KR101076923B1

KR101076923B1 - 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기

Info

Publication number: KR101076923B1
Application number: KR1020100022872A
Authority: KR
Inventors: 오환희; 조현욱; 남상철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2030-03-15
Also published as: KR20110103691A

Abstract

본 발명은 난방 부하의 증가에 따라 열교환 면적을 더 확보하는 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기에 관한 것이다. 본 발명의 흡수식 냉온수는, 고온재생기(20)로부터 응축기(40)로 연장되는 냉매증기관(73)의 중간으로부터 분기되어 흡수기(10)에 접속되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기를 흡수기(10)로 보내는 난방용 냉매증기관로(100); 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 입구 측으로부터 분기되어 냉각수 순환관로(76)의 흡수기(10) 입구 측에 접속되는 제1분기관로(200); 및 흡수기(10)를 나와 응축기(40)로 들어가는 냉각수 순환관로(76)의 도중에서 분기되어 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 출구 측에 접속되는 제2분기관로(300)를 포함하여, 난방운전 시, 냉수 순환관로(80)를 통해 증발기(50) 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부가 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)으로 보내져서 증발기(50) 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로의 구동과 함께, 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로(200) → 냉각수 순환관로(76) → 흡수기측 냉각수 전열관군(77) → 제2분기관로(300)를 경유한 후 증발기(50) 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로(80)의 냉수와 합류하는 제2열교환회로를 구동한다.

Description

난방부하 응동형 흡수식 냉온수기{AN ABSORPTION TYPE CHILLER-HEATER RESPONDABLE TO THE HEATING LOAD CONDITIONS}

본 발명은 흡수식 냉온수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 난방 부하의 증가에 따라 열교환 면적을 더 확보함으로써 난방 효율을 극대화할 수 있도록 한 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기에 관한 것이다.

흡수식 냉온수기는, LPG, LNG 등과 같은 가스 또는 연료를 열원으로 하고 흡수액(리튬브로마이드(LiBr) 수용액)을 이용하여 냉매(물)를 흡수, 재생, 응축, 증발시키는 사이클을 수행하고, 그 과정에서 부하측(예: 실내기, 공조기 또는 냉동기)을 순환하는 냉수와 열교환을 통해 냉난방에 이용하는 장치이다.

첨부 도면 도 1에는 종래의 일반적인 흡수식 냉온수기의 일례가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 흡수식 냉온수기는, 2개의 재생기(즉, 고온재생기와 저온재생기)를 구비하고, 2개의 열교환기(즉, 저온용액열교환기와 고온용액열교환기)를 구비하는 이른바 '2중 효용' 흡수식 냉온수기이다.

도 1에 구체적으로 나타낸 바와 같이, 일반적인 흡수식 냉온수기(2)는, 흡수기(10), 고온재생기(20), 저온재생기(30), 응축기(40) 및 증발기(50)를 포함하고, 저온용액열교환기(61) 및 고온용액열교환기(62)를 포함한다. 난방 운전시의 냉매와 흡수액의 흐름 관로는 굵은 점선으로 표시하였다.

냉방 운전 모드에 있어서, 상기 흡수기(10)에서 나온 희박용액(물을 많이 포함하는 흡수액)은, 희박용액 배관(71)을 통해 고온재생기(20)로 들어간다. 고온재생기(20)에 들어간 희박용액은 버너에 의해 가열·비등하여 흡수액으로부터 냉매증기(수증기)가 분리되고, 희박용액은 중간 농도의 흡수액, 즉 중간용액으로 변한다.

고온재생기(20)에서 얻어진 중간용액은 중간용액배관(72)을 통해 고온용액열교환기(62)를 경유함으로써 고온재생기(20)로 들어오는 희박용액을 미리 가열한 다음 저온재생기(30)로 들어간다. 그리고 고온재생기(20)에서 증발된 냉매증기는 냉매증기관(73)을 통해 저온재생기(30) 내부에 배열된 열교환 관군(74) 안을 흐르면서 저온재생기(30) 내부의 중간용액을 가열하여 냉매를 더욱 증발시켜 분리한 후, 출구배관(74a) 및 개폐밸브(74b)를 통해 응축기(40)로 들어간다.

상기 저온재생기(30)에서 중간용액으로부터 냉매가 증발·분리되어 만들어진 농후용액은 농후용액배관(75)을 따라 저온용액열교환기(61)를 경유하면서 흡수기(10)로부터 나오는 희박용액을 가열한 후 흡수기(10)로 들어가고, 흡수기(10)에서 산포되어 증발기(50)로부터 유입되는 수증기를 흡수하여 희박용액으로 변하며, 그 과정에서 발생하는 흡수열은 흡수기측 냉각수 전열관군(77)에 의해 냉각된다.

