KR20000064967A

KR20000064967A - 발생기-흡수기-열교환열전달장치및방법과이를이용한열펌프

Info

Publication number: KR20000064967A
Application number: KR1019980708429A
Authority: KR
Inventors: 벤자민 에이 필립스; 토마스 에스 자와키
Original assignee: 벤자민 에이 필립스; 필립스 엔지니어링 컴퍼니
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2000-11-06
Also published as: WO1997041396A1; AU2932097A; JP2000509479A; CN1217053A; EP0897516B1; DE69703541D1; US5782097A; EP0897516A1; CA2251351A1

Abstract

발생기-흡수기 열교환장치(GAX)(300, 400)는, 흡수기(14)가 발생기(12) 내부압력보다 낮은 내부압력을 가지며, 발생기와 흡수기 각각은 각각 온도범위를 이루면서 반대 단부에 고온영역과 저온영역을 가지며 상기 온도범위는 각각의 중복되는 열전달영역을 정의하도록 되는 발생기(12) 및 흡수기(14)와; 진한농도, 중간농도 및 묽은농도의 냉매를 갖는 리쿼를 발생기(12)와 흡수기(14)의 고온영역, 열전달영역 및 저온영역으로 또한 이들 영역을 통하여 순환시키는 유체흐름경로와; 리쿼가 진한 리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기(12)로부터 리쿼를 받아들여서 상기 진한리쿼를 상기 열전달영역들 사이로 순환시킴으로써 열을 흡수기(14)로부터 발생기(12)로 전달시키도록 구성되는 열교환 순환계(352, 356, 362, 435, 440, 442, 444)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치(GAX)에 관한 것이다.

Description

발생기-흡수기-열교환 열전달장치 및 방법과 이를 이용한 열펌프(Generator-absorber-heat exchange heat transfer apparatus and method and use thereof in a heat pump)

흡수냉각사이클은 1800년대 중반에 개발되었으며, 주로 냉각 시스템에 이용되었다. 이러한 싸이클은, 냉각제/흡수제의 혼합물을 이용하여, 냉각제 증기가 흡수기 내의 액체 흡수제에 흡수됨으로써 열을 생성하고, 그후 냉매증기를 축출하기 위해 발생기 내에서 냉각제/흡수제 혼합물을 가열함으로써 작동되었다. 또한 열을 생성하는 응축기와 열을 축출하는 증발기는 이 사이클을 완성하였다. 흡수기 내에서의 흡수에 의해 생성된 열은 일반적으로 응축기로부터 냉각수인 냉각제를 따라 지나면서 버려진다.

이러한 초기의 "일단계" 흡수 사이클 시스템은 에너지 면에서 비효율적이지만, 그 작동을 위한 열에너지의 비용이 저렴하며 압축시스템 보다 기계적 에너지가 훨씬 덜 요구되기 때문에, 전기모터의 출현 이전에는 압축시스템 보다 종종 선호되었다. 대부분의 응용에서, 가스와 전기에너지의 상대적 비용의 변화와 전기적으로 작동되는 압축시스템의 개발로 이러한 일단계 흡수시스템의 이용이 쇠퇴되었다. 그러나, 오늘날에도, 이들 비교적 비효율적인 일단계의 시스템이 저압 브롬화 리튬의 상업용 냉방기 장치와 오락용 차량과 호텔룸의 냉방 장치에서는 여전히 사용되고 있다.

1913년에 알텐커치(Altenkirch)에 의해 개선된 흡수싸이클이 고안되었다. 이 싸이클은 흡수기에서 생성된 열의 일부를 발생기로 순환하는 냉매/흡수제 유체에 전달하고 또한 발생기에서 흡수기로 흐르는 흡수제 내의 열의 일부를 발생기로 전달함으로써 초기의 일단계 싸이클보다 좀더 효율적으로 만들어졌다. 이러한 열의 전달은 발생기가 냉매/흡수제 혼합물로부터 냉매를 증발시키는데 필요한 열의 입력을 줄였다. 이 시스템은 흡수기 열교환(AHE)시스템이라 불려져 왔다.

AHE싸이클은 1960년대 초 그 시대에서는 충분히 절약형인 에어콘으로서 효율적인 흡수시스템을 생성하는데 사용되었었다. AHE싸이클은 1965년부터 시작하여 주택용 공기냉방형의 에어콘에 사용되어 왔다. 그러나 이러한 AHE시스템에서조차도, 흡수기에서 흡수공정에 의해 생성되는 열의 많은 부분이 손실되었다. 또한 AHE싸이클은 시험적으로 난방상 이점이 있는 공기-공기의 가스열펌프에 사용되었으나 결코 상업적으로 생산되지는 못하였었다. 에너지비용이 증가함에 따라 AHE에어콘은 그의 작동비용의 장점을 상실하게 되고, 오늘날은 단지 얼마 안되는 시장만을 갖고 있다.

또한 1913년에 알텐커치(Altenkirch)는 흡수기로부터 더 많은 흡수열을 회수하는 또다른 흡수 싸이클을 고안하였다. 발생기-흡수기 열교환싸이클(generator-absorber heat exchange (GAX) cycle)이라 알려진 이 싸이클은 또다른 열교환시스템을 이용하여, 흡수기에서의 흡수공정에 의해 생성된 고온의 열이 열교환 유체를 거쳐 발생기로 이송된다. 이 GAX싸이클 구상은 흡수기로부터 부가적인 많은 양의 열을 회수할 수 있게 하고 AHE시스템 보다 높은 발생기 온도를 이용할 수 있게 하여 훨씬 더 높은 에너지효율을 이룰 수 있게 한다. 사용되는 특정 연료에 따라, 이러한 GAX시스템의 열효율은 용광로, 보일러 등의 것보다는 훨씬 높다.

그러나 종래기술인 GAX싸이클 시스템은 분리된 열전달 유체를 이용하는 분리된 열전달 순환계가 필요하다는 단점을 갖고 있다. 이 열전달 순환계는 밀폐되어야 하고, 팽창실을 필요로 하고, 다양한 유량이 가능한 밀폐 펌프를 필요로 하고, 열전달유체의 유량을 제어하여 특정의 외부 온도에서 냉방 또는 난방싸이클로 전달되어야할 GAX열을 일치시키는 제어시스템을 요구한다. 또한, 작업유체와 다른 열전달 순환계 내의 유체를 이용하게 되면, 열전달 순환계와 흡수기 또는 발생기 사이에서 상호오염의 위험이 발생된다. 이러한 종래의 GAX시스템은 일반적으로 액체상에 남아있는 열전달 유체를 사용하였고, 따라서 열전달액체의 현열(顯熱, sensible heat) 만을 사용할 수 있었다

지금까지는 표준의 응축기-증발기 싸이클로 작동하는 전기 열펌프가 가정용과 작은 상업용 난방 및 냉방응용에 활용되어 왔다. 그러나, 전기 열펌프는 미국의 남부 주와 같이 상대적으로 따뜻한 기후 지역의 가정용과 작은 상업빌딩의 난방 및 냉방은 효과적으로 만족시킬 수 있으나, 이러한 전기 열펌프는 보조가열장치 없이는 온도가 약 30。F 이하로 떨어지는 기후에서 필요한 난방을 제공할 수 없다. 게다가, 이러한 전기 열펌프 시스템은 일반적으로 HCFC's(hydrochloro- fluorocarbons) 또는 CFC's(chlorofluorocarbons) 인 냉매를 사용하는데 이들은 환경적으로 위험하다.

따라서 가정용 또는 작은 상업용 열펌프에 사용되기에 적합하고 비싸고 실패의 우려가 있는 별도의 열전달 순환계의 이용없이도, 흡수기에서의 흡수과정에서 생성된 열의 많은 부분을 발생기로 효율적으로 전달할 수 있는 발생기-흡수기-열교환장치 및 방법에 대한 요구가 존재했었다.

본 발명은 환경적으로 안전한 유체를 작용유체와 열교환유체로 사용할 수 있고, 흡수기에서의 흡수과정에서 생성된 열의 많은 부분을 효율적으로 회수하고, 정교한 제어시스템을 요구하지 않고, 그 증기상과 액체상 사이에서의 작동에 의해 작용유체의 잠열과 현열 중 하나나 또는 모두를 이용하여 흡수기로부터 발생기로 열을 전달하는데 유용하게 이용되어질 수 있고, 사이즈와 비용 및 효율면에서 0。F 이하 온도에서의 충분한 난방을 포함하여 넓은 기후 범위에서 가정용 또는 작은 상업용 난방 및 냉방 요구들을 충족시키도록 이용될 수 있는 발생기-흡수기 열교환장치 및 방법을 제공함으로써 상기 요구를 만족시키고 있다.

