KR20110103999A - 냉각 방법 및 장치 - Google Patents

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그레이엄 앤드루스
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앤드루스 파워 오스트레일리아 엘티디
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Abstract

냉동제로서 암모니아를 사용하는 흡수 사이클에 작동하는 형태의 냉각 방법 및 장치로서, 발생기(31, 34)는 암모니아 용액을 응축기(36)로 공급하기 위해 암모니아 가스 또는 증기로 전환하며, 응축기(36)에서, 암모니아 가스 또는 증기를 액체 암모니아 용액으로 응축한다. 액체 암모니아 용액은 증발기(39)로 고급되어 여기서 액체 암모니아를 암모니아 가스 또는 증기로 증발함으로써 열을 흡수한다. 흡수기(43)는 상기 암모니아 가스 또는 증기를 암모니아 용액으로 다사 흡수한다. 증발기(39)는 재사이클하기 위해 응축기(36)으로부터 복귀하고 주위 열에 노출에 의해 암모니아 가스 또는 책체로 다시 전환되는 액체 암모니아의 일부분을 유지하기 위한 저장기 또는 벌브(40)를 포함한다.

Description

냉각 방법 및 장치{Cooling method and apparatus}
본 발명은 냉각 방법 및 장치, 특히 외부 열 입력을 사용하는 냉각 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 에어 컨디셔너로서 기능할 수 있는 냉각 장치에 관한 것이다. 아래 설명은 주로 태양 에너지로부터 얻은 열 입력에 알맞은 냉각 장치, 특히 에어 컨디셔너에 관한 것이지만, 본 발명의 장치는 다른 냉각 분야에 사용될 수 있고 주위 열원을 포함하는 다른 외부 열원에 의해서 가열될 수 있다.
종래 냉동 사이클에서, 압축기는 냉동 가스를 압축함으로써 냉동 가스의 압력을 증가시키는데 사용된다. 그리고 나서 고압 냉동 가스는 응축기내에서 응축되어 응축기의 코일을 지나는 냉매, 일반적으로 공기의 도움으로 액체 냉동제로 된다. 응축기를 통해 흐르는 냉동 가스로부터의 열을 배출함으로, 고압 가스를 다시 열교환기에 의해 액체로 응축하게 한다. 그 다음으로, 고압 액체 냉동제는 팽창 밸브를 통과해서 저압으로 떨어지고 냉각되고 증발기로 가서, 액체에서 증기로 변할 때 증발되어 열을 흡수함으로써, 증발기를 흐르는 에어의 온도를 감소한다. 냉동 사이클의 이런 형태는 흔히 에어 컨디셔너에 사용된다.
흡수 냉동 사이클에서, 다른 방법은 가동 부품을 필요하지 않고 단지 열에 위해서만 작동되는 냉각에 사용된다. 첫 번째 방법으로, 암모니아 흡수 사이클은 냉동을 만드는데 사용되었다. 오리지날 시스템은 1800년대 초에 설치되었으며, 보다 진보된 암모니아 흡수 시스템은 1850년 프랑스, 파리의 페르난드 카르 (Ferinand Carre)에 의해 발명되었다. 그의 발명은 직접 점화 발생기, 응축기, 증발기, 흡수기 및 아쿠아-암모니아 펌프로 구성되어 있으며, 이들 부품들은 암모니아 흡수 시스템의 주요 부품으로 남아서 많은 개선을 해왔다. 오리지날 암모니아 흡수 시스템은 매우 비효율적이고 이런 시스템에 사용하기 위한 90% 이상의 순도의 암모니아 액체를 얻는 것이 불가능하였다. 따라서, 이 시스템은 증발 온도를 상승하는, 증발기에서 수집된 초과 물로서 작동하기 어려웠다. 그러나 이 때에, 종래 냉동 사이클에서 저온 분야에 필요한 압축비에 접근할 수 있는 점까지 왕복 머신이 개발되지 않아서, 암모니아 흡수 사이클은 이런 단점에도 불구하고 냉동 산업에 사용되었다. 왕복 압축기가 개발됨에 따라, 암모니아 흡수 시스템은 구식화되어져 갔다.
