KR102127893B1 - Absorption refrigeration system by using compressor - Google Patents

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KR1020180173845A
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노철우
백영진
신형기
이길봉
조종재
조준현
이범준
최봉수
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한국에너지기술연구원
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Abstract

According to the present invention, through a refrigerant compressor, refrigerant steam is vacuum-absorbed from a regenerator and compressed at a high temperature and high pressure, and then, is supplied back to the regenerator. Since such method enables condensation heat generated from the condensation of the refrigerant steam in the regenerator to be used as a regeneration heat source on the regenerator, system performance can be improved, and also, there is no need to separately supply a regeneration heat source from the outside, which leads to the avoidance of limitations to a temperature band of an external heat source. Moreover, according to the present invention, since the generator performs a refrigerant steam condensation function at the same time, there is no need to install a separate condenser, system composition can become compact, and also, a temperature influence of coolant supplied to a condenser can be eliminated, which can lead to an improvement in system performance.

Description

냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템{Absorption refrigeration system by using compressor}Absorption refrigeration system by using compressor}

본 발명은 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매 압축기가 재생기로부터 냉매 증기를 흡인한 후 고온 고압으로 압축하여 다시 재생기의 열원으로 공급함으로써, 구성이 간단해지면서도 효율이 향상될 수 있는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an absorption-type cooling system using a refrigerant compressor, and more specifically, the refrigerant compressor sucks refrigerant vapor from the regenerator, compresses it at high temperature and high pressure, and supplies it to the heat source of the regenerator, thereby simplifying the configuration and improving efficiency. It relates to an absorption-type cooling system using a refrigerant compressor.

일반적으로 흡수식 히트펌프는, 흡수제에 의해 냉매를 흡수하는 흡수기와, 흡수된 냉매를 가열하여 냉매를 재생하는 재생기와, 냉매를 응축하는 응축기와, 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 증발시키고 냉각수는 냉각시키는 증발기를 포함한다.In general, an absorption heat pump is an absorber that absorbs refrigerant by an absorbent, a regenerator that heats the absorbed refrigerant to regenerate the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant, and heat exchanges the refrigerant and cooling water to evaporate the refrigerant and cools the cooling water Prescribed evaporator.

그러나, 종래의 흡수식 히트펌프는, 재생기에서 흡수제의 재생을 위해 대량의 열원을 필요로 하기 때문에, 비록 전력 대비 상대적으로 저급한 열에너지를 사용한다고는 하나, 흡수제 용액을 가열하는 과정에서 열량 소모가 크고 전력구동 히트펌프 대비 효율이 낮은 문제점이 있다.However, since the conventional absorption heat pump requires a large amount of heat source to regenerate the absorbent in the regenerator, although it uses relatively low heat energy compared to electric power, it consumes a large amount of heat in the process of heating the absorbent solution and consumes power. There is a problem that the efficiency is low compared to the driving heat pump.

한국등록특허 10-0522650호Korean Registered Patent 10-0522650

본 발명의 목적은, 시스템의 효율을 개선할 수 있는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide an absorption type cooling system using a refrigerant compressor capable of improving the efficiency of the system.

본 발명에 따른 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템은, 냉매 증기를 흡수제에 흡수시켜 흡수제 희용액을 생성하는 흡수기와; 상기 흡수기에서 나온 상기 흡수제 희용액을 펌핑하는 펌프와; 상기 펌프로부터 펌핑된 상기 흡수제 희용액을 재생열원을 이용하여 상기 냉매 증기와 흡수제 농용액으로 분리하는 재생기와; 상기 재생기로부터 상기 냉매 증기를 진공 흡인하고, 내부에서 고온 고압으로 압축하여 토출하는 냉매 압축기와; 상기 냉매 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매 증기가 상기 재생기를 통과하도록 안내하여, 상기 냉매 증기와 상기 재생기의 열교환을 통해 상기 냉매 증기는 응축시키고 응축시 발생된 응축열은 상기 재생열원으로 공급하는 응축유로를 포함한다.An absorption-type cooling system using a refrigerant compressor according to the present invention comprises: an absorber that absorbs refrigerant vapor into an absorbent and generates a rare absorbent solution; A pump for pumping the absorbent diluent from the absorber; A regenerator for separating the absorbent rare solution pumped from the pump into the refrigerant vapor and the absorbent agricultural solution using a regeneration heat source; A refrigerant compressor that vacuum-suctions the refrigerant vapor from the regenerator and compresses and discharges the refrigerant at high temperature and pressure therein; The refrigerant vapor of high temperature and high pressure from the refrigerant compressor is guided through the regenerator, condensing the refrigerant vapor through heat exchange between the refrigerant vapor and the regenerator, and condensation heat generated during condensation to a condensation flow path supplied to the regeneration heat source. Includes.