본 발명의 부가적인 특징들과 장점들이 다음의 기술과 도면에서 나타날 것이고, 그리고 일부는 설명과 도면으로부터 명백해지거나 본 발명의 실행으로부터 습득되어 질 수 있다. 본 발명의 장점은 특히 여기서 도면과 상세한 설명과 청구범위에서 지적되듯이, 발생기-흡수기 열교환장치와, 발생기-흡수기 열교환장치를 구비한 열펌프와, 발생기-흡수기 열교환장치 내의 흡수기와 발생기 사이에서 열을 전달하는 방법에 의해 실현되고 달성될 것이다.

관련출원

본 출원은 참고로 반영된 명세서 1994년 11월 23일자 제출된 출원번호 제 08/347.255의 후속출원이다.

정부 권리

본 발명은 에너지 자원부에 의해 수여된 계약 86X-1749C에 의해 정부지지에 의해 이루어졌다. 정부는 본 발명에 있어 특정한 권리를 갖는다.

본 발명은 냉각 및 가열펌프 시스템에 관한 것이며, 특히 발생기-흡수기 열교환(GAX)형의 흡수냉각사이클에 관계된다. 본 발명은 특별히 가스발화식, 기체-기체, 흡수열펌프에 이용하기에 적합하다.

도 1은 종래의 발생기-흡수기 열교환(GAX) 순환계를 이용한 흡수장치를 나타내는 흐름도이고,

도 2는 도 1 시스템의 압력-온도-조성(P-T-X) 다이어그램이고,

도 3은 본 발명의 GAX장치의 제 1실시예의 흐름도이고,

도 4는 본 발명의 GAX장치의 제 2실시예의 흐름도이고,

도 5는 본 발명의 GAX장치를 이용하는 본 발명의 열펌프의 흐름도이다.

이들과 다른 이점을 달성하기 위해 그리고 여기서 구현되고 폭넓게 기술된 본 발명의 목적에 따라, 본 발명은 그 일 관점에서 발생기와 흡수기를 포함하는 발생기-흡수기 열교환장치를 제공한다. 흡수기는 발생기의 내부압력 보다 낮은 내부압력을 갖고, 발생기와 흡수기의 각각은 각각 온도범위를 이루면서 반대 단부에 고온 및 저온영역을 가진다. 상기 발생기 및 흡수기의 온도범위는 각각 중복되는 열전달영역을 정의한다. 유체흐름경로는, 진한농도, 중간농도 및 묽은농도의 냉매를 갖는 리쿼를 발생기 및 흡수기의 고온영역, 열전달영역, 저온영역으로 또는 이들 영역을 통하여 순환하도록 하기 위해 제공된다. 열교환 순환계가 설치되며, 이 열교환 순환계는 리쿼가 진한 리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들인다. 열교환 순환계는 또한, 상기 리쿼를 흡수기의 열전달영역과 발생기의 열전달영역 사이에서 순환시킴으로써 열을 흡수기로부터 발생기로 전달한다.

선호되는 실시예에서는, 열교환 순환계는 흡수기의 열전달영역에 배치된 열교환소자와, 발생기로부터의 진한리쿼를 상기 열교환소자를 거쳐 열전달영역들 사이로 운반하는 도관을 더 포함하여 구성된다.

더욱 선호되는 실시예에서, 열교환 순환계는 발생기와 흡수기 각각의 열전달영역 내에 배치된 열교환소자와, 발생기로부터의 진한리쿼를 열전달영역들 사이에서 교대로 각 열교환소자에 순차적으로 운반하는 도관을 갖추어 구성된다.

본 발명의 또다른 일면에 따르면, 열교환 순환계는, 리쿼가 진한리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기와 유체전달(fluid communication)이 이루어지는 입력단부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 열교환 순환계는 열전달영역들 사이에서 순환되는 진한리쿼를 발생기 내에 분산시키기 위한 출력단부를 포함할 수도 있다. 발생기와 흡수기의 열전달영역들 사이에서 순환하는 리쿼는 적어도 열교환 순환계의 일부내에서는 액체와 증기의 2상 혼합물인 것이 바람직하다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 상단 근처의 진한농도 부분과 하단 근처의 묽은농도 부분과 이들 사이의 중간농도 부분을 갖는 농도 그래디언트(concentration gradient)와, 상단 근처의 저온 부분과 하단 근처의 고온 부분과 그들 사이의 열전달영역을 갖는 온도 그래디언트(temperature gradient)를 갖는 리쿼를 함유하고 있는 발생기를 포함하는 발생기-흡수기 열교환장치를 포함한다. 본 발명의 이러한 측면에서는 발생기-흡수기 열교환(GAX)장치는, 또한 발생기의 내부압력 보다 낮은 내부압력을 가지며, 상단 근처의 묽은농도 부분과 하단 근처의 진한농도 부분과 이들 사이의 중간농도 부분을 갖는 농도 그래디언트와, 상단 근처의 고온 부분과 하단 근처의 저온 부분과 그들 사이의 열전달영역을 갖도록 전개되는 온도 그래디언트를 갖는 리쿼를 함유하고 있는 흡수기를 포함한다. 이러한 측면에서 GAX장치는 또한 흡수기의 하단에 흡수기와 유체전달 상태에 있는 유입구와, 진한리쿼가 발생기의 농도와 온도 그래디언트를 따라 통과하도록 흡수기의 하단으로부터의 진한리쿼를 분산시키기 위해 발생기의 상단에 배치된 유출구를 가지는 진한리쿼도관을 포함한다. 흡수기와 발생기 사이에서 상기 진한리쿼도관을 통해 유체를 이동시키기 위해, 진한리쿼 도관과 유체전달하는 펌프가 또한 설치된다. 묽은리쿼도관은, 발생기 하단에서 발생기와 유체전달 상태에 있는 유입구와, 묽은리쿼가 발생기의 농도와 온도 그래디언트를 따라 통과하도록 발생기 하단으로부터의 묽은리쿼를 분산시키기 위해 흡수기의 상단에 배치된 유출구를 갖추어 구성된다. 발생기 하단에는 발생기 내의 리쿼를 가열하도록 가열기(히터)가 설치된다. 본 발명의 이 측면에 따른 GAX장치는 또한;

흡수기 내의 열전달영역과, 중복되는 온도를 갖는 발생기와 흡수기의 열전달영역들 내의 열교환소자와,

리쿼가 진한리쿼 농도인 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들이는 입력단부를 갖추고 있으며, 흡수기와 발생기 사이의 열전달을 위해서 흡수기 및 발생기의 열전달영역들 사이에서 리쿼를 운반하는 열교환도관과;를 갖추어 구성되는 열교환 순환계를 포함하여 구성된다. 열교환도관은 또한 발생기 내로 진한리쿼를 분산시키기 위한 출력단부를 포함하여 구성될 수도 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 실내 액체-공기 열교환기, 실외 액체-공기 열교환기, 발생기-흡수기 열교환장치 및 부동액 순환계를 포함하는 열펌프를 제공한다. 본 발명의 본 측면에 따른 부동액 순환계는 실내와 실외의 열교환장치와 발생기-흡수기 열교환장치 사이에서 부동액을 순환시킴으로써, 열교환기들 중 하나로부터 열을 선택적으로 추출하여 그 열을 다른 열교환기로 전달하도록 배치되어 있다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 발생기-흡수기 열교환장치 내의 흡수기와 발생기 사이에서 열을 전달하는 방법이 제공된다. 이 열전달은 흡수기의 열전달영역과 발생기의 열전달영역 사이에서 진한리쿼를 순환시킴으로써 이루어진다. 상술한 바와같이, 발생기의 열전달영역과 흡수기의 열전달영역은 공통의 온도범위를 포함하는 온도 그래디언트를 가진다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 본 발명의 발생기-흡수기 열교환장치를 이용하여 저온영역과 중간온도영역 사이에서 열을 전달하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 흡수기 열교환기, 응축기 열교환기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나와 실내 열교환기와의 사이에서 부동액 유체를 순환시킴으로써, 부동액 유체를 통하여 흡수기, 응축기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나로부터의 열을 실내 열교환기로 전달하는 과정을 포함한다. 이 방법은 또한 부동액유체를 실외 열교환기와 증발기 열교환기와의 사이에서 순환시킴으로써, 부동액유체를 통하여 열을 실외 열교환기로부터 증발기 열교환기로 전달하는 과정을 포함한다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 본 발명의 발생기-흡수기 열교환장치를 이용하여 고온영역과 중간온도영역 사이에서 열을 전달하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 흡수기 열교환기, 응축기 열교환기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나와 실외 열교환기와의 사이에서 부동액유체를 순환시킴으로써, 부동액유체를 통하여 열을 흡수기, 응축기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나로부터 실외 열교환기로 전달하는 과정을 포함한다. 이 방법은 또한 부동액유체를 실내 열교환기와 증발기 열교환기와의 사이에서 순환시킴으로써, 부동액유체를 통하여 열을 실내열교환기로부터 증발기 열교환기로 전달하는 과정을 포함한다.

