KR20140002134A - High efficiency hybrid cooling/heating water apparatus with absorption type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양열을 이용한 하이브리드 흡수식 냉온수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양열을 이용하여 냉방, 난방 및 급탕을 효율적으로 수행할 수 있는 하이브리드 흡수식 냉온수기에 관한 것이다.
The present invention relates to a hybrid absorption chiller using solar heat, and more particularly, to a hybrid absorption chiller that can efficiently perform cooling, heating and hot water using solar heat.
일반적으로, 흡수식 냉난방 시스템이란 가스나 스팀 등의 열원을 이용하여 건물의 냉난방을 수행하는 시스템으로서, 최근에는 태양열을 이용한 흡수식 냉난방 시스템에 관한 기술이 보급되고 있다.In general, absorption type air-conditioning system is a system for heating and cooling a building by using a heat source such as gas or steam, and recently, technology related to absorption type air-conditioning system using solar heat has been widely used.
이와 같이, 냉난방에 태양열을 이용하는 경우, 특히 일사 강도가 큰 하절기에 가동 비용이 절감될 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하지 않기 때문에 지구 온난화를 방지하고 환경 친화적인 장점이 있다.As such, in the case of using solar heat for cooling and heating, not only the operation cost is reduced during the summer when the solar intensity is high, and there is an advantage of preventing the global warming and the environment-friendly because it does not use fossil fuel.
도 1을 참조하면, 종래의 태양열을 이용한 흡수식 냉난방 시스템(1)은 태양열을 집열하는 집열기(20), 상기 집열기(20)에서 집열된 열에 의하여 가열된 물이 저장되는 축열조(30), 상기 축열조(30)에 저장된 온수를 이용하여 냉수를 생성하는 흡수식 냉온수기(10) 및 상기 흡수식 냉온수기(10)에서 생성된 냉수와 열교환되어 공기를 냉각시키는 공기조화기(40)를 기본 구성으로 하고 있다.Referring to FIG. 1, a conventional absorption type heating and
그런데, 태양열에 의한 일사량이 부족하거나 일사량이 없는 경우에는 온수의 온도가 상승하지 못하여 흡수식 냉온수기(10)에서 냉매 증기의 원활한 분리가 되지 않기 때문에 냉난방 시스템이 구동되지 않게 되므로, 가스나 스팀에 의한 보조 열원설비를 사용할 수 밖에 없는 바, 일례로 보일러(50)에 의해 가열된 물은 보조탱크(51)에 저장되고 상기 보조탱크(51)에 저장된 물은 축열조(30) 내 온수의 온도를 상승시키기 위해 사용된다.However, when solar radiation is insufficient or no solar radiation, since the temperature of hot water does not rise and the refrigerant vapor is not separated smoothly from the
하지만, 보일러(50)의 열효율은 약 0.6 수준에 불과하여 열효율이 매우 낮고, 냉·난방의 구현이 복잡하며, 설치 및 유지 비용이 증가하는 문제가 있을 뿐만 아니라, 일사량이 부족하거나 일사량이 없을 경우 자체 내에 급탕 기능이 없어 별도의 급탕 보일러를 반드시 구비해야 하는 문제가 있다.
However, since the thermal efficiency of the
본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 태양열을 주열원으로 이용하되 일사량이 부족하거나 일사량이 없는 경우에도 보조 열원설비를 추가함 없이 자체 열원에 의하여 냉방과 난방은 물론이고 급탕까지 1개의 냉온수기로 가동할 수 있으므로, 흡수식 냉온수기의 열효율을 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라, 냉방, 난방 및 급탕 부하를 효율적으로 제어하여 열손실을 최소화할 수 있고, 냉방 또는 난방시 급탕을 동시에 사용할 수 있으며, 설치 및 유지 비용이 저렴한 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기의 제공을 그 목적으로 한다.