좀 지나서, 암모니아 흡수 시스템은 개선되어 천연 가스 또는 다른 가스로 직접 점화에 의해서 또는 폐 스팀, 폐열 상에서 작동하곤 했다. 이들 시스템은 버블 컬럼 디자인 및 스프레이형 흡수기를 사용했고 냉동 효율을 위해서 99.96%의 암모니아를 제공했다. 고순도(상업상 등급) 암모니아에 제공된 기술에서의 이런 진보는 초기 시스템의 주된 작동 문제점을 극복했다.
알려지거나 제안되어진 태양 가열식 에어 컨디셔너 또는 냉장고는 많이 있다. 이들 에어 컨디셔너 또는 냉장고중 약간은 흡수 사이클내의 열원이 되는 태양 수집기로부터의 열로 흡수 사이클을 작동한다. 대부분의 흡수 사이클이 물/브롬화 리듐 사이클을 근거할지라도, 많은 분야에서 암모니아/물 사이클이, 특히 저온이 바람직한 경우에 사용될 수 있다. 냉동제(예를 들어, 암모니아)가 사이클의 어느 한 점에서 최대로 흡수되기 때문에, 태양 가열식 냉장고는 흡수 냉장고로 알려져 있다. 물/브롬화 리듐 사이클과 암모니아/물 사이클 둘 모두에, 물은 작동액으로서 사용되지만, 아주 다른 방법으로, 즉 암모니아-시스템에서는 용매 그리고 브롬화 리듐 시스템에서는 냉동제로서 사용된다.
위의 형태의 현재 태양 가열식 에어 컨디셔너 및 냉장고는 특히 효율적이지 못하다. 그러므로, 본 발명의 목적은 흡수 사이클에 작동하고, 종래의 단점을 극복거나 적어도 효율적인 냉각 방법 및 장치로 개선하는 것이다. 특히 본 발명은 태양 에너지 입력에 의해 작동될 수 있는 에어 컨디셔너에 이용되는 상술 형태의 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 가장 넓은 형태는 아니지만, 양호한 형태로 냉동제로서 암모니아를 사용하는 흡수 사이클에 작동하는 형태의 냉각 장치를 제공하며, 상기 장치는 암모니아 가스 또는 증기를 공급하기 위한 발생기, 암모니아 가스 또는 증기를 액체 암모니아 용액으로 응축하기 위한 응축기, 액체 암모니아를 암모니아 가스 또는 증기로 증발함으로써 열을 흡수하는 증발기와 상기 암모니아 가스 또는 증기를 암모니아 용액으로 흡수하기 위한 흡수기를 포함한다. 상기 증발기는 상기 장치를 통해서 복귀하고 재사이클하기 위해 상기 응축기로부터 받은 상기 액체 암모니아의 일부분을 유지하기 위한 수단을 포함한다.
액체 암모니아의 일부분을 유지하기 위한 수단은 상기 증발기내의 저장기를 포함한다. 아주 적합하게, 저장기는 액체 암모니아를 수집할 수 있는 증발기의 단부에 있는 리세스, 벌브 또는 톱니형 만입부(indent)를 포함한다. 저장기는 적합하게 입구로부터 멀리 있는 증발기의 단부에 제공되어 있다. 양호하게, 리턴 라인 또는 파이프는 저장기를 응축기에 연결한다. 양호하게 리턴 라인 또는 파이프는 저장기내에 수집하는 암모니아를 응축기 입구로 복귀시키는데 적합하다. 적합하게, 리턴 라인 또는 파이프는 주위 열에 노출되어서, 리턴 라인 또는 파이프에 흐르는 암모니아 액체는 응축기에서는 연속적인 증발기로 보내기 위해 응축하는, 응축기로 복귀전에 기체화된다. 양호하게, 리턴 파이프는 열교환기내에서 증발기와 접촉한다. 적합하게 재사이클을 위해 저장기내에 수집하는 암모니아는 장치내의 소량의 비율의 암모니아만 포함한다.
