KR20220129367A - 흡수식 냉온수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로, 냉매와 냉수가 열교환하여 상기 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기의 기상 냉매와 농용액이 혼합되어 희용액이 생성되는 흡수기; 상기 흡수기로부터 공급된 희용액이 가열되어 기상냉매와 중농액으로 분리되는 고온 재생기; 상기 고온 재생기로부터 분리된 기상냉매와 중용액이 열교환되어 냉매가 응축되는 저온 재생기; 상기 흡수기와 상기 고온 재생기를 연결하고, 상기 흡수기의 희용액을 상기 고온재생기로 안내하는 제1 흡수액 배관; 상기 제1 흡수액 배관에 설치되고, 상기 고온 재생기로 공급되는 희용액을 예열하는 저온 열교환기; 상기 저온 재생기와 상기 흡수기를 연결하고, 상기 저온 열교환기를 관통하여 상기 저온 재생기의 농용액을 상기 흡수기로 안내하는 제3 흡수액 배관; 상기 고온 재생기와 상기 제3 흡수액 배관을 연결하고, 상기 고온 재생기의 중용액을 상기 저온 열교환기로 안내하는 고수위 방지배관; 및 상기 고수위 방지배관에 설치되고, 상기 고온 재생기의 액면수위에 따라 개폐되는 고수위 방지밸브를 포함한다.
Description
본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉방운전 시동 시 고온재생기 액면의 고수위를 방지하는 고수위 방지밸브를 구비한 흡수식 냉온수기에 관한 것이다.
일반적으로, 흡수식 냉온수기는 증발기, 흡수기, 응축기 및 재생기를 포함하여 냉방 또는 난방을 수행할 수 있는 장치이다.
구체적으로, 흡수식 냉온수기는 냉매를 압축하는 압축기를 구비하여 압축된 냉매를 이용하여 낸방 또는 난방을 수행하는 터보식 냉동기와 달리, 냉매가 흡수기에서 흡수액에 흡수되고, 냉매를 흡수한 흡수액이 증발기를 거치면서 증발되고, 증발된 냉매가 응축기에서 응축됨에 따라 냉방 또는 난방을 수행하는 것을 특징으로 한다.
종래, 흡수식 냉온수기의 경우, 고온 재생기에 설치된 전극봉을 이용하여 고온 재생기의 액면 수위를 측정하고, 상기 전극봉에 측정된 시그널과 제어부의 설정값을 비교하여 인버터부를 제어하였고, 상기 인버터부를 통해 희용액 펌프의 회전수를 제어하여 흡수기에서 토출되어 고온 재생기로 보내지는 희용액의 공급량을 제어하였다.
다만, 고온 재생기의 수위가 허용범위보다 높은 경우에도 희용액 펌프가 꺼지지 않고 작동하여 고온 재생기의 수위가 계속 증가하였고, 증기 냉매배관으로 흡수액이 유입됨에 따라 냉매와 흡수액이 혼입되어 냉동기 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고온 재생기의 액면수위를 조절하여 증기 냉매배관에서 냉매와 흡수액의 혼입을 방지하는 흡수식 냉온수기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 고온 재생기의 액면수위를 조절하기 위해 반복적으로 희용액 펌프를 ON/OFF할 필요없는 흡수식 냉온수기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉온수기는, 냉매와 냉수가 열교환하여 상기 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기의 기상 냉매와 농용액이 혼합되어 희용액이 생성되는 흡수기; 상기 흡수기로부터 공급된 희용액이 가열되어 기상냉매와 중농액으로 분리되는 고온 재생기; 상기 고온 재생기로부터 분리된 기상냉매와 중용액이 열교환되어 냉매가 응축되는 저온 재생기; 상기 흡수기와 상기 고온 재생기를 연결하고, 상기 흡수기의 희용액을 상기 고온재생기로 안내하는 제1 흡수액 배관; 상기 제1 흡수액 배관에 설치되고, 상기 고온 재생기로 공급되는 희용액을 예열하는 저온 열교환기; 상기 저온 재생기와 상기 흡수기를 연결하고, 상기 저온 열교환기를 관통하여 상기 저온 재생기의 농용액을 상기 흡수기로 안내하는 제3 흡수액 배관; 상기 고온 재생기와 상기 제3 흡수액 배관을 연결하고, 상기 고온 재생기의 중용액을 상기 저온 열교환기로 안내하는 고수위 방지배관; 및 상기 고수위 방지배관에 설치되고, 상기 고온 재생기의 액면수위에 따라 개폐되는 고수위 방지밸브를 포함한다.
