KR20200120180A - 흡수식 냉동기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1중효용 저온수 흡수식 냉동기를 제공하기 위한 것으로, 냉매가 증발되는 증발기, 증발기에서 증발된 냉매를 희용액에 흡수시켜 희용액을 생성하는 흡수기, 흡수기에서 생성된 희용액에서 냉매를 재생시켜 농용액을 생성하는 재생기, 및 재생기에서 재생된 냉매를 응축시키는 응축기를 포함하고, 흡수기에서 재생기로 유동되는 희용액과 재생기에서 출수되는 온수 사이에서 열교환될 수 있다.

Description

흡수식 냉동기{ABSORPTION TYPE CHILLER}
본 발명은 흡수식 냉동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1중효용 저온수 흡수식 냉동기에 관한 것이다.
흡수식 냉동기는 냉매가 증발할 때의 기화열을 이용하여 배관을 흐르는 물을 냉각시키고, 증발된 냉매를 응축시켜 재사용하는 냉동기이다.
흡수식 냉동기는 재생기에 따라 1중효용(단효용, single-effect), 2중효용(double-effect), 3중효용(tripleeffect) 또는 그 이상의 다중효용(multi- effect)으로 구분된다.
1중효용 흡수식 냉동기는 재생기, 응축기, 증발기 및 흡수기로 구성된다. 증발기에서는 냉매가 기화되어 냉매증기로 상변화되며, 이 과정에서 냉매의 기화열을 이용해 냉수를 발생시킨다. 증발기에서 생성된 냉매증기는 흡수기로 이동되어 흡수제에 흡수된다. 통상 증발기와 흡수기는 동일한 쉘(shell) 내부에 배치되어 강판 등이 절곡된 엘리미네이터에 의해 구획된다. 냉매증기를 흡수하고 묽어진 흡수액(희용액)은 재생기에서 열원에 의해 가열되어 냉매증기와 분리된다. 냉매증기는 응축기에서 응축된 후 다시 증발기로 투입되는 사이클을 반복한다.
한편, 흡수식 냉동기의 다른 구분방식으로 1단(1-stage), 2단(2-stage) 또는 다단(multi- stage)의 흡수식 냉동기가 알려져 있다. 대표적으로 사용되는 것은 저온수 또는 중온수용 2단 흡수식 냉동기이다. 2단 흡수식 냉동기는 흡수액이 주사이클과 보조사이클에 각각 순환되며, 주사이클과 보조사이클이 분리되어 있다. 따라서 냉방부하가 낮을 시 일부 사이클(보조사이클)을 중단시켜 에너지효율을 향상시키는데 효과적이다.
최근, 흡수식 냉동기는 지역난방 온수를 열원으로 이용한 하절기 냉방수단으로 활용되고 있다. 이러한 방식은 기존의 지역난방용 온수배관망을 활용함으로써 지역난방을 사용중인 주거, 상업지역 등에서 상당히 효과적으로 이용될 수 있다. 지역난방 온수를 활용한 흡수식 냉동기는 주로 저온수 또는 중온수 흡수식 냉동기가 사용되고 있다. 저온수 흡수식 냉동기는 약 95도 내외의 온수를 공급받아 약 55도 내외의 저온수를 배출하며, 중온수 흡수식 냉동기는 약 95도 내외의 온수를 공급받아 약 80도 내외의 중온수를 배출하도록 설계된다. 흡수식 냉동기는 이러한 온수의 열원을 이용하여 냉수를 발생시키며, 냉수의 입/출구온도는 13도/8도 또는 12도/7도로 설정됨이 일반적이다.
한편, 저온수 흡수식 냉동기의 경우 1중효용으로는 온수의 출구 온도를 낮추기 어려워 현재 저온수 2단/쌍동형 사이클로 설계된 제품이 많이 사용되는데, 배관 구조 및 형상이 복잡하여 제조 비용이 비싸고, 제어가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 1중효용 저온수 흡수식 냉동기를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 흡수식 냉동기는 냉매가 증발되는 증발기, 증발기에서 증발된 냉매를 희용액에 흡수시켜 희용액을 생성하는 흡수기, 흡수기에서 생성된 희용액에서 냉매를 재생시켜 농용액을 생성하는 재생기, 및 재생기에서 재생된 냉매를 응축시키는 응축기를 포함하고, 흡수기에서 재생기로 유동되는 희용액과 재생기에서 출수되는 온수 사이에서 열교환될 수 있다.