통상적으로, 냉각 장치는 에어 컨디셔닝 장치내에 사용되며, 하나 이상의 팬과 같은, 수단은 증발기로 공기를 순환시키기 위해 제공된다.
양호하게, 장치의 발생기는 태양 에너지에 의해 가열되고 본 목적으로 위해서 장치는 임의 형상의 태양 에너지 수집기와 관련 있다. 양호하게, 열교환기는 태양 에너지에 의해 발생된 열을 발생기로 전달하는 발생기와 관련 있다. 그러나, 발생기는 추가로 가스불 또는 전기히터와 같은 다른 가열 수단을 포함할 수 있다.
장치는 또한 상술한 발생기와 평행하기 배치된 추가의 발생기와 전기 요소 또는 가스불과 같은 보조 가열원을 포함할 있으며, 보조 가열원은 응축기로의 통과를 위해서 발생기내의 암모니아 물 용액으로부터 암모니아 증기를 생성하기 위해 추가의 발생기를 가열하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 아래의 단계를 포함하는 냉각 방법을 제공하는 것이다;
액체 암모니아 용액을 암모니아 가스 또는 증기로 전환하는 단계,
상기 암모니아 가스 또는 증기를 응축된 암모니아 용액으로 응축하는 단계,
상기 응축된 암모니아 용액을 증발하여 상기 액체를 암모니아 가스 또는 증기로 전환함으로써 열을 흡수하는 증발 단계,
상기 증발 단계에서 응축된 암모니아 액체의 일부분을 암모니아 가스 또는 증기로 재전환하기 위해 유지하는 단계, 및
상기 증발기로부터의 상기 암모니아 가스를 흡수하여 상기 암모니아 가스 또는 증기로 연속적으로 전환하기 위해 상기 암모니아 가스 또는 증기를 액체 암모니아 용액으로 전환하는 단계를 포함한다.
적합하게, 상기 액체 암모니아 용액을 태양 열원 또는 다른 열원에 의해 암모니아 가스 또는 증기로 전환한다.
양호하게, 유지된 액체를 주위 열의 영향하에서 암모니아 가스 또는 증기로 전환한다.
다른 특징에서, 본 발명은 냉동제로서 암모니아를 사용하는 흡수 사이클에 작동하는 형태의 냉동 장치를 제공하는 것이며, 상기 장치는 적어도 암모니아 가스 또는 증기를 공급하기 위한 제1발생기, 암모니아 가스 또는 증기를 액체 암모니아 용액으로 응축하기 위한 응축기, 액체 암모니아가 암모니아 가스 또는 증기로 증발하고 열을 흡수하는 증발기와 상기 증발기로부터의 상기 암모니아 가스 또는 증기를 흡수하기 위한 흡수기를 포함하며, 상기 제1발생기는 태양 에너지 수집기에 의해 직접 또는 간접적으로 가열된다.
적합하게, 제1발생기 또는, 제1발생기에 평행하게 배치된 다른 발생기는 가스 가열식 열원 또는 전기 가열식 열원과 같은 추가의 열원에 의해 선택적으로 가열되도록 되어 있다.
본 발명의 양호한 실시예를 도시하고 본 발명을 보다 쉽게 이해할 수 있고 실제 효과를 낼 수 있는 첨부 도면을 참고로 설명하겠다. 실시예는 태양 에너지로서 열원이 제공된 에어 컨티셔너내에 들어 있는 냉각 장치에 관련해서 설명되어진다. 그러나, 본 발명은 주위 열을 포함하는 다른 열원을 사용하고 다른 냉각 분야에서도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 흡수 사이클을 사용하는 냉각 장치의 제1실시예의 블록 다이어그램.
도 2는 에어 컨티셔너내에 들어 있는 본 발명에 따른 냉각 장치의 추가의 실시예의 측면도.
도 3 및 도 4는 도 2의 장치의 측면도 및 상면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 변경 냉각 장치의 측면도 및 상면도.
