| 초록 |
H2O/LiBr계의 작동 매체를 이용하는 수냉형 흡수식 냉난방기는 주로 중대형의 단위 건물냉난방을 위해 개발되어 이미 국내에서도 상당히 보급되어 있다. 여기에 최근 하절기 냉방기 사용에 따른 전력 수급의 불균형 문제를 해결하고, 가스에너지의 계절별 수급 균형 및 그 수요 창출, 환경 보호 차원에서 동력원을 전기에너지에서 청정 연료인 가스를 사용하는 가스 흡수식 냉난방기에 대한 연구가 더욱 활성화되고 있다. 이에 따라 가스 흡수식 냉난방 시스템의 개발 보급뿐 만 아니라 주변 기술 개발도 대단히 중요하다 하겠다. 특히 시스템의 효율 향상을 위하여 고성능 흡수용액 개발을 위한 물성 연구는 필수적인 요소로 사료된다.또한 압축식 가정용 냉방기 대체를 위한 2∼3RT급 정도의 가정용 소형 흡수식 냉동기의 경우에수냉형으로 개발되면 가정에서 냉각탑 설치에 따른 공간 확보 문제뿐만 아니라 그 유지 관리에어려움이 따른다. 따라서 가정용 소형 흡수식 냉온수기는 공냉형으로 개발되어야 한다는 것이 공조계의 일반적인 견해이다. 이때 수냉형에서 사용되는 H2O/LiBr계 흡수 용액을 수정 없이 공냉형에 적용할 경우, 수냉형에 비하여 흡수기의 온도가 높아지기 때문에 상대적으로 흡수제의 흡습성은 감소하게 되며, 이를 보완하기 위해서 고농도의 작동매체가 요구되나 농도가 높아지면 LiBr의 결정 생성 가능성이 높아진다는 것은 주지의 사실이다. 그러므로, 고농도에서 결정화 문제가없는 안정한 새로운 흡수 용액의 개발은 소형 공냉형 흡수식 냉난방기의 실용화에 대단히 중요한요소중의 하나이다.흡수식 냉난방기용 작동 매체 개발에 대한 최근 연구 동향은 크게 두 방향으로 구분할 수 있다[1]. 한 방향은 amine계나 알코올계를 냉매로 하는 새로운 냉매/흡수제 쌍을 개발하려는 연구로일본, 유럽에서 상당히 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 이 용액들은 일반적으로 점도가 높고, 고농도에서의 결정 생성 및 고온에서의 화학적 불안정성 등 해결해야 할 문제가 많기 때문에 아직까지는 연구 단계에 머물러 있다. 또 다른 연구 방향은 현재 H2O를 냉매로 하는 작동 매체의 연구이다. 이들 중 H2O/LiBr계만이 실용화되어 있으므로, 경제적인 측면에서 LiBr의 용해도 증대등의 물성 향상을 위해 H2O/LiBr계에 무기물이나 유기물을 첨가한 3성분 혹은 4성분 이상의 혼합계에 대한 연구로 전 세계적으로 더욱 활발하게 진행되고 있다. 우리와 여건이 비슷한 일본의경우 일본가스협회(Japan Gas Association) 주관으로 4대 가스공급업체(Tokyo Gas Co., OsakaGas Co., Toho Gas Co., Saibu Gas Co.)와 12개 공조기 제조 업체에서 최근 4년 동안(92-95) 약$40,000,000을 가스 흡수식 냉난방기 개발에 집중 투자한 것으로 알려지고 있다. 그 결과 Tagaki,Yazaki, Ebara 등의 업체에서 개발한 가 ㅏ 공냉형 냉난방기는 1997-8년경 실용화 단계에 있는것으로 알려지고 있다. 그러나, 국내에서는 소형 공냉형 흡수식 냉동기 설계에 있어서 주요 요소에 대한 열 및 물질전달에 관한 연구는 공조 관련 전문가들을 중심으로 부분적으로 이루어지고있으나, 흡수 용액에 대한 연구는 그 중요성에 비추어 거의 없는 실정이다.본 연구실에서는 H2O/(LiBr+CaCl2)계에 대하여 CaCl2 함량에 따른 용해도 변화 특성, 이 시스템을 이용할 경우 주어진 농도에서의 최적의 용질 혼합비 선정 방법 및 증기압 측정 결과를H2O/LiBr계와 비교 분석한 자료를 제공한 바 있다[2]. 본 연구에서도 공냉형 수냉식 냉온수기 개발의 관심 용액으로 연구되고 있는 H2O/LiBr계를 기본으로 하는 3성분계(LiI, LiNO3, LiCl 첨가)모델 용액을 선정하여 용해도 및 결정화온도 측정 실험을 실시하였다.
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