흡수식 냉동기

개념과 원리

흡수식 냉동기는 기계식 압축기 대신 흡수기·용액펌프·발생기 등을 이용하여 냉매의 압력을 높이는 효과를 얻는 냉동장치입니다. 전기동력보다 열에너지를 주된 구동원으로 활용할 수 있다는 특징이 있습니다.

대표적인 물-리튬브로마이드 계통에서는 물이 냉매, 리튬브로마이드가 흡수제 역할을 합니다. 물이 냉매이므로 일반적인 공조용 냉수 생산에 사용되며 0℃ 이하 냉동에는 제약이 있습니다.

증발기에서 냉매가 증발하여 냉각효과를 만들고, 흡수기에서 흡수제가 냉매증기를 흡수합니다. 용액펌프로 압력을 높인 뒤 발생기에 열을 공급하면 냉매가 다시 분리되어 응축기로 이동합니다.

흡수식의 COP는 보통 냉동효과 ÷ 발생기에 공급한 열량을 중심으로 정의하며, 문제 조건에 따라 펌프동력 등을 포함하는지 확인해야 합니다.

흡수식 냉동기는 냉매를 잘 흡수하는 흡수제를 이용하여 냉매 증기를 흡수한 뒤, 재생기에서 열을 가해 다시 냉매와 흡수제를 분리한다. 기계식 압축기 대신 흡수기·용액펌프·재생기가 압축기의 역할을 나누어 수행한다.

증발기
냉매 증발·열 흡수→흡수기
냉매 흡수→용액펌프→재생기
가열·냉매 분리→응축기

냉매	흡수제	주요 특징
물(H₂O)	리튬브로마이드(LiBr)	공조용으로 널리 사용, 진공 상태에서 운전
암모니아(NH₃)	물(H₂O)	0℃ 이하의 저온 냉동에 적용 가능

COP = 증발기 냉각열량 ÷ 재생기 가열량

성적계수 암기
1중 효용은 대략 0.65~0.75, 2중 효용은 대략 1.0~1.3 범위로 정리한다.

자주 혼동
LiBr 수용액 방식에서는 물이 냉매이고 LiBr이 흡수제이다.

흡수식 냉동기의 냉동능력이 420 kW이고 발생기에 공급되는 열량이 600 kW라고 하겠습니다. 펌프동력은 무시합니다.

COP = 420÷600 = 0.70

즉 발생기에 공급한 열에너지 1 kW당 0.70 kW의 냉동효과를 얻는 조건입니다.

① 흡수식에 압축기가 반드시 있다고 생각하지 마세요.
흡수기·펌프·발생기가 기계식 압축기의 역할을 대신합니다.

② 물-LiBr 방식에서 냉매와 흡수제를 반대로 외우지 마세요.
물은 냉매, LiBr은 흡수제입니다.

③ 압축식 COP와 수치만 단순 비교하지 마세요.
주 구동에너지의 형태가 다릅니다.

④ COP 식은 문제에서 요구하는 에너지 입력 범위를 확인하세요.