먼저 도 1을 참조하면, 냉매로서 암모니아와 흡수제로서 물을 사용하는 흡수 냉동 사이클에서의 본 발명에 따른 에어 컨티셔닝 또는 에어 냉기(chilling) 장치(10)를 형성하는 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 장치(10)는 암모니아 가스를 발생할 목적으로 열을 발생기(12)에 제공하는 태양 수집기(11)와 같은 열원을 포함하며, 발생기(12)는 한 부분이 태양 수집기(11)에 발생한 스팀이 통과할 수 있는 일련의 코일(14)을 가진 금속 탱크(13)를 포함한다. 스팀은 코일(14)과 연통하는 물 자켓내의 물로부터 발생될 수 있으며, 물은 태양 에너지 수집기(11)에 의해 가열되어 스팀을 생성한다. 충분한 태양 에너지가 부족하면, 추가 열원, 가스 불 또는 전기 코일등을 스팀 생성을 위해 사용할 수 있다.
강한 암모니아-물 혼합물은 발생기 탱크(13)내에 포함되어 있고, 423K 또는 150℃까지의 온도에 있는 가열된 자켓 또는 코일(14)내의 스팀으로부터의 열은 탱크(13)내의 암모니아-물 혼합물을 끓게 한다. 끊음(boilling)의 결과, 강한 혼합물은 암모니아 기체를 배출하고 발생기(12)가 따뜻한 물의 매우 작은 퍼센테이지를 남게 한다.
끓고 있는 강한 액체는 추출기 파이프(15)로 이동하여 분리기 탱크(16)로 가며, 여기서 액체는 고온 액상(물) 및 고온 가스상으로 분리된다. 계속해서 고온 암모니아 가스는 분류기 컬럼(17)로 가서 추가로 농축된 고온 암모니아와 분리되며,이는 분류기 컬럼(17)에서 응축기(18)로 보내진다. 분류기 컬럼(17)에서 나오는 암모니아 기체가 크게 과열되지 않으면, 응축기(18)는 308K 또는 35℃에서 효과적으로 작동할 수 있다.
암모니아 가스가 응축기(18)내에서 냉각되면, 수증기는 응축되어 증기를 제거한다. 증기는 응축해서 분리기 탱크(16)로 흐르거나 떨어져서, 한쪽이 확대된 "T" 파이프(19)를 따라서 나오며, 암모니아 가스는 응축기(17)를 따라서 냉각하여 상변화를 해서 거의 순수한 액체 암모니아로 액화한다. 응축기(17)의 바닥에서, 액체 암모니아는 아래 증발기(20)로 흐른다.
증발기(18)를 통과하는 무수(anhydrous) 암모니아(물이 없는 암모니아)는 수소 또는 헬륨 가스의 존재하에서 증발하여 응축기(18)와 증발기(19)사이의 압력을 같게 한다. 암모니아가 기화하면, 증발기 내의 열을 흡수하여 증발기(20)를 -70℃로 냉각시킨다. 냉동된 증발기(18) 표면은 주위 공기(또는 글리콜 용액)를 냉각한다. 냉각 공기를 에어 컨티셔닝 목적으로 주위 공간에 불어넣을 수 있도록 팬(21)을 증발기(19)에 인접해서 제공할 수 있다.
지금 무거운 혼합물의 일부분은 중력을 이용해서 자켓 열교환기(22)의 상부로 보내고, 따뜻한 암모니아 가스는 급격히 복귀하여 제2소형 응축기(도시 생략)내에서 냉각되어 다시 증발기(20)로 복귀된다.
열 사이펀(23)은 분리기 탱크(16)으로부터 액체를 끄집어 내어 자켓 열교환기(22)의 베이스로 방출하며, 열교환기(22)에서 암모니아가 증발기로부터 나온 수소 또는 헬륨과 조합한다. 그리고 나서 조합된 용액은 흡수기(22)를 통과하며, 흡수기(22)는 남아 있는 열을 열교환기(20)와 팬(25)의 도움으로 제거하며, 냉각된 암모니아는 용해되어 물로 재흡수된다. 조합된 용액은 흡수기(24)의 베이스에 있는 흡수기 용기(26)내에 수집되며, 자켓 열교환기(10)의 중앙 파이프(27)을 통해서 복귀하는 응축된 물은 흡수기(22)로부터의 암모니아 용액과 조합된다. 그리고 나서 조합된 용액은 파이프(28)를 통해서 사이클이 다시 시작하는 발생기(13)로 간다.
