KR20020050928A - 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 제어방법과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉방용 냉수를 만들기 위해 진공이 유지되는 증발기에서 냉매인 응축수를 증발시키고 증발기에서 냉수를 만드는 과정에서 기화한 냉매수증기를 회수하는 수단으로 리튬브로마이드 수용액을 이용하여 냉매수증기를 흡수하는 흡수기와 흡수기에서 냉매를 흡수한 후 묽어진 리튬브로마이드 용액을 농용액으로 만들기 위한 고온재생기와 고온재생기에서 발생한 냉매를 2차 열원으로 사용하는 저온재생기와 재생기에서 발생한 냉매증기를 응축시키는 응축기를 구비하며 상기 응축냉매를 증발기로 보내어 냉매로 사용하고 재생기에서 만들어진 농용액은 흡수기로 보내어 냉매를 흡수하도록 하여 연속적인 냉수제조 운전이 가능하도록 하는 통상의 이중 효용 흡수식 냉동기에 급탕을 위하여 온수를 동시에 제조할 수 있는 급탕기를 설치하되 급탕과정에서 생성된 응축수를 응축기에서 냉각한 후 증발기로 보내 증발기의 냉매로 사용하여 급탕과 냉방을 동시에 할 경우 전체적인 에너지 효율을 향상시켜 운전비를 절감시키는 급탕 겸용 흡수식 냉동기/냉온수기의 구조 및 제어방법에 관한 것으로 저온재생기 및 급탕기에서 열원으로 사용된 응축수가 모이는 저온재생기 출구 수실에서 응축기로 냉매를 이송하기 위하여 연결되는 배관에 자동밸브를 설치하고 저온재생기 튜브 하단부에 별도의 응축수 통로용 배관을 설치하며 저온재생기 입구 수실에서 고온재생기로 응축수를 보낼 수 있는 오버플로우 장치를 설치하여 냉방 부하의 감소 및 단독 급탕운전시에는 잉여 냉매를 고온재생기로 돌려보낼 수 있으므로 운전중 냉방과 급탕 부하의 변화에도 원활히 운전할 수 있는제어의 수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.

Description

급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 제어방법과 장치{Control Method and Structure of Condensate of an Absorption Chiller with Hot Water Supply Function}

본 발명은 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 제어방법 및 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 냉방에 사용하기 위한 냉수를 만들기 위해 진공이 유지되는 증발기에서 냉매인 응축수를 증발시키고 증발기에서 냉수를 만드는 과정에서 기화한 냉매수증기를 회수하는 수단으로 리튬브로마이드 수용액을 이용하여 냉매수증기를 흡수하는 흡수기와 흡수기에서 냉매를 흡수한 후 묽어진 리튬브로마이드 용액을 농용액으로 만들기 위한 고온재생기와 고온재생기에서 발생한 냉매를 2차 열원으로 사용하는 저온재생기와 재생기에서 발생한 냉매증기를 응축시키는 응축기를 구비하며 상기 응축냉매를 증발기로 보내어 냉매로 사용하고 재생기에서 만들어진 농용액은 흡수기로 보내어 냉매를 흡수하도록 하여 연속적인 냉수제조 운전이 가능하도록 하는 통상의 이중 효용 흡수식 냉동기에 특히 급탕을 위하여 급탕 전용의 열교환기를 별도로 설치한 급탕 겸용의 흡수식 냉동기의 응축냉매 제어방법과 장치에 관한 것이다.

통상의 흡수식 냉동기에 급탕 기능을 추가하기 위하여 고온재생기 냉매증기 출구에 급탕기를 설치하되, 급탕 운전의 결과로 생성된 응축수를 응축기로 보내어 냉매로 사용함으로써 급탕과 냉방을 동시에 운전할 경우 운전비용을 절감할 수 있는 급탕 겸용 흡수식 냉동기에서 급탕과 냉방 수요가 변화하여 급탕 수용에 비해냉방수요가 적을 경우에도 원활한 운전이 계속될 수 있도록 응축수를 제어하는 것을 목적으로 한다.

지금까지 사용화된 급탕 겸용의 흡수식 냉동기는 급탕시 생성된 응축수가 전량 고온재생기로 바로 돌아오는 시스템으로 구성되어 있어 별도의 제어장치가 필요 없으나 본 발명은 급탕 열교환기에서 응축된 응축수를 응축기에서 냉각한 후 증발기로 보내어 냉매로 사용하는 급탕 겸용 흡수식 냉동기에 관한 것이다.