본 발명의 다른 측면에 따른 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템은, 냉매 증기를 흡수제에 흡수시켜 흡수제 희용액을 생성하는 흡수기와; 상기 흡수기에서 나온 상기 흡수제 희용액을 펌핑하는 펌프와; 상기 펌프로부터 펌핑된 상기 흡수제 희용액을 재생열원을 이용하여 상기 냉매 증기와 흡수제 농용액으로 분리하는 재생기와; 상기 재생기로부터 상기 냉매 증기를 진공 흡인하고, 내부에서 고온 고압으로 압축하는 냉매 압축기와; 상기 냉매 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매 증기가 상기 재생기를 통과하도록 안내하여, 상기 냉매 증기와 상기 재생기의 열교환을 통해 상기 냉매 증기는 응축시키고 응축시 발생된 응축열은 상기 재생열원으로 공급하는 응축유로를 포함하고, 상기 냉매 압축기는, 압축실을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 일측에 형성되고, 상기 재생기에 연결되어 상기 냉매 증기를 흡인하는 흡입구와, 상기 케이싱의 타측에 형성되고, 상기 응축유로에 연결되어 내부에서 압축된 냉매 증기를 토출하는 토출구와, 상기 케이싱의 내부에 구비되고, 서로 평행한 2개의 회전축에 각각 결합되어 서로 설정각도 위상차를 가지고 역방향으로 회전하고 적어도 2개 이상의 기어가 형성된 로터를 포함한다.An absorption-type cooling system using a refrigerant compressor according to another aspect of the present invention comprises: an absorber that absorbs refrigerant vapor into an absorbent to generate an absorbent rare solution; A pump for pumping the absorbent diluent from the absorber; A regenerator for separating the absorbent rare solution pumped from the pump into the refrigerant vapor and the absorbent agricultural solution using a regeneration heat source; A refrigerant compressor for vacuumly sucking the refrigerant vapor from the regenerator and compressing the refrigerant vapor at high temperature and pressure therein; The refrigerant vapor of high temperature and high pressure from the refrigerant compressor is guided through the regenerator, condensing the refrigerant vapor through heat exchange between the refrigerant vapor and the regenerator, and condensation heat generated during condensation to a condensation flow path supplied to the regeneration heat source. The refrigerant compressor includes a casing forming a compression chamber, a suction port formed on one side of the casing, and connected to the regenerator to suck the refrigerant vapor, and formed on the other side of the casing, to the condensation passage. A discharge port which is connected to discharge compressed refrigerant vapor therein, and is provided inside the casing, and is respectively coupled to two rotational axes parallel to each other, and rotates in a reverse direction with a phase angle of a set angle to each other, and at least two or more gears are formed. It includes.

본 발명의 다른 측면에 따른 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템은, 냉매 증기를 흡수제에 흡수시켜 흡수제 희용액을 생성하는 흡수기와; 상기 흡수기에서 나온 상기 흡수제 희용액을 펌핑하는 펌프와; 상기 펌프로부터 펌핑된 상기 흡수제 희용액을 재생열원을 이용하여 상기 냉매 증기와 흡수제 농용액으로 분리하는 재생기와; 상기 재생기로부터 상기 냉매 증기를 진공 흡인하고, 내부에서 고온 고압으로 압축하는 냉매 압축기와; 상기 냉매 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매 증기가 상기 재생기를 통과하도록 안내하여, 상기 냉매 증기와 상기 재생기의 열교환을 통해 상기 냉매 증기는 응축시키고 응축시 발생된 응축열은 상기 재생열원으로 공급하는 응축유로와; 상기 응축유로에서 응축되어 나온 액체 상태의 냉매를 팽창시키는 냉매 팽창밸브와; 상기 재생기와 상기 냉매 팽창밸브를 연결하여, 상기 응축유로에서 응축되어 나온 상기 액체 상태의 냉매를 상기 냉매 팽창밸브로 안내하는 액냉매 유로와; 상기 냉매 팽창밸브에서 나온 이상 상태(two phase)의 냉매를 증발시키는 증발기와; 상기 재생기와 상기 흡수기를 연결하여, 상기 재생기에서 분리된 상기 흡수제 농용액을 상기 흡수기로 안내하는 흡수제 농용액 유로와; 상기 흡수제 농용액 유로에 설치된 농용액 팽창밸브를 포함한다.An absorption-type cooling system using a refrigerant compressor according to another aspect of the present invention comprises: an absorber that absorbs refrigerant vapor into an absorbent to generate an absorbent rare solution; A pump for pumping the absorbent diluent from the absorber; A regenerator for separating the absorbent rare solution pumped from the pump into the refrigerant vapor and the absorbent agricultural solution using a regeneration heat source; A refrigerant compressor for vacuum-suctioning the refrigerant vapor from the regenerator and compressing the refrigerant vapor at high temperature and pressure therein; The refrigerant vapor of high temperature and high pressure from the refrigerant compressor is guided through the regenerator, condensing the refrigerant vapor through heat exchange between the refrigerant vapor and the regenerator, and condensation heat generated during condensation to a condensation flow path that supplies the regeneration heat source. ; A refrigerant expansion valve that expands a liquid refrigerant condensed from the condensation passage; A liquid refrigerant flow path connecting the regenerator and the refrigerant expansion valve to guide the refrigerant in the liquid state condensed in the condensation channel to the refrigerant expansion valve; An evaporator for evaporating a two phase refrigerant from the refrigerant expansion valve; An absorbent agricultural solution flow path connecting the regenerator and the absorber to guide the absorbent agricultural solution separated from the regenerator to the absorber; And an agricultural solution expansion valve installed in the absorbent agricultural solution flow path.

본 발명에서는 냉매 압축기를 이용하여, 재생기로부터 냉매 증기를 진공으로 흡인하고, 흡입된 냉매 증기를 고온 고압으로 압축시킨 후 상기 재생기로 다시 공급함으로써, 상기 재생기 내부에서 상기 냉매 증기의 응축시 발생된 응축열이 상기 재생기에서 재생 열원으로 사용할 수 있으므로, 시스템의 성능이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 별도로 외부에서 재생 열원을 공급해야할 필요가 없으므로 외부 열원의 온도 대역에 제한을 받지 않는 이점이 있다.In the present invention, by using a refrigerant compressor, the refrigerant vapor is sucked from the regenerator in a vacuum, the compressed refrigerant vapor is compressed to high temperature and high pressure, and then supplied back to the regenerator, condensation heat generated when the refrigerant vapor is condensed inside the regenerator. Since the regenerator can be used as a regeneration heat source, the performance of the system can be improved, and there is no need to separately supply a regeneration heat source, so there is an advantage that the temperature range of the external heat source is not limited.

