KR20120079589A - 흡수식 냉온수기 - Google Patents

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오환희
조현욱
남상철
이흥주
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 응축기와 증발기 사이에 열교환기를 구비하여 응축기에서 증발기로 넘어가는 응축냉매가 플래싱되지 않도록 한 흡수식 냉온수기가 개시된다.
본 발명은 냉매가 증발되도록 하는 증발기와, 증발된 냉매증기가 흡수제에 흡수되도록 하는 흡수기와, 이 흡수기에서 흡수된 흡수용액으로부터 농용액과 냉매증기를 발생시키는 재생기와, 이 재생기에서 가열에 의해 발생되는 냉매증기가 이동하여 응축작용으로 액화되도록 하는 응축기로 이루어진 흡수식 냉온수기에 있어서, 상기 응축기와 증발기 사이에 증발기를 통과하는 냉수배관으로부터 바이패스되는 냉수배관이 지나가게 함으로써 응축기에서의 냉매의 온도가 낮아진 상태로 증발기로 보내져서 플래싱되는 것을 방지하도록 하는 열교환기를 설치한 것이다.

Description

흡수식 냉온수기{Absorption Type Cooler and Heater}
본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축기와 증발기 사이에 열교환기를 구비하여 응축기에서 증발기로 넘어가는 응축 냉매가 플래싱되어 기기의 성능저하를 가져오지 않도록 한 것이다.
일반적으로, 흡수식 냉온수기는 LPG, LNG 등과 같은 가스를 열원으로 사용하여 흡수액/냉매로 이루어진 사이클을 운전하는 장치로서, 전기를 에너지원으로 사용하는 냉온수기와는 달리 1차적으로 열에너지를 이용하기 때문에 하절기에 과다한 전력부하를 해소하고, 또한 폐열을 이용한 열병합 시스템에 활용된다.
이러한 흡수식 냉온수기에 대하여 도면을 통해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 1중 효용 흡수식 냉온수기를 나타낸 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이, 증발기(10), 흡수기(20), 재생기(30), 응축기(40), 용액 열교환기(50)로 구성되고, 증발기(10)에서 발생한 증기는 흡수기(20)에서 흡수제인 리튬브로마이드 수용액에 흡수되어 저농도 용액(희용액)이 된다.
이때, 흡수과정에서 흡수열이 발생하여 용액의 온도가 상승하므로, 증기의 흡수력이 감소된다, 그러므로, 지속적인 흡수과정을 위하여 흡수기(20)는 냉각수나 공기에 의하여 지속적인 냉각이 필요하다. 따라서, 냉각수가 필요한데, 일반적으로 냉각수는 냉각탑(cooling tower)에서부터 나와 흡수기(20)와 응축기(40)를 냉각한 다음, 다시 냉각탑으로 가는 과정을 거친다.
흡수기(20)내의 저농도 용액은 용액펌프를 통해 용액 열교환기(50)에서 온도가 상승한 다음, 재생기(30)로 흘러간다. 재생기(30)에서는 열원을 이용하여 저농도의 용액(희용액)을 가열하여 흡수제인 리튬브로마이드와 냉매인 물의 비등점 차이를 이용하여 냉매증기를 발생시킨 후, 고농도 용액(농용액)으로 만든다.
고농도의 리튬브로마이드 용액은 용액 열교환기(50)에서 냉각된 다음, 교축밸브를 지나 흡수기(20)로 되돌아온다, 재생기(10)에서 발생한 냉매증기는 응축기(40)로 보내져서 응축기(40)에서 열을 방출하여 액체가 된 다음, 증발기(10)에서 증발하면서 냉수배관(11)을 통해 냉방이 가능하도록 하는 것이다.
여기서, 종래의 흡수식 냉온수기에 있어서, 응축기(40)에서 발생된 액체냉매는 증발기(10)로 보내지는데, 응축기(40)내의 압력이 증발기(10)보다 상대적으로 높은 압력을 가지고 있어, 이러한 응축기(40)에서 응축된 냉매가 배관을 통해 상대적으로 낮은 압력의 증발기(10)로 들어오면서 교축되어 압력이 내려가면, 응축 냉매의 포화압력보다 낮아지게 되어 증발기(10)의 입구에서 냉매의 일부가 플래싱(flashing)하며, 플래싱에 필요한 열을 냉매 자신으로부터 흡수하므로, 냉매의 온도는 감소하게 되고, 교축 전후의 엔탈피는 변화가 없게된다.
이때, 플래싱된 냉매는 증발기 자체내에서 증발되는 증기와 함께 흡수기(20)에서 고농도의 흡수액에 흡수되기 때문에 성능에 영향을 준다.
다시 말해서, 흡수기(20)에서 일정량의 증기 냉매만이 흡수되기 때문에, 냉수를 만드는 증기 이외의 응축기(40)의 응축수에서 플래싱된 증기가 흡수기로 흡수되는 경우, 냉온수기 성능에 손실을 줄 수 있다,
또한, 증발기(10)로 들어가는 냉매가 플래싱되면서 증발기(10) 전열관 위로 산포되는데 영향을 주어 증발기(30)의 성능 저하를 가져오게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 응축기에서 증발기로 보내지는 냉매가 증발기에서 플래싱되지 않도록 한 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결 수단은, 냉매가 증발되도록 하는 증발기와, 증발된 냉매증기가 흡수제에 흡수되도록 하는 흡수기와, 이 흡수기에서 흡수된 흡수용액으로부터 농용액과 냉매증기를 발생시키는 재생기와, 이 재생기에서 가열에 의해 발생되는 냉매증기가 이동하여 응축작용으로 액화되도록 하는 응축기로 이루어진 흡수식 냉온수기에 있어서, 상기 응축기와 증발기 사이에 응축기로부터 증발기로 보내지도록 하는 냉매배관이 통과되고, 증발기를 통과하는 냉수배관으로부터 바이패스되는 냉수배관이 지나가게 함으로써 응축기에서의 냉매의 온도가 낮아진 상태로 증발기로 보내져서 플래싱되는 것을 방지하도록 하는 열교환기를 설치한 것이다.