통상의 흡수식냉동기에 급탕기능을 추가하기 위하여 고온재생기 냉매증기 출구에 급탕기를 설치하되 급탕운전의 결과 생성된 응축수를 응축기로 보내어 냉매로 사용함으로써 급탕과 냉방을 동시에 운전할 경우 운전비용을 절감할 수 있는 급탕 겸용 흡수식냉동기를 운전함에 있어서 급탕과 냉방 수요는 수시로 변할 수 있다. 각각의 수요가 변화하여 급탕 단독운전, 급탕 및 부분냉방운전 등의 경우가 발생할 경우에도 각각의 운전 방법에서 안전하고 독립된 운전이 가능해야 한다. 현재 냉방부하의 변화에 따른 흡수식 냉동기의 열원제어는 냉수 출구온도에 따라 이루어지는데 냉동기에서 제조되는 냉수의 출구온도가 설정치 이하로 내려가면 고온재생기로 들어가는 열원량(가스량 혹은 증기량)을 감소시킴으로써 냉매의 발생 및 흡수액의 농축을 억제하여 출구온도의 저하를 막는다. 급탕 겸용 시스템의 경우 급탕수요는 많고 이에 비해 냉방 부하가 감소하는 급탕 및 부분냉방운전을 할 때 열원량을 줄이면 급탕 운전이 불가능하고 열원량을 급탕 수요에 맞추면 과도한 냉각에 의하여 냉수 출구온도가 설정치 이하로 내려가는 문제가 발생할 수 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 저온재생기 응축수 출구 수실과 응축기를 연결하는 응축냉매 배관에 자동밸브를 설치하고 저온재생기 증기입구 수실에 고온재생기와 연락관(오버플로우)을 설치하고 저온재생기 전열관 하부에 별도의 응축수 통로용 튜브를 설치한다. 냉방운전시 부분부하조건(냉수출구가 설정치 이하)에서 급탕 운전은 계속되어야 할 때 상기 응축냉매배관의 자동밸브를 닫히게 하여 증발기로 보내지는 냉매량을 줄이면 응축기로 가지 못한 잉여의 냉매가 상기 저온재생기 전열관 하부 응축수 통로배관에 의해 저온재생기 입구수실로 이동하며 저온재생기 입구 수실과 고온재생기를 연결한 상기 연락관을 통해 고온재생기로 보내진다. 이렇게 하여 증발기로 보내는 냉매량을 줄일 뿐 아니라 재생기로부터 흡수기로 보내지는 농용액의 농도도 낮아지게 함으로써 부분냉방부하 운전시에도 냉수 출구온도의 과도한 저하를 방지하며 원활한 급탕의 공급이 가능하게 된다.

도 1 은 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 흐름도

도 2 는 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 통로 위치도

도 3 은 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수의 연락 배관도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

(1) : 증발기 (2) : 흡수기

(3) : 용액 펌프 (4) : 저온 열교환기

(5) : 고온 열교환기 (6) : 고온재생기

(7) : 저온재생기 (8) : 저온재생기 튜브

(9) : 급탕 열교환기 (10) : 저온재생기 냉매 출구상자

(11) : 저온재생기 연락관 (12) : 응축기

(13) : 자동밸브 (14) : 저온재생기 냉매 입구상자

(15) : 고온재생기 연락관 (16) : 응축수 통로

(17) : 냉수 출구 온도

상기한 바와 같은 목적 즉, 운전상의 안정성과 독립적인 운전을 위해 급탕 겸용 흡수식냉동기의 응축수 제어방법 및 구조에 대한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에서 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 급탕 겸용 흡수식냉동기의 흐름도이고, 도 2는 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 통로 위치도이며, 도 3 은 급탕 겸용 흡수식냉동기의 응축수의 연락배관도를 도시하고 있는데, 증발기(1)에서 증발된 냉매는 흡수기(2)에서 흡수되어 희용액이 되고 이 용액을 용액펌프(3)를 이용하여 저온열교환기(4)와 고온열교환기(5)를 거쳐 고온재생기(6)로 들어가게 된다. 희용액은 여기서 열원에 의해 가열되어 증기를 발생시키고 농축되어 중간 용액이 되며, 이 때 발생된 증기가 병렬로 연결된 저온재생기(7)의 튜브(8) 안쪽과 급탕 열교환기(9)로 들어가게 되며, 이 때 응축된 응축수는 저온재생기 냉매 출구상자(10)에서 모이게 되며 저온재생기 연락관(11)을 통해 응축기와 연결되어 응축기(12)에 모이게 되며 자동밸브(13)는 이 연락관에 설치된다. 고온재생기(6)의 중간용액은 고온열교환기(5)를 거쳐 저온재생기(7)로 들어와 고온재생기(6)에서 발생된 증기에 의해 농축되어 농용액이 되며 저온재생기(7)에서 발생된 냉매는 응축기(12)에서 응축되며 저온재싱기 연락관(11)로 들어온 냉매와 합쳐져 증발기(1)의 냉매로 사용된다. 저온재생기(7)에서 농축된 농용액은 저온열교환기(4)를 거쳐 흡수기(2) 상부로 분사되어 증발기의 냉매를 흡수하는 사이클로 운전되며 저온재생기 냉매 입구상자(14)에는 고온재생기 연락관(15)이 설치되어 냉방 운전시 고온재생기와 평형을 유지하며 냉매응축량이 과도하게 많아 역류할 때 고온재생기로 오버플로우시켜 고온재생기의 과농을 방지하며 냉동기가 부분 부하로 운전되면 저온재생기 연락관(11)에 설치된 자동밸브(13)가 닫혀서 응축기로 들어가는 냉매 흐름을 막고 저온재생기 튜브(8) 하단부에 설치된 별도의 응축수 통로(16)를 통하여 저온재생기 냉매 입구상자(14)와 연결되어 응축수가 고온재생기(6)로 되돌아가므로 용액의 농축도 방지되어 흡수기(2)에서의 흡수능력도 저하되므로 냉수 출구온도(17)가 설정치이하로 되는 것을 방지한다.

(변형예, 응용예 및 법적해석)

본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예와 변형예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 설계변경적 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 냉방운전 중에도 급탕의 부하가 많은 장소에 운전비 절감을 목적으로 설치되는 급탕 겸용 흡수식 냉동기에 적용되며 비교적 직경이 작은 응축냉매 배관에 진공밸브를 설치하는 것으로 급탕과 냉방부하의 변화에 월활히 대응하는 것이 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 급탕운전의 결과 생성된 응축수를 냉매로 이용하여 급탕과 동시에 냉방운전을 하는 급탕 겸용 흡수식냉동기를 제어함에 있어서,

   급탕응축수와 저온재생기 응축냉매를 모아 응축기로 보내는 냉매배관인 연락관에 자동밸브를 설치하여 급탕중 냉방부하가 감소할 경우에 닫히도록 제어하고 상기 자동밸브의 닫힘에 의해 응축기로 보내지지 못한 잉여 냉매는 저온재생기와 고온재생기를 연결한 별도의 연락관에 의해 고온재생기로 되돌아가도록 제어하여 급탕운전중 부분냉방이 가능하도록 하는 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 제어방법.
2. 증발기(1), 흡수기(2), 저온열교환기(4), 고온열교환기(5), 고온재생기(6), 저온재생기(7), 응축기(12)로 구성된 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 구조에 있어서,

   급탕열교환기(9)를 별도로 설치하여 이 배관과 저온재생기(7), 응축기(12)를 저온재생기 연결관(11)으로서 연결하되 사이에 자동밸브(13)를 설치하고 고온재생기(6)에는 연결관(15)으로서 저온재생기(7)와 급탕 열교환기(9)에 연결 배관시킨 것을 특징으로 하는 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 제어장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   응축기(12)는 증발기(1)에 연결하고 저온재생기(7)의 튜브(8)는 응축수통로(16)에 연결 배관된 것을 특징으로 하는 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 제어장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   저온재생기(7)에 연결된 응축수 통로(16)의 냉매출구상자(10)는 급탕 열교환기(9)에 연결하고,

   또한 상기 자동밸브(13)를 경유 연결관(11)으로서 응축기(12)에 연결되며, 응축수 통로(16)의 냉매입구상자(14)는 고온재생기(6)에 연결하고,

   또한 연결관(15)으로서 다시 고온재생기(6)에 연결 배관된 것을 특징으로 하는 급탕 겸용 흡수식 냉동기의 응축수 제어장치.