KR102280099B1 - Absorption type chiller using composite heat source - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐열로서 온수와 증기(스팀)을 모두 이용하는 흡수식 냉동기에 관한 것이다.The present invention relates to an absorption refrigerator using a complex heat source, and more particularly, to an absorption refrigerator using both hot water and steam (steam) as waste heat.
일반적으로, 냉매의 기화열을 이용한 냉각수단 중 하나로 흡수식 냉동기가 알려져 있다.In general, an absorption chiller is known as one of the cooling means using the heat of vaporization of a refrigerant.
흡수식 냉동기는 진공에 가까운 밀폐용기(증발기) 내에서 냉매를 기화시키고, 여기서 발생된 기화열이 증발기 내부의 전열관과 열교환되어 냉수를 발생시키게 된다.The absorption chiller vaporizes the refrigerant in an airtight container (evaporator) close to vacuum, and the generated heat of vaporization exchanges heat with the heat transfer tube inside the evaporator to generate cold water.
이러한 흡수식 냉동기는 증기압축식 냉동기와 달리 흡수제를 사용해 냉매를 회수(흡수) 및 재생하게 되는데, 냉매/흡수제는 H2O/LiBr방식과 NH3/H2O방식이 대표적이며, 이 중에서도 냉매로 물(H2O), 흡수제로 리튬브로마이드 수용액(LiBr)을 사용하는 H2O/LiBr방식이 보다 널리 사용되고 있다.Unlike vapor-compression refrigerators, these absorption refrigerators use an absorbent to recover (absorb) and regenerate the refrigerant. The refrigerant/absorbent is H 2 O/LiBr and NH 3 /H 2 O methods. The H 2 O/LiBr method using water (H 2 O) and an aqueous lithium bromide solution (LiBr) as an absorbent is more widely used.
또한, 흡수식 냉동기는 재생기에 따라 1중효용(단효용, single-effect), 2중효용(double-effect), 3중효용(triple-effect) 또는 그 이상의 다중효용(multi- effect)으로 구분되며, 종래에 일반적으로 사용되는 방식은 1중효용이나 2중 효용의 흡수식 냉동기이다.In addition, absorption chillers are divided into single-effect (single-effect), double-effect, triple-effect, or more multi-effect according to the regenerator. , the conventionally generally used method is a single-effect or double-effect absorption refrigerator.
1중효용 흡수식 냉동기는 재생기, 응축기, 증발기 및 흡수기로 구성되는데, 증발기에서는 냉매가 기화되어 냉매증기로 상변화되며, 이 과정에서 냉매의 기화열을 이용해 냉수를 발생시키게 된다. 이때 증발기에서 생성된 냉매증기는 흡수기로 이동되어 흡수액에 흡수된다.A single-effect absorption refrigerator is composed of a regenerator, a condenser, an evaporator and an absorber. In the evaporator, the refrigerant is vaporized and phase-changed into refrigerant vapor, and in this process, cold water is generated using the vaporization heat of the refrigerant. At this time, the refrigerant vapor generated in the evaporator moves to the absorber and is absorbed by the absorbent liquid.
증발기와 흡수기는 동일한 쉘(shell) 내부에 배치되어 강판 등이 절곡된 엘리미네이터에 의해 구획됨으로써, 냉매증기를 흡수하고 묽어진 흡수액(희용액)은 재생기에서 열원에 의해 가열되어 냉매증기와 분리되고, 냉매증기는 응축기에서 응축된 후 다시 증발기로 투입되는 사이클을 반복하게 된다.The evaporator and the absorber are arranged inside the same shell and divided by an eliminator in which a steel plate, etc. is bent, so that the refrigerant vapor is absorbed and the diluted absorbent liquid (dilute solution) is heated by a heat source in the regenerator and separated from the refrigerant vapor. Then, the refrigerant vapor is condensed in the condenser, and then the cycle is repeated again into the evaporator.
또한, 2중효용 흡수식 냉동기는 고온재생기와 저온재생기로 재생기가 구분되며, 고온재생기에서 흡수액을 가열하여 냉매증기를 분리하고, 그 냉매증기가 저온재생기에서 응축할 때 방출하는 열을 이용하여 다시 한번 흡수액을 가열하고 냉매증기를 발생시키도록 구성된다. In addition, the double-effect absorption chiller is divided into a high-temperature regenerator and a low-temperature regenerator, and the refrigerant vapor is separated by heating the absorbent in the high-temperature regenerator, and the refrigerant vapor is condensed in the low-temperature regenerator once again by using the heat released. It is configured to heat the absorbent liquid and generate refrigerant vapor.
이러한 2중효용 흡수식 냉동기는 1중효용 대비 응축기에서의 부하가 감소되고, 성능계수 또한 우수한 잇점이 있는 반면, 증기를 발생하는 별도의 보일러가 요구되어 주로 대용량에 사용되고 있는 실정이다.This double-effect absorption chiller has advantages such as reduced load on the condenser compared to single-effect and excellent coefficient of performance, but a separate boiler for generating steam is required, so it is mainly used in large capacity.
한편 흡수식 냉동기의 다른 구분방식으로 1단(1-stage), 2단(2-stage) 또는 다단(multi- stage)의 흡수식 냉동기가 알려져 있으며, 이때 대표적으로 사용되는 것은 저온수 또는 중온수용 2단 흡수식 냉동기이다.On the other hand, as another classification method of absorption chillers, one-stage, two-stage, or multi-stage absorption chillers are known. It is an absorption chiller.
2단 흡수식 냉동기는 흡수액이 주사이클과 보조사이클에 각각 순환되도록 주사이클과 보조사이이클이 분리되어 있으며, 이에 따라 냉방부하가 낮을 시 일부 사이클(보조사이클)을 중단시켜 에너지효율을 향상시키는데 효과적이다.In a two-stage absorption refrigerator, the main cycle and the auxiliary cycle are separated so that the absorption liquid is circulated to the main cycle and the auxiliary cycle, respectively. Accordingly, it is effective in improving energy efficiency by stopping some cycles (sub-cycle) when the cooling load is low. .
근래 들어 흡수식 냉동기는 지역난방 온수를 열원으로 이용한 하절기 냉방수단으로 활용되고 있는데, 이러한 방식은 기존의 지역난방용 온수배관망을 활용함으로써 지역난방을 사용중인 주거, 상업지역 등에서 상당히 효과적으로 이용될 수 있다.Recently, absorption chillers have been used as a summer cooling means using district heating hot water as a heat source. This method can be used quite effectively in residential and commercial areas using district heating by utilizing the existing hot water pipe network for district heating.
특히, 지역난방 온수를 활용한 흡수식 냉동기는 주로 저온수 또는 중온수 흡수식 냉동기가 사용되고 있다.In particular, for absorption chillers using district heating hot water, low- or medium-temperature water absorption chillers are mainly used.
