KR200147715Y1 - 흡수식 냉방기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 흡수식 냉방기에 관한 것으로, 그 목적은 발생기에서 비산되는 흡수용액이 증발기로 유입되는 것을 방지하여 사이클 효율을 향상시키는 것이다.

본 고안에 따른 흡수식 냉방기는 발생기(1)에서 증기냉매와 함께 비산되는 흡수용액이 토출관(10)을 통해 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 환류장치로서, 토출관(10)의 내주면에 망상의 와이어매쉬(40)를 설치하였다.

따라서 비산되는 흡수용액이 와이어매쉬(40)와 접하여 스며들게 되고, 중력과 모세관력에 의해 흡수용액은 토출관(10)의 내주면을 따라 흘러 내려와 다시 발생기(1)로 재 유입됨으로써, 흡수용액이 증발기(3)로 유입되는 것이 방지되어 냉방사이클의 효율이 향상되는 이점이 있다.

Description

흡수식 냉방기

본 고안은 흡수식 냉방기에 관한 것으로, 더 상세하게는 발생기에서 생성된 증기냉매를 응축기로 안내하는 토출관에 관한 것이다.

흡수식 냉방사이클은 냉매가스의 액체용해도가 온도 및 압력에 따라 달라지는 것을 이용하는 것으로, 냉매의 상변화 및 냉매와 흡수제 사이의 흡수작용을 통하여 사이클이 이루어진다. 따라서 압축식 사이클에서의 압축기 대신에 흡수기와 발생기를 갖추고 있다.

도 1은 이러한 일반적인 흡수식 냉방기의 냉방사이클을 개략적으로 도시한 것이다. 이에 도시한 바와 같이, 흡수식 냉방기는 밀폐용기로 된 증발기(3)에 냉매로서 물이 채워지고, 냉방하고자 하는 실내에 설치된 냉각코일(5)과 연결되는 냉수관(5a)이 증발기(3) 내부를 돌아가도록 설치된다. 그리고 증발기(3)와 연통되는 흡수기(6)에는 저온에서도 물흡수 능력이 우수한 리튬 브로마이드(lithium bromide) 수용액이 채워진다.

즉, 흡수기(6)에서 불응축가스를 제거하면 리튬 브로마이드 수용액이 증발기(3) 내의 수증기를 흡수함으로써, 증발기(3) 내부의 수면부근 공기가 수분에 의해 포화상태로 되지 않고 지속적으로 증발되고, 냉수관(5a)을 통하여 증발기(3)의 외부에서 내부로 흐르는 물에 보유된 열이 증발과정에서 제거됨으로써, 물이 냉각된다.

따라서, 냉각코일(5)의 주변에 설치된 팬(F2: 이하에서는 냉각코일(5)과 팬(F2)을 합해 팬코일 유니트라고 칭한다.)을 구동시켜 공조 공간에 찬바람을 공급함으로써 실내를 냉방하도록 구성되어 있다.

흡수기(6)에서 수증기의 흡수를 계속하게 되면 흡수용액의 농도가 저하되어 흡수능력이 떨어지게 되는데, 흡수작용을 계속 유지시키려면 묽어진 흡수용액(이하, 희용액이라고 한다.)을 가열기(1a)가 설치된 발생기(1)로 펌프(7)를 이용하여 공급한다. 이 발생기(1)에서는 희용액을 모은 후에 가열기(1a)로 가열하여 흡수기(6)에서 흡수했던 수분을 증발시킴으로써 흡수용액을 진한용액(이하, 농용액이라고 한다.)으로 만들고, 이를 다시 흡수기(6)로 공급한다.

그리고 흡수용액속에서 방출된 수분은 응축기(2)라고 하는 별도의 용기로 공급되어 공냉팬(F1)에 의해 응축되고, 이러한 응축수는 다시 증발기(3)로 공급된다.

한편, 미설명부호 4는 흡수기(6)와 발생기(1) 사이의 유로에 설치된 용액열교환기인데, 발생기(1)로 보내지는 저온의 희용액과 흡수기(6)로 돌아가는 고온의 농용액 사이에서의 열교환을 촉진시킴으로써, 발생기(1)에서의 가열량과 흡수기(6)에서의 냉각열량을 감소시키는 작용을 한다. 그리고 9는 냉수관(5a)의 도중에 설치되어 냉수를 순환시키기 위한 펌프이다.

