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* 주요 요소별 장치
(1) 흡수기
(2) 증발기
(3) 응축기
(4) 재생기
(5) 열 교환기
(6) 용액 이송장치
(7) 결정방지 장치
(8) 정류기/분류기
(9) 추기장치
(10) 안전장치
(11) 작동유체
(12) 제어
(13) 기타요소장치
아래의 [그림 1.1-2-9]와 [그림 1.1-2-10]은 흡수식 냉동기의 사진과 주요 요소장치의 위치를 나타내는 그림이다.
[그림 1.1-2-9] 흡수식 냉동기의 주요 요소장치
[그림 1.1-2-10] 흡수식 냉동기의 개략도
(1) 흡수기
증발기에서 냉매가 증발하게 되면 증발기 내부의 압력이 높아지고, 그 압력에 상당하는 만큼 증발온도도 상승하여 필요로 하는 냉수 온도를 얻지 못하게 된다. 따라서, 필요로 하는 낮은 냉수온도를 얻기 위해서는 증발기 내부의 압력을 요구 냉수 온도보다 낮은 증발온도의 포화압력 이하로 유지시키기는 역할을 하는 것이 흡수기이다. 흡수기에서는 전열관 위에 흡수 용액을 산포하여 전열관 외표면에서 얇은 막을 형성하여 이 용액에 의해 수증기를 흡수하게 된다. 용액이 수증기를 흡수하면 열이 발생하는데 이 열은 전열관 내부를 흐르는 냉각수에 의해 제거된다. 전열관에 용액을 분사하는 방식은 스프레이 노즐에 의한 분무 방식이나 트레이에 의한 적하 방식이 사용된다.
이 요소의 주요 부품으로는 전열관, 용액분배장치 등이 있으며 흡수기가 여러개의 셀로 이루어진 다단구조 혹은 증기와 흡수액이 직접 접촉하는 직접 접촉식 등의 방식이 있다.
일반적으로 흡수기와 증발기는 동일한 동체 내에 있으며 그 경계선에 냉매 액이 냉매증기와 함께 흡수기로 넘어가 냉동기의 능력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 강판 또는 스테인레스 강판을 절곡한 엘리미네이터를 설치하고 있다. [그림 1.1-2-11]은 흡수기와 증발기의 구조를 간략하게 나타낸 것이다.
[그림 1.1-2-11] 흡수기와 증발기
(2) 증발기
H2O/LiBr방식의 경우 증발기에서 냉매인 물이 5℃에서 증발하기 위해서는 6.5mmHg의 낮은 압력이 유지되어야 한다. 따라서, 흡수식 냉동기의 증발기는 냉매를 전열관 외표면에 분사하여 주는 관수형을 사용하는데 이는 만액식 증발기의 경우 냉매의 높이에 따른 압력이 작용하여 증발온도가 높아지기 때문이다. 흡수기와 마찬가지로 전열관 외표면에 냉매를 고르게 산포하기 위해서는 스프레이 노즐에 의한 분무방법과 트레이에 의한 적하 방법이 사용된다.
이 요소의 주요 부품으로는 전열관, 용액분배장치 등이 있으며 증발기가 여러 개의 셀로 이루어진 다단구조 등이 있다.
(3) 응축기
저온 재생기에서 증발한 냉매는 엘리미네이터를 거쳐 응축기로 들어와서 응축기 전열관 내부에 흐르는 냉각수에 의하여 응축되고, 저온 재생기에 응축된 고온의 냉매액은 냉각수에 의해 냉각되어 서로 합쳐져 응축기 하부로 모여 증발기로 보내져 증발작용을 되풀이하게 된다.
주요구조로는 열교환기와 증발장치로 통하는 팽창장치 등으로 나눌 수 있다. 응축액이 응축기 하부에서 증발기로 복귀하는 방식에는 다음의 두 가지 방식이 있다. 첫째는 교축에 의한 방식으로 응축기 하부와 증발기를 가는 배관과 오리피스로 연결하는 방식이다. 둘째는 U자관에 의한 방식으로 응축기 하부와 증발기를 U자관으로 연결한 방식이다.