여기서, 저온수 흡수식 냉동기는 약 90도 내외의 온수를 공급받아 약 50도 내외의 저온수를 배출하고, 중온수 흡수식 냉동기는 약 90도 내외의 온수를 공급받아 약 80도 내외의 중온수를 배출하도록 설계되어 있다.Here, the low-temperature water absorption chiller receives hot water at around 90 degrees and discharges low-temperature water at around 50 degrees, and the medium-temperature water absorption chiller receives hot water at around 90 degrees and discharges medium hot water around 80 degrees. designed to do
이때, 흡수식 냉동기는 이러한 온수의 열원을 이용하여 냉수를 발생시키며, 냉수의 입/출구온도는 13도/8도 또는 12도/7도로 설정됨이 일반적이다.At this time, the absorption chiller generates cold water by using such a heat source of hot water, and the inlet/outlet temperature of the cold water is generally set to 13 degrees / 8 degrees or 12 degrees / 7 degrees.
그러나, 종래의 흡수식 냉동기는 온수만을 열원으로 사용함에 따라 지역난방 발전설비에서 발생되는 증기(스팀)을 활용할 수 없는 단점이 있었다.However, since the conventional absorption chiller uses only hot water as a heat source, there is a disadvantage that steam (steam) generated from a district heating power generation facility cannot be utilized.
즉, 지역난방 발전설비는 가동에 따라 다량의 증기를 발생시키게 되는데, 이와 같이 발생된 증기는 외부로 배출시키거나 또는 별도의 응축설비를 구비하여 액체(물)로 응축시킨 후 드레인 또는 재활용하고 있는 실정이다.That is, the district heating power generation facility generates a large amount of steam according to its operation, and the steam generated in this way is discharged to the outside or is condensed into liquid (water) by providing a separate condensing facility and then drained or recycled. the current situation.
이와 같이 발생된 증기를 외부로 배출시키는 경우, 각종 오염물질이 포함된 매연 등의 배기가스로 오인되어 민원이 자주 발생되는 문제점이 있었으며, 발생된 증기를 응축시키기 위하여 별도의 응축설비를 구비하는 경우 설비비가 증가됨은 물론 이를 구동시키기 위하여 별도의 에너지를 사용해야 하는 등, 에너지 효율성이 좋지 못한 문제점이 있었다.In the case of discharging the generated steam to the outside, there is a problem in that civil complaints are frequently generated because it is mistaken for exhaust gas such as soot containing various pollutants, and a separate condensing facility is provided to condense the generated steam There was a problem of poor energy efficiency, such as an increase in equipment cost and the need to use separate energy to drive it.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 발전설비 등에서 발생되는 폐열로서 온수와 증기(스팀)을 모두 이용하여 냉방수단으로 활용할 수 있는 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기를 제공하는 것이다.The present invention has been devised in view of the above problems, and the technical problem to be solved by the present invention is a complex heat source that can be utilized as a cooling means using both hot water and steam (steam) as waste heat generated from power generation facilities, etc. To provide an absorption chiller using
즉, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 발전설비 등에서 발생되는 온수와 더불어 증기를 폐열로서 이용하여 냉방수단으로 활용할 수 있도록 하되, 이때 증기는 열교환에 의해 응축시켜 액체(물) 상태로 회수한 후 외부로 드레인시키거나 또는 발전설비의 용수로 재사용하도록 함으로써, 증기배출에 따른 민원발생을 억제하고 발전설비의 가동에 따른 용수 사용을 줄여 에너지 효율성을 향상시킬 수 있는 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기를 제공하는 것이다.That is, the technical problem to be solved by the present invention is to use steam as waste heat along with hot water generated from power generation facilities, etc. to be utilized as a cooling means, wherein the steam is condensed by heat exchange and recovered in a liquid (water) state. By draining it to the outside or reusing it as water for power generation facilities, we provide an absorption chiller using a complex heat source that can improve energy efficiency by suppressing civil complaints due to steam discharge and reducing water use according to the operation of power generation facilities. will be.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 재생기에 의해 냉매와의 열교환에 의해 증기를 액체(물) 상태로 응축시킴에 따라 증기를 응축시키기 위한 별도의 응축설비를 구비하지 않도록 함으로써, 설비공간을 줄이고 응축에 따른 에너지 소비를 줄여 결국 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기를 제공하는 것이다.In addition, another technical problem to be solved by the present invention is by not having a separate condensing facility for condensing the vapor as the vapor is condensed into a liquid (water) state by heat exchange with the refrigerant by the regenerator. It is to provide an absorption chiller using a combined heat source that can reduce space and reduce energy consumption due to condensation, which ultimately maximizes energy efficiency.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기는, 희용액 라인을 통과하는 희용액이 온수 라인을 통과하는 온수와 열교환되어중간액으로 변환되는 제1 재생기와, 보조희용액 라인을 통과하는 보조희용액이 상기 온수 라인을 통과하는 온수와 열교환되어 보조농용액으로 변환되는 보조재생기와, 상기 제1 재생기와 보조 재생기에서 발생되는 냉매증기가 냉각수 라인을 통과하는 냉매와 열교환되어 응축되는 응축기를 포함하는 제1 쉘; 냉매 라인을 통과하는 냉매의 기화열에 의해 냉수 라인을 통과하는 냉수가 냉각되는 증발기와, 상기 증발기에서 발생된 냉매증기와 농용액 라인을 통과하는 농용액이 혼합되어 희용액으로 변환되는 흡수기를 포함하는 제2 쉘; 상기 제1 재생기에서 변환된 중간액이 상기 온수 라인을 통과하는 온수와 열교환되어 농용액으로 변환되는 제2 재생기와, 상기 제2 재생기에서 발생되는 냉매증기와 보조농용액 라인을 통과하는 보조농용액이 혼합되어 보조희용액으로 변환되는 보조흡수기를 포함하는 제3 쉘; 및 상기 제1 쉘의 제1 재생기에 배치되고, 희용액 라인을 통과하는 희용액과 열교환을 이루어 상기 희용액은 농용액으로 변환시키도록 증기가 통과되되, 통과되는 증기는 상기 희용액과의 열교환에 의해 액체로 변환되는 증기 라인을 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.In an absorption refrigerator using a complex heat source according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, a first regenerator in which a dilute solution passing through a dilute solution line is heat-exchanged with hot water passing through a hot water line to be converted into an intermediate solution; An auxiliary regenerator in which the auxiliary dilute solution passing through the dilute solution line is heat-exchanged with the hot water passing through the hot water line to be converted into an auxiliary concentrated solution, and the refrigerant vapor generated from the first regenerator and the auxiliary regenerator passes through the cooling water line; A first shell comprising a condenser condensed by heat exchange; An evaporator in which the cold water passing through the cold water line is cooled by the heat of vaporization of the refrigerant passing through the refrigerant line, and an absorber in which the refrigerant vapor generated in the evaporator and the concentrated solution passing through the concentrated solution line are mixed and converted into a dilute solution a second shell; A second regenerator in which the intermediate liquid converted in the first regenerator is heat-exchanged with the hot water passing through the hot water line and converted into a concentrated solution, and the auxiliary concentrated solution passing through the refrigerant vapor generated in the second regenerator and the auxiliary concentrated solution line a third shell including an auxiliary absorber that is mixed and converted into an auxiliary dilute solution; and the steam is passed through the first regenerator of the first shell and heat exchanges with the dilute solution passing through the dilute solution line to convert the dilute solution into a concentrated solution, and the passing steam exchanges heat with the dilute solution. It may be of a configuration further comprising a vapor line that is converted into a liquid by.
