KR19990055411A - Generator of Absorption Heat Pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흡수식 열펌프의 발생기에 관한 것으로, 고순도를 갖는 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기(40)와;The present invention relates to a generator of an absorption heat pump, comprising: a rectifier (40) for rectifying with ammonia vapor having high purity;
이 정류기(40)에서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기(110);A condenser 110 for condensing the purified ammonia vapor in the rectifier 40;
상기 응축기(110)에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기(30)로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기(100)로 이동하고, 상기 증발기(30)의 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기(30)와;The ammonia refrigerant condensed in the condenser 110 flows into the evaporator 30, and the refrigerant vapor evaporated by receiving heat from the evaporator coil moves to the absorber 100, and flows inside the evaporator coil of the evaporator 30 to evaporate. Cold water whose temperature is lowered by taking heat into the refrigerant is an evaporator 30 used for cooling;
상기 흡수기(100)로 이동한 냉매증기는 발생기(10)에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기(100)로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하여 농도가 높아진 암모니아 수용액은 용액펌프에 의해 보내어져 냉방사이클을 이루는 발생기(10)로 구성된 것에 있어서;The refrigerant vapor that has moved to the absorber 100 is separated into ammonia vapor from the generator 10, and the aqueous solution of ammonia with dilute concentration is introduced into the absorber 100 and dispersed on the surface of the cooling coil to form a liquid film. In the lower and absorbed ammonia vapor introduced from the evaporator, the concentration of the aqueous ammonia solution is sent by the solution pump is composed of a generator (10) to form a cooling cycle;
상기 발생기(10)는 내통(321)과 외통(320)으로 분할 구성되고, 내통(321)은 상부에 배기구(350)를 구비하고, 내통(321) 상부는 반구형태의 헤드(314)를 갖고 배기구와 연결되며 내통하부 내부 중심에 메탈파이버 버너(200)를 구비하여, 이 버너(200) 하부에 구비된 혼합실로 부터 메탈파이버 버너(200)의 의한 복사열이 내통(321) 하부에서 가열함과 아울러, 연소가스가 내통(321)을 따라 상승하면서 내통(321)의 헤드(314)와 배기구(315)를 통해 배기토록 구성되어, 가열면적 형상과 피가열면적 형상을 같게하여 열이동 경로가 일직선상에 있도록 하여 메탈파이버 연소에 의한 복사에너지가 내통벽을 통하여 용액을 가열하도록 구성되어 있어 가열원이 피가열체 중심에 있어 열손실이 적어 열효율이 높다.The generator 10 is divided into an inner cylinder 321 and an outer cylinder 320, the inner cylinder 321 has an exhaust port 350 thereon, and the upper portion of the inner cylinder 321 has a hemispherical head 314. It is connected to the exhaust port and provided with a metal fiber burner 200 in the inner center of the lower inner cylinder, radiant heat of the metal fiber burner 200 from the mixing chamber provided in the lower burner 200 is heated under the inner cylinder 321 and In addition, the combustion gas rises along the inner cylinder 321 and is exhausted through the head 314 and the exhaust port 315 of the inner cylinder 321, so that the heat transfer path is in line with the heating area shape and the heated area shape. It is configured to heat the solution through the inner wall of the radiant energy due to metal fiber combustion, so that the heat source is at the center of the object to be heated.
또한, 메탈파이버 버너(200)에서 연소된 가스는 내통을 따라 상승하면서 내통(321)에 구비된 열교환핀을 통해 발생기 내의 용매와 열교환을 함으로써 전열면적이 넓게되고, 열을 재사용함으로써 열효율을 높일 수 있는 것이다.In addition, the gas burned by the metal fiber burner 200 is increased along the inner cylinder and heat exchanged with the solvent in the generator through the heat exchange fins provided in the inner cylinder 321 to increase the heat transfer area, and reuse the heat to increase the thermal efficiency. It is.
Description
본 발명은 암모니아등의 냉매를 이용하고 흡수액으로 물을 사용하는 흡수식 열펌프의 발생기에 관한 것으로, 더 상세하게는 발생기에서 열효율이 낮거나, 암모니아 농도별 액분리가 용이하지 않은 단점을 보완하고 그 크기도 소형화함과 아울러, 고효율을 얻을 수 있도록 발명된 것이다.The present invention relates to a generator of an absorption type heat pump using a refrigerant such as ammonia and water as an absorbent liquid, and more particularly, to compensate for the disadvantage that the thermal efficiency of the generator is low, or liquid separation by ammonia concentration is not easy. In addition to miniaturizing the size, it is invented to obtain high efficiency.
암모니아를 냉매로 이용하고 물을 흡수액으로 이용한 흡수식 공조장치는 냉매증기(암모니아 증기)를 발생시키는 발생기와 이를 99.8% 이상의 순도를 갖는 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기, 정류기에서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기로 이동하고, 상기 증발기 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기, 흡수기로 이동한 냉매증기는 발생기에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하여 농도가 높아진 암모니아 수용액은 용액펌프에 의해 발생기로 보내어져 냉방사이클을 형성하여 냉방을 실시한다.Absorption air conditioner using ammonia as a refrigerant and water as an absorbing liquid is a generator that generates refrigerant vapor (ammonia vapor) and a rectifier for rectifying it into ammonia vapor with a purity of 99.8% or higher. The condenser, the ammonia refrigerant condensed in the condenser is introduced into the evaporator, the refrigerant vapor evaporated by receiving heat from the evaporator coil is moved to the absorber, the cold water flowing in the evaporator evaporator coil is deprived of heat to the evaporating refrigerant to lower the temperature The refrigerant vapor moved to the evaporator and absorber used for cooling is separated into ammonia vapor from the generator, and the diluted ammonia aqueous solution flows into the absorber and is dispersed on the surface of the cooling coil to form a liquid film. Absorbs the incoming ammonia vapor Triazine ammonia aqueous solution is sent to the generator by a liquid pump is subjected to cooling to form a cooling cycle.