상기 고수위 방지밸브는, 상기 고온 재생기의 출구측에 배치된 플로트 박스 내부에 설치되고, 상기 고온재생기의 중농액에 대한 부력에 의해 상하이동 가능한 플로터를 포함하는 플로트 밸브일 수 있다.
상기 고온 재생기의 액면수위가 설정수위 이상일 때, 상기 고온재생기의 중농액에 대한 부력에 의해 상기 플로터가 상승되어 상기 플로트 밸브가 개방될 수 있다.
상기 고수위 방지배관의 적어도 일부가 상기 플로트 박스 내부에 배치될 수 있다.
상기 제3 흡수액 배관에 설치되고, 상기 저온 재생기로부터 상기 흡수기로 공급되는 농용액의 양을 조절하는 농용액 펌프를 더 포함하고, 상기 고수위 방지배관은, 상기 농용액 펌프와 상기 저온 열교환기 사이에서 상기 제3 흡수액 배관과 연결될 수 있다.
상기 고온 재생기의 액면수위를 감지하는 전극봉; 및 상기 전극봉에 의해 감지된 고온 재생기의 액면수위와 설정수위를 비교하여 상기 고수위 방지밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전극봉에 의해 감지된 상기 고온 재생기의 액면수위가 설정수위 이상일 때, 상기 고수위 방지밸브를 개방하여 상기 고온 재생기의 중용액을 상기 저온 열교환기로 안내할 수 있다.
상기 저온 재생기와 상기 고온 재생기를 연결하고, 상기 고온 재생기의 중농액을 상기 저온 재생기로 안내하는 제2 흡수액 배관; 및 상기 제3 흡수액 배관에 설치되고, 상기 저온 재생기로부터 상기 흡수기로 공급되는 농용액의 양을 조절하는 농용액 펌프를 더 포함하고,
상기 고수위 방지배관은, 상기 제2 흡수액 배관으로부터 분지되어 상기 농용액 펌프와 상기 저온 열교환기 사이에서 상기 제3 흡수액 배관과 연결될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 흡수식 냉온수기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 고온재생기의 압력이 낮은 시동 시, 고온재생기 출구와 저온 열교환기 입구 배관을 연결하는 고수위 방지배관에 설치되는 고수위 방지밸브가 개방되어 고온재생기의 흡수액이 저온 열교환기로 바이패스 되고, 이에 따라 고온재생기의 고수위가 방지되어 냉매 혼입이 방지되는 효과가 있다.
둘째, 고온재생기의 압력이 낮은 시동 시, 고온재생기 출구와 저온 열교환기 입구 배관을 연결하는 고수위 방지배관에 설치되는 고수위 방지밸브가 개방되어 고온재생기의 액면수위가 조절됨에 따라 희용액 펌프의 반복적인 ON/OFF가 방지되어 희용액 펌프의 수명이 연장되고, 전력소모가 저감되는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전 시동 시를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 고수위 방지밸브의 작동원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 구성도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전 시동 시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 제어블럭도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 제어순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전 시동 시를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 고수위 방지밸브의 작동원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 구성도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전 시동 시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 제어블럭도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 제어순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 의하여 열교환기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)는, 증발기(10), 흡수기(20), 고온 재생기(30), 저온 재생기(40) 및 응축기(50)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)에 사용되는 흡수액은 리튬브로마이드(LiBr) 용액일 수 있고, 농도에 따라 희용액, 중용액 및 농용액으로 구분될 수 있다.
증발기(10)는, 내부에 냉매와 냉수가 열교환하여 상기 냉매를 증발시키는 증발영역을 형성할 수 있다. 증발기(10)는, 증발영역으로 냉매를 분사하는 냉매 분사기(11), 증발영역의 하부로 낙하된 액상 냉매를 냉매 분사기(11)로 안내하는 펌핑유로(12) 및 펌핑유로(12)에 설치되어 액상 냉매를 냉매 분사기(11)로 공급하는 냉매펌프(13)를 포함할 수 있다. 따라서, 냉매펌프(13)의 작동에 의해 펌핑유로(12)를 따라 냉매 분사기(11)에 공급된 액상냉매는 후술하는 냉수배관(150)의 냉수와 열교환되어 증발되어 기상 냉매가 변하고, 기상냉매는 제1 엘리미네이터를 통해 흡수기(20)의 흡수영역으로 이동할 수 있다.