여기서, 상기 증기 라인은, 상기 온수 라인의 하부 쪽에 배치되고, 상기 온수 라인과 상기 증기 라인을 통해 온수 또는 증기가 선택적으로 공급될 수 있다.Here, the steam line is disposed on the lower side of the hot water line, and hot water or steam may be selectively supplied through the hot water line and the steam line.
이 때, 상기 증기 라인을 통해 증기가 공급되는 경우, 희용액 라인을 통과하는 제1 재생기에서 증기 라인을 통과하는 증기와 열교환되어 농용액으로 변환되고, 상기 변환된 농용액은 제2 재생기를 거쳐 흡수기를 통해 산포되어, 흡수기를 통과하는 냉각수 및 증발기로부터 유입되는 냉매증기와의 열교환으로 희용액으로 변환되며, 상기 변환된 희용액은 상기 제1 재생기로 공급되고, 상기 증기 라인을 통과하는 증기는 상기 희용액 라인을 통과하는 희용액과 열교환되어 액체로 변환될 수 있다.At this time, when steam is supplied through the steam line, heat exchange with the steam passing through the steam line in the first regenerator passing through the dilute solution line is converted into a concentrated solution, and the converted concentrated solution passes through the second regenerator It is dispersed through the absorber and converted into a dilute solution by heat exchange with coolant vapor flowing through the absorber and refrigerant vapor flowing from the evaporator, and the converted dilute solution is supplied to the first regenerator, and the vapor passing through the vapor line is It may be converted into a liquid by heat exchange with the dilute solution passing through the dilute solution line.
한편, 상기 온수 라인과 상기 증기 라인 사이에는, 상기 온수 라인을 경유한 희용액이 한쪽 방향으로 유동이 이루어지도록 하는 배플 플레이트가 설치될 수 있다.Meanwhile, a baffle plate may be installed between the hot water line and the steam line so that the dilute solution passing through the hot water line flows in one direction.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기에 의하면, 발전설비 등에서 발생되는 폐열로서 온수와 증기(스팀)을 모두 이용하여 냉방수단으로 활용할 수 있는 효과가 제공될 수 있다.According to the absorption chiller using a composite heat source according to an embodiment of the present invention, the effect of using both hot water and steam (steam) as waste heat generated from power generation facilities and the like can be provided as a cooling means.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기에 의하면, 발전설비 등에서 발생되는 온수와 더불어 증기를 폐열로서 이용하여 냉방수단으로 활용할 수 있으며, 이때 증기는 열교환에 의해 응축시켜 액체(물) 상태로 회수된 후 외부로 드레인되거나 또는 발전설비의 용수로 재사용됨으로써, 증기배출에 따른 민원발생이 억제되고 발전설비의 가동에 따른 용수 사용이 줄어들어 에너지 효율성이 향상되는 효과가 제공될 수 있다.That is, according to the absorption refrigerator using a complex heat source according to an embodiment of the present invention, steam can be used as waste heat along with hot water generated from power generation facilities, etc. to be used as a cooling means, and the steam is condensed by heat exchange to form a liquid (water ) and then drained to the outside or reused as water for power generation facilities, civil complaints due to steam discharge are suppressed and the use of water according to the operation of power generation facilities is reduced, thereby improving energy efficiency can be provided.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기에 의하면, 재생기에 의해 냉매와의 열교환에 의해 증기가 액체(물) 상태로 응축됨에 따라 증기를 응축시키기 위한 별도의 응축설비를 구비하지 않아도 됨으로써, 설비공간이 줄고 응축에 따른 에너지 소비가 줄어 결국 에너지 효율성이 더욱 극대화되는 효과가 제공될 수 있다.In addition, according to the absorption refrigerator using a complex heat source according to an embodiment of the present invention, as the vapor is condensed into a liquid (water) state by heat exchange with the refrigerant by the regenerator, a separate condensing facility for condensing the vapor is not provided. As this is not necessary, the effect of further maximizing energy efficiency can be provided by reducing the facility space and reducing energy consumption due to condensation.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기의 작동관계를 나타내기 위한 구성도로서, 온수가 공급될 때의 작동관계를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기의 작동관계를 나타내기 위한 구성도로서, 증기가 공급될 때의 작동관계를 나타낸 구성도.
도 3은 도 1 및 도 2에서 제1 재생기의 구성을 나타낸 단면도로서, 상면에서 바라볼 때 X축 방향의 단면도.
도 4는 도 1 및 도 2에서 제1 재생기의 구성을 나타낸 단면도로서, 상면에서 바라볼 때 Y축 방향의 단면도.1 is a block diagram showing an operating relationship of an absorption chiller using a composite heat source according to an embodiment of the present invention, and is a block diagram showing the operating relationship when hot water is supplied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an operation relationship of an absorption chiller using a complex heat source according to an embodiment of the present invention, and is a block diagram illustrating an operation relationship when steam is supplied.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the first regenerator in FIGS. 1 and 2, and is a cross-sectional view taken in the X-axis direction when viewed from the top.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the first regenerator in FIGS. 1 and 2, and is a cross-sectional view taken in the Y-axis direction when viewed from the top.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Accordingly, in some embodiments, well-known process steps, well-known structures, and well-known techniques have not been specifically described in order to avoid obscuring the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, includes and/or comprising means not excluding the presence or addition of one or more other components, steps and/or actions other than the stated components, steps and/or actions. use it as And, “and/or” includes each and every combination of one or more of the recited items.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.Further, the embodiments described herein will be described with reference to perspective, cross-sectional, side view and/or schematic views that are ideal illustrative views of the present invention. Accordingly, the form of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. In addition, in each drawing shown in the embodiment of the present invention, each component may be illustrated in a somewhat enlarged or reduced manner in consideration of convenience of description.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an absorption chiller using a composite heat source according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying exemplary drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기의 작동관계를 나타내기 위한 구성도로서, 온수가 공급될 때의 작동관계를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기의 작동관계를 나타내기 위한 구성도로서, 증기가 공급될 때의 작동관계를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an operation relationship of an absorption refrigerator using a composite heat source according to an embodiment of the present invention, and is a block diagram showing an operation relationship when hot water is supplied, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention. As a configuration diagram for showing the operating relationship of the absorption chiller using a composite heat source according to the following, it is a configuration diagram showing the operating relationship when steam is supplied.