또한, 본 발명에서는 재생기에서 냉매 증기의 응축 기능도 함께 이루어지므로, 별도의 응축기를 설치할 필요가 없으므로, 시스템의 구성이 컴팩트화될 수 있을 뿐만 아니라, 응축기에 공급되는 냉각수 온도 영향이 없어지므로 시스템의 성능이 향상될 수 있다.In addition, in the present invention, since the condensing function of the refrigerant vapor is also performed in the regenerator, there is no need to install a separate condenser, so the system configuration can be compact and the influence of the cooling water temperature supplied to the condenser is eliminated. Performance can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉매 압축기를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the configuration of an absorption cooling system using a refrigerant compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the refrigerant compressor shown in FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 냉매 압축기를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the configuration of an absorption cooling system using a refrigerant compressor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing the refrigerant compressor shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템은, 증발기(10), 흡수기(20), 펌프(30), 재생기(40), 냉매 팽창밸브(50) 및 냉매 압축기(100)를 포함한다. 1 and 2, the absorption cooling system using a refrigerant compressor according to an embodiment of the present invention, evaporator 10, absorber 20, pump 30, regenerator 40, refrigerant expansion valve 50 ) And a refrigerant compressor 100.

상기 증발기(10)는, 냉매를 냉각수와 열교환시켜, 상기 냉매를 증발시킨다. 상기 냉매는 물인 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 냉각수는 공정수(Process flow)를 사용할 수 있다. 상기 증발기(10)에는 상기 냉각수가 통과하는 증발기 냉각수 유로(11)가 연결된다. The evaporator 10 exchanges the refrigerant with cooling water to evaporate the refrigerant. The refrigerant is described as an example of water. Process water may be used as the cooling water. An evaporator cooling water passage 11 through which the cooling water passes is connected to the evaporator 10.

상기 흡수기(20)는, 상기 증발기(10)에서 증발된 냉매 증기를 흡수제에 의해 흡수하여, 상기 냉매 증기와 상기 흡수제가 혼합된 흡수제 희용액을 생성한다. 상기 흡수기(20)에서는 상기 냉매 증기가 상기 흡수제에 흡수되면서 흡수열이 발생된다. 상기 흡수기(20)에는 상기 흡수열을 제거하기 위한 냉각수가 통과하는 흡수기 냉각수 유로(21)가 연결된다. The absorber 20 absorbs the refrigerant vapor evaporated from the evaporator 10 by an absorbent, thereby producing a rare absorbent solution in which the refrigerant vapor and the absorbent are mixed. In the absorber 20, absorption heat is generated while the refrigerant vapor is absorbed by the absorbent. An absorber cooling water passage 21 through which cooling water for removing the absorption heat passes is connected to the absorber 20.

상기 냉매 증기는 수증기(water vapor)이고, 상기 흡수제 희용액은 LiBr 용액인 것으로 예를 들어 설명한다.The refrigerant vapor is water vapor, and the absorbent rare solution is described as an LiBr solution, for example.

상기 흡수기(20)에는 흡수제 희용액 유로(22)가 연결된다.An absorbent rare solution flow path 22 is connected to the absorber 20.

상기 흡수제 희용액 유로(22)는, 상기 흡수기(20)에서 나온 흡수제 희용액을 상기 재생기(40)로 안내하는 유로이다.The absorbent rare solution flow path 22 is a flow path that guides the absorbent rare solution from the absorber 20 to the regenerator 40.

상기 펌프(30)는, 상기 흡수제 희용액 유로(22)에 설치되어, 상기 흡수기(20)에서 나온 흡수제 희용액을 펌핑한다. The pump 30 is installed in the absorbent dilute solution flow path 22 to pump the absorbent dilute solution from the absorber 20.

상기 재생기(40)는, 상기 흡수제 희용액 유로(22)로부터 유입된 상기 흡수제 희용액을 재생열원을 이용하여 상기 냉매 증기와 흡수제 농용액으로 분리한다.The regenerator 40 separates the absorbent rare solution flowing from the absorbent rare solution flow path 22 into the refrigerant vapor and the absorbent agricultural solution using a regeneration heat source.

상기 재생기(40)는 후술하는 상기 냉매 압축기(100)에서 압축된 고온 고압의 냉매 증기로부터 상기 재생열원을 공급받는다.The regenerator 40 receives the regeneration heat source from the high-temperature, high-pressure refrigerant vapor compressed by the refrigerant compressor 100 to be described later.

상기 재생기(40)에는 흡수제 농용액 유로(41)가 연결된다.To the regenerator 40, an absorbent agricultural solution flow passage 41 is connected.

상기 흡수제 농용액 유로(41)는, 상기 재생기(40)에서 분리되어 나온 흡수제 농용액을 상기 흡수기(20)로 다시 공급하는 유로이다.The absorbent agricultural solution flow passage 41 is a flow passage for supplying the absorbent agricultural solution separated from the regenerator 40 to the absorber 20 again.

상기 흡수제 농용액 유로(41)에는 농용액 팽창밸브(42)가 설치된다. The absorbent agricultural solution flow path 41 is provided with an agricultural solution expansion valve 42.

상기 냉매 압축기(100)는, 상기 재생기(40)에 연결된다. 상기 냉매 압축기(100)는, 상기 재생기(40)에서 분리된 상기 냉매 증기를 진공 흡인하고, 내부에서 고온 고압으로 압축하여 토출한다. 즉, 상기 냉매 압축기(10)는 상기 냉매 증기를 진공 흡인하는 진공 펌프 역할과, 상기 냉매 증기를 고온 고압으로 압축하는 압축기 역할을 모두 수행한다.The refrigerant compressor 100 is connected to the regenerator 40. The refrigerant compressor 100 vacuum-suctions the refrigerant vapor separated from the regenerator 40 and compresses and discharges the mixture at high temperature and high pressure. That is, the refrigerant compressor 10 serves as both a vacuum pump for vacuum-suctioning the refrigerant vapor and a compressor for compressing the refrigerant vapor at high temperature and pressure.