비록 본 발명이 가스발화식 가정용 열펌프에서 예를들어 설명되었으나, 본 발명은 이렇게 제한되지 않고 청구범위에서 폭넓게 청구되는 바와같이 그 혜택과 장점들은 다른 가열 및 냉각 과정에도 똑같이 응용된다. 본 발명의 상기 및 다른 이점과 특징들이 도면과 함께 다음의 상세한 설명의 검토에 의해 명백해 질 것이다.

본 발명에 따르면, 여기서 사용되는 "묽은리쿼(weak liquor)"라는 용어는 발생기 또는 흡수기의 고온영역 즉, 발생기의 바닥부분이나 흡수기의 상단부분에 있는 리쿼를 말한다. 여기서 사용되는 "진한리쿼(rich liquor)"라는 용어는 발생기나 흡수기의 저온영역 즉, 흡수기의 바닥부분이나 발생기의 상단부분에 있는 리쿼를 말한다. 여기서 사용된 바와같이, "중간리쿼(intermediate liquor)"는 진한리쿼 농도보다 묽고 묽은리쿼 농도 보다 진한 냉매의 농도를 갖는 리쿼를 말한다. 흡수기 및/또는 발생기 내에는 다양한 중간리쿼가 존재한다. "묽은", "중간" 및 "진한"하는 용어는 흡수하는 성분(들), 즉 물의 농도에 대한 흡수된 성분(들), 즉 냉매의 상대적 농도를 말한다. 따라서, 묽은리쿼 액체는 동량의 진한리쿼 액체보다 암모니아와 같은 흡수된 냉매는 적고, 물과 같은 흡수제는 많다.

상기 언급한 바와같이, 묽은리쿼, 중간리쿼 및 진한리쿼를 구성하는 흡수된 성분(들)과, 흡수하는 성분(들)은 모두, 증기상이거나 액체상 또는 이들의 혼합상일 수 있다. 또한 여기서 사용되는 "열펌프"는 저온, 중간온도, 고온 상태 사이에서 열을 변환하는 어떤 장치도 포함하고, 그 용어의 상식적으로 이해되는 의미 뿐만 아니라 냉각, 공조 및 관련된 공정과 같은 좀 더 전통적인 시스템과 아울러 열변환기도 포함하려고 의도된다.

도 1에 설명된 알려진 종래 시스템에서, 발생기-흡수기 열교환(GAX) 싸이클에서 작동하는 발생기-흡수기 열교환장치(10)는 일반적으로 발생기(12), 흡수기(14), 응축기(16), 증발기(18), 용액 펌프(38)와, 냉매리쿼의 발생기(12) 및 흡수기(14)쪽으로 및 이들을 통과하는 순환과 응축기(16) 및 증발기(18)를 통과하는 냉매리쿼의 순환을 위한 작용유체경로를 갖추어 구성된다. 특히 냉매/흡수제 리쿼경로는, 흡수기(14)의 저온영역(C)으로부터 발생기(12)의 저온영역(D)으로 진한리쿼(32)의 액체전달을 제공하는 진한리쿼경로(21)와, 발생기(12)의 고온영역(E)으로부터 흡수기(14)의 고온영역(F)으로 묽은리쿼(46)의 액체전달을 제공하는 묽은리쿼경로(22)를 포함한다. 냉매/흡수제 리쿼경로는, 리쿼가 묽은리쿼경로(22)로부터 흡수기(14)의 고온, 중간온도, 저온영역(F, G, C)을 통과하고, 리쿼가 진한리쿼경로(21)로부터 발생기(12)의 저온, 중간온도, 고온영역(D, I, E)를 통과함으로써 완성된다. 작용유체경로는, 발생기(12)로부터 도관(24)을 통하여 응축기(16)로, 응축기(16)로부터 도관(26)을 통하여 증발기(18)로, 증발기(18)에서 도관(28)을 통하여 흡수기(14)로 가서 완성된다.

여기서 사용된 "저온영역", "중간온도영역", "고온영역"이란 용어는 상대적인 온도를 나타내고자 한다. 도 1에 묘사되듯이, 각각의 영역은 각 특정 성분에 있어 다른 영역 보다 상대적으로 높거나 낮은 온도범위에 의해 정의될 것이다. 따라서 예를들어, 발생기(12)의 고온영역(E)은 400。F 근처의 온도를 가질 수 있고, 생성기(12)의 저온영역(D)은 200。F 근처의 온도를 가질 수 있다. 반면에, 흡수기(14)의 고온영역(F)은 300。F 근처의 온도를 가질 수 있고, 흡수기(14)의 저온영역(C)은 100。F 근처의 온도를 가질 수 있다. 각각의 발생기(12)와 흡수기(14)에는 여기서는 열전달영역이라 부르는 중복되는 온도영역이 존재한다. 이 열전달영역은 도 1에서 발생기(12)의 영역(D)과 영역(I) 사이의 영역과 흡수기(14)의 영역(G)과 영역(F) 사이의 영역으로 묘사된다.

암모니아/물(또는 흡수제가 휘발성인 다른 유체)을 이용하는 흡수발생기는 스트리핑(stripping)부와 정류부를 가지는 본질적으로 증류칼럼이다. 스트리핑부는 영역(D)과 영역(E) 사이의 부분에 해당하는 하부의 뜨거운 부분이고 반면, 정류부는 영역(D) 위의 부분에 해당하는 상부의 차가운 부분이다. 스트리핑부와 정류부 사이의 분리점(영역(D))은 발생기 압력에서 진한리쿼 액체의 끓는점에 해당하는 온도를 가지는 발생기의 영역이다. 여기서 이용되는 "발생기"라는 용어는 일반적으로 스트리핑부를 말하며, 발생기에 관련해서 "고온영역" 및 "저온영역"이라는 용어는 각각 스트리핑부의 영역(E)과 영역(D)에 적용된다.

도 1에 도시된 바와같이 흡수기(14)와 발생기(12)의 수직온도 그래디언트는 뒤집어져있다. 즉, 발생기(12)의 가장 높은 온도영역(E)은 그 하부나 하부부근 또는 바닥끝인데 반해, 흡수기(14)의 가장 온도가 높은 영역(F)은 그 상단이나 상단 부근이다. 따라서 각 열전달영역(D-I, G-F)의 방향도 유사하게 반대이다. 열전달영역(D-I, G-F)을 정의하는 온도범위는 발생기(12)의 온도범위와 흡수기(14)의 온도범위 사이의 중복되는 온도 사이이며, 예를들면, 약 200。F에서 약 300。F 사이의 범위이다(이 조건은 미국에서 열펌프를 평가하는데 이용되는 조건임).

도 1에 묘사된 알려진 장치는 발생기(12)와 흡수기(14)의 열전달영역(D-I, G-F) 사이에 배치되어 열전달 영역들 사이에서 직접 유체를 전달하도록 방향지워진 열전달순환계(30)를 포함한다.

도 1의 알려진 시스템의 작동 동안, 주로 암모니아와 같은 냉매로 이루어져 있으나, 흡수제가 물과 같이 휘발성이라면 흡수제를 소량 포함할 수도 있는 저압 냉매는 증발기(18)에서 대부분 증기로서 존재하며, 도관(28)을 통과하여 흡수기(14)의 저온영역(C)으로 간다. 흡수기(14)를 관통하여 위로 상승하는 이 냉매증기는 역류하는 묽은리쿼에 흡수되어 진한리쿼(32)를 형성하고, 이 진한리쿼(32)는 흡수기(14)의 저온영역(C)에 액체상태로 축적된다. 이 과정은 주위의 온도보다 높은 온도에서 열발생을 수반하여 일어나고, 일부 열은 이 과정동안 열교환 순환계(34)내에 위치한 열교환기(36)를 통하여 순환하는 공기, 물, 부동액 또는 다른 열전달유체에 전달된다.

진한리쿼(32)는 그 후 진한리쿼펌프(38)에 의해 진한리쿼경로(21)를 따라, 더 높은 압력이 유지되는 발생기(12)의 영역(D)으로 전달된다. 흡수기(14)내 보다 발생기(12)내에 더 높은 압력이 유지된다. 예를들면, 작동온도에 따라서, 발생기(12)내의 압력은 보통 240-400 psia 정도이고, 흡수기(14)내의 압력은 15-80 psia 정도이다. 흡수기 열교환(AHE)싸이클의 원리에 따르면, 진한리쿼경로(21) 내의 열교환기(40)는 흡수기 열을 진한리쿼(32)에 전달하는데 이용된다. 한 대안으로, 진한리쿼(32)는 열교환기(40)에서 발생기(12)의 압력에서의 끓는점으로 가열되어 발생기(12)의 영역(D)에 열입력으로 제공된다. 대안적으로, 도 1에 도시된 바와같이, 진한리쿼(32)는 열교환기(40)에서 그 끓는점 이하의 온도로 가열되고 그후 발생기(12)의 영역(D) 위 정류부의 열교환기(41)에서 가열된다. 대안으로는, 진한리쿼(32)가 영역(D)에서 발생기(12)내로 뿌려진다.

