KR19980043450A - 흡수식 냉온수기의 희용액 자동조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 흡수식 냉온수기의 희용액 자동조절장치에 관한 것으로, 상기 고온재생기(1)로 유입되는 희용액배관(120)에 그 수위에 따라 부력으로 승하강되어 희용액배관(120)을 개폐시키는 프로수위조절수단(110)을 설치하는 것에 의해, 보다 간단한 구성으로 고온재생기(1)내로 공급되는 희용액의 공급량을 자동 조절할 수가 있다.

따라서, 특히 소형의 흡수식 냉온수기에 있어서, 배관의 구성 및 운영이 간단해져 제품의 생산원가를 저하시킬 수 있다.

또 더욱 작게 콤팩트화가 가능할 뿐만 아니라, 고장의 원인을 제거하여 제품에 대한 신뢰도가 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

흡수식 냉온수기의 희용액 자동조절장치

제 1도는 종래 흡수식 냉온수기의 구성을 보인 장치도

제 2도는 본 발명의 구성을 보인 장치도

제 3도와 제 4도는 본 발명의 희용액 레벨유지수단의 구성을 보인 요부 장치도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고온재생기2 : 저온재생기

3 : 응축기4 : 증발기

5 : 흡수기100 : 용액조절부

110 : 프로팅수단111 : 프로트볼

112 : 프로트부재120 : 희용액배관

130 : 수위밸브140 : 가이더

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 흡수액을 이용하는 흡수식 냉온수기에 관한 것으로, 더 상세하게는 고온재생기로 유입되는 희용액의 액레벨을 일정하게 자동 유지할 수 있도록 발명된 것이다.

[종래의 기술]

종래, 흡수식 냉온수기는 제 1도에서 도시한 바와 같이 저농도 흡수액인 리듐브로마이드(LiBr) 용액을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열되는 가열실(12)을 가지고, 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하는 고온 재생기(1)와, 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온 재생기(2)와, 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 배설하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키는 증발기(4)와, 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)와, 흡수기(5)에서 가열실(12)로 저농도 흡수액을 이송하는 흡수액 펌프(6)와, 흡수용 펌프(6) 등을 제어하는 제어장치(9)로 갖추고 있다.

이와 같이 구성된 소형의 수냉 흡수식 냉온수기의 경우 고온 재생기내로 유입되는 유량을 제어하는 것이 매우 중요하다.

즉, 그 유량이 과다할 경우 용액이 오버플로우(Overflow)되어 냉매가 오염되고, 유량이 적으면 과다 농축되어 결정의 위험이 있다.

또, 초기운전시 고온재생기 압력이 일정압에 이를 때 까지 용액유입을 막고 용액이 흡수증발기로 역류하는 것을 방지하는 것이 필요하다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

이러한 종래 흡수식 냉온수기는 고온재생기(1) 내로 유입되는 용액량을 조절하기 위한 수단으로 그 레벨을 유지하기 위한 수단으로 고온재생기(1) 용액온도를 감지하는 센서와 연동하는 흡수액 펌프(6)를 설치하게 된다.

따라서, 이 흡수액 펌프(6)의 회전수를 비례제어하는 것에 의해 그 유입량을 비례조절할 수 있는 것이다.

그러나, 상기한 종래 용액량 조절수단에 의하면, 구성이 복잡하고 제작이 난이하여 제품의 소형화가 어렵다.

또, 운영이 복잡하고, 센서 및 펌프 등의 이상이 발생될 경우에는 농축된 흡수용액의 결정화로 인해 배관이 막히고 기기의 운전이 정지되는 등 심각한 고장의 원인이 되었을 뿐만 아니라, 심하게는 기기의 수명이 완료되는 등의 폐단이 있었다.

[발명의 목적]

본 발명은 고온재생기로 유입되는 희용액량을 자동조절하여 수용액의 결정화를 미연에 방지할 수 있도록 한 흡수식 냉온수기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제작성과 운전이 보다 간단하고 신속하게 이루어질 수 있도록 한 흡수식 냉온수기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고장의 염려가 적어 제품에 대한 신뢰도가 향상되고 소형화가 이루어질 수 있도록 한 흡수식 냉온수기를 제공하는데 있다.

[발명의 구성]

저농도 흡수액인 리듐브로마이드(LiBr)용액을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열되는 가열실(12)을 가지고, 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하는 고온 재생기(1)와, 고온재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온 재생기(2)와, 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 배설하고, 고온 재생기(1) 및 저온재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키는 증발기(4)와, 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)와, 상기 고온재생기(1)로 유입되는 용액량을 제어하기 위한 용액조절부(100)로 구성된 것에 있어서;

상기 용액조절부(100)는 상기 고온재생기(1)로 유입되는 희용액배관(120)에 그 수위에 따라 부력으로 승하강되어 희용액배관(120)을 개폐시키는 프로스위조절수단(110)을 설치하는 것에 의해 달성된다.

