KR20000061652A

KR20000061652A - 다중 냉각 채널에 의한 흡수식 냉동 시스템

Info

Publication number: KR20000061652A
Application number: KR1019990010852A
Authority: KR
Inventors: 김종해
Original assignee: 김종해
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-25
Also published as: KR100313485B1

Abstract

본 발명은 흡수식 냉동기에 있어서, 하나의 냉동기에 다수개의 냉매순환 루프(LOOP)를 구성하여 다수개의 증발기(Evaporator)로 다중 냉각 채널을 구성하고, 각 냉각 채널의 증발기의 표면에 액체막 형태로 2차 냉매가 흐르면서 열교환 하는 다수개의 열교환 챔브(chamber)를 구성하여, 2차 냉매가 다수개의 열교환 챔브를 직렬 혹은 병렬로 순차 순환하면서 순차 냉각되어 냉동속도와 냉동용량을 획기적으로 향상시키며 흡수식 냉동기를 산업용 냉동장치나 에어콘의 냉각장치로 이용할 수 있는 다중 냉각채널에 의한 흡수식 냉동기 시스템을 제공한다.

Description

다중 냉각 채널에 의한 흡수식 냉동 시스템{ABSORPTION REFRIGERATION SYSTEM WITH MULTI REFRIGERATION CHANNEL}

본 발명은 흡수식 냉동기에 있어서, 하나의 냉동기에 다수개의 냉매순환 루프를 형성하고 암모니아를 1차 냉매로 하는 다수개의 증발기(Evaporator)를 부설하여 다중냉각 채널을 구성하고, 2차 냉매가 각 증발기의 냉각 채널을 순차적으로 순환하면서 열교환하는 냉동 시스템의 제공으로 흡수식 냉동기의 냉동능력과 냉동속도를 크게 향상시켜 자연친화적 냉매인 암모니아를 이용하는 암모니아 흡수식 냉동기를 산업용 냉동장치나 에어콘의 냉각장치로 이용할 수 있는 기술을 제공한다.

종래의 흡수식 냉동기는 하나의 냉동사이클에 하나의 증발기 채널로 구성되어 있으므로 냉동 능력이 미약한 문제점이 있었다. 특히 물을 냉매로 하는 방식은 ℃이하로 냉동이 불가능하였고, 암모니아를 냉매로 하는 흡수식 냉동기는 냉동 능력이 미약하여 산업적 냉동기나 에어콘용 냉동기로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 흡수식 냉동기에 있어서, 다수개의 냉매순환 루프(LOOP)를 구성하여, 암모니아를 1차 냉매로 하는 다수개의 증발기(EVAPORATOR)로 다중 냉각 채널을 구성하고, 각 냉각 채널을 직렬 혹은 병렬로 구성할 수 있는 기술구조를 제공하므로서 2차 냉매가 각 증발기의 냉각채널을 순차적으로 순환하면서 순차 냉각되어 냉각 용량을 증가시키거나 냉각 속도를 빠르게 할 수 있는 기술을 제공한다.

아울러, 위와 같은 다중 냉각 채널의 구조로된 N개의 냉동기 자체를 직렬 혹은 병렬로 연결하므로서, 냉각 용량을 산업적 수준으로 향상시켜 대용량의 냉동기를 제작할 수 있는 기술을 제공한다.

도1 은 본 발명의 흡수식 냉동 시스템의 구성도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

101 : Absorber vessel 102 : Absorber 수단

103 : Gas 순환 파이프 104 : 제너레이터(Generator)

105 : 제너레이터(Generator) 106 : 1차 콘덴서

107 : 1차 콘덴서 108 : 냉각수 분리수단

109 : 냉각수 분리수단 110 : 냉각수 순환 파이프

111 : 냉각수 순환 파이프 112 : 2차 콘덴서

113 : 2차 콘덴서 114 : 증발기(Evaporator)

115 : 증발기(Evaporator) 116 : 증발기( " )

117 : 증발기( " ) 118 : 열교환 챔브(Chamber)

119 : 열교환 챔브(Chamber) 120 : 열교환 챔브( " )

121 : 열교환 챔브( " ) 122 : 2차 냉매 순환 파이프

123 : 2차 냉매 순환 파이프 124 : 중앙처리 장치

125 : 센서 126 : 센서

127 : 센서 128 : 센서

129 : 가열수단 130 : 냉동기

131 : 냉동기 132 : 냉동기

133 : 냉동기

이하 첨부 도면을 참조하여 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템 구성과 그에 따른 작용 및 효과를 설명한다.

도 1은 본 발명의 시스템 구성도이다.