열원(42)과 열전달핀(fins)(44)은 합동하여 진한리쿼(32)가 발생기(12)를 통하여 아래로 내려올 때 진한리쿼(32)를 가열하여, 진한리쿼(32)로부터 냉매증기를 추출함으로써 발생기(12)의 고온영역(E)에서 묽은리쿼를 형성하도록 한다. 거의 100%의 냉매 농도를 가지는 증기는 발생기(12)로부터 빠져나와 냉매경로(24)를 통하여 응축기(16)로 가서 거기서 응축된 후 도관(26)을 경유하여 제한수단(48)을 거쳐 저압의 증발기(18)내로 공급된다. 발생기(22)의 고온영역(E)에 있는 묽은리쿼(46)는 묽은리쿼경로(22)를 통하고 제한수단(23)을 통하여 흡수기(14)의 고온영역(F)으로 되돌아간다. 묽은리쿼(46)의 현열이 발생기(12)의 열교환기(52)에 열입력으로 제공된다. 또한 열은 진한리쿼경로(21)와 묽은리쿼경로(22) 사이의 열교환기(도시생략)에 전달될 수도 있다.

도 1에 설명된 알려진 발생기-흡수기 열교환 시스템에서, 열 전달은 예를들어 한 쌍의 열교환코일(50, 53)과, 가압된 물과 같은 열전달유체를 순환시키기 위한 펌프(54)를 포함하는 GAX열전달순환계(30)에 의해 수행된다. 흡수기(14)와 발생기(12)의 수직 온도 그래디언트가 반대이기 때문에 도 1에 나타내는 바와같이 코일(50, 53)들 사이의 경로를 크로스로 연결하는 것이 필요하다.

GAX싸이클의 원리는 도 2의 압력-온도-조성의 다이어그램에서 나타난다. 여기서 (D)점은 발생기(12)의 스트리핑부와 정류부 사이의 분리점을 나타내고, (E)점은 발생기(12)의 고온영역을 나타내고, (C)점은 흡수기(14)의 저온영역을 나타내고, (F)점은 흡수기(14)의 고온영역을 나타내고, (I)점은 흡수기(14)내의 (F)점과 발생기(12)내의 (I)점 영역 사이에서 열 전달을 위해 필요한 온도차를 제공하는데 충분한 정도만큼 흡수기(14)내의 (F)점의 온도 보다 낮은 온도에 있는 발생기(12)의 영역을 나타내고, (G)점은 발생기(12)내의 (D)점과 흡수기(14)내의 (G)점 사이에서 열 전달을 위해 필요한 온도차를 제공하는데 충분한 정도만큼 발생기(12)내의 (D)점의 온도 보다 높은 온도에 있는 흡수기(14)의 영역을 나타낸다. 도 2의 이러한 영역들은 각각 도 1에서는 D, E, C, F, I, G를 나타낸다.

도 2에서, 직선(D-I)은 발생기(12)의 열전달영역을 나타내고, 직선(G-F)은 흡수기(14)의 열전달영역을 나타낸다. 점(A, B)은 각각 응축기(16)와 증발기(18)를 나타낸다. (C)점 부터 (D)점 까지의 직선은 진한리쿼경로(21)를, (E)점 부터 (F)점 까지의 직선은 묽은리쿼경로(22)를 나타낸다. 도 2에서 G-F선으로부터 D-I선으로 뻗는 다수의 화살표는 흡수기(14)의 열전달영역으로부터 발생기(12)의 열전달영역으로의 열전달을 나타낸다. 직선(EF)에서 직선(IE)으로 뻗는 화살표와 직선(CG)에서 직선(CD)으로 뻗는 화살표는 각각 열교환기(52)에서 발생기(12)로의 열전달과 흡수기(14)에서 열교환기(40)로의 열전달을 나타낸다.

흡수기(14)로부터 발생기(12)로 전달되어질 열은 흡수기(14)내의 온도범위에서 이용할 수 있으며, 열을 전달하기 위해 필요한 온도차이만큼만 낮은 발생기(12)내의 온도범위로 전달되어야한다. 이를 최대한 효율적으로 수행하기 위해서는 흡수기(14)의 열전달영역의 가장 뜨거운 부분(F)으로부터의 열이 발생기(12)내의 열전달영역의 가장 뜨거운 부분(I)으로 전달되어져야 하고, 흡수기(14) 및 발생기(12)의 열전달영역들의 점진적으로 차가운 부분들에 대해서도 유사하게 수행되어져야 한다. 이것은 열전달유체 온도범위가 발생기(12)와 흡수기(14)의 열전달영역 온도범위 사이로 일치해야 하며, 각각의 부분들 사이에서도 일치해야 한다는 것을 의미한다.

본 발명에 따르면, 여기서 구현되고 폭넓게 기술된 바와같이, 열교환 순환계가 발생기와 흡수기를 포함하는 발생기-흡수기 열교환장치에 제공되어진다. 흡수기는 발생기 내부의 압력보다 낮은 내부압력을 갖고, 발생기와 흡수기는 각각 수직으로 대향하는 고온영역 및 저온 영역과 열전달영역을 갖는다. 각각의 열전달영역을 정의하는 온도범위는 중복된다. 발생기-흡수기 열교환장치는 진한 냉매농도, 중간 냉매농도 및 묽은 냉매농도를 가지는 리쿼를 발생기 및 흡수기의 고온, 열전달, 저온영역쪽으로 그리고 그 영역을 통과하여 순환시키기 위한 유체흐름경로를 포함한다.

본 발명은, 공동출원중인 출원번호 08/347,255와 같이, 시스템의 냉매/흡수제 작용유체를 사용하여 발생기-흡수기 열교환장치내에서 GAX열전달을 수행하는 다양한 실시예와 방법들을 제공한다. 그러나, 열전달매체로써 중간리쿼를 이용하는 공동출원중인 출원과는 달리, 본 출원은 열전달매체로써 진한리쿼를 사용한다. 상기 설명된 바와같이, 여기서 사용된 "진한리쿼"라는 용어는 발생기와 흡수기의 저온영역, 즉, 흡수기의 바닥부분과 발생기의 상측부분의 리쿼를 말하는 것이다.

본 발명의 장치는, 리쿼가 진한 리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들여, 상기 진한리쿼를 흡수기와 발생기의 열전달영역들 사이에서 순환시킴으로써 열을 흡수기에서 발생기로 전달하는 열교환 순환계를 포함하여 구성된다. 여기서 사용되는 "열전달영역"이라는 용어는 중복되는 온도를 가지는 발생기와 흡수기의 내부의 영역 뿐만아니라, 중복되는 온도를 가지는 발생기와 흡수기 내부와 인접하는 영역이나 열전달접촉하는 영역도 포함하도록 의도되었다. 이 전달은 중복되는 온도범위 전체에서 제공되어야만 바람직하다.

본 발명에 따르면, 여기서 구현되고 폭넓게 기술되듯이, 열교환 순환계는 흡수기의 열전달영역에 배치되는 열교환소자와, 진한리쿼를 유체흐름경로로부터 열교환소자를 거쳐 열전달영역들 사이로 운반하는 도관과를 포함한다. 본 발명의 열교환 순환계는 발생기의 열전달영역에 배치되어 있는 열교환소자와, 진한리쿼를 유체흐름경로로부터 열전달영역들 사이에서 교대로 각 열교환소자에 순차적으로 운반하는 도관과를 포함하고 있다. 본 발명에 따라 사용되어지는 "열교환소자"라는 용어는, 열교환코일과 같이 유체 사이에서 열을 교환하기 위해 제공되어질 수 있는 어떤 기기나 장치를 의미한다.

본 발명에 의하면, 여기서 구현되고 폭넓게 기술된 바와같이, 열교환순환계 내에서 리쿼를 순환시키는 원동력은 액체헤드(liquid head)에 의해 제공되는 것이 바람직하지만, 어떤 경우에는 펌프에 의해 제공될 수도 있다. 열교환 순환계는 또한 발생기로부터 진한리쿼를 취출하기 위하여 유체흐름경로와 유체전달을 하는 입력단부와, 리쿼를 발생기 내로 뿌리기 위한 출력단부와를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 리쿼가 진한리쿼농도인 위치에서 발생기와 유체전달을 하는 입력단부를 갖추어 구성되고, 따라서 진한리쿼를 열전달매체로서 사용한다. 입력단부는 액체를 축적하기에 적합한 장치로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 열교환 순환계가 열전달영역들 사이에서 순환되는 진한리쿼를 발생기 내로 뿌리도록 하기 위해 출력단부를 포함하여 구성된다. 이 출력단부는 액체의 경우 디스트리뷰터(distributor)이거나 증기/액체 혼합물일 경우 분리기(separator)/디스트리뷰터 등과 같이 액체 또는 증기/액체 혼합물을 분산할 수 있는 어떤 장치인 것이 좋다.

본 발명은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 바람직하게는 적어도 열교환 순환계의 일부에서 2상의 액체/증기 혼합물인 열전달매체로써 작용유체를 이용하며, 따라서 작용유체의 잠열을 이용하게 된다.