이러한 암모니아 흡수식 사이클은 효율을 향상시키고 성능을 높이기 위해 용액열교환기와 냉매열교환기를 사용하며, 사이클상에서 흡수식 열펌프의 성적계수를 향상시키기 위해 여러방법이 발명되었으며, 그중에서도 GAX를 사용하는방법이 가장 일반화되어 있고 가장 우수한 방법으로 알려져 있다.The ammonia absorption cycle uses a solution heat exchanger and a refrigerant heat exchanger to improve efficiency and performance, and various methods have been invented to improve the coefficient of absorption of the absorption heat pump in the cycle. And known as the best method.
물/암모니아 흡수식 열펌프의 경우 큰 농도 차이로 인해 흡수기와 발생기 입출구에서의 온도가 발생기의 저온측 온도가 발생기의 저온측 온도보다 크게 된다.In the case of water / ammonia absorption heat pumps, due to the large concentration difference, the temperature at the absorber and generator inlet and outlet is greater than the low temperature of the generator.
이를 온도중첩이라 하며 이러한 유용한 열을 이용하는 것을 말한다.This is called temperature nesting, and it uses this useful heat.
종래, 도 2a와 2b에서 보는 바와같이 암모니아 이용 흡수식 열펌프의 발생기는 파이프버너를 수직으로 세워 판형의 열교환기핀으로 외부가 둘러싸인 발생기 측벽을 가열하여 암모니아 가스와 암모니아 농도가 낮은 약용액으로 분리하는 발생기(701) 및, 실린더 돔형태의 발생기을 하부에서 가열하여 연소된 고온의 연소가스가 돔내부를 순환하여 돔 외부로 유도되어 전열 경로를 길게하여 열효율을 높인 발생기(702) 형태가 사용되고 있다.Conventionally, as shown in Figures 2a and 2b generator of the ammonia-absorbing heat pump is a generator for heating the side wall of the generator surrounded by a plate-shaped heat exchanger fin vertically to separate the ammonia gas and the chemical solution with low ammonia concentration 701 and a generator 702 in which a high temperature combustion gas, which is burned by heating a generator in a cylinder dome shape at the bottom, circulates inside the dome and is led to the outside of the dome to lengthen the heat transfer path, thereby increasing thermal efficiency.
이 종래 발생기는 파이프버너를 사용한 측별가열 방법은 파이프버너에 의해 연소된 가스가 발생기를 국부가열하고 대부분 배기구로 빠져나가 열손실이 크게 되어 발생기의 열효율은 낮은 단점이 있었다.In the conventional heating method, the side heating method using a pipe burner has a disadvantage in that the gas burned by the pipe burner locally heats the generator and most of the gas passes through the exhaust port, resulting in a high heat loss.
그리고, 용기가열 방식의 발생기는 내부의 용액이 끓어 오르게 하여 발생기내의 용액의 농도차 별로 분리가 용이하지 않아 흡수기로 보내는 용액의 농도가 높을 수 있어 흡수식 냉온수기 또는 냉난방기의 효율을 감소시키는 작용을 할 수가 있다.In addition, the generator of the heating method of the vessel can boil the solution inside, so that the concentration of the solution in the generator is not easy to separate, so the concentration of the solution sent to the absorber can be high, which can act to reduce the efficiency of the absorption chiller or air conditioner. have.
또한, 슬릿버너을 사용하는 관계로 초소형의 능력의 외의 능력을 높이려면 슬릿버너의 개수를 늘려 버너의 연소열량을 늘려야 하는데 버너의 연소면적이 사각형의 장방향으로 커지게 되어 실린더 돔형의 발생기 하부 직경을 크게한다.In addition, in order to increase the capacity of the burner by increasing the number of slit burners, the burned area of the burner becomes larger in the long direction of the quadrangle. Enlarge.
이러한 직경의 증가는 암모니아 발생기의 경우 통상 사용압력이 1.5MPa에 이르는 고압인 관계로 이러한 압력을 견디도록 발생기의 두께는 두껍게 되어 발생기의 크기를 전체적으로 크게하고 열전달 효율이 감소하여 결과적으로 발생기의 효율을 감소시키는 단점이 있었던 것이다.This increase in diameter is a high pressure of 1.5MPa in the case of ammonia generator, so the thickness of the generator is thick to withstand such pressure, which makes the size of the generator as a whole and the heat transfer efficiency decreases, resulting in increased generator efficiency. There was a downside to reducing it.
본 발명의 목적은 성능이 극대화된 발생기를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a generator with maximized performance.
본 발명의 다른 목적은 그 크기가 소형화하여 소형 또는 가정용 흡수식 냉온수기 또는 냉난방기에 적합한 발생기를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a generator suitable for a small or domestic absorption chiller or air conditioner by miniaturizing its size.
