KR20030061128A - High Temperature Generator of The Absorption Chiller and Heater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 흡수식 냉난방기의 고온재생기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전열면적을 최대화하면서도 전체적인 크기는 증대되지 않도록 억제하여 소형화 및 고효율화를 달성한 흡수식 냉난방기의 고온재생기에 관한 것이다.The present invention relates to a high temperature regenerator of an absorption type air conditioner, and more particularly, to a high temperature regenerator of an absorption type air conditioner that achieves miniaturization and high efficiency by maximizing the heat transfer area while suppressing the overall size from increasing.
흡수식 냉난방은 냉매가스의 액체 용해도가 온도, 압력에 따라 달라지는 것을 이용한 것으로, 통상 LPG, LNG 등의 가스를 열원으로 하여 흡수용액과 냉매를 이용한 냉난방사이클에 의해 달성된다. 이와 같은 흡수식 냉난방은 전기를 에너지원으로 하는 기존 증기 압축식 냉방장치의 압축기 대신 흡수기와 재생기를 갖추고 일차적인 열에너지를 이용하므로써 하절기에 전력부하를 낮추어 과다한 전력소모를 방지할 수 있게 된다. 또한, 흡수식 냉난방은 폐열을 이용한 열병합 시스템에도 적용할 수 있는 등 다양한 장점이 있어 최근 널리 이용되고 있다.Absorption-type heating and cooling uses liquid solubility of refrigerant gas depending on temperature and pressure, and is usually achieved by an air-conditioning cycle using absorption liquid and refrigerant using gas such as LPG or LNG as a heat source. This type of absorption heating and cooling system uses an absorber and a regenerator instead of a compressor of a conventional steam compression air conditioner that uses electricity as an energy source, thereby reducing power load in summer to prevent excessive power consumption. In addition, absorption type heating and cooling has been widely used in recent years because it can be applied to the cogeneration system using waste heat.
일반적으로 흡수식 냉난방기는 물을 냉매로서 사용하고 리튬브로마이드(LiBr) 등의 수용액을 흡수용액으로 하는 방식과, 암모니아를 냉매로 사용하고 물을 흡수액으로 하는 방식으로 구분되는데, 후술되는 바와 같이 본 발명의 종래기술의 설명부분에서는 일 예로 리튬브로마이드 수용액을 흡수용액으로 하는 흡수식 냉난방 사이클에 대해 설명한다.Generally, absorption type air conditioners are classified into a method of using water as a refrigerant and an aqueous solution such as lithium bromide (LiBr) as an absorption solution, and a method of using ammonia as a refrigerant and water as an absorption liquid. In the description of the prior art, as an example, an absorption type cooling / heating cycle using an aqueous solution of lithium bromide will be described.
첨부도면 도 1은 흡수식 냉난방기의 구성 및 작동관계를 개략적으로 도시한 도면으로서, 흡수식 냉난방기는 흡수용액을 재생시키고 냉매를 생성하기 위한 가열원과 재생기를 포함한 구조로 이루어지는데, 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.1 is a view schematically showing the configuration and operation of the absorption type air conditioner. The absorption type air conditioner has a structure including a heating source and a regenerator for regenerating the absorption solution and generating the refrigerant. same.
도시된 바와 같이, 흡수식 냉난방기는 저농도 흡수액(이하 '희용액'이라 한다)인 리튬브로마이드 수용액을 버너의 연소열을 이용하여 가열하고 상기 희용액 중의 냉매(물)를 기화(증발)시켜 중농도 흡수액(이하 '중용액'이라 한다)으로 하는 고온재생기(1)와, 고온재생기(1)내 기화냉매의 응축열을 이용해서 중용액을 가열하고 중용액에 포함된 냉매를 기화시켜 고농도 흡수액으로 하는 저온재생기(2)와, 이들 고온재생기(1) 및 저온재생기(2)에서 각각 분리된 기화냉매(수증기)를 냉각(응축액화)해서 액냉매(물)로 되돌리는 응축기(3)와, 응축기(3)에서 액화된 액냉매를 진공하에서 주변의 열을 빼앗아 저온,저압의 증기로 증발시키는 증발기(4)와, 증발기(4)에서 증발된 기화냉매를 저온재생기(2)에서 얻어진 고농도의 흡수액에 흡수시키는 흡수기(5)를 갖추고 있다. 또한, 흡수식 냉난방기에는 흡수기(5)로부터 흡수용액을 펌핑하여 고온재생기(1) 및 저온재생기(2) 측으로 순환시키기 위한 용액순환펌프(6)와, 순환중인 흡수용액의 열교환을 실시하게 되는 저온용액 열교환기(7) 및 고온용액 열교환기(8)가 구비되어 있다.As shown, the absorption type air conditioner heats a lithium bromide aqueous solution, which is a low concentration absorbent liquid (hereinafter referred to as a 'liquid solution'), by using the heat of combustion of a burner, and vaporizes (evaporates) the refrigerant (water) in the rare solution to absorb a medium absorbent liquid ( A low temperature regenerator (1), which is referred to as a "heavy solution", and a high temperature absorber by heating the heavy solution using the heat of condensation of the vaporized refrigerant in the high temperature regenerator (1) and vaporizing the refrigerant contained in the heavy solution. (2), a condenser (3) for cooling (condensing liquefaction) the vaporized refrigerant (water vapor) separated from these high temperature regenerators (1) and the low temperature regenerator (2) and returning it to a liquid refrigerant (water), and a condenser (3). The vaporized refrigerant evaporated in the evaporator 4 and the vaporized refrigerant evaporated in the evaporator 4 are absorbed by the high concentration absorbent liquid obtained in the low temperature regenerator 2. Equipped absorber (5) The. In addition, the absorption type air conditioner is a low temperature solution for heat-exchanging the solution circulation pump (6) for circulating the absorption solution from the absorber (5) to circulate to the high temperature regenerator (1) and the low temperature regenerator (2). A heat exchanger 7 and a high temperature solution heat exchanger 8 are provided.