The present invention has been made in order to solve all the above problems, using solar heat as the main heat source, even if the solar radiation is insufficient or no amount of insolation by adding its own heat source without adding auxiliary heat source equipment cooling and heating as well as hot water supply It can be operated with one hot and cold water heater, which not only can greatly increase the thermal efficiency of the absorption chiller, but also can efficiently control the cooling, heating and hot water load to minimize heat loss, and can simultaneously use hot water when cooling or heating. The aim is to provide a high efficiency hybrid absorption chiller and hot water heater with low installation, maintenance and cost.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 응축된 냉매액을 증발시켜 냉매 증기를 발생시키고 잠열에 의해 냉수를 생성하는 증발기; 상기 증발기로부터 유입된 냉매 증기를 흡수액에 흡수시키는 흡수기; 축열조에서 공급된 온수를 이용하여 상기 흡수기로부터 전달된 흡수용액에서 냉매 증기를 분리시키는 솔라 재생기; 공기나 냉각수를 이용하여 상기 솔라 재생기로부터 전달된 냉매 증기를 응축시키는 솔라 응축기; 가열원을 이용하여 상기 흡수기로부터 전달된 흡수용액을 가열하여 고온의 냉매 증기와 흡수액으로 분리시키는 고온 재생기; 상기 고온 재생기로부터 전달된 고온의 냉매 증기를 이용하여 상기 흡수기로부터 전달된 흡수용액을 가열하여 냉매 증기와 흡수액으로 분리시키는 저온 재생기; 공기나 냉각수를 이용하여 상기 고온 재생기와 상기 저온 재생기로부터 전달된 냉매 증기를 냉각시켜 응축시키는 응축기; 및 온도센서를 이용하여 펌프 및 밸브의 작동을 제어함으로써 효율적인 운전 가동이 이루어지도록 제어하는 제어반;을 포함하는 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an evaporator for generating a refrigerant vapor by evaporating the condensed refrigerant liquid and generating cold water by latent heat; An absorber for absorbing the refrigerant vapor introduced from the evaporator into the absorbent liquid; A solar regenerator separating the refrigerant vapor from the absorption solution transferred from the absorber using hot water supplied from the heat storage tank; A solar condenser for condensing refrigerant vapor delivered from the solar regenerator using air or cooling water; A high temperature regenerator for heating the absorption solution delivered from the absorber by using a heating source to separate the refrigerant vapor with the high temperature refrigerant and the absorption liquid; A low temperature regenerator for heating the absorption solution transferred from the absorber by using the high temperature refrigerant vapor transferred from the high temperature regenerator to separate the refrigerant vapor and the absorption liquid; A condenser for cooling and condensing refrigerant vapor delivered from the high temperature regenerator and the low temperature regenerator using air or cooling water; And a control panel for controlling an operation of the pump and the valve by using a temperature sensor to control an efficient driving operation.
이때, 본 발명은 상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액과 상기 저온 재생기의 흡수액이 열교환되는 저온 열교환기; 상기 고온 재생기로 이송되는 흡수용액과 상기 고온 재생기의 흡수액이 열교환되는 고온 열교환기; 및 상기 저온 열교환기에서 열교환된 흡수용액과 상기 저온 재생기를 통과하면서 응축된 흡수액이 열교환되는 응축 열교환기;를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.At this time, the present invention is a low-temperature heat exchanger in which the absorbent solution transferred from the absorber and the absorbent liquid of the low temperature regenerator; A high temperature heat exchanger in which the absorption liquid transferred to the high temperature regenerator and the absorption liquid of the high temperature regenerator are heat-exchanged; And a condensation heat exchanger in which the absorbent solution heat-exchanged in the low temperature heat exchanger and the absorbent liquid condensed while passing through the low temperature regenerator are heat-exchanged.
게다가, 본 발명은 상기 흡수기의 하류에 설치되어 상기 흡수기의 흡수용액을 순환시키는 용액순환펌프; 상기 저온 재생기와 흡수기의 사이에 설치되어 흡수용액으로부터 분리된 흡수액을 흡수기에 분사시키는 용액분사펌프; 및 냉매 증기가 상기 솔라 응축기 또는 상기 응축기에서 응축된 냉매를 상기 증발기의 상부로 이송시켜 분사하는 냉매펌프를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.In addition, the present invention is installed downstream of the absorber is a solution circulation pump for circulating the absorbing solution of the absorber; A solution spray pump installed between the low temperature regenerator and the absorber to spray the absorbent liquid separated from the absorbent solution to the absorber; And a refrigerant pump in which the refrigerant vapor transfers and sprays the refrigerant condensed in the solar condenser or the condenser to the upper portion of the evaporator.
나아가, 본 발명은 상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 고온 재생기로의 유입을 제어하는 제 1 제어밸브(V1); 상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 저온 재생기로의 유입을 제어하는 제 2 제어밸브(V2); 및 상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 솔라 재생기로의 유입을 제어하는 제 3 제어밸브(V3);를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.Furthermore, the present invention includes a first control valve (V1) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the high temperature regenerator; A second control valve (V2) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the low temperature regenerator; And a third control valve (V3) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the solar regenerator.
또한, 본 발명은 상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 응축 열교환기로의 유입을 제어하는 제 4 제어밸브(V4)를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
In addition, the present invention is also characterized in that it further comprises a fourth control valve (V4) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the condensation heat exchanger.
본 발명에 의하면, 태양열을 주열원으로 이용하되 일사량이 부족하거나 일사량이 없는 경우에도 보조 열원설비를 추가함 없이 자체 열원에 의하여 냉방과 난방은 물론이고 급탕까지 1개의 냉온수기로 가동할 수 있으므로, 흡수식 냉온수기의 열효율을 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라, 냉방, 난방 및 급탕 부하를 효율적으로 제어하여 열손실을 최소화할 수 있고, 냉방 또는 난방시 급탕을 동시에 사용할 수 있으며, 설치 및 유지 비용이 저렴한 효과가 있다.According to the present invention, even though solar heat is used as the main heat source, even if the amount of solar radiation is insufficient or the amount of solar radiation can be operated by one hot and cold water heater as well as cooling and heating by hot water supply without adding an auxiliary heat source facility. Not only can the heat efficiency of the hot and cold water heaters be greatly increased, but the heat loss can be minimized by efficiently controlling the cooling, heating, and hot water loads, the hot water can be used simultaneously when cooling or heating, and the installation and maintenance costs are low. .