본 발명의 다른 목적은 암모니아 농도별 액분리가 용이하여 제품의 내구성과 성능을 향상시킬 수 있도록 된 발생기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a generator that is easy to separate the liquid by ammonia concentration to improve the durability and performance of the product.
도 1은 본 발명의 흡수식 열펌프 시스템 원리도1 is a principle diagram of the absorption heat pump system of the present invention
도 2a와 2b는 종래 흡수식 열펌프의 발생기 구조를 보인 장치도2a and 2b is a device diagram showing the generator structure of a conventional absorption heat pump
도 3은 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기를 보인 정면도Figure 3 is a front view showing the generator of the absorption heat pump of the present invention
도 4a 및 4b는 본 발명의 흡수식 열펌프 발생기의 메탈파이버 버너를 실시예로 보인 사시도Figures 4a and 4b is a perspective view showing an embodiment of the metal fiber burner of the absorption heat pump generator of the present invention
도 5는 본 발명의 흡수식 열펌프의 발생기 외부를 보인 사시도Figure 5 is a perspective view showing the outside of the generator of the absorption heat pump of the present invention
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 - 발생기 20 - GAX 흡수기10-Generator 20-GAX Absorber
30 - 증발기 40 - 정류기30-Evaporator 40-Rectifier
50 - GAX부 60 - 용액냉각 흡수기50-GAX Part 60-Solution Cooling Absorber
70 - 용액펌프 80 - 냉매열교환기70-Solution Pump 80-Refrigerant Heat Exchanger
90 - GAX발생기 100 - 흡수기90-GAX Generator 100-Absorber
110 - 응축기 200 - 메탈파이버 버너110-Condenser 200-Metal Fiber Burners
201 - 콘타입 메탈파이버 버너 202 - 실린더 타입 메탈파이버 버너201-Cone Type Metal Fiber Burner 202-Cylinder Type Metal Fiber Burner
300 - 메니폴더 400 - 예혼합실300-Manifold 400-Premixed Room
401 - 점화기 402 - 프레임 로드401-Igniter 402-Frame Rod
701,702 - 파이프버너701,702-Pipe Burners
이러한 본 발명의 목적은, 청구범위 1항이 고순도를 갖는 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기(40)와;The object of the present invention is to provide a rectifier 40 for rectifying the ammonia vapor having high purity of claim 1;
이 정류기(40)에서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기(110);A condenser 110 for condensing the purified ammonia vapor in the rectifier 40;
상기 응축기(110)에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기(30)로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기(100)로 이동하고, 상기 증발기(30)의 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기(30)와;The ammonia refrigerant condensed in the condenser 110 flows into the evaporator 30, and the refrigerant vapor evaporated by receiving heat from the evaporator coil moves to the absorber 100, and flows inside the evaporator coil of the evaporator 30 to evaporate. Cold water whose temperature is lowered by taking heat into the refrigerant is an evaporator 30 used for cooling;
상기 흡수기(100)로 이동한 냉매증기는 발생기(10)에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기(100)로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하여 농도가 높아진 암모니아 수용액은 용액펌프에 의해 보내어져 냉방사이클을 이루는 발생기(10)로 구성된 것에 있어서;The refrigerant vapor that has moved to the absorber 100 is separated into ammonia vapor from the generator 10, and the aqueous solution of ammonia with dilute concentration is introduced into the absorber 100 and dispersed on the surface of the cooling coil to form a liquid film. In the lower and absorbed ammonia vapor introduced from the evaporator, the concentration of the aqueous ammonia solution is sent by the solution pump is composed of a generator (10) to form a cooling cycle;
상기 발생기(10)는 내통(321)과 외통(320)으로 분할 구성되고, 내통(321)은 상부에 배기구(350)를 구비하고, 내통(321) 상부는 반구형태의 헤드(314)를 갖고 배기구와 연결되며 내통하부 내부 중심에 메탈파이버 버너(200)를 구비하여, 이 버너(200) 하부에 구비된 혼합실로 부터 메탈파이버 버너(200)의 의한 복사열이 내통(321) 하부에서 가열함과 아울러, 연소가스가 내통(321)을 따라 상승하면서 내통(321)의 헤드(314)와 배기구(315)를 통해 배기토록 구성되는 것에 의해 달성된다.The generator 10 is divided into an inner cylinder 321 and an outer cylinder 320, the inner cylinder 321 has an exhaust port 350 thereon, and the upper portion of the inner cylinder 321 has a hemispherical head 314. It is connected to the exhaust port and provided with a metal fiber burner 200 in the inner center of the lower inner cylinder, radiant heat of the metal fiber burner 200 from the mixing chamber provided in the lower burner 200 is heated under the inner cylinder 321 and In addition, the combustion gas is achieved by being configured to exhaust through the head 314 and the exhaust port 315 of the inner cylinder 321 while rising along the inner cylinder 321.
상기 메탈 파이버 버너(406)는 원추형, 또는 원통형이 적합하다.The metal fiber burner 406 is preferably conical or cylindrical.
따라서, 가열면적 형상과 피가열면적 형상을 같게하여 열이동 경로가 일직선상에 있도록 하여 메탈파이버 연소에 의한 복사에너지가 내통벽을 통하여 용액을 가열하도록 구성되어 있어 가열원이 피가열체 중심에 있어 열손실이 적어 열효율이 높다.Therefore, the heating area is the same as the area to be heated so that the heat transfer path is in a straight line, and the radiant energy by metal fiber combustion is configured to heat the solution through the inner wall. High heat efficiency due to low heat loss.