또한, 도 3은 도 1 및 도 2에서 제1 재생기의 구성을 나타낸 단면도로서, 상면에서 바라볼 때 X축 방향의 단면도이고, 도 4는 도 1 및 도 2에서 제1 재생기의 구성을 나타낸 단면도로서, 상면에서 바라볼 때 Y축 방향의 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the configuration of the first regenerator in FIGS. 1 and 2, a cross-sectional view in the X-axis direction when viewed from the top, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the first regenerator in FIGS. 1 and 2 , which is a cross-sectional view in the Y-axis direction when viewed from the top.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기는, 제1 재생기(110)와 보조재생기(120) 및 응축기(130)가 배치된 제1 쉘(100)과, 증발기(210)와 흡수기(220)가 배치된 제2 쉘(200) 및 제2 재생기(310) 및 보조흡수기(320)가 배치된 제3 쉘(300)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.1 and 2, the absorption chiller using a composite heat source according to an embodiment of the present invention, the
제1 쉘(100)에서 제1 재생기(110)는 하부에 배치되고, 보조재생기(120)는 제1 재생기(110)의 상측에 배치되며, 응축기(130)는 보조재생기(120)의 상측에 배치될 수 있다.In the
즉, 제1 재생기(110)와 보조재생기(120) 및 응축기(130)는 같은 압력에서 운전되므로, 제1 쉘(100) 내에 함께 배치될 수 있다.That is, since the
또한, 제2 쉘(200)에서 증발기(210)와 흡수기(220) 또한 좌우로 인접하게 배치되되 중앙에 위치하는 제1 엘리미네이터(도면부호 미부여)에 의해 구획될 수 있다.In addition, in the
그리고, 제 3쉘에서 제2 재생기(310) 및 보조흡수기(320)는 좌우로 인접하게 배치되되 중앙에 위치하는 제1 엘리미네이터에 의해 구획될 수 있다.Further, in the third shell, the
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기는, 냉매 라인(L1), 흡수액 라인(L2,L3,L4)(희용액 라인(L2), 중간액 라인(L3), 농용액 라인(L4)), 냉각수 라인(L5), 온수 라인(L6), 냉수 라인(L7), 보조흡수액 라인(L8,L9)(보조희용액 라인(L8), 보조농용액 라인(L9)) 및 증기 라인(L10)을 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the absorption refrigerator using a complex heat source according to an embodiment of the present invention, a refrigerant line (L1), an absorption liquid line (L2, L3, L4) (dilute solution line (L2), an intermediate solution line (L3), a concentrated solution line (L4)), cooling water line (L5), hot water line (L6), cold water line (L7), auxiliary absorbent line (L8, L9) (auxiliary dilute solution line (L8), auxiliary concentrated solution line (L9)) and steam It may be configured to further include a line L10.
먼저, 냉매 라인(L1)은 응축기(130)와 증발기(210) 간 냉매의 이동경로를 제공하는 것으로서, 응축기(130)에서 응축된 냉매는 냉매 라인(L1)을 통해 증발기(210)로 공급되어 증발기(210) 내에서 분배기(212)를 통해 산포되며, 이에 따라 후술되는 냉수 라인(L7)을 통과하는 냉수와 열교환을 이루게 된다.First, the refrigerant line L1 provides a movement path of the refrigerant between the
이 때, 증발기(210)의 하부에 모인 냉매는 기 설정된 냉수 라인(L7)의 온도 등에 따라 재순환 라인을 통해 분배기(212)로 다시 공급될 수 있다.At this time, the refrigerant collected in the lower portion of the
또한, 흡수액 라인(L2,L3,L4)은 주 사이클을 순환하는 흡수액의 이동경로를 제공할 수 있다. 이때 흡수액은 주 사이클을 순환하는 동안 냉매증기를 흡수하여 묽어진 상태(희용액), 냉매증기가 일부 분리된 중간 농도의 상태(중간액), 냉매증기가 분리된 진한 농도의 상태(농용액)로 존재할 수 있는바, 이하에서 흡수액은 희용액과 중간액 및 농용액으로 구분하여 설명하기로 한다.In addition, the absorbent liquid lines L2, L3, and L4 may provide a movement path of the absorbent liquid circulating in the main cycle. At this time, the absorption liquid absorbs refrigerant vapor during the main cycle and becomes diluted (dilute solution), medium concentration state in which refrigerant vapor is partially separated (intermediate liquid), and thick concentration state in which refrigerant vapor is separated (concentrate liquid) In the following, the absorbent solution will be described by dividing it into a dilute solution, an intermediate solution, and a concentrated solution.
