[공조냉동기계]흡수식냉동기원리/흡수식냉동기작동원리

안녕하세요 강쌤입니다.

이번시간에는 흡수식 냉동기 원리에 대해 간단하게 정리해보려합니다.

기존에 좋은 자료들이 많아 퍼다담기 보다는 필요한 내용만 요약 정리해 블로깅하려하니 참고하시고 잘 봐주시면 감사드리겠습니다. ^^

1) 흡수식 냉동기 원리에 대해 알아 꼭 알아두어야할 사항

<표1>

	융 해	유리(분리)
P	높을때	낮을때
T	낮을때	높을때

첫 번째는 융해와 유리인데요. 융해란 어떤 물질이 서로 섞이는걸 이야기합니다.

그리고 유리(분리)란 말그대로 융해와는 반대로 분리죠. 어떤 두물질이 분리되는 성질이죠.

즉, 융해와 유리는 서로 반대의 개념이 되고 이 성질을 이용해 흡수식 냉동기에서 냉동을 행한다 라고 생각하시면됩니다.

또 위 표1을 보면 아시겠지만 어떤 물질이 쉽게 융해하려면 압력이 높고 온도가 낮아야되고 어떤 물질이 쉽게 유리(분리)되려면 압력은 낮고 온도가 높으면 된다는걸 알수있지요.

<표2>

냉 매	흡수제
물(H2O)	LiBr 비등점(1265 ℃)
NH3 비등점(-33.3 ℃)	물(H2O)

표 2의 내용은 냉매와 흡수제를 서로 분리해놓은 상태이며 흡수식 냉동기의 냉매가 물일경우 흡수제는 리튬브로마이드를 사용하게 된다는 뜻입니다. 또 냉매가 암모니아일 경우에는 물을 사용하게 된다는걸 알수있겠죠. 이 외에도 여러 냉매가 있지만 위 두가지 냉매가 가장 대표적인 흡수식 냉동기의 냉매라고 생각하시면됩니다. ^^

2) 흡수식 냉동기의 장치설명

- 흡수기 : 증발기에서 증발한 냉매가스를 흡수제와 희석시켜 희용액으로 만단다. (흡수기내의 압력은 증발기내의 압력보다 다소 낮아 냉매가 계속 유입될수있다./압력은 고압에서 저압으로 흐르기때문)

- 발생기(농축기 =  재생기) : 희용액(흡수제+냉매)을 열원(증기 또는 전기)으로 가열을 하여 냉매와 흡수제를 분리시켜 냉매는 응축기로보내고 흡수제는 다시 흡수기로 보내어진다.

- 응축기 : 발생기에서 흡수제액과 분리된 냉매증기는 응축기에서 냉각수와 열교환하여 응축액화한다.

- 증발기 : 응축기에서 넘어온 냉매는 냉매펌프에 의해 냉수냉각관 상부에 살포되어 냉수로부터 열을 빼앗아 증발한다. 증발한 냉매는 흡수기에 흡수되며 냉각되어진 냉수는 냉동목적에 이용된다.

- 열교환기 : 펌프에 의해 흡수기에서 발생기로 이송된 묽은 용액과 발생기에서 흡수기로 돌아오는 고온의 진한흡수용액을 열교환 함으로써 열효율을 향상시킨다.

위 내용은 제가 교재를 참고하여 적은 내용들인데요. 이 내용 외에 좀더 간단하게 흡수식 냉동기의 원리를 정리하면 다음과 같습니다.

우선 흡수식 냉동기의 구성은 크게 발생기(재생기) - 응축기 - 증발기 - 흡수기 이렇게 네가지로 나눌수있구요. 위에 적힌 열교환기는 냉동기의 효율을 좀더 높이고자 고안된 장치라고 보시면됩니다.

그리고 작동 순서는 흡수기 부터 시작하셔도 되고 발생기부터 시작하셔도 무방하므로 전 발생기부터 먼저 설명을 드리도록 하겠습니다.

* 작동순서

1. 발생기(재생기) : 희용액(냉매 + 흡수제) 용액을 가열합니다. 이 때 버너를 이용해 가열하게되구요. 가열을 하게되면 물(냉매)는 100℃ 에서 끌어 증기가되고 LiBr리튬브로마이드(흡수제) 용액의경우 비등점이 1265℃ 이므로 액체상태로 남게됩니다. 이상태에서 냉매증기(물)는 응축기로 넘어가게되고 LiBr리튬브로마이드(흡수제) 용액은 순환 펌프에의해 흡수기로 공급이되는거죠.

2. 응축기 : 이렇게 발생기에서 넘어온 증기를 쿨링타워에 의해 응축기에서 응축을 시키게 됩니다. 그러면 물(냉매)증기가 액상태가 되겠죠. 그 후 증발기로 보내어지게 됩니다.

3. 증발기 : 응축기에서 보내온 액상의 물(냉매)를 증발기에 들어가기 직전 팽창 밸브에 의해 교축을 시키고 증발기 상부에서 분무를 시키게됩니다. 이때 증발기 내부는 약 7mmHg 정도의 진공이 잡혀있게되고 이 7mmHg의 압력하에서는 냉매액이 좀더 쉽게 증발하게 됩니다. 그리고 약 5℃가량의 냉수를 얻을수있고 이 냉수를 실제 실내(부하측)에 공급하여 냉동 효과를 얻게되는거죠.

4. 흡수기 : 증발기에서 증발된 물(냉매)은 다시 증발하여 기체상태가됩니다. 그리고 상부의 관을 통해 냉매(물)기체가 다시 흡수기로 넘어가게 되는데요. 흡수기로 넘어갈경우 발생기에서 넘어온 흡수제와 냉매가 다시 만나게됩니다. 그래서 다시 섞여 희용액이 되겠죠. 그 희용액을 펌프로 다시 발생기로 보내주어 흡수식 냉동기의 사이클을 완성시키게 됩니다.

참고  : 흡수제의 성질은 냉매액을 말그대로 빨아들이는 성질을 가지고있기때문에 흡수기안에 냉매가 들어가기만해도 흡수제는 그 기체를 먹음어 액체화 시켜버립니다. 좀더 쉽게 설명드리면 흡수제는 일종의 물먹는 하마 라고 생각하시면 될듯합니다. ^^

순환 순서 : 발생기 - 응축기 - 증발기 - 흡수기

아래 사진은 참고하시라고 올려둔 사진들입니다. ^^