KR102238779B1 - 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡수 냉온수기에 관한 것으로서, 상세하게는 버너의 연료를 고온 재생기의 버너로 연소하여 흡수액을 재생할 시 발생하여 외기로 배출되는 고온의 배기가스 또는 스팀을 열원으로 사용하는 경우의 드레인 열로 고온 재생기에서 재생할 때 발생하는 냉매증기가 저온 재생기를 통과하면서 생성되는 높은 온도의 응축냉매의 버려지는 열을 효과적으로 회수할 수 있는 기술로 일부 희액을 응축냉매 열교환기, 배기가스 열교환기 또는 드레인 열교환기로 순차적으로 거쳐 고온 재생기로 공급하여 열회수 방식을 2중효용(Double effect cycle)과 같은 열교환 방식으로 형성하여 성능계수(효율)을 5% 정도 상승시켜 에너지 소비를 줄이도록 하는 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기에 관한 것이다.

Description

에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기{TYPE ABSORPTION COOLING AND HEATING DEVICE CAPABLE OF ENERGY-SAVING}
본 발명은 흡수 냉온수기에 관한 것으로서, 상세하게는 버너의 연료를 고온 재생기의 버너로 연소하여 흡수액을 재생할 시 발생하여 외기로 배출되는 고온의 배기가스 또는 스팀을 열원으로 사용하는 경우의 드레인 열로 고온 재생기에서 재생할 때 발생하는 냉매증기가 저온 재생기를 통과하면서 생성되는 높은 온도의 응축냉매의 버려지는 열을 효과적으로 회수할 수 있는 기술로 일부 희액을 응축냉매 열교환기, 배기가스 열교환기 또는 드레인 열교환기로 순차적으로 거쳐 고온 재생기로 공급하여 열회수 방식을 2중효용(Double effect cycle)과 같은 열교환 방식으로 형성하여 성능계수(효율)을 5% 정도 상승시켜 에너지 소비를 줄이도록 하는 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기에 관한 것이다.
일반적으로 흡수 냉온수기는 버너를 연소할 수 있는 연료로 고온 재생기에서 묽은 흡수액을 재생하기 위해서 사용하고, 재생할 때 발생하는 고온의 냉매증기를 저온 재생기에서 재사용할 수 있어 2중효용(ouble effect cycle)으로 효율을 높인 흡수식 냉온수기이다.
흡수 냉온수기 일례로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 일반적인 고효율 직화식 흡수 냉온수기(1)는 제 1쉘(10)과, 제 2쉘(20)과, 고온 재생기(30)와, 저온 열교환기(40) 및 고온 열교환기(50)와, 배기가스 열교환기(60) 및 응축냉매 열교환기(70)로 구성된다.
먼저, 제 1쉘(10)은 증발기(11)가 도면상과 같이 좌측에 설치되고, 흡수기(13)가 우측에 설치되며, 흡수기(13)의 상단에 흡수 열교환기(15)가 설치되고, 증발기(11)와 흡수기(13) 및 흡수 열교환기(15) 사이에 제 1엘리미네이터(EL1)가 설치된다. 이때, 제 1쉘(10)에는 증발기(11)의 중간 부위와 흡수 열교환기(15)와 흡수기(13) 사이에 분배기(D)가 설치되어 냉매를 일시 저장한 후 재낙하시켜 증발기(11)와 흡수기(13)의 표면에 냉매 및 흡수액이 골고루 접촉하도록 한다.
그리고, 제 2쉘(20)은 제 1쉘(10)의 상단에 설치되고, 저온 재생기(23)가 도면상 우측에 설치되며, 저온 재생기(23)의 좌측에 응축기(21)가 설치되고, 저온 재생기(23)와 응축기(21)의 사이에 제 2엘리미네이터(EL2)가 설치된다.
또한, 고온 재생기(30)는 제 1쉘(10)의 측면에 설치되고, 내부 하단에 버너(31)가 설치되고, 상부에 제 3엘리미네이터(EL3)가 설치된다.