흡수식 냉동기는 흡수기에서 토출된 희용액이 재생기로 유동되는 흡수기 토출라인과, 재생기에서 출수된 온수가 유동되는 온수출구라인이 지나는 온수 열교환기를 더 포함할 수 있다.
흡수식 냉동기는 재생기로 온수가 유입되는 온수입구라인, 재생기 내부에 설치되며, 온수입구라인에 연결되는 온수관, 및 온수관을 통과한 온수가 유동되는 온수출구라인을 더 포함하고, 희용액은 온수출구라인을 통과하는 온수와 열교환될 수 있다.
흡수식 냉동기는 흡수기로 냉각수가 유입되는 냉각수입수라인, 흡수기의 내부에 설치되며, 냉각수입수라인과 연결되는 흡수냉각수관, 흡수냉각수관을 통과한 냉각수가 지나는 냉각수연결라인, 응축기의 내부에 설치되며, 냉각수연결라인과 연결되는 응축냉각수관, 응축냉각수관을 통과한 냉각수가 지나는 냉각수토출라인, 및 냉각수입수라인에서 분지되는 냉각수분지라인을 더 포함할 수 있다.
재생기에서 생성된 농용액은 냉각수분지라인을 지나는 냉각수와 열교환될 수 있다.
냉각수분지라인은 냉각수토출라인에 연결될 수 있다.
냉각수분지라인은 냉각수연결라인에 연결될 수 있다.
흡수식 냉동기는 재생기에서 생성된 농용액을 흡수기로 안내하는 재생기 토출라인과, 냉각수분지라인이 지나는 냉각수 열교환기를 더 포함할 수 있다.
냉각수 열교환기는 증발기 및 흡수기가 설치된 쉘과 응축기 및 재생기가 설치된 쉘 사이에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 재생기에서 출수되는 온수를 재생기로 유입되는 희용액과 열교환시킴으로써 재생기에서 출수되는 온수의 온도를 더 낮출 수 있고, 이에 따라 저온수 흡수식 냉동기의 제조 비용 절감 및 구조의 단순화가 가능한 이점이 있다.
또한, 재생기로 유입되는 희용액이 재생기에서 토출되는 농용액과 열교환되지 않도록 설계함으로써 재생기로 유입되는 희용액이 재생기에서 토출되는 농용액과 열교환되는 경우 보다 재생기를 통과하는 온수의 온도를 더 낮출 수 있고, 이에 따라 저온수 흡수식 냉동기의 제조 비용 절감 및 구조의 단순화가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 1중효용 중온수 흡수식 냉동기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 1중효용 저온수 흡수식 냉동기를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 1중효용 중온수 흡수식 냉동기를 나타내는 도면이다.
1중효용 중온수 흡수식 냉동기(100, 이하 '중온수 흡수식 냉동기'라고 한다,)는 증발기(110), 흡수기(120), 응축기(130), 재생기(140) 및 용액 열교환기(150)를 포함할 수 있다.
중온수 흡수식 냉동기(100)는 복수의 쉘을 포함하며, 복수의 쉘은 증발기(110) 및 흡수기(120)가 구비되는 제1 쉘(101a), 응축기(130)와 재생기(140)가 구비되는 제2 쉘(101b)을 포함할 수 있다.
제1 쉘(101a)에는, 증발기(110)와 흡수기(120)가 기상냉매의 유동이 가능한 제1 엘리미네이터(102a)에 의해 구분된다. 제2 쉘(101b)에는, 응축기(130)와 재생기(140)가 기상냉매의 유동이 가능한 제2 엘리미네이터(102b)에 의해 구분된다.
