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KR20090002643U - 태양열 저온수 흡수식 냉방장치 - Google Patents

태양열 저온수 흡수식 냉방장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 태양열 저온수 흡수식 냉방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하절기에 버려지는 태양열 잉여 에너지를 가열열원(약80℃의 저온수)으로 이용한 염화리튬(LiCl)흡수식 냉동기를 가동하여 냉방을 실시함으로써 에너지 이용 효율을 획기적으로 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열 이용 저온수 흡수식 냉방장치에 관한 것이다.
본 고안은 새로운 흡수액을 이용함으로서 태양열 집열판으로부터 집열된 저온의 온수로도 흡수식 냉동기를 가동하여 냉방을 가능케 하여 무한의 환경 친화적 천연에너지를 열원으로 사용하여 동절기에는 난방을 하며 하절기에는 냉방을 실시 할 수 있으므로 냉난방 및 급탕 등 다용도로 사용하는 태양열 저온수 흡수식 냉방장치를 개시한다.
저온수 흡수식 냉동기, 중온수 흡수식 냉동기, 태양열 냉난방기, 태양열 흡수식 냉방기

Description

태양열 저온수 흡수식 냉방장치{Sola Lowtemp Water Absorption cooling System}
도 1은 본 고안에 따른 냉방장치의 구성을 보여주는 사시도
도 2는 본 고안에 따른 저온수 흡수식 냉동기의 구성을 보여주는 사시도
본 고안에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 증발기 110 : 고온용 태양열 집열판
30 : 흡수기 120 : 열교환기
40 : 흡수액펌프 130 : 축열조
50 : 열교환기 140 : 저온수 흡수식 냉동기
60 : 재생기 150 : 실내기
70 : 응축기 160 : 보조보일러
170 : 냉각탑
본 고안은 태양열 저온수 흡수식 냉방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하절기에 버려지는 태양열 잉여 에너지를 가열열원(약 80℃의 저온수)으로 이용한 염화리튬(LiCl)흡수식 냉동기를 가동하여 냉방을 실시함으로써 에너지 이용 효율을 획기적으로 높일 수 있는 태양열 저온수 흡수식 냉방장치에 관한 것이다.
태양열 집열판에서 집열되는 온수는 보조 열원을 가동하여도 95℃이상의 온수를 안정적이고 지속적으로 공급할 수가 없다. 그래서 기존의 95℃이상의 중온수를 가열열원으로 가동되는 기존의 리튬브로마이드(LiBr-H2 O) 중온수 흡수식 냉동기를 가동할 수 없었기 때문에 지금까지 태양열 시스템은 급탕 또는 난방용으로만 사용되어왔고 하절기에는 집열된 에너지를 이용하지 않고 팽창에 의한 파손을 방지하기 위해 대기중에 방열하고 있다.
그 결과 하절기에 이 잉여 에너지를 냉방에 활용할 수 없어서 연중가동시간이 짧고 설치비 회수기간이 길어져 상대적으로 경제성이 없어서 적용에 한계가 있었다.
본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로 본고안의 목적은 최대한 고온의 온수를 집열할 수 있는 고온용 집열판을 채택하고 고온용 태양열 집열판에서 집열하여 안정적으로 공급할 수 있는 약80℃의 저온의 온수를 가열열원으로 사용할 수 있는 염화리튬 수용액(LiCl-H2 O)을 흡수제로 이용하는 저온수 흡수식 냉동기로 냉방을 실시하여 냉난방과 급탕등 다용도로 사용 가능 하게함으로서 연간 사용 시간을 대폭 연장 할 수 있는 태양열 냉방장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 태양열을 집열하는 고온용 집열판과, 집열판에서 집열된 열매체 온수와 축열조 온수와 열교환하는 열교환기와, 열교환한 온수를 저장할 수 있는 축열조와, 보조 열원인 보조 보일러와, 축열조에 축열된 온수를 이용하는 염화리튬 저온수 흡수식 냉동기와, 냉각탑과, 냉동기에서 발생된 냉수를 순환시켜 실내를 냉방하는 실내기로 구성 되어지는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다. 도1은 본 고안에 따른 냉방장치의 구성을 보여주는 사시도이며, 도2는 본 고안에 따른 저온수 흡수식 냉동기의 구성을 보여주는 사시도이다. 도1을 참조하면, 고온용 태양열 집열판(110)에서 관내에 있는 잠열량이 큰 열매체가 가열되고 가열된 열매체와 열교환기(120)에서 야간이나 흐린날씨를 대비해 필요한 축열조(130)의 온수가 열교환이 되어 축열조에 축열되어 지며 저온수 흡수식 냉동기(140)가동에 필요한 온수온도가 적절한 온도(80℃)에 미달시 보조 보일러(160)가 가동되어 온수 공급온도를 가열하여 냉동기에 공급되어 저온수 흡수식 냉동기(140)에서 발생된 냉수를 실내기(150)로 순환시켜 냉방을 실시하게 된다.
