빙축열 냉동시스템과 흡수식 냉동시스템에 대하여 비교설명하시오.

빙축열 냉동시스템과 흡수식 냉동시스템에 대하여 비교 설명하시오.

1.개요
생활이 윤택하여 지면서 우리 인간은 적절한 온,습도 유지 및 환기량 확보, 공기 정화기능 강화등의 환경을 추구하고 있다.
이로 인하여 여름철 주간의 사무실 냉방용 전력수요의 급증과 주간과 야간의 전력수요 불균형이 심각한 실정이다.
특히 여름철 20여일정도 전력 과다소비로 인하여 발전소 건립이 불가피 한 우리나라에서는 전력소비가 적은 야간의 심야전력을 이용한 전기에너지를 얼음 형태의 열에너지로 저장하였다가 주간에 냉방용으로 사용하는 빙축열 시스템과 가스와 폐열을 이용한 흡수식 냉동기등이 이용되고 있다.
여기에서는 빙축열 냉동시스템과 흡수식 냉동시스템을 비교 설명하고자 한다.


2.빙축열 냉동시스템
빙축열 냉동시스템이란 압축기,응축기, 팽창변, 증발기, 축열조등으로 구성되어 있는 증기압축식 냉동시스템으로서 증발기의 저온의 열원을 이용하여 축열조의 피냉각 물체를 냉각하고 냉각된 열원을 냉방용으로 이용하는 시스템으로서 구성과 원리는 다음과 같다.

 

(1)압축기
증발기에서 증발된 저온저압의 냉매가스를 상온에서 액화하기 용이하도록 고온고압의 냉매가스로 압축하는 장치로서 주로 스크류 압축기. 왕복동 압축기가 사용된다.
(2)응축기
압축기에서 압축된 고온고압의 가스를 상온의 물 또는 공기를 이용하여 냉각하여 액화하는 장치로서 수냉식과 공냉식이 있다.
(3)팽창변
응축기에서 응축된 고압의 액을 교축팽창시키면 압력이 저하되며 줄-톰슨의 효과에 의하여 온도가 강하한다.
(4)증발기 및 빙축조
팽창변에서 팽창으로 인한 저온의 열을 피 냉각물체와 열교환시키는 장치로서 직접팽창식과 간접팽창식이 있다.
(5)축열조
증발기의 열원을 얼은으로 저장하는 것으로서 관외 착빙형과 관내 착빙형, 완전동결형, 캡슐형, 다이나믹형, 다이나믹 타입형등이 있다.


3.흡수식 냉동시스템◎ 흡수기냉동기의 작동원리

(1) 증발-흡수과정
우리는 높은 산에 등산을 가서 밥을 하면 밥이 설익는다는 것을 경험한 적이 있다. 이것은 높은 산에서는 압력이 대기압보다 낮기 때문에 그만큼 물이 낮은 온도에서 증발하기 때문이다. 이처럼 물이 증발하는 온도는 압력에 따라 변화한다. 예를 들면 760mmHg(대기압)에서는 100℃, 520 mmHg에서는 90℃, 92 mmHg에서는 50℃, 18 mmHg에서는 20℃에서 증발한다. 그리고 압력을 더욱 낮추어 약 6mmHg의 고진공 상태로 유지하면 물은 약 5℃에서도 증발을 한다. 그리고 물이 증발할 때에는 주위로부터 증발잠열에 해당하는 만큼의 열을 빼앗아 간다. 이것이 흡수식냉동기의 기본원리이다.

( 2) 재생-응축과정
흡수기의 흡수용액(LiBr)은 증발기에서 나오는 수증기(냉매증기)를 어느 정도 흡수하면 더 이상 수증기를 흡수할 수 없는 포화상태가 되며 이 경우 수분을 분리해 내지 않으면 더 이상 수증기를 흡수할 수 없게 된다. 수분을 분리해 내는 가장 간단한 방법은 열을 가해서 흡수용액 속의 수분을 증발시키는 것이다. 그러나 흡수기를 직접 가열하면 거기서 증발한 수증기가 다시 증발기로 되돌아가므로 별도의 용기를 만들어 그 용기에 펌프로 용액을 이송한 후 가열하여 수분을 분리해 내는 방법을 택하는 것이 좋다.
이 때 사용되는 용기는 흡수용액을 다시 사용할 수 있도록 하는 역할을 한다고 해서 재생기 또는 발생기(generator)라 부른다.
재생기에서 분리되어 나온 수증기는 응축기로 들어가서 냉각탑(cooling tower)에서 오는 냉각수에 의해 냉각, 응축되어 물(냉매액)이 되어 다시 증발기로 공급된다.

4.결론
여름철 급격히 증가하고 있는 냉방 열원으로 인하여 전력수요의 불균형이 초래되어 발전소 건립이 불가피한 것이 현재의 우리나라의 현 실정이다.
이러한  전력수요 불균형을 방지하기 위해서는 냉방 열원을 심야전력을 이용한 빙축열 냉동시스템과 가스와 폐열을 이용한 흡수식 냉동시스템으로의 전환이 시급한 상태라고 볼수 있다.
빙축열 시스템은 주로 전기에너지를 회전에너지로 전환하여 증기압축식 냉동시스템을 가동하는 것으로 전기에너지는 심야의 전력을 이용하고 있다.
여름철 전력수요의 불균형을 막기 위해서는 전력생산에 이용된 폐열을 이용하는 방법과 야간에는 빙축열 냉동시스템을 이용하여 내열원을 저장하여 주간에 사용하고 빙축열 냉동시스템을 보조하는 흡수식 냉동시스템을 병렬로 이용한다면 전력수요의 불균형 방지와 에너지 절약에 매우 효과적이라고 볼수 있다.