흡수기(20)는, 내부에 증발기(10)에서 증발된 기상 냉매가 농용액에 흡수되어 희용액이 생성되는 흡수영역을 형성할 수 있다. 흡수기(20)는, 흡수영역으로 농용액을 분사하는 흡수액 분사기(21)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 증발기(10)에서 흡수기(20)로 이동된 기상냉매는 흡수액 분사기(21)를 통해 분사된 농용액에 흡수되어 희용액이 생성될 수 있다.
증발기(10)와 흡수기(20)는, 냉방운전에서 증발기(10)에서 증발된 냉매가 흡수기(20)로 쉽게 유동하도록 하나의 쉘인 제1 쉘에 구비될 수 있다. 제1 쉘은, 냉매가 증발되는 증발영역과 냉매가 농용액에 흡수되는 흡수영역을 구획하는 측벽과, 상기 측벽의 상측에 배치되어 상기 증발영역의 기상냉매가 상기 흡수영역으로 이동하도록 안내하는 제1 엘리미네이터가 배치될 수 있다.
또한, 증발기(10)와 흡수기(20)의 측벽에는, 증발기(10) 내부의 액상 냉매가 흡수기(20)의 하부로 유동할 수 있는 혼합배관(22)이 배치될 수 있다. 또한, 혼합배관(22)에는, 선택적으로 혼합배관(22)을 개폐하는 혼합밸브(23)가 설치될 수 있다.
고온 재생기(30)는, 흡수기(20)로부터 기상냉매를 흡수한 희용액을 공급받아, 희용액을 가열하여 희용액에 섞인 냉매를 기상 냉매로 분리함으로써 중용액을 생성할 수 있다. 즉, 고온 재생기(30) 내부에는 희용액이 중용액으로 재생되는 1차 재생영역이 형성될 수 있다. 고온 재생기(30)는 희용액을 가열하기 위한 버너(31)를 포함할 수 있다.
저온 재생기(40)는, 고온 재생기(30)로부터 중용액과 기상 냉매를 공급받고, 중용액과 기상 냉매가 열교환되어 중용액에 섞인 냉매를 분리함으로써 농용액을 생성할 수 있다. 즉, 저온 재생기(40) 내부에는 중용액이 농용액으로 재생되는 2차 재생영역이 형성될 수 있다.
응축기(50)는, 내부에 저온 재생기(40)에서 중용액이 농용액으로 재생되는 과정에서 분리된 기상 냉매가 후술하는 냉각수배관(160)을 따라 유동하는 냉각수와 열교환되어 응축되는 응축영역을 형성할 수 있다.
저온 재생기(40)와 응축기(50)는, 냉방운전에서 저온 재생기(40)에서 분리된 기상 냉매가 응축기(50)로 쉽게 유동하도록 하나의 쉘인 제2 쉘에 구비될 수 있다. 제2 쉘은, 냉매가 응축되는 응축영역과 중용액이 농용액으로 재생되는 2차 재생영역을 구획하는 측벽과, 상기 측벽의 상측에 배치되어 상기 2차 재생영역에서 발생한 기상냉매가 상기 응축영역으로 이동하도록 안내하는 제2 엘리미네이터가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)는, 제1 흡수액배관(110). 제2 흡수액배관(120), 제3 흡수액배관(130), 냉매배관(140), 냉수배관(150), 냉각수배관(160) 및 고수위 방지배관(180)을 포함할 수 있다.
제1 흡수액배관(110)은, 흡수기(20)와 고온 재생기(30)를 연결하고, 흡수기(20)의 희용액을 고온 재생기(30)로 안내할 수 있다. 제1 흡수액배관(110)은, 흡수기(20)의 출구측에서 분지되는 제1-1 흡수액배관(111)과 제1-2 흡수액배관(112) 및 후술하는 고온 열교환기(70) 측에서 제1-1 흡수액배관(111) 및 제1-2 흡수액배관(112)이 합지되는 제1-3 흡수액배관(113)을 포함할 수 있다.
제1-1 흡수액배관(111)에는, 흡수기(20)로부터 고온 재생기(30)로 공급되는 희용액의 양을 조절하기 위한 희용액 펌프(114)가 설치될 수 있다.