증발기(110)에는 냉매를 분사하는 냉매 분사기(112)가 구비되고, 냉수가 통과하는 냉수관(114)을 포함할 수 있다. 냉수관(114)은 냉수입수라인(114a)과 냉수출수라인(114b)과 각각 연결될 수 있다.
냉수의 유동을 살펴보면, 냉수입수라인(114a), 냉수관(114), 냉수출수라인(114b)으로 유동된다. 이는 설명의 편의상 나누어 기재한 것이고, 냉수가 유동되는 하나의 배관으로 마련될 수 있다.
이와 같이 유동되어 소정의 온도로 냉각된 냉수는 냉수 수요처(예를 들면, 건물 등)로 공급될 수 있다. 또한, 냉수와 소정공간의 공기를 열교환하여 소정공간을 냉방할 수 있다.
냉매 분사기(112)는 냉매라인(113)과 연결되어 소정의 냉매를 공급받아 증발기(110)의 내부로 분사한다. 예를 들어, 냉매 분사기(112)는 복수의 미세 개구를 갖는 트레이 형태로 마련될 수 있다. 그리고, 냉매라인(113)에서 공급된 냉매가 미세 개구를 통해 낙하하며 냉수관(114)과 접하며 증발될 수 있다.
냉매라인(113)은 증발기(110)의 하부와 증발기(110)의 상부에 위치된 냉매분사기(112)를 연결한다. 즉, 냉매라인(113)은 증발기(110)의 하부에 고여있는 냉매를 상부로 이동시키는 역할을 한다. 이때, 냉매라인(113)에는 냉매펌프(113a)가 구비된다.
흡수기(120)는 증발기(110)와 같은 압력으로 유지되며, 제1 엘리미네이터(102a)를 통해 증발기(110)에서 증발된 냉매가 유입된다. 흡수기(120)는 이와 같이 유입된 냉매를 흡수제에 흡수시키는 기능을 한다.
흡수기(120)에는, 흡수액을 분사하는 제1 흡수액 분사기(122)가 구비된다. 제1 흡수액 분사기(122)는 재생기토출라인(143)과 연결되어 재생기(140)로부터 소정의 흡수액(농용액)을 공급받을 수 있다. 제1 흡수액 분사기(122)의 구조는 앞서 설명한 냉매분사기(112)의 구조와 동일하게 마련될 수 있다.
흡수기(120)는 제1 흡수액 분사기(122)에서 분사된 흡수액에 증발기(110)에서 증발된 기상냉매를 흡수시킬 수 있다. 제1 흡수액 분사기(122)에서 분사된 흡수액은 냉매가 흡수됨에 따라 희용액으로 변화될 수 있다.
희용액은 흡수기(120)의 하부에 수용되고, 흡수기토출라인(123)을 통해 흡수기(120)의 외부로 토출될 수 있다. 이때, 흡수기토출라인(123)에는 용액펌프(123a)가 구비된다.
흡수기(120)에는, 냉각수가 통과되는 흡수냉각수관(124)이 설치된다. 냉각수는 흡수액에 냉매가 흡수되며 발생되는 열을 전달받을 수 있다.
흡수냉각수관(124)은 외부에서 흡수기(120)로 냉각수가 유입되는 냉각수입수라인(124a) 및 열교환된 냉각수가 흡수기(120)에서 토출되는 냉각수연결라인(134a)과 각각 연결된다. 예를 들어, 냉각수입수라인(124a)에서 32도로 유입된 냉각수는, 흡수냉각수관(124)에서 열교환을 통해 냉각수연결라인(134a)으로 37도로 토출될 수 있다. 냉각수연결라인(134a)은 응축기(130)에 설치된 응축냉각수관(134)과 연결될 수 있다.
응축냉각수관(134)은 냉각수연결라인(134a)과 냉각수토출라인(134b)에 연결될 수 있다. 냉각수연결라인(134a)을 통해 응축냉각수관(134)으로 유동된 냉각수는 응축냉각수관(134)을 지나 냉각수토출라인(134b)으로 안내될 수 있다.