또한, 메탈파이버 버너(200)에서 연소된 가스는 내통을 따라 상승하면서 내통(321)에 구비된 열교환핀을 통해 발생기 내의 용매와 열교환을 함으로써 전열면적이 넓게되고, 열을 재사용함으로써 열효율을 높일 수 있는 것이다.In addition, the gas burned by the metal fiber burner 200 is increased along the inner cylinder and heat exchanged with the solvent in the generator through the heat exchange fins provided in the inner cylinder 321 to increase the heat transfer area, and reuse the heat to increase the thermal efficiency. It is.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 흡수식 열펌프 시스템을 보인 전체 회로도이고, 도 3은 흡수식 열펌프의 발생기 구조를 정면도로 도시하고 있다.1 is an overall circuit diagram showing an absorption heat pump system of the present invention, and FIG. 3 shows a generator structure of the absorption heat pump in a front view.
도 4a 및 4b는 메탈바이버 버너의 실시예를 사시도로 도시하고, 도 5는 발생기 외부를 사시도로 도시하고 있다.4A and 4B show a perspective view of an embodiment of a metal vibrator burner, and FIG. 5 shows the exterior of the generator in a perspective view.
도 1에서와 같이 암모니아 흡수식 열펌프의 작동원리는 냉매(암모니아)가 증발할 때 발생되는 증발열을 흡수용액(물 또는 희용액)에 흡수시켜 열을 빼앗고, 흡수된 열을 적절한 냉각수단(쿨링 타워 또는 공랭냉각장치)을 이용하여 그 열을 외부로 방출하여 냉매가 증발할 때 열을 빼앗겨 냉각된 증발기(30)에 적절한 열교환을 시켜 냉방 또는 냉동에 이용하고, 냉매(암모니아) 흡수을 통해 암모니아 농도가 높아진 흡수용액은 적절한 가열수단을 통해 재생하도록 한다.The operating principle of the ammonia absorption heat pump as shown in Figure 1 is to absorb the evaporation heat generated when the refrigerant (ammonia) evaporates in the absorption solution (water or rare solution) to take the heat, and to absorb the heat absorbed appropriate cooling means (cooling tower Alternatively, the heat is released to the outside using an air-cooled cooling device, and when the refrigerant evaporates, the heat is deprived of heat, and the cooled evaporator 30 is appropriately exchanged for cooling or freezing, and the ammonia concentration is increased through absorption of the refrigerant (ammonia). The elevated absorbent solution is allowed to be regenerated by appropriate heating means.
암모니아를 냉매로 이용하고 물을 흡수액으로 이용한 흡수액으로 이용한 흡수식 공조장치는 냉매증기(암모니아 증기)를 발생시키는 발생기(10)와, 이를 순도 높은 암모니아 증기로 정류하기 위한 정류기(40)서 순도가 높아진 암모니아 증기를 응축하는 응축기(110), 상기 응축기(110)에서 응축한 암모니아 냉매는 증발기(30)로 유입되어, 증발기코일로부터 열을 받아 증발된 냉매증기는 흡수기(100)로 이동하고, 상기 증발기(30)의 증발코일내부에 흐르며 증발하는 냉매로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 냉수는 냉방에 이용되는 증발기(30), 이 흡수기(100)로 이동한 냉매증기는 발생기(10)에서 암모니아 증기로 분리되어 농도가 묽어진 암모니아 수용액이 흡수기(100)로 유입되어 냉각코일 표면에 산포되어 액막을 구성하며, 수직방향으로 흘러내리며, 증발기에서 유입된 암모니아 증기를 흡수하는 흡수기(100) 및 농도가 높아진 암모니아 수용액을 발생기로 보내는 용액펌프(70)로 구성된다.The absorption type air conditioner using ammonia as a refrigerant and water absorbent as an absorbent includes a generator 10 for generating refrigerant vapor (ammonia vapor) and a rectifier 40 for rectifying it into high purity ammonia vapor. The condenser 110 condensing ammonia vapor, the ammonia refrigerant condensed in the condenser 110 is introduced into the evaporator 30, the refrigerant vapor evaporated by receiving heat from the evaporator coil is moved to the absorber 100, the evaporator The cold water flowing in the evaporation coil of 30 to the heat evaporated by the refrigerant evaporated, the evaporator 30 used for cooling, the refrigerant vapor moved to the absorber 100 is separated into ammonia vapor in the generator (10) Aqueous solution of dilute ammonia flows into the absorber 100 and is scattered on the surface of the cooling coil to form a liquid film, and flows down in the vertical direction. And an absorber 100 for absorbing the ammonia vapor, and a solution pump 70 for sending the ammonia solution having a higher concentration to the generator.
상기와 같이 구성되는 흡수식 열펌프는 발생기(10)에서 가스연소에 의해 가열되어 바등점이 낮은 냉매인 암모니아는 증발하고 암모니아 농도가 감소한 용액(약용액)이 얻어진다.The absorption heat pump configured as described above is heated by gas combustion in the generator 10 to obtain a solution (medical solution) in which ammonia, a refrigerant having a low boiling point, evaporates and ammonia concentration is reduced.
이 용액은 흡수기로 보내어지고 발생기에서 발생된 증기는 암모니아 외에 수증기를 상당히 함유하고 있으므로 정류기(40)에서 암모니아 농도를 보다 증가시켜 응축기(110)로 보낸다.This solution is sent to the absorber and the steam generated in the generator contains a lot of water vapor in addition to ammonia, so the ammonia concentration is increased in the rectifier 40 to the condenser 110.