또, 저온 열교환기(40)는 제 2쉘(20)의 저온 재생기(23)에서 배출되는 농축된 흡수액(농액)과 제 1쉘(10)의 흡수열 열교환기(15)를 통과한 흡수액(희액)을 열교환시킨다.
또, 고온 열교환기(50)는 고온 재생기(30)에서 배출되는 고온의 흡수액(중간액)과 배기가스 열교환기(60)를 거쳐 가열된 희액과 열교환시킨 다음, 온도가 낮아진 중간액을 제 2쉘(20)의 저온 재생기(23)로 공급하고, 온도가 높아진 희액을 고온 재생기(30)로 공급한다.
그리고, 배기가스 열교환기(60)는 버너(31)에서 배출되는 고온의 배기가스 열과 제 1쉘(10)에서 배출되어 저온 열교환기(40)를 통과하면서 열교환된 중간 온도의 희액을 열교환시켜 온도를 높여 고온 열교환기(50)로 공급한다.
이어서, 응축냉매 열교환기(70)는 제 1쉘(10)에서 배출되는 저온의 일부 희액과 저온 재생기(23)를 통과한 높은 온도의 응축냉매와 열교환시켜 가열된 희액을 고온 열교환기(50)에서 배출되는 중간액과 혼합시켜 저온 재생기(23)로 투입하도록 제 1쉘(10)과 제 2쉘(20) 및 고온 열교환기(50) 사이에 설치된다.
한편, 일반적인 고효율 흡수냉온수기(1)는 고온 재생기(30)와 제 1쉘(10)의 고온의 냉매증기를 이용하여 난방을 수행하도록 냉난방 전환밸브(V)가 설치된다.
이하, 종래의 고효율 흡수 냉온수기의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 흡수기(13)의 상단에서 산포되어 냉매증기를 흡수하여 묽어진 흡수액(희액)은 흡수기(13)에서 배출되어 펌프(P)에 의해 가압되어 일부 희액이 상단의 흡수 열교환기(13)로 공급된다.
그러면, 희액은 흡수 열교환기(15)를 통과하면서 흡수 열교환기(15) 상단으로 분사되는 농축된 흡수액(농액)의 열을 흡수하여 가열된 다음 저온 열교환기(40)로 공급되고, 저온 열교환기(40)와 배기가스 열교환기(60)를 거쳐 고온 열교환기(50)로 공급되어 고온 재생기(30)에서 배출되는 중간액과 열교환되어 온도가 상승된 후, 다시 고온 재생기(30)로 전달되어 버너(31)의 상부에서 산포되어 일부의 냉매증기가 배출되고, 중간 정도 진해진 흡수액(중간액)은 고온 열교환기(50)에 열교환 후 저온 재생기(23)의 상부로 공급된다. 이때, 흡수기(13)에서 펌프(P)에 의해 배출되는 일부 희액을 응축냉매 열교환기(70)를 거쳐 저온 재생기(23)로 공급되는 중간액과 혼합되어 공급된다.
한편, 고온 재생기(30)의 버너(31)의 열에 의해 발생된 냉매증기가 제 2쉘(20)의 저온 재생기(23)를 통과하면서 높은 온도의 응축냉매가 응축냉매 열교환기(70)에서 낮은 온도의 희액을 가열한다. 높은 온도의 응축냉매는 낮은 온도로 응축기로 회수되고 가열된 희액은 저온 재생기(23)로 공급한다. 고온 재생기(30)에서 배출되어 중간 농도의 흡수액은 고온 열교환기(50)에서 배기가스 열교환기(60)에서 가열된 희액과 열교환한 후 저온 재생기(23)로 공급하면서 버리는 열을 회수한다.
또한, 냉수는 증발기(11)의 관 내부를 흐르면서 냉각되어 냉방용으로 사용되고, 냉각수는 흡수기(13)와, 응축기(21)를 거치면서 열을 흡수하여 가온되어 냉각탑(도시 생략)으로 가서 열을 대기 중으로 방출하고 냉각되어 다시 흡수기(13)로 돌아오는 순환을 계속한다.