흡수기(10)에 고인 희박용액은 상술한 희박용액배관(71)을 통해 저온(또는 중온)용액열교환기(61), 고온용액열교환기(62)를 순차적으로 거쳐 고온재생기(20)로 들어간다.

한편, 실외기(예: 냉각탑)를 순환하는 냉각수는 냉각수 순환관로(76)를 따라 흡수기(10)로 들어와서 흡수기측 냉각수 전열관군(77) 안을 흐르면서 상술한 농후용액을 냉각(흡수열을 냉각)한 후, 다시 응축기(40) 내의 응축기측 냉각수 전열관군(78) 안을 흐르면서 응축기(40)로 유입된 냉매증기를 응축시킨다.

또한, 저온재생기(30)에서 흡수액으로부터 증발하여 분리되어 응축기(40)로 들어오는 냉매증기와, 열교환관군(74)의 출구배관(74a)을 통해 응축기(40)로 들어오는 냉매증기(물+수증기)는, 상술한 응축기측 냉각수 전열관군(78)을 흐르는 냉각수와 열교환 하여 응축된 후, 냉매액 유하관(79)을 통해 증발기(50)로 들어와서 증발하면서 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)을 흐르는 냉수를 냉각시킨다. 이렇게 하여 냉각된 냉수는 냉수 순환관로(80)를 따라 부하측(예; 실내기)으로 나가게 되고, 냉수에 열을 뺏겨 응축되어 증발기(50) 바닥에 고인 냉매는 냉매순환관(81)을 통해 다시 증발기(50) 상부에 산포되어 증발이 계속하여 유도된다.

상기 증발기(50)에서 냉매가 증발하여 발생한 수증기는, 증발기(50)와 흡수기(10) 사이에 배치된 엘리미네이터(12)를 통과하여 흡수기(10)로 들어가서 흡수기(10)에 산포되는 농후용액에 연속적으로 흡수되고, 그 과정에서 발생하는 흡수열은 흡수기측 냉각수 전열관군(77)에 의해 냉각된다.

한편, 난방 모드를 위하여, 고온재생기(20)로부터 저온재생기(30)로 연장되는 냉매증기관(73)으로부터 난방용 냉매증기관(100)을 분기하여 흡수기(10)에 연결하고, 난방용 냉매증기관(100)의 도중에 난방용 개폐밸브(102)를 설치하고 있으며, 증발기(50)와 흡수기(10)에 난방용 냉매액 회수관(110)을 설치하고, 난방용 냉매액 회수관(110)에 개폐밸브(112)를 설치한다.

난방 모드에 있어서는, 고온재생기(20)로부터 연장되어 응축기(40)까지 연장되는 냉매증기관(73)의 관로 상에 설치된 개폐밸브(74b)를 잠가 저온재생기(30)와 응축기(40) 측으로 들어가는 냉매증기 통로를 차단하고, 고온재생기(20)로부터 저온재생기(30) 및 흡수기(10)로 나가는 흡수액(중간용액) 통로를 모두 차단한다. 그 반면에, 난방용 냉매증기관(100)의 난방용 개폐밸브(102)를 열어, 고온재생기(20)에서 발생한 고온의 냉매증기가 모두 흡수기(10)로 유입되도록 한다. 따라서, 흡수기(10)에 유입된 고온의 냉매증기는 엘리미네이터(12)를 통과하여 증발기(50)로 들어가서 증발기(50) 내부에 설치된 냉수전열관군(80a)과 열교환 한다.

이 과정에서 냉수전열관군(80a)의 내부를 흐르는 냉수는 냉매증기에 의해 가열된 후 냉수 순환관로(80)를 따라 난방 부하측으로 보내지고, 냉매증기는 응축되어 증발기(50)의 바닥부분에 고이게 된다. 증발기(50)의 바닥부분에 고인 응축 냉매는 난방용 냉매액 회수관(110)을 통해 흡수기(10)의 바닥에 고인 흡수액과 연통되고, 펌프(P1)에 의해 흡수기(10) 바닥으로부터 희박용액배관(71)을 따라 고온재생기(20)로 회수되어 다시 가열된다.