또한, 펌프가 용액순환펌프, 용액분사펌프 및 냉매펌프로 구성되어 전기 사용량을 절감하고, 배관의 구조가 간단하며, 병렬의 흐름 구조로 이루어져 하이브리드 모드시 과농축에 의한 결정 발생확률이 직렬의 경우보다 현저히 낮아 안정적인 성능을 확보할 수 있다.
In addition, the pump is composed of a solution circulation pump, a solution injection pump and a refrigerant pump to reduce the amount of electricity used, the structure of the pipe is simple, and the parallel flow structure, the probability of occurrence of crystallization due to over-concentration in the hybrid mode in series It is much lower, and stable performance can be obtained.
도 1은 종래 기술에 따른 태양열을 이용한 흡수식 냉난방 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명이 적용된 고효율 하이브리드 흡수식 냉난방 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기의 구성도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기의 구성도.1 is a configuration of the absorption type heating and cooling system using solar heat according to the prior art.
Figure 2 is a block diagram of a high efficiency hybrid absorption type heating and cooling system to which the present invention is applied.
Figure 3 is a block diagram of a high efficiency hybrid absorption chiller hot water according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram of a high efficiency hybrid absorption cold and hot water heater according to another embodiment of the present invention.
본 발명자는 태양열을 이용한 종래의 흡수식 냉온수기는 일사량이 부족하거나 일사량이 없는 경우 보일러 등의 보조 열원설비를 사용하는데, 열효율이 낮고, 냉·난방의 구현이 복잡하며, 설치 및 유지 비용이 증가하고, 자체적으로 급탕 기능이 없어 급탕 보일러가 별도로 구비되어야 하는 문제들이 있음을 인지하고, 상기 문제들을 해결하기 위하여 연구와 노력을 거듭한 결과, 태양열을 주열원으로 이용하되 일사량이 부족하거나 일사량이 없는 경우에도 보조 열원설비를 추가함 없이 자체 열원에 의하여 냉방과 난방은 물론이고 급탕까지 1개의 냉온수기로 가동할 수 있으므로, 흡수식 냉온수기의 열효율을 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라, 냉방, 난방 및 급탕 부하를 효율적으로 제어하여 열손실을 최소화할 수 있고, 냉방 또는 난방시 급탕을 동시에 사용할 수 있으며, 설치 및 유지 비용이 저렴한 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기에 관한 본 발명을 완성시켰다.The inventors of the present invention use a conventional absorption type cold and hot water heater using auxiliary heat source equipment such as a boiler when the amount of insolation is insufficient or insolation, the thermal efficiency is low, the implementation of cooling and heating is complicated, the installation and maintenance costs are increased, Recognizing that there are problems that need hot water boiler separately because it does not have hot water function by itself, and after research and efforts to solve the above problems, even though solar heat is used as the main heat source, It can operate not only cooling and heating but also hot water supply by one's own heat source without adding auxiliary heat source equipment. Therefore, it can not only increase the thermal efficiency of absorption type cold water heater but also efficiently control the cooling, heating and hot water load. Heat loss can be minimized. The present invention has been completed with a high efficiency hybrid absorption chiller, which can be used and has low installation and maintenance costs.