이중효용 흡수식 냉동기

정의

이중효용 흡수식 냉동기는 고온재생기와 저온재생기를 두 단으로 둔 냉동기다.

고온 열원의 열을 두 번 재사용해 단효용보다 냉매 증발량당 열 투입량을 줄인다.

흡수식은 압축기 대신 용액의 농도차를 이용해 냉매를 순환시킨다.

구성과 원리

구성은 증발기, 흡수기, 고온재생기, 저온재생기, 응축기다.

증발기는 약 6~7mmHg 진공에서 냉매인 물을 약 5℃로 증발시킨다.

고온재생기 냉매증기가 저온재생기를 가열하므로 같은 구동열을 두 번 쓴다.

이 재사용이 이중효용의 핵심이다.

성능계수와 열원 절감

성능계수는 증발기 냉동능력을 고온재생기 구동열량으로 나눈 값이다.

가상의 예로 냉동능력 1,000kW, 단효용 COP 0.7, 이중효용 COP 1.2를 둔다.

단효용은 약 1,428.6kW, 이중효용은 약 833.3kW의 열원이 필요하다.

같은 냉동능력에서 열원 사용량이 약 41.7% 줄어든다는 점이 핵심이다.

단효용과 비교, 흔한 실수

단효용과 비교하면 재생기 개수와 냉매증기 활용 방식이 다르다.

이중효용은 같은 열입력으로 냉매증기를 두 단계에서 써서 COP가 높다.

대신 고온 열원과 고온재생기 구조가 필요해 설비비가 늘어난다.

답안에서 자주 틀리는 것은 열원 위치와 증발기 진공도다.

핵심 정리

이중효용의 핵심을 네 가지로 정리한다.

고온재생기는 외부 열원으로 가열해 중간농도 용액을 만든다.

저온재생기는 냉매증기 응축열로 가열해 농용액을 만든다.

증발기는 약 6~7mmHg 진공에서 약 5℃로 냉매를 증발시킨다.

같은 냉동능력에 필요한 외부 열입력이 적어 에너지가 절감된다.