이와 같은 구성을 갖춘 흡수식 냉난방기에서 냉매증기를 흡수한 흡수기(5) 내의 중용액은 농도가 묽어지는 희석작용이 발생되어 희용액으로 되는데, 용액순환펌프(6)에 의해 펌핑되어 저온용액 열교환기(7) 및 고온용액 열교환기(8)를 거치면서 고온재생기(1)와 저온재생기(2)로부터 각각 회수되는 고온용액에 의해 예열된 후, 고온재생기(1)로 유입된다. 상기 고온재생기(1)로 유입된 용액은 고온재생기(1)의 일측에 구비되는 연소버너(15)에 의해 공급되는 연소가스에 의해 가열되어 고온의 기화냉매를 발생시키면서 고온 중용액으로 된다.In the absorption type air conditioner having such a configuration, the heavy solution in the absorber 5 absorbing the refrigerant vapor is diluted to form a dilute solution, which is pumped by the solution circulation pump 6 to be a low temperature solution heat exchanger. 7) and preheated by the hot solution recovered from the high temperature regenerator 1 and the low temperature regenerator 2 while passing through the high temperature solution heat exchanger 8, and then flows into the high temperature regenerator 1. The solution introduced into the high temperature regenerator 1 is heated by the combustion gas supplied by the combustion burner 15 provided on one side of the high temperature regenerator 1 to generate a high temperature vaporized refrigerant while generating a high temperature vaporized refrigerant.
한편, 상기 고온재생기(1)에서 생성된 기화냉매는 저온재생기(2)를 가열하는 열원으로 사용되는데, 저온재생기(2)의 가열에 사용된 냉매와 저온재생기(2)에서 발생되는 냉매는 응축기(3)에서 냉각수에 의해 응축 액화하여 액냉매로 되고, 이응축된 액냉매는 중력과 압력차에 의해 증발기(4)로 유입된 후, 주변의 열을 빼앗으면서 저온,저압의 증기로 증발하게 된다. 이 과정에서, 증발기(4) 코일내로 흐르는 온도가 낮아진 물을 실내기로 유입하고 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 실내냉방이 이루어지는 것이다. 한편, 증발기(4)에서 증발된 기화냉매는 흡수기(5)로 유입되는 중용액에 흡수되어 희용액으로 되면서 고온용액 열교환기(8)를 통해 다시 고온재생기(5)로 유입되는 상기의 사이클을 반복하게 된다.Meanwhile, the vaporized refrigerant generated in the high temperature regenerator 1 is used as a heat source for heating the low temperature regenerator 2, and the refrigerant used in the heating of the low temperature regenerator 2 and the refrigerant generated in the low temperature regenerator 2 are condensers. In (3), the liquid is condensed and liquefied by cooling water, and the condensed liquid refrigerant flows into the evaporator (4) by gravity and pressure difference, and then evaporates to low temperature and low pressure steam while depriving the surrounding heat. do. In this process, water cooled in the evaporator 4 coil flows into the indoor unit, and heat-exchanges with the air introduced into the room, thereby cooling the room. On the other hand, the vaporized refrigerant evaporated in the evaporator (4) is absorbed by the heavy solution flowing into the absorber (5) to become a rare solution while the cycle is introduced into the high temperature regenerator (5) through the high temperature solution heat exchanger (8) Will repeat.
첨부도면 도 2는 도 1의 흡수식 냉난방기에서 종래 고온재생기의 열원공급 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 따른 종래 고온재생기의 구성을 확대 도시한 도면이다.2 is a view schematically illustrating a heat source supply structure of a conventional high temperature regenerator in the absorption type air conditioner of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view illustrating a configuration of a conventional high temperature regenerator according to FIG. 2.
도시된 바와 같이, 종래의 흡수식 냉난방기에서 고온재생기(1)는 종형 구조로 이루어져 있으며, 고온재생기(1)의 외부에는 상부가 개방된 외장케이스(10)가 구비되어 있다. 상기 고온재생기(1)는 내통(11) 및 외통(12)으로 구성되는데, 상기 내통(11)과 외통(12)은 일체로 이루어져 있으며, 상기 외장케이스(10)와 내통(11)의 하부는 상호 연통하면서 하방으로 개방되어 있다. 상기 외통(12)의 외면에는 용액의 열교환을 위해 전열핀(13)이 장착되어 있고, 상기 내통(11)의 내측에는 연소가스를 발생시키기 위한 연소실(14)이 형성되어 있으며, 이 연소실(14)의 일측에는 상기 연소가스를 배출시키도록 상기 외장케이스(10)의 외측방향으로 연장된 배기구(14a)가 형성되어 있다. 또한, 상기 연소실(14)의 하부에는 연소버너(15)가 장착되어 있고, 이 연소버너(15)의 일측에는 상기 연소실(14) 내부로 연소용 공기를 유입시키기 위한 송풍기(16)가 구비되어 있다.As shown, in the conventional absorption type air conditioner, the high temperature regenerator 1 has a vertical structure, and an outer case 10 having an open top is provided on the outside of the high temperature regenerator 1. The high temperature regenerator 1 is composed of an inner cylinder 11 and an outer cylinder 12, wherein the inner cylinder 11 and the outer cylinder 12 are integrally formed, and the lower portion of the outer case 10 and the inner cylinder 11 It is open downward while communicating with each other. The outer surface of the outer cylinder 12 is equipped with a heat transfer fin 13 for heat exchange of the solution, a combustion chamber 14 for generating combustion gas is formed inside the inner cylinder 11, this combustion chamber 14 On one side of the) is formed an exhaust port 14a extending in the outward direction of the outer case 10 to discharge the combustion gas. In addition, a combustion burner 15 is mounted to a lower portion of the combustion chamber 14, and one side of the combustion burner 15 is provided with a blower 16 for introducing combustion air into the combustion chamber 14. have.
