KR20070063073A - Absorption refrigerating machine having heat pipe of changed inner side - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an absorption type refrigerator according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 돌기부가 형성된 전열관을 갖춘 흡수식 냉동기를 예시한 개략도이다. Figure 2 is a schematic diagram illustrating an absorption chiller having a heat transfer tube formed with protrusions according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기에 배치되는 전열관의 일부분의 단면을 절개하여 예시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a portion of a heat pipe disposed on an evaporator according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 내면이 변형된 전열관을 갖춘 흡수식 냉동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전열관의 내부 표면을 변경하여 열교환 효율을 극대화할 수 있는 내면이 변형된 전열관을 갖춘 흡수기 냉동기에 관한 것이다. The present invention relates to an absorption chiller having a heat exchanger tube with a modified inner surface, and more particularly, to an absorber refrigerator having a heat transfer tube with a modified inner surface that can maximize the heat exchange efficiency by changing an inner surface of the heat transfer tube.
흡수식 냉동기는 냉매 증기의 액체 용해도가 온도, 압력에 따라 달라지는 것을 이용하는 냉동기로서, 냉매로는 물이 사용되며 증발된 냉매를 회수하기 위한 흡수 용액으로는 취화리튬(LiBr) 등이 사용된다. Absorption chiller is a chiller that uses the liquid solubility of the refrigerant vapor varies depending on the temperature, pressure, water is used as the refrigerant, and lithium embrittlement (LiBr) and the like as the absorption solution for recovering the evaporated refrigerant.
종래의 흡수식 냉동기의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기는 흡수 용액을 외부의 열원을 이용하여 가열, 농축하는 고온 재생기(103), 전열관 외에 흡수 용액의 유하액막을 형성하여 상기 고온 재생기(103)에서 발생한 냉매 증기의 열 에너지로 가열, 농축하는 저온 재생기(102), 상기 저온 재생기(102)에서 발생한 냉매 증기를 응축함과 동시에 고온 재생기(103)에서 발생하여 저온 재생기(102)의 관내에서 응축된 냉매액과 혼합하는 응축기(101), 관외에 냉매액의 유하액막을 형성하여 증발시켜 관내의 냉수를 냉각하는 증발기(107), 상기 증발기(107)에서 발생한 냉매 증기를 흡수 용액의 유하액막에 의하여 흡수하여 용기 내를 저압으로 유지하여 증발을 촉진하는 흡수기(106), 상기 고온 및 저온 재생기(102)로부터 흡수기(106)로 순환하는 흡수 용액으로부터 현열을 회수하여 에너지 절약을 도모하는 저온 및 고온 열교환 및 이들을 접속하는 배관류기(104)(105) 와 냉매 펌프(108)와 용액 펌프(109)로 구성된다. Looking at the structure of a conventional absorption chiller as follows. 1 is a schematic configuration diagram of an absorption type refrigerator according to the prior art. As shown in FIG. 1, the absorption chiller according to the related art includes a
상기의 구성에 있어서, 상기 증발기(107)에는 다수의 단위 전열관 즉, 전열관군(群)이 구비되는데 상기 전열관 외면 상에 냉매액이 공급되고 냉매액의 증발 잠열에 의해 전열관 내부의 냉수가 냉각된다. 한편, 상기 냉매액은 소정의 액체 도입관(110)을 통해 전열관 외에 유하액막을 형성하도록 공급되어 증발되며, 전열관 내로 흐르는 물에 대한 냉각 효율을 높여주도록 전열관의 열전달 효율을 개선시킬 필요성이 있다. In the above configuration, the
마찬가지로, 상기의 구성에 있어서 상기 흡수기(106)에는 냉각수가 흐르는 전열관군이 구비되고, 상기 전열관의 외면 상에 흡수 용액이 공급되고 상기 증발기 (107)에서 증발된 냉매 증기는 액체 도입관(110)을 통해 공급된 흡수 용액에 흡수된다. 상기 냉각수가 상기 흡수기(106)내의 전열관을 통해 응축기(101)까지 이어진다.Similarly, in the above configuration, the
냉각수는 흡수기내의 전열관에서 1 차 열교환에 의해 흡수용액이 냉매를 흡수할 때 발생하는 열을 흡수하며, 2차 열교환에 의해 응축기내에서 냉매 응축시 발생하는 열을 흡수하게 된다. 이에따라, 효과적인 열교환 증대를 위해서는, 흡수식 냉동기의 전체적인 성능을 고려하여 냉각수 유동에 의한 1차 열교환 및 2 차 열교환을 효과적으로 수행하여야 한다. The cooling water absorbs heat generated when the absorbing solution absorbs the refrigerant by the primary heat exchange in the heat transfer tube in the absorber, and absorbs the heat generated when condensing the refrigerant in the condenser by the secondary heat exchange. Accordingly, in order to increase the effective heat exchange, it is necessary to effectively perform the primary heat exchange and the secondary heat exchange by the coolant flow in consideration of the overall performance of the absorption chiller.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 증발기와 흡수기 전열관 내면의 구조를 변경하여, 증발기 전열관의 열전달을 향상시키고, 흡수기 냉동기의 흡수기에서 냉각수 유동의 압력 손실이 일어나지 않도록 하여, 응축기에서의 열교환 효율을 증대시켜서, 전체적으로 열효율을 개선시키는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, by changing the structure of the inner surface of the evaporator and the absorber heat pipe, to improve the heat transfer of the evaporator heat pipe, so that the pressure loss of the coolant flow in the absorber of the absorber freezer does not occur. Therefore, it is an object of the present invention to increase the heat exchange efficiency in the condenser and to improve the thermal efficiency as a whole.