본 발명의 일 실시예는, 도 3에 도시된 바와같이, 발생기(12)로부터 빠져나온 작용유체를 열전달유체로써 이용한다. 이 작용유체는 적어도 열교환 순환계의 일부에서는 액체/증기 2상의 유체이며, 따라서 작용유체의 잠열을 이용한다. 특별히 도 3에 도시된 바와같이, 발생기-흡수기 열교환장치(300)가 도시된다. 본 실시예에서, 열교환 순환계는 흡수기(14)의 열전달영역내에 위치하는 열교환코일(352)을 포함하여 구성된다. 열교환도관(356)은 발생기(12)의 영역(D) 위치나 그 위로부터 진한리쿼를 취출하도록 배치된 입력단부와, 진한리쿼를 분산시키기 위해 예를들어 바람직하게는 발생기(12)의 영역(I) 부근에 위치하는 분리기/디스트리뷰터(360)인 출력단부를 포함하도록 구성된다. 도 3의 입력단부는 액체축적기(liquid accumulator)(362)로써 도시되며, 발생기(12)의 내부에서 진한리쿼액체를 수집하기 위한 수단이다. 열교환도관(356)은 진한리쿼를 발생기(12)와 흡수기(14)의 열전달영역들 사이에서 전달한다.

본 발명의 본 실시예에 의하면, 발생기(12)와 흡수기(14) 사이에서 진한리쿼를 순환시키는 원동력은 액체축적기(362)에 의해 수집된 진한리쿼로부터의 액체헤드 형태의 중력인 것이 바람직하다. 진한리쿼는 열교환도관(356)을 거쳐 열교환코일(352)로 순환되며, 이 열교환 코일(352)에서는 적어도 일부의 진한리쿼가 흡수기(14)의 열에 의해 증기화된다. 그후 진한리쿼의 2상 혼합물은 열교환도관(356)을 거쳐 발생기(12)내의 분리기/디스트리뷰터(360)로 순환된다. 분리기/디스트리뷰터(360)는 2상 혼합물을 분리하며, 바람직하게는 발생기(12)내의 온도 및 압력이 분리기/디스트리뷰터(360)에 존재하는 진한리쿼의 온도 및 압력과 동일 또는 유사한 위치에서 액체와 증기를 발생기(12)로 제공한다. 본 실시예에서, 분리기/디스트리뷰터(360)는 발생기(12)의 영역(I) 부근에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 설명된 바와같이, 본 실시예에서, 적어도 일부의 열교환도관(356)에서는 진한리쿼가 증기와 액체의 2상혼합물이다. 열교환도관(356)을 통하는 진한리쿼의 유속은, 액체축적기(362)내에 수집된 액체의 양과, 액체축적기(362)와 분리기/디스트리뷰터(360) 사이의 높이 차이와, 열교환도관(356)을 통한 압력강하 및 열교환코일(352) 내에서 진한리쿼로부터 증발된 증기의 양에 의해 제어된다. 액체 축적기(362)와 열교환코일(352)의 바닥부 사이의 열교환도관(356)의 유입구 부분에는 진한리쿼 액체가 채워진다. 열교환코일(352) 내의 리쿼는 부분적으로는 액체이고 부분적으로는 증기이며, 따라서 열교환도관(356)의 유입구 부분내의 액체의 밀도보다 훨씬 낮은 밀도를 가지며, 따라서 액체 축적기(362)와 분리기/디스트리뷰터(360) 사이의 헤드를 증가시키게 된다. 따라서, 유입구 액체가 열교환코일(352)에서 증발되는 정도는 열교환도관(356)을 통과하는 흐름을 제어하도록 돕는다. 열교환도관(356) 내의 압력강하를 적절히 조절하게 되면, 열교환코일(352) 내에서의 열전달 양에 의해 진한리쿼의 흐름이 제어될 수 있다. 액체 축적기(362)에 의해 수집되는 진한리쿼는 열전달을 위해 이용될 진한리쿼의 최대 양보다 많아야 한다는 것이 중요하다. 다시말해, 액체 축적기(362) 내의 액체표면과 분리기/디스트리뷰터(360)의 유출구 사이의 적절한 높이를 유지하기 위해서 액체 축적기(362)로부터의 약간의 오버플로(overflow)가 있어야 한다.

도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예는 발생기(12)로부터 빠져나온 작용유체를 열전달유체로써 이용한다. 이 유체도 역시 적어도 일부의 열교환 순환계에서 액체/증기의 2상 혼합물이며, 따라서 그 작용유체의 잠열을 이용한다. 특별히 도 4를 참고하면 알 수 있는 바와같이, 발생기-흡수기 열교환장치(400)가 도시된다. 본 실시예에서, 열교환 순환계는 흡수기(14)의 열전달영역 내에 위치하는 열교환코일(442)과 발생기(12)의 열전달영역 내에 위치하는 열교환코일(444)을 갖추어 구성된다. 열교환도관(430)은 발생기(12)로부터 진한리쿼를 추출하도록 배치되는 입력단부와, 바람직하게는 진한리쿼를 분산시키기 위한 디스트리뷰터(435)인 출력단부를 포함하도록 제공된다. 도 4의 입력단부는 바람직하게 발생기(12)의 영역(D) 부근에 위치하는 액체 축적기(440)로써 도시되며, 발생기(12)의 내부에서 진한리쿼액체를 수집하는 수단인 것이 바람직하다.

본 발명의 본 실시예에 의하면, 발생기(12)와 흡수기(14) 사이에서 진한리쿼를 순환시키는 원동력은, 도 3의 실시예에서와 같이, 액체 축적기(440)와 열교환코일(442)의 유입구 사이에서의 액체헤드인 것이 좋다. 대안으로써, 필요하다면, 그 원동력은 도 4에 도시된 열교환 순환펌프(445)에 의해 제공될 수도 있다. 진한리쿼는 열교환도관(430)을 거쳐 흡수기(14)의 열전달영역 내의 열교환코일(442)로 순환되며, 이 열교환코일(442)에서는 적어도 일부의 진한리쿼가 흡수기(14)의 열에 의해 증기화된다. 그후, 2상 혼합물인 진한리쿼는 열교환도관(430)을 거쳐 발생기(12)의 열전달영역 내의 열교환코일(444)로 순환되어 냉각되고, 증기가 재흡수됨으로써, 그 열을 발생기(12)의 내부로 제공하게 된다. 진한리쿼는 열교환코일(444)의 디스트리뷰터(435)에 존재한다. 디스트리뷰터(435)는 발생기(12)의 온도 및 압력이 디스트리뷰터(435)에 존재하는 진한리쿼의 온도 및 압력과 동일하거나 유사하게 되는 위치에 놓이는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 디스트리뷰터(435)는 발생기(12)내의 축적기(440)와 동일한 레벨이나 바로 아래에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 설명된 바와같이, 본 실시예의 적어도 열교환도관(430)의 일부에서는 진한리쿼가 증기와 액체의 2상 혼합물이다. 열교환코일(442)과 열교환코일(444) 사이의 진한리쿼의 유량은, 흡수기(14)에서 발생기(12)로 전달되는 열의 양을 최대로 하기 위해 수집된 진한리쿼의 총유량일 수도 있고, 또는 상기 설명된 바와같이 제어되거나 열교환 순환펌프(445)에 의해 제어될 수도 있다. 도 3의 실시예에서와 같이, 액체 축적기와 디스트리뷰터는 하나의 축적기/디스트리뷰터로 합체될 수 있으며, 그렇게 되면 열교환 순환계를 통과하는 진한리쿼의 유속을 제어함으로써 GAX열전달을 용이하게 제어할 수 있게 된다.

여기서 기술된 본 발명의 모든 실시예와 그 변형들에서, 열전달 액체 또는 액체/증기 혼합물이 발생기나 흡수기 중 하나 내의 열교환코일을 통과하여 지나갈때, 열전달 액체, 또는 액체/증기 혼합물의 흐름을 수직으로 윗방향으로 향하도록 하는 것이 선호된다. 이러한 흐름방향이 일반적으로 흡수기와 발생기 내 온도그래디언트와 가장 잘 부합하고 상승하는 코일 내용물과 하강하는 액체 사이에서 최대의 역류온도차를 제공한다.

여기서 설명된 GAX열전달장치의 실시예들에 따르면, 열교환 코일들은 흡수기와 발생기 내에 위치할 수 있다. 대안적으로, 본 발명에 따르면, 열교환코일은, 열전달이 요구되는 영역과 금속벽을 통하여 열전달접촉하거나 및/또는 그에 인접한 발생기와 흡수기의 외부에서 위치할 수 있다. 여기서 사용되는 "열전달영역"이라는 용어는 열전달이 요구되는 영역과 인접하거나 및/또는 그와 열전달접촉하는 발생기나 흡수기 외측의 영역은 물론 발생기나 흡수기의 내부를 포함하는 것을 의미한다.

