The increasing energy cost and environmental problems have made the heat-powered absorption chiller more attractive. Recently, much efforts have been made to develop an air-cooled absorption chiller because of the high equipment cost of the existing water-cooled absorption unit. The air-cooled operation of an absorption unit can be accomplished by the development of new working fluids which have a broad operation range.
In order to find the new working fluid, several candidates of solutions containing different high boiling organic liquids were considered in terms of solubility. Two systems, lithium bromide + ethanol amine + water $(LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ mass ratio 3.5:1) and lithium bromide + lithium iodide + ethanol amine + water (LiBr/LiI mole ratio 4:1 and $(LiBr+LiI)/H_2N(CH_2)_2OH$ mole ratio 4:1) were selected, and Duhring charts were constructed through the measurements of solubility and vapor pressure. Thus the operation ranges of these two systems were found to be broadened. For more detailed cycle analysis, specific heats of the lithium bromide + ethanol amine + water $(LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ mass ratio 3.5:1) system were measured, then enthalpy - concentration chart was constructed. Through the cycle analysis, the absorption cycle using lithium bromide + ethanol amine + water $(LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ mass ratio 3.5:1) solution as a new working fluid was found to have high theoretical COP, low crystallization temperature, and high cooling capacity at an appropriate condition.
Therefore, the air-cooled absorption chiller can be constructed successfully by using the lithium bromide + ethanol amine + water $(LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ mass ratio 3.5:1) solution as a new working fluid.
열을 에너지원으로 사용하는 흡수식 냉방기의 필요성은 늘어나고 있는 에너지비용 및 환경문제들로 인하여 더욱더 증가하고 있다. 최근에는 기존의 수냉형 흡수냉방기의 소형화에 의한 장치비의 절감을 위하여 공냉형 흡수냉방기의 개발에 관한 연구가 활발히 행해지고 있으며, 이러한 공냉형 흡수냉방기의 개발은 공냉사이클의 구성이 가능한 넓은 작동영역을 가지는 새로운 작동유체의 개발을 통해서 가능하다.
본 연구에서는, 이러한 새로운 작동유체의 개발을 위하여, 높은 끓는점을 가지는 몇가지 물질을 기존의 흡수용액에 첨가한 몇몇 대상계들을 설정하고 용해도의 관점에서 이들을 비교.분석하였다. 그 결과 에탄올 아민을 일정비율로 첨가한 두가지 계 즉, 브롬화리튬 + 에탄올아민 + 물 ($LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ 질량비 3.5:1) 및 브롬화리튬 + 요오드화리튬 + 에탄올아민 + 물 (LiBr/LiI 몰비 4:1 ; (LiBr+LiI)/$H_2N(CH_2)_2OH$ 질량비 4:1) 을 선택하였으며, 증기압 및 용해도의 정밀한 측정을 통하여 이들 계에 대한 Duhring 선도를 작성하고, 이선도를 통하여 선택된 두 계의 작동영역이 공냉화가 가능할 정도로 크게 증가하였음을 확인하였다. 또한, 보다 정확한 사이클의 분석을 위하여 브롬화리튬 + 에탄올아민 + 물 ($LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ 질량비 3.5:1) 계를 선택하고 이계에 대한 비열을 적절한 농도범위에서 측정하였으며 이를 통하여 엔탈피-농도 선도를 작성하였다. 이어서 선택된 브롬화 리튬 + 에탄올아민 + 물 ($LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ 질량비 3.5:1) 용액을 작동유체로하는 흡수냉방 사이클을 구성하고 몇가지 조건에서 분석을 행한결과, 공냉이 가능한 조건에서 높은 성능계수를 보이면서도 낮은 결정화온도를 가지는 것이 확인되어 브롬화리튬 + 에탄올 아민 + 물 ($LiBr/H_2N(CH_2)_2OH$ 질량비 3.5:1) 용액을 새로운 작동유체로 하는 공냉형 흡수식 냉방기의 성공적인 구성이 가능함을 알 수 있었다.