응축기(130)는 응축냉각수관(134)을 지나는 냉각수를 통해 재생기(140)에서 재생된 냉매를 응축시킬 수 있다. 응축기(130)에서 응축된 냉매는 응축기 토출라인(131)을 통해 재생기(110)로 안내될 수 있다.
냉각수의 유동을 살펴보면, 냉각수입수라인(124a), 흡수냉각수관(124), 냉각수연결라인(134a), 응축냉각수관(134) 및 냉각수출수라인(134b)으로 유동된다. 이는 설명의 편의상 나누어 기재한 것이고, 냉각수가 유동되는 하나의 배관으로 마련될 수 있다.
한편, 흡수기(120)에서 토출된 희용액은 용액 열교환기(150)를 지나 재생기(140)로 유입될 수 있다.
재생기(140)는 제2 흡수액 분사기(142)를 구비할 수 있고, 제2 흡수액 분사기(142)는 흡수기(120)에서 유동된 희용액을 재생기(140) 내부로 분사할 수 있다.
재생기(140)에서 분사된 희용액은 온수관(162)을 흐르는 온수에서 열을 공급받음에 따라 냉매가 증발하며, 농도가 높아져 농용액으로 변화될 수 있다.
재생기(140)에는 생성된 농용액은 재생기 토출라인(143)을 통해 흡수기(120)로 유동될 수 있다. 재생기 토출라인(143)은 재생기(140)와 흡수기(120) 사이에 연결될 수 있다. 재생기 토출라인(143)은 재생기(140) 하부와 제1 흡수액 분사기(122)에 연결될 수 있다.
재생기 토출라인(143)에서 토출된 농용액은 용액 열교환기(150)를 지날 수 있다. 용액 열교환기(150)는 흡수기(120)에서 생성된 희용액과 재생기(140)에서 생성된 농용액을 열교환시킬 수 있다.
한편, 온수관(162)은 온수입구라인(161)과 온수출구라인(163)에 연결될 수 있다.
온수의 유동을 살펴보면, 온수입구라인(161), 온수관(162), 온수출구라인(163)으로 유동된다. 이는 설명의 편의상 나누어 기재한 것이고, 온수가 유동되는 하나의 배관으로 마련될 수 있다.
온수입구라인(161)을 통해 재생기(140)로 유입되는 온수의 입구 온도는 약 95℃이고, 온수관(162)을 지나 온수출구라인(163)을 통해 재생기(140)에서 토출되는 온수의 출구 온도는 약 80℃일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 1중효용 저온수 흡수식 냉동기를 나타내는 도면이다.
1중효용 저온수 흡수식 냉동기(1, 이하 '저온수 흡수식 냉동기'라고 한다,)는 증발기(10), 흡수기(20), 응축기(30), 재생기(40), 냉각수 열교환기(50) 및 온수 열교환기(60)를 포함할 수 있다.
저온수 흡수식 냉동기(1)는 복수의 쉘을 포함하며, 복수의 쉘은 증발기(10) 및 흡수기(20)가 구비되는 제1 쉘(1a), 응축기(30)와 재생기(40)가 구비되는 제2 쉘(1b)을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 증발기(10)와 흡수기(20)는 각각의 쉘에 구분되어 구비되고, 응축기(20)와 재생기(40)는 각각의 쉘에 구분되어 구비될 수 있다.
제1 쉘(1a)에는, 증발기(10)와 흡수기(20)가 기상냉매의 유동이 가능한 제1 엘리미네이터(2a)에 의해 구분된다. 제2 쉘(1b)에는, 응축기(30)와 재생기(40)가 기상냉매의 유동이 가능한 제2 엘리미네이터(2b)에 의해 구분된다.
증발기(10)에서는 냉매가 증발될 수 있다. 증발기(10)에는 냉매를 분사하는 냉매 분사기(12)가 구비되고, 냉수가 통과하는 냉수관(14)을 포함할 수 있다. 냉수관(14)은 냉수입수라인(14a)과 냉수출수라인(14b)과 각각 연결될 수 있다.
