배기가스 및 천연가스 흡수식 냉각기

2.1 작동 원리
일상생활에서 우리 모두 알다시피, 피부에 알코올을 떨어뜨리면 시원함을 느끼는데, 이는 증발 과정에서 피부의 열을 흡수하기 때문입니다. 알코올뿐만 아니라 다른 모든 액체는 증발하면서 주변의 열을 흡수합니다. 대기압이 낮을수록 증발 온도도 낮아집니다. 예를 들어, 1기압에서 물의 끓는 온도는 100℃이지만, 대기압이 0.00891로 낮아지면 물의 끓는 온도는 5℃가 됩니다. 이것이 바로 진공 상태에서 물이 매우 낮은 온도에서도 기화될 수 있는 이유입니다.
이것이 LiBr 흡수식 냉동기의 기본 작동 원리입니다. 물(냉매)은 고진공 흡수기에서 기화하여 냉각될 물의 열을 흡수합니다. 이 냉매 증기는 LiBr 용액(흡수제)에 흡수되어 펌프를 통해 순환합니다. 이 과정이 반복됩니다.
2.2 흐름도
칠러의 작동 원리는 그림 2-1과 같습니다. 흡수기에서 용액 펌프로 펌핑된 희석액은 저온 열교환기(LTHE)와 고온 열교환기(HTHE)를 거친 후 고온 발생기(HTG)로 들어가 고온 배기가스와 천연가스에 의해 끓어 고압 고온 냉매 증기를 생성합니다. 희석액은 중간 용액으로 전환됩니다.
중간 용액은 HTHE를 통해 저온 발생기(LTG)로 유입되고, 여기서 HTG의 냉매 증기에 의해 가열되어 냉매 증기를 생성합니다. 중간 용액은 농축 용액이 됩니다.
HTG에서 생성된 고압 고온 냉매 증기는 LTG의 중간 용액을 가열한 후 냉매수로 응축됩니다. 이 물은 스로틀링 후 LTG에서 생성된 냉매 증기와 함께 응축기로 들어가 냉각수에 의해 냉각되어 냉매수가 됩니다.
응축기에서 생성된 냉매는 U자형 파이프를 통과하여 증발기로 유입됩니다. 증발기 내부의 매우 낮은 압력으로 인해 냉매의 일부는 기화되지만, 대부분은 냉매 펌프에 의해 구동되어 증발기 튜브 번들에 분사됩니다. 튜브 번들에 분사된 냉매는 튜브 번들을 흐르는 물의 열을 흡수하여 기화됩니다.
LTG에서 농축된 용액은 LTHE를 통해 흡수기로 유입되어 튜브 번들에 분사됩니다. 그런 다음 튜브 번들을 흐르는 물에 의해 냉각된 농축 용액은 증발기에서 나오는 냉매 증기를 흡수하여 희석 용액이 됩니다. 이렇게 농축 용액은 증발기에서 생성된 냉매 증기를 지속적으로 흡수하여 증발 과정을 계속 진행합니다. 한편, 희석 용액은 용액 펌프를 통해 HTG로 이송되어 다시 끓고 농축됩니다. 이렇게 냉각 사이클이 완료되고 사이클이 반복됩니다.

그림 2-1 프로세스 흐름도

2.3 주요 구성 요소 및 기능
1. 발전기
HTG 기능: 고온 연기 가스 또는 버너의 열로 용액을 끓여서 LTG로 들어가는 1차 냉매 증기를 생성하고, 용액을 농축하여 HTHE로 흐르는 중간 용액을 만듭니다.
LTG 기능: 1차 냉매 증기와 함께 중간 용액을 농축 용액으로 만들고, 이 농축 용액이 냉매수가 되고, 이 냉매수가 다시 2차 냉매 증기를 생성합니다.

2. 콘덴서
응축기 기능: LTG의 2차 냉매 증기를 물로 응축하고 HTG의 1차 냉매 물을 냉각시키며, 냉각수에서 열이 제거됩니다.

3. 증발기
증발기 기능: 냉매수를 증발시켜 에어컨 시스템을 흐르는 물에서 열을 흡수합니다.

4. 흡수체
흡수 기능: 농축된 용액은 증발기에서 냉매 증기를 흡수하고, 냉각수는 열만 흡수합니다.

5. 열교환기
고온 열교환기 기능: HTG에서 중간 용액으로부터 열을 회수합니다.
저온 열교환기 기능: LTG에서 농축된 용액으로부터 열을 회수합니다.

6. 자동 공기 정화 시스템
시스템 기능: 공기 정화 시스템은 히트펌프 내부의 비응축성 공기를 배출하고 고진공 상태를 유지할 준비가 되어 있습니다. 작동 중 희석된 용액은 빠른 속도로 흐르면서 이젝터 노즐 주변에 국소적인 저압 영역을 형성합니다. 이렇게 하여 비응축성 공기가 히트펌프 밖으로 배출됩니다. 이 시스템은 히트펌프와 동시에 작동합니다. 히트펌프가 작동하는 동안 자동 시스템은 내부를 고진공 상태로 유지하여 시스템 성능과 최대 수명을 보장합니다.
에어 퍼지 시스템은 이젝터, 쿨러, 오일 트랩, 에어 실린더, 밸브로 구성된 시스템입니다.

7. 솔루션 펌프
용액 펌프는 LiBr 용액을 공급하고 열 펌프 내부의 액체 작동 매체의 정상적인 흐름을 확보하는 데 사용됩니다.
솔루션 펌프는 액체 누출이 전혀 없고, 소음이 적고, 방폭 성능이 뛰어나고, 유지 보수가 거의 필요 없으며, 수명이 긴 완전 밀폐형 캔형 원심 펌프입니다.

8. 냉매 펌프
냉매 펌프는 냉매수를 공급하고 증발기에 냉매수가 정상적으로 분사되도록 하는 데 사용됩니다.
냉매 펌프는 액체 누출이 전혀 없고, 소음이 적고, 방폭 성능이 뛰어나고, 유지 보수가 거의 필요 없으며, 수명이 긴 완전 밀폐형 캔형 원심 펌프입니다.

9. 진공 펌프
진공 펌프는 시동 단계에서 진공 퍼지에 사용되고, 운전 단계에서는 공기 퍼지에 사용됩니다.
진공 펌프는 회전 베인 휠을 갖추고 있습니다. 이 펌프의 핵심 성능은 진공 오일 관리입니다. 오일 유화 방지는 공기 정화 성능에 긍정적인 영향을 미치며, 펌프 수명 연장에도 도움이 됩니다.

10. 전기 캐비닛
LiBr 히트 펌프의 제어 센터인 전기 캐비닛에는 주요 제어 장치와 전기 구성품이 들어 있습니다.