본 시스템은 장치(10)에 간단한 체크를 제공하여 전체 열입력과 배출된 전체 열과의 열 발란스를 유지한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실제 실시예에 따른 에어 컨티셔닝 또는 에어 냉각 장치(30)가 도시되어 있다. 장치(30)는 발생기(31)를 둘러싸는 외부 코일(32)의 형태의 열교환기를 통해서 가열되어지는 가스/기체 발생기(31)를 포함하며, 코일(32)은 본 실시예에서는 평판 태양 수집기를 포함하지만 다른 형태로 사용될 수 있는 태양 수집기(33)에 의해 생성되는 스팀을 포함한다. 장치(30)는 추가로 발생기(31)와 유사한 추가의 가스 발생기(34)를 포함할 수 있으며, 추가의 가스 발생기(34)는 발생기(31)와 평행하게 배열되어 있다. 본 경우의 발생기(34)는 태양 에너지의 수집이 부족하면, 가스 불 또는 전기 코일와 같은 보조 열원에 의해 가열될 수 있다. 변경적으로 또는 추가적으로, 발생기(34)는 주위 공기에 의해 가열될 수 있다. 발생기(31, 34)는 입력 라인(35)에 연결되어, 효율적인 열 분산을 위한 핀(37)이 제공되어 있는 응축기(36)에 연결되어 있다.
도 1의 실시예에서 처럼, 발생기(31) 및/또는 발생기(34)내의 강한 암모니아/물 용액은 수집기(33)에 의해 제공된 태양 에너지 또는 다른 열원에 의해 가열되어, 용액을 끊이고 발생기(31) 및/또는 발생기(34)에서 나온 암모니아 가스 또는 증기를 배출하여 응축기(36)로 보낸다. 응축기에서 암모니아 가스 또는 증기는 냉각된다. 암모니아 가스 또는 증기는 응축기(36)를 통과하면서 암모니아 가스 또는 증기가 상변화에 의해서 거의 순수 액체 암모니아로 액화되면서, 응축기의 온도를 낮춘다.
응축기(36)는 출구 파이프(38)에 의해서 증발기(39)에 연결되는 출구를 가진다. 응축기(36)부터의 무수 암모니아는 증발기(39)로 흘려서 증발기(39)를 통과할 때 증발해서 증발기(39)를 냉각시킨다. 증발기(39)의 자유 단부는 확대된 벌브(enlarged bulb; 40)의 형태의 확대 암모니아 저장기 또는 리세스를 포함한다. 리턴 파이프(41)는 주위 공기에 노출되어지는 증발기(39)를 따라서 지나가서 벌브(40)를 응축기(36)에 연결하는 입구 파이프(35)에 연결한다.
암모니아는 따뜻할 때 기화하여 증발기(39)내의 수소 또는 헬륨 가스와 혼합하고, 암모니아는 기화할 때 증발기(39)내의 열을 흡수하고 열교환기(42)를 통과해서 일련의 코일을 포함하는 흡수기(43)으로 간다. 추가의 소형 파이프(44)는 또한 응축기(36)의 출구를 흡수기(43)의 출구 단부쪽에 연결한다. 증발기(39)로부터의 암모니아 가스 또는 증기는 흡수기(43)내의 파이프(45)를 통해 공급된 약한 암모니아 용액과 물과 다시 조합되도록, 공급 파이프(47)를 통해서 발생기(31) 및/또는 발생기(34)에 재공급하기 위해 흡수기(43)의 출구에 연결된 흡수기 용기(46)내에 모이는 강한 암모니아 물 용액을 형성하여 냉각 또는 냉동 사이클을 연속한다.