냉수의 유동을 살펴보면, 냉수입수라인(14a), 냉수관(14), 냉수출수라인(14b)으로 유동된다. 이는 설명의 편의상 나누어 기재한 것이고, 냉수가 유동되는 하나의 배관으로 마련될 수 있다.
이와 같이 유동되어 소정의 온도로 냉각된 냉수는 냉수 수요처(예를 들면, 건물 등)로 공급될 수 있다. 또한, 냉수와 소정공간의 공기를 열교환하여 소정공간을 냉방할 수 있다.
냉매 분사기(12)는 냉매라인(13)과 연결되어 소정의 냉매를 공급받아 증발기(10)의 내부로 분사한다. 예를 들어, 냉매 분사기(12)는 복수의 미세 개구를 갖는 트레이 형태로 마련될 수 있다. 그리고, 냉매라인(13)에서 공급된 냉매가 미세 개구를 통해 낙하하며 냉수관(14)과 접하며 증발될 수 있다.
냉매라인(13)은 증발기(10)의 하부와 증발기(10)의 상부에 위치된 냉매분사기(12)를 연결한다. 즉, 냉매라인(13)은 증발기(10)의 하부에 고여있는 냉매를 상부로 이동시키는 역할을 한다. 이때, 냉매라인(13)에는 냉매펌프(13a)가 구비된다.
흡수기(20)는 증발기(10)에서 증발된 냉매를 흡수액(농용액)에 흡수시켜 희용액을 생성할 수 있다. 흡수기(20)는 증발기(10)와 같은 압력으로 유지되며, 제1 엘리미네이터(2a)를 통해 증발기(10)에서 증발된 냉매가 유입된다. 흡수기(20)는 이와 같이 유입된 냉매를 흡수액에 흡수시키는 기능을 한다.
흡수식 냉동기에서, 냉매로는 물이, 흡수제로는 리튬브로마이드(LiBr)가 주로 사용된다. 흡수액은 흡수제에 냉매가 흡입된 용액을 의미할 수 있다.
흡수기(20)에는, 흡수액을 분사하는 제1 흡수액 분사기(22)가 구비된다. 제1 흡수액 분사기(22)는 재생기토출라인(43)과 연결되어 재생기(40)로부터 소정의 흡수액(농용액)을 공급받을 수 있다. 제1 흡수액 분사기(22)의 구조는 앞서 설명한 냉매분사기(12)의 구조와 동일하게 마련될 수 있다.
흡수기(20)는 제1 흡수액 분사기(22)에서 분사된 흡수액에 증발기(10)에서 증발된 기상냉매를 흡수시킬 수 있다. 제1 흡수액 분사기(22)에서 분사된 흡수액(농용액)은 냉매가 흡수됨에 따라 희용액으로 변화될 수 있다.
희용액은 흡수기(20)의 하부에 수용되고, 흡수기토출라인(23)을 통해 흡수기(20)의 외부로 토출될 수 있다. 이때, 흡수기토출라인(23)에는 용액펌프(23a)가 구비된다.
흡수기(20)에는, 냉각수가 통과되는 흡수냉각수관(24)이 설치된다. 냉각수는 흡수액에 냉매가 흡수되며 발생되는 열을 전달받을 수 있다.
흡수냉각수관(24)은 외부에서 흡수기(20)로 냉각수가 유입되는 냉각수입수라인(24a) 및 열교환된 냉각수가 흡수기(120)에서 토출되는 냉각수연결라인(34a)과 각각 연결된다.
냉각수입수라인(24a)은 외부에서 흡수기(20)로 냉각수가 유입되는 배관일 수 있다. 흡수냉각수관(24)은 흡수기(20)의 내부에 설치되는 냉각수 배관으로, 냉각수입수라인(24a)과 연결될 수 있다.
냉각수연결라인(34a)은 응축기(30)에 설치된 응축냉각수관(34)과 연결될 수 있다. 냉각수연결라인(34a)은 흡수냉각수관(24)을 통과한 냉각수가 유동되는 배관일 수 있다.