도 3의 미설명 부호 "15a"는 버너의 화염이 분출되는 "슬릿"이다.Reference numeral 15a in FIG. 3 denotes a "slit" through which the flame of the burner is ejected.
상기 고온재생기(1)는 외통(12)의 상면에 실린더 형태의 취출통(17)이 구비되어 내부와 연통해 있고, 이 취출통(17)으로부터 일정 간격 이격된 위치에는 용액을 유입시키기 위한 용액유입관(18)이 고온재생기(1)의 내부 하방으로 인입되어 있다. 한편, 상기 취출통(17)의 일측 내벽면에는 고온재생기(1) 내부에 인입된 후 상기 연소실(14)의 연소열에 의해 가열된 용액으로부터 기화냉매를 분리시키기 위한 기액분리수단(19)과, 상기 용액을 고온재생기(1)의 외부로 유출시키기 위한 용액유출관(20)이 형성되어 있는데, 상기 기액분리수단(19)은 고온재생기(1)의 내부에서 상방향으로 이동하는 용액중에 포함된 기화냉매가 상기 용액유출관(20) 안으로 유입되지 못하도록 상기 용액유출관(20)의 측,하방을 차단하는 구조로 되어 있다.The high temperature regenerator 1 is provided with a cylinder blowout cylinder 17 on the upper surface of the outer cylinder 12 to communicate with the inside, the solution for introducing the solution in a position spaced apart from the blower 17 at a predetermined interval The inflow pipe 18 is led in and below the high temperature regenerator 1. Meanwhile, a gas-liquid separation means 19 for separating the vaporized refrigerant from the solution heated by the heat of combustion of the combustion chamber 14 after being introduced into the high temperature regenerator 1 into one inner wall surface of the blowout cylinder 17; A solution outlet pipe 20 is formed to allow the solution to flow out of the high temperature regenerator 1, and the gas-liquid separating means 19 is included in the solution moving upward from the inside of the high temperature regenerator 1. The vaporization refrigerant is configured to block the side and the bottom of the solution outflow pipe 20 so that the solution outflow pipe 20 does not flow.
상기 버너(15)의 일측에는 LPG, LNG 등의 연소용 가스를 공급하기 위한 가스배관(21)이 연결되어 있는데, 이 가스배관(21)에는 가스공급을 절체하여 안전장치의 역할을 하는 복수의 가스절체밸브(22a,22b)와, 가스공급량을 조절하는 가스비례제어밸브(23)와, 그리고 별도 장치되는 가스분리공급밸브(24)가 각각 구비되어 있다.One side of the burner 15 is connected to the gas pipe 21 for supplying the gas for combustion, such as LPG, LNG, a plurality of gas pipe 21 to act as a safety device by switching the gas supply Gas switching valves 22a and 22b, a gas proportional control valve 23 for adjusting the gas supply amount, and a gas separation supply valve 24 that are separately provided are provided.
위와 같은 구성을 갖춘 종래 흡수식 냉난방기에서는 연소실(14) 내부에서 발생된 연소가스의 연소열이 외통(12)을 감싸고 있는 전열핀(13)을 가열하여 이 가열된 전열핀(13)이 고온재생기(1) 내부의 용액과 열교환하면서 상기 용액의 온도를상승시켜 고온 중용액을 형성하게 되는데, 이때 상기 용액 중 일부는 기화하여 고온의 기화냉매로 상변화되고, 상기 연소가스는 외장케이스(10)의 일측에 형성된 배기구(14a)를 통해 외부로 배출된다. 상기 고온 중용액은 취출통(17)의 내벽면에 형성된 용액유출관(20)을 통해 유출되면서 고온용액 열교환기(미도시) 측으로 이송되어 저온재생기(2) 상부에 뿌려지게 되고, 상기 기화냉매는 기액분리수단(19)에 가로막혀 용액유출관(20) 안으로 유입되지 못하고 상기 취출통(17)을 따라 상승하여 저온재생기(2) 내부로 공급된 후, 고온재생기 냉매배관(9)을 통해 응축기(3) 측으로 이송된다.In the conventional absorption type air conditioner having the above configuration, the heat of combustion fin generated by the combustion gas generated inside the combustion chamber 14 heats the heat transfer fins 13 surrounding the outer cylinder 12, so that the heated heat transfer fins 13 are a high temperature regenerator (1). The temperature of the solution is increased while heat-exchanging with the internal solution to form a high temperature heavy solution. At this time, some of the solution is vaporized to change into a high temperature vaporized refrigerant, and the combustion gas is one side of the outer case 10. It is discharged to the outside through the exhaust port 14a formed in the. The high temperature heavy solution is discharged through the solution outlet pipe 20 formed on the inner wall of the discharge vessel 17 and is transferred to the high temperature solution heat exchanger (not shown) to be sprayed on the low temperature regenerator 2, and the vaporized refrigerant Is blocked by the gas-liquid separation means 19 and does not flow into the solution outlet pipe 20, but rises along the discharge vessel 17 and is supplied into the low temperature regenerator 2, and then through the high temperature regenerator refrigerant pipe 9 It is conveyed to the condenser 3 side.