제2 흡수액배관(120)은, 일단이 고온 재생기(30)와 연결되고, 타단이 분지되어 저온 재생기(40)와 흡수기(20)에 각각 연결될 수 있다. 제2 흡수액배관(120)은, 고온 재생기(30)의 중용액을 저온 재생기(40) 또는 흡수기(20)로 안내할 수 있다. 제2 흡수액배관(120)은, 분지된 타단 중 어느 하나로서 저온 재생기(40)와 연결되는 제2-1 흡수액배관(121)과 분지된 타단 중 나머지 하나로서 흡수기(20)와 연결되는 제2-2 흡수액배관(122)을 포함할 수 있다.
제2-2 흡수액배관(122)에는, 고온 재생기(30)의 중용액을 고온 재생기(30)에서 흡수기(20)로 선택적으로 공급하도록 개폐되는 제1 밸브(123)가 배치될 수 있다.
제3 흡수액배관(130)은, 저온 재생기(40)와 흡수기(20)를 연결하고, 저온 재생기(40)의 농용액을 흡수기(20)로 안내할 수 있다. 제3 흡수액배관(130)에는, 저온 재생기(40)로부터 흡수기(20)로 공급되는 농용액의 양을 조절하기 위한 농용액 펌프(131)가 설치될 수 있다.
냉매배관(140)은, 고온 재생기(30)로부터 저온 재생기(40)로 연장되고 고온 재생기(30)의 기상 냉매를 저온 재생기(40)로 안내하는 제1 냉매배관(141), 제1 냉매배관(142)에 연결되고 저온 재생기(40) 내부의 중용액과 열교환되어 내부의 기상 냉매가 응축되는 제2 냉매배관(142), 제2 냉매배관(142)으로부터 응축기(50)로 연장되고 저온 재생기(40)에서 응축된 냉매를 응축기(50)로 안내하는 제3 냉매배관(143), 응축기(50)로부터 증발기(10)로 연장되고 응축기(50)에서 응축된 냉매 및 제3 냉매배관(143)으로 유입된 냉매를 증발기(10)로 안내하는 제4 냉매배관(144)을 포함할 수 있다.
또한, 냉매배관(140)은, 제1 냉매배관(141)으로부터 분지되어 흡수기(20)에 연결되고, 고온 재생기(30)의 기상 냉매를 흡수기(20)로 안내하는 제5 냉매배관(145)을 더 포함할 수 있다.
제5 냉매배관(145)에는, 고온 재생기(30)의 기상 냉매를 고온 재생기(30)에서 흡수기(20)로 선택적으로 공급하도록 개폐되는 제2 밸브(146)가 배치될 수 있다.
냉수배관(150)은, 흡수식 냉온수기가 냉방운전 시 냉수가 유동하도록 냉수를 안내할 수 있다. 냉수배관(150)은, 외부에서 냉수가 유입되는 제1 냉수배관, 증발기(10) 내부에 배치되어 냉매와 냉수가 열교환되는 제2 냉수배관 및 열교환된 냉수가 외부로 토출되는 제3 냉수배관을 포함할 수 있다.
냉각수배관(160)은, 외부로부터 냉각수가 유입되는 제1 냉각수배관, 제1 냉각수배관과 연결되고 흡수기(20) 내부에 배치되어 흡수기(20) 내부에 유입되는 농용액이 기상 냉매를 흡수하며 발생되는 열을 흡수하는 제2 냉각수배관, 제2 냉각수배관으로부터 응축기(50)로 연장되는 제3 냉각수배관, 응축기(50) 내부에 배치되어 응축기(50) 내부의 기상 냉매와 열교환하는 제4 냉각수배관 및 외부로 열교환된 냉각수가 외부로 토출되는 제5 냉각수배관을 포함할 수 있다.
고수위 방지배관(180)은, 고온 재생기(30)와 제3 흡수액배관(130)을 연결하고, 고온 재생기(30)의 중용액을 후술하는 저온 열교환기(60)로 안내할 수 있다.
고수위 방지배관(180)에는, 고온 재생기(30)의 액면수위에 따라 개폐되는 고수위 방지밸브(181)가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)는, 저온 열교환기(60), 고온 열교환기(70) 및 드레인 열교환기(80)를 포함할 수 있다.