이러한 구성에서 증발기(3), 흡수기(6), 발생기(1), 응축기(2)는 각기 연결되어 폐회로로 이루어져 있다. 그리고 팬코일 유니트의 냉수관(5a) 출구측 온도는 통상적으로 7℃ 정도이고, 증발기(3)의 압력은 6-7mmHg정도이며, 냉매의 증발온도는 4-5℃가 된다. 그리고 응축온도는 40℃전후이다.

이와 같은 흡수식 냉방기에 있어서, 공조 공간에 찬바람을 더 많이 공급하고자 할 때, 즉 냉방 부하가 클 경우에는 일반적으로 가열기(1a)에 연료를 많이 공급하여 가열량을 증대시킨다. 따라서 흡수용액이 농용액으로 빨리 변환되어 흡수기(6)로 공급하고, 농용액에 의한 증발기(3)로부터의 수분 흡수력을 크게함으로써, 증발기(3)에서의 냉매의 증발에 의해 팬코일 유니트의 냉수관(5a) 물이 좀 더 빨리 냉각되어 냉방량이 증대된다.

한편, 흡수식 냉방기의 발생기(1)에서 냉매증기가 외부가열에 의해 증발될 때 증발압력이 매우 낮기 때문에, 증기와 함께 흡수용액(농용액)도 분출되는 경우도 발생한다. 이 분출된 흡수용액(농용액)이 응축기(2)와 증발기(3)로 유입되면 증발반응이 감소되어 전체적인 사이클효율이 저하된다.

따라서 이러한 현상을 방지하기 위해 도 2에 보인 바와 같이, 발생기(1)에서 형성된 고온의 증기냉매를 외부로 배출하는 토출관(10)의 선단부에는 후술하는 다수의 토출공(12)이 형성되어 있고, 증기냉매를 응축하는 응축기(2)로 안내하는 증기냉매관(20)의 선단부는 원뿔대 형상으로 되어 이의 중심부에 유입공(21)이 형성되어 있으며, 이것들은 별도의 커플링관(30)으로 연결되어 있다.

즉 커플링관(30)의 양단에 발생기(1)와 연계된 토출관(10)의 선단부와 응축기(2)와 연계된 증기냉매관(20)의 선단부가 각각 삽입 결합되는데, 이 각각의 선단부는 일정간격 이격되어 있다. 한편, 토출관(10)의 선단부는 그 중심부가 내곡되게 밀폐된 폐쇄면(11)으로 구성되어 있고, 폐쇄면(11)의 가장자리 부분에 테두리를 따라 다수의 토출공(12)이 형성되어 있어서 발생기(1)에서 형성된 증기냉매는 폐쇄면(11) 내주연 측에 형성된 토출공(12)을 통해 커플링관(30) 내부로 토출된다. 계속하여 증기냉매는 그 중심부에 유입공(21)이 형성된 증기냉매관(20)을 통해 응축기(2)로 공급된다.

이 때, 증기냉매 중에 함유된 흡수용액(리튬 브로마이드 수용액)은 토출관(10)을 통해 토출되는 과정에서, 토출공(12)이 폐쇄면(11)으로 구성된 선단부의 내주연 측에 형성되어 있기 때문에 토출관(10)의 내주면과 접촉하여 이슬처럼 맺히게 되고, 흡수용액은 중력에 의해 내주면을 따라 다시 발생기(1) 내부로 환류된다.

그러나 증기냉매가 토출관(10) 폐쇄면(11)의 내주연측에 형성된 토출공(12)을 통해 원활히 증기냉매관(20)으로 배출되기 때문에, 증기냉매과 함께 흡수용액의 일부가 배출된다.