상기와 같은 종래 흡수식 냉난방기의 고온재생기는 난방과 급탕기능을 위해 냉난방 능력을 증대시키기 위해서는 버너의 열량을 높여야 하는 바, 이를 위해서는 버너의 개수를 늘려야 하므로 버너의 연소면적이 과대하게 되는 문제점이 있었다.The high temperature regenerator of the conventional absorption type air conditioner as described above needs to increase the calorie value of the burner in order to increase the heating and cooling capability for heating and hot water supply functions. Therefore, the burner of the burner has an excessive combustion area because the number of burners is increased.
또한, 버너의 수가 늘어남으로 인해 버너의 염 또는 염공의 형상은 정사각형에서 직사각형으로 면적이 증대되고 고온재생기의 직경 또한 이에 비례하여 커지게 되므로 고온재생기의 크기가 과대해지는 문제점이 있었다.In addition, as the number of burners increases, the shape of the salt or salt holes of the burners increases from square to rectangular, and the diameter of the high temperature regenerator increases in proportion to the size of the high temperature regenerator.
또한, 필요한 전열면적을 확보하기 위해서는 전열핀을 부착하는 높이를 키우게 되므로 고온재생기의 높이가 높아지게 되어 고온재생기의 크기가 상대적으로 과대해지면서 필요한 전열면적을 확보하기도 힘들어지는 문제점이 있었다.In addition, in order to secure the required heat transfer area, the height of attaching the heating fins is increased, so that the height of the high temperature regenerator is increased, so that the size of the high temperature regenerator is relatively excessive, and it is difficult to secure the required heat transfer area.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,냉난방 능력을 증대시키기 위한 필요한 전열면적을 용이하게 확보함은 물론, 이로 인해 다양한 연소부하에 대응할 수 있고 열효율이 높은 소형 흡수식 냉난방기의 고온재생기를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, it is possible to easily secure the required heat transfer area for increasing the cooling and heating capacity, as well as it can cope with various combustion loads and high efficiency small absorption type air conditioner Its purpose is to provide a high temperature regenerator.
도 1은 흡수식 냉난방기의 구성 및 작동관계를 도시한 계통도이고,1 is a system diagram showing the configuration and operation of the absorption air conditioner,
도 2는 도 1에 따른 종래 고온재생기의 열원공급 구조를 도시한 개략도이고,Figure 2 is a schematic diagram showing a heat source supply structure of the conventional high temperature regenerator according to Figure 1,
도 3은 도 2에 따른 종래 고온재생기의 구성을 확대 도시한 도면이고,3 is an enlarged view illustrating a configuration of a conventional high temperature regenerator according to FIG. 2,
도 4는 본 발명에 따른 고온재생기의 열원공급 구조를 도시한 개략도이고,Figure 4 is a schematic diagram showing a heat source supply structure of the high temperature regenerator according to the present invention,
도 5는 도 4에 따른 열원공급 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다.5 is a view showing another embodiment of the heat source supply structure according to FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 고온재생기2 : 저온재생기1: high temperature regenerator 2: low temperature regenerator
3 : 응축기4 : 증발기3: condenser 4: evaporator
5 : 흡수기6 : 용액순환펌프5 Absorber 6 Solution Circulation Pump
7 : 저온용액 열교환기8 : 고온용액 열교환기7: low temperature solution heat exchanger 8: high temperature solution heat exchanger
9 : 고온재생기 냉매배관10 : 케이스9: high temperature regenerator refrigerant piping 10: case
11,31 : 내통12,32 : 외통11,31: inner cylinder 12,32: outer cylinder
13 : 전열핀14,38 : 연소실13: heat transfer fins 14,38: combustion chamber
14a : 배기구15,40,40' : 버너14a: Exhaust port 15,40,40 ': Burner
15a,41,41' : 슬릿16 : 송풍기15a, 41,41 ': Slit 16: Blower
17 : 취출통18,36 : 용액유입관17: outlet tube 18, 36: solution inlet pipe
19,45 : 기액분리수단20,46 : 용액유출관19,45: gas-liquid separation means 20,46: solution outflow pipe
21 : 가스배관22a,22b : 가스절체밸브21: gas piping 22a, 22b: gas switching valve
23 : 가스비례제어밸브24 : 가스분리공급밸브23 gas proportional control valve 24 gas separation supply valve
13,33 : 열교환핀34 : 캡부13,33: heat exchange fin 34: cap
35 : 결합부35a : 열교환파이프부재35 coupling portion 35a heat exchange pipe member
35b : 배기통로37 : 유출구35b: exhaust passage 37: outlet
39 : 배기가스통39a : 배출관39: exhaust gas cylinder 39a: exhaust pipe
42 : 송풍팬 43 : 용액통로42: blower fan 43: solution passage
44 : 기액분리통47 : 단열재44: gas-liquid separator 47: heat insulating material
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 용액유입관의 일측이 인입, 내재되어 유입 용액의 흐름방향이 바뀌면서 용액의 유동길이가 길어지도록 된 내통과, 이 내통의 일측에 상기 내통의 일부를 감싸는 외통이 결합되어 이루어지고, 상기 내통의 일측 둘레면에는 판상의 접힘구조로 된 열교환핀이 구비되며, 상기 내통의 다른 일측에는 상기 용액의 흐름방향을 바꾸어 내통의 외측방향으로 유출시키도록 유출구를 갖는 캡부가 일체로 형성된 흡수식 냉난방기의 고온재생기에 있어서, 상기 캡부의 외주연으로부터 내측으로 이격되어 형성된 결합부에는 상기 외통과의 사이에 상기 유출구를 통해 유출된 용액이 유동하게 되는 용액통로를 형성하기 위해 양방향 개방된 원통형의 열교환파이프부재가 끼워져서 결합되되, 상기 열교환파이프부재는 용액통로의 길이가 길어져서 상기 용액통로 내부의 용액에 대해 전열면적이 확장되도록 상기 외통의 일측 단부에 형성된 연소실까지 길이가 연장된 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기의 고온재생기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is the one side of the solution inlet pipe is introduced, the inner flow of the inflow solution is changed while the flow direction of the inflow solution, and the inner cylinder so that the length of the solution is to wrap a portion of the inner cylinder on one side of the inner cylinder The outer cylinder is made of a combination, the one side circumferential surface of the inner cylinder is provided with a heat exchange fin having a plate-like folded structure, the other side of the inner cylinder having an outlet to flow out of the inner cylinder to change the flow direction of the solution In the high temperature regenerator of the absorption type air-conditioner formed integrally with the cap portion, the coupling portion formed to be spaced inwardly from the outer periphery of the cap portion to form a solution passage through which the solution flowed through the outlet port between the outer passage; The cylindrical heat exchange pipe member of the bidirectional open is fitted and coupled, the heat exchange pipe member So increases the length of the liquid passages to provide a high-temperature regenerator of the absorption type Cooling & Heating, characterized in that the combustion chamber formed to the one end of the outer tube extends in length so that the heat transfer area for the expansion of the solution within the solution passage.
