KR100383559B1 - 열병합 발전을 이용한 소규모 지역난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열병합 발전을 이용한 소규모 지역 난방 시스템으로서, 특히 일반 아파트 단지나 업무용 빌딩, 또는 소규모 공장 단지 등에 열병합 발전 시스템을 설치함으로써, 발전기를 이용하여 전력과 열을 발생시킬수 있을 뿐만 아니라, 배열을 이용하여 지역 냉난방 열원으로 사용하여, 에너지 절감효과를 향상시키도록 한 열병합 발전을 이용한 소규모 지역난방 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 아파트나 중소규모 산업 단지에 설치되도록 한 열병합 발전 시스템에 있어서, 가스나 디젤 엔진을 구동하여 전기 에너지를 발생하도록 한 내연기관과; 냉수를 발생하여 수요자에게 냉수를 공급하도록 한 저온 흡수식 냉동기와; 상기 내연기관의 구동 시에 발생하는 고온의 배가스와 엔진 냉각수가 순환하여 온수를 발생하도록 한 열교환기와; 배가스와 엔진 냉각수를 이용하여 신속하게 고온의 용수를 발생, 공급하도록 한 저장 탱크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

열병합 발전을 이용한 소규모 지역난방 시스템 {AA}

본 발명은 열병합 발전을 이용한 소규모 지역 난방 시스템으로서, 특히 일반 아파트 단지나 업무용 빌딩, 또는 소규모 공장 단지 등에 열병합 발전 시스템을 설치함으로써, 발전기를 이용하여 전력과 열을 발생시킬수 있을 뿐만 아니라, 배열을 이용하여 지역 냉난방 열원으로 사용하여, 에너지 절감효과를 향상시키도록 한 열병합 발전을 이용한 소규모 지역난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 아파트 단지나 업무용 빌딩, 또는 소규모 공장 단지 등에서는 많은 양의 열과 전기에너지를 사용하고 있다.

이러한 전기에너지는 전력회사로부터 송전되는 전기를 공급받아, 각종 전기 제품이나 기기 등에 전원을 공급하고 있다.

또한, 열에너지는 자체 보일러를 가동하여 열원을 공급하여, 실내의 냉, 난방 온도를 조절하도록 하고 있다.

그러나, 상기한 전기에너지는 전기에너지를 발생하는 대규모의 화력 발전소에서 냉각을 통하여 버려지는 배열손실과, 각 수요자에게 송전할 경우에 발생하는 송전손실이 많아, 전기 에너지원이 비효율적으로 과다하게 손실되는 문제점이 발생하였다.

또한, 상기한 열에너지를 이용한 난방시스템은, 대부분 중앙 난방식으로 불규칙적이고 간헐적인 보일러의 운전과 구동으로 열효율이 현저하게 낮아지는 실정이었다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 아파트 단지, 또는 중소규모 산업체 단지 등에 열원과 전력을 발생하도록 한 열병합 발전 시스템을 설치함으로써, 발전기를 이용하여 전력과 열원을 발생하여, 사용자에게 공급시킬 수 있을 뿐만 아니라, 배열을 이용하여 지역 난방 열원으로 사용하여, 에너지를 효율적으로 이용하고, 시스템의 보수 및 유지관리가 간편하며, 환경 오염을 방지하는 것과 아울러 이러한 시스템을 저온-연속식 운전이 가능하도록 하여 소규모 지역난방에 적합하도 하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 난방 시스템에 대한 개략적인 블록도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략적인 블록도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

M : 내연기관 C : 저온 흡수식 냉동기

H : 열교환기 T : 저장 탱크

B : 보일러 C1 : 이중효용 증기흡수식 냉동기

본 발명은 아파트나 중소규모 산업 단지와 같은 소규모 열수요처에 적합한 난방시스템으로 전력생산과 아울러 배가스와 냉각수를 열교환기에서 열교환시켜 난방용 온수를 공급하는 열병합발전기 내연기관과, 내연기관에서 생산·공급되는 온수가 부족할 경우 보조적으로 온수를 공급하는 보일러와, 배가스와 엔진냉각수를 이용하여 신속하게 급탕으로 온수를 공급하는 저장탱크와, 냉수를 발생시켜 열수요처에 공급하는 저온 흡수식 냉동기와, 각 구성요소와 열수요처를 연결하는 배관과, 온수 및 냉수의 순환을 위한 동력을 공급하는 펌프를 포함하여 이루어진 지역난방 시스템에 있어,상기 지역난방 규모는 5 내지 25Gcal/h 정도의 소규모이고, 상기 내연기관 및 보일러에서 생산되는 온수의 온도는 100℃ 미만의 저온이며, 펌프에 의한 저온수의 순환은 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예는, 도 2에 도시된 바와 같이 아파트나 중소규모 산업 단지에 설치되도록 한 열병합 발전 시스템에 있어서,

가스 터빈을 구동하여 전기(E) 에너지를 발생하도록 한 내연기관(M)과;

상기 내연기관(M)의 구동 시에 발생하는 고온의 배가스를 이용하여 증기를 발생하도록 한 배가스 보일러(B)와;

냉수를 발생시켜 수요자에게 냉수를 공급하도록 한 이중 효용 증기 흡수식 냉동기(C1)와;

상기 보일러(B)에서 발생하는 고온의 증기가 순환하여 온수를 발생하도록 한 열교환기(H)와;

상기 보일러(B)의 증기를 이용하여 신속하게 고온의 용수를 발생, 공급하도록 한 저장 탱크(T)로;

구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 시스템에 대한 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 도시가스, LPG의 가스엔진 및 정유, 경유, 중유의 디젤엔진 등으로 된 열병합발전기의 내연기관(M)이 구동됨에 따라, 전기(E) 에너지를 발생하여, 일반 아파트나 중소 산업 단지와 같은 열수요처(D)의 사용자에게 전원을 공급할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 가스 엔진이나 디젤 엔진의 내연기관(M)이 구동할 경우에 발생하는 고온 고압의 배기가스와 고온의 엔진 냉각수를 열교환 파이프로 순환시켜, 열교환기(H)에서 온수를 공급할 수 있는 것이다.

또한, 별도로 히터 등이 설치된 급탕용 저장 탱크(T)에서 배가스와 냉각수를 이용하여, 신속하게 온수를 발생하도록 할 수 있으며, 별도의 저온 흡수식 냉동기(C)를 사용하여 수요자에게 발생된 냉수를 공급할 수 있는 것이다.이러한 각 구성요소(M,B,H,T,C)와 열수요처(D)의 연결은 배관을 통하여 이루어지며, 온수 및 냉수의 이송력은 펌프(P)에 의하여 얻어진다.본 발명의 가장 큰 특징은 통상의 열병합발전기를 이용한 지역난방과 달리 소규모 지역을 위한 것이며, 저온수-연속식 방식으로 운전된다는 것이다.'소규모'란 소형 아파트 단지, 업무용 빌딩, 소규모 공장단지 등과 같은 난방수 열수요처에 대한 것으로, 종래의 열병합발전을 이용한 난방규모가 30Gcal/h인 것에 비하여 5 내지 25Gcal/h 정도의 에너지를 소모하는 규모를 지칭한다.또 '저온수'란 증기식 또는 중온수식 난방시스템에 대응되는 말로, 100℃ 미만의 온수를 이용하므로 장치가 보다 간단해질 수 있다.'연속식'이란 간헐식에 대응되는 말로, 일일 24시간 내내 온수가 공급되는 방식을 지칭한다.이러한 소규모 지역을 위한 저온-연속식 시스템 운전을 통하여 간헐식 중앙난방 공동주택에서 문제가 되어 온 층간 난방불균형을 해소할 수 있고, 소규모 열수요처를 위한 시스템이므로 배관 길이가 짧아 배관에서의 열손실이 크게 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략도로서, 가스 터빈(M)을 구동하여, 전기(E) 에너지를 발생시켜, 일반 아파트나 중소 산업 단지와 같은 열수요처(D)에 전원을 공급하도록 한다.

그리고, 상기 가스 터빈의 구동시에 발생하는 배가스를 이용하여, 별도로 설치된 배가스 보일러(B)에서 고온의 증기를 발생하게 되는 것이다.

상기한 고온증기를 이용하여, 열교환기(H)나 저장 탱크(T)에서 고온의 용수를 신속하게 수요자에게 공급할 수 있으며, 별도로 장치된 이중효용 증기흡수식 냉동기(C1)에서 냉수를 발생하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 아파트 단지, 또는 중소규모 산업체 단지 등에 열원과 전력을 발생하도록 한 열병합 발전 시스템을 설치함으로써, 내연 기관을 이용하여 전력과 열원을 발생하여, 사용자에게 신속하게 공급시킬 수 있기 때문에, 에너지 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 고온의 배기가스를 이용하여, 보일러을 가동하고 온수를 발생시켜, 지역 난방 열원으로 사용할 수 있으며, 시스템의 보수 및 유지관리가 간편하며, 환경 오염을 방지하도록 한 유익한 발명인 것이다. 또한 소규모 지역을 위하여 저온-연속식으로 운전되므로 고온수가 아닌 저온수를 난방에 이용하여 열효율이 높였고, 특히 연속식이어서 24시간 계속 온수가 공급되므로 간헐식 중앙난방 공동주택에서 문제가 되어 온 층간 난방불균형을 해소할 수 있다. 이와 더불어 소규모 열수요처를 위한 시스템이므로 배관 길이가 짧아 배관에서의 열손실이 크게 줄어들었다.

Claims (2)

1. 전력(E)생산과 아울러 배가스와 냉각수를 열교환기(H)에서 열교환시켜 난방용 온수를 공급하는 열병합발전기 내연기관(M)과, 내연기관(M)에서 생산·공급되는 온수가 부족할 경우 보조적으로 온수를 공급하는 보일러(B)와, 배가스와 엔진냉각수를 이용하여 신속하게 급탕으로 온수를 공급하는 저장탱크(T)와, 냉수를 발생시켜 열수요처(D)에 공급하는 저온 흡수식 냉동기(C)와, 각 구성요소와 열수요처(D)를 연결하는 배관과, 온수 및 냉수의 순환을 위한 동력을 공급하는 펌프(P)를 포함하여 이루어진 지역난방 시스템에 있어서,

   상기 지역난방 규모는 5 내지 25Gcal/h 정도의 소규모이고, 상기 내연기관(M) 및 보일러(B)에서 생산되는 온수의 온도는 100℃ 미만의 저온이며, 펌프(P)에 의한 저온수의 순환은 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소규모 지역난방 시스템.
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