상기 냉매 압축기(100)는, 로터리 압축기이며 루츠 압축기(Roots compressor)이다. The refrigerant compressor 100 is a rotary compressor and a Roots compressor.

도 2를 참조하면, 상기 냉매 압축기(100)는, 케이싱(101), 흡입구(102), 토출구(103) 및 한 쌍의 제1,2로터(104)(105)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the refrigerant compressor 100 includes a casing 101, a suction port 102, a discharge port 103, and a pair of first and second rotors 104 and 105.

상기 케이싱(101)은, 내부에 압축실(101a)을 형성한다. The casing 101 forms a compression chamber 101a therein.

상기 흡입구(102)는, 상기 케이싱(101)의 일측에 형성되고 상기 재생기(40)에 연결되어, 상기 재생기(40)로부터 상기 냉매 증기를 흡인하는 입구이다.The suction port 102 is formed on one side of the casing 101 and is connected to the regenerator 40, and is an inlet for sucking the refrigerant vapor from the regenerator 40.

상기 토출구(103)는, 상기 케이싱(102)의 타측에 형성되고 냉매증기 토출유로(112)에 연결되어, 상기 압축실(101a)에서 압축된 냉매 증기를 토출하는 출구이다.The discharge port 103 is an outlet formed on the other side of the casing 102 and connected to the refrigerant vapor discharge passage 112 to discharge refrigerant vapor compressed in the compression chamber 101a.

상기 제1,2로터(104)(105)는, 상기 케이싱(102)의 내부에 구비되고, 서로 평행한 제1,2회전축(104a)(105a)에 각각 결합되어 회전하는 로터이다. 상기 제1,2로터(104)(105)는 서로 설정각도 위상차를 가지고 서로 다른 방향으로 회전한다. 상기 제1,2로터(104)(105)는 각각 2개의 기어부(104b)(105b)가 형성되어, 서로 맞물리면서 회전한다. 즉, 상기 제1,2로터(104)(105)는 표주박 형상으로 형성되고, 양끝에 볼록한 형상의 상기 기어부(104b)(105b)가 형성되고 가운데는 잘록한 모양으로 형성된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 기어부(104b)(105b)는 1개 또는 2개 이상이 형성되거나 다른 형상으로 형성되는 것도 물론 가능하다. The first and second rotors 104 and 105 are provided inside the casing 102 and are rotors that are coupled to and rotate on the first and second rotating shafts 104a and 105a parallel to each other. The first and second rotors 104 and 105 rotate in different directions with a phase difference of a set angle from each other. The first and second rotors 104 and 105 are formed with two gear portions 104b and 105b, respectively, and rotate while meshing with each other. That is, the first and second rotors 104 and 105 are formed in a gourd shape, and the gear portions 104b and 105b having convex shapes at both ends are formed in a concave shape in the middle. However, the present invention is not limited thereto, and one or two or more gear portions 104b and 105b may be formed or formed in other shapes.

상기 냉매 압축기(100)의 토출구(103)에는 상기 냉매증기 토출유로(112)가 연결된다.The refrigerant vapor discharge passage 112 is connected to an outlet 103 of the refrigerant compressor 100.

상기 냉매증기 토출유로(112)는 상기 냉매 압축기(100)에서 압축된 고온 고압의 냉매 증기를 토출하는 유로이다.The refrigerant vapor discharge flow path 112 is a flow path for discharging the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed by the refrigerant compressor 100.

상기 냉매증기 토출유로(112)는 응축유로(120)에 연결된다.The refrigerant vapor discharge passage 112 is connected to the condensation passage 120.

상기 응축유로(120)는, 상기 재생기(40)를 통과하도록 형성되어, 상기 냉매증기 토출유로(112)를 통해 토출된 상기 고온 고압의 냉매 증기가 상기 재생기(40)를 통과하도록 안내하는 유로이다. 상기 응축유로(120)는, 상기 재생기(40)의 내부와 상기 고온 고압의 냉매 증기를 열교환시키는 유로이다. 상기 응축유로(120)는, 상기 냉매 증기와 상기 재생기(40)를 열교환시켜, 상기 냉매 증기는 응축시키고, 응축시 발생된 응축열은 상기 재생기(40)의 재생열원으로 공급할 수 있다. The condensation flow path 120 is a flow path that is formed to pass through the regenerator 40 and guides the high temperature and high pressure refrigerant vapor discharged through the refrigerant vapor discharge flow path 112 to pass through the regenerator 40. . The condensation flow path 120 is a flow path for exchanging heat between the inside of the regenerator 40 and the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor. The condensation passage 120 may exchange heat between the refrigerant vapor and the regenerator 40 to condense the refrigerant vapor, and supply condensation heat generated during condensation to a regeneration heat source of the regenerator 40.

상기 응축유로(120)의 토출측에는 액냉매 유로(122)가 연결된다. A liquid refrigerant passage 122 is connected to the discharge side of the condensation passage 120.

상기 액냉매 유로(122)는, 상기 응축유로(120)의 토출측과 상기 냉매 팽창밸브(50)를 연결하여, 상기 응축유로(120)에서 응축되어 나온 상기 액체 상태의 냉매를 상기 냉매 팽창밸브(50)로 안내하는 유로이다. The liquid refrigerant passage 122 connects the discharge side of the condensation passage 120 and the refrigerant expansion valve 50 to cool the liquid refrigerant condensed in the condensation passage 120 into the refrigerant expansion valve ( 50).