이와 같이 종래의 흡수식 냉온수기는, 냉방운전시에는 증발기(50) 측으로 부하측 냉수가 순환하고, 흡수기(10)와 응축기(40) 측으로 실외기측 냉각수를 순환하는 반면에, 난방운전시에는 증발기(50)에 부하측 냉수(온수로 데워짐)가 흐르고, 흡수기(10)와 응축기(30)는 막아놓고 사용하지 않는다(즉, 냉각수가 순환하지 않는다). 즉, 난방시에는 고온재생기(20)에서 흡수액을 가열해서 냉매증기를 분리하고, 분리된 냉매증기는 흡수기(10)를 단순히 거쳐 증발기(50)로 들어가 부하측 냉수를 뜨겁게 만들면서 응축되어 흡수액과 합쳐진 후 다시 고온재생기(20)로 들어가게 된다.

이와 같이, 종래에는 난방시 운전시에 부하측 냉수를 가열해주는 열교환기로써 증발기(50)에 설치되는 냉수 전열관군(80a)만을 활용하고 있는데, 이러한 냉온수기는 통상적으로 냉방운전을 기준으로 열교환기가 설계되기 때문에, 증발기에 설치되는 냉수 전열관군(80a)이 가지는 열교환 면적만으로는 난방부하를 충분히 소화하기 어려운 상황에 직면하게 되는 경우가 있다. 이렇게 되면, 혹한기와 같이 일정 기간 동안 많은 난방부하를 필요로 하거나, 갑자기 신속한 난방을 필요로 하게 되는 상황에 충분히 대응할 수 없음은 자명하다.

따라서, 본 발명은 난방운전에 대한 열교환면적을 증발기에 설치되는 냉수전열관군보다 증가시키고, 난방부하가 증발기의 냉수전열관군에 부여된 능력 이상으로 증가할 때마다 열교환면적을 확장할 수 있도록, 난방시 사용되지 않는 흡수기와 응축기를 난방운전시의 열교환기로 활용할 수 있도록 함으로써, 난방 요구에 신속히 대응하고 난방효율도 높일 수 있는 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기는, 흡수기, 고온재생기, 응축기 및 증발기를 포함하여 냉매를 흡수, 재생, 응축, 증발시키는 사이클을 수행하는 흡수식 냉온수기로서, 상기 증발기 내부에서 냉수 전열관군을 형성하는 부하측 냉수 순환관로; 상기 흡수기의 내부에서 흡수기측 냉각수 전열관군을 형성하고, 흡수기로부터 나와 상기 응축기 내부로 연장되어 응축기측 냉각수 전열관군을 형성하는 냉각수 순환관로; 상기 고온재생기로부터 상기 응축기로 연장되는 냉매증기관의 중간으로부터 분기되어 상기 흡수기에 접속되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기를 흡수기로 보내는 난방용 냉매증기관로; 상기 냉수 순환관로의 증발기 입구 측으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환관로의 흡수기 입구 측에 접속되는 제1분기관로; 및 상기 흡수기를 나와 응축기로 들어가는 냉각수 순환관로의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로의 증발기 출구 측에 접속되는 제2분기관로를 포함하여, 난방운전 시, 냉수 순환관로를 통해 증발기 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부가 증발기 내부의 냉수 전열관군으로 보내져서 증발기 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로의 구동과 함께, 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로 → 냉각수 순환관로 → 흡수기측 냉각수 전열관군 → 제2분기관로를 경유한 후 증발기 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로의 냉수와 합류하는 제2열교환회로를 구동하여 열교환면적을 확장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기는, 흡수기, 고온재생기, 응축기 및 증발기를 포함하여 냉매를 흡수, 재생, 응축, 증발시키는 사이클을 수행하는 흡수식 냉온수기로서, 상기 고온재생기로부터 응축기로 연결되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기의 일부를 응축기로 보내는 냉매증기관; 상기 냉매증기관의 중간으로부터 분기되어 상기 흡수기에 접속되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기의 나머지 일부를 흡수기로 보내는 난방용 냉매증기관로; 상기 증발기 내부에서 냉수 전열관군을 형성하는 부하측 냉수 순환관로; 상기 흡수기의 내부에서 흡수기측 냉각수 전열관군을 형성하고, 흡수기로부터 나와 상기 응축기 내부로 연장되어 응축기측 냉각수 전열관군을 형성하는 냉각수 순환관로; 상기 냉수 순환관로의 증발기 입구 측으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환관로의 흡수기 입구 측에 접속되는 제1분기관로; 및 상기 응축기 출구 측의 냉각수 순환관로의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로의 증발기 출구 측에 접속되는 제3분기관로를 포함하여, 난방운전 시, 냉수 순환관로를 통해 증발기 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부가 증발기 내부의 냉수 전열관군으로 보내져서 증발기 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로의 구동과 함께, 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로 → 냉각수 순환관로 → 흡수기측 냉각수 전열관군 → 응축기측 냉각수 전열관군 → 제3분기관로를 경유한 후 증발기 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로의 냉수와 합류하는 제3열교환회로를 구동하여 열교환면적을 확장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기는, 흡수기, 고온재생기, 응축기 및 증발기를 포함하여 냉매를 흡수, 재생, 응축, 증발시키는 사이클을 수행하는 흡수식 냉온수기로서, 상기 고온재생기로부터 응축기로 연결되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기의 일부를 응축기로 보내는 냉매증기관; 상기 냉매증기관의 중간으로부터 분기되어 상기 흡수기에 접속되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기의 나머지 일부를 흡수기로 보내는 난방용 냉매증기관로; 상기 증발기 내부에서 냉수 전열관군을 형성하는 부하측 냉수 순환관로; 상기 흡수기의 내부에서 흡수기측 냉각수 전열관군을 형성하고, 흡수기로부터 나와 상기 응축기 내부로 연장되어 응축기측 냉각수 전열관군을 형성하는 냉각수 순환관로; 상기 냉수 순환관로의 증발기 입구 측으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환관로의 흡수기 입구 측에 접속되는 제1분기관로; 상기 흡수기를 나와 응축기로 들어가는 냉각수 순환관로의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로의 증발기 출구 측에 접속되는 제2분기관로; 및 상기 응축기 출구 측의 냉각수 순환관로의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로의 증발기 출구 측에 접속되는 제3분기관로를 포함하여, 난방운전 시, 냉수 순환관로를 통해 증발기 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부가 증발기 내부의 냉수 전열관군으로 보내져서 증발기 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로의 구동과 함께, 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로 → 냉각수 순환관로 → 흡수기측 냉각수 전열관군 → 제2분기관로를 경유한 후 증발기 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로의 냉수와 합류하는 제2열교환회로를 구동하거나, 또는 상기 제1열교환회로와 함께 증발기로 들어가는 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로 → 냉각수 순환관로 → 흡수기측 냉각수 전열관군 → 응축기측 냉각수 전열관군 → 제3분기관로를 경유한 후 증발기 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로의 냉수와 합류하는 제3열교환회로를 구동하거나, 또는 상기 제1열교환회로와 함께 제2열교환회로 및 제3열교환회로를 구동하여 열교환면적을 확장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 흡수기측 냉각수 전열관군, 또는 흡수기의 냉각수 전열관군 및 응축기측 냉각수 전열관군을 냉수 열교환기로 전용할 수 있음으로써, 난방부하 증가시 냉수를 가열하기 위한 전열면적을 극대화할 수 있고, 그만큼 가열시간을 단축하고 소기의 온도까지 난방을 신속하게 행할 수 있다.