그러나, 이러한 종래의 고효율 흡수 냉온수기는 희액 일부가 응축냉매 열교환기를 거쳐 저온 재생기로 직접 공급되는 병렬 구조이고, 배기가스 열교환기가 저온 열교환기와 고온 열교환기 사이에 위치해 있어서 열교환 형식이 1중 효용과 동일하고, 이로 인해 효율이 상대적으로 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온 재생기의 버너에서 발생하는 배기가스 열과 저온 재생기에서 사용하고 버리는 높은 온도의 응축냉매 열을 흡수기에서 공급되는 희액의 일부를 배기가스 열과 고온의 응축냉매 열을 회수하여 직렬 연결된 고온 재생기와 저온 재생기를 순차적으로 통과시켜 효과적인 열회수 방식인 2중 효용(Double effect cycle)과 같은 열교환 방식으로 형성하여 성능계수(효율)을 5% 정도 상승시켜 에너지 소비를 줄이도록 하는 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
증발기, 흡수기, 흡수 열교환기를 구비하는 제 1쉘과, 응축기와 재생기를 구비하는 제 2쉘, 고온 재생기, 저온 열교환기와, 고온 열교환기와, 응축냉매 열교환기를 포함하는 흡수 냉온수기에 있어서, 상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 일부를 상기 저온 열교환기와 고온 열교환기를 직렬 흐름 방식으로 통과시키면서 열교환시켜 온도를 상승시킨 다음 상기 고온 재생기로 직접 공급한다.
여기에서, 상기 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기의 열원은 직화식 또는 스팀식이다.
여기에서 또한, 상기 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기가 직화식인 경우 상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 상기 저온 열교환기와 고온 열교환기로 미공급된 나머지 희액을 상기 응축냉매 열교환기를 통과시켜 가열된 희액을 재 가열하기 위해서 배기가스 열교환기로 공급하여 열교환시켜 온도를 높여 상기 고온 재생기로 직접 공급한다.
여기에서 또, 상기 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기가 스팀식인 경우 상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 상기 저온 열교환기와 고온 열교환기로 미공급된 나머지 희액을 상기 응축냉매 열교환기를 통과시켜 가열된 희액을 재 가열하기 위해서 드레인 열교환기로 온도를 높여 상기 고온 재생기로 직접 공급한다.
여기에서 또, 상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 상기 응축냉매 열교환기로 공급되는 나머지 희액은 전체 희액의 18~20%이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기에 따르면, 버너의 연료를 고온 재생기의 버너로 연소하여 흡수액을 재생할 시 발생하여 외기로 배출되는 고온의 배기가스 또는 스팀을 열원으로 사용하는 경우의 드레인 열로 고온 재생기에서 재생할 때 발생하는 냉매증기가 저온 재생기를 통과하면서 생성되는 높은 온도의 응축냉매의 버려지는 열을 효과적으로 회수할 수 있는 기술로 일부 희액을 응축냉매 열교환기, 배기가스 열교환기 또는 드레인 열교환기로 순차적으로 거쳐 고온 재생기로 공급하여 열회수 방식을 2중 효용(Double effect cycle)과 같은 열교환 방식으로 형성하여 성능계수(효율)을 5% 정도 상승시켜 에너지 소비를 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 직화식 흡수 냉온수기의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 2는 도 1을 간략화시킨 블록 계통도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 4는 도 3을 간략화시킨 블록 계통도이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 열원을 스팀을 사용하여 동일한 효과를 낼 수 있는 구성을 나타낸 계통도이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
《제 1실시예》
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기의 구성을 나타낸 계통도이고, 도 4는 도 3을 간략화시킨 블록 계통도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기(100)는 직화식으로서 제 1쉘(110)과, 제 2쉘(120)과, 고온 재생기(130)와, 저온 열교환기(140)와, 고온 열교환기(150)와, 배기가스 열교환기(160) 및 응축냉매 열교환기(170)로 구성된다.