도 1에 의하는바와 같이 본 발명은 ABSORBER VESSEL(101)과,

ABSORBER 수단(102)와, 가스 순환 튜브(103)로 구성된 GAS LOOP와 ;

GENERATOR (104,105)에서 증발된 물을 냉각시키는 1차 콘덴서 수단 (106,107)과, 물이GENERATOR로 흘러 들어가지 않도록 분리하는 분리수단 (108,109)과, 분리수단과 ABSORBER VESSEL간의 물 순환 파이프(110,111)로 구성된 SOLUTION LOOP와 ; NH₃/H₂O액를 증발시키는 GENERATOR(104,105)와 증발된 NH₃가스를 냉각시키는 2차 콘덴서 수단(112,113)과, 콘덴서에서 액화된 암모니아 액을 증발(EVAPORATION)시키는 다수개의 증발기(114,115,116,117)와 증발된 암모니아 가스를 회수하는 ABSORBER VESSEL(101)로 구성된 다수개의 암모니아 냉매순환 루프와 ; 위의 각 증발기와 열교환 하는 다수개의 열교환 챔브(118,119,120,121)와 열교환 챔브를 직렬 혹은 병렬로 순차 연결하는 순환 파이프(122,123)로 구성된 2차 냉매순환 루프와; GENERATOR(104, 105)의 가열수단(129)과, 냉매의 온도와, 2차 냉매의 온도를 제어하는 중앙처리 장치(124)로 구성된다.

위와 같이 구성된 본 발명의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, ABSORBER VESSEL(101)에서 NH₃/H₂O액이 다수개의 GENERATOR(104,105)로 흐르게되면 다수개의 GENERATOR에 대한 가열수단(129)의 가열에 따라 NH₃/H₂O액이 증발하게 되고 이때 발생한 암모니아 가스와 수증기가 위로 증발하게 되며, 수증기는 1차 콘덴서(106,107)의 작용으로 물이되어 분리 수단으로 흐르게되며, 분리 수단(108,109)에서 물은 아래로 흘러 WATER LOOP를 통하여ABSORBER VESSEL(101)로 순환되고 암모니아 가스만 2차 콘덴서 수단(112,113)에서 액화되어 다수개의 증발기로(114,115,116 117)로 흐르게 된다.

이때 다수개의 각 증발기(114,115,116,117)에서 비교적 고압상태인 암모니아액이 가스 루프를 통하여 유입된 비교적 저압상태인 수소가스와 접촉하여 기체로 증발하면서 열교환 챔브(118,119,120,121)내의 2차 냉매인 부동액을 냉각시키게 되는 것이며, 2차 냉매는 순환 펌프의 힘으로 다수의 열교환 챔브를 순차적으로 순환하면서 열교환되어 순차적으로 냉각되는 것이다.

이때, 중앙처리장치(124)가 센서수단(125,126,127,128)을 통하여 1차 냉매와 2차 냉매의 온도를 감지하여 GENERATOR의 가열수단(129)를 제어 하므로서 냉동기의 온도와 2차 냉매의 온도를 제어하게 되는 것이다.

또한 위와 같이 구성된 1개의 냉동기(130)로 2차 냉매의 온도나 용량을 충족시키지 못할 시에는 N개의 냉동기(130,131,132,133)를 2차 냉매 순환파이프(122,123)로 직렬 또는 병렬로 연결하여 용량과 온도를 임의로 조절할 수 있는 것이다. 2차 냉매의 유량을 증가시키고저 할 시에는 2개이상의 냉동기를 병렬로 연결하고 온도를 더욱 낮추고저 할 시에는 냉동기를 직렬로 연결하게 된다.

특히, 본 발명에서 2차 냉매와 증발기간의 열교환 속도를 증진시키기 위하여 증발기(114,115,116,117)를 튜브형으로 구성하고, 증발기 튜브의 외부에 2차 냉매가 액체막(LIQUID FILM) 형태로 흐르도록 열교환 챔브(118,119,120,121)를 튜브 형태로 구성 하므로서 2차 냉매가 N개의 증발기와 액체막 형태로 열교환하게 되어 열교환하는데 있어서 효율을 높이고 열교환 속도를 빠르게 할수 있는것이며, 이와같이 2차 냉매가 N개의 증발기의 표면을 액체막 형태로 흐르면서 순차적으로 열교환 하는 구성은 흡수식 냉동기뿐만 아니라 전기 압축식 냉동기에서도 원용할 수 있는 기술이다.

이상에서 본바와 같이, 본 발명에 따른 흡수식 냉동기 시스템에 의하면, 하나의 냉동기에 다수개의 냉각 채널을 직렬로 구성하고 2차 냉매가 각 냉각 채널을 순차적으로 순환하도록 하므로서 각 증발기의 구조상의 최저온도를 이용할 수 있는 기술구조로 개선하여 냉동기의 냉동능력을 획기적으로 증가시키고, 2차 냉매의 온도를 순차적으로 신속히 냉각시킬 수 있는 기술을 제공히며, 각 냉각채널을 병렬로 구성할 시에는 2차 냉매의 용량까지도 조절할 수 있는 냉동 기술을 제공한다.

