매제1순환파이프(114) 상에 설치되어 냉매를 강제 순환시키는 냉매펌프(115)를 포함한다.
증발기(110)는 약 6.5 mmHg의 압력을 갖는 진공 상태를 유지할 수 있도록 밀폐 용기 내에 형성된다. 이 때, 냉매는 냉수코일(111)을 흐르는 냉수로부터 기화열을 빼앗아 약 5℃ 정도에서 증발하게 된다. 다만, 증발기(110)에서 증발이 계속되면 냉매증기의 분압이 높아져 증발 온도가 상승하게 되는 바, 적정 냉방 용량을 얻을 수 없다. 이 때, 흡수기(120) 내에서 분사되는 흡수액을 이용하여 냉매증기를 흡수하면 증발기(110) 내의 증발 압력와 증발 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 흡수액으로 예를 들어, LiBr 수용액 등이 사용될 수 있다.
흡수기(120)는 증발기(110)와 동일한 밀폐 용기 내에 위치한 것을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 흡수기(120)와 증발기(110)는 서로 연통되는 밀폐 구조를 갖는 것이 바람직하다.
흡수기(120)는 증발기(110)와 연통되며 냉매증기를 흡수한다. 그리고, 흡수기(120)에는 흡수 효과를 증대시키기 위해 농흡수액을 분사하는 흡수기스프레이(121)를 더 포함한다. 또한, 흡수기(120)에는 농흡수액이 냉매증기를 흡수할 때 발생하는 흡수열을 제거할 수 있는 흡수기코일(122)이 설치된다. 흡수기코일(122)에는 냉각수펌프(410)에서 공급되는 냉수가 흐른다.
흡수기(120)에서 흡수 작용을 지속하면, 흡수액은 냉매증기를 다량 함유하게 되어 점점 묽게 되고, 그 결과 흡수 작용을 계속할 수 없게 된다. 따라서, 묽어진 흡수액 즉, 희흡수액을 농축하기 위해 묽어진 흡수액을 제1재생기(210)로 전송한다.
제2동체(200)는 제1재생기(210), 응축기(230) 및 보조재생기(220)를 포함한다. 제1재생기(210)는 흡수기(120)와 배관으로 연결되어, 냉매증기를 흡수한 희흡수액이 유입되고, 희흡수액을 가열하여 중간흡수액으로 변화시킨다. 이를 위해, 제1재생기(210)에는 지역 난방용으로 공급되는 95℃의 온수가 흐르는 제1재생기코일(221)이 배치된다. 그 결과, 희흡수액은 95℃의 온수에 의해 가열되어 중간흡수액으로 형성된다. 그 과정에서, 냉매증기가 발생한다.
다만, 흡수기(120)에서 냉각된 희흡수액은 제1재생기(210)로 전송되는 과정에서 예열되는 것이 시스템의 성적 계수 향상을 위해 요구된다. 이를 위해, 흡수기(120)와 제1재생기(210) 사이를 연결하는 배관에는 저온열교환기(710)와 고온열교환기(720)가 더 설치될 수 있다. 저온열교환기(710)는 후술할 제2재생기(310)에서 열 교환에 의해 형성된 농흡수액이 배관을 따라 흡수기스프레이(121)로 공급되기 바로 이전에 희흡수액과 열 교환에 의해 희흡수액을 예열시킨다.
또한, 고온열교환기(720)는 저온열교환기(710)에서 예열된 희흡수액이 보다 높은 온도를 갖도록 예열한다. 구체적으로, 고온열교환기(720)는 제1재생기(210)에서 열 교환에 의해 형성된 중간흡수액이 배관을 따라 제2재생기(310)로 공급되기 바로 이전에 저온열교환기(710)에서 이미 예열된 희흡수액을 다시 예열시킨다. 이를 위해, 저온열교환기(710)와 고온열교환기(720)에는 피가열체인 희흡수액이 흐르는 배관이 코일 형태로 배치된다.
또한, 흡수기(120)와 제1재생기(210) 사이를 연결하는 배관에는 희흡수액을 송출하는 희흡수액펌프(430)가 설치된다. 한편, 제1재생기(210)에서 형성된 중간흡수액은 배관을 따라 제2재생기(310) 내에 설치되는 제2재생기스프레이(311)로 공급된다. 이를 위해, 제1재생기(210)와 제2재생기스프레이(311) 사이를 연결하는 배관에는 중간흡수액펌프(440)가 설치된다.
보조재생기(220)는 제1재생기(210)와 연통되며 보조흡수기(320)와 배관으로 연결되어, 보조냉매증기를 흡수한 희보조흡수액이 유입되고, 희보조흡수액을 가열하여 중간보조흡수액으로 변화시킨다. 이를 위해, 보조재생기(220)에는 제1재생기(210)와 제2재생기(310)에서 각각 열 교환된 지역 난방용 온수가 흐르는 보조재생기코일(221)이 배치된다.
그 결과, 희보조흡수액은 약 63.5℃의 온수에 의해 가열되어 중간보조흡수액으로 형성된다. 그 과정에서, 보조냉매증기가 발생한다. 한편, 중간보조흡수액은 배관을 따라 후술할 보조흡수기(320) 내에 설치되는 보조흡수기스프레이(321)로 공급된다.
응축기(230)는 제1재생기(210) 및 보조재생기(220)와 연통되며 가열에 의해 제1재생기(210)에서 발생하는 냉매증기와, 가열에 의해 보조재생기(220)에서 발생하는 보조냉매증기를 응축한다. 즉, 응축기(230)는 냉매증기와 보조냉매증기를 냉각시킨다. 이를 위해, 응축기(230)에는 냉각수가 흐르는 응축기코일(231)이 배치된다. 또한, 응축기(230)에는 냉각된 각 냉매가 저수되는 응축기저수조(232)가 형성된다. 응축기저수조(232)에 저수되는 액체 상태의 각 냉매는 응축기저수조(232)와 증발기(110) 사이를 연결하는 배관을 따라 증발기(110)로 공급된다.
제3동체(300)는 제2재생기(310)와 보조흡수기(320)로 이루어진다. 제2재생기(310)는 제1재생기(210)와 배관으로 연결되어 중간흡수액이 유입되고, 중간흡수액을 가열하여 농흡수액으로 변화시킨다. 이를 위해, 제2재생기(310)에는 제1재생기(210)에서 열 교환된 지역 난방용 온수가 흐르는 제2재생기코일(312)이 배치된다.
그 결과, 중간흡수액은 약 73℃의 온수에 의해 가열되어 농흡수액으로 형성된다. 그 과정에서, 보조냉매증기가 발생한다. 한편, 농흡수액은 배관을 따라 전술한 흡수기스프레이(121)로 공급된다. 이를 위해, 제2재생기(310)와 흡수기스프레이(121) 사이를 연결하는 배관에는 농흡수액펌프(450)가 설치된다.
보조흡수기(320)는 제2재생기(310)와 연통되며 제2재생기(310)에서 발생하는 보조냉매증기를 흡수한다. 한편, 보조흡수기(320)는 흡수 효과를 증대시키기 위해 중간흡수액을 분사하는 보조흡수기스프레이(321)를 더 포함한다. 또한, 보조흡수기(320)에는 중간흡수액이 보조냉매증기를 흡수할 때 발생하는 흡수열을 제거할 수 있는 보조흡수기코일(322)이 더 배치된다. 보조흡수기코일(322)에는 흡수기코일(122)에서 열 교환된 냉각수가 흐른다.
보조흡수기(320)에서 흡수 작용을 지속하면, 중간흡수액은 보조냉매증기를 다량 함유하게 되어 점점 묽게 되고 그 결과 흡수 작용을 계속할 수 없게 된다. 따라서, 묽어진 흡수액 즉, 희보조흡수액을 농축하기 위해 묽어진 흡수액을 전술한 보조재생기(220)로 전송한다. 이를 위해, 보조흡수기(320)와 보조재생기스프레이(222) 사이를 연결하는 배관에는 희보조흡수액펌프(460)가 설치된다.