흡수액 라인을 이루는 희용액 라인(L2)은, 흡수기(220)와 제1 재생기(110) 간에 연결되고, 이에 따라 흡수기(220) 하부에 모인 희용액은 희용액 라인(L2)을 통해 제1 재생기(110)로 제공될 수 있으며, 이와 같이 제1 재생기(110)로 제공된 희용액은 제1 재생기(110) 내부에서 분배기(112)를 통해 산포될 수 있다.The dilute solution line L2 constituting the absorber line is connected between the
여기서, 희용액 라인(L2)은 저온 열교환기(400) 및 고온 열교환기(410)를 순차적으로 거치면서 제1 재생기(110)로 희용액을 제공할 수 있다. 따라서, 희용액은 저온 열교환기(400)에서 농용액과 열교환되고, 고온 열교환기(410)에서 중간액과 열교환될 수 있는데, 이때 저온 열교환기(400)의 농용액은 제2 재생기(310)로부터 제공되고, 고온 열교환기(410)의 중간액은 제1 재생기(110)로부터 제공될 수 있다.Here, the dilute solution line L2 may provide the dilute solution to the
참고로, 희용액 라인(L2)은 저온 열교환기(400) 이전 단계에서 흡수기(220)의 상부를 경유하도록 형성되어 흡수기(220) 내의 농용액 및 냉매 증기와 열교환될 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후에 상세히 설명하기로 한다.For reference, the dilute solution line L2 may be formed to pass through the upper portion of the
또한, 중간액 라인(L3)은 제1 재생기(110)와 제2 재생기(310) 간에 연결되고, 이에 따라 제1 재생기(110)의 하부에 모인 중간액은 중간액 라인(L3)을 통해 제2 재생기(310)로 제공될 수 있으며, 이와 같이 제2 재생기(310)로 제공된 중간액은 제2 재생기(310) 내부에서 분배기(312)를 통해 산포될 수 있다.In addition, the intermediate liquid line L3 is connected between the
여기서, 중간액 라인(L3)은 고온 열교환기(410)를 경유하여 희용액과 열교환을 이룬 후, 제2 재생기(310)로 제공될 수 있다.Here, the intermediate liquid line L3 may be provided to the
또한, 농용액 라인(L4)은 제2 재생기(310)와 흡수기(220) 간에 연결되고, 이에 따라 제2 재생기(310)의 하부에 모인 농용액은 농용액 라인(L4)을 통해 흡수기(220)로 제공될 수 있으며, 이와 같이 흡수기(220)로 제공된 농용액은 흡수기(220) 내부에서 분배기(222)를 통해 산포될 수 있다.In addition, the concentrated solution line L4 is connected between the
여기서, 농용액 라인(L4)은 저온 열교환기(400)를 경유하여 희용액과 열교환을 이룬 후, 흡수기(220)로 제공될 수 있다.Here, the concentrated solution line L4 may be provided to the
또한, 냉각수 라인(L5)은 외부에서 공급되는 냉각수의 이동경로를 제공하는 것으로서, 흡수기(220), 보조흡수기(320) 및 응축기(130)를 순차적으로 경유하도록 형성될 수 있다.In addition, the cooling water line L5 provides a movement path of the cooling water supplied from the outside, and may be formed to sequentially pass through the
즉, 냉각수 입구를 통해 제공되는 냉각수는 냉각수 라인(L5)을 따라 흡수기(220), 보조흡수기(320) 및 응축기(130)를 순차적으로 경유하여 냉각수 출구로 배출될 수 있는데, 이때 냉각수 출구를 통해 배출된 냉각수는 냉각탑 등의 냉각수단을 거쳐 다시 냉각수 입구를 통해 공급될 수 있다.That is, the cooling water provided through the cooling water inlet may be discharged to the cooling water outlet through the
또한, 온수 라인(L6)은 발전설비 등과 같이 외부에서 공급되는 온수의 이동경로를 제공하는 것으로서, 제1 재생기(110), 제2 재생기(310) 및 보조재생기(120)를 순차적으로 경유하도록 형성될 수 있다.In addition, the hot water line L6 provides a movement path of the hot water supplied from the outside, such as a power generation facility, and is formed to sequentially pass through the
즉, 온수 입구를 통해 제공되는 온수는 온수 라인(L6)을 따라 제1 재생기(110), 제2 재생기(310) 및 보조재생기(120)를 순차적으로 경유하여 온수 출구를 통해 배출될 수 있는데, 이때 온수 출구를 통해 배출된 온수는 발전설비 등을 거쳐 다시 온수 입구로 공급될 수 있다.That is, the hot water provided through the hot water inlet may be discharged through the hot water outlet by sequentially passing through the
또한, 냉수 라인(L7)은 외부에서 공급되는 냉수의 이동경로를 제공하는 것으로서, 증발기(210)를 경유하도록 형성될 수 있다. 즉, 냉수라인의 냉수 입구를 통해 제공되는 냉수는 냉수 라인(L7)을 따라 이동하면서 증발기(210) 내에서 냉매의 기화열에 의해 냉각된 후 수요처로 제공될 수 있다.In addition, the cold water line L7 provides a movement path of the cold water supplied from the outside, and may be formed to pass through the
이 때, 앞서 설명한 바와 같이 증발기(210) 내에서는 냉매가 산포되는바, 산포된 냉매는 냉수 라인(L7)을 통과하는 냉수와 열교환을 이루어 기화되면서 기화열에 의해 냉수 라인(L7)의 냉수를 냉각시킬 수 있게 되고, 증발기(210)에서 기화된 냉매 증기는 제1 엘리미네이터를 거쳐 증발기(210)에 인접한 흡수기(220)로 이동하게 되는데, 이에 대한 작동관계 또한 후에 상세히 설명하기로 한다.At this time, as described above, the refrigerant is dispersed within the
또한, 보조희용액 라인(L2)은 보조흡수기(320)와 보조재생기(120) 간에 연결되고, 보조흡수기(320)의 하부에 모인 보조희용액은 보조희용액 라인(L2)을 통해 보조재생기(120)로 제공될 수 있으며, 이와 같이 보조재생기(120)로 제공된 보조희용액은 보조재생기(120) 내부에서 분배기(122)를 통해 산포될 수 있다.In addition, the auxiliary dilute solution line (L2) is connected between the
여기서, 보조희용액 라인(L2)은 보조 열교환기(500)를 경유하여 보조재생기(120)로 보조희용액을 제공할 수 있으며, 이에 따라 보조 열교환기(500)에서 보조농용액과 열교환될 수 있다.Here, the auxiliary dilute solution line L2 may provide the auxiliary dilute solution to the
또한, 보조농용액 라인(L4)은 보조재생기(120)와 보조흡수기(320) 간에 연결되고, 보조재생기(120)의 하부에 모인 보조농용액은 보조농용액 라인(L4)을 통해 보조흡수기(320)로 제공될 수 있으며, 이와 같이 보조흡수기(320)로 제공된 보조농용액은 보조흡수기(320) 내에서 분배기(322)를 통해 산포될 수 있다.In addition, the auxiliary concentrated solution line (L4) is connected between the
여기서, 보조농용액 라인(L4)은 보조 열교환기(500)를 경유하여 보조흡수기(320)로 보조농용액을 제공할 수 있으며, 이에 따라 보조 열교환기(500)에서 보조희용액과 열교환될 수 있다.Here, the auxiliary concentrated solution line (L4) may provide the auxiliary concentrated solution to the
마지막으로, 증기 라인(L10)은 제1 재생기(110)의 하부쪽에 모인 중간액을 순환하도록 형성되며, 이에 따라 증기 라인(L10)의 증기 입구를 통해 제공되는 증기는 제1 재생기(110) 내의 중간액과 열교환을 이루어 액체(물)로 상변화를 이룬 후, 증기 출구를 통해 배출되어 드레인되거나 또는 발전설비 등의 용수로 공급될 수 있다.Finally, the steam line (L10) is formed to circulate the intermediate liquid collected in the lower side of the first regenerator (110), and accordingly, the steam provided through the steam inlet of the steam line (L10) is in the first regenerator (110). After performing a phase change to liquid (water) by exchanging heat with the intermediate liquid, it may be discharged through a vapor outlet to be drained or supplied as water for power generation facilities or the like.