본 발명은 그 구체적인 예로, 상기 외통은 용액통로 내부를 유동하는 상기 용액에 대해 전열면적이 확장되도록 일측이 절곡된 구조로 제공된다.As a specific example of the present invention, the outer cylinder is provided in a structure in which one side is bent so that the heat transfer area is expanded with respect to the solution flowing in the solution passage.
본 발명은 더욱 구체적인 예로, 상기 연소실측 용액통로는 고온 단열재로 구성된 구조로 제공된다.In a more specific example, the combustion chamber-side solution passage is provided in a structure consisting of a high temperature insulating material.
또한, 본 발명에서는 상기 열교환핀이 금속성의 선재를 이용한 메쉬 구조로 된 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기의 고온재생기를 제공한다.In addition, the present invention provides a high temperature regenerator of the absorption type air conditioner, characterized in that the heat exchange fin has a mesh structure using a metallic wire rod.
또한, 본 발명에서는 상기 고온 단열재가 세라믹, 유리섬유 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the high temperature insulating material can be configured to include at least one or more of ceramic, glass fiber.
이와 같은 기술적 구성으로부터 본 발명은 냉난방 능력을 증대시키기 위해 필요한 전열면적을 확보할 수 있게 됨은 물론, 고온재생기의 크기 증가를 최소화할 수 있어 다양한 연소부하에 대응하고 열효율이 높은 소형의 고온재생기를 제공할 수 있게 된다.From this technical configuration, the present invention can secure the heat transfer area necessary to increase the cooling and heating capability, and can minimize the increase in the size of the high temperature regenerator, thereby providing a compact high temperature regenerator that copes with various combustion loads and has high thermal efficiency. You can do it.
이하 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서만 새로운 부호를 부여하여 설명하고, 동일 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.The same reference numerals are given to the same components as those of the prior art, and only the new components are given the new reference numerals, and detailed descriptions of the same components are omitted.
첨부도면 도 4는 본 발명에 따른 고온재생기의 열원공급 구조를 도시한 개략도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에서는 원통구조로 된 내통(31)과 이 내통(31)을 감싸는 원통형의 외통(32)이 수평방향으로 상호 결합된 횡형구조의 고온재생기(1')가 제공된다.4 is a schematic view showing a heat source supply structure of a high temperature regenerator according to the present invention. As shown in the present invention, an inner cylinder 31 having a cylindrical structure and a cylindrical outer cylinder 32 surrounding the inner cylinder 31 are shown. There is provided a horizontal high temperature regenerator 1 'which is mutually coupled in the horizontal direction.
상기 내통(31)은 일측에 그 둘레면을 따라 판상의 접힘구조로 된열교환핀(33)이 브레이징 용접방법에 의해 밀착된 상태로 용접하여 결합되고, 다른 일측에는 상기 열교환핀(33)의 단부로부터 소정거리 이격된 둘레면에 상기 외통(32)의 일단이 끼워져서 결합되는 오목접시 형상의 캡부(34)가 형성되어 있으며, 상기 캡부(34)의 선단으로부터 일정간격 이격된 내측에는 원주방향으로 결합부(35)가 형성되어 이 결합부(35)에 양방향 개방구조로 된 원통형의 열교환파이프부재(35a)가 끼워진 상태로 결합되어 있다. 한편, 상기 열교환파이프부재(35a)는 내면에 상기 열교환핀(33)과 같은 열교환부재가 구비된 구조로 형성될 수 있다.The inner cylinder 31 is joined by welding a heat exchange fin 33 having a plate-like folding structure along the circumferential surface thereof on one side in close contact by a brazing welding method, and the other end of the heat exchange fin 33 on one side thereof. One end of the outer cylinder 32 is formed in the concave plate-shaped cap portion 34 is inserted into the circumferential surface spaced from a predetermined distance from the circumferential direction, the inner side spaced a predetermined distance from the tip of the cap portion 34 A coupling portion 35 is formed and coupled to the coupling portion 35 in a state where a cylindrical heat exchange pipe member 35a having a bidirectional open structure is fitted. On the other hand, the heat exchange pipe member 35a may be formed in a structure provided with a heat exchange member such as the heat exchange fin 33 on the inner surface.