저온 열교환기(60)는, 제1 흡수액배관(110)에 설치되고, 제3 흡수액배관(130)이 관통하도록 배치되어 제1 흡수액배관(110)을 유동하는 희용액과 제3 흡수액배관(130)을 유동하는 농용액이 열교환될 수 있다. 구체적으로, 저온 열교환기(60)는, 제1-1 흡수액배관(111)에 설치될 수 있다.
고온 열교환기(70)는, 제1 흡수액배관(110)에 설치되고, 제2 흡수액배관(120)이 관통하도록 배치되어 제1 흡수액배관(110)을 유동하는 희용액과 제2 흡수액배관(120)을 유동하는 중용액이 열교환될 수 있다. 구체적으로, 고온 열교환기(70)는, 제1-3 흡수액배관(113)에 설치될 수 있다.
드레인 열교환기(80)는, 제3 냉매배관(143)에 설치되고, 제1-2 흡수액배관(112)이 관통하도록 배치되어 제1-2 흡수액배관(112)을 유동하는 희용액과 제3 냉매배관(143)을 유동하는 액상 냉매가 열교환될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전을 나타내는 도면이다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)의 냉방운전을 설명한다.
냉수가 냉수배관(150)을 따라 증발기(10) 내부를 유동하면, 증발기(10)에 배치된 냉매 분사기(11)에서 액냉매가 분사될 수 있다. 냉매 분사기(11)로부터 분사된 액상 냉매는 냉수배관(150)을 따라 유동하는 냉수와 열교환하고, 냉수는 냉각되어 외부로 토출되고, 액상 냉매는 증발하여 기상 냉매로 변화할 수 있다. 증발된 기상 냉매는 제1 엘리미네이터를 통해 흡수기(20)로 이동할 수 있다.
기상냉매가 흡수기(20) 내부로 유입되면, 흡수기(20)의 흡수액 분사기(21)에서 농용액이 분사될 수 있다. 흡수액 분사기(21)로 분사된 농용액은 기상냉매를 흡수하여 희용액으로 변화할 수 있다. 또한, 농용액이 기상 냉매를 흡수하는 과정에서 발생하는 열은 냉각수 배관(160)을 따라 흡수기(20) 내부를 유동하는 냉각수에 의해 흡수될 수 있다.
흡수기(20)에서 기상 냉매를 흡수한 희용액은 제1 흡수액배관(110)을 따라 저온 열교환기(60) 및 고온 열교환기(70)를 거쳐 고온 재생기(30)로 유입될 수 있다.
고온 재생기(30)로 유입된 희용액은 고온 재생기(30)의 버너(31)에 의해 가열되어 중용액으로 변화하고, 희용액으로부터 분리된 기상 냉매는 냉매배관(140)을 따라 유동할 수 있다.
고온 재생기(30)의 중용액은 제1 밸브(123)가 폐쇄됨에 따라 제2-1 흡수액배관(121)을 통해 고온 열교환기(70)를 거쳐 저온 재생기(40)로 유입될 수 있다.
또한, 고온 재생기(30)에서 희용액으로부터 분리된 기상 냉매는 제2 밸브(146)가 폐쇄됨에 따라 제1 냉매배관(141)을 따라 저온 재생기(40)로 유입될 수 있다.
저온 재생기(40)로 유입된 중용액은 제2 냉매배관(142)을 따라 유동하는 기상 냉매와 열교환할 수 있다. 이 때, 저온 재생기(40)의 중용액은 재생되어 농용액으로 변화하고, 제2 냉매배관(142)을 따라 유입된 기상 냉매는 액상 냉매로 변화할 수 있다. 중용액이 재생되어 농용액으로 변화하는 과정에서 발생하는 기상 냉매는 제2 엘리미네이터를 통해 응축기(50)로 이동할 수 있다.
제2 냉매배관(142)에서 열교환된 액상 냉매는 제3 냉매배관(143)을 따라 응축기(50)로 유입될 수 있다.
또한, 저온 재생기(40)에서 재생된 농용액은 제3 흡수액배관(130)을 따라 흡수기(20)로 유입되어 흡수액 분사기(21)를 통해 분사될 수 있다.
제2 엘리미네이터를 통해 응축기(50)로 유입된 기상 냉매는 냉각수배관(160)을 따라 응축기(50) 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 액상 냉매로 응축되고, 열교환된 냉각수는 냉각수배관(160)을 통해 외부로 토출될 수 있다.