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명이 적용된 하이브리드 냉난방 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 태양열을 집열하는 집열기(20), 상기 집열기(20)에서 집열된 열에 의하여 가열된 물이 저장되는 축열조(30), 상기 축열조(30)에 저장된 온수를 이용하여 냉수를 생성하는 흡수식 냉온수기(10) 및 상기 흡수식 냉온수기(10)에서 생성된 냉수와 열교환되어 공기를 냉각시키는 공기조화기(40)를 포함하여 이루어진다.Hybrid heating and heating system to which the present invention is applied, as shown in Figure 2, the
상기 흡수식 냉온수기(10)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기(100)가 적용되는 바, 크게 증발기(110), 흡수기(120), 솔라 재생기(130), 솔라 응축기(140), 고온 재생기(150), 저온 재생기(160), 응축기(170) 및 제어반(미도시)를 포함하여 이루어지고, 저온 열교환기(191), 고온 열교환기(192) 및 응축 열교환기(193)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the absorption type cold and
상기 증발기(110)는 응축된 냉매를 증발시켜 냉매 증기를 발생시키고 잠열에 의해 냉수를 생성하는 바, 즉 상기 솔라 응축기(140)와 응축기(170)에서 응축되어 감압된 냉매액을 냉매펌프(P3)에 의하여 증발기(110) 상부로 이송하여 분사시키고, 증발기(110)의 내부에서 냉매액은 증발되어 잠열에 의해 냉매 증기를 발생시키며, 이때, 냉매액이 증발하면서 공기조화기(40)로부터 유입된 냉수로부터 열을 빼앗아 저온의 냉수로 되고, 이러한 냉수는 다시 공기조화기(40)로 이동하여 실내 공기의 냉각을 위해 사용된다.The
상기 흡수기(120)는 상기 증발기(110)로부터 유입된 냉매 증기를 흡수액에 흡수시키는 기능을 하는 바, 즉, 상기 솔라 재생기(130), 고온 재생기(150) 및 저온 재생기(160) 등에서 공급된 농축된 흡수액을 분사하여 상기 증발기(110)에서 공급되는 냉매 증기를 흡수하게 되고, 상기 흡수기(120)에서 흡수되어 희석된 흡수용액은 상기 솔라 재생기(130), 고온 재생기(150) 및 저온 재생기(160) 등으로 공급된다. 이때, 냉매 증기를 흡수하면서 발생되는 잠열에 의해 상기 흡수기(120)의 내부 온도가 상승하면서 냉매 증기의 흡수율이 감소하는 것을 방지하기 위하여, 상기 흡수기(120)는 냉각탑(미도시)으로부터 공급되는 냉각수에 의하여 냉각된다.The absorber 120 functions to absorb the refrigerant vapor introduced from the
또한, 상기 흡수기(120)에서의 흡수 과정에서 재생된 열은 상기 흡수기(120)의 관내로 흐르는 냉각수에 의해 배출된다.In addition, the heat regenerated in the absorption process in the
상기 솔라 재생기(130)는 상기 축열조(30)에서 공급된 온수를 이용하여 상기 흡수기(120)로부터 전달된 흡수용액에서 냉매 증기를 분리시키는 바, 즉, 솔라 재생기(130)로 유입된 흡수용액은 상기 축열조(30)에서 공급된 온수에 의해 가열되고, 여기서 흡수용액으로부터 냉매 증기가 분리 증발되어 솔라 응축기(140)로 공급되며, 냉매 증기가 증발된 흡수액은 상기 흡수기(120)로 공급되는 것이다.The
상기 솔라 응축기(140)는 공기나 냉각수를 이용하여 상기 솔라 재생기(130)로부터 전달된 냉매 증기를 응축시킨 후, 응축된 냉매액을 상기 증발기(110)로 이송한다.The
상기 고온 재생기(150)는 가열원을 이용하여 상기 흡수기(120)로부터 전달된 흡수용액을 가열하여 고온의 냉매 증기와 흡수액으로 분리시키는 바, 즉, 상기 고온 재생기(150)로 유입된 희석된 흡수용액은 가스 연소 등의 가열원(151)을 이용하여 가열되고, 이로 인하여 흡수용액으로부터 고온의 냉매 증기가 분리 증발되며, 상기 고온의 냉매 증기는 상기 저온 재생기(160)를 통과하면서 냉각 응축되어 상기 응축기(170)에 액체 상태로 유입된다. The
상기 저온 재생기(160)는 상기 고온 재생기(150)로부터 전달된 고온의 냉매 증기를 이용하여 상기 흡수기(120)로부터 전달된 흡수용액을 가열하여 냉매 증기와 흡수액으로 분리시키는 바, 즉, 용액순환펌프(P1)의 작동에 의해 상기 흡수기(120)로부터 상기 저온 재생기(160)로 유입된 희석된 흡수용액이 상기 고온 재생기(150)로부터 공급된 고온의 냉매 증기에 의해 가열되면서 냉매 증기가 증발하여 흡수액과 분리되며, 증발된 냉매 증기는 상기 응축기(170)로 공급되고, 분리된 흡수액은 상기 흡수기(120)로 공급된다.The
상기 응축기(170)는 공기나 냉각수를 이용하여 상기 고온 재생기(150)와 상기 저온 재생기(160)로부터 전달된 냉매 증기를 냉각시켜 응축시킨 후, 응축된 냉매액을 상기 증발기(110)로 이송한다.The
상기 제어반(미도시)은 온도센서를 이용하여 관로 상에 설치된 전자밸브의 개폐를 제어함으로써 효율적인 운전 가동이 이루어지도록 제어한다.The control panel (not shown) controls the operation of the efficient operation by controlling the opening and closing of the solenoid valve installed on the pipeline using a temperature sensor.