먼저, 제 1쉘(110)은 증발기(111)가 도면상과 같이 좌측에 설치되고, 흡수기(113)가 우측에 설치되며, 흡수기(113)의 상단에 흡수열 교환기(115)가 설치되고, 증발기(111)와 흡수기(113) 및 흡수 열교환기(115) 사이에 제 1엘리미네이터(EL1)가 설치된다. 이때, 제 1쉘(110)에는 증발기(111)의 중간 부위와 흡수 열교환기(115)와 흡수기(113) 사이에 분배기(D)가 설치되어 냉매를 일시 저장한 후 재낙하시켜 증발기(111)와 흡수기(113)의 표면에 냉매 및 흡수액이 골고루 접촉하도록 한다.
그리고, 제 2쉘(120)은 제 1쉘(110)의 상단에 설치되고, 저온 재생기(123)가 도면상 우측에 설치되며, 저온 재생기(123)의 측면에 응축기(121)가 설치되고, 저온 재생기(123)와 응축기(121)의 사이에 제 2엘리미네이터(EL2)가 설치된다.
또한, 고온 재생기(130)는 제 1쉘(110)의 측면에 설치되고, 내부 하단에 버너(131)가 설치되며, 상부에 제 3엘리미네이터(EL3)가 설치된다.
또, 저온 열교환기(140)는 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)에서 배출되는 농액과 제 1쉘(110)의 흡수열 열교환기(115)의 희액중 대부분을 열교환시킨 다음, 낮은 온도의 농액을 제 1쉘(110)의 흡수열 열교환기(115) 상단에 낙하시킨다.
또, 고온 열교환기(150)는 저온 열교환기(140)에서 배출되는 희액이 직렬 흐름 방식을 가지도록 고온 재생기(130)에서 배출되는 고온의 중간액과 저온 열교환기(140)를 거쳐 가열된 중온의 희액을 열교환시킨 다음, 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)으로 공급하고 가열된 희액을 고온재생기(130)에 공급한다.
그리고, 배기가스 열교환기(160)는 버너(131)에서 배출되는 고온의 배기가스의 열과 제 1쉘(110)의 흡수기(113)에서 배출되는 저온의 나머지 희액을 열교환시키도록 고온 재생기(130)에 설치된다. 이때, 나머지 희액의 순환량은 전체 희액중 18~20%이며 응축냉매 열교환기(170)와 배기가스 열교환기(160)에서 열교환시키는 것이 바람직하다.
이어서, 응축냉매 열교환기(170)는 고온 재생기(130)에서 재생되어 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)를 통과한 높은 온도의 응축냉매와 전체 희액중 18~20%의 순환량을 배기가스 열교환기(160)로 공급 전에 1차 가열하기 위한 제 2쉘(120)과 고온 재생기(130) 사이에 설치된다.
이하, 본 발명의 제 1실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 흡수기(113)의 상단에서 산포되어 냉매증기를 흡수한 희액은 흡수기(113)에서 배출되어 펌프(P)에 의해 가압되어 희액중 일부가 상단의 흡수 열교환기(113)로 공급된다. 이때, 흡수기(113)에서 펌프(P)에 의해 배출되는 희액중 나머지인 약 18~20%의 희액은 응축냉매 열교환기(170)와 배기가스 열교환기(160)를 거쳐 고온 재생기(130)로 직접 공급된다.
그러면, 일부 희액은 흡수 열교환기(115)를 통과하면서 흡수 열교환기(115) 상단으로 분사되는 농액의 열을 흡수하여 가열된 다음 저온 열교환기(140)로 공급되고, 저온 열교환기(140)와 고온 열교환기(150)를 순차적으로 거치면서 고온 재생기(130)로 전달되어 버너(131)의 상부에서 산포되어 일부의 냉매증기가 배출되고, 중간액은 고온 열교환기(150)를 거쳐 저온 재생기(123)로 전달되고, 저온 재생기(123)의 상부로 공급된다.
또한, 흡수기(113)에서 펌프(P)에 의해 배출되는 희액중 나머지가 고온재생기(130)에서 발생하는 냉매증기를 저온 재생기(123)에서 높은 온도로 응축된 냉매와 열교환하여 2차 가열한다.