[발명의 작용]

상기한 본 발명의 구성에 의하면, 간단한 장치로 고온재생기(1)의 출구유량에 따라 희용액 유입량이 자동조절된다.

따라서, 용액의 오버플로우를 방지할 수 있다.

또, 용액의 농축과 특히 초기운전시 용액의 역류를 방지할 수 있는 것이다.

[실시예]

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

제 1도는 종래의 장치도를 도시한 것으로, 상기 고온재생기(1)로 유입되는 용액량을 제어하기 위한 용액조절부(100)로 흡수액 펌프(6)가 설치되는 것을 볼 수 있다.

한편, 제 3도 및 제 4도에서는 이 용액조절부(100)로 흡수액 펌프(6)를 대신하여 수위에 따라 승강되는 수위조절수단(110)가 설치되는 것을 도시한 것으로, 이하 나머지의 장치는 제 1도에서와 동일하다.

즉, 가열실(12)은 저농도 흡수액(본 실시예에서는 브롬화 리튬 수용액)을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열된다.

상기 고온재생기(1)는 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하게 된다.

그리고, 저온재생기(2)는 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액이 생성되도록 한다.

상기 응축기(3)는 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 구비하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매로 되돌리게 된다.

그리고, 증발기(4)는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키게 된다.

상기, 흡수기(5)는 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키게 된다.

따라서, 증발기(4)에서 액화냉매(물)가 증발하는 것에 의해 증발기(4)를 통과하는 열매체(냉/온수)가 냉각되고, 냉각된 열매체는 실내에 배치된 실내열교환기(7)에서 실내로 불기시작하는 공기와 열교환해서 실내를 냉방한다. 열교환후 온도가 상승한 열매체는 다시 증발기(4)에서 냉각된다.

증발기(4)에서 증발한 기화 냉매(수증기)는 흡수기(5)에서 고농도 흡수액에 흡수된다.

이때, 흡수열이 발생하고 흡수액의 온도가 상승한다.

그래서, 흡수열을 빼앗아 흡수기(5)에 공급되는 고농도 흡수액의 흡수능력을 높이기 위해 흡수기(5)에는 흡수용 열 교환기(34)가 설치되고 냉각수가 공급된다.

응축기(3)에는 저온 재생기(2)에서 발생한 기화 냉매(수증기)를 액화하기 위한 응축용 열교환기(31)가 코일형식으로 감겨지고 흡수용 열교환기(34)를 지나간 냉각수가 통과한다.

그리고, 흡수기(5)와 응축기(3)를 통과해서 온도가 상승한 냉각수는 수냉, 또는 공냉의 방식으로 냉각되고 다시 흡수기(5) 및 응축기(3)에 공급되며, 가스 버너(11)의 가스 연소열에 의해 저농도 흡수액을 가열한다.

가열실(12)내에서 비등하는 저농도 흡수액은 기화 냉매(수증기)와 함께 고온재생기(1)로 이동되기 시작한다.

이 고온재생기(1)내로 이동하기 시작한 고온의 저농도 흡수액은 농축되어 중농도 흡수액이 된다.

상기 저온열교환기(21)는 저온재생기(2)에서 흡수기(5)로 흐르는 고농도 흡수액과, 흡수기(5)에서 가열실(21)로 흐르는 저농도 흡수액이 열교환하는 것으로, 저온재생기(2)에서 흡수기(5)로 흐르는 고농도 흡수용액을 냉각하고, 역으로 흡수기(5)에서 가열실(12)로 흐르는 저농도 흡수액을 가열하는 것이다.

그리고, 이 저온열교환기(21)와는 직렬로 고온열교환기(15)가 설치된다.

한편, 저온재생기(2)는 중농도 흡수액을 고온재생기(1)의 상부를 향해 주입하는 것이다.

저온재생용기(2)내의 온도는 고온재생기(1)의 온도에 비해서 낮기 때문에 저온재생기(2)내의 압력은 고온재생기(1)의 압력에 비해서 낮다.

이 때문에 저온재생용기(2)내에 공급된 중농도 흡수액은 증발하기 쉽고, 또한 중농도 흡수액이 저온재생용기(2)의 상부에 주입되는 것에 의해, 중농도 흡수액은 저온재생기(2)의 주위벽에 의해 가열되고 액냉매(물)가 증발하므로 중농도 흡수액이 고농도 흡수액으로 된다.