더불어, 본 발명에 따른 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기(100)는 저온 열교환기(191), 고온 열교환기(192) 및 응축 열교환기(193)를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the high efficiency hybrid absorption cold /
상기 저온 열교환기(191)는 상기 흡수기(120)로부터 이송되는 흡수용액과 상기 저온 재생기(160)의 흡수액이 열교환되는 기능을 하고, 상기 고온 열교환기(192)는 상기 흡수기(120)로부터 상기 고온 재생기(150)로 이송되는 흡수용액과 상기 고온 재생기(150)에서 분리된 흡수액이 열교환되는 기능을 하며, 상기 응축 열교환기(193)는 상기 흡수기(120)에서 냉매 증기를 흡수해 농도가 묽어진 흡수용액과 상기 저온 재생기(160)를 통과하면서 응축된 액체 상태의 냉매액이 열교환되는 기능을 한다.The low
그리고, 상기 흡수기(120)의 하류에 용액순환펌프(P1)가 설치되어 상기 흡수기(120)에서 희석된 흡수용액을 순환시키고, 상기 저온 재생기(160)와 흡수기(120)의 사이에 용액분사펌프(P2)가 설치되어 흡수용액으로부터 분리된 흡수액을 상기 흡수기(120)로 이송하여 분사시키며, 상기 증발기(110)의 상·하부를 연결하는 관로 상에 냉매 펌프(P3)가 설치되어 상기 솔라 응축기(140) 또는 상기 응축기(170)에서 응축된 냉매액을 상기 증발기(110)의 상부로 이송시켜 분사하게 한다.Then, a solution circulation pump (P1) is installed downstream of the
나아가, 상기 흡수기(120)로부터 이송되는 흡수용액의 상기 고온 재생기(150)로의 유입을 제어하는 제 1 제어밸브(V1)와, 상기 흡수기(120)로부터 이송되는 흡수용액의 상기 저온 재생기(160)로의 유입을 제어하는 제 2 제어밸브(V2)와, 상기 흡수기(120)로부터 이송되는 흡수용액의 상기 솔라 재생기(130)로의 유입을 제어하는 제 3 제어밸브(V3)와, 상기 흡수기(120)로부터 이송되는 흡수용액의 상기 응축 열교환기(193)로의 유입을 제어하는 제 4 제어밸브(V4)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Further, the first control valve (V1) for controlling the inflow of the absorbent solution from the absorber 120 into the
이하, 본 발명의 작동에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
< 냉 방 ><Cooling>
먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 태양의 일사량이 충분하여 집열기(20)에 의해 가열되어 축열조(30)에 저장된 온수의 온도가 본 발명의 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기(100)를 가동하기에 충분한 기준 온도 이상으로 축열조(30)에 설치된 온도센서에 의해 감지되는 경우, 냉매 펌프(P3)에 의해 공급된 냉매액이 증발기(110)에서 증발되어 흡수기(120)에 공급되면서 공기조화기(40)로부터 유입된 냉수로부터 열을 빼앗아 저온의 냉수로 되고, 이러한 냉수는 다시 공기조화기(40)로 이동하여 실내 공기의 냉각을 위해 사용되어 냉방이 실현된다.First, as shown in Figures 3 and 4, the amount of solar radiation is enough to be heated by the
지속적인 냉방을 위하여, 제어반은 용액순환펌프(P1)를 가동시키고 제 3 제어밸브(V3)를 개방하여 흡수기(120)에서 희석된 흡수용액은 솔라 재생기(130)로 공급되고, 나머지 제 1 제어밸브(V1), 제 2 제어밸브(V2) 및 제 4 제어밸브(V4)가 차단되어 고온 재생기(150)와 저온 재생기(160)로는 흡수용액이 공급되지 않아 열손실을 최소화하여 효율적인 운전이 가능하다.For continuous cooling, the control panel operates the solution circulation pump P1 and opens the third control valve V3 so that the absorbed solution diluted in the
솔라 재생기(130)로 공급된 흡수용액은 상기 축열조(30)에서 공급된 온수에 의해 가열되고, 흡수용액으로부터 냉매 증기가 분리 증발되어 솔라 응축기(140)로 공급되며, 솔라 응축기(140)는 공기나 냉각수를 이용하여 냉매 증기를 응축시킨 후 응축된 냉매액을 증발기(110)로 이송하고, 냉매 증기가 증발되고 남은 흡수액은 상기 흡수기(120)로 공급되면서 냉방 사이클이 지속적으로 유지되는 것이다.