아울러, 위와 같이 다중 냉각 채널로 구성된 N개의 냉동기를 직렬 또는 병렬로 연결할 시에는 대용량의 냉동 수요를 충족시킬 수 있는 것이므로 도시가스나 액체 연료를 열원으로 하고 자연 친화적인 냉매인 암모니아를 이용하는 암모니아 흡수식 냉동기를 산업용 냉동 장치와 에어콘용 냉동기로 이용할 수 있는 유용한 기술을 제공한다.

Claims

암모니아를 냉매하고 H₂O를 흡수제로 하는 흡수식 냉동기에 있어서,

(a) 가스를 순환시키는 가스 순환 루프(GAS LOOP)와 ;

(b) H₂O를 순환시키는 흡수액 순환 루프(SOLUTION LOOP)와 :

(c) 다수개의 증발기(EVAPORATOR)가 병렬로 구성된 다수개의 암모니아 냉매순환 루프(AMMONIA LOOP)와 ;

(d) 위의 각 증발기와 2차 냉매간에 열교환을 하기 위한 다수개의 열교환 챔브(CHAMBER)로 다수개의 냉각 채널을 구성하여,

2차 냉매가 위의 각 냉각 채널의 열교환 챔브를 순차 순환하면서 순차 냉각되는 것을 특징으로 하는 다중 냉각 채널 방식의 흡수식 냉동기 시스템
청구항에 있어서,

2차 냉매의 순환 속도와 2차 냉매의 온도와 암모니아 루프상의 제너레이터의 온도와 가열수단을 제어하는 중앙처리장치를 부가 구성한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기 시스템
청구항1에 있어서,

각 암모니아 냉매순환 루프 상에 각각 하나의 증발기를 구성한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기 시스템
청구항1에 있어서,

하나의 암모니아 냉매순환 루프로 구성하고, 하나의 암모니아 순환 루프상에 다수개의 증발기를 구성한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기 시스템
청구항1에 있어서,

암모니아 순환루프의 제너레이터(GENERATOR) 수단과 콘덴서 수단간에 냉각수가 제너레이터 수단으로 흘러들어 가지 않도록 ㅏ자형의 밸브수단으로 상단을 콘덴서와 연결하고, 하단을 물 순환 파이프와 연결하고, 측방을 제너레이터 수단과 연결하여, 물 순환 파이프를 제너레이터와 분리하며, 제너레이터의 가열 수단이 물순환 파이프를 가열하지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기 시스템.
청구항1에 있어서,

증발기와 열교환용 챔브를 각각 튜브형으로 구성하고, 열교환 챔브의 튜브의 내측에 증발기의 튜브를 나란하게 내장시켜 증발기의 튜브와 열교환 챔브용 튜브간에 2차 냉매가 액체막 형태로 흐르게 하여 증발기와 2차 냉매간의 열교환 속도를 증가시킨 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기 시스템
흡수식 냉동기에 있어서;

(a) 하나의 냉동기에 다수개의 냉매순환 루프를 구성하여 다수개의 증발기를 구성하고;

(b) 위의 각 증발기를 튜브형으로 구성하고, 이 튜브의 외부에 2차 냉매가 액체막 형태로 흐르도록 증발기 튜브의 외부에 튜브형의 열교환챔브(CHAMBER)를 구성하고;

(c) 위의 각 열교환 챔브를 직렬 또는 병렬로 파이프 연결하여 2차 냉매가 연결된 각 열교환 챔브를 순차 순환하면서 순차 냉각되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 냉동 방법.
청구항 7에 있어서,

하나의 냉동기에 하나의 냉매순환 루프를 구성하고 냉매순환 루프에 다수개의 증발기를 구성 한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 냉동방법.
청구항 7에 있어서,

1차 냉매와 2차 냉매를 H₂O하고 LiBr을 흡수제로 구성한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 냉동 방법.
전기 압축식 냉동기에 있어서,

(a) 하나의 냉동기에 다수개의 증발기를 구성하고,

(b) 위의 증발기를 튜브형으로 형성하고, 이 튜브의 외부에 2차 냉매가 액체막 형태로 흐르도록 증발기 외부에 튜브형의 열교환 챔브를 구성하고,

(c) 위의 각 열교환 챔브를 직렬 또는 병렬로 연결하여 2차 냉매가 연결된 각 연결된 각 열교환 챔브를 순차 순환하면서 순차 냉각되는 것을 특징으로 하는 전기 압축식 냉동기의 냉동 방법.