본 발명의 목적은 흡수식 냉동기에 있어서, An object of the present invention is an absorption chiller,
증발기에서 열교환하도록 냉수가 흐르는 복수의 전열관을 포함한 제1배관;A first pipe including a plurality of heat pipes through which cold water flows to exchange heat in the evaporator;
흡수기 및 응축기에서 열교환하도록 냉각수가 흐르는 복수의 전열관을 포함한 제2배관;을 포함하며,And a second pipe including a plurality of heat pipes through which coolant flows to exchange heat in the absorber and the condenser.
상기 제1배관의 상기 증발기 내의 전열관은 내면에 그 길이방향을 따라, 나 선형 돌기부가 형성되어 있고,The heat transfer pipe in the evaporator of the first pipe is formed on the inner surface along its longitudinal direction, a linear projection is formed,
상기 제2배관의 상기 흡수기 내의 전열관의 내면은 응축기로 유입되는 냉각수의 유동압력을 떨어뜨리지 않도록 형성되어 있는 내면이 변형된 전열관을 갖춘 흡수기 냉동기를 제공함에 의해 달성된다.The inner surface of the heat transfer tube in the absorber of the second pipe is achieved by providing an absorber refrigerator having a heat transfer tube whose inner surface is deformed so as not to drop the flow pressure of the cooling water flowing into the condenser.
바람직하게는, 상기 나선형 돌기부의 높이가 0.1 내지 1mm 이하이고, 상기 나선형 돌기부가 상기 전열관 내부 둘레로 10 내지 36개가 형성되어 있다.Preferably, the height of the helical protrusion is 0.1 to 1 mm or less, and 10 to 36 helical protrusions are formed around the inner circumference of the heat transfer tube.
또한, 바람직하게는, 상기 흡수기의 전열관 내부 표면에 돌기가 형성되어 있지 않다.Further, preferably, no protrusion is formed on the inner surface of the heat transfer tube of the absorber.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 내면이 변형된 전열관을 갖춘 흡수기 냉동기를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail an absorber freezer having a heat transfer tube modified in the inner surface according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 돌기부가 형성된 전열관을 갖춘 흡수기 냉동기를 예시한 개략도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기에 배치되는 전열관의 일부분의 단면을 절개하여 예시한 단면도이다. Figure 2 is a schematic diagram illustrating an absorber freezer having a heat transfer tube formed with a protrusion according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a portion of a heat pipe disposed on an evaporator according to an embodiment of the present invention.
흡수식 냉동기용 증발기(107)의 외면에는 냉매액이 공급되며, 증발기(107)의 외면에 형성된 유하액막의 냉매액이 증발하면서 증발기용 전열관(20)의 열을 뺏어가면서 증발기용 전열관(20)의 내부로 소통되는 냉수가 냉각되게 된다. 상기 냉매액의 증발을 용이하게 하기 위해서는 상기 냉매액은 증발기용 전열관(20)의 주변에서 저압으로 유지되어야 한다. 또한, 상기 전열관(20)의 내부로 흐르는 냉수로부터의 열을 흡수하기 위해서는 전열관(20)의 열전달 효율이 매우 중요하다. The refrigerant liquid is supplied to the outer surface of the
전열관(20)은 총괄전열계수로 성능을 표현하며, 이 계수는 전열관(20)의 외측 열전달계수와 내측 열전달계수의 복합적인 상관관계로 정의된다. 전열관(20)의 총괄전열계수가 높으면 전열성능이 좋으며, 이에따라 내외측면의 열전달계수를 향상시키는 것이 필수적이다. The
흡수식 냉동기용 증발기(107)에는 제 1 배관이 포함되며, 상기 제 1 배관에는 전열관이 구비된다. 상기 냉수가 유동되는 증발기용 전열관(20)의 열전달을 개선시키기 위해서는, 전열관군의 단위 전열관(20)이 관외에 냉매액의 유하액막을 형성하여 냉매액을 증발시켜 관내의 냉각수를 용이하게 냉각할 수 있도록 증발기용 전열관(20)의 원주 둘레로 외부확장부(30)를 구비하고 있다.