응축냉각수관(34)은 냉각수연결라인(34a)과 냉각수토출라인(34b)에 연결될 수 있다. 응축냉각수관(34)은 응축기(30)의 내부에 설치되며, 냉각수연결라인(34a)과 연결될 수 있다. 냉각수연결라인(34a)을 통해 응축냉각수관(34)으로 유동된 냉각수는 응축냉각수관(34)을 지나 냉각수토출라인(34b)으로 안내될 수 있다. 냉각수토출라인(34b)은 응축냉각수관(34)을 통과한 냉각수가 외부로 유동되는 배관일 수 있다.
응축기(30)는 응축냉각수관(34)을 지나는 냉각수를 통해 재생기(40)에서 재생된 냉매를 응축시킬 수 있다. 응축기(30)에서 응축된 냉매는 응축기 토출라인(31)을 통해 재생기(10)로 안내될 수 있다.
한편, 저온수 흡수식 냉동기(1)는 냉각수분지라인(24b)을 더 포함할 수 있다. 냉각수분지라인(24b)은 냉각수입수라인(24a)에서 분지될 수 있다. 냉각수입수라인(24a)을 흐르는 냉각수 중 일부는 흡수냉각수관(24)으로 유동되고, 나머지 일부는 냉각수분지라인(24b)으로 유동될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 냉각수분지라인(24b)은 일단이 냉각수입수라인(24a)에 연결되고, 타단이 냉각수토출라인(24b)에 연결될 수 있다.
한편, 실시 예에 따라, 도 2에 도시된 바와 달리, 냉각수분지라인(24b)은 일단이 냉각수입수라인(24a)에 연결되고, 타단이 냉각수연결라인(34a)과 연결될 수도 있다.
냉각수분지라인(24b)은 지나는 냉각수는 재생기(40)에서 생성된 농용액과 열교환될 수 있다.
냉각수 열교환기(50)에는 재생기(40)에서 생성된 농용액을 흡수기(20)로 안내하는 재생기 토출라인(42)과 냉각수분지라인(24b)이 지날 수 있다. 이에 따라, 냉각수 열교환기(50)는 냉각수입수라인(24a)을 통해 유동된 차가운 냉각수를 통해 재생기(40)에서 흡수기(20)로 유동되는 농용액의 온도를 낮출 수 있고, 농용액의 온도를 낮춤으로써 흡수기(20)에서 농용액과 냉매의 흡수를 도울 수 있다.
한편, 냉각수 열교환기(50)는 증발기(10)와 흡수기(20)가 구비된 제1 쉘(1a)과 응축기(30)와 재생기(40)가 설치된 제2 쉘(1b) 사이에 설치될 수 있다. 이 경우, 냉각수분지라인(24b)의 길이를 최소화할 수 있고, 이에 따라 냉각수분지라인(24b)의 제조 및 설치 비용을 절감하고, 구조를 단순화시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 저온수 흡수식 냉동기의 경우, 2개의 냉각수 유동이 형성될 수 있다. 제1 냉각수의 유동은 냉각수입수라인(24a), 흡수냉각수관(24), 냉각수연결라인(34a), 응축냉각수관(34) 및 냉각수출수라인(34b)을 흐르는 유동으로, 이는 설명의 편의상 나누어 기재한 것이고, 냉각수가 유동되는 하나의 배관으로 마련될 수 있다. 제2 냉각수의 유동은 냉각수입수라인(24a), 냉각수분지라인(24b), 냉각수출수라인(34b)을 흐르는 유동으로, 이 또한 설명의 편의상 나누어 기재한 것이고, 냉각수가 유동되는 하나의 배관으로 마련될 수 있다.
한편, 흡수기(20)에서 토출된 희용액은 냉각수 열교환기(50)를 지나 재생기(40)로 유입될 수 있다.
재생기(40)는 흡수기(20)에서 생성된 희용액에서 냉매를 재생시켜 농용액을 생성할 수 있다. 재생기(40)는 제2 흡수액 분사기(42)를 구비할 수 있고, 제2 흡수액 분사기(42)는 흡수기(20)에서 유동된 희용액을 재생기(40) 내부로 분사할 수 있다.