또한, 응축기(50)에서 응축된 액상 냉매와 제3 냉매배관(143)을 통해 응축기(50)로 유입된 액상 냉매는 제4 냉매배관(144)을 통해 증발기(10)로 유입될 수 있다.
증발기(10)로 유입된 액상 냉매는 냉매펌프(13)의 작동에 의해 펌핑유로(12)를 따라 냉매 분사기(11)에 공급되어 분사되고, 냉수배관(150)을 따라 유동하는 냉수와 열교환하여 증발된다. 이와 같이 반복되는 사이클에 의해 냉수가 냉각되어 실내의 냉방이 가능해진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전 시동 시를 나타내는 도면이다. 도 4(a)는 고온 재생기의 액면수위가 저수위일 때를 나타내고, 도 4(b)는 고온 재생기의 액면수위가 고수위일 때를 나타내는 도면이다.
도 2와 같은 정상적인 냉방운전의 경우, 고온 재생기(30)에서 저온 재생기(40)로의 흡수액의 유동은 재생기 간의 압력차에 의해 발생한다. 그러나, 흡수식 냉온수기(1)의 냉방운전을 위한 시동 시, 고온 재생기(30)의 압력이 낮기 때문에, 고온 재생기(30)의 압력이 일정 이상이 될 때까지, 저온 재생기(40)로 흡수액이 유동하지 못하고 고온 재생기(30)의 액면수위가 높아지게 된다. 따라서, 흡수액이 냉매배관(140)으로 넘쳐 냉매와 흡수액이 혼입되는 것을 방지하기 위해 희용액 펌프(114)는 반복적인 ON/OFF를 계속 하게 된다. 이에 따라, 희용액 펌프(114)의 내구 수명이 감소되고, 소비 전력이 증가하는 문제점이 있었다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)는 고수위 방지배관(180)과, 고수위 방지밸브(181)를 구비할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고수위 방지밸브(181)는, 고온 재생기(30)의 출구측에 배치된 플로트 박스(183) 내부에 설치되고, 고온 재생기(30)의 중농액에 대한 부력에 의해 상하이동이 가능한 플로터(182)를 포함하는 플로트 밸브(181)일 수 있다. 이 때, 고수위 방지배관(180)의 적어도 일부는, 플로트 박스(183) 내부에 배치될 수 있다.
도 4(a)를 참조하면, 플로트 밸브(181)는, 고온 재생기(30)의 액면수위가 저수위에 해당함에 따라 플로터(182)에 부력이 작용하지 않아 폐쇄 상태를 유지할 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 고온 재생기(30)의 액면수위는, 희용액 펌프(114)의 작동에 의해 고온 재생기(30)로 희용액이 공급됨에 따라 계속 상승할 수 있다. 고온 재생기(30)의 액면수위가 계속 상승하여 설정수위 이상에 이르렀을 때, 플로트 밸브(181)의 플로터(182)에 부력이 작용하여 플로트 밸브(181)가 개방될 수 있다. 이에 따라, 다시 도 3을 참조하면, 농용액 펌프(131)의 후단과 저온 열교환기(60) 사이에서 제3 흡수액배관(130)과 연결되는 고수위 방지배관(180)을 따라 고온 재생기(30)의 중용액이 상대적으로 압력이 낮은 저온 열교환기(60)를 향해 유동할 수 있다.
이 때, 고온 재생기(30)의 설정수위는 고온 재생기(30)의 액면수위가 상승함에 따라 흡수액이 냉매배관(140)으로 넘쳐 냉매와 흡수액이 혼입되는 수위보다 낮도록 설정될 수 있다.
따라서, 플로트 밸브(181)에 의해 고온 재생기(30)의 액면수위가 조절되고, 고온 재생기(30)를 통한 흡수액의 냉매 혼입을 방지할 수 있다. 또한, 고온 재생기(30)의 액면수위를 조절하기 위한 희용액 펌프(114)의 반복적인 ON/OFF가 방지되어 희용액 펌프(114)의 내구 수명이 증가하고, 소비 전력이 저감되는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 구성도이다. 도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 냉방운전 시동 시를 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1')에 있어, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)와 동일 부호는 동일 구성에 해당하하므로 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1)와 동일한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 이하 본 발명의 일 실시예와 비교하여 차이가 있는 부분에 한 해 설명한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고수위 방지배관(180')는, 일단이 고온 재생기(30)의 출구측에서 제2 흡수액배관(120)으로부터 분지되어 타단이 농용액 펌프(131)와 저온 열교환기(60) 사이에서 제3 흡수액배관(130)과 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고수위 방지밸브(181')는, 후술하는 전극봉(210)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 액면수위에 따라 개폐되는 솔레노이드 밸브(181')일 수 있다.