The absorption solution supplied to the
날씨가 흐리거나 일몰 후와 같이 태양의 일사량이 없는 경우, 축열조(30)에 설치된 온도센서에 의해 감지된 온도가 본 발명의 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기(100)를 가동하기에 충분한 기준 온도보다 매우 낮아 태양열에 의한 온수를 이용할 수 없다고 판단되는 경우, 솔라 재생기(130)는 흡수식 냉온수기의 가동에 전혀 기여할 수 없기 때문에, 제어반은 용액순환펌프(P1)를 가동시키고 제 1 제어밸브(V1), 제 2 제어밸브(V2) 및 제 4 제어밸브(V4)를 개방하여 흡수기(120)에서 희석된 흡수용액은 저온 열교환기(191)나 응축 열교환기(193) 또는 고온 열교환기(192)를 거친 후 고온 재생기(150)와 저온 재생기(160)로 병렬 상태로 공급되고, 나머지 제 3 제어밸브(V3)는 차단되어 솔라 재생기(130)로는 흡수용액이 공급되지 않아 열손실을 최소화하여 효율적인 운전이 가능하다.When the weather is cloudy or there is no solar radiation, such as after sunset, the temperature detected by the temperature sensor installed in the
고온 재생기(150)로 유입된 희석된 흡수용액은 가스 연소 등의 가열원(151)에 의하여 가열되고, 이러한 고온 재생기(150)에서 증발하여 발생된 고온의 냉매 증기는 저온 재생기(160)를 통과하면서 응축되어 액체 상태로 응축기(170)로 유입되며, 저온 재생기(160)로 공급된 희석용액은 가열되어 냉매 증기가 발생되고 냉매 증기는 응축기(170)로 유입되며, 고온 재생기(150)와 저온 재생기(160)에서 발생된 농축된 흡수액은 흡수기(120)로 유입되어 냉방 사이클이 지속적으로 유지되는 것이다.
The diluted absorbent solution introduced into the
태양의 일사량이 부족하여 축열조(30)에 설치된 온도센서에 의해 감지된 온도가 본 발명의 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기(100)를 가동하기에 충분한 기준 온도보다 낮을 경우, 제어반은 용액순환펌프(P1)를 가동시키고 제 1 제어밸브(V1), 제 3 제어밸브(V3) 및 제 4 제어밸브(V4)를 개방하며, 제 2 제어밸브(V2)는 차단하여 흡수기(120)에서 희석된 흡수용액은 솔라 재생기(130)와 고온 재생기(150)로 병렬로 공급되어 열손실을 최소화하여 효율적인 운전이 가능하다.When the amount of solar radiation is insufficient and the temperature sensed by the temperature sensor installed in the
또한, 고온 재생기(150)로 유입된 흡수용액은 가스 연소 등의 가열원(151)에 의하여 가열되고, 증발하여 발생된 고온의 냉매 증기는 저온 재생기(160)를 통과하여 응축기(170) 유입되어 응축되며, 더불어 솔라 재생기(130)에서 발생된 냉매 증기는 솔라 응축기(140)로 유입되고, 상기 솔라 응축기(140)와 응축기(170)에서 응축된 냉매액은 증발기(110)로 공급된다.In addition, the absorbent solution introduced into the
그리고, 솔라 재생기(130)에서 농축된 흡수액은 저온 재생기(160)에서 농한 흡수액으로 재생되며, 용액분사펌프(P2)의 가동에 의해 고온 재생기(150)에서 농축된 흡수액과 함께 흡수기(110)로 유입되어 냉방 사이클이 지속적으로 유지된다.In addition, the absorbent liquid concentrated in the
이로써 솔라 재생기(130)를 이용하는 냉방 사이클과 고온 재생기(150)를 이용하는 냉방 사이클이 동시에 실현됨으로써 부족한 태양열을 보충할 수 있는 것이다.
As a result, the cooling cycle using the
< 난 방 ><Room>
먼저, 태양의 일사량이 충분하여 집열기(20)에 의해 가열되어 축열조(30)에 저장된 온수의 온도가 난방 가능 온도에 도달한 경우, 축열조(30)에 저장된 온수가 공기조화기(40)에 공급되어 난방이 실현된다.이때 난방에 사용된 온수는 축열조(30)로 재순환될 수 있다.First, when the amount of solar radiation is enough to be heated by the
다만, 태양의 일사량이 부족하거나 없어서 난방이 어려운 경우에는, 고온 재생기(150)의 가스 연소 등 가열원(151)을 이용하여 난방을 하게 되고, 제어반은 용액순환펌프(P1)를 가동하고 제 1 제어밸브(V1), 제 2 제어밸브(V2) 및 제 4 제어밸브(V4)를 개방하며, 제 3 제어밸브는 차단하여, 흡수기(120)에서 희석된 흡수용액이 솔라 재생기(130)로 유입되지 못하도록 함과 동시에 고온 재생기(150)로 공급되어 열손실을 최소화하여 효율적인 운전이 가능하다.However, when heating is difficult due to insufficient or no solar radiation, heating is performed by using a
이때, 저온 재생기(160)에서 분리된 냉매 증기는 응축기(170)에서 응축되어 증발기(110)에 공급되고, 저온 재생기(160)에서 희석된 흡수액은 흡수기(120)로 유입된 후 다시 고온 재생기(150)와 저온 재생기(160)로 재순환되는 냉방 사이클이 유지된다.
