흡수식 냉동기 정의 - heubsusig naengdong-gi jeong-ui

국가표준의 상세

표준번호	KS B 6271
표준명(한글)	흡수식 냉동기
표준명(영문)	Absorption chiller
KS원문보기	표준 원문보기
표준분야	(B) 기계 - (B16) 일반기계
표준구분	제품
제정일	1987-11-04
최종개정확인일	2021-12-30
기술심의회	에너지기계 기술심의회(B)
전문위원회	냉동 및 공조
적용범위	이 표준은 냉매로 물을, 흡수액으로 브롬화리튬수용액을 사용하여, 재생기 또는 고온재생기에 가열원을 공급함으로써 재생기, 응축기, 흡수기, 증발기 등에 의한 흡수 냉동 사이클을 구성하여 물을 냉각 및/또는 가열하는 흡수식 냉동기에 대하여 규정 한다.
표준개발협력기관	한국냉동공조산업협회
담당부처	국가기술표준원
담당부서	기계융합산업표준과
담당자명	정지훈
담당자 연락처	043-870-5374
국제표준 부합화	국제표준 부합화의 목록 대응국제표준 부합화수준 해당없음 목차 Show 흡수식 냉동기와 흡수식 냉온수기 본문내용
인용표준	85 건	기술기준	5 건
ICS Code	91.140.30 (통풍 및 공기 조절체계)
표준이력사항	표준이력사항 변경일자 구분 고시번호 제정,개정,폐지 사유 신구대비표 1987-11-04 제정 872070 1992-10-13 확인 920799 1997-03-07 확인 970015 2002-06-22 개정 2002-0533 2007-11-05 확인 2007-0945 5년 도래 규격 확인 검토 2012-07-16 개정 2012-0296 - 가열원(가스 및 온수) 방식별 흡수식냉동기 시장의 적합성 유지를 위하여 에너지 이용 방식에 따라 흡수식냉동기 판매 시장 구분 필요 - 흡수식냉동기 유통업계의 일반화된 핵심 규격의 국가 표준화하여 제품 수요시장의 유통질서 확립 및 공신력 제고 2017-06-05 개정 2017-0160 영문명 변경, 용어의 정의 영문표기 추가, 성능 시험조건 등 내용 수정 2021-12-30 개정 2021-0669 이 표준은 냉매로 물을, 흡수액으로 브롬화리튬수용액을 사용하는 흡수 냉동 사이클을 이용하여 물을 냉각 및/또는 가열하는 흡수식 냉동기에 대해 규정하며, 본 개정에서는 신기술 개발로 인한 3중효용형 추가와 냉동기 관련 용어 정리 등을 진행함.
인증심사기준	인증심사기준의 목록 제/개정일자 구분 첨부파일 관련 자료가 없습니다.

저(중)온수 흡수식 냉동기의 기본 사이클로 각 부의 명칭은 다음과 같습니다.
재생기 (Generator), 응축기 (Condenser), 증발기 (Ecaporator), 흡수기 (Absorber)

냉각수는 흡수기와 응축기를 통해 흐릅니다.

냉각수는 재생기에서 발생된 냉매증기를 응축기에서 응축시켜 냉매액으로 만들고 증발기에서 증발된 냉매증기를 흡수기의 흡수액이 흡수할 때 열을 흡수합니다.

① 가열원 (지역난방온수 등)이 묽은 용액을 가열하여 냉매증기를 발생시켜 진한 용액이 됩니다.
② 재생기에서 온 냉매증기가 냉각수에 의해 응축됩니다.
③ 응축된 냉매는 증발기 전열관 표면에 산포되어 전열관 내부를 흐르는 물을 증발잠열로 차갑게 만들게 됩니다.
④ 증발된 냉매증기는 흡수기 전열관 표면의 재생기로부터 온 흡수액에 흡수되며, 이 흡수액은 묽어져 재생기로 이동합니다.