상기 캡부(34)의 중앙을 통해서는 내통(31)의 내부에 용액유입관(36)이 관통하여 인입되어 있고, 상기 캡부(34)의 외주연과 결합부(35) 사이에는 상기 용액유입관(36)을 통해 내통(31) 내부에 유입된 용액이 고온재생기(1')의 상방향으로 흐름방향을 바꾸면서 상기 내통(31)의 외측방향으로 유출되도록 원주방향을 따라 상기 내통(31)의 내부로부터 연장된 유출구(37)가 형성되어 있다. 상기 결합부(35)의 일측에는 상기 외통(32)을 통해 운반된 연소가스가 상기 열교환핀(33)을 가열하면서 상기 내통(31) 속의 용액과 열교환을 수행한 후 배출되도록 된 복수의 배기통로(35b)가 형성되되, 이 배기통로(35b)는 상기 캡부(34)의 일측에 연장하여 형성된 배기가스통(39)과 연통되어 있고, 상기 배기가스통(39)의 일측에는 상기 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 배출관(39a)이 형성되어 있다.Through the center of the cap portion 34, the solution inlet pipe 36 is introduced through the inside of the inner cylinder 31, and the solution inlet pipe between the outer periphery of the cap portion 34 and the coupling portion 35 Solution of the inner cylinder 31 along the circumferential direction so that the solution introduced into the inner cylinder 31 through the 36 flows in the outward direction of the inner cylinder 31 while changing the flow direction upward of the high temperature regenerator 1 '. An outlet 37 extending from the inside is formed. One side of the coupling part 35 is a plurality of exhaust passages through which the combustion gas carried through the outer cylinder 32 is discharged after heat-exchanging with the solution in the inner cylinder 31 while heating the heat exchange fin 33. A 35b is formed, and the exhaust passage 35b is in communication with the exhaust gas cylinder 39 formed extending from one side of the cap portion 34. The exhaust gas cylinder 39 is connected to one side of the exhaust gas cylinder 39. A discharge pipe 39a for discharging is formed.
상기 외통(32)은 일측이 하방으로 절곡된 구조로서, 상기 절곡된 하부에는 연소실(38)이 형성되어 있고, 이 연소실(38)의 일측에는 상기 내통(31) 안으로 유입된 용액을 가열하기 위해 버너(40)가 구비되며, 상기 버너(40)의 일측에는 상기 연소실(38) 내부로 연소용 공기를 유입시키기 위한 송풍팬(42)이 구비되어 있다.The outer cylinder 32 has a structure in which one side is bent downward, a combustion chamber 38 is formed at the bent lower portion, one side of the combustion chamber 38 to heat the solution introduced into the inner cylinder 31. A burner 40 is provided, and one side of the burner 40 is provided with a blowing fan 42 for introducing combustion air into the combustion chamber 38.
도 4의 미설명 부호 "41"은 버너(40)의 화염이 분출되는 "슬릿"이다.Reference numeral 41 in FIG. 4 denotes a "slit" through which the flame of the burner 40 is ejected.
상기 외통(32)이 내통(31)의 일측을 감싸고 상기 캡부(34)에 결합되면서 외통(32)의 내면과 상기 열교환파이프부재(35a)의 외면 사이에는 상기 외통(32)의 길이방향을 따라 상기 유출구(37)와 연통하는 용액통로(43)가 형성된다. 상기 열교환파이프부재(35a)는 외통(32)과 동일한 길이로 형성되어 상기 연소실(38)까지 연장되어 있는 바, 상기 용액통로(43)는 내통(31)의 결합부(35)로부터 외통(32)의 끝단, 즉 연소실(38) 입구측까지 연장하여 형성된다. 상기 외통(32)의 상부에는 내통(31)으로부터 운반된 용액으로부터 기화냉매를 분리해내기 위한 기액분리통(44)이 구비되는데, 상기 기액분리통(44)의 내벽면에는 용액과 기화냉매를 분리시키기 위한 기액분리수단(45)과, 상기 용액을 고온재생기(1)의 외부로 유출시키기 위한 용액유출관(46)이 형성되어 있다. 상기 기액분리수단(45)은 고온재생기(1)의 내부에서 상방향으로 이동하는 용액중에 포함된 기화냉매가 상기 용액유출관(46) 안으로 유입되지 못하도록 상기 용액유출관(46)의 측,하방을 차단하는 구조로 이루어져 있다.The outer cylinder 32 surrounds one side of the inner cylinder 31 and is coupled to the cap portion 34 while being along the longitudinal direction of the outer cylinder 32 between the inner surface of the outer cylinder 32 and the outer surface of the heat exchange pipe member 35a. The solution passage 43 in communication with the outlet 37 is formed. The heat exchange pipe member 35a is formed to have the same length as the outer cylinder 32 and extends to the combustion chamber 38. The solution passage 43 is the outer cylinder 32 from the coupling portion 35 of the inner cylinder 31. ) End, that is, extending to the inlet side of the combustion chamber 38. The upper portion of the outer cylinder 32 is provided with a gas-liquid separation cylinder 44 for separating the vaporized refrigerant from the solution carried from the inner cylinder 31, the inner wall surface of the gas-liquid separator 44 is a solution and vaporized refrigerant A gas-liquid separating means 45 for separating and a solution outflow pipe 46 for flowing the solution out of the high temperature regenerator 1 are formed. The gas-liquid separation means 45 is a side and a bottom of the solution outlet pipe 46 so that the vaporized refrigerant contained in the solution moving upward in the high temperature regenerator 1 does not flow into the solution outlet pipe 46. It consists of a structure that blocks the.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 고온재생기(1')에서 상기 용액유입관(36)을 통해 유입되는 희용액은 내통(31) 내부에서 1차로 흐름방향이 바뀌게 되고, 상기 캡부(34)에서 2차로 흐름방향이 바뀐 후, 상기 캡부(34)에 형성된 유출구(37)를 통해 유출되어 이 유출구(37)와 연통하는 상기 용액통로(43)를 따라 유동하게 된다. 