따라서, 고온 재생기(30)의 액면수위에 따라 솔레노이드 밸브(181')가 개방되면 고온 재생기(30)의 중용액이 제2 흡수액배관(120)에서 고수위 방지배관(180')으로 바이패스되고, 바이패스된 중용액은 제3 흡수액배관(130)을 따라 저온 열교환기(60)를 거쳐 흡수기(20)로 유동할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 제어블럭도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1')는, 고온 재생기(30)에 설치되어 고온 재생기(30)의 액면수위를 측정하는 전극봉(210), 희용액 펌프(114)의 회전수를 제어하는 인버터(220) 및 고온 재생기(30)의 압력을 측정하는 압력센서(230)를 포함할 수 있다.
또한, 흡수식 냉온수기(1')는, 고수위 방지밸브(181')의 개폐 및 인버터(220)를 제어하는 제어부(200)를 포함할 수 있다.
제어부(200)는, 전극봉(210)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 액면수위와 설정수위를 비교하여 고수위 방지밸브(181')의 개폐를 제어할 수 있다.
제어부(200)는, 인버터(220)를 통해 희용액 펌프(114)의 회전수를 제어하여 흡수기(20)로부터 고온 재생기(30)로 공급되는 희용액의 양을 조절할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 제어순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉온수기(1')는, 냉방운전을 위해 시동될 수 있다(S10).
흡수식 냉온수기(1')의 냉방운전이 개시됨에 따라, 희용액 펌프(114)는, 흡수기(20)로부터 고온 재생기(30)로 흡수기(20)의 희용액을 공급할 수 있다.
이 때, 고온 재생기(30)의 압력이 낮기 때문에 고온 재생기(30)의 중용액은 저온 재생기(40)로 유동하지 못하고 고온 재생기(30)의 액면수위는 계속 상승할 수 있다.
제어부(200)는, 전극봉(210)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 액면수위와 설정수위를 비교하여, 전극봉(210)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 액면수위가 설정수위 이상인 지 판단할 수 있다(S20).
제어부(200)는, 전극봉(210)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 액면수위가 설정수위 이상인 경우, 고수위 방지밸브(181')가 개방(ON)되도록 제어할 수 있다(S30).
제어부(200)는, 압력센서(230)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 압력과 설정압력을 비교하여, 압력센서(230)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 압력이 설정압력 이상인지 판단할 수 있다(S40).
이 때, 고온 재생기(30)의 설정압력은, 고온 재생기(30)와 저온 재생기(40) 간의 압력차이에 따라 고온 재생기(30)의 중용액이 저온 재생기(40)로 유동가능하게 하는 압력에 해당할 수 있다.
제어부(200)는, 압력센서(230)에 의해 측정된 고온 재생기(30)의 압력이 설정압력이 이상인 경우, 고수위 방지밸브(181')가 폐쇄(OFF)되도록 제어할 수 있다(S50).