이와 같이, 본 발명은 응축기와 증발기 사이에 열교환기를 설치하여 응축기에서 증발기로 보내지는 액체냉매의 일부가 플래싱되지 않도록 온도를 낮아진 상태로 증발기로 보내지도록 함으로써, 증발기의 성능저하를 방지하고, 그에따라 전체 흡수식 냉온수기의 성능이 저하되지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 흡수식 냉온수기의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 흡수식 냉온수기를 설명하기 위한 요부 확대도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.
상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명은 생략하며, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 부호를 부여하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 흡수식 냉온수기를 설명하기 위한 요부 확대도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 응축기(40)와 증발기(10) 사이에 열교환기(60)가 갖추어진 구조이다.
상기 열교환기(60)는 응축기(40)의 액체냉매가 증발기(10)로 보내지도록 하는 냉매배관(41)과, 증발기(10)를 거치도록 하는 냉수배관(11)으로부터 바이패스되어 다시 냉수배관(11)으로 지나가도록 하는 냉수배관(12)이 통과되도록 된 구조를 가진다.
이러한 구조를 가지는 본 발명은 재생기(10)로 부터 보내어진 증기냉매가 응축기(40)내에서 응축되어 액체 냉매가 되어 증발기(10)로 보내지는데, 이때 냉매배관(41)을 통해 열교환기(60)를 통과하여 증발기(10)로 보내진다.
따라서, 열교환기(60)를 통과하는 냉수배관(12)과의 열교환에 의해 증발기(10) 포화압력에 해당하는 포화온도에 가깝게 냉매의 온도를 낮출 수 있다.
그에따라 증발기(10)로 유입되는 액체냉매가 플래싱되지 않고 증발기(10)로 유입되고, 그 상태에서 증발기(10)내에서 증발되는 증기만이 흡수기(20)로 보내질 수 있으므로, 정상적인 증기공급 상태가 되어 증발기(30)는 물론, 냉온수기 전체 성능저하를 방지할 수 있는 것이다.
종래에는 냉매가 증발기로 들어가면서 냉매의 5% 정도가 플래싱되어 흡수식 냉온수기의 성능 손실을 일으킬 수 있었지만, 본 발명에 따른 흡수식 냉온수기와 같이 응축기(20)에서의 액체냉매가 열교환기(60)를 거치면서 냉수배관(12)을 흐르는 냉수에 의해 온도가 낮아진 상태로 증발기(10)로 보내지므로, 종래보다 훨씬 적은 양이 플래싱되기 때문에 흡수식 냉온수기의 성능 손실을 줄일 수 있다.
본 발명은 하나의 재생기로 구성되는 1중 효용 흡수식 냉온수기에 대하여 설명하였지만. 2개의 재생기(고온 재생기와 저온 재생기)를 구비하는 2중 효용 흡수식 냉온수기 등에서도 마찬가지로 적용 가능하다.
본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능하고, 이러한 변형 및 수정은 본 발명의 청구범위내에 포함됨은 자명한 사실이다.
10 : 증발기(evaporator)
20 : 흡수기(absorber)
30 : 재생기(generator)
40 : 응축기(condensor)
41 : 냉매배관(coolant pipe)
11,12 : 냉수배관(chilled water pipe)
50 : 용액 열교환기(solution heat exchanger)
60 : 열교환기(heat exchanger)

Claims (1)

  1. 냉매가 증발되도록 하는 증발기와, 증발된 냉매증기가 흡수제에 흡수되도록 하는 흡수기와, 이 흡수기에서 흡수된 흡수용액으로부터 농용액과 냉매증기를 발생시키는 재생기와, 이 재생기에서 가열에 의해 발생되는 냉매증기가 이동하여 응축작용으로 액화되도록 하는 응축기로 이루어진 흡수식 냉온수기에 있어서,
    상기 응축기와 증발기 사이에 응축기로부터 증발기로 보내지도록 하는 냉매배관이 통과되고, 증발기를 통과하는 냉수배관으로부터 바이패스되는 냉수배관이 지나가게 함으로써 응축기에서의 냉매의 온도가 낮아진 상태로 증발기로 보내져서 플래싱되는 것을 방지하도록 하는 열교환기를 설치한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉온수기.
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