정류기를 통하여 농도가 99.8%정도로 증가된 암모니아 증기는 응축기에서 응축이 되며, 응축된 암모니아 용액(강용액)은 증발기(30)로 보내어져 공급장치에 의해 증발기 전열관에 뿌려지고, 증발기 전열관에서 증발하며 냉각효과를 얻게 된다. 증발된 암모니아 냉매는 냉매 열교환기를 거쳐 흡수기(100)로 유입되어 흡수기 전열관에 뿌려지는 흡수용액(약용액)에 흡수된다. 흡수기에서 흡수된 흡수열은 대기에 방출된다.The ammonia vapor, whose concentration is increased to 99.8% through the rectifier, is condensed in the condenser, and the condensed ammonia solution (strong solution) is sent to the evaporator 30, sprayed by the feeder to the evaporator heat pipe, and evaporated in the evaporator heat pipe. Cooling effect is obtained. The evaporated ammonia refrigerant is introduced into the absorber 100 through the refrigerant heat exchanger and absorbed by the absorbing solution (medical solution) that is sprayed on the absorber heat pipe. The heat of absorption absorbed by the absorber is released to the atmosphere.
흡수기(100)에서 농도가 높아진 흡수용액(강용액)은 용액펌프에 의해 효율을 높이기 위한 여러 열교환기를 거쳐 발생기(10)로 유입되어 재생과정을 반복 수행하도록 사이클이 구성되고 이러한 사이클을 통해 냉방이 유지된다.Absorption solution (strong solution), the concentration of which is increased in the absorber 100, is introduced into the generator 10 through several heat exchangers to increase efficiency by a solution pump, and a cycle is configured to repeat the regeneration process. maintain.
상기한 냉방사이클은 본 발명에서는 다음과 같이 실시한다.In the present invention, the cooling cycle is performed as follows.
내통(321)과 외통(320)으로 구성되는 발생기 내부의 암모니아 용액 수위는 발생기 하부에 위치한 층류단(380)상부와 GAX 발생기의 GAX 열교환부(330)하부 사이에 위치하여 층류단은 농도가 낮은 암모니아 용액이 채워지는 상태가 된다.The ammonia solution level inside the generator, which consists of the inner cylinder 321 and the outer cylinder 320, is located between the laminar flow stage 380 located below the generator and the lower GAX heat exchanger 330 of the GAX generator. The ammonia solution is filled.
이 암모니아 약용액은 내통(321)을 통해 가스 버너에 의해 내통이 가열되면서 용액의 온도가 상승하는데, 내통(321)에 가까운 암모니아 용액이 외통(320)측에 있는 용액보다 고온이 되고 내통쪽에서 발생한 암모니아는 암모니아 증기가 다량 발생하고 이 암모니아 가스는 내통 벽면을 따라 층류단(321) 안쪽에 구비한 절개부(322)를 통하여 위로 상승한다.The ammonia medicinal solution is heated by the gas burner through the inner cylinder 321, the temperature of the solution rises, the ammonia solution near the inner cylinder 321 is higher than the solution on the outer cylinder 320 side and generated on the inner cylinder side Ammonia generates a large amount of ammonia vapor and the ammonia gas rises upward through the cutout 322 provided inside the laminar flow stage 321 along the inner cylinder wall.
또한, 외통(320) 쪽에 위치한 암모니아 용액은 암모니아 가스가 내통(321) 벽면을 따라 상승함에 따라 저농도의 암모니아 용액이 되어 외통(320) 벽면을 따라 층류단(381) 외주측(323)과 외통 내벽면 사이에 공간으로 하강한다.In addition, the ammonia solution located on the outer cylinder 320 side becomes a low concentration of ammonia solution as the ammonia gas rises along the inner wall of the inner cylinder 321, and the outer circumferential side 381 of the outer cylinder 320 along the outer surface of the outer cylinder 320 and the inner cylinder. Descend into the space between the walls.
복수개의 층류단(321)을 적층한 층류단은 각 층류단에서 이러한 암모니아 용액, 가스의 흐름으로 상부측에 위치한 층류단의 암모니아 용액은 농도가 높아져 강용액이 되고, 하측으로의 층류단은 암모니아 농도가 희박해져 각 층류단(381)은 각기 따른 농도로 변화하게 된다.The laminar flow stage in which a plurality of laminar flow stages 321 are stacked is ammonia solution of the laminar flow stage located at the upper side by the flow of such ammonia solution and gas at each laminar flow stage, so that the concentration becomes high and becomes a strong solution. As the concentration becomes thinner, the laminar flow stages 381 change to different concentrations.
층류단(381) 최하단에는 가장 암모니아 농도가 희박한 약용액이 위치하게 되며, 이 약용액은 층류단에 구비한 약용액 추출관(324)을 통해 발생기의 압력으로 GAX 이젝터로 이동한다.At the bottom of the laminar stage 381, the medicinal solution with the lowest ammonia concentration is located, and the medicinal solution moves to the GAX ejector at the pressure of the generator through the medicinal liquid extraction tube 324 provided at the laminar stage.