상기 냉매 팽창밸브(50)는, 상기 응축유로(120)에서 응축되어 나온 액체 상태의 냉매를 팽창시킨다.The refrigerant expansion valve 50 expands the liquid refrigerant condensed in the condensation flow path 120.

상기 냉매 팽창밸브(50)는 상기 증발기(10)와 이상 냉매 유로(124)로 연결된다. The refrigerant expansion valve 50 is connected to the evaporator 10 and the abnormal refrigerant passage 124.

상기 이상 냉매 유로(124)는, 상기 냉매 팽창밸브(50)에서 나온 이상 상태(two phase)의 냉매를 상기 증발기(10)로 안내하는 유로이다. The abnormal refrigerant flow path 124 is a flow path for guiding the two-phase refrigerant from the refrigerant expansion valve 50 to the evaporator 10.

상기 증발기(10)와 상기 흡수기(20)는, 냉매 증기 유로(126)로 연결된다. The evaporator 10 and the absorber 20 are connected to a refrigerant vapor flow path 126.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템의 작용을 설명하면, 다음과 같다.When explaining the operation of the absorption type cooling system using a refrigerant compressor according to an embodiment of the present invention configured as described above, as follows.

상기 증발기(10)에서 증발된 냉매 증기는 상기 흡수기(20)로 공급된다. The refrigerant vapor evaporated from the evaporator 10 is supplied to the absorber 20.

상기 흡수기(20)로 공급된 상기 냉매 증기는 흡수제 농용액에 흡수되어, 상기 흡수기(20)에서는 상기 흡수제 희용액이 생성된다. The refrigerant vapor supplied to the absorber 20 is absorbed by the absorbent agricultural solution, and the absorber 20 generates a rare absorbent solution.

상기 흡수기(20)에서 발생된 흡수열은 상기 흡수기 냉각수 유로(21)에 의해 제거된다.The absorbed heat generated in the absorber 20 is removed by the absorber cooling water flow path 21.

상기 흡수기(20)에서 나온 상기 흡수제 희용액은 상기 흡수제 희용액 유로(22)로 토출된다. 이 때, 상기 흡수기(20)에서 나온 상기 흡수제 희용액의 농도는 약 55%이고, 압력은 약 0.5 내지 1kPa 범위이고, 온도는 약 30℃ 내지 35℃범위이다. The absorbent rare solution from the absorber 20 is discharged into the absorbent rare solution flow path 22. At this time, the concentration of the absorbent dilute solution from the absorber 20 is about 55%, the pressure is in the range of about 0.5 to 1 kPa, and the temperature is in the range of about 30°C to 35°C.

상기 흡수제 희용액 유로(22)로 토출된 상기 흡수제 희용액은 상기 펌프(30)에 의해 펌핑되어, 상기 재생기(40)로 공급된다.The absorbent rare solution discharged to the absorbent rare solution flow path 22 is pumped by the pump 30 and supplied to the regenerator 40.

상기 펌프(30)에 의해 펌핑되면, 상기 흡수제 희용액의 압력이 상승하여, 약 2 내지 3kPa 범위이다. When pumped by the pump 30, the pressure of the absorbent rare solution rises, and is in the range of about 2 to 3 kPa.

상기 재생기(40)로 공급된 상기 흡수제 희용액은, 상기 응축유로(120)를 통해 공급받은 재생 열원에 의해 상기 냉매 증기와 상기 흡수제 농용액으로 분리된다. The absorbent rare solution supplied to the regenerator 40 is separated into the refrigerant vapor and the absorbent agricultural solution by the regeneration heat source supplied through the condensation passage 120.

상기 재생기(40)의 내부에서는 상기 흡수제 희용액과 상기 응축유로(120)의 상기 냉매 증기가 열교환하게 되어, 상기 응축유로(120)의 냉매 증기가 응축되면서 발생된 응축열이 상기 재생 열원으로 공급된다. Inside the regenerator 40, the absorbent dilute solution and the refrigerant vapor in the condensation passage 120 exchange heat, and condensation heat generated as condensation of the refrigerant vapor in the condensation passage 120 is supplied to the regeneration heat source. .

상기 재생기(40)에서 분리된 상기 냉매 증기는 상기 냉매 압축기(100)에 의해 진공 흡인된다. 상기 재생기(40)에서 나온 상기 냉매 증기는 압력은 약 2 내지 3kPa 범위이고, 온도는 약 20℃ 내지 25℃범위이다. The refrigerant vapor separated from the regenerator 40 is vacuum sucked by the refrigerant compressor 100. The refrigerant vapor from the regenerator 40 has a pressure in the range of about 2 to 3 kPa, and a temperature in the range of about 20°C to 25°C.

상기 냉매 압축기(100)에서 상기 냉매 증기를 흡인하고, 흡인된 상기 냉매 증기는 상기 압축실(101a)에서 고온 고압으로 압축되어 상기 응축유로(120)로 토출된다. The refrigerant vapor is sucked in the refrigerant compressor (100), and the sucked refrigerant vapor is compressed at a high temperature and high pressure in the compression chamber (101a) and discharged to the condensation passage (120).

여기서, 상기 냉매 압축기(100)에서 토출된 상기 고온 고압의 냉매 증기의 압력은 약 9 내지 12kPa 범위로 상승되고, 온도는 약 170℃ 내지 190℃범위로 상승된다. Here, the pressure of the high-temperature, high-pressure refrigerant vapor discharged from the refrigerant compressor 100 is increased to a range of about 9 to 12 kPa, and the temperature is increased to a range of about 170°C to 190°C.