At this time, the refrigerant vapor separated from the
< < 급 탕A hot water bath > >
본 발명에 따른 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기(100)는 태양열을 우선적으로 이용하여 가동되므로, 태양열의 일사량이 충분한 경우에는 태양열에 의해 가열된 온수를 이용하여 냉난방과 함께 급탕이 가능하다.Since the high efficiency hybrid absorption type cold and
다만, 태양열이 없어서 태양열을 이용하여 급탕이 어려운 경우에도 냉난방을 하면서 동시에 급탕 부하를 감당할 수가 있는 바, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제어반이 온도 센서에 의해 급탕 부하를 감지하면 용액순환펌프(P1)를 가동하고 제 1 제어밸브(V1), 제 3 제어밸브(V3) 및 제 4 제어밸브(V4)를 개방하며 제 2 제어밸브(V2)는 차단하여, 흡수기(120)에서 희석된 흡수용액이 솔라 재생기(130)와 고온 재생기(150)로만 공급되도록 제어한다.However, even when hot water supply is difficult due to the absence of solar heat, the heating and cooling can be carried out while simultaneously heating the hot water bar. As shown in FIGS. 3 and 4, when the control panel senses the hot water load by the temperature sensor, the solution is circulated. The pump P1 is operated, the first control valve V1, the third control valve V3 and the fourth control valve V4 are opened, and the second control valve V2 is shut off to dilute in the
즉, 냉방 또는 난방시 태양의 일사량이 없을 때에는 솔라 재생기(130)를 가동하지 않으나, 급탕 부하의 발생시 흡수기(120)의 흡수용액을 저온 재생기(160)가 아닌 솔라 재생기(130)로 직접 공급하여, 고온의 흡수용액과 급탕 온수가 솔라 재생기(130)에서 열교환되어 급탕이 실현되는 것이다. That is, when there is no solar radiation during cooling or heating, the
이때, 급탕 온수의 입구와 출구는 도 3과 같이 태양열에 의한 온수의 입구와 출구와 동일하게 구성될 수도 있고, 도 4와 같이 삼방밸브(3way valve)를 추가하여 태양열의 온수 배관과 급탕 배관을 별도로 제공할 수도 있다.
At this time, the inlet and outlet of the hot water supply hot water may be configured in the same way as the inlet and outlet of the hot water by solar heat as shown in Figure 3, by adding a three-way valve (3 way valve) as shown in FIG. It can also be provided separately.
결국, 본 발명에 따른 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기에 의하면, 태양열을 주열원으로 이용하되 일사량이 부족하거나 일사량이 없는 경우에도 보조 열원설비를 추가함 없이 자체 열원에 의하여 냉방과 난방은 물론이고 급탕까지 1개의 냉온수기로 가동할 수 있으므로, 흡수식 냉온수기의 열효율을 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라, 냉방, 난방 및 급탕 부하를 효율적으로 제어하여 열손실을 최소화할 수 있고, 냉방 또는 난방시 급탕을 동시에 사용할 수 있으며, 설치 및 유지 비용이 저렴하다.
After all, according to the high-efficiency hybrid absorption type cold and hot water heater according to the present invention, even if solar heat is used as the main heat source, even if the solar radiation amount is insufficient or no solar radiation, one by one of the heating and cooling as well as heating and heating by its own heat source without adding auxiliary heat source equipment As it can be operated with cold / hot water, it can not only greatly increase the thermal efficiency of the absorption type cold / hot water heater, but also can effectively control the cooling, heating and hot water load to minimize heat loss, and can use hot water at the same time when cooling or heating. And maintenance cost is low.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments. Anything having substantially the same constitution as the technical idea described in the claims of the present invention and achieving the same operational effect is included in the technical scope of the present invention.
1. 종래의 태양열을 이용한 흡수식 냉난방 시스템
10. 흡수식 냉온수기 20. 집열기
30. 축열조 40. 공기조화기
50. 보일러 51. 보조 탱크
100. 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기
110. 증발기 120. 흡수기
130. 솔라 재생기 140. 솔라 응축기
150. 고온 재생기 151. 가열원 160. 저온 재생기
170. 응축기 191. 저온 열교환기
192. 고온 열교환기 193. 응축 열교환기
P1. 용액순환펌프 P2. 용액분사펌프 P3. 냉매펌프
V1. 제 1 제어밸브 V2. 제 2 제어밸브
V3. 제 3 제어밸브 V4. 제 4 제어밸브
V5. 급탕유입밸브 V6. 급탕유출밸브1. Absorption type heating and cooling system using conventional solar heat
10.
30.
50.
100. High efficiency hybrid absorption chiller
110.
130.
150.
170.