발생기의 압력은 통상 1.5 MPa에 이르며 이 압력으로 이젝터 방식으로 암모니아 용액증발기(30)에서 증발하고 흡수기(100)로 이동한 암모니아 가스를 끌어 드리면서 GAX열교환부(330)을 통과하여 재차 흡수기(100)로 이동하여 흡수기 코일 위에 뿌려진다.The pressure of the generator typically reaches 1.5 MPa and at this pressure, the evaporator evaporates from the ammonia solution evaporator 30 and draws the ammonia gas moved to the absorber 100, and passes through the GAX heat exchanger 330 again to absorb the absorber 100. So that it is sprayed onto the absorber coil.
상기한 층류단에서 버너 열에 의해 증기화한 암모니아 가스는 상승하여 발생기 상부에 위치한 정류단(340)에 이르러 정류단 최하단에 위치한 공급판(342)의 내통 (321)벽면측에 구비한 가스이동 홀(343)을 통해 상승하며, 정류단(340)에 이르러 정류단에 구비한 절개부(343)와 외통(320)벽면과 형성된 공간으로 이동하고, 정류단에서 양쪽 원주방향으로 이동하고, 다시 절개부와 외통벽면 사이로 위로 이동하는 경로로 계속 상승 한다.The ammonia gas vaporized by burner heat in the laminar flow stage rises to reach the rectification stage 340 located at the top of the generator, and the gas movement hole provided at the inner side of the inner cylinder 321 wall of the supply plate 342 located at the bottom of the rectification stage. Ascending through the (343), to reach the rectifier stage 340 and moves to the space formed with the cutout portion 343 and the outer cylinder 320 wall provided in the rectifier stage, and move in both circumferential direction at the rectifier stage, again incision Continue to ascend up the path between the negative and the outer wall.
상기한 바와 같이 상승한 암모니아 가스는 발생기 상부에 구비한 파이프(650)를 통해 응축정류기(520)로 이동하고, 응축정류기 한쪽 내벽면으로 이동한 암모니아 가스를 방향을 반대로 바꾸어 응축정류기 내통에 위치한 환형태의 응축코일(521)을 통과하면서 일부 수증기를 함유한 암모니아 가스의 수증기를 응축하여 순도 높게 정류되고 공랭 냉각 응축기(100)로 이동한다.As described above, the elevated ammonia gas moves to the condensation rectifier 520 through the pipe 650 provided on the upper part of the generator, and changes the ammonia gas moved to one inner wall surface of the condensation rectifier in the opposite direction to reverse the direction. The condensation coil 521 of the condensed water vapor of the ammonia gas containing some water vapor is condensed with high purity and moved to the air-cooled cooling condenser 100.
상기한 응축정류기에서 응축한 수증기는 액상태가 되어 응축정류기 하부에 모이고 이 액상의 용액은 정류기 상부로 공급된다.Water vapor condensed in the condensation rectifier is in a liquid state, collected in the lower part of the condensation rectifier, and the liquid solution is supplied to the upper part of the rectifier.
응축기(100)로 이동한 암모니아 가스는 웅축기에서 응축하여 액 상태의 냉매가 되어 냉매열교환기(80)로 이동 증발기(30)에서 증발한 냉매와 열교환을 하고 팽창밸브(99)를 통과하면서 중발코일은 냉각되고 이 냉각코일 위에 실내기에서 유입한 냉수를 뿌려주어 증발기 코일에서 열교환을 통해 낸각된 냉수를 실내기로 보내어 실내기의 열교환기를 통해 냉방을 실시한다.The ammonia gas that has moved to the condenser 100 is condensed in the condenser to become a liquid refrigerant. The refrigerant heat exchanger 80 exchanges heat with the refrigerant evaporated in the evaporator 30 and passes through the expansion valve 99. The coil is cooled and sprinkled with cold water introduced from the indoor unit on the cooling coil, and the cold water produced by heat exchange from the evaporator coil is sent to the indoor unit to cool through the heat exchanger of the indoor unit.
증발기(30)에서 증발한 암모니아 가스는 흡수기(100)로 이동하여 흡수기 상부에 뿌려지는 약용액에 흡수되어 흡수기 하면에 모이게 되고 암모니아 가스를 함유한 약용액은 흡수기 공랭 냉각코일(104)로 이동하여 냉각되면서 암모니아 가스가 약용액에 융해 되면서 암모니아 농도가 높은 강용액이 된다.The ammonia gas evaporated from the evaporator 30 moves to the absorber 100 and is absorbed by the medicinal solution sprayed on the upper part of the absorber and collected at the lower side of the absorber. The medicinal solution containing the ammonia gas moves to the absorber air cooling cooling coil 104. As it cools, the ammonia gas melts into the medicinal solution, resulting in a strong ammonia solution.
상기 과정은 흡수기(100)에서 흡수한 열을 공랭냉각코일(104)의 열교환을 통해 대기중으로 열을 방출하게 된다.The process releases the heat absorbed by the absorber 100 to the atmosphere through heat exchange of the air-cooled cooling coil 104.
상기 강용액은 용액펌프(70)로 이동하여 용액펌프 가압력에 의해 응축정류기의 응축코일(521)를 통과해 수증기를 응축하고 흡수기 열교환코일로 이동하고 열을 흡수하여 정류부(340)(340) 상부로 공급된다.The steel solution moves to the solution pump 70, passes through the condensation coil 521 of the condensation rectifier by the pressure of the solution pump, condenses water vapor, moves to the absorber heat exchange coil, and absorbs heat to absorb the heat. Is supplied.