도 1은 종래의 일반적인 흡수식 냉온수기의 계통도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 계통도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 계통도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 계통도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 계통도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

(제1실시예)

도 2에는 본 발명의 제1실시예에 따른 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기를 나타낸다. 종래의 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며 반복되는 자세한 설명은 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 흡수식 냉온수기는, 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 입구 측으로부터 제1분기관로(200)를 분기하여 냉각수 순환관로(76)의 흡수기(10) 입구 측에 접속하는 한편, 흡수기(10)를 나와 응축기(40)로 들어가는 냉각수 순환관로(76)의 도중에서 제2분기관로(300)를 분기하여 증발기(50) 출구 측으로 나오는 냉수 순환관로(80)에 접속한 구성으로 이루어진다.

이러한 본 발명은, 난방부하의 증가 시, 냉수 순환관로(80)를 통해 증발기(50) 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부를 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)으로 보내서 증발기(50) 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로에 더하여, 냉수의 나머지 일부는 제1분기관로(200) → 냉각수 순환관로(76) → 흡수기측 냉각수 전열관군(77) → 제2분기관로(300)를 경유시켜 열교환 한 후 증발기(50) 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로(80)의 냉수와 합류시키는 제2열교환회로를 더 구동하여 열교환면적을 확장할 수 있도록 한 것이다.

제2열교환회로에 냉매를 순환시키기 위하여, 상기 제1분기관로(200)와 냉각수 순환관로(76)에는, 통상의 개폐밸브(202, 204)를 설치하여, 난방 운전 시 흡수기측 냉각수 전열관군(77)에 냉각수의 유입은 차단하고 냉수가 유입되도록 할 수 있다.