본 발명은 동일한 외측면의 열전달계수를 가지는 증발기용 전열관(20)의 내부에 돌기를 형성하여 내측 열전달계수를 향상시키는 것이다. 또한, 증발기용 전열관(20)의 내면에는 도 2에 도시된 바와 같이, 나선형 돌기부(30)가 증발기용 전열관(20)의 길이방향을 따라 형성되어 있다. The present invention improves the inner heat transfer coefficient by forming a projection inside the
냉각하고자 하는 냉수가 상기 전열관(20)의 내부를 흐르게 될 때, 상기 증발기용 전열관(20)의 상기 나선형 돌기부(30)에 의해 상기 전열관(20)의 접촉면이 확장됨으로 인해서 열전달 효율이 높아지게 된다. 한편, 상기 냉각하고자 하는 냉수는 증발기용 전열관(20)의 내부로 1.5 내지 2m/s로 유동되며, 상기 나선형 돌기부(30)에 냉각하고자 하는 냉수가 부딪히면서 와류(turbulence)를 형성하게 되고, 이에따라 열전달이 개선되게 된다. When cold water to be cooled flows inside the
상기 증발기용 전열관(20)의 내면에 배치되는 나선형 돌기부는 도 3에 도시 된 바와 같이, 소정 크기의 높이 a로 이루어져 있으며, 0.1 내지 1mm 이하로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 증발기용 전열관(20) 내부 둘레로 10 내지 36개가 배치되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3, the spiral protrusion disposed on the inner surface of the
한편, 흡수식 냉동기용 흡수기(106)에는 제 2 배관이 포함되며, 상기 제 2 배관에는 흡수기용 전열관이 구비된다. 상기 흡수기(106)의 전열관내에는 냉각수가 유동되며, 상술한 바와 같이, 1차 열교환에 의해 흡수용액에 냉매가 흡수되면서 발생하는 열을 흡수하게 된다. On the other hand, the absorption chiller absorber 106 includes a second pipe, the second pipe is provided with a heat transfer tube for the absorber. Cooling water flows in the heat transfer tube of the
이 흡수기용 전열관은 냉각수의 흐름을 방해하는 구조물이 없는 형태로 이루어진다. 상기 흡수기용 전열관내에서 유동되는 냉각수는 응축기(101)로 유동되게 되는데 전체적인 열교환 효율을 고려하여 볼때, 응축기(101)에서의 2차 열교환을 위해서 상기 흡수기용 전열관내에서 냉각수의 유속이 감소되는 것은 바람직하지 않다. 이에따라, 흡수기용 전열관에서의 냉각수의 유속이 떨어지지 않도록 내면에 돌기부가 형성되지 않게 된다. 상기 증발기용 전열관(20)에는 내부 돌기부(30)가 형성되어 있고, 이 흡수기용 전열관에는 돌기부가 형성되어 있지 않은 구조로 인해서 약 10% 정도의 압력손실을 저감할 수 있다. The heat transfer tube for the absorber is formed without a structure that obstructs the flow of cooling water. The coolant flowing in the absorber heat pipe is flowed to the
본 발명의 일 실시예에 따라, 증발기(107)에는 내부에 본 발명의 돌기부(30)가 형성되어 있는 증발기용 전열관(20)을 사용하며, 흡수기(106)에는 내부에 상기 돌기부(30)가 형성되어 있지 않은 전열관이 사용되는 경우, 흡수식 냉동기 또는 냉동기는 시스템 효율이 향상된다.According to an embodiment of the present invention, the
이에따라, 본 발명의 흡수식 냉동기는 내면에 돌기부가 형성된 전열관을 사용한 증발기와, 돌기부가 형성되지 않은 전열관을 사용하는 흡수기로 이루어져서, 증발기 전열관의 열전달 효율을 극대화하여 냉수를 수득하며, 냉각수가 응축기에 유입되기 전의 상류 스트리임인 흡수기 전열관에서의 냉각수의 압력 저하를 방지함으로 인해서 흡수식 냉동기 또는 냉동기는 전체적으로 전열성능이 극대화된다. Accordingly, the absorption chiller of the present invention consists of an evaporator using a heat transfer tube with protrusions formed on its inner surface, and an absorber using a heat transfer tube without protrusions formed therein, thereby maximizing heat transfer efficiency of the evaporator heat transfer tube to obtain cold water, and cooling water flows into the condenser. By preventing the pressure drop of the cooling water in the absorber heat pipe, which is the upstream stream before the absorption, the absorption chiller or the refrigerator as a whole maximizes heat transfer performance.
본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러 가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.Although the present invention has been described for the embodiments of the present invention based on the accompanying drawings for convenience, it is obvious that various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
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KR1020050122889A KR20070063073A (en) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Absorption refrigerating machine having heat pipe of changed inner side |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101385590B1 (en) * | 2012-04-02 | 2014-04-16 | 주식회사 에스에프에이 | Apparatus to sputter |
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2005
- 2005-12-14 KR KR1020050122889A patent/KR20070063073A/en not_active Application Discontinuation
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