(4) 재생기
재생기는 흡수기에서 묽어진 흡수액을 열로 가열하여 냉매와 저농도의 흡수액으로 분리하는 기기이다. 일반적으로 많이 사용되는 2중효용 흡수식 냉동기의 경우, 열원에 의해 가열되는 고온재생기와 고온재생기에서 발생한 냉매의 응축열에 의해 가열되는 저온재생기로 나눌 수 있다.
고온재생기는 보일러에서 발생하는 중압증기를 사용하는 경우와 고온재생기 내부에서 직접 연료를 연소하는 직화식으로 나눌 수 있으며, 직화식의 경우 연소로의 형상 및 배가스 유로에 따라 노통 연관식, 수관식, 반전 연소식, 온수 열교환기 부착식으로 나눌 수 있으며, 재생방법에 따라 용액 산포식, 만액식, 기포 펌프방식, 기타 구조 등으로 나눌 수 있다.
저온재생기의 구조는 셀-튜브형의 열교환기이며 용액을 스프레이 노즐에 의해 전열관 표면에 분무하여 주는 관수식 또는 용액속에 전열관이 담그어져 있는 만액식이 사용되고 있다.
(5) 열교환기
저온의 진한 용액과 고온의 묽은 용액을 열교환하여 재생기로 가는 진한 용액을 가열하여 재생기에서 용액의 가열에 필요한 가열량을 줄여주고, 흡수기로 들어가는 묽은 용액의 온도를 낮게 하여 흡수기에서의 냉각열량을 줄여줌으로써 연료소비량을 절감하고, 열효율을 향상할 목적으로 사용되는 것이 용액 열교환기이다.
2중효용의 경우 재생기가 고온재생기와 저온재생기로 구분되어 있으므로 용액 열교환기도 두 개로 되어 있다. 고온재생기로 가는 진한 용액과 고온재생기에서 나오는 묽은 용액이 열교환되는 것을 고온 열교환기, 저온 재생기로 가는 진한 용액과 저온 재생기에서 나오는 묽은 용액이 열교환되는 것을 저온 열교환기라 한다. 이 두 개의 열교환기가 하나의 열교환기로 제작되어 있는 일체형의 것이 대부분이지만, 이 역시 내부에서는 고온 열교환기와 저온 열교환기로 완전히 구분되어 있다. 용액 열교환기의 종류는 셀-튜브 열교환기, 판형 열교환기 및 기타 열교환기로 나눌 수 있다.
그리고 기타 열교환기로는 급탕용 온수 열교환기, 재생기의 응축냉매와 용액과 열교환하여 열효율을 높이기 위한 냉매 드레인 열교환기, 배가스와 재생기 유입용액 혹은 버너공급 공기온도를 가열하는 열교환기가 있으며, 흡수기 입구로 들어가는 흡수용액의 온도를 낮추어 유입포화온도와 흡수기의 포화온도와의 차이를 줄여서 프레싱 현상을 줄이기 위한 예냉기도 존재한다.
(6) 용액 이송장치
저압의 흡수기로부터 상대적으로 고압인 재생기로 용액을 보내기 위해서는 흡수액 펌프가 필요하며, 기타 용액산포 등을 위한 순환펌프가 필요하다.
(7) 결정 방지장치
H2O/LiBr 흡수식 시스템은 운전중 혹은 정전시 시스템 내에 저온 저농도 부분에 결정이 발생 될 수 있다. 이러한 것을 해결하고자 여러 가지 방식이 쓰인다. 즉, 응축냉매를 결정부분에 넣어주는 희석방식 및 결정부를 가열하는 가열식등이 있다. 특히, 정지시에는 고온재생기의 희용액이 온도저하로 인하여 결정화되는 것을 방지하기 위한 희석운전이 필요하다. 결정방지를 위해서는 결정방지를 위한 장치와 함께 제어방법 등에 대한 고려가 필요하다.