192. High
P1. Solution Circulation Pump P2. Solution Injection Pump P3. Refrigerant pump
V1. First control valve V2. 2nd control valve
V3. Third control valve V4. 4th control valve
V5. Hot water inlet valve V6. Hot water supply valve
Claims (5)
상기 증발기로부터 유입된 냉매 증기를 흡수액에 흡수시키는 흡수기;
축열조에서 공급된 온수를 이용하여 상기 흡수기로부터 전달된 흡수용액에서 냉매 증기를 분리시키는 솔라 재생기;
공기나 냉각수를 이용하여 상기 솔라 재생기로부터 전달된 냉매 증기를 응축시키는 솔라 응축기;
가열원을 이용하여 상기 흡수기로부터 전달된 흡수용액을 가열하여 고온의 냉매 증기와 흡수액으로 분리시키는 고온 재생기;
상기 고온 재생기로부터 전달된 고온의 냉매 증기를 이용하여 상기 흡수기로부터 전달된 흡수용액을 가열하여 냉매 증기와 흡수액으로 분리시키는 저온 재생기;
공기나 냉각수를 이용하여 상기 고온 재생기와 상기 저온 재생기로부터 전달된 냉매 증기를 냉각시켜 응축시키는 응축기; 및
온도센서를 이용하여 펌프 및 밸브의 작동을 제어함으로써 효율적인 운전 가동이 이루어지도록 제어하는 제어반;을 포함하는 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기.
An evaporator which evaporates the condensed refrigerant liquid to generate refrigerant vapor and generates cold water by latent heat;
An absorber for absorbing the refrigerant vapor introduced from the evaporator into the absorbent liquid;
A solar regenerator separating the refrigerant vapor from the absorption solution transferred from the absorber using hot water supplied from the heat storage tank;
A solar condenser for condensing refrigerant vapor delivered from the solar regenerator using air or cooling water;
A high temperature regenerator for heating the absorption solution delivered from the absorber by using a heating source to separate the refrigerant vapor with the high temperature refrigerant and the absorption liquid;
A low temperature regenerator for heating the absorption solution transferred from the absorber by using the high temperature refrigerant vapor transferred from the high temperature regenerator to separate the refrigerant vapor and the absorption liquid;
A condenser for cooling and condensing refrigerant vapor delivered from the high temperature regenerator and the low temperature regenerator using air or cooling water; And
A control panel for controlling the operation of the pump and the valve by using a temperature sensor to control the efficient operation operation is achieved; High efficiency hybrid absorption chiller.
상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액과 상기 저온 재생기의 흡수액이 열교환되는 저온 열교환기;
상기 고온 재생기로 이송되는 흡수용액과 상기 고온 재생기의 흡수액이 열교환되는 고온 열교환기; 및
상기 저온 열교환기에서 열교환된 흡수용액과 상기 저온 재생기를 통과하면서 응축된 흡수액이 열교환되는 응축 열교환기;를 더 포함하는 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기.
The method of claim 1,
A low temperature heat exchanger in which the absorption liquid transferred from the absorber and the absorption liquid of the low temperature regenerator are heat exchanged;
A high temperature heat exchanger in which the absorption liquid transferred to the high temperature regenerator and the absorption liquid of the high temperature regenerator are heat-exchanged; And
And a condensation heat exchanger in which the absorbent solution heat-exchanged in the low temperature heat exchanger and the absorbent liquid condensed while passing through the low temperature regenerator are heat-exchanged.
상기 흡수기의 하류에 설치되어 상기 흡수기의 흡수용액을 순환시키는 용액순환펌프;
상기 저온 재생기와 흡수기의 사이에 설치되어 흡수용액으로부터 분리된 흡수액을 흡수기에 분사시키는 용액분사펌프; 및
냉매 증기가 상기 솔라 응축기 또는 상기 응축기에서 응축된 냉매를 상기 증발기의 상부로 이송시켜 분사하는 냉매펌프;를 더 포함하는 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기.
The method of claim 1,
A solution circulation pump installed downstream of the absorber to circulate the absorbing solution of the absorber;
A solution spray pump installed between the low temperature regenerator and the absorber to spray the absorbent liquid separated from the absorbent solution to the absorber; And
And a refrigerant pump in which a refrigerant vapor transfers and sprays the solar condenser or the refrigerant condensed in the condenser to an upper portion of the evaporator.
상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 고온 재생기로의 유입을 제어하는 제 1 제어밸브(V1);
상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 저온 재생기로의 유입을 제어하는 제 2 제어밸브(V2); 및
상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 솔라 재생기로의 유입을 제어하는 제 3 제어밸브(V3);를 더 포함하는 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기.
The method of claim 1,
A first control valve (V1) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the high temperature regenerator;
A second control valve (V2) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the low temperature regenerator; And
And a third control valve (V3) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the solar regenerator.
상기 흡수기로부터 이송되는 흡수용액의 상기 응축 열교환기로의 유입을 제어하는 제 4 제어밸브(V4)를 더 포함하는 고효율 하이브리드 흡수식 냉온수기.
3. The method of claim 2,
And a fourth control valve (V4) for controlling the inflow of the absorbing solution from the absorber to the condensation heat exchanger.
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