흡수식 냉동기와 흡수식 냉온수기

• 상세정보
• 자료후기 (0)
• 자료문의 (0)
• 판매자정보

목차

1. 흡수식냉동기
2. 흡수식냉온수기
3. 결론

본문내용

1. 흡수식 냉동기
1) 흡수식 냉동기 정의
흡수식 냉동기는 구동열원으로 전기가 아닌 가스나 폐열등을 사용하므로, 현재 우리나라에서 문제가 되고 있는 여름철 전기수요의 피크(peak)를 해결할 수 있는 냉동법이다. 흡수식 냉동기는 1988년 우리나라의 여름철 전력 예비율이 급격히 낮아지면서, 정부에서 여름철 전력수요의 피크컷(peak-cut) 수단으로 흡수식 냉동기의 채택을 권장하면서부터 보급이 급격히 증가하고 있다. 흡수식 냉동기는 저압 조건에서 증발하는 냉매의 증발 잠열을 이용하며, 흡수제에 혼합되어진 냉매를 외부 열원으로 가열하여 분해한 후, 냉각수에 의해 응축해서 다시 증발기로 보내어지는 순환 사이클을 말한다. 지역난방을 통해 난방을 하며, 지역난방에서 받은 증기 또는 온수를 이용하여 냉방을 하는 형식으로, 흡수식 냉온수기와는 다르게 직접 연소를 할 필요가 없다. 그렇기 때문에 대용량 건물에 적합하다.

<중 략>

증발기
① 냉각관 내를 흐르는 냉수로부터 열을 빼앗아 냉매(물)가 증발한다.
② 증발한 물(수증기)은 즉시 흡수기에서 흡수하므로 증발기 내부의 압력은 7mmH 정도의 진공으로 유지된다.
③ 따라서, 냉매인 물은 5℃ 전후의 온도에서 계속 증발할 수 있고, AHU 등 부하측에서 오는 냉수는 약12℃정도로 증발기에 들어와 7℃ 정도까지 냉각된 후 나간다.

흡수기
① 흡수기에서는 LiBr수용액이 증발기에서 들어오는 수증기를 연속적으로 흡수하여 증발기가 고도의 진공을 유지할 수 있게 하여 준다.
② LiBr이 수증기를 흡수할 때는 흡수열이 발생하는데 이 열은 냉각수에 의해 냉각된다.

열교환기
흡수기에서 수증기를 흡수하여 희석된 용액은, 재생기 용액펌프에 의해서 열교환기에 보내져, 재생기에서 되돌아오는 고온의 농용액과 열교환하여 가열(예열)된 다음 재생기에 보내진다.

재생기(발생기)
① 열교환기를 거쳐 재생기에 들어온 희용액은, 재생기 하부에 설치된 가열관에 의해 가열되어, 용액 중의 냉매(물)의 일부를 증발시켜 응축기로 보내고, 용액 자신은 농용액이 되어 다시 흡수기로 되돌아간다.
② 재생기의 가열원으로는 증기, 가스 등이 이용된다.
③ (재생기 + 흡수기)가 증기압축식에서의 압축기 역할을 한다.

태그

건물에서 여름철 냉방기기로 사용되는 흡수식 냉동기의 원리 와 흡수액의 성질을 알아보고, 흡수식 냉동기의 종류와 구성도, 냉동사이클, 효율계산식등 냉동기의 효율적인 운전방안과 그에 따른 절감액 산출방식을 알아 보도록 하겠습니다.

1. 흡수식 냉동기의 원리

여름철 마당에 물을 뿌리면 시원한 것은 왜 일까요?

그 물이 증발하여 주위로부터 열을 빼앗기 때문입니다. 어떤 물질이 기화할 때 외부로부터 흡수하는 열량을 ‘증발잠열’이라고 하는데, 마당에 물을 뿌리면 주변에서 많은 열을 빼앗으며 증발하기 때문에 주위 온도를 낮추는 것이죠. 이런 현상은 흡수식 냉동기에 역시 응용되는데요, 물(H2O)을 흡수제로 리듐브로마이드(LiBr) 수용액을 사용해 냉수를 발생시키게 됩니다.

물 1kg(1ℓ)을 0℃로부터 100℃까지 올리는 데는 100kcal의 열량이 필요합니다. 이것은 온도계로서 측정할 수 있는 것으로서 '감열'이라고 합니다. 그리고 100℃의 물 1kg(1ℓ)을 모두 증발시키려면 약 540kcal의 열량이 필요합니다. 이 물은 온도가 변하지 않은 상태에서 액체가 기체로 변화하는 열로서 '잠열' 이라고 합니다. 이와 같이 1kg(1ℓ)의 물을 사용해서 '잠열'을 이용하면 '감열'을 이용하는 경우에 비교해서 훨씬 큰 열량을 이동시킬 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