따라서, 상기 냉매 압축기(100)에서 토출된 상기 고온 고압의 냉매 증기의 열은 상기 재생기(40)의 재생 열원으로 충분하다.Therefore, the heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor discharged from the refrigerant compressor 100 is sufficient as the regeneration heat source of the regenerator 40.

상기 응축유로(120)를 통과하면서 응축된 상기 액체 상태의 냉매는 상기 액냉매 유로(122)를 통해 토출된다.The refrigerant in the liquid state condensed while passing through the condensation passage 120 is discharged through the liquid refrigerant passage 122.

상기 액냉매 유로(122)로 토출된 상기 액체 상태의 냉매의 압력은 약 9 내지 12kPa 범위이고, 온도는 약 40℃ 내지 50℃범위로 낮아진다.The pressure of the refrigerant in the liquid state discharged to the liquid refrigerant passage 122 is in the range of about 9 to 12 kPa, and the temperature is lowered in the range of about 40°C to 50°C.

상기 액냉매 유로(122)로 토출된 상기 액체 상태의 냉매는 상기 냉매 팽창밸브(50)에서 팽창되어, 이상 상태가 되어 상기 증발기(10)로 공급된다. The refrigerant in the liquid state discharged through the liquid refrigerant passage 122 expands in the refrigerant expansion valve 50, becomes an abnormal state, and is supplied to the evaporator 10.

상기 증발기(10)로 공급되는 상기 이상 상태의 냉매의 압력은 약 0.5 내지 1kPa 범위이고, 온도는 약 1℃ 내지 2℃범위로 낮아진다.The pressure of the refrigerant in the abnormal state supplied to the evaporator 10 is in the range of about 0.5 to 1 kPa, and the temperature is lowered in the range of about 1°C to 2°C.

한편, 상기 재생기(40)에서 분리된 상기 흡수제 농용액은 상기 흡수제 농용액 유로(41)를 통해 토출된 후, 상기 농용액 팽창밸브(42)에서 팽창된 후 상기 흡수기(20)로 공급된다. On the other hand, the absorbent agricultural solution separated from the regenerator 40 is discharged through the absorbent agricultural solution flow path 41 and then expanded in the agricultural solution expansion valve 42 and supplied to the absorber 20.

상기 재생기(40)에서 분리된 상기 흡수제 농용액의 압력은 약 2 내지 3kPa이고, 온도는 약 60℃ 내지 65℃범위이고, 농도는 약 60%이다.The pressure of the absorbent agricultural solution separated from the regenerator 40 is about 2 to 3 kPa, the temperature is in the range of about 60°C to 65°C, and the concentration is about 60%.

상기 농용액 팽창밸브(42)에서 팽창된 상기 흡수제 농용액의 압력은 약 0.5 내지 0.9kPa이고, 온도는 약 60℃ 내지 65℃범위이고, 농도는 약 60%이다.The pressure of the absorbent agricultural solution expanded in the agricultural solution expansion valve 42 is about 0.5 to 0.9 kPa, the temperature is in the range of about 60°C to 65°C, and the concentration is about 60%.

상기와 같이, 본 발명에서는 상기 냉매 압축기(100)를 구비함으로써, 상기 냉매 압축기(100)가 상기 재생기(40)로부터 상기 냉매 증기를 진공으로 흡인하고, 내부에서 고온 고압으로 압축시킨 후 상기 재생기(40)로 다시 보내 응축시킨다. 따라서, 상기 재생기(40) 내부에서 상기 냉매 증기의 응축시 발생된 응축열이 상기 재생기(40)에서 재생 열원으로 사용할 수 있다. As described above, in the present invention, by providing the refrigerant compressor 100, the refrigerant compressor 100 sucks the refrigerant vapor from the regenerator 40 in a vacuum, compresses it at high temperature and high pressure inside, and then regenerates the regenerator ( 40) to condense. Accordingly, condensation heat generated when condensation of the refrigerant vapor in the regenerator 40 can be used as a regeneration heat source in the regenerator 40.

따라서, 상기 재생기(40)에 별도의 외부 열원을 공급해야할 필요가 없으므로 외부 열원의 온도 대역에 제한을 받지 않는 이점이 있다.Therefore, since there is no need to supply a separate external heat source to the regenerator 40, there is an advantage that the temperature range of the external heat source is not limited.

또한, 본 발명에서는 재생기에서 냉매 증기의 응축 기능도 함께 이루어지므로, 상기 재생기(40)와 상기 냉매 팽창밸브(50)사이에 별도의 응축기를 설치할 필요가 없으므로, 시스템의 구성이 컴팩트화될 수 있을 뿐만 아니라, 응축기에 공급되는 냉각수 온도 영향이 없어지므로 시스템의 성능이 향상될 수 있다.In addition, in the present invention, since the condensation function of the refrigerant vapor is also performed in the regenerator, there is no need to install a separate condenser between the regenerator 40 and the refrigerant expansion valve 50, so the system configuration can be compact. In addition, since the influence of the coolant temperature supplied to the condenser is eliminated, the performance of the system can be improved.

또한, 종래에 응축기를 설치하는 경우, 여름철 등에 응축열 제거를 위한 외부의 냉각수 온도가 상승하게 되므로, 상기 재생기(40)의 내부 압력이 증가되는 문제점이나 상기 재생기(40)의 재생 열원 온도를 상승시켜야 하는 문제점 등이 발생하였다. 그러나, 본 발명에서는 응축기를 설치하지 않아도 되므로 이러한 문제점이 해결될 수 있으며, 상기 재생기(40) 내부 압력 상승이 방지되어, 상기 펌프(30)의 동력도 절감할 수 있다. In addition, when installing a condenser in the related art, since the temperature of the external cooling water for removing condensation heat rises during summer or the like, the internal pressure of the regenerator 40 is increased or the regeneration heat source temperature of the regenerator 40 must be increased. There was a problem. However, in the present invention, since it is not necessary to install a condenser, this problem can be solved, and the internal pressure rise of the regenerator 40 is prevented, thereby reducing the power of the pump 30.