그러면, 버너(131)에서 배출되는 고온의 배기가스의 열과 응축냉매 열교환기(170)에서 가열된 희액을 배기가스 열교환기(160)에서 2차 가열하여 고온 재생기(130)로 공급한다.
이로 인해, 응축냉매 열교환기(170)에서 1차 가열된 희액이 배기가스 열교환기(160)에서 고온의 배기가스와 2차 가열되어 고온 재생기(130)로 투입되기 때문에 고온 재생기(130)로 투입되는 희액의 온도 변화가 없어 버너(131)에서는 종래보다 더 낮은 에너지를 소비하게 된다.
한편, 고온 재생기(130)의 버너(131)의 열에 의해 발생된 냉매증기가 관로를 통해 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)를 통과하면서 중간액과 열교환되면서 응축된 후, 응축냉매 열교환기(170)를 통과하면서 제 1쉘(110)에서 배출되는 희액중 고온 재생기(130)로 직접 공급되는 일부 희액과 열교환되면서 저온의 응축냉매가 응축기(121) 하부로 배출되고, 제 2엘리미네이터(EL2)를 통과한 냉매 증기가 제 2쉘(120)의 응축기(121)를 통과한 냉각수와 열교환되어 응축되면서 발생한 냉매 증기가 응축되어 하부에 모여, 응축냉매 열교환기(170)를 통과한 저온의 응축냉매와 혼합되면서 온도가 낮아진 상태로 자연 유하 방식으로 증발기(111)로 전달된다. 증발기(111)에서는 펌프(P)에 의해 저온의 냉매가 증발기(111)의 상부로 산포되어 일부 증발된 냉매증기는 제 1엘리미네이터(EL1)를 거쳐 흡수기(113)와 흡수 열교환기(115)로 전달된다. 증발되지 않은 냉매는 증발기(111)의 밑으로 고여 펌프(P)에 의해 증발기(111)의 상부로 다시 산포된다.
또한, 냉수는 증발기(111)의 관 내부를 흐르면서 냉각되어 냉방용으로 사용되고, 냉각수는 흡수기(113)와, 응축기(121)를 거치면서 열을 흡수하여 가온되어 냉각탑(도시 생략)으로 가서 열을 대기 중으로 방출하고 냉각되어 다시 흡수기(113)로 돌아오는 순환을 계속한다.
《제 2실시예》
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 스팀을 열원으로 사용하는 흡수 냉동기의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 흡수 냉동기(100)는 열원을 스팀을 사용하는 방식으로서 제 1쉘(110)과, 제 2쉘(120)과, 고온 재생기(130)와, 저온 열교환기(140)와, 고온 열교환기(150)와, 드레인 열교환기(160′) 및 응축냉매 열교환기(170)로 구성된다.
먼저, 제 1쉘(110)은 증발기(111)가 도면상과 같이 좌측에 설치되고, 흡수기(113)가 우측에 설치되며, 흡수기(113)의 상단에 흡수열 교환기(115)가 설치되고, 증발기(111)와 흡수기(113) 및 흡수 열교환기(115) 사이에 제 1엘리미네이터(EL1)가 설치된다. 이때, 제 1쉘(110)에는 증발기(111)의 중간 부위와 흡수 열교환기(115)와 흡수기(113) 사이에 분배기(D)가 설치되어 냉매를 일시 저장한 후 재낙하시켜 증발기(111)와 흡수기(113)의 표면에 냉매 및 흡수액이 골고루 접촉하도록 한다.
그리고, 제 2쉘(120)은 제 1쉘(110)의 상단에 설치되고, 저온 재생기(123)가 도면상 우측에 설치되며, 저온 재생기(123)의 측면에 응축기(121)가 설치되고, 저온 재생기(123)와 응축기(121)의 사이에 제 2엘리미네이터(EL2)가 설치된다.
또한, 고온 재생기(130)는 제 1쉘(110)의 측면에 설치되고, 내부로 스팀이 통과되며, 상부에 제 3엘리미네이터(EL3)가 설치된다.