따라서 이러한 작용의 반복으로 흡수용액이 응축기(2), 증발기(3)로 유입됨으로써, 증발기(3)에서는 냉매의 증발량이 감소하게 되고, 이로 인해 전체적인 사이클효율이 저하되는 문제점이 발생된다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응축기의 증기냉매관과 연결되는 발생기의 토출관에 환류장치로서 망상의 와이어매쉬를 설치하여 발생기에서 증기냉매와 함께 비산된 흡수용액(리튬 브로마이드 수용액)이 토출관을 통해 외부로 빠져나가는 것을 방지함으로써, 전체적인 사이클 효율을 향상시키는 흡수식 냉방기를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 흡수식 냉방기의 냉방사이클을 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 고온의 증기냉매를 응축기로 안내하는 토출관의 구조를 보인 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 토출관의 구조를 보인 개략적인 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1..발생기 3..증발기 5..냉각코일 6..흡수기

10..토출관 11..폐쇄면 12..토출공 20..증기냉매관

30..커플링관 40..와이어매쉬

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 냉매로서 물이 증발되어 조화 공간의 공기를 열교환시키는 증발기, 증발기의 증기냉매를 흡수하는 흡수용액이 마련된 흡수기, 흡수기와 폐회로로 구성되어 흡수용액(희용액)에서 증기냉매를 발생시키고 진해진 흡수용액(농용액)을 흡수기로 재공급하는 발생기, 발생기와 증발기사이에 설치되어 발생기에서 발생된 증기냉매를 응축시키는 응축기, 일단이 발생기와 결합되고 타단의 선단부에 다수의 토출공이 형성되어 증기냉매를 배출하는 토출관, 일단이 토출관의 선단부와 연계되어 증기냉매를 응축기로 안내하는 증기냉매관을 갖춘 흡수식 냉방기에 있어서,

토출관의 내부에는 증기냉매와 함께 비산되는 흡수용액이 토출공을 통해 빠져나가는 것을 억제하는 환류장치가 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안이 적용되는 흡수식 냉방기 냉방사이클을 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 고안에 따른 토출관의 구조를 개략적으로 보인 단면도이다.(본 고안에 따른 흡수식 냉방기는 발생기에서 형성된 증기냉매를 응축기로 배출 안내하는 토출관의 내부구조를 제외하고는 종래의 구성요소와 동일하기 때문에, 동일 구성요소에 대해서는 동일명칭과 동일부호를 사용하고 이에 대한 설명은 생략한다.)

본 고안에 따른 흡수식 냉방기는 이에 도시한 바와 같이, 일단이 발생기(1)와 연통된 토출관(10)이 형성되어 있는데, 이 타단의 선단부는 중심부가 내곡 밀폐된 폐쇄면(11)으로 구성되어 있고, 이 폐쇄면(11)의 가장자리에는 내주면과 인접하게 테두리를 따라 일정간격 이격된 다수의 토출공(12)이 형성되어 있다. 이러한 타단부는 커플링관(30)의 일단부에 삽입 결합된다. 그리고 커플링관(30)의 타단부에는 응축기(2)와 연통된 증기냉매관(20)이 삽입 결합되는데, 이의 선단부는 원뿔대 형상으로 돌출되어 중심부가 개구되어 유입공(21)이 형성되어 있으며, 토출관(10)의 폐쇄면(11)과 일정간격 이격되게 결합된다. 즉, 커플링관(30)에 의해 토출관(10)과 증기냉매관(20)이 연통되어 발생기(1)에서 형성된 증기냉매가 응축기(2) 안내되도록 구성되어 있다.

한편, 본 고안의 특징적인 요소로, 토출관(10)의 내부에는 증기냉매와 함께 비산되는 흡수용액이 토출공(12)을 통해 외부로 빠져나가는 것을 방지하고 다시 발생기(1)로 귀환시키는 환류장치(40)가 설치되어 있다.

이 환류장치(40)는 그 선단이 폐쇄면(11)으로 형성된 토출관(10)의 타단부에 설치된 망상의 환형 와이어매쉬(40)로서, 토출관(10)의 폐쇄면(11)에 형성된 토출공(12)과 이격되고 토출관(10)의 내주면과 밀접하게 접하도록 설치되어 있다. 따라서 증기냉매와 함께 비산되는 흡수용액이 폐쇄면(11)에 부딪쳐 유동이 정지되고, 계속하여 중력에 의해 와이어매쉬(40)로 흘러 내려오고, 모세관력에 의해 다시 발생기(1) 내부로 흘러 귀환하도록 구성되어 있다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 흡수식 냉방기의 작동을 설명한다.