본 발명의 발생기-흡수기 열교환장치의 다른 실시예가 열펌프에 이용될 수 있다. 도 5에 도시된 바와같이, 열펌프(700)는 본 발명의 발생기-흡수기 열교환장치 중 하나를 이용하도록 설치된다. 열펌프(700)는 실외 열교환코일(752)과 실내 열교환코일(754)을 포함한다. 실내 열교환코일(754)은 선택적으로 빌딩 내로 가열된 또는 냉각된 공기를 제공하기 위한 팬이나 송풍기와 같은 공기전달장치(756)를 포함할 수도 있다. 실외 열교환코일(752)은 또한 선택적으로 팬이나 송풍기와 같은 공기전달장치(757)를 포함할 수도 있다. 실내 및 실외 열교환코일들(752, 754) 및 공기전달장치들(756, 757)은 열펌프나 에어콘장치에서 사용되는 알려진 표준의 장비 중 어느 것으로 할 수도 있다.

열펌프(700)는 발생기-흡수기 열교환장치(흡수유닛)와 부동액유체 시스템의 두개의 주요부분으로 구성된다. 본 발명에 따른 발생기-흡수기 열교환장치는 여기서 상술한 흡수기(14), 발생기(12), 응축기(16), 증발기(18)를 포함하는 구성요소로 구성되어질 수 있다. 부동액유체 시스템은 차가운 유체 순환계와 따뜻한 유체 순환계로 나뉜다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 부동액유체는 열을 전달하는데 유용한 것으로 알려진 그러한 유체들을 포함한다. 선호되는 부동액유체는 예를들어 프로필렌 글리콜과 같이 무독, 불연성인 부동액을 함유하는 수용액이다.

냉방에서 난방으로 변경하기 위해 냉각순환을 거꾸로 하는 표준 열펌프 시스템과는 대조적으로, 본 발명의 열펌프(700)는 냉각순환을 거꾸로 하는 대신에 시스템흐름 제어장치(758)를 이용하는데, 이는 부동액 순환을 거꾸로 할 수 있는 8방식 밸브를 사용한다. 시스템흐름 제어장치(758)는 냉증발기(18) 또는 뜨거운 응축기(16), 흡수기(14), 및 발생기(12)의 정류기로부터 실외 열교환코일(752) 또는 실내 열교환코일(754) 중 하나로 차가운 부동액유체나 뜨거운 부동액유체를 흐르도록 하는 것을 가능하게 한다.

차가운 부동액 순환은 여름에는 집이나 빌딩으로부터 제거된 열을, 겨울에는 실외공기로부터 제거된 열을 부동액유체로부터 추출하기 위해, 증발기 열교환코일(786)을 통과하여 부동액유체를 차게하는 증발기(18)를 포함한다.

뜨거운 부동액순환계는 흡수기(14), 응축기(16), 발생기(12)의 정류기를 포함하고 이들은 추출된 열의 온도를 100。F 훨씬 이상으로 상승시킨다. 흡수기(14), 응축기(16), 발생기(12)의 정류기의 총 열출력의 합은, 하나는 가스화염과, 다른 하나는 증발기(18)로의 저온열입력인 두 열입력양의 합과 같다. 흡수기(14), 발생기(12)의 정류기, 응축기(16)는 시스템출력열을 흡수기 열교환코일(778), 정류기 열교환코일(772), 응축기 열교환코일(768)을 경유하여 뜨거운 부동액유체로 전달한다. 겨울에, 뜨거운 부동액유체는 가스화염으로부터의 열 보다 더 많은 열을 가정이나 빌딩으로 전달한다. 많은 영역에서, 보충열은 요구되지 않는다.

도 5에 도시된 본 발명의 열펌프의 하나의 특별한 실시예에서, 뜨거운 부동액순환계는 부동액유체를 시스템흐름 제어장치(758)로부터 제 1흐름제어장치(764)로 이송하는 제 1도관(762)을 포함하는데, 이는 예를들어 흐름분리기(flow splitter)가 될 수 있다. 펌프와 같은 유체이송장치(760)는 뜨거운 부동액순환계를 통하여 부동액을 순환시키는데 사용된다. 유체이송장치(760)는 뜨거운 부동액순환계 내의 어디에나 위치할 수 있으나, 제 1도관(762)내에 위치될 것이 선호된다.

이 실시예에 따르면, 제 1도관(762)으로부터의 부동액유체의 제 1부분은 제 1흐름제어장치(764)를 경유하여 제 2도관(766)으로 가며, 제 2도관(766)은 부동액유체를 응축기 열교환코일(768)로 이송한다. 응축기 열교환코일(768)에서는, 열이 응축기(16)로부터 부동액유체로 전달된다. 부동액유체는 응축기 열교환코일(768)로부터 제 3도관(770)을 경유하여 정류기 열교환코일(772)로 이송된다. 정류기 열교환코일(772)에서는, 열이 발생기(12)로부터 부동액유체로 전달된다. 부동액유체는 정류기 열교환코일(772)로부터 제 4도관(774)을 경유하여 시스템흐름 제어장치(758)로 되돌아 이송된다.

이 실시예에서 제 1도관(762)으로부터의 부동액의 제 2부분은 제 1흐름제어장치(764)를 경유하여 제 5도관(776)으로 가서, 부동액을 흡수기 열교환코일(778)로 이송한다. 흡수기 열교환코일(778)에서는, 열이 흡수기(14)로부터 부동액유체로 전달된다. 이 부동액유체는 흡수기 열교환코일(778)로부터 제 6도관(780)을 경유하여 제 4도관(774)으로 이송되고, 다시 시스템흐름 제어장치(758)로 되돌아간다.

도 5에 도시된 뜨거운 부동액순환계를 위한 특정의 흐름배열은 단지 설명을 위한 것이고, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 흡수기(14), 응축기(16), 발생기(12) 사이의 부동액유체의 다른 흐름배열들도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를들어 흡수기(14), 응축기(16), 발생기(12)를 통한 부동액유체의 흐름은 도시된 바와같이 병렬적이거나 직렬적일 수 있다. 그러나 본 출원에 의하면, 응축기(16)와 흡수기(14)를 통한 흐름은 도 5에 도시한 바와같이 병렬적인 것이 선호된다.

차가운 부동액순환계는 부동액유체를 시스템흐름 제어장치(758)로부터 증발기 열교환코일(786)로 순환시키는 제 1도관(782)을 포함한다. 증발기 열교환코일(786)에서는, 열이 부동액유체로부터 증발기(18)에 전달된다. 부동액유체는 증발기 열교환코일(786)로부터 제 2도관(788)을 경유하여 시스템흐름 제어장치(758)로 되돌아간다. 펌프와 같은 유체이송장치(784)는 차가운 부동액순환계를 통하여 부동액을 순환시키는데 이용된다. 유체이송장치(784)는 차가운 부동액순환계의 어디에나 위치할 수 있으나 제 1도관(782) 내에 위치할 것이 선호된다. 도 5에 도시된 차가운 부동액순환계를 위한 특정의 흐름배열은 단지 설명을 위한 것이고 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

시스템흐름 제어장치(758)는 차가운 부동액을 여름에는 실내 열교환코일(754)로, 겨울에는 실외 열교환코일(752)로 가도록하고, 동시에 뜨거운 부동액을 여름에는 실외 열교환코일(752)로 겨울에는 실내 열교환코일(754)로 가도록 한다. 이러한 가정이나 빌딩의 냉방 또는 난방을 만족시키기 위해 흐름을 반전시키는 방법은, 또한 요구된다면 뜨거운 부동액을 실외 열교환코일(752)로 흐르도록 흐름을 반전시킴으로써 겨울동안 실외 열교환코일(752)을 해빙하기 위해 사용될 수도 있다.

여기서 기술된 모든 실시예와 그 변형들의 구성을 위한 재료의 선택은 즉 냉매, 흡수제와 같은 작용유체의 성분과, 예상되는 작동압력 및 온도범위에 의존한다. 300。F 근방의 온도(따라서 발생기의 하부영역은 제외함)까지 작동되며 약 300 psia 까지 가압되는 암모니아와 물의 흡수용액의 대하여는 용액과 접하는 모든 성분들의 재질로서 연철이 가장 선호된다. 그러나, 암모니아와 접촉하게 되는 증발기와 응축기에 대해서는 암모늄이 이용될 수도 있다. 다른 용액을 위한 구성의 재질의 선택은 흡수시스템의 기술분야의 전문가에게는 잘 알려져 있다.

여기서 설명된 다양한 GAX열전달수단이 가정이나 가벼운 상업용 열펌프에서 설명되어진 반면, 이들의 혜택들은 이러한 응용에 국한되는 것은 아니다. 여기서 설명된 다양한 GAX열전달의 개요에 의해 제공된 향상된 성과는 몇가지 예를들어 설명하면 양조, 식품처리, 파스테르공법, 제지생산과 같은 중간온도의 가열과 냉각이 필요한 처리에 응용될 수 있다. 또한, 본 발명의 원리는 저온과 고온의 열원의 조합으로부터의 열을 중간온도에서의 열로 효율적으로 전달하는 흡수 열펌프싸이클에 국한되지 않는다. 본 발명은 처리공장으로부터 버려진 고온의 폐수와 같은 중간-고온으로부터 유용한 고온출력과 저온출력을 생성하도록 열을 변환시키는 열변환기에도 똑같이 응용될 수 있다.