저온수 흡수식 냉동기(140)의 상세한 구조를 설명한다. 도2를 참조하면 본 고안에 따른 흡수액의 흐름은, 흡수기(30) 상부의 트래이로부터 흡수기(30)내의 냉각수 전열관위로 떨어지며 엘리미네이터 사이로 넘어온 냉매를 흡수하여 흡수기 (30)바닥에 모이게 된다. 이때 농도는 흡수액이 트레이로 흐르기 전보다 훨씬 묽은 상태가 된다.
이때 정상 운전시 농도는 58％가량된다. 이를 희액이라 부르는데 모여진 희액을 흡수기(30)에서 흡수액 펌프(40)에 의해 열교환기(50)를 거쳐 온도가 높은 상태로 열교환되어 재생기(60)로 올라가게 된다. 재생기(60)에서 축열조(130)로부터 공급된 80℃의 저온수에 의해 가열되면 희액에서 냉매가 증발하며 농도가 더 짙은 흡수액으로 만든 뒤 다시 열교환기(50)를 거치면서 더 낮아진 상태로 다시 흡수기(30)로 되돌아간다. 이와 같은 순환과정을 거쳐 흡수액(LiCl)을 다시 냉매를 흡수하여 같은 방식으로 계속 순환된다.
한편 냉매(H2 O)의 순환은 증발기(10)에서 냉매가 가장 증발하기 쉬운 조건인 밀폐된 진공상태 즉 증발기 내부압력 약 6mmHg와 4℃냉매 온도를 유지시키면 냉매가 증발하면서 증발잠열을 빼앗아감으로서 전열관내의 물을 냉방에 필요한 냉수로 만들게 된다.
이때 증기형태가 된 냉매는 흡수액에 의해 강력하게 흡수되어져 재생기(60)까지 흡수액과 함께 섞여 운반된다. 재생기(60)에서 축열조(130)로부터 공급된 저온수 가열열원에 의해 가열되면 흡수액과 분리되고 증발된 냉매증기는 냉매인 물로 응축된다. 응축된 냉매는 응축기(70)로 이동하여 냉각탑(170)에서 냉각된 냉각수에 의해 재생기(60)에서 응축되지 못하고 남은 냉매증기는 응축기(70)의 냉각수에 의해 응축이 된다. 응축기(70)의 냉매는 증발기(10)로 회수되어 다시 상기와 같은 순 서로 재순환 되는 냉매 싸이클을 형성한다.
이상에서 본 고안의 장치구성 및 흡수액과 냉매의 흐름에 대하여 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 고안에 의하면 무한한 청정에너지인 태양열을 이용하여 난방 급탕 뿐만 아니라 냉방도 가능케 함으로써 연중 가동시간이 길어져 초기설치비 회수기간이 대폭 단축되고 에너지 이용 효율을 획기적으로 높여 가장 경제적으로 냉방난방 급탕등 다용도로 사용할 수 있다.
특히 지구온난화와 대기 환경파괴의 원인인 이산화탄소(CO2 )나 기타오염 물질을 전혀 발생하지 않는 신재생에너지 이므로 가장 환경 친화적이고 가장 경제적인 시스템이다.
또한 초절전 시스템이므로 하절기 피크전력 부하 평준화에 크게 기여함으로서 국가정책에도 공헌 할 수 있는 등 여러 가지 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 태양열 저온수 흡수식 냉방장치에 있어서, 태양열을 집열하는 고온용 집열판(110); 집열판에서 집열된 열매체 온수와 축열조 온수와 열교환하는 열교환기(120); 열교환한 온수를 저장할수 있는 단열된 축열조(130); 보조열원인 보조보일러(160); 축열조에 축열된 약 80℃의 저온수를 가열열원으로 이용하는 염화리튬(LiCl)또는 기타 흡수제사용 저온수 흡수식 냉동기(140); 냉각탑(170); 냉동기에서 발생된 냉수를 순환시켜 실내를 냉방하는 실내기(150)로 구성되어 지는 것을 특징으로 하는 태양열 저온수 흡수식 냉방장치(System).
  2. 청구항 1에 있어서, 전기동력은 태양광, 연료전지, 풍력 등 신재생 에너지에 의해 자가발전된 전기를 이용하는 것을 특징으로 하는 태양열 저온수 흡수식 냉방장치(System).
  3. 청구항 1에 있어서, 보조 열원을 각종 폐열온수를 흡수식 냉동기 가열열원으로 이용하는 것을 특징으로 하는 태양열 저온수 흡수식 냉방장치(System).
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