그런데 물은 일반적으로 100℃에서 증발하지만 주위에 압력이 낮아지면 훨씬 낮은 온도에서 비등 증발하게 됩니다.(예를 들어 백두산 정상에서 물은 약 90℃에서 비등 증발합니다.) 그러면 용기 안에 물을 넣고 그 안의 기압을 6.5mmHg(평상시 대기압 760mmHg기준)로 낮추면 물은 5℃에서 비등 증발하기 때문에 이곳에 냉수를 통과시키면 냉각시킬 수 있습니다. 그러나 증발한 물(냉매)증기로서 용기의 압력이 점차 상승하게 되므로 증발한 물(냉매)를 용기 밖으로 제거해야 합니다. 이것을 계속하기 위해서 흡수력이 강한 물질(LiBr)을 용기에 넣으면 냉매증기를 계속 흡수하게 되고, 용기 안의 압력을 일정하게 유지 할 수 있는 원리 입니다.

2. 흡수액의 성질

흡수식 냉동기의 흡수액으로는 리듐브로마이드(LiBr) 수용액을 사용하고 있습니다. 리듐브로마이드(LiBr)는 알카리 금속인 리듐(Li) 과 브롬(Br)과의 혼합물로 식염(NaCl)과 상당히 유사한 성질로 흡수성이 강하고, 화학적으로 극히 안정된 물질로서 대기중에서 변질, 분해, 휘발 등의 변화가 전혀 없는 안정된 물질입니다. 그러나 어려운 점이라면 산소와 혼재시 금속에 대한 강한 부식성을 가지는 것이 특징입니다.

1) 흡수성

냉동발생의 원리에서 서술한 바와 같이 극히 강한 흡수성을 나타냅니다. 즉 포화수증기압이 상당이 낮은 것으로 물을 냉매로 하는 흡수식 냉동기의 흡수액으로 우수한 물질입니다.

2) 비 열

흡수식냉동기에 사용되고 있는 농도(60%)의 리듐브로마이드의 비열에 비교해서 약 절반 정도로 액의 온도를 올리는데 있어서 보다 적은 열량이 필요하다는 것이고 곧 냉동기의 효율을 높이기 위한 중요한 사항입니다.

3) 비 중

리듐브로마이드의 비중(약농도60%)은 물의 비중에 비교해서 상당히 큰(약1.7배)것이지만 이 비중은 약농도에 결정되기 때문에 흡수액의 온도와 비중을 측정함에 의해 정확한 농도를 알 수 있습니다.

4) 부식성

리듐브로마이드는 산소와 혼재시 금속에 대한 강한 부식성을 지니지만, 흡수식냉동기는 진공용기 상태로 용기내에 산소가 혼재할 여기가 없으므로 안전하다 그러나 보다 안전을 기하기 위해서 흡수액중에 부식억제제를 첨가하고, 알카리도까지 조정되어 있기 때문에 흡수액의 취급에는 충분한 주의가 필요하며 동시에 정기적으로 흡수액의 화학분석을 하고 양을 적절하게 유지하는 것이 필요합니다.

5) 첨가제

부식억제제(Li2Cro4) 농도는 400~1500ppm을 유지하는 것이 좋으며 년 1~2회 정도 측정하여 적정량을 보충하고, 냉매의 증발성을 양호하게 유지하기 위하여 옥틸알코올을 년1회 5,000cc 보충합니다.

3. 흡수식 냉동기의 종류

1) 단효용 흡수식 냉동기

냉매와 흡수재의 유리작용을 이용한 방식으로 증발->흡수->재생->응축->증발의 연속적인 Cycle을 구성하여 냉동하는 방법이므로 재생기가 1개 구성된 경우의 성적계수는 약 0.5~0.7이하 정도의 수준으로 매우 낮은 편입니다.

2) 2중 효용 흡수식 냉동기

단효용 흡수식 냉동기에 비해 재생기가 1개 더 있는(고온 재생기, 저온재생기) 구조로 응축기에서 버려지는 열을 재활용함으로써(저온재생기에 이용) 효율적으로 사용한 구조로 성적계수는 약 1.1~1.2 정도입니다. 열원으로는 증기 또는 고온수가 주로 이용됩니다.

3) 3중 효용 흡수식 냉동기

재생기가 2중 효용 흡수식 냉동기 대비 1개 더 있어 응축기에서 버려지는 열을 2번 재활용한 방식으로 고효율의 제품을 생산하기 위하여 기술개발이 진행 중입니다.