본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 발생기-흡수기 열교환장치, 열펌프 및 발생기와 흡수기 사이에서 열을 전달하는 방법에서 다양한 변형과 변화가 이 기술의 전문가에게는 명백할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구범위와 그와 동격의 것의 범위 내라면 본 발명의 변경과 변화도 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

발생기-흡수기 열교환장치에 있어서,

흡수기가 발생기 내부의 압력보다 낮은 내부압력을 가지며, 흡수기와 발생기 각각은 각 온도범위를 이루면서 반대 단부에 고온영역 및 저온영역을 가지며, 상기 온도범위는 각각의 중복되는 열전달영역을 정의하도록 하는 발생기 및 흡수기와,

발생기 및 흡수기의 고온영역, 열전달영역 및 저온영역으로 또한 이들 영역을 통하여 진한농도, 중간농도 및 묽은 농도의 냉매를 갖는 리쿼를 순환시키는 유체흐름경로와,

리쿼가 진한 리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들여 상기 진한리쿼를 열전달영역들 사이에서 순환시킴으로써 열을 흡수기에서 발생기로 전달하는 열교환 순환계와,를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 1항에 있어서,

상기 열교환 순환계는 흡수기의 열전달영역 내의 열교환소자와, 상기 발생기로부터 상기 열교환소자를 거쳐 열전달영역들 사이에서 상기 진한리쿼를 운반하는 도관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 1항에 있어서,

상기 열교환 순환계는, 발생기와 흡수기 각각의 열전달영역 내에 배치되는 열교환소자와, 상기 진한리쿼를 발생기로부터 열전달영역들 사이에서 교대로 각 열교환소자에 순차적으로 운반하는 도관을 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 1항에 있어서,

상기 열교환 순환계는 상기 진한리쿼를 순환시키기 위해 열교환 순환펌프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 1항에 있어서,

중력이 상기 진한리쿼를 순환시키는 원동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 1항에 있어서,

상기 열교환 순환계는, 리쿼가 진한 리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기와 유체전달이 이루어지는 입력단부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 5항에 있어서,

상기 열교환 순환계는 상기 진한리쿼를 발생기 내로 분산시키기 위한 출력단부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 1항에 있어서,

발생기 및 흡수기의 열전달영역들 사이에서 순환하는 진한리쿼는, 적어도 열교환 순환계의 일부에서는 액체와 증기의 2상 혼합물인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
발생기-흡수기 열교환장치에 있어서,

상단 근처의 진한농도 부분과 하단 근처의 묽은농도 부분과 이들 사이의 중간농도 부분을 갖는 농도 그래디언트(concentration gradient)와, 상단 근처의 저온부분과 하단 근처의 고온부분과 그들 사이의 열전달영역을 갖도록 뻗어있는 온도 그래디언트(temperature gradient)를 갖는 리쿼를 함유하고 있는 발생기와,

상기 발생기의 내부압력보다 낮은 내부압력을 가지며, 상단 근처의 묽은농도 부분과 하단 근처의 진한농도 부분과 이들 사이의 중간농도 부분을 갖는 농도 그래디언트와, 상단 근처의 고온부분과 하단 근처의 저온부분과 그들 사이의 열전달영역을 갖도록 뻗어있는 온도 그래디언트를 갖는 리쿼를 함유하고 있는 흡수기와,

흡수기의 하단 근처에서 흡수기와 유체전달하는 상태에 있는 유입구와, 흡수기의 하단으로부터의 진한리쿼를 발생기의 농도 및 온도 그래디언트를 따라 통과하도록 분산시키기 위해 발생기의 상단 근처에 배치된 유출구를 가지는 진한리쿼도관과,

상기 흡수기와 발생기 사이에서 유체를 진한리쿼도관을 통해 이동시키기 위해 상기 진한리쿼도관과 유체전달 상태에 있는 펌프와,

상기 발생기 하단 근처에서 발생기와 유체전달 상태에 있는 유입구와, 발생기 하단으로부터의 묽은리쿼를 흡수기의 농도 및 온도 그래디언트를 따라 통과하도록 분산시키기 위해 흡수기의 상단근처에 배치된 유출구를 갖춘 묽은리쿼도관과,

상기 발생기 하단근처에서 리쿼를 가열하기 위해 설치되는 히터와,

열교환 순환계를 갖추어 구성되며,

상기 열교환 순환계는,

발생기와 흡수기의 열전달영역이 중복되는 온도를 가지게 되며, 상기 흡수기의 열전달영역 내에 있는 열교환소자와,

리쿼가 진한리쿼 농도인 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들이는 입력단부를 갖추고 있으며, 흡수기 및 발생기의 열전달영역들 사이에서 진한리쿼를 운반함으로써 흡수기와 발생기 사이의 열전달을 하는 열교환도관과,를 갖추어 구성되는 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 9항에 있어서,

상기 열교환 순환계는 상기 진한리쿼를 발생기 내에 분산시키기 위한 출력단부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 9항에 있어서,

상기 열교환 순환계는, 발생기와 흡수기 각각의 열전달영역 내에 배치되는 열교환소자를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 11항에 있어서,

상기 열교환 순환계는, 진한리쿼를 발생기 내에서 분산시키기 위한 출력단부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 9항에 있어서,

상기 입력단부는 액체 축적기인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 10항에 있어서,

상기 출력단부는 디스트리뷰터인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 10항에 있어서,

상기 입력단부와 출력단부는 결합된 축적기/디스트리뷰터인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 9항에 있어서,

상기 열교환 순환계는, 상기 진한리쿼를 순환시키기 위한 열교환 순환펌프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 9항에 있어서,

중력이 상기 진한리쿼를 순환하기 위한 원동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 9항에 있어서,

발생기 및 흡수기의 열전달영역들 사이에서 순환하는 진한리쿼는 적어도 열교환 순환계의 일부에서 액체와 증기의 2상 혼합물인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 10항에 있어서,

상기 열교환 순환계는,

흡수기의 열전달영역 내에 배치되는 열교환소자와,

발생기로부터 진한리쿼를 받아들이는 상기 입력단부와 상기 진한리쿼를 발생기로 분산시키는 상기 출력단부를 갖추고 있으며, 상기 진한리쿼를 발생기 및 흡수기 열전달영역 사이에서 운반하는 열교환도관과를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 19항에 있어서,

상기 진한리쿼를 순환시키는 원동력은 중력인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 19항에 있어서,

상기 열교환 순환계는 상기 진한리쿼를 순환시키기 위한 열교환 순환펌프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 19항에 있어서,

발생기와 흡수기의 열전달영역들 사이에서 순환하는 진한리쿼는 적어도 열교환 순환계의 일부에서 액체와 증기의 2상 혼합물인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 19항에 있어서,

상기 입력단부와 출력단부는 발생기의 다른 영역에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 23항에 있어서,

상기 입력단부는 액체 축적기이며, 상기 출력단부는 디스트리뷰터인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 12항에 있어서,

상기 열교환 순환계는,

발생기의 열전달영역에 배치되는 열교환소자와 흡수기의 열전달영역에 배치되는 열교환소자와,

발생기로부터 진한리쿼를 받아들이는 상기 입력단부와 상기 진한리쿼를 발생기로 분산시키는 상기 출력단부를 갖추고 있으며, 상기 열교환소자들을 연속적으로 상호연결하여서 상기 진한리쿼를 발생기의 열전달영역과 흡수기의 열전달영역 사이에서 안내하는 열교환도관과를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 25항에 있어서,

상기 진한리쿼를 순환시키는 원동력은 중력인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 25항에 있어서,

상기 열교환 순환계는 상기 진한리쿼를 순환시키는 열교환 순환펌프를 더 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 25항에 있어서,

발생기 및 흡수기의 열전달영역들 사이에서 순환하는 진한리쿼는 적어도 열교환 순환계의 일부에서 액체와 증기의 2상 혼합물인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 25항에 있어서,

상기 입력단부와 상기 출력단부는 발생기의 거의 동일한 영역에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 29항에 있어서,

상기 입력단부는 액체 축적기이며, 상기 출력단부는 디스트리뷰터인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
제 29항에 있어서,

상기 입력단부와 출력단부는 결합된 축적기/디스트리뷰터인 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치.
실내 액체-기체 열교환기와,

실외 액체-기체 열교환기와,

발생기-흡수기 열교환장치와, 상기 발생기-흡수기 열교환장치는

흡수기가 발생기의 내부압력보다 낮은 내부압력을 가지며, 발생기와 흡수기 각각은 대향단부에 고온영역 및 저온영역과 열전달영역을 가지며, 온도범위가 중복되는 각 열전달영역을 정의하는 발생기 및 흡수기와,