또한, 상기 냉매 압축기(100)에서 소모되는 전력량은 상기 재생기(40)에서 필요로 하는 재생 열원의 공급량 대비 1/20 수준이므로, 시스템의 효율은 대폭 향상될 수 있다. In addition, since the amount of power consumed by the refrigerant compressor 100 is 1/20 of the amount of the regenerated heat source required by the regenerator 40, the efficiency of the system can be greatly improved.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 증발기 20: 흡수기
30: 펌프 40: 재생기
42: 농용액 팽창밸브 50: 냉매 팽창밸브
100: 냉매 압축기 120: 응축유로10: evaporator 20: absorber
30: pump 40: regenerator
42: agricultural solution expansion valve 50: refrigerant expansion valve
100: refrigerant compressor 120: condensation flow path

Claims (9)

냉매 증기를 흡수제에 흡수시켜 흡수제 희용액을 생성하는 흡수기와;
상기 흡수기에서 나온 상기 흡수제 희용액을 펌핑하는 펌프와;
상기 펌프로부터 펌핑된 상기 흡수제 희용액을 재생열원을 이용하여 상기 냉매 증기와 흡수제 농용액으로 분리하는 재생기와;
상기 재생기로부터 상기 냉매 증기를 진공 흡인하고, 내부에서 고온 고압으로 압축하여 토출하는 냉매 압축기와;
상기 냉매 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매 증기가 상기 재생기를 통과하도록 안내하여, 상기 냉매 증기와 상기 재생기의 열교환을 통해 상기 냉매 증기는 응축시키고 응축시 발생된 응축열은 상기 재생열원으로 공급하는 응축유로를 포함하고,
상기 냉매 압축기는,
압축실을 형성하는 케이싱과,
상기 케이싱의 일측에 형성되고, 상기 재생기에 연결되어 상기 냉매 증기를 흡인하는 흡입구와,
상기 케이싱의 타측에 형성되고, 상기 응축유로에 연결되어 내부에서 압축된 냉매 증기를 토출하는 토출구와,
상기 케이싱의 내부에 구비되고, 서로 평행한 2개의 제1,2회전축에 각각 결합되어 서로 설정각도 위상차를 가지고 역방향으로 회전는 적어도 2개 이상의 로터들을 포함하고,
상기 압축실은, 2개가 형성되고,
상기 로터들은, 상기 2개의 압축실들의 내부에서 각각 회전하는 2개의 제1,2로터를 포함하고,
상기 제1,2로터는 각각 양끝에 볼록한 형상의 기어부가 형성되고 가운데는 잘록한 모양으로 형성되고,
상기 제1,2로터의 회전시 상기 제1로터의 기어부와 상기 제2로터의 기어부가 맞물리면서 상기 2개의 압축실들을 선택적으로 개폐하는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템.An absorber that absorbs refrigerant vapor into the absorbent to produce a rare absorbent solution;
A pump for pumping the absorbent diluent from the absorber;
A regenerator that separates the absorbent rare solution pumped from the pump into the refrigerant vapor and the absorbent agricultural solution using a regeneration heat source;
A refrigerant compressor that vacuum-suctions the refrigerant vapor from the regenerator and compresses and discharges the refrigerant at high temperature and pressure therein;
The refrigerant vapor of high temperature and high pressure from the refrigerant compressor is guided through the regenerator, condensing the refrigerant vapor through heat exchange between the refrigerant vapor and the regenerator, and condensation heat generated during condensation to a condensation flow path supplied to the regeneration heat source. Including,
The refrigerant compressor,
A casing forming a compression chamber,
A suction port formed on one side of the casing and connected to the regenerator to suck the refrigerant vapor;
And the discharge port is formed on the other side of the casing, connected to the condensation flow path for discharging the compressed refrigerant vapor therein,
It is provided inside the casing, is coupled to each of the two first and second rotation shafts parallel to each other and includes at least two or more rotors rotating in the opposite direction with a set angle phase difference from each other,
Two compression chambers are formed,
The rotors include two first and second rotors that rotate respectively inside the two compression chambers,
The first and second rotors are formed with convex gear portions at both ends and a convex shape in the middle,
Absorption cooling system using a refrigerant compressor that selectively opens and closes the two compression chambers while the gear portion of the first rotor and the gear portion of the second rotor mesh when the first and second rotors rotate. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 냉매 압축기는, 루츠 압축기(Roots compressor)인 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템.The method according to claim 1,
The refrigerant compressor is an absorption type cooling system using a refrigerant compressor, which is a Roots compressor. 청구항 1에 있어서,
상기 응축유로에서 응축되어 나온 액체 상태의 냉매를 팽창시키는 냉매 팽창밸브와,
상기 재생기와 상기 냉매 팽창밸브를 연결하여, 상기 응축유로에서 응축되어 나온 상기 액체 상태의 냉매를 상기 냉매 팽창밸브로 안내하는 액냉매 유로를 더 포함하는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템.The method according to claim 1,
A refrigerant expansion valve that expands a liquid refrigerant condensed from the condensation passage;
An absorption type cooling system using a refrigerant compressor further comprising a liquid refrigerant passage connecting the regenerator and the refrigerant expansion valve to guide the liquid refrigerant condensed from the condensation channel to the refrigerant expansion valve. 청구항 4에 있어서,
상기 냉매 팽창밸브에서 나온 이상 상태(two phase)의 냉매를 증발시키는 증발기를 더 포함하는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템.The method according to claim 4,
Absorption cooling system using a refrigerant compressor further comprising an evaporator for evaporating the two-phase refrigerant from the refrigerant expansion valve. 청구항 1에 있어서,