약간의 암모니아는 리세스 또는 벌브(40)내의 거의 순수 암모니아로서 수집됨으로써 사이클로부터 제거되며, 흡수기(43)를 통과하는 대신에, 리턴 파이프(41)로 가서, 장치(30)가 위치된 빌딩 또는 룸의 주위 열(또는 글리콜 용액)(아래 참조)에 의해 가열된다. 이 암모니아가 증발기(39)상의 주위 열에 의해서 증기로 되면, 암모니아 증기의 일부분은 파이프(41)를 따라서 부분적으로 냉각하고 냉각된 전이 상태 암모니아는 응축기(36)의 입구 파이프(35)로 복귀한다. 암모니아가 파이프(41)에서 냉각하면, 암모니아 방울을 형성하여 파이프(41)내의 부분적 진공을 만들어서 파이프(41)내로 보다 많은 증기를 끌어들인다. 입구(35)를 통해서 응축기(36)로 흐르는 암모니아 증기는 연속적으로 응축기(36)를 통해서 냉각되어서 실제적으로 액체 암모니아가 된다. 복귀 그러므로 액화된 암모니아는 파이프(38)를 통해서 증발기(39)로 복귀하며, 이와 동시에 다른 액체 암모니아도 응축기(36)에서 응축한다. 그러므로, 증발기(39)의 시작점에 소형 벌브 또는 리세스(40)를 포함시켜서, 증발기(39)가 약간의 순수 암모니아를 유지해서 추가의 사이클을 연속적으로 할 수 있게 한다.
장치(30)는 글리콜 용액을 냉동하여 냉동 효과를 다른 장치에 전달할 수 있고, 사이클을 역으로 할 수 있고 또는 주위 공기를 냉동할 수 있다. 장치는 다른 장비로서 에너지의 비교가능한 사용을 위해서 -70℃ 아래로 냉각할 수 있다. 주위 열 사이클의 추가로, 장비는 주위 열을 사용하는 것만으로 추가의 냉동 효과를 제공할 수 있다. 장치는 65W(임의 전압)의 전기 보조 히터를 가질 수 있거나, 또한 예를 들어 발생기(34)와 관련된 소형 가스 가열식(powered) 열원으로부터 직접 가열될 수 있다. 장치(30)는 팬을 필요하지 않지만, 냉동 글리콜을 사용하는 스플릿 유닛(split units)은 팬 및 펌프를 구동하도록 전력을 사용할 수 있다. 응축기로 복귀될 때 증발기 벌브(40)내에서 유지된 암모니아 상의 주위 열의 효과와 조합해서 암모니아 용액을 가열하는데 태양 온수를 사용하면 냉동 효과를 보강할 것이다.
도 5와 도 6를 참조하면, 냉각 장치(50)의 추가의 실시예를 도시하고 있으며, 도 2 내지 도 4의 장치의 부품과 유사한 부품이 동일 도면부호를 사용하지만, 윗 컴마가 표시되어 있다. 장치(50)는 하나 이상의 가스 또는 증기 발생기(31', 34')를 포함하며, 액체 암모니아는 예를 들어 태양 열 에너지에 의해 가열되어 가스 또는 증기로 변환되어 응축기(36')로 보내진다. 응축기(36')의 핀 위를 통과하는 주위 공기는 암모니아 가스 또는 증기를 증발기(39')로 흐르는 액체 암모니아로 응축하게 된다. 약간의 액체 암모니아는 증발기(39')의 단부에 있는 리세스 또는 벌브(40')내에 유지된다. 수소 또는 헬륨의 분위기에서 액체 암모니아는 증발하여 열을 흡수하므로 증발기(39') 둘레의 공간을 냉각하게 된다. 공기를 증발기(39')로 불어주는 팬(도시 생략)은 에어 컨디셔닝 목적으로 실내 공간의 냉각을 야기할 수 있다. 리세스 또는 벌브(40')내에 유지된 암모니아는 장치(50)를 통한 재사이클을 위해서 라인(41')(점선으로 도시함)을 통해서 응축기로 복귀한다.