발생기의 고온영역으로부터의 묽은리쿼와 흡수기의 저온영역으로부터의 진한리쿼를 발생기 및 흡수기의 고온영역과 저온영역쪽으로 또한 그들을 통해서 순환하도록 하는 유체흐름경로와,

리쿼가 진한농도를 갖는 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들여서, 흡수기와 발생기 사이에서 열전달을 하기 위해 상기 진한리쿼를 흡수기 및 발생기의 열전달영역들 사이에서 순환시키는 열교환 순환계와로 이루어지며,

실내 열교환기 및 실외 열교환기 중 어느 하나로부터 선택적으로 열을 추출하여서 상기 열교환기들 중 다른 하나로 열을 전달하도록 하기 위해서 각 실내 및 실외열교환기와 발생기-흡수기 열교환장치 사이에 부동액 유체를 순환시키는 부동액 순환계와,를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열펌프.
제 32항에 있어서,

상기 열교환 순환계는, 진한리쿼를 발생기 내로 분산시키기 위한 출력단부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열펌프.
제 33항에 있어서,

상기 열교환 순환계는, 흡수기의 열전달영역 내에 배치되는 열교환소자와,

발생기로부터 진한리쿼를 받아들이는 상기 입력단부와 상기 진한리쿼를 발생기로 분산시키는 상기 출력단부를 갖추어 구성되며, 발생기 열전달영역과 흡수기 열전달영역 사이에서 상기 진한리쿼를 운반하는 열교환도관과,를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 열펌프.
제 33항에 있어서,

상기 열교환 순환계는,

발생기의 열전달영역 내에 배치되는 열교환소자와 흡수기의 열전달영역 내에 배치되는 열교환소자와,

발생기로부터 진한리쿼를 받아들이는 상기 입력단부와, 상기 진한리쿼를 발생기로 분산시키기 위한 상기 출력단부를 갖추어 있으며, 상기 열교환소자들을 연속적으로 상호연결하여서 발생기의 열전달영역과 흡수기의 열전달영역 사이에서 상기 진한리쿼를 전달하는 열교환도관과를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 열펌프.
흡수기는 발생기의 내부압력보다 낮은 내부압력을 가지며, 발생기와 흡수기의 각각은 각각 온도범위를 이루면서 반대 단부에 고온 및 저온영역을 가지며, 상기 온도범위는 각각 중복되는 열전달영역을 정의하게 되는 발생기 및 흡수기와, 진한농도, 중간농도, 묽은 농도의 냉매를 갖는 리쿼를 발생기 및 흡수기의 고온영역, 열전달영역 및 저온영역쪽으로 또한 이들 영역을 통하여 순환시키는 유체흐름경로와를 포함하는 발생기-흡수기 열교환장치에서 흡수기와 발생기 사이에서 열을 전달하기 위한 방법에 있어서, 이 방법은

발생기로부터의 진한농도의 리쿼를 흡수기의 열전달영역과 발생기의 열전달영역 사이에서 순환시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발생기-흡수기 열교환장치의 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 36항에 있어서,

진한리쿼를, 발생기로부터 진한리쿼를 받아들이도록 배치된 입력단부로부터 흡수기의 열전달영역을 거쳐서 발생기 내의 출력단부로 순환시키게 되면, 상기 흡수기의 열전달영역으로부터의 진한리쿼의 온도는 진한리쿼가 순환되어 들어가는 발생기영역의 온도보다 높게 됨으로써, 열을 상기 진한리쿼로부터 발생기로 전달하게 되는 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 37항에 있어서,

진한리쿼를 흡수기의 열전달영역 내에 배치된 열교환소자를 거쳐서 상기 열전달영역들 사이에서 순환시킴으로써, 열을 흡수기의 열전달영역으로부터 진한리쿼를 거쳐 발생기의 열전달영역으로 전달하는 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 38항에 있어서,

상기 진한리쿼를 순환시키는 원동력은 중력인 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 38항에 있어서,

발생기 및 흡수기의 열전달영역 사이에서 순환하는 진한리쿼는 적어도 열교환 순환계의 일부에서는 액체와 증기의 2상 혼합물인 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 38항에 있어서,

상기 입력단부 및 출력단부는 발생기의 다른영역 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 36항에 있어서,

발생기로부터 진한리쿼를 받아들이도록 배치된 입력단부로부터의 진한리쿼를 흡수기의 열전달영역과 발생기의 열전달영역을 거쳐서 발생기 내의 출력단부로 순환시키게 되면, 상기 흡수기의 열전달영역으로부터의 진한리쿼의 온도는 진한리쿼가 순환하여 들어가는 발생기 영역의 온도보다 높게 됨으로써, 열을 상기 진한리쿼로부터 발생기로 전달하는 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 42항에 있어서,

흡수기의 열전달영역 내에 배치된 열교환소자와 발생기의 열전달영역 내에 배치된 열교환소자를 거쳐서 상기 열전달영역들 사이에서 진한리쿼를 순환시킴으로써, 열을 흡수기의 열전달영역으로부터 진한리쿼를 거쳐서 발생기의 열전달영역으로 전달하도록 하는 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 43항에 있어서,

상기 진한리쿼를 순환시키는 원동력은 중력인 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 43항에 있어서,

진한리쿼가 열교환 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 43항에 있어서,

발생기 및 흡수기의 열전달영역들 사이에서 순환하는 진한리쿼는 적어도 열교환순환로의 일부에서 액체와 증기의 2상 혼합물인 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
제 43항에 있어서,

상기 입력단부 및 출력단부는 발생기의 거의 동일한 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 발생기와 흡수기 사이의 열전달방법.
흡수기는 발생기의 내부압력보다 낮은 내부압력을 가지며, 발생기와 흡수기의 각각은 각 온도범위를 이루면서 반대 단부에 고온 및 저온영역을 가지며, 상기 온도범위는 각각 중복되는 열전달영역을 정의하게 되는 발생기 및 흡수기와, 진한농도, 중간농도, 묽은 농도의 냉매를 갖는 리쿼를 발생기와 흡수기의 고온영역, 열전달영역 및 저온영역으로 또한 이들 영역을 통하여 순환시키는 유체흐름경로와를 포함하는 발생기-흡수기 열교환장치를 이용하여, 중간온도영역과 고온영역 사이에서 열을 전달하는 방법에 있어서, 이 방법은,

부동액 유체를, 흡수기 열교환기, 응축기 열교환기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나와 실외 열교환기 사이에서 순환시킴으로써, 상기 부동액 유체를 통하여 열을 상기 흡수기, 응축기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나로부터 상기 실외 열교환기로 전달하는 과정과,

부동액 유체를 실내 열교환기와 증발기 열교환기 사이에서 순환시킴으로써, 상기 부동액 유체를 통하여 열을 상기 실내 열교환기로부터 상기 증발기 열교환기로 전달하는 과정과를 포함하며,

상기 발생기-흡수기 열교환장치는, 리쿼가 진한리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들이고, 상기 진한리쿼를 상기 열전달영역들 사이에서 순환시킴으로써 열을 흡수기로부터 발생기로 전달하는 열교환 순환계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 중간온도영역과 고온영역 사이의 열전달방법.
흡수기는 발생기의 내부압력보다 낮은 내부압력을 가지며, 발생기와 흡수기의 각각은 각각 온도범위를 이루면서 반대 단부에 고온 및 저온영역을 가지며, 상기 온도범위는 각각 중복되는 열전달영역을 정의하게 되는 발생기 및 흡수기와, 진한농도, 중간농도, 묽은 농도의 냉매를 갖는 리쿼를 발생기와 흡수기의 고온영역, 열전달영역 및 저온영역으로 또한 이들 영역을 통하여 순환시키는 유체흐름경로와를 포함하는 발생기-흡수기 열교환장치를 이용하여, 저온영역과 중간온도영역 사이에서 열을 전달하는 방법에 있어서, 이 방법은

부동액 유체를, 흡수기 열교환기, 응축기 열교환기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나와 실내 열교환기 사이에서 순환시킴으로써, 상기 부동액 유체를 통하여 열을 상기 흡수기, 응축기 및 발생기 열교환기 중 적어도 하나로부터 상기 실내 열교환기로 전달하는 과정과,

부동액 유체를 실외 열교환기와 증발기 열교환기 사이에서 순환시킴으로써, 상기 부동액 유체를 통하여 열을 상기 실외 열교환기로부터 상기 증발기 열교환기로 전달하는 과정과를 포함하며,

상기 발생기-흡수기 열교환장치는, 리쿼가 진한 리쿼농도를 갖는 위치에서 발생기로부터 리쿼를 받아들이고, 상기 진한리쿼를 상기 열전달영역들 사이에서 순환시킴으로써 열을 흡수기에서 발생기로 전달하게 되는 열교환 순환계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저온영역과 중간온도영역 사이의 열전달방법.