한편, 도 3은 도 1 및 도 2에서 제1 재생기의 구성을 나타낸 단면도로서, 상면에서 바라볼 때 X축 방향의 단면도이고, 도 4는 도 1 및 도 2에서 제1 재생기의 구성을 나타낸 단면도로서, 상면에서 바라볼 때 Y축 방향의 단면도로서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 재생기(110)의 분배기(112) 하부 쪽에는 온수 라인(L6)과 증기 라인(L10)이 순차적으로 배치되는 구성으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the first regenerator in FIGS. 1 and 2, a cross-sectional view in the X-axis direction when viewed from the top, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the first regenerator in FIGS. 1 and 2 . As a cross-sectional view in the Y-axis direction when viewed from the top, referring to FIGS. 3 and 4 , the hot water line L6 and the steam line L10 are sequentially arranged on the lower side of the
이 때, 온수 라인(L6)이 상측에 배치되고 증기 라인(L10)이 하측에 배치되되, 그 사이에는 배플 플레이트(114)가 구비될 수 있다.At this time, the hot water line (L6) is disposed on the upper side and the steam line (L10) is disposed on the lower side, a
여기서, 배플 플레이트(114)는 온수 라인(L6)을 통과한 희용액이 한쪽 방향으로 유동성을 가지도록 다단으로 형성되되, 일측에 통과 홀이 형성되어 희용액이 지그재그 방향으로 서서히 유동되도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the
상기와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기는 폐열로서 온수 또는 증기가 공급됨에 따라 그 작동관계가 달라질 수 있으며, 이하에서는 온수 또는 증기가 공급되는 경우로 구분하여 각각의 작동관계를 설명하기로 한다.Absorption refrigerators using a complex heat source that can be configured as described above may have different operating relationships as hot water or steam is supplied as waste heat. Hereinafter, each operating relationship will be described by dividing it into a case in which hot water or steam is supplied. decide to do
<온수가 폐열로 공급되는 경우><When hot water is supplied as waste heat>
앞서 설명한 바와 같이, 흡수액은 주 계통과, 보조 계통의 2가지 순환계통으로 이루어지게 되며, 온수가 폐열로 공급되는 경우에는, 2가지 순환계통이 모두 작동하게 된다.As described above, the absorption liquid is composed of two circulation systems, a main system and an auxiliary system, and when hot water is supplied as waste heat, both circulation systems are operated.
참고로, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기의 경우, 온수 라인(L6)을 통해 온수가 폐열로 공급되는 경우에는, 증기 라인(L10)을 통해서는 증기가 공급되지 않고, 반대로 증기 라인(L10)을 통해 증기가 폐열로 공급되는 경우에는, 온수 라인(L6)을 통해서는 온수가 공급되지 않도록 구성된다.For reference, in the case of an absorption refrigerator using a composite heat source according to an embodiment of the present invention, when hot water is supplied as waste heat through the hot water line L6, steam is not supplied through the steam line L10, and vice versa. When steam is supplied as waste heat through the steam line L10, it is configured such that hot water is not supplied through the hot water line L6.
따라서, 온수 라인(L6)과 증기 라인(L10)은 3방 밸브에 의해 온수 또는 증기가 선택적으로 제공되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the hot water line (L6) and the steam line (L10) are selectively provided with hot water or steam by a three-way valve.
먼저, 주 계통을 살펴보면, 흡수기(220) 내에서 산포된 농용액은 증발기(210)에서 발생된 냉매 증기와 혼합되어 희용액으로 변환될 수 있다. 즉, 농용액 및 냉매 증기는 흡수기(220) 내에서 냉각수 라인(L5)을 통과하는 냉각수 및 희용액 라인(L2)을 통과하는 희용액과의 열교환에 의해 희용액으로 변환된 후, 흡수기(220)의 하부에 포집될 수 있다.First, looking at the main system, the concentrated solution dispersed in the
여기서, 흡수기(220) 하부에 포집된 희용액은 희용액 라인(L2)을 통해 저온 열교환기(400) 및 고온 열교환기(410)를 경유하면서 농용액 및 중간액과 열교환되는데, 이때 희용액은 저온 열교환기(400)의 전 단계에서 흡수기(220)의 상부를 경유하여 농용액과 열교환이 더 이루어질 수 있다.Here, the dilute solution collected in the lower part of the
이와 같이, 저온 열교환기(400) 및 고온 열교환기(410)를 거친 희용액은 제1 재생기(110) 내에서 분배기(112)에 의해 산포되는데, 산포된 희용액은 온수 라인(L6)을 통과하는 온수에 의해 가열되어 냉매 증기가 분리됨에 따라 농도가 상대적으로 진해진 중간액으로 생성된 후, 제1 재생기(110) 하부에 포집될 수 있다.In this way, the dilute solution that has passed through the low-
제1 재생기(110) 하부에 포집된 중간액은 고온 열교환기(410)를 경유하여 제2 재생기(310)에서 분배기(312)에 의해 산포되고, 산포된 중간액은 온수 라인(L6)을 통과하는 온수에 의해 가열되어 남은 냉매 증기가 분리됨에 따라 농도가 상대적으로 더 진해진 농용액으로 생성된 후, 제2 재생기(310) 하부에 포집될 수 있다.The intermediate liquid collected in the lower portion of the
이와 같이, 제2 재생기(310) 하부에 포집된 농용액은 농용액 라인(L4)을 통해 저온 열교환기(400)를 경유하여 흡수기(220) 내에서 분배기(222)에 의해 산포되는 등, 위의 과정을 반복하면서 순환이 이루어지게 된다.In this way, the concentrated solution collected in the lower part of the
한편, 보조 계통을 살펴보면, 보조흡수기(320) 내에서 산포된 보조농용액은 제2 재생기(310)에서 발생된 냉매 증기와 혼합되어 보조희용액으로 변환될 수 있다. 즉, 보조농용액 및 냉매 증기는 보조흡수기(320) 내에서 냉각수 라인(L5)을 통과하는 냉각수와의 열교환에 의해 보조희용액으로 변환된 후, 보조흡수기(320)의 하부에 포집될 수 있다.Meanwhile, looking at the auxiliary system, the auxiliary concentrated solution dispersed in the
이 때, 제2 재생기(310)에서 발생된 냉매 증기는 제2 엘리미네이터(도면부호 미부여)를 거쳐 보조흡수기(320)로 유입될 수 있다.At this time, the refrigerant vapor generated in the
여기서, 보조흡수기(320) 하부에 포집된 보조희용액은 보조희용액 라인(L2)을 통해 보조 열교환기(500)를 경유하면서 보조농용액과 열교환되고, 이와 같이 보조 열교환기(500)를 거친 보조희용액은 보조재생기(120) 내에서 분배기(122)에 의해 산포되는데, 산포된 보조희용액은 온수 라인(L6)을 통과하는 온수에 의해 가열되어 냉매 증기가 분리됨에 따라 농도가 상대적으로 진해진 보조농용액으로 생성된 후, 보조재생기(120) 하부에 포집될 수 있다.Here, the auxiliary dilute solution collected in the lower part of the
보조재생기(120) 하부에 포집된 보조농용액은 보조농용액 라인(L4)을 통해 다시 보조 열교환기(500)를 경유하여 보조흡수기(320)에서 분배기(322)에 의해 산포되는 등, 위의 과정을 반복하면서 순환이 이루어지게 된다.The auxiliary concentrated solution collected in the lower part of the
또 한편, 제1 재생기(110) 및 보조재생기(120)에서 분리된 냉매 증기는 제1 쉘(100) 내에서 제3 엘리미네이터(132)를 거쳐 응축기(130)로 유입되고, 응축기(130)로 유입된 냉매 증기는 응축기(130) 내에서 냉각수 라인(L5)을 통과하는 냉각수와의 열교환에 의해 냉각되어 액체 상태의 냉매로 변환이 이루어지게 된다.On the other hand, the refrigerant vapor separated from the