암모니아(및, 수소 또는 헬륨) 증기는 흡수기(43')로 지나가고 암모니아는 액체 암모니아 공급 라인(46')에 연결된 튜브(49)로부터 발생기(31', 34')까지 흡수기(43')의 상단부에 공급된 암모니아 용액으로 흡수된다. 수소 또는 헬륨은 암모니아가 흡수되어 증발기(39')로 복귀할 때 방출된다. 그리고 나서 강한 암모니아 용액은 용기(45')내에 수집되어 다시 발생기(31',34')를 지나서 사이클을 시작한다.
상술한 각 실시예에서, 액체가 중력의 영향하에서 장치를 통해서 흐르기 때문에 정상적으로 펌프는 필요 없다. 그러나, 펌프는 위에 언급한 스플릿 시스템에서 사용될 수 있다.
상술한 냉각 장치는 객차(coaches), 버스, 트레인, 모터홈, 공장, 쇼핑 센터, 소형 빌딩, 오피스, 홈내의 에어 컨디셔너로서 적용하기에 적합하다. 적합한 팬 등이 냉각 증발기로 공기를 순환하는 경우에 사용될 수 있다.
또한 대부분의 장치는 2방 또는 3방 가열식 시스템으로서 공급될 수 있다. 예를 들어, 태양 및 가스, 태양 및 디젤, 태양 및 전기, 가스, 디젤 또는 흐린날에 대한 예비 전력이다. 대부분의 장치는 태양빛, 사람, 빛 및 전자 기구로 오는 주위 열 냉각의 효율을 추가적으로 보조하도록 빌딩의 주위 열을 사용한다. 이것은 원격 및 이동 분야에 기술적 휴대성을 매우 편리하게 만든다. 본 시스템은 자동적으로 효율의 적은 손실로 0% 내지 100% 로드를 작동할 수 있다. 로드 요구가 적어지면, 이에 대응해서 열의 소비가 선형적으로 감소한다.
태양 수집기(33)로부터의 초과의 온수는 에너지 빌(energy bill)의 30%가 대개 빌딩의 냉각에 알맞기 때문에, 빌딩에 존재하는 온수 공급으로 대체하거나 추가할 수 있으며, 즉 초과 30%는 빌딩에 온수를 제공한다. 본 발명의 장치에서, 에어 컨디셔닝과 온수의 공급에 대한 에너지 비용은 거의 감소되거나 제거된다.
여기에서 종래 기술의 참증은 이런 종래 기술의 지식으로서 이용되거나 본 분야의 흔한 일반적인 지식을 구성하지 않는다.
용어, 명세서 및 청구범위에 사용된 용어, "포함"은 상술한 특징점, 완전품 및 부품의 존재를 특정하지 하나 이상의 특징점, 완전품, 부품 또는 이들의 그룹의 존재하 추가를 배제하지는 않는다.
상술한 내용이 본 발명의 설명적인 실시예를 나타내며, 여기의 모든 개량과 변경은 당업자에게 자명한 것으로 모두 첨부의 청구범위의 넓은 정신과 범주에 속하게 된다.

Claims (20)

  1. 냉동제로서 암모니아를 사용하는 흡수 사이클에 작동하는 형태의 냉각 장치로서,
    상기 장치는 암모니아 가스 또는 증기를 공급하기 위한 발생기, 암모니아 가스 또는 증기를 액체 암모니아 용액으로 응축하기 위한 응축기, 액체 암모니아를 암모니아 가스 또는 증기로 증발함으로써 열을 흡수하는 증발기와 상기 암모니아 가스 또는 증기를 암모니아 용액으로 흡수하기 위한 흡수기를 포함하며, 상기 증발기는 상기 장치를 통해서 복귀하고 재사이클하기 위해 상기 응축기로부터 받은 상기 액체 암모니아의 일부분을 유지하기 위한 수단을 포함하는 냉각 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 저장기는 액체 암모니아를 수집할 수 있는 증발기의 단부에 있는 리세스, 벌브 또는 톱니형 만입부(indent)를 포함하는 냉각 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 저장기는 입구로부터 멀리 있는 증발기의 단부에 제공되어 있는 냉각 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 리턴 라인 또는 파이프는 저장기를 응축기에 연결하는 냉각 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 리턴 라인 또는 파이프는 저장기내에 수집하는 암모니아를 응축기 입구로 복귀시키는데 적합한 냉각 장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 리턴 라인 또는 파이프는 주위 열에 노출되어서, 리턴 라인 또는 파이프에 흐르는 암모니아 액체는 응축기로 복귀전에 기체화되는 냉각 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 리턴 파이프는 열교환기내에서 증발기와 접촉하는 냉각 장치.