또한, 흡수기(10)를 나와 응축기(40)로 들어가는 냉각수 순환관로(76)와 제2분기관로(300)에도, 통상의 개폐밸브(302, 303)를 설치하여, 난방 운전 시 흡수기측 냉각수 전열관군(77)을 나온 냉수가 응축기(40)로 들어가는 것을 차단하고 증발기(50) 출구 측의 냉수 순환관로(80)에 합류하도록 할 수 있다.

이러한 본 발명에 있어서, 난방운전 시 고온재생기(20)를 나온 고온의 냉매증기는 모두 난방용 냉매증기관로(100)를 통해 흡수기(10)로 들어가고, 흡수기(10)에 들어간 고온의 냉매증기는 증발기(50) 내부로 흘러들어간다.

전열면적의 확장이 필요없는 통상적인 난방운전 시에는, 제1분기관로(200)와 제2분기관로(300)는 차단하여 종래와 같이 제1열교환회로만을 이용한다. 즉, 부하측의 냉수 순환관로(80) 내부를 흐르는 냉수는 모두 증발기(50)의 냉수 전열관군(80a)에서 열교환 한 후 부하측으로 보내진다.

난방부하가 증가되어 전열면적의 확장이 필요한 경우에는, 제1분기관로(200)와 제2분기관로(300)를 열어, 제1열교환회로에 더하여 제2열교환회로를 이용한다. 따라서, 부하측의 냉수 순환관로(80) 내부를 흐르는 냉수는, 제1분기관(200)에서 나뉘어 일부는 증발기(50)의 냉수 전열관군(80a) 흘러 열교환 하고, 나머지 일부의 냉수는 제1분기관(200)으로 흐른다.

제1분기관(200)으로 흐르는 냉수는 냉각수 순환관로(76)를 통해 흡수기측 냉각수 전열관군(77)을 경유한다. 만일 구동 초기에 냉각수 순환관로(76) 내부에 냉각수가 차있으면 냉수는 당연히 냉각수와 혼합되어 흐른다. 이와 같이 흡수기측 냉각수 전열관군(77)으로 들어간 냉수는, 흡수기(10) 내부로 유입되는 냉매증기와 열교환 하여 온수로 된 후, 제2분기관로(300)를 따라 나와 증발기(50) 출구 측의 냉수 순환관로(80)의 냉수, 즉 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)을 경유하면서 열교환 한 냉수(실제로는 온수)와 합류하여 부하측으로 흐른다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 난방부하가 증가하는 경우, 흡수기측의 냉각수 전열관군(77)을 냉수 열교환기로 전용하는 제2열교환회로를 통해 고온의 냉매증기와 열교환 하도록 함으로써, 흡수기측의 냉각수 전열관군(77)만큼의 열교환 면적이 추가됨으로써 가열시간을 단축하고 소기의 온도까지 난방을 신속하게 행할 수 있다.

(실시예2)

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기를 나타낸다. 제1실시예(도 2)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며 반복되는 자세한 설명은 설명한다.

본 실시예는 제1실시예에 비해, 제2열교환회로를 개폐하는 밸브의 구성만이 상이하고 나머지의 구성은 제1실시예와 동일하다.

즉, 제1실시예에서는 제1분기관로(200)와 냉각수 순환관로(76)마다 개폐밸브(202, 204)를 설치하고, 흡수기(10)와 응축기(40) 사이의 냉각수 순환관로(76)와 제2분기관로(300) 마다 개폐밸브(302, 303)를 설치하였으나, 본 실시예에서는 제1분기관로(200)와 냉각수 순환관로(76)의 접속지점에 하나의 3방밸브(206)만을 설치하고, 제2분기관로(200)와 냉각수 순환관로(76)의 접속지점에도 하나의 3방밸브(306)만을 설치하여 구성을 단순화한 것이다.

제1분기관로(200)와 냉각수 순환관로(76)의 접속지점에 설치되는 3방밸브(206)는 두 가지의 동작을 수행한다. 즉, 냉방운전시 제1분기관로(200)를 차단하고 냉각수 순환관로(76)를 개방하는 동작과, 난방부하 증가시 냉각수 순환관로(76)의 유입측은 차단하고 제1분기관로(200)를 흡수기(10) 입구측의 냉각수 순환관로(76)와 연통시키는 동작을 수행한다.

마찬가지로, 제2분기관로(300)와 냉각수 순환관로(76)의 접속지점에 설치되는 3방밸브(306)도 두 가지의 동작을 수행한다. 즉, 냉방운전시 제2분기관로(300)를 차단하고 흡수기(10)로부터 응축기(40)로 연결되는 냉각수 순환관로(76)를 개방하는 동작과, 난방부하 증가시 흡수기(10)를 나와 응축기로 들어가는 냉각수 순환관로(76)를 제2분기관로(300)와 연통시키고 응축기로 들어가는 관로는 차단하는 동작을 수행한다.