이와 같이 변환된 액체 상태의 냉매는 응축기(130)의 하부에 포집된 후, 냉매 라인(L1)을 통해 증발기(210)로 제공됨으로써, 증발기(210)를 경유하는 냉수 라인(L7)을 통과하는 냉수의 냉각에 사용될 수 있다.The liquid refrigerant converted in this way is collected in the lower part of the
<증기가 폐열로 공급되는 경우><When steam is supplied as waste heat>
앞서 설명한 바와 같이, 흡수액은 주 계통과, 보조 계통의 2가지 순환계통으로 이루어지게 되는데, 증기가 폐열로 공급되는 경우에는, 2가지 순환계통 중, 주 계통만 작동하고, 보조 계통은 작동이 이루어지지 않게 된다.As described above, the absorption liquid consists of two circulation systems, the main system and the auxiliary system. When steam is supplied as waste heat, only the main system operates among the two circulation systems, and the auxiliary system does not operate. won't
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기의 경우, 온수 라인(L6)을 통해 온수가 폐열로 공급되는 경우에는, 증기 라인(L10)을 통해서는 증기가 공급되지 않고, 반대로 증기 라인(L10)을 통해 증기가 폐열로 공급되는 경우에는, 온수 라인(L6)을 통해서는 온수가 공급되지 않도록 구성된다.That is, in the case of an absorption refrigerator using a composite heat source according to an embodiment of the present invention, when hot water is supplied as waste heat through the hot water line L6, steam is not supplied through the steam line L10, and conversely, steam When steam is supplied as waste heat through the line L10, it is configured such that hot water is not supplied through the hot water line L6.
따라서, 온수 라인(L6)과 증기 라인(L10)은 3방 밸브에 의해 온수 또는 증기가 선택적으로 제공되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the hot water line (L6) and the steam line (L10) are selectively provided with hot water or steam by a three-way valve.
도 2에 도시된 바와 같이, 증기 라인(L10)을 통해 증기가 제공되면, 흡수기(220) 내에서 산포된 농용액은 증발기(210)에서 발생된 냉매 증기와 혼합되어 희용액으로 변환될 수 있다. 즉, 농용액 및 냉매 증기는 흡수기(220) 내에서 냉각수 라인(L5)을 통과하는 냉각수 및 희용액 라인(L2)을 통과하는 희용액과의 열교환에 의해 희용액으로 변환된 후, 흡수기(220)의 하부에 포집될 수 있다.As shown in FIG. 2 , when steam is provided through the vapor line L10 , the concentrated solution dispersed in the
여기서, 흡수기(220) 하부에 포집된 희용액은 희용액 라인(L2)을 통해 저온 열교환기(400) 및 고온 열교환기(410)를 경유하면서 농용액과 열교환되는데, 이때 희용액은 저온 열교환기(400)의 전 단계에서 흡수기(220)의 상부를 경유하여 농용액과 열교환이 더 이루어질 수 있다.Here, the dilute solution collected in the lower part of the
이와 같이, 저온 열교환기(400) 및 고온 열교환기(410)를 거친 희용액은 제1 재생기(110) 내에서 분배기(112)에 의해 산포되는데, 산포된 희용액은 증기 라인(L10)을 통과하는 증기에 의해 가열되어 냉매 증기가 분리됨에 따라 농도가 상대적으로 진해진 농용액으로 생성된 후, 제1 재생기(110) 하부에 포집될 수 있다.As such, the dilute solution that has passed through the low-
제1 재생기(110) 하부에 포집된 농용액은 고온 열교환기(410)를 경유하여 제2 재생기(310)에서 분배기(312)에 의해 산포되고, 산포된 농용액은 제2 재생기(310) 하부에 포집될 수 있다.The concentrated solution collected in the lower part of the
이와 같이, 제2 재생기(310) 하부에 포집된 농용액은 농용액 라인(L4)을 통해 저온 열교환기(400)를 경유하여 흡수기(220) 내에서 분배기(222)에 의해 산포되는 등, 위의 과정을 반복하면서 순환이 이루어지게 된다.In this way, the concentrated solution collected in the lower part of the
이 때, 제1 재생기(110)에서 분리된 냉매 증기는 제1 쉘(100) 내에서 제3 엘리미네이터(132)를 거쳐 응축기(130)로 유입되고, 응축기(130)로 유입된 냉매 증기는 응축기(130) 내에서 냉각수 라인(L5)을 통과하는 냉각수와의 열교환에 의해 냉각되어 액체 상태의 냉매로 변환이 이루어지게 된다.At this time, the refrigerant vapor separated from the
이와 같이 변환된 액체 상태의 냉매는 응축기(130)의 하부에 포집된 후, 냉매 라인(L1)을 통해 증발기(210)로 제공됨으로써, 증발기(210)를 경유하는 냉수 라인(L7)을 통과하는 냉수의 냉각에 사용될 수 있다.The liquid refrigerant converted in this way is collected in the lower part of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기에 의하면, 발전설비 등에서 발생되는 온수와 더불어 증기를 폐열로서 이용하여 냉방수단으로 활용할 수 있으며, 이때 증기는 열교환에 의해 응축시켜 액체(물) 상태로 회수된 후 외부로 드레인되거나 또는 발전설비의 용수로 재사용됨으로써, 증기배출에 따른 민원발생이 억제되고 발전설비의 가동에 따른 용수 사용이 줄어들어 에너지 효율성이 향상되는 효과가 제공될 수 있다As described above, according to the absorption chiller using a composite heat source according to an embodiment of the present invention, steam can be used as waste heat along with hot water generated from power generation facilities as a cooling means, wherein the steam is condensed by heat exchange. After being recovered in liquid (water) state, it is drained to the outside or reused as water for power generation facilities, thereby suppressing civil complaints due to steam discharge and reducing water use due to the operation of power generation facilities, thereby improving energy efficiency. can
또한, 재생기에 의해 냉매와의 열교환에 의해 증기가 액체(물) 상태로 응축됨에 따라 증기를 응축시키기 위한 별도의 응축설비를 구비하지 않아도 됨으로써, 설비공간이 줄고 응축에 따른 에너지 소비가 줄어 결국 에너지 효율성이 더욱 극대화되는 효과가 제공될 수 있다.In addition, as the vapor is condensed into a liquid (water) state by heat exchange with the refrigerant by the regenerator, there is no need to provide a separate condensing facility for condensing the vapor, thereby reducing equipment space and reducing energy consumption due to condensation. An effect of further maximizing efficiency may be provided.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 제 1쉘 110 : 제1 재생기
112 : 분배기 120 : 보조재생기
122 : 분배기 130 : 응축기
132 : 제3 엘리미네이터 200 : 제2 쉘
210 : 증발기 212 : 분배기
220 : 흡수기 222 : 분배기
300 : 제3 쉘 310 : 제2 재생기
312 : 분배기 320 : 보조흡수기
322 : 분배기 400 : 저온 열교환기
410 : 고온 열교환기 500 : 보조 열교환기
L1 : 냉매 라인 L2 : 희용액 라인
L3 : 중간액 라인 L4 : 농용액 라인
L5 : 냉각수 라인 L6 : 온수 라인
L7 : 냉수 라인 L8 : 보조희용액 라인
L9 : 보조농용액 라인 L10 : 증기 라인100: first shell 110: first regenerator
112: distributor 120: auxiliary regenerator
122: distributor 130: condenser
132: third eliminator 200: second shell
210: evaporator 212: distributor
220: absorber 222: divider
300: third shell 310: second regenerator
312: distributor 320: auxiliary absorber
322: distributor 400: low-temperature heat exchanger
410: high temperature heat exchanger 500: auxiliary heat exchanger
L1: refrigerant line L2: dilute solution line
L3: Intermediate line L4: Concentrate line
L5: coolant line L6: hot water line
L7: Cold water line L8: Auxiliary diluent line
L9 : auxiliary concentrate line L10 : steam line
Claims (4)
냉매 라인을 통과하는 냉매의 기화열에 의해 냉수 라인을 통과하는 냉수가 냉각되는 증발기와, 상기 증발기에서 발생된 냉매증기와 농용액 라인을 통과하는 농용액이 혼합되어 희용액으로 변환되는 흡수기를 포함하는 제2 쉘;
상기 제1 재생기에서 변환된 중간액이 상기 온수 라인을 통과하는 온수와 열교환되어 농용액으로 변환되는 제2 재생기와, 상기 제2 재생기에서 발생되는 냉매증기와 보조농용액 라인을 통과하는 보조농용액이 혼합되어 보조희용액으로 변환되는 보조흡수기를 포함하는 제3 쉘;을 포함하는 흡수식 냉동기에 있어서,
상기 제1 쉘의 제1 재생기에서 상기 온수 라인의 하부 쪽에 배치되고, 희용액 라인을 통과하는 희용액과 열교환을 이루어 상기 희용액은 농용액으로 변환시키도록 증기가 통과되며, 통과되는 증기는 상기 희용액과의 열교환에 의해 액체로 변환되는 증기 라인을 더 포함하되,
상기 온수 라인과 상기 증기 라인을 통해 온수 또는 증기가 선택적으로 공급되고, 상기 증기 라인을 통해 증기가 공급되는 경우,
상기 변환된 농용액은 제2 재생기를 거쳐 흡수기를 통해 산포되어, 흡수기를 통과하는 냉각수 및 증발기로부터 유입되는 냉매증기와의 열교환으로 희용액으로 변환되며,
상기 변환된 희용액은 상기 제1 재생기로 공급되고,
상기 증기 라인을 통과하는 증기는 상기 희용액 라인을 통과하는 희용액과 열교환되어 액체로 변환되며,
상기 증기와 희용액의 열교환에 의해 상기 제1 재생기에서 분리된 냉매 증기는 상기 제1 쉘 내의 응축기로 유입되고,
상기 응축기로 유입된 냉매 증기는 응축기 내에서 냉각수 라인을 통과하는 냉각수와의 열교환에 의해 냉각되어 액체 상태의 냉매로 변환이 이루어지며,
상기 변환된 액체 상태의 냉매는 응축기의 하부에 포집된 후, 냉매 라인을 통해 증발기로 제공되어 증발기를 경유하는 냉수 라인을 통과하는 냉수를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기.
The first regenerator in which the dilute solution passing through the dilute solution line is heat-exchanged with the hot water passing through the hot water line to be converted into an intermediate solution, and the auxiliary dilute solution passing through the auxiliary dilute solution line is heat-exchanged with the hot water passing through the hot water line to assist a first shell including an auxiliary regenerator converted into a concentrated solution, and a condenser in which refrigerant vapor generated from the first regenerator and the auxiliary regenerator is heat-exchanged with a refrigerant passing through a cooling water line and condensed;
An evaporator in which the cold water passing through the cold water line is cooled by the heat of vaporization of the refrigerant passing through the refrigerant line, and an absorber in which the refrigerant vapor generated in the evaporator and the concentrated solution passing through the concentrated solution line are mixed and converted into a dilute solution a second shell;
A second regenerator in which the intermediate liquid converted in the first regenerator is heat-exchanged with the hot water passing through the hot water line and converted into a concentrated solution, and the auxiliary concentrated solution passing through the refrigerant vapor generated in the second regenerator and the auxiliary concentrated solution line In the absorption chiller comprising; a third shell including a secondary absorber that is mixed and converted into an auxiliary dilute solution,
It is disposed on the lower side of the hot water line in the first regenerator of the first shell, and heat exchanges with the dilute solution passing through the dilute solution line so that the dilute solution is converted into a concentrated solution, and the steam passes through the steam. Further comprising a vapor line converted into a liquid by heat exchange with the dilute solution,
When hot water or steam is selectively supplied through the hot water line and the steam line, and steam is supplied through the steam line,
The converted concentrated solution is dispersed through the absorber through the second regenerator, and is converted into a dilute solution by heat exchange with cooling water passing through the absorber and refrigerant vapor flowing from the evaporator,
The converted dilute solution is supplied to the first regenerator,
The vapor passing through the vapor line is converted into a liquid by heat exchange with the dilute solution passing through the dilute solution line,
The refrigerant vapor separated from the first regenerator by heat exchange between the vapor and the dilute solution is introduced into the condenser in the first shell,
The refrigerant vapor flowing into the condenser is cooled by heat exchange with the cooling water passing through the cooling water line in the condenser and converted into a liquid refrigerant,
The converted liquid refrigerant is collected in the lower part of the condenser, and then provided to the evaporator through the refrigerant line to cool the cold water passing through the cold water line passing through the evaporator.
상기 온수 라인과 상기 증기 라인 사이에는,
상기 온수 라인을 경유한 희용액이 한쪽 방향으로 유동이 이루어지도록 하는 배플 플레이트가 설치된 것을 특징으로 하는 복합열원을 이용하는 흡수식 냉동기.The method of claim 1,
Between the hot water line and the steam line,
An absorption chiller using a complex heat source, characterized in that a baffle plate is installed so that the dilute solution passing through the hot water line flows in one direction.
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2020
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