이와 동시에, 상기 외통(32)의 일측에 형성된 연소실(38)에서는 버너(40)의 연소열에 의해 고온의 연소가스가 발생하게 되는데, 이 연소가스의 연소열은 연소실(38)측 용액통로(43) 내부의 용액과 열교환하며 상기 용액을 가열시키는 한편, 내통(31)과 외통(32) 사이에 위치된 상기 열교환핀(33)과 열교환파이프부재(35a)를 가열하여 내통(31) 및 이 내통(31)으로부터 연장하여 연결된 용액통로(43) 내부의 용액을 가열하면서 고온의 중용액을 형성하게 된다.In the high temperature regenerator 1 ′ of the present invention having such a configuration, the rare solution flowing through the solution inlet pipe 36 is changed in a primary flow direction inside the inner cylinder 31, and the cap part 34 has two. After the flow direction of the lane is changed, it flows out through the outlet 37 formed in the cap portion 34 and flows along the solution passage 43 in communication with the outlet 37. At the same time, in the combustion chamber 38 formed on one side of the outer cylinder 32, a high temperature combustion gas is generated by the combustion heat of the burner 40, and the combustion heat of the combustion gas is the solution passage 43 on the combustion chamber 38 side. Heats the solution and heats the solution, while heating the heat exchange fin 33 and the heat exchange pipe member 35a located between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 to heat the inner cylinder 31 and the inner cylinder ( 31 to form a high temperature heavy solution while heating the solution in the solution passage 43 connected to extend.
상기 용액통로(43)를 따라 상방향으로 이동하여 기액분리통(44) 안으로 유입된 상기 고온의 중용액은 기액분리수단(45)에 의해 기액분리된 상태로 용액유출관(46)을 통해 고온용액 열교환기(미도시)측으로 이송되어 저온재생기(2) 상부에 뿌려지게 된다. 또한, 상기 고온 중용액으로부터 분리된 기화냉매는 기액분리통(44)을 따라 저온재생기(2)의 상부로 공급되어 액막을 형성하면서 흘러내리는 중용액에 열원을 공급하고 일부 응축되어 고온재생기 냉매배관(9)을 통해 응축기(3) 측으로 이송된다.The high temperature heavy solution flowing upward along the solution passage 43 and introduced into the gas-liquid separator 44 is heated at high temperature through the solution outlet pipe 46 in the state of being gas-liquid separated by the gas-liquid separation means 45. The solution is transferred to the heat exchanger (not shown) and sprayed on the low temperature regenerator 2. In addition, the vaporized refrigerant separated from the high temperature heavy solution is supplied to the upper portion of the low temperature regenerator 2 along the gas-liquid separator 44 to supply a heat source to the heavy solution flowing down while forming a liquid film and partially condensed to the high temperature regenerator refrigerant piping It is conveyed to the condenser 3 side via (9).
상기 실시예에서 사용된 버너(40)는 메탈파이버 버너(metal fiber burner)로서, 정상 운전시 냉난방 부하에 따라 송풍팬(42) 회전수와 비례제어밸브(23)가 연동하여 최적의 공연비로 작동되도록 구비하고, 상기 연소실(38) 내에서 화염이 감지되지 않으면 가스절체밸브(22a,22b)가 차단되면서 송풍팬(42)을 일정시간 계속 작동하여 잔류가스를 배기하게 되며, 냉난방 운전후 가스의 공급이 차단되어 버너(40)가 소화된 후에도 고온재생기(1')가 온도가 하강하여 일정온도에 이를 때까지 송풍팬(42)을 계속 가동하도록 되어 있다.Burner 40 used in the embodiment is a metal fiber burner (metal fiber burner), the fan speed of the fan 42 and the proportional control valve 23 in accordance with the cooling and heating load in normal operation is operated at the optimum air-fuel ratio If the flame is not detected in the combustion chamber 38, the gas switching valves (22a, 22b) are shut off and the blower fan (42) continues to operate for a predetermined time to exhaust the residual gas, the gas after cooling and heating operation Even after the supply is cut off and the burner 40 is extinguished, the high temperature regenerator 1 'continues to operate the blower fan 42 until the temperature decreases and reaches a predetermined temperature.
또한, 본 발명은 상기 내통(31)에 용액이 유입되는 용액유입관(36)의 일단을 인입시켜 용액의 흐름방향이 전환되도록 함과 아울러, 상기 내통(31)과 외통(32)을 상호 연통시켜 상기 용액의 흐름방향이 다시 전환되도록 함으로써 필요한 전열면적을 확보하도록 횡형 구조로 이루어진 고온재생기(1')가 제공되는데, 고온재생기(1')의 일측에 형성된 연소실(38)은 직각 또는 경사각으로 절곡된 구조로 제공되고, 재생기 외통(32)의 연소실(38)측 내주면에 형성된 용액통로(43) 속의 용액은 상기 버너(40)의 연소열에 의해 발생된 복사열과 대류열에 의해 열교환이 이루어지고, 상기 연소실(38)에서 배기관(39) 측으로 이동하는 연소가스와 재생기 내통(31)에 구비된 열교환핀(33)에 의해 열교환이 이루어지도록 함으로써 열교환 효율을 높인 고효율의 고온재생기를 제공할 수 있게 된다.In addition, the present invention introduces one end of the solution inlet pipe 36 into which the solution is introduced into the inner cylinder 31 so that the flow direction of the solution is switched, and the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 communicate with each other. In order to ensure the required heat transfer area by switching the flow direction of the solution again, a high temperature regenerator 1 'having a horizontal structure is provided, and the combustion chamber 38 formed at one side of the high temperature regenerator 1' has a right angle or an inclination angle. It is provided in a bent structure, the solution in the solution passage 43 formed on the inner peripheral surface of the combustion chamber 38 side of the regenerator outer cylinder 32 is heat-exchanged by the radiant heat and convection heat generated by the combustion heat of the burner 40, The high-temperature regenerator having high heat exchange efficiency may be provided by performing heat exchange by the heat exchange fin 33 provided in the inner cylinder 31 and the combustion gas moving from the combustion chamber 38 to the exhaust pipe 39. It is possible.