이때 저온재생기(2)내에서 증발한 기화 냉매(수증기)는 응축기(3)내로 공급된다.

한편, 고농도 흡수액은 저온 재생용기(2)의 하부로 낙하하고, 저온재생기(2)의 하부에 접속된 고농도 흡수액관을 통해 흡수기(5)로 공급된다.

응축기(3)의 내부에는 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액화하는 응축용 열교환기(31)가 설치되어 있다.

이 응축용 열교환기(31)는 환상의 코일이고, 내부에는 냉각수가 흐른다.

그리고, 저온 재생기(2)로부터 응축기(3)내에 공급된 기화냉매(수증기)는 응축용 열교환기(31)에 의해 냉각되어 액냉매(물)로 된다.

응축기(3)내에는 고온재생기(1)에서 배관을 통해 액냉매가 압력차(응축기내는 70mmHg의 저압임)로 재 비등하고 응축기(3) 내에서는 기화 냉매(수증기)와 액냉매(물)가 혼재하는 상태가 된다.

또한, 응축기(3)에는 액냉매를 증발기(4)로 이끌기 위한 냉매 배관이 접속되어 밸브가 열려 있는 동안 응축용기(3)로부터 액냉매(물)가 증발기(4)로 공급된다.

증발기(4)는, 흡수기(5)와 함께 응축기(3)의 하부에 설치되고 재생기(2)의 주변에 배치된 환상용기 형상의 증발흡수용기(50)를 갖추고 있다.

증발흡수용기(50)의 내부의 외측에는 응축기(3)에서 공급된 액냉매(물)를 증발시키는 증발용 열교환기(33)가 배치되어 있다. 이 증발용 열교환기(33)는 환상의 코일이고 관내에는 내부열교환기(7)에 공급되는 열매체(냉/온수)가 흐른다.

그리고, 응축기(3)로 부터 냉매배관을 매개로 해서 공급된 액냉매(물)는 증발용 열교환기(33)의 상측에 배치된 액냉매 노즐(36)로 부터 증발용 열교환기(33)위로 산포된다.

증발흡수용기(50)내에는 거의 진공(약 6.5mmHg)으로 유지되기 때문에 비점이 낮아서 증발용 열교환기(33)위에 산포된 액냉매(물)는 매우 증발하기 쉬운 상태가 된다.

그리고, 증발용 열교환기(33)위에 산포된 액냉매(물)는 증발용 열교환기(33)내를 흐르는 열매체로부터 기화열을 빼앗아 증발한다. 이 결과, 증발용 열교환기(33)내를 흐르는 열매체(냉/온수)가 냉각된다.

그리고, 냉각된 열매체는 실내 열교환기(7)내로 유도되어 실내에 불기 시작하는 공기와 열교환해서 실내를 냉방한다.

흡수기(5)는 증발흡수용기(50)내부에 설치된다.

그리고, 흡수기(5)는 고농도 흡수액을 공급하는 배관으로부터 공급되는 고농도 흡수액을 냉각하는 흡수용 열교환기(34)가 배치되어 있다.

이 흡수용 열교환기는 환상의 코일이고, 내부에는 응축용 열교환기에 공급하는 냉각수가 흐른다.

한편 흡수용열교환기의 상부에는 고농도 흡수액 배관으로부터 공급되는 고농도 흡수액을 흡수용 열교환기(34)의 위에 산포하는 흡수액 노즐(36)이 배치된다.

그리고, 흡수용 열교환기(34)에 산포된 고농도 흡수액은 상방에서 하방으로 낙하하는 사이에 증발용 열교환기(33)로 부터 증발용 흡수용기(50)내로 기화냉매(수증기)를 산포한다.

이와 같이 구성된 소형의 수냉 흡수식 냉온수기의 경우 고온 재생기내로 유입되는 유량을 제어하는 것이 매우 중요하다.

즉, 그 유량이 과다할 경우 용액이 오버플로우(Overflow)되어 냉매가 오염되고, 유량이 적으면 과다 농축되어 결정의 위험이 있고, 초기운전시 고온재생기 압력이 일정압에 이를 때 까지 용액유입을 막고 용액이 흡수증발기로 역류하는 것을 방지하는 것이 필요하게 되는 것이다.

본 발명에서는 상기 고온재생기(1)로 유입되는 용액량을 제어하기 위한 용액조절부(100)로 고온재생기(1)로 유입되는 희용액배관(120)에 그 수위에 따라 부력으로 승하강되어 희용액배관(120)을 개폐시키는 프로수위 조절수단(110)을 설치하는 것이다.