정류부(340)(340) 상부에 공급된 강용액은 복수개의 정류단(341)을 정류단에 구비한 절개부를 통해 아래 방향으로 이동하고 각 정류단에서 양쪽의 원주방향 경로를 따라 이동하면서 암모니아 가스를 증기화하면서 정류되어 하강하고 정류단(361) 최하단에 구비한 공급단(342)에 이르러 공급단 외주측에 구비한 공급홀(348) 또는 공급노즐을 통해 한형의 GAX열교환부(330) 위에 뿌려지면서 GAX열교환코일과 열교환을 거친후 층류단(380) 상부로 이동하여 재차 재생과정을 이룬다.The steel solution supplied to the rectifiers 340 and 340 is moved downward through a cutout provided with the plurality of rectifiers 341 in the rectifier stage, and moves along both circumferential paths at each rectifier stage. Is rectified and lowered while vaporizing, and reaches the supply stage 342 provided at the lowermost stage of the rectifying stage 361, on the GAX heat exchange unit 330 through the supply hole 348 or the supply nozzle provided on the outer peripheral side of the supply stage. After being sprayed and subjected to heat exchange with the GAX heat exchange coil, the laminar flow stage 380 is moved to the upper part to regenerate.
발생기 하부에 위치한 버너의 연소가스는 층류단(380)을 가열하고 내통(321)을 따라 상승하면서 내통 안쪽 벽면에 구비한 열교환핀(306)을 통과하여 상승 발생기 중간부와 상부를 가열하면서 온도가 점차 낮아져 배기구(350)를 통해 배기된다.The combustion gas of the burner located under the generator heats the laminar flow stage 380 and rises along the inner cylinder 321 and passes through the heat exchange fins 306 provided on the inner wall of the inner cylinder to heat the middle and upper portions of the rise generator. It is gradually lowered and exhausted through the exhaust port 350.
난방시는 점선으로 표시된 냉난방 절환 밸브가 냉방시 응축기와 흡수기로 가는 유로를 차단하고 점선으로 표시된 유로로 흐르게 한다.When heating, the heating and cooling switching valve indicated by the dotted line blocks the flow path to the condenser and the absorber during cooling and flows into the flow passage indicated by the dotted line.
이러한 작용은 발생기(10)에서 발생한 고온의 증기는 응축기로 이동하지 않고 바로 증발기(30)로 유도되어 증발기 전열관을 가열하고 증발기 전열관과의 열교환을 통해 난방의 열원을 취하게 된다.This action is the hot steam generated in the generator 10 is directed to the evaporator 30 without moving to the condenser to heat the evaporator heat pipe and takes the heat source of heating through heat exchange with the evaporator heat pipe.
난방으로 열을 방열하여 응축된 암모니아 용액은 흡수기하부에서 용액펌프에 의해 정류기 용액냉각흡수기, GAX발생기(90)을 거쳐 발생기로 순환되어 재가열 되고 난방사이클이 유지되어 난방을 지속적으로 실시한다.The ammonia solution condensed by dissipating heat by heating is circulated to the generator through the rectifier solution cooling absorber and the GAX generator 90 by a solution pump at the bottom of the absorber to be reheated, and the heating cycle is maintained to continuously perform heating.
난방시는 응축기와 흡수기의 냉각이 이루어지지 않도록 한다. 즉, 공랭식의 경우는 냉각팬 작동을 멈추고 수냉식의 경우 냉각수 펌프등을 작동시키지 않도록 하여, 외기로 불필요한 열의 방출이 이루어지지 않도록 한다.When heating, do not allow cooling of the condenser and absorber. That is, in the case of air cooling, the cooling fan is stopped and in the case of water cooling, the cooling water pump is not operated so that unnecessary heat is not released to the outside air.
특히 응축기(110)에서 응축기가 냉각되지 않도록 하여 응축이 이루어지지 않도록 한다.In particular, the condenser in the condenser 110 is not cooled to prevent condensation.
한편, 본 발명의 암모니아 흡수식 열펌프의 발생기는 발생기(10), 정류기(40) 또는 GAX발생기(90)가 분리된 형태의 흡수식 열펌프(냉난방기 또는 냉온수기)로 발생기(10)가 실린더 형태의 내통(321)과 외통(320)으로 구성된다.On the other hand, the generator of the ammonia absorption heat pump of the present invention is an absorption type heat pump (cooler, heater or cold water heater) in which the generator 10, the rectifier 40 or the GAX generator 90 is separated, the generator 10 is a cylinder type inner cylinder 321 and the outer cylinder 320.
내통(321)과 외통(320) 사이 공간에는 용액이 있고, 내통(321) 안쪽 하부 중심에 연소면적이 콘타입 또는 실린더 타입의 메탈파이버 버너(200)를 구비하여 복사열에 의해 내통(321)을 가열한 후, 연소가스 내통을 따라 상승하면서 내통(321) 상부 안쪽벽을 가열하여 발생기 내부의 용액을 재생하도록 구성된다.There is a solution in the space between the inner cylinder 321 and the outer cylinder 320, and the inner surface of the inner cylinder 321 is provided with a metal fiber burner 200 of a cone type or a cylinder type at the lower center of the inner cylinder 321 to radiate the inner cylinder 321 by radiant heat. After heating, it is configured to reheat the inner inner wall of the inner cylinder 321 while ascending along the inner cylinder of the combustion gas to regenerate the solution inside the generator.