다만, 보조흡수기(320)에서 냉각된 희보조흡수액은 보조재생기(220)로 전송되는 과정에서 예열되는 것이 시스템의 성적 계수 향상을 위해 요구된다. 이를 위해, 보조흡수기(320)와 보조재생기(220) 사이를 연결하는 배관에는 보조열교환기(730)가 설치된다. 보조열교환기(730)는 보조재생기(220)에서 열 교환에 의해 형성된 중간보조흡수액이 배관을 따라 보조흡수기스프레이(321)로 공급되기 바로 이전에 희보조흡수액과 열 교환에 의해 희보조흡수액을 예열시킨다. 이를 위해, 보조열교환기(730)에는 피가열체인 희보조흡수액이 흐르는 배관이 코일 형태로 배치된다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 방향 단면도이다. 도 3을 참조하면, 제1동체(100) 내지 제3동체(300)의 하측공간에는 냉각수펌프(410)와 냉수펌프(420)가 각각 배치된다. 그 결과, 흡수식 냉동기 시스템이 차지하는 기계실 등의 점유 공간이 줄어들어 전체 건축 비용이 절감될 수 있다. 한편, 냉각수펌프(410)는 유량고정식펌프 1대와 유량가변식펌프 1대로 구성되고, 냉수펌프(420)는 유량고정식펌프 1대와 유량가변식펌프 1대로 구성된다. 유량가변식펌프는 인버터 제어를 통해 그 유량을 조절할 수 있다. 즉, 2종류의 펌프를 구비하여 냉각수와 냉수의 필요 유량에 따라 각 펌프를 선택적으로 구동시킬 수 있는 바, 펌프의 운전 비용을 절감할 수 있다.
한편, 냉각수펌프(410)의 양 단은 냉각수가 흐르는 배관과 각각 플랜지 결합되어 있다. 냉수펌프(420)의 양 단 역시 냉각수펌프(410)와 마찬가지로 냉수가 흐르는 배관과 각각 플랜지 결합되어 있다.
또한, 흡수식 냉동기 시스템에는 냉각수펌프(410)와 냉수펌프(420)를 각각 반출입시키는 레일부(500)가 배치된다. 구체적으로, 레일부(500)는 냉각수펌프(410)와 냉수펌프(420)의 연직 상측에 배치될 수 있다. 그 결과, 냉각수펌프(410) 또는 냉수펌프(420)의 운반이 보다 용이해지면서 펌프에 대한 유지 관리 비용이 절감될 수 있다. 예를 들어, 냉각수펌프(410)를 반출하고자 할 때, 먼저 전술한 플랜지 결합을 해체한 후 냉각수펌프(410)를 리프트 장비 등을 사용하여 인양한 다음 레일부(500)를 통해 외측으로 이동시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중지지부재(600)를 도시한 개략도이다. 도 4를 참조하면, 제1동체(100) 내지 제3동체(300) 중 적어도 하나 이상의 하단에는 제1동체(100) 내지 제3동체(300)의 하측에 배치되는 사각 프레임 구조의 하중지지부재(600)가 배치된다. 하중지지부재(600)는 제1동체(100) 내지 제3동체(300)로 인한 하중이 그 하측에 열 교환을 위해 배치되는 각 종 전열관(열 교환을 위해 사용되는 각 종 코일 형태의 관, 배관 등)에 전달되어 전열관이 손상되거나 파손되는 것을 방지한다.
도 5는 도 1에서 흡수액이 순환하는 흐름을 나타내는 계통도이고, 도 6은 도 1에서 보조흡수액이 순환하는 흐름을 나타내는 계통도이다.
도 5 및 도 6에서 흡수액이 순환하는 흐름을 살펴보면, 흡수기(120)에서 냉매증기를 흡수한 희흡수액은 희흡수액펌프(430)에 의해 저온열교환기(710)와 고온열교환기(720)를 각각 거치면서 충분하게 예열된 후, 제1재생기(210)로 유입된다. 그리고, 제1재생기(210)에서 희흡수액은 약 95℃의 온수에 의해 가열되어 중간흡수액이 되고, 중간흡수액은 중간흡수액펌프(440)에 의해 고온열교환기(720)를 통해 전술한 희흡수액을 예열시키면서 온도가 낮아진 상태로 제2재생기(310)로 유입되고, 제2재생기(310)에서 약 73.1℃의 온수에 의해 가열되어 농흡수액이 된다. 그리고, 농흡수액은 농흡수액펌프(450)에 의해 저온열교환기(710)를 통해 전술한 희흡수액을 예열시키면서 온도가 더 낮아진 상태로 흡수기스프레이(121)로 공급된다. 흡수액은 이와 같은 순환주사이클을 갖는다.
또한, 보조흡수액이 순환하는 흐름을 살펴보면, 보조흡수기(320)에서 보조냉매증기를 흡수한 희보조흡수액은 희보조흡수액펌프(460)에 의해 보조열교환기(730)를 거치면서 충분하게 예열이 된 후 보조재생기(220) 내에 배치되는 보조재생기스프레이(222)로 유입된다. 그리고, 보조재생기(220)에서 희보조흡수액은 약 63.5℃의 온수에 의해 가열되어 중간보조흡수액이 된다. 이 때, 63.5℃의 온수는 약 55℃의 온수로 변화된다. 그리고, 배관을 따라 흐르는 중간보조흡수액은 보조열교환기(730)에서 전술한 희보조흡수액을 예열시키면서 온도가 낮아진 상태로 보조흡수기스프레이(321)로 공급된다. 보조흡수액은 이와 같은 순환보조사이클을 갖는다.
즉, 흡수식 냉동기 시스템은 지역 난방용으로 공급되는 95℃의 온수를 55℃까지 폭 넓게 이용할 수 있는 바, 일반적인 냉동기 시스템과 비교할 때 온수의 사용량을 줄일 수 있어 상당히 경제적이다.
도 7은 도 1의 흡수식 냉동기 시스템을 2단으로 적층한 개략도이다. 도 7을 참조하면, 제1동체(100) 내지 제3동체(300)의 상부면에는 적층을 위한 복수 개의 베이스부재(900)가 배치된다. 이는 설치 면적이 좁은 공간에 복수 개의 흡수식 냉동기 시스템을 설치하고자 할 때 특히 유용하다. 또한, 이는 건축물 실내에 복수 개의 흡수식 냉동기 시스템을 설치하게 되더라도 어느 정도 기계실 면적을 줄일 수 있어 건축 비용에 대한 절감 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 베이스부재(900)는 흡수식 냉동기 시스템이 상측으로 적층 배치될 수 있도록 한다. 이를 위해, 베이스부재(900)는 적층되는 흡수식 냉동기 시스템의 하면과 면 접촉된다. 또한, 상하 관계에 있는 흡수식 냉동기 시스템은 베이스부재(900)에 삽입 체결되는 볼트 등의 체결부재(미도시)를 통해 견고하게 결합될 수 있다. 베이스부재(900)는 예를 들어 판상 플레이트 형상일 수 있고, 흡수식 냉동기 시스템의 상면에 복수 개 배치될 수 있다.
[제2 실시예]
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흡수식 냉동기 시스템에 대한 개략적인 정면도이고, 도 9는 도 8에 대한 계통도이며, 도 10은 도 9의 난방시 계통도이고, 도 11은 도 8의 흡수식 냉동기 시스템을 2단으로 적층한 개략도이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 흡수식 냉동기 시스템은 제1 실시예에서 언급한 구성과 대부분 동일 유사하다. 따라서, 동일 구성에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 이하 구체적인 설명은 생략한다.
제2 실시예는 제1재생기(210)에서 희흡수액을 가열하기 위한 열원으로 지역 난방용 온수 대신 LNG 등의 가스 연료를 직접 연소시키는 버너(700)가 사용된다는 점에서 차이가 있다. 또한, 제1재생기(210)와 제2재생기(310) 사이를 연결하는 배관에는 중간에 분기되어 증발기(110)를 포함하는 밀폐 용기와 연결되는 고온냉매증기공급배관(810)이 더 설치되어 있다. 또한, 제1재생기(210)와 고온열교환기(720) 사이를 연결하는 배관에는 중간에 분기되어 밀폐 용기와 연결되는 고온흡수액공급배관(820)이 더 설치되어 있다.
고온냉매증기공급배관(810)과 고온흡수액공급배관(820)은 난방을 위한 목적으로 배치된다. 즉, 제2 실시예에 따른 흡수식 냉동기 시스템은 냉방 뿐만 아니라, 난방이 가능하다. 난방시에 밀폐 용기에 저장된 냉매와 흡수액은 배관을 따라 제1재생기(210)로 공급되며, 제1재생기(210)에 공급된 냉매와 흡수액은 가열되어 각각 고온의 냉매증기와 고온의 흡수액이 된다. 이 때, 버너(700) 등의 열원에 의해 가열되는 바, 지역 난방용 온수를 사용하는 경우와 대비하면 피가열물은 보다 높은 온도로 가열될 수 있다.
이 때, 고온의 냉매증기는 제1재생기(210)에서 송출되어, 고온냉매증기공급배관(810)을 통해 밀폐 용기에 재공급된다. 즉, 난방시 고온의 냉매증기는 제2재생기에서 열 교환되지 않는다. 또한, 고온의 흡수액은 제1재생기(210)에서 송출되어 고온흡수액공급배관(820)을 통해 밀폐 용기에 재공급된다.
한편, 밀폐 용기에 재공급된 고온의 냉매증기와 고온의 흡수액은 냉수 코일(111)을 가열한다. 그 결과, 냉수의 온도는 상승하고 이를 부하 측에 송출하여 난방에 사용할 수 있다.
또한, 제2 실시예에서 제3동체(300)는 제2재생기(310)와 연통되며 제2재생기(310)에서 발생하는 냉매증기를 응축하는 응축기(230)를 더 포함한다. 냉방시에 제1재생기(210)에서 발생하는 고온의 냉매증기는 제2재생기(310)로 유입되어 제2재생기(310)의 열원으로 사용된다. 이 때, 고온의 냉매증기는 제1재생기(210)와 배관으로 연결되어 제2재생기(310)로 유입되는 중간흡수액을 가열하여 농흡수액으로 변화시킨다.
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.
100: 제1동체 110: 증발기
120: 흡수기 200: 제2동체
210: 제1재생기 220: 보조재생기
230: 응축기 300: 제3동체
310: 제2재생기 320: 보조흡수기
410: 냉각수펌프 420: 냉수펌프
500: 레일부 600: 하중지지부재
111: 냉수코일 112: 증발기저수조
113: 증발스프레이 114: 냉매제1순환파이프
115: 냉매펌프 121: 흡수기스프레이
122: 흡수기코일 710: 저온열교환기
720: 고온열교환기 430: 희흡수액펌프
311: 제2재생기스프레이 440: 중간흡수액펌프
221: 보조재생기코일 321: 보조흡수기스프레이
231: 응축기코일 232: 응축기저수조
312: 제2재생기코일 450: 농흡수액펌프
322: 보조흡수기코일 460: 희보조흡수액펌프
730: 보조열교환기 222: 보조재생기스프레이
820: 고온흡수액공급배관 820: 고온냉매증기공급배관
700: 버너

Claims (9)

  1. 증발에 의해 냉매증기가 발생되는 증발기와 상기 증발기와 연통되며 상기 냉매증기를 흡수하는 흡수기를 포함하는 하나의 유닛으로 형성된 제1동체;
    상기 흡수기와 배관으로 연결되어, 상기 냉매증기를 흡수한 희흡수액이 유입되고, 상기 희흡수액을 가열하여 중간흡수액으로 변화시키는 제1재생기, 상기 제1재생기와 연통되는 보조재생기 및 상기 제1재생기 및 상기 보조재생기와 연통되며 가열에 의해 상기 제1재생기에서 발생하는 냉매증기와 가열에 의해 상기 보조재생기에서 발생하는 보조냉매증기를 응축하는 응축기를 포함하는 하나의 유닛으로 형성된 제2동체;
    상기 제1재생기와 배관으로 연결되어 상기 중간흡수액이 유입되고, 상기 중간흡수액을 가열하여 농흡수액으로 변화시키는 제2재생기, 상기 제2재생기와 연통되고 상기 보조재생기와 배관으로 연결되며 상기 제2재생기에서 발생하는 보조냉매증기를 흡수하는 보조흡수기 및 상기 제2재생기와 연통되며 상기 제2재생기에서 발생하는 상기 냉매증기를 응축하는 응축기를 포함하는 하나의 유닛으로 형성된 제3동체; 및
    상기 제1동체 및 상기 제2동체 하측에 배치되어 배관을 보호하는 사각 프레임 구조의 하부지지부재;를 포함하며,
    상기 보조재생기는 상기 보조흡수기로부터 상기 보조냉매증기를 흡수한 희보조흡수액이 유입되고, 상기 희보조흡수액을 가열하여 중간보조흡수액으로 변화시키며,
    상기 제1동체 내지 상기 제3동체는 단층으로 배치되고, 상기 제3동체는 지면에서 일정거리 떨어져 상기 제1동체 및 상기 제2동체 사이에 위치하고, 체결구에 의해 상기 제1동체 및 상기 제2동체에 결합되며, 상기 제3동체의 하측공간에는 냉각수펌프와 냉수펌프가 각각 배치되는 펌프 내장형 흡수식 냉동기 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제3동체의 저면에 상기 냉각수펌프와 상기 냉수펌프의 반 출입을 가능하게 하는 레일부가 더 형성되는 펌프 내장형 냉동기 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 냉각수펌프는 유량고정식펌프 1대 및 유량가변식펌프 1대로 구성되고,
    상기 냉수펌프는 유량고정식펌프 1대 및 유량가변식펌프 1대로 구성되는 펌프 내장형 흡수식 냉동기 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 제1동체 내지 제3동체의 상부면에는 적층을 위한 복수 개의 베이스부재가 더 배치되는 펌프 내장형 흡수식 냉동기 시스템.
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