또, 저온 열교환기(140)는 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)에서 배출되는 농액과 제 1쉘(110)의 흡수열 열교환기(115)의 희액중 일부 희액을 열교환시킨 다음, 낮은 온도의 농액을 제 1쉘(110)의 흡수기(115) 상단에 낙하시킨다.
또, 고온 열교환기(150)는 저온 열교환기(140)에서 배출되는 희액이 직렬 흐름 방식을 가지도록 고온 재생기(130)에서 배출되는 고온의 중간액과 저온 열교환기(140)를 거쳐 희액을 열교환시킨 다음, 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)으로 공급한다.
그리고, 드레인 열교환기(160′)는 외부에서 공급되는 스팀의 열과 응축냉매열교환기(160)에서 배출되는 희액을 열교환시키도록 고온 재생기(130)에 설치된다. 드레인 열교환기(160′) 측에는 공급되는 스팀이 배출되는 스팀과 열교환되어 응축되도록 스팀 트렙(161′)이 구비된다. 또한, 나머지 희액은 전체 희액중 18~20%를 순환시켜 응축냉매 열교환기(170)와 드레인 열교환기(160′)에서 열교환시키는 것이 바람직하다.
이어서, 응축냉매 열교환기(170)는 고온 재생기(130)에서 재생되어 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)를 통과한 높은 온도의 응축냉매와 고온 재생기(130)로 유입되는 저온의 나머지 희액을 열교환시키도록 제 2쉘(120)과 고온 재생기(130) 사이에 설치된다.
이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 에너지 절약이 가능한 흡수 냉동기의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 흡수기(113)의 상단에서 산포되어 냉매증기를 흡수한 희액은 흡수기(113)에서 배출되어 펌프(P)에 의해 가압되어 희액중 일부가 상단의 흡수 열교환기(113)로 공급된다. 이때, 흡수기(113)에서 펌프(P)에 의해 배출되는 희액중 나머지인 약 18~20%의 희액은 응축냉매 열교환기(170)와 드레인 열교환기(160′)를 거쳐 고온 재생기(130)로 직접 공급된다.
그러면, 대부분의 희액은 흡수 열교환기(115)를 통과하면서 흡수 열교환기(115) 상단으로 분사되는 농액의 열을 흡수하여 가열된 다음 저온 열교환기(140)로 공급되고, 저온 열교환기(140)와 고온 열교환기(150)를 순차적으로 거치면서 고온 재생기(130)로 전달되어 일부의 냉매증기가 배출되고, 중간액은 고온 열교환기(150)를 거쳐 저온 재생기(123)로 전달되고, 저온 재생기(123)의 상부로 공급된다.
또한, 흡수기(113)에서 펌프(P)에 의해 배출되는 희액중 나머지가 응축냉매 열교환기(170)로 배출되면, 응축냉매 열교환기(70)에서 고온 재생기(130)에서 재생되어 저온 재생기(133)를 통과한 높은 온도의 응축냉매와 고온 재생기(130)로 유입되는 저온의 일부 희액을 1차 열교환시킨 후 드레인 열교환기(160′)로 공급한다.
그러면, 드레인 열교환기(160′)에서 외부에서 공급되는 스팀의 열과 응축냉매 열교환기(170)에서 배출된 일부 희액을 2차 열교환시킨 다음 고온 재생기(130)로 공급한다.
이로 인해, 응축냉매 열교환기(170)에서 열교환된 저온의 희액이 드레인 열교환기(160′)에서 고온의 스팀과 열교환되면서 재가열되어 고온 재생기(130)로 투입되기 때문에 고온 재생기(130)로 투입되는 희액의 온도 변화가 없어 스팀 사용량이 종래보다 더 낮은 에너지를 소비하게 된다.