이러한 발생기 하부 내부에는 환 형태의 스테인레스 코일(324)이 구비되고 스테인레스 코일(324) 최하부에 약용액 입구(304)를 구비하게 된다.The inside of the generator is provided with a ring-shaped stainless steel coil 324 and the lower portion of the stainless coil 324 is provided with a chemical solution inlet (304).
그리고, 발생기 외통(320) 상부에 약용액 출구(303)를 구비하여 약용액이 흡수기(100)로 이동하는 배관(303)을 구성하고, 발생기 내통 안쪽에 열전달 효율을 높이고 발생기 수직방향으로의 온도가 균일하도록 판형의 스테인레스 또는 동재질의 굴곡 판재 열교환기핀(306)을 설치하게 된다.In addition, a chemical solution outlet 303 is provided on the generator outer cylinder 320 to form a pipe 303 through which the chemical solution moves to the absorber 100, to increase the heat transfer efficiency inside the generator inner cylinder, and to increase the temperature in the generator vertical direction. The plate-shaped stainless or copper bent plate heat exchanger fins 306 are installed to be uniform.
한편, 이 열교환기핀(306)은 발생기 내통(321)의 내벽과 브레이징 가공에 의한 접합하도록 하여 전열효과를 크게하여 고온의 연소가스에 의해 고온 부식되는 것을 방지하도록 구비한다.On the other hand, the heat exchanger fin 306 is provided to be bonded to the inner wall of the generator inner cylinder 321 by brazing to increase the heat transfer effect to prevent high temperature corrosion by hot combustion gas.
상기 발생기의 가열원인 메탈파이버 버너(200)는 연소 면적이 콘타입(201)과 실린더 형태의 버너(202)를 사용하여 가열면적 형상과 피가열면적(내통) 형상을 같게하여 열이동 경로가 일직선상에 있도록 하여 메탈파이버 연소에 의한 복사에너지가 내통벽을 통하여 용액을 가열하게 된다.The metal fiber burner 200 which is a heating source of the generator has a combustion area having a cone type 201 and a cylindrical burner 202 so that the heating area shape and the heating area (inner tube) shape are the same so that the heat transfer path is straight In this case, radiant energy from metal fiber combustion heats the solution through the inner wall.
따라서, 가열원이 피가열체 중심에 있어 열손실이 적어 열효율이 높다.Therefore, the heat source is low in the center of the heating element, resulting in high thermal efficiency.
또한, 메탈파이버 버너(200)에서 연소된 가스는 내통을 따라 상승하면서 내통에 구비된 열교환핀(306)을 통해 발생기 내의 용액과 열교환을 함으로써 전열면적이 넓게된다.In addition, while the gas burned in the metal fiber burner 200 rises along the inner cylinder, the heat transfer area is widened by exchanging heat with the solution in the generator through the heat exchange fin 306 provided in the inner cylinder.
그리고, 열을 재사용함으로써 열효율을 높여 보다 컴팩트한 발생기를 구성할 수 있어 흡수식 냉난방기의 소형화를 꾀 할 수 있다.Further, by reusing heat, a more compact generator can be configured to increase thermal efficiency, thereby miniaturizing an absorption type air conditioner.
본 발명의 발생기는 상기한 형태로 구성되는 흡수식 냉난방기 또는 냉온수기에서 정류기(40) 또는 GAX발생기(90)가 발생기(10)와 분리된 구성에 적용할 수 있으며, 사용되는 메탈파이버의 형상은 콘타입의 형태(201) 또는 실린더 형태의 메탈파이버 버너(202)가 사용 될 수 있으며, 암모니아 이용 흡수식 열펌프외에 리튬브로마이드를 흡수제로 하는 냉온수기 또는 냉난방기에 재생기로 적용 실시할 수 있는 발명이다.The generator of the present invention can be applied to a configuration in which the rectifier 40 or the GAX generator 90 is separated from the generator 10 in an absorption type air conditioner or a cold / hot water generator configured as described above, and the shape of the metal fiber used is a cone type. Metal fiber burner 202 in the form of 201 or cylinder may be used, and in addition to ammonia-absorbing heat pump is an invention that can be applied to a cold or hot water or air-conditioner with lithium bromide as an absorbent.
이와같은 본 발명은, 가열면적 형상과 피가열면적 형상을 같게하여 열이동 경로가 일직선상에 있도록 하여 메탈파이버 연소에 의한 복사에너지가 내통벽을 통하여 용액을 가열하도록 구성되어 있어 가열원이 피가열체 중심에 있어 열손실이 적어 열효율이 높다.The present invention is configured such that the heat transfer path is in a straight line with the heating area shape and the heated area shape being the same, so that radiant energy due to metal fiber combustion heats the solution through the inner wall. High heat efficiency due to low heat loss in the center of the sieve.
또한, 메탈파이버 버너(200)에서 연소된 가스는 내통을 따라 상승하면서 내통(321)에 구비된 열교환핀을 통해 발생기 내의 용매와 열교환을 함으로써 전열면적이 넓게되고, 열을 재사용함으로써 열효율을 높일 수 있는 것이다.In addition, the gas burned by the metal fiber burner 200 is increased along the inner cylinder and heat exchanged with the solvent in the generator through the heat exchange fins provided in the inner cylinder 321 to increase the heat transfer area, and reuse the heat to increase the thermal efficiency. It is.
Claims (3)
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1997
- 1997-12-27 KR KR1019970075350A patent/KR19990055411A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19971227 |
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PG1501 | Laying open of application | ||
PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |