KR102547216B1 - 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템 - Google Patents

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KR102547216B1 KR1020230021297A KR20230021297A KR102547216B1 KR 102547216 B1 KR102547216 B1 KR 102547216B1 KR 1020230021297 A KR1020230021297 A KR 1020230021297A KR 20230021297 A KR20230021297 A KR 20230021297A KR 102547216 B1 KR102547216 B1 KR 102547216B1
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Abstract

본 발명의 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템은 분무된 암모니아가 증발할 때에 발생되는 증발 잠열을 이용하여 냉수를 냉각하는 액분무식 증발기(10), 증발된 상기 암모니아를 흡착하거나 탈착하는 흡착제를 포함하는 흡착탑(20, 30), 상기 흡착탑(20, 30)에서 탈착된 상기 암모니아가 응축되는 응축기(40)를 포함하고, 상기 액분무식 증발기(10)는 전열관을 포함하며, 냉매인 상기 암모니아를 상기 전열관에 분무방식으로 증발시키는 것을 특징으로 한다.

Description

암모니아 흡착식 히트펌프 시스템 {AMMONIA ADSORPTION HEAT PUMP SYSTEM}
본 발명은 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 암모니아 투입량을 최소화하며, 동시에 증발 효율을 향상시킬 수 있는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
기존의 증류수를 냉매로 사용했던 흡착식 히트펌프는 약 70℃수준의 온수를 활용하여야, 냉매증기가 흡착탑을 통하여 분리되며, 이를 통해 응축기에서 냉각수에 의하여 냉매가 다시 액화되고, 이후 증발기 내에 냉수가 유동하는 전열관 외표면에서 냉매가 증발되며 결과적으로 하나의 냉방 사이클이 구동된다.
하지만, 증류수의 특성상 냉방에 필요한 약 70℃의 냉수를 생산하기 위해서는 매우 낮은 증발압력인 6~10mmHg.abs이 필요하기 때문에, 수분 흡착제는 실리카겔 및 MOF 등이 사용되고 있다. 이러한 흡착제는 약 70℃보다 낮은 수준의 온수로는 냉매의 탈착이 되지 않아 낮은 열원을 활용하기 어려운 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위하여, 최근 40℃이하의 온수를 활용할 수 있는 NaBr 흡착제를 사용하는 암모니아 흡착식 히트펌프가 개발되고 있다. 기존의 증발기의 만액식 열교환기 기술로 인하여 히트펌프 내 암모니아 투입량이 냉방용량 대비 많이 투입된다.
암모니아는 인체에 악영향을 주는 독성물질로서 누설사고 발생시 큰 사고가 발생될 수 있으므로 관리상 제약과 투입량의 규제 등이 단점으로 지적되어 왔다.
한편, 만액식 증발기내에서 풀비등에 의하여 발생되는 암모니아 액적이 흡착탑으로 유입 되는 문제가 발생되며, 역으로 미량의 흡착제가 흡착탑에서 증발기로 유입되어 전열관 표면에 안착하여 저항으로 작용하는 등의 암모니아 흡착식 냉방기에서는 다양한 문제가 지적되어 왔다.
일본 특허 공개 제2006-300414호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 과제는 보다 낮은 온도의 온수를 활용할 수 있고, 암모니아 냉매 투입량 절감과 증발효율을 향상시킬 수 있는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템은 분무된 암모니아가 증발할 때에 발생되는 증발 잠열을 이용하여 냉수를 냉각하는 액분무식 증발기(10), 증발된 암모니아를 흡착하거나 탈착하는 흡착제를 포함하는 흡착탑(20, 30), 흡착탑(20, 30)에서 탈착된 암모니아가 응축되는 응축기(40)를 포함하고, 액분무식 증발기(10)는 전열관을 포함하며, 냉매인 암모니아를 전열관에 분무방식으로 증발시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 액분무식 증발기(10)의 전열관의 아래에, 암모니아를 수집하는 액덕트부(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액덕트부(15)에 수집되는 암모니아의 용액의 높이는 항상 액분무식 증발기(10)의 전열관의 아래에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액분무식 증발기(10)는, 암모니아 액을 전열관 외표면에 고르게 분배 및 적하 분무시키는 분배장치부(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 분배장치부(11)는 액상의 암모니아가 유입되는 유입배관(115), 유입된 액상의 암모니아가 통과되는 1차 유입덕트(114), 액상의 암모니아가 고르게 분배되도록 복수개의 홀을 포함하는 분배장치 커버(111), 분배장치커버(111)의 홀을 통해 유입된 액상의 암모니아를 다시 재분배하는 분배덕트(113), 및 복수의 다공홀을 포함하여, 유입된 액상의 암모니아를 최종 분무하는 최종 분무부(112)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 분배 장치 커버(111)의 홀은 유입배관(115)의 가까운 위치에 있는 홀일수록 직경을 더 작게 형성하여, 액상의 암모니아가 일정하게 유지 되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액분무식 증발기(10)는, 액상의 암모니아가 흡착탑(20, 30)으로 유입되는 것을 방지하는 액적차단부(14),를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액적차단부(14)는 하단 방향으로 꺾인 형태로 형성되는 복수개의 루버(142)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액분무식 증발기(10)는, 발생되는 증기 상태의 암모니아 내에 포함된 액상의 암모니아를 분리하는 차단격벽부(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액분무식 증발기(10)는, 차단격벽부(13)는 복수개의 다공홀을 포함하는 반 타원 구조로 형성되는 타공부(131) 및 'ㄱ' 형태로 절곡된 플레이트를 가져 박리 흡착제를 모으는 박리 흡착 수거부(132)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 흡착식 히트펌프 시스템에서 암모니아의 투입량을 최소화하기 위하여, 증발기를 액분무식으로 적용하여, 암모니아의 투입량을 80% 이상 저감 시킬 수 있다.
특히, 암모니아의 액적이 흡착탑으로 유입되어 효율이 저하되는 것을 방지하는 장치를 포함하여, 암모니아를 이용한 흡착탑 냉각 시스템의 효율이 저하되는 약점을 극복할 수 있다.
한편, 흡착탑에서 박리되는 극소량의 흡착제가 증발기로 유입되는 것을 방지하는 장비를 적용하여, 또 다른 방법에 의해 발생될 수 있는 암모니아 흡착식 냉각 시스템의 성능 저하 로부터 보호하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 실시예에 따른 액분무식 증발기를 나타내는 측면도 및 단면도이다.
도 3a 내지 도3c는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 분배장치부를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 액적차단부를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 차단격벽부의 정면도 및 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다. 이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템의 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 하단에는 액분무식 증발기(10)가 위치하고, 흡착탑(20, 30)은 중단부에 위하며, 상단에는 응축기(40)가 위치한다. 액분무식 증발기(10)와 흡착탑(20, 30)의 사이에, 응축기(40)와 흡착탑(20, 30)의 사이에, 마지막으로 흡착탑(20, 30)의 사이에는 각각 증기 밸브가 설치되어, 증기의 이동을 제어한다. 이러한 증기 밸브(21, 22, 31, 32, 25)의 구동에 관하여는 구체적인 사이클 내에서 작동을 함께 설명한다.
먼저 흡착식 히트펌프 시스템(100)의 운전 사이클을 설명한다. 흡착탑(20, 30)은 운전 사이클 내에서 번갈아 구동되는 특징이 있으므로, 하나의 사이클을 기준으로 설명하며, 동일한 사이클을 흡착탑(20, 30)이 교대되어 진행되는 특징이 있으므로, 이후에 진행되는 사이클 내에서 흡착탑(20, 30)은 서로 대칭되는 기능을 담당하여 진행되는 것으로 이해되어야 한다. 먼저 제1 흡착탑(20)의 구동이 먼저 되는 것을 기준으로 설명한다.
먼저 제1 흡착탑(20)에 냉각수가 유입되어, 제1 흡착탑(20)에 포함된 흡착제(Adsorbents)에 의해 흡착이 개시되면, 제1 흡착탑(20)과 액분무식 증발기(10)이 연결된 증기 밸브(21)가 열리게 되어 제1 흡착탑(20) 및 액분무식 증발기(10) 사이의 냉매 증기가 통할 수 있게 된다.
제1 흡착탑(20)의 흡착 작용에 의해 증기압이 감소하므로, 제1 흡착탑(20)과 연통되는 액분무식 증발기(10) 내에서는 외표면에 액분무 되는 순수 암모니아액이 증발하게 되고, 이때에 발생되는 증발 잠열로 인해 냉수를 냉각할 수 있다. 이 경우 액분무식 증발기(10)내의 전열관에 유입되는 냉수는 약 12~15℃이며, 암모니아의 증발 잠열에 의해 냉각되어 출수 되는 냉수의 온도는 감온 되어 약 7~10℃로 배출된다.
한편, 이와 동시에, 다른 흡착탑인 제2 흡착탑(30)에는 약 40~50℃의 온수가 흐르며 이러한 온수에 의해 제2 흡착탑(30)에 포함된 흡착제(Adsorbents)는 탈착이 진행된다. 이 때에, 제2 흡착탑(30)과 응축기(40) 사이에 연결된 증기 밸브(32)가 열려 냉매 증기가 통하게 된다. 응축기(40) 전열관 내로 흐르는 냉각수에 의해 제2 흡착탑(30)에서 탈착된 암모니아 증기가 응축기(40)에 유입된 냉각수에 의해 응축 액화 된다. 이 때 액화된 암모니아는 미세관(미도시)를 통하여 액분무식 증발기(10)으로 재순환되며, 전체적인 냉방 사이클이 작동된다.
같은 과정을 제1 흡착탑(20) 대신에 제2 흡착탑(30)이 흡착되는 사이클로 반복되며, 지정된 시간 동안 하나의 사이클 내에서 한쪽의 흡착탑은 흡착을 다른 한쪽의 흡착탑은 탈착이 진행되고, 지정된 시간 이후에는 더 이상의 흡착 효율이 발생되지 않으므로, 흡착탑(20, 30)이 번갈아 가며 교번으로 흡착과 탈착을 진행하여 연속적인 냉방능력을 발휘한다.
본 발명의 흡착식 히트펌프 시스템(100)은 액분무식 증발기(10)에서 액분무 타입을 적용하게 되며, 기존의 만액식 타입의 증발기에 비하여 하단부 덕트 일부만 암모니아액 레벨을 유지한다. 따라서, 냉매 사용량을 획기적으로 절감할 수 있다. 한편, 특수 액분무 장치로의 이송을 위하여 냉매공급펌프(50)를 구비한다.
도 2a는 도 1의 실시예에 따른 액분무식 증발기의 측면을 나타내는 측면도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 액분무식 증발기의 수직방향의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 액분무식 증발기(10)은 분배장치부(11), 연결덕트부(12), 차단격벽부(13), 액적차단부(14), 액덕트부(15) 및 지지부(16)를 포함한다. 분배장치부(11)는 암모니아액을 전열관 외표면에 고르게 분배 및 적하 분무 시키는 기능을 가진다. 연결덕트부(12)는 흡착탑(20, 30)과 연결되는 증기 배관과 연결되는 기능을 가진다.
차단격벽부(13)은 암모니아 증기가 흡착탑(20, 30)으로 이송되기전 2차 차단과 흡착탑(20, 30)에서 액분무식 증발기(10)로 발생될 수 있는 미량의 박리된 흡착제의 유입을 차단하는 기능을 가진다.
차단격벽부(13)는 복수개의 다공홀을 포함하는 반 타원 구조로 형성되는 타공부(131) 및 'ㄱ' 형태로 절곡된 플레이트를 가져 박리 흡착제를 모으는 박리 흡착 수거부(132)를 포함한다.
액적차단부(14)는 암모니아액의 증발 시 액적을 1차 차단하는 기능을 가진다. 액덕트부(15)는 하단의 암모니아액을 보유하는 기능을 가지며, 구조상 특히 소량의 암모니아액을 보유하고도 기능을 수행할 수 있는 것이 특징이다. 지지부(16)는 원통형의 액분무식 증발기(10) 내부에서 분배장치부(11) 및 액적차단부(14)를 구조적으로 지지하는 기능을 가진다.
도 2b를 참조하면, 액분무식 증발기(10)의 길이 방향 단면도가 도시된 것을 볼 수 있는데, 암모니아 액이 투입되어 적하 분무 되는 과정에서 액분배 및 적하 분무가 효율적으로 이루어지는 구조를 가지고 있다. 한편 하단의 액덕트부(15)는 암모니아 보유량을 최소화 하기 위한 구조로 형성되어 있다. 이하 상세 부품도면을 통하여 본 발명에서의 각 부의 역할을 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도3c는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 분배장치부를 나타내는 도면이다.
도 3a는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 분배장치부를 나타내는 정면도이다. 도 3b는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 분배장치부를 나타내는 측면도이다. 도 3c는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 분배장치부를 나타내는 평면도이다.
분배장치부(11)는 하부에 위치하는 전열관 외표면에 암모니아액이 고르고 일정하게 분배 및 적하 분무하는 역할을 담당한다. 분배장치부(11)은 분배장치 커버(111), 최종 분무부(112), 분배 덕트(113), 1차 유입덕트(114) 및 유입배관(115)를 포함한다. 각 구성요소의 기능을 연관하여 설명하면 아래와 같다.
먼저, 유입배관(115)를 통하여 암모니아가 유입되며, 1차 유입덕트(114)을 통과하여 암모니아가 공급된다. 이 때에, 유입된 암모니아가, 도3a의 정면도 기준 전후방향(도 3b의 측면도 기준 길이 방향)으로 암모니아 액이 일정하게 유지되도록 하기 위하여, 분배장치 커버(111)에 상단에 생성되는 홀사이즈는 유속과 압력손실을 계산하여 유입배관(115)과 가까운 부분과 먼 부분의 사이즈를 다르게 구성한다.
이를 통하여, 1차 유입덕트(114)의 액레벨이 일정하게 유지되고, 분배장치 커버(111)로 1차 분배되는 암모니아 액도 균일하게 도입된다. 분배장치부(11) 내에서, 도입된 암모니아 액은 분배 덕트(113)에서 최종 분무부(112)로 다시 한번 균일하게 분배될 수 있는 형태로 설계되며, 최종 분무부(112)의 다공홀을 통하여 하부의 전열관 외표면에 일정하게 적하 분무된다.
최종 분무부(112)는 도 3b의 도면에서, Spray duct(Sn, Sn+1, Sn+2, Sn+3)으로 도시되었으며, 이것은 분배 덕트(113)에서 액레벨이 일정하도록 차등 되어 분배되는 것에 한번 더 균일하게 분배할 수 있는 형태로 설계되는 것을 의미한다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 액적차단부를 나타내는 도면이다.
도 4a는 증발기의 액적차단부를 나타내는 정면도와 측면도이다. 도 4b는 증발기의 액적차단부의 플레이트를 나타내는 정면도와 측면도이다. 도 4c는 증발기의 액적차단부 루버를 나타내는 정면도와 측면도이다.
액분무식 증발기(10)에서 적하 분무 되는 암모니아가 전열관 외표면에서 증발되며 냉매증기로 흡착탑(20, 30)으로 유입된다. 이때, 미세한 액적과 함께 흡착탑(20, 30)으로 유입되므로, 암모니아 액적에 의한 냉방손실이 발생될 수 있다. 이러한 냉방 손실을 방지하기 위하여 액적차단부(14)에서 1차로 암모니아 액적을 분리하여, 냉매증기만 통과하도록 한다. 동시에 증발에 관여하지 못하고 흘러내리는 냉매액은 하부 액덕트부(15)로 모인다.
도 4c를 참조하면, 냉매증기의 통과시 액적의 분리효율을 향상하기 위해 루버(142)는 하단방향으로 꺾인 'ㄱ'자 모양으로 형성된다. 이것은 암모니아 흡착식의 사이클 특성상 비교적 높은 압력(5bar.g~6bar.g)과 큰 압력차로 운전되므로 냉매증기가 상부로 강하게 흡입되는 경향이 높기 때문에, 루버(142)는 하단 방향으로 꺾인 형태로 형성되어야, 액적이 루버(142)에 걸릴 확률이 높아진다.
도5는 도 1의 실시예에 따른 증발기의 차단격벽부의 정면도 및 평면도이다.
도 5를 참조하면, 차단격벽부(13)는 증발기에서 발생되는 냉매증기 중에 포함된 액적을 한번 더 분리하는 역할을 담당한다. 동시에 장비의 운전에 따라 흡착탑(20, 30)에서 극소량 박리되어 발생되는 흡착제가 액분무식 증발기(10) 증발기로 유입 되는 것을 방지할 수 있다. 차단격벽부(13)은 반 타원 구조이며, 냉매증기의 유속과 액적의 크기를 감안하여 설계된 크기의 다공홀 다수를 구비한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100 : 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템
10 : 액분무식 증발기
20 : 제1 흡착탑
30 : 제2 흡착탑
40 : 응축기
50 : 냉매공급펌프
11 : 분배장치부
12 : 연결덕트부
13 : 차단격벽부
14 : 액적차단부
15 : 액덕트부
16 : 지지부
111 : 분배장치 커버
112 : 최종 분무부
113 : 분배 덕트
114 : 1차 유입덕트
115 : 유입배관
142 : 루버

Claims (10)

  1. 분무된 암모니아가 증발할 때에 발생되는 증발 잠열을 이용하여 냉수를 냉각하는 액분무식 증발기(10);
    증발된 상기 암모니아를 흡착하거나 탈착하는 흡착제를 포함하는 흡착탑(20, 30);
    상기 흡착탑(20, 30)에서 탈착된 상기 암모니아가 응축되는 응축기(40);를 포함하고,

    상기 액분무식 증발기(10)는 전열관; 및 발생되는 증기 상태의 상기 암모니아 내에 포함된 액상의 상기 암모니아를 분리하는 차단격벽부(13);를 포함하며, 냉매인 상기 암모니아를 상기 전열관에 분무방식으로 증발시키는 것을 특징으로 하고,
    상기 차단격벽부(13)는 복수개의 다공홀을 포함하는 반 타원 구조로 형성되는 타공부(131) 및 'ㄱ' 형태로 절곡된 플레이트를 가져 박리 흡착제를 모으는 박리 흡착 수거부(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액분무식 증발기(10)의 전열관의 아래에, 상기 암모니아를 수집하는 액덕트부(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액덕트부(15)에 수집되는 상기 암모니아의 용액의 높이는 항상 상기 액분무식 증발기(10)의 전열관의 아래에 형성되는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 액분무식 증발기(10)는,
    상기 암모니아를 상기 전열관 외표면에 고르게 분배 및 적하 분무시키는 분배장치부(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분배장치부(11)는
    액상의 상기 암모니아가 유입되는 유입배관(115),
    유입된 액상의 상기 암모니아가 통과되는 1차 유입덕트(114),
    액상의 상기 암모니아가 고르게 분배되도록 복수개의 홀을 포함하는 분배장치 커버(111),
    상기 분배장치커버(111)의 상기 홀을 통해 유입된 액상의 상기 암모니아를 다시 재분배하는 분배덕트(113), 및
    복수의 다공홀을 포함하여, 유입된 액상의 상기 암모니아를 최종 분무하는 최종 분무부(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분배 장치 커버(111)의 홀은 상기 유입배관(115)의 가까운 위치에 있는 홀일수록 직경을 더 작게 형성하여, 액상의 상기 암모니아가 일정하게 유지 되도록 하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 액분무식 증발기(10)는,
    액상의 상기 암모니아가 상기 흡착탑(20, 30)으로 유입되는 것을 방지하는 액적차단부(14);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액적차단부(14)는 하단 방향으로 꺾인 형태로 형성되는 복수개의 루버(142)를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 흡착식 히트펌프 시스템.


  9. 삭제
  10. 삭제
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048419A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Kyoritsu Reinetsu Kk アンモニア冷凍機
KR20020077361A (ko) * 1999-12-17 2002-10-11 아메리칸 스탠다드 인코포레이티드 증기 압축 냉각 칠러용 강하 경막 증발기
JP2006300414A (ja) 2005-04-20 2006-11-02 Toyota Motor Corp 吸着式ヒートポンプ装置
KR20150114417A (ko) * 2014-04-01 2015-10-12 이너지 오토모티브 시스템즈 리서치 (소시에떼 아노님) 차량 공급 시스템 및 차량에서의 열-유압 유닛의 사용
KR20170102922A (ko) * 2015-01-08 2017-09-12 브라이 에어(아시아) 피브이티. 엘티디. 분리 레벨 수착(收着) 냉장 시스템
KR20180027182A (ko) * 2016-09-06 2018-03-14 한국과학기술연구원 흡착식 히트펌프의 열회수 장치
KR102331964B1 (ko) * 2021-05-24 2021-12-01 (주)월드이엔씨 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020077361A (ko) * 1999-12-17 2002-10-11 아메리칸 스탠다드 인코포레이티드 증기 압축 냉각 칠러용 강하 경막 증발기
JP2002048419A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Kyoritsu Reinetsu Kk アンモニア冷凍機
JP2006300414A (ja) 2005-04-20 2006-11-02 Toyota Motor Corp 吸着式ヒートポンプ装置
KR20150114417A (ko) * 2014-04-01 2015-10-12 이너지 오토모티브 시스템즈 리서치 (소시에떼 아노님) 차량 공급 시스템 및 차량에서의 열-유압 유닛의 사용
KR20170102922A (ko) * 2015-01-08 2017-09-12 브라이 에어(아시아) 피브이티. 엘티디. 분리 레벨 수착(收着) 냉장 시스템
KR20180027182A (ko) * 2016-09-06 2018-03-14 한국과학기술연구원 흡착식 히트펌프의 열회수 장치
KR102331964B1 (ko) * 2021-05-24 2021-12-01 (주)월드이엔씨 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기

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