제 3도는 본 발명의 1실시예로 수위조절수단(110)으로 저온열교환기(21)를 거쳐 고온재생기(1)로 희용액을 공급하기 위해 배관되는 희용액배관(120)에 프로트볼(111)의 높이에 따라 통로를 단속하는 수위밸브(130)를 설치하는 것을 도시하고 있다.

따라서, 고온재생기(1)의 내측으로 희용액배관(120)을 통해 공급되는 희용액 수위에 따라 프로트볼(111)이 부력으로 승하강되며 고온재생기(1)내의 용액 레벨이 일정 높이에 이르면 프로트볼(111)이 상승하여 수위밸브(130)를 차단하여 희용액의 유입을 억제하게 되는 것이다.

그리고, 고온재생기(1) 내부 압력에 의해 고온재생기에서 저온재생기로 중간용액이 공급되어 액레벨이 저하될 경우에는 프로트볼(111)이 하강하여 수위밸브(130)를 개방하는 것에 의해 희용액배관(120)을 통해 희용액이 고온재생기(1)내로 유입되는 것이다.

따라서, 고온재생기(1) 내의 희용액 레벨을 일정하게 유지할 수가 있는 것이다.

또, 제 4도에서는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 희용액배관(120)의 출구를 고온재생기(1) 내에서 대략 수직하게 향하도록 설치하고, 그 출구측에 가이더(140)에 의해 승강 안내되며, 희용액의 부력으로 수위에 따라 상하이동되는 프로트부재(112)를 설치하는 것을 도시하고 있다.

따라서, 고온재생기(1)의 내측으로 희용액배관(120)을 통해 공급되는 희용액 수위에 따라 프로트볼(111)이 부력으로 승하강되며 고온재생기(1)내의 용액 레벨이 희용액배관(120)의 출구 높이에 이르면 프로트부재(112)가 가이더(140)의 안내로 상승하여 그 출구를 차단하여 희용액의 유입을 억제하게 되는 것이다.

그리고, 고온재생기(1) 내부 압력에 의해 고온재생기에서 저온재생기로 중간용액이 공급되어 액레벨이 저하될 경우에는 프로트부재(112)가 하강하여 희용액배관(120)의 출구를 개방하는 것에 의해 희용액이 고온재생기(1)내로 유입되는 것이다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 보다 간단한 구성으로 고온재생기(1)내로 공급되는 희용액의 공급량을 자동 조절할 수가 있다.

따라서, 특히 소형의 흡수식 냉온수기에 있어서, 배관의 구성 및 운영이 간단해져 제품의 생산원가를 저하시킬 수 있다.

또, 더욱 작게 콤팩트화가 가능할 뿐만 아니라, 고장의 원인을 제거하여 제품에 대한 신뢰도가 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 저농도 흡수액인 리듐브로마이드(LiBr) 용액을 넣어, 가스 버너(11)에 의해 가열되는 가열실(12)을 가지고, 저농도 흡수액중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액으로 하는 고온 재생기(1)와, 고온 재생기(1)내 기화 냉매의 응축열을 이용해서 중농도 흡수액을 가열하고 중농도 흡수액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온 재생기(2)와, 냉각수가 통과하는 응축용 열교환기(31)를 배설하고, 고온 재생기(1) 및 저온 재생기(2)에서 분리된 기화 냉매(수증기)를 냉각해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화한 액냉매를 진공하에서 증발시키는 증발기(4)와, 냉각수가 통과하는 흡수용열교환기(34)를 배설하고, 증발기(4)에서 증발한 기화 냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고온 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)와, 상기 고온재생기(1)로 유입되는 용액량을 제어하기 위한 용액조절부(100)로 구성된 것에 있어서;

   상기 용액조절부(100)는 상기 고온재생기(1)로 유입되는 희용액배관(120)의 그 수위에 따라 희용액배관(120)을 개폐시키는 수위조절수단(110)이 설치됨을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 희용액 자동조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 용액조절부(100)의 수위조절수단(110)은 전온 열교환기(2)를 거쳐 고온재생기(1)로 희용액을 공급하기 위해 배관되는 희용액배관(120)에 프로트볼(111)의 높이에 따라 통로를 단속하는 수위밸브(130)를 설치하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 희용액 자동조절장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 용액조절부(100)의 수위조절수단(110)은 희용액배관(120)의 출구를 고온재생기(1) 내에서 대략 수직하게 향하도록 설치하고, 그 출구측에 가이더(140)에 의해 승강 안내되며, 희용액의 부력으로 수위에 따라 상하이동되는 프로트부재(112)를 설치하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기의 희용액 자동조절장치.