상기 재생기와 상기 흡수기를 연결하여, 상기 재생기에서 분리된 상기 흡수제 농용액을 상기 흡수기로 안내하는 흡수제 농용액 유로를 더 포함하는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템.The method according to claim 1,
An absorption type cooling system using a refrigerant compressor further comprising an absorbent agricultural solution flow path connecting the regenerator and the absorber to guide the absorbent agricultural solution separated from the regenerator to the absorber. 청구항 6에 있어서,
상기 흡수제 농용액 유로에 설치된 농용액 팽창밸브를 더 포함하는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템. The method according to claim 6,
Absorption cooling system using a refrigerant compressor further comprising an agricultural solution expansion valve installed in the absorbent agricultural solution flow path. 삭제delete 냉매 증기를 흡수제에 흡수시켜 흡수제 희용액을 생성하는 흡수기와;
상기 흡수기에서 나온 상기 흡수제 희용액을 펌핑하는 펌프와;
상기 펌프로부터 펌핑된 상기 흡수제 희용액을 재생열원을 이용하여 상기 냉매 증기와 흡수제 농용액으로 분리하는 재생기와;
상기 재생기로부터 상기 냉매 증기를 진공 흡인하고, 내부에서 고온 고압으로 압축하는 냉매 압축기와;
상기 냉매 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매 증기가 상기 재생기를 통과하도록 안내하여, 상기 냉매 증기와 상기 재생기의 열교환을 통해 상기 냉매 증기는 응축시키고 응축시 발생된 응축열은 상기 재생열원으로 공급하는 응축유로와;
상기 응축유로에서 응축되어 나온 액체 상태의 냉매를 팽창시키는 냉매 팽창밸브와;
상기 재생기와 상기 냉매 팽창밸브를 연결하여, 상기 응축유로에서 응축되어 나온 상기 액체 상태의 냉매를 상기 냉매 팽창밸브로 안내하는 액냉매 유로와;
상기 냉매 팽창밸브에서 나온 이상 상태(two phase)의 냉매를 증발시키는 증발기와;
상기 재생기와 상기 흡수기를 연결하여, 상기 재생기에서 분리된 상기 흡수제 농용액을 상기 흡수기로 안내하는 흡수제 농용액 유로와;
상기 흡수제 농용액 유로에 설치된 농용액 팽창밸브를 포함하고,
상기 냉매 압축기는,
압축실을 형성하는 케이싱과,
상기 케이싱의 일측에 형성되고, 상기 재생기에 연결되어 상기 냉매 증기를 흡인하는 흡입구와,
상기 케이싱의 타측에 형성되고, 상기 응축유로에 연결되어 내부에서 압축된 냉매 증기를 토출하는 토출구와,
상기 케이싱의 내부에 구비되고, 서로 평행한 2개의 제1,2회전축에 각각 결합되어 서로 설정각도 위상차를 가지고 역방향으로 회전는 적어도 2개 이상의 로터들을 포함하고,
상기 압축실은, 2개가 형성되고,
상기 로터들은, 상기 2개의 압축실들의 내부에서 각각 회전하는 2개의 제1,2로터를 포함하고,
상기 제1,2로터는 각각 양끝에 볼록한 형상의 기어부가 형성되고 가운데는 잘록한 모양으로 형성되고,
상기 제1,2로터의 회전시 상기 제1로터의 기어부와 상기 제2로터의 기어부가 맞물리면서 상기 2개의 압축실들을 선택적으로 개폐하는 냉매 압축기를 이용한 흡수식 냉각 시스템.An absorber that absorbs refrigerant vapor into the absorbent to produce a rare absorbent solution;
A pump for pumping the absorbent diluent from the absorber;
A regenerator that separates the absorbent rare solution pumped from the pump into the refrigerant vapor and the absorbent agricultural solution using a regeneration heat source;
A refrigerant compressor for vacuumly sucking the refrigerant vapor from the regenerator and compressing the refrigerant vapor at high temperature and pressure therein;
The refrigerant vapor of high temperature and high pressure from the refrigerant compressor is guided to pass through the regenerator, condensing the refrigerant vapor through heat exchange between the refrigerant vapor and the regenerator, and condensation heat generated during condensation to a condensation channel that supplies the regeneration heat source. ;
A refrigerant expansion valve that expands a liquid-state refrigerant condensed from the condensation passage;
A liquid refrigerant flow path connecting the regenerator and the refrigerant expansion valve to guide the refrigerant in the liquid state condensed in the condensation channel to the refrigerant expansion valve;
An evaporator for evaporating the two phase refrigerant from the refrigerant expansion valve;
An absorbent agricultural solution flow path connecting the regenerator and the absorber to guide the absorbent agricultural solution separated from the regenerator to the absorber;
And an agricultural solution expansion valve installed in the absorbent agricultural solution flow path,
The refrigerant compressor,
A casing forming a compression chamber,
A suction port formed on one side of the casing and connected to the regenerator to suck the refrigerant vapor;
And the discharge port is formed on the other side of the casing, connected to the condensation flow path for discharging the compressed refrigerant vapor therein,
It is provided inside the casing, is coupled to each of the two first and second rotation shafts parallel to each other and includes at least two or more rotors rotating in the opposite direction with a set angle phase difference from each other,
Two compression chambers are formed,
The rotors include two first and second rotors that rotate respectively inside the two compression chambers,
The first and second rotors are formed with convex gear portions at both ends and a convex shape in the middle,
Absorption cooling system using a refrigerant compressor that selectively opens and closes the two compression chambers while the gear portion of the first rotor and the gear portion of the second rotor mesh when the first and second rotors rotate.
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