증발기(3)에서는 응축기(2)로부터 공급된 액냉매가 팬코일유니트의 냉수관(5a)을 냉각시키면서 열교환되어 증발하고, 이는 흡수기(6)의 흡수용액에 의해 흡수된다. 계속하여 흡수기(6)에서 묽어진 희용액은 펌프(7)에 의해 용액열교환기(4)를 거쳐 발생기(1)로 보내지고, 여기에서는 가열기(1a)에 의해 가열되어 증기냉매와 진해진 농용액으로 분리되어 증기냉매는 토출관(10)과 증기냉매관(20)을 통해 응축기(2)로 안내되고 농용액은 다시 흡수기(6)로 보내진다.

이 때, 토출관(10)을 통해 비산되어 나가는 증기냉매는 흡수용액이 일부 혼합되어 있어서 같이 외부로 빠져나가려고 하는데, 페쇄면(11)에 의해서 흡수용액의 유동이 정지되고, 토출관(10)의 선단부 내주면에 마련된 망상의 와이어매쉬(40)로 흘러내려와 중력과 모세관력에 의해 발생기(1)로 환류된다. 한편 증기냉매는 와이어매쉬(40)가 망상으로 되어 있기 때문에 이 공간과 폐쇄면(11) 가장자리에 다수개 형성된 토출공(12)을 통해 외부로 빠져나가고, 이에 연계된 유입공(21)을 통해 돌아서 증기냉매관(20)으로 안내되어 응축기(2)로 공급된다.

즉, 증기냉매와 함께 비산된 흡수용액(리튬 브로마이드 수용액)은 토출관(10)을 통해 토출되는 과정에서, 토출공(12)이 이의 내주연 측에 형성되어 있고 또한 내주면에 망상의 와이어매쉬(40)가 설치되어 있기 때문에, 와이어매쉬(40)와 접촉하여 스며들게 되고, 이러한 현상의 반복으로 흡수용액의 대부분은 외부로 방출되지 못하고 중력에 의해 다시 내주면을 따라 발생기(1) 내부로 환류된다.

따라서 발생기(1)에서 비산되는 흡수용액이 응축기(2), 증발기(3)로 유입되는 것이 방지되어 증발기(3)에서는 냉매의 증발량이 증가하게 되고, 이에 따라 전체적인 사이클효율이 향상된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 흡수식 냉방기는 발생기에서 증기냉매와 함께 비산되는 흡수용액이 토출관을 통해 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 환류장치로서, 토출관의 내주면에 망상의 와이어매쉬를 설치하였다.

따라서 비산되는 흡수용액이 와이어매쉬와 접하여 스며들게 되고, 중력과 모세관력에 의해 흡수용액은 토출관의 내주면을 따라 흘러 내려와 다시 발생기로 재 유입됨으로써, 흡수용액이 증발기로 유입되는 것이 방지되어 냉방사이클의 효율이 향상되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 냉매로서 물이 증발되어 조화 공간의 공기를 열교환시키는 증발기(3), 상기 증발기(3)의 증기냉매를 흡수하는 흡수용액이 마련된 흡수기(6), 상기 흡수기(6)와 폐회로로 구성되어 흡수용액(희용액)에서 증기냉매를 발생시키고 진해진 흡수용액(농용액)을 상기 흡수기(6)로 재공급하는 발생기(1), 상기 발생기(1)와 상기 증발기(3)사이에 설치되어 상기 발생기(1)에서 발생된 증기냉매를 응축시키는 응축기(2), 일단이 상기 발생기(1)와 결합되고 타단의 선단부에 다수의 토출공(12)이 형성되어 증기냉매를 배출하는 토출관(10), 일단이 상기 토출관(10)의 선단부와 연계되어 증기냉매를 상기 응축기(2)로 안내하는 증기냉매관(20)을 갖춘 흡수식 냉방기에 있어서,

   상기 토출관(10)의 내부에는 증기냉매와 함께 비산되는 흡수용액이 상기 토출공(12)을 통해 빠져나가는 것을 억제하는 환류장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉방기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 환류장치는 상기 토출관(10)의 타단부에 내주면과 밀접하게 설치되어 흡수용액이 접촉하여 맺히는 망상의 와이어매쉬(40)인 것을 특징으로 하는 흡수식 냉방기.