재생기(40)에서 분사된 희용액은 온수관(62)을 흐르는 온수에서 열을 공급받음에 따라 냉매가 증발하며, 농도가 높아져 농용액으로 변화될 수 있다. 재생기(40)에서 재생된 냉매는 제2 엘리미네이터(2b)를 통해 응축기(30)로 이동하여 응축될 수 있다.
재생기(40)에는 생성된 농용액은 재생기 토출라인(43)을 통해 토출된 후 냉각수 열교환기(50)를 지나 흡수기(20)로 유동될 수 있다. 재생기 토출라인(43)은 재생기(40)와 흡수기(20) 사이를 연결할 수 있다. 재생기 토출라인(43)은 재생기(40) 하부와 제1 흡수액 분사기(22)에 연결될 수 있다.
한편, 온수관(62)은 온수입구라인(61)과 온수출구라인(63)에 연결될 수 있다.
온수입구라인(61)은 외부에서 재생기(40)로 온수가 유입되는 배관이고, 온수관(62)은 재생기(40) 내부에 설치되며 온수입구라인(61)과 연결되고, 온수출구라인(63)은 온수관(62)을 통과한 온수가 유동되는 배관일 수 있다.
온수의 유동을 살펴보면, 온수입구라인(61), 온수관(62), 온수출구라인(63)으로 유동된다. 이는 설명의 편의상 나누어 기재한 것이고, 온수가 유동되는 하나의 배관으로 마련될 수 있다.
한편, 재생기(40)에서 출수되는 온수는 흡수기(20)에서 재생기(40)로 유동되는 희용액과 열교환될 수 있다.
저온수 흡수식 냉동기(1)는 온수 열교환기(60)를 더 포함할 수 있다. 온수 열교환기(60)는 흡수기(20)에서 토출된 희용액이 재생기(40)로 유동되는 흡수기 토출라인(23)과, 재생기(40)에서 출수된 온수가 유동되는 온수출구라인(63)이 지날 수 있다. 온수 열교환기(60)는 흡수기 토출라인(23)과 온수출구라인(63) 사이에서 열교환시킬 수 있다. 즉, 희용액은 온수출구라인(63)을 통과하는 온수와 열교환될 수 있다.
이 경우, 온수입구라인(61)을 통해 재생기(40)로 유입되는 온수의 입구 온도는 약 95℃이고, 온수관(62)을 지나 온수출구라인(63)으로 유동된 온수의 출구 온도는 약 62℃이고, 온수출구라인(63) 중 온수 열교환기(60)를 통과한 온수의 출구 온도는 약 55℃일 수 있다.
먼저, 온수관(62)을 지나 온수출구라인(63)으로 유동되는 온수의 출구 온도를 설명하면, 재생기(40)를 통과한 온수는 재생기(40)로 유입되는 희용액에 의해 약 62℃로 냉각되어 출수될 수 있다. 재생기(40)로 유입되는 희용액이 도 1에 도시된 바와 같이 용액 열교환기(150)를 통과하는 경우에는 농용액과의 열 교환에 의해 온도가 높아지나, 재생기(40)로 유입되는 희용액이 용액 열교환기(150)를 통과하지 않는 경우에는 온도가 높이지지 않을 수 있다. 따라서, 재생기(40)로 유입되는 희용액의 온도는 도 1에 도시된 바와 같은 용액 열교환기(150)를 통과하지 않는 경우에 용액 열교환기(150)를 통과하는 경우 보다 낮을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 저온수 흡수식 냉동기의 경우, 재생기(40)로 유입되는 희용액이 재생기(40)에서 토출되는 농용액과 열교환하지 않도록 설계함으로써, 온수관(62)을 지나 온수출구라인(63)으로 유동되는 온수의 출구 온도를 낮출 수 있다. 예를 들어, 용액 열교환기(150)를 통과하지 않는 경우 재생기(40)로 유입되는 희용액의 온도는 약 60.75℃이고, 포화 온도는 약 62.04℃이고, 농도는 약 50.74%이고, 압력은 44.86 torr(5.98kPa)일 수 있다.