  8. 상술한 항들중 어느 한 항에서 정의 한 바와 같은 냉각 장치를 포함하는 에어 컨디셔닝 장치로서, 상기 에어 컨디셔닝 장치는 증발기로 공기를 순환시키기 위한 수단을 포함하는 에어 컨디셔닝 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 순환 시키기 위한 수단은 하나 이상의 팬을 포함하는 에어 컨디셔닝 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 냉각 장치의 발생기는 태양 에너지에 의해 가열되어지는 에어 컨디셔닝 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 발생기에 태양 에너지를 공급하기 위한 태양 에너지 수집기를 포함하는 에어 컨디셔닝 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 태양 에너지에 의해 발생된 열을 발생기로 전달하기 위한 발생기와 관련된 열교환기를 포함하는 에어 컨디셔닝 장치.
  13. 제 8항 내지 제 12항중 어느 한항에 있어서, 상기 발생기 또는 추가의 발생기를 가열하기 위한 추가의 가열 수단을 포함하는 에어 컨디셔닝 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 추가의 발생기는 제1발생기와 평행하게 배치되고 상기 추가의 발생기는 상기 추가의 가열 수단에 의해 가열되어지도록 되어 있는 에어 컨디셔닝 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 추가의 가열 수단은 하나 이상의 가스불 또는 전기히터를 포함하는 에어 컨디셔닝 장치.
  16. 냉동제로서 암모니아를 사용하는 흡수 사이클에 작동하는 형태의 냉동 장치로서,
    상기 장치는 적어도 암모니아 가스 또는 증기를 공급하기 위한 제1발생기, 암모니아 가스 또는 증기를 액체 암모니아 용액으로 응축하기 위한 응축기, 액체 암모니아가 암모니아 가스 또는 증기로 증발하고 열을 흡수하는 증발기와 상기 증발기로부터의 상기 암모니아 가스 또는 증기를 흡수하기 위한 흡수기를 포함하며, 상기 제1발생기는 태양 에너지 수집기에 의해 직접 또는 간접적으로 가열되는 냉각 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제1발생기 또는, 제1발생기에 평행하게 배치된 다른 발생기는 가스 가열식 열원 또는 전기 가열식 열원과 같은 추가의 열원에 의해 선택적으로 가열되도록 되어 있는 냉각 장치.
  18. 냉각 방법으로서,
    액체 암모니아 용액을 암모니아 가스 또는 증기로 전환하는 단계,
    상기 암모니아 가스 또는 증기를 응축된 암모니아 용액으로 응축하는 단계,
    상기 응축된 암모니아 용액을 증발하여 상기 액체를 암모니아 가스 또는 증기로 전환함으로써 열을 흡수하는 증발 단계,
    상기 증발 단계에서 응축된 암모니아 액체의 일부분을 암모니아 가스 또는 증기로 재전환하기 위해 유지하는 단계, 및
    상기 증발기로부터의 상기 암모니아 가스를 흡수하여 상기 암모니아 가스 또는 증기로 연속적으로 전환하기 위해 상기 암모니아 가스 또는 증기를 액체 암모니아 용액으로 전환하는 단계를 포함하는 냉각 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 액체 암모니아 용액을 태양 열원에 의해 암모니아 가스 또는 증기로 전환하는 냉각 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 유지된 액체를 주위 열의 영향하에서 암모니아 가스 또는 증기로 전환하는 냉각 방법.
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