(8) 정류기/분류기
NH3/H2O방식의 경우 냉매와 흡수제의 비등점 차이가 크지 않기 때문에, 재생과정에서 일부분의 흡수제가 증발하여 순환될 수 있어서, 이것이 전체시스템에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 따라서, NH3/H2O방식에서는 재생기 후에 고온고압의 암모니아 증기에 포함된 수분을 제거하여 순도를 높이기 위한 열 및 물질 전달장치로 정류기와 분류기가 필요하다. 종류는 전열관 형상, 충진재 형상, 냉각방식 및 구조에 따라 다양하다.
(9) 추기장치
H2O/LiBr방식은 불응축 가스의 누입 및 관내 부식 등으로 인해 발생된 수소가스가 시스템내에 축적되면 시스템성능 및 결정화에 크게 영향을 주므로, 이들을 외부로 방출하여 진공을 계속 유지하게 하는 추기장치가 필요하다. 이 추기장치의 방식을 보면 파라디움셀 방식, 기계적방식, 이젝터 방식 등이 있으며, 그 이외에 싸이폰과 기액분리기, 증기 트렙장치, 유도 추기관 설치 방식에 따라 그 모양이 다양하다. 한편 퍼지탱크에서 불응축 가스를 외부로 배출하는 방식도 제어에 따라 여러 가지 이다.
(10) 안전장치
가스기기 안전 및 운전 중 기기보호를 위해서 몇 가지의 안전장치를 시스템에 장착을 한다. 시동시(star up) 안전장치로서는 냉수 및 냉각수 통수 유량등을 점검하며, 운전중 안전 장치는 팽창탱크, 증발기 동결방지, 과열방지, 안전 밸브장치, 고압가스제거 장치 및 이외 것들을 점검해야 한다.
냉동기에 부착된 각종 계측장치로부터 온 정보들을 중심으로 정상가동 여부를 판단하고, 이상 시에 냉동기의 가동을 중단하거나 경보를 보내는 이상진단방법도 제어로직과 함께 필요하다.
(11) 작동 유체
흡수식 냉동기용 냉매/흡수제 중에서 현재 실용화된 것은 H2O/LiBr방식과 NH3/H2O방식 2종류뿐이다. H2O/LiBr방식은 일반화는 되어 있으나 결정화 문제로 인해 공냉화가 어렵고 증발온도가 0℃ 이하로는 불가능하며, 부식성이 강하기 때문에 용액관리가 어렵다. 한편 NH3/H2O방식에서는 냉매인 암모니아가 유독성, 가연성 및 폭발성 등의 치명적 결점을 지니고 있으나 환경친화적 자연냉매이며 결정화 문제가 없어 공냉화가 가능해 소형으로 만들 수 있다는 점과 최대 -70℃까지 증발온도를 얻을 수 있어 저온획득이 용이하다는 장점 등이 있다. 위의 두 가지 냉매/흡수제의 결점을 보완하려고 알코올 및 할로카본 등을 냉매로 사용하는 연구도 진행되고 있으나 아직까지 실용화된 것은 없다. 한편 공냉식과 관련하여서는 H2O/LiBr방식의 결정화문제를 해결하기 위한 방법으로 3성분혼합액과 4성분혼합액에 대한 실용화 연구가 진행되고 있다.
작동유체의 개발은 냉매와 흡수제의 조합에 관한 기술보다는 열전달 효율의 향상 혹은 부식방지를 도모할 수 있는 첨가제에 관련된 기술개발이 주류를 이루고 있으며 이는 [표 1.1-2-1]에 나타난 기술개발동향을 살펴보면 확연히 판단할 수 있으며 향후에도 이에 관한 여러 가지 첨가제들이 개발될 전망이다.
[표 1.1-2-1] 부식억제 및 흡수촉진관련 특허/실용 리스트
(12) 제어
흡수식 냉동기를 효율적으로 운전하기 위해서는 요소기기의 적절한 설계 및 배치와 함께 제어장치가 필수적이다.
흡수식 냉동기에 필요한 제어를 종류별로 살펴보면, 첫번째는 운전방식에 대한 것으로 냉방에서 난방으로 전환하거나 난방에서 냉방으로 | 
출처 :가스맨 
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