한편, 재생기(40)로 유입되는 희용액의 포화 온도가 약 62.04℃이기 때문에, 온수관(62)을 지나 온수출구라인(63)으로 유동되는 온수의 출구 온도를 62.04℃ 이하로 낮추기 어려울 수 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 저온수 흡수식 냉동기는 온수출구라인(63) 중 일부를 흡수기 토출라인(23)과 열교환시킬 수 있다.
다음으로, 온수출구라인(63) 중 온수 열교환기(60)를 통과한 온수의 출구 온도를 설명하면, 온수관(62)에서 약 62℃로 출수된 온수는 온수출구라인(63)을 지나면서 흡수기 토출라인(23)과 열교환할 수 있다. 즉, 온수출구라인(63)을 지나는 온수의 열 중 적어도 일부가 흡수기 토출라인(23)을 지나는 희용액에 전달되어 온수출구라인(63)을 지나는 온수가 더 냉각될 수 있고, 이에 따라 온수 열교환기(60)를 통과한 온수의 출구 온도는 약 55℃로 낮아질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 통해 온수의 출구 온도를 약 55℃로 낮출 수 있으므로, 보조 사이클이 필요 없어 사이클이 간단하며, 비용 저감 및 제어가 용이한 저온수 흡수식 냉동기를 구현 가능한 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 증발기 20: 흡수기
30: 응축기 40: 재생기
50: 냉각수 열교환기 60: 온수 열교환기

Claims (9)

  1. 냉매가 증발되는 증발기;
    상기 증발기에서 증발된 냉매를 희용액에 흡수시켜 희용액을 생성하는 흡수기;
    상기 흡수기에서 생성된 희용액에서 냉매를 재생시켜 농용액을 생성하는 재생기; 및
    상기 재생기에서 재생된 냉매를 응축시키는 응축기를 포함하고,
    상기 흡수기에서 상기 재생기로 유동되는 희용액과 상기 재생기에서 출수되는 온수 사이에서 열교환되는
    흡수식 냉동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡수기에서 토출된 희용액이 상기 재생기로 유동되는 흡수기 토출라인과, 상기 재생기에서 출수된 온수가 유동되는 온수출구라인이 지나는 온수 열교환기를 더 포함하는
    흡수식 냉동기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 재생기로 온수가 유입되는 온수입구라인;
    상기 재생기 내부에 설치되며, 상기 온수입구라인에 연결되는 온수관; 및
    상기 온수관을 통과한 온수가 유동되는 온수출구라인을 더 포함하고,
    상기 희용액은 상기 온수출구라인을 통과하는 온수와 열교환되는
    흡수식 냉동기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡수기로 냉각수가 유입되는 냉각수입수라인;
    상기 흡수기의 내부에 설치되며, 상기 냉각수입수라인과 연결되는 흡수냉각수관;
    상기 흡수냉각수관을 통과한 냉각수가 지나는 냉각수연결라인;
    상기 응축기의 내부에 설치되며, 상기 냉각수연결라인과 연결되는 응축냉각수관;
    상기 응축냉각수관을 통과한 냉각수가 지나는 냉각수토출라인; 및
    상기 냉각수입수라인에서 분지되는 냉각수분지라인을 더 포함하는
    흡수식 냉동기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 재생기에서 생성된 농용액은 상기 냉각수분지라인을 지나는 냉각수와 열교환되는
    흡수식 냉동기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 냉각수분지라인은 상기 냉각수토출라인에 연결되는
    흡수식 냉동기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 냉각수분지라인은 상기 냉각수연결라인에 연결되는
    흡수식 냉동기.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 재생기에서 생성된 농용액을 상기 흡수기로 안내하는 재생기 토출라인과, 상기 냉각수분지라인이 지나는 냉각수 열교환기를 더 포함하는 흡수식 냉동기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉각수 열교환기는
    상기 증발기 및 상기 흡수기가 설치된 쉘과 상기 응축기 및 상기 재생기가 설치된 쉘 사이에 설치되는 흡수식 냉동기.
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