한편, 고온 재생기(130)의 스팀 열에 의해 발생된 냉매증기가 관로를 통해 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)를 통과하면서 농액과 열교환되면서 응축된 후 응축냉매 열교환기(170)를 통과하면서 제 1쉘(110)에서 배출되는 희액중 고온 재생기(130)로 직접 공급되는 일부 희액과 열교환되면서 저온의 응축냉매가 응축기(121) 하부로 배출되고, 제 2엘리미네이터(EL2)를 통과한 냉매 증기가 제 2쉘(120)의 저온 재생기(123)를 통과한 냉각수와 열교환되면 응축되면서 발생한 냉매 증기가 응축기(121)에서 응축되어 하부에 모여 응축냉매 열교환기(170)를 통과한 저온의 응축냉매와 혼합되면서 온도가 낮아진 상태로 자연 유하 방식으로 증발기(111)로 전달된다. 증발기(111)에서는 펌프(P)에 의해 저온의 응축냉매가 증발기(111)의 상부로 산포되어 일부 증발된 냉매증기는 제 1엘리미네이터(EL1)를 거쳐 흡수기(113)와 흡수 열교환기(115)로 전달된다. 증발되지 않은 냉매는 증발기(111)의 밑으로 고여 펌프(P)에 의해 증발기(111)의 상부로 다시 산포된다.
또한, 냉수는 증발기(111)의 관 내부를 흐르면서 냉각되어 냉방용으로 사용되고, 냉각수는 흡수기(113)와, 응축기(121)를 거치면서 열을 흡수하여 가온되어 냉각탑(도시 생략)으로 가서 열을 대기 중으로 방출하고 냉각되어 다시 흡수기(113)로 돌아오는 순환을 계속한다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 흡수제로 리튬브로마이드(LiBr)을 사용하는 모든 흡수냉동기에 적용이 가능하다.
10, 110 : 제 1쉘 11, 111 : 증발기
13, 113 : 흡수기 15, 115 : 흡수 열교환기
20, 120 : 제 2쉘 21, 121 : 응축기
23, 123 : 저온 재생기 30, 130 : 고온 재생기
131 : 버너 40, 140 : 저온 열교환기
50, 150 : 고온 열교환기 60, 160 : 배기가스 열교환기
160′ : 드레인 열교환기 70, 170 : 응축냉매 열교환기

Claims (5)

  1. 증발기와 흡수기의 세로 전열관 배열로 낙하되는 냉매 또는 농용액의 분배성을 좋게하기 위해서 배열 중간부에 분배장치를 추가로 설치하고, 상기 흡수기 상단으로 공급되는 농용액의 열을 회수하기 위하여 흡수 열교환기를 설치하는 제 1쉘과, 응축기와 재생기를 구비하는 제 2쉘, 고온 재생기, 저온 열교환기와, 열원이 직화식 또는 스팀식인 고온 열교환기와, 응축냉매 열교환기를 포함하는 흡수 냉온수기에 있어서,
    상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 78~80%를 상기 저온 열교환기와 고온 열교환기를 직렬 흐름 방식으로 통과시키면서 열교환시켜 온도를 상승시킨 다음 상기 고온 재생기로 직접 공급하고, 상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 18~20%를 상기 응축냉매 열교환기로 공급하여 성능계수(효율)을 5% 상승시켜 에너지 소비를 줄이며,
    직화식인 경우 상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 상기 저온 열교환기와 고온 열교환기로 미공급된 나머지 희액을 병렬 흐름 방식으로 상기 응축냉매 열교환기를 통과시켜 가열된 희액을 재 가열하기 위해서 배기가스 열교환기로 공급하여 열교환시켜 온도를 높여 상기 고온 재생기로 직접 공급하고,
    스팀식인 경우 상기 제 1쉘에서 배출되는 희액중 상기 저온 열교환기와 고온 열교환기로 미공급된 나머지 희액을 병렬 흐름 방식으로 상기 응축냉매 열교환기를 통과시켜 가열된 희액을 재 가열하기 위해서 드레인 열교환기로 공급하여 공급되는 스팀과 배출되는 스팀을 열교환시켜 응축하도록 상기 드레인 열교환기와 고온 재생기 중간에 설치되는 스팀 트렙을 이용하여 열교환시켜 온도를 높여 상기 고온 재생기로 직접 공급하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약이 가능한 흡수 냉온수기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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