(실시예3)

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 흡수식 냉온수기의 계통도를 나타낸다. 본 실시예는 응축기(40) 출구측의 냉각수 순환관로(76)의 도중에서 제3분기관로(400)를 분기하여 증발기(50) 출구 측의 냉각수 순환관로(76)에 접속한 구성이다.

이러한 제3분기관로(400)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1실시예의 제2분기관로(300)와 병행하여 설치할 수 있고, 그렇지 않으면 제2분기관로(300)는 배제하고 제3분기관로(400)만을 단독으로 설치할 수도 있다. 제3분기관로(400)만을 설치하는 경우에는, 도 4에서 제2분기관로(300)와 개폐밸브(302, 303)를 제거한 형태가 된다.

제3분기관로(400)의 개폐를 위해, 제3분기관로(400)와 응축기(40) 출구 측의 냉각수 순환관로(76)에는 통상적인 방법으로 개폐밸브(402, 404)가 설치된다.

한편, 난방부하 증가에 대응하는 운전을 선택하는 경우에는, 난방용 냉매증기관로(100)뿐만 아니라, 고온재생기(20)로부터 응축기로 연결되는 냉매증기관(73)을 개방한다. 즉, 난방용 개폐밸브(102)와 출구배관(74a)의 개폐밸브(74b)를 열어, 고온재생기(20)를 나온 냉매증기의 일부는 흡수기(10)측으로 보내고, 나머지 일부의 냉매증기는 응축기(40) 측으로 보낸다.

또한, 응축기(40)에서 열교환하여 응축한 냉매액은 냉매액 유하관(79a)을 통해 증발기(50)로 들어가 바닥에 고이고, 증발기(50)에서 열교환하여 응축된 냉매액과 합쳐져서 난방용 냉매액 회수관(110)을 통해 흡수기(10)로 들어가고, 흡수기(10)에서 열교환하여 응축된 냉매액(흡수액 포함)과 합쳐져서 희박용액배관(71)을 통해 고온재생기(10)로 들어간다.

제3분기관로(400)만을 설치하는 경우, 난방부하 증가에 대응하여서는, 냉수 순환관로(80)를 통해 증발기(50) 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부는 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)으로 보내져서 증발기(50) 내부에 유입된 냉매증기와 열교환한다. 즉, 냉수의 일부는 제1열교환회로 흐른다. 그리고 냉수의 나머지 일부는 제1분기관로(200) → 냉각수 순환관로(76) → 흡수기측 냉각수 전열관군(77) → 응축기측 냉각수 전열관군(78) → 제3분기관로(400)를 순차적으로 경유하는 제3열교환회로를 지나서, 증발기(50) 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로(80)의 냉수(실질적으로는 온수)와 합류하여 부하측으로 공급된다. 따라서, 제3열교환회로를 흐르는 냉수는, 흡수기(10)에 설치된 흡수기측 냉각수 전열관군(77)과 응축기(40)에 설치된 응축기측 냉각수 전열관군(78)이라고 하는 2개의 열교환기를 통과하면서 열교환 한 다음 증발기(50)의 냉수 전열관군(80a)에서 열교환 한 냉수와 합류하여 부하측으로 공급되는 것이다. 즉, 제2실시예에 비해 응축기측 냉각수 전열관군(78)을 더 이용하게 된다.

제3분기관로(400)와 제2분기관로(300)를 병행하여 설치한 경우에는, 제2열교환회로와 제3열교환회로 중 어느 하나의 회로를 선택하여 구동하는 운전을 할 수 있고, 그렇지 않으면 제3분기관로(400)와 제2분기관로(300)를 모두 이용하여, 즉 제2열교환회로와 제3열교환회로를 모두 이용하는 운전을 할 수 있다.

제3분기관로(400)와 제2분기관로(300)를 모두 이용하여 난방부하 증가에 대응하는 경우에는, 흡수기(10)의 냉각수 전열관군(77)을 나온 냉수는 제2분기관로(300)와의 접속지점에서 두 방향으로 나뉘어져 흐르다. 즉, 흡수기(10)의 냉각수 전열관군(77)을 나온 냉수의 일부는 제2분기관로(300)를 통해 증발기(50) 출구 측의 냉수 순환관로(80)에 합류하는 한편, 나머지 일부의 냉수는 응축기(40)로 들어가서 응축기측 냉각수 전열관군(78)을 경유하여 열교환 한 후, 제3분기관로(400)를 통해 증발기(50) 출구 측의 냉수 순환관로(80)에 합류하게 된다. 이러한 운전 방법은, 급격히 증가하는 난방부하에 대응하는 초기에는 제1~제3열교환회로를 모두 이용하여 전열면적을 극대화하고, 냉수가 소망하는 온도에 이른 이후부터는 제2열교환회로와 제3열교환회로 중 하나를 선택하는 등, 난방부하의 상황에 따라 다양한 운전방법을 선택할 수 있는 여지를 제공하게 되어 효율적인 운전을 가능케 한다.

(실시예4)

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기를 나타낸다. 제3실시예(도 4)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며 반복되는 자세한 설명은 설명한다.

본 실시예는 제3실시예에 비해, 제1,2,3열교환회로를 개폐하는 밸브의 구성만이 상이하고 나머지의 구성은 제1실시예와 동일하다.

즉, 본 실시예에서는 제1,2,3열교환회로를 개폐하기 위해, 각 회로의 접속지점(또는 분기점)에 3방밸브(206)(306)(406)를 설치하여 구성을 단순화한 것이다.

마찬가지로, 제3분기관로(400)와 냉각수 순환관로(76)의 접속지점에 설치되는 3방밸브(406)도 두 가지의 동작을 수행한다. 즉, 냉방운전시 제3분기관로(400)를 차단하고 응축기(40)로부터 실외기로 나가는 냉각수 순환관로(76)를 개방하는 동작과, 난방부하 증가시 응축기(40)를 나온 냉각수 순환관로(76)를 실외기 방향은 차단하고 제3분기관로(400)와 연통시키는 동작을 수행한다.

이상에서는 첨부도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예들은 당연히 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.

2, 2a : 흡수식 냉온수기 10 : 흡수기
20 : 고온재생기 30 : 저온재생기
40 : 응축기 50 : 증발기
61 : 저온용액열교환기 62 : 고온용액열교환기
71 : 희박용액배관 72 : 중간용액배관
73 : 냉매증기관 74 : 열교환관군
74a : 출구배관
74b, 79a, 102, 202, 204, 302, 303, 402, 404 : 개폐밸브
75 : 농후용액배관 76 : 냉각수 순환관로
77 : 흡수기측 냉각수 전열관군 78 : 응축기측 냉각수 전열관군
79 : 냉매액 유하관 80 : 냉수 순환관로
80a : 냉수 전열관군 81 : 냉매순환관
100 : 난방용 냉매증기관로 110 : 난방용 냉매액 회수관
200 : 제1분기관로 300 : 제2분기관로
400 : 제3분기관로

Claims

흡수기(10), 고온재생기(20), 응축기(40) 및 증발기(50)를 포함하여 냉매를 흡수, 재생, 응축, 증발시키는 사이클을 수행하는 흡수식 냉온수기로서,
상기 증발기(50) 내부에서 냉수 전열관군(80a)을 형성하는 부하측 냉수 순환관로(80);
상기 흡수기(10)의 내부에서 흡수기측 냉각수 전열관군(77)을 형성하고, 흡수기(10)로부터 나와 상기 응축기(40) 내부로 연장되어 응축기측 냉각수 전열관군(78)을 형성하는 냉각수 순환관로(76);
상기 고온재생기(20)로부터 상기 응축기(40)로 연장되는 냉매증기관(73)의 중간으로부터 분기되어 상기 흡수기(10)에 접속되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기를 흡수기(10)로 보내는 난방용 냉매증기관로(100);
상기 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 입구 측으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환관로(76)의 흡수기(10) 입구 측에 접속되는 제1분기관로(200); 및
상기 흡수기(10)를 나와 응축기(40)로 들어가는 냉각수 순환관로(76)의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 출구 측에 접속되는 제2분기관로(300)를 포함하여,
난방운전 시, 냉수 순환관로(80)를 통해 증발기(50) 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부가 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)으로 보내져서 증발기(50) 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로의 구동과 함께, 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로(200) → 냉각수 순환관로(76) → 흡수기측 냉각수 전열관군(77) → 제2분기관로(300)를 경유한 후 증발기(50) 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로(80)의 냉수와 합류하는 제2열교환회로를 구동하여 열교환면적을 확장하는 것을 특징으로 하는 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기.
흡수기(10), 고온재생기(20), 응축기(40) 및 증발기(50)를 포함하여 냉매를 흡수, 재생, 응축, 증발시키는 사이클을 수행하는 흡수식 냉온수기로서,
상기 고온재생기(20)로부터 응축기(40)로 연결되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기의 일부를 응축기(40)로 보내는 냉매증기관(73, 74, 74a);
상기 냉매증기관(73)의 중간으로부터 분기되어 상기 흡수기(10)에 접속되어 난방운전시 고온재생기를 나온 냉매증기의 나머지 일부를 흡수기(10)로 보내는 난방용 냉매증기관로(100);
상기 증발기(50) 내부에서 냉수 전열관군(80a)을 형성하는 부하측 냉수 순환관로(80);
상기 흡수기(10)의 내부에서 흡수기측 냉각수 전열관군(77)을 형성하고, 흡수기(10)로부터 나와 상기 응축기(40) 내부로 연장되어 응축기측 냉각수 전열관군(78)을 형성하는 냉각수 순환관로(76);
상기 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 입구 측으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환관로(76)의 흡수기(10) 입구 측에 접속되는 제1분기관로(200); 및
상기 응축기(40) 출구 측의 냉각수 순환관로(76)의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 출구 측에 접속되는 제3분기관로(400);를 포함하여,
난방운전 시, 냉수 순환관로(80)를 통해 증발기(50) 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부가 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)으로 보내져서 증발기(50) 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로의 구동과 함께, 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로(200) → 냉각수 순환관로(76) → 흡수기측 냉각수 전열관군(77) → 응축기측 냉각수 전열관군(78) → 제3분기관로(400)를 경유한 후 증발기(50) 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로(80)의 냉수와 합류하는 제3열교환회로를 구동하여 열교환면적을 확장하는 것을 특징으로 하는 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기.
흡수기(10), 고온재생기(20), 응축기(40) 및 증발기(50)를 포함하여 냉매를 흡수, 재생, 응축, 증발시키는 사이클을 수행하는 흡수식 냉온수기로서,
상기 고온재생기(20)로부터 응축기(40)로 연결되어 난방운전시 고온재생기(20)를 나온 냉매증기의 일부를 응축기(40)로 보내는 냉매증기관(73, 74, 74a);
상기 냉매증기관(73)의 중간으로부터 분기되어 상기 흡수기(10)에 접속되어 난방운전시 고온재생기(20)를 나온 냉매증기의 나머지 일부를 흡수기(10)로 보내는 난방용 냉매증기관로(100);
상기 증발기(50) 내부에서 냉수 전열관군(80a)을 형성하는 부하측 냉수 순환관로(80);
상기 흡수기(10)의 내부에서 흡수기측 냉각수 전열관군(77)을 형성하고, 흡수기(10)로부터 나와 상기 응축기(40) 내부로 연장되어 응축기측 냉각수 전열관군(78)을 형성하는 냉각수 순환관로(76);
상기 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 입구 측으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환관로(76)의 흡수기(10) 입구 측에 접속되는 제1분기관로(200);
상기 흡수기(10)를 나와 응축기(40)로 들어가는 냉각수 순환관로(76)의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 출구 측에 접속되는 제2분기관로(300); 및
상기 응축기(40) 출구 측의 냉각수 순환관로(76)의 도중에서 분기되어 상기 냉수 순환관로(80)의 증발기(50) 출구 측에 접속되는 제3분기관로(400)를 포함하여,
난방운전 시, 냉수 순환관로(80)를 통해 증발기(50) 입구 측으로 들어오는 냉수의 일부가 증발기(50) 내부의 냉수 전열관군(80a)으로 보내져서 증발기(50) 내부에 유입된 냉매증기와 열교환 하는 제1열교환회로의 구동과 함께, 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로(200) → 냉각수 순환관로(76) → 흡수기측 냉각수 전열관군(77) → 제2분기관로(300)를 경유한 후 증발기(50) 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로(80)의 냉수와 합류하는 제2열교환회로를 구동하거나, 또는 상기 제1열교환회로와 함께 증발기(50)로 들어가는 냉수의 나머지 일부가 제1분기관로(200) → 냉각수 순환관로(76) → 흡수기측 냉각수 전열관군(77) → 응축기측 냉각수 전열관군(78) → 제3분기관로(400)를 경유한 후 증발기(50) 출구 측으로 나가는 냉수 순환관로(80)의 냉수와 합류하는 제3열교환회로를 구동하거나, 또는 상기 제1열교환회로와 함께 제2열교환회로 및 제3열교환회로를 구동하여 열교환면적을 확장하는 것을 특징으로 하는 난방부하 응동형 흡수식 냉온수기.