이에 따라, 흡수식 냉온수기(1')의 정상적인 냉방운전이 수행될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
1 : 흡수식 냉온수기
10 : 증발기
20 : 흡수기
30 : 고온 재생기
40 : 저온 재생기
50 : 응축기
60 : 저온 열교환기
70 : 고온 열교환기
80 : 드레인 열교환기
110 : 제1 흡수액배관
120 : 제2 흡수액배관
130 : 제3 흡수액배관
180 : 고수위 방지배관
181 : 고수위 방지밸브
10 : 증발기
20 : 흡수기
30 : 고온 재생기
40 : 저온 재생기
50 : 응축기
60 : 저온 열교환기
70 : 고온 열교환기
80 : 드레인 열교환기
110 : 제1 흡수액배관
120 : 제2 흡수액배관
130 : 제3 흡수액배관
180 : 고수위 방지배관
181 : 고수위 방지밸브
Claims (8)
- 냉매와 냉수가 열교환하여 상기 냉매를 증발시키는 증발기;
상기 증발기의 기상 냉매와 농용액이 혼합되어 희용액이 생성되는 흡수기;
상기 흡수기로부터 공급된 희용액이 가열되어 기상냉매와 중농액으로 분리되는 고온 재생기;
상기 고온 재생기로부터 분리된 기상냉매와 중용액이 열교환되어 냉매가 응축되는 저온 재생기;
상기 흡수기와 상기 고온 재생기를 연결하고, 상기 흡수기의 희용액을 상기 고온재생기로 안내하는 제1 흡수액 배관;
상기 제1 흡수액 배관에 설치되고, 상기 고온 재생기로 공급되는 희용액을 예열하는 저온 열교환기;
상기 저온 재생기와 상기 흡수기를 연결하고, 상기 저온 열교환기를 관통하여 상기 저온 재생기의 농용액을 상기 흡수기로 안내하는 제3 흡수액 배관;
상기 고온 재생기와 상기 제3 흡수액 배관을 연결하고, 상기 고온 재생기의 중용액을 상기 저온 열교환기로 안내하는 고수위 방지배관; 및
상기 고수위 방지배관에 설치되고, 상기 고온 재생기의 액면수위에 따라 개폐되는 고수위 방지밸브를 포함하는 흡수식 냉온수기.
- 제1항에 있어서,
상기 고수위 방지밸브는,
상기 고온 재생기의 출구측에 배치된 플로트 박스 내부에 설치되고, 상기 고온재생기의 중농액에 대한 부력에 의해 상하이동 가능한 플로터를 포함하는 플로트 밸브인 흡수식 냉온수기.
- 제2항에 있어서,
상기 고온 재생기의 액면수위가 설정수위 이상일 때,
상기 고온재생기의 중농액에 대한 부력에 의해 상기 플로터가 상승되어 상기 플로트 밸브가 개방되는 흡수식 냉온수기.
- 제2항에 있어서,
상기 고수위 방지배관의 적어도 일부가 상기 플로트 박스 내부에 배치되는 흡수식 냉온수기.
- 제1항에 있어서,
상기 제3 흡수액 배관에 설치되고, 상기 저온 재생기로부터 상기 흡수기로 공급되는 농용액의 양을 조절하는 농용액 펌프를 더 포함하고,
상기 고수위 방지배관은,
상기 농용액 펌프와 상기 저온 열교환기 사이에서 상기 제3 흡수액 배관과 연결되는 흡수식 냉온수기.
- 제1항에 있어서,
상기 고온 재생기의 액면수위를 감지하는 전극봉; 및
상기 전극봉에 의해 감지된 고온 재생기의 액면수위와 설정수위를 비교하여 상기 고수위 방지밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함하는 흡수식 냉온수기.
- 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전극봉에 의해 감지된 상기 고온 재생기의 액면수위가 설정수위 이상일 때, 상기 고수위 방지밸브를 개방하여 상기 고온 재생기의 중용액을 상기 저온 열교환기로 안내하는 흡수식 냉온수기.
- 제6항에 있어서,
상기 저온 재생기와 상기 고온 재생기를 연결하고, 상기 고온 재생기의 중농액을 상기 저온 재생기로 안내하는 제2 흡수액 배관; 및
상기 제3 흡수액 배관에 설치되고, 상기 저온 재생기로부터 상기 흡수기로 공급되는 농용액의 양을 조절하는 농용액 펌프를 더 포함하고,
상기 고수위 방지배관은,
상기 제2 흡수액 배관으로부터 분지되어 상기 농용액 펌프와 상기 저온 열교환기 사이에서 상기 제3 흡수액 배관과 연결되는 흡수식 냉온수기.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210034173A KR20220129367A (ko) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 흡수식 냉온수기 |
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| KR1020210034173A KR20220129367A (ko) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 흡수식 냉온수기 |
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| KR20220129367A true KR20220129367A (ko) | 2022-09-23 |
Family
ID=83445883
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| KR (1) | KR20220129367A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100345089B1 (ko) | 1999-12-30 | 2002-07-24 | 만도공조 주식회사 | 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치 및 그방법 |
-
2021
- 2021-03-16 KR KR1020210034173A patent/KR20220129367A/ko active Search and Examination
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100345089B1 (ko) | 1999-12-30 | 2002-07-24 | 만도공조 주식회사 | 흡수식 냉온수기의 고온 재생기 수위 제어장치 및 그방법 |
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