한편, 상기 실시예에서 열교환핀(33)은 판상의 접힘구조인 것으로 설명되었으나, 이에 한정하지 않고 스텐레스 등의 금속재로 된 선재(철심)를 이용하여 메쉬(mesh) 형태로 구성하거나 열전도율이 높은 동판 등을 이용하여 구성할 수도 있다. 또한, 상기 실시예에서는 외통의 일측이 수직 절곡된 구조로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정하지 않고 다양한 각도로 절곡된 구조로 구성할 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the above embodiment, the heat exchange fin 33 has been described as a plate-shaped folding structure, but not limited to this, using a wire (iron core) made of metal such as stainless steel (mesh) form or copper plate with high thermal conductivity It may also be configured using. In addition, in the above embodiment, one side of the outer cylinder is illustrated and described as having a vertical bent structure, but is not limited thereto.
첨부도면 도 5는 도 4에 따른 열원공급 구조의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 도 4에 도시된 실시예에서는 외통(32)의 내주연에 형성된 용액통로(43)가 내통(31)으로부터 운반된 용액으로 채워져 있고, 상기 외통(32)의 일측에 위치된 연소실(38)에 고온 단열재가 필요치 않은 구성으로서 연소수단으로 메탈파이버 버너(40)를 사용한 반면, 도 5에 따른 고온재생기(1")에서는 분젠식 슬릿버너(40')를 사용하는 경우의 실시예로서 외통(32)의 연소실(38)측 용액통로(43)의 일부가 고온의 단열재(47)로 연결된 구조로 제공된다. 상기 단열재(47)는 고온에 견디는 재질로서, 세라믹, 유리섬유 등의 고온 단열재가 사용될 수 있다.5 is a view showing another embodiment of the heat source supply structure according to FIG. 4. In the embodiment shown in FIG. 4, the solution passage 43 formed at the inner circumference of the outer cylinder 32 is formed from the inner cylinder 31. While the metal fiber burner 40 is used as a combustion means as a configuration in which the high temperature heat insulating material is not required in the combustion chamber 38 located on one side of the outer cylinder 32, the hot regenerator 1 according to FIG. In the case of using the Bunsen-type slit burner 40 ', a part of the solution passage 43 on the combustion chamber 38 side of the outer cylinder 32 is provided in a structure in which a high temperature heat insulating material 47 is connected. The heat insulator 47 is a material that withstands high temperature, a high temperature heat insulating material such as ceramic, glass fiber may be used.
도 5의 미설명 부호 "41'"는 버너(40')의 화염이 분출되는 "슬릿"이다.Reference numeral "41 '" in FIG. 5 denotes a "slit" through which the flame of the burner 40' is ejected.
상기 실시예에 따른 본 발명 고온재생기(1")에서는 분젠식 슬릿버너 뿐만 아니라 메탈파이버 버너도 적용이 가능하게 된다.In the high temperature regenerator 1 "of the present invention according to the embodiment, not only the Bunsen slit burner but also the metal fiber burner can be applied.
한편, 연소실(38)은 용액으로 둘러싸여 있는 경우, 용액에 의한 열손실이 적으므로 비교적 얇은 단열재 만으로도 단열특성이 우수한 고온재생기를 제공하게 된다.On the other hand, when the combustion chamber 38 is surrounded by a solution, there is little heat loss due to the solution, so that only a relatively thin heat insulator provides a high temperature regenerator having excellent heat insulating properties.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 고온재생기는 용액의 흐름방향이 2차에 걸쳐 전환되는 구조를 제공함으로써 용액의 이동경로가 길어지도록 하고, 이로 인해 전열면적이 확장되도록 하여 냉난방 효율을 더욱 높일 수 있게 되는 것이다. 또한, 본 발명은 외통의 일측이 절곡되어 용액통로의 전열면적이 더욱 확장된 구조로 제공됨으로 해서 다양한 버너의 적용을 가능케 하며, 이로 인해 다양한 열적부하에 대해서도 용이하게 대응할 수 있게 되는 것이다.As described above, the high temperature regenerator of the present invention provides a structure in which the flow direction of the solution is switched to the secondary to lengthen the moving path of the solution, thereby expanding the heat transfer area to further increase the cooling and heating efficiency. Will be. In addition, the present invention is that one side of the outer cylinder is bent to provide a more extended structure of the heat transfer area of the solution passage to enable the application of a variety of burners, it is possible to easily cope with a variety of thermal loads.
위와 같이, 본 발명은 냉난방 능력을 증대시키기 위해 필요한 전열면적을 확보할 수 있게 됨은 물론, 필요한 전열면적의 확보로 인해 다양한 연소부하에 대응하고 열효율이 높은 소형의 고온재생기를 제공할 수 있게 된다.As described above, the present invention can secure the heat transfer area necessary to increase the cooling and heating ability, and of course, it is possible to provide a compact high temperature regenerator that can cope with various combustion loads and has high thermal efficiency due to securing the required heat transfer area.
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